Nghiên cứu tích hợp phương pháp phân tích không gian và đa tiêu chuẩn xác định vị trí khu công nghiệp

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA --- NGUYỄN XUÂN THÀNH NGHIÊN CỨU TÍCH HỢP PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KHÔNG GIAN VÀ PHÂN TÍCH ĐA TIÊU CHUÂN XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ K

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-

NGUYỄN XUÂN THÀNH

NGHIÊN CỨU TÍCH HỢP PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KHÔNG GIAN VÀ PHÂN TÍCH ĐA TIÊU CHUÂN

XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ KHU CÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành: Hệ thống thông tin địa lý (GIS)

Mã số ngành: 2.15.04

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỒ CHÍ MINH

12-2005

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS Nguyễn Lương Bách

Cán bộ chấm nhận xét 1:

Cán bộ chấm nhận xét 2:

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại :

HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày … tháng …… năm 2005

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: NGUYỄN XUÂN THÀNH Phái: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 20/02/1962 Nơi sinh: Mỹ Tho Chuyên ngành: Hệ thống thông tin địa lý (GIS) MSHV: 01004276

I TÊN ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU TÍCH HỢP PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH KHÔNG GIAN

VÀ ĐA TIÊU CHUẨN XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ KHU CÔNG NGHIỆP

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

Nghiên cứu tích hợp các phương pháp phân tích không gian và đa tiêu chuẩn hỗ trợ công tác hoạch định vị trí khu công nghiệp, và áp dụng cụ thể cho Tỉnh Tiền Giang

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 7/07/2005

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 7/12/2005

V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN LƯƠNG BÁCH

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM NGÀNH BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH

Nội dung và đề cương luận văn thạc sĩ đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua

Ngày tháng năm 2005

Thương mến gởi tặng thành quả học tập, nghiên cứu của tôi đến gia đình, bạn

bè, đồng nghiệp đã ủng hộ, động viên, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian qua

Trân trọng !

TÓM TẮT LUẬN VĂN CAO HỌC

Việc nghiên cứu lựa chọn vị trí xây dựng Khu công nghiệp là một quá trình phân tích trên không gian rộng Trước đây, việc chọn vị trí chỉ dựa vào tiêu chuẩn kinh tế

và kỹ thuật Hiện nay quá trình này không chỉ yêu cầu về kỹ thuật, kinh tế mà còn phải thoả được các vấn đề tự nhiên, xã hội, môi trường, tuân theo pháp luật và qui định của chính quyền,.… Các tiêu chuẩn đó, đôi khi lại đối lập và mâu thuẩn nhau Trong nghiên cứu này, luận án cố gắng xác định vị trí có điều kiện tốt nhất phù hợp các tiêu chuẩn được chọn Một số công cụ được sử dụng; đó là Hệ chuyên gia (Expert System: ES), Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System: GIS), Phương pháp thực hiện quyết định đa tiêu chuẩn (Multi Criteria Decision Making: MCDM) Tuy rằng mỗi công cụ đều đóng vai trò quan trọng để giải quyết vấn đề lựa chọn vị trí, nhưng mỗi công cụ tự nó có những giới hạn riêng và không thể dùng riêng lẻ để đạt được việc chọn lựa tốt nhất Tích hợp các công cụ này nhằm tạo ra công cụ GIS có tên gọi là Hệ hỗ trợ quyết định không gian SDSS (Spatial Decision Support System) là nhiệm vụ được đặt ra của nghiên cứu Việc ứng dụng công cụ tích hợp GIS được minh hoạ bằng các dữ liệu thực phục vụ mục tiêu Lựa chọn vị trí tiềm năng xây dựng Khu công nghiệp Tỉnh Tiền Giang

Luận văn được viết thành 4 phần, 6 chương

Phần I: MỞ ĐẦU

- Chương 1: Chương mở đầu

Phần II: TỔNG QUAN VÀ CƠ SỞ LÝ THUYếT

Đây là phần cơ bản, là cơ sở khoa học cho việc xây dựng mô hình bao gồm các nghiên cứu: tiêu chí xây dựng khu công nghiệp, phương pháp phân tích không gian (GIS), phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn (MCA), mô hình tích hợp GIS

và MCA Phần này gồm 2 chương

- Chương 2 : Tổng quan về tình hình nghiên cứu có liên quan

- Chương 3: Cơ sở lý thuyết

Phần III: ỨNG DỤNG MÔ HÌNH TÍCH HỢP VÀO VIỆC XÁC ĐỊNH

VỊ TRÍ KHU CÔNG NGHIỆP TỈNH TIỀN GIANG

Đây là phần quan trọng của luận văn thể hiện những vấn đề được nghiên cứu

Và được minh họa bằng số liệu thực trên một địa bàn cụ thể: các huyện phía Tây Tỉnh Tiền Giang Phần này gồm 2 chương:

- Chương 4: Phân tích đa tiêu chuẩn

- Chương 5: Ứng dụng mô hình tích hợp SDSS xác định vị trí khu công nghiệp

Phần IV: KẾT LUẬN

- Chương VI: Kết luận

+ Những vấn đề đạt đựoc + Những vấn đề cần quan tâm và phát triển

ABSTRACT

Studying to select a site for building an idustrial park is the process of analysis on a wide space In the past, selecting a site bases on the standard of economy and technique Nowadays, this process not only requires technique, economy, but also natural, social and environmental, requirements in accordance with the laws and regulations made by the local authorities, … Those standards are sometimes contrary and complicated

In this studying, the thesis tries to confirm the site that has best condition and is suitable with the selected standards A number of facilities used; that is the Expert system, Geographic Information System, Multi Criteria Analysis However, each facility plays an important role to solve a site selecting problem, but each facility has its own limitation itself and can’t be solely used to achieve the best selection Combining these facilities aims at creating GIS facility called

“Spatial Decission Support System” (SDSS) and responsibilites made for studies

To apply GIS suitable facilities is illustrated by real facts to serve the objective of selecting a potential site for the contruction of the TienGiang

Province Industrial Park

PHẦN II: TỔNG QUAN VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Chương 2 : Tổng quan tình hình nghiên cứu có liên quan

2.1 Tiêu chuẩn xác định vị trí khu công nghiệp

2.1.1 Sự hình thành và phát triển công nghiệp

2.1.2 Tiêu chuẩn xác định vị trí khu công nghiệp

2.2 Vai trò của hệ thống thông tin địa lý và phương pháp phân tích đa tiêu

Trang

i iii

chuẩn trong việc lựa chọn và xác định vị trí

2.2.1 Vai trò của GIS

2.2.2 Phân tích đa tiêu chuẩn MCA

2.3 Tích hợp phương pháp phân tích GIS và đa tiêu chuẩn

2.3.1 Hệ hỗ trợ ra quyết định không gian SDSS

2.3.2 SDSS và phân tích đa mục tiêu

2.4 Ứng dụng hệ hỗ trợ ra quyết định không gian SDSS trong việc xác định

vị trí khu công nghiệp

Chương 3: Cơ sở lý thuyết

3.1 Các tiêu chí hình thành khu công nghiệp (KCN)

3.1.1 Khái niệm công nghiệp và khu công nghiệp

3.1.2 Các tiêu chí xác định khu công nghiệp

3.1.3 Các nhân tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn địa điểm KCN

3.2 Hệ thống thông tin địa lý

3.2.1 Khái niệm hệ thống thông tin địa lý

3.2.2 Mô hình dữ liệu GIS

3.2.3 Xử lý dữ liệu GIS

3.2.3.1 Xử lý dữ liệu không gian

3.2.3.2 Xử lý dữ liệu thuộc tính

3.2.3.3 Tích hợp dữ liệu thuộc tính và không gian

3.3 Phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn

3.4.1.1 Hệ thống thông tin địa lý

3.4.1.2 Hệ chuyên gia và phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn

3.4.2 Xây dựng mô hình tích hợp

3.4.2.1 Phân tích định tính

3.4.2.2 Phân tích định lượng

3.4.3 Qui trình nghiên cứu phân tích chọn vị trí khu công nghiệp

PHẦN III: ỨNG DỤNG MÔ HÌNH TÍCH HỢP VÀO VIỆC XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ KHU CÔNG NGHIỆP TỈNH TIỀN GIANG

Chương 4: Phân tích đa tiêu chuẩn

4.1 Phân tích các điều kiện liên quan đến khu vực nghiên cứu

4.1.1 Điều kiện tự nhiên

4.2 Xác định loại hình cơ sở khu công nghiệp

4.2.1 Thực trạng hoạt động công nghiệp Tỉnh Tiền Giang

4.2.2 Phương hướng phát triển công nghiệp

4.3 Định lượng các tiêu chuẩn tham gia mô hình

4.3.1 Xác định các tiêu chuẩn

4.3.2 Tính toán hệ số tầm quan trọng của các tiêu chuẩn

4.3.2.1 Thiết lập ma trận so sánh và tính toán hệ số tầm quan trọngcủa tiêu chuẩn theo nhóm

4.3.2.2 Hệ số tổng của các tiêu chuẩn

5.1.1 Các phép tóan phân tích GIS trên một lớp dữ liệu

5.1.1.1 Phép toán nhận dạng và chọn đối tượng

5.1.1.2 Phép toán liên thông (Dissolve)

5.1.1.3 Phép toán tạo vùng đệm (Buffer)

5.1.2 Các phép tóan phân tích GIS trên hai hay nhiều lớp dữ liệu

5.1.2.1 Phép tóan giao (Intersect)

5.1.2.2 Phép toán hợp (Union)

5.1.2.3 Phép tóan lọai bỏ những vùng có diện tích nhỏ hơn diện tích

giới hạn với các vùng có biên lân cận dài nhất (Eliminate)

5.2 Áp dụng mô hình tích hợp SDSS xác định vị trí tiềm năng xây dựng

khu công nghiệp

5.2.1 Dữ liệu đầu vào

5.2.2 Chồng lớp bản đồ

5.2.3 Kết quả của việc ứng dụng mô hình SDSS xác định vị trí KCN

5.2.4 Đánh giá

5.2.5 Xây dựng chương trình phân tích GIS tự động

5.2.5.1 Giải thuật chương trình

5.2.5.2 Giao diện chương trình

5.3 Nhận định quy trình và phát triển mô hình tích hợp GIS và MCA

62 Những vấn đề cần quan tâm nghiên cứu và phát triển

Những công trình nghiên cứu có liên quan đến luận văn của tác giả

Tài liệu tham khảo

CÁC TỪ VIẾT TẮT

GIS ( Geographic Information System): Hệ thống thông tin địa lý

DSS (Decision Support System): Hệ hỗ trợ ra quyết định

SDSS (Spatial Decision Support System): Hệ hỗ trợ ra quyết định không gian AHP (Analytic Hierachi Process): Tiến trình phân tích thứ bậc

CR (Consistency Ratio): Chỉ số nhất quán

MCA (Multi Criteria Analysis): Phân tích đa tiêu chuẩn

MCDM (Multi Criteria Decision Making): Phương pháp thực hiện quyết định đa

tiêu chuẩn

SDBMS (Spatial Data Base Management System) Hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu

không gian

GDB (Geographic Data Base ) Cơ sở dữ liệu không gian

MB (Model Base) Mô hình và các hàm phân tích

MMS (Model Management System) Hệ thống quản lý mô hình

MM (Meta – Model) Mô hình Meta data

KB (Knowledge Base)

MBMS (Model Base Management System ) Hệ thống quản lý MM

SDM and OLAP (Spatial Data Mining and Spatial On Line Analytical Processing)

Tối ưu quá dữ liệu không gian và Tiến trình phân tích tầm nhìn đa chiều dữ liệu

không gian

ISDM (Interactive Spatial Decision Map) Bản đồ cung cấp cái nhìn trực tiếp trong

việc ra quyết định không gian

CS (Communication System) Hệ thống giao diện để trao đổi thông tin giữa người

dùng với SDSS

SIOR and NAIOP (Society of Industrial and Office Realtors and National

Association of Industrial and Office Parks)

KCN: Khu công nghiệp

ÐBSCL: Ðồng bằng sông Cữu Long

DANH SÁCH HÌNH

Hình 3.1: Phân loại các ngành công nghiệp

Hình 3.2: Các nhân tố ảnh hưởng việc xác định vị trí khu công nghiệp

Hình 3.3: Hệ thống thông tin địa lý

Hình 3.4: Ghép biên các mãnh bản đồ

Hỉnh.3.5: Sliver tạo ra do số hoá hoặc chồng lớp bản đồ

Hình 3.6: Quá trình biên soạn đồ hoạ

Hình 3.7: Sơ đồ Venn

Hình 3.8: Ví dụ: phân loại vùng thích hợp xây dựng khu công nghiệp

Hình 3.9: Chồng lớp dữ liệu không gian

Hình 3.10: Chồng xếp dữ liệu vector

Hình 3.11: Kết hợp tìm kiếm vùng

Hình 3.12: Cấu trúc thứ bậc hỗ trợ ra quyết định

Hình 3.13: Quy trình phân tích thứ bậc

Hình 3.14: Sơ đồ tích hợp phương pháp GIS và MCA

Hình 3.15: Quy trình nghiên cứu phân tích chọn vị trí khu công nghiệp

Hình 4.1: Sơ đồ vị trí Tỉnh Tiền Giang thuộc ĐB SCL

Hình 4.2: Biểu diễn đồ hoạ hệ số tầm quan trọng của các nhóm tiêu chuẩn

Hình 4.3: Biểu diễn đồ hoạ hệ số tầm quan trọng của các tiêu chuẩn thuộc

nhóm điều kiện tự nhiên

Hình 4.4: Biểu diễn đồ hoạ hệ số tầm quan trọng của các tiêu chuẩn thuộc

nhóm cơ sở hạ tầng

Hình 4.5: Biểu diễn đồ hoạ hệ số tầm quan trọng của các tiêu chuẩn thuộc

nhóm kinh tế xã hội

Hình 4.6: Cấu trúc hình cây và hệ số tầm quan trọng tổng hợp các tiêu chuẩn

Hình 4.7: Phân tích độ nhạy trên tiêu chuẩn điều kiện tự nhiên

Hình 5.1: Minh hoạ phép toán nhận dạng và chọn đối tượng

Hình 5.2: Minh hoạ phép toán Dissolve

Hình 5.3: Minh hoạ đồ hoạ phép toán Buffer đường cao tốc

Hình 5.4: Minh hoạ đồ hoạ phép toán Intersect

Hình 5.5: Minh hoạ đồ hoạ phép toán Union

Hình 5.6: Minh họa đồ hoạ phép toán Eliminate

Hình 5.7: Minh hoạ kỹ thuật chồng các lớp bản đồ

Hình 5.8: Sơ đồ giải thuật chương trình phân tích không gian

Hình 5.9: Sơ đồ cây thứ bậc chọn vị trí khu công nghiệp ưu tiên

Hình 5.10: Minh hoạ mức ưu tiên cho các vị trí theo tiêu chuẩn: Cấp điện

Hình 5.11: Minh hoạ mức ưu tiên cho các vị trí theo tiêu chuẩn: Cấp nước

Hình 5.12: Minh hoạ mức ưu tiên cho các vị trí theo tiêu chuẩn: Nnguyên liệu

Hình 5.13: Minh hoạ đồ hoạ phương án vị trí ưu tiên xây dựng khu công nghiệp

DANH SÁCH BẢN ĐỒ

Bản đồ số 1: Bản đồ Hành chánh Tỉnh Tiền Giang

Bản đồ số 2: Bản đồ Địa hình Tỉnh Tiền Giang

Bản đồ số 3: Bản đồ Hiện trạng sử dụng đất Tỉnh Tiền Giang năm 2002

Bản đồ số 4: Bản đồ Dự kiến các cụm dân cư, các cụm, khu công nghiệp

Bản đồ số 5: Bản đồ hành chánh các huyện phía Tây Tỉnh Tiền Giang

Bản đồ số 6: Bản đồ Địa chất trầm tích các huyện phía Tây Tỉnh Tiền Giang

Bản đồ số 7: Bản đồ phân bố mặn nhạt nước ngầm các huyện phía Tây Tỉnh TG

Bản đồ số 8: Bản đồ giao thông các huyện phía Tây Tiền Giang

Bản đồ số 9: Bản đồ hiện trạng sử dụng đất các huyện phía Tây Tỉnh Tiền Giang

Bản đồ số 10: Bản đồ mật độ dân cư các huyện phía Tây Tỉnh Tiền Giang

Bản đồ số 11: Bản đồ giá đất năm 2005 các huyện phía Tây Tỉnh Tiền Giang

Bản đồ số 12: Bản đồ phân bố khu công nghiệp các huyện phía Tây Tỉnh TG

Bản đồ số 13: Bản đồ phương án vị trí khu công nghiệp các huyện phía Tây TG

124

DANH SÁCH BẢNG

Bảng 3.1: Phân loại tầm quan trọng tương đối giữa các tiêu chuẩn

Bảng 4.1: Cơ cấu dân số thành thị và nông thôn Tỉnh Tiền Giang

Bảng 4.2: Bảng tổng hợp điểm các tiêu chuẩn do các chuyên gia đánh giá

Bảng 4.3: Tóm tắt bảng điểm tổng hợp các tiêu chuẩn

Bảng 4.4: Ma trận so sánh cặp giữa các nhóm tiêu chuẩn

Bảng 4.5: Ma trận so sánh cặp giữa các tiêu chuẩn thuộc nhóm điều kiện tự nhiên

Bảng 4.6: Ma trận so sánh cặp giữa các tiêu chuẩn thuộc nhóm cơ sở hạ tầng

Bảng 4.7: Ma trận so sánh cặp giữa các tiêu chuẩn thuộc nhóm kinh tế xã hội

Bảng 4.8: Bảng tổng hợp hệ số tầm quan trọng của các tiêu chuẩn

Bảng 4.9: Bảng tổng hợp cấp độ tới hạn theo các nhóm tiêu chuẩn

Bảng 4.10: Lượng hoá các tiêu chuẩn phân cấp

Bảng 5.1: Mô tả CSDL GIS cho bài toán chồng lớp bản đồ

Bảng 5.2: Tổng hợp mức độ thích hợp lựa chọn vị trí khu công nghiệp của

vùng nghiên cứu

Bảng 5.3: Ma trận so sánh các tiêu chuẩn đầu tư

Bảng 5.4: Hệ số mức ưu tiên vị trí theo từng tiêu chuẩn

Bảng 5.5: Thứ tự ưu tiên các phương án vị trí khu công nghiệp

Hình thành công cụ nhằm xác định vị trí tiềm năng xây dựng Khu công nghiệp trên

cơ sở tích hợp các phương pháp khoa học là một việc làm phù hợp với xu thế phát triển của khoa học Công nghệ thông tin và sự ứng dụng hữu hiệu của Hệ thống

thông tin địa lý GIS

Thời gian gần đây, Hệ thống thông tin địa lý (GIS) được ứng dụng trong nhiều lãnh vực khác nhau, GIS đóng góp rất tích cực cho công tác quy hoạch bởi khả năng phân tích không gian, tích hợp dữ liệu Với khả năng phân tích một lượng lớn dữ liệu, dễ dàng cập nhật dữ liệu và kết nối với hệ thống cơ sở dữ liệu khác, Hệ thống thông tin địa lý (GIS) trở thành một trong những công cụ hữu hiệu của Hệ hỗ trợ ra quyết định không gian

Vào những năm đầu của thập niên 1970, Thomas L Saaty đã phát triển phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn, trong đó qui trình phân tích thứ bậc (AHP: Analytic Hierarchy Process) cho phép người ra quyết định tập hợp được tri thức của các chuyên gia nhằm xác định được tầm quan trọng của các nhân tố tác động trực tiếp cũng như gián tiếp đến việc hình thành qui hoạch

Tích hợp phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn và phân tích GIS trong việc xác định

vị trí tiềm năng xây dựng Khu công nghiệp là một yêu cầu khách quan và phù hợp

yêu cầu thực tế, và đây sẽ là công cụ tốt phục vụ cho việc hoạch định chiến lược phát triển khu công nghiệp

1.2 Nội dung nghiên cứu:

1.2.1 Mục tiêu

Mục đích của nghiên cứu trong luận văn cao học này nhằm tích hợp phương pháp

phân tích không gian và phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn hỗ trợ cho các nhà

lãnh đạo, các nhà qui hoạch lựa chọn được các vị trí thích hợp cho việc xây dựng các khu công nghiệp, và công cụ được xây dựng sẽ áp dụng minh hoạ cụ thể cho việc xác định vị trí Khu công nghiệp các huyện phía Tây Tỉnh Tiền Giang

1.2.2 Nhiệm vụ

(1) Phân tích, tổng hợp các tiêu chí hình thành Khu Công nghiệp Xây dựng bộ tiêu chuẩn tác động đến việc hình thành Khu công nghiệp

(2) Nghiên cứu cơ sở lý thuyết:

Phân tích đa tiêu chuẩn, phân tích AHP

Phân tích không gian trên một và nhiều lớp dữ liệu (3) Định trọng số cho các tiêu chuẩn tham gia mô hình

(4) Phân tích không gian trên các lớp dữ liệu

(5) Tích hợp phương pháp phân tích không gian và đa tiêu chuẩn để xác định vị trí tiềm năng xây dựng Khu công nghiệp

(6) Viết chương trình bằng ngôn ngữ Avenue để tạo công cụ hỗ trợ phân tích không gian xác định vị trí

1.2.3 Nội dung nghiên cứu:

(1) Nghiên cứu lý thuyết:

• Hình thành bộ tiêu chuẩn phù hợp cho việc xác định vị trí khu công nghiệp

• Thiết kế và phân tích GIS phục vụ cho việc nghiên cứu đề tài

• Ứng dụng phương pháp phân tích SWOT (Strengths Weaknesses Opportunites Threats) phân tích các nhân tố tác động việc lựa chọn vị trí khu công nghiệp, ứng dụng phương pháp phân tích thứ bậc AHP (Analysic Hierarchy Process) xác định mức độ thích hợp của các vị trí

• Phân tích tầm quan trọng của các tiêu chuẩn trên cơ sở phương pháp chuyên gia Lượng hóa các tiêu chuẩn bằng các trọng số ưu tiên phù hợp các tiêu chí

đã quy định và thực trạng vùng nghiên cứu

(2) Xây dựng mô hình dữ liệu:

• Thu thập dữ liệu và xây dựng cơ sở dữ liệu không gian

• Tiến hành phân tích không gian gồm việc phân tích thuộc tính và hình học

dữ liệu Hình thành các lớp dữ liệu: hành chánh, địa chất trầm tích, giao thông, thuỷ hệ, dân cư, nước ngầm, giá đất, hiện trạng sử dụng đất, …

(3) Xây dựng bản đồ các vị trí tiềm năng cho các khu công nghiệp:

• Xác định mục tiêu cho việc chọn vị trí khu công nghiệp: Xác định các nhân

tố ưu tiên, và các nhân tố chi phối đến khu vực nghiên cứu; Công việc này giúp cho việc lựa chọn vị trí KCN cơ động tuỳ vào các mục tiêu đề ra

• Xây dựng tiêu chuẩn, phương pháp tính toán trọng số cho từng tiêu chuẩn, hình thành các mức đánh giá khác nhau cho việc lựa chọn vị trí, xem xét sự

ổn định của kết quả trong điều kiện thay đổi các trọng số tiêu chuẩn đầu vào

• Hình thành bản đồ các vị trí tiềm năng cho việc xây dựng các khu công nghiệp

thành và cuối cùng là hình thành bản đồ thể hiện các vị trí tiềm năng các Khu Công nghiệp

• Sử dụng các phần mềm máy tính phục vụ cho quá trình xử lý, phân tích cũng như hiển thị: MapInfo, Expert Choice, ArcView

PHẦN II: TỔNG QUAN VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Chương 2: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU

2.1 Tiêu chuẩn xác định vị trí khu công nghiệp

2.2 Vai trò của GIS và phương pháp đa tiêu chuẩn trong việc chọn lựa và xác định vị trí

2.3 Tích hợp phương pháp phân tích GIS và đa tiêu chuẩn

Chương 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

3.1 Các tiêu chí hình thành Khu Công nghiệp:

3.2 Hệ thống thông tin địa lý

3.3 Phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn

3.4 Xây dựng mô hình tích hợp phương pháp phân tích không gian và đa tiêu chuẩn trong việc xác định vị trí Khu công nghiệp

Chương 2: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU

CÓ LIÊN QUAN

Chương này sẽ nêu khái quát về quá trình hình thành và phát triển công nghiệp, khu công nghiệp; tiến trình hình thành các tiêu chuẩn xây dựng khu công nghiệp; vai trò của hệ thống thông tin địa lý, phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn trong các bài toán xác định vị trí; và một số nghiên cứu có liên quan về việc ứng dụng công cụ tích hợp phương pháp phân tích không gian và phân tích đa tiêu chuẩn xác định vị trí khu công nghiệp

2.1 Tiêu chuẩn xác định vị trí khu công nghiệp:

2.1.1 Sự hình thành và phát triển công nghiệp

Trước thế kỷ XX, điểm khởi đầu công nghiệp hoá ở Châu Âu diễn ra vào cuối thế

kỷ XVIII tại Anh, gắn liền với cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ nhất với sự phát minh ra máy hơi nước và máy dệt Sự phát triển nhanh chóng của công nghiệp dẫn đến tính trạng dường như không kiểm soát nổi quá trình đô thị hoá, sự tập trung dân

cư, điều kiện môi trường bị ảnh hưởng do ống khói nhà máy Công trình công nghiệp đầu tiên trên thế giới là xưởng dệt tại Derby de John Lombo 1818

Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ hai vào cuối thế kỷ thứ XIX đầu thế kỷ thứ

XX được đánh dấu bằng sự phát triển của động cơ điện và động cơ đốt trong Kỹ thuật sản xuất chuyển hoàn tòan từ cơ cấu thủ công sang cơ cấu công nghiệp Công trình công nghiệp tạo bước ngoặc là xưởng sản xuất máy phát điện của Peter Behrens 1910

Sau chiến tranh thế giới thứ hai, nhu cầu về phục hồi sau chiến tranh thúc đẩy sự phát triển mạnh mẽ kỹ thuật xây dựng Vào những năm đầu thập kỷ 60 đã xuất hiện các công trình công nghiệp có hệ thống điều hoà và chiếu sáng nhân tạo Khu công nghiệp cũng xuất hiện trong thời gian này; và nó làm thay đổi bộ mặt, cảnh quan của đô thị

Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ ba vào cuối thế kỷ thứ XX được đánh dấu bởi

sự quá độ từ xã hội công nghiệp vào xã hội thông tin và dịch vụ mà cơ sở của nó là

sự phát triển vượt bậc của kỹ thuật tin học Xu hướng các khu công nghiệp được xây dựng có quy hoạch, trong đó có chú ý đến mặt môi trường, đường giao thông từ nơi ở đến nơi làm, và cảnh quan xung quanh khu công nghiệp Các khái niệm khu công nghiệp như là các “công viên khoa học”, “làng khoa học” (Science, Office and Business Park) cũng xuất hiện trong thời gian này

Ở Việt Nam, Tân Thuận là khu chế xuất (KCX) ra đời đầu tiên ở nước ta vào ngày 24-9-1991 Đến nay, cả nước đã có 106 khu công nghiệp (KCN), khu chế xuất được thành lập với tổng diện tích tự nhiên đạt hơn 20.230 ha (chưa kể 2 KCN Dung Quốc 14.000ha và khu kinh tế mở Chu Lai) quy mô bình quân là 190ha/KCN Ngoài ra còn có 124 cụm công nghiệp hoặc khu công nghiệp vừa và nhỏ ở 19 địa phương trong cả nước với tổng diện tích hơn 6.500 ha Hiện vẫn còn có gần 350 khu vực ở 54/61 tỉnh, thành phố được kiến nghị đưa vào xây dựng thành KCN với tổng diện tích khoảng 35.000ha Theo quy hoạch tổng thể phát triển các khu công nghiệp đến năm 2010, số lượng khu công nghiệp cả nước sẽ lên tới 151 với tổng diện tích khoảng 25.000ha [22],[23]

2.1.2 Tiêu chuẩn xác định vị trí Khu công nghiệp:

Mỗi quốc gia đều có những phương hướng phát triển công nghiệp khác nhau Việc xây dựng khu công nghiệp lại phụ thuộc vào nhiều yếu tố Tùy thuộc vào hòan cảnh phát triển kinh tế xã hội, điều kiện cơ sở hạ tầng và đặc biệt là điều kiện tự nhiên khu vực mà mỗi quốc gia tìm cho mình các phương án lựa chọn vị trí KCN hợp lý Dưới đây ta sẽ lược qua một số thông tin liên quan việc hình thành tiêu chuẩn xác định vị trí KCN

- Năm 1875, J.H Von Thanen, một nhà kinh tế học người Đức khai sinh ra lý thuyết xác định vị trí công nghiệp; tuy nhiên, đến năm 1909 Alfred Weber mới xuất bản quyển sách của ông liên quan việc xác định vị trí KCN Theo

Weber, có 3 nhân tố cần quan tâm về vị trí công nghiệp: chi phí giao thông, chi phí lao động, nhân tố tập trung

- Năm 1969, Maurie et al đưa ra những yêu cầu mà nhà đầu tư khi tiến hành xây dựng KCN phải quan tâm là: vị trí địa lý các khu vực quan tâm, độ rộng khu đất, địa hình, chi phí san lấp mặt bằng, khả năng ngập lũ, điều kiện thóat nước, cấu trúc nền đất, nước ngầm, quy họach vùng của địa phương, thuế, giá đất, các KCN lân cận, điều kiện thuận lợi của cơ sở hạ tầng

- Năm 1979, Frank et al xem lực lượng lao động thích hợp tại khu vực là tiêu chuẩn quan trọng trong việc xác định vị trí KCN Và tùy thuộc vào kỹ năng lao động mà xác định mức ưu tiên cho việc chọn lựa vị trí Ngòai ra ông cũng đề ra các tiêu chuẩn phải quan tâm như: chi phí vận chuyển, chi phí sinh họat tại khu vực, giá đất, thuế, qui mô khu đất, độ bằng phẳng của khu đất, cấu trúc nền đất, thuận tiện giao thông như gần đường tàu hỏa, quốc lộ, khả năng cung cấp năng lượng, cách ly khu dân cư, hiện trạng sử dụng đất

- Theo SIOR and NAIOP, William and Massa 1983, Keeney 1980, Moriaty

1980 tiêu chuẩn xác định vị trí khu công nghiệp phải thoả các vấn đề xã hội, môi trường, tuân theo pháp luật và qui định của chánh quyền

2.2 Vai trò của GIS và phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn trong việc chọn lựa và xác định vị trí :

2.2.1 Vai trò của GIS:

Hệ thống thông tin địa lý là công nghệ dựa trên máy tính và phương pháp chọn lọc, quản lý, phân tích, mô hình hoá, biểu diễn dữ liệu địa lý trong phạm vi rộng của các ứng dụng Tài liệu về GIS bắt đầu từ những năm 1960 (Lo and Yeung 2002) và việc ứng dụng phân tích bắt đầu từ những năm 1970 (Jones and Barron 2001, Quiambao 2001, Wright et al 1998, Murata 1996) Sự thành công của GIS trong bài toán xác định vị trí là khả năng thực hiện các thuật toán chồng lớp Overlay và thuật toán vùng đệm Buffer (Carver 1991)

Hệ thống thông tin địa lý đã thể hiện được nhiều ưu điểm vượt trội trong nhiều lĩnh vực & được ứng dụng ở nhiều cấp độ khác nhau Việc áp dụng công nghệ GIS nhằm phục vụ tốt hơn cho nhiệm vụ phát triển kinh tế - xã hội đang đặt ra cho các nhà khoa học, các cơ quan khoa học chuyên ngành, các cơ quan quản lý nhiều nội dung cần được tiếp tục giải quyết Nhờ khả năng phân tích và xử lý đa dạng, công nghệ GIS hiện nay được ứng dụng rộng rãi trong hầu hết các lĩnh vực như kinh tế -

xã hội, an ninh quốc phòng, quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường, ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp và phát triển nông thôn GIS tích hợp nhiều thành phần và các thành phần phụ khác nhau để lưu trữ, chọn lọc, truy vấn, phân tích dữ liệu không gian Đây là công cụ mạnh trong quản lý và phân tích không gian

Mặc dù GIS có khả năng thực hiện truy vấn không gian dựa trên dữ liệu bản đồ để chọn lựa những vị trí phù hợp nhưng chúng không đủ khả năng cho phân tích tiến trình đa tiêu chuẩn và giải quyết theo các mục tiêu khác nhau (Carver 1991) Chúng cũng bị giới hạn trong việc kết hợp thông tin địa lý với các mục tiêu ưu tiên được đề nghị bởi người ra quyết định ( Malczewski 1999) Một số nhà nghiên cứu cho rằng GIS bị hạn chế trong lĩnh vực hỗ trợ ra quyết định trong lĩnh vực không gian Theo Salem Chakhar [19] những hạn chế của GIS trong việc chọn lựa và xác định vị trí được liệt kê như sau:

- Khi cần có sự chọn lựa để ra quyết định, một vài raster - based GIS cho phép đưa ra tỷ lệ của tiêu chuẩn nhưng tỷ lệ này được giới thiệu ưu tiên trong một tiến trình tổng quát, theo kiểu không tương tác nhau

- GIS phân tích không gian trong khả năng thực hiện chồng lớp và thuật toán vùng đệm, chúng bị hạn chế khi sử dụng những tiêu chuẩn khác nhau

- GIS quản lý dữ liệu không theo hướng phân tích hiệu quả của chúng

- Kỹ thuật chồng lớp của GIS trở nên khó khăn khi số các lớp gia tăng, hơn nữa phương pháp chồng lớp xác định các đối tượng đều quan trọng như nhau

2.2.2 Phân tích đa tiêu chuẩn (MCA):

Trong thực tế, để giải quyết một bài tóan trong thế giới thực ta thường gặp phải những vấn đề phức tạp do có sự chi phối bởi quá nhiều nhân tố tác động Có khi

giải quyết thỏa đáng một số nhân tố này thì lại hạn chế cho việc thỏa mãn những nhân tố khác Đó là chưa kể đến sự bất đồng quan điểm trong giải quyết vấn đề của những chuyên gia chuyên ngành trong việc xử lý cùng một tiêu chuẩn

Keeney và Raiffa (1976) đã phát sinh ý tưởng và hình thành lý thuyết và kỹ thuật phân tích đa tiêu chuẩn Sau đó Saaty (1977, 1990, 1994) đã xây dựng nên phương pháp phân tích thứ bậc (AHP: Analytical Hierarchy Process) nhằm giải được các bài toán liên quan vấn đề thực hiện quyết định đa tiêu chuẩn [20] Ngày nay, phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lãnh vực:

- Năm 1988, Anh quốc đề ra việc nghiên cứu xác định vị trí chứa chất thải phóng xạ dưới đất Cơ quan Nirex được thành lập để điều hành công việc này Lúc đầu họ chọn ra hơn 500 vị trí, sau đó cắt giảm còn 12 vị trí Nhưng vẫn chưa thể chọn ra vị trí tốt nhất; vì một vài vị trí thì tốt hơn so với tiêu chuẩn này, thì lại có một số vị trí khác lại tốt hơn so với tiêu chuẩn khác Cuối năm 1988, phân tích quyết định đa tiêu chuẩn (MCDA) được tiến hành Mười hai chuyên gia thuộc 6 tổ chức được chọn đại diện để đánh giá các vị trí thông qua hệ số điểm theo từng tiêu chuẩn gồm: chuyên gia thuộc các tổ chức Nirex, cơ quan năng lượng nguyên tử UK, chuyên gia địa chất, chuyên gia giao thông, chuyên gia kế hoạch và môi trường Các tiêu chuẩn đưa ra để xem xét là : chi phí nhà kho, độ an toàn trước và sau trữ chất phóng xạ, điều kiện địa chất, vị trí địa lý, vấn đề vận chuyển, vấn đề môi trường Mô hình phân tích quyết định đa tiêu chuẩn được vận hành trên cơ sở sử dụng chương trình máy tính HIVIEW tính toán điểm để so sánh và chọn vị trí ưu tiên [27]

- 1994, Cơ quan kiểm tóan quốc gia Anh quốc ứng dụng phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn để đánh giá dịch vụ ngoại thương quốc tế Mục đích của MCA là giúp cho cơ quan NAO (National Audit Office) có lời khuyên những doanh nghiệp Anh quốc về cơ hội xuất khẩu trên nhiều vùng khác nhau trên thế giới Đầu tiên NAO đưa ra 23 dịch vụ để xem xét Sau đó lọc lại còn 11 dịch vụ Qua ý kiến của các chuyên gia, 11 dịch vụ được nhóm lại thành 3 nhóm chính và tiến hành phân tích thứ bậc để có khuyến cáo cho các doanh

nghiệp về việc đầu tư trên những địa bàn phù hợp [27]

- Ngoài ra, phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn còn được ứng dụng trong bài toán xác định vị trí nhà máy phản ứng hạt nhân của Hoa Kỳ do ReVelle et al nghiên cứu năm 1991, bài toán qui hoạch nguồn nước ở vùng đồng bằng

châu thổ sông Rhine do Ridgeley và Rijsberman nghiên cứu năm 1992 [20] 2.3 Tích hợp phương pháp phân tích GIS và phân tích đa tiêu chuẩn:

2.3.1 Hệ hỗ trợ ra quyết định không gian SDSS

Từ những năm 1990, các nhà nghiên cứu trên thế giới đã xác định những hạn chế của GIS trong việc hỗ trợ ra quyết định không gian; và biện pháp để khắc phục giới hạn này là tích hợp công nghệ GIS với những công cụ khác như phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn Mục tiêu lâu dài của việc tích hợp là phát triển Hệ hỗ trợ ra quyết định không gian (SDSS) nhằm hỗ trợ người ra quyết định trong lĩnh vực không gian Nhiều nghiên cứu theo hướng phát triển SDSS để hỗ trợ vấn đề ra quyết định không gian, các kỹ thuật đặc trưng để quản lý, phân tích hiệu quả dữ liệu không gian bao gồm :

- Thu thập & quản lý dữ liệu không gian

- Trình bày cấu trúc của đối tượng địa lý và các mối liên hệ không gian giữa chúng

- Phổ biến kết quả của việc truy vấn và phân tích theo những dạng không gian khác nhau bao gồm bản đồ, sơ đồ,

- Thực hiện phân tích không gian hiệu quả bằng các kỹ thuật đặc trưng

GIS thực hiện có hiệu quả với ba giai đoạn đầu, song bị giới hạn ở giai đoạn thứ 4, là giai đọan quan trọng nhất của tiến trình ra quyết định, giai đoạn chọn ra phương án phù hợp nhất

Tích hợp GIS - MCA là cách giải quyết hướng đến việc phát triển SDSS Theo Salem Chakhar , các thành phần của SDSS trình bày như sau: [19]

1 Spatial Data Base Management System (SDBMS) là phần mở rộng của DBMS được dùng cho việc quản lý dữ liệu không gian

2 Geographic Data Base (GDB): là phần mở rộng của cơ sở dữ liệu GIS Là nơi chứa dữ liệu không gian, dữ liệu thuộc tính

3 Model Base (MB): chứa mô hình và các hàm phân tích khác nhau Các hàm này là các bài tóan phân tích GIS (phân tích thống kê, chồng lớp, phân tích tương tác không gian, phân tích mạng, )

4 Model Management System (MMS): vai trò của MMS là quản lý những mô hình và hàm phân tích khác nhau

5 Meta - Model (MM) phục vụ người ra quyết định chọn mô hình hoặc hàm phù hợp với vấn đề nghiên cứu Môi trường này thường là hệ chuyên gia (ES) được dùng dựa trên sự khảo sát MB Người ra quyết định thực hiện phân tích " What - if" bằng ứng dụng những hàm phân tích khác nhau MM dựa trên những nguyên tắc và thực tế kết hợp trong KB

6 Knowledge Base (KB): KB chứa những kiến thức khác nhau được sử dụng bởi MM để khảo sát MB

7 Model Base Management System (MBMS): đóng vai trò quản lý , thực hiện

và kết hợp những mô hình khác nhau, MBMS chọn lựa ra quyết định thông qua MM

8 Model Construction Block (MCB): ở thành phần này, người dùng có thể phát triển các mô hình khác nhau từ một vài vấn đề đặc trưng, những đặc điểm này sẽ được giới thiêu trong KB

9 Spatial Data Mining and Spatial On Line Analytical Processing (SDM and OLAP) được sử dụng trong việc rút ra mối quan hệ từ khối lượng dữ liệu đã

có SDM thực hiện tối ưu hóa mối quan hệ không gian trong cơ sở dữ liệu địa lý (Faiz - 2000), kỹ thuật OLAP dùng tầm nhìn đa chiều của cấu trúc dữ liệu không gian để đánh giá nhanh thông tin Kết hợp SDM & OLAP vào SDSS sẽ giúp cho tiến trình SDSS tốt hơn

10 Interactive Spatial Decision Map ( ISDM): Việc dùng bản đồ cung cấp cái nhìn trực tiếp trong việc ra quyết định không gian Người ra quyết định nhìn

và đánh giá đối tượng, dựa vào các tiêu chuẩn phân cấp Việc kết hợp ISDM vào SDSS là phần mở rộng của khái niệm này Người ra quyết định đưa dữ

liệu thế giới thực để thảo luận, rút ra mức độ ưu tiên, vẽ ra các đối tượng không gian và mô tả thuộc tính của chúng, thêm hoặc bớt đi các đối tượng, đưa ra các viễn cảnh được cảnh báo, đánh giá thông số ưu tiên, trình bày những quyết định không gian, Những công việc trên được thực hiện trên cơ

sở sử dụng những công cụ phân tích dữ liệu không gian khác nhau

11 Communication System: (CS): trình bày giao diện để trao đổi giữa người dùng với SDSS Nó cho phép người ra quyết định truy vấn & nhận được kết quả

2.3.2 SDSS và phân tích đa mục tiêu

Phương pháp đánh giá tối ưu với một mục tiêu duy nhất đã không phản ánh được bản chất của vấn đề thực tế Điều cần thiết là xây dựng một phương pháp cho phép đưa vào tính toán cùng một lúc các vấn đề mang tính đa chiều, giải quyết nhiều mục tiêu ở các khía cạnh khác nhau như kinh tế, xã hội, môi trường, Ngày nay đã có nhiều nghiên cứu tích hợp Hệ thống thông tin địa lý với phân tích đa mục tiêu bao gồm những lĩnh vực như sau:

1 Hệ thống đa tác nhân mô phỏng vấn đề sử dụng đất của Dawn C.Parker, Steven

M.Manson, Marco A.Janssen, Matthew J.Hoffmann và Peter Deadman [28] Nghiên cứu mô tả tổng quan về mô hình hệ thống đa tác nhân của việc kiểm soát sự thay đổi sử dụng đất Đây là một lớp đặc biệt của mô hình LUUC (Land

- Use and Land - Cover), với việc đưa ra quyết định dựa trên các tác nhân Tích hợp các thành phần thông qua sự tương tác lẫn nhau giữa các tác nhân và môi trường, mô hình MAS/LUUC ( Multi-Agent System for the simulation of Land

- Use and Land - Cover) đặc biệt rất phù hợp cho việc mô tả các thuộc tính không gian với các điều kiện phức tạp

2 Mô hình sử dụng đất với hệ thống dự báo đa tác nhân cho việc phân tích các

chính sách nông nghiệp [29] Nghiên cứu này mô tả đặc điểm và ứng dụng trong tương lai của mô hình hệ thống đa tác nhân với chính sách nông nghiệp,

hỗ trợ cho các nhà làm chính sách nông nghiệp Mô hình này được mô phỏng cho việc hình thành các chính sách phù hợp vị trí không gian và qui mô nông

trại Kết quả được phân tích với trọng tâm liên quan đến cấu trúc của nông trại, việc sử dụng đất đai, tính hiệu quả và kinh tế

3 Mô hình đa tác nhân nghiên cứu những trạng thái phức tạp của xã hội trong

việc quản lý các trạng thái sử dụng đất của tác giả S.Boisson [30] Dự án này phát triển một mẫu mô phỏng để làm cơ sở cho việc nghiên cứu những trạng thái phức tạp của xã hội trong việc quản lý tài nguyên thiên nhiên

4 Liên kết hệ thống thông tin địa lý GIS với hệ thống hỗ trợ quyết định DSSAT

hỗ trợ đánh giá quy họach sử dụng đất đai của Võ Quang Minh, Ngô Ngọc Hưng, Nguyễn Thị Bích Vân, Nguyễn Văn Hiếu, 2003 [34] Nghiên cứu này thực hiện việc tích hợp hệ thống DSSAT với GIS nhằm hình thành các phương

án bón phân thích hợp cho việc giải quyết mục tiêu là gia năng năng suất lúa DSSAT thực hiện phân tích đa tiêu chuẩn mà đầu vào của nó là các biến: đất, thời tiết, sự di truyền của cây trồng, nước trong đất, Carbon và đạm, cách quản lý,… Kết quả đề tài xây dựng được 5 lớp bản đồ thể hiện sự phân bố không gian năng suất lúa ở các mức độ bón phân đạm khác nhau

5 Xây dựng bản đồ thích nghi lúa chất lượng cao ở Tỉnh Vĩnh long của Huỳnh

Thị Hà Thủy - Sở Tài nguyên Môi trường Tỉnh Vĩnh Long , 2003 [32] Nghiên cứu này thực hiện hệ hỗ trợ ra quyết định không gian trên lĩnh vực đánh giá thích nghi đất đai, phân vùng sản xuất cây trồng Mô hình được xây dựng theo hướng phục vụ một mục tiêu nhất định, mô hình chưa đi sâu đánh gía tác động của yếu tố kinh tế - xã hội của vùng nghiên cứu

6 Nghiên cứu xây dựng giải thuật phân tích không gian hỗ trợ ra quyết định điều

chỉnh quy hoạch sử dụng đất nông nghiệp theo hướng phát triển bền vững của Đoàn Ngọc Thanh Xuân, 2005 [33] Từ những kết quả của quy hoạch nông nghiệp trước đó, tác giả đã tiến hành nghiên cứu xây dựng giải thuật phân tích không gian, tạo công cụ GIS tự động có tên gọi là SDSS có chức năng phân tích "What - if" theo các phương án thay đổi của chuyển dịch cơ cấu sản xuất nông nghiệp, kết quả là đưa ra các thông tin đa mục tiêu hỗ trợ nhà quản lý trong việc ra quyết định điều chỉnh quy hoạch

2.3.2 Ứng dụng SDSS trong việc xác định vị trí khu công nghiệp:

Các năm gần đây, vấn đề nghiên cứu tích hợp hệ thống thông tin địa lý (GIS) với hệ

hỗ trợ ra quyết định (DSS) phục vụ cho việc lựa chọn vị trí khu công nghiệp cũng được nhiều nhà khoa học quan tâm Một số quốc gia đã ứng dụng có hiệu quả hệ hỗ trợ quyết định không gian (SDSS) xác định vị trí xây dựng khu công nghiệp Dưới đây là một số công trình nghiên cứu, ứng dụng liên quan việc xác định vị trí khu công nghiệp:

1 Công cụ phân tích vị trí công nghiệp và thương mại cho các ngành phục vụ về

điện ở Bang Georgia của tác giả Ed Downing, Pamela Green, Stacy Patton [25] Nội dung của nghiên cứu này bao gồm việc tích hợp MS Access với ArcView Quản lý

và truy vấn dữ liệu từ MS Access; dùng ArcView để chọn vùng không gian được quan tâm, hiển thị các vị trí được chọn cùng với các thông tin kèm theo vị trí đó như thuộc tính, hình ảnh, sơ đồ, phim,…cập nhật các vị trí công nghiệp có thể sử dụng được, và có thể xuất sang các dạng bản đồ và báo cáo phục vụ người dùng Bước phát triển tiếp theo của nghiên cứu là phát triển sang khả năng Internet ứng dụng với phần mềm nền được nghiên cứu là ESRI’ Map Objects Internet Server

2 Công nghệ mô hình hợp thành đối tượng - Hệ hỗ trợ ra quyết định không gian

phục vụ việc lựa chọn vị trí công nghiệp của tác giả Khalid Eldrandaly, Neil Eldin, Dan Sui [17] Nghiên cứu này trình bày hệ hỗ trợ ra quyết định với các công cụ ES, GIS và phương pháp AHP tích hợp thành công nghệ COM (Component Object Model) COM là một mô hình chuẩn nhằm làm tăng khả năng tích hợp những phần mềm khác nhau với những ngôn ngữ lập trình khác nhau có thể tương tác trực tiếp (Lewis 1999) Trong hệ thống hỗ trợ quyết định, chuyên gia tư vấn đề nghị những giá trị thích hợp cho việc lựa chọn những tiêu chuẩn (tự nhiên, môi trường, dữ liệu địa lý, tiêu chuẩn phi không gian, ) Thành phần GIS thực hiện phân tích không gian và xác định những vị trí được lựa chọn Thành phần AHP tính toán phân tích mức ưu tiên của những thuộc tính phi không gian để chọn vị trí phù hợp nhất Trường hợp nghiên cứu được minh họa bằng việc xác định vị trí thuận lợi nhất để

xây dựng nhà máy trong vùng đô thị ở hạt Brazos hoặc hạt Burleson của bang Texas Các tiêu chuẩn xem xét được phân thành 3 nhóm: Tự nhiên (gồm Tính chất của đất, độ dốc, lũ lụt), Cơ sở hạ tầng (đường xá, đường tàu hỏa, sân bay, hệ thống công cộng), Tài nguyên (Hiện trạng sử dụng đất, nước, con người) Mười bốn lớp bản đồ được tạo trong ArcGIS và được phân tích dựa trên các trọng số ưu tiên Kết quả phân tích cho ra 4 vị trí phù hợp Sau đó module AHP đánh giá xếp thứ tự ưu tiên cho 4 vị trí dựa trên các tiêu chuẩn phi không gian (lao động, giá thuê nhân công, giá cả công công, giáo dục cộng đồng, nhà ở)

3 Nghiên cứu tích hợp viễn thám và GIS xác định vị trí tiềm năng khu công nghiệp

thành phố Hồ Chí Minh của tác giả Lâm Đạo Nguyên [21] Tác giả đã nêu ra những hạn chế của GIS và Viễn thám như: Hệ thống GIS không có chức năng phù hợp với việc xử lý dữ liệu ảnh viễn thám, đặc biệt là đánh giá đối tượng thông qua các giá trị phổ phản xạ hay phân lọai các đối tượng có cùng đặc trưng phổ Ngược lại, các hệ thống xử lý ảnh viễn thám lại không có được các chức năng phân tích, biên tập các

dữ liệu không gian và quan trọng nhất là không có chức năng mô hình hóa Việc tích hợp hai hệ thống này là chiến lược tạo ra dữ liệu địa lý cần thiết cho GIS đáp ứng nhu cầu đa dạng trong bài tóan xác định vị trí KCN Tác giả thực hiện chồng lớp các bản đồ (hiện trạng sử dụng đất, mật độ dân cư, thủy hệ, hệ thống giao thông, khả năng chịu tải của đất, nước ngầm, hệ thống cấp nước, hệ thống cấp điện) dựa trên trọng số Kết quả cho ra bản đồ các vị trí tiềm năng xây dựng KCN theo đơn vị hành chánh huyện Trong nghiên cứu này, tác giả chưa áp dụng phương pháp phân tích thứ bậc (AHP) để định ra trọng số Và thang điểm được sử dụng theo hệ điểm 4 theo các mức (0: không thích hợp, 1: kém thích hợp, 2: thích hợp trung bình, 3: thích hợp, 4: thích hợp cao) do tác giả tự đề xuất

4 Nghiên cứu chọn vị trí công nghiệp ở hạt Montgomery, bang Virginia của tác giả

Anderson và nhóm công tác [31]

Tiến trình thực hiện qua 3 giai đọan:

- Giai đọan 1: Ứng dụng GIS, kết hợp phân tích đa tiêu chuẩn (trong nghiên cứu này tác giả chọn tiêu chuẩn về tự nhiên và xã hội để xem xét) chọn ra vị trí thích hợp cho họat động công nghiệp Đầu tiên 33 vị trí được chọn Từ diện tích này, 10 vị trí được xem xét Qua phân tích dựa trên tiêu chuẩn chi phí đầu tư phát triển công nghiệp, 3 vị trí được nhóm nghiên cứu đề nghị lên chánh quyền hạt để có quyết định chọn vị trí mà họ cần đầu tư

- Giai đọan 2: Tiến hành đánh giá tác động môi trường vị trí được chọn

- Giai đọan 3: Báo cáo tường trình các vị trí tương tự tuân thủ theo tiêu chuẩn phù hợp chương trình phát triển kinh tế địa phương

Tóm lại, khu công nghiệp được hình thành vào thời kỳ phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật xây dựng sau đệ nhị thế chiến Mỗi quốc gia có những tiêu chí riêng để lựa chọn vị trí xây dựng khu công nghiệp Phương pháp phân tích GIS, phân tích đa tiêu chuẩn (MCA), hệ chuyên gia (ES) có những hạn chế riêng trong việc hỗ trợ ra quyết định không gian Nhiều nhà khoa học đã nghiên cứu khắc phục những giới hạn này

là tích hợp công nghệ GIS với ES, MCA để hình thành nên một hệ hỗ trợ ra quyết định không gian (SDSS) Và phương pháp tích hợp trên vẫn còn tiếp tục nghiên cứu

để phát triển Hiện nay SDSS đã có những ứng dụng cụ thể và hữu hiệu trong bài toán xác định vị trí khu công nghiệp ở nhiều quốc gia

Chương 3 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Nghiên cứu lý thuyết về các lãnh vực khoa học liên quan đến đề tài là một việc làm cần thiết cho quá trình xây dựng mô hình ứng dụng Chương này sẽ tập trung nghiên cứu

cơ sở lý thuyết cho các vấn đề sau:

- Các tiêu chí hình thành Khu Công nghiệp

- Hệ thống thông tin địa lý (GIS)

- Phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn

- Xây dựng mô hình Tích hợp phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn và phân tích không gian để giải quyết cho bài tóan xác định vị trí Khu công nghiệp

3.1 Các tiêu chí hình thành Khu Công nghi ệp:

3.1.1 Khái niệm về Công nghiệp và Khu công nghiệp:

a) Công nghiệp: về cơ bản là những hoạt động kinh tế phục vụ cho việc khai thác và chế biến nguyên vật liệu để sản xuất hàng hoá hoặc các phương tiện sản xuất

* Hoạt động công nghiệp: là các hoạt động được tiến hành bởi các phương tiện có

tổ chức, có kỹ thuật và hiện đại, phục vụ cho một thị trường rộng lớn, trong đó phần quan trọng quyết định của quá trình sản xuất được thực hiện bởi hệ thống máy móc

* Các loại hình công nghiệp: Hoạt động công nghiệp rất đa dạng, và chúng được phân loại theo nhiều hình thức khác nhau như phân loại theo loại hình sản xuất, phân loại theo hình thức quản lý Trong luận văn này sử dụng cách phân loại theo loại hình sản xuất gồm các nhóm:

- Công nghiệp khai thác

- Công nghiệp chế biến

- Các công trình cung cấp và đảm bảo kỹ thuật

Các nhóm này bao gồm nhiều ngành công nghiệp khác nhau, như liệt kê ở Hình 3.1 Hình 3.1: Phân loại các ngành công nghiệp [7]

CÔNG NGHIỆP KHAI THÁC CÔNG NGHIỆP CHẾ BIẾN CÔNG TRÌNH CUNG CẤP

CN khai khoáng Cung cấp điện

CN khai thác đá quý Cung cấp nước

CN khai thác nhiên liệu Cung cấp hơi

- CN thực phẩm và đồ uống - CN xuất bàn in & sao bản in - CN hoá chất, phân bón

- CN sản xuất thuốc lá - CN sản xuất sản phẩm cao - CN chế tạo máy, thiết bị,

- CN dệt, trang phục, da và su, plastic - CN sx sản phẩm bằng

giả da - CN sản xuất sản phẩm kim loại, Sx ô tô, đòng tàu

- CN sx gỗ, lâm sản và sản khoáng phi kim loại: - CN điện, điện tử

phẩm từ gỗ xi măng, vật liệu xây dựng, - CN sx sản phẩm tái chế

- CN sản xuất giấy và các - CN sx kim loại

- Khu Công nghiệp là khu vực đất đai dành cho phát triển công nghiệp

theo một quy hoạch cụ thể nào đó nhằm đảm bảo được sự hài hòa và cân bằng tương đối giữa các mục tiêu kinh tế - xã hội - môi trường Khu công nghiệp

thường được Nhà nước cấp phép đầu tư với hệ thống hạ tầng kỹ thuật và pháp lý riêng (theo Bách Khoa toàn thư - 2004)

- Khu Công nghiệp là khu tập trung các Doanh nghiệp Khu Công nghiệp chuyên sản xuất hàng công nghiệp và thực hiện các dịch vụ cho sản xuất công

nghiệp, có ranh giới địa lý xác định, không có cư dân sinh sống (theo Qui chế

hoạt động Khu công nghiệp, khu chế xuất, khu công nghệ cao)

3.1.2 Các tiêu chí xác định vị trí Khu công nghiệp:

Khu công nghiệp là một loại hình hoạt động chịu sự chi phối bởi nhiều yếu tố Khu công nghiệp được hình thành phải phù hợp với định hướng quy hoạch tổng thể phát triển công nghiệp của chánh quyền địa phương, khai thác được tiềm năng và sử dụng vật tư, nguyên liệu địa phương, trong nước; thu hút nhiều lao động; có hệ thống hạ tầng

kỹ thuật thuận lợi; có mối quan hệ với các khu vực chức năng khác của đô thị, của khu vực … Nói chung khi xác định vị trí khu công nghiệp ta cần phải đáp ứng được các tiêu chí đã được qui định

Các nguyên tắc phải tuân thủ khi xác định vị trí khu công nghiệp[7]:

• Được quy hoạch phù hợp với qui định về loại hình công nghiệp theo quy hoạch tổng thể phát triển các khu công nghiệp

• Được bố trí phù hợp với quy hoạch phát triển KT-XH của vùng, lãnh thổ

về qui mô cũng như loại hình công nghiệp

• Gần nguồn cung cấp nguyên vật liệu và tiêu thụ sản phẩm, đặc biệt là khả năng xuất nhập khẩu

• Tiếp cận thuận lợi với hệ thống giao thông vận chuyển gắn liền các đầu mối giao thông

• Có khả năng tiếp nối thuận lợi với hệ thống hạ tầng kỹ thuật bên ngoài như tuyến điện, thông tin bưu điện, hệ thống cấp nước

• Có khả năng đáp ứng về nhu cầu lao động về chất lượng và số lượng

• Kết hợp với việc qui hoạch khu chức năng khác tạo thành một đô thị hoàn chỉnh

• Khu đất có qui mô đủ lớn và có khả năng mở rộng, thuận lợi về điều kiện xây dựng, tránh được các tác động của thiên tai

• Hạn chế đến mức cao nhất việc sử dụng đất nông nghiệp

• Hạn chế các ảnh hưởng bất lợi về mặt môi trường đối với các khu đô thị lân cận

• Không vi phạm và ảnh hưởng đến khu di tích lịch sử, các công trình văn hoá, các danh lam thắng cảnh cần bảo tồn

Như vậy, ta thấy việc xác định vị trí Khu công nghiệp không chỉ đáp ứng các yêu cầu

về quản lý, kỹ thuật và cảnh quan môi trường đã được nhà nước quy định mà còn phải tạo điều kiện nhanh chóng thu hồi vốn và có hiệu quả kinh tế cho chủ đầu tư

3.1.3 Các nhân tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn địa điểm Khu công nghiệp:

Trên cơ sở các tiêu chí đã liệt kê ở mục 2.1.2, ta có hình 3.2 thể hiện sự tác động của các nhân tố ảnh hưởng việc xác định vị trí khu công nghiệp [7]

Hình 3.2: Các nhân tố ảnh hưởng việc xác định vị trí khu công nghiệp

Giao Giá Thị Năng Tình trạng

thông khu đất trường lượng phát triển

TÁC

ĐỘNG

CỦA Đặc điểm Cấp nước

NỀN khu đất ĐỊA ĐIỂM Đặc điểm

KCN

Như sơ đồ trên, ta thấy có rất nhiều nhân tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn vị trí xây

dựng KCN Mỗi sự lựa chọn đều phụ thuộc vào ngành công nghiệp đặc thù mà ta dự

tính phát triển, cũng như qui mô khu vực; Ngoài ra cơ sở hạ tầng - kỹ thuật cũng cần được xem xét Tuy nhiên khi tiến hành lựa chọn ta chỉ phân tích những nhân tố quan trọng nhất, mà yếu tố này không phải nơi nào cũng giống nơi nào Ví dụ đối với các nước công nghiệp phát triển, mạng lưới giao thông đã hoàn chỉnh, thì nhân tố giao thông lại ít có ý nghĩa; Song đối với Việt Nam không phân biệt Hà Nội, Thành phố Hồ chí Minh, hay Tỉnh thành nào thì nhân tố giao thông luôn là nhân tố rất quan trọng; Cũng như, nếu ta dự tính xây dựng nhà máy chế biến thực phẩm, rau quả trong KCN thì nguồn nước lại là yêu cầu quyết định sự lựa chọn địa điểm Đồng thời, nhân tố giá khu đất lại cực kỳ quan trọng nếu ta lựa chọn địa điểm KCN trong khu đô thị, vì khả

năng di dời, đền bù sẽ gây rất nhiều khó khăn cho quá trình thực hiện, chính lý do này

mà nhiều dự án KCN đã không thể triển khai được

3.2 Hệ thống thông tin địa lý:

3.2.1 Khái niệm Hệ thống thông tin địa lý (GIS)

GIS ra đời từ đầu thập niên ’60 trong các cơ quan địa chính ở Canada, và suốt thời gian hai thập niên ’60, ’70 GIS cũng chỉ được một vài cơ quan chánh quyền Bắc Mỹ quan tâm nghiên cứu, cho mãi đến đầu thập niên ’80 GIS phát triển mạnh khi phần cứng máy tính phát triển mạnh với những tính năng cao Có nhiều công trình nghiên cứu cho thấy vai trò quan trọng của GIS trong việc quản lý, xử lý các vấn đề kinh tế xã hội và môi trường … [5]

Tuỳ theo cách tiếp cận mà có rất nhiều định nghĩa khác nhau về Hệ thống thông tin địa

lý (GIS), trong luận văn này, ta sử dụng định nghĩa sau: Hệ thống thông tin địa lý là hệ thống quản trị cơ sở dữ liệu bằng máy tính để thu thập, lưu trữ, phân tích, xử lý và hiễn thị dữ liệu không gian liên quan đến vị trí trên bề mặt trái đất và tích hợp các thông tin này vào quá trình lập quyết định [1]

Con người Phần cứng Phần mềm

Dữ liệu GIS

Thu thập Lưu trữ Xử lý Phân tích Hiễn thị

Hình 3.3: Hệ thống thông tin địa lý [14]