2.2.1. Đối tượng nghiên cứu
Đối tƣợng nghiên cứu của đề tài là hoạt động sử dụng đất khu vực khai thác khoáng sản tại huyện Hoành Bồ, tỉnh Quảng Ninh, diễn biến tài nguyên và biến động diện tích sử dụng đất đai do hoạt động khai thác khoáng sản gây ra.
2.2.2. Phạm vi nghiên cứu
Đề tài chỉ tập trung nghiên cứu đánh giá hoạt động khai thác khoáng sản tại 2 xã Vũ Oai và Hòa Bình thuộc huyện Hoành Bồ, tỉnh Quảng Ninh giai đoạn 2000-2016.Đây là hai xã điển hình nơi có các hoạt động khai thác khoáng sản diễn ra mạnh mẽ.
2.3. Nội dung nghiên cứu
2.3.1. Đánh giá hiện trạng và tình hình công tác quản lý hoạt động sử dụng đất tại huyện Hoành Bồ, tỉnh Quảng Ninh đất tại huyện Hoành Bồ, tỉnh Quảng Ninh
+ Đánh giá hiện trạng hoạt động sử dụng đất huyện Hoành Bồ, tỉnh Quảng Ninh.
+ Đánh giá công tác quản lý hoạt động sử dụng đất khu vực khai thác khoáng sản.
2.3.2. Xây dựng bản đồ sử dụng đấtvà hoạt động khai thác khoáng sản khu vực nghiên cứu từ năm2000đến năm 2016 vực nghiên cứu từ năm2000đến năm 2016
- Xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất khu vực khai thác khoáng sản năm 2000, 2006, 2010, 2014 và năm 2016.
2.3.3. Đánh giá biến động hoạt động sử dụng đất dưới ảnh hưởng của hoạt động khai thác khoáng sản tại huyện Hoành Bồ giai đoạn 2000 – 2016
- Biến động sử dụng đất khu vựccó các hoạt động khai thác khoáng sản giai đoạn 2000- 2006; 2006- 2010; 2010- 2014; 2014- 2016.
- Xác định các nguyên nhân chính gây ra sự thay đổi hoạt sử dụng đất theo từng giai đoạn.
2.3.4. Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý tài nguyên khoáng sản khu vực nghiên cứu khu vực nghiên cứu
- Đề xuất các nhóm giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý tài nguyên khoáng sản bền vững khu vực nghiên cứu.
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu
2.4.1. Phương pháp luận
Phƣơng pháp phân loại ảnh đƣợc thực hiện bằng cách gán tên cho các khoảng cấp độ sáng nhất định (loại phổ) thuộc một nhóm đối tƣợng nào đó có các tính chất tƣơng đối đồng nhất về phổ nhằm phân biệt các nhóm đó với nhau trong khuôn khổ ảnh. Đánh giá biến động là quá trình nhận dạng sự khác biệt về trạng thái của một đối tƣợng hay hiện tƣợng bằng cách quan sát chúng tại những thời điểm khác nhau. Sử dụng ảnh vệ tinh để đánh giá biến động là đánh giá sự thay đổi về lớp phủ phía trên bề mặt đất dựa trên sự thay đổi về giá trị bức xạ.
Công việc giải đoán ảnh vệ tinh tại các thời điểm khác nhau cho ta một bản mô tả cụ thể về thảm rừng và hiện trạng sử dụng đất, bao gồm các loại và diện tích rừng ngập mặn, các hoạt động sử dụng đất có liên quan tại từng thời điểm. Phân tích so sánh những thay đổi về hoạt động sử dụng đất các thời điểm sẽ cho ta một bức tranh toàn cảnh mô tả quá trình thay đổi tại khu vực nghiên cứu. Tƣ liệu ảnh viễn thám sử dụng trong nghiên cứu này bao gồm các bức ảnh chụp từ vệ tinh Landsats của Mỹ và Sentinel của Châu Âu. Ảnh vệ tinh Landsat đƣợc chụp theo các băng sóng định trƣớc phục vụ cho các mục tiêu nghiên cứu khác nhau (đất đai, thực vật, địa chất,…). Các bức ảnh Landsat xem trên màn hình hay trên giấy chỉ là tổ hợp của 1 hay 3 băng sóng, do đó nhiều khi không thể hiện đầy đủ các đối tƣợng trên mặt đất. Do vậy, việc giải đoán cần phải có chuyên môn cũng nhƣ những phần mềm chuyên dùng.
Điều tra thực địa bao gồm hoạt động lập ô điều tra để xác định trạng thái rừng và các đối tƣợng tại thời điểm nghiên cứu, thực hiện các cuộc phỏng vấn ngƣời dân và cán bộ địa phƣơng, cùng với thu thập số liệu thống kê kinh tế xã hội. Các cuộc phỏng vấn ngƣời dân và cán bộ từ cấp làng bản đến cấp huyện đƣợc tập trung vào các hoạt động nông lâm nghiệp và điều kiện sinh sống để nắm bắt đƣợc các hoạt động trong từng giai đoạn, do đó có thể xác định các yếu tố chính liên quan đến sự thay đổi diện tích rừng và sử dụng đất. Số liệu thống kê có thể cho ta thấy sự thay đổi các hoạt động sử dụng đất của con ngƣời gây ra, đồng thời điều tra thực địa cho phép chúng ta kiểm chứng những thông tin thu đƣợc từ các cuộc phỏng vấn. Ngoài ra, các phân tích về những đặc tính của thảm rừng và sử dụng đất sẽ cho phép đánh giá các tác động của con ngƣời đến thảm rừng và sử dụng đất nhƣ thế nào.
Phƣơng pháp thống kê xác định các chỉ số, so sánh, đối chiếu và cân đối trong nghiên cứu các chỉ tiêu, nội dung, các kiểu, hiện tƣợng có quan hệ với
nhau trong tổng thể. Thực hiện phân tổ thống kê, xác định các tiêu chí phản ánh kết quả của việc sử dụng đất đai cả vể số lƣợng và chất lƣợng. Qua các số liệu thống kê rút ra kết luận về thực trạng sử dụng đất trên địa bàn nghiên cứu. Phát hiện xu hƣớng phát triển và định hƣớng sử dụng đất đai trong tƣơng lai.
2.4.2. Phương pháp nghiên cứu cụ thể
2.4.2.1. Đánh giá hiện tr ng và thực tr ng quản lý ho t động sử dụng đất do hai thác hoáng sản t i hu vực nghi n cứu
+ Sử dụng phƣơng pháp kế thừa số liệu (Phƣơng pháp nghiên cứu tài liệu thứ cấp) từ các nghiên cứu điều tra trƣớc để đánh giá hiện trạng sử dụng đất tại khu vực. Cụ thể, nghiên cứu thu thập và sử dụng số liệu từ các báo cáo, tài liệu báo, đài, các đề tài công trình nghiên cứu khoa học, các dự án của địa phƣơngđể đánh giá hiện trang và thực trạng sử dụng đất theo chuỗi thời gian nghiên cứu.
+ Để đánh giá hoạt động quản lý sử dụng đất, đề tài dùng phƣơng pháp điều tra thực địa. Dùng phƣơng pháp phỏng vấn để thu thập thông tin. Phỏng vấn ngƣời dân, cán bộ địa chính cấp huyện, cấp xã khu vực nghiên cứu về các loại hình sử dụng đất và sự biến động qua các thời kỳ mà đề tài nghiên cứu.
2.4.2.2. Xây dựng bản đồ hiện tr ng ho t động sử dụng đất hu vực hai thác hoáng sản
- Phƣơng pháp thu thập số liệu:
Để xây dụng bản đồ hiện trạng hoạt động sử dụng đất và đánh giá biến động diện tích sử dụng đất tại khu vực nghiên cứu, đề tài sử dụng chuỗi ảnh viễn thám Landsat đa thời gian từ năm 2000 đến 2014 và ảnh Sentinel năm 2016.
Bảng 2.1. Dữ liệu ảnh viễn thám đƣợc sử dụng trong đề tài. T STT Mã ảnh Ngày chụp Độ phân giải(m) Path/Row Cloud (%) 1 1 LE71260452000366SGS01 31/12/2000 30 x 30 126/45 38.00 2 2 LT51260452006358BJC00 24/12/2006 30 x 30 126/45 13,19 3 3 LT51260452010305BKT00 01/11/2010 30 x 30 126/45 0 4 4 LC81260452014364LGN00 30/12/2014 30x30 126/46 1.09 5 5 S2A_OPER_PRD_MSIL1C_P DMC_20161202T105308 02/12/2016 10 x 10 Nguồn: https://earthexplorer.usgs.gov/order
- Phƣơng pháp điều tra ngoại nghiệp:
Nghiên cứu đã tiến hành điều tra sơ bộ, lựa chọn các điểm kiểm tra ngoài thực địa để đánh giá độ chính xác của phƣơng pháp phân loại ảnh. Phƣơng pháp chọn ngẫu nhiên đƣợc lựa chọn để xác định điểm cho các đối tƣợng trong toàn bộ khu vực nghiên cứu. Vị trí các điểm khảo sát đƣợc xác định tọa độ bằng thiết bị hệ thống định vị toàn cầu (GPSmap 78s).Từ kết quả điều tra ngoài thực địa(348 điểm cho 4 đối tƣợng, gồm Rừng, nƣớc, đối tƣợng khác và khoáng sản), 70% số điểm nghiên cứu ngoài thực địa cho mục đích phân loại đƣợc sử dụng và 30% số điểmcòn lại đƣợc sử dụng cho việc đánh giá độ chính xác của phƣơng pháp phân loại.
- Phƣơng pháp nội nghiệp:
Dựa trên cơ sở vị trí các điểm tọa độ đƣợc lựa chọn, độ chính xáccủa phƣơng pháp và tƣ liệu ảnh viễn thám, tiến hành xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất tại huyện Hoành Bồ, thỉnh Quảng Ninh bằng phần mềm ArcGIS
Các bƣớc tiến hành xây dụng bản đồ hiện trạng sử dụng đất tại khu vực nghiên cứu (Sơ đồ 01).
Bản đồ HT 2000 Bản đồ HT 2006 Bản đồ HT 2010 Bản đồ HT 2014 Bản đồ HT 2016 Bản đồ biến động 2000- 2006 Bản đồ biến động 2006- 2010 Bản đồ biến động 2010- 2014 Bản đồ biến động 2014- 2016 Bản đồ biến động gđ 2000- 2016 Thu thập số liệu
(Ảnh vệ tinh và dữ liệu tham hảo
Ảnh Lansat 2006 Ảnh Lansat 2010 Ảnh Lansat 2014 Ảnh Lansat 2000 Ảnh Sentinel 22016 Xử lý ảnh viễn thám
(Hiệu chỉnh,Gộp band ảnh, tăng cường ảnh,hiệu chỉnh hình học, cắt) Phân tích và xử lý ảnh (Phân lo i ảnh hông i m định) Khảo sát thực địa Đánh giá độ chính xác
-Bước 1: Xử lý ảnh viễn thám
+ Hiệu chỉnh ảnh: Các bức ảnh vệ tinh qua các năm đƣợc chụp ở góc phƣơng vị khác nhau, điều này ảnh hƣởng rất lớn đến việc xử lý ảnh viễn thám. Đầu tiên phải hiệu chỉnh thông số của các bức ảnh về cùng 1 hệ tọa độ, cùng 1 góc phƣơng.
Cách tiến hành: ArcToolbox => Spatial Analyst Tools => Map Algebra => Raster Calculator:
DN values to TOA reflectance = Band-specific reflectance_Mult_Band * DN values + Reflectance_Add_Band. (Với các thông số đi kèm với file ảnh viễn thám đã tải.)
+ Gộp các band ảnh (Kênh ảnh) : Khi thu thập ảnh viễn thám từ vệ tinh các ảnh nằm ở các kênh phổ khác nhau và có màu đen trắng. Vì vậy để phục vụ cho công tác phân loại và giải đoán ảnh chúng ta phải tiến hành tổ hợp các band ảnh để góp phần giải đoán ảnh đƣợc dễ ràng hơn.
Cách tiến hành: Arctoolbox => Data Management tools => Raster => Raster Processing => Composite Bands
+ Tăng cường chất lượng ảnh: Ảnh viễn thám sau khi tổ hợp sẽ đƣợc tăng cƣờng cho việc giải đoán ảnh đƣợc tốt hơn.
+ Hiệu chỉnh hình học: Trƣớc khi phân tích, giải đoán cần kiểm tra về thông tin hệ quy chiếu cùng các tham số địa lý của ảnh. Ảnh vệ tinh đƣợc nắm chỉnh sẽ giảm thiểu sai số hình học và qua đó sẽ cho độ chính xác cao hơn.
+ Cắt ảnh theo ranh giới khu vực nghiên cứu (Clip): Thông thƣờng một ảnh Landsat có thể bao trùm một phần diện tích rộng trên thực địa, do đó khối lƣợng dữ liệu cả nó rất lớn, tiến hành cắt theo khu vực nghiên cứu vừa giúp giảm thiểu thời gian làm việc vừa giải đoán ảnh một cách nhanh chóng.
Cách làm: Arctoolbox => Data Management tools => Raster => Raster processing => Clip
- Bƣớc 2: Phân tích và xử lý ảnh
Sử dụng phƣơng pháp phân loại không kiểm định để phân loại ảnh vệ tinh. Kết quả của bƣớc phân tích này là ảnh vệ tinh đƣợc phân ra nhiều nhóm đối tƣợng khác nhau, mỗi nhóm bao gồm một tập hợp các điểm có thuộc tính quang phổ tƣơng đồng mà qua đó có thể phân loại bằng mắt trƣớc khi kiểm tra độ chính xác. Thuật toán thƣờng dùng là ISO đƣợc dùng để tạo ra số lƣợng lớn các nhóm đối tƣợng có phổ giống nhau. Sử dụng ISO để lọc ra các lớp thông tin cho mức độ chi tiết bản đồ. Để phân loại các lớp đối tƣợng ta đối chiếu lớp/phổ ứng với đối tƣợng đƣợc lấy mẫu. Trên cơ sở phân loại không kiểm định những lớp/phổ trùng với đối tƣợng lấy mẫu nào thì quy về cùng đối tƣợng sau đó cho đến khi phân loại rõ ràng thì thôi.
- Bước 3: Giải đoán ảnh
Đánh giá tƣơng quan giữa các mẫu nhằm đƣa ra tiêu chí phân loại ảnh: + Tách lớp các đối tƣợng
+ Tính toán về thông tin của các đối tƣợng
- Bước 4: Đánh giá độ chính xác và xử lý ảnh sau phân loại
+Đánh giá độ chính xác sau phân loại: Đƣợc sử dụng để đánh giá chất lƣợng ảnh của vệ tinh đƣợc giải đoán hoặc so sánh độ tin cậy so với kết quả của các phƣơng pháp khác nhau trong phân loại ảnh viễn thám.
+ Xử lý sau phân loại: Sau khi phân loại ta cần thực hiện quy trình xử lý phân loại để tạo ra các lớp có khả năng xuất ra bản đồ bằng cách khái quát hóa thông tin.
2.4.2.3. Đánh giá biến động ho t động sử dụng đất hu vực hai thác hoáng sản t i huyện Hoành Bồ giai đo n 2000 – 2016
Để đánh giá biến động hoạt động sử dụng đất dƣới hoạt động khai thác khoáng sản qua các thời kỳ trƣớc hết ta phải có các tƣ liệu viễn thám của khu vực nghiên cứu:
- Phƣơng pháp phân tích xử lý số liệu bằng phần mềm ArcGIS:
Xây dựng bản đồ hiện trạng của các năm dùng phƣơng pháp xây dựng bản đồ hiện trạng.
Bản đồ hiện trạng năm thứ nhất có 4 lớp thông tin ứng với 4 thông số: 1: Rừng
2: Nƣớc
3: Đối tƣợng khác (gồm đất nông nghiệp, dân cƣ, đất trống..) 4: Khai thác khoáng sản
Bản đồ hiện trạng năm thứ 2 có 4 lớp thông tin ứng với 4 thông số: 10: Rừng
20: Nƣớc
30: Đối tƣợng khác
40: Khai thác khoáng sản
Tiến hành xây dựng bản đồ biến động theo từng giai đoan nghiên cứu. Qua đó xác định sự thay đổi về diện tích từng đối tƣợng theo từng giai đoạn nghiên cứu. Sử dụng công cụ Map Algebra để tính toán biến động tại khu vực.
Cách làm: ArcToolbox => Spatial Analysis Tools => Map Algebra => Raster Caculator
Tính toán theo công thức: “ HT_Năm trƣớc” + “HT_Năm sau” Bản đồ biến động sẽ có thể gồm các trƣờng dữ liệu sau:
12 : Nƣớc =>Rừng 13 : Đối tƣợng khác =>Rừng 14 : Khai thác khoáng sản =>Rừng 21 : Rừng=>Nƣớc 22 : Nƣớc ổn định 23 : Đối tƣợng khác =>Nƣớc 24 : Khai thác khoáng sản =>Nƣớc 31 : Rừng =>Đối tƣợng khác 32 : Nƣớc =>Đối tƣợng khác 33 : Đối tƣợng khác ổn định
34 : Khai thác khoáng sản =>Đối tƣợng khác 41 : Rừng =>Khai thác khoáng sản
42 : Nƣớc => Khai thác khoáng sản
43 : Đối tƣợng khác =>Khai thác khoáng sản 44 : Khai thác khoáng sản ổn định
Đề tài tiến hành cộng các lớp thông tin về hiện trạng sử dụng đất để xây dựng bản đồ biến động của khu vực nghiên cứu. Cụ thể là đề tài đã cộng các lớp thông tin hiện trạng sử dụng đất năm 2000 với lớp thông tin hiện trạng sử dụng đất năm 2006 để xây dựng bản đồ biến động diện tích sử dụng đất giai đoạn 2000 đến năm 2006, lớp thông tin hiện trạng sử dụng đất năm 2006 với lớp thông tin hiện trạng sử dụng đất năm 2010 để xây dựng bản đồ biến động diện tích sử dụng đất giai đoạn 2006 đến năm 2010, lớp thông tin hiện trạng sử dụng đất năm 2010 với lớp thông tin hiện trạng sử dụng đất năm 2014 để xây dựng bản đồ biến động diện tích sử dụng đất giai đoạn 2014 đến năm 2016 và lớp thông tin hiện trạng sử dụng đất năm 2000 với lớp thông tin hiện trạng sử dụng đất năm 2016 để xây dựng bản đồ biến động diện tích sử dụng đất giai đoạn 2000 đến năm 2016.
Sau khi xây dựng xong dữ liệu mới, tiến hành xây dựng bản đồ với các dữ liệu tạo đƣợc. Mở bảng thuộc tính tạo thêm trƣờng diện tích “Dien_tich” ,Type “Fload”, Tính diện tích dựa vào công thức:
Diện tích = X * Y*[count]/10000
Trong đó X, Y là diện tích của 1 pixcel ảnh. Đơn vị diện tích là ha Tạo thêm trƣờng “LULC”, type “Text” để thể hiện tên các lớp. - Phƣơng pháp phỏng vấn:
Tiến hành phỏng vấn ngƣời dân khu vực đi thực địa sử dụng công cụ nhƣ bảng biểu, sổ tay, giấy, bút.
- Xác định ngƣỡng giá trị chỉ số viễn thám phát hiện khai thác khoáng sản khu vực nghiên cứu: Để phát hiện sớm khu vực khai thác khoáng sản đề tài sử dụng chỉ số thực vật.
2.4.2.4. Đ xuất một số giải pháp.
Đề xuất các biện pháp quản lý sử dụng hợp lý:
+ Giải pháp về chính sách: Có chính sách quản lý việc khai thác khoáng sản,...
Chƣơng 3
ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI