Vùng 6: Vùng sinh thái nuôi trồng thủy sản nước ngọt trên đất phù sa
20.6.5 Ứng dụng kỹ thuật GIS (Geographical Information System)
20.6.5.1 Tổng quan
(Nguồn : Nguyễn Quang Thưởng, 2002)
T H A ÛO L U A ÄN B A N ẹ A ÀU 1. X ác định m ục tiêu
2. T hu thập thông tin 3. L ập kế hoạch nghiên cư ùu
M O ÂI T R ệ ễ ỉN G T ệ ẽ N H IE ÂN ẹ ũa
chaỏt ẹ ũa hình K hí
hậu T hủy vaờn ẹ aỏt
v.v…
M O ÂI T R Ư ỜN G K IN H T E Á-X A Õ H O ÄI K inh teá
X ó ho ọi Sản xuất
N ông - L âm – T hủy sản
ẹ A ÁT (SO IL ) - T ính chất đất - Đ ơn vị bản đồ đất
ẹ A ÁT ẹ A I (L A N D ) - L ựa chọn các chỉ tiêu - X ây dựng bản đo à đất đai
L O A ẽI H èN H S ệ Û D U ẽN G ẹ A ÁT - L oại hình sử dụng đất chính - L oại hình sử dụng đất chi tiết
C H A ÁT L ệ ễ ẽN G ẹ A ÁT ẹ A I - Đ ặc tính
- C hất lượng đất đai
Y E ÂU C A ÀU Sệ Û D U ẽN G Đ A ÁT - Y êu cầu sử dụng
đất đai - N hững hạn chế đất đai S O S A ÙN H C H A ÁT L ệ ẽễ N G ẹ ẹ
V ễ ÙI Y E ÂU C A ÀU S ệ Û D U ẽN G ẹ A ÁT ẹ A I - ẹ oỏi chieỏu
- Đ ánh giá tác động m o âi trường - P hân tích kinh te á – xã hội - K iểm tra thực địa
ẹ A ÙN H G IA Ù K HA Û N A ấN G T H ÍC H H ễ ẽP ẹ A ÁT ẹA I
X A ÙC ẹ ềN H T IE ÀM N A ấN G ẹ A ÁT ẹ A I
T O ÅN G K E ÁT a. C ác loại bản đo à.
C A ÛI TA ẽO ẹ A ÁT ẹ A I
Hỡnh 20.11: Sơ ủồ cỏc bước nghiờn cứu tiến hành ủỏnh giỏ ủất ủai
Hiện nay, việc mụ hỡnh hoỏ và kết nối với hệ thống thụng tin ủịa lý ủó ủược ứng dụng rộng rói trong ủỏnh giỏ tài nguyờn ủất ủai, nhằm dự bỏo giỏ trị và tiềm năng ủất ủai. Việc tớch hợp mụ hỡnh hoỏ với GIS mang lại những lợi ớch rất lớn trong lĩnh vực này. Vai trũ trung tõm của GIS trong ủỏnh giỏ ủất ủai ủược minh hoạ trong hỡnh 20.11. Nguồn dữ liệu cho hệ thống thụng tin này cú thể bằng việc lấy mẫu ngoài ủồng, những kết quả từ phộp nội suy không gian và phân tích ảnh viễn thám.
Kỹ thuật GIS với khả năng lưu trữ, xử lý, phân tích và mô hình hoá có thể thực hiện: (1) Chồng xếp và tổng hợp nhiều lớp thụng tin chuyờn ủề (Thematic information layers) với số lượng lớn trên cùng một khu vực; (2) Cung cấp những thông tin mới nhờ các mô hình tính toán toán học; (3) quản lý và lưu trữ những cấu trỳc dữ liệu ủa dạng và phức tạp với quy mụ lớn; (4) dễ dàng cập nhật hoá dữ liệu và kết nối với các hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu khác. Những khả năng nói trên cho phép GIS có thể sử dụng những thuộc tính không gian và phi không gian (spatial and non-spatial attributes) của cơ sở dữ liệu ủể trả lời nhưng cõu hỏi hoặc những yờu cầu ủịnh hướng trờn một vựng cụ thể. Do vậy, kỹ thuật GIS ngày nay ủó ủược ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, ủặc biệt trong lĩnh vực nghiờn cứu tài nguyờn thiờn nhiờn và quản lý ủất ủai.
Ở Việt Nam, việc ứng dụng kỹ thuật GIS chỉ mới ủược biết ủến vào ủầu thập niờn 90. Ứng dụng ủầu tiờn của GIS tại Việt Nam ủược thực hiện trong nghiờn cứu “Xõy dựng bản ủồ sinh thỏi ủồng bằng sụng Hồng” tỷ lệ 1/250.000 (1990). Tiếp sau ủú, một số ứng dụng khỏc của GIS trong cỏc nghiờn cứu ủỏnh giỏ khả năng sử dụng tài nguyờn ủất ở một số ủịa phương như ðắk Lắk, ðBSCL, vùng ðồng Tháp Mười, Huyện Ô Môn, ðồng Nai,...
Phạm vi ứng dụng GIS trong lĩnh vực nghiờn cứu tài nguyờn ủất ở nước ta rất phong phú và hứa hẹn nhiều triển vọng.
Cựng với sự ra ủời của nhiều phần mềm mang tớnh chuyờn ngành, ủơn giản, dễ sử dụng và mang lại hiệu quả cao nờn kỹ thuật GIS ngày càng ủược ứng dụng rộng rói trong nhiều ngành, nhất là trong lĩnh vực nghiờn cứu ủất ủai. Tuy nhiờn, việc xõy dựng cơ sở dữ liệu cần thiết cho cỏc bài toỏn phõn tớch phụ thuộc rất nhiều vào dữ liệu nền, số lượng và ủộ tin cậy của thụng tin ủược lưu trữ. Việc ứng dụng vẫn chưa ủồng bộ (nhất là về dữ liệu nền),
Hỡnh 20.12: Sơ ủồ hệ thống ủỏnh giỏ tài nguyờn ủất ủai và vai trũ của GIS trong tiến trỡnh ủỏnh giỏ
dữ liệu lưu trữ chưa thống nhất và chưa ủủ ủộ tin cậy làm ảnh hưởng rất nhiều ủến chất lượng bài toỏn ủầu ra nhằm hỗ trợ cho việc ra quyết ủịnh. Vỡ vậy, trong tương lai cần phải xây dựng một chiến lược về công nghệ thông tin quốc gia, tạo ủiều kiện dễ dàng cho việc cung cấp và trao ủổi thụng tin giữa các ban ngành.
Trong lĩnh vực ủỏnh giỏ ủất ủai, hiện nay trờn thế giới ủang sử dụng một số chương trình máy tính (computer programs) như ALES (Automated land evaluation system), MicroLEIS 2000, AEZWIN... (A Compendium of On-Line Soil Survey Information: Land Evaluation, rossiter@itc.nl) ủược kết nối với GIS nhằm hỗ trợ cho cụng tỏc ủỏnh giỏ ủất ủai và phõn vựng sinh thái cây trồng. ðặc biệt, Chương trình máy tính ILES (Integrated land
evaluation system) ủang trong thời gian xõy dựng và hoàn chỉnh, tương lai sẽ là cụng cụ hỗ trợ mạnh hơn cho cỏc nhà ủỏnh giỏ ủất ủai.
Vừa qua, chương trỡnh ALES ủó ủược ứng dụng trong Chương trỡnh ủỏnh giỏ ủất phục vụ quy hoạch sử dụng ủất cho cỏc tỉnh Tõy Nguyờn - Dự án hợp tác giữa Viện Quy hoạch và thiết kế nông nghiệp với Trường ðại học Katholic, Leuven của Vương quốc Bỉ (Trần Văn Huệ, Trần An Phong, Nguyễn Khang, D. D’Haeze và nnk, 12/2001). Bước ủầu cho thấy những ưu ủiểm trong việc nối kết thụng tin giữa mụ hỡnh hoỏ và hệ thống GIS.
Trong ủề tài này, lần ủầu tiờn chỳng tụi ủó ứng dụng chương trỡnh ALES (version 4.65d) và kết hợp với kỹ thuật GIS trong ủỏnh giỏ ủất ủai tỉnh Cà Mau và ủõy chớnh là ủiểm ủúng gúp mới của ủề tài này. Bước ủầu chắc chắn sẽ cú nhiều vấn ủề chưa ủược hoàn chỉnh, nhất là trong việc xõy dựng mụ hỡnh ủỏnh giỏ. Tuy nhiờn, qua những kết quả ủạt ủược cú thể núi ủõy thực sự là một cụng cụ (tool) thực sự hữu ớch cho những người làm cụng tỏc ủỏnh giỏ ủất ủai.
20.6.5.2 Giới thiệu về Hệ thống ủỏnh giỏ ủất tự ủộng (Automated land evaluation system - ALES)
Trong tiến trỡnh ủỏnh giỏ ủất ủai, việc xõy dựng cỏc biểu bảng liờn kết và tính toán khả năng thích hợp cần rất nhiều thời gian và dễ mắc sai sót. Vì vậy, cần phải tự ủộng hoỏ tiến trỡnh ủỏnh giỏ ủất ủai. Từ năm 1990, Rossiter ủó nhấn mạnh ủến tầm quan trọng của một chương trỡnh mỏy tớnh nhằm hỗ trợ cho cỏc nhà chuyờn mụn cải thiện cỏc dự ỏn ủỏnh giỏ ủất của mỡnh. Vỡ thế ủó dẫn ủến sự ra ủời của Chương trỡnh ủỏnh giỏ ủất tự ủộng (gọi tắt là ALES), do hai tác giả Rossiter và Van Wanbeke thuộc Trường ðại học Cornell (Hoa Kỳ) biờn soạn theo “Khung ủỏnh giỏ ủất của FAO”.
ALES có thể thực hiện cả việc phân tích khả năng thích hợp về tự nhiên lẫn kinh tế. ðối với ủỏnh giỏ khả năng thớch hợp về tự nhiờn, cỏc chất lượng ủất ủai cú thể ủược xỏc ủịnh trực tiếp hoặc giỏn tiếp. Sau ủú, nhà ủiều tra sẽ xõy dựng nhỏnh cõy quyết ủịnh và phõn cấp mức thớch hợp từng chất lượng ủất ủai theo yờu cầu của cỏc loại hỡnh sử dụng ủất. Việc ủỏnh giỏ về kinh tế ủược dựa trờn thu nhập thuần (gross margins) của cỏc loại hỡnh sử dụng ủất.
Việc xây dựng mô hình trong ALES rất khác nhau tuỳ vào yêu cầu của từng ủịa phương. Vỡ vậy, việc xỏc lập cỏc yờu cầu sử dụng ủất ủể ủỏnh giỏ phải phự hợp với ủiều kiện và mục tiờu của ủịa phương. Việc ứng dụng
88
ALES ủó mang lại hai lợi ớch trong ủỏnh giỏ ủất: (i) Cỏc kết quả ủỏnh giỏ về kinh tế rất dễ bị lỗi thời nên người sử dụng ALES là có thể cập nhật thường xuyờn cỏc thụng số kinh tế; (ii) dễ dàng thay ủổi nhỏnh cõy quyết ủịnh trong ủỏnh giỏ thớch hợp về tự nhiờn và ALES sẽ cho kết quả ngay, (iii) kết quả ủỏnh giỏ của ALES cú thể kết nối với hệ thống GIS phục vụ cho việc phõn tớch ủưa ra cỏc phương ỏn quy hoạch sử dụng ủất. Ngoài ra, việc ủỏnh giỏ trong ALES ủược dựa trờn chất lượng ủất ủai nờn cỏc yếu tố mụi trường tự nhiờn ủược xem xột trong mối liờn hệ với nhau rất chặt chẽ và mang tớnh hệ thống hơn ủỏnh giỏ dựa trờn cỏc ủặc tớnh ủất ủai riờng lẻ.
20.6.5.3 Tổng quan về cỏc bước ủỏnh giỏ ủất trong ALES Trong ALES, ủỏnh giỏ ủất ủược tiến hành theo cỏc bước sau:
1. Xỏc ủịnh mục tiờu và phương phỏp thực thi.
2. Xỏc ủịnh quy mụ và tỷ lệ vựng ủược ủỏnh giỏ.
3. Xỏc ủịnh loại hỡnh sử dụng ủất căn cứ vào hiện trạng sử dụng ủất và tiến hành lựa chọn cỏc loại hỡnh sử dụng ủất cú triển vọng trong vựng ủể ủỏnh giỏ.
4. Trờn cơ sở cỏc loại hỡnh sử dụng ủất cú triển vọng, tiến hành chọn lựa cỏc chất lượng ủất ủai theo yờu cầu của cỏc loại hỡnh sử dụng ủất.
5. Trờn cơ sở chất lượng ủất ủai, xỏc ủịnh cỏc ủặc tớnh ủất ủai dựng làm yếu tố chuẩn đốn cho các loại hình sử dụng đất.
6. Thu thập cỏc tư liệu cần thiết, cú thể bổ sung bằng thực ủịa.
7. Xõy dựng bản ủồ ủơn vị ủất ủai và cơ sở dữ liệu theo yờu cầu của ủỏnh giỏ.
8. Xõy dựng mụ hỡnh ủỏnh giỏ ủất (Build models).
9. Kết nối cơ sở dữ liệu từ bản ủồ ủất ủai với ALES, mỏy tớnh xử lý và ủỏnh giỏ.
10. Kết xuất kết quả.
11. Báo cáo kết quả với người sử dụng.
12. Hỗ trợ dự án và tiếp nhận các bổ sung từ dự án.
Cỏc bước trong sơ ủồ này khụng khỏc nhiều so với sơ ủồ tổng quỏt của FAO (hình 20.2) mà chỉ thay thế phần kết hợp so sánh giữa chất lượng ủất ủai với yờu cầu sử dụng ủất ủai bằng việc xõy dựng mụ hỡnh và kết nối cơ sở dữ liệu giữa bản ủồ ủơn vị ủất ủai với mụ hỡnh ủể mỏy tớnh thực hiện việc xử lý và cho ra kết quả ủỏnh giỏ.
Xác định quy mô và tỉ lệ vùng được đánh giá
Xác định nguồn tài liệu và khảo sát nếu có thể hoặc cần thiết
Túm lại, Chương trỡnh ủỏnh giỏ ủất tự ủộng (ALES) là một mụ hỡnh hỗ trợ quỏ trỡnh ủỏnh giỏ ủất ủai và là cú thể xem như một phần của GIS (cú sự kết nối thụng tin giữa dữ liệu của bản ủồ ủơn vị ủất ủai với mụ hỡnh). Việc phân cấp các mức thích hợp phụ thuộc rất nhiều vào quá trình xây dựng nhỏnh quyết ủịnh (decision tree) cho cỏc chất lượng ủất ủai, cụng việc này ủụi khi phụ thuộc hoàn toàn vào kiến thức và kinh nghiệm của các chuyên gia.
Hỡnh 20.13: Sơ ủồ ủỏnh giỏ ủất ủai trong ALES
(1 )
X a ực ủ ũn h ủ o ỏi tử ụ ùn g v a ứ p h ử ụ n g tie ọn th ử ùc th i
(3)
X a ực định lo ại h ỡn h sử d u ùng đ ất (LU Ts)
(2)
X ỏc đ ịn h qu y m ụ va ứ tỉ le ọ vu ứng đ ươ ùc đa ựn h g iỏ
(4)
X ác định yêu cầu sử dụng đất (LU R ) của các lo ại hình sử dụng đất (L U Ts)
(5)
X ác đ ịn h ca ùc tính chất đa át đ a i (LC s) du ứn g la ứm ye ỏu toỏ ch u aồn ủo a ựn
cho ca ùc lo ại sử d ụng đa át (6)
X ỏc đ ịn h ngu ồn ta ứi lie ọu va ứ kh ảo sa ựt n e ỏu co ự th e ồ h oặc ca àn th iết
(7)
N ha ọp thuo ọc tớnh ủa ỏt ủ a i va ứo ba ỷn g dữ lie ọu va ứ ba ỷn đo à
(8) X ây d ựng m ô h ìn h
đánh g ia ù đ ất
(9)
M ỏy tớnh xư ỷ lý va ứ đ a ựn h giỏ
(1 0 ) K eát x ua át ke át q ua û
(1 1)
B ỏo c ỏo ke ỏt q u a ỷ v ơ ựi n g ươ ứi sử d ụn g
(1 2)
G iu ựp đ ỡ vơ ựi sư ù bo ồ sun g của D ự A Ùn