XÂY DỰNG LƯỚI CƠ SỞ DỮ LIỆU LẬP ĐỊA TỈNH BÌNH PHƯỚC
Trần Quốc Hoàn
Lưới bản đồ cơ sở dữ liệu liệu lập địa được xây dựng là hệ thống lưới ô vuông (mỗi ô vuông có cạnh 100 m) phủ đầy ranh giới tỉnh Bình Phước, có tổng cộng 687446 ô, mỗi ô đã được gán các giá trị thuộc tính về độ cao, độ dốc, loại đất, nhiệt độ, lượng mưa, độ dày tầng đất, tỷ lệ kết von, độ xốp, hàm lượng mùn và hàm lượng sét. Lưới lập địa này được sử dụng trong cả môi trường GIS và lập trình phân tích dữ liệu.
TÓM TẮT
Nghiên cứu này được thực hiện trên địa bàn tỉnh Bình Phước từ tháng 10/2010 đến tháng 10/2011, bằng các phương pháp: thiết lập các phương trình hồi quy trong môi trường STATGRAPHICS XVI, chồng xếp các lớp bản đồ đơn tính trong môi trường MAPINFO 10.5, lập trình hỗ trợ cho các lớp bản đồ và gắn giá trị thuộc tính trong môi trường FOXPRO 9.0 và tổng hợp kết quả trong EXCEL.
Một trong những kết quả ý nghĩa nhất của nghiên cứu này là việc xây dựng được lưới cơ sở dữ liệu lập địa phủ đầy ranh giới tỉnh Bình Phước theo dạng lưới ô vuông có cạnh 100 m, mỗi ô vuông này được gán các giá trị thuộc tính là các yếu tố cấu thành điều kiện lập địa như: độ cao, độ dốc, lượng mưa bình quân năm, nhiệt độ bình quân năm, loại đất, độ dày tầng đất, tỷ lệ kết von, hàm lượng mùn, độ xốp. Lưới lập địa này là cơ sở dữ liệu hữu ích cho những nghiên cứu đánh giá đất đai, đánh giá và phân vùng điều kiện lập địa phục vụ cho sản xuất lâm nghiệp tỉnh Bình Phước.
Từ khóa: Cơ sở dữ liệu, lập địa, bản đồ đất, công nghệ không gian địa lý, Bình Phước.
Hình ảnh minh họa về lưới lập địa (Cơ sở dữ liệu lớn, hình ảnh minh họa)
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Quản lý lập địa trên cả phạm vi vĩ mô cũng như vi mô một cách thuận lợi, có hiệu quả, chính xác và đáp ứng được yêu cầu trong thực tiễn sản xuất cũng như trong nghiên cứu khoa học luôn là mục tiêu hướng tới của ngành lâm nghiệp. Để giải quyết được mục tiêu này đòi hỏi phải có sự đóng góp của nhiều ngành khoa học, trong đó không thể thiếu khoa học ứng dụng công nghệ không gian địa lý (Geospatial Technology) và công nghệ lập trình ứng dụng, vì tính ưu việt nỗi bật của công nghệ này về độ chính xác, tốc độ, hiêu quả và thuận tiện. Tuy nhiên, để nghiên cứu và vận dụng được công nghệ không gian địa lý và công nghệ lập trình ứng dụng vào quản lý lập địa thì yêu cầu đầu tiên là phải có cơ sở dữ liệu không gian về lập địa. Cơ sở dữ liệu này được xây dựng càng hệ thống, càng có độ tin cậy cao thì việc nghiên cứu và ứng dụng lập địa càng thuận lợi và đạt độ chính xác cao. Chính vì vậy, nghiên cứu này được thực hiện nhằm góp phần đáp ứng các nhu cầu trên.
2. MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu của nghiên cứu này là xây dựng được lưới dữ liệu cơ sở lập địa để phục phục cho nghiên cứu và quản lý lập địa bằng công nghệ không gian địa lý.
2.2. Nội dung nghiên cứu
Nội dung nghiên cứu bao gồm: (i) Xây dựng các lớp bản đồ đơn tính đối với các yếu tố cơ bản cấu thành điều kiện lập địa (như: độ cao, độ dốc, lượng mưa, nhiệt độ, loại đất); (ii) thiết lập các hàm tương quan giữa các yếu tố cơ bản cấu thành điều kiện lập địa với các yếu tố lập địa khác; (iii) tạo lưới cơ sở dữ liệu điều kiện lập địa phủ kín ranh giới tỉnh Bình Phước.
2.3. Phương pháp nghiên cứu
Lập địa được hiểu là một phạm vi diện tích nhất định, trong đó có sự đồng nhất tương đối về các yếu tố cấu thành điều kiện lập địa. Các yếu tố này không những ảnh hưởng đến sinh trưởng và phát triển của cây trồng mà giữa chúng còn có mối quan hệ tác động qua lại lẫn nhau. Đặc biệt là một số tính chất lý, hóa của đất có quan hệ chặt chẽ với các yếu tố khí hậu và địa hình. Đây chính là luận cứ để xây dựng xây dựng các phương trình hồi quy về mối quan hệ giữa một số tính chất lý, hóa của đất với các yếu tố về khí hậu và địa hình. Bằng phương pháp này có thể xác định một số tính chất lý, hóa của đất tại bất cứ điểm nào trong phạm vi nghiên cứu dựa theo các yếu tố khí hậu và địa hình. Mặt khác, để khai thác và quản lý điều kiện lập địa được thuận lợi và có hiệu quả thì mỗi điểm lập địa này được xem là một ô vuông có cạnh là 100 m, hệ thống các điểm này chính là hệ thống lưới ô vuông phủ đầy diện tích cần nghiên cứu, đồng thời phải gán giá trị thuộc tính về điều kiện lập địa cho hệ thống lưới ô vuông để làm cơ sở dữ liệu cho các phần mềm ứng dụng về phân tích không gian địa lý. Hệ thống lưới ô vuông này được xem là hệ thống lưới dữ liệu lập địa tỉnh Bình Phước. Các phương pháp cụ thể được áp dụng trong nghiên cứu này bao gồm:
Kế thừa tài liệu: nghiên cứu này đã kế thừa ALAS khí hậu tỉnh Bình Phước năm 2008; số liệu về nhiệt độ và lượng mưa từ năm 1978 đến năm 2010; bản đồ địa hình và bản đồ đất tỉnh Bình Phước; kết quả phân tích thổ nhưỡng trong báo cáo Ứng dụng GIS đánh giá xói mòn đất tỉnh Bình Phước và trong Báo cáo xây dựng bản đồ đơn vị đất đai tỉnh Bình Phước (Phân viện Quy hoạch và Thiết kế nông nghiệp miền Nam).
Điều tra thu thập thông tin: điều tra, khảo sát 500 ô tiêu chuẩn trên 40 tuyến theo phương pháp lát cắt lan tỏa đia qua các dạng lập địa trên phạm vi nghiên cứu. Mỗi tuyết thiết lập 10 đến 15 ô tiêu chuẩn để điều tra các yêu tố cấu thành điều kiện lập địa và các chỉ số sinh trưởng của cây trồng, như: độ cao, độ dốc, loại đất, thành phần cơ giới, độ dày tầng đất, lượng mùn, kết von, đá lẫn; đường kính, chiều cao, tên cây, độ tàn che, che phủ, năng suất, năm trồng, sinh trưởng, vật hậu, thảm khô, cây bụi, cây tái sinh, thảm tươi, các biện pháp kỹ thuật, quản lý và tính ổn định, lấy mẫu đất.
Phương pháp xử lý nội nghiệp: phân tích 84 mẫu đất về các chỉ tiêu thổ nhưỡng tại Phân viện Quy hoạch và Thiết kế nông nghiệm miền Nam. Toàn bộ số liệu thu được từ những tài liệu kế thừa, phân tích thổ nhưỡng và điều tra ngoại nghiệp được phân tích, xử lý bằng phần mềm STATGRAPHICS XVI (là phần mềm chuyên dùng cho nghiên cứu thông kê với nhiều điểm mạnh, đặc biệt là cho phép người sử dụng linh hoạt, thuận lợi trong việc biến đổi các biến tham gia vào mô hình để tạo được mô hình phù hợp nhất), ARCGIS 9.3, MAPINFO 10.5, FOXPRO 9.0 và EXCEL.
3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
3.1. Các phương trình hồi quy
Kết quả xây dựng các phương trình hồi quy giữa các yếu tố cấu thành điều kiện lập địa cho mỗi loại đất được trình bày ở Bảng 01:
Bảng 01. Tổng hợp các phương trình hồi quy
Trong đó: Dday: độ dày tầng đất (cm); Ddoc: độ dốc (độ); Dcao: độ cao so với mực nước biển (m); Pnam: lượng mưa bình quân năm (mm); Ttb: nhiệt độ trung bình năm (oC); KV: tỷ lệ kết von (%); OM: hàm lượng mùn (%); Dxop: độ xốp đất (%); S: hàm lượng sét (%). Mô hình 26 áp dụng ở Dcao <=400 m, mô hình 27 áp dụng ở độ cao > 400 m.
Từ giá trị của hệ số xác định R2 và giá trị P ở bảng 01 cho thấy 30 phương trình tương quan hồi quy nêu trên tồn tại và mối quan hệ giữa yếu tố phụ thuộc và yếu tố độc lập ở mức chặt đến rất chặt.
Về độ dày tầng đất đối với đất Fk: kết quả điều tra 171 ô tiêu chuẩn đối với loại đất Fk đều có độ dày tầng đất lớn hơn 120 cm. Vì vậy đối với loại đất này, trên toàn phạm vi nghiên cứu đều lấy giá trị 120 cm.
Đối với những loại đất: D, E, Fa, P, Xg và Ho là những loại đất phân bố nhỏ lẻ, không khảo sát trực tiếp được, nên nghiên cứu này chỉ tổng hợp, kế thừa kết quả nghiên cứu từ những công trình nghiên cứu khác trước đây.
3.2. Các lớp bản đồ đơn tính
a) Lớp bản đồ đất
Trên cơ bản đồ đất tỉnh Bình Phước năm 2011 của Phân viện Quy hoạch và Thiết kế nông nghiệm miền Nam, bản đồ địa hình và kết quả điều tra 500 ô tiểu chuẩn phân bố rải rác trên các dạng lập địa, đã tiến hành chỉnh lý và biên tập lại bản đồ đất tỉnh Bình Phước tỷ lệ 1/100000 trong môi trường MAPINFO 10.5. Kết quả phân tích bản đồ đất tỉnh Bình Phước đã phân lập được 12 đơn vị đất thuộc 7 nhóm đất, được trình bày ở Bảng 02
Bảng 02. Diện tích các loại đất trên địa bàn tỉnh Bình Phước
Các đơn vị đất được xác định tên theo hệ thống phân loại đất Việt Nam của Hội Khoa học đất, đồng thời đối chiếu với tên quốc tế dựa theo cơ sở tham chiếu của WRB.
b) Đặc điểm độc dốc
Trên cơ sở bản đồ địa hình đã xây dựng được lớp bản đồ độ dốc tỉnh Bình Phước trong môi trường MAPINFO 10.5 và ARCGIS 9.3. Kết quả phân tích, thống kê từ bản đồ độ dốc tỉnh Bình Phước trong môi trường FOXPRO 9.0 được trình bày ở Bảng 03.
Bảng 03. Phân bố diện tích theo các cấp độ dốc
Từ Bảng 03 cho thấy 72,94% diện tích tự nhiên có độ dốc dưới 5 độ, 13,56% diện tích tự nhiên có độ dốc từ 5 đến 10 độ và 6,62% diện tích tự nhiên có độ dốc trên 15 độ. Từ kết quả phân tích địa hình nêu trên cho thấy địa hình tỉnh Bình Phước tuy có dạng bậc thềm, đồi núi thấp nhưng tương đối bằng phẳng. Cá biệt có núi Bà rá có độ cao lên đến 720 m và độ dốc ở một vài điểm nhỏ lẻ có thể trên 60 độ. Trên phạm vi tổng thể thì độ cao và độ dốc có xu hướng tăng dần theo hướng từ Tây Nam sang Đông Bắc.
c) Bản đồ độ cao
Trên cơ sở bản đồ địa hình đã xây dựng được lớp bản đồ độ cao tỉnh Bình Phước trong môi trường MAPINFO 10.5 và ARCGIS 9.3. Kết quả phân tích, thống kê từ bản đồ độ cao tỉnh Bình Phước trong môi trường FOXPRO 9.0 được trình bày ở Bảng 04.
Bảng 04. Phân bố diện tích theo các cấp độ cao
Từ Bảng 04 cho thấy độ cao tuyệt đối (Dcao) của tỉnh Bình Phước biến động từ 10 đến 720 m so với mục nước biển. Độ cao dưới 100 m có tổng diện tích 253634,2 ha (chiếm 37,1% DTTN), độ cao từ 100 đến 200 m có tổng diện tích 191463,2 ha (chiếm 28% DTTN). Độ cao từ 300 đến 400 m có diện tích 72625,5 ha (chiếm 10,62% DTTN), độ cao từ 400 đến 500 m có diện tích 24602,4 ha (chiếm 3,6% DTTN), độ cao trên 500 m có diện tích 6179,6 ha (chiếm 0,9% DTTN). Tổng diện tích có độ cao dưới 250 m là 508553,1 (chiếm 74,4% DTTN) và tổng diện tích có độ cao trên 250 m là 175171,1 ha (chiếm 25,62% DTTN). Như vây 3/4 diện tích tự nhiên của tỉnh có độ cao dưới 250 m, 1/4 diện tích của tỉnh có độ cao lớn hơn 250 m, trong đó độ cao từ 400 m trở lên chỉ chiếm 4,5% diện tích tự nhiên.
(Ghi chú: DTTN là tổng diện tích lãnh thổ tính theo ranh giới hành chính của tỉnh Bình Phước, trong đó bao gồm cả đất ngập nước và đất không ngập nước).
d) Bản đồ lượng mưa trên địa bàn tỉnh
Chồng xếp 12 lớp bản đồ lượng mưa bình quân tháng từ ALAS khí hậu tỉnh Bình Phước trong môi trường MAPINFO 10.5 đã xây dựng được bản đồ phân bố lượng mưa bình quân năm cho tỉnh Bình Phước. Trong thực tế, lượng mưa phân bố tại các điểm có sự biến thiên liên tục, không có sự tách biệt bằng ranh giới cơ học rõ ràng. Để mô phỏng được lượng mưa biến đổi liên tục giữa các điểm trung mỗi vùng và giữa các vùng với nhau, chúng tôi đã lập trình “Làm mềm hóa” các đương ranh giới trong môi trường FORPRO 9 bằng phương pháp tính giá trị trung bình trượt về lượng mưa cho mỗi điểm và đã xây dựng lại được bản đồ phân bố lượng mưa tại các điểm trên địa bàn tỉnh trong môi trường MAPINFO 10.5 như Hình 01.
Hình 01. Phân bố lượng mưa bình quân năm trên địa bàn tỉnh Bình Phước
Phân tích bản đồ thuộc Hình 01 cho thấy: Lượng mưa bình quân năm (Pnam) trên địa bàn tỉnh là 2280 mm/năm, biến động từ 1900 đến 2731 mm/năm, phân bố không đều. Nhìn chung lượng mưa tăng dần theo hướng từ Đông Nam sang Tây Bắc, trong đó diện tích có Pnam trong khoảng từ 44,2 mm đến 2000 mm là 115093,7 ha (chiếm 16,83%), diện tích có Pnam từ 2000 mm đến 2500 mm là 301964,3 ha (chiếm 44,2%), diện tích có Pnam lớn hơn 2500 mm là 266666,3 ha (chiếm 39%).
e) Bản đồ nhiệt độ bình quân năm trên địa bàn tỉnh
Tương tự như đối với lượng mưa bình quân năm, bản đồ phân bố nhiệt độ bình quân năm (Ttb) được xây dựng và trình bày ở Hình 02:
Hình 02. Bản đồ phân bố nhiệt độ trung bình năm trên địa bàn tỉnh Bình Phước
Phân tích bản đồ phân bố nhiệt độ bình quân năm cho thấy nhiệt độ bình quân năm của tỉnh là 26oC, biến động từ 24,3oC đến 28oC. Tháng 12 có nhiệt độ bình quân tháng thấp nhất là 24,3oC. Tháng 4 có nhiệt độ bình quân tháng cao nhất là 28oC, phân bố không đều, có xu hướng giảm dần từ Tây Nam sang Đông bắc.
3.3. Lưới cơ sở dữ liệu lập đia
Chồng xếp các lớp bản đồ đơn tính, truy vấn, cập nhật và gán dữ liệu trong môi trường MAPINFO 10.5 và FOXPRO 9.0 đã xây dựng được lưới bản đồ cơ sở dữ liệu lập địa tỉnh Bình Phước. Tổng hợp kết quả thống kê từ lưới bản đồ cơ sở dữ liệu này được trình bày ở Bảng 05 và Bảng 06.
Bảng 05. Kết quả thống kê các yếu tố địa hình, khí hậu
Bảng 06. Kết quả thống kê một số giá trị thổ nhưỡng
(Các giá trị thống kê thổ nhưỡng ở Bảng 05 không tính cho loại đất ngập nước (Ho) có tổng diện tích là 14435,9).
Như vậy, lưới bản đồ cơ sở dữ liệu liệu lập địa được xây dựng là hệ thống lưới ô vuông (mỗi ô vuông có cạnh 100 m) phủ đầy ranh giới tỉnh Bình Phước, có tổng cộng 687446 ô, mỗi ô đã được gán các giá trị thuộc tính về độ cao, độ dốc, loại đất, nhiệt độ, lượng mưa, độ dày tầng đất, tỷ lệ kết von, độ xốp, hàm lượng mùn và hàm lượng sét. Lưới lập địa này được sử dụng trong cả môi trường MAPINFO 10.5 và FOXPRO 9.0.
4. KẾT LUẬN
Từ kết quả điều tra, khảo sát 500 ô tiêu chuẩn đã xây dựng được 30 phương trình tương quan hồi quy giữa các yếu tố lập địa.
Xây dựng được 5 lớp bản đồ đơn tính về đơn vị đất, độ cao, độ dốc, lượng mưa, nhiệt độ theo dạng lưới hệ thống các ô vuông có cạnh 100 m.
Chồng xếp 5 lớp bản đồ đơn tính cùng với việc ứng dụng 30 phương trình tương quan hồi quy thiết lập được và kế thừa kết quả của một số nghiên cứu trước đây đã xây dựng được lớp bản đồ lưới lập địa cơ sở tỉnh bình phước.
5. KHUYẾN NGHỊ
Sử dụng lưới cơ sở dữ liệu lập địa đã xây dựng được trong nghiên cứu này, cùng với sự hỗ trợ của các phần mềm: FOXPRO 9.0, MAPINFO 10.5, ARCGIS 9.3 để tiếp tục nghiên cứu đánh giá tiềm năng và phân vùng điều kiện lập địa tỉnh Bình Phước.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
- Phần tiếng Việt
- Hội Khoa học đất Việt Nam, 2000. Đất Việt Nam. Nhà Xuất bản Nông nghiệp Hà Nội.
- Trần Quốc Hoàn, 2011. Ứng dụng GIS đánh giá xói mòn đất tỉnh Bình Phước. Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Bình Phước.
- Phạm Quang Khánh, 2010. Bản đồ đơn vị đất đai tỉnh Bình Phước. Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Bình Phước.
(Để có đầy đủ cơ sở dữ liệu lập địa đến từng ô lưới, liên hệ trực tiếp với chúng tôi)
QR Code truy xuất nguồn gốc sản phẩm, dịch vụ. Chuyển đổi số nâng tầm thương hiệu việt!
Xin cảm ơn đã xem bài viết!
