Đang tải... (xem toàn văn)
Nên nghiên cứu này được thực hiện tại xã Tam An, huyện Phú Ninh, tỉnh Quảng Nam để triển khai việc xây dựng cơ sở dữ liệu đất trồng lúa bằng phần mềm mã nguồn mở nhằm quản lý tốt quỹ đất lúa hiện có của xã.
Tạp chí Khoa học Đại học Huế: Nơng nghiệp Phát triển nông thôn; ISSN 2588–1191 Tập 126, Số 3D, 2017, Tr 55–64; DOI: 10.26459/hueuni-jard.v126i3D.4008 ỨNG DỤNG PHẦN MỀM MÃ NGUỒN MỞ QGIS ĐỂ XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐẤT TRỒNG LÚA TẠI XÃ TAM AN, HUYỆN PHÚ NINH, TỈNH QUẢNG NAM Nguyễn Hoàng Khánh Linh*, Trương Đỗ Minh Phượng, Nguyễn Ngọc Đức Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Huế, 102 Phùng Hưng, Huế, Việt Nam Tóm tắt: Nên nghiên cứu thực xã Tam An, huyện Phú Ninh, tỉnh Quảng Nam để triển khai việc xây dựng sở liệu đất trồng lúa phần mềm mã nguồn mở nhằm quản lý tốt quỹ đất lúa có xã Nghiên cứu tiến hành số hóa 13 tờ đồ địa dạng giấy cập nhật sở liệu đất trồng lúa hoàn chỉnh với 7307 đất địa bàn xã phần mềm Quantium GIS (QGIS) Từ sở liệu hoàn chỉnh này, nghiên cứu tiến hành xây dựng đồ đất trồng lúa đồ suất lúa xã Tam An, để bảo vệ phát triển đất trồng lúa địa bàn xã phục vụ công tác quản lý đất đai lâu dài địa phương Từ khóa: sở liệu, đất trồng lúa, QGIS, mã nguồn mở Đặt vấn đề Theo số liệu Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn, giai đoạn 2000–2010, diện tích đất trồng lúa nước giảm 269,5 nghìn ha, giảm bình qn 0,86 %/năm Trong đó, thời kỳ giảm mạnh năm từ năm 2000 đến năm 2005 (giảm tới 302,5 nghìn ha) [1] Trước thực trạng đó, ngày 13 tháng 04 năm 2015 Chính Phủ đưa nghị định “Nghị định 35/2015/NĐ–CP quản lý, sử dụng đất trồng lúa” đưa điều, khoản nhằm khuyến khích cộng đồng có quản lý bảo vệ quỹ đất lúa hợp lý [3] Sự phát triển không ngừng công nghệ thông tin mở nhiều hội triển vọng ứng dụng cho nhiều ngành phải kể đến ngành quản lý đất đai Hiện nay, hệ thống thông tin địa lý (GIS – Geographic Information Systems) ứng dụng rộng rãi vào lĩnh vực sống, bao gồm lĩnh vực quản lý thông tin đất, phần mềm ArcGIS, Mapinfo, IDRISI GIS… Ngồi phần mềm quyền đề cập trên, Quantum GIS (QGIS) biết đến phần mềm GIS mã nguồn mở phổ biến nay, phát hành miễn phí có hỗ trợ tốt từ cộng đồng người dùng giới Tuy nhiên, việc ứng dụng công nghệ mã nguồn mở GIS công tác quản lý địa phương chưa áp dụng rộng rãi Tam An xã vùng đồng bằng, nằm cách trung tâm huyện Phú Ninh, tỉnh Quảng Nam km phía Đơng Bắc với tổng diện tích tự nhiên tồn xã 9,25 km2 Hiện tại, kinh tế chủ * Liên hệ: nguyenhoangkhanhlinh@huaf.edu.vn Nhận bài: 05–01–2017; Hoàn thành phản biện: 17–08–2017; Ngày nhận đăng: 17–10–2017 Nguyễn Hoàng Khánh Linh CS Tập 126, Số 3D, 2017 yếu xã kinh tế nơng nghiệp, có quỹ đất lúa tương đối lớn toàn huyện Tuy nhiên, sở liệu địa địa bàn nghiên cứu chưa số hóa, nên việc khai thác quản lý gặp nhiều khó khăn, đặc biệt công tác cập nhật thông tin, chỉnh lý biến động đất Chính vậy, nghiên cứu thực nhằm khai thác tính phần mềm mã nguồn mở QGIS để xây dựng sở liệu đất trồng lúa hoàn chỉnh cho xã Tam An, huyện Phú Ninh, tỉnh Quảng Nam Mô tả vùng nghiên cứu Tam An xã vùng đồng bằng, nằm cách trung tâm huyện Phú Ninh, tỉnh Quảng Nam km phía Đơng Bắc, có vị trí tọa độ 15°36’25” vĩ Bắc 108°26’9” kinh Đông Tổng diện tích tự nhiên tồn xã 9,25 km2, gồm thôn: An Thiện, An Thọ, An Mỹ 1, An Mỹ 2, An Hịa, Phước An Thuận An (Hình 1) Tam An xã có kinh tế chủ yếu nơng nghiệp nên diện tích đất nơng nghiệp địa bàn xã chiếm diện tích tương đối cao so với diện tích 722.35 ha, chiếm 74,28 % diện tích đất tự nhiên Cho đến năm 2015, xã Tam An giao cho 1.443 hộ sử dụng đất trồng lúa với diện tích 4.118.788 m2 sản xuất lúa đất chuyên trồng lúa nước 142.535 m2 sản xuất lúa đất lúa khác Hình Sơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu 3.1 Phương pháp điều tra, thu thập số liệu, tài liệu Số liệu trạng sử dụng đất năm 2015, số liệu thống kê, kiểm kê giai đoạn 2005–2015, đồ địa dạng giấy gồm 13 tờ đồ, sổ mục kê, thuyết minh quy hoạch sử dụng đất đến năm 2020 thu nhập nhằm phục vụ mục đích xây dựng sở liệu đất trồng lúa 56 Jos.hueuni.edu.vn 3.2 Tập 126, Số 3D, 2017 Phương pháp xây dựng sở liệu đất trồng lúa công nghệ GIS Các bước sử dụng phần mềm Quantum GIS (QGIS) để xây dựng sở liệu bao gồm sở liệu không gian sở liệu thuộc tính cho đồ chuyên đề thực Hình Hình Sơ đồ quy trình nghiên cứu 3.3 Phương pháp điều tra, khảo sát ngoại nghiệp Phương pháp điều tra, khảo sát ngoại nghiệp sử dụng nhằm bổ sung thơng tin có liên quan để đảm bảo độ xác, đầy đủ tài liệu, số liệu Thông tin cần bổ sung gồm: tình hình biến động đất lúa hộ dân, suất vụ hộ, biến động diện tích sử dụng đất, mục đích sử dụng đất, khu vực đất manh mún, thông tin thủy lợi, giao thông nội đồng vùng nghiên cứu để phục vụ cho nghiên cứu Kết thảo luận 4.1 Xây dựng sở liệu đất trồng lúa Xây dựng sở liệu không gian Cơ sở liệu không gian đất trồng lúa xã Tam An số hóa từ đồ địa dạng giấy phần mềm QGIS theo tọa độ VN–2000/UTM zone 49N với kinh tuyến trục 107°45' Trong 13 tờ đồ địa xã, tờ đồ số với 878 đất có 830 đất lúa sử dụng để thể kết xây dựng sở liệu không gian đất trồng lúa địa bàn xã Để số hóa, tính chuyển liệu QGIS sử dụng để chuyển từ dạng ảnh sang dạng vùng (polygon) dạng *.shp Tuy nhiên, q trình thực cho thấy việc số hóa phần mềm QGIS chưa thật hồn thiện Kết số hóa cho thấy, lực nét ranh 57 Nguyễn Hoàng Khánh Linh CS Tập 126, Số 3D, 2017 giới đất lớn kết sau số hóa tạo thành hai đường song song đường thể chưa xác phần mềm QGIS Nhất chuyển liệu sang dạng vùng (*.shp) nên khó sử dụng để xây dựng sở liệu xử lý phần mềm khác Chính vậy, để có liệu khơng gian hồn chỉnh, nghiên cứu tạm thời sử dụng công cụ ArcScan phần mềm ArcGIS để số hóa tự động đồ giấy thu thập Tiếp tục tiến hành tương tự với tờ đồ khác xã Kết thu liệu khơng gian sau số hóa thể Hình Hình Kết số hóa đồ số chuyển từ dạng ảnh sang dạng điểmRaster sang dạng Vector 4.2 Xây dựng sở liệu thuộc tính đất trồng lúa Để hồn thiện liệu thuộc tính, nhóm tác giả tiến hành kiểm tra số liệu thu thập hồ sơ địa chính, tài liệu có liên quan kết điều tra thực địa Sau thơng tin chuyển vào bảng thuộc tính phần mềm QGIS thơng qua bảng liệu Excel sau thêm đầy đủ thông tin đất Cơ sở liệu thuộc tính mô tả thông tin đất xây dựng, bao gồm lớp thể Bảng Bảng Các trường thông tin bảng liệu thuộc tính 58 Tên trường CSDL Kiểu trường Giải thích id Long Integer Thể số thứ tự đất shbando Long Integer Thể số tờ đồ địa shthua Long Integer Thể số đồ địa dientich Double(10,1) Thể diện tích đất tenchu Text Thể tên chủ sử dụng đất diachi Text Thể địa đất Kh2003 Text Thể mục đích sử dụng đất doituongsd Text Thể đối tượng sử dụng đất NSDX Double(9,2) Thể suất trồng lúa vụ Đông xuân theo năm NSHT Double(9,2) Thể suất trồng lúa vụ Hè Thu theo năm Jos.hueuni.edu.vn Tập 126, Số 3D, 2017 Tên trường CSDL Kiểu trường Giải thích SLDX Double(9,2) Thể sản lượng trồng lúa vụ Đông Xuân theo năm SLHT Double(9,2) Thể sản lượng trồng lúa vụ Hè Thu theo năm TONGNS Double(9,2) Thể tổng suất trồng lúa theo năm TONGSL Double(9,2) Thể tổng sản lượng trồng lúa theo năm Sau biên tập bảng liệu thuộc tính, nhóm tác giả tiến hành nhập thơng tin cho đất bao gồm tên chủ sử dụng đất; địa chỉ; đối tượng sử dụng; suất, sản lượng qua năm; tổng suất, tổng sản lượng qua năm Trong phần mềm QGIS, để liên kết bảng thuộc tính với cần phải có tập tin *.csv Mặc định, tập tin *.csv mở với Microsoft Office Excel (MS Excel), việc mở trực tiếp dẫn đến bị lỗi font chữ Tiếng Việt Vì vậy, phần mềm Notepad sử dụng làm công cụ trung gian để xử lý “khoảng trắng” sang “,”và chuyển tập tin định dạng Unicode (UTF–8) để đọc tập tin MS Excel không bị lỗi font (Hình 4) Để hồn thiện sở liệu, liệu khơng gian liệu thuộc tính liên kết với thuộc tính từ tập tin *.csv vào QGIS.Giữa bảng thuộc tính tập tin *.csv có trường liệu chung (trường ID) để sử dụng chức liên kết (Join) QGIS Hình Kết xử lý file *.txt để xuất sang định dạng *.csv phần mềm notepad Xây dựng đồ trạng đất lúa xã Tam An Để xây dựng đồ trạng đất trồng lúa tổng thể cho xã Tam An tiến hành gộp tờ đồ lại với công cụ Merge Shapefiles to One QGIS từ sở liệu tờ đồ riêng lẻ Cơng cụ có ưu điểm với phần mềm khác tiết kiệm thời gian cho việc gộp liệu từ tờ đồ đơn lẻ mà giữ thông tin liệu Tuy nhiên, cơng cụ cịn mặt hạn chế Vì vậy, để thực thao tác gộp cần 59 Nguyễn Hoàng Khánh Linh CS Tập 126, Số 3D, 2017 phải đảm bảo cho các tờ đồ phải có hệ tọa độ, thống cấu trúc liệu thuộc tính, có định dạng kiểu liệu trường Kết sau gộp thể Hình Hình Dữ liệu khơng gian thuộc tính xã Tam An Sau gộp tờ đồ xã Tam An, tiến hành biên tập đồ trạng đất trồng lúa phần mềm QGIS theo quy định Kết đồ đất trồng lúa năm 2015 xã Tam An thể Hình 60 Jos.hueuni.edu.vn Tập 126, Số 3D, 2017 Hình Hình ảnh thu nhỏ đồ đất trồng lúa xã Tam An Xây dựng đồ suất đất trồng lúa Trong nghiên cứu này, xây dựng đồng thời đồ suất đất trồng lúa cho hai vụ Đông Xuân Hè Thu HTX số HTX số xã Tam An Do đó, số liệu liên quan đến suất, sản lượng lúa vụ hai vụ Đông Xuân – Hè Thu thu thập qua năm từ năm 2013 đến năm 2015 Kết tổng hợp thể Bảng Bảng Bảng Tổng hợp suất, sản lượng lúa vụ Đông Xuân – Hè Thu HTX số xã Tam An Vụ mùa Đông Xuân Hè Thu Chỉ tiêu Năng suất (Tấn/ha) Sản lượng (Tấn) Năng suất (Tấn/ha) Sản lượng (Tấn) Năm 2014 2013 2015 5,9 6,2 5,1, 1561,7 1641,1 1359,5 5,8 5,5 5,4 1535,3 1455,9 1429,4 Nguồn: số liệu thu thập Bảng Tổng hợp suất, sản lượng lúa vụ Đông xuân – Hè thu HTX số xã Tam An Vụ mùa Đông Xuân Hè Thu Chỉ tiêu Năng suất (Tấn/ha) Sản lượng (Tấn) Năng suất (Tạấn/ha) Sản lượng (Tấn) 2013 Năm 2014 2015 , 5,6 5,9 853,9 824,4 868,6 5,7 5,5 5,8 839,2 809,7 853,9 Nguồn: số liệu thu thập 61 Nguyễn Hoàng Khánh Linh CS Tập 126, Số 3D, 2017 Dựa số liệu thấy địa bàn xã Tam An có ba vùng suất lúa khác nhau: vùng có suất trồng lúa thấp (dưới tấn/ha), vùng có suất trồng lúa trung bình (từ 5,0 tấn/ha đến 5,8 tấn/ha) vùng có suất trồng lúa cao (từ 5,8 tân/ha trở lên) Từ đó, tiến hành xây dựng đồ suất lúa vụ Đông Xuân vụ Hè Thu cho năm 2015 Kết thể Hình Hình Hình ảnh thu nhỏ đồ suất lúa vụ Đông Xuân Hè Thu xã Tam An Kết luận Sử dụng phần mềm QGIS vào công tác quản lý, sử dụng đất thuận tiện dễ dàng, đặc biệt phần mềm hồn tồn miễn phí, giao diện thân thiện Phần mềm QGIS có đủ tính để xây dựng sở liệu đất trồng lúa xã Tam An, huyện Phú Ninh với liệu không gian liệu thuộc tính gồm đồ đất trồng lúa, đồ suất trung bình lúa vụ Đơng xuân Hè thu Cơ sở liệu cập nhật thông tin biến động trường hợp có thay đổi địa bàn xã năm Mặc dù số hạn chế cần nhờ hỗ trợ phần mềm khác, nhìn chung phần mềm mã nguồn mở GIS đáp ứng nhu cầu người quản lý đất đai để hồn thiện đồ tương đối hồn chỉnh Vì vậy, xem xét việc sử dụng QGIS thành lập loại đồ khác Tài liệu tham khảo Lê Xuân Ánh, Nguyễn Đình Thơng, Nguyễn Thị Thanh Tâm (2016), Ứng dụng công nghệ WebGIS phục vụ canh tác lúa vùng đồng sông Hồng, Kỷ yếu Hội thảo Quốc Gia Khoa học trồng lần thứ 2 Chính phủ (2015), Nghị định 35/2015/NĐ–CP ngày 13 tháng 04 năm 2015 Chính phủ quản lý, sử dụng đất trồng lúa 62 Jos.hueuni.edu.vn Tập 126, Số 3D, 2017 Đỗ Thị Thùy Dương (2015), Ứng dụng công nghệ GIS xây dựng sở liệu đất trồng lúa khu vực xã Hải Ba, huyện Hải Lăng, tỉnh Quảng Trị, Khóa luận tốt nghiệp, Trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội Le Trong Hai (2012), The Rice Situation in Viet Nam, Asian Development Bank Nguyễn Thành Hưng cs (2014), Xây dựng sở liệu đề xuất giải pháp khai thác sở liệu đất trồng lúa nhằm bảo vệ quỹ đất trồng lúa lâu dài xã Thủy Vân, thị xã Hương Thủy, tỉnh Thừa Thiên Huế, Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Huế Kenneth B Young, Eric J Wailes, Gail L.Cramer, Nguyen Tri Khiem (2002), Viet Nam’s Rice Economy: Developments and Prospect, Arkansas Agricultural Experiment Station, University of Arkansas Phạm Thị Hà Nhung (2014), Xây dựng sở liệu GIS phục vụ công tác quy hoạch sử dụng đất bảo vệ tài nguyên đất huyện Sóc Sơn, Thành phố Hà Nội, Luận văn Thạc sĩ Khoa học, Trường Đai học Khoa học Tự Nhiên, Đại học Quôc Gia Hà Nội Nguyễn Thị Thanh Thủy (2016), Ứng dụng GIS quản lý đất trồng lúa huyện Kim Thành, tỉnh Hải Dương, Luận văn Thạc sĩ khoa học, Đại học quốc gia Hà Nội Phạm Gia Tùng (2011), Ứng dụng GIS Viễn thms xây dựng đò biến động quỹ đất lúa tác động biến đổi khí hậu huyện Phú Vang, tỉnh Thừa Thiên Huế, giai đoạn 2000-2010, Luận văn Thạc sĩ khoa học nông nghiệp, Đại học Nông Lâm Huế 10 Nguyễn Đăng Vỹ (2014), Kết nghiên cứu ứng dụng công nghệ GIS công nghệ viễn thám vào quản lý sản xuất lúa vùng đồng sơng Cứu Long, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Thủy Lợi , Số 20, 1–12 63 Nguyễn Hoàng Khánh Linh CS Tập 126, Số 3D, 2017 APPLICATION OF OPEN SOURCE QGIS SOFTWARE TO BUILD DATABASE OF PADDY LAND: A CASE STUDY IN TAM AN COMMUNE, PHU NINH DISTRICT, QUANG NAM PROVINCE Nguyen Hoang Khanh Linh*, Truong Do Minh Phuong, Nguyen Ngoc Duc HU – University of Agriculture and Forestry, 102 Phung Hung St., Hue, Vietnam Abstract: This study was conducted in Tam An commune, Phu Ninh district, Quang Nam province to develop the database of rice land by using an open source software to manage the existing paddy land 13 paper cadastral maps were digitized and a complete rice land database with 7307 land parcels in the commune using Quantum GIS (QGIS) software was updated Based on this comprehensive database, the authors developed the maps of paddy land and paddy productivity The maps would help to protect and develop paddy land in Tam An commune for a long-term management at the local scale Keywords: database, paddy land, QGIS, open source 64 ... đất Chính vậy, nghiên cứu thực nhằm khai thác tính phần mềm mã nguồn mở QGIS để xây dựng sở liệu đất trồng lúa hoàn chỉnh cho xã Tam An, huyện Phú Ninh, tỉnh Quảng Nam Mô tả vùng nghiên cứu Tam. .. QGIS có đủ tính để xây dựng sở liệu đất trồng lúa xã Tam An, huyện Phú Ninh với liệu không gian liệu thuộc tính gồm đồ đất trồng lúa, đồ suất trung bình lúa vụ Đơng xuân Hè thu Cơ sở liệu cập nhật... đích xây dựng sở liệu đất trồng lúa 56 Jos.hueuni.edu.vn 3.2 Tập 126, Số 3D, 2017 Phương pháp xây dựng sở liệu đất trồng lúa công nghệ GIS Các bước sử dụng phần mềm Quantum GIS (QGIS) để xây dựng