0 5 10 15 20 25 30 2004 2010 2014 2016 Ha MPS 0 50 100 150 200 2004 2010 2014 2016 ha TCA 0 1 2 3 4 5 6 7 2004 2010 2014 2016 AWMSI
Chỉ số MPI (Mean Proximity Index) – chỉ số đo đạc mức độ liền kề giữa các mảnh đất xây dựng biến động phức tạp. MPI của 4 xã giảm, 6 xã tăng trong cả giai đoạn 2004-2016, tuy nhiên trong các giai đoạn lại tăng giảm không theo chiều xác định chứng tỏ các mảnh thay đổi hình dạng liên tục chưa có tính ổn định. Trong đó xã Liên Trung có sự biến đổi mạnh nhất trong giai đoạn 2004-2014, do xã có diễn tích đất nơng nghiệp nằm ở hai phía bờ sơng Hồng, khoảng cách mảnh là lớn hơn nữa diện tích đất nơng nghiệp ven sông giai đoạn 2004-2014 bị bỏ thành đất trống cao nên MPI bị giảm mạnh.
Chỉ số MNN (Mean Nearest Neighbor) – chỉ số đo khoảng cách trung bình tới các mảnh có xu hướng giảm trong giai đoạn 2004-2010 cho cả 9 xã điều đó thể hiện do các khu dân cư được mở rộng từ các cụm dân cư cũ, dân cư xuất hiện men theo đường dày đặc hơn. Trong giai đoạn 2014-2016, MNN tăng đều với 9 xã thể hiện xuất hiện của nhiều khu đất xây dựng mới hoàn toàn cách xa khu xây dựng cũ như các dự án đất cho khu công nghiệp, khu làng nghề được quy hoạch xây dựng mới.
Chỉ số MPS (Mean Patch Size) - chỉ số đo đạc kích thước mảnh trung bình có xu hướng giảm trong giai đoạn 2004-2010 là do xuất hiện các mảnh đất xây dựng nhỏ là các khu đất dân cư mới ven đường đê, xây dựng đơn lẻ trên đất nơng nghiệp khơng có trong quy hoạch. Trong giai đoạn 2014-2016 chỉ số MPS tăng là do mở rộng các khu công nghiệp, sinh thái nằm trong quy hoạch như khu Đô thị mới Tây Nam xã Tân Lập, cụm công nghiệp Tân Hội và cụm công nghiệp Hồ Điền,..
Chỉ số TCA (Total Core Area) – chỉ số tổng diện tích vùng lõi có xu hướng tăng đều liên tục cho 10 xã, thể hiện hình dạng các mảnh đất xây dựng được phát triển mở rộng với diện tích to hơn thể hiện ở các cụm dân cư của huyện được mở rộng, các khu cơng nghiệp quy hoạch xây dựng với diện tích lớn.
Chỉ số AWMSI tăng liên tục từ 2004-2014 cho các xã Phương Đình, xã Liên Trung, xã Đan Phượng, xã Đồng Tháp, Thị trấn Phùng thể hiện xu hướng hình dạng mảnh phức tạp của đất xây dựng diễn ra mạnh trong cả giai đoạn này. Tới giai đoạn 2014-2016 xu hướng 10 xã giảm thể hiện sự ổn định về hình dạng mảnh hơn khi các khu đất xây dựng phát triển theo quy hoạch ở quy mô lớn, đất nông nghiệp xen kẹt được chuyển đổi.
3.3. Tác động của sáp nhập Đan Phượng vào Hà Nội năm 2008 tới sử dụng đất dụng đất
3.3.1. Tác động của sáp nhập Đan Phượng vào Hà Nội năm 2008 tới sử dụng đất nơng nghiệp đất nơng nghiệp
So sánh diện tích giảm trung bình của Đan Phượng trong 12 năm đã nghiên cứu cho thấy đất nơng nghiệp trong giai đoạn 2010-2014 có 10 xã giảm mạnh nhất trong 3 kỳ nghiên cứu. Như vậy, giai đoạn 20010-2014 là thời kỳ huyện Đan Phượng biến động giảm đất nông nghiệp cao nhất.
Về tốc độ tăng đất xây dựng, trong giai đoạn 2004-2010 các xã trung bình tăng nhanh nhất là xã Đan Phượng trung bình tăng 12 ha/năm, xã Tân Lập trung bình tăng 10,63 ha/năm, thị trấn Phùng trung bình tăng 5,79 ha/năm. Như phân tích trên về diễn tích thay đổi của 2 xã và 1 thị trấn này diễn ra đều lớn nhất huyện. Trong đó có sự thành lập của các khu công nghiệp trong năm 2006 tại thị trấn Phùng và năm 2009 tại Đan Phượng, Tân Lập. Điều này còn thể hiện sự sáp nhập năm 2008 vào Hà Nội là động lực thúc đẩy cho việc hình thành các khu cơng đổi đất xây dựng cao hơn so với giai đoạn 2004-2016 gấp khoảng 1-10 lần, riêng xã Thọ Xuân tăng đột biến 7,43 ha/năm so với giai đoạn trước chưa tới 1ha/năm giai đoạn 2004-2010 do xã mở rộng đường N4, các khu dân cư ven đường mở rộng đông đúc hơn. Giai đoạn này với giai đoạn 2004-2010 có 12 xã tăng cao hơn gấp 1 lần.
Các chỉ số hình thái MPI và MNN có sự tương quan nghịch. Trong giai đoạn 2004-2010 MPI tăng, MNN giảm thể hiện mảnh đất bị chia cắt bởi các loại hình sử dụng khác; trong giai đoạn 2014-2016 MPI giảm, MNN tăng thể hiện việc mất các mảnh đất lớn và các khu vực đất nhỏ xen kẹt chuyển đổi sử dụng đất. Chỉ số MPS, TCA có tương quan thuận với xu hướng giảm thể hiện diện tích các mảnh giảm do việc mất đất. Chỉ số AWMSI tăng liên tục trong giai đoạn 2004-2014 thể hiện tính phức tạp hình dạnh hay biến động mạnh trong giai đoạn này, sau đó tại giai đoạn 2014- 2016 AWMSI giảm nhẹ thể hiện đất nơng nghiệp có biến đổi chậm lại theo xu hướng quy hoạch các mảnh nhỏ chuyển đổi mục đích khác, đất nơng nghiệp được quản lý chặt chẽ hơn.
3.3.2. Tác động của sáp nhập Đan Phượng vào Hà Nội năm 2008 tới sử dụng đất xây dựng đất xây dựng
Từ bản đồ lớp phủ của huyện Đan Phượng trong giai đoạn năm 2004-2016, cho thấy xu hướng biến đổi lớp đất xây dựng tăng với tốc độ cao. Tổng diện tích đất xây dựng đã tăng 809 ha trong 12 năm, tăng nhiều nhất tại xã Đan Phượng với 107,19 ha và Tân Lập 95,3 ha, thị trấn Phùng 70,53 ha và đây là khu vực mất đất nông nghiệp nhiều nhất trong huyện Đan Phượng thể hiện các khu đất xây dựng như khu đô thị sinh thái The Phoenix Garden 45 ha tại xã Đan Phượng và thị trấn Phùng, khu công nghiệp Phùng, khu đô thị Tân Tây Đô 21 ha tại xã Tân Lập. Tốc độ đất xây dựng cả huyện tăng mạnh nhất là giai đoạn 2010-2014 trung bình tăng 86,7 ha/năm gấp 1,67 lần so cả giai đoạn 2004-2010.
Chỉ số AWMSI cho thấy xu hướng chung đất xây dựng biến động mạnh về hình thái giai đoạn 2004-2014, tới giai đoạn 2014-2016 hình dạng mảnh biến động ít hơn. Có thể thấy việc kiểm soát đất xây dựng mở rộng đi vào quy hoạch chặt chẽ hơn trong giai đoạn 2014-2016. Chỉ số MPS giai đoạn 2014-2016 tăng trên các xã cùng chỉ số TCA tăng thể hiện các mảnh đất đang được mở rộng thể hiển phù hợp với các khu xây dựng, đơ thị có quy hoạch diện tích lơn vài chục ha trở lên.
KẾT LUẬN
Về phương pháp
Phương pháp phân loại định hướng đối tượng được tác giả thực hiện trên phần mềm eCognition cho phép sử dụng phối hợp các ngưỡng khác nhau của một số chỉ số vật lý như NDVI, độ chói (brightness) với các chỉ số thống kê của ảnh như độ lệch chuẩn với một số chỉ số fractal của đối tượng bao gồm tỷ số chiều dài chia chiều chiều rộng, độ đồng nhất của xám độ trung bình (GLCM Homogeity), độ bất tương tự của xám độ trung bình của đối tượng (GLCM Dissimilarity). Phương pháp này cho phép tương tác bằng mắt thường để nhận biết đối tượng và chỉnh sửa ngưỡng để tách các đối tượng rất dễ lẫn với nhau về mặt phổ như: đất trống và đất xây dựng, đất ẩm và mặt nước, lúa với các thực vật khác. Việc kiểm chứng bằng thực địa và bằng bảng điều tra về nông lịch được tiến hành cho kết quả phân loại ảnh của chụp gần nhất (2016) và cho độ chính xác của kết quả phân loại cao.
Phân tích sự thay đổi về hình thái khơng gian của đất nông nghiệp thông qua các chỉ số về hình thái được thực hiện với sự trợ giúp của Patch Analyst trong phần mềm ArcGIS tại các năm 2004, 2010, 2014 và 2016 cho huyện Đan Phượng. Để lựa chọn các chỉ số hình thái phù hợp với khu vực nghiên cứu là huyện Đan Phượng, học viên đã dùng cơng cụ phân tích thành phần chính PCA, kết quả cho ra 5 chỉ số: TCA, MPS, MPI, MNN và AWMSI. Các chỉ số này được học viên chia thành 3 nhóm: nhóm đo đạc về diện tích và kích thước mảnh: TCA, MPS; nhóm đo đạc mức độ phân mảnh và tách biệt của các mảnh: MPI, MNN; nhóm đo đạc sự phức tạp về hình dạng của mảnh: AWMSI. Các kết quả này được tính cho đất nơng nghiệp và xây dựng của 10 xã có biến động mạnh nhất để xác định xu hướng biến động của hai loại đất này trong 12 năm. Đánh giá facgtal cho các xã cho thấy khuynh hướng biến đổi rất khác nhau giữa các xã.
Về xu hướng biến động diện tích và thay đổi hình thái đất nơng nghiệp
Từ bản đồ lớp phủ của huyện Đan Phượng trong giai đoạn năm 2004-2016, thể hiện xu hướng biến đổi lớp phủ đất: đất trống, mặt nước đất nơng nghiệp giảm. Diện tích đất nơng nghiệp giảm liên tục và giảm 713,12 ha sau 12 năm. Sự biến đổi
của đất nông nghiệp diễn ra mạnh mẽ nhất tại giai đoạn 2010-2014 với trung bình giảm 104,46 ha/năm. Sự mất đất nơng nghiệp chủ yếu là do bị dịch chuyển sang đất xây dựng tới 759,684 ha. Trên địa bàn các xã thì sự chuyển dịch đất này không giống nhau. Giai đoạn 2014-2016, một số xã ở ven sông như tại xã Hồng Hà, Thọ An, Song Phượng, Liên Hồng có diện tích đất nơng nghiệp tăng lên do người dân cải tạo phần đất trống là bãi bồi để chuyển sang trồng hoa màu.
Trong giai đoạn 2004-2010 MPI tăng, MNN giảm thể hiện mảnh đất bị chia cắt bởi các loại hình sử dụng khác. Trong giai đoạn 2014-2016 MPI giảm, MNN tăng thể hiện việc mất các mảnh đất lớn và các khu vực đất nhỏ xen kẹt chuyển đổi sử dụng đất. Chỉ số MPS, TCA có tương quan thuận với xu hướng giảm thể hiện diện tích các mảnh giảm do việc mất đất. Chỉ số AWMSI tăng liên tục trong giai đoạn 2004-2014 thể hiện tính phức tạp hình dạnh hay biến động mạnh trong giai đoạn này, sau đó tại giai đoạn 2014- 2016 AWMSI giảm nhẹ thể hiện đất nông nghiệp có biến đổi chậm lại theo xu hướng quy hoạch các mảnh nhỏ chuyển đổi mục đích khác, đất nơng nghiệp được quản lý chặt chẽ hơn.
Về xu hướng biến động diện tích thay đổi hình thái đất xây dựng
Từ bản đồ lớp phủ của huyện Đan Phượng trong giai đoạn năm 2004-2016, cho thấy xu hướng biến đổi lớp đất xây dựng tăng với tốc độ cao. Tổng diện tích đất xây dựng đã tăng 809 ha trong 12 năm, tăng nhiều nhất tại xã Đan Phượng với 107,19 ha và Tân Lập 95,3 ha, thị trấn Phùng 70,53 ha và đây là khu vực mất đất nông nghiệp nhiều nhất trong huyện Đan Phượng thể hiện các khu đất xây dựng như khu đô thị sinh thái The Phoenix Garden 45 ha tại xã Đan Phượng và thị trấn Phùng, khu công nghiệp Phùng, khu đô thị Tân Tây Đô 21 ha tại xã Tân Lập. Tốc độ đất xây dựng cả huyện tăng mạnh nhất là giai đoạn 2010-2014 trung bình tăng 86,7 ha/năm gấp 1,67 lần so cả giai đoạn 2004-2010.
Chỉ số AWMSI cho thấy xu hướng chung đất xây dựng biến động mạnh về hình thái giai đoạn 2004-2014, tới giai đoạn 2014-2016 hình dạng mảnh biến động ít hơn. Có thể thấy việc kiểm sốt đất xây dựng mở rộng đi vào quy hoạch chặt chẽ hơn trong giai đoạn 2014-2016. Chỉ số MPS giai đoạn 2014-2016 tăng trên các xã
cùng chỉ số TCA tăng thể hiện các mảnh đất đang được mở rộng thể hiển phù hợp với các khu xây dựng, đơ thị có quy hoạch diện tích lơn vài chục ha trở lên.
Ảnh hưởng của việc sáp nhập hành chính năm 2008 Đan Phượng vào Hà Nội
Trong giai đoạn 12 năm có ảnh vệ tinh được chọn nghiên cứu tại Đan Phượng, biến động sử dụng đất nông nghiệp và đất xây dựng diễn ra mạnh mẽ; đất nông nghiệp giảm mạnh nhất trong giai đoạn 2010-2014 (sau từ 2 tới 6 năm sự kiện sáp nhập Đan Phượng vào Hà Nội), đất xây dựng tăng liên tục và tốc độ ngày càng tăng nhanh hơn thể hiện rõ nhất trong giai đoạn 2010-2014 (sau từ 2 tới 6 năm sự kiện sáp nhập Đan Phượng vào Hà Nội). Điều này có thể thấy việc biến động giảm đất nơng nghiệp xảy ra nhanh mạnh trước sau đó chững lại, tăng đất xây dựng diễn ra mạnh dần lên theo từng năm. Với các dự án liên tục đầu tư tại Đan Phượng từ năm 2009 tới nay trên quỹ đất nông nghiệp và đất trống ngày càng thúc đẩy quá trình đơ thị hóa tại Đan Phượng. Đây chính là xu hướng phát triển tất yếu của Đan Phượng thành một đô thị ven đô.
KIẾN NGHỊ
Dữ liệu ảnh viễn thám có độ phân giải khác nhau và khơng có đủ kênh ảnh đã gây khó khăn trong việc xử lý. Vì vậy, việc cải chuẩn tư liệu viễn thám độ phân giải cao, siêu cao cũng như phương pháp xử lý ảnh đa độ phân giải sẽ tăng thêm độ chính xác trong q trình phân loại đối tượng và tăng mức độ chi tiết các đối tượng có thể tách chiết ra được.
Việc nghiên cứu biến đổi sử dụng đất nơng nghiệp và biến đổi hình thái đất nơng nghiệp của huyện Đan Phượng cần đặt trong mối liên hệ không gian với các vùng khác có sự thay đổi về địa giới hành chính cùng việc nghiên cứu hướng phát triển kinh tế xã hội để thấy được khung cảnh biến đổi chung về sử dụng đất ở các vùng khi có tác động thay đổi địa giới hành chính.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Tống Thị Huyền Ái (2010), Đo đạc trắc lượng lớp phủ trên ảnh vệ tinh đa thời gian phục vụ nghiên cứu biến đổi sử dụng đất nông nghiệp huyện Đông Anh, Hà Nội, Luận văn Thạc sĩ Khoa học Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên - ĐHQGHN.
2.Phạm Văn Cự (2005), Cơ sở khoa học của phương pháp viễn thám với kỹ thuật xử
lý số Tài liệu giảng dạy: Trung tâm viễn thám và Geomatric VTGEO.
3. Ngô Đăng Dũng (2008), Nghiên cứu vấn đề sử dụng hợp lý đất đai trong quá trình phát triển đơ thị và khu cơng nghiệp tại huyện Đông Anh - thành phố
Hà Nội, Luận văn Thạc sỹ khoa học Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội.
4. Đinh Thị Bảo Hoa (2004), Công nghệ viễn thám trong nghiên cứu biến động sử dụng đất đô thị. , Chuyên đề: Ứng dụng viễn thám trong nghiên cứu
chuyên đề và khu vực Đại học Khoa học Tự nhiên.
5. Phạm Đức Hòa (2018), Quản lý nhà nước đối với việc sử dụng đất đô thị và
hướng hoàn thiện.
6. Nguyễn Thị Ngọc Nga (2007), Ứng dụng viễn thám và GIS nghiên cứu hình thái
khơng gian của sự phát triển đô thị Hà Nội giai đoạn 1975 - 2005, Luận
văn Thạc sĩ Khoa học Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên - ĐHQGHN. 7. Nguyễn Ngọc Thạch, Dương Văn Khảm (2012), Địa thông tin ứng dụng, Các
ứng dụng của Viễn thám-Hệ thông tin Địa lý và Nhà xuất bản Khoa học và
Kỹ thuật.
8. Nguyễn Ngọc Thạch (2005), Giáo trình Cơ sở Viễn thám Đại học Quốc Gia Hà Nội. 9. Phòng Tài nguyên và Môi trường (2017), Báo cáo định hướng sử dụng đất
Huyện Đan Phượng 2016.
10. Trịnh Hoài Thu, Lê Thị Thu Hà, Phạm Thị Làn, “So sánh phương pháp phân
loại điểm ảnh và phân loại định hướng đối tượng chiết xuất thông tin lớp phủ bề mặt từ ảnh độ phân giải cao”, Tạp chí KHKT Mỏ Địa chất số
39,7/2012, (Chuyên đề trắc địa mỏ), tr. 59-64.
Tiếng Anh
12.Aaron K. S., Curt H. D. (2003), “A combined Fuzzy Pixel- based and Object- based approach for classification of High-resolution multispectral data over urban areas”, IEEE transactions on geroscience and remote sensing,
41, pp. 2354-63.
13.Benz U. C., Hofmann P., Willhauck G., Lingenfelder I., Heynen M. (2004),
“Multi-resolution, object-oriented fuzzy analysis of remote sensing data