Nghiên cứu định lượng giá trị dịch vụ hệ sinh thái trong bối cảnh đô thị hóa tại khu vực thành phố Huế giai đoạn 1995-2018 trên cơ sở dữ liệu viễn thám và GIS

oa häc tù nhiªn ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRNG I HC KHOA HC T NHIấN đại học kh BÁO CÁO TỔNG KẾT KẾT QUẢ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CẤP CƠ SỞ Tên đề tài: Nghiên cứu định lượng giá trị dịch vụ hệ sinh thái bối cảnh thị hóa khu vực thành phố Huế giai đoạn 1995-2018 sở liệu viễn thám GIS Mã số đề tài: TN.18.15 Chủ nhiệm đề tài: ThS Phạm Văn Mạnh Hà Nội, tháng năm 2019 PHẦN I THÔNG TIN CHUNG Tên đề tài: Nghiên cứu định lượng giá trị dịch vụ hệ sinh thái bối cảnh thị hóa khu vực thành phố Huế giai đoạn 1995-2018 sở liệu viễn thám GIS Mã số: TN.18.15 Danh sách cán thực đề tài: TT Học vị, họ tên Đơn vị cơng tác Vai trị thực đề tài (Chủ nhiệm/Tham gia) ThS Phạm Văn Mạnh Khoa Địa lý Chủ nhiệm ThS Phạm Minh Tâm NCS, Khoa Địa lý Tham gia Đơn vị chủ trì thực hiện: Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Thời gian thực hiện: 5.1 Theo hợp đồng: từ tháng năm 2018 đến tháng năm 2019 5.2 Gia hạn (nếu có): đến tháng… năm… 5.3 Thực thực tế: từ tháng năm 2018 đến tháng năm2019 Tổng kinh phí đƣợc phê duyệt đề tài: 25 triệu đồng Những thay đổi so với thuyết minh ban đầu (nếu có) PHẦN II TỔNG QUAN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Đặt vấn đề Tính bền vững hệ sinh thái xác định thông qua hiểu biết lợi ích đem lại cho xã hội người, dịch vụ hệ sinh thái (ES) Hệ thống dịch vụ thường xác định dựa khả cung cấp tài nguyên sinh thái, văn hóa dịch vụ hỗ trợ đời sống [12] Các dịch vụ xác định thơng qua tiền tệ, giá trị thẩm mỹ tinh thần phát triển người [14] nên sản phẩm tiến hành trao đổi/chi trả thị trường [3] Trong bối cảnh khai thác tài nguyên cạn kiệt ngày nay, trình định lượng giá trị dịch vụ hệ sinh thái ngày trở nên phổ biến nhằm tận dụng hiểu biết kiểm soát môi trường tác động nhân sinh không gian, đảm bảo cân mục tiêu phát triển lãnh thổ Tuy nhiên, nhiễu động làm thay đổi điều kiện môi trường phần lớn đến từ bề mặt lớp phủ/sử dụng đất (LCLU), nơi q trình thị hóa diễn vơ mạnh mẽ, biểu suy thối mơi trường thơng qua tình trạng thực vật Do đó, phương thức xác định giá trị ES từ tham số đồ LCLU cho cách tiếp cận đánh giá “gián tiếp” ảnh hưởng nhân sinh lên môi trường/hệ sinh thái [6] Những nghiên cứu sử dụng tư liệu ảnh viễn thám nguồn tài liệu để chiết xuất thơng tin q trình thị hóa [15] Tuy nhiên, nghiên cứu trước bị hạn chế lớn ảnh viễn thám có độ phân giải khơng gian trung bình thấp [10] Như vậy, cần thông tin chi tiết thu từ liệu có độ phân giải cao để quan sát vùng đô thị không đồng nhất, để thu thông tin đáng tin cậy thay đổi LCLU Với thông tin thu từ ảnh vệ tinh có độ phân giải cao, ứng dụng khái niệm ES để đánh giá tác động môi trường, để xác định ảnh hưởng trình thị hóa mơi trường tự nhiên thông qua nhiều thị môi trường [11] Dù cho có số hạn chế tính ổn định số lượng liệu viễn thám, số lượng nghiên cứu ES tăng lên Đối với địa điểm, phương pháp đánh giá cần phải tuỳ biến phù hợp cho tính đến điều kiện địa phương cụ thể Tuy nhiên nhiều cách tiếp cận tùy biến tích hợp ES để lượng hóa tác động q trình thị hóa thuộc tính khơng gian khác Sau việc tăng hay giảm giá trị ES giúp xác định lợi ích tiềm ảnh hưởng xấu trình thị hóa [8] Phân tích ES trở thành cách tiếp cận phổ biến để kết nối yếu tố tự nhiên với tài nguyên văn hóa để phát triển việc sử dụng đất bền vững [9] Đặc biệt khía cạnh di sản văn hóa (DSVH), việc tích hợp ES việc quản lý bảo tồn di tích nhanh chóng xác định vấn đề đa dạng văn hoá, hệ thống nhận thức, giá trị giáo dục quan hệ xã hội Do kết nối thay đổi, bắt buộc phải giám sát ES để đánh giá LCLU hệ tài nguyên xã hội Nghiên cứu này, mô tả sử dụng liệu viễn thám đa thời gian để phân tích biến động LCLU Quần thể di tích Huế, để đánh giá tác động mơi trường q trình thị hóa giai đoạn từ năm 1995 đến 2018 Mục tiêu nghiên cứu bao gồm lượng hóa đặc điểm thị hóa sử dụng phân loại định hướng đối tượng với thuật tốn Support Vector Machine (SVM), tính tốn số thị hố - đặc trưng mức độ tăng trưởng biến động LCLU, thu giá trị ES mối tương quan tác động người môi trường Mục tiêu phạm vi nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu Xác định giá trị ES giám sát ảnh hưởng môi trường tác động nhân sinh khơng gian bối cảnh thị hóa thành phố Huế giai đoạn 1995-2018 Phạm vi nghiên cứu Phạm vi không gian: Khu vực nghiên cứu Quần thể di tích Huế di tích lịch sử - văn hóa triều Nguyễn chủ trương xây dựng khoảng thời gian từ đầu kỷ 19 đến nửa đầu kỷ 20 địa bàn kinh đô Huế xưa, nằm dọc hai bên bờ sông Hương thuộc thành phố Huế vài vùng phụ cận thuộc tỉnh Thừa Thiên Huế (phía Bắc giáp thị xã Hương Trà huyện Quảng Điền, phía Tây phía Nam giáp thị xã Hương Thuỷ, phía Đơng giáp huyện Phú Vang) (Hình 1), trải dài tọa độ từ 16o21’15’’ - 16o30’27’’ vĩ độ Bắc, 107o30’50’’ - 107o38’16’’ kinh độ Đông; ranh giới giới hạn khoảng 218 km2 Hình Khu vực nghiên cứu liệu sử dụng Phạm vi khoa học: Đề tài giới hạn nghiên cứu nội dung sau: (i) Phân tích q trình thị hóa sở viễn thám GIS; (ii) Xác định giá trị ES sở đối tượng LCLU; (iii) Phân tích mối quan hệ tác động thị hóa tới thay đổi giá trị ES Tổng quan tài liệu Ngoài kết nghiên cứu đề tài, thực tiễn ngồi nước, q trình thực nhiệm vụ đề tài, tác giả sử dụng số tài liệu sau: - Kết nghiên cứu thực địa: Thông qua lần khảo sát thực địa năm 2018 Tác giả thu thập số liệu sơ cấp, thứ cấp; tài liệu; ảnh trạng, v.v thực địa; - Dữ liệu ảnh viễn thám: ảnh vệ tinh SPOT-3 năm 1995, SPOT-7 năm 2018 phủ trùm toàn khu vực Quần thể di tích Huế Trong ảnh vệ tinh sử dụng để thành lập đồ LCLU Quần thể di tích Huế; - Các phần mềm sử dụng: Các phần mềm xử lý ảnh viễn thám chuyên dụng PCI Geomatics, ENVI; phần mềm xử lý liệu không gian ArcGIS, Mapinfo, Frastats; phần mềm thống kê R-Studio Cách tiếp cận phƣơng pháp nghiên cứu 4.1 Cách tiếp cận: Cơ sở để xây dựng cách tiếp cận đề tài xuất phát từ mục tiêu nghiên cứu Khoa học Công nghệ nhiệm vụ trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội đặt 4.2 Phương pháp nghiên cứu kỹ thuật sử dụng: 4.2.1 Tiền xử lý ảnh viễn thám đa thời gian Để xác định xu hướng q trình thị hóa khu vực nghiên cứu, liệu khơng gian sử dụng nghiên cứu bao gồm ảnh vệ tinh độ phân giải cao năm 1995 (SPOT3- 17/3, ảnh toàn sắc độ phân giải 10-m ảnh đa phổ độ phân giải 20-m) năm 2018 (SPOT7-20/9, ảnh toàn sắc độ phân giải 1,5-m, ảnh đa phổ độ phân giải 6-m) Các ảnh đa phổ hiệu chỉnh, loại bỏ ảnh hưởng khí phương pháp COSine Theta (COST) [1] Các ảnh vệ tinh quy chiếu hệ tọa độ WGS84/UTM múi 48 với điểm khống chế, hiệu chỉnh trực giao mơ hình số độ cao để đảm bảo độ xác nắn chỉnh hình học đạt +-0.5 pixel Dữ liệu tiếp tục hiệu chỉnh kỹ thuật tăng cường chất lượng ảnh, làm giảm ảnh hưởng mùa ảnh khác để xác định biến động lớp phủ/sử dụng đất Tiếp tục bước xử lý ảnh để đưa ảnh độ phân giải phổ phân giải không gian 2,5-m nhằm chuẩn bị cho bước chiết tách thông tin biến động LCLU với độ xác cao khu vực nghiên cứu Khu vực nằm vành đai nhiệt đới đặc thù có khí hậu chuyển tiếp khí hậu miền Bắc khí hậu miền Nam Đồng thời chịu ảnh hưởng tương tác từ đồng ven biển lên vùng núi cao Do có đầy đủ dạng địa hình nên chi phối quy luật địa đới, quy luật phi địa đới quy luật nhân tác tác động đến nhân tố hình thành lớp phủ thổ khu vực Quần thể di tích Huế Do vậy, đối tượng LCLU (Bảng 1) sử dụng nghiên cứu gồm: Bảng Các đối tượng LCLU sử dụng nghiên cứu LCLU Viết tắt Đất nông nghiệp AGR Khu vực xây dựng mật độ cao HDB Khu vực xây dựng mật độ thấp LDB Rừng Cây bụi FR Mặt nước WT Đất trống BS Không gian xanh đô thị UGS Nghĩa địa CEM Miêu tả Đất sử dụng cho mục đích trồng trọt, gồm diện tích đất trồng trọt theo mùa vụ, đất nông nghiệp bỏ trống giai đoạn làm đất, khu vực sử dụng để chăn thả gia súc Gồm tất bề mặt lớp phủ nhân tạo, quần cư có mật độ cao, đất sử dụng cho hoạt động thương mại, khu công nghiệp hay sở hạ tầng dành cho giao thông Gồm tất bề mặt lớp phủ nhân tạo, quần cư xen kẽ với xanh Bề mặt lớp phủ hệ sinh thái rừng tự nhiên, rừng trồng khu vực bảo tồn hay khu bảo tồn thiên nhiên Các bề mặt ngập nước giáng thủy, dòng chảy thường xuyên hay sông suối nhỏ Bề mặt lớp phủ có 1/3 diện tích thực vật, chủ yếu diện tích đất cằn cỗi với tầng đất mỏng, đất cát đá, loại đất khác Gồm tất hành lang xanh, vành đai xanh, nêm xanh, công viên, rừng tự nhiên, nhân tạo thành phố Huế Khu vực đất an táng, chôn cất, 4.2.2 Phân loại ảnh dựa đối tượng (Object Based Image Analysis-OBIA) (i) Phân đoạn ảnh (Segmentation): Trong năm gần đây, phát triển độ phân giải liệu viễn thám, phương pháp phân tích ảnh dựa đối tượng (OBIA) trở thành lựa chọn phổ biến nhà nghiên cứu phương pháp phân tích ảnh dựa pixel [4] Phương pháp xử lý phân đoạn ảnh áp dụng để chiết tách phần mở rộng đối tượng với độ xác cao để tăng khả phân loại, đặc biệt để phân biệt đặc trưng thị [2] Tuy nhiên, khơng có quy tắc phân loại thông số đơn lẻ xác định kết phân đoạn tốt hay khơng tốt Vì vậy, cần phải tích hợp pixel liền kề với đặc trưng phổ tương tự, kích thước trung bình đối tượng, tính đồng chúng Mỗi mảnh phân đoạn ảnh cho trước gán với lớp tương ứng liên quan đến liệu đối tượng Do đó, việc lựa chọn giá trị phù hợp với thông số hình dạng, độ lớn, độ hợp khối xác định chung độ xác đối tượng bước phân loại LCLU Tùy vào độ phân giải không gian ảnh, kích thước đối tượng độ xác kết phụ thuộc chặt chẽ vào cơng đoạn Hình Một mẫu phân đoạn tỷ lệ Scale (15), Shape (0,8) Compactness (0,5) khu vực Kinh Thành Huế (ii) Phân loại ảnh thuật toán SVM (Support Vector Machine): Việc tích hợp nhiều thuật tốn vào phương pháp phân loại đối tượng, bao gồm Bayes, Decision Tree K-Nearest Neighbors, Random Forest Support Vector Machine để tạo phân loại máy học khác Các phương pháp chứng minh hiệu cho việc khai thác tính hình ảnh có độ phân giải cao [7] Từ so sánh hiệu suất nhiều nghiên cứu, kết phân loại thuật toán Support Vector Machine (SVM) chứng minh có vượt trội so với thuật toán khác [13] Trong nghiên cứu này, thuật toán SVM phân loại dựa đối tượng sử dụng cho phân loại đối tượng di tích liên quan đến thị hóa Quần thể di tích Huế thực với phần mềm PCI Geomatics 2018 SP1 (trial mode) (iii) Chỉnh sửa hậu phân loại đánh giá độ xác: Để đánh giá kết phân loại số lượng nhầm lẫn lớp lớp phủ/sử dụng đất (LCLU) riêng lẻ Lựa chọn mẫu kiểm tra giả định tất đối tượng lớp bao phủ mức độ thích hợp phân chia toàn khu vực nghiên cứu Đánh giá thực phân loại cuối sau thực sàng lọc sau phân loại, để sửa số nhầm lẫn lớp Nông nghiệp (AGR) với lớp Khu vực xây dựng mật độ thấp (LDB) loại bỏ nhầm lẫn lớp AGR (trống), Khu vực xây dựng mật độ thấp (LDB) Khu vực xây dựng mật độ cao (HDB) xa trung tâm thành phố, loại bỏ mảnh pixel nhỏ không mong muốn pixel đơn lẻ sai lọc Nghiên cứu sử dụng độ xác tổng thể Overall accuracy (OA), hệ số thống kê Kappa (Kappa) để đánh giá độ xác kết phân loại [5] 4.2.3 Các số thị hóa giá trị dịch vụ hệ sinh thái (i) Các số đô thị hóa (UIs): Ba số báo mức độ tăng trưởng q trình thị hóa bao gồm số tăng hàng năm (AI-Annual Increase), tỷ lệ phần trăm đất đô thị (ULP-Urban Land Percentage) số sở hạ tầng xanh đô thị (UGI-Urban Green Infrastructure) Chỉ số AI mô tả phép đo tương đối tỷ lệ (%) thay đổi đô thị thông qua so sánh khu vực đô thị hai thời điểm khác Chỉ số ULP định nghĩa tỷ số khu vực đô thị tổng diện tích thời điểm xác định Hơn nữa, số UGI phép đo định lượng thay đổi không gian xanh (UGS-Urban Green Spaces) so với phát triển đô thị đồng thời Các số cung cấp thơng tin định lượng có liên quan để mơ tả thay đổi khu vực đô thị xác định phương trình sau: (Cơng thức 1) (Cơng thức 2) (Cơng thức 3) Trong đó: Area(2018) tổng diện tích đất thị năm 2018; Area(1995) tổng diện tích đất thị năm 1995; Area(total) diện tích đất thị; Area(total) tổng diện tích đất; HDB diện tích đất xây dựng mật độ cao, LDB diện tích đất xây dựng mật độ thấp; UGS diện tích khơng gian xanh (ii) Giá trị dịch vụ hệ sinh thái (ESv): Dịch vụ hệ sinh thái có giá trị cho người có nguồn gốc từ chức hệ sinh thái [3] Các ESv thu từ ảnh hưởng đến hệ môi trường thay đổi khu vực thị với kiểu hình bất đồng Đơn vị đo ESv tính mức chức hệ sinh thái dùng để phục vụ người ESv tiền tệ [16]; giá trị văn hóa, ví dụ bảo vệ khu vực có tầm quan trọng người dân địa mang lại giá trị thẩm mỹ tinh thần thông qua phát triển người [14] Trong nghiên cứu này, Bảng minh họa LCLU lượng hóa quần xã sinh vật giá trị hệ sinh thái tương ứng héc-ta Giá trị hệ sinh thái tính cho lớp (HDB, LDB, AGR, FR, WT, UGS) Giá trị UGS tính cách lấy trung bình giá trị rừng đất phủ cỏ (cây bụi), lớp phủ/sử dụng đất Nghĩa địa (CEM) Đất trống (BS) cho quan trọng giá trị hệ sinh thái khu vực nghiên cứu Mặt dù ESv thực tế khu vực thành phố Huế khơng thu được, định lượng giá trị tương đối Do khác biệt tương đồng q trình thị hóa Bảng LCLU ESv tương ứng quy đổi USD/héc-ta/năm Các lớp LCLU HDB LDB AGR FR WT UGS Các khu sinh học (Biome) Urban Urban Cropland Forest Tropical Lakes/Rivers (Forest + Grasslands)/2 Tổng giá trị quy đổi USD/héc-ta/năm 6.661 6.661 5.567 5.382 12.512 7.465 4.2.4 Các bước phương pháp nghiên cứu Các bước phương pháp nghiên cứu tóm tắt biểu đồ tiến trình Hình Quá trình tiền xử lý bao gồm hiệu chỉnh ảnh hưởng khí quyển, nắn chỉnh hình học, chuẩn hóa ảnh độ phân giải khơng gian 2,5-m Sau đó, sử dụng phương pháp phân loại dựa đối tượng bao gồm phân đoạn ảnh, lấy mẫu giải đoán, phân loại sử dụng thuật toán SVM, chỉnh sửa thủ cơng đánh giá độ xác Từ bước thu kết phân loại liệu chiết tách từ lớp LCLU Cuối cùng, bước đánh giá ảnh hưởng đến môi trường với tiến trình thực gồm có: tính tốn thay đổi LCLU, q trình thị hóa nhiều số, ước tính ESv Kết nghiên cứu thảo luận 5.1 Phân loại ảnh Quần thể di tích Huế giai đoạn 1995-2018 Sau bước tiền xử lý, tổng thể phương pháp kiểm tra thực hiện, thu thông số tối ưu phân đoạn ảnh với Scale: 15, Shape: 0,8 Compactness: 0,5 Bằng thuật toán SVM tạo ảnh phân loại để hiển thị đối tượng lớp phủ/sử dụng đất (HDB, LDB, AGR, WB, FR, UGS, CEM BS) Kết phân loại trình bày Hình khu vực Quần thể di tích Cố Huế giai đoạn 1995-2018, với kết chiết tách từ phân loại ảnh SPOT năm 1995 2018 Bảng Độ xác kết phân loại LCLU giai đoạn 1995-2018 Đơn vị: % LCLU Năm 1995 2018 Trung bình HDB LDB UGS AGR WT 79,8 81,5 80,6 77,7 80,7 79,2 80,6 83,7 82,2 81,1 83,4 82,3 OA FR CEM BS 84,5 76,5 88,3 87,2 86,4 81,9 73,7 77,6 75,7 76,2 78,7 80,1 82,8 78,2 80,7 Kappa 0,77 0,81 0,79 Các đối tượng lớp phủ/sử dụng đất (WT, HDB, AGR, UGS FR) có độ xác phân loại trung bình vượt q 80% Các lớp (LDB, CEM BS) dường gặp vấn đề việc phân loại nhầm lẫn, đặc biệt đối tượng CEM kết phân loại cho thấy độ xác trung bình đạt 75% nhầm lẫn chủ yếu sang đối tượng LDB 1995 2018 Hình Kết phân loại LCLU Quần thể di tích Huế giai đoạn 1995-2018 5.2 Phân tích mở rộng đô thị số đô thị biến động LCLU Hình cho thấy biến động thời gian khu vực đất đô thị khoảng thời gian gần phần bốn kỷ 1995-2018 để minh họa cho mở rộng thị điển hình khu vực Quần thể di tích Huế Biểu đồ cấu cho thấy hai thời điểm trải qua xu hướng tăng tuyến tính, q trình thị hóa diễn biến tăng liên tục từ 1995-2018 Diện tích đất thị tăng chủ yếu giảm đất nơng nghiệp (AGR) Cũng quan sát thấy suy giảm diện tích đất rừng bụi (FR), loại WT BS không thay đổi đáng kể Trong năm 1995, phần diện tích đất FR (rừng bụi) chiếm nhiều nhất: 34%, đến năm 2018 diện tích đất FR cịn 32% so với tổng diện tích tồn khu vực; phần diện tích đất AGR giảm nhiều nhất: năm 1995 chiếm 30%, đến năm 2018 diện tích đất AGR cịn chiếm 23% Trong đó, diện tích đất thị (HDB LDB) lại tăng lên đáng kể Diện tích đất thị năm 1995 20%, đến năm 2018 tăng 1,35 lần so với năm 1995 27% Mặt khác, diện tích đất CEM năm 1995 đến 2018 tăng gấp 1,25 lần chiếm 5% so với tổng diện tích đất khu vực Quần thể di tích Huế Hình Biểu đồ cấu đối tượng LCLU khu vực Quần thể di tích Huế 5.3 Đánh giá ảnh hưởng góc nhìn lượng hóa ESv Tổng tất ESv từ 1995-2016 Quần thể di tích Huế lớp tổng hợp Bảng Tổng thiệt hại tuyệt đối (TAL) giá trị dịch vụ hệ sinh thái xuất tất đối tượng LCLU ngoại trừ BS CEM Trong thời gian 23 năm, diễn tăng diện tích khu vực HDB LDB lấy từ đối tượng LCLU khác, chủ yếu thơng qua q trình chuyển đổi từ đất AGR FR sang đất đô thị đất cơng trình Trong khoảng thời gian đó, đất UGS bị chuyển đổi thành LDB HDB Cụ thể, giá trị dịch vụ hệ sinh thái AGR thiệt hại dần qua năm, tổng thiệt hại tuyệt đối 8,1 triệu USD/héc-ta/năm Giá trị dịch vụ hệ sinh thái FR với tổng thiệt hại 2,4 triệu USD/héc-ta/năm Esv UGS WT giảm giảm không nhiều (0,8 triệu USD/héc-ta/năm UGS 0,2 triệu USD/héc-ta/năm WT) Điều tương quan tương diện tích đất thị tăng cao thời điểm Giá trị dịch vụ hệ sinh thái tăng thêm LCLU diện tích đất đất đô thị (tăng 6,7 triệu USD/héc-ta/năm HDB; LDB 3,3 triệu USD/héc-ta/năn) Sự suy giảm ESv chủ yếu số AGR, FR UGS, WT đối tượng đảm nhiệm hầu hết chức hệ sinh thái Các kết 10 cho thấy tác động tiêu cực trải qua q trình thị hóa khơng kiểm sốt Vùng HDB xuất nội mở rộng xung quanh, LDB có thêm cơng trình xây dựng vùng thị Vùng HDB thường tác động xấu diễn hoạt động công nghiệp, thương mại mật độ dân số cao mà khơng có không gian xanh Nhờ vào xuất thảm thực vật chậm phát triển kinh tế xã hội nên vùng LDB gây tác động xấu so với vùng HDB Sự gia tăng HDB LDB góp phần làm giảm tổng lượng ảnh hưởng TAL với tổng diện tăng 1.498,59 héc-ta khu vực đô thị, suy giảm AGR, FR UGS chiếm xấp xỉ 35,1% tổng lượng suy giảm ESv Bảng Dịch vụ hệ sinh thái đối tượng LCLU ước tính triệu USD Các khu sinh học (Biome) HDB (Urban) LDB (Urban) AGR (Cropland) FR (Forest Tropical) WT (Lakes/Rivers) UGS (Forest + Grasslands)/2 Tổng 1995 2018 7,2 22,9 37,4 41,1 16,7 10,4 135,7 13,9 26,2 29,3 38,7 16,5 9,6 134,2 Tổng số thiệt hạ tuyệt đối (TAL) -6,7 -3,3 8,1 2,4 0,2 0,8 1,5 Phần trăm (1995-2018) +93.1% +14,4% -21,6% -5,8% -1,2% -7,7% +71,2% Nhìn chung, tác động q trình thị hóa Quần thể di tích Huế khác biệt rõ ràng vị trí khác mô tả Bảng 5, điều bất đồng rõ rệt kiểu hình khơng gian tác động lên khu vực Quần thể di tích Huế khác Hầu hết không gian xanh bị thu hẹp suốt khoảng thời gian nghiên cứu Sự thu hẹp cân sinh thái trình phát triển thị, dẫn đến suy thối cảnh quan khu vực Phân tích giá trị dịch vụ hệ sinh thái đem lại kết ổn định Quần thể di tích Huế, nơi mà mở rộng đô thị biến động cảnh quan gây tác động xấu đến di tích Tuy nhiên, phương pháp đánh giá thời không đạt mức để ghi nhận mát nhỏ quan trọng chức dịch vụ hệ sinh thái giá trị di tích Những thay đổi tương đối lớp phủ/sử dụng đất khu vực di tich khác cho phép đánh giá độ bất đồng không gian xung quanh điểm di tích lịch sử Tuy vậy, việc gán giá trị dịch vụ hệ sinh thái cho LCLU thị nghiên cứu chi tiết hàm phức hợp di tích tương tác với hoạt động kinh tế - xã hội người động lực tác động sách ưu tiên quản lý khác Xét phức hợp này, ESv đủ làm số so sánh phù hợp, ESv khơng đảm bảo cho đánh giá tồn diện tác động q trình thị hóa khu vực Quần thể di tích Huế 11 Đánh giá kết nghiên cứu đạt đƣợc Ý nghĩa khoa học đề tài: Kết nghiên cứu đề tài góp phần nâng cao hiệu tiếp cận đối tượng xử lý liệu viễn thám độ phân giải cao phân tích giá trị dịch vụ hệ sinh thái khu vực có di tích tác động thị hoá Ý nghĩa thực tiễn đề tài: Nghiên cứu nhấn mạnh cần thiết phát triển thị bền vững khu vực có di tích lịch sử để làm giảm nhẹ ảnh hưởng xấu đến di tích mơi trường xung quanh Việc tích hợp số thị hóa giá trị dịch vụ hệ sinh thái cho phép phân bố không gian mức độ tác động thị hố đến di tích cần bảo tồn Thừa Thiên-Huế Đồng thời sở khoa học giúp định hướng điều chỉnh quy hoạch đô thị quy hoạch bảo tồn Kết luận kiến nghị Bài báo trình bày phương pháp tiếp cận tích hợp để phân tích tác động sử dụng đất lên Quần thể di tích Huế dựa kết hợp giá trị dịch vụ hệ sinh thái phân loại lớp phủ/sử dụng đất để định lượng tác động q trình thị hóa Quần thể di tích Huế Phương pháp phân loại thuật tốn SVM thành cơng, liệu viễn thám có độ phân giải cao chứng minh tính hiệu việc giám sát xu hướng phát triển thị hóa quy mô khác thời gian không gian, đồng thời q trình giải đốn tổng hợp cung cấp nhìn sâu sắc tác động q trình thị hóa Kết nghiên cứu đem lại thông tin giá trị tốc độ, xu hướng, cường độ, kiểu hình tác động q trình thị hóa Quần thể di tích Huế Trong khu vực nghiên cứu, phát thấy diện tích thị tăng đến 1.498,59 héc-ta Việc tăng diện tích đất thị vùng HDB LDB chủ yếu khu vực AGR, FR UGS Chỉ số sở hạ tầng xanh thị (UGI) tính tốn tương quan với độ suy giảm UGS so với mở rộng khu vực thị Phương pháp tích hợp áp dụng nghiên cứu điều chỉnh để phân tích tác động thị di sản khác giới Nghiên cứu nhấn mạnh cần thiết phát triển thị bền vững khu vực có di tích lịch sử để làm giảm nhẹ ảnh hưởng xấu đến di tích mơi trường xung quanh Việc tích hợp số thị hóa dịch vụ hệ sinh thái cho thấy tính hiệu việc so sánh tương đối việc định lượng biến động lớp phủ/sử dụng đất khu vực khác Tuy nhiên, tồn hạn chế bước hậu xử lý không gian thủ công, cần phải tự động hóa bước Hơn nữa, đánh giá đầy đủ dấu hiệu biểu kiến trình thị hóa địi hỏi tảng hiểu biết sâu sắc tương tác phức tạp q trình người - thiên 12 nhiên Đây chủ đề quan trọng nghiên cứu tương lai Tài liệu tham khảo Chavez, J., Pat, 1996 Image-Based Atmospheric Corrections - Revisited and Improved Corbane, C., Lang, S., Pipkins, K., Alleaume, S., Deshayes, M., García Millán, V.E., Strasser, T., Vanden Borre, J., Toon, S., Michael, F., 2015 Remote sensing for mapping natural habitats and their conservation status – New opportunities and challenges Int J Appl Earth Obs Geoinformation 37, 7–16 https://doi.org/10.1016/j.jag.2014.11.005 Costanza, R., d’Arge, R., de Groot, R., Farber, S., Grasso, M., Hannon, B., Limburg, K., Naeem, S., O’Neill, R.V., Paruelo, J., Raskin, R.G., Sutton, P., van den Belt, M., 1998 The value of the world’s ecosystem services and natural capital Ecol Econ 25, 3–15 https://doi.org/10.1016/S0921-8009(98)00020-2 De Pinho, C.M.D., Fonseca, L.M.G., Korting, T.S., de Almeida, C.M., Kux, H.J.H., 2012 Land-cover classification of an intra-urban environment using high-resolution images and object-based image analysis Int J Remote Sens 33, 5973–5995 https://doi.org/10.1080/01431161.2012.675451 Erener, A., 2013 Classification method, spectral diversity, band combination and accuracy assessment evaluation for urban feature detection Int J Appl Earth Obs Geoinformation 21, 397–408 https://doi.org/10.1016/j.jag.2011.12.008 Feld CK, Sousa JP, da Silva PM and Dawson TP (2010) Indicators for biodiversity and ecosystem services: Towards an improved framework for ecosystems assessment Biodiversity and Conservation 19: 2895–2919 Gao, H., Tang, Y., Jing, L., Li, H., Ding, H., 2017 A Novel Unsupervised Segmentation Quality Evaluation Method for Remote Sensing Images Sensors 17, 2427 https://doi.org/10.3390/s17102427 Haas, J., 2016 Remote Sensing of Urbanization and Environmental Impacts KTH Royal Institute of Technology, Stockholm Hølleland, H., Skrede, J., Holmgaard, S.B., 2017 Cultural Heritage and Ecosystem Services: A Literature Review Conserv Manag Archaeol Sites 19, 210–237 https://doi.org/10.1080/13505033.2017.1342069 10 Huang, X., Schneider, A., Friedl, M.A., 2016 Mapping sub-pixel urban expansion in China using MODIS and DMSP/OLS nighttime lights Remote Sens Environ 175, 92–108 https://doi.org/10.1016/j.rse.2015.12.042 13 11 Kantakumar, L.N., Kumar, S., Schneider, K., 2016 Spatiotemporal urban expansion in Pune metropolis, India using remote sensing Habitat Int 51, 11– 22 https://doi.org/10.1016/j.habitatint.2015.10.007 12 MEA (2005) Ecosystems and human well-being: Current state and trends, volume Findings of the condition and trends working group of the Millennium Ecosystem Assessment, Washington DC: Island Press 13 Qian, Y., Zhou, W., Yan, J., Li, W., Han, L., 2014 Comparing Machine Learning Classifiers for Object-Based Land Cover Classification Using Very High Resolution Imagery Remote Sens 7, 153–168 https://doi.org/10.3390/rs70100153 14 Roberts, L., Brower, A., Kerr, G.N., New Zealand, Department of Conservation, 2015 The nature of wellbeing: how nature’s ecosystem services contribute to the wellbeing of New Zealand and New Zealanders 15 Song, X.-P., Sexton, J.O., Huang, C., Channan, S., Townshend, J.R., 2016 Characterizing the magnitude, timing and duration of urban growth from time series of Landsat-based estimates of impervious cover Remote Sens Environ 175, 1–13 https://doi.org/10.1016/j.rse.2015.12.027 Tóm tắt kết (tiếng Việt tiếng Anh) Những biến động đô thị với tốc độ phát triển nhanh quy mô rộng thập kỷ gần gây nhiều thách thức công tác bảo tồn quy hoạch sử dụng đất, đặc biệt cơng tác bảo tồn di tích khu vực lịch sử Bài báo mô tả kết cách tiếp cận tích hợp phân tích tác động mơi trường tiềm tàng q trình thị hóa làm cho LCLU Việt Nam biến động sâu sắc Sự kết hợp kĩ thuật viễn thám số phụ trợ đưa lại đánh giá định lượng hóa tác động q trình thị hóa Quần thể di tích Huế, di sản giới UNESCO công nhận năm 1993 Cách tiếp cận bao gồm phân loại ảnh viễn thám, phân tích đặc điểm thị hóa thơng qua biển động LCLU, số thị hóa, lượng hóa tác động môi trường thông qua giá trị ES Các kết phân loại dựa đối tượng cho thấy thuật tốn SVM có độ xác tổng qt tối ưu 78,7%-82,8% hệ số Kappa 0,77-0,81 Các tác động tiêu cực chủ yếu suy giảm đất AGR, FR UGS Giá trị suy thoái cho phép lượng hóa tác động từ q trình thị hóa tăng lên ảnh hưởng người Phương pháp tích hợp công cụ hiệu để lập kế hoạch cho phát triển bền vững xu hướng đô thị hóa khơng ngừng Việt Nam Rapid and extensive urban changes in recent decades have inflicted a multitude 14 of challenges in land-use planning and conservation management, especially for the heritage protection of historic areas This paper describes the results of an integrated approach to analyzing the potential environmental impacts of urbanization that has profoundly transformed LCLU in Vietnam A combination of remote-sensing techniques and ancillary indices enables a quantitative evaluation of urbanization impacts in the Complex of Huế Monuments, a UNESCO World Heritage Site, from 1993 This approach includes classifying satellite images, analyzing urbanization characteristics with LCLU change and urbanization indices, and quantifying environmental impacts by ES value Object-based classification results indicate that the SVM algorithm achieves an optimum overall accuracy of 78.7% -82.8% and a Kappa coefficient of 0.77-0.81 The negative impacts are mainly a decline in land AGR, FR, and UGS The degradation value also allows quantification of the impacts of increasing urbanization due to human influence This integrated methodology can be a potentially effective tool to plan for sustainable development in the continuing trend toward further urbanization in Vietnam 15 PHẦN III SẢN PHẨM CỦA ĐỀ TÀI Các cơng trình khoa học cơng bố: Ghi địa Đánh giá cảm ơn tài chung Sản phẩm Tình trạng (Đạt, TT trợ (Đã in/chấp nhận in,…) không ĐHQGHN / đạt) ĐHKHTN Công trình cơng bố tạp chí khoa học quốc tế theo hệ thống ISI/Scopus Bài báo quốc tế không thuộc hệ thống ISI/Scopus Bài báo tạp chí khoa học chuyên ngành quốc gia Tác động mở rộng thị đến di sản văn hóa: Nghiên cứu khu vực Quần thể di tích Huế Đã in Báo cáo khoa học đăng kỷ yếu hội nghị quốc tế Báo cáo khoa học đăng kỷ yếu hội nghị quốc gia Sản phẩm khác Có ghi địa trường ĐHKHTN Đạt - Đối với cơng trình cơng bố cần ghi rõ: Tên tác giả; Tên cơng trình; Tên tạp chí, tập, số, năm, trang (đối với báo), tên kỷ yếu hội nghị, nơi tổ chức, thời gian tổ chức (đối với báo cáo hội nghị); - Các ấn phẩm khoa học chấp nhận có ghi nhận/cảm ơn tài trợ Trường ĐHKHTN in có xác nhận chấp nhận xuất - Bản photocopy toàn văn ấn phẩm cần đưa vào phần phụ lục minh chứng báo cáo Sản phẩm đào tạo: Thời gian kinh phí TT Họ tên tham gia đề tài (số tháng/số tiền) Tiến sỹ / Nghiên cứu sinh Thạc sỹ / Học viên cao học Cử nhân Cơng trình cơng bố liên quan (Sản phẩm KHCN, luận án, luận văn) Đã bảo vệ Minh chứng phần phụ lục photocopy trang bìa luận án/ luận văn/ khóa luận giấy chứng nhận nghiên cứu sinh/thạc sỹ học viên bảo vệ thành công luận án/ luận văn Các sản phẩm khác (phương pháp, quy trình cơng nghệ, phần mềm máy tính, vẽ thiết kế, sơ đồ, đồ, sở liệu, báo cáo phân tích, model, maket, vật liệu, thiết bị, máy móc,…) Tổng hợp sản phẩm đăng ký hoàn thành đề tài: 16 STT Sản phẩm Bài báo / báo cáo khoa học Đào tạo / hỗ trợ đào tạo Phương pháp, quy trình cơng nghệ, phần mềm máy tính, vẽ thiết kế, sơ đồ, đồ, sở liệu, báo cáo phân tích, Sản phẩm cơng nghệ (model, maket, vật liệu, thiết bị, máy móc) Kết khác minh chứng áp dụng Số lƣợng đăng ký Số lƣợng hoàn thành Tự đánh giá số lƣợng, chất lƣợng 1 Đạt PHẦN IV TÌNH HÌNH SỬ DỤNG KINH PHÍ Nội dung chi STT Hoạt động chun mơn Cơng tác phí, phí tham dự hội nghị Điều tra, khảo sát, thí nghiệm, thu thập số liệu, nghiên cứu Thuê trang thiết bị, mua vật tư, hóa chất Hội thảo khoa học, viết báo cáo tổng kết, nghiệm thu Chi phí nghiệp vụ chun mơn khác Tổng số: Kinh phí đƣợc duyệt (triệu đồng) Kinh phí thực (triệu đồng) 19.175 19.175 2.4 2.4 0 0 2.175 2.175 1.25 25 1.25 25 Ghi PHẦN V KIẾN NGHỊ Hà Nội, ngày ĐƠN VỊ CHỦ TRÌ THỰC HIỆN PGS.TS Phạm Quang Tuấn tháng năm 2019 CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI Phạm Văn Mạnh TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN 17 ...PHẦN I THÔNG TIN CHUNG Tên đề tài: Nghiên cứu định lượng giá trị dịch vụ hệ sinh thái bối cảnh thị hóa khu vực thành phố Huế giai đoạn 1995-2018 sở liệu viễn thám GIS Mã số: TN.18.15 Danh sách cán... xanh (ii) Giá trị dịch vụ hệ sinh thái (ESv): Dịch vụ hệ sinh thái có giá trị cho người có nguồn gốc từ chức hệ sinh thái [3] Các ESv thu từ ảnh hưởng đến hệ môi trường thay đổi khu vực đô thị với... tác động nhân sinh không gian bối cảnh thị hóa thành phố Huế giai đoạn 1995-2018 Phạm vi nghiên cứu Phạm vi không gian: Khu vực nghiên cứu Quần thể di tích Huế di tích lịch sử - văn hóa triều Nguyễn