LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu riêng của tôi. Các số
liệu kết quả trong luận văn là chung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ
công trình nào khác.
Tác giả luận văn
Vũ Văn Thuỵ
1
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới TS. Đào Khánh Hoài của
Học Viện Kỹ Thuật Quân Sự , thầy là người đã đưa ra định hướng và tận tình
hướng dẫn về mặt khoa học cho tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành
luận văn.
Xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo Bộ môn Trắc địa Mỏ, khoa Trắc địa
đã chỉ dẫn, đóng góp nhiều ý kiến bổ ích trong quá trình hoàn thành luận văn.
Tôi cũng xin bày tỏ lòng cảm ơn đến sở kế hoạch đầu tư tỉnh Bắc Giang, sở
tài nguyên môi trường tỉnh Bắc Giang, Liên hiệp khoa học công nghệ môi trường và
phát triển bền vững đã giúp đỡ tôi trong quá trình thu thập số liệu cho luận văn.
Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè đã thường xuyên
động viên, giúp đỡ để tôi hoàn thành luận văn này.
Hà Nội, tháng 10 năm 2010
Tác giả luận văn
Vũ Văn Thuỵ
2
MỤC LỤC
3
DANH MỤC HÌNH
4
DANH MỤC BẢNG
5
6
MỞ ĐẦU

3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Nghiên cứu biến động đất đai,
- Phạm vi nghiên cứu không gian : Tỉnh Bắc Giang
4. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu đưa ra nhận xét về biến động đất
- Phân tích và xu hướng biến động đất đai
5. Phương pháp nghiên cứu
Cơ sở khoa học
Ứng dụng công nghệ GIS vào đánh giá biến động đất đai. Tích hợp các
nguồn dữ liệu về quy hoạch nghành với thông tin biến động sử dụng đất đưa ra biểu
đồ tương quan.
Luận văn sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau:
- Phương pháp phân tích không gian: Sử dụng GIS( phần mềm ArcGIS) phân tích và
chồng ghép các lớp bản đồ
- Phương pháp thống kê: Thu thập, tổng hợp và xử lý các thông tin, các tài liệu liên
quan
- Phương pháp phân tích: Tổng hợp xử lý logic các tài liệu, giải quyết các vấn đề
được đặt ra
6. Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài
Thông qua việc nghiên cứu lý thuyết tác giả mong muốn thể hiện các vấn đề sau:
- Ứng dụng GIS vào đánh giá biến động đất đai phục vụ công tác đánh giá môi
trường chiến lược.
- Cung cấp thông tin đầy đủ và nhanh chóng về biến động đất đai phục vụ đánh giá
môi trường chiến lược.
7. Kết cấu luận văn
Luận văn được xây dựng trên cơ sở 3 chương:
Chương 1: Công nghệ GIS trong công tác đánh giá môi trường chiến lược
Chương 2: Đánh giá biến động đất đai bằng công nghệ GIS
8
Chương 3: Biến động sử dụng đất tỉnh Bắc Giang và ảnh hưởng đến định

nhiều quốc gia và các khu vực trên thế giới. Đó là vấn đề cạn kiệt tài nguyên, ô
nhiễm môi trường, bùng nổ dân số, thiên tai, dịch bệnh v.v…Nỗ lực kiểm soát và
CPU
Máy vẽ
Máy quét
ổ cứng
Thiết bị hiển thị Tệp lưu
Hình 1.1. Các thành phần của phần cứng
10
giải quyết các vấn đề này đòi hỏi cần có sự thu thập, tổng hợp và xử lý các thông tin
đầy đủ, chính xác và nhanh chóng. Công nghệ GIS hiện đại ra đời và phát triển
mạnh mẽ trong hầu hết các ngành kinh tế quốc dân, một phần chính là từ lý do đó.
1.1.2. Các thành phần của GIS
Phần cứng
Phần cứng của hệ thống GIS bao gồm các loại máy tính và các thiết bị ngoại
vi để nhập dữ liệu, in ấn và truy xuất kết quả. Máy tính có thể được nối mạng cục
bộ hoặc internet để chia sẻ thông tin. Trong số các thiết bị ngoại vi, bên cạnh máy
in, máy vẽ…, trong trường hợp cần phải chuyển đổi thông tin từ ảnh tương tự, bản
đồ sang dạng số cần có cả máy quét.
Phần mềm
Công cụ quan trọng trong công nghệ GIS là các phần mềm tin học. Mỗi loại
phần mềm có những chức năng và công dụng riêng. Một cách gần đúng, có thể chia
phần mềm GIS ra làm 3 nhóm:
Nhóm phần mềm đồ hoạ(Microstation, Autocad…). Là nhóm các phần mềm
được ứng dụng để biên tập, quản lý, cập nhật và hiện chỉnh các loại bản đồ (tức là các
thông tin không gian). Nhờ sự trợ giúp của các loại phần mềm này, các bản đồ có thể
được chuyển đổi tọa độ, nắn chỉnh hình học, chuyển đổi lưới chiếu v.v
Nhóm phần mềm quản trị bản đồ (Mapinfor, ArcView, MGE…). Là những phần
mềm mà ngoài chức năng đồ hoạ, chúng có khả năng quản trị các thông tin phi không
gian (thông tin thuộc tính); kết nối các thông không gian với thông tin thuộc tính.

Không thể có một hệ thống nào vận hành tốt mà không có sự tham gia của
con người. Con người được coi là bộ não của hệ thống. Con người thiết kế, thành
lập, khai thác và bảo trì hệ thống.
Bốn thành phần nêu trên tạo thành một hệ thống thống nhất hoàn chỉnh.
Người ta ví rằng: Thiết bị (phần cứng, phần mềm), quy trình xử lý và con người là
công cụ điều khiển và vận hành hệ thống, cơ sở dữ liệu là nguyên liệu tạo ra các sản
phẩm của hệ (Hình1.2).
1.1.3. Các chức năng của GIS
Hệ thống GIS thực hiện các chức năng cơ bản sau đây:
• Nhập và biến đổi dữ liệu, kể cả dữ liệu không gian và phi không gian, từ các số liệu
thống kê, bảng biểu, bản đồ, phim ảnh dạng tương tự sang dạng số tạo nguồn thông
tin cho hệ thống.
• Quản trị dữ liệu, là chức năng tổ chức, lưu trữ, cập nhật…dữ liệu
• Phân tích dữ liệu, là chức năng quan trọng của GIS, là khả năng kết nối, phân tích
các dữ liệu không gian và phi không gian, phân tích tổng hợp để giải quyết các yêu
cầu của bài toán.
• Hiển thị và truy xuất dữ liệu, cho phép xuất dữ liệu dưới dạng biểu đồ, bản đồ,
bảng biểu…
1.1.4.Mô hình dữ liệu GIS
Mô hình hoá dữ liệu là phương pháp đang được ứng dụng rộng rãi trong
nhiều lĩnh vực. Nhiều loại phần mềm máy tính và các thiết bị ngoại vi đã trợ giúp,
tạo điều kiện dễ dàng và hiệu quả cho sự phát triển của mô hình hoá dữ liệu. Trong
lĩnh vực tổ chức dữ liệu các yếu tố tài nguyên-môi trường thì mô hình chồng xếp
được coi là thông dụng nhất. Các đối tượng tự nhiên đuợc thể hiện như một tập hợp

Líp ® êng phè
Thế giới thực
Lớp đường phố
Lớp công trình
Lớp cư dân

Mối liên kết dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính thể hiện thông qua việc
đặt dữ liệu thuộc tính vào đúng vị trí của dữ liệu không gian. Bằng cách gán các giá
trị thuộc tính cho các đối tượng thông qua các bảng số liệu. Mỗi bản ghi (record)
đặc trưng cho các đối tượng địa lý, mỗi cột của bảng tương ứng với mỗi kiểu thuộc
tính của đối tượng đó.
1
15
Hình 1.5. Mối quan hệ giữa dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính
Mối liên kết dữ liệu đảm bảo cho mỗi đối tượng bản đồ đều được gắn với các
thông tin thuộc tính và phản ánh đúng hiện trạng, điểm riêng biệt của các đối tượng.
Đồng thời qua đó người sử dụng dễ dàng tra cứu, tìm kiếm, chọn lọc các đối tượng
theo yêu cầu thông qua bộ xác định hay chỉ sổ ID (Hình 2.15)
1.1.5. Khả năng phân tích không gian của GIS
Mục tiêu của đề tài là xác định mối quan hệ giữa sự biến động tài nguyên đất
và quá trình công nghiệp hóa, đô thị hóa khu vực huyện Quế Võ ngoại thành thành
phố Bắc Ninh. Việc phân tích biến động theo không gian và thời gian sẽ được tiến
hành trong hệ thống GIS dựa vào các mô-đul phân tích không gian.
Các chức năng xử lý phân tích thông tin địa lý có thể chia thành các nhóm phép tính sau:
• Các phép toán về xử lý cơ sở toán học thông tin không gian
- Chuyển đổi phép chiếu, chuyển đổi hệ quy chiếu (toạ độ), múi chiếu,
chuyển đổi tỷ lệ nền địa lý,
- Chuyển đổi giữa các đơn vị đo khác nhau.
- Nắn chỉnh hình học, thực hiện việc điều chỉnh hình ảnh bản đồ theo điều
kiện hình học để chuyển về đồ hình thực của nó, nhằm loại bỏ các sai số biến dạng
hình học nâng cao độ chính xác
ID Thuộc tính 1 Thuộc tính 2
1
2

16

+ Nội suy bề mặt địa hình từ các số liệu đầu vào.
17
+ Các phép toán giải quyết các bài toán liên quan đến khoảng cách.
+ Các phép toán về tính lân cận.
GIS cung cấp cả khả năng hỏi đáp đơn giản "chỉ và nhấn" và các công cụ
phân tích tinh vi để cung cấp kịp thời thông tin cho những người quản lý và phân
tích. Các hệ GIS hiện đại có nhiều công cụ phân tích hiệu quả, trong đó có hai công
cụ quan trọng đặc biệt:
1. Phân tích liền kề
GIS có khả năng phân tích những đối tượng bao xung quanh một đối tượng
cụ thể nào đó bằng cách dùng một vùng đệm (Hình 2.16, 2.17, 2.18).Vùng đệm là
một dạng hình học dựa trên đối tượng tồn tại khác (điểm, đường hoặc vùng) mà nó
có thể được GIS tạo ra. Đối tượng đệm diễn tả tổng diện tích trong một khoảng cách
nào đó của một feature được cho trước.
Hình 1.6. Vùng đệm kiểu điểm
Hình1.7. Vùng đệm kiểu đường
18
Hình 1.8.Vùng đệm kiểu đa giác
Ta có thể dùng GIS để tạo ra những vùng đệm (và sau đó xác định tất cả các
feature nằm trong một khoảng cách cụ thể. Chẳng hạn như ta chọn tất cả các địa chỉ
trong vòng một vùng đệm 500 m của một con đường đông đúc và so sánh chúng với
dữ liệu về tác động của bệnh hen suyễn. Bằng cách so sánh hai tập hợp dữ liệu, ta
có thể thống kê được những người bệnh suyễn đang sống trong vùng đệm nhiều hơn
là dân số chung. Nó cho phép ta phân tích có hay không nhân tố của sự sống gần
những con đường đông đúc với nguyên nhân gây ra bệnh hen suyễn.
2. Phân tích chồng xếp
Chồng xếp là quá trình tích hợp các lớp thông tin khác nhau.Các thao tác
phân tích đòi hỏi một hoặc nhiều lớp dữ liệu phải được liên kết vật lý. Sự chồng xếp
này, hay liên kết không gian, có thể là sự kết hợp dữ liệu về đất, độ dốc, thảm thực
vật hoặc sở hữu đất với định giá thuế…Quá trình chồng xếp sử dụng một số bản đồ

vì những ứng dụng này mang tính phân tích phức tạp nên mô hình dữ liệu không
gian dạng ảnh (raster) chiếm ưu thế.
* Nông nghiệp- lâm nghiệp
- Ứng dụng GIS trong quy hoạch sử dụng đất:
Ứng dụng GIS trong quy hoạch và sử dụng đất đai tuỳ thuộc vào quy mô và
mức độ khác nhau. Có 4 mức độ phân tích: rất khái quát (Mega), khái quát (Macro),
trung bình (Meso) và chi tiết (Micro); mỗi mức độ phân tích trong hệ thống GIS căn
cứ vào quy mô diện tích của vùng nghiên cứu. Khi phân tích thông tin từ mức Mega
đến mức Micro, số lượng thông tin đưa vào xử lý sẽ lớn hơn. Khả năng tổng hợp và
phân tích sâu thông tin ở một vùng lãnh thổ nhỏ hoặc ngược lại, khái quát ở mức
cao hơn cho vùng rộng lớn là ưu điểm của GIS. Rõ ràng là bằng ứng dụng GIS,
những quy hoạch sử dụng đất đai trên vùng lãnh thổ lớn hay việc xây dựng những
dự án phát triển sản xuất nông lâm nghiệp ở các khu vực nhỏ đều có thể được cung
cấp một khối lượng thông tin toàn diện - tổng hợp kịp thời và theo yêu cầu; từ cơ sở
dữ liệu được cung cấp việc hoạch định những bước đi cụ thể cần thiết (như điều tra
bổ sung, thu thập mẫu…) nhanh chóng được xác định.
Một điều quan trọng về GIS so với bản đồ là GIS có thể thể hiện từng lớp
bản đồ của vùng nghiên cứu. Không chỉ ở bề mặt mà còn cho thấy tầng đá gốc, loại
đất, thảm thực vật và nhiều vấn đề khác. Nó rất hữu ích khi nghiên cứu vùng đất
mới cho sản xuất nông lâm nghiệp, đỡ tốn kém tiền của của nông dân, bởi vì thay vì
21
phải làm thí nghiệm đất tất cả số liệu về cấu trúc đất bên trong đã được lưu trữ trong
máy tính.
- Ứng dụng trong quy hoạch và quản lý sản xuất:
Trong sản xuất nông nghiệp, GIS có thể được sử dụng để dự đoán vụ mùa
cho từng cây trồng. Nó có thể dự đoán bằng cách không chỉ xem xét khí hậu của
vùng mà còn bằng cách theo dõi sự sinh trưởng và phát triển cây trồng, và bởi vậy
sẽ dự đoán được sự thành công của mùa vụ. GIS có thể giúp tìm và thể hiện những
thay đổi của cây trồng trong từng giai đoạn. Ví dụ, nếu năm trước số liệu cho thấy
cây trồng A phát triển rộng và cây trồng đã thành công trong nhiều năm trước đó,

chính là thông tin tổng hợp trợ giúp quá trình lập kế hoạch và ra quyết định.
Nghiên cứu khả năng thích ứng của cây trồng cần thu thập các số liệu sinh
học và phi sinh học liên quan đến cây trồng được lựa chọn quy hoạch tại vùng đất
đó. Các yếu tố phi sinh học gồm: số liệu đất được phân thành các mức thích nghi khác
nhau, số liệu khí hậu (lượng mưa, sự phân bố mưa; nhiệt độ và tổng tích ôn theo thời
gian sinh trưởng…) và các yếu tố sinh học như sâu bệnh, thời gian sinh trưởng và các
yêu cầu sinh học của cây được xác định theo các mức thích ứng khác nhau.
Yếu tố kinh tế xã hội của địa phương được xem xét và đưa vào phân tích để
có kết luận tổng thể về tính thích ứng của cây theo quan điểm nền nông nghiệp hàng
hoá hiện nay.
- Ứng dụng GIS trong quản lý bảo vệ thực vật:
Ở một số nơi GIS đang được ứng dụng để theo dõi sự lan tràn của cỏ dại.
Với việc kết hợp ứng dụng viễn thám với GIS sẽ cung cấp một cách nhanh chóng,
chính xác bản đồ cỏ dại ở các thời kỳ .Điều này là rất quan trọng đối với các nhà
nông học. Họ có thể sử dụng các thông tin thu thập được để ngăn ngừa sự lan tràn
của các loài cỏ dại phá hoại mùa màng.
Cỏ dại không phải là vấn đề duy nhất GIS có thể giải quyết, thực tế GIS có
thể giải quyết được nhiều vấn đề khác. Nhiều dự án đã được thực hiện để theo dõi
sự di chuyển của côn trùng, hoặc sâu bệnh ở Mỹ. Nó rất hữu ích như là một biện
23
pháp phòng ngừa tích cực. Nếu một loại động vật hay côn trùng nào phá hoại đồng
ruộng, với GIS nó có thể bị theo dõi và tìm ra dấu vết.
- Ứng dụng trong công tác phòng chống cháy và bảo vệ rừng:
Trong ngành Kiểm lâm Việt Nam, công nghệ GIS đã được ứng dụng để:
cảnh báo cháy rừng; phân vùng trọng điểm cháy rừng; ứng dụng ảnh viễn thám
MODIS để phát hiện sớm cháy rừng.
Nhận thức được tầm quan trọng của CSDL, Cục Kiểm lâm đã thiết kế và đưa
vào sử dụng “CSDL báo cáo thống kê” từ năm 1998 để sử dụng cho toàn ngành.
Bản thân CSDL này không liên quan gì đến công nghệ GIS nhưng sự thành công
của nó đã trả lời câu hỏi: làm thế nào để trao đổi thông tin nhanh nhất giữa người

* Y tế
Ngoại trừ những ứng dụng đánh gía, quản lý mà GIS hay được dùng, GIS
còn có thể áp dụng trong lĩnh vực y tế. Ví dụ như, nó chỉ ra được lộ trình nhanh
nhất giữa vị trí hiện tại của xe cấp cứu và bệnh nhân cần cấp cứu, dựa trên cơ sở dữ
liệu giao thông. GIS cũng có thể được sử dụng như là một công cụ nghiên cứu dịch
bệnh để phân tích nguyên nhân bộc phát và lây lan bệnh tật trong cộng đồng.
* Chính quyền địa phương
Chính quyền địa phương là một trong những lĩnh vực ứng dụng rộng lớn
nhất của GIS, bởi vì đây là một tổ chức sử dụng dữ liệu không gian nhiều nhất. Tất
cả các cơ quan của chính quyền địa phương có thể có lợi từ GIS. GIS có thể được
sử dụng trong việc tìm kiếm và quản lý thửa đất, thay thế cho việc hồ sơ giấy tờ
hiện hành.Nhà cầm quyền địa phương cũng có thể sử dụng GIS trong việc bảo
dưỡng nhà cửa và đường giao thông.GIS còn được sử dụng trong các trung tâm điều
khiển và quản lý các tình huống khẩn cấp.
* Bán lẻ và phân phối
Phần lớn siêu thị vùng ngoại ô được xác định vị trí với sự trợ giúp của GIS.
GIS thường lưu trữ những dữ liệu về kinh tế-xã hội của khách hàng trong một vùng
nào đó.Một vùng thích hợp cho việc xây dựng môt siêu thị có thể được tính toán bởi
thời gian đi đến siêu thị, và mô hình hoá ảnh hưởng của những siêu thị cạnh
25
tranh.GIS cũng được dùng cho việc quản lý tài sản và tìm đường phân phối hàng
ngắn nhất.
* Giao thông
GIS có khả năng ứng dụng đáng kể trong lĩnh vực vận tải. Việc lập kế hoạch
và duy trì cở sở hạ tầng giao thông rõ ràng là một ứng dụng thiết thực, nhưng giờ
đây có sự quan tâm đến một lĩnh vực mới là ứng dụng định vị trong vận tải hàng
hải, và hải đồ điện
* Môi trường
Xu hướng hiện nay trong quản lý môi trường là sử dụng tối đa khả năng cho
phép của GIS. Sự phát triển của phần cứng làm cho máy tính có nhiều khả năng