Ở VIỆT NAM
Hiện nay, công tác đánh giá đất đai được thực hiện trên nhiều quốc gia và đã trở thành một khâu quan trọng trong công tác đánh giá nguồn tài nguyên và quy hoạch sử dụng đất. Tại Việt Nam, Viện Quy hoạch và Thiết kế nông nghiệp đã liên tục nghiên cứu, ứng dụng phương pháp, quy trình đánh giá đất của FAO trên thực tế nước ta để đưa vào quy trình xây dựng các dự án quy hoạch và phát triển nông nghiệp, quy hoạch tổng thể, quy hoạch sử dụng đất ở tất cả các cấp.
Dựa theo chỉ dẫn của FAO về các bước trong công tác đánh giá đất và tiến trình đánh giá đất, công tác đánh giá đất của Việt Nam tập trung vào các nội dung:
- Xác định các chỉ tiêu xây dựng bản đồ đất đai. - Xác định các loại hình sử dụng đất.
- Lựa chọn và phân cấp các chỉ tiêu phân hạng thích hợp. - Xác định phân hạng thích hợp đất đai.
Từ năm 1995, Viện Quy hoạch và Thiết kế nông nghiệp đã hoàn thành chương trình xây dựng bản đồ đơn vị đất đai cấp toàn quốc với tỷ lệ 1/1.000.000.
Những ứng dụng từ việc xây dựng bản đồ đơn vị đất đai ở Việt Nam:
- Xác định được các loại hình sử dụng đất bền vững thích hợp cho sản xuất nông nghiệp, lâm nghiệp ở Việt Nam, từ đó là cơ sở giúp định hướng phát triển sản xuất nông lâm nghiệp.
- Các chương trình đánh giá, phân hạng thích hợp đất đai của Việt Nam thường lấy yếu tố đơn vị đất đai hoặc tính chất đất làm cơ sở của việc xếp hạng và phân cấp các chỉ tiêu cho đánh giá mức độ thích hợp của các LUT.
- Đề xuất các chính sách sử dụng đất, các dự án đầu tư cho sản xuất và các biện pháp khoa học kỹ thuật phù hợp, phục vụ cho quy hoạch sử dụng đất.
2.5. TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS) 2.4.1. Khái quát về hệ thống thông tin địa lý
2.5.1.1. Khái niệm về hệ thống thông tin địa lý
Hệ thống thông tin địa lý (HTTĐL) - Geographical information system (GIS) là một tập hợp có tổ chức của bốn hợp phần: phần cứng máy tính, phần
mềm, dữ liệu địa lý và con người điều hành được thiết kế hoạt động một cách có hiệu quả nhằm tiếp nhận, lưu trữ, điều khiển, phân tích và hiển thị toàn bộ các dạng dữ liệu địa lý. HTTĐL có mục tiêu đầu tiên là xử lý hệ thống dữ liệu trong môi trường không gian địa lý (Viện nghiên cứu môi trường Mỹ - 1994).
Hình 2.1: Các thành phần của GIS
Một định nghĩa khác có tính chất giải thích, hỗ trợ là: “HTTĐL là một hệ thống máy tính có chức năng lưu trữ và liên kết các dữ liệu địa lý với các đặc tính của bản đồ dạng đồ họa, từ đó cho một khả năng rộng lớn về việc xử lý thông tin, hiển thị thông tin và cho ra các sản phẩm bản đồ, các kết quả xử lý cùng các mô hình”.
Công nghệ GIS: Là một loại hệ thông tin kiểu mới (New Information System) được xây dựng trên nền tảng công nghệ máy tính và công nghệ bản đồ. Từ các thông tin vị trí địa lý của đối tượng (dữ liệu không gian) và thông tin thuộc tính được lưu trữ (dữ liệu thuộc tính) ta có thể dễ dàng tạo ra các loại bản đồ và các báo cáo để cung cấp một sự nhìn nhận có hệ thống và tổng thể, nhằm thu nhận và quản lý thông tin vị trí có hiệu quả. Khả năng của một hệ GIS tối thiểu giải quyết được 5 vấn đề chính sau:
- Vị trí: quản lý và cung cấp vị trí của các đối tượng theo yêu cầu bằng các cách khác nhau như tên địa danh, mã vị trí hoặc toạ độ.
- Điều kiện: thông qua phân tích các dữ liệu không gian cung cấp thông tin các sự kiện tồn tại hoặc xảy ra ở một địa điểm nhất định hoặc xác định các đối tượng thoả mãn các điều kiện đặt ra.
- Chiều hướng: cung cấp hướng thay đổi của đối tượng thông qua phân tích các dữ liệu trong một vùng lãnh thổ nghiên cứu theo thời gian.
- Kiểu mẫu: cung cấp mức độ sai lệch của các đối tượng so với kiểu mẫu và nơi sắp đặt chúng đã có từ các nguồn khác.
liệu hay nói cách khác xác định xu thế phát triển của các đối tượng. Ngoài thông tin địa lý, hệ thống cần phải có thêm thông tin về các quy luật hoặc nguồn thông tin thống kê.
Song song với sự thâm nhập của công nghệ GIS vào các lĩnh vực khác nhau, phần mềm GIS đang hướng tới đưa công nghệ GIS thành hệ tự động thành lập bản đồ và xử lý dữ liệu Hypermedia (phương tiện cao cấp), tích hợp với công nghệ hệ chuyên gia, một ngành trong khoa học công nghệ trí tuệ nhân tạo, để đưa giá trị ứng dụng của nó lên một tầm cao hơn - ứng dụng vào công tác dự báo và hỗ trợ ra quyết định.
2.4.1.2. Các thành phần của GIS
Công nghệ GIS bao gồm 4 hợp phần cơ bản là: - Phần cứng (Hardware)
- Phần mềm (Software) - Dữ liệu (Geographic data) - Con người (Expertise).
2.4.2. Các kiểu dữ liệu trong GIS
Số liệu được sử dụng trong GIS không chỉ là số liệu địa lý (geo - referenced data) riêng rẽ mà còn phải được thiết kế trong một cơ sở dữ liệu (database). Những thông tin địa lý có nghĩa sẽ bao gồm các dữ kiện về (1) vị trí địa lý, (2) thuộc tính (attributes) của thông tin, (3) mối liên hệ không gian (spatial relationships) của các thông tin, và (4) thời gian. Có 2 dạng số liệu được sử dụng trong kỹ thuật GIS là dữ liệu không gian và dữ liệu phi không gian.
2.5.1.2. Quản lý dữ liệu không gian
Cơ sở dữ liệu không gian chứa đựng những thông tin định vị của các đối tượng, cho biết vị trí, kích thước, hình dạng, sự phân bố… của các đối tượng. Các đối tượng không gian được định dạng về 3 loại: đối tượng dạng điểm, dạng đường và dạng vùng. Dữ liệu không gian có hai mô hình lưu trữ: mô hình dữ liệu raster và mô hình dữ liệu vector.
2.4.2.2. Quản lý dữ liệu phi không gian
Cơ sở dữ liệu phi không gian (dữ liệu thuộc tính) lưu trữ các số liệu mô tả các đặc trưng, tính chất,… của đối tượng nghiên cứu. Các thông tin này có thể là định tính hay định lượng, được lưu trữ trong máy tính như là tập hợp các con số hay ký tự; ở dạng văn bản và bảng biểu. Thông thường, dữ liệu thuộc tính là các thông tin chi tiết cho đối tượng hoặc các số liệu thống kê cho đối tượng. Các dữ liệu thuộc tính chủ yếu được tổ chức thành các bảng dữ liệu, gồm có các cột dữ liệu (trường dữ liệu): mỗi cột diễn đạt một trong nhiều thuộc tính của đối tượng; và các hàng tương ứng với một bản ghi: gồm toàn bộ nội dung thuộc tính của một đối tượng quản lý.
2.4.2.3. Chuyển đổi cơ sở dữ liệu dạng vector và raster
Hệ thống thông tin địa lý làm việc với hai dạng khác nhau của thông tin địa lý - đó là vector và raster.
Hình 2.3. Biểu diễn bản đồ dạng Vector
Mô hình dữ liệu vector hình thành trên cơ sở các vector với thành phần cơ bản là điểm. Các đối tượng khác được tạo ra bằng cách nối các điểm bởi các đường thẳng hoặc các cung. Vùng bao gồm một tập các đường thẳng. Thuật ngữ
đa giác đồng nghĩa với vùng trong cơ sở dữ liệu vector vì đa giác tạo bởi các đường thẳng nối với các điểm. Như vậy, mô hình dữ liệu vector sử dụng các đoạn thẳng hay điểm rời rạc để nhận biết các vị trí của thế giới thực.
Mô hình dữ liệu Raster không gian được chia thành các ô lưới đều, thường được gọi là các điểm ảnh (pixel). Mỗi ô gồm một giá trị đơn và vị trí của nó. Độ phân giải của raster phụ thuộc vào kích thước điểm ảnh của nó. Kích thước điểm ảnh càng nhỏ, độ phân giải càng cao.
Hình 2.4. Mô hình dữ liệu Raster 2.4.3. Tình hình ứng dụng GIS trên thế giới và Việt Nam
Khoa học kỹ thuật ngày càng phát triển, giữa các ngành xâm nhập vào nhau, đan xen, hỗ trợ và thúc đẩy lẫn nhau phát triển ngày càng nhanh hơn. Nhất là khoa học công nghệ tin học phát triển nhanh và thâm nhập sâu vào các lĩnh vực khoa học khác.
Công nghệ số nói chung trong đó bao gồm hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một công cụ hữu ích trong việc tích hợp hệ thống cơ sở dữ liệu gắn kết với bản đồ, tiến bộ này đã được áp dụng rộng rãi tại nhiều nước phát triển. Việc áp dụng hệ thống GIS vào lĩnh vực quản lý đất đai sẽ giúp đổi mới, nâng cao hiệu quả công tác xây dựng cơ sở dữ liệu đất đai, là công cụ đắc lực cho các ban, ngành, địa phương trong việc quản lý nhà nước về đất đai.
2.4.3.1. Tình hình ứng dụng 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, lưu 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.
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.
Tại Bắc Mỹ (Hoa Kỳ & Canada), Mỹ là một trong những nước đi đầu về công nghệ GIS, hệ thống dữ liệu quốc gia được xây dựng rất hoàn chỉnh dựa trên hệ thống tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế. GIS đã được phát triển ở khắp các lĩnh vực liên quan đến không gian lãnh thổ như: môi trường (lâm nghiệp, hải dương học, địa chất học, khí tượng thuỷ văn…); hành chính - xã hội (nhân khẩu học, quản lý rủi ro, an ninh…); kinh tế (nông nghiệp, khoáng sản, dầu mỏ, kinh doanh thương mại, bất động sản, giao thông vận tải, bưu điện…); đa ngành liên ngành (trắc địa, quản lý đất đai, quy hoạch và quản lý phát triển đô thị, thuế bất động sản…). Đã có nhiều phần mềm GIS của Mỹ được lập và sử dụng tại nhiều nước trên Thế giới như: ESRI, Integraph, MapInfo, Autodesk; phần mềm GIS của Mỹ chiếm thị phần lớn nhất trên thế giới.
Tại Pháp, các lĩnh vực ứng dụng công nghệ GIS như: Dịch vụ công (quy hoạch lãnh thổ quốc gia, địa chính, lãnh thổ địa phương, dân số học, hạ tầng xã hội, giáo dục, quốc phòng,…), tiếp vận (hàng không, tối ưu hóa hành trình tuyến đường…); môi trường/tài nguyên (nông nghiệp, địa chất, quản lý đất,…); bất động sản (kiến trúc, xây dựng, quản lý di sản…); hạ tầng kỹ thuật (cấp thoát nước, cấp điện, quản lý mạng lưới, gas, thông tin lien lạc…); thị trường (bảo hiểm, ngân hàng, thương mại…); xã hội, tiêu dùng (xuất bản, y tế, du lịch).
Trong quy hoạch sử dụng đất, GIS được áp dụng thành công trong quy hoạch lãnh thổ quốc gia, quy hoạch vùng và quy hoạch đô thị do có nền tảng dữ liệu Quốc gia phong phú, nền chuẩn Quốc gia - địa hình, địa chính, bản đồ không ảnh, số liệu thống kê và nhiều chuyên ngành khác.
Tại Nhật Bản, ứng dụng GIS đã được áp dụng rất phổ biến trong mọi lĩnh vực. Những năm 70, các nghiên cứu tập trung vào xây dựng hệ thống thông tin
khu vực, thông tin đô thị, hệ thống thông tin về sử dụng đất, mạng lưới hạ tầng kỹ thuật đô thị. Những năm 80, triển khai ứng dụng vào công tác quản lý tại địa phương (quy hoạch, sử dụng đất, hạ tầng kỹ thuật đô thị…), nghiên cứu nâng cao và chuyên sâu vào hệ thống thông tin đô thị. Những năm 90, áp dụng vào đa ngành, liên ngành (nông nghiệp, khảo cổ, khoa học trái đất, giao thông, quy hoạch xây dựng, quản lý đất đai, giáo dục). Nhật Bản đã ứng dụng GIS trong công tác quản lý và quy hoạch xây dựng từ cấp Chính phủ đến các bộ ngành liên quan và công tác đào tạo quy hoạch trong các trường đại học.
Tại Hàn Quốc, GIS đã được áp dụng vào hầu hết mọi lĩnh vực trên cả nước. Hàn Quốc đã triển khai xây dựng hệ thống GIS quốc gia chia thành 03 giai đoạn: 1995 - 2000, 2001 - 2005 và 2006 - 2010 với tổng mức đầu khoảng 2 tỷ USD nhằm tập trung vào các mục tiêu: xây dựng nền tàng cơ sở (bản đồ địa hình toàn quốc, địa chính, dữ liệu phi không gian…); xây dựng hạ tầng dữ liệu không gian (khung dữ liệu quốc gia, ngân hàng dữ liệu, phát triển công nghệ GIS, xây dựng tiêu chuẩn quốc gia, đào tạo chuyển giao công nghệ…); xây dựng hệ thống ứng dụng đa ngành (hệ thống quản lý thông tin đất đai, hệ thống quản lý thông tin quy hoạch, hệ thống quản lý thông tin kiến trúc…); đang phát triển hệ thống nâng cao (thành phố thông minh - U - city, tối ưu hóa ứng dụng nâng cao, hệ thống hỗ trợ quyết sách quy hoạch…).
Trong đánh giá đất đai, nhiều nguồn thông tin có thể được khai thác sử dụng, bao gồm ảnh vệ tinh, bản đồ sử dụng đất, thông tin địa giới hành chính, phân bố thực vật và thông tin thống kê kinh tế, xã hội, môi trường. Chính vì vậy, với ứng dụng GIS có thể dễ dàng phân tích, tổng hợp được khối lượng thông tin lớn cho độ chính xác cao và xử lý nhanh.
Hiện nay, hầu hết các nước 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 lược phát triển kinh tế xã hội bền vững.
2.4.3.2. Tình hình ứng dụng GIS ở Việt Nam
Với tầm quan trọng của GIS, ở Việt Nam các cơ quan Nhà nước đã quan tâm đầu tư 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.
thâm nhập vào Việt Nam qua các dự án hợp tác Quốc tế. Tuy nhiên, cho đến những năm cuối thế kỷ XX, GIS mới có cơ hội phát triển tại Việt Nam. GIS ngày càng được nhiều người biết đến như một công cụ hỗ trợ quản lý trong các lĩnh vực quản lý tài nguyên thiên nhiên, quản lý đất đai, xây dựng bản đồ...
Công nghệ GIS được thí điểm khá sớm và được sử dụng phổ biến để quản lý nhiều lĩnh vực. Từ năm 1995, Bộ Khoa học và Công nghệ đã thành lập dự án Hệ thống thông tin địa lý phục vụ quản lý tài nguyên thiên nhiên và giám sát môi trường, tạo điều kiện cho nhiều cơ quan trong cả nước tiếp cận với công nghệ thông tin địa lý (GIS). Hàng năm công nghệ GIS đều được Bộ Khoa học và Công nghệ xác định là một trong những nội dung nghiên cứu ứng dụng phục vụ nghiên cứu chuyên ngành và hiện đại hóa quản lý nhà nước.
Thực tế cho thấy trình độ ứng dụng GIS tại Việt Nam nói chung chưa đạt mức phát triển cao trên thế giới, hiện chỉ đạt trung bình. Cơ sở dữ liệu còn chưa đồng bộ và thiếu tính liên kết. Các cơ quan tự tạo lập dữ liệu qua quá trình nghiên cứu triển khai cụ thể nên hệ thống dữ liệu cũng đã tản mát, khó tập trung. Số liệu của ngành thống kê rất cần thiết để sử dụng chung cho các ngành nhưng không đủ chi tiết.
Điểm mạnh của GIS so với các công nghệ khác là khả năng gắn kết các thông tin kể cả yếu tố không gian phục vụ phân tích và truy cập theo yêu cầu. GIS là một công nghệ kết hợp nhiều loại hình công nghệ (đồ họa trên máy tính, bản đồ trợ giúp bằng máy tính, viễn thám…), đặc biệt với khả năng phân tích,