Luận án Tiến sĩ Địa lý: Nghiên cứu xây dựng mô hình ứng dụng GIS trong quy hoạch sử dụng đất cấp huyện

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:241

Thêm vào BST

Báo xấu

104
lượt xem 22
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

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

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án Tiến sĩ Địa lý: Nghiên cứu xây dựng mô hình ứng dụng GIS trong quy hoạch sử dụng đất cấp huyện

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ---------------------------------- Phạm Thị Thanh Thủy NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MÔ HÌNH ỨNG DỤNG GIS TRONG QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT CẤP HUYỆN LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA LÝ Hà Nội - 2020
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ---------------------------------- Phạm Thị Thanh Thủy NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MÔ HÌNH ỨNG DỤNG GIS TRONG QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT CẤP HUYỆN Chuyên ngành: Bản đồ - Viễn thám - GIS Mã số: 9440211.01 LUẬN ÁN TIẾN SĨ ĐỊA LÝ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. PGS.TS. Trần Quốc Bình 2. PGS.TS. Trần Văn Tuấn XÁC NHẬN NCS ĐÃ CHỈNH SỬA THEO QUYẾT NGHỊ CỦA HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ LUẬN ÁN Chủ tịch hội đồng đánh giá Người hướng dẫn khoa học Luận án Tiến sĩ GS.TS. Nguyễn Cao Huần PGS.TS. Trần Quốc Bình Hà Nội - 2020
LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Kết quả nghiên cứu trong luận án này là trung thực, khách quan và chƣa từng đƣợc tập thể, cá nhân công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ trong quá trình thực hiện luận án này đã đƣợc cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận án đều đƣợc chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày tháng năm 2020 Tác giả luận án Phạm Thị Thanh Thủy
LỜI CẢM ƠN Luận án đƣợc thực hiện và hoàn thành tại Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội. Tôi xin chân thành cảm ơn sâu sắc tới PGS.TS Trần Quốc Bình, PGS.TS Trần Văn Tuấn và các giảng viên Khoa Địa lý, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội - những ngƣời hƣớng dẫn khoa học đã tận tâm giúp đỡ và định hƣớng giúp tôi trong công tác nghiên cứu và hoàn thiện luận án. Luận án đƣợc hoàn thành với sự giúp đỡ của các cán bộ thuộc Sở Tài nguyên và Môi trƣờng Thái Bình, UBND huyện Đông Hƣng, UBND xã Nguyên Xá, xã Phú Châu, thị trấn Đông Hƣng,... cán bộ thuộc Sở Khoa học và Công nghệ Thái Bình cũng nhƣ các cán bộ thuộc Viện Thổ nhƣỡng Nông hóa đã giúp đỡ và tạo điều kiện cung cấp số liệu, thông tin phiếu điều tra và thực hiện thử nghiệm trên địa bàn. Tôi xin trân trọng cám ơn sự hỗ trợ quý báu này. Tôi xin chân thành cảm ơn Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng đã cấp kinh phí thực hiện đề tài cấp Bộ, mã số 2015.01.09 do tôi là chủ nhiệm và đề tài đã hỗ trợ nhiều nội dung nghiên cứu của luận án. Trong thời gian học tập và nghiên cứu, lãnh đạo Trƣờng Đại học Tài nguyên và Môi trƣờng Hà Nội, các đồng nghiệp nơi tôi công tác đã tạo điều kiện thuận lợi về thời gian và động viên tinh thần giúp đỡ tôi hoàn thành luận án. Tôi xin trân trọng cám ơn. Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn tới gia đình và bạn bè đã luôn động viên, chia sẻ và tạo điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thành luận án. Một lần nữa, tôi xin trân trọng cám ơn sự giúp đỡ của các tập thể, cá nhân đã giúp đỡ tôi hoàn thành luận án. Tác giả luận án Phạm Thị Thanh Thủy
MỤC LỤC MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1 Chƣơng 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ ỨNG DỤNG GIS TRONG QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................................ 6 1.1. TỔNG QUAN CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU VỀ ỨNG DỤNG GIS TRONG QHSDĐ ........................................................................................................ 6 1.1.1. Khái niệm, mục tiêu và chức năng của QHSDĐ .............................................. 6 1.1.2. Các nghiên cứu trên thế giới về ứng dụng GIS trong QHSDĐ ........................ 9 1.1.3. Các nghiên cứu ở Việt Nam về ứng dụng GIS trong QHSDĐ ....................... 18 1.2. CƠ SỞ PHÁP LÝ VÀ THỰC TIỄN CỦA CÔNG TÁC QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT .............................................................................................................. 25 1.2.1. Cơ sở pháp lý của công tác QHSDĐ .............................................................. 25 1.2.2. Những vấn đề thực tiễn của công tác QHSDĐ cấp huyện hiện nay ............... 28 1.3. CƠ SỞ KHOA HỌC ỨNG DỤNG GIS TRONG QHSDĐ .............................. 31 1.3.1. Khái niệm và chức năng của GIS ................................................................... 31 1.3.2. Kết hợp GIS với phƣơng pháp phân tích đa chi tiêu ...................................... 35 1.3.3. Nhu cầu về ứng dụng của GIS trong QHSDĐ ................................................ 38 1.3.4. Yêu cầu đối với các giải pháp ứng dụng GIS trong QHSDĐ ......................... 40 1.4. ĐỊNH HƢỚNG NHỮNG VẤN ĐỀ CẦN NGHIÊN CỨU............................... 41 1.5. QUY TRÌNH VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU........................................ 43 1.5.1. Quy trình nghiên cứu ...................................................................................... 43 1.5.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................................ 45 1.6. TIỂU KẾT CHƢƠNG 1 .................................................................................... 50 Chƣơng 2. XÂY DỰNG MÔ HÌNH ỨNG DỤNG GIS TRONG QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT CẤP HUYỆN .................................................... 52 2.1. PHÂN TÍCH QUY TRÌNH THỰC HIỆN QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT CẤP HUYỆN THEO QUY ĐỊNH HIỆN HÀNH .................................................... 52 2.2. MÔ HÌNH ỨNG DỤNG GIS TRONG CHUẨN BỊ DỮ LIỆU PHỤC VỤ XÂY DỰNG PHƢƠNG ÁN QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT CẤP HUYỆN ....... 53 2.2.1. Nhận dạng các vấn đề cần giải quyết .............................................................. 53 2.2.2. Mô hình ứng dụng GIS trong chuẩn bị dữ liệu phục vụ QHSDĐ cấp huyện ...... 57 i
2.3. MÔ HÌNH ỨNG DỤNG GIS TRONG XÂY DỰNG PHƢƠNG ÁN QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT CẤP HUYỆN ................................................................ 63 2.3.1. Nhận dạng các vấn đề cần giải quyết .............................................................. 63 2.3.2. Mô hình ứng dụng GIS trong lựa chọn vị trí tối ƣu cho công trình................ 66 2.3.3. Mô hình ứng dụng GIS trong đánh giá thích hợp đất đai bền vững ............... 72 2.3.4. Mô hình ứng dụng GIS trong tính toán số liệu QHSDĐ cấp huyện ............... 75 2.3.5. Mô hình ứng dụng GIS trong thể hiện phƣơng án QHSDĐ cấp huyện.......... 77 2.3.6. Mô hình ứng dụng GIS trong xây dựng phƣơng án QHSDĐ cấp huyện ....... 79 2.4. MÔ HÌNH ỨNG DỤNG GIS TRONG THẨM ĐỊNH VÀ LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT CẤP HUYỆN .............................. 81 2.4.1. Nhận dạng các vấn đề cần giải quyết .............................................................. 81 2.4.2. GIS trong thẩm định chất lƣợng dữ liệu đầu vào phục vụ QHSDĐ ............... 81 2.4.3. Mô hình ứng dụng GIS trong đánh giá tính hợp lý về phân bố không gian của phƣơng án QHSDĐ cấp huyện ........................................................................... 82 2.4.4. Mô hình ứng dụng GIS trong đánh giá hiệu quả của công tác đánh giá thích hợp đất đai ................................................................................................................. 85 2.4.5. GIS trong thẩm định dữ liệu đầu ra của phƣơng án QHSDĐ ......................... 88 2.4.6. Mô hình ứng dụng GIS trong thẩm định và phê duyệt phƣơng án QHSDĐ cấp huyện .................................................................................................................. 88 2.5. MÔ HÌNH ỨNG DỤNG GIS TRONG CÔNG BỐ VÀ THEO DÕI THỰC HIỆN PHƢƠNG ÁN QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT CẤP HUYỆN ................... 90 2.5.1. Nhận dạng các vấn đề cần giải quyết .............................................................. 90 2.5.2. WebGIS trong công bố phƣơng án QHSDĐ và lấy ý kiến của các bên liên quan và quản lý tiến độ QHSDĐ .............................................................................. 92 2.5.3. Mô hình ứng dụng GIS trong công bố và theo dõi thực hiện phƣơng án QHSDĐ ..................................................................................................................... 97 2.6. MÔ HÌNH TỔNG THỂ ỨNG DỤNG GIS TRONG QHSDĐ CẤP HUYỆN ...... 99 2.6.1. Sơ đồ mô hình ................................................................................................. 99 2.6.2. Giải pháp triển khai mô hình ........................................................................ 101 2.6.3. Dự kiến thuận lợi và khó khăn khi triển khai ứng dụng mô hình ................. 102 2.6.4. Xây dựng các phần mềm hỗ trợ triển khai mô hình ..................................... 104 2.7. TIỂU KẾT CHƢƠNG 2 .................................................................................. 107 ii
Chƣơng 3. THỬ NGHIỆM MÔ HÌNH TẠI HUYỆN ĐÔNG HƢNG, TỈNH THÁI BÌNH ................................................................................................ 108 3.1. LỰA CHỌN KHU VỰC THỬ NGHIỆM ....................................................... 108 3.2. ĐẶC ĐIỂM CỦA KHU VỰC NGHIÊN CỨU ............................................... 109 3.2.1. Đặc điểm tự nhiên ......................................................................................... 109 3.2.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội .............................................................................. 110 3.2.3. Tình hình thực hiện công tác quản lý đất đai ................................................ 110 3.3. PHƢƠNG PHÁP VÀ ĐIỀU KIỆN THỬ NGHIỆM ....................................... 112 3.3.1. Dữ liệu thử nghiệm ....................................................................................... 112 3.3.2. Cách thức triển khai thử nghiệm ................................................................... 113 3.4. THỬ NGHIỆM TRONG CHUẨN BỊ DỮ LIỆU PHỤC VỤ QHSDĐ .......... 114 3.4.1. Thu thập dữ liệu ............................................................................................ 114 3.4.2. Đánh giá dữ liệu và nhận dạng các vấn đề cần giải quyết ............................ 115 3.4.3. Chuẩn hóa dữ liệu phục vụ QHSDĐ ............................................................ 116 3.4.4. Xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ QHSDĐ .................................................... 120 3.5. THỬ NGHIỆM TRONG XÂY DỰNG PHƢƠNG ÁN QHSDĐ ................... 121 3.5.1. Lựa chọn vị trí quy hoạch các công trình ..................................................... 121 3.5.2. Đánh giá thích hợp đất đai đối với cây lúa nƣớc và cây ngô ........................ 130 3.6. THỬ NGHIỆM TÍNH TOÁN SỐ LIỆU ......................................................... 133 3.7. THỬ NGHIỆM TRONG THẨM ĐỊNH PHƢƠNG ÁN QHSDĐ .................. 134 3.7.1. Đánh giá tính hợp lý về vị trí không gian các công trình quy hoạch ............ 134 3.7.2. Kiểm tra công tác đánh giá thích hợp đất đai đối với cây trồng ................... 136 3.8. THỬ NGHIỆM TRIỂN KHAI THỰC HIỆN PHƢƠNG ÁN QHSDĐ .......... 138 3.8.1. Công bố phƣơng án QHSDĐ huyện Đông Hƣng giai đoạn 2010-2020 ....... 139 3.8.2. Chức năng phản hồi về quy hoạch sử dụng đất ............................................ 140 3.8.3. Theo dõi tiến độ quy hoạch sử dụng đất ....................................................... 141 3.8.4. Đánh giá của ngƣời sử dụng về triển khai hệ thống ..................................... 142 3.9. ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỬ NGHIỆM VÀ ĐỊNH HƢỚNG PHÁT TRIỂN NGHIÊN CỨU........................................................................................................ 144 3.9.1. Đánh giá kết quả thử nghiệm ........................................................................ 144 3.9.2. Định hƣớng phát triển nghiên cứu ................................................................ 146 3.10. TIỂU KẾT CHƢƠNG 3 ................................................................................ 147 iii
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .............................................................................. 149 DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN ..................................................................................................... 151 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 152 PHỤ LỤC ............................................................................................................... 165 PHỤ LỤC 01. BẢN ĐỒ QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT ĐẾN NĂM 2020 HUYỆN ĐÔNG HƢNG - TỈNH THÁI BÌNH .................................................. 166 PHỤ LỤC 02. LƢỢC ĐỒ CẤU TRÚC CSDLĐĐ PHỤC VỤ QHSDĐ CẤP HUYỆN ..................................................................................................... 167 PHỤ LỤC 03. VÍ DỤ VỀ PHIẾU ĐIỀU TRA Ý KIẾN CHUYÊN GIA VỀ CÁC CHỈ TIÊU LỰA CHỌN VỊ TRÍ QUY HOẠCH CHO ĐẤT PHI NÔNG NGHIỆP ......................................................................................... 172 PHỤ LỤC 04. TRỌNG SỐ CÁC CHỈ TIÊU LỰA CHỌN VỊ TRÍ KHÔNG GIAN QUY HOẠCH 04 LOẠI ĐẤT PHI NÔNG NGHIỆP ............................. 177 PHỤ LỤC 05. PHÂN KHOẢNG GIÁ TRỊ VÀ HÀM THÀNH VIÊN CỦA MỖI CHỈ TIÊU LỰA CHỌN VỊ TRÍ 04 LOẠI ĐẤT PHI NÔNG NGHIỆP ..... 179 PHỤ LỤC 06. RASTER ĐIỂM HỢP LÝ THEO CÁC CHỈ TIÊU CỦA CÁC LOẠI ĐẤT PHI NÔNG NGHIỆP ............................................................ 184 PHỤ LỤC 07. KẾT QUẢ PHÂN LOẠI MỨC THÍCH HỢP ........................... 186 PHỤ LỤC 08. SƠ ĐỒ VỊ TRÍ CÁC KHU VỰC LỰA CHỌN TIỀM NĂNG... 188 PHỤ LỤC 09. SƠ ĐỒ VỊ TRÍ TỐI ƢU CHO ĐẤT LÀM NGHĨA TRANG, NGHĨA ĐỊA ....................................................................................................... 189 PHỤ LỤC 10. ĐỐI SÁNH VỊ TRÍ TỐI ƢU ĐẤT LÀM NGHĨA TRANG, NGHĨA ĐỊA VỚI PHƢƠNG ÁN QHSDĐ HUYỆN ĐÔNG HƢNG, TỈNH THÁI BÌNH ............................................................................................. 190 PHỤ LỤC 11. PHIẾU ĐIỀU TRA Ý KIẾN CHUYÊN GIA TRONG ĐGTHĐĐ TẠI HUYỆN ĐÔNG HƢNG, TỈNH THÁI BÌNH ............................................ 199 PHỤ LỤC 12. PHÂN CẤP CÁC CHỈ TIÊU ĐGTHĐĐ HUYỆN ĐÔNG HƢNG ..................................................................................... 203 PHỤ LỤC 13. CÁC LỚP BẢN ĐỒ THÍCH HỢP ĐƠN TÍNH ........................ 204 PHỤ LỤC 14. YÊU CẦU SỬ DỤNG ĐẤT VÀ KHẢ NĂNG THÍCH HỢP ĐẤT ĐAI CỦA LUTs ........................................................................................ 205 iv
PHỤ LỤC 15 BẢNG 01/CH: HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT NĂM 2010 CỦA HUYỆN ĐÔNG HƢNG ........................................................................... 206 PHỤ LỤC 16 BẢNG 03/CH: BIỂU QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT ĐẾN NĂM 2020 CỦA HUYỆN ĐÔNG HƢNG ........................................................ 207 PHỤ LỤC 17 BẢNG 04/CH: DIỆN TÍCH CHUYỂN MỤC ĐÍCH SỬ DỤNG ĐẤT TRONG KỲ QUY HOẠCH PHÂN BỔ ĐẾN TỪNG ĐƠN VỊ HÀNH CHÍNH CẤP XÃ CỦA HUYỆN ĐÔNG HƢNG ................................. 208 PHỤ LỤC 18. CÁC PHIẾU ĐIỀU TRA VỀ PHẦN MỀM HTTT QHSDĐ .... 209 PHỤ LỤC 19. TRA CỨU THÔNG TIN VỀ QUY HOẠCH KHU DÂN CƢ NÔNG THÔN XÃ ĐÔNG XUÂN (TRÁI) VÀ ĐO ĐẠC KÍCH THƢỚC QUY HOẠCH KHU CÔNG NGHIỆP PHONG CHÂU (PHẢI) ...................... 222 PHỤ LỤC 20. GỬI Ý KIẾN PHẢN HỒI VỀ QUY HOẠCH KHU CÔNG NGHIỆP PHONG CHÂU .................................................................................. 223 PHỤ LỤC 21. TỔNG HỢP SỐ LIỆU KHẢO SÁT VỀ HẠ TẦNG CNTT ĐỂ TRIỂN KHAI HTTT QHSDĐ Ở TỈNH THÁI BÌNH VÀ HUYỆN ĐÔNG HƢNG ..................................................................................... 224 v
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT AHP Quá trình phân tích thứ bậc (Analytic Hierarchy Process) BCL CTRSH Bãi chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt CSDL Cơ sở dữ liệu ĐGTHĐĐ Đánh giá thích hợp đất đai ĐVĐĐ Đơn vị đất đai Viện nghiên cứu các hệ thống môi trƣờng ESRI (Environmental System Research Institute) FAHP Quá trình phân tích thứ bậc mờ (Fuzzy Analytic Hierarchy Process) Tổ chức Lƣơng thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations) GIS Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System) HTSDĐ Hiện trạng sử dụng đất HTTT Hệ thống thông tin KCN Khu công nghiệp LC Đặc tính đất đai (Land Characteristic) LCĐĐ Lựa chọn địa điểm LUR Yêu cầu sử dụng đất (Land Use Requirement) LUT Loại hình sử dụng đất (Land Use Type) MCA Phân tích đa chỉ tiêu (Multi Criteria Analysis) PCM Ma trận so sánh cặp (Pair-wise Comparison Matrix) QH, KHSDĐ Quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất QHSDĐ Quy hoạch sử dụng đất ROC Đƣờng cong đặc trƣng (Receiver Operating Curve) TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TCXDVN Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TN&MT Tài nguyên và Môi trƣờng UBND Ủy ban nhân dân UML Ngôn ngữ mô hình hóa thống nhất (Unified Modeling Language) XML Ngôn ngữ đánh dấu mở rộng (eXtensible Markup Language) vi
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Giá trị RI tƣơng ứng với từng số lƣợng chỉ tiêu n ................................... 38 Bảng 2.1. Chuẩn hóa về quan hệ không gian giữa các đối tƣợng ............................ 59 Bảng 2.2. Ma trận so sánh mức độ quan trọng của các nhóm chỉ tiêu ..................... 69 Bảng 2.3. Các chức năng chính của phần mềm LUPA hỗ trợ đánh giá tính hợp lý về phân bố không gian của phƣơng án QHSDĐ .......................... 105 Bảng 3.1. Các lỗi về chồng đè và lỗi về có khoảng trống ...................................... 118 Bảng 3.2. Các chỉ tiêu lựa chọn vị trí không gian cho đất làm nghĩa trang, nghĩa địa .......................................................................................................... 122 Bảng 3.3. Các lớp dữ liệu đầu vào trong lựa chọn vị trí không gian quy hoạch đất làm nghĩa trang, nghĩa địa tại huyện Đông Hƣng, tỉnh Thái Bình. .......... 123 Bảng 3.4. Mờ hóa ma trận so sánh các nhóm chỉ tiêu trong lựa chọn vị trí không gian cho đất làm nghĩa trang, nghĩa địa ............................................... 124 Bảng 3.5. Tổng hợp ý kiến của 03 chuyên gia về các nhóm chỉ tiêu trong lựa chọn vị trí không gian cho đất làm nghĩa trang, nghĩa địa ....................... 125 Bảng 3.6. Trọng số các chỉ tiêu trong lựa chọn vị trí không gian cho đất làm nghĩa trang, nghĩa địa...................................................................................... 125 Bảng 3.7. Tổng hợp kết quả đánh giá chung cuộc cho đất làm nghĩa trang, nghĩa địa tại xã Phú Châu ............................................................................... 128 Bảng 3.8. Trọng số cho các chỉ tiêu ĐGTHĐĐ cho cây lúa nƣớc và cây ngô....... 131 vii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1. Quy trình lựa chọn vị trí BCL CTRSH cho khu vực đô thị Harlingen, miền Nam Texas, Mỹ........................................................................................ 13 Hình 1.2. Hệ thống thông tin phản hồi trong QHSDĐ tại Phần Lan ....................... 18 Hình 1.3. Quy trình lựa chọn địa điểm bố trí BCL CTRSH bằng GIS và AHP ...... 21 Hình 1.4. Mô hình hoạt động hệ thống CTGIS tại thành phố Cần Thơ ................... 23 Hình 1.5. Cổng thông tin địa lý và cổng thông QHSDĐ ở Đồng Nai và TP. Huế..... 24 Hình 1.6. Cổng thông tin địa lý và cổng thông QHSDĐ Đà Lạt và Hà Nội ............ 24 Hình 1.7. Tổng hợp các bƣớc xây dựng QHSDĐ cấp huyện theo quy định hiện hành ........................................................................................................... 27 Hình 1.8. So sánh cặp số mờ .................................................................................... 37 Hình 1.9. Sơ đồ quy trình nghiên cứu ...................................................................... 43 Hình 1.10. Đƣờng cong ROC và độ chính xác đƣờng đo lƣờng.............................. 49 Hình 2.1. Mô hình ứng dụng GIS trong chuẩn bị dữ liệu phục vụ QHSDĐ cấp huyện .......................................................................................................... 58 Hình 2.2. Mô hình ứng dụng GIS trong lựa chọn vị trí tối ƣu cho công trình ......... 66 Hình 2.3. Mô hình ứng dụng GIS trong đánh giá thích hợp đất đai bền vững ........ 73 Hình 2.4. Mô hình ứng dụng GIS trong tính toán số liệu QHSDĐ cấp huyện. ....... 76 Hình 2.5. Mô hình ứng dụng GIS trong thể hiện phƣơng án QHSDĐ cấp huyện ... 79 Hình 2.6. Mô hình ứng dụng GIS trong xây dựng phƣơng án QHSDĐ cấp huyện ...... 80 Hình 2.7. Mô hình ứng dụng GIS trong đánh giá tính hợp lý về phân bố không gian của phƣơng án QHSDĐ cấp huyện ................................................ 83 Hình 2.8. Biểu đồ phân bố điểm số hợp lý và lựa chọn ngƣỡng điểm hợp lý trong một ví dụ đánh giá tính hợp lý của đất ở đô thị. ...................................... 85 Hình 2.9. Tạo các điểm kiểm tra kết quả ĐGTHĐĐ (a) và đƣờng cong ROC (b) .... 86 Hình 2.10. Mô hình ứng dụng GIS trong đánh giá hiệu quả của công tác ĐGTHĐ..... 87 Hình 2.11. Mô hình ứng dụng GIS trong thẩm định và phê duyệt phƣơng án QHSDĐ cấp huyện ........................................................................................... 89 viii
Hình 2.12. Mô hình ứng dụng GIS trong công bố và theo dõi thực hiện theo dõi phƣơng án QHSDĐ ........................................................................................... 98 Hình 2.13. Mô hình tổng thể ứng dụng GIS trong QHSDĐ cấp huyện ................. 100 Hình 2.14. Giao diện chính của phân hệ quản lý chỉ tiêu của phần mềm LUPA ..... 106 Hình 2.15. Giao diện chính của phân hệ xử lý dữ liệu của phần mềm LUPA ....... 106 Hình 3.1. Vị trí của huyện Đông Hƣng trong tỉnh Thái Bình ................................ 109 Hình 3.2. Biểu đồ chuyển dịch cơ cấu sử dụng đất theo phƣơng án QHSDĐ đến năm 2020 của huyện Đông Hƣng. ........................................................... 111 Hình 3.3. Chuyển đổi hệ quy chiếu và định dạng dữ liệu trên bản đồ địa hình từ *.dgn sang Geodatabase bằng công cụ Spatial ETL. ................................. 117 Hình 3.4. Chuẩn hóa lớp QHSDĐ.......................................................................... 117 Hình 3.5. Sửa lỗi ghi chú loại đất nằm ngoài vùng hiện trạng............................... 118 Hình 3.6. Lỗi ranh giới QHSDĐ không khép kín .................................................. 118 Hình 3.7. Lỗi Topology của thửa đất ..................................................................... 119 Hình 3.8. Tạo công cụ chuyển đổi font chữ bằng ngôn ngữ Python trong ArcGIS ....119 Hình 3.9. Thiết kế CSDL phục vụ QHSDĐ bằng phần mềm Enterprise Architect. ...120 Hình 3.10. Ma trận so sánh các nhóm chỉ tiêu trong lựa chọn vị trí không gian cho đất làm nghĩa trang, nghĩa địa .................................................................. 124 Hình 3.11. Điểm các lớp chỉ tiêu quy hoạch đất làm nghĩa trang, nghĩa địa ......... 126 Hình 3.12. Phân bố của các vị trí tiềm năng cho quy hoạch đất làm nghĩa trang, nghĩa địa .......................................................................................................... 127 Hình 3.13. Sơ đồ vị trí tối ƣu cho quy hoạch đất làm nghĩa trang, nghĩa địa tại xã Phú Châu ............................................................................................... 129 Hình 3.14. Kết quả đánh giá thích hợp đất đai tự nhiên cho cây lúa nƣớc và cây ngô tại huyện Đông Hƣng ........................................................................ 132 Hình 3.15. Biểu đồ phân bố điểm hợp lý và ngƣỡng điểm hợp lý cho đất ở tại đô thị tại huyện Đông Hƣng, tỉnh Thái Bình ............................................. 134 Hình 3.16. Biểu đồ phân bố điểm hợp lý và ngƣỡng điểm hợp lý cho đất làm nghĩa trang, nghĩa địa tại huyện Đông Hƣng, tỉnh Thái Bình ................. 135 ix
Hình 3.17. Biểu đồ phân bố điểm hợp lý và ngƣỡng điểm hợp lý cho đất xây dựng trạm y tế tại huyện Đông Hƣng, tỉnh Thái Bình ............................................. 135 Hình 3.18. Biểu đồ phân bố điểm hợp lý và ngƣỡng điểm hợp lý cho đất xây dựng trƣờng mầm non, tiểu học tại huyện Đông Hƣng, tỉnh Thái Bình .................. 136 Hình 3.19. Kiểm tra kết quả ĐGTHĐĐ bằng GIS và FAHP-GDM và theo FAO cho cây lúa nƣớc tại huyện Đông Hƣng ......................................................... 137 Hình 3.20. Kiểm tra kết quả ĐGTHĐĐ bằng GIS và FAHP-GDM với HTSDĐ năm 2013 cho cây lúa nƣớc tại huyện Đông Hƣng ........................................ 137 Hình 3.21. Kiểm tra kết quả ĐGTHĐĐ theo FAO với HTSDĐ năm 2013 ........... 137 cho cây lúa nƣớc tại huyện Đông Hƣng ................................................................. 137 Hình 3.22. Kiểm tra kết quả ĐGTHĐĐ cho cây ngô ............................................. 138 Hình 3.23. Giao diện chính của hệ thống thông tin QHSDĐ................................. 139 Hình 3.24. Xem danh sách phản hồi và trả lời ý kiến phản hồi ............................. 140 Hình 3.25. Hiển thị danh sách phản hồi và ý kiến trả lời phản hồi cho ngƣời dân.................................................................................................. 141 Hình 3.26. Ngƣời dân (Lê Tiến Thành) đánh giá ý kiến trả lời của cơ quan chức năng đối với phản hồi số 5 mình đã gửi trƣớc đây ......................................... 141 Hình 3.27. Nhập thông tin về tiến độ thực hiện quy hoạch Khu công nghiệp Nguyên Xá kèm theo ảnh minh họa tiến độ ................................................... 142 Hình 3.28. Biểu đồ tổng hợp ý kiến đánh giá về hệ thống thông tin QHSDĐ ở huyện Đông Hƣng ........................................................................................... 144 x
MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Đất đai là tài nguyên hữu hạn của quốc gia và là tài sản thuộc sở hữu toàn dân do Nhà nƣớc đại diện chủ sở hữu và thống nhất quản lý theo pháp luật [134]. Một hệ thống quản lý đất đai có hiệu quả là điều kiện cơ bản để phát triển kinh tế - xã hội, đảm bảo an ninh, quốc phòng và ổn định chính trị. Quy hoạch sử dụng đất (QHSDĐ) là một trong 03 công cụ cơ bản (pháp luật, quy hoạch, kinh tế - tài chính) để Nhà nƣớc quản lý đất đai. Nếu đƣợc thực hiện tốt, QHSDĐ là một công cụ hữu hiệu để điều tiết các quan hệ về đất đai, đảm bảo nguồn lực về đất đai cho phát triển kinh tế và ổn định xã hội. Phƣơng án QHSDĐ sau phê duyệt là căn cứ để Nhà nƣớc thực hiện giao đất, cho thuê đất, thu hồi đất và chuyển đổi mục đích sử dụng đất [30]. Trong hệ thống QHSDĐ hiện hành thì QHSDĐ cấp huyện là cấp cơ sở (cấp thấp nhất) nên đòi hỏi mức độ chi tiết rất cao và ảnh hƣởng trực tiếp đến quyền lợi, nghĩa vụ của ngƣời dân [30]. Trong những năm gần đây, QHSDĐ cấp huyện đã đạt đƣợc những nhiều kết quả tích cực nhƣ: giúp các địa phƣơng chuyển dịch cơ cấu sử dụng đất đồng bộ với chuyển dịch cơ cấu lao động, cơ cấu đầu tƣ trong phát triển kinh tế, xã hội [22, 26], nâng cao dân chủ ở cấp cơ sở thông qua công khai minh bạch phƣơng án QHSDĐ của huyện [26]. Tuy nhiên, bên cạnh những kết quả đạt đƣợc, QHSDĐ cấp huyện vẫn còn nhiều vấn đề cần giải quyết: thiếu sự đồng bộ với quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội và quy hoạch ngành, QHSDĐ cấp tỉnh dẫn đến những hệ lụy về thu hồi đất, đặc biệt là đất nông nghiệp [113, 116]; tiến độ thực hiện chậm và thiếu kiểm soát chặt chẽ sau khi quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất có hiệu lực hay dẫn đến tình trạng quy hoạch treo, thƣờng xuyên phải điều chỉnh quy hoạch, gây tốn kém về kinh tế và sự bất ổn về xã hội [46, 47, 115, 132]. Để khắc phục những vấn đề nêu trên, trong QHSDĐ cấp huyện cần thiết phải áp dụng những tiến bộ khoa học và công nghệ có liên quan đến quản lý và sử dụng tài nguyên đất đai [30]. Trong bối cảnh Việt Nam và Thế giới đang chuyển sang cuộc Cách mạng công nghiệp lần thứ tƣ, một trong những giải pháp đƣợc ngành tài 1
nguyên và môi trƣờng đặt trọng tâm là tăng cƣờng ứng dụng công nghệ thông tin trong mọi hoạt động quản lý đất đai [118]. Với thế mạnh về phân tích và xử lý dữ liệu không gian, hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information Systems - GIS) đã và đang đƣợc ứng dụng rộng rãi trong trong quản lý đất đai nói chung và QHSDĐ nói riêng. Đã có nhiều nghiên cứu ở trong nƣớc và trên thế giới về việc ứng dụng GIS trong quy hoạch ngành [14, 15, 25], xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ QHSDĐ [11, 19, 108], lựa chọn vị trí không gian cho quy hoạch một số công trình [2, 24, 36], đánh giá thích hợp đất đai [29], xây dựng các trang thông tin về QHSDĐ tại một số địa phƣơng [40, 48, 130, 136]. Tuy nhiên, các nghiên cứu này mới chỉ đề cập đến một hoặc một số nội dung cụ thể của QHSDĐ nên việc ứng dụng GIS còn thiếu tính hệ thống. Các nhà quản lý và cán bộ QHSDĐ chƣa thấy đƣợc một bức tranh đầy đủ về vấn đề ứng dụng GIS trong QHSDĐ và do đó, việc ứng dụng GIS chƣa đƣợc lồng ghép trong các văn bản hƣớng dẫn và chƣa đƣợc triển khai một cách tích cực, chủ động trong thực tiễn. Bên cạnh đó, những nghiên cứu đơn lẻ hiện nay chƣa phủ kín toàn bộ chu trình QHSDĐ, ví dụ nhƣ vấn đề đánh giá tính hợp lý của phƣơng án QHSDĐ hay việc phát triển các giải pháp công nghệ giúp ngƣời dân giám sát việc thực hiện phƣơng án QHSDĐ chƣa đƣợc quan tâm đúng mức. Vì vậy, rất cần những nghiên cứu mang tính hệ thống và toàn diện để có thể khai thác một cách tổng thể tiềm năng của GIS trong QHSDĐ nói chung và QHSDĐ cấp huyện nói riêng. Nhu cầu cấp thiết đặt ra là cần xây dựng một mô hình vừa có tính tổng quát, vừa có tính cụ thể và phù hợp với điều kiện của Việt Nam về ứng dụng GIS hỗ trợ công tác QHSDĐ trong tất cả các công đoạn, từ thu thập dữ liệu, xây dựng phƣơng án, thẩm định và công bố phƣơng án đến việc theo dõi tiến độ thực hiện phƣơng án trong suốt chu trình QHSDĐ. Đề tài luận án này đã đƣợc lựa chọn nhằm góp phần giải quyết vấn đề nêu trên cả dƣới góc độ khoa học và góc độ thực tiễn. Để thu thập dữ liệu và thử nghiệm mô hình, đề tài đã lựa chọn huyện Đông Hƣng, tỉnh Thái Bình là một địa bàn có tính đại diện cao cho các huyện vùng đồng bằng với kinh tế phát triển nhanh, chuyển dịch cơ cấu sử dụng đất rõ nét, các loại hình sử dụng đất đa dạng và chƣa xây dựng đƣợc cơ sở dữ liệu đất đai. 2
2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu * Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu của luận án là xây dựng đƣợc một mô hình tổng thể về ứng dụng GIS trong QHSDĐ cấp huyện nhằm tăng cƣờng tính khoa học và nâng cao hiệu quả của công tác QHSDĐ, hƣớng tới mục tiêu quản lý và sử dụng bền vững tài nguyên đất đai. * Nhiệm vụ nghiên cứu Để đạt đƣợc mục tiêu nêu trên, luận án đã thực hiện những nhiệm vụ nghiên cứu sau: - Nghiên cứu cơ sở khoa học và pháp lý của công tác QHSDĐ cấp huyện, những vấn đề cần khắc phục trong công tác QHSDĐ cấp huyện, sự cần thiết phải ứng dụng công nghệ GIS và tổng quan về tình hình ứng dụng GIS trong QHSDĐ; - Nghiên cứu xây dựng mô hình ứng dụng GIS trong QHSDĐ cấp huyện có tính tích hợp cao, có nội hàm phủ trùm tất cả các bƣớc của quá trình xây dựng và triển khai thực hiện QHSDĐ cấp huyện; - Triển khai thử nghiệm mô hình tại một đơn vị hành chính cấp huyện có tính đại diện là huyện Đông Hƣng, tỉnh Thái Bình; phân tích kết quả thử nghiệm để thấy rõ tính khả thi của mô hình. 3. Phạm vi nghiên cứu * Phạm vi không gian Phạm vi không gian của luận án đƣợc giới hạn tại địa bàn thử nghiệm là huyện Đông Hƣng, tỉnh Thái Bình. * Phạm vi khoa học - Luận án chỉ tập trung nghiên cứu công tác QHSDĐ cấp huyện, mặc dù phần lớn kết quả nghiên cứu có thể đƣợc điều chỉnh để áp dụng cho quy hoạch sử dụng đất ở các cấp khác. - Luận án giới hạn nghiên cứu về vấn đề ứng dụng GIS và các phƣơng pháp, kỹ thuật khác có liên quan trong QHSDĐ cấp huyện thuộc phạm vi điều chỉnh của Luật đất đai năm 2013, Luật quy hoạch năm 2017 và các văn bản hƣớng dẫn thi hành. 3
4. Kết quả đạt đƣợc - Đã đƣa ra một mô hình tổng thể, có tính tích hợp cao về ứng dụng GIS trong QHSDĐ cấp huyện, bao gồm cả 04 giai đoạn: chuẩn bị dữ liệu phục vụ QHSDĐ; xây dựng phƣơng án QHSDĐ; thẩm định phƣơng án QHSDĐ; triển khai và theo dõi thực hiện phƣơng án QHSDĐ. - Xây dựng đƣợc 02 phần mềm hỗ trợ triển khai mô hình: Phần mềm hỗ trợ kiểm tra tính hợp lý của phƣơng án QHSDĐ và Phần mềm Hệ thống thông tin hỗ trợ công bố và theo dõi tiến độ thực hiện phƣơng án QHSDĐ. - Áp dụng thử nghiệm thành công mô hình cho huyện Đông Hƣng, tỉnh Thái Bình với một số kết quả cụ thể: + Thiết lập đƣợc cơ sở dữ liệu (CSDL) phục vụ QHSDĐ cho huyện Đông Hƣng; + Đề xuất đƣợc vị trí quy hoạch tối ƣu cho 04 loại đất phi nông nghiệp: đất ở tại đô thị; đất làm nghĩa trang, nghĩa địa; đất phát triển hạ tầng (bao gồm đất xây dựng trạm y tế và đất xây dựng trƣờng học mầm non, tiểu học); Khoanh đƣợc những vùng thích hợp đất đai tự nhiên cho hai loại cây trồng chủ yếu của huyện là cây lúa nƣớc và cây ngô; + Chỉ ra đƣợc một số bất cập của phƣơng án QHSDĐ đến năm 2020 của huyện Đông Hƣng về chất lƣợng dữ liệu phục vụ QHSDĐ, tính hợp lý về vị trí không gian của các đối tƣợng quy hoạch, mức độ kiểm soát thực hiện phƣơng án QHSDĐ,... 5. Ý nghĩa của luận án - Ý nghĩa khoa học: đã thiết lập đƣợc một mô hình ứng dụng GIS trong QHSDĐ cấp huyện trên cơ sở hệ thống hóa các nghiên cứu đã có và bổ sung, hoàn thiện, đề xuất mới một số quy trình, thuật toán. - Ý nghĩa thực tiễn: đã đƣa ra một giải pháp tổng thể giúp cho công tác QHSDĐ cấp huyện đạt hiệu quả cao hơn, có tính khách quan hơn và thu hút tốt hơn sự tham gia của các bên liên quan. Đồng thời, đã đạt đƣợc một số kết quả thực tiễn để hỗ trợ cho công tác QHSDĐ ở huyện Đông Hƣng, tỉnh Thái Bình. 6. Cấu trúc của luận án Ngoài phần mở đầu, kết luận và phụ lục, luận án đƣợc cấu trúc thành 03 chƣơng nhƣ sau: 4
- Chƣơng 1: Tổng quan về vấn đề nghiên cứu và phƣơng pháp nghiên cứu; - Chƣơng 2: Xây dựng mô hình ứng dụng GIS trong QHSDĐ cấp huyện; - Chƣơng 3: Thử nghiệm mô hình tại huyện Đông Hƣng, tỉnh Thái Bình. 7. Phƣơng pháp nghiên cứu Luận án đã sử dụng 04 nhóm phƣơng pháp nghiên cứu: - Nhóm phƣơng pháp thu thập số liệu và tài liệu; - Nhóm phƣơng pháp điều tra xã hội học; - Nhóm phƣơng pháp phân tích, xử lý dữ liệu; - Nhóm phƣơng pháp trình bày kết quả nghiên cứu; Chi tiết về quy trình nghiên cứu và các phƣơng pháp nghiên cứu đƣợc trình bày ở mục 1.5.2 trong Chƣơng 1 của luận án. 8. Luận điểm bảo vệ Luận điểm 1: Mô hình ứng dụng GIS trong quy hoạch sử dụng đất do luận án đề xuất là giải pháp công nghệ có tính khả thi và có hiệu quả cao cho tất cả các giai đoạn của chu trình quy hoạch sử dụng đất cấp huyện, từ chuẩn bị dữ liệu, xây dựng các phƣơng án QHSDĐ đến thẩm định, công bố và theo dõi thực hiện QHSDĐ. Luận điểm 2: Việc áp dụng mô hình ứng dụng GIS trong QHSDĐ cấp huyện cho phƣơng án QHSDĐ giai đoạn 2011-2020 của huyện Đông Hƣng, tỉnh Thái Bình giúp nhận dạng và khắc phục đƣợc các vấn đề về: chất lƣợng dữ liệu đầu vào, tính hợp lý của các đối tƣợng QHSDĐ, giải pháp công nghệ trong công khai và giám sát thực hiện phƣơng án QHSDĐ. 9. Những đóng góp mới của luận án - Luận án đã xây dựng đƣợc một mô hình có tính hệ thống, tính khả thi và tính hiệu quả về ứng dụng GIS cho công tác QHSDĐ cấp huyện trên cơ sở kế thừa, bổ sung và phát triển các kết quả nghiên cứu hiện có. Đồng thời, luận án đã phát triển đƣợc 02 giải pháp phần mềm hỗ trợ triển khai mô hình trong thực tế. - Luận án đã đánh giá đƣợc chất lƣợng của phƣơng án QHSDĐ đến năm 2020 của huyện Đông Hƣng, tỉnh Thái Bình trên cơ sở áp dụng mô hình ứng dụng GIS; chỉ ra đƣợc những điểm tích cực và những vấn đề còn tồn tại trong phƣơng án quy hoạch của huyện. 5
Chƣơng 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ ỨNG DỤNG GIS TRONG QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.1. TỔNG QUAN CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU VỀ ỨNG DỤNG GIS TRONG QHSDĐ 1.1.1. Khái niệm, mục tiêu và chức năng của QHSDĐ 1.1.1.1. Khái niệm về QHSDĐ Khái niệm đƣợc sử dụng rộng rãi nhất về QHSDĐ là khái niệm do Tổ chức Lƣơng thực và Nông nghiệp Liên hiệp quốc (FAO) đƣa ra, theo đó QHSDĐ là “việc đánh giá một cách có hệ thống các tiềm năng của đất đai và nguồn nƣớc, các lựa chọn về sử dụng đất và các điều kiện kinh tế - xã hội để lựa chọn và triển khai phƣơng án sử dụng đất đai tốt nhất” [65]. Mục đích của QHSDĐ là lựa chọn và triển khai các cách thức sử dụng đất đáp ứng một cách tốt nhất nhu cầu của con ngƣời trong khi vẫn gìn giữ đƣợc các nguồn tài nguyên cho tƣơng lai. Động lực trong QHSDĐ là nhu cầu thay đổi, nhu cầu nâng cao hiệu quả quản lý hay nhu cầu thay đổi cơ cấu sử dụng đất phát sinh do sự thay đổi của hoàn cảnh [65]. Quá trình QHSDĐ đƣợc dựa trên 3 yếu tố cơ bản: i) các bên liên quan tham gia trực tiếp vào hay chịu tác động bởi các đơn vị đất đai đƣợc quy hoạch, ii) chất lƣợng và hạn chế của từng bộ phận cấu thành của các đơn vị đất đai và iii) sự xem xét về các phƣơng án sử dụng đất có tính khả thi [85]. Các quyết định về QHSDĐ đƣợc đƣa ra không chỉ dựa trên sự thích hợp của đất đai mà còn tùy thuộc vào nhu cầu của sản xuất và tính cấp thiết của việc sử dụng một khoanh vi đất đai cụ thể cho một mục đích cụ thể. QHSDĐ phải tích hợp thông tin về tính thích hợp của đất đai, nhu cầu về đất đai cho các hoạt động kinh tế - xã hội khác nhau và cơ hội để thỏa mãn các nhu cầu đó bằng nguồn tài nguyên đất đai sẵn có trong hiện tại và tƣơng lai [94]. Ở Việt Nam, pháp luật về đất đai cũng đƣa ra khái niệm rõ ràng về QHSDĐ. Theo Luật đất đai năm 2013, QHSDĐ là việc “phân bổ và khoanh vùng đất đai theo không gian sử dụng cho các mục tiêu phát triển kinh tế - xã hội, quốc phòng, an ninh, bảo vệ môi trƣờng và thích ứng biến đổi khí hậu trên cơ sở tiềm năng đất đai và nhu cầu sử dụng đất của các ngành, lĩnh vực đối với từng vùng kinh tế - xã hội 6