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 dụngđất qua quá trình đô thị hóa thành phố Đà Nẵng trong giai đoạn 2003 – 2015; xác định được các yếu tố đô thị hóa

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 dụngđất 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 đượcbản 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 củamột 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 Đặt vấn đề

2 Mục tiêu của đề tài

3 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

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

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

1.1.3 Biến động lớp phủ bề mặt

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

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

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

1.1.7 Tổng quan về Analytic Hierarchy Process (AHP)

1.2 Cơ sở thực tiễn của các vấn đề nghiên cứu

1.2.1 Tình hình đô thị hóa trên thế giới

1.2.2 Tình hình đô thị hóa ở Việt Nam

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

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

2.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu

2.2 Nội dung nghiên cứu

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp thu thập số liệu, tài liệu

2.3.2 Phương pháp phân tích, xử lý số liệu

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

2.3.4 Xác định các chỉ tiêu đô thị hóa

2.3.5 Phương pháp phân tích xác định thứ bậc AHP

2.3.6 Phương pháp mô hình hóa thay đổi sử dụng đất

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

2.4 Khung logic nghiên cứu

CHƯƠNG 3.KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

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

3.1.1 Khái quát điều kiện tự nhiên

3.1.2 Thực trạng đô thị hóa tại thành phố Đà Nẵng

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

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

3.3.1 Đánh giá biến động sử dụng đất theo thời gian

3.3.2 Đánh giá biến động sử dụng đất theo không gian

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

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

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

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

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

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

PHẦN 4.KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

4.1 Kết luận

4.2 Kiến nghị

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Geological Survey)

DANH MỤC CÁC BẢNG

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

Bảng 1.2 Bảng độ ưu tiên chuẩn

Bảng 2.1 Thông tin dữ liệu ảnh viễn thám thu thập

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

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

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

Bảng 2.5 Thang điểm đánh giá các yếu tố

Bảng 2.6 Bảng phân loại chỉ số ngẫu nhiên RI

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Bảng 3.14 Thông tin định dạng dữ liệu đầu vào

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

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

DANH MỤC HÌNH

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

Hình 1.2 Tiến trình vận hành của một mô hình

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

Hình 1.4 Giao diện module Land Change Modeler

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

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

Hình 2.2 Hình ảnh mô phỏng chỉ số vùng trung tâm

Hình 2.3 Hình ảnh mô phỏng chỉ số phân bố trục

Hình 2.4 Hình ảnh mô phỏng chỉ số tập trung

Hình 2.5 Khung logic nghiên cứu

Hình 3.1 Sơ đồ vị trí thành phố Đà Nẵng

Hình 3.2 Biểu đồ sự phát triển dân số thành phố Đà Nẵng qua các năm

Bookmark not defined. Hình 3.3 Biểu đồ cơ cấu dân số thành phố Đà Nẵng giai đoạn 2005-2015

Bookmark not defined. Hình 3.4 Lực lượng lao động và tỷ lệ thất nghiệp của thành phố Đà Nẵng 2005-2015 Error! Bookmark not defined. Hinh 3.5 Cây phân loại định hướng đối tượng trên phần mềm eCognition

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

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

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

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)

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

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

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

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

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

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

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

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)

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)

MỞ ĐẦU

Đô thị hóa được xem là quá trình biến đổi quan trọng có ý nghĩa quyết địnhtrong 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 điểmmiền 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 sửdụng 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

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

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

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 lãnhthổ, 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

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 từngloại 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 nộithành, 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 phảiđáp 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 tậptrung 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 từnông 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 Tuynhiên 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 đứngtrên 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 theonhiều 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 trungvới 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

Nhóm tiêu

chí

Tiêu chí

Tiêu chí 1 Dân số đô thị

Tiêu chí 2 Lao động đô thị

đô thịtiêu chí

Tiêu chí 8 Dịch vụ văn hóa,

vụ trong GDP

PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterm

20 Lượng nước cấp bình quân ngày /người

Cấp điện sinh hoạt bình quân ng/năm

23

(Kw- h/người/năm)

24 Tỷ lệ đường phố chính được chiếu sáng

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

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

Tỷ lệ cán bộ quản lý đô thị có trình độ đại

31

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 chúgiải và phân loại trước đây, hai khái niệm này thường bị lẫn lộn Hiện nay chúng đượcđịnh nghĩa như sau: Lớp phủ mặt đất là lớp phủ vật chất quan sát được khi nhìn từ mặtđất hoặc thông qua vệ tinh viễn thám, bao gồm thực vật (mọc tự nhiên hoặc được trồngcấy) và các cơ sở xây dựng của con người (nhà cửa, đường sá…) bao phủ bề mặt mặtđất 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

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, thựcvật, 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 trongmột 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 nhiềutrường 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 dụngđất 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 đuợcxác 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 đấtnông 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 đấtnông 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 cácvăn 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 số28/2014/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 phânloại 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 nôngnghiệp, 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 loạinhóm 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 hànhThông 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 nhiềuvăn 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 dẫnthực 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 baogồm 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 tưThông 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

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 sựthay 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 từcác 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 thờigian 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

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 conngười 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 khácnhau 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 đấttrong 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 cũngtác 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 baogồm 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 dụngtrong 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 dụngđất 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 thayđổi 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 sửdụng 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 bịngoại 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 mộtđối 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 liệukhông 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 muốnVới công nghệ hiện nay, các phần mềm của GIS đều có module chuyển đổi môhình 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 cảhai 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 virộng 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 chụplặp, 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 tiếnnâng 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 thuthập mẫu làm tiêu chuẩn cho việc xác định ranh giới trong không gian đặc trưng của các đối tượng Dựa trênvùng mẫu, các tham số thống kê được xác định và đó chính là các chỉ tiêu thống kê sử dụng trong quá trìnhphân 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 vàomối tương tác với người sử dụng Thông thường, phân loại không kiểm định nghiên cứu đến đặc trưng củatừng lớp theo số lượng lớp Ví dụ, nếu tiêu chuẩn sử dụng để gán nhãn cho một đối tượng là khoảng cáchngắn nhất giữa đối tượng và với giá trị trung bình của lớp, khoảng cách này được đo trong không gian đặctrưng phổ Sản phẩm của phân loại không kiểm định sẽ đánh giá giá trị trung bình cho mỗi lớp được lọc theovòng lặp Tại mỗi thời điểm lặp, tập hợp ước tính giá trị trung bình của lớp sẽ được lọc cho đến khi giá trịtrung bình vẫn giữ nguyên trong cùng vị trí trong không gian đặc trưng ph thì quá trình lặp thành công vàtạo 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 liênthuộc (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 vàdưới 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 thámquan 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 phảilưu 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 hainhóm 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 trongkhu vực nghiên cứu, phương pháp này có ưu điểm là cho ra phân tích nhanh chóng Phương pháp này cungcấp thông tin thay đổi hoặc không thay đổi của các đối tượng Việc xác định ngưỡng của phương pháp này làmột 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 kếtquả chứa thông tin thay đổi từ lớp này sang lớp khác Phương pháp phân tích bằng mắt được sử dụng trướcnhững năm 1970, nhược điểm của phương pháp này là tốn thời gian cho việc phát hiện biến động và khó cậpnhật 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 lớpphủ 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, dễthực hiện Ảnh chụp ở hai thời kỳ khác nhau được phân loại độc lập Phương pháp này, thường sử dụng matrận 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 phânloại độc lập, các sai số xuất hiện ở mỗi lần phân loại ảnh sẽ bị lẫn trong quá trình điều tra biến động [20]

PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterm

+ Đánh giá biến động từ kết quả phân loại ảnh đa thời gian là phương pháp ghép hai ảnhvào nhau thành ảnh đa thời gian trước khi phân loại Hai ảnh có N kênh được chồng phủ lên tạo ra một ảnh có2N kênh Sau đó phân loại trên ảnh đa thời gian Độ chính xác của phương pháp này phụ thuộc vào sự khácbiệt phổ giữa các lớp có thay đổi và không thay đổi Nhược điểm của phương pháp này nếu số lượng chú giảinhiều 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 xemxét 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 cácnhà 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 phẩmhàng 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 tốigiản 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 đượchiểu 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

c Mô hình hóa không gian

Mô hình hóa không gian (Spatial modeling): Là quá trình mô hình hóa sử dụngnhững 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 theomột tiến trình tổng quát như hình sau:

Hình 1.2 Tiến trình vận hành của một mô hình

ban đầu và các điều kiện cần thiết (điều kiện biên và điều kiện ban đầu) Các dữ liệu thường bao gồm số liệuđịa 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 phúdưỡng,.), các thông số liên quan, tương ứng với chuỗi thời gian xuất hiện hoặc không gian xuất phát

diễn biến bên trong mô hình và các thông tin xuất ra từ mô hình Một hình khái niệm phải thể hiện tính đơngiản 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 phứctạp nhất trong tiến trình thực hiện mô hình hóa

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)

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

PDF Watermark Remover DEMO : Purchase from www.PDFWatermarkRemover.com to remove the waterm

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 làphương 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 nhàtoán 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 theotên 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 cácgiá 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 chobiết các trạng thái quá khứ là một hàm chỉ phụ thuộc Xn thì:

^C-^n+l = x \ X ữ t X U X 2 t , = P[Xn-ị-i = (1.1)Trong đó x là một trạng thái nào đó của quá trình (x thuộc không gian trạng tháiS) Đó là thuộc tính Markov

Một cách đơn giản để hình dung một kiểu chuỗi Markov cụ thể là qua mộtôtômat hữu hạn (finite state machine) Nếu hệ ở trạng thái y tại thời điểm n thì xác suất

mà hệ sẽ chuyển tới trạng thái x tại thời điểm n+1 không phụ thuộc vào giá trị của thời

điểm n mà chỉ phụ thuộc vào trạng thái hiện tại y

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

Do đó, tại thời điểm n bất kỳ, một xích Markov hữu hạn có thể được biểu diễnbằng 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 AndreyNikolaevich 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 Kháiniệm 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 hìnhhóa 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 trạngthái 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 tậphợp 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 thểhiện 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 xuấthiện 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 Mộtquy 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 Đốivới mạng tự động 2 chiều, có 2 cách thức để định nghĩa các cell xung quanh Von Neumann cho rằng có 4 cellxung quanh, còn theo quan điểm của Moore cho rằng có đến 8 cell xung quanh

Như đã trình bày ở các phần trên, một mô hình là kết quả của quá trình trừutượng 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 tốchính: 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 + …

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 ứngMột điểm quan trọng cần lưu ý ở đây đó là những thay đổi về hiện trạng sử dụngđất 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… )

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 sách, )

Bên cạnh đó, những nhân tố nêu trên không chỉ có tác động tới loại hình sử dụngđất 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 thươngmại 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 nhưEarth 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 chỉnhphổ, ) 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 thểchạy 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 raquyết 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 địnhlượng 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