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

NGUYỄN THỊ TRANG

Tên đề tài:
“ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIS XÂY DỰNG BẢN ĐỒ ĐƠN VỊ
ĐẤT ĐAI PHỤC VỤ CÔNG TÁC ĐÁNH GIÁ SẢN XUẤT NÔNG
NGHIỆP XÃ CỔ LŨNG - HUYỆN PHÚ LƯƠNG
TỈNH THÁI NGUYÊN”

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo
Chuyên ngành
Khoa
Khoá học

: Chính quy
: Địa chính môi trường
: Quản lý tài nguyên
: 2010 - 2014

Thái Nguyên, năm 2014


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


việc, năng lực công tác nhằm đáp ứng nhu cầu thực tiễn của công việc sau này.
Được sự giúp đỡ của Ban giám hiệu trường Đại học Nông Lâm và Ban
chủ nhiệm khoa Quản lý Tài nguyên, em đó tiến hành nghiên cứu đề tài:
“Ứng dụng công nghệ GIS xây dựng bản đồ đơn vị đất đai phục vụ công
tác đánh giá sản xuất nông nghiệp xã Cổ Lũng- huyện Phú Lương- tỉnh
Thái Nguyên”.
Trong suốt quá trình thực tập em đã nhận được sự giúp đỡ của các thầy
cô giáo và anh chị nơi em thực tập tốt nghiệp.
Em xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Nông Lâm,
Ban chủ nhiệm khoa Quản lý Tài nguyên, các thầy, cô giáo Bộ môn “Trắc
địa- GIS-Viễn thám” và đặc biệt là cô giáo ThS.Ngô Thị Hồng Gấm người
đã trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này.
Do trình độ có hạn mặc dù đã rất cố gắng song bản khóa luận tốt
nghiệp của em không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được
những ý kiến chỉ bảo của các thầy cô giáo, ý kiến đóng góp của bạn bè để bài
khóa luận tốt nghiệp của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày 30 tháng 04 năm 2014
Sinh viên

Nguyễn Thị Trang


DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT
TỪ VIẾT TĂT
CCNNN
DEM
ĐBSCL
FAO
GIS

Bảng 4.9: Các loại hình sử dụng đất xã Cổ Lũng .......................................... 54


DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 2.1. Biểu đồ cơ cấu các loại đất trên toàn quốc ...................................... 5
Hình 2.2: Quan hệ giữa dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính ................. 11
Hình 2.3. Mô hình chồng xếp bản đồ trong GIS ........................................... 12
Hình 2.4: Quy trình xây dựng bản đồ đơn vị đất đai ..................................... 16
Hình 4.2. Bản đồ đất xã Cổ Lũng ................................................................. 39
Hình 4.3. Bản đồ địa hình xã Cổ Lũng ......................................................... 41
Hình 4.4. Bản đồ chế độ tưới xã Cổ Lũng .................................................... 43
Hình 4.5. Bản đồ thành phần cơ giới xã Cổ Lũng ......................................... 45
Hình 4.6. Bản đồ độ dày tầng đất xã Cổ Lũng .............................................. 47
Hình 4.7. Quy trình chồng xếp bản đồ đơn vị đất đai xã Cổ Lũng ................ 48
Hình 4.8: Bản đồ đơn vị đất đai xã Cổ Lũng ................................................ 51


LỜI CẢM ƠN
Thực tập tốt nghiệp là một khâu rất quan trọng trong quá trình học tập
của mỗi sinh viên nhằm hệ thống lại toàn bộ lượng kiến thức đó học, vận dụng
lý thuyết vào thực tiễn, bước đầu làm quen với những kiến thức khoa học. Qua
đó sinh viên ra trường sẽ hoàn thiện hơn về kiến thức lý luận, phương pháp làm
việc, năng lực công tác nhằm đáp ứng nhu cầu thực tiễn của công việc sau này.
Được sự giúp đỡ của Ban giám hiệu trường Đại học Nông Lâm và Ban
chủ nhiệm khoa Quản lý Tài nguyên, em đó tiến hành nghiên cứu đề tài:
“Ứng dụng công nghệ GIS xây dựng bản đồ đơn vị đất đai phục vụ công
tác đánh giá sản xuất nông nghiệp xã Cổ Lũng- huyện Phú Lương- tỉnh
Thái Nguyên”.
Trong suốt quá trình thực tập em đã nhận được sự giúp đỡ của các thầy

3.3.3. Xây dựng bản đồ đơn vị đất đai của xã Cổ Lũng bằng
công nghệ GIS ............................................................................................. 23
3.4. Phương pháp thành lập bản đồ đơn vị đất đai ....................................... 23
3.4.1. Phương pháp điều tra cơ bản ............................................................. 23
3.4.2. Phương pháp thành lập bản đồ ........................................................... 24
3.4.3. Phương pháp xây dựng bản đồ đơn vị đất đai .................................... 24
3.4.4. Phương pháp chồng xếp bản đồ bằng công nghệ GIS ........................ 24
3.4.5. Phương pháp phân tích và thống kê số liệu ........................................ 24
PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ........................ 25
4.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội xã Cổ Lũng ................................... 25
4.1.1. Điều kiện tự nhiên ............................................................................. 25
4.1.1.1. Vị trí địa lý ..................................................................................... 25
4.1.1.2. Địa hình .......................................................................................... 25
4.1.1.3. Khí hậu ........................................................................................... 25
4.1.1.4. Điều kiện thủy văn, thủy lợi ............................................................ 26


4.1.1.5. Điều kiện thổ nhưỡng ..................................................................... 26
4.1.1.6. Thảm thực vật và cây trồng ............................................................. 27
4.1.1.7. Nhận xét chung về điều kiện tự nhiên- tài nguyên môi trường ........ 27
4.1.2. Điều kiện kinh tế - xã hội ................................................................... 28
4.1.2.1. Dân số và lao động ......................................................................... 28
4.1.2.2. Thực trạng phát triển kinh tế ........................................................... 28
4.2. Xây dựng bản đồ đơn vị đất đai bằng công nghệ GIS ........................... 32
4.2.1. Xác định chỉ tiêu phân cấp xây dựng bản đồ đơn vị đất đai ............... 32
4.2.2. Xây dựng các bản đồ đơn tính ........................................................... 37
4.2.2.1. Cơ sở dữ liệu không gian ................................................................ 37
4.2.2.2. Cơ sở dữ liệu thuộc tính .................................................................. 37
4.2.3. Xây dựng bản đồ đơn vị đất đai bằng phương pháp chồng xếp
bản đồ .......................................................................................................... 48

thiếu đất sản xuất, an toàn lương thực không được đảm bảo đã và đang trở
thành mức báo động toàn cầu.
Để giải quyết vấn đề trên, các nhà khoa học của nhiều nước trên thế
giới đã tập trung nghiên cứu, đánh giá và đã đưa ra các phương án sử dụng đất
hợp lý nhằm góp phần tích cực trong việc sử dụng, quản lý cũng như bảo vệ
mộ cách có hệ thống nhất nguồn tài nguyên đất trên thế giới và quốc gia.
Ngày nay, công nghệ thông tin đã và đang không ngừng phát triển
mạnh mẽ. Nó được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của đời sống xã
hội. Đầu thập kỷ 70, công nghệ GIS ra đời và ngày càng được áp dụng rộng
rãi trong các lĩnh vực nghiên cứu. GIS hỗ trợ chúng ta trong công tác quản lý
nhà nước, quản lý kinh doanh và hầu hết các lĩnh vực quản lý các hệ thống tài
nguyên thiên nhiên khác trong đó có quản lý đất đai, môi trường là những lĩnh
vực đang được ưu tiên hàng đầu.
Cổ Lũng là xã nằm ở phía Nam thuộc vùng tương đối bằng phẳng so với
huyện Phú Lương, địa hình mang đặc điểm trung du miền núi Bắc Bộ. Tổng
diện tích tự nhiên của xã là 1.696,92 km2 . Đây là vùng có vị trí địa lí tương
đối thuận lợi cho việc bố trí cơ cấu cây trồng trong sản xuất nông nghiệp.
Để hội nhập với xu hướng phát triển kinh tế chung của tỉnh và khu vực.
Cổ Lũng cần phải có định hướng cụ thể trong phát triển kinh tế - xã hội toàn
diện, ổn định và vững chắc từ nay đến năm 2020 nhằm tạo đà cho những năm
tiếp theo.


2

Việc xây dựng bản đồ đơn vị đất đai là một trong những nội dung có ý
nghĩa rất quan trọng làm cơ sở để so sánh với các yêu cầu sử dụng đất của
từng loại hình sử dụng đất nhằm sử dụng đất một cách hiệu quả và lâu bền,
xây dựng một ngành nông nghiệp đa canh đang là nhu cầu bức thiết trong
phát triển nông nghiệp nông thôn ở nước ta nói chung là nhu cầu bức thiết


vị đất đai phục vụ cho công tác đánh giá đất đai theo FAO.
1.3.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Xây dựng được bản đồ đơn vị đất đai của Cổ Lũng - huyện Phú Lương.
- Giúp cho công tác quản lý và sử dụng đất đai của xã tốt hơn.
- Xây dựng được bản đồ đơn vị đất đai phục vụ cho công tác đánh giá
đất đai ở xã nhằm đưa ra các kiểu sử dụng đất thích hợp cho từng đơn vị đất.


4

PHẦN 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Tổng quan về sử dụng đất nông nghiệp
2.1.1. Khái quát tình hình sử dụng đất nông nghiệp ở Việt Nam và trên thế giới
* Thế giới
Hiện nay, trên thế giới có khoảng 800 triệu người sống thiếu lương
thực, 1,3 tỷ người sống trong cảnh nghèo khổ và gần 17 triệu người chết hàng
năm vì các loại bệnh tật sinh ra do mức sống quá thấp [9]. Vì vậy xóa đói,
giảm nghèo, đảm bảo an ninh lương thực là một trong những chiến lược quan
trọng của việc phát triển kinh tế.
Tổng diện tích tự nhiên của cả thế giới là 14,8 tỷ ha, trong đó có
khoảng 3,3, tỷ ha đất nông nghiệp, trong đó đã khai thác được 1,5 tỷ, còn lại
phần đa là đất xấu, sản xuất nông nghiệp gặp nhiều khó khăn. Quy mô đất
nông nghiệp được phân bố như sau: Châu Mỹ chiếm 35%, Châu Á chiếm
26%, Châu Âu chiếm 13%, Châu Phi chiếm 20%, Châu Đại Dương chiếm
6%. Như vậy Châu Á và Châu Phi có tiềm năng đất nông nghiệp lớn nhất.
Bình quân đất nông nghiệp trên đầu người trên toàn thế giới là 1,2 ha, trong
đó: Mỹ 2 ha, Bungari 0,7 ha, Pháp 0,62 ha, Nhật 0,065 ha. [11]
* Việt Nam

chỉ chiếm 16,47 % diện tích đất nông nghiệp của cả nước.
- Vùng Đồng bằng Sông Hồng chiếm 3,78% diện tích đất tự nhiên và
chiếm 8,7% diện tích đất nông nghiệp của cả nước.
- Vùng Đồng bằng Sông Cửu Long chiếm 11,59% diện tích đất tự
nhiên nhưng chiếm 34,3% diện tích đất nông nghiệp của cả nước.
Dân số nước ta hiện nay có trên 90 triệu người, đứng thứ 14 trên thế
giới. Do đó diện tích đất tự nhiên trên đầu người rất thấp chỉ bằng 1/7 mức
trung bình thế giới. Theo thống kê, bình quân diện tích đất tự nhiên trên đầu
người trên thế giới là 3,0 ha, còn ở Việt Nam chỉ có 0,41 ha. Trong khi đó số
hoạt động trong lĩnh vực sản xuất nông nghiệp chiếm 80% dân số, bình quân
đất nông nghiệp trên đầu người chỉ có 0,12 ha.
Trong những năm qua, với sự quan tâm của Đảng và Nhà nước nền sản
xuất nông nghiệp của nước ta đã có sự phát triển vượt bậc. Từ một nước thiếu
lương thực chúng ta đã trở thành nước xuất khẩu lương thực đứng thứ 2 trên
thế giới.


DANH MỤC CÁC TỪ, CỤM TỪ VIẾT TẮT
TỪ VIẾT TĂT
CCNNN
DEM
ĐBSCL
FAO
GIS
HTTT
LUT
LMU
PRA
UBND


mới, nó kết hợp quá trình sản xuất với bảo tồn nguồn tài nguyên và đề cao
môi trường. Phát triển bền vững phải đáp ứng được những nhu cầu ở hiện tại
mà không làm ảnh hưởng đến những nhu cầu ở tương lai.
Theo FAO (1989), phát triển bền vững là sự quản lý và bảo tồn cơ sở
tài nguyên thiên nhiên, là sự định hướng thay đổi của nghệ và thể chế như
một cách thức để bảo đảm sự thỏa mãn nhu cầu của con người cho các thế hệ
hiện tại và tương lai.
Theo ngành nông nghiệp của Canada (1990), những hệ thống nông
nghiệp bền vững là những hệ thống có thể đạt được về mặt kinh tế và đáp ứng
được những nhu cầu về lương thực, dinh dưỡng và an toàn của xã hội trong
khi vẫn bảo tồn hoặc làm gia tăng những nguồn tài nguyên thiên nhiên, chất
lượng môi trường của những thế hệ tương lai của quốc gia.
Các định nghĩa được biểu thị khác nhau nhưng về nội dung chúng gồm
3 thành phần cơ bản sau:
- Bền vững về an ninh lương thực trong thời gian dài trên cơ sở hệ
thống nông nghiệp phù hợp với điều kiện sinh thái và không tổn hại tới môi
trường.


8

- Bền vững về tổ chức quản lý, hệ thống nông nghiệp phù hợp trong
mối quan hệ con người và cả cho đời sau.
- Bền vững thể hiện ở tính cộng đồng trong hệ thống nông nghiệp hợp lý.
Vận dụng nguyên tắc trên vào Việt Nam ta thấy một loại hình sử dụng
đất được coi là bền vững phải đạt được 3 yêu cầu sau:
- Bền vững về kinh tế: Cây trồng phải đạt năng suất cao và được thị
trường chấp nhận. Hệ thống nông nghiệp được coi là bền vững phải đạt được
năng suất sinh học cao trên mức bình quân của vùng có cùng điều kiện đất
đai. Năng suất sinh học bao gồm sản phẩm chính và phụ phẩm.

hiện tại và định hướng cho việc phát triển nông nghiệp ở từng vùng sinh thái.
2.2. Tổng quan về hệ thống thông tin địa lý GIS
2.2.1. Giới thiệu về hệ thống thông tin địa lý GIS (Geographic Information
system - Hệ thống thông tin địa lý)
Trong vài thập kỷ gần đây, chuyên ngành địa lý học đã áp dụng mạnh
mẽ kỹ thuật thông tin, trong đó có những phương pháp ứng dụng mới về các
mô hình toán học và thống kê cũng như những ứng dụng các nguồn thông tin
mới như dữ liệu viễn thám. Trong bối cảnh này, hệ thống thông tin địa lý
(GIS) đó đóng một vai trò quan trọng như là một kỹ thuật tổ hợp. GIS đã phát
triển bởi sự liên kết một số kỹ thuật rời rạc vào một tổng thể hơn là cộng
những phần của nó lại. Ngoài ra, GIS còn cho phép tạo ra cơ sở dữ liệu bản
đồ, xây dựng mô hình, hỏi đáp và phân tích một lượng lớn dữ liệu mà tất cả
đều được lưu trữ trong một cơ sở dữ liệu. Hiện nay, GIS đang được sử dụng
rộng rãi ở các nước đã và đang phát triển, đặc biệt ở các lĩnh vực quản lý
nguồn tài nguyên thiên nhiên, môi trường, sử dụng đất đai, rừng và quản lý đô
thị. Trong nông nghiệp, phần lớn GIS được ứng dụng để lập kế hoạch cũng
như đánh giá sử dụng đất đai.
2.2.2. Các thành phần và chức năng của hệ thống thông tin địa lý
GIS được cấu thành bởi 5 thành tố chính sau
- Dữ liệu (Data): đây là thành phần quan trọng nhất của GIS, GIS có 2
loại dữ liệu.
- Phần cứng (Hardware): Bao gồm máy tính và các thiết bị ngoại vi.
- Phần mềm (Software): Bao gồm nhiều modul, công cụ để thực hiện các
chức năng:
+ Thu thập dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính
+ Xử lý sơ bộ dữ liệu
+ Lưu trữ và truy cập dữ liệu
+ Tìm kiếm và phân tích không gian
+ Hiển thị đồ hoạ và tương tác


- Mô hình dữ liệu vector: trong mô hình này, thực thể không gian được
biểu diễn thông qua các phần tử cơ bản là điểm, đường, vùng và các quan hệ
topo (khoảng cách, tính liên thông, tính kề nhau,…) giữa các đối tượng với
nhau. Vị trí không gian của các thực thể được xác định bởi toạ độ chung trong
một hệ thống toạ độ thống nhất toàn cầu.


DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
Bảng 2.1: Diện tích cơ cấu các loại đất của toàn quốc .................................... 4
Bảng 4.1. Tình hình dân số năm 2013 của xã Cổ Lũng................................. 28
Bảng 4.2: Các chỉ tiêu phân cấp xây dựng bản đồ đơn vị đất đai
Xã Cổ Lũng ................................................................................... 36
Bảng 4.3. Bảng thuộc tính bản đồ loại đất .................................................... 38
Bảng 4.4. Bảng thuộc tính của bản đồ địa hình xã Cổ Lũng ......................... 40
Bảng 4.5. Bảng thuộc tính của bản đồ chế độ tưới ........................................ 42
Bảng 4.7. Bảng thuộc tính của bản đồ độ dày tầng đất ................................. 46
Bảng 4.8: Tổng hợp phân cấp các chỉ tiêu xây dựng bản đồ đơn vị đất đai ... 50
Bảng 4.9: Các loại hình sử dụng đất xã Cổ Lũng .......................................... 54


12

Tóm lại, đối với việc xây dựng các LMU thì mối quan hệ giữa cơ sở dữ
liệu không gian và dữ liệu thuộc tính là rất quan trọng và cần thiết vì chúng có
thể giúp cho việc thu nạp và kiểm chứng những thuộc tính liên quan đến các
đặc tính và tính chất của các LMU.
2.2.4. Chồng xếp bản đồ
"Chồng xếp" là thao tác không gian trong đó những lớp đề tài được
chồng lên nhau để tạo ra một lớp đề tài mới chứa đựng những thông tin mới.

đồ gốc làm sinh ra bảng thuộc tính mới được gọi là quá trình "chồng xếp".
Trong GIS có 6 phương pháp chồng xếp bản đồ như sau:
* Chồng xếp bản đồ bằng phương pháp số học: chồng xếp số học bao
gồm các thao tác như: cộng, trừ, nhân, chia. Thao tác số học được thiết lập trên
mỗi giá trị của lớp dữ liệu và giá trị trên vị trí tương ứng của lớp dữ liệu thứ hai.
* Chồng xếp bản đồ bằng phương pháp logic: phương pháp này dùng
các phép toán logic (and, or và not) để thực hiện việc chồng xếp.
* Chồng xếp bản đồ bằng phương pháp có điều kiện: theo phương pháp
này thì các phép toán logic được thay bằng các biểu thức có điều kiện khi
thực hiện chồng xếp.
* Chồng xếp bản đồ bằng phương pháp sử dụng một cột của bảng thuộc
tính: phương pháp này sử dụng một cột của bảng thuộc tính và bản đồ gốc để
xây dựng lên bản đồ đơn tính.
* Chồng xếp bản đồ bằng bảng phân lớp.
* Chồng xếp bản đồ bằng phương pháp trượt (Map Crossing): phương
pháp này thực hiện bằng cách lấy hai bản đồ trượt qua nhau.
Phương pháp chồng xếp bản đồ được thực hiện trên cả hai mô hình dữ
liệu raster và vector tuy nhiên, chồng xếp bản đồ bằng mô hình raster sẽ tiết
kiệm được thời gian và đạt được hiệu quả cao hơn so với mô hình vector.
Đối với việc xây dựng bản đồ đơn vị đất đai thì các phương pháp chồng
xếp này rất có ý nghĩa. Sau khi xây dựng được các bản đồ đơn tính về các đặc
tính và tính chất của các LMU (ví dụ: bản đồ đơn tính về loại đất, thành phần
cơ giới, chế độ tưới, chế độ tiêu,...), công nghệ GIS sẽ giúp chúng ta chồng
xếp các loại bản đồ này để tạo ra bản đồ đơn vị đất đai.
2.2.5. Tình hình ứng dụng GIS trên thế giới
Với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin, đã tạo nền tảng
cho sự phát triển của công nghệ GIS với các chức năng vượt trội về đồ họa và
phân tích quản lý dữ liệu. GIS đã được ứng dụng đầu tiên ở Canada để xử lý
thông tin về nông nghiệp, lâm nghiệp, sử dụng đất và động vật hoang dã.
Hiện nay, trên thế giới, ứng dụng công nghệ GIS trở nên phổ biến, có

Trên Thế giới, công nghệ GIS đã phát triển và đạt được nhiều thành
tựu, nhưng ở Việt Nam trong khoảng 10 năm trở lại đây công nghệ GIS mới
được quan tâm và phát triển ứng dụng trong các cơ quan Nhà nước, các
trường Đại học và các Viện nghiên cứu.
Trong những năm qua chúng ta thấy việc ứng dụng công nghệ GIS đã
đạt được một số thành tựu sau:


15

- Năm 1990, lần đầu tiên FAO đã ứng dụng GIS vào xây dựng bản đồ
vùng sinh thái cho vùng Đồng Bằng Sông Hồng ở lỷ lệ bản đồ 1/250.000.
- Nghiên cứu bố trí cơ cấu cây trồng hợp lý ở huyện Ô Môn - tỉnh Cần
Thơ (Đặng Kim Sơn, Nguyễn Văn Nhân - 1993).
- Ứng dụng kỹ thuật viễn thám và GIS trong nghiên cứu tiềm năng sử
dụng đất vùng Đồng Tháp Mười của ĐBSCL (Nguyễn Văn Nhân - 1993).
- Mẫn Quang Huy (1999) nghiên cứu đề tài “Ứng dụng GIS thiết kế cơ
sở dữ liệu bản đồ cho hệ thống thông tin đánh giá tài nguyên đất cấp huyện”.
Kết quả nghiên cứu đã ứng dụng GIS trong việc xây dựng cơ sở dữ liệu tài
nguyên đất huyện Đông Anh - Thành Phố Hà Nội, từ đó đề xuất phương pháp
ứng dụng công nghệ thông tin cho việc quản lý và khai thác tài nguyên đất
hợp lý và hiệu quả[5].
- Với nghiên cứu: “Xây dựng và quản lý cơ sở dữ liệu bản đồ đơn vị
đất đai dựa trên công nghệ GIS của huyện Yên Châu - tỉnh Sơn La”, tác giả
Vann Varth (2003) đã xây dựng khá thành công cơ sở dữ liệu bản đồ đơn vị
đất đai trên máy tính cho địa bàn toàn huyện Yên Châu [14].
2.3. Xây dựng bản đồ đơn vị đất đai
2.3.1. Một số khái niệm
Theo FAO: Đơn vị bản đồ đất đai (Land Mapping Unit- LMU) là một
khoanh/ vạt đất được xác định cụ thể trên bản đồ đơn vị đất đai với những đặc