Nghiên cứu xây dựng mô hình ứng dụng gis trong quy hoạch sử dụng đất cấp huyện

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT AHP Quá trình phân tích thứ bậc Analytic Hierarchy Process BCL CTRSH Bãi chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt ĐGTHĐĐ Đánh giá thích hợp đất đai ĐVĐĐ Đơn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA LÝ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

1 PGS.TS Trần Quốc Bình

2 PGS.TS Trần Văn Tuấn

XÁC NHẬN NCS ĐÃ CHỈNH SỬA THEO QUYẾT NGHỊ

CỦA HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ LUẬN ÁN Chủ tịch hội đồng đánh giá

Luận án Tiến sĩ

Người hướng dẫn khoa học

GS.TS Nguyễn Cao Huần PGS.TS Trần Quốc Bình

Hà Nội - 2020

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Kết quả nghiên cứu trong luận án này là trung thực, khách quan và chƣa từng đƣợc tập thể, cá nhân công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ trong quá trình thực hiện luận án này đã đƣợc cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận án đều đƣợc chỉ rõ nguồn gốc

Hà Nội, ngày tháng năm 2020

Tác giả luận án

Phạm Thị Thanh Thủy

Luận án được hoàn thành với sự giúp đỡ của các cán bộ thuộc Sở Tài nguyên

và Môi trường Thái Bình, UBND huyện Đông Hưng, UBND xã Nguyên Xá, xã Phú Châu, thị trấn Đông Hưng, cán bộ thuộc Sở Khoa học và Công nghệ Thái Bình cũng như các cán bộ thuộc Viện Thổ nhưỡng Nông hóa đã giúp đỡ và tạo điều kiện cung cấp số liệu, thông tin phiếu điều tra và thực hiện thử nghiệm trên địa bàn Tôi xin trân trọng cám ơn sự hỗ trợ quý báu này

Tôi xin chân thành cảm ơn Bộ Tài nguyên và Môi trường đã cấp kinh phí thực hiện đề tài cấp Bộ, mã số 2015.01.09 do tôi là chủ nhiệm và đề tài đã hỗ trợ nhiều nội dung nghiên cứu của luận án

Trong thời gian học tập và nghiên cứu, lãnh đạo Trường Đại học Tài nguyên

và Môi trường Hà Nội, các đồng nghiệp nơi tôi công tác đã tạo điều kiện thuận lợi

về thời gian và động viên tinh thần giúp đỡ tôi hoàn thành luận án Tôi xin trân trọng cám ơn

Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới gia đình và bạn bè đã luôn động viên, chia sẻ và tạo điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thành luận án

Một lần nữa, tôi xin trân trọng cám ơn sự giúp đỡ của các tập thể, cá nhân đã giúp đỡ tôi hoàn thành luận án

Tác giả luận án Phạm Thị Thanh Thủy

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ ỨNG DỤNG GIS TRONG QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 6

1.1 TỔNG QUAN CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU VỀ ỨNG DỤNG GIS TRONG QHSDĐ 6

1.1.1 Khái niệm, mục tiêu và chức năng của QHSDĐ 6

1.1.2 Các nghiên cứu trên thế giới về ứng dụng GIS trong QHSDĐ 9

1.1.3 Các nghiên cứu ở Việt Nam về ứng dụng GIS trong QHSDĐ 18

1.2 CƠ SỞ PHÁP LÝ VÀ THỰC TIỄN CỦA CÔNG TÁC QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT 25

1.2.1 Cơ sở pháp lý của công tác QHSDĐ 25

1.2.2 Những vấn đề thực tiễn của công tác QHSDĐ cấp huyện hiện nay 28

1.3 CƠ SỞ KHOA HỌC ỨNG DỤNG GIS TRONG QHSDĐ 31

1.3.1 Khái niệm và chức năng của GIS 31

1.3.2 Kết hợp GIS với phương pháp phân tích đa chi tiêu 35

1.3.3 Nhu cầu về ứng dụng của GIS trong QHSDĐ 38

1.3.4 Yêu cầu đối với các giải pháp ứng dụng GIS trong QHSDĐ 40

1.4 ĐỊNH HƯỚNG NHỮNG VẤN ĐỀ CẦN NGHIÊN CỨU 41

1.5 QUY TRÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 43

1.5.1 Quy trình nghiên cứu 43

1.5.2 Phương pháp nghiên cứu 45

1.6 TIỂU KẾT CHƯƠNG 1 50

Chương 2 XÂY DỰNG MÔ HÌNH ỨNG DỤNG GIS TRONG

QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT CẤP HUYỆN 52

2.1 PHÂN TÍCH QUY TRÌNH THỰC HIỆN QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT CẤP HUYỆN THEO QUY ĐỊNH HIỆN HÀNH 52

2.2 MÔ HÌNH ỨNG DỤNG GIS TRONG CHUẨN BỊ DỮ LIỆU PHỤC VỤ XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT CẤP HUYỆN 53

2.2.1 Nhận dạng các vấn đề cần giải quyết 53

2.2.2 Mô hình ứng dụng GIS trong chuẩn bị dữ liệu phục vụ QHSDĐ cấp huyện 57

2.3 MÔ HÌNH ỨNG DỤNG GIS TRONG XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN QUY

HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT CẤP HUYỆN 63

2.3.1 Nhận dạng các vấn đề cần giải quyết 63

2.3.2 Mô hình ứng dụng GIS trong lựa chọn vị trí tối ưu cho công trình 66

2.3.3 Mô hình ứng dụng GIS trong đánh giá thích hợp đất đai bền vững 72

2.3.4 Mô hình ứng dụng GIS trong tính toán số liệu QHSDĐ cấp huyện 75

2.3.5 Mô hình ứng dụng GIS trong thể hiện phương án QHSDĐ cấp huyện 77

2.3.6 Mô hình ứng dụng GIS trong xây dựng phương án QHSDĐ cấp huyện 79

2.4 MÔ HÌNH ỨNG DỤNG GIS TRONG THẨM ĐỊNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT CẤP HUYỆN 81

2.4.1 Nhận dạng các vấn đề cần giải quyết 81

2.4.2 GIS trong thẩm định chất lượng dữ liệu đầu vào phục vụ QHSDĐ 81

2.4.3 Mô hình ứng dụng GIS trong đánh giá tính hợp lý về phân bố không gian

của phương án QHSDĐ cấp huyện 82

2.4.4 Mô hình ứng dụng GIS trong đánh giá hiệu quả của công tác đánh giá thích hợp đất đai 85

2.4.5 GIS trong thẩm định dữ liệu đầu ra của phương án QHSDĐ 88

2.4.6 Mô hình ứng dụng GIS trong thẩm định và phê duyệt phương án QHSDĐ cấp huyện 88

2.5 MÔ HÌNH ỨNG DỤNG GIS TRONG CÔNG BỐ VÀ THEO DÕI THỰC HIỆN PHƯƠNG ÁN QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT CẤP HUYỆN 90

2.5.1 Nhận dạng các vấn đề cần giải quyết 90

2.5.2 WebGIS trong công bố phương án QHSDĐ và lấy ý kiến của các bên liên quan và quản lý tiến độ QHSDĐ 92

2.5.3 Mô hình ứng dụng GIS trong công bố và theo dõi thực hiện phương án QHSDĐ 97

2.6 MÔ HÌNH TỔNG THỂ ỨNG DỤNG GIS TRONG QHSDĐ CẤP HUYỆN 99

2.6.1 Sơ đồ mô hình 99

2.6.2 Giải pháp triển khai mô hình 101

2.6.3 Dự kiến thuận lợi và khó khăn khi triển khai ứng dụng mô hình 102

2.6.4 Xây dựng các phần mềm hỗ trợ triển khai mô hình 104

2.7 TIỂU KẾT CHƯƠNG 2 107

Chương 3 THỬ NGHIỆM MÔ HÌNH TẠI HUYỆN ĐÔNG HƯNG,

TỈNH THÁI BÌNH 108

3.1 LỰA CHỌN KHU VỰC THỬ NGHIỆM 108

3.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU 109

3.2.1 Đặc điểm tự nhiên 109

3.2.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội 110

3.2.3 Tình hình thực hiện công tác quản lý đất đai 110

3.3 PHƯƠNG PHÁP VÀ ĐIỀU KIỆN THỬ NGHIỆM 112

3.3.1 Dữ liệu thử nghiệm 112

3.3.2 Cách thức triển khai thử nghiệm 113

3.4 THỬ NGHIỆM TRONG CHUẨN BỊ DỮ LIỆU PHỤC VỤ QHSDĐ 114

3.4.1 Thu thập dữ liệu 114

3.4.2 Đánh giá dữ liệu và nhận dạng các vấn đề cần giải quyết 115

3.4.3 Chuẩn hóa dữ liệu phục vụ QHSDĐ 116

3.4.4 Xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ QHSDĐ 120

3.5 THỬ NGHIỆM TRONG XÂY DỰNG PHƯƠNG ÁN QHSDĐ 121

3.5.1 Lựa chọn vị trí quy hoạch các công trình 121

3.5.2 Đánh giá thích hợp đất đai đối với cây lúa nước và cây ngô 130

3.6 THỬ NGHIỆM TÍNH TOÁN SỐ LIỆU 133

3.7 THỬ NGHIỆM TRONG THẨM ĐỊNH PHƯƠNG ÁN QHSDĐ 134

3.7.1 Đánh giá tính hợp lý về vị trí không gian các công trình quy hoạch 134

3.7.2 Kiểm tra công tác đánh giá thích hợp đất đai đối với cây trồng 136

3.8 THỬ NGHIỆM TRIỂN KHAI THỰC HIỆN PHƯƠNG ÁN QHSDĐ 138

3.8.1 Công bố phương án QHSDĐ huyện Đông Hưng giai đoạn 2010-2020 139

3.8.2 Chức năng phản hồi về quy hoạch sử dụng đất 140

3.8.3 Theo dõi tiến độ quy hoạch sử dụng đất 141

3.8.4 Đánh giá của người sử dụng về triển khai hệ thống 142

3.9 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM VÀ ĐỊNH HƯỚNG PHÁT TRIỂN NGHIÊN CỨU 144

3.9.1 Đánh giá kết quả thử nghiệm 144

3.9.2 Định hướng phát triển nghiên cứu 146

3.10 TIỂU KẾT CHƯƠNG 3 147

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 149

DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 151

TÀI LIỆU THAM KHẢO 152

PHỤ LỤC 165

PHỤ LỤC 01 BẢN ĐỒ QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT ĐẾN NĂM 2020 HUYỆN ĐÔNG HƯNG - TỈNH THÁI BÌNH 166

PHỤ LỤC 02 LƯỢC ĐỒ CẤU TRÚC CSDLĐĐ PHỤC VỤ QHSDĐ

CẤP HUYỆN 167

PHỤ LỤC 03 VÍ DỤ VỀ PHIẾU ĐIỀU TRA Ý KIẾN CHUYÊN GIA

VỀ CÁC CHỈ TIÊU LỰA CHỌN VỊ TRÍ QUY HOẠCH CHO ĐẤT

PHI NÔNG NGHIỆP 172

PHỤ LỤC 04 TRỌNG SỐ CÁC CHỈ TIÊU LỰA CHỌN VỊ TRÍ KHÔNG GIAN QUY HOẠCH 04 LOẠI ĐẤT PHI NÔNG NGHIỆP 177

PHỤ LỤC 05 PHÂN KHOẢNG GIÁ TRỊ VÀ HÀM THÀNH VIÊN CỦA

MỖI CHỈ TIÊU LỰA CHỌN VỊ TRÍ 04 LOẠI ĐẤT PHI NÔNG NGHIỆP 179

PHỤ LỤC 06 RASTER ĐIỂM HỢP LÝ THEO CÁC CHỈ TIÊU CỦA

CÁC LOẠI ĐẤT PHI NÔNG NGHIỆP 184

PHỤ LỤC 07 KẾT QUẢ PHÂN LOẠI MỨC THÍCH HỢP 186

PHỤ LỤC 08 SƠ ĐỒ VỊ TRÍ CÁC KHU VỰC LỰA CHỌN TIỀM NĂNG 188

PHỤ LỤC 09 SƠ ĐỒ VỊ TRÍ TỐI ƯU CHO ĐẤT LÀM NGHĨA TRANG, NGHĨA ĐỊA 189

PHỤ LỤC 10 ĐỐI SÁNH VỊ TRÍ TỐI ƯU ĐẤT LÀM NGHĨA TRANG, NGHĨA ĐỊA VỚI PHƯƠNG ÁN QHSDĐ HUYỆN ĐÔNG HƯNG,

TỈNH THÁI BÌNH 190

PHỤ LỤC 11 PHIẾU ĐIỀU TRA Ý KIẾN CHUYÊN GIA TRONG ĐGTHĐĐ TẠI HUYỆN ĐÔNG HƯNG, TỈNH THÁI BÌNH 199

PHỤ LỤC 12 PHÂN CẤP CÁC CHỈ TIÊU ĐGTHĐĐ

HUYỆN ĐÔNG HƯNG 203

PHỤ LỤC 13 CÁC LỚP BẢN ĐỒ THÍCH HỢP ĐƠN TÍNH 204

PHỤ LỤC 14 YÊU CẦU SỬ DỤNG ĐẤT VÀ KHẢ NĂNG THÍCH HỢP ĐẤT ĐAI CỦA LUTs 205

PHỤ LỤC 15 BẢNG 01/CH: HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT NĂM 2010

CỦA HUYỆN ĐÔNG HƯNG 206

PHỤ LỤC 16 BẢNG 03/CH: BIỂU QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT ĐẾN NĂM 2020 CỦA HUYỆN ĐÔNG HƯNG 207

PHỤ LỤC 17 BẢNG 04/CH: DIỆN TÍCH CHUYỂN MỤC ĐÍCH SỬ DỤNG ĐẤT TRONG KỲ QUY HOẠCH PHÂN BỔ ĐẾN TỪNG ĐƠN VỊ

HÀNH CHÍNH CẤP XÃ CỦA HUYỆN ĐÔNG HƯNG 208

PHỤ LỤC 18 CÁC PHIẾU ĐIỀU TRA VỀ PHẦN MỀM HTTT QHSDĐ 209

PHỤ LỤC 19 TRA CỨU THÔNG TIN VỀ QUY HOẠCH KHU DÂN CƯ NÔNG THÔN XÃ ĐÔNG XUÂN (TRÁI) VÀ ĐO ĐẠC KÍCH THƯỚC

QUY HOẠCH KHU CÔNG NGHIỆP PHONG CHÂU (PHẢI) 222

PHỤ LỤC 20 GỬI Ý KIẾN PHẢN HỒI VỀ QUY HOẠCH KHU CÔNG NGHIỆP PHONG CHÂU 223

PHỤ LỤC 21 TỔNG HỢP SỐ LIỆU KHẢO SÁT VỀ HẠ TẦNG CNTT

ĐỂ TRIỂN KHAI HTTT QHSDĐ Ở TỈNH THÁI BÌNH VÀ

HUYỆN ĐÔNG HƯNG 224

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

AHP Quá trình phân tích thứ bậc (Analytic Hierarchy Process)

BCL CTRSH Bãi chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt

ĐGTHĐĐ Đánh giá thích hợp đất đai

ĐVĐĐ Đơn vị đất đai

ESRI Viện nghiên cứu các hệ thống môi trường

(Environmental System Research Institute) FAHP Quá trình phân tích thứ bậc mờ (Fuzzy Analytic Hierarchy Process)

FAO Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc

(Food and Agriculture Organization of the United Nations) GIS Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System)

HTSDĐ Hiện trạng sử dụng đất

HTTT Hệ thống thông tin

LC Đặc tính đất đai (Land Characteristic)

LCĐĐ Lựa chọn địa điểm

LUR Yêu cầu sử dụng đất (Land Use Requirement)

LUT Loại hình sử dụng đất (Land Use Type)

MCA Phân tích đa chỉ tiêu (Multi Criteria Analysis)

PCM Ma trận so sánh cặp (Pair-wise Comparison Matrix)

QH, KHSDĐ Quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất

QHSDĐ Quy hoạch sử dụng đất

ROC Đường cong đặc trưng (Receiver Operating Curve)

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

TCXDVN Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam

TN&MT Tài nguyên và Môi trường

UML Ngôn ngữ mô hình hóa thống nhất (Unified Modeling Language) XML Ngôn ngữ đánh dấu mở rộng (eXtensible Markup Language)

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Giá trị RI tương ứng với từng số lượng chỉ tiêu n 38

Bảng 2.1 Chuẩn hóa về quan hệ không gian giữa các đối tượng 59

Bảng 2.2 Ma trận so sánh mức độ quan trọng của các nhóm chỉ tiêu 69

Bảng 2.3 Các chức năng chính của phần mềm LUPA hỗ trợ đánh giá

tính hợp lý về phân bố không gian của phương án QHSDĐ 105

Bảng 3.1 Các lỗi về chồng đè và lỗi về có khoảng trống 118

Bảng 3.2 Các chỉ tiêu lựa chọn vị trí không gian cho đất làm nghĩa trang,

nghĩa địa 122

Bảng 3.3 Các lớp dữ liệu đầu vào trong lựa chọn vị trí không gian quy hoạch

đất làm nghĩa trang, nghĩa địa tại huyện Đông Hưng, tỉnh Thái Bình 123

Bảng 3.4 Mờ hóa ma trận so sánh các nhóm chỉ tiêu trong lựa chọn vị trí

không gian cho đất làm nghĩa trang, nghĩa địa 124

Bảng 3.5 Tổng hợp ý kiến của 03 chuyên gia về các nhóm chỉ tiêu trong

lựa chọn vị trí không gian cho đất làm nghĩa trang, nghĩa địa 125

Bảng 3.6 Trọng số các chỉ tiêu trong lựa chọn vị trí không gian cho đất làm

nghĩa trang, nghĩa địa 125

Bảng 3.7 Tổng hợp kết quả đánh giá chung cuộc cho đất làm nghĩa trang,

nghĩa địa tại xã Phú Châu 128

Bảng 3.8 Trọng số cho các chỉ tiêu ĐGTHĐĐ cho cây lúa nước và cây ngô 131

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1 Quy trình lựa chọn vị trí BCL CTRSH cho khu vực đô thị Harlingen,

miền Nam Texas, Mỹ 13

Hình 1.2 Hệ thống thông tin phản hồi trong QHSDĐ tại Phần Lan 18

Hình 1.3 Quy trình lựa chọn địa điểm bố trí BCL CTRSH bằng GIS và AHP 21

Hình 1.4 Mô hình hoạt động hệ thống CTGIS tại thành phố Cần Thơ 23

Hình 1.5 Cổng thông tin địa lý và cổng thông QHSDĐ ở Đồng Nai và TP Huế 24

Hình 1.6 Cổng thông tin địa lý và cổng thông QHSDĐ Đà Lạt và Hà Nội 24

Hình 1.7 Tổng hợp các bước xây dựng QHSDĐ cấp huyện theo quy định

hiện hành 27

Hình 1.8 So sánh cặp số mờ 37

Hình 1.9 Sơ đồ quy trình nghiên cứu 43

Hình 1.10 Đường cong ROC và độ chính xác đường đo lường 49

Hình 2.1 Mô hình ứng dụng GIS trong chuẩn bị dữ liệu phục vụ QHSDĐ

cấp huyện 58

Hình 2.2 Mô hình ứng dụng GIS trong lựa chọn vị trí tối ưu cho công trình 66

Hình 2.3 Mô hình ứng dụng GIS trong đánh giá thích hợp đất đai bền vững 73

Hình 2.4 Mô hình ứng dụng GIS trong tính toán số liệu QHSDĐ cấp huyện 76

Hình 2.5 Mô hình ứng dụng GIS trong thể hiện phương án QHSDĐ cấp huyện 79

Hình 2.6 Mô hình ứng dụng GIS trong xây dựng phương án QHSDĐ cấp huyện 80

Hình 2.7 Mô hình ứng dụng GIS trong đánh giá tính hợp lý về phân bố

không gian của phương án QHSDĐ cấp huyện 83

Hình 2.8 Biểu đồ phân bố điểm số hợp lý và lựa chọn ngưỡng điểm hợp lý

trong một ví dụ đánh giá tính hợp lý của đất ở đô thị 85

Hình 2.9 Tạo các điểm kiểm tra kết quả ĐGTHĐĐ (a) và đường cong ROC (b) 86

Hình 2.10 Mô hình ứng dụng GIS trong đánh giá hiệu quả của công tác ĐGTHĐ 87

Hình 2.11 Mô hình ứng dụng GIS trong thẩm định và phê duyệt phương án QHSDĐ cấp huyện 89

Hình 2.12 Mô hình ứng dụng GIS trong công bố và theo dõi thực hiện theo dõi

phương án QHSDĐ 98

Hình 2.13 Mô hình tổng thể ứng dụng GIS trong QHSDĐ cấp huyện 100

Hình 2.14 Giao diện chính của phân hệ quản lý chỉ tiêu của phần mềm LUPA 106

Hình 2.15 Giao diện chính của phân hệ xử lý dữ liệu của phần mềm LUPA 106

Hình 3.1 Vị trí của huyện Đông Hưng trong tỉnh Thái Bình 109

Hình 3.2 Biểu đồ chuyển dịch cơ cấu sử dụng đất theo phương án QHSDĐ

đến năm 2020 của huyện Đông Hưng 111

Hình 3.3 Chuyển đổi hệ quy chiếu và định dạng dữ liệu trên bản đồ địa hình

từ *.dgn sang Geodatabase bằng công cụ Spatial ETL 117

Hình 3.4 Chuẩn hóa lớp QHSDĐ 117

Hình 3.5 Sửa lỗi ghi chú loại đất nằm ngoài vùng hiện trạng 118

Hình 3.6 Lỗi ranh giới QHSDĐ không khép kín 118

Hình 3.7 Lỗi Topology của thửa đất 119

Hình 3.8 Tạo công cụ chuyển đổi font chữ bằng ngôn ngữ Python trong ArcGIS 119

Hình 3.9 Thiết kế CSDL phục vụ QHSDĐ bằng phần mềm Enterprise Architect 120

Hình 3.10 Ma trận so sánh các nhóm chỉ tiêu trong lựa chọn vị trí không gian

cho đất làm nghĩa trang, nghĩa địa 124

Hình 3.11 Điểm các lớp chỉ tiêu quy hoạch đất làm nghĩa trang, nghĩa địa 126

Hình 3.12 Phân bố của các vị trí tiềm năng cho quy hoạch đất làm nghĩa trang, nghĩa địa 127

Hình 3.13 Sơ đồ vị trí tối ưu cho quy hoạch đất làm nghĩa trang, nghĩa địa

tại xã Phú Châu 129

Hình 3.14 Kết quả đánh giá thích hợp đất đai tự nhiên cho cây lúa nước và

cây ngô tại huyện Đông Hưng 132

Hình 3.15 Biểu đồ phân bố điểm hợp lý và ngưỡng điểm hợp lý cho đất ở

tại đô thị tại huyện Đông Hưng, tỉnh Thái Bình 134

Hình 3.16 Biểu đồ phân bố điểm hợp lý và ngưỡng điểm hợp lý cho đất

làm nghĩa trang, nghĩa địa tại huyện Đông Hưng, tỉnh Thái Bình 135

Hình 3.17 Biểu đồ phân bố điểm hợp lý và ngưỡng điểm hợp lý cho đất xây dựng

trạm y tế tại huyện Đông Hưng, tỉnh Thái Bình 135

Hình 3.18 Biểu đồ phân bố điểm hợp lý và ngưỡng điểm hợp lý cho đất xây dựng trường mầm non, tiểu học tại huyện Đông Hưng, tỉnh Thái Bình 136

Hình 3.19 Kiểm tra kết quả ĐGTHĐĐ bằng GIS và FAHP-GDM và theo FAO cho cây lúa nước tại huyện Đông Hưng 137

Hình 3.20 Kiểm tra kết quả ĐGTHĐĐ bằng GIS và FAHP-GDM với HTSDĐ năm 2013 cho cây lúa nước tại huyện Đông Hưng 137

Hình 3.21 Kiểm tra kết quả ĐGTHĐĐ theo FAO với HTSDĐ năm 2013 137

cho cây lúa nước tại huyện Đông Hưng 137

Hình 3.22 Kiểm tra kết quả ĐGTHĐĐ cho cây ngô 138

Hình 3.23 Giao diện chính của hệ thống thông tin QHSDĐ 139

Hình 3.24 Xem danh sách phản hồi và trả lời ý kiến phản hồi 140

Hình 3.25 Hiển thị danh sách phản hồi và ý kiến trả lời phản hồi

cho người dân 141

Hình 3.26 Người dân (Lê Tiến Thành) đánh giá ý kiến trả lời của cơ quan chức năng đối với phản hồi số 5 mình đã gửi trước đây 141

Hình 3.27 Nhập thông tin về tiến độ thực hiện quy hoạch Khu công nghiệp Nguyên Xá kèm theo ảnh minh họa tiến độ 142

Hình 3.28 Biểu đồ tổng hợp ý kiến đánh giá về hệ thống thông tin QHSDĐ ở huyện Đông Hưng 144

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Đất đai là tài nguyên hữu hạn của quốc gia và là tài sản thuộc sở hữu toàn dân

do Nhà nước đại diện chủ sở hữu và thống nhất quản lý theo pháp luật [134] Một

hệ thống quản lý đất đai có hiệu quả là điều kiện cơ bản để phát triển kinh tế - xã hội, đảm bảo an ninh, quốc phòng và ổn định chính trị

Quy hoạch sử dụng đất (QHSDĐ) là một trong 03 công cụ cơ bản (pháp luật, quy hoạch, kinh tế - tài chính) để Nhà nước quản lý đất đai Nếu được thực hiện tốt, QHSDĐ là một công cụ hữu hiệu để điều tiết các quan hệ về đất đai, đảm bảo nguồn lực về đất đai cho phát triển kinh tế và ổn định xã hội Phương án QHSDĐ sau phê duyệt là căn cứ để Nhà nước thực hiện giao đất, cho thuê đất, thu hồi đất và chuyển đổi mục đích sử dụng đất [30]

Trong hệ thống QHSDĐ hiện hành thì QHSDĐ cấp huyện là cấp cơ sở (cấp thấp nhất) nên đòi hỏi mức độ chi tiết rất cao và ảnh hưởng trực tiếp đến quyền lợi, nghĩa vụ của người dân [30] Trong những năm gần đây, QHSDĐ cấp huyện đã đạt được những nhiều kết quả tích cực như: giúp các địa phương chuyển dịch cơ cấu sử dụng đất đồng bộ với chuyển dịch cơ cấu lao động, cơ cấu đầu tư trong phát triển kinh tế, xã hội [22, 26], nâng cao dân chủ ở cấp cơ sở thông qua công khai minh bạch phương án QHSDĐ của huyện [26] Tuy nhiên, bên cạnh những kết quả đạt được, QHSDĐ cấp huyện vẫn còn nhiều vấn đề cần giải quyết: thiếu sự đồng bộ với quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội và quy hoạch ngành, QHSDĐ cấp tỉnh dẫn đến những hệ lụy về thu hồi đất, đặc biệt là đất nông nghiệp [113, 116]; tiến độ thực hiện chậm và thiếu kiểm soát chặt chẽ sau khi quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất có hiệu lực hay dẫn đến tình trạng quy hoạch treo, thường xuyên phải điều chỉnh quy hoạch, gây tốn kém về kinh tế và sự bất ổn về xã hội [46, 47, 115, 132]

Để khắc phục những vấn đề nêu trên, trong QHSDĐ cấp huyện cần thiết phải

áp dụng những tiến bộ khoa học và công nghệ có liên quan đến quản lý và sử dụng tài nguyên đất đai [30] Trong bối cảnh Việt Nam và Thế giới đang chuyển sang cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tư, một trong những giải pháp được ngành tài

nguyên và môi trường đặt trọng tâm là tăng cường ứng dụng công nghệ thông tin trong mọi hoạt động quản lý đất đai [118]

Với thế mạnh về phân tích và xử lý dữ liệu không gian, hệ thống thông tin địa

lý (Geographic Information Systems - GIS) đã và đang được ứng dụng rộng rãi trong trong quản lý đất đai nói chung và QHSDĐ nói riêng Đã có nhiều nghiên cứu ở trong nước và trên thế giới về việc ứng dụng GIS trong quy hoạch ngành [14, 15, 25], xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ QHSDĐ [11, 19, 108], lựa chọn vị trí không gian cho quy hoạch một số công trình [2, 24, 36], đánh giá thích hợp đất đai [29], xây dựng các trang thông tin về QHSDĐ tại một số địa phương [40, 48, 130, 136] Tuy nhiên, các nghiên cứu này mới chỉ đề cập đến một hoặc một số nội dung cụ thể của QHSDĐ nên việc ứng dụng GIS còn thiếu tính hệ thống Các nhà quản lý và cán

bộ QHSDĐ chưa thấy được một bức tranh đầy đủ về vấn đề ứng dụng GIS trong QHSDĐ và do đó, việc ứng dụng GIS chưa được lồng ghép trong các văn bản hướng dẫn và chưa được triển khai một cách tích cực, chủ động trong thực tiễn Bên cạnh

đó, những nghiên cứu đơn lẻ hiện nay chưa phủ kín toàn bộ chu trình QHSDĐ, ví dụ như vấn đề đánh giá tính hợp lý của phương án QHSDĐ hay việc phát triển các giải pháp công nghệ giúp người dân giám sát việc thực hiện phương án QHSDĐ chưa được quan tâm đúng mức Vì vậy, rất cần những nghiên cứu mang tính hệ thống và toàn diện để có thể khai thác một cách tổng thể tiềm năng của GIS trong QHSDĐ nói chung và QHSDĐ cấp huyện nói riêng Nhu cầu cấp thiết đặt ra là cần xây dựng một mô hình vừa có tính tổng quát, vừa có tính cụ thể và phù hợp với điều kiện của Việt Nam về ứng dụng GIS hỗ trợ công tác QHSDĐ trong tất cả các công đoạn, từ thu thập dữ liệu, xây dựng phương án, thẩm định và công bố phương án đến việc theo dõi tiến độ thực hiện phương án trong suốt chu trình QHSDĐ Đề tài luận án này đã được lựa chọn nhằm góp phần giải quyết vấn đề nêu trên cả dưới góc độ khoa học và góc độ thực tiễn

Để thu thập dữ liệu và thử nghiệm mô hình, đề tài đã lựa chọn huyện Đông Hưng, tỉnh Thái Bình là một địa bàn có tính đại diện cao cho các huyện vùng đồng bằng với kinh tế phát triển nhanh, chuyển dịch cơ cấu sử dụng đất rõ nét, các loại hình sử dụng đất đa dạng và chưa xây dựng được cơ sở dữ liệu đất đai

2 Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu

* Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu của luận án là xây dựng được một mô hình tổng thể về ứng dụng GIS trong QHSDĐ cấp huyện nhằm tăng cường tính khoa học và nâng cao hiệu quả của công tác QHSDĐ, hướng tới mục tiêu quản lý và sử dụng bền vững tài nguyên đất đai

* Nhiệm vụ nghiên cứu

Để đạt được mục tiêu nêu trên, luận án đã thực hiện những nhiệm vụ nghiên cứu sau:

- Nghiên cứu cơ sở khoa học và pháp lý của công tác QHSDĐ cấp huyện, những vấn đề cần khắc phục trong công tác QHSDĐ cấp huyện, sự cần thiết phải ứng dụng công nghệ GIS và tổng quan về tình hình ứng dụng GIS trong QHSDĐ;

- Nghiên cứu xây dựng mô hình ứng dụng GIS trong QHSDĐ cấp huyện có tính tích hợp cao, có nội hàm phủ trùm tất cả các bước của quá trình xây dựng và triển khai thực hiện QHSDĐ cấp huyện;

- Triển khai thử nghiệm mô hình tại một đơn vị hành chính cấp huyện có tính đại diện là huyện Đông Hưng, tỉnh Thái Bình; phân tích kết quả thử nghiệm để thấy

rõ tính khả thi của mô hình

- Luận án giới hạn nghiên cứu về vấn đề ứng dụng GIS và các phương pháp, kỹ thuật khác có liên quan trong QHSDĐ cấp huyện thuộc phạm vi điều chỉnh của Luật đất đai năm 2013, Luật quy hoạch năm 2017 và các văn bản hướng dẫn thi hành

4 Kết quả đạt được

- Đã đưa ra một mô hình tổng thể, có tính tích hợp cao về ứng dụng GIS trong QHSDĐ cấp huyện, bao gồm cả 04 giai đoạn: chuẩn bị dữ liệu phục vụ QHSDĐ; xây dựng phương án QHSDĐ; thẩm định phương án QHSDĐ; triển khai và theo dõi thực hiện phương án QHSDĐ

- Xây dựng được 02 phần mềm hỗ trợ triển khai mô hình: Phần mềm hỗ trợ kiểm tra tính hợp lý của phương án QHSDĐ và Phần mềm Hệ thống thông tin hỗ trợ công bố và theo dõi tiến độ thực hiện phương án QHSDĐ

- Áp dụng thử nghiệm thành công mô hình cho huyện Đông Hưng, tỉnh Thái Bình với một số kết quả cụ thể:

+ Thiết lập được cơ sở dữ liệu (CSDL) phục vụ QHSDĐ cho huyện Đông Hưng; + Đề xuất được vị trí quy hoạch tối ưu cho 04 loại đất phi nông nghiệp: đất ở tại đô thị; đất làm nghĩa trang, nghĩa địa; đất phát triển hạ tầng (bao gồm đất xây dựng trạm y tế và đất xây dựng trường học mầm non, tiểu học); Khoanh được những vùng thích hợp đất đai tự nhiên cho hai loại cây trồng chủ yếu của huyện là cây lúa nước và cây ngô;

+ Chỉ ra được một số bất cập của phương án QHSDĐ đến năm 2020 của huyện Đông Hưng về chất lượng dữ liệu phục vụ QHSDĐ, tính hợp lý về vị trí không gian của các đối tượng quy hoạch, mức độ kiểm soát thực hiện phương án QHSDĐ,

5 Ý nghĩa của luận án

- Ý nghĩa khoa học: đã thiết lập được một mô hình ứng dụng GIS trong

QHSDĐ cấp huyện trên cơ sở hệ thống hóa các nghiên cứu đã có và bổ sung, hoàn thiện, đề xuất mới một số quy trình, thuật toán

- Ý nghĩa thực tiễn: đã đưa ra một giải pháp tổng thể giúp cho công tác

QHSDĐ cấp huyện đạt hiệu quả cao hơn, có tính khách quan hơn và thu hút tốt hơn

sự tham gia của các bên liên quan Đồng thời, đã đạt được một số kết quả thực tiễn

để hỗ trợ cho công tác QHSDĐ ở huyện Đông Hưng, tỉnh Thái Bình

6 Cấu trúc của luận án

Ngoài phần mở đầu, kết luận và phụ lục, luận án được cấu trúc thành 03 chương như sau:

- Chương 1: Tổng quan về vấn đề nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu;

- Chương 2: Xây dựng mô hình ứng dụng GIS trong QHSDĐ cấp huyện;

- Chương 3: Thử nghiệm mô hình tại huyện Đông Hưng, tỉnh Thái Bình

7 Phương pháp nghiên cứu

Luận án đã sử dụng 04 nhóm phương pháp nghiên cứu:

- Nhóm phương pháp thu thập số liệu và tài liệu;

- Nhóm phương pháp điều tra xã hội học;

- Nhóm phương pháp phân tích, xử lý dữ liệu;

- Nhóm phương pháp trình bày kết quả nghiên cứu;

Chi tiết về quy trình nghiên cứu và các phương pháp nghiên cứu được trình bày ở mục 1.5.2 trong Chương 1 của luận án

8 Luận điểm bảo vệ

Luận điểm 1: Mô hình ứng dụng GIS trong quy hoạch sử dụng đất do luận án

đề xuất là giải pháp công nghệ có tính khả thi và có hiệu quả cao cho tất cả các giai đoạn của chu trình quy hoạch sử dụng đất cấp huyện, từ chuẩn bị dữ liệu, xây dựng các phương án QHSDĐ đến thẩm định, công bố và theo dõi thực hiện QHSDĐ

Luận điểm 2: Việc áp dụng mô hình ứng dụng GIS trong QHSDĐ cấp huyện

cho phương án QHSDĐ giai đoạn 2011-2020 của huyện Đông Hưng, tỉnh Thái Bình giúp nhận dạng và khắc phục được các vấn đề về: chất lượng dữ liệu đầu vào, tính hợp lý của các đối tượng QHSDĐ, giải pháp công nghệ trong công khai và giám sát thực hiện phương án QHSDĐ

9 Những đóng góp mới của luận án

- Luận án đã xây dựng được một mô hình có tính hệ thống, tính khả thi và tính hiệu quả về ứng dụng GIS cho công tác QHSDĐ cấp huyện trên cơ sở kế thừa, bổ sung và phát triển các kết quả nghiên cứu hiện có Đồng thời, luận án đã phát triển được 02 giải pháp phần mềm hỗ trợ triển khai mô hình trong thực tế

- Luận án đã đánh giá được chất lượng của phương án QHSDĐ đến năm 2020 của huyện Đông Hưng, tỉnh Thái Bình trên cơ sở áp dụng mô hình ứng dụng GIS; chỉ ra được những điểm tích cực và những vấn đề còn tồn tại trong phương án quy hoạch của huyện

Chương 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ ỨNG DỤNG GIS TRONG QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1.1 TỔNG QUAN CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU VỀ ỨNG DỤNG GIS TRONG QHSDĐ

1.1.1 Khái niệm, mục tiêu và chức năng của QHSDĐ

1.1.1.1 Khái niệm về QHSDĐ

Khái niệm được sử dụng rộng rãi nhất về QHSDĐ là khái niệm do Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên hiệp quốc (FAO) đưa ra, theo đó QHSDĐ là “việc đánh giá một cách có hệ thống các tiềm năng của đất đai và nguồn nước, các lựa chọn về sử dụng đất và các điều kiện kinh tế - xã hội để lựa chọn và triển khai phương án sử dụng đất đai tốt nhất” [65] Mục đích của QHSDĐ là lựa chọn và triển khai các cách thức sử dụng đất đáp ứng một cách tốt nhất nhu cầu của con người trong khi vẫn gìn giữ được các nguồn tài nguyên cho tương lai Động lực trong QHSDĐ là nhu cầu thay đổi, nhu cầu nâng cao hiệu quả quản lý hay nhu cầu thay đổi cơ cấu sử dụng đất phát sinh do sự thay đổi của hoàn cảnh [65]

Quá trình QHSDĐ được dựa trên 3 yếu tố cơ bản: i) các bên liên quan tham gia trực tiếp vào hay chịu tác động bởi các đơn vị đất đai được quy hoạch, ii) chất lượng

và hạn chế của từng bộ phận cấu thành của các đơn vị đất đai và iii) sự xem xét về các phương án sử dụng đất có tính khả thi [85] Các quyết định về QHSDĐ được đưa

ra không chỉ dựa trên sự thích hợp của đất đai mà còn tùy thuộc vào nhu cầu của sản xuất và tính cấp thiết của việc sử dụng một khoanh vi đất đai cụ thể cho một mục đích

cụ thể QHSDĐ phải tích hợp thông tin về tính thích hợp của đất đai, nhu cầu về đất đai cho các hoạt động kinh tế - xã hội khác nhau và cơ hội để thỏa mãn các nhu cầu

đó bằng nguồn tài nguyên đất đai sẵn có trong hiện tại và tương lai [94]

Ở Việt Nam, pháp luật về đất đai cũng đưa ra khái niệm rõ ràng về QHSDĐ Theo Luật đất đai năm 2013, QHSDĐ là việc “phân bổ và khoanh vùng đất đai theo không gian sử dụng cho các mục tiêu phát triển kinh tế - xã hội, quốc phòng, an ninh, bảo vệ môi trường và thích ứng biến đổi khí hậu trên cơ sở tiềm năng đất đai

và nhu cầu sử dụng đất của các ngành, lĩnh vực đối với từng vùng kinh tế - xã hội

và đơn vị hành chính trong một khoảng thời gian xác định” [30] Như vậy, có thể hiểu QHSDĐ ở Việt Nam là hệ thống các biện pháp kinh tế, kỹ thuật và pháp chế của Nhà nước về tổ chức và sử dụng đầy đủ, hợp lý, khoa học và có hiệu quả cao nhất thông qua việc phân bổ và tái phân bổ quỹ đất của cả nước, tổ chức sử dụng đất đai như tư liệu sản xuất, nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất của xã hội, tạo điều kiện bảo

vệ đất đai và môi trường [18, 31]

1.1.1.2 Mục tiêu của QHSDĐ

Theo Wang and Hofe (2007), mục tiêu chính của QHSDĐ là thiết kế các loại hình sử dụng đất cho một khu vực khi ở đó có nhu cầu thay đổi [106] QHSDĐ trả lời cho 4 câu hỏi: i) Cái gì cần được xây dựng (hoặc bố trí); ii) Nó được xây dựng ở đâu? iii) Khi nào và như thế nào? iv) Tác động của nó là gì?

Dưới góc độ quản lý đất đai, mục tiêu chính của QHSDĐ là làm sao để tài nguyên đất đai được sử dụng một cách tốt nhất Mục tiêu này là tổ hợp của 3 mục tiêu thành phần là: i) Đạt được hiệu quả, ii) Công bằng và được chấp nhận, iii) Bền vững Cụ thể như sau:

- Hiệu quả: theo quan điểm kinh tế hiện đại, đất đai là một trong 04 yếu tố của sản xuất, bao gồm đất đai, lao động, tài chính và công nghệ [55] Tuy nhiên, đất đai lại là nguồn tài nguyên hữu hạn nên mục tiêu đầu tiên mà QHSDĐ phải hướng tới là đạt được hiệu quả sử dụng đất ngày càng cao Đối với từng loại hình sử dụng đất, một khu vực này có thể thích hợp hơn đối với một khu vực khác Vì vậy, tính hiệu quả sẽ đạt được nếu chúng ta phân bổ được các mục đích sử dụng đất đai khác nhau cho những khu vực có tính thích hợp cao nhất, tức là cho lợi ích cao nhất với chi phí thấp nhất [65] Như vậy, tính hợp lý về vị trí không gian của các đối tượng quy hoạch là chìa khóa để đạt được tính hiệu quả của QHSDĐ

- Công bằng và được chấp nhận: các loại hình sử dụng đất trong QHSDĐ phải được xã hội chấp nhập Muốn đạt được mục tiêu này thì QHSDĐ phải đảm bảo an ninh lương thực, công ăn việc làm và thu nhập của người dân, nhất là ở khu vực nông thôn Việc phân bổ lại đất đai phải hướng tới mục tiêu làm giảm thiểu bất bình đẳng trong sử dụng đất và thông qua đó khắc phục đói nghèo [65] Một trong những

hình thức để đạt được sự chấp nhận của xã hội và đảm bảo công bằng trong sử dụng đất là tăng cường tính minh bạch trong QHSDĐ thông qua các hoạt động như: chuyển tải thông tin QHSDĐ đến các bên liên quan một cách kịp thời và đầy đủ, thu hút sự tham gia của đối tượng chính chịu tác động của QHSDĐ là cộng đồng dân cư trong xây dựng và triển khai thực hiện các phương án QHSDĐ,

- Bền vững: sử dụng đất đai bền vững có nghĩa là đáp ứng được các nhu cầu hiện tại, đồng thời vẫn giữ gìn được tài nguyên đất đai cho các thế hệ tương lai Mục tiêu này yêu cầu phải có sự kết hợp hài hòa giữa sản xuất và bảo vệ: sản xuất hàng hóa cho nhu cầu của con người ở thời hiện tại, kết hợp với bảo tồn các tài nguyên thiên nhiên là đầu vào cho các hoạt động sản xuất đó để đảm bảo tiếp tục các hoạt động sản xuất này trong tương lai [65]

Có thể nhận thấy QHSDĐ không thể đồng thời đạt được các mục tiêu trên một cách tốt nhất vì trong thực tế, giữa các mục tiêu đôi khi có sự mâu thuẫn hay xung đột, ví dụ như để đạt được tính công bằng cao thì nhiều khi phải chấp nhận giảm bớt tính hiệu quả, hay mục tiêu đáp ứng một cách cao nhất nhu cầu của hiện tại (như khai thác triệt để các nguồn tài nguyên) thì sẽ có những tác động tiêu cực đến tương lai, [27, 59, 65, 96] QHSDĐ phải cân bằng được giữa các mục tiêu mâu thuẫn nhau như vậy Để giải quyết được vấn đề này thì vai trò của thông tin cho QHSDĐ

là rất quan trọng, cùng với việc áp dụng các công nghệ và phương pháp mới như phân tích đa chỉ tiêu, hệ thống thông tin địa lý, quy hoạch với sự tham gia của cộng đồng, [52, 56, 57, 90, 109, 110]

1.1.1.3 Chức năng của QHSDĐ

Quy hoạch sử dụng đất thực hiện hai chức năng quan trọng sau đây:

- Chức năng điều chỉnh các mối quan hệ về đất đai

QHSĐĐ là quy hoạch tổng hợp chuyên ngành nên QHSDĐ có mối quan hệ mật thiết với các quy hoạch khác [126], như:

+ Với quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế xã hội: QHSDĐ cụ thể hoá quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế xã hội nhưng nội dung của QHSDĐ phải được điều hòa thống nhất với quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế xã hội [126];

+ Với quy hoạch phát triển nông thôn: QHSDĐ tuy dựa trên quy hoạch và dự báo yêu cầu sử dụng của các ngành trong nông nghiệp, nhưng chỉ có tác dụng chỉ đạo vĩ mô, khống chế và điều hòa quy hoạch phát triển nông nghiệp Hai loại quy hoạch này có mối quan hệ chặt chẽ và không thể thay thế lẫn nhau [126];

+ Với quy hoạch đô thị: QHSDĐ sẽ tạo điều kiện tốt cho xây dựng và phát triển

đô thị bởi quy mô sử dụng đất, các chỉ tiêu chiếm đất xây dựng, trong quy hoạch đô thị sẽ được điều hòa với QHSDĐ [126];

Như vậy, QHSDĐ và quy hoạch khác có mối quan tương hỗ: vừa phát triển vừa hạn chế lẫn nhau Khi quy hoạch các ngành thay đổi thì QHSDĐ cũng phải điều chỉnh mối các quan hệ về đất đai nhằm đảm bảo không có sự sai khác về tổ chức không gian ở cùng một khu vực cụ thể

- Chức năng tổ chức sử dụng đất đai

QHSĐĐ là biện pháp hữu hiệu của nhà nước nhầm tổ chức lại việc sử dụng đất đai, hạn chế sự chồng chéo gây lãng phí đất đai, tránh tình trạng chuyển mục đích tùy tiện, làm giảm sút nghiêm trọng quỹ đất nông nghiệp, lâm nghiệp (đặc biệt

là đất trồng lúa và đất lâm nghiệp có rừng), ngăn ngừa được các hiện tượng tiêu cực, tranh chấp, lấn chiếm huỷ hoại đất, phá vỡ môi trường sinh thái, gây ô nhiễm môi trường dẫn đến những tổn thất hoặc kìm hãm sản xuất, phát triển kinh tế - xã hội và rất nhiều các hiện tượng gây ra các hậu quả khó lường về tình hình bất ổn chính trị, an ninh quốc phòng ở từng địa phương, đặc biệt là trong những năm gần đây khi nhà nước hướng nền kinh tế theo hướng thị trường [127]

1.1.2 Các nghiên cứu trên thế giới về ứng dụng GIS trong QHSDĐ

Theo Reddy và Sarkar (2016), thông tin về đặc điểm, phạm vi và phân bố không gian của các nguồn tài nguyên đất đai là điều kiện tiên quyết để đảm bảo sử dụng tài nguyên đất đai một cách tối ưu nhất cho phát triển bền vững Cùng với các công nghệ địa không gian khác như viễn thám và GPS, GIS là công cụ chủ chốt trong thu thập và cung cấp thông tin chính xác về tài nguyên đất đai để đánh giá tiềm năng và những hạn chế của nó GIS đóng vai trò ngày càng quan trọng trong tích hợp các lớp thông tin địa không gian với dữ liệu thống kê để đưa ra các kịch bản sử dụng đất đai bền vững [89]

Với vai trò như vậy, GIS đã được ứng dụng rộng rãi QHSDĐ của nhiều quốc gia trên thế giới Các lĩnh vực ứng dụng GIS trong QHSDĐ có thể được kể đến là: ứng dụng GIS trong xây dựng CSDL, trong đánh giá thích hợp đất đai, trong lựa chọn vị trí quy hoạch, trong công bố và phản hồi phương án QHSDĐ Ngoài ra còn một số ứng dụng GIS trong quy hoạch ngành nhằm hỗ trợ công tác QHSDĐ như quy hoạch đô thị, quy hoạch môi trường,

1.1.2.1 Ứng dụng trong xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ QHSDĐ

Nhiều nước ở Châu Âu đã ứng dụng công nghệ GIS trong quản lý đất đai nhằm cung cấp cho các nhà quản lý và các doanh nghiệp một phương pháp truy cập nhanh chóng thông tin cơ sở dữ liệu và tự động hóa quá trình tạo bản đồ Cụ thể:

- Cuối thập niên 90, Cục Khảo sát đất đai Quốc gia Thụy Điển đã ứng dụng công nghệ GPS và GIS trong hoàn thiện hệ thống thông tin đất đai Kết quả đã làm giảm 10-15% về chi phí và giảm 30% thời gian cần thiết để thực hiện các thủ tục hành chính [64]

- Tại Ý, Cục Quản lý Lãnh thổ đã sử dụng công nghệ ArcGIS trong xây dựng

hệ thống kết nối thông tin thông suốt giữa cơ quan đăng ký đất đai và các chi nhánh

ở các địa phương Hệ thống có tên là “Catasto-Cumini”, cho phép cán bộ quản lý truy vấn hoặc cập nhật thông tin không gian về đất đai và lãnh thổ, các thông tin về QHSDĐ Các đơn vị tham gia vào hệ thống gồm: các đơn vị trong lĩnh vực quy hoạch đô thị, địa hình, quản lý tài chính, đăng ký dân cư [64]

- Tại Cộng hòa Síp, Cục Đất đai và Khảo sát đã ứng dụng GIS trong triển khai

và thực hiện hệ thống thông tin đất đai tích hợp Síp (Cyprus Integrated Land Information System-CILIS) nhằm chia sẻ thông tin có sẵn giữa các cơ quan có hoạt động liên quan đến đất đai [64]

- Tại Bỉ, Cục Địa chính Quốc gia sử dụng phần mềm GIS xây dựng hệ thống bản đồ địa chính (CADMAP) nhằm: cập nhật và quản lý bản đồ địa chính; nâng cao chất lượng bản đồ địa chính địa phương; cung cấp truy cập trực tuyến vào CSDL địa chính; hỗ trợ cơ sở hạ tầng dữ liệu không gian [64]

Ở một số nước Châu Á và Châu Phi, GIS cũng đã được ứng dụng thành công trong một số lĩnh vực của quản lý đất đai, ví dụ như:

- Tại Singapore, chính quyền đã xây dựng một hệ thống GIS dựa trên nền tảng công nghệ của ESRI để thiết lập một CSDL trực tuyến phục vụ QHSDĐ tổng thể với hơn 100 lớp dữ liệu được thu thập từ 14 ban ngành khác nhau Kết quả là chỉ trong 6 tháng cuối năm 2008, đã có tới hơn 200.000 lượt người dân truy nhập vào CSDL để xem và góp ý cho bản QHSDĐ này [69]

- Tại Thái Lan, GIS đã chứng minh là công cụ có khả năng hoạt động rất tốt trong nhiều lĩnh vực và chủ trương ứng dụng GIS được coi là một trong những chính sách quan trọng nhất tại Bộ Tài nguyên Khoáng sản (DMR) Thái Lan [102]

- Tại Malaysia, nhằm giảm thiểu sự phức tạp trong quy hoạch và quản lý đất đai khi tốc độ phát triển kinh tế - xã hội ngày càng tăng, Cục Đo đạc và Bản đồ Malaysia

đã ứng dụng công nghệ GIS trong xây dựng bộ tiêu chuẩn và cơ sở hạ tầng dữ liệu không gian địa lý Malaysia phục vụ cho nhiều lĩnh vực khác nhau [51]

- Tại Kenya, một khối lượng lớn thông tin đất đai trong hơn 100 năm qua được lưu trữ ở dạng sổ tay và đang trong tình trạng rách nát Chính vì thế mà Hiến pháp Kenya năm 2010 đã quy định ứng dụng các công cụ GIS trong quản lý đất đai Ứng dụng chủ yếu của GIS là xây dựng cơ sở dữ liệu đất đai phục vụ cho mục đích quy hoạch không gian [84]

Như vậy, nhiều nước trên thế giới đã ứng dụng GIS trong xây dựng CSDL nhằm chuẩn hóa dữ liệu, tăng khả năng lưu trữ và trao đổi thông tin, làm giảm chi phí và thời gian xử lý dữ liệu

1.1.2.2 Ứng dụng trong xây dựng phương án QHSDĐ

a) Ứng dụng trong lựa chọn vị trí không gian bố trí xây dựng các công trình phục vụ QHSDĐ

Lựa chọn vị trí không gian bố trí các công trình xây dựng phục vụ cộng đồng cần tính toán lợi ích mà công trình mang lại cũng như những tác động tiêu cực của chúng tới cộng đồng Một số công trình gây tranh cãi do ảnh hưởng lớn đến môi trường sống của người dân như: bãi chôn lấp chất thải rắn, lò đốt chất thải rắn, công trình xử lý nước thải, nghĩa trang, nhà máy điện, các công trình hoá dầu [124] Ứng dụng rõ nét nhất của GIS trong QHSDĐ là kết hợp với phương pháp phân tích đa chỉ tiêu (Multi Criteria Analysis - MCA) để lựa chọn địa điểm bố trí những

loại công trình QHSDĐ có tính nhạy cảm cao như bãi chôn lấp chất thải, nghĩa trang, khu công nghiệp, Trong các nghiên cứu về vấn đề này, MCA được sử dụng để tính toán mức độ ảnh hưởng (trọng số) của các chỉ tiêu, GIS được sử dụng để đánh giá chỉ tiêu và tích hợp kết quả

Mir Masoud Kheirkhah Zarkesh và cộng sự (2010) trình bày tóm tắt quá trình phân tích thứ bậc không gian (Spatial Analytic Hierarchy Process-SAHP) trong 5 bước và đưa ra mô hình quy trình thứ bậc phân tích không gian trong lựa chọn vị trí cho các mục đích sử dụng đất khác nhau Tác giả cho rằng AHP là một kỹ thuật phù hợp trong nghiên cứu QHSDĐ bởi vì AHP có khả năng lớn trong xử lý thông tin của nhóm lập quy hoạch với cách tiếp cận có hệ thống [86] Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra các khu vực thích hợp cho canh tác nông nghiệp cần nước tưới, cho đô thị và chăn thả gia súc

Ưu điểm của kỹ thuật AHP là không dựa vào tính đầy đủ và toàn diện của dữ liệu [70] và là một công cụ phân tích quyết định rất hữu ích trong giải quyết vấn đề quyết định đa mục tiêu và đã được ứng dụng thành công trong nhiều lĩnh vực [60] Tuy nhiên, hạn chế của AHP là không giải quyết sự không rõ ràng trong việc thể hiện

sự ưu tiên trong toàn bộ quá trình so sánh cặp [93] Trong khi đó, lý thuyết tập mờ (Fuzzy Set Theory - FST) có tính đến tính liên tục và sự không rõ ràng trong mối quan hệ giữa chỉ tiêu và các thiết lập quyết định [62, 100] Chính vì vậy, một số nghiên cứu đã sử dụng lý thuyết mờ kết hợp với kỹ thuật AHP và GIS như Ni-Bin Chang và cộng sự (2008), Akbari V và cộng sự (2008) đã kết hợp GIS với phân tích quyết định đa chỉ tiêu mờ (Fuzzy Multi Criteria Decision Maker - FMCDM) để xác định vị trí bãi chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt (BCL CTRSH) lần lượt tại khu vực đô thị Harlingen ở miền Nam Texas, Mỹ [58], tại Bandar Abbas, Iran [53] Quá trình lựa chọn vị trí BCL CTRSH trong cả hai nghiên cứu đều được tiến hành trong hai giai đoạn: giai đoạn đầu tiên sử dụng GIS để xác định một số vị trí thích hợp thỏa mãn một số chỉ tiêu (giai đoạn xác định các vị trí tiềm năng) Giai đoạn thứ hai sử dụng phương pháp FMCDM xếp hạng các vị trí đó theo các chỉ tiêu còn lại để tìm ra vị trí tối ưu Ni-Bin Chang (2008) đã trình bày chi tiết các bước thực hiện lựa chọn vị trí BCL CTRSH trong hai giai đoạn như hình 1.1

Hình 1.1 Quy trình lựa chọn vị trí BCL CTRSH cho khu vực đô thị Harlingen, miền Nam Texas, Mỹ [58]

Ưu điểm của phương pháp này là kết hợp được MCA với kiến thức của các chuyên gia trong quá trình ra quyết định để có những quyết định rõ ràng và chắc chắn Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp này là lựa chọn các vị trí thích hợp phụ thuộc vào ý kiến của các chuyên gia vì khi ý kiến của các chuyên gia thay đổi

sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến trọng số của các chỉ tiêu

E H Ibrahim và cộng sự (2011) cũng sử dụng kết hợp GIS và FAHP (giống phương pháp của Ni-Bin Chang) để lựa chọn vị trí tốt nhất cho trạm xử lý nước thải

ở El- Mahala, El-Kubra, bắc Ai Cập [75] Tuy nhiên, quy trình của E H Ibrahim đã chỉ rõ phương pháp FAHP và GIS được sử dụng giải quyết nội dung nào trong quy trình gồm 3 giai đoạn:

Giai đoạn I: liên quan đến phân tích GIS, bao gồm chuyển đổi các bản đồ ở dạng vector sang raster và chức năng phân tích không gian (phân tích khoảng cách

và tái phân loại);

Giai đoạn II: tính toán trọng số cho các chỉ tiêu bằng FAHP và chỉ số nhất quán để đánh giá tính nhất quán của dữ liệu đầu vào;

Giai đoạn III: Tích hợp các lớp đánh giá chỉ tiêu và trọng số các chỉ tiêu để xác định vị trí thích hợp nhất trên bản đồ

Semih Önüt và cộng sự (2010) đề xuất kết hợp FMCDM với GIS cho lựa chọn một vị trí trung tâm mua sắm ở Istanbul, Thổ Nhĩ Kỳ Kết quả nghiên cứu cho thấy phương pháp đề xuất khá thiết thực cho việc xếp loại các vị trí tiềm năng trong đánh giá đa chỉ tiêu (đặc biệt là các chỉ tiêu có mâu thuẫn với nhau cho các vấn đề quy

Mohammad H Vahidnia và cộng sự (2009) kết hợp các chức năng phân tích không gian của GIS với FAHP để xác định vị trí tối ưu cho xây dựng bệnh viện mới tại vùng đô thị Tehran, Iran GIS được sử dụng để tính toán và phân loại chỉ tiêu, trong khi FAHP được sử dụng để đánh giá các nhân tố quyết định và tác động của chúng lên các vị trí đã lựa chọn [87] FAHP sử dụng một loạt các giá trị thể hiện sự không chắc chắn của người ra quyết định [81] Một ý kiến không chắc chắn của chuyên gia có thể được đại diện bởi một số mờ Có nhiều phương pháp FAHP dựa vào số mờ tam giác nhưng trong nghiên cứu này, tác giả đã sử dụng phương pháp phân tích mức độ mờ của Chang (1996) [87]

Ngoài phương pháp phân tích mức độ mờ, tác giả cũng thử nghiệm thêm phương

pháp khử mờ khu vực trung tâm (center of area defuzzification) và phương pháp α - cut

để ước tính tổng trọng số và các ưu tiên của các vị trí đề xuất Kết quả cho thấy gần như không sự khác biệt giữa 3 phương pháp trong xác định vị trí ưu tiên, và mặc dù các trọng số được xác định theo các phương pháp có sự khác biệt nhưng rất ít [87]

Parvane Rezakhani và Seyed Masood Moavari (2011) đã ứng dụng AHP và lý thuyết mờ trong đánh giá trọng số của các chỉ tiêu không gian để tìm vị trí vui chơi trong nhà tại Taleghan, Iran Các chỉ tiêu được chia thành hai loại: chỉ tiêu ảnh hưởng

và chỉ tiêu giới hạn Các chỉ tiêu ảnh hưởng được phân thành hai nhóm: sinh thái và kinh tế - xã hội Nhóm sinh thái bao gồm: độ dốc, độ cao, mật độ che phủ đất, nhóm kinh tế - xã hội: khoảng cách từ nguồn nước mặt, khoảng cách từ đứt gãy, khoảng cách từ các làng, các khu dân cư cũng như các đường giao thông Các chỉ tiêu giới hạn bao gồm: xói mòn, kết cấu đất, ổn định của cấu trúc địa chất và sinh quyển động vật hoang dã Các bản đồ chỉ tiêu sử dụng các thang đo khác nhau nhằm mục đích so sánh mức độ quan trọng của từng chỉ tiêu được chuẩn hóa trước khi chồng xếp theo thang (0-255) và xác định các hàm thành viên mờ [91] Nghiên cứu này sử dụng kỹ thuật tổ hợp trọng số tuyến tính (Weighted linear combination - WLC)

b) Ứng dụng trong đánh giá thích hợp đất đai (ĐGTHĐĐ)

Một trong những hoạt động quan trọng của công tác QHSDĐ là đánh giá thích hợp đất đai cho các mục đích sử dụng đất khác nhau [86] Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về ĐGTHĐĐ như: Abdul Rashi và cộng sự (2008) đã nghiên cứu đánh giá thích hợp đất đai đối với cây trồng nông nghiệp (cụ thể là cây xoài Harumanis tại Perlis, Malaysia) [52]; Khwanruthai Bunruamkaew và Yuji Murayama (2012) phân tích thích hợp đất đai cho du lịch sinh thái tại tỉnh Surat Thani, Thái Lan [80]; Halil Akinci và cộng sự (2013) nghiên cứu ĐGTHĐĐ nông nghiệp tại huyện Yusufely, tỉnh Atvin, Thổ Nhĩ Kỳ [72]; Elaalem (2010) nghiên cứu ĐGTHĐĐ ở phía Tây của Libya [88]; Farag F Abushnaf và cộng sự (2013) đã dựa vào nghiên cứu của Elaalem (2010) và khung đánh giá đất của Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc (FAO) đưa mô hình đánh giá đất cho vùng Benghazi nằm ở phía Đông Bắc của Libya [66]

Các nghiên cứu này đều sử dụng công nghệ GIS và phương pháp phân tích quyết định đa chỉ tiêu (MCDA) làm phương pháp nghiên cứu chính Trong đó, GIS được sử dụng để thu thập dữ liệu nhằm cung cấp dữ liệu đầu vào cho bài toán phân tích/đánh giá thích hợp đất đai, cung cấp các chức năng xử lý dữ liệu (chồng xếp dữ liệu), hiển thị và lưu trữ kết quả Phương pháp MCDA sử dụng kỹ thuật phân tích

thứ bậc (AHP) để tính trọng số của các chỉ tiêu và hỗ trợ ra quyết định Các chỉ tiêu đánh giá thích hợp đất đai chủ yếu được thực hiện dựa vào ý kiến và kinh nghiệm của chuyên gia, ngoài ra còn dựa vào các văn bản có tính pháp lý hay phân tích các

dữ liệu lịch sử Kết quả đánh giá thích hợp đất đai sẽ thay đổi khi các chỉ tiêu hay trọng số của các chỉ tiêu bị thay đổi

Nghiên cứu của Prakash (2003) sử dụng đồng thời cả 3 kỹ thuật: AHP, vector

lý tưởng (Ideal Vector Approach-IVA), FAHP (kết hợp AHP và lý thuyết tập mờ) trong ĐGTHĐĐ cho cây lúa tại Doiwala, huyện Dehradun, tỉnh Ultataranchal, Ấn

Độ Kết quả cho thấy kỹ thuật FAHP được tác giả đánh giá là tối ưu hơn kỹ thuật AHP và IVA [93]

Tại Trung Quốc và Indonesia, một số nhà khoa học cũng đã sử dụng kỹ thuật FAHP và GIS trong ĐGTHĐĐ như: Hong Wang và cộng sự (2014) đã đánh giá thích hợp đất đai cho trồng cây cỏ linh lăng tại những khu vực khô cạn thuộc miền Bắc Trung Quốc của [67], Jiuquan Zhang và cộng sự (2015) nghiên cứu đánh giá thích hợp đất đai cho cây thuốc lá tại tỉnh Sơn Đông, Trung Quốc [77], Nurmiaty và cộng

sự (2014) đánh giá thích hợp đất đai tại vùng Maros, Indonesia Qua các nghiên cứu cho thấy, tập mờ là phương thức rất tốt để chuyển đổi dữ liệu dạng số (numerical data) với các biên độ khác nhau thành các hàm thành viên để biểu thị mức độ thích hợp đất đai AHP là một phương pháp hiệu quả để xác định trọng số của nhiều chỉ tiêu một cách hệ thống và hợp lý GIS được sử dụng để chồng xếp có trọng số các lớp chỉ tiêu và tạo ra bản đồ thích hợp đất đai

Qua nghiên cứu các công trình ứng dụng GIS trong hỗ trợ xây dựng phương án QHSDĐ (Lựa chọn địa điểm - LCĐĐ; ĐGTHĐĐ) trên thế giới, luận án nhận thấy các nghiên cứu đều sử dụng công nghệ GIS kết hợp với phương pháp MCDA Các chỉ tiêu LCĐĐ; ĐGTHĐĐ đều được tính trọng số bằng kỹ thuật AHP hay FAHP nhưng kỹ thuật FAHP sẽ là phương pháp thích hợp nhất trong ĐGTHĐĐ [67, 77, 93]

và cho độ chính xác cao hơn kỹ thuật khác [68, 93, 103, 105]

1.1.2.3 Ứng dụng trong công bố và phản hồi thông tin QHSDĐ

Trong những năm gần đây, GIS ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong các hoạt động công bố thông tin về QHSDĐ và tiếp nhận thông tin phản hồi từ các bên liên quan Tarig (2008) đã ứng dụng công nghệ WebGIS để thiết kế một hệ thống

thông tin phục vụ cho công tác QHSDĐ ở các vùng ven biển nhằm giúp người dân tra cứu thông tin về các vị trí quy hoạch Các bên liên quan có thể gửi ý kiến, mối quan tâm hay đánh dấu trên bản đồ vị trí mà họ quan tâm để gửi đến nhà quy hoạch Hệ thống WebGIS này giúp tạo ra một cộng đồng ven biển có ý thức với môi trường hơn, thúc đẩy sự phát triển toàn diện của QHSDĐ ven biển theo hướng hợp tác và minh bạch [54] Tuy nhiên, việc người dân chỉ có thể xem mà không thể cập nhật, phản hồi được thông tin đã làm giảm bớt một phần tính hữu dụng của hệ thống Pablo Diaz (2010) nhận định việc xây dựng và phê duyệt QHSDĐ là một quá trình lâu dài và khó khăn do thiếu hụt nguồn nhân lực, đội ngũ chuyên gia và sự nỗ lực của chính quyền một số địa phương Bên cạnh đó, cần thiết phải có sự tham gia của người dân vào quá trình phát triển quy hoạch [90] Người dân chỉ tham gia được khi họ được quyền truy cập vào tất cả các thông tin hay tiếp cận tất cả các tài liệu về QHSDĐ, được cung cấp phương tiện cần thiết để phản hồi thông tin [90] Hiện nay, công nghệ WebGIS có thể được cung cấp dưới dạng các sản phẩm phần mềm thương mại, hoặc mã nguồn mở Trong những năm gần đây, công nghệ WebGIS mã nguồn mở đã có những bước tiến dài, có thể sử dụng để xây dựng những hệ thống thông tin có tính phức tạp cao như các hệ thống thông tin đất đai và vì vậy, càng có nhiều hệ thống được phát triển trên nền tảng công nghệ WebGIS mã nguồn mở [1] Một ứng dụng dựa trên công nghệ WebGIS đã được thiết kế nhằm thúc đẩy việc phổ biến các thông tin về QHSDĐ tới người dân và cho phép người dân phản hồi ý kiến của mình Ứng dụng sử dụng các phần mềm mã nguồn mở (Struts, Spring, Hibernate, PostgreSQL/PostGIS) và ngôn ngữ lập trình Java trên nền J2EE (Java 2 Platform, Enterprise Edition) Dữ liệu được lưu trong 02 CSDL: CSDL thứ nhất bao gồm tất cả các lớp thông tin địa lý đã được thu thập hoặc tạo mới cho QHSDĐ, CSDL thứ hai sử dụng để tiếp nhận và xử lý thông tin phản hồi của người dân Các chức năng ứng dụng có thể được chia thành ba nhóm: các chức năng công khai, quản lý nội bộ và xem các đối tượng địa lý Chức năng công khai bao gồm tất

cả các hoạt động mà người dân có thể thực hiện: 1) Truy vấn thông tin không gian và thông tin thuộc tính trên bản đồ QHSDĐ; 2) Tạo phản hồi về các đối tượng QHSDĐ (phản hồi về sai sót vị trí của các đối tượng; sử dụng đất sai quy hoạch; bổ sung

thông tin về đối tượng hay đề xuất một vị trí quy hoạch mới; 3) Kiểm tra tình trạng phản hồi của người dân; 4) Kiểm tra các tình hình thực hiện QHSDĐ hiện tại [90] Nghiên cứu này cho thấy hệ thống WebGIS rất tiết kiệm về chi phí và cung cấp khả năng tùy biến để thích ứng cho từng đô thị Thông qua hệ thống WebGIS, người dân có thể đóng góp ý kiến tích cực cho phương án QHSDĐ

Kari Mikkonen và Samuli Alppi (2003) cho rằng quy hoạch có tính tương tác

là xu hướng quan trọng ở hầu hết các nước phát triển Ý tưởng đưa ra là khuyến khích người dân tham gia vào quy hoạch môi trường và xã hội [78]

Ở Phần Lan, nguyên tắc tương tác được viết trong Luật QHSDĐ Tác giả đã

mô tả một hệ thống thông tin phản hồi (feedback system) phát triển bằng bộ phần mềm ArcIMS (của hãng ESRI) trong quy hoạch vùng ở Phần Lan

Hệ thống thông tin này đã giúp quá trình QHSDĐ được rút ngắn trong công đoạn tham vấn cộng đồng bởi vì người dân có thể phản hồi khi họ ở bất kỳ đâu và trong mọi thời điểm mà không cần phải tập trung tại một nơi và vào một thời gian nhất định như theo hình thức truyền thống [78]

a) Xem chi tiết bản dự thảo công bố

quy hoạch vùng Häme

b) Giao diện trình duyệt các thông tin phản hồi

nhận được (vùng Häme)

Hình 1.2 Hệ thống thông tin phản hồi trong QHSDĐ tại Phần Lan [78]

1.1.3 Các nghiên cứu ở Việt Nam về ứng dụng GIS trong QHSDĐ

1.1.3.1 Ứng dụng trong thiết kế, xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ QHSDĐ

Vấn đề ứng dụng GIS trong QHSDĐ đã được các nhà khoa học trong nước quan tâm từ cuối những năm 1990 Trong đó, việc xây dựng cơ sở dữ liệu GIS phục

vụ công tác lập QHSDĐ nhận được sự quan tâm nhiều nhất

Nhữ Thị Xuân và Đinh Thị Bảo Hoa (2008) đã thiết kế và xây dựng một CSDL GIS về các đơn vị đất nhằm phục vụ cho công tác QHSDĐ ở tỉnh Thái Bình bằng hệ thống ALES của FAO Nghiên cứu sử dụng phần mềm ArcGIS để chồng xếp các lớp thông tin chuyên đề tạo ra bản đồ đơn vị đất đai và quản lý thuộc tính, không gian của các lớp dữ liệu Kết quả của công tác đánh giá tính thích hợp của đất đai sẽ rất hữu ích cho các nhà hoạch định chính sách hay các nhà quy hoạch và có thể được coi là công cụ hỗ trợ ra quyết định trong QHSDĐ Tuy nhiên, công tác đánh giá thích hợp của đất đai bằng ALES sẽ gặp rất nhiều khó khăn khi dữ liệu thuộc tính không đầy

đủ Đặc biệt, trong bối cảnh Việt Nam, việc thiếu dữ liệu về đất đai có thể đang trở thành vấn đề lớn, ảnh hưởng đến chất lượng của kết quả đánh giá [108]

Như vậy, vai trò của CSDL đất đai là rất lớn và đã được chỉ rõ trong nghiên cứu của Trần Văn Tuấn và Lê Phương Thúy (2010) Bản chất CSDL đất đai bao gồm các thực thể địa lý liên quan đến tài nguyên đất và các thông tin thuộc tính về kinh tế, xã hội, pháp lý Vì vậy, CSDL đất đai được quản lý bởi GIS và hệ thống này sẽ có nhiệm vụ thu thập, quản lý, phân tích dữ liệu, hiển thị kết quả nhằm trợ giúp cho việc

ra quyết định cho từng mục đích cụ thể Có thể khai thác lợi thế của GIS là phân tích không gian để đánh giá biến động sử dụng đất Với công cụ chồng xếp các lớp bản đồ

ở các thời điểm khác nhau, chúng ta dễ dàng có được kết quả bản đồ biến động sử dụng đất trong một giai đoạn nhất định Trên cơ sở đó, tiến hành thống kê, phân tích

số liệu và dự báo, định hướng phát triển của các loại hình sử dụng đất [44]

Huỳnh Văn Chương và Nguyễn Thế Lân (2010) đã xây dựng CSDL đất đai cho

xã Phú Sơn, huyện Hương Thủy, tỉnh Thừa Thiên Huế dựa vào hệ thống các bản đồ chuyên đề như: bản đồ thổ nhưỡng, bản đồ độ dốc, bản đồ hiện trạng sử dụng đất và các bản đồ khác mà địa phương đang quản lý Các tác giả đã ứng dụng GIS để phân tích, thống kê nguồn dữ liệu đã được xây dựng; tiến hành xây dựng và chồng xếp các bản đồ đơn tính kết hợp với cập nhật thông tin bổ sung để xây dựng bản đồ đơn vị đất đai Nghiên cứu đã thiết lập được cơ sở dữ liệu về đất đai có tính tổng hợp, hệ thống,

dễ cập nhật và khai thác sử dụng để trợ giúp ra quyết định trong QHSDĐ ở xã Phú Sơn, huyện Hương Thủy, tỉnh Thừa Thiên Huế [11]

Ngô Hữu Hoạnh (2010) thu thập dữ liệu sẵn có tại vùng nghiên cứu bao gồm các loại bản đồ và tài liệu về đất đai, tiến hành điều tra khảo sát thực địa để cập nhật, chỉnh lý biến động Tác giả tổ chức quản lý thông tin về thửa đất trên phần mềm ViLIS, quản lý thông tin tài chính về đất đai và biên tập các bản đồ chuyên đề bằng phần mềm MapInfo Kết quả nghiên cứu đã xây dựng được cơ sở dữ liệu phục vụ quản lý tài chính về đất đai một cách hiệu quả, chính xác, thuận tiện và nhanh chóng tại phường Sơn Phong, thành phố Hội An, tỉnh Quảng Nam [19]

Như vậy, các nghiên cứu trên đã thiết kế và xây dựng CSDL cho một số nội dung của QHSDĐ Tuy nhiên, các nghiên cứu này chưa xây dựng được một CSDL phục vụ trực tiếp cho tất cả các nội dung của QHSDĐ theo quy định hiện hành Cùng với đó, cấu trúc CSDL và tính quy chuẩn của dữ liệu cũng chưa được đề cập rõ ràng

1.1.3.2 Ứng dụng GIS và phương pháp phân tích đa chỉ tiêu trong QHSDĐ

Huỳnh Văn Chương và cộng sự (2012) đã nghiên cứu ĐGTHĐĐ phục vụ quy hoạch phát triển cây cao su tiểu điền tại huyện Hải Lăng, tỉnh Quảng Trị Công tác ĐGTHĐĐ được chia thành hai giai đoạn: đánh giá thích hợp hiện tại và đánh giá thích hợp tương lai và cả 2 giai đoạn đều dựa vào yếu tố hạn chế của các chỉ tiêu [12] Trong nghiên cứu, GIS được sử dụng để chồng xếp các lớp bản đồ đơn tính để tạo thành bản đồ đơn vị đất đai (ĐVĐĐ) Sử dụng phương pháp ĐGTHĐĐ theo FAO, nghiên cứu thu được kết quả ĐGTHĐĐ hiện tại cho loại hình sử dụng đất trồng cây cao su tiểu điền Phân tích các yếu tố hạn chế và mức độ khắc phục để được kết quả ĐGTHĐĐ tương lai Nghiên cứu đã sử dụng nhiều chỉ tiêu trong ĐGTHĐĐ nhưng chưa chỉ ra được các yếu tố đó ảnh hưởng như thế nào đến kết quả cuối cùng về mặt định lượng

Phạm Thị Phin (2012) đã sử dụng phương pháp ĐGTHĐĐ theo FAO, kết hợp với phương pháp tiếp cận hệ thống và AHP để xác định các loại hình sử dụng đất (LUT) nông nghiệp bền vững cho huyện Nghĩa Hưng, tỉnh Nam Định [29] GIS được ứng dụng để thành lập 7 lớp bản đồ đơn tính Sau đó, chồng xếp chúng trong GIS để có được bản đồ đơn vị đất đai huyện Nghĩa Hưng Kết quả chồng xếp cho thấy có 77 đơn vị bản đồ đất đai khác nhau Nghiên cứu đã áp dụng kỹ thuật phân tích thứ bậc AHP và hỏi ý kiến của 30 chuyên gia về nông nghiệp để lập ma trận so sánh cho các chỉ tiêu thành phần của từng LUT

Nguyễn Hiếu Trung và cộng sự (2006) đã ứng dụng GIS để đánh giá đa chỉ tiêu trong QHSDĐ 2 xã Vĩnh Mỹ A và Vĩnh Thịnh (huyện Hòa Bình, tỉnh Bạc Liêu) GIS đã được sử dụng hiệu quả để đánh giá biến động sử dụng đất, đánh giá mức độ thích nghi của đất nông nghiệp, chuẩn bị dữ liệu đầu vào cho hệ thống đánh giá tác động của phương án QHSDĐ tới sản xuất nông nghiệp

Trong lựa chọn địa điểm BCL CTRSH nhằm hỗ trợ công tác QHSDĐ phải kể đến nghiên cứu của Trần Quốc Bình và cộng sự (2010) thử nghiệm trên địa bàn huyện Đông Anh, Hà Nội [2]; Nguyễn Đăng Phương Thảo và cộng sự (2011) thử nghiệm tại quận Thủ Đức - Thành phố Hồ Chí Minh [36] và Trần Tuấn Tú và cộng

sự (2011) cũng thử nghiệm tại cho quận Thủ Đức, thành phố Hồ Chí Minh [42] Các nghiên cứu này cho thấy quy trình đánh giá đa chỉ tiêu thường được chia thành hai giai đoạn (hình 1.3):

Giai đoạn 1: đánh giá sơ bộ để tìm ra các vị trí tiềm năng;

Giai đoạn 2: đánh giá chính xác để tìm ra vị trí tối ưu Kết quả của các nghiên cứu chỉ ra rằng kết hợp GIS với AHP là giải pháp tốt nhất trong lựa chọn vị trí quy hoạch Đây là sơ sở để luận án kế thừa, xây dựng mô hình ứng dụng GIS lựa chọn vị trí tối ưu cho các công trình phục vụ QHSDĐ cấp huyện

Hình 1.3 Quy trình lựa chọn địa điểm bố trí BCL CTRSH bằng GIS và AHP [2]

Phạm Tiến Đạt (2009) ứng dụng GIS, ảnh công nghệ viễn thám (RS) và hệ thống định vị toàn cầu (GPS) trong quy hoạch sử dụng đất rừng tại thượng nguồn lưu vực sông Cả, tỉnh Nghệ An Ảnh vệ tinh được sử dụng để thành lập bản đồ biến động diện tích rừng, việc lấy mẫu được hỗ trợ bởi GPS, GIS được sử dụng để phân tích đa chỉ tiêu trong thành lập bản đồ sử dụng hợp lý đất rừng Ứng dụng RS, GIS, GPS để thành lập bản đồ biến động diện tích rừng cho kết quả đạt độ chính xác khá cao trên 75%, thể hiện bằng hệ số Kappa trên 0,8 [14]

Nghiên cứu của Trần Trọng Đức và Lê Cảnh Định (2011) đã đưa ra mô hình tích hợp GIS và phân tích quyết định nhóm đa mục tiêu mờ trong quy hoạch

sử dụng đất nông nghiệp tại tỉnh Lâm Đồng Trong đó, tác giả sử dụng GIS để cung cấp dữ liệu đầu vào cho mô hình tối ưu đa mục tiêu tuyến tính mờ (fuzzy multi-objective programming - FMOLP); kỹ thuật FAHP-GDM hỗ trợ xác định vector trọng số các mục tiêu trong môi trường ra quyết định nhóm để giải tìm phương án tối ưu Kết quả cho thấy việc phối hợp các công cụ, kỹ thuật trên và vận dụng phương pháp tương tác thỏa hiệp mờ để giải bài toán FMOLP trong phân bổ diện tích các loại cây trồng là giải pháp hợp lý trong quy hoạch sử dụng đất nông nghiệp [15] Tuy nhiên, phương pháp này khá phức tạp trong quá trình tính toán

1.1.3.3 Ứng dụng GIS trong QHSDĐ tại một số địa phương

Tại Cần Thơ, GIS được ứng dụng để xây dựng hệ thống có tên là CTGIS

nhằm phục vụ công tác quản lý và quy hoạch đô thị

CTGIS được thiết kế (hình 1.4) để liên kết các cơ quan quản lý đô thị địa phương nhằm khắc phục 2 nguyên nhân chính đã gây ra những tồn tại trong công

tác quy hoạch và quản lý đô thị [28]:

Hình 1.4 Mô hình hoạt động hệ thống CTGIS tại thành phố Cần Thơ [40]

- Để tránh việc thiếu đồng bộ, thống nhất trong việc liên lạc trao đổi thông tin, Trường Đại học Cần Thơ với hệ thống đường truyền hỗ trợ Internet hiện có, sẽ là trung tâm tích dưỡng, bảo trì hệ thống Trung tâm này có nhiệm vụ xử lý, cập nhật, bảo mật dữ liệu và quản lý khả năng truy xuất cho các máy khách trong hệ thống;

- Tránh khan hiếm dữ liệu: các ban ngành trong hệ thống có nhiệm vụ cập nhật thông tin thường xuyên cho hệ thống thông qua việc truyền dữ liệu về trung tâm Đồng thời thông qua mạng, các máy trong hệ thống có thể trao đổi dữ liệu lẫn nhau Việc này sẽ tạo điều kiện nâng cao năng suất giải quyết công việc

Tại Đồng Nai đã ứng dụng công nghệ WebGIS xây dựng Atlas điện tử, truy cập trực tuyến thông qua mạng Internet nhằm cung cấp các thông tin về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội và cung cấp các chức năng tra cứu, tìm kiếm thông tin; tìm đường đi ngắn nhất; tạo bản đồ chuyên đề; tổng hợp thông tin và tạo biểu đồ (hình 1.5a) [136]

Tại thành phố Huế, đã xây dựng thành công CSDL bản đồ nền trực tuyến HUEGIS để lập các đồ án quy hoạch đô thị, quy hoạch xây dựng, quy hoạch chuyên ngành trong quá trình thẩm định, thẩm tra các dự án phát triển kinh tế - xã hội (hình 1.5b) [48]

a) Tỉnh Đồng Nai b) TP Huế

Hình 1.5 Cổng thông tin địa lý và cổng thông QHSDĐ ở Đồng Nai và TP Huế

Tại thành phố Đà Lạt cũng đã ứng dụng GIS vào công tác quản lý xây dựng Các lớp dữ liệu quản lý bao gồm: bản đồ địa chính, bản đồ hành chính, bản đồ giải thửa, mạng lưới giao thông, bản đồ QHSDĐ, hệ thống thoát nước thải, hệ thống đèn chiếu sáng và cây xanh, (hình 1.6a) [25]

Tại Hà Nội, cổng thông tin quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất thuộc Sở TN&MT cung cấp công khai thông tin về quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất đã được cấp có thẩm quyền phê duyệt nhằm giúp người dân trên địa bàn toàn thành phố dễ dàng tiếp cận thông tin quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất thông qua mạng Internet (hình 1.6b) [135]

Hình 1.6 Cổng thông tin địa lý và cổng thông QHSDĐ Đà Lạt và Hà Nội

Các địa phương (chủ yếu là các đô thị lớn như Hà Nội, Đà Lạt, Cần Thơ, )

đã xây dựng thành công hệ thống WebGIS nhằm cung cấp thông tin về quy hoạch,

kế hoạch sử dụng đất Tuy nhiên, các lớp dữ liệu và phần không gian hiển thị dữ

liệu còn hạn chế nên đôi khi không đáp ứng được nhu cầu của người xem Bên cạnh

đó, trong QHSDĐ, vấn đề quan trọng không chỉ là công bố phương án QHSDĐ mà còn cần thu nhận và phản hồi ý kiến người dân về phương án QHSDĐ và giám sát quá trình thực hiện QHSDĐ Đây là một trong những vấn đề trọng tâm của mô hình ứng dụng GIS trong QHSDĐ ở Chương 2 của luận án

1.2 CƠ SỞ PHÁP LÝ VÀ THỰC TIỄN CỦA CÔNG TÁC QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT

1.2.1 Cơ sở pháp lý của công tác QHSDĐ

- Nghị định số 43/2014/NĐ-CP ngày 15/5/2014 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật đất đai và Nghị định số 01/2017/NĐ-CP ngày 06/01/2017 sửa đổi, bổ sung một số nghị định quy định chi tiết thi hành Luật đất đai;

- Thông tư số 29/2014/TT-BTNMT ngày 02/6/2014 của Bộ TN&MT quy định chi tiết việc lập, điều chỉnh quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất;

- Luật quy hoạch năm 2017: QHSDĐ cấp tỉnh không tồn tại độc lập nữa mà được tích hợp như một nội dung trong quy hoạch tỉnh QHSDĐ cấp huyện được xác định thuộc nhóm các quy hoạch có tính chất kỹ thuật, chuyên ngành

Như vậy, trong hệ thống pháp luật về đất đai ở Việt Nam, công tác QHSDĐ được thực hiện theo các cấp hành chính cho đến cấp Huyện Ngoài ra còn có 02 loại hình QHSDĐ đặc thù là QHSDĐ quốc phòng và an ninh Theo pháp luật hiện

hành, đa số các nội dung của QHSDĐ cấp huyện đều gắn liền với việc giải quyết các bài toán về không gian Vì vậy, tiềm năng ứng dụng GIS trong các vấn đề của QHSDĐ cấp huyện là rất cao

- Dân chủ và công khai Sử dụng đất tiết kiệm và có hiệu quả Khai thác hợp lý tài nguyên thiên nhiên và bảo vệ môi trường; thích ứng với biến đổi khí hậu Đồng thời góp phần bảo vệ, tôn tạo di tích lịch sử - văn hóa, danh lam thắng cảnh

- Ưu tiên quỹ đất cho mục đích quốc phòng, an ninh, phục vụ lợi ích quốc gia, công cộng, an ninh lương thực và bảo vệ môi trường

- Quy hoạch, kế hoạch của ngành, lĩnh vực, địa phương có sử dụng đất phải bảo đảm phù hợp với QHSDĐ

1.2.1.3 Quy trình xây dựng quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất cấp huyện

Thông tư số 29/2014/TT-BTNMT ngày 02/6/2014 của Bộ TN&MT đã quy định chi tiết quy trình lập quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất ở các cấp, trong đó các bước xây dựng quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất huyện được tổng hợp trên hình 1.7 Theo sơ đồ trên hình 1.7, có khá nhiều bước (thể hiện bằng chữ in nghiêng) trong xây dựng phương án QH, KHSDĐ có liên quan đến dữ liệu và các bài toán phân tích không gian và vì vậy, ở các bước này có thể thấy tiềm năng ứng dụng cao của GIS Cách thức áp dụng GIS cho các bước này sẽ được thảo luận trong chương

2 của luận án