i

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
----------

----------

TRẦN VĂN BÌNH

Tên đề tài: “ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ
TRONG NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT TẠI THÀNH
PHỐ
VĨNH YÊN GIAI ĐOẠN 2000-2010”

LuËn v¨n th¹c sÜ QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI

THÁI NGUYÊN – Năm 2011


ii

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn
này là trung thực và chưa hề được sử dụng để bảo vệ một học vị nào.
Tôi xin cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn
này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đã được
chỉ rõ nguồn gốc.

Thái Nguyên, ngày 18 tháng 9 năm 2011
Tác giả luận văn

DANH MỤC CÁC BẢNG............................................................................... iv
DANH MỤC CÁC HÌNH ................................................................................ ix
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
NỘI DUNG ....................................................................................................... 4
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ......................... 4
1.1. Cơ sở thực tiễn của đề tài. ..................................................................... 4
1.2. Tổng quan về hệ thống thông tin địa lý. ................................................ 5
1.2.1. Hệ thống thông tin địa lý (GIS) ..................................................... 5
1.2.2. Mục đích ứng dụng của GIS .......................................................... 7
1.2.3.Các đặc điểm hệ thống thông tin địa lý .......................................... 9
1.3. Các ứng dụng của hệ thống thông tin địa lý. ....................................... 16
1.3.1. Nghiên cứu tài nguyên thiên nhiên và môi trường ...................... 16
1.3.2. Nghiên cứu điều kiện kinh tế xã hội ............................................ 17
1.3.3. Nghiên cứu hỗ trợ các chương trình quy hoạch phát triển .......... 17
1.3.4. Thổ nhưỡng .................................................................................. 17
1.3.5. Trồng trọt ..................................................................................... 17
1.3.6. Quy hoạch thuỷ văn và tưới tiêu .................................................. 18
1.3.7. Kinh tế nông nghiệp ..................................................................... 18
1.3.8. Phân tích khí hậu .......................................................................... 18
1.3.9. Mô hình hoá nông nghiệp ............................................................ 18
1.4. Lợi ích và những hạn chế của việc sử dụng kỹ thuật GIS................... 20
1.5. Một số ứng dụng của GIS ở Việt Nam. ............................................... 21
1.6. Cơ sở khoa học của việc ứng dụng hệ thống thông tin địa lý trong công
tác xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất. .............................................. 24


v

1.6.1. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất ..................................................... 24
1.6.2. Tỷ lệ bản đồ hiện trạng sử dụng đất............................................. 24

3.3.4. Kết quả xử lý số liệu .................................................................... 50
3.4. Xây dựng bản đồ hiện trạng tỷ lệ 1/10.000 năm 2005 ........................ 59
3.4.1. Công tác thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất từ bản đồ địa
chính ....................................................................................................... 59
3.4.2. Kết quả thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất. ....................... 60
3.5. Xây dựng bản đồ hiện trạng tỷ lệ 1/10.000 năm 2010 ........................ 62
3.5.1 Công tác thu thập, chuẩn bị tài liệu .............................................. 62
3.5.2 Độ tin cậy của số liệu .................................................................... 63
3.5.3. Phương pháp và quy trình thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất
................................................................................................................ 63
3.6. Đánh giá biến động sử dụng đất giai đoạn 1 từ năm 2000 đến năm 2005 68
3.6.1. Tổng diện tích tự nhiên toàn thành phố Vĩnh Yên. ..................... 69
3.6.2. Nhóm đất nông nghiệp ................................................................. 70
3.6.3. Đất lâm nghiệp. ............................................................................ 70
3.6.4. Đất nuôi trồng thủy sản. ............................................................... 71
3.6.5. Đất nông nghiệp khác. ................................................................. 71
3.6.6. Nhóm đất phi nông nghiệp........................................................... 71
3.6.7. Nhóm đất chưa sử dụng. .............................................................. 74
3.7. Đánh giá biến động sử dụng đất giai đoạn 2 từ năm 2005 đến năm 2010 75
3.7.1. Tổng diện tích tự nhiên thành phố Vĩnh Yên. ............................. 76
3.7.2. Nhóm đất nông nghiệp. ................................................................ 76
3.7.3. Nhóm đất phi nông nghiệp........................................................... 78
3.7.4. Nhóm đất chưa sử dụng. .............................................................. 80
3.8. Đánh giá chung về tình hình quản lý sử dụng đất. .............................. 81
3.9. Giải pháp quản lý nguồn tài nguyên đất và sử dụng hợp lý tài nguyên đất.
.................................................................................................................... 83


vii


Hình 1. 4: Một ví dụ trong việc chồng lắp các bản đồ .................................... 11
Hình 1. 5: Một thí dụ trong việc phân loại lại một bản đồ.............................. 12
Hình 1. 6: Biểu đồ hình và bảng của các phép toán logic............................... 13
Hình 1. 7: Ứng dụng thuật toán logic trong tìm kiếm không gian .................. 13
Hình 1. 9: Phương thức và kết quả nội suy điểm ............................................ 14
Hình 1. 8: Vùng đệm với các khoảng cách khác nhau.................................... 14
Hình 1. 10: Nội suy giá trị pH đất tại các điểm khảo sát ................................ 15
Hình 1. 11: Một thí dụ ứng dụng của GIS trong đánh giá sử dụng đất .......... 21
Hình 3. 1: Vị trí địa lý Thành phố Vĩnh Yên .................................................. 42
Hình 3. 2: Bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2000 ...................................... 48
Hình 3. 3: Bản đồ nền hiện trạng sử dụng đất................................................. 49
Hình 3. 4: Bản đồ địa hình khu vực nghiên cứu ............................................. 50
Hình 3. 5: Các bước trong quá trình nắn chỉnh ảnh Raster............................. 52
Hình 3. 6: Ranh giới thành phố ....................................................................... 53
Hình 3. 7:Hệ thống thủy văn ........................................................................... 53
Hình 3. 8: Lớp hệ thống địa hình .................................................................... 54
Hình 3. 9: Lớp thông tin địa danh ................................................................... 54
Hình 3. 10: Lớp ranh giới khoanh đất ............................................................. 54
Hình 3. 11: Chuyển thông tin từ Microstation sang Mapinfor ....................... 55
Hình 3.12: Lớp thông tin của bản đồ HTSD đất thành phố Vĩnh Yên năm 2000 57
Hình 3.13: Quy trình thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất từ bản đồ địa chính
......................................................................................................................... 60


x

Hình 3. 14: Bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2005 sau khi đổ vùng và tạo khung
......................................................................................................................... 60
Hình 3. 15: Bản đồ hiện trạng thành phố Vĩnh Yên Năm 2010 ..................... 66



Sự ra đời của hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một bước tiến hết sức to
lớn trên con đường đưa các ý tưởng, kết quả nghiên cứu địa lý, cách tiếp cận
hệ thống theo quan điểm địa lý học hiện đại vào cuộc sống. Ngày nay, GIS
được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau có liên quan đến địa lý
như: thành lập bản đồ, phân tích dữ liệu không gian đánh giá tài nguyên đất,
xây dựng, quy hoạch đô thị và nông thôn…GIS được sử dụng trong nhiều
ngành kỹ thuật trong đó có ngành quản lý đất đai. Khoa học công nghệ của
ngành quản lý đất đai chủ yếu vào ba lĩnh vực là: công nghệ thu thập thông
tin, công nghệ sử lý thông tin và quản lý thông tin. Với tình hình biến động
đất đai như ngày nay, việc quản lý đất đai bằng sổ sách và bản đồ giấy không
thể đáp ứng được nhu cầu cập nhật những thông tin về biến động đất đai một
cách kịp thời. Công tác xây dựng và chỉnh lý bản đồ hiện trạng sử dụng đất là
một hoạt động lớn của ngành quản lý đất đai. Nó đòi hỏi có sự phối hợp đồng
bộ và nỗ lực to lớn của tất cả các cấp quản lý cũng như nghiệp vụ kỹ thuật
trong toàn ngành. Để đưa hoạt động chỉnh lý và xây dựng bản đồ hiện trạng
sử dụng đất ở tất cả các cấp theo định kỳ hàng năm và 5 năm vào nề nếp, việc
đưa công nghệ thông tin vào trong công tác xây dựng bản đồ hiện trạng sử
dụng đất là điều cần thiết nó đáp ứng được tính cấp thiết và độ chính xác mà
trong công tác quản lý đất đai đòi hỏi.
Thành phố Vĩnh Yên là trung tâm kinh tế, chính trị, văn hóa và xã hội
của tỉnh Vĩnh Phúc, đặc biệt trong những năm qua với sự chuyển mình mạnh
mẽ theo hướng công nghiệp hóa - hiện đại hóa chung của cả nước, bộ mặt
thành phố thay đổi nhanh chóng theo hướng giảm đất nông nghiệp, tăng đất
phi nông nghiệp chủ yếu là đất sử dụng vào mục đích công nghiệp và dịch vụ.
Trong những năm gần đây, công tác quản lý về đất đai nói riêng và tình hình
thực hiện Pháp Luật đất đai trên địa bàn thành phố đã bắt đầu đi vào nề nếp.
Tuy nhiên, do nhiều nguyên nhân cả khách quan và chủ quan công tác cập



đất ở theo quy hoạch mới.
Thay đổi chủ sử dụng đất: đây là yếu tố thay đổi nhiều nhất khi thực hiện
5 quyền theo luật đất đai.
Đối với bản đồ hiện trạng sử dụng đất, sự thay đổi mục đích sử dụng đất
hợp pháp là yếu tố quan trọng làm thay đổi nội dung của nó, khi đó bản đồ cũ
không còn phù hợp với thực tại và bản đồ hiện trạng sử dụng đất mới được
thành lập. Để xây dựng một tờ bản đồ mới được biên vẽ trên giấy đòi hỏi phải
đầu tư rất nhiều thời gian và độ chính xác không cao.
Với sự chuyển đổi mục đích như hiện nay, khi chúng ta hoàn thành song
một tờ bản đồ bằng phương pháp truyền thống thì hiện trạng sử dụng đất luôn
bị lạc hậu theo thời gian. Công tác thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất đòi
hỏi độ chính xác cao và thể hiện được hiện trạng đất đai hàng năm đồng thời
đáp ứng được yêu cầu cấp bách của công tác kiểm kê đất đai và quy hoạch sử


5

dụng đất. Chính những điều này đã cho thấy việc quản lý đất đai trên bản đồ
giấy không còn phù hợp, do đó cần phải có sự thay đổi cách quản lý đất sao
cho thông tin đất đai luôn được cập nhật khi có sự thay đổi mà vẫn đáp ứng
được những yêu cầu của một tờ bản đồ đặt ra ngay từ cấp quản lý thấp nhất là
cấp xã.
Để khắc phục những nhược điểm của bản đồ giấy, chỉ có bản đồ số mới
có khả năng đáp ứng được những yêu cầu trong công tác quản lý đất đai. Bản
đồ số cho thấy sự tiện lợi trong công tác quản lý đất đai hơn hẳn bản đồ giấy
đó là việc cập nhật thông tin một cách nhanh chóng và chính xác. Bản đồ số
cũng có thể in ra giấy với bất kỳ tỷ lệ nào tùy theo yêu cầu của người sử dụng.
Bản đồ hiện trạng sử dụng đất thường được xây dựng cho từng cấp
hành chính: xã, huyện, tỉnh và cả nước. Trước hết phải xây dựng bản đồ hiện
trạng sử dụng đất cấp cơ sở xã, phường sau đó sẽ dùng bản đồ các xã, phường

các bản đồ. Những khả năng này phân biệt GIS với các hệ thống thông tin
khác khiến GIS có ứng dụng rộng trong các lĩnh vực khác nhau [8]
GIS Thu thập các thông tin về phân bố không gian và các thuộc tính quan
trọng của bề mặt quả đất là một hoạt động quan trọng đối với một xã hội có tổ
chức và phát triển cao. Bản đồ từ lâu đã được sử dụng để thể hiện thông tin
địa lý. Trong thế kỷ 20, do sự tăng trưởng nhanh chóng của khoa học và kỹ
thuật, điều này đã làm nảy sinh yêu cầu về số lượng và độ chính xác của các
số liệu địa lý trong một bản đồ ngày càng cao. Với sự phát triển mạnh mẽ của
ngành chụp ảnh hàng không và ảnh viễn thám đã cho phép chúng ta có thể thu
thập được các số liệu địa lý phục vụ cho nhiều lĩnh vực, tiện lợi trong phân
tích và xử lý, đặc biệt trong các hệ thống thông tin địa lý (GIS).
Sự phát triển rộng rãi và mạnh mẽ của kỹ thuật vi tính cả về phần cứng lẫn
phần mềm đã tạo điều kiện cho việc thể hiện các số liệu địa lý ở dạng bản đồ
phát triển nhanh chóng. Do nhu cầu cần thiết về sự lưu trữ, phân tích và thể


7

hiện các số liệu địa lý cho các vùng rộng lớn và phức tạp đã dẫn đến sự cần
thiết phải sử dụng máy vi tính để cất giữ và tạo ra các hệ thống thông tin tỉ mỉ,
chi tiết.
Hiệu quả sử dụng của khối lượng thông tin không gian rộng lớn phụ
thuộc chủ yếu vào khả năng chuyển đổi các thông tin này thành dạng có thể
sử dụng được của các hệ thống hiện có. GIS đang trở thành dụng cụ có ý
nghĩa quan trọng trong việc phân tích và chuyển đổi hình học các kiến thức về
quả đất.
Burrough (1986) đã định nghĩa: “GIS như là một tập hợp các công cụ
cho việc thu thập, lưu trữ, thể hiện và chuyển đổi các số liệu mang tính chất
không gian từ thế giới thực để phục vụ cho các mục đích cụ thể”
Hoặc Aronoff (1989) đã định nghĩa: “GIS như là một hệ thống máy

phương pháp đặc biệt như phóng to, thu nhỏ, thay đổi hình thể hiển thị, sử
dụng các phương pháp phối cảnh, hướng nhìn, mặt cắt và nhiều cách thể hiện
khác giúp cho người sử dụng có thể nghiên cứu và giải quyết vấn đề một cách
trực quan, thuận lợi và có hiệu quả.
- Hỏi đáp không gian: là bổ sung khả năng hiển thị dữ liệu. Nó cho phép
người sử dụng tìm tình huống của mỗi trường hợp bằng cách tìm ra tên và các
chi tiết khác của sự kiện riêng biệt và các đặc trưng của các mẫu sự kiện riêng
biệt trong khu vực được chọn. Gồm 2 dạng:
+ Hỏi đáp vị trí này có đặc trưng gì?
+ Những đặc trưng này xuất hiện ở đâu?
Nhiều hệ GIS cho phép người sử dụng tạo ra một bảng tóm tắt và các
đặc trưng được lựa chọn xuất hiện trong cửa sổ hiển thị gắn liền với vị trí chỉ
ra. Vị trí thường nhận biết bởi con trỏ và được cập nhật ngay đó như là con
trỏ được chuyển tới một vị trí mới. Một đáp án khác của GIS là muốn biết tất
cả các vị trí trên bản đồ mà ở đó các điều kiện đặc trưng được thỏa mãn.


9

1.2.3.Các đặc điểm hệ thống thông tin địa lý
Hệ thống thông tin địa lý trước hết là một hệ thống thông tin cũng như
các hệ thống thông tin khác, ví dụ như thương mại, pháp luật, ngân hàng, ...
Các hệ thống thông tin nói chung đều bao gồm các phần:
- Hệ thống thiết bị phần cứng bao gồm máy tính hoặc hệ mạng máy tính,
các thiết bị đầu vào, các thiết bị đầu ra.
- Hệ thống phần mềm bao gồm phần mềm hệ thống, phần mềm quản trị,
phần mềm ứng dụng.
- Hệ thống thông tin đầu vào và hệ thống cập nhật thông tin.
- Hệ thống CSDL bao gồm các loại dữ kiện cần thiết.
- Hệ thống hiển thị thông tin và giao diện với người sử dụng

11

Hình 1. 3: Chồng lắp bản đồ theo phương pháp cộng

Hình 1. 4: Một ví dụ trong việc chồng lắp các bản đồ
1.2.3.2. Khả năng phân loại các thuộc tính (Reclassification)
Một trong những điểm nổi bật trong tất cả các chương trình GIS trong
việc phân tích các thuộc tính số liệu thuộc về không gian là khả năng của nó
để phân loại các thuộc tính nổi bật của bản đồ. Nó là một quá trình nhằm chỉ
ra một nhóm thuộc tính thuộc về một cấp nhóm nào đó. Một lớp bản đồ mới
được tạo ra mang giá trị mới, mà nó được tạo thành dựa vào bản đồ trước đây.


12

Việc phân loại bản đồ rất quan trọng vì nó cho ra các mẩu khác nhau.
Một trong những điểm quan trọng trong GIS là giúp để nhận biết được các
mẩu đó. Đó có thể là những vùng thích nghi cho việc phát triển đô thị hoặc
nông nghiệp mà hầu hết được chuyển sang phát triển dân cư. Việc phân loại
bản đồ có thể được thực hiện trên 1 hay nhiều bản đồ.

Hình
1. 1.5:
5: Một
Hình
Mộtthíthídụdụtrong
trongviệc
việcphân
phânloại
loạilạilạimột

A AND A OR B A X OR
B

B
1

1

0

1

1

0

1

0

0

0

1

1

0



Bản đồ B

Bản đồ C
Hình 1. 7: Ứng dụng thuật toán
n logic trong tìm kiếm không gian


14

1.2.3.5. Vùng đệm (Buffer zone)
- Nếu đường biên bên trong thì gọi là lõi còn nếu bên ngoài đường biên
thì gọi là đệm (buffer). Vùng đệm sử dụng nhiều thao tác phân tích và mô
hình hoá không gian.

Hình 1. 8: Vùng đệm với các khoảng cách khác nhau
1.2.3.6. Nội suy (Spatial Interpolation)
- Trong tình huống thông tin cho ít điểm, đường hay vùng lựa chọn thì
nội suy hay ngoại suy phải thực hiện để có nhiều thông tin hơn. Nghĩa là phải
giải đoán giá trị hay tập giá trị mới, phần này mô tả nội suy hướng điểm, có
nghĩa 1 hay nhiều điểm trong không gian được sử dụng để phát sinh giá trị
mới cho vị trí khác nơi không đo dữ liệu được trực tiếp.

Hình 1. 9: Phương thức và kết quả nội suy điểm


15

Hình 1. 10: Nội suy giá trị pH đất tại các điểm khảo sát
- Trong thực tế nội suy được áp dụng cho mô hình hoá bề mặt khi cần