Việt Nam
Ứng dụng công nghệ máy tính vào xây dựng bản đồ và phân tích không gian phát triển song song với việc thu nhận, phân tích và thể hiện dữ liệu trong các lĩnh vực nhƣ xây dựng bản đồ địa hình, bản đồ địa chính, các thiết kế đồ hoạ,
thiết kế xây dựng, địa chất, trong khoa học đất, điều tra đo đạc, phân tích và xử lý ảnh viễn thám... Các nhà khoa học và nghiên cứu môi trƣờng ứng dụng GIS trong nghiên cứu các biến đổi môi trƣờng toàn cầu dƣới tác động ảnh hƣởng của các yếu tố tự nhiên nhƣ khí hậu, thời tiết và ảnh hƣởng tác động của con ngƣời về mặt kinh tế - văn hoá - xã hội nhằm tìm ra các giải pháp thích hợp bảo vệ trái đất khỏi các nguy cơ hiểm hoạ của tự nhiên. Hiện nay, kỹ thuật GIS đƣợc ứng dụng phổ biến nhất trong việc xác định những vị trí thích hợp cho các tuyến phòng thủ quân sự, các vùng chiến lƣợc để triển khai các cuộc tập trận quân sự phù hợp với các loại vũ khí hiện đại... Sau đây là một số ứng dụng công nghệ GIS trên thế giới và ở Việt Nam trong công tác điều tra, đánh giá tài nguyên đất đai phục vụ sản xuất nông nghiệp (Trần Thị Băng Tâm, 2010).
2.4.4.1. Một số ứng dụng công nghệ GIS trên thế giới
Hệ thống thông tin địa lý (GIS) đã bắt đầu xuất hiện vào cuối năm 1960 và đến nay đã phát triển hoàn chỉnh với khả năng thu nhận, lƣu trữ, truy cập, xử lý, phân tích và cung cấp thông tin cần thiết để hỗ trợ quá trình ra quyết định trong nhiều lĩnh vực khác nhau, đặc biệt trong lĩnh vực đánh giá đất đai phục vụ cho phát triển sản xuất nông lâm nghiệp, cụ thể nhƣ sau:
- Trên quy mô toàn thế giới, FAO (1983) đã ứng dụng GIS trong mô hình phân vùng sinh thái nông nghiệp (Agro - Ecological Zone - AEZ) để đánh giá đất đai thế giới tỷ lệ 1/5.000.000.
- Nghiên cứu của Nihar R.Sahoo năm 2002 cũng đã chứng minh đƣợc ƣu điểm nổi bật của kỹ thuật đánh giá đa chỉ tiêu khi ứng dụng phƣơng pháp đánh giá đất của FAO làm giảm đƣợc tính chủ quan trong việc ra quyết định, đóng góp thêm vào cơ sở lý luận cho việc đánh giá đất đai bền vững.
- Alejandro Ceballoss - Silva and Jorge Lopez-Blanco (2003) ứng dụng MCA xác định khu vực thích nghi cho sản xuất ngô và khoai tây ở miền trung Mexico. Khí hậu, địa hình và đất đƣợc chọn để tạo các lớp đa tiêu chí trong GIS. Trọng số các tiêu chí đƣợc tính toán theo AHP. Kết quả đánh giá thích nghi sau đó đƣợc chồng lớp với bản đồ thực phủ giải đoán từ ảnh Landsat TM để xác định sự khác nhau và giống nhau giữa loại hình sử dụng đất hiện tại và vùng thích nghi với ngô và khoai tây.
- Henok Mulugeta (2010) đánh giá thích nghi đất đai cho 2 loại cây lúa mì và ngô dựa trên 5 nhân tố bao gồm độ dốc, độ ẩm đất, kết cấu đất, tầng dày đất,
loại đất và loại hình sử dụng đất hiện tại. Phƣơng pháp đƣợc dùng để tính trọng số và chuẩn hóa các nhân tố và so sánh cặp của AHP kết hợp trọng số tuyến tính. Bản đồ thích nghi trong GIS đƣợc phân theo 5 lớp thích nghi của FAO. Kết quả của nghiên cứu thể hiện tiềm năng phát triển của cây trồng nông nghiệp tại Legambo Woreda, Ethiopia.
Hiện nay, hầu hết các nƣớc trên thế giới đã ứng dụng GIS trong nghiên cứu đất đai. Ứng dụng GIS trong lĩnh vực này đã đem lại kết quả vô cùng to lớn, nó cung cấp thông tin kịp thời, đầy đủ và chính xác cho các nhà quản lý ra quyết định hợp lý phục vụ chiến lƣợc phát triển kinh tế xã hội bền vững.
2.4.4.2. Một số ứng dụng GIS tại Việt Nam
Với tầm quan trọng của GIS, ở Việt Nam các cơ quan Nhà nƣớc đã quan tâm đầu tƣ xây dựng các ứng dụng GIS phục vụ cho công tác quản lý, khai thác, và sử dụng các lợi ích do công nghệ này mang lại. Sớm nhìn thấy tiềm năng phát triển GIS ở Việt Nam, Viện Nghiên cứu Hệ thống Môi trƣờng (ESRI) đã phát triễn lĩnh vực GIS và các sản phẩm, dịch vụ của GIS-ESRI (bao gồm phần mềm, ứng dụng, đào tạo GIS) ở Việt Nam.
Công nghệ GIS đã có sự phát triển vƣợt bậc trong các ứng dụng ở Việt Nam. Các cơ quan Trung ƣơng nhƣ Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Bộ Y tế, Bộ Giao thông... đã có những dữ liệu và ứng dụng GIS phục vụ công tác quản lý Nhà nƣớc. Ở các địa phƣơng, đã có nhiều dự án triển khai ứng dụng GIS trong phạm vi tỉnh.
Theo kết quả đánh giá chất lƣợng đất năm 2008 cho các vùng kinh tế trọng điểm của Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng cho thấy: phƣơng pháp xây dựng bản đồ chất lƣợng đất đƣợc thực hiện theo các bƣớc nhƣ:
+ Xây dựng bản đồ nền
+ Số hóa các bản đồ đơn tính, bao gồm: bản đồ đất, bản đồ địa hình, bản đồ thủy văn, bản đồ khí hậu, bản đồ hiện trạng sử dụng đất theo thang phân cấp đánh giá. Các tiêu chí đƣợc lựa chọn để lựa chọn để đánh giá chất lƣợng đất phải phù hợp với các yếu tố tham gia tạo lập các bản đồ đơn tính hoặc là các thông tin có thể điều tra bổ sung.
+ Phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng đất đƣợc sử dụng là kết hợp giữa “Phƣơng pháp yếu tố hạn chế” và “phƣơng pháp tham số”.
Kết quả nghiên cứu của Tổng cục Quản lý đất đai năm 2008 về chất lƣợng đất nông nghiệp sau chuyển đổi của vùng Bán đảo Cà Mau cho thấy phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng đất đƣợc thực hiện theo FAO là sự kết hợp giữa phƣơng pháp “yếu tố hạn chế” trong sử dụng đất và phƣơng pháp xác định “trọng số”, đồng thời lƣợng hóa các yếu tố định tính bằng thang điểm 100 để đánh giá tính bền vững của các loại hình sử dụng đất nông nghiệp (Tổng cục Quản lý đất đai, 2008).
+ Tiêu chí dùng để xác định chất lƣợng đất sản xuất nông nghiệp ở vùng bán đảo Cà Mau đƣợc xác định dựa vào những đặc tính chung đã đƣợc sử dụng để đánh giá chất lƣợng đất và những đặc tính đặc trƣng của đất vùng bán đảo Cà Mau. Đất đai trong vùng phần lớn là đồng bằng, không đa dạng về loại đất, đƣợc hình thành chủ yếu từ quá trình bồi tụ phù sa sông và biển, trong đó tỷ lệ đất mặn và đất phèn chiếm ƣu thế (>66%). Sản xuất nông nghiệp chủ yếu là trồng lúa và nuôi trồng thủy sản do đó về tiêu chí và các chỉ tiêu phân cấp chất lƣợng đất đƣợc xác định chủ yếu dựa trên yêu cầu của các đối tƣợng cây trồng là lúa và nuôi trồng thủy sản của vùng kết hợp với một số yêu cầu sử dụng đất bền vững cho sản xuất nông nghiệp.
+ Lựa chọn các yếu tố và chỉ tiêu liên quan đến chất lƣợng đất (theo định tính hay đinh lƣợng) sau đó tổ hợp chúng trên từng khoanh đất và đánh giá các yếu tố hạn chế kết hợp với phƣơng pháp cho điểm, trọng số để phân chia chất lƣợng đất cho các mục đích trồng trọt hay nuôi trồng thuỷ sản.
+ Phƣơng pháp xây dựng bản đồ sử dụng công nghệ GIS để xây dựng bản đồ chất lƣợng đất nông nghiệp.
Nhƣ vậy, việc đánh giá chất lƣợng đất ở Việt Nam đã đƣợc thực hiện từ khá sớm, các phƣơng pháp đánh giá ngày càng chính xác và độ tin cậy cao. Trong đó việc ứng dụng công nghệ GIS phục vụ cho việc đánh giá ngày càng đƣợc sử dụng rộng rãi và phổ biến.
Viện Điều tra Quy hoạch lâm nghiệp phát triển hệ xử lý ảnh phục vụ cho công tác quản lý tài nguyên rừng. Sử dụng chƣơng trình đánh giá đất tự động (Automated Land Evaluation System) để đánh giá phân hạng đất một số mô hình tại tỉnh Tuyên Quang.
Ứng dụng GIS phục vụ quy hoạch sử dụng đất tại huyện Xuân Lộc, tỉnh Đồng Nai của Nguyễn Kim Lợi và Lê Tiến Dũng (2009). Đề tài đã ứng dụng GIS
xây dựng bản đồ các yếu tố thích nghi: đất, tầng dày, khả năng tƣới, độ dốc và phân vùng thích nghi cho các loại hình sử dụng đất, và phƣơng pháp phân tích đa tiêu chuẩn MCA 13 trong kĩ thuật AHP-IDM đƣợc sử dụng để tính toán trọng số của các tiêu chuẩn tƣơng ứng với các loại hình sử dụng đất.
Ngoài ra, có một số đề tài nghiên cứu có liên quan đến đánh giá đất nhƣ: - Xây dựng cơ sở dữ liệu để phục vụ công tác đánh giá đất và quy hoạch sử dụng đất tại xã Phú Sơn, huyện Hƣơng Thủy, tỉnh Thừa Thiên Huế của Huỳnh Văn Chƣơng và Ngô Thế Lân (2010). Đề tài đã xây dựng đƣợc bản đồ đơn vị đất đai, bản đồ hệ thống thông tin đất tỉ lệ 1: 10.000 trên cơ sở các bản đồ đơn tính gồm loại đất, thành phần cơ giới, độ dốc, tầng dày, độ phì, hiện trạng sử dụng đất. Nguồn dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính đƣợc quản lí trên phần mềm Mapinfo và Arcview và theo hệ toạ độ chuẩn quốc gia VN 2000. Trong đó, mỗi bản đồ có sự phân loại và phân cấp đặc trƣng riêng biệt, riêng bản đồ đơn vị đất đai và bản đồ hệ thống thông tin đất với nguồn dữ liệu trên các mặt nhƣ địa lí, thổ nhƣỡng, kinh tế, xã hội là cơ sở dữ liệu quan trọng phục vụ công tác đánh giá đất và quy hoạch sử dụng đất. Đề tài cũng đã khẳng định tính cấp thiết trong vấn đề xây dựng các bản đồ nền và nguồn cơ sở dữ liệu thống nhất và chuẩn hóa là cơ sở giúp các nhà quản lí có thể đƣa ra những quyết định đúng đắng và hợp lí về việc sử dụng đất..
- Ứng dụng GIS trong đánh giá đất đai phục vụ quy hoạch phát triển cây cao su tiểu điền tại huyện Hải Lăng, tỉnh Quảng Trị của Huỳnh Văn Chƣơng (2012). Nghiên cứu đã ứng dụng phƣơng pháp đánh giá đất của FAO và công nghệ GIS để đánh giá phân hạng khả năng thích nghi đất cho cây cao su tại các xã vùng đồi huyện Hải Lăng, tỉnh Quảng Trị. Nghiên cứu đã chỉ ra việc phối hợp ứng dụng GIS và phƣơng pháp đánh giá đất theo FAO có điều chỉnh phù hợp với điều kiện Việt Nam bao gồm điều kiện tự nhiên, kinh tế và xã hội mang lại tính khả thi cao và đã đạt đƣợc những thành công nhất định cho vùng nghiên cứu. Kết quả đã xây dựng đƣợc các loại bản đồ đơn tính, bản đồ đơn vị đất đai và bản đồ phân hạng thích nghi đất cho cây cao su. Kết quả chỉ ra rằng, vùng đồi huyện Hải Lăng chỉ xuất hiện mức thích hợp trung bình và thấp chiếm chủ yếu. Nghiên cứu cũng đã đề xuất đƣợc diện tích phát triển và phân bố cụ thể theo từng đơn vị hành chính cấp xã trên từng đơn vị đất đai. Nghiên cứu có ý nghĩa rất lớn cho việc tham khảo lập qui hoạch sản xuất nông nghiệp giai đoạn 2011 - 2020 của huyện Hải Lăng, tỉnh Quảng Trị và chiến lƣợc phát triển cao su tiểu điền.
- Xây dựng bản đồ đơn vị đất đai bằng công nghệ hệ thống thông tin địa lý (GIS) phục vụ cho đánh giá đất nông nghiệp huyện Võ Nhai, tỉnh Thái Nguyên của Trần Thị Hồng Gấm và Đàm Xuân Vận (2011). Đề tài đã ứng dụng công nghệ GIS để thành lập bản đồ đơn vị đất đai thông qua việc chồng xếp 6 bản đồ đơn tính, gồm: Bản đồ loại đất, bản đồ độ dầy tầng đất, bản đồ địa hình, bản đồ thành phần cơ giới, bản đồ chế độ tƣới, bản đồ độ phì. Bản đồ đơn vị đất đai huyện Võ Nhai tỉnh Thái Nguyên đƣợc thành lập sẽ giúp cho công tác đánh giá phân hạng đất đai, quy hoạch sử dụng đất nông nghiệp của huyện một cách hiệu quả.
- Nghiên cứu xây dựng bản đồ đơn vị đất đai phục vụ cho đánh giá đất sản xuất nông nghiệp huyện Đồng Hỷ, tỉnh Thái Nguyên của Trần Thị Thu Hiền và Đàm Xuân Vận (2009). Đề tài đã xây dựng bản đồ đơn vị đất đai dựa trên cơ sở đã xác định đƣợc 8 chỉ tiêu phân cấp là: loại đất, độ dốc, độ cao, độ dày tầng đất, thành phần cơ giới đất, pHKCl, mùn, lân tổng số đối với các loại đất sản xuất trong vùng nghiên cứu; kỹ thuật GIS đƣợc ứng dụng trong xây dựng các bản đồ đơn tính; bản đồ đơn vị đất đai đƣợc xây dựng theo phƣơng pháp chồng xếp các bản đồ đơn tính bằng công nghệ GIS.
PHẦN 3. NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU