Ứng dụng phương pháp viễn thám và mô hình hóa bản đồ nghiên cứu xu hướng biến động sử dụng đất huyện Thanh Trì

Nội dung của bài viết này tiến hành nghiên cứu ứng dụng phương pháp mô hình hóa bản đồ để thể hiện bản chất biến động của tình hình sử dụng đất được đặt ra.

Nghiên cứu khoa học ñổi nội dung, phương pháp giảng dạy ñịa lý ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP VIỄN THÁM VÀ MƠ HÌNH HĨA BẢN ðỒ NGHIÊN CỨU XU HƯỚNG BIẾN ðỘNG SỬ DỤNG ðẤT HUYỆN THANH TRÌ ðINH THỊ BẢO HOA NGUYỄN NGỌC THẠCH PHẠM NGỌC HẢI Trường ðại học Khoa học Tự nhiên I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Từ lâu, mơ hình hóa ñồ ñã ñược sử dụng ñể thể phân bố ñối tượng tượng khơng gian Các khoanh vi đất đồ trạng sử dụng đất khơng nằm ngồi mục đích Phân tích đồ, người đọc tìm quy luật điểm dị thường nơi xuất ñối tượng ðây phép trừu tượng có đồ Phân tích đồ bao gồm nội dung [1]: - Phân tích khơng biến đổi đồ (phân tích đồ thị, đo đếm, xác định khoảng cách ) Phân tích khơng biến đổi đồ phân tích mơ tả mắt, dựng ñồ thị theo ñồ, ño ñạc ñồ Tất thao tác ñều không làm thay đổi đồ có - Phân tích có biến ñổi ñồ (các ñồ dẫn suất) Phân tích có biến đổi đồ phân tích dựa ñồ khác ñược tạo từ ñồ gốc (gọi ñồ dẫn suất) ðây cách mà người nghiên cứu ñối tượng hiểu ñược chất sâu xa chúng chất cịn ẩn chứa bên ðể làm vậy, người phân tích đồ phải nhờ đến phương tiện để biến đổi, thơng thường loại lưới [1] Lưới khơng phủ chồng phủ chồng mức độ - Phân tích cách chiết suất thơng tin biểu đồ chun đề thành hợp phần riêng Phân tích có biến đổi đồ phân tích dựa đồ khác ñược tạo từ ñồ gốc (gọi ñồ dẫn suất) ðây cách mà người nghiên cứu ñối tượng hiểu ñược chất sâu xa chúng chất cịn ẩn chứa bên ðể làm ñược vậy, người phân tích đồ phải nhờ đến phương tiện để biến đổi, thơng thường loại lưới [1] Lưới khơng phủ chồng phủ chồng mức độ Vấn đề chỗ số tính lưới nào, mạng lưới ñiểm dùng ñể nội suy vẽ ñường ñẳng trị Như ñã biết đồ chia cắt sâu, cơng thức tính tốn độ chia cắt cho ô vuông chênh cao điểm cao thấp đó, cịn ñối với ñồ chia cắt ngang tổng chiều dài sơng suối có mặt số gán cho Vì 369 Khoa ðịa lý - 50 năm xây dựng phát triển thế, ñể nghiên cứu xu hướng biến ñộng sử dụng ñất cho ñất phải tìm cơng thức phù hợp Cơng thức tính tốn hình thái nghiên cứu áp dụng mặt hình thái [3] ðể phân tích chiết suất thơng tin ñồ, bên cạnh việc sử dụng số Sanon, áp dụng “ số hình dạng trung bình -MSI ”, cơng thức tính số sau: (∑ P(x ))/ ∑ A(x ) MSI = ∑x [ ( )] Trong đó: P chu vi, A diện tích, x kích thước khoanh vi đồ Chỉ số ứng dụng nhiều lĩnh vực khác như: ña dạng sinh học, thị hố, địa chất học, trạng xu hướng biến động sử dụng đất Nếu có liệu đồ đa thời gian, phân tích khơng biến đổi đồ với đồ ñược thể phương pháp ñường ñẳng trị MSI, sau trừ cộng bề mặt giá trị Ngồi việc nghiên cứu sử dụng đất, lớp đất bị lấy đi, khối lượng băng tan tính tốn theo cách [1] Như để nghiên cứu xu hướng biến động theo khơng gian - thời gian đất mặt hình thái, áp dụng cơng thức tính tốn MSI theo lục giác, sau lấy giá trị nội suy ñể vẽ ñường ñẳng trị MSI qua thời gian khác nhau, từ đó, khảo sát xu thế, ñặc ñiểm tập hợp ñối tượng tự nhiên, thơng qua việc phân tích đặc điểm ñường ñồng mức Tiếp ñó sử dụng phương pháp phân tích khơng biến đổi đồ, theo dõi ñược thay ñổi bề mặt MSI theo thời gian Kết ñưa tâm ñiểm nơi có xu hướng biến động mạnh theo khơng gian - thời gian.(hình 1) Hình Bản đồ số MSI phân tích từ đồ sử dụng đất xã Lĩnh Nam Có hai loại đường đẳng trị phân theo liệu ñầu vào [2] Loại thứ dùng liệu ñiểm ðối tượng ñược thể đường đẳng cao (đường bình độ), đường đẳng sâu, ñường ñẳng áp, ñường ñẳng nhiệt ñộ, ñường ñẳng lượng mưa Loại thứ hai liệu dạng tỷ số, thường gắn với trung tâm vùng Dữ liệu tỷ số 370 Nghiên cứu khoa học ñổi nội dung, phương pháp giảng dạy ñịa lý thường thể biến ñổi cá thể mạnh vượt khỏi vùng ðiều quan trọng phải tìm vùng thích hợp, đồ thường hệ thống lưới Lưới lục giác thích hợp cho nghiên cứu thử nghiệm hai lý do, thứ dạng hình học đem lại cảm giác khơng gian thứ hai, nối trung tâm lục giác tạo thành mạng tam giác thuận lợi cho trình nội suy đường đẳng trị Các cơng thức kể tới tỷ lệ phần trăm (số bị chia phần số chia - thể cấu trúc), mật độ (só chia thường tổng diện tích đơn vị thống kê - mật ñộ dân số, suất trồng ) tỷ số chung (bình quân số lao động hộ nơng nghiệp) ðường đẳng trị ñã ñược sử dụng từ sớm lịch sử nhân loại [2] Borri (1630) dùng ñường ñẳng trị thể suy giảm từ trường Alexandervon (1701) dùng ñường ñẳng trị ñể thể nhiệt ñộ Arthur Robinson (1845) dùng ñường ñẳng sâu thể thay ñổi ñịa hình ñáy biển Hình Bản ñồ số MSI phân tích từ đồ sử dụng đất xã ðại Áng Hình Bản đồ số MSI phân tích từ đồ sử dụng đất xã Liên Ninh Phân tích cách phân tích cấu trúc ñồ, tạo ra hợp phần liên quan tới việc xác ñịnh mặt mặt dư ðể giải vấn đề đơi cần áp dụng cơng thức tốn học tính tốn hồi quy, tương quan Vấn ñề nghiên cứu xu hướng biến ñộng sử dụng ñất liên quan tới phân tích ñồ có biến ñổi biểu ñồ với ñường ñẳng trị Áp dụng cách thể ñồ cho phép hình dung từ góc độ xu biến động sử dụng đất Chiều hướng mà ñường ñẳng trị lồi thể xu hướng lan toả, mở rộng Các ñường ñẳng trị lõm vào thể xu thu hẹp Nhiều ñường ñẳng trị lồi, dày ñặc, liên tiếp thể lan tỏa với cường ñộ mạnh, nhiều ñường ñẳng trị lồi ra, giãn rộng thể lan toả với chiều hướng rộng khắp Vì thế, vấn đề nghiên cứu ứng dụng phương pháp mơ hình hóa ñồ ñể thể chất biến ñộng tình hình sử dụng đất đặt 371 Khoa ðịa lý - 50 năm xây dựng phát triển II ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP VIỄN THÁM VÀ PHƯƠNG PHÁP MÔ HÌNH HĨA BẢN ðỒ NGHIÊN CỨU XU HƯỚNG BIẾN ðỘNG SỬ DỤNG ðẤT HUYỆN THANH TRÌ NĂM GIAI ðOẠN 2001 - 2003 Giới thiệu vùng nghiên cứu Theo ranh giới hành chính, Thanh Trì tiếp giáp với Hà Tây phía tây, có sơng Hồng ranh giới tự nhiên với huyện Gia Lâm phía đơng Giới hạn khu vực nghiên cứu nằm từ 20°52’33” tới 20°59’1” vĩ bắc, 105°47’27”tới 105°56’11” kinh đơng Tổng diện tích tự nhiên vùng nghiên cứu 9.828,5401 [4] Với vị trí đó, Thanh Trì huyện ngoại thành nằm phía nam nội thành Hà Nội, có vai trị cửa ngõ phía nam, vùng hậu cần thực phẩm tươi, ñồng thời khu vực sinh thái cho trung tâm thủ ðịa hình huyện Thanh Trì thấp trũng Hà Nội, với độ cao trung bình so với mặt nước biển 4-5m, nghiêng từ Bắc xuống Nam từ ðông sang Tây ðê sơng Hồng chia huyện thành hai phần: đê ngồi đê Vùng bãi ven sơng ngồi đê hàng năm ñược bồi thêm lượng phù sa lớn nên ñịa hình cao phần ñê, thường bị ngập nước vào mùa lũ Vùng đê có bề mặt địa hình bị chia cắt mạnh kênh, mương thủy lợi kết hợp với nhiều vùng trũng tạo thành ñầm hồ tự nhiên, thích hợp với việc ni thả cá Khí hậu huyện Thanh Trì mang đặc tính khí hậu nhiệt đới gió mùa Nhiệt độ trung bình 23,9 oC Bức xạ mặt trời trung bình 4272 Kcal/m2/tháng Lượng mưa phong phú (trung bình năm 1649mm), phân bố khơng đều, mùa mưa từ tháng đến tháng 10 tập trung tới 80% lượng mưa nên dễ gây úng ngập, làm thiệt hại mùa màng vật chất nhân dân Trong mùa mưa từ tháng 11 đến tháng năm sau khơng đủ nước ñể canh tác Lượng bốc trung bình năm 938mm ðộ ẩm trung bình cao (83%), phù hợp với loại hoa màu Hai mùa gió chính: gió mùa ðơng Bắc gió mùa ðơng Nam ảnh hưởng sâu sắc tới mùa vụ sản xuất nông nghiệp trình sinh trưởng loại trồng Trên địa bàn huyện có sơng lớn chảy qua như: sơng Hồng, sông Nhuệ, sông Tô Lịch, sông Lừ, sông Sét, sơng Kim Ngưu, Huyện có diện tích hồ đầm lớn hồ Yên Sở, Linh ðàm, ðịnh Công, Pháp Vân Phần lớn chúng bị ô nhiễm nước mưa nước thải sinh hoạt khơng làm từ khu vực nội thành chảy vào Toàn huyện có loại đất chính: đất phù sa khơng bồi, khơng glây glây yếu, đất phù sa khơng bồi có glây, đất phù sa bồi trung tính kiềm yếu, đất phù sa khơng bồi glây mạnh, ñất phù sa ñược bồi hàng năm trung tính kiềm yếu, đất cồn cát, bãi cát ven sơng Như vậy, vị trí địa lý điều kiện tự nhiên yếu tố hình thành đặc điểm sử dụng ñất khu vực nghiên cứu 372 Nghiên cứu khoa học ñổi nội dung, phương pháp giảng dạy ñịa lý Phân loại ảnh số thành lập ñồ trạng sử dụng đất huyện Thanh Trì năm 2001 năm 2003 a Tư liệu ảnh viễn thám Ảnh viễn thám ñược lựa chọn ñể thực phân loại ảnh aster, độ phân giải khơng gian 15 m, chụp ngày 16/11/2001 ngày 13/01/2003, nắn chỉnh hình học với đồ địa hình tỷ lệ 1:10.000 Hình Ảnh Aster tháng 11/2001 Hình Ảnh Aster tháng 01/2003 b Phân loại ảnh viễn thám khu vực huyện Thanh Trì năm 2001 năm 2003 Qua trình khảo sát thực ñịa, khu vực nghiên cứu lên loại hình sử dụng đất sau: ðất trồng lúa; ðất trồng rau hoa màu; Mặt nước (ao, hồ, đầm); Sơng Hồng; Khai thác cát; Dân cư thị; Dân cư nông thôn; ðất xây dựng giao thơng Hình Ảnh phân loại trạng năm 2001 Hình Ảnh phân loại trạng năm 2003 Kết phân loại ảnh viễn thám hai thời ñiểm 2001 2003 tích hợp theo phương thức giao chéo (crossing) tạo bảng liệu ma trận biến ñộng ñồ biến ñộng (ñã ñược gộp nhóm thành hai lớp: biến động khơng biến 373 Khoa ðịa lý - 50 năm xây dựng phát triển động) Như xu hướng biến động dự đốn từ ma trận biến động, cịn hướng biến động theo khơng gian khó theo dõi Diện tích đất trồng lúa tăng chút (khoảng 1%) phần diện tích mặt nước chuyển sang (152,96ha) Diện tích đất trồng rau hoa màu giảm từ 22,28% xuống 18,8% có phần diện tích chuyển sang đất mặt nước (105,88 ha), đất thị (1,44 ha), trung bình giảm 115,16 ha/năm Diện tích mặt nước giảm từ 14,84% xuống cịn 11,59% chuyển sang đất thị 1,44 ha, trung bình giảm 107,52 ha/năm ðất chuyên dùng tăng từ 9,46% lên 11,59% chuyển từ ñất trồng lúa 23,84 ha, từ ñất trồng rau hoa màu 122,4ha từ đất mặt nước 66,56ha, trung bình tăng 70,72 ha/năm ðất nông thôn tăng từ 14,22% lên 17% chuyển từ ñất trồng lúa 28,44 ha, ñất trồng rau hoa màu 247,4 ha, trung bình tăng 92 ha/năm ðất thị tăng từ 0,38% lên 1,2% chuyển sang từ đất trồng lúa 85,68 ha, trung bình tăng 27,3 ha/năm Bảng Biến ñộng sử dụng ñất huyện Thanh Trì giai đoạn 2001 - 2003 14 27 41 52 53 58 Tổng 2001 % 3182.32 0 23.84 28.44 85.68 0.08 3320.36 33.42 14 74.4 1760.65 122.4 247.4 8.6 2213.45 22.28 27 152.96 105.88 1148.68 66.56 0 1474.08 14.84 41 0 938.76 0.12 0.52 939.4 9.46 52 0 0 1412.68 0.08 1412.76 14.22 53 1.44 2.76 0.12 33.08 37.4 0.38 58 0 0.08 0 536.28 536.36 5.40 9933.81 100 3409.68 1867.97 1151.52 1151.56 1688.76 119.28 545.04 2003 2001 Tổng 2003 3409.68 1867.97 1151.52 1151.56 1688.76 119.28 545.04 9933.81 % 34.32 18.80 11.59 11.59 17.00 1.20 5.49 100.00 Xử lý tác giả năm 2003 2.2.3 Tính tốn, phân tích biến động giá MSI điểm lưới lục giác ảnh phân loại sử dụng ñất năm 2001 2003 Áp dụng cơng thức tính số MSI, ñồ biến ñộng MSI giai ñoạn 2001 2003 cho thấy tâm phát triển khu vực ðịnh Cơng, Thịnh Liệt, Thanh Trì, Lĩnh Nam, n Sở, n Mỹ, Ngọc Hồi - Liên Ninh, khu vực ñược quy hoạch thành khu dân cư khu thị ðịnh Cơng, Thịnh Liệt, kênh dẫn nước Yên Sở, vùng trồng rau Yên Mỹ, khu công nghiệp Ngọc Hồi - Liên Ninh Trên ñồ biến ñộng xây dựng kỹ thuật tạo ñồ chéo ( crossing) cho thấy phát 374 Nghiên cứu khoa học ñổi nội dung, phương pháp giảng dạy địa lý Hình Giá trị MSI năm 2001 Hình Giá trị MSI năm 2003 Hình 10 Biến động giá trị MSI giai ñoạn 2001 -2003 375 Khoa ðịa lý - 50 năm xây dựng phát triển III KẾT LUẬN Sử dụng lưới lục giác làm tốn tử giá trị ñược lựa chọn MSI ảnh phân loại trạng sử dụng ñất, làm sở ñể tạo hệ thống ñường ñẳng trị bề mặt MSI Phân tích lớp thơng tin tách chiết cho thấy xu hướng biến động mặt hình thái tình hình sử dụng đất theo không gian thời gian ðiều cho thấy mô hình hóa đồ cơng cụ mạnh thực biết kết hợp thủ pháp phân tích đồ có phân tích khơng biến đổi đồ phân tích có biến đổi đồ (với ñồ dẫn xuất) TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] A M Berliant, Nghiên cứu ñịa lý phương pháp đồ, Biên dịch Hồng Phương Nga, Nhữ Thị Xn, Hiệu đính Nguyễn Thơ Các, Nhà Xuất ðại học Quốc gia, 2001 [2] Bordent D Dent, Cartography - Thematic Map Design, 1993 [3] ESRI, ARC-GIS 9.1 tutorial [4] http://www.itc.nl/library/papers_2003 [5] UBND huyện Thanh Trì, Báo cáo tổng hợp quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất đai huyện Thanh Trì, Thành phố Hà Nội, thời kỳ 2001-2010, tháng 1/2002 SUMMARY DINH THI BAO HOA, NGUYEN NGOC THACH, PHAM NGOC HAI The application of map modeling for studying trend of land use change is the main content of this article To understand more clearly about the trend of land use change, instead of using crossing two land use maps, the authors used the method of map analysis with/without modifying map Map analysis using modifying map considered the hexagonal as operator in which the MSI value was calculated from all patch of land use falled in Mean shape index (MSI) is used as an indicator for identifying the change of land use in each hexagonal over time More ever, this value was considered for interpolating the isopletic lines Two isopletic lines were intersected Residual of MSI was used for interpolating isopletic lines again According to character of these lines, the trend of land use change was presented 376 ... PHƯƠNG PHÁP VIỄN THÁM VÀ PHƯƠNG PHÁP MƠ HÌNH HÓA BẢN ðỒ NGHIÊN CỨU XU HƯỚNG BIẾN ðỘNG SỬ DỤNG ðẤT HUYỆN THANH TRÌ NĂM GIAI ðOẠN 2001 - 2003 Giới thiệu vùng nghiên cứu Theo ranh giới hành chính, Thanh. .. chiều hướng rộng khắp Vì thế, vấn đề nghiên cứu ứng dụng phương pháp mơ hình hóa đồ ñể thể chất biến ñộng tình hình sử dụng ñất ñược ñặt 371 Khoa ðịa lý - 50 năm xây dựng phát triển II ỨNG DỤNG PHƯƠNG... trạng xu hướng biến động sử dụng đất Nếu có liệu đồ đa thời gian, phân tích khơng biến đổi đồ với đồ thể phương pháp ñường ñẳng trị MSI, sau trừ cộng bề mặt giá trị Ngồi việc nghiên cứu sử dụng