Bài giảng Hệ thống thông tin địa lý: Chương 4

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC KHOA TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ

GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEM

(GIS)

Giảng viên: Tiến sĩ. Kiều Quốc Lập

Chương 4 NHỮNG ỨNG DỤNG CỦA GIS

CÁC LĨNH VỰC ỨNG DỤNG CỦA GIS

- Giao thông vận tải - Nông nghiệp và phát triển nông thôn - Quản lý tài nguyên thiên nhiên - Quản lý kinh tế-xã hội - Quy hoạch và quản lý đô thị - Phân tích giám sát môi trường - Quy hoạch lãnh thổ - Dự báo giám sát thiên tai - Tìm kiếm cứu nạn

Ngày nay, GIS ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực:

Ví dụ về ứng dụng GIS:

ỨNG DỤNG GIS TRONG PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ SINH THÁI CẢNH QUAN MIỀN NÚI

THÀNH LẬP CƠ SỞ DỮ LIỆU GIS

PHÂN TÍCH CẤU TRÚC SINH THÁI CẢNH QUAN MIỀN NÚI

PHÂN TÍCH CHỒNG XẾP KHÔNG GIAN GIS

PHÂN TÍCH XỬ LÍ ẢNH VIỄN THÁM

PHÂN TÍCH THỐNG KÊ KHÔNG GIAN GIS

PHÂN TÍCH ĐIỀU TRA THỰC ĐỊA

PHÂN TÍCH YẾU TỐ CẢNH QUAN

PHÂN TÍCH LOẠI HÌNH CẢNH QUAN

PHÂN KHU SINH THÁI CẢNH QUAN

Mô hình nghiên cứu

ĐÁNH GIÁ THÍCH NGHI SINH THÁI CẢNH QUAN MIỀN NÚI

MÔ HÌNH TÍCH HỢP GIS- AHP

MÔ HÌNH TÍCH HỢP GIS- ALES

PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỨ BẬC

ĐÁNH GIÁ NHANH NÔNG THÔN

ĐÁNH GIÁ THÍCH NGHI SINH THÁI

ĐÁNH GIÁ GIÁ TRỊ BẢO TỒN CQ RỪNG

ĐÁNH GIÁ THÍCH NGHI BỀN VỮNG ĐẤT

KIẾN NGHỊ QUY HOẠCH PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG CẢNH QUAN MIỀN NÚI

MÔ HÌNH ỨNG DỤNG GIS TRONG PHÂN TÍCH CẤU TRÚC KHÔNG GIAN STCQ MIỀN NÚI

BĐ ĐỊA HÌNH

BĐ ĐỊA MẠO

BĐ ĐẤT

BĐ KHÍ HẬU

BĐ THẢM TV

C H Ồ N G X Ế P B Đ

BĐ CẤU TRÚC STCQ

XUẤT DL

PHÂN TÍCH KHÔNG GIAN GIS

PHẦN MỀM PHÂN TÍCH KHÔNG GIAN GIS MapGIS 8.3 ArcGIS 10.1 SuperMap 5.0 ArcInfo

MÔ PHỎNG4

MÔ PHỎNG3

MÔ PHỎNG2

MÔ HÌNH MÔ PHỎNG PHÂN TÍCH KHÔNG GIAN GIS

MÔ PHỎNG1

BĐ PHÂN KHU CHỨC NĂNG SINH THÁI CẢNH QUAN MIỀN NÚI

Phân tích yếu tố địa hình

Kết quả phân tích độ cao địa hình

TT TT

Độ cao （m） Diện tích （hm2） Tỉ lệ （%） Lũy kế （%） Độ cao （m） Diện tích （hm2） Tỉ lệ （%） Lũy kế （%）

1 400500

397.7

0.586

15 18001900

2866.8

4.224

68.560

2 500600 642.1 0.946 1.532 16 19002000 2382.2 3.510 72.070

3 600700 934.4 1.377 2.909 17 20002100 2747.1 4.049 76.119

4 700800 613.3 0.904 3.813 18 21002200 2381.8 3.510 79.629

5 800900

1025.4

1.511

5.324

19 22002300

2361.5

3.480

83.109

6 9001000 1179.1 1.737 7.061 20 23002400 2500.6 3.686 86.795

7 10001100 4278.7 6.305 13.366 21 24002500 1952.2 2.877 89.672

8 11001200 5250.3 7.739 21.105 22 25002600 1380.6 2.035 91.707

9 12001300 3485.0 5.135 26.240 23 26002700 1863.3 2.748 94.455

10 13001400 5956.1 8.778 35.018 24 27002800 1905.2 2.807 97.262

11 14001500 4720.4 6.951 41.969 25 28002900 1108.4 1.634 98.896

12 15001600 5206.5 7.677 49.646 26 29003000 625.8 0.924 99.820

13 16001700 4147.3 6.114 55.760 27 30003100 120.7 0.179 99.999

14 17001800 5824.7 8.576 64.336 28 31003200 6.8 0.001 100.00

Phân tích yếu tố độ dốc

Phân tích độ dốc: Ứng dụng mô hình phân tích mạng lưới Grid (DEM) trong MapGIS

Kết quả:

Thoải (I)：080，3277.8hm2， chiếm 4.83% Tương đối dốc (II)：8150， 11659.1hm2，17.18% Dốc (III)：15250 ， 27437.4hm2， chiếm 40.43% Rất dốc (IV)：>250 ，25489.7hm2， chiếm 37.56%

Phân tích yếu tố khí hậu

Mô hình phân tích:

BĐ nhiệt độ TB năm

BĐ lượng mưa TB năm

BĐ độ dài mùa lạnh

BĐ độ dài mùa khô

Bản đồ sinh khí hậu

Phân tích yếu tố thảm thực vật

Ảnh viễn thám TM

Bản đồ địa hình Thông tin địa hình

Chỉnh lí hình học ảnh viễn thám

Bản đồ địa mạo

Bản đồ DEM (độ cao, độ dốc, hướng sườn)

Bản đồ chỉ số thực vật NDVI

Phân tích chồng xếp yếu tố địa hình và thực vật

Triết xuất kết quả phân tích

Thành lập bản đồ phân loại thảm thực vât

Phân tích cấu trúc sinh thái cảnh quan

BĐ ĐỊA HÌNH

BĐ ĐỊA MẠO

BĐ ĐẤT

BĐ KHÍ HẬU

BĐ THẢM TV

P h â n t í c h c h ồ n g x ế p

BĐ CẤU TRÚC STCQ

STCQ HUYỆN SAPA： 3 Nhóm cảnh quan: núi cao, núi thấp, núi TB 87 Loại hình cảnh quan 280 Khoanh vi cảnh quan

BẢN ĐỒ CẤU TRÚC STCQ MIỀN NÚI HUYỆN SAPA

1. Đánh giá giá trị bảo tồn cảnh quan rừng

Ứng dụng GIS mô phỏng giá trị bảo tồn cảnh quan rừng huyện Sapa：

Kết quả phân tích mô hình Entropy

GIS

BĐ chỉ số TLA

BĐ chỉ số MSI

BĐ chỉ số SDI

BĐ STCQ

BĐ Đánh giá giá trị bảo tồn CQ rừng

2. Đánh giá thích nghi sinh thái cây trồng

Các bước ứng dụng mô hình ALES-GIS：

BĐ Sinh thái cảnh quan

ECOCROP

ALES

Kiến thức chuyên gia

GIS

t, r, s, n, p: là các yếu tố sinh thái giới hạn

Bước 1：Lựa chọn cây trồng đánh giá Bước 2：Xác định ngưỡng chỉ tiêu sinh thái cây trồng Bước 3：Thành lập cơ sở dữ liệu ALES Bước 4：Ứng dụng GIS đánh giá, triết xuất kết quả

S1: Rất thích nghi S2: Tương đối thích nghi S3: Ít thích nghi N : Không thích nghi

S2n

S2r

Nt/p S2n

S3s

BĐ đánh giá thích nghi sinh thái cây trồng

Lựa chon cây trồng đánh giá

Cây chè Shan （Camellia sinensis）

Cây đào （Prunus persica）

Cây lê （Pyrus communis ）

Cây Atiso （Cynara scolymus）

Cây thảo quả （Amomum tsaoko）

Cây tam thất （Panax pseudo）

Xác định chỉ tiêu sinh thái cây trồng đánh giá

Cấp thích nghi

Đặc tính CQ

Kí hiệu

Ngưỡng

Đơn vị

S1

S2

S3

N

（1）Điều kiện địa hình

*

Độ

*

Độ dốc

*

I II III IV

*

Lượng mưa TB năm

mm/ năm

08 815 1525 >25 （2）Điều kiện khí hậu 2000 20002500 >2500

m l vl

*

（3）Điều kiện đất

*

cm

*

Độ dày tầng đất

<50 50100 >100

*

Độ che phủ thực vật

%

*

x y z （4）Điều kiện thảm thực vật 1 2 3 4

<30 3050 5075 >75

*

Bản đồ đánh giá thích nghi cây trồng

Bản đồ đánh giá thích nghi sinh thái cây lê

Bản đồ đánh giá thích nghi sinh thái cây đào

Bản đồ đánh giá thích nghi cây trồng

Bản đồ đánh giá thích nghi sinh thái cây chè Shan

Bản đồ đánh giá thích nghi sinh thái cây tam thất

Bản đồ đánh giá thích nghi cây trồng

Bản đồ đánh giá thích nghi sinh thái cây thảo quả

Bản đồ đánh giá thích nghi sinh thái cây Atiso

Kết quả đánh giá trên mô hình ALES-GIS

Diện tích các mức độ thích nghi（hm2）

Loại cây trồng

N

S1

S2

S3

Cây đào

2950.9

6801.5

14806.2

43305.4

Cây lê

3339.0

7901.6

15432.7

41190.7

Cây chè Shan

2533.8

6115.3

28273.3

30941.6

Cây tam thất

1955.5

11388.6

22269.0

32250.9

Cây thảo quả

5859.5

9156.2

15286.0

37562.3

Cây Atiso

2968.7

6932.4

12494.7

45468.2

3. Đánh giá thích nghi đất đai bền vững

Phương pháp đánh giá: Ứng dụng mô hình tích hợp GIS và AHP-GDM

GIS Cơ sở dữ liệu Đánh Giá thích nghi TN (FAO)

BĐĐG thích nghi TN Tiếp tục ĐG Kết quả ĐG

Yes

Đánh giá LUS（Xi） về mặt Xã hội

Đánh giá LUS（Xi） về mặt Môi trường

Đánh giá LUS（Xi） về mặt Kinh tế

Chuyên gia

BD đánh giá đất đai bền vững

AHP-GDM：Xác định trọng số các yếu tố về: KT-XH-MT

Đối tượng đánh giá： Đất lâm nghiệp, đất vườn tạp, đất cây công nghiệp, đất cây dược liệu

Xác định trọng số các yếu tố

Yếu tố cấp 1 (w1)

Yếu tố cấp 2 (w2)

Trọng số toàn cục (wi = w1*w2)

1.1. Tổng giá trị sản phẩm

0.5853

0,4015

1. Kinh tế

0,6860

1.2. Lãi thuần 1.3. B/C 2.1. Lao động 2.2. Khả năng vốn 2.3. Kỹ năng sản xuất

0,2904 0,1244 0,1811 0,1221 0,0832

0,1992 0,0853 0,0210 0,0142 0,0096

2. Xã hội

0,1159

3. Môi trường

0,1981

2.4. Chính sách 2.5. Tập quán sản xuất 3.1. Thích nghi đất đai TN 3.2. Độ che phủ 3.3. Bảo vệ nguồn nước 3.4. Nâng cao ĐDSH

0,5496 0,0640 0,4267 0,2362 0,2348 0,1023

0,0637 0,0074 0,0845 0,0468 0,0465 0,0203

Bản đồ đánh giá thích nghi bền vững đất đai

BĐ đánh giá bền vững đất lâm nghiệp

BĐ đánh giá bền vững đất vườn tạp

Bản đồ đánh giá thích nghi bền vững đất đai

BĐ đánh giá bền vững đất cây công nghiệp BĐ đánh giá bền vững đất cây dược liệu

Kết quả đánh giá

Loại hình

Tổng

Diện tích các mức độ thích nghi（hm2）

sử dụng đất

diện tích

Đất lâm nghiệp

24619.9

15042.1

21520.6

6681.4

67864

Đất vườn tạp

1409.8

4649.0

9526.9

52278.3

67864

Đất cây công nghiệp

3359.2

8174.3

29682.8

26647.7

67864

Đất cây dược liệu

1668.9

5213.4

9722.1

51259.6

67864

Phân vùng chức năng STCQ miền núi

①Vùng bảo vệ sinh thái： 14600.7hm2，21.51% ②Vùng đệm sinh thái： 22317.8hm2 ，32.89% ③Vùng sản xuất và phục hồi sinh thái：19387.9hm2， 28.57% ④Vùng nông nghiệp sinh thái：11557.6hm2，17.03%

Kiến nghị không gian phát triển STCQ miền núi

①Không gian ưu tiên cây trồng nông nghiệp：（1）Phát triển cây lương thực （2）Phát triển cây đặc sản （3）Phát triển cây nguyên liệu CN （4）Phát triển cây ăn quả （5）Phát triển cây tam thất （6）Phát triển cây chè Shan （7）Phát triển thảo quả dưới tán rừng ②Không gian ưu tiên phát triển lâm nghiệp （8）Bảo vệ rừng （9）Tái sinh rừng （10）Trồng mới rừng ③Không gian ưu tiên bảo tồn Vùng lõi, bảo tồn nghiêm ngặt Vùng đệm, ưu tiên bảo tồn

Bài giảng Hệ thống thông tin địa lý: Chương 4 - TS. Kiều Quốc Lập

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC KHOA TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ

GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEM

(GIS)

Giảng viên: Tiến sĩ. Kiều Quốc Lập

Chương 4 NHỮNG ỨNG DỤNG CỦA GIS

CÁC LĨNH VỰC ỨNG DỤNG CỦA GIS

Ngày nay, GIS ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực:

Ví dụ về ứng dụng GIS:

Ví dụ về ứng dụng GIS:

Ví dụ về ứng dụng GIS:

Ví dụ về ứng dụng GIS:

Ví dụ về ứng dụng GIS:

Ví dụ về ứng dụng GIS:

ỨNG DỤNG GIS TRONG PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ SINH THÁI CẢNH QUAN MIỀN NÚI

THÀNH LẬP CƠ SỞ DỮ LIỆU GIS

PHÂN TÍCH CẤU TRÚC SINH THÁI CẢNH QUAN MIỀN NÚI

PHÂN TÍCH CHỒNG XẾP KHÔNG GIAN GIS

PHÂN TÍCH XỬ LÍ ẢNH VIỄN THÁM

PHÂN TÍCH THỐNG KÊ KHÔNG GIAN GIS

PHÂN TÍCH ĐIỀU TRA THỰC ĐỊA

PHÂN TÍCH YẾU TỐ CẢNH QUAN

PHÂN TÍCH LOẠI HÌNH CẢNH QUAN

PHÂN KHU SINH THÁI CẢNH QUAN

Mô hình nghiên cứu

ĐÁNH GIÁ THÍCH NGHI SINH THÁI CẢNH QUAN MIỀN NÚI

MÔ HÌNH TÍCH HỢP GIS- AHP

MÔ HÌNH TÍCH HỢP GIS- ALES

PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỨ BẬC

ĐÁNH GIÁ NHANH NÔNG THÔN

ĐÁNH GIÁ THÍCH NGHI SINH THÁI

ĐÁNH GIÁ GIÁ TRỊ BẢO TỒN CQ RỪNG

ĐÁNH GIÁ THÍCH NGHI BỀN VỮNG ĐẤT

KIẾN NGHỊ QUY HOẠCH PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG CẢNH QUAN MIỀN NÚI

MÔ HÌNH ỨNG DỤNG GIS TRONG PHÂN TÍCH CẤU TRÚC KHÔNG GIAN STCQ MIỀN NÚI

BĐ ĐỊA HÌNH

BĐ ĐỊA MẠO

BĐ ĐẤT

BĐ KHÍ HẬU

BĐ THẢM TV

C H Ồ N G X Ế P B Đ

BĐ CẤU TRÚC STCQ

XUẤT DL

PHÂN TÍCH KHÔNG GIAN GIS

PHẦN MỀM PHÂN TÍCH KHÔNG GIAN GIS MapGIS 8.3 ArcGIS 10.1 SuperMap 5.0 ArcInfo

MÔ HÌNH MÔ PHỎNG PHÂN TÍCH KHÔNG GIAN GIS

BĐ PHÂN KHU CHỨC NĂNG SINH THÁI CẢNH QUAN MIỀN NÚI

Phân tích yếu tố địa hình

Kết quả phân tích độ cao địa hình

1

400500

397.7

0.586

0.586

15

18001900

2866.8

4.224

68.560

5

800900

1025.4

1.511

5.324

19

22002300

2361.5

3.480

83.109

Phân tích yếu tố độ dốc

Phân tích độ dốc: Ứng dụng mô hình phân tích mạng lưới Grid (DEM) trong MapGIS

Kết quả:

Phân tích yếu tố khí hậu

Mô hình phân tích:

BĐ lượng mưa TB năm

BĐ độ dài mùa lạnh

BĐ độ dài mùa khô

Phân tích yếu tố thảm thực vật

Ảnh viễn thám TM