Tài liệu ứng dụng viễn thám và hệ thống thông tin địa lý đánh giá biến động đất đai huyện gia bình, tỉnh bắc ninh

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN THỊ ÁI LIÊN ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG ĐẤT ĐAI HUYỆN GIA BÌNH, TỈNH BẮC NINH Chuyên ngành: Quản lý đất đai Mã số: 60.85.01.03 Người hướng dẫn khoa học: TS. Trần Quốc Vinh NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn này là trung thực, khách quan và chưa từng dùng bảo vệ để lấy bất kỳ học vị nào. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều được chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày tháng Tác giả luận văn Nguyễn Thị Ái Liên i năm 2017 LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, sự giúp đỡ, động viên của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình. Nhân dịp hoàn thành luận văn, cho phép tôi được bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc thầy giáo hướng dẫn TS. Trần Quốc Vinh đã tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ môn Hệ thống thông tin đất đai, Khoa Quản lý đất đai, Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo, cán bộ viên chức Uỷ ban nhân dân huyện Gia Bình, tỉnh Bắc Ninh đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài. Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tôi hoàn thành luận văn. Xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng Tác giả luận văn Nguyễn Thị Ái Liên ii năm 2017 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................................. i MỤC LỤC ....................................................................................................................... iii DANH MỤC BẢNG ....................................................................................................... vi DANH MỤC HÌNH, SƠ ĐỒ, BIỂU ĐỒ ....................................................................... vii TRÍCH YẾU LUẬN VĂN ............................................................................................ viii THESIS ABSTRACT ....................................................................................................... x PHẦN 1. MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1 1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI.................................................................... 1 1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU............................................................................. 2 1.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU ............................................................................... 2 1.4. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI, Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN ....... 2 PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU ....................................................... 3 2.1. TỔNG QUAN VỀ SỬ DỤNG ĐẤT ................................................................ 3 2.1.1. Một số vấn đề lý luận về sử dụng đất ............................................................... 3 2.1.2. Tình hình sử dụng đất tại Việt Nam ................................................................. 8 2.2. CƠ SỞ KHOA HỌC VỀ BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT ............................. 10 2.2.1. Khái niệm biến động sử dụng đất ................................................................... 10 2.2.2. Một số yếu tố tác động đến sự biến động sử dụng đất ................................... 12 2.3. TỔNG QUAN VỀ VIỄN THÁM VÀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ .......................................................................................................... 14 2.3.1. Giới thiệu chung về viễn thám ....................................................................... 14 2.3.2. Giới thiệu chung về hệ thống thông tin địa lý ................................................ 19 2.3.3. Khái quát về công nghệ tích hợp viễn thám và GIS ....................................... 21 2.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG BẢN ĐỒ BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT ................................................................................................... 22 2.4.1. Thành lập bản đồ biến động bằng phương pháp so sánh sau phân loại ........ 23 2.4.2. Đánh giá biến động bằng phương pháp phân loại trực tiếp ảnh đa thời gian .......................................................................................................... 24 2.4.3. Thành lập bản đồ biến động bằng phương pháp phân tích vector thay đổi phổ ............................................................................................................ 24 iii 2.4.4. Thành lập bản đồ biến động bằng phương pháp số học ................................. 26 2.4.5. Thành lập bản đồ biến động bằng phương pháp sử dụng mạng nhị phân ..... 27 2.4.6. Thành lập bản đồ biến động bằng phương pháp chồng xếp ảnh phân loại lên bản đồ đã có .............................................................................................. 28 2.4.7. Thành lập bản đồ biến động bằng phương pháp cộng màu trên một kênh ảnh ......................................................................................................... 28 2.4.8. Thành lập bản đồ biến động bằng phương pháp kết hợp ............................... 29 2.5. ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG ĐẤT ĐAI TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM .................................................... 30 2.5.1. Ứng dụng viễn thám và GIS đánh giá biến động đất đai trên thế giới ........... 30 2.5.2. Ứng dụng viễn thám và GIS đánh giá biến động đất đai tại Việt Nam ......... 32 PHẦN 3. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................................ 35 3.1. ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU............................................................................ 35 3.2. THỜI GIAN NGHIÊN CỨU ......................................................................... 35 3.3. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU........................................................................ 35 3.4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU .......................................................................... 35 3.4.1. Đánh giá điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội, tình hình quản lý đất đai của huyện Gia Bình ........................................................................................ 35 3.4.2. Xây dựng bản đồ sử dụng đất ở các thời điểm năm 2010, 2015 huyện Gia Bình ......................................................................................................... 35 3.4.3. Đánh giá biến động đất đai giai đoạn 2010 -2015 huyện Gia Bình ............... 35 3.4.4. Đánh giá khả năng ứng dụng viễn thám và hệ thống thông tin địa lý trong nghiên cứu biến động đất đai ................................................................ 36 3.5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................................................. 36 3.5.1. Phương pháp điều tra, thu thập số liệu thứ cấp .............................................. 36 3.5.2. Phương pháp điều tra, thu thập số liệu sơ cấp ................................................ 36 3.5.3. Phương pháp đánh giá biến động đất đai ....................................................... 36 3.5.4. Phương pháp xây dựng bản đồ sử dụng đất bằng phần mềm Envi ................ 37 3.5.5. Phương pháp phân tích, đánh giá ................................................................... 39 PHẦN 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ....................................................................... 40 4.1. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI HUYỆN GIA BÌNH, TỈNH BẮC NINH .......................................................................................... 40 iv 4.1.1. Điều kiện tự nhiên .......................................................................................... 40 4.1.2. Thực trạng phát triển kinh tế - xã hội ............................................................. 42 4.1.3. Nhận xét chung về điều kiện tự nhiên – kinh tế xã hội .................................. 44 4.2. TÌNH HÌNH QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI CỦA HUYỆN GIA BÌNH .................... 45 4.2.1. Hiện trạng sử dụng đất huyện Gia Bình ......................................................... 45 4.2.2. Tình hình quản lý đất đai của huyện .............................................................. 46 4.3. GIẢI ĐOÁN ẢNH VIỄN THÁM VÀ XÂY DỰNG BẢN ĐỒ SỬ DỤNG ĐẤT HUYỆN GIA BÌNH ................................................................. 47 4.3.1. Tài liệu sử dụng .............................................................................................. 47 4.3.2. Giải đoán ảnh vệ tinh ..................................................................................... 49 4.3.3. Xây dựng tệp mẫu các loại sử dụng đất ......................................................... 53 4.3.4. Phân loại ảnh .................................................................................................. 57 4.3.5. Đánh giá độ chính xác phân loại ảnh ............................................................. 59 4.3.6. Biên tập bản đồ sử dụng đất ........................................................................... 62 4.4. THÀNH LẬP BẢN ĐỒ BIẾN ĐỘNG ĐẤT ĐAI GIAI ĐOẠN 2010 2015 HUYỆN GIA BÌNH .............................................................................. 67 4.5. ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ GIS TRONG NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG ĐẤT ĐAI ........................................................................................... 71 PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................ 72 5.1. KẾT LUẬN .................................................................................................... 72 5.2. KIẾN NGHỊ ................................................................................................... 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................. 74 PHỤ LỤC 1 .................................................................................................................... 77 v DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1. Biến động sử dụng đất giai đoạn 2010-2015 trên cả nước ............................ 9 Bảng 2.2. Ưu, nhược điểm của hai phương pháp giải đoán ảnh vệ tinh ...................... 18 Bảng 4.1. Diện tích các loại đất năm 2015 huyện Gia Bình ........................................ 45 Bảng 4.2. Mô tả các loại sử dụng đất ........................................................................... 54 Bảng 4.3. Giá trị khác biệt phổ giữa các mẫu phân loại ảnh năm 2010 ....................... 55 Bảng 4.4. Mẫu giải đoán ảnh vệ tinh ............................................................................ 56 Bảng 4.5. Giá trị khác biệt phổ giữa 7 mẫu phân loại ảnh năm 2010 .......................... 57 Bảng 4.6. Đánh giá độ chính xác bản đồ sử dụng đất năm 2010 ................................. 60 Bảng 4.7. Đánh giá độ chính xác bản đồ sử dụng đất năm 2015 ................................. 61 Bảng 4.8. Thống kê diện tích các loại đất năm 2010 ................................................... 62 Bảng 4.9. Thống kê diện tích các loại đất năm 2015 ................................................... 63 Bảng 4.10. So sánh diện tích kết quả giải đoán với diện tích thống kê năm 2010 ........ 63 Bảng 4.11. So sánh diện tích kết quả giải đoán với diện tích thống kê năm 2015 ........ 64 Bảng 4.12. Biến động sử dụng đất giai đoạn 2010 - 2015 ............................................. 67 Bảng 4.13. Ma trận biến động các loại sử dụng đất giai đoạn 2010 - 2015 ................... 68 vi DANH MỤC HÌNH, SƠ ĐỒ, BIỂU ĐỒ Hình 2.1. Biểu đồ diện tích, cơ cấu sử dụng đất năm 2015 của cả nước ....................... 8 Hình 2.2. Nguyên lý thu nhận ảnh viễn thám .............................................................. 15 Hình 2.3. Thành lập bản đồ biến động bằng phương pháp so sánh sau phân loại ...... 23 Hình 2.4. Phương pháp phân loại dữ liệu đa thời gian ................................................ 24 Hình 2.5. Vector thay đổi phổ ...................................................................................... 25 Hình 2.6. Thuật toán phân tích vector thay đổi phổ..................................................... 25 Hình 2.7. Thành lập bản đồ biến động bằng phương pháp cộng màu trên một kênh ảnh ....................................................................................................... 29 Hình 4.1. Sơ đồ vị trí huyện Gia Bình, tỉnh Bắc Ninh ................................................. 40 Hình 4.2. Biểu đồ cơ cấu kinh tế huyện Gia Bình năm 2015 ...................................... 42 Hình 4.3. Cảnh ảnh SPOT5 mã hiệu 270-308 ............................................................. 48 Hình 4.4. Cảnh ảnh SPOT6 mã hiệu E106N22-06986-R1C1 ..................................... 48 Hình 4.5. Tăng cường chất lượng ảnh ......................................................................... 50 Hình 4.6. Sai số thành phần các điểm khống chế nắn ảnh năm 2010 .......................... 51 Hình 4.7. Sai số thành phần các điểm khống chế nắn ảnh năm 2015 .......................... 52 Hình 4.8. Ảnh được cắt theo địa giới hành chính huyện Gia Bình năm 2015 ............. 52 Hình 4.9. Minh họa kết quả phân loại có kiểm định .................................................... 58 Hình 4.10. Ảnh một số loại sử dụng đất trên địa bàn huyện Gia Bình .......................... 60 vii TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Tên tác giả: Nguyễn Thị Ái Liên Tên Luận văn: Ứng dụng viễn thám và hệ thống thông tin địa lý đánh giá biến động đất đai huyện Gia Bình, tỉnh Bắc Ninh Ngành: Quản lý đất đai Mã số: 60.85.01.03 Tên cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam Mục đích nghiên cứu - Đánh giá biến động đất đai giai đoạn 2010-2015 từ ảnh vệ tinh tại địa bàn huyện Gia Bình, tỉnh Bắc Ninh. - Từ kết quả nghiên cứu đánh giá khả năng ứng dụng viễn thám và GIS trong nghiên cứu biến động sử dụng đất phục vụ công tác quản lý đất đai. Phương pháp nghiên cứu Để thực hiện các nội dung của đề tài, chúng tôi sử dụng các phương pháp sau: Phương pháp đi ềutra, thuthập số li ệuthứ cấp; phương pháp đi ềutra, thuthập số li ệusơ cấp; phương pháp đánh giá biến động đất đai; Phương pháp xây dựng bản đồ sử dụng đất bằng phần mềm Envi; Phương pháp chồng xếp bản đồ bằng phần mềm ArcGIS và phương pháp phân tích, đánh giá. Kết quả chính và kết luận - Luận văn đã khái quát được tình hình cơ bản của địa bàn nghiên cứu với các nội dung gồm: điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội và tình hình quản lý đất đai của huyện Gia Bình. - Sử dụng dữ liệu ảnh SPOT 5, SPOT 6 và bản đồ hiện trạng sử dụng đất kết hợp với 84 điểm điều tra thực địa đã xây dựng tệp mẫu cho 13 loại sử dụng đất tại hai thời điểm ảnh. Sử dụng phương pháp Separability để đánh giá sự khác biệt giữa các tệp mẫu, kết quả xây dựng được tệp mẫu phân loại ảnh gồm 7 loại sử dụng đất cơ bản sau: đất trồng lúa, đất trồng cây hàng năm khác, đất trồng cây lâu năm, đất nuôi trồng thủy sản, đất lâm nghiệp, đất xây dựng, đất sông suối làm cơ sở cho việc giải đoán ảnh viễn thám ở khu vực huyện Gia Bình. - Bản đồ sử dụng đất thời điểm năm 2010 và năm 2015 tỷ lệ 1:10.000 được xây dựng bằng ảnh vệ tinh theo phương pháp xác suất cực đại. Sử dụng 84 điểm điều tra thực địa để đánh giá độ chính xác bản đồ cho thấy: bản đồ năm 2010 có độ chính xác đạt 89,29% với chỉ số Kappa tương ứng κ = 0,88 và bản đồ năm 2015 có độ chính xác 94,05% với chỉ số Kappa tương ứng κ = 0,93. Như vậy ảnh hai thời điểm đều có độ chính xác cao. viii - Bản đồ biến động đất đai giai đoạn 2010-2015 tỷ lệ 1:10.000 huyện Gia Bình, tỉnh Bắc Ninh được thành lập bằng phương pháp chồng xếp bản đồ sử dụng đất thời điểm năm 2010 và năm 2015 trong GIS. Năm 2015, diện tích đất trồng lúa nước giảm giảm 58,28 ha, diện tích đất trồng cây hàng năm khác tăng 37,09 ha, diện tích đất trồng cây lâu năm tăng 4,54 ha, diện tích đất nuôi trồng thủy sản tăng 92,79 ha, diện tích đất lâm nghiệp tăng 3,11 ha, diện tích đất xây dựng giảm 90,01 ha và diện tích đất sông, suối tăng 10,76 ha so với năm 2010. Diện tích đất xây dựng giảm do các khu vực trước đây khai thác vật liệu xây dựng nay không còn hoạt động và chuyển mục đích sang đất trồng cây lâu năm và đất trồng cây hàng năm khác tập trung chủ yếu ở xã Cao Đức, Vạn Ninh, Thái Bảo. So sánh diện tích kết quả giải đoán ảnh năm 2015 và diện tích theo thống kê sai lệch diện tích nhỏ hơn 1% chấp nhận được. - Hiện nay có khá nhiều phương pháp thành lập bản đồ, đánh giá biến động đất đai nhưng việc ứng dụng phương pháp tích hợp viễn thám và hệ thống thông tin địa lý GIS trong nghiên cứu biến động đất đai là phương pháp đem lại hiệu quả cao, rút ngắn thời gian, tiết kiệm công sức, đáp ứng yêu cầu trong giai đoạn hiện nay. ix THESIS ABSTRACT Master candidate: Nguyen Thi Ai Lien Thesis title: Application of remote sensing and geographic information system for the assessment of land use change in Gia Binh district, Bac Ninh province. Major: Land Management Code: 60.85.01.03 Educational organization: Vietnam National University of Agriculture (VNUA) Research Objectives - Evaluate land use changes in the period of 2010-2015 from satellite images in Gia Binh district, Bac Ninh province. - Based on the results of research, assess the ability to apply remote sensing and GIS in the study of land use changes for land management. Research methods To implement the thesis, we use the following methods: method of secondary/primary data survey and collection; method of assessment of land changes; method of land use mapping using Envi software; method of overlay map with ArcGIS software, and method of analysis and evaluation. Main findings and conclusions - The thesis has outlined the basic situation of the study area, including: natural, socio-economic conditions, land management situation of Gia Binh district. - Use of SPOT 5, SPOT 6 image data and current land use maps combined with 84 field survey points has created sample files for 13 land use types at 2 moments taking images. Use Separability method to identify the difference between 2 sample files, the result is the sample file of image classification including following seven major land use types: rice land, other annual crop land, land for perennial crops, aquaculture land, forestry land, construction land, river land as the basis for remote sensing image reading in Gia Binh district. - The land use map of 2010 and 2015 at the scale of 1: 10,000, built with satellite images by the method of maximum probability. Using 84 field sites for map accuracy assessment showed that the map of 2010 had an accuracy of 89.29% with a Kappa index of κ = 0.88 and the map of 2015 with an accuracy of 94.05% with the corresponding Kappa index κ = 0.93. So two photos of these time were of high accuracy. - Land change map for 2010-2015 at the scale of 1: 10,000 of Gia Binh district, Bac Ninh province was made by the method of overlaying land use map in 2010 and x 2015 in GIS. In 2015, the area of paddy rice decreased by 58.28 hectares, the area of other annual crops increased 37.09 hectares, the area of perennial crops increased 4.54 hectares, the area of aquaculture increased of 92.79 hectares, forestry land increased 3.11 hectares, construction land area decreased 90.01 hectares, and land area of rivers and streams increased 10.76 hectares, compared to 2010. The area of construction land decreased because the land previously exploited construction materials was no longer in operation and changed the purpose to perennial land and other annual crops land, mainly in Cao Duc, Van Ninh, and Thai Bao communes. Comparing the image area of the image interpretation in 2015 and the area under the statistical, error area was less than 1% and acceptable. - The research results showed that there were many methods of establishing current land use maps, but the application of integrated method of remote sensing and geographic information system (GIS) in the study of land use changes is highly effective, shorten time, save effort, meet the requirements in the current period. xi PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Đất đai là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá mà thiên nhiên ban tặng cho con người, là tư liệu sản xuất đặc biệt và là cơ sở không gian của mọi quá trình sản xuất. Ngày nay việc sử dụng đất đai đang được đa dạng hóa về mục đích sử dụng, chủ sử dụng và các yếu tố khác liên quan đến đất. Do đó việc quản lý đất đai, theo dõi xác định biến động đất đai càng trở nên cấp thiết nhằm bắt kịp nhu cầu phát triển của xã hội, giúp sử dụng đất hợp lý, tiết kiệm và có hiệu quả. Việc theo dõi biến động đất đai theo phương pháp truyền thống đã tồn tại từ rất lâu nhưng bộc lộ nhiều hạn chế trong thực hiện, đòi hỏi sự đầu tư lớn về thời gian, nhân lực, kinh phí trong công tác thu thập, tổng hợp số liệu và đo vẽ bản đồ. Với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ thì công nghệ ảnh viễn thám và tư liệu ảnh vệ tinh cũng phát triển với độ phân giải ngày càng cao, phản ánh trung thực bề mặt trái đất tại thời điểm chụp. Công nghệ viễn thám ngày càng được ứng dụng rộng rãi trên thế giới trong nhiều lĩnh vực. Dữ liệu viễn thám với đặc điểm đa thời gian, xử lý ngắn và phủ trùm khu vực rộng là một công cụ hữu hiệu cho việc theo dõi biến động sử dụng đất. Cùng với đó, thiết bị tin học được đồng bộ hóa tăng khả năng xử lý nhanh chóng trong việc xây dựng các loại bản đồ. Vì vậy, phương pháp viễn thám kết hợp công nghệ GIS (Hệ thống thông tin địa lý) sẽ góp phần khắc phục nhiều hạn chế của phương pháp truyền thống và đặc biệt hiệu quả trong xử lý số liệu nhằm đánh giá biến động trong quá trình sử dụng đất đai. Gia Bình là một huyện thuần nông thuộc vùng đồng bằng Bắc Bộ, có vị trí thuận lợi cho sự phát triển kinh tế xã hội của tỉnh Bắc Ninh. Kinh tế huyện Gia Bình những năm gần đây có những bước phát triển khá, bền vững và chuyển dịch mạnh theo hướng công nghiệp hóa, tốc độ tăng trưởng kinh tế giai đoạn 2010 2015 đạt 5,4%, GDP bình quân đầu người năm 2015 đạt 31 triệu đồng/năm … Cơ cấu kinh tế chuyển dịch mạnh mẽ từ nông nghiệp sang công nghiệp và dịch vụ, du lịch, đất đai của huyện thường xuyên có sự biến động, do đó việc cập nhật, chỉnh lý những thông tin biến động về đất đai một cách kịp thời và chính xác là rất cần thiết. 1 Nhận thức được vai trò và tầm quan trọng của việc đánh giá biến động và nhằm hiện đại hóa công tác quản lý đất đai, dưới sự hướng dẫn của thầy giáo TS. Trần Quốc Vinh tôi chọn nghiên cứu đề tài: “Ứng dụng viễn thám và hệ thống thông tin địa lý đánh giá biến động đất đai huyện Gia Bình, tỉnh Bắc Ninh”. 1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU - Đánh giá biến động đất đai giai đoạn 2010-2015 từ ảnh vệ tinh tại địa bàn huyện Gia Bình, tỉnh Bắc Ninh. - Từ kết quả nghiên cứu đánh giá khả năng ứng dụng viễn thám và GIS trong nghiên cứu biến động sử dụng đất phục vụ công tác quản lý đất đai. 1.3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU Đánh giá biến động một số loại sử dụng đất chính giai đoạn 2010-2015 huyện Gia Bình. 1.4. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI, Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN - Những đóng góp mới: Xác định được biến động đất đai giai đoạn 20102015 huyện Gia Bình từ tư liệu ảnh vệ tinh. - Ý nghĩa khoa học: Nghiên cứu góp phần chỉ ra ứng dụng của viễn thám và GIS trong nghiên cứu biến động đất đai giai đoạn 2010-2015 huyện Gia Bình. - Ý nghĩa thực tiễn: Kết quả biến động sử dụng đất huyện Gia Bình làm cơ sở để xây dựng định hướng quản lý sử dụng đất, quy hoạch sử dụng đất và thực thi các chính sách liên quan trong giai đoạn tiếp theo, tránh lãng phí tài nguyên, giúp bảo vệ môi trường và phát triển bền vững. 2 PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU 2.1. TỔNG QUAN VỀ SỬ DỤNG ĐẤT 2.1.1. Một số vấn đề lý luận về sử dụng đất 2.1.1.1. Khái niệm đất đai - Theo Docuchaev (1846-1903): “Đất là lớp vỏ phong hóa trên cùng của trái đất, được hình thành do tác động tổng hợp của năm yếu tố sinh vật, khí hậu, đá mẹ, địa hình và thời gian. Nếu là đất đã sử dụng thì có thêm sự tác động của con người là yếu tố hình thành đất thứ 6”. - “Đất đai là một diện tích cụ thể của bề mặt trái đất, bao gồm tất cả các yếu tố cấu thành của môi trường sinh thái ngay trên và dưới bề mặt bao gồm: khí hậu, thời tiết, thổ nhưỡng, địa hình, mặt nước, các lớp trầm tích sát bề mặt cùng với nước ngầm và khoáng sản trong lòng đất, động thực vật, trạng thái định cư của con người, những kết quả của con người trong quá khứ và hiện tại để lại” (Vũ Năng Dũng, 1997). - Đất đai (land): Là một vùng đất có ranh giới, vị trí, diện tích cụ thể và có các thuộc tính tương đối ổn định hoặc thay đổi nhưng có tính chất chu kỳ có thể dự đoán được có ảnh hưởng tới việc sử dụng đất trong hiện tại và tương lai của các yếu tố tự nhiên, kinh tế, xã hội như thổ nhưỡng, khí hậu, địa hình, địa mạo, địa chất, thủy văn, thực vật, động vật cư trú và hoạt động sản xuất của con người (Viện Tiêu chuẩn Chất lượng Việt Nam, 2011). 2.1.1.2. Phân loại đất Dựa trên mục đích sử dụng, tại điều 10 Luật đất đai 2013 phân loại đất thành 3 nhóm chính: Nhóm đất nông nghiệp, nhóm đất phi nông nghiệp, nhóm đất chưa sử dụng. a) Nhóm đất nông nghiệp bao gồm các loại đất sau: Đất trồng cây hàng năm gồm đất trồng lúa và đất trồng cây hàng năm khác; Đất trồng cây lâu năm; Đất rừng sản xuất; Đất rừng phòng hộ; Đất rừng đặc dụng; Đất nuôi trồng thủy sản; Đất làm muối; Đất nông nghiệp khác. Nhóm đất nông nghiệp là đất sử dụng vào mục đích sản xuất, nghiên cứu, thí nghiệm về nông nghiệp, lâm nghiệp, nuôi trồng thủy sản, làm muối và mục đích bảo vệ, phát triển rừng; bao gồm đất sản xuất nông nghiệp, đất lâm nghiệp, đất nuôi trồng thủy sản, đất làm muối và đất nông nghiệp khác. 3 •) Đất sản xuất nông nghiệp: là đất nông nghiệp sử dụng vào mục đích sản xuất nông nghiệp; bao gồm đất trồng cây hàng năm, đất trồng cây lâu năm. +) Đất trồng cây hàng năm: là đất sử dụng vào mục đích trồng các loại cây có thời gian sinh trưởng từ khi gieo trồng tới khi thu hoạch không quá một (01) năm; kể cả đất sử dụng theo chế độ canh tác không thường xuyên theo chu kỳ. Đất trồng cây hàng năm bao gồm đất trồng lúa và đất trồng cây hàng năm khác.. - Đất trồng lúa: là ruộng và nương rẫy trồng lúa từ một vụ trở lên hoặc trồng lúa kết hợp với các mục đích sử dụng đất khác được pháp luật cho phép nhưng trồng lúa là chính. Đất trồng lúa bao gồm đất chuyên trồng lúa nước, đất trồng lúa nước còn lại, đất trồng lúa nương. Đất chuyên trồng lúa nước: là ruộng trồng lúa nước (gồm cả ruộng bậc thang), hàng năm cấy trồng từ hai vụ lúa trở lên, kể cả trường hợp có luân canh, xen canh với cây hàng năm khác hoặc có khó khăn đột xuất mà chỉ trồng cấy được một vụ hoặc không sử dụng trong thời gian không quá một năm. Đất trồng lúa nước còn lại: là ruộng trồng lúa nước (gồm cả ruộng bậc thang), hàng năm chỉ trồng được một vụ lúa, kể cả trường hợp trong năm có thuận lợi mà trồng thêm một vụ lúa hoặc trồng thêm cây hàng năm khác hoặc do khó khăn đột xuất mà không sử dụng trong thời gian không quá một năm. Đất trồng lúa nương: là đất chuyên trồng lúa trên sườn đồi, núi dốc từ một vụ trở lên, kể cả trường hợp trồng lúa không thường xuyên theo chu kỳ và trường hợp có luân canh, xen canh với cây hàng năm khác. - Đất trồng cây hàng năm khác: là đất trồng các cây hàng năm (trừ đất trồng lúa), gồm chủ yếu để trồng rau, màu, cây thuốc, mía, đay, gai, cói, sả, dâu tằm, đất trồng cỏ hoặc cỏ tự nhiên có cải tạo để chăn nuôi gia súc. Đất trồng cây hàng năm khác bao gồm đất bằng trồng cây hàng năm khác và đất nương rẫy trồng cây hàng năm khác. Đất bằng trồng cây hàng năm khác: là đất bằng phẳng ở đồng bằng, thung lũng, cao nguyên để trồng cây hàng năm khác. Đất nương rẫy trồng cây hàng năm khác: là đất nương, rẫy ở trung du và miền núi để trồng cây hàng năm khác. +) Đất trồng cây lâu năm: là đất trồng các loại cây có thời gian sinh trưởng từ khi gieo trồng tới khi thu hoạch là trên một năm; kể cả loại cây có thời gian sinh 4 trưởng như cây hàng năm nhưng cho thu hoạch trong nhiều năm như thanh long, chuối, dứa, nho, v.v. Các loại cây lâu năm bao gồm: Cây công nghiệp lâu năm: Gồm các cây lâu năm có sản phẩm thu hoạch không phải là gỗ, được dùng để làm nguyên liệu cho sản xuất công nghiệp hoặc phải qua chế biến mới sử dụng được như chè, cà phê, cao su, hồ tiêu, điều, ca cao, dừa, v.v; Cây ăn quả lâu năm: Gồm các cây lâu năm có sản phẩm thu hoạch là quả để ăn tươi hoặc kết hợp chế biến; Vườn tạp là vườn trồng xen lẫn nhiều loại cây lâu năm hoặc cây lâu năm xen lẫn cây hàng năm mà không được công nhận là đất ở; Các loại cây lâu năm khác không phải đất trồng cây công nghiệp lâu năm và cây ăn quả lâu năm, chủ yếu là cây lấy gỗ, lấy bóng mát, tạo cảnh quan trong các đô thị, khu dân cư nông thôn. •) Đất lâm nghiệp: là đất đang có rừng (gồm rừng tự nhiên và rừng trồng) đạt tiêu chuẩn rừng theo quy định của pháp luật về bảo vệ và phát triển rừng và đất mới được trồng rừng hoặc trồng kết hợp khoanh nuôi tự nhiên. +) Đất rừng sản xuất: là đất sử dụng vào mục đích sản xuất lâm nghiệp theo quy định của pháp luật về bảo vệ và phát triển rừng. +) Đất rừng phòng hộ: là đất để sử dụng vào mục đích phòng hộ đầu nguồn, bảo vệ đất, bảo vệ nguồn nước, bảo vệ môi trường sinh thái, chắn gió, chắn cát, chắn sóng ven biển theo quy định của pháp luật về bảo vệ và phát triển rừng. +) Đất rừng đặc dụng: là đất để sử dụng vào mục đích nghiên cứu, thí nghiệm khoa học, bảo tồn thiên nhiên và đa dạng sinh học, vườn rừng quốc gia, bảo vệ di tích lịch sử, văn hoá, danh lam thắng cảnh, bảo vệ môi trường sinh thái theo quy định của pháp luật về bảo vệ và phát triển rừng. •) Đất nuôi trồng thuỷ sản: là đất được sử dụng chuyên vào mục đích nuôi, trồng thủy sản nước lợ, nước mặn và nước ngọt. •) Đất làm muối: là ruộng muối để sử dụng vào mục đích sản xuất muối. •) Đất nông nghiệp khác gồm đất sử dụng để xây dựng nhà kính và các loại nhà khác phục vụ mục đích trồng trọt, kể cả các hình thức trồng trọt không trực tiếp trên đất; xây dựng chuồng trại chăn nuôi gia súc, gia cầm và các loại 5 động vật khác được pháp luật cho phép; đất trồng trọt, chăn nuôi, nuôi trồng thủy sản cho mục đích học tập, nghiên cứu thí nghiệm; đất ươm tạo cây giống, con giống và đất trồng hoa, cây cảnh. b) Nhóm đất phi nông nghiệp gồm các loại đất sử dụng vào mục đích không thuộc nhóm đất nông nghiệp, bao gồm đất ở; đất xây dựng trụ sở cơ quan; đất sử dụng vào mục đích quốc phòng, an ninh; đất xây dựng công trình sự nghiệp; đất sản xuất, kinh doanh phi nông nghiệp; đất sử dụng vào mục đích công cộng; đất cơ sở tôn giáo, tín ngưỡng; đất làm nghĩa trang, nghĩa địa, nhà tang lễ, nhà hỏa táng; đất sông, ngòi, kênh, rạch, suối và mặt nước chuyên dùng; đất phi nông nghiệp khác. •) Đất ở là đất để xây dựng nhà ở, xây dựng các công trình phục vụ cho đời sống; đất vườn, ao gắn liền với nhà ở trong cùng một thửa đất thuộc khu dân cư (kể cả trường hợp vườn, ao gắn liền với nhà ở riêng lẻ) đã được công nhận là đất ở. Đất ở bao gồm đất ở tại nông thôn, đất ở tại đô thị. •) Đất xây dựng trụ sở cơ quan là đất sử dụng vào mục đích xây dựng trụ sở hoặc văn phòng làm việc của cơ quan nhà nước, tổ chức chính trị, tổ chức chính trị - xã hội. •) Đất sử dụng vào mục đích quốc phòng, an ninh: +) Đất quốc phòng là đất được sử dụng làm nơi đóng quân, trụ sở làm việc; đất sử dụng xây dựng căn cứ quân sự; đất sử dụng xây dựng công trình phòng thủ quốc gia, trận địa và công trình đặc biệt về quốc phòng; đất sử dụng làm ga, cảng quân sự; đất xây dựng công trình công nghiệp, khoa học và công nghệ, văn hóa, thể thao phục vụ trực tiếp cho quốc phòng; đất sử dụng xây dựng kho tàng quân sự; đất làm trường bắn, thao trường, bãi thử vũ khí, bãi hủy vũ khí; đất xây dựng cơ sở đào tạo, trung tâm huấn luyện, nhà an dưỡng, nhà công vụ của quân đội; đất xây dựng cơ sở giam giữ, cơ sở giáo dục do Bộ Quốc phòng quản lý. +) Đất an ninh là đất được sử dụng làm nơi đóng quân, trụ sở làm việc; đất sử dụng xây dựng công trình phòng thủ quốc gia, trận địa và công trình đặc biệt về an ninh; đất xây dựng công trình công nghiệp, khoa học và công nghệ, văn hóa, thể thao phục vụ trực tiếp cho an ninh; đất làm trường bắn, thao trường, bãi thử vũ khí, bãi hủy vũ khí; đất xây dựng cơ sở đào tạo, trung tâm huấn luyện, bệnh viện, nhà an dưỡng, nhà công vụ của công an; đất xây dựng cơ sở giam giữ, cơ sở giáo dục do Bộ Công an quản lý. 6 •) Đất xây dựng công trình sự nghiệp gồm đất xây dựng trụ sở của tổ chức sự nghiệp; đất xây dựng cơ sở văn hóa, xã hội, y tế, giáo dục và đào tạo, thể dục thể thao, khoa học và công nghệ, ngoại giao và công trình sự nghiệp khác. •) Đất sản xuất, kinh doanh phi nông nghiệp gồm đất khu công nghiệp, cụm công nghiệp, khu chế xuất; đất thương mại, dịch vụ; đất cơ sở sản xuất phi nông nghiệp; đất sử dụng cho hoạt động khoáng sản; đất sản xuất vật liệu xây dựng, làm đồ gốm. •) Đất sử dụng vào mục đích công cộng gồm đất giao thông (gồm cảng hàng không, sân bay, cảng đường thủy nội địa, cảng hàng hải, hệ thống đường sắt, hệ thống đường bộ và công trình giao thông khác); thủy lợi; đất có di tích lịch sử văn hóa, danh lam thắng cảnh; đất sinh hoạt cộng đồng, khu vui chơi, giải trí công cộng; đất công trình năng lượng; đất công trình bưu chính, viễn thông; đất chợ; đất bãi thải, xử lý chất thải và đất công trình công cộng khác. •) Đất cơ sở tôn giáo, tín ngưỡng là đất có các công trình tôn giáo gồm chùa, nhà thờ, nhà nguyện, thánh thất, thánh đường, niệm phật đường, tu viện, trường đào tạo riêng của tôn giáo; đất trụ sở của tổ chức tôn giáo, các cơ sở khác của tôn giáo được Nhà nước cho phép hoạt động và đất có các công trình tín ngưỡng gồm đình, đền, miếu, am, từ đường, nhà thờ họ. •) Đất làm nghĩa trang, nghĩa địa, nhà tang lễ, nhà hỏa táng là đất để làm nơi mai táng tập trung, đất có công trình làm nhà tang lễ và công trình để hỏa táng. •) Đất sông, ngòi, kênh, rạch, suối và mặt nước chuyên dùng +) Đất sông, ngòi, kênh, rạch, suối là đất có mặt nước của các đối tượng thủy văn dạng tuyến không có ranh giới khép kín để tạo thành thửa đất được hình thành tự nhiên hoặc nhân tạo phục vụ cho mục đích thoát nước, dẫn nước. +) Đất có mặt nước chuyên dùng là đất có mặt nước của các đối tượng thủy văn dạng ao, hồ, đầm có ranh giới khép kín để hình thành thửa đất, thuộc phạm vi các đô thị và các khu dân cư nông thôn hoặc ngoài khu đô thị, khu dân cư nông thôn nhưng không sử dụng chuyên vào mục đích chuyên nuôi trồng thuỷ sản, thuỷ điện, thủy lợi. •) Đất phi nông nghiệp khác gồm đất làm nhà nghỉ, lán, trại cho người lao động trong cơ sở sản xuất; đất xây dựng kho và nhà để chứa nông sản, thuốc bảo vệ thực vật, phân bón, máy móc, công cụ phục vụ cho sản xuất nông nghiệp và đất xây dựng công trình khác của người sử dụng đất không nhằm mục đích kinh 7 doanh mà công trình đó không gắn liền với đất ở. c) Nhóm đất chưa sử dụng là đất chưa được đưa vào sử dụng cho các mục đích theo quy định của Luật Đất đai, bao gồm đất bằng chưa sử dụng, đất đồi núi chưa sử dụng, núi đá không có rừng cây. 2.1.2. Tình hình sử dụng đất tại Việt Nam Theo Báo cáo thuyết minh tổng hợp, kết quả thực hiện kế hoạch sử dụng đất 5 năm (2011 - 2015) của nước ta năm 2015, tổng diện tích tự nhiên của cả nước là 33.128.670 ha. Theo mục đích sử dụng, đất được phân thành 3 nhóm chính: - Nhóm đất nông nghiệp: 26.791,58 nghìn ha, chiếm 80,87% diện tích tự nhiên; - Nhóm đất phi nông nghiệp: 4.049,11 nghìn ha, chiếm 12,22% diện tích tự nhiên; - Nhóm đất chưa sử dụng: 2.288,00 nghìn ha, chiếm 6,91% diện tích tự nhiên. Nhóm đất phi NN Nhóm đất NN 4.049,11 nghìn ha 26.791,58 nghìn ha (12,22%) (80,87%) Nhóm đấ t CSD 2.288,00 nghìn ha (6,91%) Hình 2.1. Biểu đồ diện tích, cơ cấu sử dụng đất năm 2015 của cả nước - Nhóm đất nông nghiệp: Tổng diện tích nhóm đất nông nghiệp của cả nước năm 2015 là 26 791,58 nghìn ha, tăng 565,19 nghìn ha (gấp 1,02 lần) so với năm 2010. Trong đó, lượng tăng chủ yếu ở loại đất rừng sản xuất (tăng 409,11 nghìn ha) và loại đất trồng cây lâu năm (tăng 238,20 nghìn ha). - Nhóm đất phi nông nghiệp: Diện tích nhóm đất phi nông nghiệp trên cả nước có 4.049,11 nghìn ha (tăng 344,04 nghìn ha so với năm 2010), chiếm 12,12% diện tích tự nhiên. Trung bình mỗi năm, diện tích đất phi nông nghiệp gia tăng thêm khoảng 68,81 nghìn ha. 8