Từ năm 1993 đến năm 2011, diện tích đất nông nghiệp của các xã trong huyện Đông Anh bị mất đi rất nhanh và mức độ không đều nhau giữa các xã. Bên cạnh đó, sự thay đổi về hình thái đất nông nghiệp giữa các xã cũng khác nhau.
Sự suy giảm về quỹ đất nông nghiệp từng xã của huyện Đông Anh được miêu tả một cách chi tiết trong Bảng 3.2. Trong đó học viên đi sâu vào nghiên cứu sự thay đổi hình thái không gian đất nông nghiệp của các xã: xã Hải Bối, xã Võng La, xã Đại Mạch, xã Kim Chung, xã Nguyên Khê, xã Vân Hà, xã Liên Hà, xã Tiên Dương và thị trấn Đông Anh. Đây là các xã và thị trấn được đầu tư lớn về phát triển
56
công nghiệp và đẩy mạnh xây dựng các khu đô thị mới, cơ sở vật chất hạ tầng, làm cho quỹ đất nông nghiệp bị giảm đáng kể và thay đổi cả về đặc điểm hình thái.
Hình 3.4: Biến thiên các chỉ số hình thái của đất nông nghiệp của 9 xã
0 20 40 60 80 100 120 140 1993 1999 2005 2011 Meters Năm MNN 0 100 200 300 400 500 600 700 800 1993 1999 2005 2011 Ha Năm MPS 0 10000 20000 30000 40000 1993 1999 2005 2011Năm MPI 0 200 400 600 800 1000 1993 1999 2005 2011 Ha Năm TCA 0 2 4 6 8 1993 1999 2005 2011Năm AWMSI 0 20 40 60 80 100 1993 1999 2005 2011 % Năm LPI
61
Thị trấn Đông Anh, xã Liên Hà và xã Tiên Dương là 3 khu vực được đẩy mạnh xây dựng các khu đô thị mới. Còn các xã Đại Mạch, Võng La, Hải Bối, Kim Chung là 4 xã nằm trong khu công nghiệp tập trung Bắc Thăng Long, xã Nguyên Khê và xã Vân Hà phát triển các khu công nghiệp vừa và nhỏ.
Từ Hình 3.4 cho thấy rằng, sự thay đổi về hình thái đất nông nghiệp của 9 xã cùng được đầu tư phát triển công nghiệp và đô thị là khác nhau. Nhìn chung, cả 9 vùng đều có xu hướng giảm diện tích đất nông nghiệp từ năm 1993-2011 được thể hiện qua 3 chỉ số MPS, TCA và LPI. Trong cả 3 giai đoạn 1993-1999, 1999-2005, 2005-2011, TCA của 9 xã đều giảm, và giảm nhanh nhất là giai đoạn 1999-2005. Trong đó, hai xã Võng La và xã Đại Mạch giai đoạn 1993-1999 tăng lên, ngược với xu hướng so với các xã khác là bởi phần diện tích bãi bồi ở sông Hồng được người dân tận dụng sang trồng hoa màu. Thị trấn Đông Anh là khu vực có TCA giảm nhanh nhất: 253,93 ha.
MPS và LPI cho thấy kích thước mảnh đất nông nghiệp đều giảm cho cả 9 xã từ năm 1993-2011. Trong đó, giảm nhiều nhất là hai xã Liên Hà: 713 ha và xã Kim Chung 639,06 ha. Giai đoạn đầu, các xã Đại Mạch, Võng La có MPS và LPI tăng, sau đó thì giảm dần. Giai đoạn 1999-2005 là giai đoạn các xã có kích thước mảnh giảm nhanh nhất. Sang đến giai đoạn 2005-2011, thì hầu hết các xã có LPI tăng, chỉ riêng có thị trấn Đông Anh và xã Võng La là giảm xuống.
MPI có xu hướng giảm trong giai đoạn đầu: 1993-1999, từ giai đoạn sau thì tăng lên. Trong đó hai xã Kim Chung và Liên Hà không có sự thay đổi về MPI của đất nông nghiệp ở giai đoạn 1993-1999 này. Cũng tương tự MPI, MNN của hai xã này trong giai đoạn đầu cũng không đổi. Ba xã Đại Mạch, Võng La, Hải Bối, lại có MPI tăng lên trong những năm 1993-1999, bởi đây là giai đoạn có quyết định của thành phố Hà Nội thu hồi đất nông nghiệp để xây dựng khu công nghiệp Bắc Thăng Long giai đoạn I nên các mảnh đất nông nghiệp được dồn lại. Giai đoạn 1999-2005, MNN của các xã đều tăng, cho thấy các mảnh đất nông nghiệp của các xã bị tách nhau ra. Trong đó, xã Kim Chung và xã Vân Hà có MNN tăng nhanh nhất: 73,6 m và 60,27 m. Bên cạnh đó, các mảnh đất nông nghiệp của xã Hải Bối lại có mức độ
62
tách biệt lớn nhất trong tất cả các giai đoạn. Giai đoạn 2005-2011, MPI của các xã hầu hết có xu hướng tăng lên, ngược lại là MNN có xu hướng giảm xuống. Điều đó cho thấy, từ năm 2005 đến nay, đất nông nghiệp của các xã có xu hướng được gộp lại, có nghĩa là mức độ phân mảnh và tách biệt giảm đi. Trong đó, xã Tiên Dương có MPI tăng cao nhất: 29.491,83 còn MNN lại gần như thấp nhất: 16,68m.
AWMSI của các xã đều có xu hướng tăng từ 1993 đến 2011. Cho thấy sự phức tạp về hình dạng của các mảnh đất nông nghiệp của 9 xã ngày càng tăng. Riêng hai khu vực xã Võng La và thị trấn Đông Anh từ năm 1999 thì có xu hướng giảm xuống. Giai đoạn 2005-2011 là giai đoạn đất nông nghiệp phức tạp nhất về hình dạng.
Từ năm 1993-2011, diện tích và kích thước của các mảnh đất nông nghiệp có xu hướng giảm. Sự phân mảnh và mức độ tách biệt tăng nhanh trong giai đoạn năm 1999-2005, nhưng tới giai đoạn sau thì lại giảm xuống. Sự phức tạp về hình dạng các mảnh đất nông nghiệp của hầu hết các xã đều tăng trong cả giai đoạn từ năm 1993 đến 2011.
63
KẾT LUẬN
Với những kết quả thu được từ luận văn, học viên rút ra một số kết luận như sau:
Về phương pháp luận
Các ảnh vệ tinh đa thời gian mùa vụ tương tự nhau đã giúp cho việc phân loại các đối tượng một cách dễ dàng hơn, cũng như xác định được xu hướng biến đổi lớp phủ đất qua các năm. Phương pháp phân loại định hướng đối tượng được thực hiện trên phần mềm eCognition là một phương pháp hiệu quả, cho phép cải thiện đáng kể độ chính xác của kết quả phân loại ảnh. Thêm vào đó, việc lựa chọn ngưỡng cho các chỉ số NDVI, UI, MNDWI, NDBI trong quá trình tách chiết các đối tượng từ ảnh viễn thámlà rất cần thiết, nhằm nâng cao độ chính xác của kết quả phân loại.
Đánh giá độ chính xác của kết quả phân loại ảnh năm 2005 bằng phương pháp ô mẫu [37]. Với 51 ô mẫu cho toàn huyện Đông Anh, độ chính xác kỳ vọng là 85%, sai số chấp nhận là 10%, đã cho kết quả sai số tổng quát 91,6 % và hệ số Kappa là 0,84. Kết quả phân loại ảnh của năm 2011, còn được kiểm chứng bằng việc đi thực địa và bảng điều tra về nông lịch. Độ chính xác của kết quả phân loại rất cao cho phép tách chiết đối tượng đất nông nghiệp để nghiên cứu sự biến đổi.
Phân tích sự thay đổi về hình thái không gian của đất nông nghiệp thông qua các chỉ số về hình thái được thực hiện với sự trợ giúp của Patch Analyst 4 trong phần mềm ArcGIS qua các năm 1993, 1999, 2005 và 2011 cho toàn huyện Đông Anh và cho các xã có sự phát triển mạnh về công nghiệp và quá trình đô thị hóa bao gồm 6 nhóm chỉ số, mỗi nhóm có các chỉ số liên quan chặt chẽ với nhau. Để lựa chọn các chỉ số hình thái phù hợp với khu vực nghiên cứu là huyện Đông Anh thì học viên đã dùng công cụ phân tích thành phần chính PCA, kết quả cho ra 6 chỉ số: TCA, MPS, LPI, MPI, MNN và AWMSI. Các chỉ số này được học viên chia thành 3 nhóm: nhóm 1- đo đạc về diện tích và kích thước mảnh đất nông nghiệp: TCA, MPS, LPI; nhóm 2- đo đạc mức độ phân mảnh và tách biệt của các mảnh: MPI,
64
MNN; nhóm 3- đo đạc sự phức tạp về hình dạng của mảnh đất nông nông nghiệp: AWMSI.
Về sự thay đổi hình thái đất nông nghiệp
Từ bản đồ lớp phủ của huyện Đông Anh trong giai đoạn năm 1993-2011, cho thấy xu hướng biến đổi lớp phủ đất: đất trống và đất nông nghiệp giảm mạnh, còn diện tích đất dân cư tăng lên rất nhanh. Quỹ đất nông nghiệp đã giảm từ năm 1993 là 15.210,35 ha và chỉ còn 11.642,00 ha vào năm 2011. Trong khi đó, diện tích dân cư có tỷ lệ nghịch với đất nông nghiệp. Từ năm 1993 đến năm 2011, tổng diện tích đất ở dân cư và khu công nghiệp đã tăng 3.772,68 ha. Phần diện tích đất dân cư được tăng mạnh nhất là giai đoạn 2005-2011: 315,82 ha/năm, khi mà quá trình đô thị hóa, công nghiệp hóa và xây dựng cơ sở vật chất được đầu tư và thúc đẩy mạnh mẽ. Sự mất đất nông nghiệp chủ yếu là do bị dịch chuyển sang đất dân cư.
Trên địa bàn các xã thì sự chuyển dịch đất này không giống nhau. Giai đoạn 1999-2005, một số xã ở ven sông: Đại Mạch, Võng La và Vĩnh Ngọc có diện tích đất nông nghiệp tăng lên do người dân cải tạo phần đất trống là bãi bồi để chuyển sang trồng hoa màu. Năm 1993, toàn huyện có 21/24 xã và thị trấn có diện tích đất nông nghiệp chiếm trên 60%. Tuy nhiên, đến năm 2011, chỉ còn 17/24 xã. Đất dân cư trong từng xã tăng nhanh trong giai đoạn 1993-2011, thị trấn Đông Anh có tốc độ tăng nhanh nhất: 17,79 ha/năm, điều đó đồng nghĩa với đây là khu vực mất đất nông nghiệp nhiều nhất trong huyện Đông Anh.
Sự thay đổi về hình thái không gian mảnh đất nông nghiệp của huyện Đông Anh được tính toán qua ba giai đoạn 1993-1999, 1999-2005 và 2005-2011. Chỉ số TCA, LPI và MPS có mối tương quan thuận và cùng giảm cho thấy các mảnh đất nông nghiệp có xu hướng bị mất đi và kích thước các mảnh cũng giảm liên tục trong cả giai đoạn 1993-2011. MPI và MNN tỷ lệ nghịch với nhau. MPI giảm còn MNN tăng từ năm 1993 đến 2005 cho thấy đất nông nghiệp bị phân mảnh và tách nhau ra. Nhưng tới giai đoạn 2005-2011 thì MPI lại tăng lên, MNN giảm xuống có nghĩa là mức độ bị phân mảnh và cô lập của đất nông nghiệp giảm xuống. Chỉ số
65
AWMSI tăng liên tục từ năm 1993-2011 cho thấy hình dạng của các mảnh đất nông nghiệp ngày càng phức tạp.
Sự thay đổi về hình thái đất nông nghiệp của các xã được đầu tư lớn về phát triển công nghiệp và đẩy mạnh xây dựng các khu đô thị mới, cơ sở vật chất hạ tầng, rất phức tạp. Thị trấn Đông Anh, xã Liên Hà và xã Tiên Dương là 3 khu vực được đẩy mạnh xây dựng các khu đô thị mới. Còn các xã Đại Mạch, Võng La, Hải Bối, Kim Chung là 4 xã nằm trong khu công nghiệp tập trung Bắc Thăng Long, xã Nguyên Khê và xã Vân Hà phát triển các khu công nghiệp vừa và nhỏ. Từ năm 1993-2011, TCA, MPS và LPI đều giảm cho thấy quỹ đất nông nghiệp của 9 xã đều giảm liên tục, dân cư mọc xen kẽ vào đất nông nghiệp. Mức độ về sự phân mảnh và tách biệt của các mảnh đất nông nghiệp trong giai đoạn 2005-2011 lại giảm xuống do MPI tăng còn MNN giảm do đây là giai đoạn hầu hết các xã có quyết định thu hồi đất nông nghiệp để phát triển công nghiệp và xây dựng các khu đô thị mới. Chỉ số AWMSI của các xã đều có xu hướng tăng từ 1993 đến 2011, cho thấy sự phức tạp về hình dạng của các mảnh đất nông nghiệp của 9 xã ngày càng tăng. Hay nói cách khác, việc thu hồi đất nông nghiệp của các nhà quy hoạch không tính theo ô thửa, hình dạng của mảnh đất nông nghiệp. Riêng hai khu vực xã Võng La và thị trấn Đông Anh từ năm 1999 thì có xu hướng giảm xuống, chứng tỏ hai khu vực này được quy hoạch tốt hơn so với các xã khác.
Thông thường, sự phân tách đất nông nghiệp là do vị tría địa lý, trong khi đó việc chuyển đổi hình thái không gian của đất nông nghiệp là các vấn đề chia vùng; sự mất đi, phân mảnh và không đồng đều của đất nông nghiệp ở vùng ven đô [40]. Từ việc đo đạc các chỉ số hình thái của đất nông nghiệp cho thấy việc dồn điển đổi thửa rất khó thực hiện được ở các vùng ven đô trong khi vành đai nông nghiệp ven đô thường được xem là vành đai xanh của thành phố [50].
66
KIẾN NGHỊ
Dữ liệu ảnh viễn thám có độ phân giải khác nhau đã gây không ít khó khăn trong việc xử lý. Vì vậy, việc thống nhất một loại tư liệu viễn thám cũng như phương pháp xử lý ảnh đa độ phân giải sẽ tăng thêm độ chính xác trong quá 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 hình thái đất nông nghiệp cần kết hợp với nghiên cứu sự chuyển đổi các loại hình sử dụng đất để tăng giá trị sử dụng của các kết quả trong công tác quy hoạch và quản lý.
Việc nghiên cứu biến đổi hình thái đất nông nghiệp của huyện Đông Anh cần đặt trong mối liên hệ không gian với các vùng ven đô khác cũng như xu hướng phát triển kinh tế xã hội để thấy được khung cảnh biến đổi chung về sử dụng đất ở các vùng ven đô và Việt Nam.
67
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1.Huyện ủy Đông Anh (2006), 'Văn kiện Đại hội Đại biểu lần thứ 26 Đảng bộ huyện Đông Anh'.
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.Vụ Thống kê Dân số và Lao động (2009), Tổng điều tra Dân số và Nhà ở.
4.Ngô Đăng Dũng (2008), Nghiên cứu vấn đề sử dụng hợp lý đất đai trong quá trình phát triển đô thị và khu công nghiệp tại huyện Đông Anh - thành phố Hà Nội, Luận văn Thạc sỹ khoa họcĐại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội.
5.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 vựcĐại học Khoa học Tự nhiên.
6.Nguyễn Thị Ngọc Nga (2007), Ứng dụng viễn thám và GIS nghiên cứu hình thái không gian của sự phát triển đô thị Hà Nội giai đoạn 1975 - 2005, Luận văn Thạc sĩ Khoa họcTrường 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 GPSNhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật.
8.Nguyễn Văn Sửu (2008), 'Tác động của công nghiệp hóa và đô thị hóa đến sinh kế nông dân Việt nam: trường hợp một làng ven đô Hà Nội.', VNH3. TB6., 276. 9.Nguyễn Ngọc Thạch (2005), Giáo trình Cơ sở Viễn thám Đại học Quốc Gia Hà
Nội.
10.Phòng Tài nguyên môi trường (2011), Thống kê diện tích đất theo đơn vị hành chính Huyện Đông Anh.
68
Tiếng Anh
11.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.
12.Aguilera F., Valenzuela L. M., Laitao A. B. (2011), 'Landscape metrics in the analysis of urban land use patterns: A case study in a Spanish metropolitan area', Landscape and Urban Planning, 99, pp. 226-38.
13.Benz U. C., Hofmann P., Willhauck G., Lingenfelder I., Heynen M. (2004), 'Multi-resolution, object-oriented fuzzy analysis of remote sensing data for GIS-ready information', Journal of Photogrammetry & Remote Sensing 58, pp. 239 – 58.
14.Blaschke T., Lang S., Lorup E., Strobl J., Zeil P. (2000), 'Object-Oriented Image Processing in an Integrated GIS/Remote Sensing Environment and Perspectives for Environmental Applications', Environment Information for Planning, Politics and the Public, 2, pp. 555-70.
15.Bochenek Z., Polawski Z. (1992), Use of remote sensing based GIS for urban studies Proc. of 12th EARSel symposium: EGER/HUNGARY/8-11, pp. 195- 197.
16.Tucker C.J (1979), 'Red and photographic infrared linear combinations for monitoring vegetation', Remote Sensing of the Environment, 8, pp. 127-50. 17.Chen M., Sua W., Li L., Zhang C., Yuea A., Lia H. (2009), 'Comparison of
Pixel-based and Object-oriented Knowledge-based Classification Methods