Tài liệu ứng dụng gis phân tích xu thế biến động sử dụng đất nông nghiệp huyện ninh sơn tỉnh ninh thuận giai đoạn 2005 2015.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP ỨNG DỤNG GIS PHÂN TÍCH XU THẾ BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT NÔNG NGHIỆP HUYỆN NINH SƠN TỈNH NINH THUẬN GIAI ĐOẠN 2005 -2015 Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thị Ngọc Tú Ngành: Hệ thống Thông tin Địa lý Niên khóa: 2013 – 2017 Tháng 6/2017 ỨNG DỤNG GIS PHÂN TÍCH BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT NÔNG NGHIỆP HUYỆN NINH SƠN TỈNH NINH THUẬN GIAI ĐOẠN 2005 - 2015 Sinh viên NGUYỄN THỊ NGỌC TÚ Tiểu luận đƣợc đệ trình để đáp ứng yêu cầu cấp bằng Kĩ sƣ ngành Hệ thống Thông tin Địa lý Giáo viên hƣớng dẫn: ThS. Ngô Minh Thụy Tháng 6 năm 2017 LỜI CẢM ƠN Con xin chân thành cám ơn Thầy PGS.TS Nguyễn Kim Lợi, Trƣởng Bộ môn Tài nguyên và GIS, Khoa Môi trƣờng và Tài nguyên, Trƣờng Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh đã giúp đỡ và cho con có cơ hội hoàn thành tiển luận tốt nghiệp này. Em xin cám ơn Thầy Th.S Ngô Minh Thụy, Giám đốc Trung Tâm Nghiên cứu và Ứng dụng Công nghệ Địa chính, Trƣờng Đại học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí Minh đã hỗ trợ em về mặt dữ liệu và hƣớng dẫn tận tình trong suốt thời gian làm tiểu luận. Và em xin gửi lời cám ơn đến Thầy K.S Nguyễn Duy Liêm, Giảng viên bộ môn Tài nguyên và GIS đã cho em những kiến thức trong những năm học tập tại trƣờng để em có nền tảng vững chắc nhất để hoàn thành tiểu luận. Cuối cùng, con xin cảm ơn sâu sắc đến ba mẹ đã luôn bên cạnh, chăm sóc nuôi dạy con đến ngày hôm nay. Nguyễn Thị Ngọc Tú Khoa Môi trƣờng và Tài nguyên Trƣờng Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh Số điện thoại: 01677777658 Email: [email protected] 1 TÓM TẮT Tiểu luận tốt nghiệp “Ứng dụng GIS phân tích xu hƣớng biến động sử dụng đất nông nghiệp huyện Ninh Sơn tỉnh Ninh Thuận giai đoạn 2005 - 2015” đƣợc thực hiện trong khoảng thời gian từ tháng 2/2017 đến tháng 6/2017 với mục tiêu phân tích tình hình SDĐ tại huyện Ninh Sơn năm 2005, năm 2010 và năm 2015, thành lập bản đồ biến động SDĐ giai đoạn 2005 – 2010 và giai đoạn 2010 – 2015, áp dụng chuỗi Markov dự báo xu thế biến động SDĐ đến năm 2020. Để thực hiện đƣợc các mục tiêu nghiên cứu trên cần thu thập dữ liệu, biên tập bản đồ hiện trạng tại các thời điểm 2005, 2010 và 2015, ứng dụng GIS phân tích biến động SDĐ qua các giai đoạn, thành lập bản đồ biến động SDĐ, bên cạnh đó tiến hành dự báo xu thế biến động SDĐ đến năm 2020. Các kết quả của đề tài bao gồm: thành lập bản đồ HTSDĐ nông nghiệp 3 thời điểm với 9 loại hình sử dụng đất: LUA, HNK, CLN, NTS, NKH, RPH, RSX, PNN và CSD. Kết quả phân tích BĐSDĐ nông nghiệp qua 2 giai đoạn. Giai đoạn từ 2005 – 2010 cho thấy RPH và CSD giảm; RSX, CLN, HNK, PNN tăng còn LUA, NTS và NKH tăng không đáng kể. Giai đoạn từ 2010 – 2015 cho thấy RPH, RSX, NTS, NKH đều giảm; CSD tăng; LUA, HNK, CLN, PNN tăng không đáng kể. Áp dụng chuỗi Markov dự báo xu thế BĐSDĐ nông nghiệp đạt đƣợc kết quả là diện tích LUA, HNK, CLN tăng, còn lại các loại hình NTS, NKH, RSX, RPH đều giảm. Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra đƣợc sự chuyển đổi của các loại hình SDĐ, chuỗi Markov cho thấy xu hƣớng biến động của các loại hình một cách khách quan, giúp nhà quản lý có cái nhìn khách quan hơn trong công tác quản lý và QHSDĐ. 2 MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ..................................................................................................................1 TÓM TẮT........................................................................................................................2 MỤC LỤC .......................................................................................................................3 DANH MỤC VIẾT TẮT.................................................................................................5 DANH MỤC BẢNG BIỂU .............................................................................................6 DẠNH MỤC HÌNH ẢNH ...............................................................................................7 MỞ ĐẦU .........................................................................................................................8 1.1. Tính cấp thiết của đề tài............................................................................................8 1.2. Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................................9 1.3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ............................................................................9 1.3.1. Đối tƣợng nghiên cứu........................................................................................9 1.3.2. Phạm vi nghiên cứu ...........................................................................................9 CHƢƠNG 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .......................................................................10 2.1. Tổng quan đối tƣợng nghiên cứu............................................................................10 2.1.1. Khái niệm về đất, đất nông nghiệp, bản đồ hiện trạng sử dụng đất ................10 2.1.2. Khái niệm về sử dụng đất và biến động sử dụng đất ......................................12 2.1.3. Khái niệm về dự báo xu thế biến động sử dụng đất ........................................13 2.2. Tổng quan khu vực nghiên cứu ..............................................................................13 2.2.1. Điều kiện tự nhiên ...........................................................................................13 2.2.2. Điều kiện kinh tế .............................................................................................17 2.2.3. Điều kiện xã hội ..............................................................................................17 2.3. Tổng quan phƣơng pháp nghiên cứu ......................................................................18 2.3.1. Giới thiệu về GIS ............................................................................................18 2.3.2. Giới thiệu về chuỗi Markov ............................................................................18 2.3.3. Ứng dụng GIS và chuỗi Markov trong phân tích xu thế biến động SDĐ .......18 2.4. Tổng quan các nghiên cứu liên quan: .....................................................................20 CHƢƠNG 3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...........................................................22 3.1. Dữ liệu ....................................................................................................................22 3 3.2. Phƣơng pháp nghiên cứu: .......................................................................................22 3.2.1. Xử lý dữ liệu, xây dựng bản đồ đơn vị đất đai................................................24 3.2.2. Thành lập bản đồ biến động SDĐ và Ma trận biến động SDĐ.......................26 3.2.3. Áp dụng chuỗi Markov xác định sự thay đổi của các loại hình SDĐ .............26 3.2.4. Ứng dụng chuỗi Markov dự báo sự thay đổi loại hình SDĐ đến năm 2020. .28 CHƢƠNG 4. KẾT QUẢ, THẢO LUẬN ......................................................................29 4.1. Đánh giá HTSDĐ nông nghiệp huyện Ninh Sơn qua các thời điểm......................29 4.1.1. Phân tích HTSDĐ nông nghiệp năm 2005......................................................29 4.1.2. Phân tích HTSDĐ nông nghiệp năm 2010......................................................31 4.1.3. Phân tích HTSDĐ nông nghiệp năm 2015......................................................33 4.2. Bản đồ biến động SDĐ và ma trận biến động SDĐ ...............................................35 4.2.1. Phân tích biến động SDĐ nông nghiệp huyện qua 2 giai đoạn ......................35 4.2.2. Ma trận biến động SDĐ nông nghiệp huyện 2 giai đoạn ................................36 4.3. Dự báo về xu thế biến động SDĐ đến năm 2020 ...................................................49 4.4. So sánh kết quả dự báo với kết quả quy hoạch SDĐ của huyện ............................50 CHƢƠNG 5. KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ ......................................................................51 5.1. Kết luận...................................................................................................................51 5.2. Kiến nghị ................................................................................................................51 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................52 PHỤ LỤC ......................................................................................................................53 4 DANH MỤC VIẾT TẮT BĐSDĐ Biến động sử dụng đất CLN Đất trồng cây lâu năm CSD Đất chƣa sử dụng HNK Đất trồng cây hằng năm HTSDĐ Hiện trạng sử dụng đất LUA Đất trồng lúa NHK Đất trồng cây nông nghiệp khác NNP Đất nông nghiệp NTS Đất nuôi trồng thủy sản PNN Đất phi nông nghiệp PTNT Phát triễn Nông thôn QHSDĐ Quy hoạch sử dụng đất RPH Đất trồng rừng phòng hộ RSX Đất trồng rừng sản xuất SDĐ Sử dụng đất TNMT Tài nguyên Môi trƣờng 5 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Một số nghiên cứu ứng dụng GIS trong đánh giá BĐSDĐ: .........................20 Bảng 3.1: Dữ liệu thu thập: ...........................................................................................22 Bảng 3.2: Phân loại, gộp nhóm các loại hình sử dụng đất: ...........................................25 Bảng 4.1. Hiện trạng diện tích từng loại đất huyện Ninh Sơn năm 2005 .....................29 Bảng 4.2. Hiện trạng diện tích từng loại đất huyện Ninh Sơn năm 2010 .....................31 Bảng 4.3. Hiện trạng diện tích từng loại đất huyện Ninh Sơn năm 2015 .....................33 Bảng 4.4. Bảng thống kê biến động diện tích ...............................................................35 Bảng 4.5. Bảng thống kê biến động tỉ lệ .......................................................................36 Bảng 4.6. Ma trận diện tích biến động SDĐ giai đoạn 2005 – 2010 ............................37 Bảng 4.7. Ma trận diện tích biến động giai đoạn 2010 – 2015 .....................................37 Bảng 4.8. Ma trận diện tích biến động SDĐ giai đoạn 2005 – 2010 ............................38 Bảng 4.9. Ma trận diện tích biến động SDĐ giai đoạn 2010 – 2015 ............................38 Bảng 4.10. Diện tích các loại hình SDĐ 4 thời điểm: 2005, 2010, 2015, 2020. ...........49 Bảng 4.11. So sánh kết quả phân tích BĐSDĐ nông nghiệp và quy hoạch các loại hình SDĐ nông nghiệp của huyện đến năm 2020 .................................................................50 6 DẠNH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1. Bản đồ hành chính huyện Ninh Sơn tỉnh Ninh Thuận ..................................14 Hình 2.2. Sơ đồ ứng dụng GIS và chuỗi Markov trong dự báo xu thế biến động sử dụng đất. ........................................................................................................................19 Hình 3.1. Sơ đồ phƣơng pháp nghiên cứu .....................................................................23 Hình 3.2. Tiến trình xử lý dữ liệu ..................................................................................26 Hình 3.3: Hình ảnh minh họa mô hình Markov (Nguyễn Kim Lợi, 2005). ..................27 Hình 4.1. Bản đồ HTSDĐ nông nghiệp huyện Ninh Sơn năm 2005 ............................30 Hình 4.2. Bản đồ HTSDĐ nông nghiệp huyện Ninh Sơn năm 2010 ............................32 Hình 4.3. Bản đồ HTSDĐ nông nghiệp huyện Ninh Sơn năm 2015 ............................34 Hình 4.4. Bản đồ BĐSDĐ loại hình LUA và HNK huyện Ninh Sơn ...........................40 giai đoạn 2005 – 2010 ...................................................................................................40 Hình 4.5. Bản đồ BĐSDĐ loại hình LUA và HNK huyện Ninh Sơn ...........................41 giai đoạn 2010 – 2015 ...................................................................................................41 Hình 4.6. Bản đồ BĐSDĐ loại hình CLN, RSX và RPH huyện Ninh Sơn ..................43 giai đoạn 2005 – 2010 ...................................................................................................43 Hình 4.7. Bản đồ BĐSDĐ loại hình CLN, RSX và RPH huyện Ninh Sơn ..................44 giai đoạn 2010 – 2015 ...................................................................................................44 Hình 4.8. Bản đồ BĐSDĐ loại hình NTS và NKH huyện Ninh Sơn ............................45 giai đoạn 2005 - 2010 ....................................................................................................45 Hình 4.9. Bản đồ BĐSDĐ loại hình NTS và NKH huyện Ninh Sơn ............................46 giai đoạn 2010 – 2015 ...................................................................................................46 Hình 4.10. Bản đồ BĐSDĐ loại hình PNN và CSD huyện Ninh Sơn ..........................47 giai đoạn 2005 - 2010 ....................................................................................................47 Hình 4.11. Bản đồ BĐSDĐ loại hình PNN và CSD huyện Ninh Sơn ..........................48 giai đoạn 2010 – 2015 ...................................................................................................48 Hình 4.12. Biểu đồ thể hiện diện tích các loại hình SDĐ nông nghiệp ........................49 7 MỞ ĐẦU 1.1. Tính cấp thiết của đề tài Trong cơ chế thị trƣờng, đất đai là tài nguyên vô cùng quý giá của quốc gia, là tƣ liệu sản xuất đặc biệt, giới hạn về diện tích, hình thể nhƣng mức độ sản xuất lại phụ thuộc vào sự đầu tƣ, khai thác sử dụng của con ngƣời. Đất đai là thành phần quan trọng hàng đầu của môi trƣờng sống, là địa bàn phân bố dân cƣ và là nơi diễn ra mọi hoạt động kinh tế, văn hóa, xã hội, an ninh, quốc phòng. Dƣới sức ép của sự gia tăng dân số, sự phát triển của đô thị, sự chuyển dịch cơ cấu các ngành kinh tế cụ thể: ngành nông nghiệp giảm, ngành công nghiệp, dịch vụ tăng kéo theo sự tăng lên của phi nông nghiệp để đáp ứng nhu cầu nhà ở, các công trình công cộng, khu công nghiệp. Những áp lực đó đã và đang tác động rất lớn tới nguồn tài nguyên đất đai làm cho nguồn tài nguyên này luôn biến động không ngừng. Trong tình hình chung đó, để công tác quản lý đƣợc chính xác và khách quan nhất thì ngày nay với sự đổi mới của công nghệ và việc ứng dụng các phƣơng pháp bản đồ truyền thống trong công tác quản lý không còn phù hợp nên một công cụ mới ra đời, đáp ứng đƣợc đầy đủ các nhu cầu thiết yếu về độ chính xác cao. Đó là hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System) viết tắt là GIS. Hệ thống này có chức năng tự động tìm kiếm, thu thập và quản lý thông tin theo ý muốn, đặc biệt có khả năng chuẩn hóa và biểu thị các số liệu không gian trong thế giới thực phục vụ cho các mục đích khác nhau trong sản xuất và nghiên cứu khoa học. Huyện Ninh Sơn là một huyện thuộc tỉnh Ninh Thuận nằm nay vị trí trọng điểm giao lƣu của tỉnh Ninh Thuận với tỉnh Lâm Đồng và các tỉnh Tây Nguyên, hàng loạt trục đƣờng quan trọng nhƣ Quốc lộ 27A, 27B, TL707 và bến xe Quê hƣơng với diện tích đến 3.000 m2 đƣợc xây dựng và mở rộng trên giữa những mãnh đất chƣa sử dụng và đất nông nghiệp. Ngoài ra, Ninh Sơn còn là nơi có cảnh quan thiên nhiên, các điểm du lịch hấp dẫn nhƣ Rừng nguyên sinh, Đèo Ngoạn Mục, Thác Tiên, Thác Sakai là một lợi thế để phát triển du lịch, dịch vụ và giải trí nghỉ dƣỡng, từ đó, cơ cấu sử dụng đất có nhiều chuyển biến khi đất nông nghiệp dần đƣợc khai thác đƣa vào phục vụ cho ngành du lịch, dịch vụ. Cuối cùng đó là những hệ lụy của Biến đổi khí hậu cũng một phần khiến cho cơ cấu sử dụng đất nông nghiệp biến động. 8 Từ đó mà đề tài: “Ứng dụng GIS phân tích xu hƣớng biến động sử dụng đất nông nghiệp huyện Ninh Sơn tỉnh Ninh Thuận giai đoạn 2005 - 2015” đƣợc thực hiện. 1.2. Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu chung của nghiên cứu là dự báo xu thế biến động SDĐ tại huyện Ninh Phƣớc tỉnh Ninh Thuận nhằm giúp chính quyền địa phƣơng có cái nhìn khách quan trong việc quy hoạch SDĐ để vừa có thể cân đối về kinh tế, vừa kiểm soát, hạn chế những tiêu cực trong SDĐ. Mục tiêu cụ thể:  Phân tích hiện trạng sử dụng đất nông nghiệp huyện Ninh Sơn từ 2 giai đoạn từ 2005 – 2010 và 2010 - 2015  Thành lập bản đồ và phân tích biến động SDĐ nông nghiệp giai đoạn 2005- 2015.  Áp dụng chuỗi Markov dự báo xu thế biến động SDĐ nông nghiệp đến năm 2020. 1.3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 1.3.1. Đối tƣợng nghiên cứu Các loại hình sử dụng đất nông nghiệp, các loại hình biến động sử dụng đất Nông nghiệp. 1.3.2. Phạm vi nghiên cứu Giới hạn trong khu vực huyện Ninh Sơn, tỉnh Ninh Thuận. 9 CHƢƠNG 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1. Tổng quan đối tƣợng nghiên cứu 2.1.1. Khái niệm về đất, đất nông nghiệp, bản đồ hiện trạng sử dụng đất Đất là một thành phần của lớp vỏ địa lí, phân bố ở các bề mặt lục địa. Đây là nơi tiếp xúc, xâm nhập và tác động qua lại của tất cả các thành phần tự nhiên. Vì thế đất có thành phần vật chất, cấu trúc phức tạp và đa dạng nhất trong lớp vỏ địa lý. Đất nông nghiệp đôi khi còn gọi là đất canh tác hay đất trồng trọt là những vùng đất, khu vực thích hợp cho sản xuất, canh tác nông nghiệp, bao gồm cả trồng trọt và chăn nuôi. Đây là một trong những nguồn lực chính trong nông nghiệp. FAO - Tổ chức Nông lƣơng của Liên Hiệp Quốc thì phân chia đất nông nghiệp vào các thành phần sau đây:  Đất canh tác nhƣ đất trồng cây hàng năm, chẳng hạn nhƣ ngũ cốc, bông, khoai tây, rau, dƣa hấu, loại hình này cũng bao gồm cả đất sử dụng đƣợc trong nông nghiệp nhƣng tạm thời bỏ hoang (đất hoang hóa, đất thoái hóa).  Vƣờn cây ăn trái và những vƣờn nho hay cánh đồng nho (thông dụng ở châu Âu)  Đất trồng cây lâu năm ví dụ nhƣ trồng cây ăn quả).  Cánh đồng, thửa ruộng và đồng cỏ tự nhiên cho chăn thả gia súc. Tại Việt Nam, đất nông nghiệp đƣợc định nghĩa là đất sử dụng vào mục đích sản xuất, nghiên cứu, thí nghiệm về nông nghiệp, lâm nghiệp, nuôi trồng thuỷ sản, làm muối và mục đích bảo vệ, phát triển rừng. Đất nông nghiệp bao gồm đất sản xuất nông nghiệp, đất lâm nghiệp, đất nuôi trồng thuỷ sản, đất làm muối và đất nông nghiệp khác. Đất nông nghiệp gồm:  Đất sản xuất nông nghiệp: Là đất nông nghiệp sử dụng vào mục đích sản xuất nông nghiệp. Bao gồm đất trồng cây hàng năm và đất trồng cây lâu năm.  Đất lâm nghiệp: Là đất có rừng tự nhiên hoặc có rừng trồng, đất khoanh nuôi phục hồi rừng (đất đã giao, cho thuê để khoanh nuôi, bảo vệ nhằm phục hồi rừng bằng hình thức tự nhiên là chính), đất để trồng rừng mới (đất đã giao, cho thuê để trồng rừng và đất có cây rừng mới trồng chƣa đạt tiêu chuẩn rừng). Theo loại rừng lâm nghiệp bao gồm: đất rừng sản xuất, đất rừng phòng hộ, đất rừng đặc dụng. 10  Đất nuôi trồng thuỷ sản: Là đất đƣợc sử dụng chuyên vào mục đích nuôi, trồng thuỷ sản, bao gồm đất nuôi trồng nƣớc lợ, mặn và đất chuyên nuôi trồng nƣớc ngọt.  Đất làm muối: Là đất các ruộng để sử dụng vào mục đích sản xuất muối.  Đất nông nghiệp khác: Là đất tại nông thôn sử dụng để xây dựng nhà kính (vƣờn ƣơm) và các loại nhà khác phục vụ mục đích trồng trọt, kể cả các hình thức trồng trọt không trực tiếp trên đất, xây dựng chuồng trại chăn nuôi gia súc, gia cầm và các loại động vật khác đƣợc pháp luật cho phép, đất để xây dựng trạm, trại nghiên cứu thí nghiệm nông nghiệp, lâm nghiệp, diêm nghiệp, thủy sản, xây dựng cơ sở ƣơm tạo cây giống, con giống, xây dựng nhà kho, nhà của hộ gia đình, cá nhân để chứa nông sản, thuốc bảo vệ thực vật, phân bón, máy móc, công cụ sản xuất nông nghiệp. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất là bản đồ đƣợc sử dụng rộng rãi trên thế giới, vì vậy cũng có rất nhiều khái niệm khác nhau. Khoản 17 - Điều 14 - Luật Đất đai 2003 quy định: Bản đồ hiện trạng sử dụng đất là bản đồ thể hiện sự phân bố các loại đất tại một thời điểm xác định, đƣợc lập theo đơn vị hành chính. Trong tập bài giảng Đo đạc địa chính, tác giả Nguyễn Trọng San đã đƣa ra khái niệm bản đồ hiện trạng sử dụng đất nhƣ sau: “Bản đồ hiện trạng sử dụng đất là bản đồ chuyên đề đất đai đƣợc biên vẽ trên nền bản đồ địa chính hoặc bản đồ địa hình, trên đó thể hiện đầy đủ và chính xác vị trí, diện tích các loại đất theo hiện trạng sử dụng đất phù hợp với kết quả thống kê, kiểm kê đất đai theo định kỳ ”. Nội dung bản đồ là sự thể hiện đầy đủ các đối tƣợng của bản đồ theo mục đích sử dụng. Tuỳ theo đơn vị hành chính và các cấp hành chính mà nội dung của bản đồ thể hiện một cách đầy đủ và chính xác. Thông qua nội dung mà có thể sử dụng bản đồ hiện trạng hiệu quả nhất. Nội dung của bản đồ hiện trạng bao gồm : 1. Địa giới hành chính của đơn vị cấp dƣới trực tiếp thành lập theo chỉ thị 364/CT. 2. Ranh giới các loại đất: Là yếu tố cơ bản nhất của bản đồ hiện trạng sử dụng đất. Các ranh giới thể hiện các đƣờng viền khép kín, đúng vị trí, hình dạng và kích thƣớc. 3. Mạng lƣới thuỷ văn: Thể hiện đƣờng bờ biển, sông ngòi, kênh mƣơng, ao hồ... 11 4. Mạng lƣới giao thông: Thể hiện đầy đủ đƣờng sắt, đƣờng bộ quốc gia đến đƣờng liên xã, liên thôn, đƣờng trong làng, đƣờng ngoài đồng. 5. Dáng đất. 6. Phân bố dân cƣ: Các công trình kinh tế, văn hoá, xã hội, và công sở hành chính. 7. Địa danh: tổ, khu phố, phƣờng, quận. 2.1.2. Khái niệm về sử dụng đất và biến động sử dụng đất Sử dụng đất là hoạt động của con ngƣời tác động vào đất đai nhằm đạt kết quả mong muốn trong quá trình sử dụng đất. Sử dụng đất đƣợc thực hiện bởi con ngƣời bao gồm các hoạt động cải tiến môi trƣờng tự nhiên hoặc những vùng hoang vu vào sản xuất nhƣ đồng ruộng, đồng cỏ hoặc xây dựng các khu dân cƣ. Thực chất sử dụng đất là một hệ thống các biện pháp nhằm điều hòa mối quan hệ giữa con ngƣời với đất đai. Theo Đào Châu Thu và Nguyễn Khang (1998), có nhiều kiểu sử dụng đất bao gồm: sử dụng trên cơ sở sản xuất trực tiếp (cây trồng, đồng cỏ, gỗ, rừng), sử dụng trên cơ sở sản xuất gián tiếp (chăn nuôi), sử dụng đất vì mục đích bảo vệ và theo các chức năng đặc biệt nhƣ đƣờng xá, dân cƣ, công nghiệp… Con ngƣời sử dụng đất nghĩa là tạo thêm tính năng cho đất đồng thời cũng thay đổi chức năng của đất và môi trƣờng. Vì vậy việc sử dụng đất phải đƣợc dựa trên những cơ sở khoa học và cân nhắc tới sự bền vững. Từ những kiến thức thực tế, ta cũng thấy đƣợc rằng mọi sự vật hiện tƣợng đều không bao giờ bất biến mà biến động không ngừng, động lực của mọi sự biến động đó là sự tƣơng tác giữa các thành phần của tự nhiên và xã hội. Nhƣ vậy để khai thác tài nguyên đất đai một cách hiệu quả mà không làm suy thoái môi trƣờng tự nhiên thì nhất thiết phải nghiên cứu biến động sử dụng đất để biết đƣợc rằng sự biến động đất đai do con ngƣời sử dụng vào các mục đích kinh tế - xã hội đã phù hợp với quy luật của tự nhiên hay chƣa và có gây tác động xấu đến môi trƣờng sinh thái hay không. Các yếu tố tự nhiên nhƣ vị trí địa lý, địa hình, khí hậu, thổ nhƣỡng và các quá trình tự nhiên có tác động trực tiếp đến biến động SDĐ hoặc tƣơng tác với các quá trình ra quyết định của con ngƣời dẫn đến biến động SDĐ. Các yếu tố kinh tế - xã hội có ảnh hƣởng trực tiếp đến biến động SDĐ bao gồm dân số, công nghệ, chính sách 12 kinh tế, thể chế và văn hóa. Sự ảnh hƣởng của mỗi yếu tố thay đổi khác nhau theo từng khu vực và từng quốc gia. 2.1.3. Khái niệm về dự báo xu thế biến động sử dụng đất Xu hƣớng biến động: Xu hƣớng biến động thể hiện theo hƣớng tăng hoặc giảm của các loại hình sử dụng đất; xu hƣớng biến động theo hƣớng tích cực hay tiêu cực. Dự báo xu thế biến động SDĐ là một khoa học và nghệ thuật tiên đoán sự thay đổi trạng thái tự nhiên của lớp phủ bề mặt đất xảy ra trong tƣơng lai, trên cơ sở phân tích khoa học về các dữ liệu bản đồ HTSDĐ thu thập đƣợc. Khi tiến hành dự báo cần căn cứ vào việc thu thập, xử lý số liệu trong quá khứ và hiện tại để xác định xu hƣớng vận động của các loại hình SDĐ trong tƣơng lai nhờ vào một số mô hình toán học (định lƣợng). Tuy nhiên dự báo cũng có thể là một dự đoán chủ quan hoặc trực giác về 4 tƣơng lai (định tính) và để dự báo định tính chính xác hơn, ngƣời ta cố trừ những những tính chủ quan của ngƣời dự báo. 2.2. Tổng quan khu vực nghiên cứu 2.2.1. Điều kiện tự nhiên Huyện Ninh Sơn nằm ở phía Tây Bắc tỉnh Ninh Thuận, cách thành phố Phan Rang – Tháp Chàm 36 km, thành phố Đà Lạt 74 km, Cam Ranh 52 km, tổng diện tích tự nhiên 77.194 ha, chiếm 22,95% tổng diện tích tự nhiên toàn tỉnh. Ranh giới hành chính huyện Ninh Sơn nhƣ sau:  Phía Đông : giáp Thành phố Phan rang - Tháp Chàm.  Phía Tây  Phía Nam : giáp huyện Đơn Dƣơng tỉnh Lâm Đồng. : giáp huyện Ninh Phƣớc, huyện Thuận Nam và tỉnh Bình Thuận.  Phía Bắc : giáp huyện Bác Ái. 13 Hình 2.1. Bản đồ hành chính huyện Ninh Sơn tỉnh Ninh Thuận Là một huyện nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới bán khô hạn điển hình nhất nƣớc ta với đặc điểm nổi bật là ít mƣa, nắng nóng và bốc hơi nhiều. Nhiệt độ không khí trung bình năm 27oC. Lƣợng mƣa trung bình/ năm 1.000 - 1200 mm. Lƣợng bốc hơi trung bình năm là 1.650 – 1.850 mm. Địa hình huyện Ninh Sơn hiện hữu mang đặc điểm địa hình đồi thấp, hình thành từ bậc chuyển tiếp đồng bằng lên núi cao, với 2 dạng địa hình chủ yếu: Dạng lƣợn sóng (3 - 80) và xen lẫn các đồi thấp (50 - 200m), độ dốc phổ biến (3 - 15o). 14 Khu vực phạm vi nghiên cứu: Hƣớng dốc chính của địa hình từ phía Bắc, Tây Bắc xuống phía Đông và Đông Nam. Mạng lƣới thủy văn của huyện Ninh Sơn là hệ thống các sông suối chảy qua địa bàn huyện nhƣ sông Cái, sông Ông và các sông suối, kênh mƣơng khác…đây là một trong những con sông lớn, lƣợng nƣớc nhiều đảm bảo nhu cầu cho sản xuất và sinh hoạt của nhân dân. Tuy nhiên, phần lớn sông suối đều bắt nguồn từ núi cao độ dốc lớn, nguồn nƣớc phân bố không đều, mùa mƣa lƣu lƣợng dòng chảy khá lớn dễ gây lũ, mùa khô lƣu lƣợng dòng chảy thấp nên gây tình trạng thiếu nƣớc phổ biến hằng năm. Về tài nguyên đất: Huyện Ninh Sơn có các nhóm đất chính sau:  Nhóm đất phù sa: phân bố dọc theo các triền sông, suối lớn của thị trấn, nhóm đất này phù hợp với nhiều loại cây trồng đặc biệt là các loại cây ăn quả, cây công nghiệp lâu năm.  Nhóm đất mới biến đổi: thƣờng đƣợc phân bố ở những khu vực thuận lợi cho việc tƣới tiêu nên phần lớn đã sử dụng trồng hoa màu, cây ăn quả, những nơi địa hình thấp đƣợc dùng sản xuất lúa 2 vụ hoặc luân canh lúa màu.  Nhóm đất xám: phân bố trên nhiều dạng địa hình khác nhau, từ dạng bằng thấp ven hợp thủy, các bậc thềm khá bằng phẳng các dạng đồi thấp thoải đến địa hình đồi và sƣờn núi, thích hợp trồng rừng, cây công nghiệp lâu năm, cây hoa màu và cây lƣơng thực.  Nhóm đất xám trên vùng bán khô hạn: hình thành từ sản phẩm phong hóa của đá macma acid hay mẫu chất phù sa cổ trong điều kiện khí hậu khô hạn kéo dài lƣơng bốc hơi nhiều so với lƣợng nƣớc mƣa.  Nhóm đất đỏ: thích hợp trồng các loại cây rau màu, cây ăn trái, cây công nghiệp ngắn ngày. Về tài nguyên rừng  Tổng diện tích rừng trên 122,08 ha, chiếm 6,78% tổng diện tích tự nhiên của toàn huyện, chủ yếu là rừng phòng hộ.  Hầu hết rừng trên địa bàn thị trấn có họ lá rộng, họ dầu và nhiều loãi gỗ quý hiếm...do khai thác bừa bãi làm cho rừng nghèo kiệt, trữ lƣợng gỗ giảm xuống nhanh chóng. Vì vậy cần phải ổn định tổ chức sản xuất và khai thác lâm sản hợp lý tăng cƣờng khoanh nuôi, chăm sóc, tu bổ bảo vệ rừng, đẩy nhanh trồng rừng phủ xanh đất trồng đồi núi trọc. 15 Về tài nguyên nƣớc  Nƣớc mặt: với hệ thống sông chính là sông Cái và sông Ông, ngoài ra còn có sông suối nhỏ khác. Tuy nhiên việc khai thác nguồn nƣớc này để phục vụ cho sản xuất và sinh hoạt còn hạn chế do địa hình phức tạp. Để khắc phục tình trạng này cần đầu tƣ xây dựng thêm các hồ chứa nƣớc và đập, kênh mƣơng là việc làm cần thiết.  Nƣớc ngầm: tồn tại dƣới khe nứt và lỗ hổng trong đới phong hóa ở vùng đồi núi nƣớc ngầm sâu. Hệ thống nƣớc ngầm của thị trấn thấp nhƣng chất lƣợng nƣớc tốt, phục vụ cho sản xuất và sinh hoạt. Về tài nguyên du lịch: Huyện Ninh Sơn có nhiều tiềm năng phát triển du lịch nhƣ khai thác nƣớc khoáng, cảnh quan dọc sông Cái, sông Ông, có đập dâng Tân Mỹ thuận lợi phát triển du lịch sinh thái nghỉ dƣỡng, vui chơi giải trí. Có một số dân cƣ chuyển đến từ khắp các vùng miền trong cả nƣớc cùng chung sống hòa thuận, với những phong tục tập quán riêng đã tạo nên một nét độc đáo về bản sắc văn hóa riêng cho huyện. Nhìn chung, vị trí cửa ngõ tỉnh Ninh Thuận và tỉnh Lâm Đồng, kết nối TP. Đà Lạt và TP. Phan Rang Tháp Chàm. Nằm trên các trục hành lang kinh tế đô thị quan trọng quốc gia về đƣờng bộ, đƣờng sắt. Địa hình thoải lƣợn sóng tại khu vực đất xây dựng đô thị dọc quốc lộ 27, quốc lộ 27B thuận lợi xây dựng công trình. Ninh Sơn có cảnh quan tự nhiên sông, suối, đồi núi tạo điều kiện thuận lợi để phát triển kinh tế, đặc biệt là công nghiệp, thƣơng mại dịch vụ và du lịch. Tuy nhiên, vẫn còn tồn tại cụ thể những mặt hạn chế sau đây:  Khí hậu, thời tiết diễn biến bất thƣờng (lũ lụt, nắng hạn), dịch bệnh thƣờng xuyên xảy ra làm ảnh hƣởng trực tiếp đến hoạt động sản xuất nông nghiệp, làm thay đổi cơ cấu cây trồng nhằm thích nghi với điều kiện tự nhiên.  Với lƣợng mƣa thƣờng quá thấp so với lƣợng bốc hơi hình thành hiện tƣợng sa mạng hóa khiến diện tích đất nông nghiệp càng ngày càng thu hẹp. Cụ thể, năm 2005 diện tích đất sản xuất nông nghiệp thƣờng xuyên bị khô hạn là 25.629 m2 chiếm khoảng 40% đất sản xuất nông nghiệp trên toàn huyện, trong đó diện tích đất sản xuất nông nghiệp bị hạn nặng là 4654.5 m2 chiếm khoảng 9% diện tích đất sản xuất trên toàn huyện và có nguy cơ hình thành sa mạc hóa trong 16 những năm tới. Thực tế đã minh chứng đến năm 2010, diện tích sa mạc hóa tại huyện đã tăng lên thêm 1,2 % so với năm 2005. 2.2.2. Điều kiện kinh tế Huyện Ninh Sơn có vị trí giao thƣơng quan trọng không chỉ riêng với huyện mà còn là một trong những vùng thuộc tỉnh Ninh Thuận có nhiều tiềm năng phát triển kinh tế, xã hội. Nhờ những điều kiện về tự nhiên thuận lợi, huyện Ninh Sơn đang phát triễn nông nghiệp, đƣa cộng nghệ hiện đại, áp dụng kỹ thuật tiên tiến vào sản xuất. Về nông nghiệp, tổng diện tích đất nông nghiệp 53.465,42 ha chiếm 69,26% điện tích đất tự nhiên toàn huyện (năm 2010) trong đó phần lớn là diện tích đất rừng phòng hộ 22.273,83 ha (28,85%), đất trong lúa là 3748,26 ha (4,86%) và đất trồng cây lâu năm là 2.122,12 ha (2,75%) còn lại là rừng sản xuất, nuôi trồng thủy sản và các ngành nông nghiệp khác. Theo Quy hoạch sử dụng đất đến năm 2020 huyện Ninh Sơn tỉnh Ninh Thuận thì huyện đang chú trọng đẩy mạnh phát triển nông nghiệp với quỷ đất nông nghiệp năm 2020 đạt 86,66% so với diện tích đất tự nhiên toàn huyện. Trong đó rừng phòng hộ đƣợc chú trọng cần đạt 38.94%. Tình hình nuôi trồng thủy sản ở huyện nhìn chung là không cao, diện tích đất nuôi trồng thủy sản 150,07 ha (năm 2010). 2.2.3. Điều kiện xã hội Dân số toàn huyện: 20.338hộ/83.568 khẩu. Trong đó 4.219 hộ/18.636 khẩu là đồng bào dân tộc thiểu số chiếm tỷ lệ 20,8%. Số hộ nghèo 3.253 hộ/ 12.849 khẩu, chiếm tỷ lệ 15,99% (trong đó có 1.595 hộ/7.011 khẩu là dân tộc thiểu số nghèo, chiếm tỷ lệ 49 % so với hộ nghèo toàn huyện); hộ cận nghèo 2.292 hộ/ 9.614 khẩu, chiếm tỷ lệ 11,27%. Các dân tộc sinh sống trên địa bàn huyện là: Kinh, Raglai, Chăm, K’Ho, Hoa, Churu,... Những nét đặc sắc của văn hoá Chăm thể hiện từ tiếng nói, chữ viết, nghệ thuật và kỹ thuật tạo dáng của các ngôi tháp bằng đất, các pho tƣợng bằng đá, đến các sản phẩm vải thêu, dệt hoa văn, dệt thổ cẩm hoặc đồ gốm và các vật dụng phục vụ cho cuộc sống hàng ngày. 17 2.3. Tổng quan phƣơng pháp nghiên cứu 2.3.1. Giới thiệu về GIS Theo Nguyễn Kim Lợi và Trần Thống Nhất (2007), GIS đƣợc định nghĩa nhƣ là một hệ thống thông tin mà nó sử dụng dữ liệu đầu vào, các thao tác phân tích, cơ sở dữ liệu đầu ra liên quan về mặt địa lý không gian, nhằm trợ giúp việc thu nhận, lƣu trữ, quản lý, xử lý, phân tích và hiển thị các thông tin không gian từ thế giới thực để giải quyết các vấn đề tổng hợp thông tin cho các mục đích của con ngƣời đặt ra. 2.3.2. Giới thiệu về chuỗi Markov Trong toán học, một chuỗi Markov đặt theo tên nhà toán học ngƣời Nga Andrei Andreyevich Markov, là một quá trình ngẫu nhiên theo thời gian với tính chất Markov. Trong một quá trình nhƣ vậy, quá khứ không liên quan đến việc tiên đoán tƣơng lai mà việc đó chỉ phụ thuộc theo kiến thức hiện tại (Lƣu Thị Hồng Quyên, 2012). Markov nhƣ một mô hình phát triển của kinh tế - xã hội và khoa học nghiên cứu cuối những năm 1950. Ứng dụng thực nghiệm của chuỗi Markov trong đô thị và phân tích khu vực bắt đầu xuất hiện vào những năm 1960. Một trong những ứng dụng đầu là Clark sử dụng chuỗi Markov để mô phỏng biến động của nhà cho thuê ở các thành phố của Mỹ. Clark mô tả sự biến động của những vùng điều tra dân số từ 10 năm khác nhau trong bốn thành phố khác nhau (Detroit, Pittsburg, Indianapolis và St Louis) trong giai đoạn từ năm 1940 đến năm 1960. Đặc điểm của một xích Markov đƣợc biểu diễn bởi phân bố điều kiện P(Xn+1|Xn) đó là xác suất chuyển dịch của quy trình. Xác suất của một chuyển dịch trong hai, ba hoặc nhiều bƣớc hơn đƣợc rút ra từ xác suất chuyển dịch một bƣớc và thuộc tính Markov. 2.3.3. Ứng dụng GIS và chuỗi Markov trong phân tích xu thế biến động SDĐ Trƣớc đây, việc đánh giá biến động HTSDĐ, hiện trạng rừng và diễn biến tài nguyên thiên nhiên đƣợc tiến hành thƣờng xuyên trên cơ sở sử dụng phƣơng pháp truyền thống trên bản đồ giấy, dựa vào các số liệu thống kê ngoài thực địa. Gần đây công nghệ GIS phát triển, việc ứng dụng GIS kết hợp với công nghệ viễn thám hoặc kết hợp với chuỗi Markov đã đem lại hiệu quả hết sức to lớn trong việc đánh giá biến động và dự báo. 18