I. Tổng Quan Biến Động Sử Dụng Đất tại Huyện Hòa Vang
Biến động sử dụng đất là một động lực chính gây biến đổi môi trường toàn cầu. Nó ảnh hưởng đến các hệ thống chức năng của Trái Đất, gây ra những hậu quả như thay đổi thảm thực vật, biến đổi lý hóa của đất, các hệ thống thủy văn và tài nguyên động, thực vật. Biến động sử dụng đất là một trong những nguyên nhân dẫn đến biến đổi khí hậu và mất cân bằng sinh thái. Những biến động này diễn ra nhanh chóng và rộng khắp, bao gồm việc chuyển đất rừng tự nhiên thành đất sản xuất nông nghiệp, hoặc đất nông nghiệp thành khu dân cư và đô thị. Hiểu rõ nguyên nhân, động lực và ảnh hưởng của biến động sử dụng đất có vai trò quan trọng trong việc quản lý và phát triển bền vững. Theo Turner and Lambin (2001), biến động sử dụng đất là trung tâm của những tranh luận về phát triển bền vững.
1.1. Khái niệm và phân loại đất đai hiện nay
Tài nguyên đất được hiểu theo hai quan điểm: phát sinh thổ nhưỡng (đất = soils) và kinh tế học (đất đai = lands). Theo quan điểm phát sinh thổ nhưỡng, Dokuchaev cho rằng đất là thực thể tự nhiên đặc biệt, hình thành do tác động tổng hợp của các yếu tố: đá mẹ, khí hậu, địa hình, sinh vật, thời gian và tác động của con người. Theo định nghĩa của FAO năm 1976, đất đai là một diện tích cụ thể của bề mặt Trái Đất bao gồm các thành phần của môi trường vật lý và sinh học có ảnh hưởng đến việc sử dụng đất. Luật Đất đai Việt Nam định nghĩa: “Đất đai là một trong những nguồn tài nguyên thiên nhiên vô cùng quý giá, là tư liệu sản xuất đặc biệt, là thành phần quan trọng hàng đầu của môi trường sống”. Đất đai đóng vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế - xã hội.
1.2. Biến động sử dụng đất là gì Đặc trưng cơ bản
Biến động sử dụng đất là sự thay đổi tăng hay giảm về diện tích đối tượng nào đó trong một giai đoạn nhất định. Các ảnh sử dụng để theo dõi biến động một khu vực phải ở cùng một hệ tọa độ lưới chiếu, độ phân giải như nhau và được phân tích giải đoán ở các bước sóng như nhau. Đặc trưng của biến động sử dụng đất bao gồm quy mô (diện tích sử dụng đất đai nói chung, diện tích từng loại hình sử dụng đất, đặc điểm của những loại đất chính) và mức độ (số lượng diện tích tăng hoặc giảm của các loại hình sử dụng đất giữa đầu thời kỳ và cuối thời kỳ nghiên cứu). Cần xác định diện tích tăng, giảm và số phần trăm tăng giảm của từng loại hình sử dụng đất.
1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến biến động sử dụng đất
Các yếu tố tự nhiên và kinh tế - xã hội đều có tác động đến biến động sử dụng đất. Các yếu tố tự nhiên như vị trí địa lý, địa hình, khí hậu, thủy văn, thảm thực vật là cơ sở quyết định cơ cấu sử dụng đất đai. Các yếu tố kinh tế - xã hội bao gồm sự phát triển các ngành kinh tế (dịch vụ, xây dựng, giao thông), gia tăng dân số, các dự án đầu tư phát triển kinh tế và thị trường tiêu thụ. Theo Nguyễn Tiến Mạnh (2008), các yếu tố này có tác động lớn đến sự thay đổi diện tích các loại hình sử dụng đất đai. Cần xem xét cả yếu tố tự nhiên và kinh tế xã hội để hiểu rõ nguyên nhân biến động.
II. Cách Ứng Dụng GIS Viễn Thám Phân Tích Biến Động
Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một hệ thống quản lý thông tin dữ liệu không gian đa dạng, được phát triển dựa trên cơ sở công nghệ máy tính, phần mềm, ảnh viễn thám. GIS có khả năng tích hợp, phân tích thông tin sâu và giải quyết nhiều vấn đề tổng hợp. Thông qua GIS có thể thu thập, phân tích, tổng hợp, tìm kiếm, tổ hợp thông tin, cơ sở dữ liệu gắn với yếu tố địa lý, giúp cho việc đánh giá các quá trình, dự báo những khả năng xảy ra, cũng như đưa ra những giải pháp mới. GIS ngày càng được ứng dụng trong nhiều hoạt động cả về kinh tế - xã hội, quản lý và môi trường.
2.1. Tổng quan về hệ thống thông tin địa lý GIS
GIS là một hệ thống quản lý thông tin dữ liệu không gian đa dạng, được phát triển dựa trên cơ sở công nghệ máy tính, phần mềm, ảnh viễn thám. GIS có khả năng tích hợp, phân tích thông tin sâu và giải quyết nhiều vấn đề tổng hợp. Thông qua GIS có thể thu thập, phân tích, tổng hợp, tìm kiếm, tổ hợp thông tin, cơ sở dữ liệu gắn với yếu tố địa lý, giúp cho việc đánh giá các quá trình, dự báo những khả năng xảy ra, cũng như đưa ra những giải pháp mới. GIS ngày càng được ứng dụng trong nhiều hoạt động cả về kinh tế - xã hội, quản lý và môi trường.
2.2. Công nghệ viễn thám Remote Sensing là gì
Công nghệ viễn thám thu thập thông tin về một đối tượng hoặc khu vực từ xa mà không cần tiếp xúc trực tiếp. Dữ liệu viễn thám thường được thu thập từ máy bay hoặc vệ tinh. Các cảm biến viễn thám đo lường năng lượng phản xạ hoặc bức xạ từ bề mặt Trái Đất. Thông tin này sau đó được xử lý và phân tích để tạo ra hình ảnh và bản đồ. Viễn thám được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, bao gồm quản lý tài nguyên thiên nhiên, giám sát môi trường, nông nghiệp và quy hoạch đô thị. Ảnh vệ tinh là một nguồn dữ liệu quan trọng cho phân tích biến động sử dụng đất.
2.3. Ứng dụng viễn thám và GIS trong đánh giá biến động
Viễn thám và GIS là công cụ mạnh mẽ để đánh giá biến động sử dụng đất. Dữ liệu viễn thám cung cấp thông tin về hiện trạng sử dụng đất tại các thời điểm khác nhau. GIS được sử dụng để phân tích và so sánh dữ liệu viễn thám, xác định các khu vực có sự thay đổi sử dụng đất. Các bản đồ biến động sử dụng đất có thể được tạo ra bằng cách sử dụng GIS. Thông tin này rất hữu ích cho việc quản lý đất đai, quy hoạch sử dụng đất và đánh giá tác động môi trường. Việc kết hợp GIS và viễn thám giúp đưa ra các quyết định quản lý đất đai hiệu quả hơn.
III. Quy Trình Thành Lập Bản Đồ Hiện Trạng Sử Dụng Đất
Việc thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất là một bước quan trọng trong phân tích biến động sử dụng đất. Quy trình này bao gồm thu thập dữ liệu, xử lý ảnh viễn thám, phân loại đất và tạo bản đồ. Dữ liệu viễn thám được sử dụng để xác định các loại hình sử dụng đất khác nhau. GIS được sử dụng để tạo bản đồ và phân tích dữ liệu. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất cung cấp thông tin về phân bố các loại đất khác nhau trong khu vực nghiên cứu. Thông tin này là cơ sở để đánh giá biến động sử dụng đất theo thời gian.
3.1. Thu thập và xử lý dữ liệu viễn thám hiệu quả
Thu thập dữ liệu viễn thám là bước đầu tiên trong quy trình thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất. Dữ liệu viễn thám có thể được thu thập từ nhiều nguồn khác nhau, bao gồm vệ tinh Landsat, Sentinel và các máy bay. Dữ liệu viễn thám cần được xử lý để loại bỏ các lỗi và nhiễu. Các bước xử lý bao gồm hiệu chỉnh hình học, hiệu chỉnh khí quyển và tăng cường chất lượng hình ảnh. Dữ liệu viễn thám sau khi xử lý sẽ được sử dụng để phân loại đất.
3.2. Các bước thực hiện giải đoán ảnh viễn thám
Giải đoán ảnh viễn thám là quá trình xác định các đối tượng và loại hình sử dụng đất trên ảnh viễn thám. Quá trình này bao gồm các bước như chọn kênh ảnh, ghép kênh ảnh, hiệu chỉnh thuộc tính ảnh, cắt ảnh theo ranh giới, tăng cường chất lượng hình ảnh và phân loại ảnh. Phân loại ảnh có thể được thực hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau, bao gồm phân loại có giám sát và phân loại không giám sát. Kết quả phân loại ảnh là bản đồ hiện trạng sử dụng đất.
3.3. Thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2005 2015
Sử dụng dữ liệu đã xử lý và giải đoán, bản đồ hiện trạng sử dụng đất cho các năm 2005 và 2015 được thành lập. Bản đồ này thể hiện sự phân bố của các loại đất khác nhau trong khu vực nghiên cứu tại hai thời điểm. Các loại đất thường được phân loại bao gồm đất nông nghiệp, đất phi nông nghiệp, đất ở, đất chuyên dùng và đất chưa sử dụng. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất là cơ sở để đánh giá biến động sử dụng đất trong giai đoạn 2005-2015.
IV. Đánh Giá Biến Động Diện Tích Sử Dụng Đất 2005 2015
Đánh giá biến động diện tích sử dụng đất là mục tiêu chính của nghiên cứu. Quá trình này bao gồm thành lập bản đồ biến động sử dụng đất và phân tích sự thay đổi diện tích của các loại đất khác nhau trong giai đoạn 2005-2015. Các phương pháp thống kê và GIS được sử dụng để phân tích dữ liệu. Kết quả đánh giá biến động sử dụng đất cung cấp thông tin về xu hướng thay đổi sử dụng đất và các yếu tố ảnh hưởng đến sự thay đổi này.
4.1. Cách thành lập bản đồ biến động sử dụng đất giai đoạn
Bản đồ biến động sử dụng đất được thành lập bằng cách so sánh bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2005 và năm 2015. Các khu vực có sự thay đổi sử dụng đất được xác định và thể hiện trên bản đồ. Bản đồ biến động sử dụng đất cung cấp thông tin về loại hình thay đổi sử dụng đất, diện tích thay đổi và vị trí thay đổi. Quy trình thành lập bản đồ biến động sử dụng đất bao gồm các bước như chồng lớp bản đồ, phân tích không gian và tạo bản đồ.
4.2. Phân tích biến động diện tích sử dụng đất 2005 2015
Phân tích biến động diện tích sử dụng đất bao gồm việc tính toán sự thay đổi diện tích của các loại đất khác nhau trong giai đoạn 2005-2015. Các phương pháp thống kê được sử dụng để phân tích dữ liệu. Kết quả phân tích cho thấy sự tăng giảm diện tích của từng loại đất và tỷ lệ thay đổi. Thông tin này giúp hiểu rõ xu hướng thay đổi sử dụng đất trong khu vực nghiên cứu. Cần phân tích cả về số lượng và tỷ lệ thay đổi để có cái nhìn toàn diện.
4.3. Xác định xu hướng thay đổi diện tích sử dụng đất
Việc xác định xu hướng thay đổi diện tích sử dụng đất giúp dự báo sự thay đổi sử dụng đất trong tương lai. Các mô hình thống kê và GIS có thể được sử dụng để dự báo xu hướng thay đổi. Thông tin về xu hướng thay đổi sử dụng đất là cơ sở để đưa ra các giải pháp quản lý sử dụng đất hiệu quả. Cần xem xét các yếu tố ảnh hưởng đến sự thay đổi sử dụng đất để dự báo chính xác hơn. Mô hình Markov Chain có thể được sử dụng để xác định xu hướng thay đổi.
