BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
----------------- *** -----------------

LÊ TIẾN DŨNG

ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ
(GIS) PHỤC VỤ QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT
TẠI HUYỆN XUÂN LỘC – TỈNH ĐỒNG NAI

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 12/2009
vii


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
----------------- *** -----------------

LÊ TIẾN DŨNG

ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ
(GIS) PHỤC VỤ QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT
TẠI HUYỆN XUÂN LỘC – TỈNH ĐỒNG NAI

Chuyên ngành:

Khoa học đất

TS. HÀ THÚC VIÊN
Đại học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh

3. Phản biện 1:

TS. VŨ XUÂN CƯỜNG
Chi cục Đo đạc và Bản đồ phía Nam

4. Phản biện 2:

TS. TRẦN HỒNG LĨNH
Trung tâm điều tra, đánh giá Tài nguyên đất, Bộ TN và MT

5. Uỷ viên:

TS. NGUYỄN VĂN TÂN
Đại học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh

ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
HIỆU TRƯỞNG

i


LÝ LỊCH CÁ NHÂN
Tôi tên là: Lê Tiến Dũng, sinh này 17/01/1977 tại huyện Thiệu Hoá – Thanh
Hoá con ông Lê Huy Đạt và bà Trần Thị Sen.
Tốt nghiệp Phổ thông trung học tại trường Phổ thông trung học Thiệu Yên 3
năm 1994.
Tốt nghiệp Đại học chuyên ngành Quản lý Đất đai hệ chính quy tại trường Đại

giảng dạy và giúp đỡ trong thời gian thực hiện và nghiên cứu đề tài.
- TS. Nguyễn Kim Lợi và TS. Nguyễn Văn Tân (Trường Đại học Nông Lâm
Tp. HCM) đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu và thực
hiện đề tài.
- Phòng Quản lý Đào tạo Sau Đại học – Trường Đại học Nông Lâm Tp. HCM
đã tạo điều kiện tốt cho tôi trong suốt khoá học và thời gian thực hiện đề tài.
- Lãnh đạo Phân viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp và các anh, chị em
Trung tâm Kinh tế Nông nghiệp và thông tin địa lý đã động viên và tạo điều kiện tốt
cho tôi trong suốt khoá học và thời gian thực hiện đề tài.
- Đặc biệt gia đình: vợ, con, anh chị em, bạn bè … đã tạo điều kiện thuận lợi
cho tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu.

Xin chân thành cảm ơn!

Lê Tiến Dũng

iv


TÓM TẮT
----------------Đề tài “Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) phục vụ quy hoạch sử dụng
đất tại huyện Xuân Lộc – tỉnh Đồng Nai” được thực hiện từ tháng 8/2008 đến tháng
6/2009 tại huyện Xuân Lộc – tỉnh Đồng Nai.
Đề tài đã ứng dụng chuỗi Markov trong đánh giá biến động và dự báo sử dụng
đất tại huyện Xuân Lộc, kết quả chưa phù hợp với diễn biến sử dụng đất thực tế tại địa
phương. Từ đó đề tài đã ứng dụng GIS tiến hành chồng xếp các lớp thông tin chuyên
đề về thổ nhưỡng, khả năng tưới, tầng dày, độ dốc xây dựng bản đồ đơn vị đất đai tỷ lệ
1/25.000, toàn huyện có 77 đơn vị đất đai, đồng thời nghiên cứu lựa chọn 8 loại hình
sử dụng đất đưa vào đánh giá thích nghi. Kết hợp 3 yếu tố là điều kiện tự nhiên, kinh
tế, xã hội để đánh giá đất đai theo “khung” của FAO (1976). Ứng dụng phương pháp

propose the use of agricultural land in long term. We selected the LUS meeting
concurrently the following standards (three criteria of 1st level and ten criteria of the
2nd level): (i). Stability in economy (including three criteria of 2nd level: total value of
products, net profit, interest/expense); (ii). Stability in social aspect (including three
criteria of 2nd level: labor, capital capacity– production expense, cultivation habit. (iii).
Stability in natural aspect (including four criteria of 2nd level: soil, thick stratum,
irrigation capacity, and gradient). The AHP was used to determine the weight number
of the criteria. Each 2nd level criterion built a specialized layer of information (in GIS).
The next steps were piling up layers of information and calculating the suitable index,
comparing to the reality and consulting the experts’ advice in order to allocate the
suitable levels. Finally, from those points, the use of agricultural land in long term was
put forward as follows: land for double rice crops: 5.500 ha, land for double rice crops
– upland crop: 3.000 ha, land for sugarcane: 1.000 ha, land for pepper: 3.500 ha, land
for coffee: 1.200 ha, land for rubber trees: 3.500 ha, land for cashew: 15.000 ha, land
for fruit trees: 6.000 ha.

vi


MỤC LỤC
Chương 1 MỞ ĐẦU ........................................................................................................1
1.1. Đặt vấn đề .............................................................................................................1
1.2. Mục tiêu đề tài .......................................................................................................2
1.3. Kết quả mong đợi ...................................................................................................2
1.4. Giới hạn của đề tài .................................................................................................2
Chương 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU.....................................................3
2.1. Hệ thống thông tin địa lý (GIS) .............................................................................3
2.1.1. Khái niệm ........................................................................................................3
2.1.2. Mô hình dữ liệu GIS ........................................................................................4
2.1.3. Phân tích dữ liệu GIS ......................................................................................5

3.1. Vị trí địa lý ...........................................................................................................33
3.2. Địa hình ................................................................................................................34
3.3. Khí hậu .................................................................................................................34
3.4. Nguồn nước và chế độ thuỷ văn ..........................................................................37
3.4.1. Nước mặt. ......................................................................................................37
3.4.2. Nước ngầm ....................................................................................................37
3.5. Thổ nhưỡng ..........................................................................................................37
3.6. Diện tích phân theo độ dốc tầng dày và khả năng tưới........................................40
3.7. Điều kiện kinh tế - xã hội.....................................................................................41
3.7.1. Kinh tế ...........................................................................................................41
3.7.2. Xã hội ............................................................................................................42
3.7.3. Thực trạng một số cây trồng chính trên địa bàn huyện .................................42
3.8. Tình hình quản lý đất đai trên địa bàn huyện Xuân Lộc .....................................45
3.8.1. Quản lý đất đai theo đơn vị hành chính.........................................................45
3.8.2. Công tác lập hồ sơ địa chính, cấp giấy chứng nhận quyền SDĐ ..................45
3.8.3. Công tác lập quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất .............................................46
3.9. Các kết quả nghiên cứu trên địa bàn huyện trên địa bàn liên quan đến đề tài.....48
3.9.1. Quy hoạch sử dụng đất huyện Xuân Lộc thời kỳ 1997 – 2010 .....................48
3.9.2. Rà soát, bổ sung quy hoạch sử dụng đất huyện Xuân Lộc thời kỳ 2003 –
2010 .........................................................................................................................49
Chương 4 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................................50

viii


4.1. Nội dung nghiên cứu ............................................................................................50
4.2. Phương pháp nghiên cứu chung...........................................................................50
4.3. Lựa chọn phương pháp nghiên cứu cụ thể ...........................................................51
4.3.1. Ứng dụng chuỗi Markov trong đánh giá biến động và dự báo sử dụng đất ..52
4.3.2 Ứng dụng AHP để xác định trọng số trong đánh giá tiềm năng đất đai ........57

5.6. Đề xuất sử dụng đất ...........................................................................................101
Chương 6 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ ..........................................................................110
6.1. Kết luận ..............................................................................................................110
6.2. Kiến nghị ............................................................................................................111

x


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT

1. GIS (Geographic Information Systems): Hệ thống thông tin địa lý
2. DTTN: Diện tích tự nhiên
3. AHP (Analytic Hierarchy Process): Phân tích thứ bậc
4. GDP (Gross Domestic Product): Tổng sản phẩm quốc nội
5. FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations): Tổ chức
liên hiệp quốc về lượng thực và nông nghiệp.
6. LC (Land Characteristic): Tính chất đất đai.
7. LUS (Land Use System): Hệ thống sử dụng đất.
8. LUT (Land Use/Utilization Type): Loại hình sử dụng đất.
9. LMU (Land Mapping Unit): Đơn vị đất đai
10. MCMD (Multi-Criteria Decision Making): Ra quyết định đa tiêu chuẩn.
11. MCMA (Multi-Criteria Model Analysis): Mô hình phân tích đa tiêu chuẩn.
12. NIAPP (National Institute of Agricultural Planning and Projection): Viện
Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp.
13. Sub-NIAPP (Sub-National Institute of Agricultural Planning and
Projection): Phân viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp.
14. QH và TKNN: Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp
15. N (Not suitable): Không thích nghi.
16. S1 (Highly suitable): Thích nghi cao.
17. S2 (Moderately suitable): Thích nghi trung bình.

42. LUT 3: Chuyên mía
43. LUT 4: Tiêu
44. LUT 5: Cà phê
45. LUT 6: Cao su
46. LUT 7: Điều
47. LUT 8: Cây ăn quả
48. MT: Môi trường
49. SDĐ: Sử dụng đất

xii


DANH SÁCH CÁC BẢNG TRONG BÁO CÁO
Bảng 2.1: Các phép toán luận lý......................................................................................7
Bảng 3.1: Diện tích các loại đất huyện Xuân Lộc .........................................................38
Bảng 3.2: Diện tích đất phân theo độ dốc, tầng dày ......................................................40
Bảng 3.3: Diện tích đất được tưới trên địa bàn huyện...................................................41
Bảng 3.4: Một số chỉ tiêu cơ bản về kinh tế của huyện Xuân Lộc................................41
Bảng 3.5: Diện tích tự nhiên huyện Xuân Lộc phân theo đơn vị hành chính ...............45
Bảng 3.6: Tình hình thực hiện quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất giai đoạn 2001-2005
của huyện Xuân Lộc ......................................................................................................47
Bảng 4.1: Ma trận về sự thay đổi các kiểu sử dụng đất trong khoảng thời gian từ t0 đến
t1 .....................................................................................................................................56
Bảng 4.2: Phân loại tầm quan trọng tương đối của Saaty .............................................60
Bảng 5.1 Sự thay đổi diện tích của các loại hình sử dụng đất giai đoạn 1995– 2000 ...70
Bảng 5.2: Chu chuyển các loại đất chính giai đoạn 1995 - 2000 ..................................72
Bảng 5.3: Dự báo diễn biến sử dụng đất đến năm 2005 của huyện Xuân Lộc .............72
Bảng 5.4: Ma trận chuyển đổi các loại đất giai đoạn 2000 – 2005 ...............................73
Bảng 5.5: Dự báo diễn biến sử dụng đất đến năm 2010 của huyện Xuân Lộc .............74
Bảng 5.6: Cấu trúc dữ liệu của lớp hiện trạng sử dụng đất huyện Xuân Lộc ...............76

.....................................................................................................................................102
Bảng 5.29: Diện tích thích nghi đất đai của các loại hình sử dụng đất .......................104
Bảng 5.30: Đề xuất sử dụng đất nông nghiệp huyện Xuân Lộc ..................................105
Bảng 5.31: Đề xuất diện tích sử dụng đất của huyện Xuân Lộc .................................107

xiv


DANH SÁCH CÁC HÌNH TRONG BÁO CÁO
Hình 2.1: Các thành phần của GIS .......................................................................... 3
Hình 2.2: Biểu diễn thế giới thực sử dụng mô hình vector và raster ....................... 4
Hình 2.3: Mô hình chuyển đổi Affine...................................................................... 6
Hình 2.4: Ghép biên các mảnh bản đồ ..................................................................... 6
Hình 2.5: Sliver có thể tạo ra do số hoá hoặc chồng 2 lớp bản đồ .......................... 6
Hình 2.6: Biểu đồ Venn ........................................................................................... 7
Hình 2.7: Giảm số lớp sử dụng chức năng tổng quát hoá........................................ 8
Hình 2.8: Chồng xếp dữ liệu vector ......................................................................... 10
Hình 2.9: Thể hiện bề mặt địa hình với mô hình TIN ............................................ 11
Hình 2.10: Tính khoảng cách sử dụng hàm lan truyền ............................................ 13
Hình 2.11: Sử dụng hàm hướng dòng để tối ưu hoá tuyến di chuyển .................... 13
Hình 2.12: Vai trò của đánh giá đất đai trong công tác quy hoạch sử dụng đất ...... 15
Hình 2.13: Các bước của quá trình đánh giá đất đai................................................ 19
Hình 3.1: Bản đồ vị trí địa lý huyện Xuân Lộc ....................................................... 35
Hình 3.2: Bản đồ hành chính huyện Xuân Lộc ....................................................... 36
Hình 4.1: Sơ đồ phương pháp nghiên cứu ............................................................... 52
Hình 4.2: Sơ đồ chu chuyển các loại đất ................................................................. 53
Hình 4.3: Mô hình chồng xếp (Overlay) xây dựng bản đồ đơn vị đất đai............... 64
Hình 4.4: Thuật toán xoá ranh vùng cận kề có cùng thuộc tính (Dissolve) ............ 66
Hình 4.5: Sơ đồ ứng dụng AHP và GIS trong đánh giá đất đai tại H.Xuân Lộc ..... 69
Hình 5.1: Bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2000 ................................................ 79

hoạch sử dụng đất, là công cụ hữu ích cho những người làm công tác đánh giá thích
nghi đất đai và lập quy hoạch sử dụng đất.
Xuân Lộc là một huyện miền núi của tỉnh Đồng Nai, là cửa ngõ, đầu mối giao
thông của tỉnh Đồng Nai với các tỉnh Nam Trung Bộ, nền kinh tế vẫn chủ yếu là sản
xuất nông nghiệp. Nhằm xác định vùng sản xuất nông nghiệp phù hợp với từng loại
cây trồng của huyện một cách hệ thống mang tính khoa học, hiệu quả trong lưu trữ và
cập nhật làm cơ sở cho việc phân bổ sử dụng đất của các ngành chúng tôi tiến hành

1


thực hiện đề tài: “Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) phục vụ quy hoạch sử
dụng đất tại huyện Xuân Lộc, tỉnh Đồng Nai”.
1.2. Mục tiêu đề tài
Mục tiêu chung của luận văn ứng dụng công nghệ GIS xây dựng bản đồ thích
nghi đất đai nhằm hỗ trợ quy hoạch sử dụng đất, đề xuất diện tích các loại đất phù hợp
với điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội và định hướng phát triển kinh tế - xã hội của địa
phương. Chi tiết các mục tiêu cụ thể như sau:
(1) Đánh giá mức độ phù hợp của ứng dụng chuỗi Markov trong biến động đất
đai và dự báo sử dụng đất của huyện Xuân Lộc;
(2) Đánh giá khả năng thích nghi đất đai đối với đất sản xuất nông nghiệp;
(3) Đề xuất sử dụng đất trên địa bàn huyện theo khả năng thích nghi đất đai.
1.3. Kết quả mong đợi
Sau khi thực hiện đề tài, sẽ xác định được các vùng thích nghi cho đất sản xuất
nông nghiệp, là công cụ giúp chính quyền địa phương hoạch định chiến lược về sử
dụng đất trong tương lai.
1.4. Giới hạn của đề tài
Do thời gian hạn hẹp và kinh phí nên đề tài chỉ tập trung vào đánh giá đất đai và
đề xuất sử dụng đất cho vùng sản xuất nông nghiệp, chưa đưa ra được chỉ tiêu đánh giá
tiềm năng đất phi nông nghiệp và phương án quy hoạch với từng kịch bản khác nhau

thế nào?”; việc trả lời các câu hỏi “Như thế nào?”, “Tại sao?” chính là quá trình phân
tích của hệ thống thông tin địa lý (Nguyễn Kim Lợi, 2007).
2.1.2. Mô hình dữ liệu GIS
Mô hình dữ liệu thể hiện tập hợp các quy tắc hoặc hướng dẫn giúp chuyển đổi
thế giới thực thành các đối tượng số với các đặc tính không gian và thuộc tính. Dữ liệu
thuộc tính được thể hiện bởi mô hình dữ liệu dạng bảng, trong khi dữ liệu hình học
được thể hiện bởi mô hình hình học. Mô hình dữ liệu hình học được phân ra làm 2
loại: vector và raster
(1). Mô hình vector (Vector Model): biểu diễn các đối tượng địa lý trên mặt đất
bằng những điểm, đường, vùng trong mặt phẳng toạ độ Descartes. Mỗi điểm được xác
định bởi cặp toạ độ (x,y), mỗi đường được tuyến tính hoá từng đoạn, biểu diễn bằng
một chuỗi những cặp toạ độ (xi,yi), một vùng được xác định bởi một đường khép kín
và được biểu diễn bằng một chuỗi cặp toạ độ (xi, yi) có toạ độ điểm đầu và toạ độ điểm
cuối trùng nhau (Trần Vĩnh Phước, 2003).
(2). Mô hình Raster (Raster Model): hệ thống nền raster thể hiện, định vị trí và
lưu trữ dữ liệu địa lý bằng cách sử dụng ma trận, mỗi vị trí được xác định bởi hàng và
cột có thuộc tính chính bằng giá trị của ô đó. Mô hình dữ liệu này phù hợp trong biểu
diễn dữ liệu biến đổi liên tục: độ cao, nhiệt độ,…
Thế giới thực có thể được biểu diễn ở cả 2
dạng vector và raster, sự lựa chọn mô hình vector
hay raster làm cơ sở tùy thuộc vào bản chất dữ liệu
và người sử dụng. Trong đề tài nghiên cứu chúng
tôi xây dựng dữ liệu GIS ở dạng vector, mô hình dữ
liệu này kế thừa được nhiều nguồn thông tin trước
đây được xây dựng trên nền vector.

Hình 2.2: Biểu diễn thế giới thực sử dụng
mô hình vector và raster

4

độ khác (u,v), việc này xảy ra khi: (i). Chuyển đổi các phép chiếu bản đồ; (ii) Điều

5


chỉnh các sai số trong quá trình số hóa; (iii). Nắn ảnh. Ví dụ: bản đồ đất, tưới, độ dốc
thu thập được từ hệ quy chiếu HN-72 nhưng bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2005
là hệ quy chiếu VN-2000, do đó để trùng khớp hệ toạ độ của bản đồ đất, tưới, độ dốc
được chuyển về hệ quy chiếu VN-2000 (hiện Bộ Tài nguyên và Môi trường đã xây
dựng phần mềm MapTranformation để chuyển từ hệ toạ độ HN-72 sang VN-2000).
Chuyển đổi toạ độ được thực hiện bằng một mô hình chuyển đổi thích hợp
(hoặc các phương trình toán học) với tập hợp các điểm tham khảo (gọi là các điểm
khống chế) được chọn cho việc xác định các thông số chuyển đổi. Hiện nay, có nhiều
phần mềm chuyển đổi sử dụng theo mô hình Affine (hình 2.3).
Y

Phương trình chuyển đổi Affine:
u = axy + bx + cy + x0

V

Y0

v = dxy + ey + fx + y0

0

X

U



thể xảy ra trường hợp các đường được số hóa ngắn vài milimet (undershoot) và không
tiếp xúc với đối tượng. Trong trường hợp này, các phần mềm cung cấp công cụ bắt
điểm hoặc bắt đường để hiệu chỉnh sai số này. Ngoài ra các phần mềm còn cho phép
xóa các vòng nhỏ kéo dài (sliver) sinh ra do chồng các đối tượng trên 2 bản đồ với
nhau hoặc số hóa cùng một đường biên của đối tượng 2 lần.
2.1.3.2. Phân tích dữ liệu thuộc tính
Phân tích dữ liệu thuộc tính bao gồm các chức năng soạn thảo, kiểm tra và
phân tích dữ liệu. Nhiều phân tích trong GIS được thực hiện chỉ sử dụng dữ liệu thuộc
tính (tìm vùng sản xuất lúa có năng suất > 5,0 tấn/ha).
- Soạn thảo thuộc tính: Chức năng cho phép dữ liệu thuộc tính được lấy ra,
kiểm tra và thay đổi. Hai bảng dữ liệu thuộc tính có thể được liên kết với nhau thông
qua trường khoá (key field). Dữ liệu thuộc tính từng mẫu tin có thể được thay đổi hoặc
xác lập thông qua một số phép toán số học hoặc thống kê.
Ví dụ: Chuyển đổi giá trị từ sản lượng sang giá trị sản xuất đòi hỏi thực hiện toán nhân
ID
1
2
3
4

Sản lượng (tấn)
5
6
8
3

ID
1

D_tich
2,2
1
0,5
0,6
3

Nangsuat
2,5
1,5
3
2,2
1,8

V_dat
1

D_tich
2,2

Nangsuat
2,5

S_luong
5,5

0,5
0,6

3


quá

hóa

thường dùng để làm
nổi rõ các hiện tượng.

Hình 2.7: Giảm số lớp sử dụng chức năng tổng quát hoá

8