2.1. Nội dung nghiên cứu
- Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội ảnh hưởng đến biến động sử dụng đất thành phố Thủ Dầu Một.
- Hiện trạng sử dụng đất thành phố Thủ Dầu Một năm 2010 và năm 2020.
- Đánh giá biến động sử dụng đất thành phố Thủ Dầu Một giai đoạn 2010 — 2020 bằng công cụ GIS.
- Kết hợp công cụ GIS và chuỗi Markov dự báo và đề xuất một số giải pháp quản lý và sử dụng hợp lý tài nguyên đất đến năm 2030.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
2.2.1. Phương pháp thu thập số liệu, tài liệu thứ cấp
- Thu thập những tải liệu, số liệu liên quan đến dé tài đã được công bồ.
- Thu thập các văn bản quy định chính sách đất đai liên quan đến thống kê, kiểm kê và lập bản đồ hiện trang sử dụng đất.
- Các tạp chí, sách, báo khoa học, các Thông tư, Nghị định, các kết quả nghiên cứu đã công bồ của các nhà khoa học trong và ngoài nước, các tài liệu trên Internet...
Nguồn dit liệu phục vụ cho quá trình nghiên cứu được trình bay tai Bảng 2.1.
Bang 2.1. Nguồn dữ liệu thu thập
STT Tên dữ liệu Cơ quan ban hành Ban đô: Bản do hiện trang sử dụng dat năm
1 2010 và 2020, sô liệu thông kê, kiêm kê đât Phòng TNMT TP Thủ Dầu Một đai
2 Các số liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã Chỉ Cục thống kê TP Thủ Dầu Một
hội trên địa bàn Cục thông kê tỉnh Bình Dương Các văn bản pháp lý, Luật, Nghị định, Thông Website của Chính phủ, Bộ Tài 3 __ tư quy định về thông kê, kiêm kê và lập bản nguyên và Môi trường, Internet
đô hiện trạng sử dụng đât
2.2.2. Phương pháp thống kê, so sánh, phân tích và xử lý số liệu
Các số liệu được xử lý bằng phần mềm Excel 2016. Tính toán số liệu biến động diện tích sử dụng đất được truy xuất từ kết quả chồng ghép ban đồ 2010 — 2020 của phần mềm ArcGIS 10.8. Từ đó thành lập các bảng biểu, bản đồ phục vụ cho việc thé hiện các kết quả nghiên cứu.
Dựa trên các số liệu thu thập được tiễn hành phân nhóm, thống kê diện tích các loại đất. Tổng hợp, so sánh và đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến biến động sử dụng đất.
Việc chuẩn hóa dữ liệu hiện trạng sử dụng đất các năm 2010 và 2020 phải đáp ứng yêu cầu thống nhất, chuẩn xác về cơ sở dữ liệu không gian và thuộc tính:
- Cơ sở đữ liệu không gian chuẩn hóa về ranh giới khu vực nghiên cứu giữa các năm phải trùng khít nhau, ranh giới các thửa đất phải khép kín.
- Cơ sở đữ liệu thuộc tính hệ thống phân loại các đối tượng trên bản đồ phải hoàn toàn thống nhất.
Do việc thu thập bản đồ hiện trạng sử dụng đất tại hai thời điểm khác nhau. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2010 áp dụng theo Luật Đất đai 2003, được hướng dẫn thi hành theo Thông tư 08/2007/TT-BTNMT ngày 02/08/2007. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2020 áp dụng theo Luật Dat đai 2013, được hướng dẫn thi hành theo Thông tư 27/2018/TT-BTNMT ngày 14/12/2018, phân nhóm các loại đất có sự khác biệt do đó tác giả sử dụng bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2020 làm chuẩn dé biên tập bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2010.
2.2.3. Phương pháp bản đồ và GIS đánh giá biến động sử dụng đất
Dé thực được dé tài này, tác giả chủ yếu sử dụng công cụ GIS cùng một số phương pháp hỗ trợ đề thực hiện.
Các đữ liệu được sử dụng đề nghiên cứu bằng công cụ GIS bao gồm:
- Dữ liệu không gian: Bản đồ hiện trạng sử dụng đất thành phó Thủ Dầu Một
các năm 2010 và 2020.
- Dữ liệu thuộc tính: Các số liệu liên quan đến hiện trạng sử dụng đất tại khu
vực nghiên cứu.
Quy trình thực hiện
- Chuyén đổi file đữ liệu .dgn trên phần mềm MicroStation sang định dạng .gdb trên phần mềm ArcGIS.
Export Data x
Export: All features v
Use the same coordinate system as:
this layer's source data the data frame
@ the feature dataset you export the data into
(only applies if you export to a feature dataset in a geodatabase) Output feature class:
D:\TA\2010\HTSDD_2010.gdb\Bien_tap_2010\Export_Output{ e&
OK Cancel
Hình 2.1. Lệnh chuyên đối định dang dit liệu
- Xác định hệ quy chiếu cho tat cả các lớp dữ liệu thông qua công cu Define Projection của Arc Toolbox, sử dụng hệ toa độ VN-2000 kinh tuyến trục 105°45’.
œ¡ & Indexes A
& Joins
®& LAS Dataset
&> Layers and Table Views ẹx Package
ẹx Photos
8 & Projections and Transformations
& Raster
&f Batch Project
“\, Convert Coordinate Notation
A, Create Custom Geographic Transformation A, Create Spatial Reference
&> Raster ¥
Hình 2.2. Công cụ xác định lưới chiếu
- Dùng các công cụ Erase, Clip, Merge, Dissolve dé biên tập ranh giới hai bản đồ cũng như gộp các loại đất theo mong muốn từ hai bản đồ hiện trạng sử dụng đất thành phố Thủ Dầu Một năm 2010 và năm 2020.
..®
a
Hình 2.3. Công cu Erase, Clip, Merge, Dissolve trong phan mềm ArcGIS
+
(Nguôn: ekgis.com.vn)
- Kiểm tra và khắc phục các lỗi hình học như có khoảng hở, có sự chồng chéo nhau giữa các loại đất bằng Topology.
New Topology x
Specify the rules for the topology:
Feature Class Rule Feature Class Add Rule...
HoanChinh_2010 Must Not Overlap
HoanChinh_2010 Must Not Have Gaps Remove Remove All
Save Rules...
< >
ca. CEST] | coe
Hình 2.4. Sử dụng công cụ Topology dé kiểm tra lỗi hình học
- Sử dụng kỹ thuật chồng lớp dé kết nối dit liệu thuộc tính và dữ liệu không gian 2 bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2010 và năm 2020 thông qua chức năng Overlay
cua Arc Toolbox (Are Toolbox/Analysis Tool/Overlay/Intersect).
_ArcToolbox ox (5) ArcToolbox A
& 3D Analyst Tools c¡ & Analysis Tools
œ) & Extract E¡ & Overlay
A, Erase A, Identity A Intersect
“\ Spatial Join
A. Symmetrical Difference
aN Union
“A. Update
& Proximity
& ẹ Statistics
Ss Cartography Tools
re] S Conversion Tools `
Hình 2.5. Sử dụng chức nang Intersect dé kết nói 2 lớp dữ liệu
- Sử dụng chức năng Add field; Delete field; Select by Attributes; Field
Calculator, Calculate Geography đề cập nhật các trường thuộc tính và tính toán diện tích các loại đất.
e ox
EIE]8- ãR ° x
BA. Find and Replace... x By Select By Attributes... a
INP. |Petyzel
J Cle t SNP |Polygol D ding P : N Pol -
IR Switch Selection a Behe Advanced Sorting...
(Select All TC Polygol NK Pol:
Add Field... a Poked 5
i Polyzo
Turn Alll Fields On 2 Polyed Field Calculator...
Show Field Aliases Polyzo :
N Polygo ơ
Arrange Tables > Dyk Potygol Turn Field Off Polygo
Restore Default Column Widths ơ Polysd Freeze/Untreexe Column Restore Default Field Order NK) Polygol
Thhnng SNP Polyzd %
loins an: lates › = Bolvee (Sf Properties...
Related Tables ằ Potveo)
NNPỊ Polygon |NNP. INNP |1042914|NNP_NNP|
ly Create Graph... ì Polygon |NNP |PNK |0.203449|NNP PNKI
NNP| Polygon |NNP INNP |12§1.241|NNP_NNP Add Table to Layout NK] Polygon |NNP [PNK _|4.037452|NNP_PNK|
~ Polygon |NNĐP CCC |0.000494[NNP_CCC
feed | Reload Cache ẽ Polygon |NNP |DĐN |6.51949Đ|NNP DĐN)
& Print. Polys CCC_ |64.54152|NNP_CCC Polygon |NNP |CCC |0.013442|NNP_CCC|
Reports ằ CCC v Polygon |NNP |CCC |0.174283 v
Export... of 441 Selected) _=: 0 b1 (0 out of 441 Selected)
| Appearance...
Hình 2.6. Cac chức nang tính toán trong các trường thuộc tinh - Biên tập màu sac
Layer Properties x General Source Selection Display Symbology Fields Definition Query Labels Joins&Relates Time HTML Popup
Categories Value Field Color Ramp L
LinpleNeties Ma_bd Mee SN BEN -
Unique values, many Match to symbols in a)
Quantities Symbol Value Label Count Charts oO |<aẽl other values> <all other values>
Multiple Attributes NNP_OTC NNP chuyển sangOTC ?
C NNP.PNK NNP chuyển sangPNK ? - EM cc NNP chuyến sangCCC 2? | ÃNNP DSN NNP chuyển sangDSN ? rl
< >
[Add ARValues | | AddValues...| | Remove | | Remove Al | | Advanced =|
[0K] [Cancel | 8
Hinh 2.7. Bién tap mau sac
- Cuôi cùng là xuât bản do.
Q Export Map x
Save in: | | | HINH BĐSDĐ 2010 - 2020 vị @#đrzm‹-|
a ° la la la
Quick access * L
Desktop ccc csp csk DSN
Libraries .° ` .° * *
This PC a ee
eg HTSDD 2010 HTSDD 2020 NNP oTc
~ ằ
Network
Save as type: PNG - vị L _ Cancel 7 General | Format |
Resolution: #Ìdpi wa -
Height: poes
Write World File
Hình 2.8. Chuan bị các thành phan dé xuất ban đồ
Quy trình đánh giá biến động sử dụng đất được trình bày theo Đoàn Đức Lâm và Phạm Anh Tuấn (2010) được thé hiện cu thé ở Hình 2.9.
Đối tượng nghiên cứu Ƒ—> Đánh giá biến động sử dụng đất
Khu vực nghiêncứu => Thành phố Thủ Dầu Một
Mục tiêu nghiêncứu ===>] Phân tích đánh giá, dự báo biến động sử dụng đất
Ệ
Thu thập dữ liệu
GIS
Ỷ
Bản đồ hiện trạng sử dụng đất
năm 2010
|
Nhóm các loại hình sử dung đât năm 2010
+
Gan mã từng loại hình sử dụng
đất năm 2010
———————'.
Chuỗi
Markov
‡
Bản đồ hiện trạng sử dụng đất
năm 2020
D
Nhóm các loại hình sử dụng
đất năm 2020
t
Gan mã từng loại hình sử dụng
đất năm 2020
Lập bản đồ biến động sử dụng
đât từ 2010 đên 2020
|
Lập ma trận biến động hiện trạng
sử dụng đât từ 2010 đên 2020
1
Dự báo xu hướng biến động sử dụng đất đến 2030
Hình 2.9. Quy trình đánh giá biến động sử dụng đất
2.2.4. Phương pháp dự báo biến động sử dụng đất theo chuỗi Markov
Sau khi thành lập được bản đồ biến động sử dụng đất, tiến hành thành lập ma trận biến động diện tích các loại hình sử dụng đất giai đoạn 2010 — 2020. Từ đó xây dựng ma trận chuyên đổi Markov.
Bản chất của phương pháp phân tích chuỗi Markov là xây dựng mối liên hệ giữa 2 bản đồ sử dụng đất tại hai thời điểm đánh giá nhằm tạo cơ sở khoa học cho quá trình dự báo giai đoạn tiếp theo.
Các kiểu sử dụng đất ở thời điểm to Các kiểu sử dụng đất ở thời điểm ti
(1) Lâm nghiệp (1) Lâm nghiệp
(2) Nông nghiệp (2) Nông nghiệp
(3) Đô thị (3) Đô thị
(4) Dat trống (4) Dat trống
(5) Dat chuyén ding (5) Dat chuyên dùng (Nguyễn Kim Lợi, 2005) Hình 2.10. Mô hình chuỗi Markov
Với yị là xác suất thay đổi được xác định từ việc chồng ghép ban đồ sử dụng đất tại 2 thời điểm khác nhau. Dé dự đoán phân bó các kiểu sử dụng đất khác nhau vào các thời điểm khác nhau có thé ứng dụng mô hình Markov Chain như sau:
Tỷ lệ các kiểu sử Ma trận về xác suất Tỷ lệ các kiểu sử dụng đất ở thời k của sự thay đổi các = dụng đất ở thời
điểm thứ nhất kiêu sử dụng đất điểm thứ hai
Có thể viết lại dưới dạng tổng quát hóa của ma trận như sau:
(mn, —
21, Y22„Y23,„....'Y25
[vl, v2,...,v5]ì lở 31; Y32,Y33,„...35 = [v1, v2,...,v5]2
41, 42,Y43;...45
51, Y52;Y53„...Ÿ55
Me att
Ung dung mô hình toán học để dự báo sự thay đổi các kiểu sử dụng đất trong
tương lai:
Dự báo về sự thay đổi các kiểu sử dụng dat theo thời gian theo phương trình
toán học sau (Mubea và cs., 2010):
Vụ =M* Vt Trong đó:
M: Tỷ lệ thay đổi của các kiểu sử dụng dat trong khoảng thời gian thu thập số
liệu.
Vti: Diện tích của kiểu sử dụng đất tại thời điểm thứ nhất.
Vọ: Diện tích của kiểu sử dụng đất tại thời điểm thứ hai.
Trên cơ sở phương trình toán học vừa được xác lập trên, sử dụng công thức
MMULT trong phần mềm Excel dé nhân hai ma trận, công thức được biéu điễn như sau: {= MMULT(ving điện tích các nhóm sử dụng đất thời điểm thứ nhất Vtị); M (Tỷ lệ thay đổi của các kiểu sử dụng đất hay ma trận biến động)} =diện tích các nhóm sử dụng đất thời điểm thứ hai Vũ.
Nghiên cứu tiến hành dự báo trước tiên cần xác định được khoảng thời gian dự báo, trên cơ sở kết quả đánh giá biến động sử dụng đất khu vực nghiên cứu giai đoạn
2010 — 2020, nghiên cứu đã ứng dụng mô hình phân tích chuỗi Markov nhằm dự báo biến động sử dụng đất thành phố Thủ Dầu Một tới năm 2030 theo công thức sau:
(Tran Anh Tuan va Hoang Tuan Anh, 2010):
TDB = TCT + (TCT — TCD) Trong do:
TDB: Thời điểm dự báo
TCT: Mốc thời gian cận trên của quá trình đánh giá TCD: Mốc thời gian cận dưới của quá trình đánh giá
Tại nghiên cứu này mốc thời gian cận trên của quá trình đánh giá là năm 2020, mốc thời gian cận dưới của quá trình đánh giá là năm 2010.
TDB = 2020 + (2020 — 2010) TDB = 2030
Từ công thức trên cho thời gian dự báo năm 2030 là phù hợp.
Chương 3