- ỨNG DỤNG GIS VÀ VIỄN THÁM PHÂN TÍCH MỐI QUAN HỆ GIỮA SỰ GIA TĂNG DIỆN TÍCH ĐẤT CÓ CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG VÀ MẬT ĐỘ DÂN SỐ THÀNH PHỐ HUẾ. - Dân số, đất có công trình xây dựng, thành phố Huế Keywords:. - Sự thay đổi về diện tích đất có công trình xây dựng tại thành phố Huế từ năm 2013 đến 2017 được tính toán dựa trên ảnh vệ tinh Landsat 8 được cung cấp từ địa chỉ website: earthexplore.usgs.gov do cơ quan Hàng không và Vũ trụ Hoa Kỳ quản lý. - Để trả lời được câu hỏi về mối quan hệ giữa diện tích đất có công trình xây dựng và mật độ dân số, ba phương pháp chính bao gồm phương pháp thu thập số liệu, phương pháp điều tra thực địa, lấy mẫu điểm GPS, phương pháp phân loại và đánh giá độ chính xác phân loại được sử dụng để nghiên cứu. - Trong giai đoạn từ năm 2013 đến năm 2017, diện tích đất có công trình xây dựng trên địa bàn thành phố Huế được mở rộng 382,82 ha cùng với đó là sự tăng trưởng của mật độ dân số từ 242 người/km 2 lên 247 người/km 2 . - Mối quan hệ giữa diện tích đất có công trình xây dựng và mật độ dân số, thể hiện thông qua phương trình Y = 65,294X – 11415 có hệ số tương quan r = 0,808 và hệ số xác định R 2 = 0,6531. - Kết quả cho thấy rằng sự gia tăng của mật độ dân số có mối tương quan nhất định đối với diện tích đất có công trình xây dựng.. - Ứng dụng GIS và viễn thám phân tích mối quan hệ giữa sự gia tăng diện tích đất có công trình xây dựng và mật độ dân số thành phố Huế. - Ở Việt Nam, năm 2016, Lê Thị Thu Hà đã thực hiện nghiên cứu biến động sử dụng đất trong mối quan hệ với một số yếu tố nhân khẩu học thuộc khu vực huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định. - Để đánh giá biến động về diện tích đất có công trình xây dựng, nghiên cứu đã sử dụng ảnh vệ tinh Landsat 8 được thu thập qua các năm và 2017 (Bảng 1).. - Ngoài ra, để đảm bảo cho nội dung nghiên cứu đạt yêu cầu, còn phải thực hiện thu thập, điều tra các loại bản đồ chuyên đề như: bản đồ hiện trạng sử dụng đất của thành phố Huế từ năm 2013 đến 2017, bản đồ quy hoạch sử dụng đất của thành phố đến năm 2020. - Trên cơ sở số liệu đã thu thập được, đề tài đã tiến hành sử dụng ảnh Landsat để giải đoán.. - Điểm đo GPS đảm bảo theo từng loại hình để phục vụ nghiên cứu, vị trí đo lấy mẫu mỗi loại được thực hiện ở khu vực cách xa ranh giới của thửa đất có mục đích sử dụng đất khác nhau liền kề nhằm hạn chế tối đa sai số của vị trí lấy mẫu. - STT Tọa độ X Tọa độ Y Loại hình STT Tọa độ X Tọa độ Y Loại hình Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác Đất có công trình xây dựng Nhóm đất khác (Nguồn số liệu thu thập từ thực địa năm 2017). - Hình 1: Bản đồ phân bố vị trí các điểm GPS lấy mẫu thực địa 2.2.3 Phương pháp phân loại và đánh giá độ. - chính xác phân loại. - Việc phân loại các đối tượng trên ảnh viễn thám được sử dụng bằng phần mềm Envi và ArcGIS. - Ngoài ra, bản đồ Google map cũng được sử dụng nhằm hỗ trợ quá trình giải đoán ảnh.. - Căn cứ vào độ phân giải của ảnh, hệ thống phân loại sử dụng đất/lớp phủ từ tư liệu viễn thám, điều tra thực địa và kết quả phân tách ảnh thành các đối tượng để xác định các loại hình sử dụng đất/lớp phủ của khu vực nghiên cứu. - Phân loại đối tượng theo thuật toán Maximum Likelihood bằng mẫu huấn luyện thu thập ngoài thực địa. - Để đánh giá tính chất của sai sót phạm phải trong quá trình phân loại đề tài dựa vào chỉ số Kappa, chỉ số này nằm trong phạm vi từ 0 đến 1 và biểu thị sự giảm theo tỷ lệ về sai số được thực hiện bằng một yếu tố phân loại hoàn toàn ngẫu nhiên (Lê Thị Thùy Vân, 2010).. - Đánh giá độ chính xác phân loại theo mẫu kiểm chứng. - Độ chính xác phân loại được đánh giá bằng ma trận sai số thông qua chức năng accuracy assessment trong phần mềm ArcGIS. - Chức năng ma trận sai số của ENVI cho phép so sánh ảnh đã được phân loại với kết quả thực địa hoặc các vùng mẫu với mục đích đánh giá độ chính xác kết quả phân loại (Lê Văn Trung, 2015).. - Ảnh vệ tinh sau khi phân loại được biên tập bằng. - liệu định vị để thành lập bản đồ phân loại sử dụng đất thành phố Huế. - Sử dụng chức năng phân tích không gian chồng xếp bản đồ để tạo bản đồ biến động. - Phân tích, tổng hợp số liệu hiện trạng và biến động sử dụng đất/lớp phủ bằng phần mềm Microsoft Excel. - Sử dụng phần mềm SPSS để tính toán và phân tích mối tương quan giữa biến động sử dụng đất với mật độ dân số trên địa bàn nghiên cứu.. - 3.1 Phân loại ảnh vệ tinh theo phương pháp dựa trên pixel. - 3.1.1 Phân loại ảnh. - Đặc điểm của phương pháp dựa trên pixel là phân loại dựa vào đối tượng được phân tách từ ảnh vệ tinh. - Với ảnh vệ tinh Landsat 8 thu thập qua các năm và 2017 được kết quả phân tích ảnh theo hai lớp phủ: đất có công trình xây dựng (đất thuộc nhóm đất phi nông nghiệp gồm đất dân cư, công trình nhân tạo. - và đất khác (đất lúa, đất lâm nghiệp, đất sông, suối, ao, hồ, đất nuôi trồng thủy sản, đất chưa sử dụng,…).. - Việc tiến hành chọn mẫu phân loại với hai lớp thực phủ như Bảng 3 (Xie et al., 2008. - Phân loại theo thuật toán Maximum Likelihood với hai lớp phủ. - Kết quả phân loại thu được các lớp phủ sau phân loại dưới dạng raster.. - Căn cứ vào ảnh tổ hợp từ ba kênh màu GRB, đề tài lấy mẫu phân loại ảnh cho từng lớp đối tượng đã được phân chia như Bảng 3. - Đất có công trình xây dựng (đất thuộc nhóm đất phi nông nghiệp gồm đất dân cư, công trình nhân tạo,…). - Đất khác. - 3.1.2 Kiểm tra và đánh giá độ chính xác phân loại. - Đánh giá độ chính xác sau phân loại – Confusion matrix. - Sau khi phân loại ảnh bằng phần mềm ENVI và đánh giá, kết quả phân loại được thể hiện qua thống kê độ chính xác tổng quan và hệ số Kappa coefficient (Bảng 4).. - Bảng 4: Bảng đánh giá độ chính xác phân loại ảnh Landsat nghiên cứu. - Bảng số liệu cho thấy rằng các ngưỡng chỉ số Kappa coefficient đều nằm trong ngưỡng cho phép để tiến hành thành lập bản đồ phân loại sử dụng đất của thành phố Huế qua các năm 2013 đến 2017 (0,8<. - Kiểm tra độ chính xác sau phân loại. - Sau khi phân loại ảnh, số liệu GPS thu thập từ thực địa được thu thập tại thời điểm tháng 9 năm 2017 để kiểm chứng và đánh giá độ chính xác. - Bảng 5: Đánh giá độ chính xác phân loại ảnh vệ tinh các năm nghiên cứu. - Phân loại trên ảnh Landsat. - người sử dụng. - sử dụng. - Đất có. - công trình. - xây dựng . - Đất khác . - Kết quả đánh kiểm tra độ chính xác phân loại ảnh vệ tinh và 2017 thể hiện trong Bảng 5 cho thấy hai lớp phủ phân loại đều có độ chính xác cao, từ 93. - Tuy nhiên, vẫn có sự nhầm lẫn giữa hai lớp phân loại. - 3.2 Thành lập bản đồ phân loại thực vật từ ảnh viễn thám. - Kết hợp giải đoán bằng mắt và phương pháp số, các bản đồ phân loại sử dụng đất theo mục đích nghiên cứu được xây dựng trên phần mềm ArcGIS 10.3 từ năm 2013 đến 2017.. - Từ kết quả xây dựng và thống kê diện tích, đề tài đã tiến hành gộp các lớp dữ liệu thành hai loại chính gồm: nhóm đối tượng đất khác (đất khác) và nhóm. - đất có công trình xây dựng. - Kết quả diện tích đất có công trình xây dựng từ năm 2013 đến năm 2017 được thể hiện qua Bảng 6.. - Bảng 6: Thống kê diện tích các loại đất nghiên cứu tại thành phố Huế. - Đất có công trình xây dựng . - Tổng diện tích . - Hình 3: Biểu đồ thống kê diện tích các loại đất nghiên cứu tại thành phố Huế Hình 3 cho thấy số liệu về diện tích đất có công. - trình luôn chiếm tỷ lệ lớn hơn gấp hai lần so với các diện tích của các loại đất khác. - Từ năm 2013 đến năm 2017, tổng diện tích đất có công trình xây dựng luôn có sự tăng đáng kể. - Ngược lại với sự tăng diện tích có công trình xây dựng, tổng diện tích các loại đất khác có sự giảm đáng kể với xấp xỉ hơn 382 ha, từ 2.658,68 ha năm 2013 xuống còn 2.275,86 ha năm 2017.. - 3.3 Biến động diện tích đất công trình xây dựng đô thị giai đoạn 2013-2017. - pháp xây dựng bảng chéo từ các kết quả phân loại.. - Các dữ liệu ảnh vệ tinh hiện có chỉ cho phép xây dựng được các bản đồ phân loại lớp phủ các năm và 2017. - Kết quả đánh giá biến động cho phép theo dõi diện tích của loại hình Đất có công trình xây dựng và loại hình đất khác (không phải công trình xây dựng) trong vùng nghiên cứu, diễn biến theo thời gian và không gian.. - Từ chuỗi dữ liệu là các kết quả phân loại lớp phủ các năm nghiên cứu, đề tài đã tiến hành chồng ghép, thành lập bản đồ tổng quan về sự phát triển đất đô thị cho thành phố Huế.. - Hình 4: Bản đồ biến động đất có công trình xây dựng thành phố Huế giai đoạn 2013-2017. - Bảng 7: Biến động diện tích sử dụng đất có công trình xây dựng giai đoạn 2013-2017 trên địa bàn thành phố Huế. - Diện tích (ha) Tỷ lệ. - Đất khác 2.658,68 ha 2.275,86 ha . - Đất có công trình xây dựng 4.408,64 ha 4.791,46 ha Từ Bảng 7 trong giai đoạn 2013 đến 2017 diện. - tích đất khác giảm, năm 2013 diện tích đất khác (đất không có công trình xây dựng) của khu vực nghiên cứu là 2658,68 ha đến năm 2017 diện tích đất khác chỉ còn 2275,86 ha. - Như vậy chỉ trong vòng 5 năm diện tích đất khác đã giảm 382,82 ha chủ yếu chuyển qua làm đất công trình do xã hội ngày càng phát triển, đô thị hóa diễn ra mạnh nên cơ sở hạ tầng ngày càng được nâng cấp, nhiều khu nghỉ mát, khu công nghiệp, đường giao thông,… được xây dựng.. - 3.4 Mối quan hệ giữa biến động đất có công trình xây dựng và mật độ dân số thành phố Huế Trong nghiên cứu này, yếu tố mật độ dân số được sử dụng để nghiên cứu vì yếu tố này được xác định dựa trên cơ sở quy mô dân số nội thị và diện tích xây dựng trong giới hạn nội thị của đô thị.. - Trong khi phân tích các hệ số tương quan đã cho nhiều cái nhìn sâu sắc về mối quan hệ hiện có giữa mật độ dân số và sử dụng đất ở, hệ số xác định R 2 tiết lộ mối quan hệ giữa các biến trong nhân khẩu học và biến đất có công trình xây dựng, các biến này giải thích và dự báo cho nhu cầu sử dụng đất để xây dựng các công trình. - Mô hình hồi quy đơn giản được sử dụng để dự báo tác động của mật độ dân số đến. - sự thay đổi diện tích loại hình đất có công trình xây dựng.. - Mối quan hệ giữa sự gia tăng diện tích đất có công trình xây dựng với mật độ dân số tại thành phố Huế được thể hiện qua hàm Y = aX + b. - Trong đó: Y là tổng diện tích đất có công trình xây dựng - biến phụ thuộc. - Bảng 8: Bảng số liệu thống kê diện tích có công trình xây dựng và mật độ dân số thành phố Huế giai đoạn 2013-2017. - Năm Diện tích phi nông. - Hình 5: Biểu đồ đường hồi quy thể hiện mối quan hệ giữa diện tích đất có công trình xây dựng và mật độ dân số thành phố Huế giai đoạn . - Phương trình hồi quy tuyến tính đơn biểu thị mối quan hệ giữa diện tích có công trình xây dựng và mật độ dân số thành phố Huế giai đoạn . - Trong mô hình hồi quy (Hình 5), mật độ dân số là biến độc lập, dạng biến là định lượng được đo lường liên tục (continuous measurement), có vai trò giải thích cho biến phụ thuộc là biến diện tích đất có công trình xây dựng. - giữa r = 0,808 và hệ số xác định R cho thấy sự gia tăng diện tích đất có công trình xây dựng khu vực thành phố Huế phụ thuộc tương quan vào sự biến thiên mật độ dân số.. - Sử dụng đất tại thành phố Huế giai đoạn biến động khá phức tạp về diện tích cũng như về không gian đô thị. - Tuy nhiên, sự biến động xảy ra chủ yếu ở diện tích đất có công trình xây dựng tăng 382,82 ha, cho thấy quá trình mở rộng đô thị, khai thác đất diễn ra khá mạnh mẽ.. - Việc ứng dụng viễn thám để theo dõi biến động đất đai có thể xác định nhanh các diện tích đất bị biến động mà còn tiết kiệm được rất nhiều thời gian.. - Kết quả của đề tài không chỉ cho thấy sự thay đổi về diện tích của các đối tượng, đặc biệt là sự gia tăng đất có công trình xây dựng, mà còn mối quan hệ giữa sự biến động đất với mật độ dân số trên địa bàn nghiên cứu.. - Diện tích đất có công trình xây dựng tăng bên cạnh tác động của các yếu tố chính sách xã hội thì việc gia tăng mật độ dân số cũng tác động đến sự gia tăng đó, thể hiện rõ trong mối quan hệ giữa diện tích đất có công trình xây dựng và mật độ dân số có hệ số tương quan r = 0,808 và hệ số xác định R . - Bên cạnh đó, việc sử dụng ảnh viễn thám thường xuyên bị lỗi cũng gây ra nhiều khó khăn trong quá trình giải đoán ảnh, song kết quả đạt được tương đối chính xác.. - Nghiên cứu biến động sử dụng đất trong mối quan hệ với một số yếu tố nhân khẩu học thuộc khu vực huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định. - Báo cáo thuyết minh điều chỉnh quy hoạch sử dụng đất đến năm 2010, kế hoạch sử dụng đất 5 năm kỳ cuối của Thành phố Huế.