Bài giảng Hệ thống thông tin địa lý (GIS) - Chương 4: Những ứng dụng của GIS - Kiều Quốc Lập

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC KHOA TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ Giảng viên: Tiến sĩ. Kiều Quốc Lập GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEM (GIS) Chương 4 NHỮNG ỨNG DỤNG CỦA GIS CÁC LĨNH VỰC ỨNG DỤNG CỦA GIS Ngày nay, GIS ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực: - 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 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: Mô hình nghiên cứu MÔ HÌNH TÍCH HỢP GIS- AHP PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỨ BẬC KIẾN NGHỊ QUY HOẠCH PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG CẢNH QUAN MIỀN NÚI ĐÁNH GIÁ THÍCH NGHI SINH THÁI CẢNH QUAN MIỀN NÚI ĐÁNH GIÁ GIÁ TRỊ BẢO TỒN CQ RỪNG ĐÁNH GIÁ THÍCH NGHI SINH THÁI ĐÁNH GIÁ THÍCH NGHI BỀN VỮNG ĐẤT MÔ HÌNH TÍCH HỢP GIS- ALES ĐÁNH GIÁ NHANH NÔNG THÔN ỨNG DỤNG GIS TRONG PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ SINH THÁI CẢNH QUAN MIỀN NÚI THÀNH LẬP CƠ SỞ DỮ LIỆU GIS PHÂN TÍCH CHỒNG XẾP KHÔNG GIAN GIS PHÂN TÍCH CẤU TRÚC SINH THÁI CẢNH QUAN MIỀN NÚI PHÂN TÍCH YẾU TỐ CẢNH QUAN PHÂN TÍCH LOẠI HÌNH CẢNH QUAN PHÂN KHU SINH THÁI CẢNH QUAN PHÂN TÍCH XỬ LÍ ẢNH VIỄN THÁM PHÂN TÍCH THỐNG KÊ KHÔNG GIAN GIS PHÂN TÍCH ĐIỀU TRA THỰC ĐỊA 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 BĐ CẤU TRÚC STCQ C H Ồ N G X Ế P B Đ XUẤT DL PHÂN TÍCH KHÔNG GIAN GIS MÔ PHỎNG1 MÔ HÌNH MÔ PHỎNG PHÂN TÍCH KHÔNG GIAN GIS BĐ PHÂN KHU CHỨC NĂNG SINH THÁI CẢNH QUAN MIỀN NÚI PHẦN MỀM PHÂN TÍCH KHÔNG GIAN GIS MapGIS 8.3 ArcGIS 10.1 SuperMap 5.0 ArcInfo MÔ PHỎNG3 MÔ PHỎNG2 MÔ PHỎNG4 Phân tích yếu tố địa hình Kết quả phân tích độ cao địa hình TT Độ cao （m） Diện tích （hm2） Tỉ lệ （%） Lũy kế （%） TT Độ cao （m） Diện tích （hm2） Tỉ lệ （%） Lũy kế （%） 1 400500 397.7 0.586 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 Bản đồ địa hình Thông tin địa hình Bản đồ địa mạo Bản đồ DEM (độ cao, độ dốc, hướng sườn) Ảnh viễn thám TM Chỉnh lí hình học ảnh viễn thám Bản đồ chỉ số thực vật NDVI Phân tích chồng xếp yếu tố địa hình và thực vật Thành lập bản đồ phân loại thảm thực vât Triết xuất kết quả phân tích Phân tích cấu trúc sinh thái cảnh quan 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 P h â n tích ch ồ n g x ếp BĐ ĐỊA HÌNH BĐ ĐỊA MẠO BĐ ĐẤT BĐ KHÍ HẬU BĐ THẢM TV BĐ CẤU TRÚC STCQ 1. Đánh giá giá trị bảo tồn cảnh quan rừng 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 Ứng dụng GIS mô phỏng giá trị bảo tồn cảnh quan rừng huyện Sapa： 2. Đánh giá thích nghi sinh thái cây trồng t, r, s, n, p: là các yếu tố sinh thái giới hạn ALES GIS ECOCROP Kiến thức chuyên gia BĐ Sinh thái cảnh quan 1 7 34 BĐ đánh giá thích nghi sinh thái cây trồng Nt/p S2n S2n S2r S1 S1: Rất thích nghi S2: Tương đối thích nghi S3: Ít thích nghi N : Không thích nghi S3s 19 12 8 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 Các bước ứng dụng mô hình ALES-GIS： Lựa chon cây trồng đánh giá Cây đào （Prunus persica） Cây lê （Pyrus communis ） Cây chè Shan （Camellia sinensis） Cây Atiso （Cynara scolymus） Cây thảo quả （Amomum tsaoko） Cây tam thất （Panax pseudo） Xác định chỉ tiêu sinh thái cây trồng đánh giá Đặc tính CQ Kí hiệu Ngưỡng Đơn vị Cấp thích nghi S1 S2 S3 N （1）Điều kiện địa hình Độ dốc I 08 Độ * II 815 * III 1525 * IV >25 * （2）Điều kiện khí hậu Lượng mưa TB năm m 2000 mm/ năm * l 20002500 * vl >2500 * （3）Điều kiện đất Độ dày tầng đất x <50 cm * y 50100 * z >100 * （4）Điều kiện thảm thực vật Độ che phủ thực vật 1 <30 % * 2 3050 * 3 5075 * 4 >75 * Bản đồ đánh giá thích nghi cây trồng Bản đồ đánh giá thích nghi sinh thái cây đào Bản đồ đánh giá thích nghi sinh thái cây lê 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 Atiso Bản đồ đánh giá thích nghi sinh thái cây thảo quả Kết quả đánh giá trên mô hình ALES-GIS Loại cây trồng Diện tích các mức độ thích nghi（hm2） S1 S2 S3 N 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 Cơ sở dữ liệu GIS Đánh Giá thích nghi TN (FAO) Kết quả ĐG Tiếp tục ĐG BĐĐG thích nghi TN Đánh giá LUS（Xi） về mặt Kinh tế AHP-GDM：Xác định trọng số các yếu tố về: KT-XH-MT BD đánh giá đất đai bền vững Chuyên gia No Yes Đối tượng đánh giá： Đất lâm nghiệp, đất vườn tạp, đất cây công nghiệp, đất cây dược liệu Đánh giá LUS（Xi） về mặt Môi trường Đánh giá LUS（Xi） về mặt Xã hội 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. Kinh tế 0,6860 1.1. Tổng giá trị sản phẩm 0.5853 0,4015 1.2. Lãi thuần 0,2904 0,1992 1.3. B/C 0,1244 0,0853 2. Xã hội 0,1159 2.1. Lao động 0,1811 0,0210 2.2. Khả năng vốn 0,1221 0,0142 2.3. Kỹ năng sản xuất 0,0832 0,0096 2.4. Chính sách 0,5496 0,0637 2.5. Tập quán sản xuất 0,0640 0,0074 3. Môi trường 0,1981 3.1. Thích nghi đất đai TN 0,4267 0,0845 3.2. Độ che phủ 0,2362 0,0468 3.3. Bảo vệ nguồn nước 0,2348 0,0465 3.4. Nâng cao ĐDSH 0,1023 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 sử dụng đất Diện tích các mức độ thích nghi（hm2） Tổng diện tích S1 S2 S3 N 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