Luận án tiến sĩ 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 MƠ 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: PGS.TS Trần Quốc Bình PGS.TS Trần Văn Tuấn XÁC NHẬN NCS ĐÃ CHỈNH SỬA THEO QUYẾT NGHỊ CỦA HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ LUẬN ÁN Chủ tịch hội đồng đánh giá Luận án Tiến sĩ Người hướng dẫn khoa học GS.TS Nguyễn Cao Huần PGS.TS Trần Quốc Bình Hà Nội - 2020 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tơi Kết nghiên cứu luận án trung thực, khách quan chƣa đƣợc tập thể, cá nhân công bố cơng trình khác Tơi xin cam đoan giúp đỡ trình thực luận án đƣợc cám ơn thông tin trích dẫn luận án đƣợc rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày tháng năm 2020 Tác giả luận án Phạm Thị Thanh Thủy LỜI CẢM ƠN Luận án đƣợc thực hoàn thành 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 giảng viên Khoa Địa lý, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội - ngƣời hƣớng dẫn khoa học tận tâm giúp đỡ định hƣớng giúp công tác nghiên cứu hoàn thiện luận án Luận án đƣợc hoàn thành với giúp đỡ cán thuộc Sở Tài ngun Mơi trƣờng Thái Bình, UBND huyện Đơng Hƣng, UBND xã Nguyên Xá, xã Phú Châu, thị trấn Đông Hƣng, cán thuộc Sở Khoa học Cơng nghệ Thái Bình nhƣ cán thuộc Viện Thổ nhƣỡng Nơng hóa giúp đỡ tạo điều kiện cung cấp số liệu, thông tin phiếu điều tra thực thử nghiệm địa bàn Tôi xin trân trọng cám ơn hỗ trợ quý báu Tôi xin chân thành cảm ơn Bộ Tài nguyên Mơi trƣờng cấp kinh phí thực đề tài cấp Bộ, mã số 2015.01.09 chủ nhiệm đề tài hỗ trợ nhiều nội dung nghiên cứu luận án Trong thời gian học tập nghiên cứu, lãnh đạo Trƣờng Đại học Tài nguyên Môi trƣờng Hà Nội, đồng nghiệp nơi công tác tạo điều kiện thuận lợi thời gian động viên tinh thần giúp đỡ tơi hồn thành luận án Tôi xin trân trọng cám ơn Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn tới gia đình bạn bè ln động viên, chia sẻ tạo điều kiện tốt để tơi hồn thành luận án Một lần nữa, xin trân trọng cám ơn giúp đỡ tập thể, cá nhân giúp đỡ tơi hồn thành luận án Tác giả luận án Phạm Thị Thanh Thủy MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chƣơng CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ ỨNG DỤNG GIS TRONG QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.1 TỔNG QUAN CÁC CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU VỀ ỨNG DỤNG GIS TRONG QHSDĐ 1.1.1 Khái niệm, mục tiêu chức QHSDĐ 1.1.2 Các nghiên cứu giới ứng dụng GIS QHSDĐ 1.1.3 Các nghiên cứu Việt Nam ứng dụng GIS 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 công tác QHSDĐ 25 1.2.2 Những vấn đề thực tiễn công tác QHSDĐ cấp huyện 28 1.3 CƠ SỞ KHOA HỌC ỨNG DỤNG GIS TRONG QHSDĐ 31 1.3.1 Khái niệm chức GIS 31 1.3.2 Kết hợp GIS với phƣơng pháp phân tích đa chi tiêu 35 1.3.3 Nhu cầu ứng dụng GIS QHSDĐ 38 1.3.4 Yêu cầu giải pháp ứng dụng GIS 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 50 Chƣơng XÂY DỰNG MƠ 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 MƠ 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 vấn đề cần giải 53 2.2.2 Mơ hình ứng dụng GIS chuẩn bị liệu phục vụ QHSDĐ cấp huyện 57 i 2.3 MƠ HÌNH ỨNG DỤNG GIS TRONG XÂY DỰNG PHƢƠNG ÁN QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT CẤP HUYỆN 63 2.3.1 Nhận dạng vấn đề cần giải 63 2.3.2 Mô hình ứng dụng GIS lựa chọn vị trí tối ƣu cho cơng trình 66 2.3.3 Mơ hình ứng dụng GIS đánh giá thích hợp đất đai bền vững 72 2.3.4 Mơ hình ứng dụng GIS tính tốn số liệu QHSDĐ cấp huyện 75 2.3.5 Mơ hình ứng dụng GIS thể phƣơng án QHSDĐ cấp huyện 77 2.3.6 Mô hình ứng dụng GIS xây dựng phƣơng án QHSDĐ cấp huyện 79 2.4 MƠ 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 vấn đề cần giải 81 2.4.2 GIS thẩm định chất lƣợng liệu đầu vào phục vụ QHSDĐ 81 2.4.3 Mơ hình ứng dụng GIS đánh giá tính hợp lý phân bố không gian phƣơng án QHSDĐ cấp huyện 82 2.4.4 Mơ hình ứng dụng GIS đánh giá hiệu cơng tác đánh giá thích hợp đất đai 85 2.4.5 GIS thẩm định liệu đầu phƣơng án QHSDĐ 88 2.4.6 Mơ hình ứng dụng GIS thẩm định phê duyệt phƣơng án QHSDĐ cấp huyện 88 2.5 MƠ 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 vấn đề cần giải 90 2.5.2 WebGIS công bố phƣơng án QHSDĐ lấy ý kiến bên liên quan quản lý tiến độ QHSDĐ 92 2.5.3 Mơ hình ứng dụng GIS công bố theo dõi thực phƣơng án QHSDĐ 97 2.6 MƠ HÌNH TỔNG THỂ ỨNG DỤNG GIS TRONG QHSDĐ CẤP HUYỆN 99 2.6.1 Sơ đồ mơ hình 99 2.6.2 Giải pháp triển khai mơ hình 101 2.6.3 Dự kiến thuận lợi khó khăn triển khai ứng dụng mơ hình 102 2.6.4 Xây dựng phần mềm hỗ trợ triển khai mơ hình 104 2.7 TIỂU KẾT CHƢƠNG 107 ii Chƣơng THỬ NGHIỆM MƠ HÌNH TẠI HUYỆN ĐƠNG 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 cơng 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 liệu 114 3.4.2 Đánh giá liệu nhận dạng vấn đề cần giải 115 3.4.3 Chuẩn hóa liệu phục vụ QHSDĐ 116 3.4.4 Xây dựng sở 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 cơng trình 121 3.5.2 Đánh giá thích hợp đất đai lúa nƣớc ngô 130 3.6 THỬ NGHIỆM TÍNH TỐN SỐ LIỆU 133 3.7 THỬ NGHIỆM TRONG THẨM ĐỊNH PHƢƠNG ÁN QHSDĐ 134 3.7.1 Đánh giá tính hợp lý vị trí khơng gian cơng trình quy hoạch 134 3.7.2 Kiểm tra cơng tác đánh giá thích hợp đất đai 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 phản hồi quy hoạch sử dụng đất 140 3.8.3 Theo dõi tiến độ quy hoạch sử dụng đất 141 3.8.4 Đánh giá ngƣời sử dụng 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 thử nghiệm 144 3.9.2 Định hƣớng phát triển nghiên cứu 146 3.10 TIỂU KẾT CHƢƠNG 147 iii KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 149 DANH MỤC CƠNG 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 ĐƠNG 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 NƠNG NGHIỆP 172 PHỤ LỤC 04 TRỌNG SỐ CÁC CHỈ TIÊU LỰA CHỌN VỊ TRÍ KHƠNG 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 ĐƠNG 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 ĐƠNG 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 CƠNG 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 ĐƠNG HƢNG 224 v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT AHP Q trình phân tích thứ bậc (Analytic Hierarchy Process) BCL CTRSH Bãi chôn lấp chất thải rắn sinh hoạt CSDL Cơ sở liệu ĐGTHĐĐ Đánh giá thích hợp đất đai ĐVĐĐ Đơn vị đất đai ESRI FAHP FAO Viện nghiên cứu hệ thống môi trƣờng (Environmental System Research Institute) Q trình phân tích thứ bậc mờ (Fuzzy Analytic Hierarchy Process) Tổ chức Lƣơng thực Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc (Food and Agriculture Organization of the United Nations) GIS Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System) HTSDĐ Hiện trạng sử dụng đất HTTT Hệ thống thơng tin KCN Khu cơng 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 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 Môi trƣờng UBND Ủy ban nhân dân UML Ngơn ngữ mơ hình hóa thống (Unified Modeling Language) XML Ngôn ngữ đánh dấu mở rộng (eXtensible Markup Language) vi ... XÂY DỰNG MƠ 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... huyện 76 Hình 2.5 Mơ hình ứng dụng GIS thể phƣơng án QHSDĐ cấp huyện 79 Hình 2.6 Mơ hình ứng dụng GIS xây dựng phƣơng án QHSDĐ cấp huyện 80 Hình 2.7 Mơ hình ứng dụng GIS đánh giá tính hợp lý... cấp huyện 77 2.3.6 Mơ hình ứng dụng GIS xây dựng phƣơng án QHSDĐ cấp huyện 79 2.4 MƠ HÌNH ỨNG DỤNG GIS TRONG THẨM ĐỊNH VÀ LỰA CHỌN PHƢƠNG ÁN QUY HOẠCH SỬ DỤNG ĐẤT CẤP HUYỆN 81 2.4.1 Nhận