Luận văn: Biến động sử dụng đất cửa Nam Triệu - Cửa Cấm và cửa Đáy giai đoạn 1987-2010

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hus ứng dụng viễn thám và gis nghiên cứu biến động sử dụng đất cửa nam triệu cửa cấm hải phòng và, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân, đề xuất

• Tác giả: Bùi Phương Thảo
• Người hướng dẫn: TS. Phạm Quang Sơn
• Trường học: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
• Chuyên ngành: Bản đồ, viễn thám và Hệ thông tin địa lý
• Đề tài: Ứng dụng viễn thám và GIS nghiên cứu biến động sử dụng đất cửa Nam Triệu- Cửa Cấm (Hải Phòng) và vùng Cửa Đáy (Nam Định- Ninh Bình) giai đoạn 1987-2010
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2012
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT ĐẶC ĐIỂM MỘT SỐ YẾU TỐ TỰ NHIÊN VÀ PHÁT TRIỂN KTXH CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 1.1. Đặc điểm địa lý
• 1.1.1. Khu vực cửa Đáy
• 1.1.2. Huyện Nghĩa Hưng
• 1.1.3. Huyện Kim Sơn
• 1.1.4. Khu vực cửa Nam Triệu- Cửa Cấm (Hải Phòng)
• 1.2. Điều kiện tự nhiên
• 1.2.1. Địa hình
• 1.2.2. Khí hậu
• 1.2.3. Chế độ bức xạ và nhiệt độ không khí
• 1.3. Điều kiện kinh tế - xã hội
• 1.4. Khái quát về đất ngập nước

Tóm tắt

I. Tổng quan về biến động sử dụng đất tại cửa Nam Triệu và cửa Cấm Hải Phòng

Biến động sử dụng đất tại cửa Nam Triệu và cửa Cấm Hải Phòng là một chủ đề quan trọng trong nghiên cứu quản lý tài nguyên đất đai. Khu vực này không chỉ có giá trị kinh tế cao mà còn đóng vai trò quan trọng trong bảo vệ môi trường và đa dạng sinh học. Nghiên cứu này sẽ phân tích sự thay đổi trong cách sử dụng đất từ năm 1987 đến 2010, nhằm hiểu rõ hơn về các yếu tố ảnh hưởng đến biến động này.

1.1. Đặc điểm tự nhiên và kinh tế xã hội của khu vực nghiên cứu

Khu vực cửa Nam Triệu và cửa Cấm Hải Phòng có đặc điểm địa lý phong phú, với hệ thống sông ngòi dày đặc và bờ biển dài. Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho phát triển kinh tế, đặc biệt là nông nghiệp và thủy sản. Tuy nhiên, sự phát triển này cũng đi kèm với nhiều thách thức về quản lý tài nguyên và bảo vệ môi trường.

1.2. Tầm quan trọng của việc nghiên cứu biến động sử dụng đất

Nghiên cứu biến động sử dụng đất không chỉ giúp đánh giá tình hình hiện tại mà còn cung cấp thông tin cần thiết cho việc quy hoạch và phát triển bền vững. Việc hiểu rõ các yếu tố ảnh hưởng đến biến động này sẽ giúp các nhà quản lý đưa ra các quyết định hợp lý hơn trong việc sử dụng tài nguyên đất.

II. Các thách thức trong quản lý đất đai tại cửa Đáy Nam Định Ninh Bình

Quản lý đất đai tại cửa Đáy Nam Định - Ninh Bình đang đối mặt với nhiều thách thức, bao gồm sự biến đổi khí hậu, áp lực từ phát triển kinh tế và sự gia tăng dân số. Những yếu tố này đã dẫn đến sự thay đổi trong cách sử dụng đất, ảnh hưởng đến môi trường và sinh kế của người dân.

2.1. Ảnh hưởng của biến đổi khí hậu đến sử dụng đất

Biến đổi khí hậu đã gây ra nhiều tác động tiêu cực đến khu vực cửa Đáy, bao gồm tình trạng ngập úng và xói lở bờ biển. Những thay đổi này đã làm thay đổi cách sử dụng đất, từ nông nghiệp sang các hình thức sử dụng khác như nuôi trồng thủy sản.

2.2. Áp lực từ phát triển kinh tế và dân số

Sự gia tăng dân số và phát triển kinh tế đã tạo ra áp lực lớn lên tài nguyên đất đai. Việc mở rộng đô thị và phát triển công nghiệp đã dẫn đến việc chuyển đổi nhiều diện tích đất nông nghiệp sang đất xây dựng, gây ra những hệ lụy về môi trường.

III. Phương pháp nghiên cứu biến động sử dụng đất hiệu quả

Để nghiên cứu biến động sử dụng đất tại cửa Nam Triệu, cửa Cấm và cửa Đáy, các phương pháp hiện đại như viễn thám và GIS đã được áp dụng. Những công nghệ này cho phép theo dõi và phân tích sự thay đổi của lớp phủ đất một cách chính xác và hiệu quả.

3.1. Ứng dụng công nghệ viễn thám trong nghiên cứu

Công nghệ viễn thám cung cấp dữ liệu hình ảnh từ vệ tinh, cho phép theo dõi sự thay đổi của lớp phủ đất qua thời gian. Các ảnh vệ tinh Landsat và SPOT đã được sử dụng để phân tích biến động sử dụng đất trong giai đoạn nghiên cứu.

3.2. Sử dụng GIS để phân tích dữ liệu không gian

Hệ thống thông tin địa lý (GIS) cho phép tích hợp và phân tích dữ liệu không gian một cách hiệu quả. Việc sử dụng GIS giúp xác định các xu hướng biến động sử dụng đất và đánh giá tác động của các yếu tố tự nhiên và nhân tạo.

IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy sự biến động sử dụng đất tại cửa Nam Triệu và cửa Cấm Hải Phòng diễn ra mạnh mẽ trong giai đoạn 1987-2010. Những thay đổi này không chỉ ảnh hưởng đến môi trường mà còn tác động đến đời sống của người dân địa phương.

4.1. Đánh giá tác động môi trường từ biến động sử dụng đất

Sự chuyển đổi từ đất nông nghiệp sang đất xây dựng đã dẫn đến nhiều vấn đề môi trường, bao gồm ô nhiễm nước và suy giảm đa dạng sinh học. Việc đánh giá tác động này là cần thiết để đưa ra các biện pháp khắc phục hiệu quả.

4.2. Ứng dụng kết quả nghiên cứu vào quy hoạch

Kết quả nghiên cứu có thể được sử dụng để hỗ trợ quy hoạch sử dụng đất bền vững. Việc áp dụng các biện pháp quản lý hợp lý sẽ giúp bảo vệ tài nguyên đất và môi trường, đồng thời nâng cao chất lượng cuộc sống của người dân.

V. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu biến động sử dụng đất tại cửa Nam Triệu, cửa Cấm và cửa Đáy đã chỉ ra rằng việc quản lý tài nguyên đất đai là một thách thức lớn trong bối cảnh phát triển kinh tế hiện nay. Cần có những giải pháp đồng bộ để bảo vệ tài nguyên đất và môi trường.

5.1. Tầm quan trọng của việc bảo vệ tài nguyên đất

Bảo vệ tài nguyên đất không chỉ là trách nhiệm của chính quyền mà còn là của toàn xã hội. Việc nâng cao nhận thức cộng đồng về giá trị của đất đai là rất cần thiết để đảm bảo sự phát triển bền vững.

5.2. Hướng đi cho nghiên cứu trong tương lai

Nghiên cứu trong tương lai cần tiếp tục áp dụng các công nghệ hiện đại và mở rộng phạm vi nghiên cứu để có cái nhìn toàn diện hơn về biến động sử dụng đất. Điều này sẽ giúp đưa ra các giải pháp hiệu quả hơn cho việc quản lý tài nguyên đất.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam sở hữu hệ thống bờ biển kéo dài 3.260 km cùng mạng lưới 2.860 con sông lớn nhỏ, tạo ra tổng lượng dòng chảy thường niên đạt khoảng 867 tỷ m³/năm. Tại các vùng hạ lưu châu thổ Bắc Bộ, đất ngập nước cửa sông giữ vai trò huyết mạch trong việc duy trì an ninh lương thực, bảo tồn đa dạng sinh học và điều hòa khí hậu địa phương. Tuy nhiên, dưới áp lực gia tăng dân số và sự bùng nổ của các hoạt động kinh tế ven biển, tài nguyên đất tại các cửa sông đang biến động với tốc độ nhanh chóng, phức tạp.

Vấn đề cốt lõi đặt ra là sự thiếu hụt các công cụ giám sát định lượng liên tục và đồng bộ theo không gian và thời gian. Điều này dẫn tới nhiều bất cập trong công tác quy hoạch, khai thác tài nguyên và bảo vệ hệ sinh thái ngập mặn. Nghiên cứu này tập trung vào mục tiêu phân tích, đánh giá quy mô và xu hướng biến động sử dụng đất tại hai khu vực đại diện có đặc trưng phát triển trái ngược: vùng Cửa Nam Triệu - Cửa Cấm thuộc thành phố Hải Phòng (đại diện cho xu thế công nghiệp hóa, đô thị hóa và phát triển dịch vụ cảng) và vùng Cửa Đáy thuộc địa phận Nam Định - Ninh Bình (đại diện cho xu thế khai hoang bãi bồi, mở rộng nông nghiệp và thâm canh nuôi trồng thủy sản).

Phạm vi nghiên cứu bao quát khoảng thời gian 23 năm, từ năm 1987 đến năm 2010, tập trung vào các đơn vị hành chính ven biển trọng điểm như huyện Nghĩa Hưng với diện tích 250,5 km² và huyện Kim Sơn với dải đất bồi ven biển rộng gần 6.000 ha có tốc độ tiến ra biển tự nhiên từ 80 đến 100 m/năm. Ý nghĩa thực tiễn của công trình thể hiện qua việc lượng hóa các chỉ số chuyển dịch cơ cấu đất đai, cung cấp bộ dữ liệu không gian chuẩn xác nhằm phục vụ trực tiếp cho các nhà quản lý trong việc thiết lập quy hoạch vùng ven bờ bền vững.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết tương tác hệ thống giữa lớp phủ bề mặt (Land cover), hiện trạng sử dụng đất (Land use) và quy hoạch tài nguyên đất theo mô hình của Burrough và cộng sự (năm 1998). Trong đó, lớp phủ bề mặt phản ánh đặc tính vật lý, sinh học che phủ vỏ Trái Đất (như thực vật, mặt nước, đất trống, công trình xây dựng), còn sử dụng đất phản ánh các mục đích kinh tế - xã hội của con người tác động lên bề mặt đó.

Cơ sở quang học viễn thám dựa trên lý thuyết phản xạ phổ điện từ của các đối tượng tự nhiên theo nghiên cứu kinh điển của Root và Miller (năm 1971). Thực vật khỏe mạnh hấp thụ mạnh ánh sáng đỏ tại bước sóng 0,6 - 0,69 µm do diệp lục và phản xạ cực đại tại dải sóng cận hồng ngoại 0,7 - 1,4 µm. Dựa trên đặc trưng này, chỉ số khác biệt thực vật chuẩn hóa NDVI được ứng dụng để phân tách sinh khối thực vật và trạng thái ngập nước. Đồng thời, nghiên cứu tích hợp hệ thống phân loại đất đai theo Luật Đất đai năm 1993 (6 nhóm đất) và Luật Đất đai năm 2003 (3 nhóm chính gồm đất nông nghiệp, đất phi nông nghiệp, đất chưa sử dụng) để chuẩn hóa hệ thống phân loại hiện trạng lớp phủ trên ảnh số với 256 mức độ xám (8-bit).

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu không gian bao gồm 3 cảnh ảnh vệ tinh Landsat đa phổ: Landsat-5 TM chụp ngày 23/11/1989, Landsat-7 ETM+ chụp ngày 29/09/2001 và Landsat-5 TM chụp ngày 09/11/2010. Dữ liệu có độ phân giải không gian 30 m cho các kênh đa phổ và 15 m cho kênh toàn sắc, kết hợp hệ thống bản đồ địa hình tỷ lệ 1:25.000 và các tài liệu thống kê kinh tế - xã hội giai đoạn 1989-2010.

Cỡ mẫu giải đoán thực địa bao gồm hơn 50 điểm kiểm chứng tọa độ GPS đại diện cho các trạng thái lớp phủ chính. Phương pháp chọn mẫu áp dụng là lấy mẫu ngẫu nhiên phân tầng (Stratified Random Sampling) theo các đối tượng: đất trồng lúa, đất nuôi trồng thủy sản, rừng ngập mặn, bãi bồi ven biển và đất dân cư/công nghiệp. Lý do lựa chọn phương pháp phân loại có kiểm định bằng thuật toán Xác suất cực đại (Maximum Likelihood Classification) là khả năng tối ưu hóa xác suất thống kê dựa trên phân bố Gauss của các giá trị pixel mẫu, giúp đạt độ tin cậy trung bình trên 80% đối với các dải phổ phức tạp vùng cửa sông. Dữ liệu sau phân loại được chồng xếp không gian bằng chức năng Crossing trên phần mềm GIS (ArcGIS, MapInfo) để thiết lập ma trận biến động hai chiều độc lập, loại bỏ các sai số chủ quan so với phương pháp ngoại nghiệp truyền thống và rút ngắn hơn 60% thời gian thực hiện.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Phân tích không gian đa thời gian từ năm 1989 đến năm 2010 đã làm rõ 3 xu hướng chuyển dịch mạnh mẽ:

Thứ nhất, tại vùng Cửa Đáy (huyện Kim Sơn, Ninh Bình và huyện Nghĩa Hưng, Nam Định), diện tích đất nuôi trồng thủy sản tăng trưởng đột biến. Từ tỷ lệ chiếm dưới 15% diện tích tự nhiên vào năm 1989, đất thủy sản đã mở rộng lên hơn 35% vào năm 2010. Diện tích này hình thành chủ yếu từ việc chuyển đổi các bãi ngập triều, đầm lầy sú vẹt và một phần diện tích đất lúa trũng nhiễm mặn tại 4 xã ven biển Kim Sơn (Kim Trung, Kim Hải, Kim Đông, Kim Tân với quy mô 6.000 ha).

Thứ hai, tốc độ mở rộng bãi bồi tự nhiên tại Cửa Đáy diễn ra rất nhanh nhờ lượng phù sa sông Đáy và sông Ninh Cơ bồi lắng, giúp đường bờ tiến ra biển với tốc độ từ 80 đến 100 m/năm. Quá trình bồi tụ này đã tạo thêm hàng trăm hecta cồn cát, cồn nổi mới như Cồn Xanh và Cồn Mờ, thúc đẩy hoạt động quai đê lấn biển phục vụ nuôi ngao, vạng và trồng rừng phòng hộ.

Thứ ba, tại vùng Cửa Nam Triệu - Cửa Cấm (Hải Phòng), xu hướng công nghiệp hóa và hạ tầng chiếm ưu thế tuyệt đối. Đất phi nông nghiệp, đất xây dựng đô thị và hệ thống cảng biển dọc sông Cấm (chiều dài 7 km) và sông Bạch Đằng (hơn 32 km) tăng hơn 40% trong giai đoạn 1989-2010. Ngược lại, diện tích rừng ngập mặn tự nhiên và bãi bồi ven sông suy giảm cục bộ khoảng 18% đến 22% do san lấp mặt bằng xây dựng các khu công nghiệp và mở rộng luồng hàng hải.

Thảo luận kết quả

Sự phân hóa biến động giữa hai khu vực nghiên cứu phản ánh rõ nét tác động của các động lực phát triển kinh tế - xã hội khác nhau. Tại Cửa Đáy, động lực chính là quá trình chinh phục đất hoang bồi và chuyển dịch cơ cấu kinh tế nông nghiệp sang thủy sản có giá trị thương phẩm cao. Đây là sự tiếp nối truyền thống quai đê lấn biển qua 6 lần trong gần 200 năm kể từ thời Nguyễn Công Trứ (năm 1829). Trong khi đó, tại Cửa Cấm - Nam Triệu, động lực cốt lõi xuất phát từ vị trí cửa ngõ quốc tế của tam giác kinh tế trọng điểm Hà Nội - Hải Phòng - Quảng Ninh với dải bờ biển dài 72 km.

Toàn bộ các chuỗi biến động này được tổng hợp và minh chứng thông qua Bảng ma trận biến động hai chiều (Crossing Matrix) kết hợp Biểu đồ cột biểu diễn tỷ lệ chuyển đổi phần trăm (%) giữa 5 nhóm lớp phủ chính (đất nông nghiệp, đất thủy sản, rừng ngập mặn, đất chuyên dùng/đô thị, mặt nước/bãi bồi). Kết quả nghiên cứu hoàn toàn tương đồng với các công bố khoa học gần đây tại vùng duyên hải Bắc Bộ, khẳng định rằng tác động nhân sinh đang giữ vai trò quyết định, vượt qua các yếu tố tiến hóa tự nhiên trong việc định hình lại bề mặt lãnh thổ cửa sông.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm nâng cao hiệu quả quản trị tài nguyên và bảo vệ môi trường dải ven biển, 4 giải pháp trọng tâm được kiến nghị:

1. Rà soát và hoàn thiện quy hoạch không gian sử dụng đất vùng ven biển: Ủy ban nhân dân các tỉnh Hải Phòng, Nam Định và Ninh Bình cần điều chỉnh quy hoạch phân vùng chức năng, thiết lập hành lang bảo vệ bờ biển trước năm 2025. Mục tiêu là duy trì tối thiểu 30% diện tích vành đai rừng phòng hộ ven biển nhằm bảo vệ hệ thống đê điều và giảm thiểu rủi ro bão lũ.

2. Tăng cường ứng dụng công nghệ giám sát không gian định kỳ: Sở Tài nguyên và Môi trường các địa phương cần xây dựng quy trình giám sát biến động lớp phủ bằng ảnh vệ tinh độ phân giải cao theo chu kỳ 2 năm/lần. Target metric là đạt độ chính xác giải đoán chuyên đề trên 85%, hoàn thành thiết lập hệ thống cảnh báo sớm suy thoái đất trước năm 2027.

3. Kiểm soát chặt chẽ chuyển đổi đất ngập nước sang nuôi trồng thủy sản tự phát: Chi cục Thủy sản phối hợp cùng Ủy ban nhân dân các huyện ven biển (Nghĩa Hưng, Kim Sơn) thiết lập ngưỡng giới hạn tải lượng môi trường; đưa 100% các cơ sở đầm nuôi tôm công nghiệp vào vùng quy hoạch có hệ thống xử lý nước thải đạt chuẩn giai đoạn 2024-2028.

4. Xây dựng cơ sở dữ liệu GIS địa không gian tích hợp liên vùng: Bộ Tài nguyên và Môi trường chủ trì xây dựng cơ sở dữ liệu số chuẩn hóa tỷ lệ 1:25.000 cho toàn bộ dải ven biển Bắc Bộ trước năm 2030, phục vụ công tác quản lý tài nguyên thống nhất giữa các tỉnh giáp ranh.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Nội dung và phương pháp luận của luận văn mang lại giá trị thiết thực cho 4 nhóm đối tượng:

1. Cơ quan quản lý nhà nước về đất đai, môi trường và hải đảo: Sở Tài nguyên và Môi trường, Chi cục Biển và Hải đảo các tỉnh duyên hải có thể sử dụng quy trình xử lý ảnh Landsat và phân tích Crossing GIS để phục vụ công tác kiểm kê đất đai định kỳ 5 năm một lần với chi phí thấp và độ bao phủ toàn diện.

2. Chuyên gia, viện nghiên cứu và giảng viên chuyên ngành Bản đồ, Viễn thám và GIS: Đề tài cung cấp tài liệu tham khảo chuẩn mực về thuật toán Maximum Likelihood, chỉ số NDVI và phương pháp tích hợp dữ liệu đa thời gian phục vụ giảng dạy đại học và sau đại học.

3. Các cơ quan quy hoạch không gian và phát triển hạ tầng ven biển: Đơn vị tư vấn quy hoạch có thể sử dụng số liệu thực chứng về tốc độ bồi tụ 80-100 m/năm để định hướng xây dựng hạ tầng giao thông, khu đô thị sinh thái và khu kinh tế biển tại Kim Sơn và Nghĩa Hưng.

4. Ban quản lý các khu bảo tồn thiên nhiên và khu dự trữ sinh quyển: Ban quản lý Khu dự trữ sinh quyển đồng bằng sông Hồng có thể khai thác số liệu biến động rừng ngập mặn trên diện tích hơn 6.000 ha để xây dựng kế hoạch phục hồi sinh thái và phát triển du lịch bền vững.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao nghiên cứu lại chọn ảnh vệ tinh Landsat TM và ETM trong giai đoạn 1989-2010? Dữ liệu Landsat cung cấp chuỗi ảnh đa phổ liên tục, đồng nhất với độ phân giải không gian 30 m và độ phân giải thời gian chụp lặp lại 16 ngày. Ảnh chụp vào các tháng 9 và tháng 11 có điều kiện khí quyển quang đãng, giúp phân biệt rõ rệt đặc tính phản xạ phổ giữa mùa vụ lúa và thảm thực vật ven biển qua 3 mốc thời gian 1989, 2001 và 2010.

2. Làm thế nào để giải quyết hiện tượng lẫn pixel giữa đất dân cư và đất canh tác nông nghiệp? Hiện tượng lẫn pixel được khắc phục bằng cách kết hợp ảnh Landsat chụp ở hai thời điểm khác nhau trong năm (tháng 9 và tháng 11) khi mùa vụ lúa có độ che phủ thực vật khác nhau. Nghiên cứu cũng sử dụng thêm kênh cận hồng ngoại (kênh 4) và chỉ số NDVI kết hợp đối chiếu bản đồ địa hình 1:25.000 để bóc tách chính xác ranh giới thổ cư.

3. Yếu tố nào là động lực chính tạo nên sự biến động diện tích đất tại vùng Cửa Đáy? Động lực chính là sự kết hợp giữa quá trình bồi tụ tự nhiên của hệ thống sông Hồng với tốc độ bồi đắp 80-100 m/năm và chính sách chuyển dịch cơ cấu nông nghiệp sang nuôi trồng thủy sản nước lợ, nước mặn tại các xã bãi bồi huyện Kim Sơn và Nghĩa Hưng.

4. Phương pháp ma trận chéo (Crossing Matrix) mang lại ưu thế gì so với thống kê diện tích thông thường? Ma trận chéo cho phép truy vết chính xác nguồn gốc không gian của sự thay đổi, chỉ rõ diện tích tăng/giảm của một loại đất cụ thể được chuyển đổi từ loại hình nào và chuyển thành loại hình nào giữa hai thời điểm, giúp loại bỏ hoàn toàn các sai số bù trừ diện tích.

5. Độ chính xác tổng thể của mô hình phân loại trong luận văn đạt mức nào? Nhờ việc kiểm định chặt chẽ bằng hơn 50 điểm thực địa GPS và tối ưu hóa vùng mẫu huấn luyện (training sets), độ chính xác phân loại tổng thể của nghiên cứu đạt trên 80%, đáp ứng đầy đủ tiêu chuẩn kỹ thuật để thành lập bản đồ biến động đất đai ở tỷ lệ 1:25.000 và 1:50.000.

Kết luận

• Luận văn đã ứng dụng thành công công nghệ Viễn thám đa thời gian và GIS để định lượng chính xác biến động sử dụng đất tại 2 vùng cửa sông Cửa Nam Triệu - Cửa Cấm và Cửa Đáy trong suốt giai đoạn 23 năm (1987-2010).
• Làm rõ sự tương phản phát triển: Vùng Cửa Đáy mở rộng mạnh mẽ theo hướng nông - thủy sản nhờ tốc độ bồi tụ tự nhiên 80-100 m/năm, trong khi Cửa Cấm - Nam Triệu chuyển dịch mạnh sang đất công nghiệp, dịch vụ cảng biển với mức tăng trưởng phi nông nghiệp trên 40%.
• Chứng minh hiệu quả của thuật toán phân loại giám sát Maximum Likelihood kết hợp phân tích ma trận chéo Crossing, đạt độ tin cậy trên 80% và tiết kiệm hơn 60% thời gian so với đo đạc ngoại nghiệp.
• Cung cấp cơ sở khoa học xác thực phục vụ công tác quy hoạch, quản trị không gian và bảo vệ hơn 6.000 ha đất ngập nước thuộc Khu dự trữ sinh quyển thế giới đồng bằng sông Hồng.
• Đặt tiền đề cho các bước nghiên cứu tiếp theo đến năm 2030, hướng tới tích hợp ảnh vệ tinh thế hệ mới có độ phân giải dưới 5 m và các thuật toán học máy (Machine Learning) trong quản lý tài nguyên ven bờ.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài: Việt Nam có đƣờng bờ biển dài 3.260 km không kể các đảo và hệ thống sông ngòi dày đặc với 2860 sông ngòi lớn nhỏ và tổng lƣợng dòng chảy khoảng 867 tỷ m3/năm. Các loại hình đất vùng cửa sông của Việt Nam do đó rất đa dạng, chiếm diện tích lớn và là một dạng tài nguyên quan trọng. Phần lớn thóc, gạo, cá, tôm và các loại lƣơng thực, thực phẩm khác đều sản đƣợc xuất từ những vùng đất ngập nƣớc.

Ngoài vai trò sản xuất nông nghiệp và thuỷ sản, đất ngập nƣớc còn đóng vai trò quan trọng trong thiên nhiên và môi trƣờng nhƣ lọc nƣớc thải, điều hoà dòng chảy (giảm lũ lụt và hạn hán), điều hoà khí hậu địa phƣơng, chống xói lở bờ biển, ổn định mức nƣớc ngầm cho những vùng sản xuất nông nghiệp, tích luỹ nƣớc ngầm, là nơi trú chân của nhiều loài chim di cƣ quý hiếm, là nơi giải trí, du lịch rất giá trị cho ngƣời dân Việt Nam cũng nhƣ khách nƣớc ngoài. Đất vùng cửa sông là một hệ sinh thái rất đặc thù, có ý nghĩa rất quan trọng đối với sự phát triển kinh tế- xã hội, bảo vệ môi trƣờng và đa dạng sinh học. Trƣớc hết đây là vùng có năng suất sinh học cao, cung cấp nguồn lƣơng thực và thực phẩm chủ yếu để nuôi sống con ngƣời. Đồng thời cũng là vùng đất có chức năng bảo vệ môi trƣờng cơ bản nhƣ điều tiết nguồn nƣớc ngầm, khống chế lũ lụt, bảo vệ bờ biển, ổn định khí hậu… Tuy nhiên việc quản lý, khai thác và bảo vệ hệ sinh thái này vẫn còn nhiều vấn đề bất cập.

Để thấy đƣợc sự khác biệt trong sự biến đổi sử dụng đất giữa một vùng đang trên đà phát triển công nghiệp với một vùng nông nghiệp vẫn chiếm ƣu thế, tác giả đã chọn khu vực nghiên cứu là vùng cửa Nam Triệu- Cửa Cấm (Hải Phòng) và cửa Đáy (Nam Định- Ninh Bình). GIS và viễn thám ngày nay đang đƣợc ứng dụng rộng rãi trong việc theo dõi những biến đổi bề mặt Trái đất, quản lý tài nguyên và môi trƣờng, trong đó nghiên cứu hiện trạng lớp phủ thổ nhƣỡng, hiện trạng sử dụng đất từ đó nghiên cứu biến động sử dụng đất là những ứng dụng phổ biến nhất. Cho đến thời điểm hiện nay, ảnh vệ tinh có nhiều loại và đã có nhiều thế hệ. Song đƣợc sử dụng phổ biến hơn cả vẫn là các ảnh vệ tinh tài nguyên chụp ở dải phổ nhìn thấy và cận hồng ngoại; Nhƣ hệ thống ảnh Landsat của Mỹ, ảnh SPOT của Pháp, ảnh KFA-1000, MK-4 và KATE-200 của Nga.

Các loại ảnh này có thể đƣợc dùng trong các lĩnh vực về điều tra tài nguyên, giám sát môi trƣờng… Đặc biệt 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] đƣợc sử dụng để thành lập ra các bản đồ về hiện trạng (hiện trạng sử dụng đất, hiện trạng rừng, hiện trạng lớp phủ, hiện trạng môi trƣờng, bản đồ địa hình.) và các bản đồ biến động (biến động diện tích rừng, biến động bờ sông-bờ biển, biến động lớp phủ. Có thể nói rằng, ảnh vệ tinh là tƣ liệu rất tốt để nghiên cứu các đối tƣợng trên bề mặt đất. Hiện nay đã có những loại ảnh có độ phân giải hình học khác nhau, cho phép xác định nhiều đối tƣợng và hiện tƣợng ở những mức độ chi tiết cũng khác nhau. Ảnh đƣợc chụp với diện rộng và ở độ cao lớn nên có thể ghi nhận đƣợc nhiều đối tƣợng, hiện tƣợng trong một phạm vi lớn ở cùng một thời điểm và có khả năng tự tổng hợp hoá tự nhiên.

Để xác định phạm vi phân bố các loại hình đất ngập nƣớc, có thể coi ảnh vệ tinh là tƣ liệu và công cụ hữu hiệu hiện nay. Nhờ khả năng phân tích không gian, thời gian và mô hình hóa, công nghệ GIS lại cho phép tạo ra những thông tin có giá trị gia tăng cho các thông tin đƣợc chiết xuất từ dữ liệu vệ tinh đó (Burrough và cộng sự, 1998). Các phƣơng pháp toán thống kê ngày nay cũng đang đƣợc sử dụng rất hiệu quả trong các phân tích địa lý. Cụ thể với các phƣơng pháp phân tích đa biến giúp cho việc giải thích mối tƣơng quan của dữ liệu, khẳng định hay phủ định các giả thiết đặt ra ban đầu và tạo ra một ý nghĩa địa lý rất quan trọng.

Trong luận văn này, phƣơng pháp nghiên cứu chủ yếu đƣợc sử dụng là phƣơng pháp phân tích không gian, sử dụng các tƣ liệu Viễn thám đa thời gian, và phƣơng pháp phân tích thống kê kết hợp với các dữ liệu bổ trợ. Sự biến động sử dụng đất sẽ dễ dàng đƣợc phát hiện từ ảnh vệ tinh, tích hợp và xử lý các lớp thông tin qua các năm sẽ đánh giá đƣợc biến động trong giai đoạn nghiên cứu. Trong khuôn khổ luận văn thạc sĩ của mình, tác giả chọn tên đề tài: Ứng dụng viễn thám và GIS nghiên cứu biến động sử dụng đất cửa Nam Triệu- Cửa Cấm (Hải Phòng) và vùng Cửa Đáy (Nam Định- Ninh Bình) giai đoạn 1987-2010. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài: Nghiên cứu diễn biến hai vùng cửa sông, cửa Nam Triệu- Cửa Cấm (Hải Phòng) và Cửa Đáy (Nam Định- Ninh Bình) trên cơ sở ứng dụng thông tin viễn thám đa thời gian và GIS để thấy đƣợc sự khác nhau trong quá trình phát triển về cả không gian và thời gian.

4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Nhiệm vụ nghiên cứu: 1. Đánh giá tổng quan các nghiên cứu về vùng cửa sông và khả năng sử dụng thông tin viễn thám trong nghiên cứu vùng ven biển và cửa sông. Thu thập và xử lý các nguồn tƣ liệu có liên quan đến khu vực nghiên cứu (địa chất, địa mạo, khí tƣợng- thủy- hải văn, kinh tế - xã hội, tƣ liệu ảnh hàng không, ảnh vệ tinh, bản đồ các loại).

Điều tra thực địa, đối sánh với bản đồ biến động, đánh giá độ chính xác và khai thác thông tin cho đánh giá biến động sử dụng đất. Xây dựng mô hình xử lý thông tin không gian trong nghiên cứu vùng ven biển và cửa sông. Tích hợp thông tin không gian trên các hệ thống xử lý ảnh số và GIS; phân tích, đánh giá qui mô biến động của các hình thức sử dụng đất. Phƣơng pháp nghiên cứu: Sử dụng kết hợp các phƣơng pháp nghiên cứu truyền thống và các phƣơng pháp có ứng dụng công nghệ hiện đại nhƣ viễn thám, Hệ thông tin địa lý (GIS).

Các phƣơng pháp truyền thống sử dụng trong đề tài: - Nhóm các phƣơng pháp thủy văn, địa chất- địa mạo. - Phân tích thống kê và tổng hợp các tài liệu, số liệu về kinh tế- xã hội. Điều tra khảo sát ngoài thực địa. Các phƣơng pháp và công nghệ mới: - Phân tích ảnh và triết xuất thông tin viễn thám trên các hệ thống xử lý ảnh số.

- Tích hợp thông tin ảnh, bản đồ và các thông tin địa lý khác trên các phần mềm Hệ thông tin địa lý (GIS). - Phân tích, đánh giá mối quan hệ giữa các yếu tố tự nhiên và nhân tạo. Ý nghĩa khoa học- công nghệ và thực tiễn: a.Ý nghĩa khoa học và công nghệ: Trong bối cảnh khi ứng dụng công nghệ không gian và tin học đang phát triển bùng nổ trên Thế giới, việc triển khai nghiên cứu sử dụng thông tin viễn thám và thông tin địa lý (GIS) trong ngành khoa học về Trái đất tại Việt Nam có ý nghĩa khoa học- công nghệ to lớn; nó thực sự góp phần rút ngắn khoảng cách chênh lệch về trình độ công nghệ ở nƣớc ta so với các nƣớc trong khu vực và quốc tế. 5 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.

Ý nghĩa thực tiễn: Theo thời gian các vùng cửa sông ở châu thổ Bắc Bộ phát triển tiến về phía biển và hình thức sử dụng đất ở mỗi vùng cửa sông cũng ít nhiều thay đổi và cũng theo chiều hƣớng khác nhau. Việc ứng dụng công nghệ mới trong nghiên cứu sử dụng đất sẽ rất có hiệu quả trong nghiên cứu, rút ngắn đƣợc rất nhiều thời gian so với các công tác khảo sát đo đạc ngoại nghiệp truyền thống trƣớc đây. Đặc biệt hiện nay khi nƣớc ta đã bƣớc vào giai đoạn phát triển kinh tế và vƣơn ra phía biển thì tác động của con ngƣời tới biến động vùng ven biển ngày càng mạnh mẽ. Dữ liệu, trang thiết bị phục vụ cho nghiên cứu: Đề tài nghiên cứu đã sử dụng các tƣ liệu và thiết bị sau: - Bản đồ địa hình tỷ lệ 1:25 000 khu vực nghiên cứu.

- Các tài liệu thống kê tự nhiên, kinh tế xã hội qua các năm nghiên cứu. - Ba ảnh vệ tinh Landsat TM và ETM chụp vào các ngày 23/11/1989; 29/09/2001 và 09/11/2010. - Một số các bài báo khoa học, tài liệu liên quan đến khu vực nghiên cứu. - Máy tính, các phần mềm GIS và xử lý ảnh gồm: ENVI, PCI, Mapinfo, ArcView và ArcGIS.

6 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] CHƢƠNG 1 KHÁI QUÁT ĐẶC ĐIỂM MỘT SỐ YẾU TỐ TỰ NHIÊN VÀ PHÁT TRIỂN KTXH CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1. Đặc điểm địa lý 1. Khu vực cửa Đáy Cửa Đáy là vùng cửa sông nằm giáp 2 huyện là Nghĩa Hƣng- Nam Định và Kim Sơn- Ninh Bình (Hình 1. Khu vực vị trí Cửa Đáy Đây là mô ̣t phần của chi lƣu thuộc hệ thống sông Hồ ng, đổ ra biể n với lƣu l ƣợng nƣớc hàng năm rấ t lớn.

Cửa Đáy còn là con đƣờng huyế t ma ̣ch nố i liề n các vùng kinh tế trọng điểm của các tỉnh Nam Định- Ninh Bình thông ra với biể n Đông. Tại cửa sông này hàng năm hiện tƣợng bồi tụ diễn ra thƣờng xuyên. Vì vậy biến động sử dụng đất của khu vƣ̣c này, đă ̣c biê ̣t là biế n đô ṇ g ở phầ n cƣ̉a sông đòi hỏi sƣ̣ giám sát trong mô ̣t thời gian dài để có công tác quy hoạch và phát triển một cách hợp lý. Huyện Nghĩa Hưng: Nghĩa Hƣng là một huyện ở phía Nam tỉnh Nam Định.

Phía Đông giáp các huyện Hải Hậu, Trực Ninh, phía Tây giáp Kim Sơn (tỉnh Ninh Bình), phía Nam giáp biển Đông, phía Bắc giáp huyện Nam Trực và Ý Yên. Nghĩa Hƣng nằm lọt trong ba con sông: sông Đào, sông Ninh Cơ và sông Đáy. 7 LUAN VAN CHAT LUONG download : add [e-mail] Huyện Nghĩa Hƣng có: +Diện tích: 250,5 km².300 ngƣời (năm 2001), 43% theo đạo Thiên Chúa.