Nghiên cứu tác động của quá trình đô thị hóa đến cơ cấu sử dụng đất tại thành phố đà nẵng

Đề tài được thực hiện nhằm mục đích đánh giá được biến động cơ cấu sử dụng đất qua quá trình đô thị hóa thành phố Đà Nẵng trong giai đoạn 2003 – 2015; xác định được các yếu tố đô thị hóa

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TRƯƠNG ĐỖ MINH PHƯỢNG

NGHIÊN CỨU TÁC ĐỘNG CỦA QUÁ

TRÌNH

ĐÔ THỊ HÓA ĐẾN CƠ CẤU SỬ

DỤNG ĐẤT TẠI THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KIỂM SOÁT VÀ BẢO VỆ MÔI

TRƯỜNG Chuyên ngành: Quản lý đất đai

Mã số: 8850103 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS NGUYỄN HOÀNG KHÁNH LINH

TS ĐỖ THỊ VIỆT HƯƠNG

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN

PGS.TS NGUYỄN HỮU NGỮ

HUẾ - 2017

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, tất cả các số liệu,

kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất cứ

công trình nào hoặc chưa từng sử dụng để bảo vệ học vị nào khác

Tôi xin cam đoan các thông tin trích dẫn đều đã được chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả luận văn

TRƯƠNG ĐỖ MINH PHƯỢNG

Lời cảm ơn!

Để hoàn thành quá trình thực tập, hoàn thành luận văn tốt nghiệp này tôi đã nhận được nhiều sự quan tâm, giúp đỡ quý báu của các thầy, cô giáo trường Đại học Nông lâm Huế, nhiều cơ quan ban ngành của tỉnh, của thành phố Đà Nẵng, của tập thể và cá nhân khác

Tôi xin trân trọng bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cô giáo TS Nguyễn Hoàng Khánh Linh và TS Đỗ Thị Việt Hương là những người hướng dẫn khoa học tận tình, chu đáo đã giúp đỡ tôi rất nhiều để tôi hoàn thành luận văn này

Tôi xin chân thành cảm ơn quý thầy, cô giáo trường Đại học Nông lâm Huế và Khoa Tài Nguyên Đất và Môi Trường Nông Nghiệp, Phòng đào tạo sau Đại học đã tận tình truyền đạt và trang bị cho tôi những kiến thức quý báu trong suốt quá trình tôi học tập tại trường và thực hiện luận văn này

Xin trân trọng gửi lời cảm ơn chân thành đến những người thầy, người cô, những người anh, người bạn, những đồng nghiệp giảng viên và các em sinh viên khóa 47 thân thiếtø Khoa Tài nguyên đất và MTNN trường Đại học Nông Lâm Huế đã giúp đỡ tôi trong việc thu thập thông tin, tài liệu, số liệu nghiên cứu

Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè, đã luôn động viên, chia sẽ, giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện hoàn thành luận văn này

Mặc dù, bản thân đã có nhiều cố gắng để hoàn thành luận văn đảm bảo nội dung khoa học, song do khả năng, kiến thức, kinh nghiệm và thời gian có hạn nên đề tài không thể tránh khỏi những thiếu sót Vì vậy, rất mong nhận được sự góp ý chân thành từ phía thầy cô và bạn bè để luận văn được hoàn thiện hơn

Một lần nữa xin chân thành cảm ơn!

Huế, tháng 6 năm 2017 Học viên

Trương Đỗ Minh Phượng

TÓM TẮT

Đô thị hóa là xu thế phát triển của bất kỳ quốc gia nào trên thế giới, hiện nay,

đô thị hóa ở nước ta đang diễn ra với tốc độ nhanh và mạnh mẽ, trong đó thành phố Đà Nẵng được biết đến là thành phố có những bước phát triển nhanh chóng và được xem

là một trong những thành phố có tốc độ đô thị hóa tương đối nhanh trong cả nước với diện tích đô thị của thành phố liên tục mở rộng, diện mạo đô thị ngày một khang trang đem lại cho Đà Nẵng một tầm vóc mới cả về không gian lẫn chất lượng đô thị

Đề tài được thực hiện nhằm mục đích đánh giá được biến động cơ cấu sử dụng đất qua quá trình đô thị hóa thành phố Đà Nẵng trong giai đoạn 2003 – 2015; xác định được các yếu tố đô thị hóa ảnh hưởng đến cơ cấu sử dụng đất, đồng thời mô hình hóa

dự báo được sự thay đổi sử dụng đất thành phố Đà Nẵng trong tương lai từ đó làm cơ

sở để đề xuất một số kiến nghị sử dụng hợp lý đất trên địa bàn thành phố Đà Nẵng

Với việc kết hợp công nghệ GIS và viễn thám đề tài đã tiến hành xây dựng được bản đồ sử dụng đất thành phố Đà Nẵng qua các năm 2003, 2010, 2015, bản đồ biến động sử dụng đất và các bản đồ liên quan khác để phân tích sự thay đổi cơ cấu sử dụng đất cũng như xu hướng phát triển sử dụng dất của thành phố Đà Nẵng qua các giai đoạn nghiên cứu Kết quả nghiên cứu đã cho thấy rõ sự biến động lớn của nhóm đất phi nông nghiệp trong giai đoạn 2003-2015 khi diện tích đất phi nông nghiệp năm

2015 đã tăng lên gấp 2 lần so với năm 2003 và kéo theo đó là diện tích đất nông nghiệp và đất chưa sử dụng giảm đi rõ rệt Bên cạnh đó các bản đồ biến động sử dụng đất trong giai đoạn này cũng cho thấy rõ xu hướng mở rộng đất phi nông nghiệp của thành phố Đà Nẵng từ trung tâm tỏa ra theo các hướng Tây - Bắc, Nam, Tây - Nam và Đông Nam thành phố

Đề tài cũng đã tiến hành điều tra phỏng vấn và xác định mức độ ảnh hưởng của một số chỉ tiêu đô thị hóa đến cơ cấu sử dụng đất bằng phương pháp phân tích thứ bậc AHP Kết quả xác định yếu tố có sự ảnh hưởng lớn nhất là yếu tố điều kiện kinh tế, trong đó yếu tố vốn đầu tư xây dựng cơ bản trên địa bàn và tốc độ tăng trưởng GDP được đánh giá là có sự ảnh hưởng lớn nhất

Để tiến hành mô hình hóa thay đổi sử dụng đất trong tương lai cho thành phố

Đà Nẵng, đề tài đã lựa chọn ứng dụng mô hình LCM (Land Change Modele) để mô phỏng dự báo Kết quả dự báo đến năm 2027 cho thấy diện tích đất phi nông nghiệp sẽ tiếp tục thêm hơn 4000 ha so với diện tích đất phi nông nghiệp trong phương án quy hoạch sử dụng đất năm 2020 Ngược lại diện tích đất nông nghiệp có xu hướng mạnh chính vì vậy trong tương lai thành phố Đà Nẵng cần có những chiến lược phát triển, quy hoạch sử dụng đất phù hợp nhằm phát huy tối đa lợi thế của địa phương

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

1 Đặt vấn đề 1

2 Mục tiêu của đề tài 2

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 2

CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3

1.1 Cơ sở lý luận của vấn đề nghiên cứu 3

1.1.1 Tổng quan về đô thị hóa 3

1.1.2 Phân loại sử dụng đất trên thế giới và ở Việt Nam 7

1.1.3 Biến động lớp phủ bề mặt 12

1.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến cơ cấu sử dụng đất 13

1.1.5 Tổng quan về GIS và viễn thám trong nghiên cứu đô thị hóa và sử dụng đất 16

1.1.6 Mô hình hóa trong nghiên cứu ảnh hưởng của đô thị hóa đến biến đổi cơ cấu sử dụng đất 20

1.1.7 Tổng quan về Analytic Hierarchy Process (AHP) 27

1.2 Cơ sở thực tiễn của các vấn đề nghiên cứu 30

1.2.1 Tình hình đô thị hóa trên thế giới 30

1.2.2 Tình hình đô thị hóa ở Việt Nam 32

1.3 Tổng quan các công trình liên quan đến lý luận của đề tài 34

CHƯƠNG 2.ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 37

2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 37

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 37

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 37

2.2 Nội dung nghiên cứu 37

2.3 Phương pháp nghiên cứu 37

2.3.1 Phương pháp thu thập số liệu, tài liệu 37

2.3.2 Phương pháp phân tích, xử lý số liệu 38

2.3.3 Phương pháp viễn thám và hệ thống thông tin địa lý (GIS) 38

2.3.4 Xác định các chỉ tiêu đô thị hóa 44

2.3.5 Phương pháp phân tích xác định thứ bậc AHP 46

2.3.6 Phương pháp mô hình hóa thay đổi sử dụng đất 49

2.3.7 Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa tổng hợp 49

2.4 Khung logic nghiên cứu 50

CHƯƠNG 3.KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 51

3.1 Khái quát về điều kiện tự nhiên và thực trạng đô thị hóa tại thành phố Đà Nẵng 51

3.1.1 Khái quát điều kiện tự nhiên 51

3.1.2 Thực trạng đô thị hóa tại thành phố Đà Nẵng 57

3.2 Xây dựng bản đồ sử dụng đất thành phố Đà Nẵng qua các năm 68

3.3 Đánh giá biến động sử dụng đất qua quá trình đô thị hóa thành phố Đà Nẵng 73

3.3.1 Đánh giá biến động sử dụng đất theo thời gian 73

3.3.2 Đánh giá biến động sử dụng đất theo không gian 75

3.4 Xác định thứ bậc các yếu tố đô thị hóa ảnh hưởng đến cơ cấu sử dụng đất tại thành phố Đà Nẵng 79

3.4.1 Cây phân cấp yếu tố và phỏng vấn chuyên gia về mức độ ảnh hưởng 79

3.4.2 Lập ma trận so sánh cặp và tính toán trọng số 80

3.5 Mô hình hóa thay đổi sử dụng đất và đề xuất một số kiến nghị trong sử dụng quản lý sử dụng đất tại thành phố Đà Nẵng 84

3.5.1 Mô hình hóa thay đổi sử dụng đất thành phố Đà Nẵng 84

3.5.2 Đề xuất một số kiến nghị trong quản lý sử dụng đất trên địa bàn thành phố Đà Nẵng 91

PHẦN 4.KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 94

4.1 Kết luận 94

4.2 Kiến nghị 94

PHỤ LỤC 100

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

USGS Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (The United States Geological Survey)

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Tiêu chí đánh giá mức độ đô thị hóa ở Việt Nam 6

Bảng 1.2 Bảng độ ưu tiên chuẩn 29

Bảng 2.1 Thông tin dữ liệu ảnh viễn thám thu thập 38

Bảng 2.2 Mô tả các loại hình sử dụng đất được lựa chọn nghiên cứu 39

Bảng 2.3 Tổng hợp các chỉ tiêu đánh giá mức độ ảnh hưởng đến quá trình đô thị hóa 45

Bảng 2.4 Ví dụ minh họa về ma trận so sánh cặp của 3 yếu tố i,j,k 47

Bảng 2.5 Thang điểm đánh giá các yếu tố 47

Bảng 2.6 Bảng phân loại chỉ số ngẫu nhiên RI 48

Bảng 3.1 Nhóm tiêu chí phát triển kinh tế thành phố Đà Nẵng giai đoạn 2005-2015 57 Bảng 3.2 Phân bố dân cư thành phố Đà Nẵng giai đoạn 2005 - 2015 60

Bảng 3.3 Tỷ lệ tăng dân số tự nhiên thành phố Đà Nẵng qua một số năm 61

Bảng 3.4 Cơ cấu lao động theo các ngành kinh tế thành phố Đà Nẵng giai đoạn 2005-2015 63

Bảng 3.5 Một số chỉ tiêu về thu nhập và mức sống người dân thành phố Đà Nẵng giai đoạn 2005-2015 64

Bảng 3.6 Cấp độ phân mảnh ảnh theo từng đối tượng phân loại 69

Bảng 3.7 Bộ quy tắc phân loại dựa trên định hướng đối tượng 70

Bảng 3.8 Diện tích và cơ cấu lớp phủ bề mặt đô thị Đà Nẵng giai đoạn 2003-2015 73

Bảng 3.9 Sự gia tăng diện tích đất phi nông nghiệp trung bình hàng năm của thành phố Đà Nẵng 74

Bảng 3.10 Cơ cấu đất phi nông nghiệp theo đơn vị hành chính thành phố Đà Nẵng giai đoạn 2003-2015 78

Bảng 3.11 Ma trận so sánh và trọng số của các yếu tố cấp 1 80

Bảng 3.12 Ma trận so sánh và trọng số của các yếu tố cấp 2 theo nhóm yếu tố cấp 1 81 Bảng 3.13 Trọng số chung và xếp hạng các yếu tố cấp 2 82

Bảng 3.14 Thông tin định dạng dữ liệu đầu vào 85

Bảng 3.15 Cơ cấu sử dụng đất thành phố Đà Nẵng theo mô hình dự báo 90

Bảng 3.16 Biến động cơ cấu sử dụng đất thành phố Đà Nẵng theo mô hình dự báo 91

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Phân loại mô hình (theo Thomas, R.w và Huggett, R.J- 1980) 21

Hình 1.2 Tiến trình vận hành của một mô hình 22

Hình 1.3 Minh họa việc hiệu chỉnh và thử nghiệm khi chạy mô hình 23

Hình 1.4 Giao diện module Land Change Modeler 27

Hình 1.5 Sơ đồ phân cấp trong phương pháp đánh giá đa tiêu chí 28

Hình 2.1 Quy trình xây dựng bộ quy tắc phân loại lớp phủ bề mặt 41

Hình 2.2 Hình ảnh mô phỏng chỉ số vùng trung tâm 43

Hình 2.3 Hình ảnh mô phỏng chỉ số phân bố trục 43

Hình 2.4 Hình ảnh mô phỏng chỉ số tập trung 44

Hình 2.5 Khung logic nghiên cứu 50

Hình 3.1 Sơ đồ vị trí thành phố Đà Nẵng 51

Hình 3.2 Biểu đồ sự phát triển dân số thành phố Đà Nẵng qua các năm Error! Bookmark not defined Hình 3.3 Biểu đồ cơ cấu dân số thành phố Đà Nẵng giai đoạn 2005-2015 Error! Bookmark not defined Hình 3.4 Lực lượng lao động và tỷ lệ thất nghiệp của thành phố Đà Nẵng giai đoạn 2005-2015 Error! Bookmark not defined Hinh 3.5 Cây phân loại định hướng đối tượng trên phần mềm eCognition 69

Hình 3.6 Kết quả phân loại định hướng đối tượng trên eCognition 70

Hình 3.7 Bản đồ sử dụng đất thành phố Đà Nẵng năm 2003 (Hình ảnh thu nhỏ từ tỷ lệ 1:50000) 71

Hình 3.8 Bản đồ sử dụng đất thành phố Đà Nẵng năm 2010 (Hình ảnh thu nhỏ từ tỷ lệ 1:50000) 72

Hình 3.9 Bản đồ sử dụng đất thành phố Đà Nẵng năm 2015 (Hình ảnh thu nhỏ từ tỷ lệ 1:50000) 72

Hình 3.10 Biến động cơ cấu sử dụng đất thành phố Đà Nẵng giai đoạn 2003-2015 Error! Bookmark not defined Hình 3.11 Sự biến động diện tích các loại đất thành phố Đà Nẵng qua các năm Error! Bookmark not defined Hình 3.12 Bản đồ biến động sử dụng đất thành phố Đà Nẵng 75

giai đoạn 2003-2015 (Hình ảnh thu nhỏ từ tỷ lệ 1:50000) 75

Hình 3.13 Bản đồ biến động đất phi nông nghiệp thành phố Đà Nẵng giai đoạn 2003-2015 (Hình ảnh thu nhỏ từ tỷ lệ 1:50000) 76

Hình 3.14 Bản đồ xu hướng phát triển đất phi nông nghiệp thành phố Đà Nẵng giai đoạn 2003-2015 (Hình ảnh thu nhỏ từ tỷ lệ 1:50000) 77

Hình 3.15 Biểu đồ tỷ lệ đất phi nông nghiệp theo các đơn vị hành chính thành phố Đà Nẵng giai đoạn 2003-2015 Error! Bookmark not defined Hình 3.16 Các chỉ tiêu xếp hạng mức độ ảnh hưởng đến quá trình đô thị hoá 79

Hình 3.17 Trọng số riêng của các yếu tố cấp 2 Error! Bookmark not defined Hình 3.18 Minh họa bản đồ sau khi chuyển đổi dữ liệu đầu vào trên Idrisi 84

Hình 3.19 Giao diện thiết lập lựa chọn các loại hình sử dụng đất biến động 86

Hình 3.20 Minh họa các bản đồ biến số sử dụng cho mô hình LCM 87

Hình 3.21 Bản đồ tiềm năng chuyển đổi các loại hình sử dụng đất 88

Hình 3.22 Minh họa giao diện thiết lập dự báo sử dụng đất năm 2017 88

Hình 3.23 Bản đồ dự báo sử dụng đất thành phố Đà Nẵng năm 2017 (Hình ảnh thu nhỏ từ tỷ lệ 1:50000) 89

Hình 3.24 Bản đồ dự báo sử dụng đất thành phố Đà Nẵng năm 2027 (Hình ảnh thu nhỏ từ tỷ lệ 1:50000) 89

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Đô thị hóa được xem là quá trình biến đổi quan trọng có ý nghĩa quyết định trong quá trình phát triển đô thị và là xu thế tất yếu của một nền kinh tế phát triển Theo báo cáo của Liên hiệp quốc, hơn một nửa dân số thế giới hiện nay đang sống ở vùng đô thị và xu thế đến năm 2050 sẽ đạt đến 66% [48] Đô thị hóa được xem là một trong những động lực chính làm biến đổi môi trường ở cả khía cạnh tích cực và tiêu cực [47] Trong những năm gần đây, vấn đề đô thị hóa tương đối nổi cộm, đặc biệt ở các thành phố lớn của châu Á, quá trình đô thị hóa mạnh mẽ cùng với sự gia tăng dân

số kéo theo quá trình phát triển kinh tế nhanh chóng, tập trung các các hoạt động công nghiệp, văn hóa, chính trị vào trong các thành phố lớn Kết quả của quá trình mở rộng

đô thị đã dẫn đến sự thay đổi lớn về các loại hình sử dụng đất, chuyển đổi từ nông thôn thành đô thị, đặc biệt là đất nông nghiệp nhanh chóng bị thu hẹp để thay thế cho các loại hình sử dụng đất khác cho đô thị như khu dân cư, khu công nghiệp và các công trình công cộng

Đà Nẵng là một thành phố lớn ven biển nằm trong vùng kinh tế trọng điểm miền Trung, Việt Nam Kể từ khi trở thành thành phố trực thuộc Trung ương (năm 1997) cho đến nay, Đà Nẵng đã có những bước phát triển nhanh chóng và được xem là một trong những thành phố có tốc độ đô thị hóa tương đối nhanh và mạnh [12, 21] Trong những năm gần đây, diện tích đô thị của thành phố Đà Nẵng liên tục mở rộng với tốc độ đô thị hóa cao, diện mạo đô thị ngày một khang trang với hệ thống kết cấu

hạ tầng kỹ thuật và cơ sở hạ tầng xã hội được đầu tư cả về số lượng lẫn chất lượng, đem lại cho Đà Nẵng một tầm vóc mới cả về không gian lẫn chất lượng đô thị Tuy nhiên, quá trình đô thị hóa cũng đã kéo theo sự thay đổi các loại hình sử dụng đất trên địa bàn, làm thay đổi cơ cấu sử dụng đất Do đó, việc nghiên cứu một cách đầy đủ, chính xác và khoa học tác động của quá trình đô thị hóa đến cơ cấu sử dụng đất theo không gian và thời gian là rất cần thiết

Hiện nay, phần lớn các nghiên cứu về mối quan hệ giữa đô thị hóa và cơ cấu sử dụng đất thường tập trung vào đánh giá mối quan hệ theo quan điểm địa lý học hoặc xem xét dưới góc độ phát triển kinh tế - xã hội Cách tiếp cận độc lập của hai hướng nghiên cứu này đã bộc lộ nhiều điểm hạn chế Do đó, khi nghiên cứu mối quan hệ giữa quá trình đô thị hóa và sự biến động sử dụng đất cần có sự tiếp cận một cách hệ thống hơn, tích hợp dữ liệu đa chiều hơn [20] Ngày nay, nhiều nghiên cứu cho thấy việc kết hợp công nghệ viễn thám - GIS chứng tỏ rằng đây là công cụ hiệu quả cung cấp thông tin nhanh chóng, khách quan và trung thực theo thời gian và không gian Việc khai thác hiệu quả thông tin từ tư liệu ảnh viễn thám trong nghiên cứu sử dụng đất đòi hỏi các phương pháp xử lý và chiết tách thông tin phù hợp với độ chính xác cao đặc biệt là

những vùng có cấu trúc và phản xạ phổ trên tư liệu ảnh viễn thám rất phức tạp do quá trình đô thị hóa [52] Sự tích hợp các phương pháp phân tích thống kê, phân tích không gian và mô hình hóa không gian là một giải pháp mới trong nghiên cứu mối quan hệ giữa biến động sử dụng đất và quá trình đô thị hóa Điều này cho phép đánh giá tác động của quá trình đô thị hóa đối với cơ cấu sử dụng đất một cách chặt chẽ và toàn diện, từ đó giám sát hiệu quả sự biến động cơ cấu sử dụng đất theo không gian và thời gian, đặc biệt lượng hóa được mức độ ảnh hưởng của quá trình đô thị hóa đến cơ cấu

sử dụng đất

Xuất phát từ những vấn đề trên, đề tài “Nghiên cứu tác động của quá trình đô

thị hóa đến cơ cấu sử dụng đất tại thành phố Đà Nẵng” đã được lựa chọn làm nội

dung nghiên cứu luận văn của tác giả

2 Mục tiêu của đề tài

a Mục tiêu chung

Xác định được mối quan hệ giữa quá trình đô thị hóa tại thành phố Đà Nẵng với

sự biến động cơ cấu sử dụng đất thông qua mô hình hóa không gian, tích hợp hệ thống thông tin địa lý (GIS) - Viễn thám và phân tích thứ bậc AHP

- Đề xuất được một số kiến nghị trong quản lý sử dụng đất trên địa bàn thành

phố Đà Nẵng

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Ý nghĩa khoa học:

Khong qukhoa họchọc và thực tiễnng.dụng đất thành phố - Viễn thám trong quản

lý, giám sát tài nguyên thiên nhiên, đặc biệt là phân tích và dự báo biến động đất đai

Ý nghĩa thực tiễn:

Kết quả nghiên cứu là tư liệu cung cấp các thông tin hỗ trợ cho các cơ quan quy hoạch, cơ quan quản lý điều chỉnh, bổ sung và xây dựng các cơ chế chính sách về định hướng quy hoạch

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Cơ sở lý luận của vấn đề nghiên cứu

1.1.1 Tổng quan về đô thị hóa

1.1.1.1 Một số khái niệm

a Khái niệm đô thị

Đô thị là một khu vực cư trú của loài người Đối với mỗi quốc gia và vùng lãnh thổ, đô thị có thể có quy mô diện tích nhỏ so với toàn vùng nhưng trình độ phát triển của đô thị mạnh về nhiều mặt và có vai trò quan trọng đối với các vùng xung quanh [7]

Theo Nghị định số 42 ngày 7 tháng 5 năm 2009 của Chính phủ về phân loại đô thị [3], một đơn vị được gọi là đô thị khi có các tiêu chuẩn cơ bản bao gồm:

Thứ nhất, là trung tâm tổng hợp hoặc trung tâm chuyên ngành cấp quốc gia, cấp vùng liên tỉnh, cấp tỉnh, cấp huyện hoặc là một trung tâm của vùng trong tỉnh;

có vai trò thúc đẩy sự phát triển kinh tế xã hội của cả nước hoặc của một vùng lãnh thổ nhất định

Thứ hai, quy mô dân số toàn đô thị tối thiểu phải đạt 4000 người trở lên

Thứ ba, mật độ dân số phải phù hợp với quy mô, tính chất và đặc điểm của từng loại đô thị và được tính trong phạm vi nội thành, nội thị và khu phố xây dựng tập trung của thị trấn, tối thiểu là 2000 người/km2

Thứ tư, tỷ lệ lao động phi nông nghiệp được tính trong phạm vi ranh giới nội thành, nội thị và khu phố xây dựng tập trung phải đạt tối thiểu 65% so với tổng số lao động

Thứ năm, hệ thống công trình hạ tầng đô thị gồm hệ thống công trình hạ tầng

xã hội và hạ tầng kỹ thuật phải đạt các yêu cầu: Đối với khu vực nội thành, nội thị phải được đầu tư xây dựng đồng bộ và có mức độ hoàn chỉnh theo từng loại đô thị Đối với khu vực ngoại thành, ngoại thị phải được đầu tư xây dựng đồng bộ mạng lưới hạ tầng, đảm bảo yêu cầu bảo vệ môi trường và phát triển bền vững đô thị

Thứ sáu, việc xây dựng và phát triển đô thị phải theo quy chế quản lý kiến trúc đô thị đã được duyệt, có các đô thị kiểu mẫu, các tuyến phố văn minh đô thị, có các không gian công cộng phục vụ đời sống tinh thần của cư dân đô thị; có tổ hợp kiến trúc hoặc công trình kiến trúc tiêu biểu và phù hợp với môi trường, cảnh quan thiên nhiên

Theo quy định của Chính phủ thì một khu vực muốn trở thành đô thị thì phải đáp ứng được 6 tiêu chuẩn trên Tuy nhiên, trong thực tế tại Việt Nam do nhiều vùng có điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội khác nhau trong đó đặc biệt là các vùng ở vùng cao, vùng sâu, vùng xa, biên giới và hải đảo đang gặp rất nhiều khó khăn nên Chính phủ đã có quy định riêng đối với các đô thị ở những vùng này Cụ thể, những

đô thị ở vùng cao, vùng sâu, vùng xa, biên giới, hải đảo thì quy mô dân số và mật

độ dân số có thể thấp hơn nhưng tối thiểu phải đạt 50% tiêu chuẩn quy định, các tiêu chuẩn khác phải đảm bảo đạt tối thiểu 70% mức tiêu chuẩn quy định so với các loại đô thị tương đương

Như vậy, khái niệm đô thị có thể hiểu tổng quát như sau: Đô thị là điểm tập trung dân cư với mật độ cao, chủ yếu là lao động phi nông nghiệp, có hạ tầng cơ sở thích hợp, là trung tâm tổng hợp hay trung tâm chuyên ngành, có vai trò thúc đẩy sự nghiệp phát triển kinh tế xã hội của cả nước, của một miền lãnh thổ, của một tỉnh, của một huyện hoặc một vùng trong tỉnh, trong huyện [7]

b Khái niệm đô thị hóa

Theo Đàm Trung Phường (2005), đô thị hóa là một quá trình diễn thế về kinh

tế - xã hội - văn hóa - không gian gắn liền với những tiến bộ khoa học kỹ thuật trong

đó diễn ra sự phát triển nghề nghiệp mới, sự chuyển dịch cơ cấu lao động, sự phát triển đời sống văn hóa, sự chuyển đổi lối sống và sự mở rộng phát triển không gian thành hệ thống đô thị song song với tổ chức bộ máy hành chính, quân sự [13]

Từ góc độ nhân khẩu học và địa lý kinh tế, đô thị hóa được hiểu là sự di cư từ nông thôn tới đô thị, là sự tập trung ngày càng nhiều dân cư sống trong những vùng lãnh thổ đô thị Về mặt xã hội, đô thị hóa được hiểu là quá trình tổ chức lại môi trường

cư trú của con người [7] Đô thị hóa không chỉ thay đổi sự phân bố dân cư và những yếu tố vật chất, mà còn làm chuyển hóa những khuôn mẫu của đời sống kinh tế - xã hội, phổ biến lối sống đô thị tới các vùng nông thôn và toàn bộ xã hội Như vậy, quá trình đô thị hóa không những diễn ra về mặt số lượng như tăng trưởng dân số, mở rộng lãnh thổ, tăng trưởng về năng suất, mà còn thể hiện cả về mặt chất lượng, nâng cao mức sống, làm phong phú hơn các khuôn mẫu và nhu cầu văn hóa [10]

Như vậy, đô thị hóa được thể hiện trong rất nhiều khái niệm khác nhau Tuy nhiên dù ở góc độ nghiên cứu nào, các khái niệm này đều đề cập đến sự phát triển của dân số đô thị cũng như thể hiện vai trò của đô thị hóa đối với sự phát triển kinh tế xã hội [7] Tóm lại, đô thị hóa là quá trình biến đổi và phân bố các lực lượng sản xuất trong nền kinh tế quốc dân, bố trí dân cư, hình thành phát hiển các hình thức và điều kiện sống theo kiểu đô thị đồng thời phát triển đô thị hiện có theo chiều sâu trên cơ sở hiện đại hóa cơ sở vật chất kỹ thuật và tăng quy mô dân số

1.1.1.2 Đặc điểm của quá trình đô thị hóa

Đô thị hóa được nhìn nhận dưới nhiều quan điểm khác nhau, nhưng dù đứng trên quan điểm nào thì đô thị hóa đều có những đặc điểm chính như sau:

Thứ nhất, quá trình đô thị hóa và công nghiệp hóa diễn ra song song và làm tiền

đề cho nhau Ở nơi nào có đô thị hóa thì ở đó có quá trình công nghiệp hóa và ngược lại Quá trình đô thị hóa làm gia tăng tỷ trọng các ngành kinh tế phi nông nghiệp, trong

đó có ngành công nghiệp nên kéo theo quá trình công nghiệp hóa Ngược lại, quá trình công nghiệp hóa dẫn đến tỷ trọng ngành công nghiệp tăng, việc xây dựng các khu công nghiệp và các cơ sở sản xuất công nghiệp khác sẽ dẫn đến việc phát triển cơ sở

hạ tầng, các hoạt động thương mại, dịch vụ, tập trung dân cư kéo theo quá trình đô thị hóa [9]

Thứ hai, đô thị hóa đưa đến nhiều thành tựu quan trọng nhưng cũng kéo theo nhiều mặt tiêu cực trong quá trình phát triển của các đô thị nói riêng và cả xã hội nói chung Quá trình đô thị hóa làm đa dạng các thành phần kinh tế, thúc đẩy sản xuất phát triển theo hướng sản xuất hàng hóa, phát triển kinh tế thị trường, nền kinh tế và các hoạt động sản xuất trở nên năng động hơn Đô thị hóa làm tăng tỷ lệ lao động phi nông nghiệp, giảm tỷ lệ lao động nông nghiệp, đồng thời các phương tiện máy móc dần thay thế sức lao động của con người Đồng thời, đô thị hóa góp phần chuyển dịch các hình thái kiến trúc, xây dựng từ dạng nông thôn sang dạng thành thị nên tạo ra nhiều kiểu kiến trúc mới, đẹp và hiện đại hơn Tuy nhiên, bên cạnh những mặt tích cực thì nếu thiếu kiểm soát thì quá trình đô thị hóa cũng sẽ tạo nên những biến đổi theo hướng tiêu cực Cụ thể, quá trình đô thị hóa thiếu kiểm soát sẽ dẫn đến gia tăng các tình trạng như: thất nghiệp, tệ nạn xã hội, ô nhiễm môi trường, quy hoạch thiếu đồng bộ Những tồn tại này làm ảnh hưởng không nhỏ đến đời sống và nền văn minh của đô thị và cả

xã hội [10]

1.1.1.3 Hệ thống tiêu chí đánh giá mức độ đô thị hóa ở Việt Nam

Bản chất đô thị là một xã hội với những đặc trưng cơ bản như dân số tập trung với mật độ cao, lao động chủ yếu phi nông nghiệp, kinh tế phát triển, cơ sở hạ tầng tiên tiến, có vai trò là hạt nhân thúc đẩy phát triển kinh tế xã - hội trong khu vực Quá trình đô thị hóa là quá trình hình thành và phát triển các yếu tố đô thị Từ sự phân tích

đó, các tiêu chí phản ánh mức độ đô thị hóa của một đô thị cần bao gồm 16 tiêu chí thuộc về 4 nhóm tiêu chí được cụ thể hóa thành 32 chỉ tiêu ở Bảng 1.1

Bảng 1.1 Tiêu chí đánh giá mức độ đô thị hóa ở Việt Nam

Tiêu chí 1 Dân số đô thị

1 Quy mô dân số

2 Mật độ dân số

3 Tỷ lệ dân số đô thị

4 Tỷ lệ hộ nghèo

Tiêu chí 2 Lao động đô thị

5 Tỷ lệ lao động phi nông nghiệp

6 Tỷ lệ thất nghiệp

Tiêu chí 3 Phát triển kinh tế

đô thị

7 Tốc độ tăng trưởng GDP bình quân năm

8 Tỷ trọng công nghiệp, xây dựng và dịch

vụ trong GDP

9 GDP bình quân đầu người;

Tiêu chí 4 Vị trí và phạm vi

Ảnh hưởng của đô thị đến sự phát triển

Tiêu chí 9 Giao thông đô thị

17 Tỷ lệ đất giao thông đô thị

18 Mật độ đường chính Tiêu chí 10 Cấp nước đô thị 19 Tỷ lệ hộ dân được cấp nước sạch

20 Lượng nước cấp bình quân ngày /người

Tiêu chí 11 Thoát nước đô thị

21 Mật độ đường ống thoát nước chính

22 Tỷ lệ nước thải được thu gom và xử lý

Tiêu chí 12 Cung cấp điện và chiếu sáng đô thị

23 Cấp điện sinh hoạt bình quân ng/năm (Kw- h/người/năm)

24 Tỷ lệ đường phố chính được chiếu sáng Tiêu chí 13 Bưu điện thông

Tiêu chí 14 Vệ sinh môi trường đô thị

26 Tỷ lệ rác thải thải được thu gom và xử lý

27 Diện tích cây xanh bình quân đầu người

28 Quy hoạch đầy đủ và đồng bộ

29 Chấp hành quy hoạch

30 Bảo tồn và tôn tạo di sản văn hóa lịch sử

Tiêu chí 16 Trình độ quản lý hành chính

31 Tỷ lệ cán bộ quản lý đô thị có trình độ đại học trở lên

32 Trình độ áp dụng tin học trong quản lý

(Nguồn: [5])

1.1.2 Phân loại sử dụng đất trên thế giới và ở Việt Nam

1.1.2.1 Phân loại sử dụng đất trên thế giới

Giữa lớp phủ mặt đất và sử dụng đất có sự khác biệt căn bản Trong các chú giải và phân loại trước đây, hai khái niệm này thường bị lẫn lộn Hiện nay chúng được định nghĩa như sau: Lớp phủ mặt đất là lớp phủ vật chất quan sát được khi nhìn từ mặt đất hoặc thông qua vệ tinh viễn thám, bao gồm thực vật (mọc tự nhiên hoặc được trồng cấy) và các cơ sở xây dựng của con người (nhà cửa, đường sá…) bao phủ bề mặt mặt đất Nước, băng, đá lộ hay các dải cát cũng được coi là lớp phủ mặt đất

Trong tài liệu nghiên cứu FAO về Hệ thống phân loại lớp phủ bề mặt đã nhìn nhận lớp phủ bề mặt là một khái niệm cơ sở/nền tảng bởi vì trong nhiều phân loại hiện

có và các chú dẫn thì lớp phủ bề mặt bị nhầm lẫn với hiện trạng sử dụng đất (Land use) Trong đó lớp phủ bề mặt được xác định là lớp phủ tự nhiên (sinh học) trên bề mặt

trái đất [32]

Lớp phủ được định nghĩa là bề mặt tự nhiên trên bề mặt đất bao gồm nước, thực vật, đất trống và các công trình nhân sinh Sử dụng đất là hoạt động có mục đích của con người thực hiện trên lớp phủ [35] Điều đó có nghĩa là lớp phủ bề mặt có thể quan sát được ở những khoảng cách và bằng tư liệu khác nhau như quan sát bằng mắt, từ ảnh hàng không hay bởi bộ cảm biến vệ tinh [30]

Sử dụng đất và lớp phủ bề mặt là hai thành phần liên kết với nhau, nhưng trong một thời gian dài đã được nghiên cứu một cách tách biệt Lớp phủ là trạng thái tự nhiên của bề mặt đất, là mối quan tâm chủ yếu của các nhà khoa học tự nhiên, còn sử dụng đất là hoạt động của con người, mối quan tâm chủ yếu của các nhà khoa học xã hội

Trái ngược với lớp phủ, sử dụng đất không dễ dàng quan sát được trong nhiều trường hợp, do vậy để xác định được đó là loại hình sử dụng đất nào cần phải bổ sung các thông tin Ví dụ, để xác định đất trồng cỏ quan sát được có phải sử dụng cho mục đích chăn thả gia súc hay đồng cỏ tự nhiên thì người nông dân có thể cung cấp thông tin, sự có mặt của họ cùng với đàn gia súc sẽ quyết định đó là loại đất gì Khi xem xét lớp phủ bề mặt theo ý nghĩa khái niệm thuần túy và chính xác thì nó phải được giới hạn với sự mô tả của các đối tượng thảm thực vật Tuy nhiên, trong thực tế, cộng đồng khoa học thường bao gồm các đối tượng này trong thuật ngữ lớp phủ bề mặt Qua nhìn nhận hiểu rõ về lớp phủ bề mặt, ta có thể hiểu được bản đồ lớp phủ bề mặt là bản đồ thể hiện lớp phủ bề mặt tại một thời điểm trên một không gian lãnh thổ nhất định [44]

Sử dụng đất là khái niệm được xây dựng dựa theo chức năng, mục đích sử dụng đất Do vậy, một lớp sử dụng đất có thể được định nghĩa là một tập hợp các hành động được thực hiện nhằm cung cấp một hay nhiều hơn loại hàng hóa hoặc dịch vụ Một lớp sử dụng đất cho trước có thể có ở nhiều mảnh đất khác nhau hoặc trên một mảnh đất có thể có nhiều hành động sử dụng đất khác nhau Định nghĩa về

sử dụng đất theo cách này cung cấp cơ sở cho việc đánh giá tác động kinh tế và môi trường chính xác, định lượng, cho phép các phân biệt chính xác giữa các loại sử dụng đất khác nhau nếu cần [31]

Hiện trạng sử dụng đất (Land use) được đặc trưng bởi sự sắp xếp, các hoạt động

và con người tác động vào một lớp phủ bề mặt nhất định để sản xuất, thay đổi hay duy trì nó Định nghĩa hiện trạng sử dụng đất theo cách này thiết lập mối quan hệ trực tiếp giữa lớp phủ bề mặt và hoạt động của con người trong môi trường

1.1.2.2 Phân loại sử dụng đất ở Việt Nam

a Đất nông nghiệp

* Khái niệm đất nông nghiệp

Theo quy định tại Điều 42 Luật đất đai năm 1993, đất nông nghiệp là đất đuợc xác định chủ yếu để sử dụng vào sản xuất nông nghiệp nhu trồng trọt, chăn nuôi, nuôi trồng thủy sản hoặc nghiên cứu thí nghiệm về nông nghiệp [16]

Luật đất đai 2003 đã mở rộng khái niệm đất nông nghiệp với tên gọi “nhóm đất nông nghiệp” thay cho “đất nông nghiệp” truớc đây Theo quy định của luật này có thể hiểu nhóm đất nông nghiệp là tổng thể các loại đất có đặc tính sử dụng giống nhau, với

tư cách là tư liệu sản xuất chủ yếu phục vụ cho mục đích sản xuất nông nghiệp, lâm nghiệp như trồng trọt, chăn nuôi, nuôi trồng thủy sản, trồng rừng, khoanh nuôi tu bổ bảo vệ rừng, nghiên cứu thí nghiệm về nông lâm nghiệp [17]

Tiếp theo đó, Luật Đất đai năm 2013 đã tiếp tục sử dụng khái niệm nhóm đất nông nghiệp như Luật Đất đai năm 2003 Nhìn chung, trong Luật Đất đai năm 2013, khái niệm nhóm đất nông nghiệp cũng tuơng tự nhu quy định của Luật Đất đai năm

2003 Theo đó, nhóm đất nông nghiệp vẫn đuợc hiểu là đất đuợc sử dụng vào mục đích sản xuất nông nghiệp, lâm nghiệp, nuôi trồng thủy sản, làm muối và đất nông nghiệp khác [18]

Ngày 02 tháng 06 năm 2014, Bộ Tài nguyên và Môi truờng đã ban hành Thông

tư 28/2014-BTNMT về Hướng dẫn thực hiện thống kê, kiểm kê đất đai và xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất Theo quy định tại thông tư này, khái niệm nhóm đất nông nghiệp đuợc hiểu là đất sử dụng vào mục đích sản xuất, nghiên cứu, thí nghiệm

về nông nghiệp, lâm nghiệp, nuôi trồng thuỷ sản, làm muối và mục đích bảo vệ, phát triển rừng; bao gồm đất sản xuất nông nghiệp, đất lâm nghiệp, đất nuôi trồng thuỷ sản, đất làm muối và đất nông nghiệp khác [1]

Như vậy, khái niệm đất nông nghiệp đuợc thể hiện rõ trong Luật Đất đai và các văn bản dưới luật của Việt Nam Theo các khái niệm này, có thể hiểu rõ đất nông nghiệp là các loại đất đã có mục đích sử dụng nhưng không thuộc nhóm đất phi nông nghiệp

* Phân loại đất nông nghiệp

Việc phân loại nhóm đất nông nghiệp được thể hiện rõ trong Thông tư số 28/2014/TT-BTNMT Quy định về thống kê, kiểm kê đất đai và lập bản đồ hiện trạng

sử dụng đất ngày 02/06/2014 của Bộ Tài nguyên và Môi trường Theo quy định tại văn bản này, nhóm đất nông nghiệp bao gồm đất sản xuất nông nghiệp, đất lâm nghiệp, đất nuôi trồng thủy sản, đất làm muối và đất nông nghiệp khác Cụ thể:

Đất sản xuất nông nghiệp gồm đất trồng cây hàng năm và đất trồng cây lâu

năm Trong đó, đất trồng cây hàng năm là đất sử dụng vào mục đích trồng các loại cây

có thời gian sinh trưởng từ khi gieo trồng tới khi thu hoạch không quá một (01) năm;

kể cả đất sử dụng theo chế độ canh tác không thường xuyên theo chu kỳ Đất trồng cây hàng năm bao gồm đất trồng lúa và đất trồng cây hàng năm khác Đất trồng cây lâu năm là đất trồng các loại cây có thời gian sinh trưởng từ khi gieo trồng tới khi thu hoạch là trên một năm; kể cả loại cây có thời gian sinh trưởng như cây hàng năm nhưng cho thu hoạch trong nhiều năm như thanh long, chuối, dứa, nho

Đất lâm nghiệp là đất đang có rừng đạt tiêu chuẩn rừng theo quy định của pháp

luật về bảo vệ và phát triển rừng và đất mới được trồng rừng hoặc trồng kết hợp khoanh nuôi tự nhiên Đất lâm nghiệp bao gồm đất rừng sản xuất, đất rừng phòng hộ

và đất rừng đặc dụng Trong đó, đất rừng sản xuất là đất sử dụng vào mục đích sản xuất lâm nghiệp theo quy định của pháp luật về bảo vệ và phát triển rừng Đất rừng phòng hộ là đất sử dụng vào mục đích phòng hộ đầu nguồn, bảo vệ đất, bảo vệ nguồn nước, bảo vệ môi trường sinh thái, chắn gió, chắn cát, chắn sóng ven biển theo quy định của pháp luật về bảo vệ và phát triển rừng Đất rừng đặc dụng là đất để sử dụng vào mục đích nghiên cứu, thí nghiệm khoa học, bảo tồn thiên nhiên và đa dạng sinh học, vườn rừng quốc gia, bảo vệ di tích lịch sử, văn hoá, danh lam thắng cảnh, bảo vệ môi trường sinh thái theo quy định của pháp luật về bảo vệ và phát triển rừng

Đất nuôi trồng thủy sản là đất được sử dụng chuyên vào mục đích nuôi, trồng

thủy sản nước lợ, nước mặn và nước ngọt

Đất làm muối là ruộng muối để sử dụng vào mục đích sản xuất muối

Đất nông nghiệp khác gồm đất sử dụng để xây dựng nhà kính và các loại nhà khác

phục vụ mục đích trồng trọt, kể cả các hình thức trồng trọt không trực tiếp trên đất; xây dựng chuồng trại chăn nuôi gia súc, gia cầm và các loại động vật khác được pháp luật cho phép; đất trồng trọt, chăn nuôi, nuôi trồng thủy sản cho mục đích học tập, nghiên cứu thí nghiệm; đất ươm tạo cây giống, con giống và đất trồng hoa, cây cảnh

Như vậy, trong nhóm đất nông nghiệp gồm có 5 loại đất thành phần Việc phân loại này đã tạo căn cứ và cơ sở khoa học giúp cho người quản lý và người sử dụng xác định được chính xác các loại đất nông nghiệp Từ đó đưa ra được những biện pháp quản lý, sử dụng và bảo vệ đất phù hợp với từng loại đất nông nghiệp cụ thể

b Đất phi nông nghiệp

* Khái niệm đất phi nông nghiệp

Theo Luật Đất đai năm 1993, đất đai được chia thành 5 loại bao gồm đất nông nghiệp, đất lâm nghiệp, đất ở, đất chuyên dùng và đất chưa sử dụng [16] Tiếp theo đó, Luật Đất đai năm 2003 tại Điều 13 đã căn cứ vào mục đích sử dụng để chia đất đai

thành 3 nhóm đất bao gồm đất nông nghiệp, đất phi nông nghiệp và đất chưa sử dụng [17] Như vậy, đất phi nông nghiệp là khái niệm được ra đời khi Luật Đất đai năm

2003 được ban hành và được quy định cụ thể tại Thông tư số 08/2007/TT-BTNMT về Hướng dẫn thực hiện thống kê, kiểm kê đất đai và xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất ngày 02 tháng 8 năm 2007 do Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành

Luật Đất đai năm 2013 tại Khoản 2 Điều 10 cũng đưa ra quy định về phân loại nhóm đất phi nông nghiệp Theo quy định tại luật này, nhóm đất phi nông nghiệp được hiểu là các loại đất sử dụng vào mục đích không thuộc nhóm đất nông nghiệp [18]

Cụ thể hóa Luật Đất đai năm 2013, Bộ Tài nguyên và Môi trường đã ban hành Thông tư số 28/2014-BTNMT về Hướng dẫn thực hiện thống kê, kiểm kê đất đai và xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất ngày 02/06/2014 [6] Theo quy định tại văn bản này, đất phi nông nghiệp gồm các loại đất sử dụng vào mục đích không thuộc nhóm đất nông nghiệp, bao gồm đất ở; đất xây dựng trụ sở cơ quan; đất sử dụng vào mục đích quốc phòng, an ninh; đất xây dựng công trình sự nghiệp; đất sản xuất, kinh doanh phi nông nghiệp; đất sử dụng vào mục đích công cộng; đất cơ sở tôn giáo, tín ngưỡng; đất làm nghĩa trang, nghĩa địa, nhà tang lễ, nhà hỏa táng; đất sông, ngòi, kênh, rạch, suối và mặt nước chuyên dùng; đất phi nông nghiệp khác

Như vậy, có thể thấy khái niệm đất phi nông nghiệp được thể hiện trong nhiều văn bản luật và dưới luật về đất đai của Việt Nam Nhìn chung, trong các văn bản này, khái niệm đất phi nông nghiệp đều được thể hiện rõ ràng do vậy đã tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình quản lý và sử dụng đất

* Phân loại đất phi nông nghiệp

Theo quy định tại Thông tư số Thông tư số 28/2014-BTNMT về Hướng dẫn thực hiện thống kê, kiểm kê đất đai và xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất ngày 02/06/2014 của Bộ Tài nguyên và Môi trường, nhóm phi đất nông nghiệp bao gồm đất ở; đất chuyên dùng; đất cơ sở tôn giáo; đất cơ sở tín ngưỡng; đất làm nghĩa trang, nghĩa địa, nhà tang lễ, nhà hỏa táng; đất sông, ngòi, kênh, rạch, suối; đất có mặt nước chuyên dùng và đất phi nông ngiệp khác [1] Trong đó:

Đất ở là đất để xây dựng nhà ở, xây dựng các công trình phục vụ cho đời sống;

đất vườn, ao gắn liền với nhà ở trong cùng một thửa đất thuộc khu dân cư đã được công nhận là đất ở Đất ở gồm có đất ở tại nông thôn và đất ở tại đô thị

Đất chuyên dùng bao gồm đất trụ sở cơ quan nhà nước; đất xây dựng công trình

sự nghiệp; đất quốc phòng; đất an ninh; đất sản xuất, kinh doanh phi nông nghiệp; đất

sử dụng vào mục đích công cộng

Đất cơ sở tôn giáo là đất có các công trình tôn giáo gồm chùa, nhà thờ, nhà

nguyện, thánh thất, thánh đường, niệm phật đường, tu viện, trường đào tạo riêng của tôn giáo; đất trụ sở của tổ chức tôn giáo và các cơ sở khác của tôn giáo được Nhà nước cho phép hoạt động

Đất cơ sở tín ngưỡng là đất có các công trình tín ngưỡng gồm đình, đền, miếu,

am, từ đường, nhà thờ họ

Đất nghĩa trang, nghĩa địa, nhà tang lễ, nhà hỏa táng là đất để làm nơi mai táng

tập trung, đất có công trình làm nhà tang lễ và công trình để hỏa táng

Đất sông, ngòi, kênh, rạch, suối là đất có mặt nước của các đối tượng thủy văn

dạng tuyến không có ranh giới khép kín để tạo thành thửa đất được hình thành tự nhiên hoặc nhân tạo phục vụ cho mục đích thoát nước, dẫn nước

Đất có mặt nước chuyên dùng là đất có mặt nước của các đối tượng thủy văn

dạng ao, hồ, đầm có ranh giới khép kín để hình thành thửa đất, thuộc phạm vi các đô thị và các khu dân cư nông thôn hoặc ngoài khu đô thị, khu dân cư nông thôn nhưng không sử dụng chuyên vào mục đích chuyên nuôi trồng thuỷ sản, thuỷ điện, thủy lợi

Đất phi nông nghiệp khác gồm đất làm nhà nghỉ, lán, trại cho người lao động

trong cơ sở sản xuất; đất xây dựng kho và nhà để chứa nông sản, thuốc bảo vệ thực vật, phân bón, máy móc, công cụ phục vụ cho sản xuất nông nghiệp và đất xây dựng công trình khác của người sử dụng đất không nhằm mục đích kinh doanh mà công trình đó không gắn liền với đất ở

Như vậy, theo quy định phân loại của Việt Nam, nhóm đất phi nông nghiệp bao gồm tám loại đất thành phần Các loại đất này đều được xác định một cách cụ thể về tên gọi cũng như khái niệm nhờ vậy đã tạo ra điều kiện thuận lợi cho việc quản lý và

sử dụng đất đai nói chung và đất phi nông nghiệp nói riêng

c Đất chưa sử dụng

Luật Đất đai năm 2013, Bộ Tài nguyên và Môi trường đã ban hành Thông tư Thông tư số 28/2014-BTNMT về Hướng dẫn thực hiện thống kê, kiểm kê đất đai và xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất ngày 02/06/2014 [1] Theo quy định tại văn bản này, đất chưa sử dụng Là đất chưa được xác định mục đích sử dụng; bao gồm đất bằng chưa sử dụng, đất đồi núi chưa sử dụng và núi đá không có rừng cây

Đất bằng chưa sử dụng là đất bằng phẳng ở đồng bằng, thung lũng, cao nguyên

chưa sử dụng

Đất đồi núi chưa sử dụng là đất chưa sử dụng trên vùng đồi, núi

Núi đá không có rừng cây là đất chưa sử dụng ở dạng núi đá, trên đó không có

rừng cây

1.1.3 Biến động lớp phủ bề mặt

Theo Từ điển Khoa học trái đất "Biến động sử dụng đất và lớp phủ (LUCC), được biết như biến động đất đai, đây là một thuật ngữ chung chỉ những thay đổi bề mặt lãnh thổ trái đất xảy ra do tác động của con người” [30] Theo tác giả Sherbinin, biến

động sử dụng đất là nguyên nhân dẫn tới biến động lớp phủ, điều đó có nghĩa là biến động lớp phủ chính là hệ quả của biến động sử dụng đất [43]

Biến động sử dụng đất là sự thay đổi trạng thái tự nhiên của lớp phủ bề mặt đất gây ra bởi hành động của con người, là một hiện tượng phổ biến liên quan đến tăng trưởng dân số, phát triển thị trường, đổi mới công nghệ, kỹ thuật và sự thay đổi thể chế, chính sách Biến động sử dụng đất có thể gây hậu quả khác nhau đối với tài nguyên thiên nhiên như sự thay đổi thảm thực vật, biến đổi trong đặc tính vật lý của đất, trong quần thể động, thực vật và tác động đến các yếu tố hình thành khí hậu [29, 37, 47]

Muller (2003) chia biến động sử dụng đất thành 2 nhóm Nhóm thứ nhất là sự thay đổi từ loại hình sử dụng đất hiện tại sang loại hình sử dụng đất khác Nhóm thứ hai là sự thay đổi về cường độ sử dụng đất trong cùng một loại hình sử dụng đất [29]

Biến động sử dụng đất và lớp phủ đã xuất hiện từ lâu trong lịch sử, là hệ quả từ các hoạt động trực tiếp và gián tiếp của con người nhằm đảm bảo nhu cầu thiết yếu Ban đầu có thể chỉ là các hoạt động đốt rừng để khai hoang mở rộng đất nông nghiệp, dẫn đến sự suy giảm rừng và thay đổi bề mặt trên trái đất Gần đây, công nghiệp hóa

đã làm gia tăng sự tập trung dân cư trong các đô thị và giảm dân cư nông thôn, kéo theo đó là khai thác quá tải trên khu vực đất màu mỡ và bỏ hoang các khu vực đất không thích hợp Tất cả những nguyên nhân và hệ quả của các biến động này đều có thể nhìn thấy ở mọi nơi trên thế giới

1.1.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến cơ cấu sử dụng đất

Biến động sử dụng đất và lớp phủ được quyết định bởi sự tương tác theo thời gian giữa yếu tố tự nhiên như địa hình, khí hậu, thổ nhưỡng và yếu tố con người như dân số, trình độ công nghệ, điều kiện kinh tế, chiến lược sử dụng đất, xã hội [49] Mức

độ, quy mô và các yếu tố ảnh hưởng đến sự biến động sử dụng đất khác nhau đối với từng khu vực [36] Briassoulis (2002), chia các yếu tố ảnh hưởng đến biến động sử dụng đất thành 2 nhóm: Nhóm các yếu tố tự nhiên và nhóm các yếu tố kinh tế xã hội

1.1.4.1 Các yếu tố tự nhiên

Các yếu tố tự nhiên như vị trí địa lý, địa hình, khí hậu, thổ nhưỡng và các quá trình tự nhiên có tác động trực tiếp đến biến động sử dụng đất hoặc tương tác với các quá trình ra quyết định của con người dẫn đến biến động sử dụng đất

a Vị trí địa lý

Vị trí địa lý của một khu vực tạo nên sự khác biệt về điều kiện tự nhiên như địa hình, khí hậu, đất đai sẽ là yếu tố quyết định đến khả năng, hiệu quả của việc sử dụng đất Những khu vực có vị trí thuận lợi cho sản xuất, xây dựng nhà ở và các công trình thì biến động sử dụng đất diễn ra mạnh hơn

b Khí hậu

Khí hậu tác động trực tiếp đến sản xuất nông nghiệp và điều kiện sống của con người Khí hậu còn là một trong các nhân tố liên quan đến sự hình thành đất và hệ sinh thái vì thế nó ảnh hưởng đến sử dụng đất và biến động trong sử dụng đất Khí hậu có ảnh hưởng rất lớn đến sự phân bố và phát triển nông lâm nghiệp, thủy sản Việc chuyển đổi từ đất trồng cây hàng năm hoặc đất ven biển sang nuôi trồng thủy sản thì ngoài các lý do về nhu cầu của thị trường và giá cả, nếu điều kiện khí hậu thuận lợi sẽ thúc đẩy người dân chuyển đổi và ngược lại [8]

Biến đổi khí hậu ảnh hưởng đến biến động sử dụng đất theo nhiều cách khác nhau Các hiện tượng như nước biển dâng, lũ lụt, hạn hán, sự thay đổi về nhiệt độ và

độ ẩm ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường sinh thái và sản xuất nông nghiệp Vì vậy, những thay đổi trong sử dụng đất dường như là một cơ chế phản hồi thích nghi mà người nông dân sử dụng để giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu [50]

c Địa hình và thổ nhưỡng

Địa hình và thổ nhưỡng có ảnh hưởng rất lớn đến việc chuyển đổi sử dụng đất trong nội bộ đất nông nghiệp hoặc từ đất nông nghiệp sang đất phi nông nghiệp Những khu vực núi cao, độ dốc lớn biến động sử dụng đất, lớp phủ ít xảy ra Những nơi có địa hình thuận lợi, đất đai màu mỡ thì kinh tế phát triển, nhu cầu đất đai cho các ngành tăng cao do vậy biến động sử dụng đất, lớp phủ xảy ra với tần suất cao hơn [8]

d Thủy văn

Yếu tố thủy văn được đặc trưng bởi sự phân bố của hệ thống sông ngòi, ao, hồ sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới khả năng cung cấp nước cho các yêu cầu sử dụng đất Vì vậy ở những khu vực gần nguồn nước biến động sử dụng đất và lớp phủ diễn ra mạnh hơn

Ngoài ra các tai biến thiên nhiên như cháy rừng, sâu bệnh, trượt lở đất cũng tác động đến biến động sử dụng đất [8]

1.1.4.2 Các yếu tố kinh tế xã hội

Các yếu tố kinh tế xã hội có ảnh hưởng trực tiếp đến biến động sử dụng đất bao gồm dân số, công nghệ, chính sách kinh tế, thể chế và văn hóa Sự ảnh hưởng của mỗi yếu tố thay đổi khác nhau theo từng khu vực và từng quốc gia [39]

về thực phẩm cũng như các dịch vụ khác vẫn đang gia tăng Tại châu Phi, dân số tăng

là nguyên nhân của nạn phá rừng nhằm khai thác gỗ củi, than củi và đáp ứng nhu cầu đối với đất trồng trọt Còn ở châu Á, dân số tăng dẫn đến mở rộng đất canh tác và ở châu Mỹ Latinh là do sự gia tăng về số lượng đàn gia súc

Tuy nhiên những giả thuyết về nguyên nhân của nạn phá rừng không áp dụng trong trường hợp mật độ dân số hoặc tốc độ tăng dân số cao nhưng được đi kèm với các chương trình bảo tồn rừng và tái trồng rừng Ravindranath and Hall (1994) khẳng định do pháp luật về bảo tồn rừng hiệu quả, tỷ lệ phá rừng ở Ấn Độ đã giảm từ năm

1980, mặc dù vẫn tăng trưởng dân số [40]

Di cư là yếu tố nhân khẩu học quan trọng nhất gây ra những thay đổi sử dụng đất nhanh chóng và tương tác với các chính sách của chính phủ, hội nhập kinh tế và toàn cầu hóa Mở rộng di cư cũng có thể dẫn đến nạn phá rừng và xói mòn đất Vì vậy

di cư được coi là nguyên nhân làm thay đổi cảnh quan và sử dụng đất

b Các yếu tố kinh tế và công nghệ

Sự phát triển kinh tế làm cho các đô thị ngày càng được mở rộng, đất đai thay đổi

về giá trị, chuyển đổi sử dụng đất ngày càng nhiều Thêm vào đó, yếu tố kinh tế và công nghệ còn ảnh hưởng đến việc ra quyết định sử dụng đất bằng những thay đổi trong chính sách về giá, thuế và trợ cấp đầu vào, thay đổi các chi phí sản xuất, vận chuyển, nguồn vốn, tiếp cận tín dụng, thương mại và công nghệ Nếu người nông dân tiếp cận tốt hơn với tín dụng và thị trường (do xây dựng đường bộ và thay đổi cơ sở hạ tầng khác), kết hợp với cải tiến công nghệ trong nông nghiệp và quyền sử dụng đất có thể khuyến khích chuyển đổi từ đất rừng sang đất canh tác hoặc ngược lại Lambin and Geist (2007) chỉ ra rằng, trong nhiều trường hợp, khí hậu, công nghệ và kinh tế là yếu tố quyết định đến biến động sử dụng đất

c Các yếu tố thể chế và chính sách

Thay đổi sử dụng đất bị ảnh hưởng trực tiếp bởi các tổ chức chính trị, pháp lý, kinh tế hoặc tương tác với các quyết định của người sử dụng đất Tiếp cận đất đai, lao động, vốn và công nghệ được cấu trúc bởi chính sách, thể chế của nhà nước và các địa phương Chính sách khai hoang của nhà nước có ảnh hưởng rất lớn, làm diện tích đất nông nghiệp tăng lên đáng kể Hay những chính sách khuyến khích trồng rừng, bảo vệ rừng của nhà nước cũng làm cho diện tích rừng được tăng lên [51]

d Các yếu tố văn hóa

Những động cơ, thái độ, niềm tin và nhận thức cá nhân của người quản lý và sử

dụng đất đôi khi ảnh hưởng rất sâu sắc đến quyết định sử dụng đất Tất cả những hậu quả sinh thái không lường trước được phụ thuộc vào kiến thức, thông tin và các kỹ năng quản lý của người sử dụng đất như trường hợp dân tộc thiểu số ở vùng cao Ngoài

ra, các yếu tố văn hóa có thể ảnh hưởng đến hành vi do đó nó trở thành tác nhân quan trọng của việc chuyển đổi sử dụng đất [34]

1.1.5 Tổng quan về GIS và viễn thám trong nghiên cứu đô thị hóa và sử dụng đất

1.1.5.1 Sự tương thích giữa dữ liệu viễn thám và GIS

Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một hệ thống bao gồm phần cứng, các thiết bị ngoại vi, phần mềm với một cơ sở dữ liệu đủ lớn và một đội ngũ chuyên gia có khả năng thu thập, cập nhật, quản trị, phân tích và biểu diễn về các đối tượng, hiện tượng,

sự kiện theo không gian và thời gian phục vụ giải quyết các bài toán ứng dụng có liên quan tới vị trí địa lý trên bề mặt trái đất [26]

Viễn thám được hiểu là một khoa học và nghệ thuật thu nhận thông tin về một đối tượng, một khu vực hoặc một hiện tượng thông qua việc phân tích tư liệu thu nhận được bằng các phương tiện Những phương pháp này thì không có sự tiếp xúc trực tiếp đối tượng, khu vực hoặc với hiện tượng được nghiên cứu Hay nói một cách khác viễn thám là thăm dò từ xa về một đối tượng hoặc một hiện tượng mà không có sự tiếp xúc trực tiếp với đối tượng và hiện tượng đó [23]

Sự tương thích giữa dữ liệu viễn thám và GIS được thể hiện qua các đặc điểm sau:

- Dữ liệu viễn thám được xử lý và lưu trữ dưới dạng cấu trúc raster

Hai mô hình vector và raster thường được sử dụng trong GIS để lưu trữ dữ liệu không gian, do đó việc tích hợp dữ liệu viễn thám và GIS rất dễ dàng thực hiện [26]

- Ảnh viễn thám chuyển đổi dễ dàng vào loại dữ liệu GIS mong muốn

Với công nghệ hiện nay, các phần mềm của GIS đều có module chuyển đổi mô hình dữ liệu từ vector sang raster bảo đảm tính chính xác và không mất mát thông tin Ngoài ra chức năng chồng ghép các lớp dữ liệu cho phép tích hợp và hiển thị đồng thời

cả hai lớp vector và raster, điều này cho phép cập nhật nhanh các lớp dữ liệu về giao thông, thủy hệ, trong dữ liệu nền, cũng như lớp dữ liệu chuyên đề của GIS (hiện trạng

sử dụng đất, biến đổi đường dọc bờ sông…) ở nhiều tỷ lệ khác nhau và cấp độ cập nhập khác nhau [23]

- Dữ liệu viễn thám và dữ liệu GIS có cùng tọa độ tham chiếu

Sự tương đồng giữa kỹ thuật xử lý ảnh viễn thám và GIS đó là trong thực tế cả hai kỹ thuật này đều xử lý dữ liệu không gian và có thể lập bản đồ số hóa Điều này cho thấy yêu cầu dữ liệu trên cùng một khu vực sẽ có cùng tọa độ tham chiếu, nên về khía cạnh cơ sở toán học dữ liệu tương ứng của hai công nghệ sẽ tham chiếu cùng một

hệ tọa độ và độ cao thống nhất Do đó tính hiệu quả trong vận hành, phân tích và hiển thị dữ liệu sẽ được nâng cao đáng kể cho người sử dụng, đồng thời đảm bảo tính thống nhất của dữ liệu [23]

- Dữ liệu tích hợp tạo thuận lợi trong xây dựng và cập nhật dữ liệu

Công nghệ viễn thám cho phép thành lập bản đồ tự động trong một phạm vi rộng lớn và cập nhật nhanh dữ liệu Các thông tin chuyên đề tạo ra các dạng số từ công nghệ viễn thám dễ dàng được tổ chức thành các lớp thông tin hợp lý cho việc lưu trữ, quản lý, phân tích, và hiện thị trong môi trường GIS Ngược lại nguồn dữ liệu có sẵn trong GIS luôn được cập nhật để đảm bảo tính hiện thời nhằm phản ánh chính xác thế giới thực sẽ là nguồn thông tin bổ trợ rất tốt cho việc nắn chỉnh hình học, tạo dữ liệu mẫu, phân loại và đánh giá chất lượng sau khi xử lý ảnh Do đó giải pháp xử lý tích hợp dữ liệu viễn thám và GIS là phối hợp ưu thế của hai công nghệ trong việc thu thập, lưu trữ, phân tích và xử lý dữ liệu địa lý để nâng cao hiệu quả trong việc xây dựng và cập nhật dữ liệu không gian [28]

1.1.5.2 Các phương pháp phân loại và khả năng tách chiết thông tin sử dụng đất từ tư liệu viễn thám

Các dữ liệu viễn thám như Landsat, SPOT… với những lợi thế về chu kỳ chụp lặp, chi phí thấp, tính khái quát đã trở thành nguồn dữ liệu chính cho nghiên cứu các vấn đề liên quan đến lớp phủ và sử dụng đất [38] Thông tin lớp phủ và sử dụng đất được chiết tách từ tư liệu viễn thám thông qua phương pháp phân loại

Cùng với sự trợ giúp của các phần mềm chuyên dụng ngày càng được cải tiến nâng cấp, phương pháp xử lý số hiện nay cho phép tự động chiết tách các đối tượng trên ảnh một cách nhanh chóng, phạm vi rộng, với các kết quả khách quan, trung thực và chính xác Phương pháp xử lý số được chia thành phương pháp phân loại có kiểm định và không kiểm định

- Phương pháp phân loại có kiểm định: Phân loại có kiểm định bắt đầu bằng quá trình thu thập mẫu làm tiêu chuẩn cho việc xác định ranh giới trong không gian đặc trưng của các đối tượng Dựa trên vùng mẫu, các tham số thống kê được xác định và

đó chính là các chỉ tiêu thống kê sử dụng trong quá trình phân loại Việc xác định ranh giới phụ thuộc vào đặc tính và kích thước mẫu sử dụng cho phân loại [46]

- Phương pháp phân loại không kiểm định: Phân loại không kiểm định ít phụ thuộc vào mối tương tác với người sử dụng Thông thường, phân loại không kiểm định nghiên cứu đến đặc trưng của từng lớp theo số lượng lớp Ví dụ, nếu tiêu chuẩn sử dụng để gán nhãn cho một đối tượng là khoảng cách ngắn nhất giữa đối tượng và với giá trị trung bình của lớp, khoảng cách này được đo trong không gian đặc trưng phổ Sản phẩm của phân loại không kiểm định sẽ đánh giá giá trị trung bình cho mỗi lớp được lọc theo vòng lặp Tại mỗi thời điểm lặp, tập hợp ước tính giá trị trung bình của lớp sẽ được lọc cho đến khi giá trị trung bình vẫn giữ nguyên trong cùng vị trí trong không gian đặc trưng ph thì quá trình lặp thành công và tạo thành các nhóm đối tượng Phương pháp này hoàn toàn tự động, quá trình phân loại thành công khi mỗi

nhóm đối tượng đó được nhận dạng liên kết với thông tin đặc trưng cung cấp bởi người sử dụng

* Phân loại mờ (Fuzzy classification)

Sự khác biệt rõ nét giữa phân loại mờ và phân loại cứng đặc trưng bởi hàm liên thuộc (membership function) Hàm liên thuộc trong phân loại cứng đầu ra chỉ duy nhất

có hai lựa chọn: (có, không) hoặc là (0,1) Nói cách khác các đối tượng trong phân loại cứng chỉ có thể là thành viên của một nhóm duy nhất với mức độ liên thuộc là 1 Còn đối với phân loại mờ thì khái niệm được làm mềm hóa: dữ liệu của một đối tượng có thể cùng một thuộc nhiều nhóm với mức độ liên thuộc của các nhóm khác nhau Rõ ràng so với phân loại cứng thì phân loại mờ linh hoạt hơn [46] Phương pháp phân loại

mờ dùng để chiết tách thông tin sử dụng từ tư liệu ảnh đa bộ cảm và đa độ phân giải từ ảnh có độ phân giải cao như Quickbird, IKONOS đến ảnh có độ phân giải trung bình như Landsat Khi áp dụng lý thuyết mờ phân loại ảnh Landsat các nhà khoa học đều khẳng định rằng phương pháp phân loại này cho độ chính xác tốt hơn các phương pháp phân loại thống kê truyền thống [20]

Khi nói nói đến phân loại ảnh có hai vấn đề cần quan tâm đó là quy mô tiếp cận

và phương pháp phân loại Cùng với phương pháp phân loại thì quy mô tiếp cận cũng cần được chú trọng, có ba hướng tiếp cận bao gồm: tiếp cận theo điểm ảnh (pixel), tiếp cận dưới điểm ảnh (subpixel) và tiếp cận theo đối tượng là tập hợp các pixel tạo thành một thực thể giống ngoài thực địa (object)

Để hạn chế những yếu điểm của phương pháp phân loại tiếp cận điểm ảnh và dưới điểm ảnh, hướng tiếp cận theo đối tượng được quan tâm theo xu hướng kết hợp với các phương pháp phân loại phi thống kê cho ra kết quả có độ tin cậy cao hơn Phân loại tiếp cận đối tượng được đề xuất từ những năm 1970, nhưng do những hạn chế về phần cứng, phần mềm, độ phân giải và thuật toán giải đoán ảnh nên phương pháp này chưa được ứng dụng Cho đến nay, khi mà khả năng lưu trữ của phần cứng cũng như

độ phân giải không gian của dữ liệu ảnh viễn thám tăng lên thì phương pháp này được ứng dụng rộng rãi với độ chính xác cao hơn so với phương pháp phân loại dựa trên điểm ảnh Phương pháp phân loại tiếp cận đối tượng tbiệt các loại lớp phủ và sử dụng đất không chỉ dựa đặc trưng phản xạ phổ của các điểm ảnh mà còn xem xét đến hình dạng (shape), kiến trúc của đối tượng (texture) và mối quan hệ giữa các đối tượng

Tóm lại, chiết tách thông tin sử dụng lớp phủ và sử dụng đất từ ảnh vi n thám quan tâm đến hai vấn đề đó là quy mô tiếp cận và phương pháp phân loại Hiện nay, xu hướng tiếp cận đối tượng và phương pháp phân loại phi thống kê để chiết tách thông tin lớp phủ và sử dụng đất trong đó các thuật toán sử dụng lý thuyết mờ cho kết quả phân loại có độ chính xác cao hơn

1.1.5.3 Các phương pháp nghiên cứu biến động cơ cấu sử dụng đất

Trong phân tích thay đổi sử dụng đất và lớp phủ bề mặt, điều đầu tiên cần phải lưu ý đến là ý nghĩa của khái niệm để xác định được sự thay đổi trong một trường hợp

cụ thể Đối với lớp phủ bề mặt bao gồm hai kiểu biến đổi: chuyển đổi và sửa đổi Chuyển đổi lớp phủ bề mặt bao gồm thay đổi từ lớp phủ bề mặt này sang lớp phủ bề mặt khác Còn sửa đổi liên quan đến sự thay đổi tự thân về cấu trúc trong một loại lớp phủ bề mặt mà không có sự chuyển đổi từ lớp này sang lớp khác, có thể là những thay đổi về năng suất, sinh khối… Thay đổi lớp phủ bề mặt là kết quả của các quá trình hoạt động tự nhiên và phát triển kinh tế - xã hội… Tuy vậy, nhiều kết quả nghiên cứu

đã cho thấy rằng: hầu hết các thay đổi bề mặt lớp phủ và sử dụng đất ở hiện tại cũng như trong quá khứ là do sự tác động của con người thông qua hoạt động sản xuất Cho nên, thay đổi sử dụng đất cũng bao gồm chuyển đổi từ lớp sử dụng đất này sang lớp sử dụng đất khác và thay đổi nội tại trong từng loại hình sử đụng đất [47]

Kỹ thuật đánh giá biến động sử dụng tư liệu viễn thám được chia thành hai nhóm phương pháp chính: đánh giá trước phân loại và đánh giá sau phân loại [41]:

- Phân tích trước phân loại dựa trên phản xạ phổ hoặc những đặc trưng của đối tượng trong khu vực nghiên cứu, phương pháp này có ưu điểm là cho ra phân tích nhanh chóng Phương pháp này cung cấp thông tin thay đổi hoặc không thay đổi của các đối tượng Việc xác định ngưỡng của phương pháp này là một thách thức lớn cần phải giải quyết

- Phân tích biến động sau phân loại có ưu điểm là cho ra ma trận biến động chi tiết và kết quả chứa thông tin thay đổi từ lớp này sang lớp khác Phương pháp phân tích bằng mắt được sử dụng trước những năm 1970, nhược điểm của phương pháp này

là tốn thời gian cho việc phát hiện biến động và khó cập nhật các kết quả thay đổi Ngày nay với sự phát triển của kỹ thuật máy tính và các phương pháp phân loại, phương pháp xử lý số được sử dụng hầu như trong toàn bộ các nghiên cứu về biến động sử dụng đất và lớp phủ Kỹ thuật phân tích biến động sau phân loại bao gồm: đánh giá biến động từ hai ảnh được phân loại riêng rẽ và đánh giá biến động từ kết quả phân loại ảnh đa thời gian [20]

+ Đánh giá biến động từ hai ảnh được phân loại riêng rẽ: Đây là phương pháp đơn giản, dễ thực hiện Ảnh chụp ở hai thời kỳ khác nhau được phân loại độc lập Phương pháp này, thường sử dụng ma trận chéo để tính toán tương quan biến động giữa các đối tượng, lập được các báo cáo số liệu thống kê và bản đồ biến động Độ chính xác của phương pháp này phụ thuộc chặt chẽ vào độ chính xác của từng phép phân loại độc lập, các sai số xuất hiện ở mỗi lần phân loại ảnh sẽ bị lẫn trong quá trình điều tra biến động [20]

+ Đánh giá biến động từ kết quả phân loại ảnh đa thời gian là phương pháp ghép hai ảnh vào nhau thành ảnh đa thời gian trước khi phân loại Hai ảnh có N kênh được chồng phủ lên tạo ra một ảnh có 2N kênh Sau đó phân loại trên ảnh đa thời gian

Độ chính xác của phương pháp này phụ thuộc vào sự khác biệt phổ giữa các lớp có thay đổi và không thay đổi Nhược điểm của phương pháp này nếu số lượng chú giải nhiều thì phương pháp này trở nên rất phức tạp [20]

Việc lựa chọn một phương pháp đánh giá biến động phù hợp đòi hỏi phải xem xét cẩn thận các yếu tố ảnh hưởng chính của từng phương pháp Trong thực tế có một

số phương pháp xác định biến động được sử dụng mà kết quả của chúng được đánh giá

là tốt và phù hợp trong phân tích biến động như phương pháp khác biệt ảnh và phương pháp sau phân loại Những phương pháp ánh giá biến động này được tích hợp với hệ thông tin địa lý (GIS) làm tăng độ chính xác trong phát hiện biến động [20]

1.1.6 Mô hình hóa trong nghiên cứu ảnh hưởng của đô thị hóa đến biến đổi cơ cấu

sử dụng đất

1.1.6.1 Một số khái niệm về mô hình hóa

Những nghiên cứu về đô thị đang trở thành những công cụ quan trọng cho các nhà quy hoạch Chúng ta biết rằng đến năm 2020, một nửa dân số thế giới sẽ chuyển đổi lên sinh sống trong các đô thị, và phương pháp mô hình hóa đã giúp cho họ hiểu được về sự thay đổi đó Mô hình hóa biến đổi không gian đô thị được phát triển nhằm mục đích hỗ trợ cho các dự án phát triển đô thị và công tác quản lý Điều đó được tiến hành trên những hiểu biết về quá trình đô thị hóa từ quá khứ đến hiện tại và tương lai

a Khái niệm mô hình

Theo nghĩa hẹp, mô hình là mẫu, tiêu chuẩn Dựa vào đó để tạo ra sản phẩm hàng loạt Mô hình còn được hiểu là thiết bị, cơ cấu tái hiện hay bắt chước cấu tạo và hoạt động của cơ cấu khác (của nguyên mẫu hay cái được mô hình hoá) vì mục đích khoa học và sản xuất Theo nghĩa rộng, mô hình là hình ảnh (hình tượng, sơ đồ, sự mô

tả, ) ước lệ của một khách thể hay một hệ thống các khách thể, các quá trình hoặc

hiện tượng

Hình 1.1 Phân loại mô hình (theo Thomas, R.w và Huggett, R.J- 1980)

Như vậy, có thể định nghĩa mô hình là một cấu trúc mô tả hình ảnh đã được tối giản hóa theo đặc điểm hoặc diễn biến của một đối tượng, một hiện tượng, một khái niệm hoặc một hệ thống nó có thể là một hình ảnh hoặc một vật thể được thu nhỏ hoặc phóng đại, hoặc chỉ làm gọn bằng một phương trình toán học, một công thức vật lý,

một phần mềm tin học để mô tả một hiện trạng thực tế mang tính điển hình [15]

b Khái niệm mô hình hóa

Theo từ điển bách khoa toàn thư Việt Nam (Tập II, 2002), mô hình hóa được hiểu là sự tái hiện những đặc trưng của một khách thể nào đó dựa trên khách thể khác tương tự được xây dựng lên để phục vụ cho việc nghiên cứu, khách thể khác ấy gọi là

mô hình

Tóm lại, mô hình hoá là một khoa học về cách mô phỏng, giản lược các thông số thực tế nhưng vẫn diễn tả được tính chất của từng thành phần trong mô hình M ô hình không hoàn toàn là một vật thể hiện thực nhưng nó giúp cho chúng ta hiểu rõ hơn hệ thống thực tế [4]

c Mô hình hóa không gian

Mô hình hóa không gian (Spatial modeling): Là quá trình mô hình hóa sử dụng những thông tin không gian làm dữ liệu đầu vào Thông qua thuộc tính của các dạng

dữ liệu, khái quát hóa và mô phỏng thế giới thực dựa trên các hàm toán cụ thể Với lợi thế về mô phỏng thông tin không gian, kết quả của quá trình mô hình hóa không gian

sẽ cho hình ảnh trực quan cũng như quy luật vận động, thay đổi của một đối tượng nhất định trong thực tế [18]

1.1.6.2 Tiến trình vận hành mô hình

Tất cả các phần mềm mô hình hóa thường được vận hành và thử nghiệm theo một tiến trình tổng quát như hình sau:

Hình 1.2 Tiến trình vận hành của một mô hình

* Thu thập dữ liệu: Tất cả các mô hình muốn vận hành được đều phải có nguồn

dữ liệu ban đầu và các điều kiện cần thiết (điều kiện biên và điều kiện ban đầu) Các

dữ liệu thường bao gồm số liệu địa hình (cao độ, độ dốc, ), hiện trạng sử dụng đất, các diễn biến về khí tượng (mưa, bốc hơi, bức xạ, vận tốc và hướng gió,.), các biến số môi trường (pH, nhiệt độ, độ mặn, độ đục, nhu cầu oxy sinh hóa, các chất phú dưỡng,.), các thông số liên quan, tương ứng với chuỗi thời gian xuất hiện hoặc không gian xuất phát

* Mô hình khái niệm: Trong mô hình khái niệm phải bắt đầu từ các dữ liệu nhập

vào, các diễn biến bên trong mô hình và các thông tin xuất ra từ mô hình Một hình khái niệm phải thể hiện tính đơn giản để tạo cho những người không phải là chuyên gia về mô hình có thể hiểu mục tiêu của bài toán mô hình

* Mô hình giải tích: Một bài toán trong mô hình thường được biểu thị sự hiện

diện của các thông số và biến số Thông số (parameter) là những hệ số gia trọng, không

có thứ nguyên Biến số (variable) là các đại lượng vật lý có ý nghĩa, thường có thứ nguyên Đây là phần cốt lõi, quan trọng nhất và là phần phức tạp nhất trong tiến trình thực hiện mô hình hóa

* Hiệu chỉnh mô hình: Hiệu chỉnh (calibration) là tiến trình mà trong đó các

thông số và biến số của mô hình được điều chỉnh để kết quả ra của mô hình phù hợp với thực tế quan sát được Hiệu chỉnh là công việc nhằm rút ngắn các khoảng cách sai biệt bằng cách đưa ra các thông số điều chỉnh gọi là thông số mô hình (model parameters)

* Kiểm nghiệm mô hình: Kiểm nghiệm mô hình là bước tiếp sau công việc, hiệu

chỉnh mô hình nhằm kiểm tra các thông số mô hình đưa ra có phù hợp với các diễn biến của thực tế hay không

Hình 1.3 Minh họa việc hiệu chỉnh và thử nghiệm khi chạy mô hình

* Tiên đoán: Thông thường mô hình được sử dụng cho mục tiêu tiên đoán các diễn

biến các biến số trong tương lai hoặc tối ưu hóa việc chọn lựa [25]

1.1.6.3 Mô hình hóa thay đổi sử dụng đất

Một phương pháp điển hình trong việc nghiên cứu biến đổi không gian đô thị là phương pháp mạng tự động đang được dùng rất nhiều trong những nghiên cứu gần đây Nó được phát minh bởi Von Neumann vào năm 1966 và lần đầu tiên được sử dụng bởi Tobler năm 1979

Một phương pháp khác nghiên cứu biến đổi sử dụng đất là chuỗi Markov do nhà toán học Markov phát minh vào năm 1907 và được áp dụng vào nghiên cứu biến đổi không gian đô thị vào đầu những năm 90 của thế kỷ 20

a Phân tích chuỗi Markov

Trong toán học, một xích Markov hay chuỗi Markov (thời gian rời rạc), đặt theo tên nhà toán học người Nga Andrei Andreyevich Markov, là một quá trình ngẫu nhiên thời gian rời rạc với tính chất Markov Trong một quá trình như vậy, quá khứ không liên quan đến việc tiên đoán tương lai mà việc đó chỉ phụ thuộc theo kiến thức hiện tại Xích Markov là một dãy X1, X2, X3 gồm các biến ngẫu nhiên Tập tất cả các giá trị có thể có của các biến này được gọi là không gian trạng thái S, giá trị của Xn là trạng thái của quá trình (hệ) tại thời điểm n

Nếu việc xác định (dự đoán) phân bố xác suất có điều kiện của Xn+1 khi cho biết các trạng thái quá khứ là một hàm chỉ phụ thuộc Xn thì:

P(Xn+1 = x\Xn = y) (1.2)

Do đó, tại thời điểm n bất kỳ, một xích Markov hữu hạn có thể được biểu diễn bằng một ma trận xác suất, trong đó phần tử x, y có giá trị bằng và độc lập với chỉ số thời gian n (nghĩa là để xác định trạng thái kế tiếp, ta không cần biết đang ở thời điểm nào mà chỉ cần biết trạng thái ở thời điểm đó là gì) Các loại xích Markov hữu hạn rời rạc này còn có thể được biểu diễn bằng đồ thị có hướng, trong đó các cung được gắn nhãn bằng xác suất chuyển từ trạng thái tại đỉnh (vertex) đầu sang trạng thái tại đỉnh cuối của cung đó

Markov đã đưa ra các kết quả đầu tiên (1906) về các quá trình này Andrey Nikolaevich Kolmogorov (1936) đã đưa ra một suy rộng tới các không gian trạng thái

vô hạn đếm được [15]

b Mạng tự động (Cellular Automata)

Khái niệm mạng tự động (Cellular automata) không phải là khái niệm mới Khái niệm này được xuất hiện lần đầu tiên vào năm 1940 trong lĩnh vực khoa học máy tính Von Neumann and Ulam được biết đến là những người đầu tiên đưa ra khái niệm này Sau đó Conway phát triển tiếp khái niệm này trong lĩnh vực máy tính và chế tạo Robot nhưng tại thời điểm đó, việc áp dụng khái niệm này chưa hoàn toàn thành công do hạn chế về tốc độ tính toán của máy tính điện tử Mặc dù khái niệm mạng tự động xuất phát từ lĩnh vực khoa học máy tính nhằm phát triển Robot, hiện nay khái niệm được ứng dụng rộng rãi trong nhiều chuyên ngành khoa học như Vật lý, Toán học, Khoa học

tự nhiên, GIS, Viễn thám

Hiện nay, hầu hết các công nghệ GIS đều có những hạn chế trong việc mô hình hóa sự thay đổi sử dụng đất theo thời gian, nhưng việc tích hợp mạng tự động và GIS

đã tạo nên khả năng ứng dụng lớn hơn và rộng rãi hơn Những hạn chế của GIS bao gồm: Khả năng hạn chế để đưa ra các mô hình động lực không gian, hạn chế trong việc tích hợp chiều thời gian vào các mô hình Trong việc tích hợp GIS và mạng tự động, mạng tự động có thể cung cấp động cơ phân tích nhằm cung cấp một khung mềm dẻo cho việc lập trình và chạy của mô hình động lực không gian

Bản chất của mạng tự động dựa trên nền tảng raster (cell) và tình trạng hay trạng thái của các raster dựa vào quy luật chuyển đổi đơn giản Cellular Automata là mô hình động tích hợp chiều không gian với thời gian

Mạng tự động bao gồm 5 nhân tố chính được mô tả như sau:

-! Không gian raster (Cell space): Không gian raster được tạo nên bởi một tập hợp các raster đơn lẻ Về lý thuyết, những raster này có thể ở bất cứ dạng hình học nào Tuy nhiên, hầu hết các mạng tự động đều được thiết kế theo hình mạng lưới (grid) thông thường, điều này làm cho mạng tự động rất giống với dạng dữ liệu raster thường được dùng phổ biến trong GIS

-! Tình trạng Cell (Cell states): Tình trạng hay trạng thái của một cell có thể thể hiện giá trị không gian, ví dụ như các loại hình sử dụng đất khác nhau

-! Bước thời gian (Time steps): Một mạng tự động sẽ tham gia vào tần suất xuất hiện với các bước thời gian khác nhau Tại mỗi bước thời gian, các cell sẽ được cập nhật giá trị dựa trên các quy luật chuyển tiếp

-!Quy luật chuyển tiếp (Transition rules): Quy luật là cốt lõi của mạng tự động Một quy luật chuyển tiếp thường quy định tình trạng/trạng thái của cell trước và sau khi được cập nhật dựa trên điều kiện của tình trạng/trạng thái của các cell xung quan [4]

- Cell xung quanh: Mỗi cell có 2 cell xung quanh - trường hợp mạng tự động 1 chiều Đối với mạng tự động 2 chiều, có 2 cách thức để định nghĩa các cell xung quanh Von Neumann cho rằng có 4 cell xung quanh, còn theo quan điểm của Moore cho rằng có đến 8 cell xung quanh

c Khả năng ứng dụng trong đánh giá thay đổi sử dụng đất

Như đã trình bày ở các phần trên, một mô hình là kết quả của quá trình trừu tượng hóa (mô phỏng) của một khu vực của thế giới thực nhằm mục đích tìm hiểu mối quan hệ phức tạp trên thực tế Một mô hình thường là kết quả của việc kiểm chứng mối quan hệ giữa hai (hoặc nhiều hơn) dãy số liệu Mô hình còn được sử dụng để tìm hiểu và lý giải tại sao và bằng cách thức như thế nào những dữ liệu đó có thể tương tác với nhau hoặc lý giải cách thức của các mối quan hệ nhằm góp phần hiểu rõ hơn thế giới thực và các hệ thống nhỏ hơn nằm trong khu vực

Hiện trạng sử dụng đất (hoặc là loại hình sử dụng đất) phụ thuộc vào 3 nhân tố chính: 1) chất lượng và đặc điểm thổ nhưỡng; 2) tác động của các hoạt động trên các loại hình sử dụng đất xung quanh; 3) nhu cầu sử dụng đất đối với một hoạt động (kinh

tế - xã hội) cụ thể

Đối với việc ứng dụng mạng tự động trong mô hình hóa biến động sử dụng đất, một số khó khăn thường gặp phải, đó là: (i) mỗi raster trong mạng đều không có thuộc tính Tất cả các cell đều có giá trị như nhau và chúng được gán thuc tính bởi các cell nằm xung quanh Số lượng cell xung quanh phụ thuộc vào mạng tự động là 1 hay 2 chiều (ii) Trong một mạng tự động truyền thống, bất cứ một cell nào cũng đều phải trải qua quá trình chuyển đổi thông qua quy luật chuyển tiếp Vì vậy, giá trị của cell là

tự nhiên, trong khi đó, đối với hiện trạng sử dụng đất, giá trị của một cell được quy định cụ thể

Do các mô hình là kết quả của quá trình khái quát hóa thế giới thực, vì vậy khi

mô hình hóa cần phải giới hạn một số điều kiện biên Một cách tổng quát, có thể định nghĩa hiện trạng sử dụng đất hoặc sử dụng đất như một hàm số của nhiều biến như sau:

∆L = ∆L 1 + ∆L 2 + ∆L 3 + … (1.3)

Trong đó:

∆L : Tổng thay đổi của các loại hình sử dụng đất

L1, L2, : Thay đổi của các loại hình sử dụng đất tương ứng

Một điểm quan trọng cần lưu ý ở đây đó là những thay đổi về hiện trạng sử dụng đất không chỉ là thay đổi vô hướng Nó gồm những giá trị kèm theo cũng thay đổi về mặt lý thuyết, mỗi loại hình sử dụng đất thay đổi có thể được biểu thị bằng một hàm số của nhiều biến số khác nhau

∆L 1 = F (x 1 ,x 2, x 3… ) (1.4) Trong đó:

L1: sự thay đổi của loại hình sử dụng đất thứ 1

x1, x2,.: các nhân tố (ví dụ như tỷ lệ gia tăng dân số, tốc độ tăng trưởng kinh tế, chính s á c h , )

Bên cạnh đó, những nhân tố nêu trên không chỉ có tác động tới loại hình sử dụng đất đang đánh giá mà còn ảnh hưởng tới các loại hình sử dụng đất khác

1.1.6.4 Giới thiệu chung về phần mềm IDRISI

IDRISI là một phần mềm tích hợp Viễn thám và GIS được phát triển và thương mại hóa bởi phòng thí nghiệm Clark thuộc Đại học Clark, Hoa kỳ Phần mềm IDRISI được xây dựng từ năm 1987, trải qua thời gian phát triển đến nay, IDRISI đang được

sử dụng rộng rãi ở trên 180 quốc gia với nhiều phiên bản khác nhau

Phần mềm IDRISI tập hợp tương đối nhiều module phân tích không gian như Earth trend modeler ứng dụng trong nghiên cứu và mô hình hóa biến đổi khí hậu và các hiện tượng liên quan, Land change modeler chuyên nghiên cứu về biến động và dự báo biến động sử dụng đất, GeOSIRIS - REDD một công cụ lập kế hoạch cấp quốc gia

để đánh giá tình trạng phá rừng, lượng khí thải carbon, doanh thu nông nghiệp và các khoản thanh toán carbon, Ecosystem Services Modeler một mô hình môi trường để đánh giá môi trường sống và mô hình hóa đa dạng sinh học

Cùng với các hợp phần cơ bản như xử lý tư liệu viễn thám (phân loại, hiệu chỉnh phổ, ) và các hợp phần GIS (thành lập, biên tập bản đồ, ), các hợp phần mô hình hóa không gian là điểm nổi bật tạo nên đặc điểm riêng của phần mềm IDRISI

Land Change Modeler được thiết kế dưới 2 dạng: 1) phần mềm độc lập có thể chạy trong môi trường GIS Hiện nay, Land Change Modeler được thiết kế thành một extension (Module mở rộng) chạy trong môi trường ArcGIS - một trong những phần mềm GIS chuyên nghiệp hàng đầu trên thế giới; 2) là một module chạy trực tiếp trong môi trường IDRISI

Đặc điểm cơ bản của Land Change Modeler là tích hợp khá nhiều phương pháp,

mô hình và thuật toán phân tích không gian thành những chức năng cơ bản của module này Một số thuật toán phân tích điển hình của Land Change Modeler có thể kể tới: Phân tích biến động (change analysis); Mô hình hóa biến động tiềm năng (Modeling the Potential for Change); Dự báo biến động (Predicting Change)

Hình 1.4 Giao diện module Land Change Modeler 1.1.7 Tổng quan về Analytic Hierarchy Process (AHP)

1.1.7.1 Giới thiệu về AHP

Vào những năm đầu thập niên 1970, Thomas L Saaty phát triển phương pháp ra quyết định được biết như là qui trình phân tích thứ bậc (Analytic Hierarchy Process - AHP) để giúp xử lý các vấn đề ra quyết định đa tiêu chuẩn phức tạp Phương pháp AHP cho phép người ra quyết định tập hợp được kiến thức của các chuyên gia về vấn

đề của họ, kết hợp được các dữ liệu khách quan và chủ quan trong một khuôn khổ thứ bậc logic Trên hết là AHP cung cấp cho người ra quyết định một cách tiếp cận trực giác, theo sự phán đoán thông thường để đánh giá sự quan trọng của mỗi thành phần thông qua quá trình so sánh cặp

AHP kết hợp được cả hai mặt tư duy của con người: cả về định tính và định lượng Định tính qua sự sắp xếp thứ bậc và định lượng qua sự mô tả các đánh giá và sự

ưa thích qua các con số có thể dùng để mô tả nhận định của con người về cả các vấn

đề vô hình lẫn vật lý hữu hình, nó có thể dùng mô tả cảm xúc, trực giác đánh giá của con người Ngày nay, AHP được sử dụng rất phổ biến trong các lĩnh vực quản lý tài nguyên đất đai, thương mại… AHP dựa vào 3 nguyên tắc: (i) Phân tích vấn đề ra quyết định (thiết lập thứ bậc), (ii) Đánh giá so sánh các thành phần, (iii) Tổng hợp các

độ ưu tiên

Theo Saaty (1977), AHP (Analytic Hierarchy Process) là phương pháp sử dụng phổ biến cho một quyết định Trên cơ sở giả định là sự so sánh giữa hai yếu tố xuất phát từ mối quan hệ của các yếu tố đó [42]

Phương pháp đánh giá đa tiêu chí được xây dựng dựa trên một loạt các cặp ma trận so sánh cặp đôi rồi tiến hành so sánh tất cả các tiêu chuẩn với nhau để ước lượng được phẩm chất hoặc trọng số của mỗi tiêu chuẩn, từ đó cho thấy mức độ quan trọng của mỗi tiêu chuẩn

Phương pháp đánh giá đa tiêu chí được áp dụng rộng rãi trong công tác đánh giá đất với cách nhìn nhận toàn diện Điều kiện cơ bản để áp dụng phương pháp này là hệ thống thông tin ban đầu phải được thu thập khá đầy đủ Nội dung cơ bản của phương pháp là sử dụng một hệ thống tiêu chí phù hợp dùng để đánh giá đối tượng nghiên cứu Điều quan trọng là phải định lượng và định tính được cho từng tiêu chí, xác định tầm quan trọng của từng tiêu chí và cuối cùng là đánh giá tổng quát về mức độ phù hợp theo các tiêu chí đó

Hình 1.5 Sơ đồ phân cấp trong phương pháp đánh giá đa tiêu chí [40]

1.1.7.2 Nguyên tắc và vai trò của AHP

a Nguyên tắc

AHP gồm 3 nguyên tắc cơ bản cụ thể sau:

Phân tích: Đề cập một vấn đề có cấu trúc phức tạp trong những tổ hợp khác

nhau ở nhiều hệ thống thứ bậc

So sánh từng đôi: Tạo ra những so sánh cặp trong ma trận cho tất cả các

nhân tố hoặc những chỉ tiêu được đưa ra đánh giá hay những chỉ tiêu được lựa chọn nhất

Cấu tạo hệ thống thứ bậc: Thông qua so sánh kết hợp lại mức độ ảnh hưởng tới

hệ thống thứ bậc đến giá trị cuối cùng [42]

b Vai trò AHP

AHP là một phương pháp định lượng, dùng để sắp xếp các phương án quyết định

và chọn một phương án thỏa mãn các tiêu chí cho trước

AHP là một quá trình phát triển tỷ số sắp hạng cho mỗi phương án quyết định dựa theo các tiêu chí của nhà ra quyết định

AHP trả lời câu hỏi như “Chúng ta nên lựa chọn phương án nào?” hay “Phương

án nào là tốt nhất?” bằng cách chọn một phương án tốt nhất thỏa mãn các tiêu chí của nhà ra quyết định

AHP sử dụng: Các phép toán đơn giản; Các tiêu chí (do nhà ra quyết định thiết lập); Độ ưu tiên cho các tiêu chí (do nhà ra quyết định thiết lập; Bảng độ ưu tiên chuẩn [42]

Bảng 1.2 Bảng độ ưu tiên chuẩn

1.1.7.3 Lợi ích và ứng dụng của AHP

a Lợi ích của AHP

AHP có thể giúp đỡ chúng ta đánh giá kế hoạch một cách khách quan lẫn chủ quan, cung cấp một cơ chế hữu ích cho kiểm tra lựa chọn và đánh giá có tính bền chặt hay không, như vậy mới giảm thiểu sai lầm khi ra quyết định, thực hiện kế hoạch

Thực vậy, khi thực hiện một vấn đề có nhiều biến quyết định, chúng ta không thể dựa vào một biến để quyết định được vấn đề AHP tách toàn bộ vấn đề để giải quyết thành nhiều bảng đánh giá khác nhau thông qua sự quan trọng của nó với mục tiêu cần thực hiện Như vậy AHP giúp chúng ta có thể xác định chính xác các nhân tố ảnh hưởng đến vấn đề nghiên cứu như thế nào, từ đó giúp ta nhận định rõ vấn đề nghiên cứu và tầm quan trọng của các nhân tố ảnh hưởng như thế nào đến vấn đề chúng ta đặt ra [11]

- Thủy sản: Ứng dụng AHP xác định thích nghi cho tôm, cá… thông qua các yếu tố như thành phần cơ giới, độ mặn, độ pH…

- Lâm nghiệp: Áp dụng AHP kết hợp GIS xây dựng bản đồ dự báo nguy cơ cháy rừng dựa trên các YTTP như: lượng mưa, độ dốc, loại rừng….[11]

1.2 Cơ sở thực tiễn của các vấn đề nghiên cứu

1.2.1 Tình hình đô thị hóa trên thế giới

Đề tài chọn dẫn ra một số vùng đô thị lớn trong khu vực đã có tốc độ phát triển mạnh mẽ Đó là các vùng đô thị lớn Seoul, Tokyo, Bắc Kinh và Bangkok

1.2.1.1 Seoul

Hình thành từ 600 năm trước đây, gần đây Seoul đã thành một trong những siêu

đô thị tầm cỡ thế giới với tốc độ chóng mặt Từ chỗ chỉ có trên 10 triệu dân năm 1990 (chiếm 25% dân số cả nước), đến năm 1995 đã có trên 45% dân số cả nước sống và làm việc tại vùng thủ đô, gồm Seoul và tỉnh Kyonggi Đô thị hoá đi liền với công nghiệp hoá đã trở thành động lực phát triển đô thị tập trung gần 24,4 triệu người [15] Tuy nhiên, quá trình đô thị hoá đã để lại nhiều hậu quả như sự chênh lệch việc làm, sự quá tải về đất đai và hạ tầng, sự bất lợi về an ninh của một đô thị đầu não