ỨNG DỤNG GIS XÂY DỰNG MÔ HÌNH 3D PHỤC VỤ QUY HOẠCH KHÔNG GIAN ĐÔ THỊ THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN, TỈNH THÁI NGUYÊN

ỨNG DỤNG GIS XÂY DỰNG MÔ HÌNH 3D PHỤC VỤ QUY HOẠCH KHÔNG GIAN ĐÔ THỊ THÀNH PHỐ THÁI NGUYÊN, TỈNH THÁI NGUYÊN Nắm vững và có khả năng sử dụng các phần mềm chuyên dùng cho ngành quản lý đất đai, đặc biệt là phần mềm ArcGis. Sử dụng thành thạo phần mềm ArcGis 3D. Bản đồ được thành lập phải đảm bảo các quy định trong quy phạm thành lập bản đồ địa chính theo quyết định số 082008 của Bộ Tài nguyên và Môi trường. 1.2.3. Mục tiêu Đánh giá Tình hình quản lí và sử dụng đất của thành phố Thái Nguyên Đánh giá công tác quy hoạch của thành phố Thái Nguyên. Xây dựng được quy trình xây dựng mô hình 3D khu vực nghiên cứu Xây dựng được mô hình 3D phục vụ cho quy hoạch không gian đô thị thành phố Thái Nguyên. 4 3.1. Đánh giá thực hiện quy hoạch chung Bộ mặt đô thị của thành phố Thái Nguyên đã được cải thiện: các khu đô thị mới ra đời, khu công nghiệp tập trung và các khu du lịch tập trung đang hình thành tạo thế đi lên cho thành phố Thái Nguyên. Về cơ bản việc xây dựng phát triển đô thị thành phố Thái Nguyên trong nhưng năm qua đã bám sát quy hoạch chung thành phố và tính chất đô thị được Thủ tướng chính phủ phê duyệt. Hạ tầng đô thị đã từng bước được đầu tư và cải thiện. Tốc độ thu hút đầu tư phát triển du lịch dịch vụ theo định hướng quy hoạch chung ngày một tăng, nhất là thu hút đầu tư từ nước ngoài. Giao thông đối nội và đối ngoại đã được đầu tư triển khai theo đúng quy hoạch được duyệt. Một số dự án quy hoạch phát triển đô thị mới đang được triển khai theo đúng định hướng quy hoạch chung. Các khu đô thị dân cư mới xây dựng theo quy hoạch về cơ bản đảm bảo được các nhu cầu: ở, phúc lợi công cộng, cây xanh hạ tầng đô thị. Nhà ở: cơ bản đáp ứng nhu cầu về nhà ở , bắt đầu chú trọng phát triển nhà ở chung cư cho nhiều đối tượng. Về hạ tầng: hình thành một hệ thống giao thông đô thị bền vững liên kết giữa huyện với các khu vực thành phố, tỉnh bạn lân cận. Mật độ giao thông về cơ bản đáp ứng được yêu cầu bước đầu đủ phát triển bền vững đô thị. Trong các khu phố cũ, trong các khu dân cư kiệt hẻm: tập trung chỉnh trang nâng cấp các đường phố, kiệt hẻm theo phương châm “Nhà nước và nhân dân cùng làm” đã hình thành hệ thống giao thông tương đối hoàn chỉnh, các kiệt hẻm hầu hết đã được bê tông hóa. Hệ thống chiếu sáng, cây xanh đường phố, cấp nước... xây dựng đồng bộ trong các khu quy hoạch mới và khu đô thị. Điều chỉnh việc sử dụng đất quốc phòng, chuyển đổi mục đích đất quốc phòng phù hợp với quy hoạch phát triển

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo : Chính quy Chuyên ngành : Địa chính môi trường Khoa : Quản lý tài nguyên

Khóa học : 2010 - 2014

Thái Nguyên, năm 2014

trường Đại học Đây là thời goan giúp cho mỗi sinh viên làm quen với công tácnghiên cứu khoa học, củng cố kiến thức lý thuyết và vận dụng những kiến thức

đó vào thực tế, là kết quả của quá trình tiếp thu kiến thức thực tế, qua đó giúpcho sinh viên tích lũy kinh nghiệm để phục vụ cho quá trình công tác sau này

Đề đạt được mục tiêu trên, được sự nhất trí của khoa Quản Lý TàiNguyên, trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, tôi đã tiến hành nghiên cứu

chuyên đề: “Ứng dụng GIS xây dựng mô hình 3D phục vụ quy hoạch

không gian đô thị thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên”.

Để hoàn thành khóa luận này trước tiên tôi xin trân trọng cảm ơn Bangiám hiệu Nhà trường, Ban chủ nhiệm khoa Quản Lý Tài Nguyên, cảm ơn cácthầy cô giáo truyền đạt cho tôi những kiến thức quý báu trong suốt quá trìnhhọc tập và rèn luyện tại Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên

Tôi đặc biệt xin trân trọng cảm ơn sự hướng dẫn tận tình, sự quan tâmsâu sắc của cô giáo Th.S Ngô Thị Hồng Gấm, cảm ơn tập thể cán bộ khoaQuản Lý Tài Nguyên, trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã tạo điềukiện cho tôi trong quá trình thực hiện chuyên đề

Cuối cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới gia đình, bạn bè và người thân

đã quan tâm giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập

Trong quá trình nghiên cứu do có những lý do chủ quan và khách quannên khóa luận không tránh khỏi những thiếu sót và hạn chế Tôi rất mongnhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo và các bạn sinh viên đểgiúp tôi hoàn thành khóa luận được tốt hơn

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, tháng 6 năm 2014

Sinh viên

Phạm Văn Duy

Bảng 4.2: Bảng thuộc tính thể hiện thông tin lớp nhà 34

Bảng 4.3: Bảng thuộc tính thể hiện thông tin lớp Cây xanh 34

Bảng 4.4: Bảng thuộc tính thể hiện thông tin lớp giao thông 34

Bảng 4.5: Bảng dữ liệu thuộc tính của lớp cây xanh 37

Bảng 4.6: Bảng dữ liệu thuộc tính của lớp nhà 37

Bảng 4.7: Bảng dữ liệu thuộc tính đường 37

Hình 2.2 Vật thể ba chiều được biểu diễn bằng mô hình khung nối kết 10

Hình 2.3 : Giao diện chính của Google Sketchup Pro – 2013 11

Hình 3.1: Quy trình thực hiện xây dựng mô hình 3D phục vụ quy hoạch không gian đô thị thành phố Thái Nguyên 17

Hình 4.1: Bản đồ hành chính thành phố Thái Nguyên 19

Hình 4.2: Sơ đồ quy trình xây dựng mô hình 3D trên Gis 32

Hình 4.3: Bản đồ địa chính thành phố Thái Nguyên tỷ lệ 1:500, trích khu vực nghiên cứu 33

Hình 4.4: Bản đồ hiện trạng thành phố Thái Nguyên tỷ lệ 1:500, trích khu vực nghiên cứu 33

Hình 4.5: Lớp cây xanh 35

Hình 4.6: Lớp giao thông 36

Hình 4.7: Lớp thửa đất 36

Hình 4.8: Sơ đồ quy trình xây dựng mô hình 3D trên Arcgis 38

Hình 4.9: Dữ liệu tạo TIN khi đưa lên Arcmap 40

Hình 4.10: Mô hình TIN 41

Hình 4.11: Mô hình DEM sau khi được TIN to Raster theo vùng nghiên cứu 41

Hình 4.12 : Dữ liệu cây xanh trên Arcscene 42

Hình 4.13: Mô hình cây xanh trên ArcScene 43

Hình 4.14: Dữ liệu 3D của lớp nhà 44

Hình 4.15: Mô hình 3D nhà, công trình trên ArcScene 44

Hình 4.16: Mô hình 3D nhà và các công trình theo số tầng 45

Hình 4.17: Mô hình 3D hiển thị theo mục đích sử dụng đất của thành phố Thái Nguyên 45

Hình 4.18: Mô hình của một sô công trình có kiến trúc đặc biệt 46

Hình 4.19: Lớp đường và lớp, cây xanh trên nền địa hình DEM 47

Hình 4.20: Mô hình 3D khu vực nghiên cứu phục vụ quy hoạch không gian đô thị thành phố Thái Nguyên 48

Hình 4.21 : Giao diện Acgoble 10.0 50

Hình 4.22: Mô hình 3D khu vực nghiên cứu trên Arcgoble 10.0 50

Hình 4.23 :Quy trình thực hiện trên Google Sketchup Pro2013 51

Hình 4.24 : Kết quả sau khi dựng công trình 52

Hình 4.25 : Phối cảnh không gian khu đô thị Hồ Xương Rồng 52

Hình 4.26: Phối cảnh không gian tương lai của khu đô thị Hồ Xương Rồng 54 Hình 4.27 : Kết quả tìm kiếm theo thuộc tính số tầng 55

Hình 4.28: Kết quả cập nhật thông tin số tầng 56

1.1.Tính cấp thiết của đề tài 1

1.2 Mục đích, yêu cầu, ý nghĩa 2

1.2.1 Mục đích nghiên cứu 2

1.2.2 Yêu cầu của đề tài 2

1.2.3 Mục tiêu 2

PHẦN 2: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3

2.1 Tổng quan về quy hoạch không gian đô thị 3

2.1.1 Khái niệm về quy hoạch không gian đô thị 3

2.1.2 Những hoạt động cụ thể liên quan đến quy hoạch không gian đô thị 3

2.1.3.Bộ khung pháp lý cho các quy hoạch không gian đô thị ở Việt Nam 3

2.1.4.Thực trạng quy hoạch không gian đô thị tại Việt Nam 4

2.2 Tổng quan về công nghệ GIS 5

2.2.1 Kiến thức cơ bản về GIS 5

2.2.2 Tổng quan về công nghệ Gis 3D 8

2.3 Google Skechup Pro – 2013 11

2.4 Một số ứng dụng của mô hình địa hình số 3D 12

2.4.1 Các ứng dụng trong việc giám sát và phát hiện tài nguyên 12

2.4.2 Các ứng dụng trong xây dựng cơ sở hạ tầng và viễn thông 12

2.4.3 Các ứng dụng trong lĩnh vực quốc phòng 13

PHẦN 3: ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15

3.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 15

3.1.1 Đối tượng 15

3.1.2 Phạm vi nghiên cứu 15

3.2 Địa điểm và thời gian nghiên cứu 15

3.2.1 Địa điểm 15

3.2.2 Thời gian 15

3.4.1 Phương pháp điều tra, thu thập số liệu 16

3.4.2 Phương pháp phân tích và xây dựng bản đồ số 16

3.4.3 Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa 16

3.4.4 Quy trình thực hiện 17

PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 18

4.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của khu vực thành phố Thái Nguyên.18 4.1.1 Về điều kiện tự nhiên 18

4.1.2 Đặc điểm về kinh tế, xã hội 21

4.2 Tình hình quản lí và sử dụng đất của thành phố Thái Nguyên 25

4.2.1 Thực trạng sử dụng đất của thành phố Thái Nguyên 25

4.2.2 Tình hình quản lí sử dụng đất của thành phố Thái Nguyên 27

4.3 Tình hình quy hoạch và xây dựng không gian đô thị của thành phố Thái Nguyên 29

4 3.1 Đánh giá thực hiện quy hoạch chung 29

4.3.2 Định hướng phát triển không gian đô thị Thành phố Thái Nguyên 30

4.4 Xây dựng mô hình 3D phục vụ cho quy hoạch không gian đô thị thành phố Thái Nguyên 32

4.3.1 Quy trình xây dựng mô hình 3D trong GIS 32

4.3.2 Nguồn dữ liệu đầu vào cần thiết 32

4.3.3 Cơ sở dữ liệu thuộc tính và không gian để xây dựng mô hình 3D phục vụ cho quy hoạch không gian đô thị thành phố Thái Nguyên 34

4.4 Quy trình xây dựng mô hình 3D phục vụ cho quy hoạch không gian đô thị thành phố Thái Nguyên 38

4.4.1 Tạo mô hình số độ cao DEM cho khu vực nghiên cứu 38

4.4.2 Xây dựng mô hình 3D phục vụ cho quy hoạch đô thị của thành phố Thái Nguyên 42

4.5 Ứng dụng mô hình 3D trên một số phần mềm 49

4.5.1 Hiển thị mô hình 3D trên ArcGoble 49

4.5.2 Phối cảnh không gian đô thị Hồ xương rồng phục vụ quy hoạch không gian đô thị bằng Google Sketchup Pro- 2013 51

4.5.3 Hiển thị , truy xuất, quản lý dữ liệu 3D phục vụ quy hoạch không gian đô thị trên Arcgis 10.0 55

PHẦN 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 58

5.1 Kết luận 58

5.2 Kiến nghị 58

TÀI LIỆU THAM KHẢO 60

PHẦN 1

MỞ ĐẦU

1.1.Tính cấp thiết của đề tài

Thái Nguyên là trung tâm chính trị, kinh tế, văn hoá – xã hội của vùng ViệtBắc: có vị trí thuận lợi, quan trọng trong việc phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh

và các tỉnh miền núi phía Bắc Việt Nam Thái Nguyên được tiếp thêm nguồnsức mạnh mới, ngày càng được đầu tư và phát triển mạnh mẽ hơn Thành phố cónhững lợi thế đặc biệt về địa lý, giao thông, hạ tầng cơ sở và nhân văn [7].Đồng hành với nó là sự mở rộng không gian đô thị, phát triển giao thông, xâydựng cơ sở hạ tầng Sự phát triển đã thu hút dân cư tập trung về đây ngày càngnhiều, kéo theo nhiều vấn đề khó khăn cho xây dựng và phát triển đô thị như:vấn nạn giao thông, ô nhiễm môi trường, thiết kế mạng lưới điện, cung cấp nướcsạch, quy hoạch không gian xanh, công trình công cộng Trong khi hình thứcquản lý đô thị chủ yếu dựa vào các bản vẽ, sơ đồ hiện trạng mặt bằng của cácthửa đất, hình ảnh dưới dạng 2D khó khăn trong việc hình dung cụ thể và chi tiếtkhu vực quản lý, không gian thực của các công trình, hệ thống cây xanh, mạnglưới điện, mạng lưới giao thông, đặc biệt là độ cao của các công trình nhà ở,khoảng trống trong đô thị, các lô đất không đồng đều đan xen với mạng lướigiao thông khu phố

GIS 3D là một công nghệ mới ở Việt Nam nhưng đã được các nước tiêntiến ứng dụng rộng rãi từ vài chục năm gần đây Công nghệ này tạo ra các sảnphẩm số với độ chính xác cao, khả năng linh động lớn và chia sẻ thông tin dễdàng Chính các đặc điểm này làm cho công nghệ GIS 3D trở thành côngnghệ rất hiệu quả và được ứng dụng rộng rãi Trong lĩnh vực quản lý và quyhoạch đô thị, GIS 3D có rất nhiều ứng dụng như: xây dựng mô hình địa hình

số, xây dựng mô hình bề mặt số, theo dõi quản lý cơ sở hạ tầng đô thị như:đường giao thông, đường điện, thoát nước; quản lý và quy hoạch xây dựng đôthị; quản lý và quy hoạch sử dụng đất đô thị; quản lý và quy hoạch kiến trúc

đô thị Nhìn chung, các ứng dụng của công nghệ này rất đa dạng và mang lạihiệu quả cao Công nghệ này cũng mở ra khả năng xây dựng mô hình cảnhquan kiến trúc ba chiều của thành phố một cách nhanh chóng và chính xác.Công nghệ GIS 3D cho phép hiển thị trực quan cảnh quan kiến trúc đô thị

phục vụ công tác quản lý quy hoạch theo chiều cao Nhanh chóng bổ sung vàonguồn dữ liệu 2D hiện có của bản đồ địa hình và quy hoạch

Với mục đích nêu trên, được sự đồng ý của ban chủ nhiệm khoa Quản LýTài Nguyên, trường Đại học Nông lâm Thái Nguyên, dưới sự hướng dẫn của cô

giáo Th.s Ngô Thị Hồng Gấm em tiến hành lựa chọn đề tài: “Ứng dụng GIS

xây dựng mô hình 3D phục vụ quy hoạch không gian đô thị thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên” nhằm giúp cho các nhà nghiên cứu có cái

nhìn thực tế về thế giới thực, về những hạn chế của kiến trúc không gian đôthị hiện tại để từ đó định hướng phù hợp cho công tác quy hoạch và cải tạo,chỉnh trang đô thị trong tương lai

1.2 Mục đích, yêu cầu, ý nghĩa

1.2.1 Mục đích nghiên cứu

- Nghiên cứu và ứng dụng phần mềm ArcGis 10.0, Google SketchupPro 2013, và các phần mềm liên quan khác trong xây dựng mô hình 3D phục

vụ quy hoạch không gian đô thị thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên

- Xây dựng được mô hình 3D của thành phố Thái Nguyên phục vụ choquy hoạch không gian đô thị

1.2.2 Yêu cầu của đề tài

- Nắm vững và có khả năng sử dụng các phần mềm chuyên dùng chongành quản lý đất đai, đặc biệt là phần mềm ArcGis

- Sử dụng thành thạo phần mềm ArcGis 3D

- Bản đồ được thành lập phải đảm bảo các quy định trong quy phạmthành lập bản đồ địa chính theo quyết định số 08/2008 của Bộ Tài nguyên vàMôi trường

1.2.3 Mục tiêu

- Đánh giá Tình hình quản lí và sử dụng đất của thành phố Thái Nguyên

- Đánh giá công tác quy hoạch của thành phố Thái Nguyên

- Xây dựng được quy trình xây dựng mô hình 3D khu vực nghiên cứu

- Xây dựng được mô hình 3D phục vụ cho quy hoạch không gian đô thịthành phố Thái Nguyên

PHẦN 2 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.1 Tổng quan về quy hoạch không gian đô thị

2.1.1 Khái niệm về quy hoạch không gian đô thị

Quy hoạch đô thị là khoa học kỹ thuật, xã hội, nhân văn, là nghệ thuật về

tổ chức không gian sống cho các đô thị và các khu vực đô thị Nó là nghệthuật sắp xếp tổ chức các không gian chức năng, khống chế hình thái kiến trúctrong đô thị trên cơ sở các điều tra, dự báo, tính toán sự phát triển, đặc điểm,vai trò, nhu cầu và nguồn lực của đô thị, nhằm cụ thể hóa chính sách pháttriển, giảm thiểu các tác động có hại phát sinh trong quá trình đô thị hóa, tậndụng tối đa mọi nguồn lực và hướng tới sự phát triển bền vững [9]

2.1.2 Những hoạt động cụ thể liên quan đến quy hoạch không gian đô thị

- Đầu tư và phát triển bất động sản: Ở đây việc đầu tư và phát triển bất

động sản phải tuân theo quy luật phát triển chung của xã hội-kinh tế riêngtừng khu vực cụ thể

- Văn hóa, lối sống cộng đồng

- Chính sách quản lý và phát triển bất động sản và nhà ở

- Chiến lược phát triển kinh tế xã hội cho mỗi vùng, mỗi khu vực

- Đầu tư hạ tầng kỹ thuật

- Phát triển và bảo tồn các di sản kiến trúc và thiên nhiên

- Phát triển bền vững của nhân loại

2.1.3.Bộ khung pháp lý cho các quy hoạch không gian đô thị ở Việt Nam

Hệ thống khung pháp lý cho các quy hoạch không gian đô thị ở ViệtNam khá chi tiết và đầy đủ, cụ thể như sau:

- Luật Quy hoạch Đô thị 2009

- Nghị định 37/2010/NĐ-CP về lập, thẩm định, phê duyệt và quản lý quyhoạch đô thị - kèm theo Thông tư 10/2010/TT-BXD quy định hồ sơ của từngloại quy hoạch đô thị do Bộ Xây dựng ban hành

- Nghị định 38/2010/NĐ-CP về quản lý không gian, kiến trúc, cảnh quan

đô thị - kèm theo Thông tư 19/2010/TT-BXD hướng dẫn lập quy chế quản lýquy hoạch, kiến trúc đô thị do Bộ Xây dựng ban hành

- Nghị định 39/2010/NĐ-CP về quản lý không gian xây dựng ngầm đôthị - kèm theo Thông tư 11/2010/TT-BXD hướng dẫn về quản lý cơ sở dữ liệucông trình ngầm đô thị do Bộ Xây dựng ban hành

2.1.4.Thực trạng quy hoạch không gian đô thị tại Việt Nam

2.1.4.1 Thực trạng quy hoạch không gian đô thị trên cả nước

Hầu hết cả tỉnh trên cả nước đều đã có quy hoạch không gian đô thị vàđược chính phủ phê duyệt Thành phố Hồ Chí Minh với kiến trúc quy hoạchkhông gian vùng mở rộng sẽ tạo đòn bẩy và đóng vai trò là trung tâm kinh tếcủa cả nước Đà Nẵng, Cần Thơ, Huế, Hải Phòng đều là những thành phốtrọng điểm của các vùng miền Tại các tỉnh này đều có quy hoạch phát triểnvùng và kết nối không gian với các vùng kinh tế trọng điểm, và vùng kinh tếthế giới Riêng Hà Nội đã có quy hoạch Vùng thủ đô Hà Nội là một vùng đôthị lấy thành phố Hà Nội làm đô thị trung tâm và các thành phố, thị xã của cáctỉnh lân cận Hà Nội làm đô thị vệ tinh Không gian quy hoạch của vùng thủ

đô Hà Nội bao trùm thành phố Hà Nội và 9 tỉnh là Phú Thọ, Vĩnh Phúc,TháiNguyên, Bắc Giang, Bắc Ninh, Hưng Yên, Hải Dương, Hà Nam và HòaBình với diện tích tự nhiên khoảng 24.314,7 km² Với những công trình quyhoạch không gian trong thời gian tới sẽ tạo cho Việt Nam bộ mặt mới, thúcđẩy phát triển kinh tế, đẩy nhanh công cuộc CNH-HĐH, phấn đấu đến năm

2020 Việt Nam cơ bản trở thành một nước công nghiệp theo hướng hiện đại

2.1.4.2.Thực trạng quy hoạch không gian đô thị thành phố Thái Nguyên

Từ năm 2000 đến nay thành phố Thái Nguyên đã thực hiện 22 đồ án quyhoạch chi tiết các khu chức năng và 16 dự án đầu tư Đặc biệt như quy hoạchxây dựng trường Đại học Thái Nguyên, khu trung tâm hành chính trị của tỉnh

và thành phố, hệ thống chợ và các công trình dịch vụ công cộng Khu sân vận

động, công viên cây xanh và bảo tàng Việt Bắc Các công trình hạ tầng kỹthuật như nhà máy nước, các trạm điện, các tuyến giao thông, khu xử lý rác.Thành phố đã xây dựng 5 cụm công nghiệp trọng điểm Hiện nay thành phốđang đầu tư xây dựng các khu đô thị mới, trong đó có các khu ở kiểu vănchung cư văn minh hiện đại đáp ứng nhu cầu của đô thị loại I.

2.2 Tổng quan về công nghệ GIS

2.2.1 Kiến thức cơ bản về GIS

từ thế giới thực tiễn” (Burroughs, 1986)

- “Hệ thống thông tin địa lý là hệ thống có chức năng xử lý các thông tinđịa lý nhằm phục vụ việc quy hoạch, trợ giúp quyết định trong một lĩnh vựcchuyên môn nhất định” (Pavlidis, 1982)

Từ những chức năng cần có của một hệ thống thông tin địa lý, một sốnhà khoa học đã định nghĩa:

- “Hệ thống thông tin địa lý là hệ thống quản trị cơ sở dữ liệu trên máytính để thu thập, lưu trữ, truy cập, phân tích và thể hiện dữ liệu không gian”(NCGIA = National Center for Geographic Information and Analsis,1988)

- “Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống chứa hàng loạt chức năngphức tạp dựa khả năng của máy tính và các toán tử xử lý thông tin khônggian” (Tomlinson and Boy, 1981; Dangemond, 1983)

thông tin địa lý là một hệ thống tự động thu thập, lưu trữ, truy vấn, phântích và hiển thiện dữ liệu không gian” (Clarke, 1995)

- “Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống thông tin bao gồm một sốphụ hệ (subsystems) có khả năng biến đổi các dữ liệu địa lý thành những

thông tin có ích” (Calkins và Tomlinson, 1977; Marble, 1984).

- Từ những định nghĩa trên cho thấy hệ thống thông tin địa lý có nhữngkhả năng của một hệ thống máy tính (phần cứng, phần mềm và các thiết bịngoại vi) dùng để nhập, lưu trữ, truy vấn, xử lý, phân tích và hiển thị hoặcxuất dữ liệu Trong đó, cơ sở dữ liệu của hệ thống là những dử liệu về các đốitượng, các hoạt động, các sự kiện kinh tế, xã hội, nhân văn phân bố theokhông gian

2.2.1.2 Các thành phần của GIS

Hệ thống GIS có 5 thành phần chính, bao gồm phần cứng (hardware),phần mềm (software), con người (people), dữ liệu (data) và phương pháp(method) Năm thành phần này phải cân bằng, hoàn chỉnh để GIS có thểhoạt động hiệu quả [6]

Hình 2.1 Các thành phần của GIS Phần cứng

Gồm máy vi tính, các thiết bị ngoại vi như bàn số hoá (DIGITIZER),máy quét (SCANNER), máy in (PRINTER), máy vẽ (PLOTTER), đĩa CD.Ngày nay, phần mềm GIS chạy được trên nhiều chủng loại phần cứng khácnhau, từ các máy chủ trung tâm (computer servers) tới các máy tính desktopđược sử dụng riêng lẻ hoặc nối mạng

- Nhập và kiểm tra dữ liệu (Data input)

- Lưu trữ và quản lý cơ sở dữ liệu (Geographic database)

- Xuất dữ liệu (Display and reporting):

- Biến đổi dữ liệu (Data transformation)

- Tương tác với người dùng (Query input)

* Dữ liệu

Dữ liệu được sử dụng trong GIS không chỉ là số liệu địa lý referenced data) riêng lẽ mà còn phải được thiết kế trong một cơ sở dữ liệu(database) Những thông tin địa lý có nghĩa là sẽ bao gồm các dữ kiện về (1)

(geo-vị trí địa lý, (2) thuộc tính (attributes) của thông tin, (3) mối liên hệ khônggian (spatial relationships) của các thông tin, và (4) thời gian Có 2 dạng sốliệu được sử dụng trong kỹ thuật GIS là:

- Cơ sở dữ liệu bản đồ

- Số liệu thuộc tính (Attribute)

*Con người

Con người là yếu tố quyết định sự thành công cho sự phát triển một dự

án về GIS, họ là các chuyên viên tin học, các chuyên gia về các lĩnh vực khácnhau, chuyên gia GIS, thao tác viên GIS, phát triển ứng dụng GIS

Người sử dụng hệ thống là những người sử dụng GIS để giải quyết cácvấn đề không gian Họ thường là những người được đào tạo tốt về lĩnh vựcGIS hay GIS chuyên dụng Nhiệm vụ chủ yếu của họ là số hóa bản đồ, kiểmtra lỗi, soạn thảo, phân tích các dữ liệu thô và đầu ra các giải pháp cuối cùng

để truy vấn dữ liệu địa lý

*Phương pháp

Là việc phân tích dữ liệu không gian như tạo vùng đệm, phân tích vùng lâncận, phân tích thống kê không gian…phân tích và ghi các dữ liệu thuộc tính vềbiến… Ngoài ra, GIS còn sử dụng các phương pháp nội suy không gian dựa trênđiểm, vùng… sử dụng phương pháp đo và tính toán, chuyển hệ tọa độ nhằm mụcđích trả lời những câu hỏi được đặt ra hay bài toán cần giải quyết

2.2.2 Tổng quan về công nghệ Gis 3D

2.2.2.1 Một số khái niệm cơ bản

Mô hình độ cao số

Mô hình độ cao số (Digital Elevation Model - DEM) là mô hình số miêu

tả bề mặt mặt đất nhưng không bao gồm các đối tượng vật thể trên đó đượcxây dựng dựa trên các điểm độ cao và các đường bình độ DEM là một nộidung chính của Mô hình địa hình 3D nên một trong những ứng dụng chínhcủa mô hình địa hình 3D là các ứng dụng từ DEM.[3]

Mô hình địa hình số

Cũng giống như DEM, mô hình địa hình số (Digital Terrain Model – DTM)

là mô hình số miêu tả bề mặt mặt đất không bao gồm các đối tượng vật thể trên

đó nhưng được xây dựng dựa trên các điểm độ cao, các đường bình độ và các

đối tượng nằm trên bề mặt như sông suối, ao hồ… Do vậy độ chính xác củaDTM cao hơn DEM, DTM là cơ sở để đo vẽ địa hình trên trạm ảnh số

Mô hình bề mặt số

Mô hình bề mặt số (Digital Surrface Model - DSM) là một mô hình độcao số miêu tả bề mặt mặt đất và bao gồm cả các đối tượng vật thể trên đónhư nhà cửa, cây, đường giao thông Mô hình bề mặt số có ý nghĩa rất quantrọng trong việc tạo ảnh trực giao đối với ảnh vệ tinh, ảnh máy bay chụp màu

có độ phân giải cao

2.2.2.2 Biểu diễn đối tượng 3D

Điểm

Điểm là thành phần cơ sở được định nghĩa trong một hệ tọa độ Đối với

hệ tọa độ hai chiều mỗi điểm được xác định bởi cặp tọa độ (x, y) Khi biểu

diễn các điểm độ cao địa hình, chúng ta thường biểu diễn điểm trong hệ tọa

độ 3 chiều xác định bởi các giá trị (x, y, z)

Dạng này rất thuận tiện khi khảo sát các đoạn thẳng

Nếu t1[0,1], ta có các điểm (x,y) thuộc về đoạn thẳng giới hạn bởi haiđiểm (x1, y1) và (x2, y2), nếu t2[-∞,+∞] ta sẽ có toàn bộ đường thẳng Trongbiểu diễn bề mặt địa hình, đoạn thẳng nối hai điểm độ cao trên bề mặt địahình được dùng để miêu tả sự biến đổi tuyến tính của một phần bề mặt địahình nằm giữa hai điểm đó

Mặt phẳng

Khi biểu diễn bề mặt địa hình dưới dạng lưới tam giác không đều TIN,thì mỗi tam giác sẽ đặc tả phần địa hình nằm bên trong tam giác đó Mỗi tamgiác là một mặt phẳng, để biểu diễn các tam giác trên máy tính, chúng ta sửdụng phương trình toán học của mặt phẳng

Phương trình tổng quát biểu diễn mặt phẳng có dạng:

Ax + By + Cz + D = 0

Trong đó: (x, y, z) là một điểm bất kì của mặt phẳng

A, B, C, D là các hằng số diễn tả thông tin không gian của mặt phẳng

Để xác định phương trình mặt phẳng của một tam giác trong không gian, ta

sử dụng tọa độ của ba đỉnh (x1,y1,z1), (x2,,y2,z2), (x3 ,y3,z3) của tam giác này

Đường cong

Khi biểu diễn bề mặt địa hình, người ta còn thể hiện dáng điệu địa hìnhdưới dạng các đường bình độ Đường bình độ là một đường cong phức tạp,luôn uốn lượn bám sát bề mặt địa hình và có độ cao không đổi Việc tìm racác công thức để biểu diễn các đường bình độ là rất phức tạp Trong mục nàychúng ta sẽ khảo sát các phương pháp cho phép tạo ra các đường cong mô tảđường bình độ dựa trên tập các điểm xác định trên đường cong

Bài toán đặt ra ở đây là cần xây dựng một đường cong đi qua tập hợp cácđiểm phân biệt p1, p2, , pL+1 có độ cao không đổi và luôn bám sát bề mặtđịa hình

Hình khối

Một phương pháp thông dụng và đơn giản để mô hình hóa các địa vậttrên mô hình số địa hình và trong bản đồ ba chiều là mô hình khung nối kết.Mỗi địa vật là một mô hình khung nối kết gồm có một tập các đỉnh và tập cáccạnh nối giữa các đỉnh đó Khi thể hiện bằng mô hình này, các đối tượng bachiều có vẻ rỗng và không giống thực tế lắm Để hoàn thiện hơn, người tadùng các kĩ thuật tạo bóng và loại bỏ các đường và mặt khuất Tuy nhiên vẽbằng mô hình này thường cho kết quả hiển thị nhanh Với mô hình khung nốikết, hình dạng của đối tượng ba chiều được biểu diễn bằng hai danh sách,danh sách các đỉnh và danh sách các cạnh nối các đỉnh đó Danh sách cácđỉnh cho biết thông tin hình học đó là vị trí các đỉnh, còn danh sách các cạnhxác định thông tin về sự kết nối, nó cho biết cặp các đỉnh tạo ra cạnh Chúng

ta hãy quan sát một vật thể ba chiều được biểu diễn bằng mô hình khung nốikết như sau:

Hình 2.2 Vật thể ba chiều được biểu diễn bằng mô hình khung nối kết

2.3 Google Skechup Pro – 2013

Google Sketchup là phần mềm của Google phục vụ nhiều trong các lĩnhvực về kĩ thuật, xây dựng, cũng là công cụ giúp ích trong việc dựng 3D phục

vụ quy hoạch không gian [11]

Hình 2.3 : Giao diện chính của Google Sketchup Pro – 2013

Các chức năng chính của Google Sketchup:

+ Xây dựng các bản vẽ xây dựng, kĩ thuật

+ Dựng hình ở các dạng 2D, 3D

+ Tích hợp nhiều định dạng mở file, dễ dàng chuyển đổi qua các phầnmềm khác

+ Cho phép chia sẻ các đối tượng thiết kế được lên Internet

+ Có thể lấy các thiết kế có sẵn thông qua mạng trực tuyến GoogleBuiding Marker

+ Xây dựng các thiết kế bản vẽ dễ dàng và thuận lợi hơn các phần mềm khác.+ Sketcup trực quan hóa mọi hoạt động tương tự như vẽ tay Đơn vị cơ bảntrong Sketchup là đường- mặt với các chuối thao tác vẽ, chia, nối, di chuyển ,xoay, thu phóng, nâng khối, cắt khối, trượt dẫn, tô màu, vẽ địa hình…

+ Do đơn giản nên người sử dụng Sketchup có thể vẽ rất nhanh, nhưngkhông có nghĩa là kém chính xác Sketchup có khả năng dò tìm điểm nội suy,nhập số liệu chính xác đến 06 lẻ số thập phân, giả bóng thời gian thực

2 4 Một số ứng dụng của mô hình địa hình số 3D

2.4.1 Các ứng dụng trong việc giám sát và phát hiện tài nguyên

Giám sát lũ lụt: Việc mô hình hoá vùng lưu vực sông dựa trên dữ liệu địahình 3D, các thông tin tại các điểm nút (các mặt cắt ngang, mặt cắt dọc), dữliệu về lượng mưa, lượng nước bị giữ lại và sức chứa của lưu vực có thể đượcdùng để đưa ra các dự báo về khoảng thời gian, phạm vi ngập lũ và đề xuấtcác biện pháp phòng ngừa Trong quá trình đang xảy ra thiên tai dựa trên cácnội dung của Mô hình địa hình 3D, cơ quan phụ trách có thể đưa ra các quyếtđịnh tức thời, chính xác về việc di dời người và tài sản, giảm nhẹ thiệt hại vềngười và của, đánh giá thiệt hại và đưa ra các biện pháp cứu trợ hiệu quả.Phòng chống cháy rừng, phòng chống sụt lở đất cũng có thể phát hiện mộtcách rất hiệu quả dựa trên thông tin của Mô hình địa hình 3D Từ DEM, dữliệu về lớp phủ thực vật kết hợp với các thông tin về lượng mưa, chiều gió, độ

ẩm, chất đất có thể đưa ra các cảnh báo, các phản ứng tức thời và cácphương án nhằm giảm thiểu thiệt hại do thiên tai gây ra

2.4.2 Các ứng dụng trong xây dựng cơ sở hạ tầng và viễn thông

 Trong xây dựng cơ sở hạ tầng

Thiết kế - quy hoạch là một trong những lĩnh vực rộng lớn rất cần môhình địa hình 3D Từ thiết kế giao thông, đô thị, công trình công cộng đếnthiết kế nhà máy thuỷ điện đều cần đến các thông tin chính xác này để nghiêncứu tình trạng hiện thời, tính toán khối lượng đào đắp để đưa ra phương án tối

ưu, lên kế hoạch giải toả và tái định cư, hiển thị mô hình thiết kế, lấy ý kiếnđóng góp, trình duyệt

 Trong viễn thông

DEM cũng đã được ứng dụng trong viễn thông để thiết kế các trạm phátsóng, tiếp sóng dựa trên phân tích về vùng thông hướng nhìn Nhưng gần đâyvới quá trình đô thị hoá, các khu nhà cao tầng mọc lên rất nhanh thì DEMkhông còn khả năng cung cấp đủ thông tin cho việc quản lý viễn thông nữa,nhất là trong các khu vực mật độ dân số cao Mô hình địa hình 3D hoặc một

biến thể của nó là mô hình thành phố 3D có thể cung cấp thông tin đầy đủ hơncho việc chọn các vị trí tối ưu để xây dựng trạm thu phát, đảm bảo việc truyềnphát sóng được thực hiệnhiệu quả nhất.

2.4.3 Các ứng dụng trong lĩnh vực quốc phòng

Với ưu điểm về môi trường hiển thị ba chiều rất giống với thế giới thực,

Mô hình địa hình 3D được sử dụng cho các ứng dụng mô phỏng địa hìnhtrong lĩnh vực quân sự, hàng không Bằng cách kết hợp các nội dung Môhình địa hình 3D với cơ sở dữ liệu của sân bay, các công ty phần mềm có thểcung cấp cho các sân bay công cụ để thiết lập một hệ thống phòng tránh các

va chạm hàng không, cảnh báo tiếp cận sân bay và quản lý các chuyến bay.Ngoài ra trong quân sự, Mô hình địa hình 3D có thể sử dụng phục vụ tácchiến, phân tích địa hình cho các hoạt động chiến trường như: phân tích tầmnhìn hay khả năng cơ động của các trang thiết bị cơ giới Các ứng dụng tiêubiểu khác của DEM trong quân sự là phục vụ dẫn đường cho tên lửa và thiết

kế mạng thông tin liên lạc Các ứng dụng trong quân sự cũng đòi hỏi phải cócác chức năng hiển thị mạnh như các công cụ hiển thị hình ảnh động trongcác mô hình mô phỏng tác chiến

Xuất hiện tại Việt Nam từ những năm 90 và bùng nổ manh mẽ trongnhững năm gần đây, hệ thống thông tin địa lý (Geographic InformationSystem – GIS) ra đời trên cơ sở sự phát triển của hoa học máy tính và ngàynay được biết đến là một công cụ trợ giúp đắc lực trong quản lý hạ tầng tạiViệt Nam

Hệ thống GIS đã bắt đầu được nghiên cứu ứng dụng trong nhiều bộngành: Quy hoạch xây dựng, sử dụng đất, tài nguyên môi trường, giao thôngvận tải và bắt đầu đã được đưa vào chương trình giảng dạy tại một sốtrường đại học

Trong lĩnh vực Quy hoạch xây dựng, công nghệ GIS đã được áp dụng tạimột số đơn vị trong ngành quy hoạch xây dựng và cơ quan quản lý địaphương như: Viện Kiến trúc, Quy hoạch đô thị và nông thôn, UBND (uỷ bannhân dân) Thành phố Hà nội, Sở địa chính, Viện Quy hoạch Hải Phòng, SởTài nguyên – Môi trường Cần Thơ và nhiều cơ quan khác Các phần mềm

chính được sử dụng như: MapInfo, ArcInfo, AutoCad, ArcView,Microstation, Access, SQL server,

Hiện nay trong công tác quy hoạch xây dựng, phần mềm chính được sửdụng phổ biến hiện nay nhất là phần mềm hỗ trợ thiết kế AutoCad, phần mềm

xử lý ảnh Photoshop việc ứng dụng các phần mềm GIS như Arcview,Mapinfo, còn rất hạn chế Chính những hạn chế này đã đặt ra cho các nhàqui hoạch và quản lý là vấn đề chuyển hoá các sản phẩm xây dựng từ cácphần mềm thiết kế sang quản lý bằng công nghệ GIS

* Một số đề tài nghiên cứu ứng dụng GIS 3D

- Xây dựng mô hình 3D thành phố từ dữ liệu Lidar bằng phần mềmSCANEX IMAGE PROCESSOR 3.0 kết hợp với ARCGIS của KS HoàngThị Tâm (Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ)

- Kết hợp ARCGIS và GOOGLE SKETCHUP trong xây dựng bản đồ3D GIS phục vụ nghiên cứu và giảng dạy ở các trường đại học và cao đẳngcủa Lương Thị Vân, Ngô Anh Tú, Trương Quang Hiển ( Khoa Địa lí- Địachính, Trường Đại học Quy Nhơn)

- Nghiên cứu ứng dụng GIS, GPS và viễn thám xây dựng bản đồ 3D GISphục vụ quy hoạch không gian đô thị - Lấy ví dụ trên địa bàn phường TrầnHưng Đạo, Thành phố Quy Nhơn, Tỉnh Bình Định của Lương Thị Vân, NgôAnh Tú, Trương Quang Hiển ( Khoa Địa lí- Địa chính, Trường Đại học QuyNhơn)

- GIS 3D giải pháp mới cho quản lý hạ tầng đô thị của Nguyễn Văn Lộc,Đặng Thị Ngọc Lý, Nguyễn Thị Hoàng Yến (Cty TNHH Kỹ thuật Môi trườngVệt An)

PHẦN 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đề tài được nghiên cứu từ ngày 20/01/2014 đến ngày 30/04/2014

3.3 Nội dung nghiên cứu

- Điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội của thành phố Thái Nguyên

- Tình hình quản lí và sử dụng đất của thành phố Thái Nguyên

- Tình hình quy hoạch và xây dựng không gian đô thị tại thành phố TháiNguyên

- Xây dựng mô hình 3D phục vụ cho quy hoạch không gian thành phốThái Nguyên

- Ứng dụng mô hình 3D trên một số phần mềm

+ Hiển thị mô hình 3D trên ArcGoble

+ Phối cảnh không gian đô thị khu đô thị Hồ Xương Rồng phục vụ quyhoạch bằng Google Sketchup Pro- 2013

+ Hiển thị, truy xuất, cập nhật mô hình 3D bằng Arcgis

3.4 Phương pháp nghiên cứu

3.4.1 Phương pháp điều tra, thu thập số liệu

3.4.1.1 Tài liệu thứ cấp

- Bản đồ hiện trạng sử dụng đất thành phố Thái Nguyên tỷ lệ 1:5000

- Bản đồ địa chính của thành phố Thái nguyên tỷ lệ 1:5000

- Báo cáo tình hình kinh tế hằng năm của thành phố Thái nguyên

- Thống kê nguồn tài nguyên thên nhiên của thành phố Thái nguyên

- Báo cáo quy hoạch sử dụng đất thành phố Thái Nguyên (2001 – 2010)

- Báo cáo quy hoạch sử dụng đất thành phố Thái nguyên (20011 – 2020)

- Thống kê đất đai năm 2013 của thành phố Thái nguyên

- Điều chỉnh quy hoạch chung của thành phố Thái Nguyên đến năm 2035(thuyết minh tóm tắt)

3.4.1.2 Tài liệu sơ cấp

- Các số liệu điều tra khảo sát thực tế thông qua phiếu điều tra ven cáctuyến đường Hoàng Văn Thụ, Cách Mạng Tháng Tám, Hùng Vương, BếnTượng, Phan Đình Phùng, Lương Ngọc Quyền, Bắc Sơn, Nguyễn Du, BếnOánh, Phùng Chí Kiên…

- Số liệu điều tra: số liệu điều thu thập được thông qua phiếu điều tra(điều tra về số tầng nhà , diện tích mặt phố, khả năng xây dựng các công trìnhtrong tương lai …)

3.4.2 Phương pháp phân tích và xây dựng bản đồ số

- Là phương pháp tìm hiểu các tài liệu bản đồ đã có như bản đồ hiệntrạng sử dụng đất, bản đồ địa chính, các bản đồ liên quan khác để đối chiếu,tìm kiếm, kế thừa các thông tin cần thiết

- Ứng dụng phần mềm GIS để xử lý, biên tập, thành lập mô hình 3D củathành phố Thái nguyên và cơ sở dữ liệu thuộc tính liên quan

3.4.3 Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa

- Điều tra, đối soát, bổ sung, chỉnh lý các yếu tố nội dung cơ sở địa lýtrên bản đồ

- Khảo sát thực địa nhằm đảm bảo độ chính xác của các tài liệu, số liệuthu thập được, thu thập các thông tin về số tầng nhà

3.4.4 Quy trình thực hiện

Hình 3.1: Quy trình thực hiện xây dựng mô hình 3D phục vụ quy hoạch

không gian đô thị thành phố Thái Nguyên

về xây dựng 3D

Thửa

đất

Giao thông

Thực vật

ArcCatalogXây dựng mô hình dữ liệu

3D

Kêt quả sản phẩm hoàn chỉnh

ArcGobleHiện thị mô hình 3D trên bề mặt trái đất

PHẦN 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 4.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của khu vực thành phố Thái Nguyên

4.1.1 Về điều kiện tự nhiên

4.1.1.1 Vị trí địa lý và đặc điểm địa hình, địa mạo.

Thành phố Thái Nguyên được thành lập ngày 19/10/1962, hiện có 28đơn vị hành chính, bao gồm 19 phường và 9 xã Trải qua 50 năm xây dựng vàtrưởng thành, thành phố Thái Nguyên đang có nhiều chuyển biến mạnh mẽ,

bộ mặt đô thị thay đổi từng ngày, chất lượng cuộc sống của người dân đượccải thiện, nâng cao, tình hình an ninh chính trị được đảm bảo, các hoạt động

du lịch, thương mại, hợp tác đầu tư được đẩy mạnh

Thành phố Thái Nguyên là tỉnh lị Thái Nguyên, có tọa độ 21o29’ đến

21o37’ vĩ độ Bắc và từ 105o25’ đến 106o14’ kinh độ Đông

- Phía Bắc giáp huyện Đồng Hỷ và huyện Phú Lương

- Phía Tây giáp huyện Đại Từ

- Phía Nam giáp huyện Phổ Yên

- Phía Đông giáp thị xã Sông Công

Ranh giới hành chính của thành phố:

- Tổng diện tích tự nhiên của thành phố là: 18.9740,48 ha

- Dân số: 278.143 người

- Là một trong ba trung tâm giáo dục- đào tạo lớn trong cả nước

- Đầu mối giao thông trực tiếp với thủ đô Hà Nội có đường sắt, đườngsông, quốc lộ số 3 dài 80km và cách sân bay quốc tế Nội Bài 50km

- Là cửa ngõ đi qua các tỉnh phía Bắc như : Cao Bằng, Bắc Kan, HàGiang, Tuyên Quang, Lạng Sơn, Bắc Ninh, Bắc Giang

- Là thành phố công nghiệp, thành lập từ 1962 (tiền thân là thị xã Thái Nguyên)

Hình 4.1: Bản đồ hành chính thành phố Thái Nguyên

 Địa hình địa mạo

Về thổ nhưỡng đất phù sa chua có 36.23 km2 , chiếm 20,65% Đất xámFeralits trên đá xét và biến chất có 31,79 km2, chiếm 27,95%, thích hợp vớiviệc gieo trồng cây hàng năm Đất dốc từ 8o đến 25o có diện tích 34.03 km2chiếm 19,22% có diện tích đất tự nhiên, phù hợp với các loại cây trồng nôngnghiệp dài ngày, cây ăn quả, phù hợp với việc phát triển hệ sinh thái nông-lâm nghiệp vùng đồi Đất có độ dốc trên 25o là 21.72km2 , chiếm 2,27% tổngdiện tích tự nhiên, phù hợp với việc phát triển rừng lâm nghiệp và cảnh rừngcảnh quan du lịch

Địa hình thành phố Thái Nguyên khá bằng phẳng Tuy nhiên, vùng đồinúi vẫn mang tính chất của diện mạo trung du với kiểu bậc thềm phù sa vàbậc thang nhân tạo, thềm phù sa mới và bậc thềm pha tích (đất dốc tụ) vớinhững đồi gò thoải, bát úp xen kẽ nhau chiếm 50,2% diện tích tự nhiên Bìnhquân diện tích đất nông nghiệp của thành phố là 425,55m2/người, tập trungchủ yếu ở các xã phía tây, tây nam: Phúc Xuân, Phúc Trìu, Tân Cương, ThịnhĐức, Lương Sơn Phần lớn diện tích có độ dốc dưới 8o, phù hợp với cây lúa,cây trồng hàng năm

4.1.1.2 Khí hậu và tài nguyên thiên nhiên

 Khí hậu

Khí hậu thành phố Thái Nguyên mang những nét chung của vùng ĐôngBắc Việt Nam, thuộc miền nhiệt đới gió mùa biến tính, trong năm có 4 mùatrong đó có 2 mùa thể hiện rõ rệt: Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10, mùa khô

từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau

Trong thời gian này gió mùa đông bắc chiếm ưu thế tuyệt đối, nóng ẩmmưa nhiều, tháng nóng nhất là tháng 7, nhiệt độ cao tuyệt đối lên đến 41,5oCnhiệt độ trung bình 28,5oC Mùa lạnh bắt đầu từ gần cuối tháng 11 năm trướcđến gần cuối tháng 3 năm sau, gió mùa Đông Bắc chiếm ưu thế tuyệt đối,trong thời này lượng mưa ít, thời tiết hanh khô, tháng lạnh nhất là tháng 1,nhiệt độ trung bình là 15,5oC, nhiệt độ thấp tuyệt đối xuống đến 3oC Độ ẩmkhông khí trên thành phố khá cao Mùa nóng độ ẩm dao động từ 78%-86%,mùa lạnh từ 65%-70%

 Đặc điểm về thủy văn

Trên địa bàn Thành phố có 2 con sông chảy qua Sông Cầu ở phía đôngbắc Thành phố, chảy theo hướng Tây bắc- Đông nam tạo nên ranh giới hànhchính tự nhiên với huyện Đồng Hỷ Đoạng chảy qua thành phố Thái Nguyênthuộc vùng trung lưu dài tới 25km ; ở đoạn này dòng sông mở rộng từ 70-100m Lưu lượng nước bình quân mùa mưa 620m3/s (trong những ngày lũ lưulượng nước lên tới 3.500 m3/s) Mùa khô lưu lượng nước nhỏ chỉ đạt bìnhquân 3,32m3/s

Sông Công chảy dọc phía tây thành phố Thái Nguyên tạo thành ranh giới

tự nhiên với huyện Phổ Yên và thị xã Sông Công Đoạn chảy qua thành phốdài 15km Vào mùa mưa, lưu lượng nước của sông Công trong lũ đạt1.800m3/s Mùa khô lưu lượng nước rất nhỏ, chỉ 0,32m3/s

Thành phố Thái Nguyên có 93 hồ, ao vừa và nhỏ tập trung ở 25 xãphường, là nơi dự trữ nước cho sản xuất nông nghiệp, công nghiệp, tạo cảnhquan, cân bằng sinh thái

 Tài nguyên thiên nhiên

- Tài nguyên đất: So với diện tích đất tự nhiên thì tổng diện tích đất phù

sa không được bồi tụ hàng năm với độ trung tính ít chua là 3.125,35 ha, chiếm17,65% so với tổng diện tích tự nhiên ; đất phù sa không được bồi tụ hàngnăm, chua, glay chủ yếu có 100,19 ha, chiếm 0,75% tổng diện tích đất tựnhiên được phân bố chủ yếu ở phường Phú Xá; đất phù sa ít được bồi tụ hàngnăm trung tính ít chua có 379,84 ha, chiếm 2,35% tổng diện tích đất tự nhiên;đất (Pcb1) bạc màu phát triển trên phù sa cũ có sản lượng Feralit trên nền cơgiới nhẹ 271,3 ha, chiếm 1,53%; đất (Pcb1) bạc màu phát triển trên phù sa cũ

có sản lượng Feralit trên nền cơ giới nặng có 545,6 ha, chiếm 3,08%

- Tài nguyên rừng: rừng ở thành Thái Nguyên chủ yếu là rừng nhân tạo

và rừng trồng theo chương trình 327, rừng trông theo chương trình PAM,vùng chè Tân Cương cùng với các loại cây trồng của nhân dân như cây nhãn,vãi, quýt, chanh…Cây lương thực chủ yếu là cây lúa nước, ngô, đậu…thíchhợp và phát triển ở những vùng đất bằng trên các loại đất phù sa đất mới pháttriển đất glay trung tính ít chua

- Tài nguyên khoáng sản: Hai tuyến sông lớn chảy qua ( Sông Cầu vàsông Công), do đó cung cấp cho thành phố một lượng cát, sỏi phục vụ xâydựng khá lơn, đủ đáp ứng đủ nhu cầu xây dựng cho thành phố Thành phốnằm trong vùng sinh khoáng đông bắc Việt Nam, thuộc vành đai sinh khoángThái Bình Dương Mỏ than nội địa Khánh Hòa thuộc xã Phúc Hà có trữ lượngthan rất lớn

4.1.2 Đặc điểm về kinh tế, xã hội

Về dân số

Thành phố Thái Nguyên hiện có 28 đơn vị hành chính cấp phường, xãbao gồm 19 phường và 9 xã Kết quả điều tra dân số thường trú trên địa bànthành phố Thái Nguyên tính đến 0h00 ngày 01/04/2013 là 278.143 người(trong đó: Nam 135.763 người chiếm 41,81%; Nữ 142.380 người chiếm 51,

19%) Khu vực thành thị là 200.150 người, chiếm 72%, khu vực nông thôn:77.993 người, chiếm 28% Mật độ dân số 1.466 người/km2 (khu vực thành thị3.292 người/km2, nông thôn 605 người/km2).

 Mức tăng trưởng kinh tế

- Tốc độ tăng trưởng kinh tế GDP năm 2013 (theo đánh giá 1994) đạt1.067,45 tỷ đồng, ước đạt 11,72% Tổng sản phẩm ước đạt 11.915 tỷ đồng,trong đó: Dịch vụ - Thương mại đạt 5.992 tỷ đồng, tăng 13,95%; Công nghiệp

- Xây dựng đạt 5.422 tỷ đồng, tăng 9,55%; Nông - Lâm nghiệp đạt 492 tỷđồng, tăng 4,39% Cơ cấu kinh tế chuyển dịch theo hướng tích cực: NgànhDịch vụ - Thương mại chiếm 48,42%; ngành Công nghiệp - xây dựng chiếm47,78%; ngành Nông - Lâm nghiệp chiếm 3,8%

Giá trị sản xuất CN-TTCN địa phương ước đạt 6.175 tỷ đồng, bằng 95%

kế hoạch, tăng 7,46% so với cùng kỳ năm 2012

- Giải quyết việc làm cho 5.700 lao động mới bằng 100% kế hoạch

- Tỉ lệ hộ nghèo giảm xuống còn 2,6% (giảm 536 hộ, tăng 246 hộ so vớinăm 2012.) Như vậy tỷ lệ hộ nghèo năm 2013 giảm 0,51% so với cùng kỳnăm 2012 đạt chỉ tiêu so với đề án giảm nghèo 2011 – 2015 đề ra: hàng nămgiảm tỷ lệ hộ nghèo từ 0,5% đến 1% tuy nhiên so với kế hoạch năm 2013 chỉđạt 96,2%

Phát triển đô thị

- Về cải tạo, chỉnh trang các khu chức năng cũ

Về cải tạo, chỉnh trang các khu chức năng cũ chủ yếu tập trung ở 18phương nội thành, quy mô khoảng 6.080,71 ha

Các khu đô thị cũ ( các khu ở cũ, các trung tâm hành chính, các cơ quancông sở) đã được tập trung xây dựng theo đúng quy hoạch Nâng cấp hệ thôngchiếu sáng, xây dựng đồng bộ vỉa hè, lòng đường; bảo đảm cấp nước sạch chonhân dân

- Về quy hoạch và phát triên các khu dân cư mới

Hiện nay đang có chủ trương xây dựng các đô thị mới phường TúcDuyên dự án kè chống lũ Sông Cầu đang tiếp tục triển khai giai đoạn 2 kéodài từ Túc Duyên đến đập thác Huống Dự án đường Minh Cầu, đường BắcSơn nối với đườn Bắc Sơn và khu dân cư số 1 Hoàng Văn Thụ, hoàn thành sẽtạo thành một con đường nội thị rộng đẹp cùng với 1 khu dân cư mới, gópphần xóa bỏ tình trạng làng trong phố; dự án khu đô thị Xương Rồng với tổngdiện tích 45 ha được quy hoạch và xây dựng theo kiến trúc hiện đại , độc đáo,với 9,5 ha diện tích lòng hồ được thiết kế nằm giữa khu đô thị vừa có chứcnăng điều hòa sinh thái, vừa tạo cảnh quan cho khu đô thị cho khu vực phíaBắc Thành phố

- Giao thông: Về đường bộ có 3 quốc lộ chạy qua thành phố đó là quốc

lộ 3, quốc lộ 1B và quốc lộ 37 Toàn thành phố 422 km đường ô tô trong đó

có 30km đường quốc lộ, giao thông bên trong thành phố có chiều dài 60km,đường nhựa 53,14km, đường đá 4,28km, đường cấp phối 2,04km Đường sắt

có tuyến quốc gia: Hà Nội - Thái Nguyên, Thái Nguyên- Kép - Bãi Cháy vàcác tuyến đường địa phương Có 3 ga là ga Thái Nguyên, ga Quán Triều, ga Lưu

Xá Đường thủy: quan trọng có tuyến sông Cầu chảy qua thành phố 15km

- Hệ thống điện: Mạng lưới điện phát triển mạnh, 28 đơn vị thuộc thànhphố đều có điện lưới quốc gia phục vụ cho sinh hoạt và sản xuất Nguồn cungcấp điện cho Tp.Thái Nguyên hiện nay là nguồn điện lưới quốc gia với hệthống đường dây cao thế 110 KV và 220 KV và 95% các đường phố chínhđều có hệ thống chiếu sáng ban đêm

Văn hóa- y tế- giáo dục

- Giáo dục: Chất lượng dạy và học từng bước được nâng cao ở mối cấphọc, ngành học; đội ngũ giáo viên được tăng cường về số lượng cũng nhưchất lượng Trong khu vực thành phố có 67 trường học và các cấp phổ thôngvới 914 phòng học, 188 giáo viên Thế mạnh của Tp về giáo dục là có 17trường ĐH, cđ, trung học chuyên nghiệp; 16 cơ sở thí nghiệm trung tâmnghiên cứu

- Y tế: Hệ thống y tế của Tp phát triển mạnh đáp ứng được nhu cầu khámchữa bệnh của nhân dân Những năm qua, các cơ sở y tế đã tổ chức chữa bệnhcho 112.4300 lượt người , trong đó điều trị nội trú cho 2.343 lượt người.

- Văn hóa thể thao: Hoạt động của văn hóa thể thao ngày càng phát triểnmạnh, chất lượng được nâng cao, đa dạng hóa về hình thức và phong phú về nộidung góp phần nâng cao dân trí và đời sống tinh thần cho nhân dân

* Đánh giá chung về điều kiện tự nhiên và tài nguyên thiên nhiên

Thuận lợi:

- Vị trí địa lý và kinh tế- chính trị của Thành phố Thái Nguyên là mộttrong những lợi thế quan trọng trong phát triển kinh tế-xã hội Với đầy đủphương thức vận tải đường bộ, đường thủy và đường sắt, có quốc lộ sô 3, 1B,

và quốc lộ 37 đi qua và đường cao tốc Hà Nội- Thái Nguyên Thành phố cónhiều điều kiện thuận lợi để phát triển kinh tê, giao lưu với Hà Nội và các địaphương khác

- Vai trò trung tâm của thành phố đối với tỉnh Thái Nguyên và trung dumiền núi phía Bắc được khẳng định qua thực tiễn phát triển và được thế chếhóa bằng các văn bản pháp lý Đây là cơ hội lớn cho phát triển TP trongtương lai

- Nhu cầu thị trường trong nước đối với nhiều sản phẩm của TP TháiNguyên ( hàng công nghiệp, nông sản chế biến, dịch vụ giáo dục- đào tạo, ý

tế, văn hóa…) đang tăng nhanh là cơ hội rất lớn cho phát triển Thành phố

- Hội nhập kinh tế quốc tế mang lại nhiều cơ hội mở rộng thị trường, tiếpcận công nghệ và kĩ năng quản lý hiện đại và hợp tác phát triển Thành phố

- Điều kiện đất đai phù hợp với nhiều loại cây trồng, nên có thể phát triểnsản xuất nông-lâm nghiệp kết hợp làm tiền đề để phát triển công nghiệp chế biếnnhất là sản phẩm chè đặc sản, tạo nên cơ sở thúc đẩy quá trình CNH-HĐH

- Địa bàn thành phố với nhiều di tích danh thắng cảnh nếu được đầu tư sẽthu hút được du khách đến tham quan, nghỉ dưỡng gấp nhiều lần so với hiện nay

Khó khăn, hạn chế:

- Tốc độ đô thị hóa nhanh, cơ sở hạ tầng đô thị chưa đồng bộ; nguồn vốnđầu tư còn hạn chế; khu đô thị cũ tập trung đông dân cư ảnh hưởng đến kếtcấu hạ tầng và bảo vệ môi trường sinh thái

- Các khu công nghiệp tập trung đã và đang được đầu tư nhưng chưađồng bộ; một số cụm công nghiệp hiện nay xen kẽ trong dân cư

- Kinh tế phát triển nhưng chưa tương xứng với tiềm năng của TP; khả năngtích lũy cho ngân sách chưa cao; nguồn lực đầu tư và phát triển còn hạn chế

- Tài nguyên khoáng sản tuy có nhưng trữ lượng nhỏ, rải rác không thuậnlợi cho đầu tư khai thác và chế biến quy mô lớn

4.2 Tình hình quản lí và sử dụng đất của thành phố Thái Nguyên

4.2.1 Thực trạng sử dụng đất của thành phố Thái Nguyên

Trong phạm vi ranh giới được xác định theo Nghị định 07/CP ngày23/01/1997 của Chính Phủ - Tổng diện tích tự nhiên của Thành phố là:18.630,56 ha Trong đó được sử dụng như sau:

Tổng diện tích tự nhiên của thành phố là 18.630,60 ha Trong đó:

- Đất nông nghiệp: Có 12.266,55 ha, chiếm 65,84% tổng diệntích đất tự nhiên

- Đất phi nông nghiệp: Có 5.992,86 ha, chiếm 32,17% tổngdiện tích đất tự nhiên

- Đất chưa sử dụng: Còn 371,19 ha chiếm 1,99% tổng diệntích đất tự nhiên

Bảng 4.1: Tổng diện tích thành phố Thái Nguyên năm 2012

TT Mục đích sử dụng đất Mã Diện tích (ha) Cơ cấu (%)

1.1 Đất sản xuất nông nghiệp SXN 9.021,64 48,42 1.1.1 Đất trồng cây hàng năm CHN 5.017,54 26,93 1.1.1.1 Đất trồng lúa LUA 3.661,23 19,65 1.1.1.2 Đất cỏ dùng vào chăn nuôi COC 17,57 0,09 1.1.1.3 Đất trồng cây hàng năm khác HNK 1.338,70 7,19 1.1.2 Đất trồng cây lâu năm CLN 4.004,14 21,49 1.2 Đất lâm nghiệp LNP 2.911,52 15,63 1.2.1 Đất rừng sản xuất RSX 1.926,70 10,34 1.2.2 Đất rừng phòng hộ RPH 984,82 5,29 1.3 Đất nuôi trồng thuỷ sản NTS 329,94 1,77 1.5 Đất nông nghiệp khác NKH 3,41 0,02

2.1 Đất ở OTC 1.553,22 8,34 2.1.1 Đất ở tại nông thôn ONT 556,20 2,99 2.1.2 Đất ở tại đô thị ODT 997,02 5,35 2.2 Đất chuyên dùng CDG 3.161,16 16,97 2.2.1 Đất trụ sở cơ quan, công trình sự

nghiệp CTS 85,86 0,462.2.2 Đất quốc phòng CQP 258,88 1,39 2.2.3 Đất an ninh CAN 16,28 0,09 2.2.4 Đất sản xuất, kinh doanh phi

nông nghiệp

CSK 498,68 2,68 2.2.5 Đất có mục đích công cộng CCC 2.301,46 12,35 2.3 Đất tôn giáo, tín ngưỡng TTN 13,54 0,07 2.4 Đất nghĩa trang, nghĩa địa NTD 115,40 0,62 2.5 Đất sông suối và mặt nước

chuyên dùng SMN 1146,24 6,152.6 Đất phi nông nghiệp khác PNK 3,30 0,02

3.1 Đất bằng chưa sử dụng BCS 282,96 1,52 3.2 Đất đồi núi chưa sử dụng DCS 88,23 0,47

(Nguồn: Niêm giám thống kế tỉnh Thái Nguyên năm 2012)