Thuật ngữ GIS được sử dụng rất thường xuyờn trong nhiều chuyờn ngành, lĩnh vực khỏc nhau như địa lý, tin học, cỏc hệ thống tớch hợp thụng tin ứng dụng trong quản lý tài nguyờn, mụi trường, khoa học xử lý dữ liệu khụng gian…
Lĩnh vực GIS đặc trưng bởi sự đa dạng trong ứng dụng. Khỏi niệm GIS được phỏt triển trờn nền của nhiều lĩnh vực khỏc nhau như khoa học mỏy tớnh, khoa học trỏi đất, cỏc khoa học ứng dụng (hành chớnh, đất đai, mụi trường… )
Sự đa dạng của cỏc lĩnh vực ứng dụng, cỏc phương phỏp và khỏi niệm khỏc nhau được ỏp dụng trong GIS dẫn đến cú rất nhiều khỏi niệm khỏc nhau về GIS:
- Tọ̃p hợp các cụng cụ dùng đờ̉ thu thọ̃p, lưu trữ, truy cọ̃p, biờ́n đụ̉i và thờ̉ hiợ̀n dữ liợ̀u khụng gian ghi nhọ̃n được từ thờ́ giới thực tiờ̃n.
- Hợ̀ thụ́ng quản lý cơ sở dữ liợ̀u trờn máy tính dùng đờ̉ thu thọ̃p, lưu trữ, truy cọ̃p, phõn tích và thờ̉ hiợ̀n dữ liợ̀u khụng gian.
- Hợ̀ thụ́ng hụ̃ trợ ra quyờ́t định cú chức năng tích hợp dữ liợ̀u khụng gian vào giải quyờ́t các vṍn đờ̀ thực tiờ̃n.
Từ cỏc định nghĩa nờu trờn, chỳng ta cú một định nghĩa tổng quỏt về GIS như sau: “Hợ̀ thụ́ng các cụng cụ nờ̀n máy tính dùng đờ̉ thu thọ̃p, lưu trữ, truy cọ̃p và biờ́n đụ̉i, phõn tích và thờ̉ hiợ̀n dữ liợ̀u liờn quan đờ́n các vị trí trờn bờ̀ mặt trái đṍt và tích hợp các thụng tin này vào quá trình ra quyờ́t định.” [6].
2.6.2. Phõn tớch dữ liệu GIS
Một trong những chức năng nổi bật của GIS là phõn tớch khụng gian kết hợp phõn tớch thuộc tớnh để trợ giỳp cho quỏ trỡnh ra quyết định. Phõn tớch dữ liệu để tỡm ra cỏc giải phỏp nhằm giải quyết theo yờu cầu cỏc vấn đề của thế giới thực. Do tớnh chất phức tạp của cỏc vấn đề, cỏc phộp phõn tớch khụng gian cú thể biến đổi từ cỏc hoạt động luận lý hoặc số học đơn giản đến cỏc
phõn tớch mụ hỡnh phức tạp. Khả năng phõn tớch khụng gian đơn lẻ và phõn tớch khụng gian kết hợp xử lý thuộc tớnh của GIS là cơ sở để phõn biệt GIS với cỏc hệ thống quản trị cơ sở dữ liệu thụng thường khỏc. Phõn tớch dữ liệu gồm 3 nhúm chức năng chớnh: Phõn tớch dữ liệu khụng gian; Phõn tớch dữ liệu thuộc tớnh; Phõn tớch dữ liệu kết hợp khụng gian và thuộc tớnh.
Vớ dụ: Cơ sở dữ liệu của bản đồ đơn vị đất đai
Dữ liệu khụng gian Dữ liệu thuộc tớnh
số thửa LMU Loại đất TP cơ giới Chế độ nước 1 1 Fluvisols Nhẹ Chủ động 2 2 Glaysols Trung bỡnh Bỏn chủ động 3 3 Acrisols Nặng Khụng chủ động
Hỡnh 2.4. Mối quan hệ giữa dữ liệu khụng gian và dữ liệu thuộc tớnh
Cơ sở dữ liệu trong hỡnh 3 cho ta biết được cỏc thuộc tớnh của thửa đất trờn bản đồ. Trong xõy dựng bản đồ đơn vị đất đai mối quan hệ này giỳp cho việc mụ tả cỏc LMU được thuận lợi và rừ ràng.
2.7. Chồng xếp bản đồ
“chồng xếp” là thao tỏc khụng gian trong đú những lớp chuyờn đề được chồng lờn nhau để tạo ra một lớp chuyờn đề mới chứa đựng những thụng tin mới.
Việc thực hiện những thao tỏc chồng xếp tựy thuộc vào dạng mụ hỡnh dữ liệu đang được sử dụng. Chức năng chồng xếp trong mụ hỡnh Raster và Vector được thực hiện theo cỏc cỏch khỏc nhau.
2.8. Một số phần mềm GIS được ứng dụng ở Việt Nam hiện nay
1. Phần mềm Microstation: MicroStation là một phần mềm giỳp thiết kế (CAD) được sản xuất và phõn phối bởi Bentley Systems. MicroStation cú mụi trường đồ họa rất mạnh cho phộp xõy dựng, quản lý cỏc đối tượng đồ họa thể hiện cỏc yếu tố bản đồ.
1 2
MicroStation cũn được sử dụng để là nền cho cỏc ứng dụng khỏc như: Famis, Geovec, Irasb, MSFC, Mrfclean, Mrfclean và eTools, eMap chạy trờn đú.
2. Phần mềm Mapinfo: là phần mềmhệ thống thụng tin địa lớ do cụng ty MapInfo (nay là Pitney Bowes) sản xuất. MapInfo Professional là phần mềm chạy trờn mụi trường Windows, cú chức năng kết nối với cỏc ứng dụng Windows khỏc (chẳng hạn như Microsoft Office). Trờn nền một văn bản Office cú thể tạo một bản đồ MapInfo cho phộp người dựng tương tỏc được.)
3. Phần mềm ArcView:
ARCView là sản phẩm của hóng ESRI, đõy là một trong những phần mềm đứng đầu trong thế hệ GIS để bàn (Desktop) và thành lập bản đồ, nú cú thể chạy trong mụi trường Window 9X, Window NT, XP… ARCView đưa đến cho người học khả năng hỡnh dung, khỏm phỏ, hỏi đỏp và phõn tớch dữ liệu.
Cũng như một số phần mềm GIS, ARCView cú khả năng chồng ghộp bản đồ, xử lý dữ liệu khụng gian, cú thể ứng dụng trong một số lĩnh vực trong ngành quản lý đất đai như đỏnh giỏ phục vụ quy hoạch, xử lý dữ liệu ảnh, quản lý tài nguyờn đất, nước…
Hiện tại ở nước ta, ARCView đó được đưa vào sử dụng trong nhiều lĩnh vực, cỏc cơ quan quản lý tài nguyờn, cỏc dự ỏn phỏt triển và quản lý tài nguyờn.
4. Phần mềm ArcGis:
ArcGIS là một hệ thống phần mềm cung cấp một giải phỏp tổng thể về hệ thống thụng tin địa lý, bao gồm nhiều modul khỏc nhau, đỏp ứng nhu cầu cho mọi tổ chức, từ những người sử dụng đơn lẻ cho đến hệ thống cú tớnh toàn cầu.
Phần mềm ArcGIS cung cấp nhiều chức năng để cú thể: Xõy dựng một mụ hỡnh xử lý khụng gian rất hữu dụng cho việc tỡm ra cỏc mối quan hệ, phõn tớch dữ liệu và tớch hợp dữ liệu.
- Thực hiện chồng lớp cỏc vộc tơ, tớnh xấp xỉ và phõn tớch thống kờ. - Tạo ra cỏc đặc tớnh cho sự kiện và chồng xếp cỏc đặc tớnh của cỏc sự kiện đú.
- Chuyển đổi dữ liệu và cỏc định dạng của dữ liệu theo rất nhiều loại định dạng.
- Xõy dựng những dữ liệu phức tạp, cỏc mụ hỡnh phõn tớch và cỏc đoạn mó để tự động húa cỏc quỏ trỡnh GIS…
PHẦN 3
ĐỐI TƯỢNG - NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIấN CỨU 3.1. Đối tượng và phạm vi nghiờn cứu
- Đối tượng nghiờn cứu của đề tài: Đề tài chỉ tập trung trong cỏc loại đất sản xuất nụng nghiệp và việc ứng dụng cụng nghệ GIS thành lập bản đồ hiện trạng năm 2014 và bản đồ đơn vị đất đai của xó Bỡnh Thuận.
- Phạm vi nghiờn cứu: Đề tài được tiến hành tại xó Bỡnh Thuận – huyện Đại Từ - tỉnh Thỏi Nguyờn.
3.2. Nội dung nghiờn cứu của đề tài
3.2.1. Thu thập dữ liệu về điều kiện tự nhiờn, kinh tế và xó hội của vựng nghiờn cứu
- Cỏc dữ liệu về điều kiện tự nhiờn bao gồm: vị trớ địa lý, khớ hậu. địa hỡnh, thủy văn.
- Cỏc dữ liệu về kinh tế - xó hội bao gồm: hiện trạng dõn số, lao động và cơ sở hạ tầng liờn quan đến sản xuất nụng nghiệp.
- Hiện trạng sử dụng đất nụng nghiệp của xó Bỡnh Thuận.
3.2.2. Thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2014 trờn cơ sở điềutra chỉnh lý biến động đất đai trờn bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm tra chỉnh lý biến động đất đai trờn bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2010.
Quy trỡnh thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất cấp xó theo phương phỏp hiện chỉnh bản đồ hiện trạng sử dụng đất chu kỳ trước được thực hiện theo cỏc bước:
Bước 1: Xõy dựng Thiết kế kỹ thuật - dự toỏn cụng trỡnh: - Khảo sỏt sơ bộ, thu thập, đỏnh giỏ, phõn loại tài liệu; - Xõy dựng Thiết kế kỹ thuật - dự toỏn cụng trỡnh. Bước 2: Cụng tỏc chuẩn bị:
- Kiểm tra, đỏnh giỏ chất lượng và nhõn sao bản đồ hiện trạng sử dụng đất chu kỳ trước (gọi là bản sao);
- Lập kế hoạch chi tiết. Bước 3: Cụng tỏc nội nghiệp
- Bổ sung, chỉnh lý cỏc yếu tố nội dung cơ sở địa lý theo cỏc tài liệu thu thập được lờn bản sao;
- Bổ sung, chỉnh lý cỏc yếu tố nội dung hiện trạng sử dụng đất theo cỏc tài liệu thu thập được lờn bản sao;
- Kiểm tra kết quả bổ sung, chỉnh lý nội nghiệp; - Vạch tuyển khảo sỏt thực địa.
Bước 4: Cụng tỏc ngoại nghiệp:
- Điều tra, chỉnh lý, bổ sung cỏc yếu tố nội dung cơ sở địa lý;
- Điều tra, bổ sung, chỉnh lý yếu tố nội dung hiện trạng sử dụng đất trờn bản sao;
- Kiểm tra kết quả điều tra, bổ sung, chỉnh lý bản đồ ngoài thực địa; Bước 5: Biờn tập tổng hợp:
- Chuyển kết quả điều tra, bổ sung, chỉnh lý lờn bản đồ hiện trạng sử dụng đất;
- Biờn tập bản đồ.
Bước 6: Hoàn thiện và in bản đồ: - Kiểm tra kết quả biờn tập bản đồ;
- Hoàn thiện và in bản đồ (đối với cụng nghệ truyền thống thỡ hoàn thiện bản đồ tỏc giả);
- Viết thuyết minh thành lập bản đồ; Bước 7: Kiểm tra, nghiệm thu: - Kiểm tra, nghiệm thu;
- Đúng gúi và giao nộp sản phẩm.
3.2.3. Xỏc định và lựa chọn cỏc yếu tố đất đai cú liờn quan đến việc xõydựng bản đồ đơn vị đất đai của xó Bỡnh Thuận bằng cụng nghệ GIS. dựng bản đồ đơn vị đất đai của xó Bỡnh Thuận bằng cụng nghệ GIS.
3.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIấN CỨU
3.3.1. Phương phỏp điều tra cơ bản
-Phương phỏp thu thập cỏc số liệu thứ cấp về điều kiện đất đai (đặc điểm khớ hậu, thổ nhưỡng, địa hỡnh, tỡnh hỡnh sử dụng đất), điều kiện kinh tế xó hội (cơ sở kinh tế, cơ sở hạ tầng phục vụ cho sản xuất nụng nghiệp, định hướng thị trường) của vựng nghiờn cứu tại Trung tõm phỏt triển quỹ đất tỉnh Thỏi Nguyờn.
-Phương phỏp khảo sỏt điều tra, dó ngoại: Căn cứ vào bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2010, tiến hành điều tra, kiểm tra lại đặc tớnh và tớnh chất đất đai trờn thực địa.
-Phương phỏp điều tra phỏng vấn trực tiếp nụng hộ về tỡnh hỡnh sản xuất cỏc đặc tớnh và tớnh chất đất đai nhằm lựa chọn cỏc chỉ tiờu phõn cấp xõy dựng bản đồ đơn vị đất đai.
3.3.2. Phương phỏp xõy dựng cỏc bản đồ đơn tớnh bằng cụng nghệ GIS
Ứng dụng phần mềm Microstation để biờn tập cỏc bản đồ đơn tớnh (bản đồ loại đất, bản độ chế độ nước, bản đồ địa hỡnh, bản đồ thành phần cơ giới) theo cỏc mức chỉ tiờu đó phõn cấp.
3.3.3. Phương phỏp chồng xếp bản đồ bằng cụng nghệ GIS
Ứng dụng phần mềm Arcgis để chồng xếp cỏc bản đồ đơn tớnh nhằm tạo ra bản đồ đơn vị đất đai.
3.3.4. Phương phỏp sử lý số liệu
Sử dụng phần mềm Exel để tổng hợp số liệu và xỏc định đặc tớnh chớnh của cỏc đơn vị bản đồ đất đai.
PHẦN 4
KẾT QUẢ NGHIấN CỨU VÀ THẢO LUẬN
4.1. Điều kiện tự nhiờn, kinh tế - xó hội
4.1.1. Điều kiện tự nhiờn
4.1.1.1.Vị trí địa lý
Xó Bỡnh Thuận là xó nằm sỏt trung tõm huyện Đại Từ về phớa Đụng Nam, cỏch trung tõm huyện 1,5km, cỏch thành phố Thỏi Nguyờn khoảng 26km theo đường bộ. Ranh giới hành chớnh được xỏc định như sau:
-Phớa Tõy Bắc giỏp với xó Khụi Kỳ, huyện Đại Từ. -Phớa Tõy Nam giỏp với xó Mỹ Yờn, huyện Đại Từ. -Phớa Nam giỏp với xó Lục Ba, huyện Đại Từ.
-Phớa Đụng Bắc giỏp với xó Hựng Sơn, huyện Đại Từ. -Phớa Đụng Nam giỏp với xó Tõn Thỏi, huyện Đại Từ. -Phớa Bắc giỏp với thị trấn Đại Từ, huyện Đại Từ.
Xó Bỡnh Thuận cú tổng diện tớch tự nhiờn là 924.10 ha. Chia thành 19 xúm, dõn số tớnh đến thỏng 4 năm 2013 là 6276 người, 1658 hộ.
4.1.1.2. Địa hình
Bỡnh Thuận là một xó trung du địa hỡnh dốc dần từ Tõy sang Đụng. Địa hỡnh của xó Bỡnh Thuận chủ yếu là đất bằng phẳng và cú đồi nỳi ớt xen giữa là những cỏnh đồng lỳa, cú độ cao trung bỡnh từ 25 đến 185 m. Địa hỡnh tương đối bằng phẳng thuận lợi cho việc chuyển đổi cơ cấu cõy trồng. Với địa thế nằm ở gần trung tõm kinh tế – chớnh trị của huyện, là nơi tiờu thụ mạnh sản phẩm nụng nghiệp và thực phẩm.
4.1.1.3. Khí họ̃u
Bỡnh Thuận là một xó cú đặc điểm chung của khớ hậu miền nỳi phớa Bắc mang tớnh chất đặc thự của vựng nhiệt đới giú mựa, hàng năm được chia thành 2 mựa rừ rệt là mựa mưa và mựa khụ.
- Mựa khụ ( hanh, khụ), từ thỏng 11 đến thỏng 3 năm sau, mựa này thời tiết lạnh nhiệt độ trung bỡnh là 18,50C cú những đợt giú mựa Đụng Bắc cỏch nhau từ 7 đến 10 ngày, lượng mưa ớt thiếu nước cho cõy trồng vụ Đụng.
- Mựa mưa từ thỏng 4 đến thỏng 10 đặc điểm mựa này là mưa nhiều tập trung vào thỏng 6,7,8 chiếm 70% lượng mưa của cả năm, thường gõy ngập ỳng ở một số nơi trờn địa bàn xó, ảnh hưởng đến sản xuất của bà con nụng dõn. Nhiệt độ trung bỡnh ngày mựa này là 280C, mựa này cú giú mựa Đụng nam thịnh hành.
+ Nhiệt độ trung bỡnh trong năm khoảng 22,80C, tổng tớch ụn dao động từ 7000 đến 80000C.
+ Lượng mưa trung bỡnh trong năm từ 1200 đến 1700 mm, lượng mưa cao nhất vào thỏng 6,7, 8, trờn 2000 mm và thấp nhất vào thỏng 1, khoảng 1000 mm.
+ Số giờ nắng trong năm dao động từ 1200 đến 1500 giờ, đơợc phõn bố tương đối đồng đều cho cỏc thỏng trong năm.
+ Độ ẩm trung bỡnh cả năm là 82%, độ ẩm cao nhất vào thỏng 6, 7, 8; Độ ẩm thấp nhất vào thỏng 11, 12 hàng năm.
+ Giú cú giú mựa Đụng Bắc xuất hiện vào thỏng 12 năm trước đến thỏng 3 năm sau và giú Đụng Nam xuất hiện từ thỏng 4 đến thỏng 11 trong năm. Ngoài ra cũn cú giú Tõy Nam xen kẽ trong mựa của giú Đụng Nam.
+ Sương mự bỡnh quõn từ 20 đến 30 ngày/năm, sương muối xuất hiện ớt. Nhiệt độ trung bỡnh năm từ 20-220C , nhiệt độ cao nhất 390C, nhiệt độ thấp nhất 70C.
4.1.1.4. Thủy văn
Hệ thống thuỷ văn của xó Bỡnh Thuận cú nhiều sụng suối chạy qua địa bàn xó như sụng Cụng, suối Tấm, suối Chỉ… Đặc biệt là xó cú vựng lũng hồ Nỳi Cốc. Toàn xó cú 16,14 ha đất ao hồ, đầm và 104,41 ha đất sụng suối và mặt nước chuyờn dựng.
Cỏc nguồn nước này phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt và sản xuất của nhõn dõn. Tuy nhiờn về mựa khụ hệ thống sụng suối này khụng cú đủ nước để cung cấp cho sản xuất.
4.1.2. Cỏc nguồn Tài nguyờn:
4.1.2.1. Tài nguyờn đṍt:
Xó Bỡnh Thuận cú tổng diện tớch tự nhiờn là 942,10 ha, đất đai cú một số loại đất chớnh sau:
+ Đất đồi nỳi chiếm khoảng 8,10 % tổng diện tớch tự nhiờn của xó, loại đất này cú tầng đất dầy > 1m, đất cú cấu trỳc tơi xốp, thành phần cơ giới thịt nhẹ, hàm lượng mựn và đạm nhiều, đất chua loại đất này phự hợp với cỏc loại cõy trồng như chố, ngụ, sắn …
+ Đất ruộng: Chủ yếu là đất thịt nhẹ, trung bỡnh và đất cỏt pha chủ yếu do tớch tụ phự sa của sụng suối cú tầng đất dày, hàm lượng mựn và đạm ở mức khỏ loại đất này thớch hợp cho cỏc loại cõy lương thực và cỏc loại cõy màu.
4.1.2.2. Tài nguyờn nước:
+ Nguồn nước mặt: Bỡnh Thuận cú 104,41 ha đất sụng suối và mặt nuơớc chuyờn dựng tập trung chủ yếu là hồ Nỳi Cốc, dũng suối và cỏc hồ ao, đập, vai giữ nước, đõy là nguồn nước mặt phục vụ cho sinh hoạt của nhõn dõn, cung cấp nước cho sản xuất nụng nghiệp.
+ Nguồn nước ngầm: Độ sõu từ 7-10m là nguồn nước ngầm rất quý hiếm đó được nhõn dõn khai thỏc bằng phương phỏp khoan và đào giếng để phục vụ ăn uống, sinh hoạt hàng ngày của nhõn dõn trong toàn xó. Do điều kiện về kinh tế xó hội, kỹ thuật nờn việc khai thỏc nước ngầm phục vụ cho sinh hoạt và sản xuất nụng nghiệp của xó cũn hạn chế, hiện tại việc khai thỏc nước