NGHIEÂN CÖÙU KHOA HOÏC KYÕ THUAÄT
Taïp chí KHKT Noâng Laâm nghieäp, soá 1&2/2007 Ñaïi hoïc Noâng Laâm Tp. HCM
206
TÍCH HÔÏP PHAÀN MEÀM ALES VAØ GIS
TRONG ÑAÙNH GIAÙ THÍCH NGHI ÑAÁT ÑAI
HUYEÄN CAÅM MYÕ - TÆNH ÑOÀNG NAI
INTEGRATED ALES AND GIS FOR LAND EVALUATION
IN CAM MY DISTRICT – DONG NAI PROVINCE
Leâ Caûnh Ñònh
Phaân vieän Quy hoaïch vaø Thieát keá Noâng nghieäp mieàn Nam
Email: lecanhdinh@yahoo.com
ABSTRACT
Building a model: “Integrated ALES and GIS
for land evaluation” for land evaluation is necessary
in the agricultural land use. GIS is applied for
building a Land Mapping Unit (LMU) by using
overlay function to unite some Land
Characteristics (LC). Attribute file of LMU has
been imported into ALES database. ALES database
has already selected Land Use Types (LUT), LC
and Land Use Requirement (LUR) of LUT.
Matching LUR of each LUT with each LC or Land
Quality (LQ) by using decision tree to make land
suitability for LUT is a flexible method in ALES
(because of the possible interaction of each LC or
LQ). After that, ALES calculates land evaluation
and transfers the result to GIS through the key
field LMU (that is the suitable map). The model
case study in Cam My district – Dong Nai province
has given a good result that is appropriate for the
reality condition of the district.
Keywords: GIS, ALES, Land evaluation
ÑAËT VAÁN ÑEÀ
Ñaùnh giaù ñaát ñai nhaèm muïc tieâu cung caáp thoâng
tin veà söï thuaän lôïi vaø khoù khaên trong vieäc söû duïng
caùc vuøng ñaát, laøm caên cöù ñeå ra quyeát ñònh chieán
löôïc veà quaûn lyù vaø söû duïng ñaát ñai.
Trong tieán trình ñaùnh giaù ñaát ñai, vieäc xaây döïng
caùc baûng so saùnh vaø tính toaùn khaû naêng thích nghi
caàn raát nhieàu thôøi gian vaø deã xaûy ra sai soùt. Ñeå khaéc
phuïc tình traïng naøy, Nhoùm ñaát quoác teá thuoäc ñaïi hoïc
Cornell-Myõ ñaõ xaây döïng phaàn meàm ñaùnh giaù ñaát ñai
ALES (Automated Land Evaluation System) döïa treân
cô sôû phöông phaùp ñaùnh giaù ñaát cuûa FAO, hieän ñöôïc
nhieàu cô quan nghieân cöùu veà ñaát treân theá giôùi söû duïng.
ALES coù theå tính toaùn ñöa ra baûng thích nghi ñaát
ñai vaø löu tröõ caùc thoâng tin höõu ích hôn nhöng khoâng
coù khaû naêng theå hieän leân baûn ñoà.
Coâng ngheä thoâng tin ñòa lyù (GIS) vôùi khaû naêng
toå hôïp döõ lieäu, choàng xeáp baûn ñoà, phaân tích moät
löôïng lôùn thoâng tin, deã daøng caäp nhaät döõ lieäu vaø
keát noái vôùi heä thoáng cô sôû döõ lieäu khaùc, truy nhaäp
vaø hoûi ñaùp, hoã trôï ra quyeát ñònh …(caùc vaán ñeà naøy
vöôït quaù khaû naêng cuûa phöông phaùp truyeàn thoáng).
GIS coù khaû naêng tham gia xöû lyù döõ lieäu ñaàu vaøo vaø
phaân tích, bieåu dieãn, quaûn lyù döõ lieäu ñaàu ra cuûa
ALES. Do ñoù, vieäc tích hôïp phaàn meàm ALES
vaø GIS trong ñaùnh giaù thích nghi ñaát ñai laø
yeâu caàu khaùch quan vaø caáp baùch, ñaây laø coâng
cuï thöïc söï höõu ích cho nhöõng nhaø nghieân cöùu veà
taøi nguyeân ñaát ñai.
Muïc tieâu nghieân cöùu
ÖÙng duïng coâng ngheä thoâng tin (GIS vaø phaàn
meàm ALES) trong ñaùnh giaù thích nghi ñaát ñai vôùi
caùc muïc tieâu cuï theå sau:
-Xaây döïng moâ hình tích hôïp phaàn meàm ALES
vaø GIS trong ñaùnh giaù thích nghi ñaát ñai theo
phöông phaùp cuûa FAO.
-Ñaùnh giaù ñaát ñai theo moâ hình ñeà xuaát treân
ñòa baøn huyeän Caåm Myõ - tænh Ñoàng Nai.
VAÄT LIEÄU VAØ PHÖÔNG PHAÙP
Noäi dung
-Nghieân cöùu phöông phaùp ñaùnh giaù ñaát ñai
cuûa FAO, lyù thuyeát GIS vaø phaàn meàm ALES.
-Xaây döïng moâ hình tích hôïp ALES vaø GIS
trong ñaùnh giaù thích nghi ñaát ñai.
-ÖÙng duïng moâ hình vaøo ñaùnh giaù thích nghi
ñaát ñai huyeän Caåm Myõ –tænh Ñoàng Nai.
Phöông phaùp
-Phöông phaùp keá thöøa vaø toång hôïp: keá thöøa
vaø toång hôïp caùc lyù thuyeát ñaùnh giaù ñaát ñai cuûa FAO,
lyù thuyeát GIS vaø caùch thöùc hoaït ñoäng cuûa phaàn meàm
ALES ñeå töø ñoù xaây döïng moâ hình tích hôïp ALES vaø
GIS trong ñaùnh giaù thích nghi ñaát ñai.
-Phöông phaùp chuyeân gia: tham khaûo yù kieán
chuyeân gia (khoa hoïc ñaát, kinh teá, xaõ hoäi, moâi
tröôøng, coâng ngheä thoâng tin…) veà caùc vaán ñeà lieân
NGHIEÂN CÖÙU KHOA HOÏC KYÕ THUAÄT
Ñaïi hoïc Noâng Laâm Tp. HCM Taïp chí KHKT Noâng Laâm nghieäp, soá 1&2/2007
207
quan ñeán söû duïng ñaát ñeå moâ hình hoaù caùc hoaït
ñoäng trong ñaùnh giaù ñaát ñai.
-Thu thaäp vaø xöû lyù caùc taøi lieäu: bao goàm caùc
taøi lieäu veà thoå nhöôõng, ñòa hình ñòa maïo, khí haäu,
hieän traïng söû duïng ñaát, ñieàu tra hieäu quaû kinh teá
caùc loaïi hình söû duïng ñaát,... coù lieân quan ñeán ñaùnh
giaù ñaát ñai.
-ÖÙng duïng kyõ thuaät tin hoïc: söû duïng phaàn
meàm Arcview GIS, Mapinfo ñeå phaân tích khoâng
gian vaø thuoäc tính, thaønh laäp vaø in aán baûn ñoà …
Caùc saûn phaåm xaây döïng
-Moâ hình tích hôïp phaàn meàm ALES vaø GIS
trong ñaùnh giaù thích nghi ñaát ñai.
-Keát quaû cuûa vieäc ÖÙng duïng moâ hình vaøo ñaùnh
giaù thích nghi ñaát ñai cho huyeän Caåm Myõ-tænh Ñoàng
Nai, bao goàm: baùo caùo vaø caùc baûn ñoà tyû leä 1/25.000:
(1)Hieän traïng söû duïng ñaát. (2) Ñaát (thoå nhöôõng),
(3) Ñoä doác, (4) Ñoä daøy taàng ñaát maët, (5) Keát von,
(6) Khaû naêng töôùi, (7). Gley, (8) Ñôn vò ñaát ñai, (9)
Khaû naêng thích nghi ñaát ñai, (10) Baûn ñoà ñeà xuaát
söû duïng ñaát.
XAÂY DÖÏNG MOÂ HÌNH
Tích hôïp ALES vaø GIS (hình 1)
GIS laø heä thoáng caùc coâng cuï neàn maùy tính duøng
ñeå thu thaäp, löu tröõ, truy caäp vaø bieán ñoåi, phaân tích
vaø theå hieän döõ lieäu lieân quan ñeán vò trí treân beà maët
traùi ñaát vaø tích hôïp caùc thoâng tin naøy vaøo quaù trình
ra quyeát ñònh. Söùc maïnh cuûa GIS laø khaû naêng phaân
tích ñoàng thôøi döõ lieäu khoâng gian vaø döõ lieäu thuoäc
tính, trong ñoù chöùc naêng choàng lôùp (overlay) laø moät
trong nhöõng chöùc naêng quan troïng. GIS coù khaû naêng
tham gia phaân tích döõ lieäu ñaàu vaøo (cô sôû döõ lieäu veà
taøi nguyeân ñaát ñai) vaø quaûn lyù, bieåu dieãn döõ lieäu
ñaàu ra cuûa ALES (baûn ñoà khaû naêng thích nghi ñaát
ñai, baûn ñoà ñeà xuaát söû duïng ñaát).
AL E S
CSDL GIS
veà ñaát ñai
LMU (LQ/LC)
Kieán thöùc
chuyeân gia
(Expert
knowledge)
Cô sôû döõ lieäu
(ALES
Database)
Caây quyeát
ñònh (Land
vs. Land use)
Xaây döïng
moâ hình
Nhaäp vaøo
ALES
Ñaùnh giaù ñaát ñai (Calculation)
Ma traän keát quaû ñaùnh
giaù thích nghi ñaát ñai
(töï nhieân, kinh teá)
Xuaát keát quaû töø ALES sang GIS
Hình 1. Tích hôïp ALES vaø GIS
NGHIEÂN CÖÙU KHOA HOÏC KYÕ THUAÄT
Taïp chí KHKT Noâng Laâm nghieäp, soá 1&2/2007 Ñaïi hoïc Noâng Laâm Tp. HCM
208
Hình 2. Moâ hình tích hôïp ALES vaø GIS trong ñaùnh giaù ñaát ñai
Ma traän keát quaû
ñaùnh giaù ñaát ñai
trong ALES
Yeâu caàu söû
duïng ñaát cuûa
LUTs
Baûn ñoà ñôn
vò ñaát ñai
(LMU)
A
LES
Caây quyeát ñònh
B2 B1
B3
B4
B5
Ñ.chænh
Baùo caùo
Baûn ñoà thích nghi
Baûng bieåu
Hieän traïng söû duïng ñaát
Loaïi hình söû duïng ñaát
ñöôïc choïn cho ñaùnh giaù
Cô sôû döõ lieäu ñaát ñai (land):
+ Ñaát (soil)
+ Ñoä doác
+ Khaû naêng töôùi
+ ….
GIS
(overlay)
Tham khaûo ban ñaàu
NGHIEÂN CÖÙU KHOA HOÏC KYÕ THUAÄT
Ñaïi hoïc Noâng Laâm Tp. HCM Taïp chí KHKT Noâng Laâm nghieäp, soá 1&2/2007
209
ALES khoâng phaûi laø phaàn meàm GIS, baûn thaân
noù khoâng theå bieåu dieãn keát quaû leân baûn ñoà. Tuy
nhieân noù coù theå phaân tích caùc thuoäc tính cuûa baûn
ñoà ñôn vò ñaát ñai ñöôïc xaây döïng phuø hôïp vôùi cô sôû
döõ lieäu cuûa ALES (hình 1). ALES cuõng cung caáp
theâm modul ALIDRIS ñeå xuaát döõ lieäu sang GIS ôû
daïng raster data. Nhöng ôû ñaây chuùng toâi nghieân
cöùu theo höôùng: xaây döïng cô sôû döõ lieäu ñaát ñai
treân phaàn meàm GIS vaø tích hôïp vôùi ALES ñeå ñaùnh
giaù ñaát ñai vaø bieåu dieãn caùc baûn ñoà keát quaû ôû daïng
vector (vector data).
ALES ñaùnh giaù thích nghi töï nhieân döïa vaøo tính
chaát ñaát ñai: giöõa thích nghi ñaát ñai (S) vaø tính chaát
ñaát ñai (LC) coù moái quan heä haøm soá, öùng vôùi moät tính
chaát ñaát ñai seõ coù moät lôùp (class) thích nghi.
SLMU, LUT = f LUT({LC}LMU) (1)
Trong ñoù:
-f LUT: haøm soá xeùt thích nghi cuûa töøng LUT
treân töøng ñôn vò ñaát ñai (LMU), noù ñöôïc xaùc ñònh
döïa treân LC cuûa töøng LMU.
-SLMU, LUT: thích nghi cuûa töøng LUT treân töøng
LMU, S = { S1, S2, S3, N1, N2}.
-{LC}LMU: tính chaát ñaát ñai cuûa LMU
ALES ñaùnh giaù thích nghi töï nhieân döïa vaøo
chaát löôïng ñaát ñai (LQ): giöõa thích nghi ñaát ñai
(S) vaø LQ, LC cuõng coù moái quan heä haøm soá. Vì chaát
löôïng ñaát ñai ñöôïc hình thaønh bôõi nhieàu tính chaát
ñaát ñai neân haøm soá (1) coù theå phaân tích thaønh 2
haøm soá f1 vaø f2 nhö sau:
SLMU, LUT = f1 LUT({LQ}LMU) (2)
LQLMU,LUT = f2 LUT, LUR ({LC}LMU, LUR), ∀LQ∈∈
∈∈
∈ {LUR}LUT (3)
Trong ñoù:
-{LUR}LUT: laø caùc yeâu caàu söû duïng ñaát cuûa LUT,
ALES seõ ñoái chieáu (matching) giöõa yeâu caàu söû duïng
ñaát vaø chaát löôïng ñaát ñai ñeå quyeát ñònh möùc ñoä
thích nghi.
-{LC}LMU, LUR: tính chaát ñöôïc duøng ñeå xaùc ñònh
chaát löôïng ñaát ñai töông öùng vôùi yeâu caàu söû duïng
ñaát (LUR) cuûa loaïi hình söû duïng ñaát.
-f2 LUT, LUR: haøm xaùc ñònh chaát löôïng ñaát ñai
töông öùng vôùi yeâu caàu söû duïng ñaát cuûa loaïi hình söû
duïng ñaát.
-LQLMU,LUT: chaát löôïng ñaát ñai cuûa LMU töông
öùng vôùi LUT.
-f1 LUT: laø haøm xaùc ñònh möùc thích nghi cuûa
LUT theo chaát löôïng ñaát ñai (LQ)
(SLMU, LUT) laø haøm hôïp cuûa haøm f1 vaø haøm f2:
SLMU, LUT = f1 LUT ° {f2 LUT, LUR}; Haøm f1 vaø f2 theå hieän yù
nghóa voâ cuøng quan troïng: LQ/LC quyeát ñònh khaû
naêng thích nghi ñaát ñai (David G. Rossister, 1996).
Caùc haøm f1, f2 söû duïng nhö phöông phaùp haïn cheá
lôùn nhaát (maximum limitation method): chaát löôïng
ñaát ñai (LQ) bò aûnh höôûng nhieàu bôõi tính chaát (LC)
haïn cheá nhaát (haøm f2). Thích nghi ñaát ñai (S) ñöôïc
xaùc ñònh bôõi LQ haïn cheá nhaát (haøm f1) (Beek, 1978).
Phöông phaùp naøy ñöôïc öùng duïng khaù thaønh coâng
ôû nhieàu quoác gia treân theá giôùi.
Phöông phaùp haïn cheá lôùn nhaát khoâng xeùt töông
taùc giöõa caùc LQ/LC vôùi nhau, cho raèng LQ/LC
aûnh höôûng ñoäc laäp ñeán möùc ñoä thích nghi töï nhieân
cuûa caùc LUT. Moät caùch thöïc tieãn vaø meàm maïi hôn,
moâ hình ALES ñaõ söû duïng caây quyeát ñònh (decision
tree) thay theá vieäc xaùc ñònh möùc ñoä haïn cheá cuûa
caùc LQ/LC (trong ñoù cho pheùp theå hieän söï töông
taùc giöõa caùc LQ/LC) ñeå töø ñoù tính toaùn ñöa ra keát
quaû ñaùnh giaù khaû naêng thích nghi ñaát ñai (David
G. Rossister, 1996).
Moâ hình tích hôïp ALES vaø GIS trong ñaùnh
giaù thích nghi ñaát ñai (hình 2)
Tích hôïp ALES vaø GIS ñeå ñaùnh giaù ñaát ñai, caùc
böôùc thöïc hieän nhö sau:
- B1: Nhaäp caùc yeâu caàu söû duïng ñaát vaøo ALES.
- B2: Ñoïc döõ lieäu (Import data) veà tính chaát
ñaát ñai töø baûn ñoà ñôn vò ñaát ñai (ñaõ ñöôïc xaây döïng
trong GIS).
- B3: Xaây döïng caây quyeát ñònh (trong ALES).
- B4: Ñaùnh giaù ñaát ñai (trong ALES), kieåm tra
keát quaû neáu khoâng phuø hôïp thì ñieàu chænh laïi yeâu
caàu söû duïng ñaát, neáu ñuùng thì thöïc hieän böôùc 5 (B5).
- B5: Xuaát (Transfer) keát quaû ñaùnh giaù ñaát
ñai sang GIS vaø theå hieän leân baûn ñoà thích nghi,
cuõng coù theå xuaát döõ lieäu sang Winword vaø Excel
ñeå coù baùo caùo vaø baûng bieåu veà ñaùnh giaù ñaát.
Nhaän xeùt: Khi thay ñoåi caùc thuoäc tính baûn ñoà ñôn
vò ñaát ñai (theâm, xoaù, söûa,…) trong GIS thì moâ hình
seõ töï ñoäng caäp nhaät caùc thuoäc tính thay ñoåi töø GIS
vaø ñaùnh giaù ñeå ñöa ra keát quaû phuø hôïp vaø xuaát
sang GIS ñeå theå hieän baûn ñoà thích nghi. Ví duï:
Hieän nay (2005), loaïi hình 2 vuï luùa khoâng thích
nghi (N) do thieáu nöôùc, ñeán naêm 2008 do xaây döïng
theâm hoà thuyû lôïi, vaán ñeà nöôùc ñöôïc giaûi quyeát thì
loaïi hình 2 vuï luùa thích nghi cao (S1). Khi ñoù chæ
NGHIEÂN CÖÙU KHOA HOÏC KYÕ THUAÄT
Taïp chí KHKT Noâng Laâm nghieäp, soá 1&2/2007 Ñaïi hoïc Noâng Laâm Tp. HCM
210
caàn caäp nhaät baûn ñoà töôùi vaø chaïy laïi moâ hình thì
seõ coù baûn ñoà thích nghi cho naêm 2008 (vaán ñeà naøy
tröôùc ñaây maát raát nhieàu thôøi gian, ñoâi khi phaûi
laøm môùi).
ÖÙNG DUÏNG MOÂ HÌNH VAØO ÑAÙNH GIAÙ KHAÛ
NAÊNG THÍCH NGHI ÑAÁT ÑAI HUYEÄN CAÅM
MYÕ –TÆNH ÑOÀNG NAI
Baûn ñoà ñôn vò ñaát ñai: Baûn ñoà ñôn vò ñaát ñai
(LMU) huyeän Caåm Myõ ñöôïc thöïc hieän nhö laø neàn
taûng cho ñaùnh giaù ñaát ñai trong nghieân cöùu naøy.
Baûn ñoà ñôn vò ñaát ñai (LMU) ñöôïc xaây döïng baèng
caùch choàng xeáp 6 lôùp thoâng tin chuyeân ñeà: loaïi ñaát
(soil), ñoä doác, taàng daøy, keát von, khaû naêng töôùi,
gley keát quaû cho ra caùc khoanh ñaát khaùc nhau,
trong moãi khoanh ñaát coù caùc ñaëc tröng veà moâi
tröôøng töï nhieân töông ñoái ñoàng nhaát goïi laø ñôn vò
ñaát ñai. Toaøn huyeän coù 53 ñôn vò ñaát ñai.
Löïa choïn caùc loaïi hình söû duïng ñaát coù trieån voïng:
Qua ñieàu tra thöïc teá saûn xuaát, thaûo luaän vôùi caùc
chuyeân gia veà söû duïng ñaát (noâng daân, caùc nhaø khoa
hoïc,..) vaø laõnh ñaïo ñòa phöông keát hôïp vôùi phaân
tích taøi chính ñeå löïa choïn caùc loaïi hình söû duïng
ñaát (LUT) coù trieån voïng phaùt trieån ñöa vaøo ñaùnh
giaù khaû naêng thích nghi ñaát ñai nhö sau:
-LUT-1: 2 vuï luùa-maøu
-LUT-2: 3 vuï luùa-maøu
-LUT-3: 1 vuï maøu (myø)
-LUT-4: 2 vuï maøu
-LUT-5: Caø pheâ
-LUT-6: Tieâu
-LUT-7: Ñieàu
-LUT-8: Cao su
-LUT-9: Caây aên quaû
Keát quaû ñaùnh giaù thích nghi ñaát ñai töï nhieân
(physical suitability): So saùnh chaát löôïng hoaëc
tính chaát ñaát ñai (LQ/LC) cuûa töøng LMU vôùi yeâu
caàu söû duïng ñaát ñai cuûa caùc LUTs theo phöông
phaùp haïn cheá lôùn nhaát (söû duïng phaàn meàm ALES),
keát quaû xaây döïng ñöôïc baûn ñoà khaû naêng thích nghi
ñaát ñai töï nhieân (tyû leä 1/25.000) vaø baûng phaân loaïi
khaû naêng thích nghi ñaát ñai (baûng 1).