BÁO CÁO KHOA HỌC

SO SÁNH ĐÁNH GIÁ CÁC MÔ HÌNH SỬ DỤNG ĐẤT

GVHD: TS. Phạm Thị Làn

SVTH: Vũ Ngọc Sơn
Đinh Văn Sơn
Lê Văn Sơn
Cao Văn Đán


TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

1. Biến động sử dụng đất là một trong những nguyên nhân gây biến động các thành phần môi trường và góp phần gây nên biến
đổi khí hậu .

2. Biến động sử dụng đất có mối quan hệ rất chặt chẽ với điều kiện tự nhiên.
3. Huyện Thái Thụy, Thái Bình là nơi có biến động sử dụng đất tương đối mạnh mẽ. Đặc biệt trên khu vực này, sử dụng đất bị ảnh
hưởng lớn bởi chính sách đổi mới và chuyển dịch cơ cấu kinh tế sau năm 1986 . Đổi mới hay bất kỳ chính sách phát triển kinh tế xã hội nào muốn chuyển đổi sử dụng đất đều phải dựa trên điều kiện tự nhiên.
4. Viễn thám cung cấp thông tin sử dụng đất khách quan mang tính lịch sử. Bên cạnh đó, GIS với khả năng phân tích thống kê không
gian và mô hình hóa cũng đã được ứng dụng trong nghiên cứu mối quan hệ giữa biến động sử dụng đất với các tác nhân của chúng

2


Click to edit Master text styles
Second level
Third level
Fourth level
Fifth level

Biến động mức độ che phủ rừng lưu vực sông Thu Bồn
3


MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI:

- Xây dựng mô hình dự báo biến
động sử dụng đất trên cơ sở ứng
dụng viễn thám và GIS.
- Chứng minh tính hiệu quả của
mô hình trong việc phân tích quan
hệ giữa biến động sử dụng đất với
các yếu tố tác động.

•

Đối tượng nghiên cứu:
Xác định biến động sử dụng đất và dự báo sử dụng đất trong tương lai
khu vực huyện Thái Thụy, Thái Bình dựa trên mô hình GIS.
Phạm vi nghiên cứu:
- Về không gian nghiên cứu: Khu vực nghiên cứu là huyện thực nghiêm là
Thái Thụy – Thái Bình.
- Về thời gian nghiên cứu: đề tài nghiên cứu dự báo cho năm 2020.

4


PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU


Đề tài được thực hiện trên cơ sở kết hợp các phương pháp nghiên cứu sau đây:
Tổng hợp tài liệu;
Chuyên gia
GIS: chạy mô hình thực nghiệm Thái Thụy- Thái Bình


CƠ SỞ TÀI LIỆU THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

Ảnh vệ tinh
Cảnh ảnh

Loại ảnh

Độ phân giải không gian

Các kênh phổ

Ngày chụp

126/046

Landsat TM

30

1,2,3,4,5,6,7

23/11/1989

126/046


Landsat ETM

30

1,2,3,4,5,6,7

16/11/2001

126/046

Landsat ETM

30,60, 15(Pan-15)

1,2,3,4,5,61,62,7,8

10/10/2005

30

1,2,3,4,5,6,7,9

08/10/2013

Landsat OLI

+

+



NỘI DUNG BÁO CÁO

1.
2.
3.

Khái niệm
So sánh đánh giá các loại mô hình
Mô hình hóa dự báo sử dụng đất năm 2021

7


Mô hình là gì?
•

Mô hình: thể hiện mối quan hệ có tính hệ thống giữa các nhân tố. Mô hình thể hiện quy luật của hiện tượng, sự
vật dưới dạng đơn giản hoá.

•

Mô hình nghiên cứu: thể hiện mối quan hệ của các nhân tố (biến) trong phạm vi nghiên cứu. Mối quan hệ này
cần được phát hiện và kiểm chứng.

8


Vai trò của mô hình ?


•
•

Sau khi có câu hỏi nghiên cứu cần xác định
Mô hình giúp:
- Xác định các nhân tố/ lĩnh vực cần thu thập thông tin
- Xác định mối quan hệ cần phân tích/ kiểm định giữa các “biến”
- Xây dựng cơ sở dữ liệu một cách hệ thống
- Dự báo tương lai
- Trợ giúp việc ra quyết định

9


Sử dụng đất


MÔ HÌNH SỬ DỤNG ĐẤT

Mô hình sử dụng đất là mô hình được xây dựng dựa trên quy mô nghiên cứu, sự phức tạp của biến đổi sử
dụng đất tại khu vực, cũng như mối quan hệ không gian, thời gian nhằm xác định mức độ khả năng chuyển đổi
sử dụng đất trên mỗi đơn vị các điều kiện tự nhiên theo không gian và thời gian.

11


Các loại mô hình

CLUMondo


GEOMOD

LCM (Land Change
Modeler)

12


Mô hình GEOMOD
+ Đầu vào: các loại bản đồ số, có đủ các thông tin như: thông số về độ phân giải, lưới chiếu, số hàng, cột.
+ Đầu ra là bản đồ dự báo sử dụng đất.
Nhược điểm: Mô phỏng đồng thời chỉ 2 đối tượng
VD : rừng ; không rừng

Mô hình CluMondo
+Đầu vào: - Hiện trạng sử dụng đất
- Các yếu tố đánh giá phù hơp (về tự nhiên): Độ cao địa hình, độ dốc địa hình, hệ
thống thủy văn, thổ nhưỡng và độ phì của đất, hệ sinh thái.
- Các yếu tố đánh giá phù hơp (về nhân sinh): Mật độ và khoảng cách đến đường giao thông và hạ tầng kỹ
thuật, khoảng cách đến các khu công nghiệp, mật độ dân cư, Ranh giới vườn quốc gia và các khu bảo tồn đa
dạng sinh học.
+ Đầu ra: bản đồ kết quả dự báo hướng chuyển đổi sử dụng đất.

13


•

Mô hình LCM (Land Change Modeler)

+ Đầu vào: Dữ liệu trong mô hình cần được chuẩn hóa theo định dạng dữ liệu của phần mềm IDRISI.
Ví dụ Dữ liệu được tổng hợp theo bảng sau:

st

Tên lớp dữ liệu

Dạng dữ liệu

Số hàng cột

1

Hiện trạng sử dụng đất 1989

Số thực

3052,2272

2

Hiện trạng sử dụng đất 2001

Số thực

3052,2272

3

Hiện trạng sử dụng đất 2005


Số thực

3052,2272

4

Hiện trạng sử dụng đất 2013

Số thực

3052,2272

5

Bản đồ địa mạo

Số thực

3052,2272

6

Bản đồ thổ nhưỡng

Số thực

3052,2272

7


Lớp dữ liệu xói lở, bồi tụ 1989 – 2001

Số thực

3052,2272

8

Lớp dữ liệu khoảng cách tới đường bờ

Số thực

3052,2272

+ Đầu ra: bản đồ dự báo biến động sử dụng đất

14


•

Mô hình LCM (Land Change Modeler)

Mô hình biến động sử dụng đất LCM (Land Change Modeler) – là công cụ mà việc phân tích biến động sử dụng đất và
mô hình hóa có thể được kết hợp với yếu tố sinh địa lý với sự phát thải hiệu ứng nhà kính, Mô dun mô hình hóa biến
động được dựa vào ma trận chuỗi Markov và các bản đồ khả năng chuyển đổi mà được tính toán từ hồi quy logic hoặc
mạng thần kinh nhân tạo.
Mô hình LCM (Land Change Modeler) tích hơp CA-Marrkov và mạng nơ ron nhân tạo (neural network) nhằm dự báo
sử dụng đất trong tương lai.

Mô hình LCM có thể chạy đồng bộ nhiều đối tượng cùng 1 lúc; nhanh chóng tạo ra đồ thị và bản đồ thay đổi đất đai,
bao gồm cả lợi ích và tổn thất thay đổi dòng và sự bền bỉ của các quá trình; khám phá các xu hướng cơ bản của sự thay
đổi phức tạp với 1 công cụ trừu tượng thay đổi.

15


Mô hình Land Change modeler

Dữ liệu đầu vào

Phương pháp

Kết quả

Mục đích

Đánh giá khả năng chuyển đổi

Điều kiện tự nhiên

sử dụng đất với điều kiện tự
Mạng thần kinh nhân tạo

nhiên

Khả năng chuyển đổi SDĐ

Biến động SDĐ
CA_Markov

Sdđ 2009

Dự báo sử dụng đất

Sdđ 2013

Sdđ 2021

Kiểm chứng
mô hình


Dữ liệu đầu vào

st

1

Tên lớp dữ liệu

Hiện trạng sử dụng đất 1989

Dạng dữ liệu

Hàng/ Cột

Interger

3052,2272


Interger

3052,2272

Interger

3052,2272

Interger

3052,2272

Interger

3052,2272

Interger

3052,2272

Hiện trạng sử dụng đất 2001, 2005, 2013
2

3
4

Bản đồ địa mạo
Bản đồ thổ nhưỡng
Lớp dữ liệu xói mòn, bồi tụ 1989 – 2001


5

Lớp dữ liệu khoảng cách tới đường bờ
6

17


KẾT QUẢ CỦA MÔ HÌNH

-

Khả năng chuyển đổi sử dụng đất

-

Độ tin cậy của mô hình

-

Dự báo sử dụng đất 2021

18


3) Khả năng chuyển đổi sử dụng đất
- điều kiện tự nhiên?

Địa mạo


Bãi bồi sông tuổi hiện đại Q 2

Ký hiệu

3

ĐM1

Bề mặt tích tụ hỗn hợp sông, biển – đầm lầy tuổi hiện đại Q 2

Bề mặt tích tụ hỗn hợp sông – biển tuổi hiện đại Q 2

Bề mặt tích tụ bãi triều tuổi hiện đại Q 2

3

3
Bề mặt tích tụ bar cát biển tuổi hiện đại Q 2

3

3

ĐM2

ĐM3

ĐM4
ĐM5



3) Khả năng chuyển đổi sử dụng đất
điều kiện vị tự nhiên?
Xác suất chuyển đổi đất trồng cói
thành đất trồng lúa và hoa màu giai đoạn 1989 - 2001

Đườ ng b ờ 1 96 5
khoả ng c ác h tới đư ờng bờ
0 - 0. 002
0. 0021 - 0. 106
0. 1061 - 0. 302
0. 3021 - 0. 619
0. 6191 - 0. 788
0. 7881 - 0. 956

Địa mạo

Bãi bồi sông tuổi hiện đại Q 2

Ký hiệu

3

ĐM1

Bề mặt tích tụ hỗn hợp sông, biển – đầm lầy tuổi hiện đại Q 2

Bề mặt tích tụ hỗn hợp sông – biển tuổi hiện đại Q 2

3


Bề mặt tích tụ biển tuổi hiện đại Q 2

ĐM4
3

ĐM5

3

Bề mặt tích tụ thềm biển bậc I tuổi Holocen sớm-giữa Q 2

3
Bề mặt tích tụ biển gió tuổi hiện đại Q 2

ĐM2

ĐM3

3
Bề mặt tích tụ bãi triều tuổi hiện đại Q 2
Bề mặt tích tụ bar cát biển tuổi hiện đại Q 2

3

ĐM6
1-2

ĐM7


ĐM8

20


3) Khả năng chuyển đổi sử dụng đất – điều kiện tự nhiên?

THÁI THỤY

Biến

động

đường bờ

Khoảng cách tới

chuyển đổi

Thổ nhưỡng

Địa mạo

Đất lúa và hoa màu - đất dân cư

Cc, Ph, S

ĐM3, ĐM5, ĐM 8

Đất trồng cói - đất lúa và hoa màu


Mi, Ph

ĐM3, ĐM6, ĐM7

ĐB1

Đất nuôi trồng thủy sản - đất rừng ngập mặn

Mn, Mi

ĐM3, ĐM6

ĐB0

Đất trống - đất nuôi trồng thủy sản

Mn, Mi

ĐM3, ĐM6

Mặt nước và sông suối - đất rừng ngập mặn

Mn, Mi

ĐM6

Đất rừng ngập mặn - đất nuôi trồng thủy sản

Mn, Mi


ĐM6
21

đường bờ

Bồi tụ

ĐB0,1

Bồi tụ

ĐB0

ĐB0


KIỂM CHỨNG MÔ HÌNH

Sử dụng đất dự báo

Bản đồ kiểm chứng

Hệ số Kappa

Kappa > 0.7

>0.65



DỰ BÁO SỬ DỤNG ĐẤT 2021


BIẾN ĐỘNG
SỬ DỤNG ĐẤT 2013-2021

Năm 2020
(ha)

Năm 2013(ha)

Đất dân cư

Đất dân cư

Đất

nuôi

Đât lúa và hoa

Nước và sông

trồng

thủy

màu

ngòi


sản

Đất
Đất

Đất

rừng

trống

ngập mặn

Đất

làm

muối

khu

công
nghiệp

527539

0

0


0

0

0

0

0

Đât lúa và hoa màu

81006

1617418

0

24375

0

0

0

9070

Nước và sông ngòi


0

0

921118

8208

4484

29383

0

0

Đất nuôi trồng thủy sản

0

0

0

222290

0

0


0

0

Đất trống

0

0

9149

2357

3072

744

0

0

Đất rừng ngập mặn

0

0

0


7049

0

144266

0

0

Đất ruộng muối

0

0

0

3881

0

0

4687

0



KẾT LUẬN

•

Mô hình LCM mô tả được các điều kiện tự nhiên mà đề bài đã đặt ra. Từ các bản đồ khả năng chuyển đổi đã chỉ
ra mối quan hệ giữa biến động sử dụng đất với từng yếu tố tự nhiên một cách rõ ràng và cụ thể.

•

Mô hình LCM đạt độ chính xác kappa tổng thể là 0.743. Điều này chứng minh rằng các yếu tố đưa vào mô hình
chưa đủ.

•

Mô hình chính xác nhất với đối tượng mặt nước và đất lúa - hoa màu. Đối tượng đất phi lao, đất rừng ngập mặn
có độ chính xác kém nhất.

25