2015 bằng mô hình dự báo Markov
Sử dụng chuỗi MARKOV dự đoán thay đổi sử dụng đất trong một giai đoạn nào đó. Mô hình chuỗi MARKOV Chain được ứng dụng để xác định khả năng thay đổi các kiểu sử dụng đất dựa trên sự tiến triển của các kiểu sử dụng đất và các nhân tố ảnh hưởng đến sự thay đổi. Tổng quát mô hình hóa được minh họa như sau:
Có thể viết lại dưới dạng tổng quát của ma trận:
Trong đó γ11, γ12, γ21… là xác suất thay đổi được xác định từ việc chồng lớp bản đồ sử dụng đất tại thời điểm khác nhau. Để dự đoán phân bố các kiểu sử dụng đất vào các thời điểm tiếp theo có thể ứng dụng mô hình trên.
Dự báo biến động đất đô thị sẽ dựa vào tỷ lệ biến động các loại hình sử dụng đất do chu chuyển từ các loại hình sử dụng đất khác sang và ngược lại. Dựa vào bảng 3.2 phân tích tình hình tăng giảm diện tích đất theo mục đích sử dụng thì ta sẽ xác định được tỷ lệ phần trăm chuyển đổi như sau:
Bảng 3.3: Ma trận tỷ lệ biến động giữa các loại hình sử dụng đất giai đoạn 2000 – 2011
LUC HNK ONT TSC CQP CAN SKC SKK SKX DGT DNL DYT DGD NTD SON
LUC 0.94 0.03 0.02 0.01 HNK 0.02 0.5 0.02 0.08 0.19 0.19 ONT 0.02 0.95 0.02 0.01 TSC 0.1 0.9 CQP 1 CAN 1 SKC 1 SKK 1 SKX 1 DGT 1 DNL 1 DYT 0.17 0.83 DGD 1 NTD 0.18 0.06 0.76 SON 0.1 0.01 0.89
Muốn dự báo tốc độ phát triển đất đô thị trong tương lai bằng chuỗi MARKOV ta nhân hai ma trận là hiện trạng sử dụng đất năm 2011 và bảng 3.3 lại với nhau sẽ được kết quả như sau:
Hiện trạng 2011
LUC HNK ONT TSC CQP CAN SKC SKK SKX DGT DNL DYT DGD NTD SON
86.3 3.38 23.83 0.37 0.1 0.14 0.04 2.87 1.18 2.76 0.07 0.1 0.13 0.47 5.85 X 0.94 0 0.03 0 0 0 0 0.02 0 0.01 0 0 0 0 0 0.02 0.5 0.02 0 0 0 0 0.08 0.19 0 0 0 0 0 0.19 0.02 0 0.95 0 0 0 0 0.02 0 0 0 0 0 0 0.01 0 0 0.1 0.9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0.17 0 0 0 0 0 0 0 0 0.83 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0.18 0 0 0.06 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.76 0 0 0.1 0.01 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.89 = Dự báo 2015
LUC HNK ONT TSC CQP CAN SKC SKK SKX DGT DNL DYT DGD NTD SON
Tương tự như vậy, nếu muốn dự báo tốc độ phát triển các loại hình sử dụng đất cho các năm tiếp theo thì ta sẽ lấy năm sau nhân tiếp cho ma trận ở bảng 3.3. Như vậy kết quả sẽ cho được như sau:
Bảng 3.4: Diện tích các loại hình sử dụng đất năm 2000, 2011 và 2015
Các loại hình sử dụng đất Diện tích năm 2000 (km2) Diện tích năm 2011 (km2) Diện tích năm 2015 (km2) Đất chuyên trồng lúa nước 91,14 86,3 81.71 Đất trồng cây hàng năm khác 5,76 3,38 2.27 Đất ở 22,09 23,83 25,39 Đất trụ sở cơ quan, công trình sự nghiệp nhà nước 0,21 0,37 0,36 Đất quốc phòng 0,1 0,1 0,1 Đất an ninh 0,12 0,14 0,14 Đất sản xuất, kinh doanh phi nông
nghiệp 0,04 0,04 0,04 Đất khu công nghiệp 0,12 2,87 5,43 Đất sản xuất vật liệu xây dựng gốm sứ 0,03 1,18 1,82 Đất công trình năng lượng 0 0,07 0,07 Đất y tế 0,12 0,1 0,08
Đất giao thông 2,32 2,76 3,62 Đất giáo dục và đạo tạo 0,04 0,13 0,13 Đất nghĩa trang nghĩa địa 0,34 0,47 0,35 Đất sông ngòi kênh rạch 5,16 5,85 6,08
Dựa vào kết quả dự báo, ta thấy rằng tốc độ phát triển của các loại đất đô thị như đất ở, đất khu công nghiệp và đất sản xuất vật liệu xây dựng gốm sứ tăng mạnh vào giai đoạn 2011 – 2015 do được chuyển chủ yếu từ đất trồng lúa và đất trồng cây hàng năm khác sang. Loại hình đất sông ngòi kênh rạch cũng tăng khá mạnh nguyên nhân do lòng sông ngày càng mở rộng bởi xói lở và quá trình khai thác cát trên sông Hồng nên hàng năm lượng đất ven bờ mất đi khác cao, chủ yếu là đất nông nghiệp. 0 20 40 60 80 100
LUC HNK ONT SON SKK SKX DGT
2001 2011 2015
Hình 3.14: Biểu đồ thể hiện diện tích sử dụng đất huyện Thƣờng Tín giai đoạn 2000 – 2011 và dự báo tới năm 2015 (km2)
0 10 20 30 40 50 CAN CQP TSC SKC DNL DYT DGD NTD 2001 2011 2015
Hình 3.15: Biểu đồ thể hiện diện tích sử dụng đất huyện Thƣờng Tín giai đoạn 2000 – 2011 và dự báo tới năm 2015 (ha)
Theo như kết quả phân tích dựa vào bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2000 và năm 2011, học viên thấy rằng tốc độ phát triển đô thị tập trung nhiều ở khu vực dọc tuyến đường quốc lộ 1 và 1A và các khu giáp ranh với dân cư. Dự báo trong tương lai trong những năm tiếp theo thì các loại hình sử dụng đất đô thị sẽ lấn chiếm diện tích đất nông nghiệp khu vực phía nam của huyện Thường Tín
KẾT LUẬN
Sau quá trình nghiên cứu biến động sử dụng đất ở khu vực huyện Thường Tín bằng ảnh vệ tinh SPOT và dự báo sự biến động các loại hình sử dụng đất qua các năm bằng mô hình MARKOV, học viên đã rút ra một số kết luận sau:
1. Tư liệu viễn thám đa phổ và đa thời gian là tài liệu thích hợp để theo dõi biến động lớp phủ mặt đất nói chung và hiện trạng sử dụng đất nói riêng. Từ những năm 90 trở lại đây thì các phương pháp đáng giá biến động sử dụng ảnh viễn thám dựa trên các chỉ số vật lý kết hợp với nhiều biện pháp phân loại khác nhau mới thực sự phát triển. Tuy nhiên tính đan xen, manh mún của các loại hình sử dụng đất của các vùng ven đô thị nước ta đã tạo nên rất nhiều khó khăn cho việc chiết xuất thông tin tự động từ các dữ liệu vệ tinh, vì vậy cần phải có quy trình xử lý và phân tích các kết quả phù hợp nhất.
2. Về mặt lý thuyết có rất nhiều phương pháp đánh giá biến động, nhưng theo kết quả nghiên cứu của luận văn thì phương pháp đánh giá sau phân loại là phương pháp khả thi vì nó đơn giản và dễ thực hiện. Tuy nhiên để kết quả đánh giá đạt độ chính xác cao thì phụ thuộc rất nhiều vào việc phân tích và chọn mẫu phân loại nhằm nâng cao độ chính xác của kết quả phân loại ảnh.
3. Kết quả nghiên cứu cho thấy tình hình biến động sử dụng đất ở khu vực huyện Thường Tín: trong vòng 11 năm từ năm 2000 – 2011, khu vực huyện Thường Tín đã có biến động mạnh mẽ về sử dụng đất. Đặc biệt là sự gia tăng đột biến của các loại hình đất phi nông nghiệp như đất ở, đất khu công nghiệp, đất sản xuất kinh doanh … kèm theo đó là sự giảm mạnh của đất nông nghiệp (gồm chủ yếu là đất trồng lúa) và đất trống chưa sử dụng. Đánh giá xu thế chung của khu vực này trong các năm tiếp theo sẽ có sự chuyển đổi mạnh của đất nông nghiệp sang các loại đất phi nông nghiệp vì theo nhận định từ kết quả phân tích của luận văn thì diện tích đất nông nghiệp còn tương đối nhiều để có thể chuyển sang mục đích sử dụng khác.
4. Việc ứng dụng mô hình Markov trong việc dự báo xu thế biến động sử dụng đất tại khu vực Thường Tín tới năm 2015 đã cho kết quả là loại hình sử dụng
đất nông nghiệp có xu hướng giảm mạnh về diện tích, xu thế biến đổi chủ yếu là thành dạng quần cư và các loại đất phi nông nghiệp khác: đất khu công nghiệp, đất sản xuất kinh doanh, đất giao thông, đất thủy lợi … Trong khi đó, diện tích mặt nước cũng có xu thế biến động nhưng không biến động nhiều như đất nông nghiệp. Diện tích đất ở và đất phi nông nghiệp có xu hướng tăng mạnh dọc theo tuyến đường quốc lộ 1 và tuyến đường cao tốc Pháp Vân, thay thế cho các diện tích đất nông nghiệp hoặc đất chưa sử dụng. Mô hình dự báo Markov dự báo biến đổi hiện trạng sử dụng đất đã đem lại thêm một lựa chọn mới cho công tác quản lý, hoạch định. Điều này có ý nghĩa rất lớn trong việc phát triển bền vững trong tương lai
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Bộ Tài nguyên và Môi trường (2007), Quy định về thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất
2. Bộ Tài nguyên và Môi trường (2007), Ký hiệu bản đồ hiện trạng sử dụng đất và bản đồ quy hoạch sử dụng đất
3. Luật đất đai (2003), NXB Chính trị Quốc gia, Hà Nội
4. Nguyễn Khắc Thời (2011), Giáo trình viễn thám, Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội
5. Nguyễn Ngọc Thạch (2005), Cơ sở viễn thám, NXB Nông nghiệp, Hà Nội
6. Nguyễn Ngọc Thạch (1997), Viễn thám trong nghiên cứu tài nguyên môi trường,
NXB Khoa học kỹ thuật
7. Nguyễn Ngọc Thạch, Viễn thám và hệ thông tin địa lý ứng dụng, Đại học khoa học tự nhiên, Hà Nội
8. Nguyễn Văn Thanh (2003), Bài giảng ứng dụng viễn thám và GIS trong thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội
9. Nguyễn Thị Thanh Hải (2003), Thiết kế và biến tập bản đồ, Đại học khoa học tự nhiên, Hà Nội
10.Vũ Minh Tuấn, Lê Văn Trung, Ứng dụng viễn thám và GIS đánh giá biến động và dự báo đất đô thị tại phường Hiệp Bình Phước quận Thủ Đức, Trung tâm nghiên cứu và ứng dụng công nghệ địa chính, Đại học Nông Lâm TPHCM; Trung tâm địa tin học, Đại học Quốc gia TPHCM.
11.Nguyễn Đình Minh (2009), Phân loại sử dụng đất và lớp phủ đất đô thị ở Hà Nội bằng dữ liệu ảnh Terra ASTER, Đại học khoa học tự nhiên, Hà Nội 12.Nhữ Thị Xuân, Đinh Thị Bảo Hoa, Nguyễn Thị Thúy Hằng (2004), Đánh giá
biến động sử dụng đất huyện Thanh Trì – thành phố Hà Nội giai đoạn 1994 – 2003 trên cơ sở phương pháp viễn thám kết hợp GIS, Tạp chí khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội
13.Dương Tiến Đức, Trương Thị Hòa Bình, Nguyễn Hữu Huynh (2005), Ứng dụng công nghệ viễn thám và Hệ thông tin Địa lý để đánh giá biến động lớp phủ thực vật tại vườn quốc gia U Minh Thượng, Tạp chí Nông Nghiệp và Phát triển nông thôn
14.Nguyễn Thị Diệu, Trương Phước Minh, Ứng dụng viễn thám và GIS trong việc thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất thành phồ Đà Nẵng, Đại học khoa học tự nhiên, Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng
15.Nguyễn Quang Tuấn (2009), Ứng dụng GIS và viễn thám trong thành lập bản đồ hiện trạng thảm thực vật huyện Kỳ Anh, Hà Tĩnh, Hội thảo ứng dụng GIS và viễn thám trong nghiên cứu tài nguyên và môi trường – Đại học khoa học Huế