Tổng quan luận án

Đô thị hóa là quá trình biến đổi kinh tế - xã hội và không gian diễn ra trên phạm vi toàn cầu. Quá trình này thúc đẩy mở rộng không gian đô thị, phát triển hạ tầng kỹ thuật và nhà ở, đồng thời làm gia tăng các bề mặt không thấm (BMKT). Hệ quả trực tiếp là diện tích không gian xanh (KGX) bị thu hẹp, cấu trúc cảnh quan (CQ) bị chia cắt và manh mún, dẫn đến mất cân bằng năng lượng bức xạ và gia tăng nhiệt độ bề mặt (NĐBM) đô thị.

Thành phố Huế là đô thị di sản văn hóa thế giới được UNESCO công nhận năm 1993, đang định hướng phát triển theo mô hình tăng trưởng xanh với đặc trưng “di sản, văn hóa, sinh thái, cảnh quan, thân thiện với môi trường”. Dân số thành phố tăng từ 238.331 người (năm 1990) lên 358.331 người (năm 2018), kéo theo các dự án mở rộng hạ tầng và chuyển đổi cơ cấu sử dụng đất (SDĐ). Khoảng trống nghiên cứu đặt ra là: các nghiên cứu trước đây tại Huế chủ yếu sử dụng phương pháp thống kê truyền thống hoặc chỉ tiếp cận biến động đất đai ở quy mô phường đơn lẻ, chưa có công trình nào đánh giá tích hợp đa thời gian về tác động của đô thị hóa đến cấu trúc hình thái cảnh quan KGX, chưa lượng hóa mối quan hệ giữa KGX với NĐBM và chưa khảo sát khả năng tiếp cận thực tế của cộng đồng dân cư phục vụ quy hoạch đô thị sinh thái (ĐTST). Do đó, luận án “Nghiên cứu biến động không gian xanh dưới tác động của quá trình đô thị hóa phục vụ quy hoạch đô thị sinh thái ở thành phố Huế” được thực hiện nhằm giải quyết khoảng trống này.

Mục tiêu nghiên cứu

  1. Mục tiêu chung: Đánh giá tác động của quá trình đô thị hóa đến KGX của thành phố Huế làm cơ sở cho việc định hướng quy hoạch ĐTST ở thành phố Huế.
  2. Mục tiêu cụ thể:
    • Mục tiêu 1: Làm rõ tác động của quá trình đô thị hóa đến KGX ở thành phố Huế.
    • Mục tiêu 2: Xác lập tỷ lệ KGX hợp lý dựa trên NĐBM.
    • Mục tiêu 3: Đánh giá khả năng tiếp cận KGX của người dân đô thị.
    • Mục tiêu 4: Phân tích khả năng và vị trí mở rộng KGX.
    • Mục tiêu 5: Xác lập cơ sở khoa học phục vụ định hướng quy hoạch ĐTST ở địa bàn nghiên cứu.

Câu hỏi nghiên cứu

  1. Đô thị hóa đã tác động như thế nào đến KGX?
  2. Làm thế nào phối hợp các nguồn dữ liệu để đánh giá tác động của đô thị hóa đến KGX?
  3. KGX được lồng ghép vào định hướng trong quy hoạch ĐTST như thế nào?

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

  • Đối tượng nghiên cứu: KGX, một số yếu tố đô thị hóa và người dân ở thành phố Huế.
  • Phạm vi không gian: Toàn bộ địa giới hành chính thành phố Huế gồm 27 phường (tổng diện tích tự nhiên khoảng 71 km²).
  • Phạm vi thời gian:
    • Quá trình đô thị hóa được nghiên cứu trong giai đoạn 2001 - 2016.
    • Dữ liệu viễn thám đánh giá biến động KGX và NĐBM thu thập vào các năm: 2001, 2005, 2010 và 2016 (lựa chọn vào mùa ít mưa).
    • Khảo sát nhiệt độ không khí thực địa tập trung trong năm 2017.
    • Khảo sát khả năng tiếp cận KGX của người dân đô thị triển khai trong năm 2018.
    • Số liệu thứ cấp về điều kiện kinh tế - xã hội (KT-XH) thu thập cho giai đoạn 2001 - 2018.
  • Phạm vi nội dung: Tập trung vào các loại hình KGX mà người dân có thể tiếp cận; đặc điểm hình thái và biến động KGX; ảnh hưởng của KGX đến NĐBM vào mùa ít mưa; khảo sát tiếp cận của người dân đối với loại hình công viên công cộng.

Luận điểm bảo vệ

  • Luận điểm 1: Quá trình đô thị hóa ở thành phố Huế giai đoạn 2001 - 2016 đã làm thay đổi độ đo cảnh quan KGX, từ đó ảnh hưởng đến vai trò điều hòa NĐBM của KGX đô thị Huế.
  • Luận điểm 2: Phân tích khả năng tiếp cận KGX của cư dân đô thị và xác lập tỷ lệ KGX hợp lý là cơ sở quan trọng phục vụ quy hoạch ĐTST ở thành phố Huế.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Luận án đã hệ thống hóa các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước theo các nhóm chủ đề chính:

Các hướng nghiên cứu chính đã tổng quan

Hướng nghiên cứu Tác giả, công trình tiêu biểu Nội dung và phát hiện chính được trích dẫn
Đô thị hóa và tiêu chí đánh giá Davis K. (1962), Linli C. & Jun S. (2012), Juanjuan Z. et al. (2013), Chan K. & Vu T. (2017), Huilei L. (2017), Phạm Đỗ Văn Trung, Trịnh Thị Hoài Thu, Do T. et al. Đô thị hóa là sự tương tác giữa dân số, kinh tế và không gian; các tiêu chí đánh giá gồm mật độ dân số, diện tích đất xây dựng, GDP, cơ cấu lao động phi nông nghiệp và tỷ lệ mở rộng bề mặt không thấm.
Không gian xanh và tiêu chuẩn tiếp cận Lucy T. (2017), WHO, Jim C., Panduro T. (Đan Mạch), Cục Giao thông London & Scotland (Anh), Wu R. (Trung Quốc), Thông tư 06/2013/TT-BXD, Thông tư 34/2009/TT-BXD, Tiêu chuẩn Bộ Xây dựng (2012) KGX được định nghĩa là phần diện tích có thực vật bao phủ và mặt nước; tiêu chuẩn diện tích tối thiểu theo WHO là 9 m²/người; tiêu chuẩn khoảng cách tiếp cận của EEA (900-1000 m / 15 phút đi bộ), Hà Lan (500 m), Anh (300 m), Đan Mạch (400 m cho 90% dân số).
Trắc lượng cảnh quan và phân mảnh KGX Maimaitiyiming M. (2014), Nor A. et al. (2017), Zhou X. & Yi-Chen W. (2011), Byomkesh T. (2012), Fanhua K. (2007), Sikuzani U. (2018), Tian Y. (2011), Lê Thị Minh Phương (2014), Pham V. et al. (2014) Sử dụng các chỉ số cảnh quan (PLAND, NP, PD, LPI, LSI, COHESION, AI, SHDI, DIVISION, MESH) trên phần mềm FRAGSTATS và GIS để định lượng mức độ suy giảm diện tích, chia cắt và phân mảnh của KGX dưới áp lực đô thị hóa.
Nhiệt độ bề mặt và vi khí hậu đô thị Weng (2004), Matthew (2014), Jun Y. (2017), Chen M. et al. (2017), Le M. et al. (2019) Kênh hồng ngoại nhiệt vệ tinh Landsat (TIR) kết hợp với chỉ số NDVI và LSWI cho phép tính toán NĐBM; nghiên cứu của Le M. et al. tại Hà Nội chỉ ra độ chênh nhiệt độ giữa khu vực có KGX và không có KGX đạt 4,34°C.
GIS và phân tích vị trí phù hợp AHP Dawson (1995), Mullick (1993), Comber A. et al., Abebe M. (2017), Pham Duc Uy & Nobukazu Nakagoshi (2007) Ứng dụng phân tích vùng đệm (buffer) mạng lưới giao thông để đo lường khả năng tiếp cận KGX; sử dụng phân tích thứ bậc AHP để xác định trọng số các tiêu chí đất đai, khoảng cách, mật độ dân cư nhằm tìm kiếm vị trí mở rộng KGX.
Đô thị sinh thái và quy hoạch ĐTST Yanitsky (1987), Richard Register, Phạm Ngọc Đăng, Lưu Đức Hải, UNESCO Khái niệm ĐTST hướng tới sự hài hòa giữa hệ sinh thái nhân tạo và tự nhiên; tổng kết kinh nghiệm từ các thành phố Curitiba, Freiburg, Stockholm, New York, Melbourne, Yokohama, Wuxi.
Các nghiên cứu tại địa bàn Huế Nguyễn Thị Phương Anh et al. (2012), Nguyễn Thị Hải (2017), Nguyễn Thị Hạnh (2017), Tống Thị Huyền Ái & Đoàn Thị The (2016), Phạm Văn Chiến Nghiên cứu chuyển đổi đất tại Kim Long, quản lý KGX Huế, ứng dụng chỉ số cảnh quan (CA, TE, AWMPFD, IJI, LPI, LSI) phân tích phân mảnh đất nông nghiệp, và đặc điểm khí hậu thủy văn Thừa Thiên Huế.

Khoảng trống nghiên cứu được lựa chọn giải quyết

Từ việc tổng quan tài liệu, luận án xác định các khoảng trống sau:

  1. Chưa có công trình nào đánh giá toàn diện tác động của đô thị hóa đến KGX cho thành phố Huế thông qua việc thiết lập mô hình quan hệ định lượng giữa các chỉ số cấu trúc hình thái cảnh quan với các chỉ số kinh tế - xã hội của đô thị hóa.
  2. Chưa có nghiên cứu tích hợp dữ liệu viễn thám đa thời gian để chiết xuất NĐBM, phân tích tương quan giữa chỉ số thực vật với NĐBM và đối chiếu với số liệu quan trắc thực địa tại Huế.
  3. Thiếu các luận cứ khoa học định lượng kết hợp GIS vùng đệm và điều tra xã hội học tại 27 phường để đánh giá khả năng tiếp cận KGX của cư dân và ứng dụng phương pháp AHP xác định vị trí mở rộng KGX phục vụ mục tiêu quy hoạch ĐTST.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết và quan điểm tiếp cận

Luận án xây dựng khung lý thuyết dựa trên mối liên hệ tương hỗ: Quá trình đô thị hóa làm chuyển đổi mục đích sử dụng đất, gia tăng BMKT, thu hẹp diện tích và làm biến đổi cấu trúc hình thái cảnh quan KGX (gia tăng tính phân mảnh). Sự thay đổi này dẫn đến biến động môi trường nhiệt (tăng NĐBM), suy giảm dịch vụ sinh thái và hạn chế khả năng tiếp cận KGX của cư dân. Để phục vụ quy hoạch ĐTST, cần tích hợp các dữ liệu không gian và phi không gian nhằm xác lập tỷ lệ KGX hợp lý và lựa chọn quỹ đất phát triển phù hợp.

Luận án vận dụng 4 quan điểm tiếp cận chính:

  • Quan điểm hệ thống: Xem xét hệ thống KGX như một thành phần hữu cơ trong hệ sinh thái đô thị, tương tác chặt chẽ với các yếu tố tự nhiên, kinh tế và xã hội.
  • Quan điểm lịch sử: Phân tích sự biến đổi của KGX và quá trình đô thị hóa qua các mốc thời gian đặc trưng (2001, 2005, 2010, 2016).
  • Quan điểm sinh thái: Đánh giá vai trò điều hòa vi khí hậu, giảm nhiệt độ bề mặt và bảo tồn cân bằng sinh thái của các mảng xanh.
  • Quan điểm tiếp cận liên ngành: Kết hợp kiến thức địa lý, sinh thái cảnh quan, trắc lượng viễn thám, GIS, kinh tế - xã hội học đô thị và quy hoạch không gian.

Phương pháp nghiên cứu định lượng và nguồn dữ liệu

[Dữ liệu viễn thám Landsat]    [Niên giám KT-XH & Bản đồ]    [Khảo sát thực địa & Bảng hỏi]
 [Phân loại OBIA / NDVI / NĐBM]   [Chỉ số đô thị hóa (ĐTH)]     [Đo nhiệt độ / Tiếp cận 27 phường]
[Mô hình tương quan ĐTH - KGX]                                 [Vùng đệm GIS Buffer 300m/500m]
                           [Mô hình hồi quy KGX - NĐBM]
                           [Phân tích đa tiêu chí AHP GIS]
                       [Định hướng quy hoạch KGX cho ĐTST Huế]

  1. Phương pháp thu thập và xử lý dữ liệu viễn thám:

    • Dữ liệu ảnh vệ tinh: Sử dụng ảnh Landsat 7 (cảm biến ETM+) và Landsat 8 (cảm biến OLI/TIRS) thu thập vào mùa ít mưa các năm 2001, 2005, 2010 và 2016.
    • Phân loại ảnh hướng đối tượng (OBIA): Phân đoạn ảnh (segmentation) và thiết lập bộ quy tắc phân loại để xây dựng bản đồ lớp phủ và bản đồ các loại hình KGX. Kiểm định độ chính xác giải đoán bằng hệ số Kappa và độ chính xác tổng thể.
    • Chiết xuất chỉ số phổ: Tính toán chỉ số khác biệt thực vật chuẩn hóa (NDVI), chỉ số nước bề mặt (LSWI) và chỉ số đất đô thị (UI).
    • Chiết xuất nhiệt độ bề mặt (NĐBM): Sử dụng kênh hồng ngoại nhiệt (TIR) của Landsat 7 (kênh 6) và Landsat 8 (kênh 10), áp dụng phương trình truyền bức xạ, hiệu chỉnh khí quyển, hằng số hiệu chuẩn K1, K2 và độ phát xạ bề mặt của đất trống, thực vật.

  2. Phương pháp trắc lượng cảnh quan (Landscape Metrics):

    • Ứng dụng phần mềm FRAGSTATS và tích hợp GIS để tính toán các chỉ số cảnh quan ở cấp độ lớp phủ (class-level) và cấp độ toàn cảnh quan (landscape-level):
      • Chỉ số diện tích và mật độ: Diện tích mảng (CA), phần trăm cảnh quan (PLAND), số lượng mảng (NP), mật độ mảng (PD), chỉ số mảng lớn nhất (LPI).
      • Chỉ số hình dạng và viền: Mật độ viền (ED), chỉ số hình dạng cảnh quan (LSI), độ phức tạp hình dạng trung bình (SHAPE_MN).
      • Chỉ số kết nối và phân mảnh: Khoảng cách láng giềng gần nhất (MNN), chỉ số gắn kết (COHESION), chỉ số kết tụ (AI), chỉ số phân chia cảnh quan (DIVISION), diện tích lưới hữu hiệu (MESH), chỉ số phân tách (SPLIT), chỉ số đa dạng Shannon (SHDI).

  3. Phương pháp phân tích không gian GIS:

    • Đánh giá khả năng tiếp cận: Sử dụng công cụ phân tích vùng đệm (buffer analysis) với bán kính 300 m và 500 m từ các công viên công cộng để xác định tỷ lệ diện tích và số lượng dân số được tiếp cận dịch vụ sinh thái tại 27 phường.
    • Phân tích vị trí phù hợp mở rộng KGX: Ứng dụng phân tích đa tiêu chí kết hợp phương pháp phân tích thứ bậc (AHP) nhằm xác định trọng số của các lớp dữ liệu: hiện trạng sử dụng đất, khoảng cách đến đường giao thông, mật độ dân số, độ dốc địa hình và vùng đệm nguồn nước.

  4. Phương pháp thống kê, tương quan và hồi quy:

    • Xây dựng ma trận tương quan Pearson và mô hình hồi quy tuyến tính giữa các biến độc lập (chỉ số đô thị hóa: dân số, mật độ dân số, diện tích đất xây dựng, tỷ lệ lao động phi nông nghiệp) và các biến phụ thuộc (các chỉ số trắc lượng cảnh quan KGX).
    • Thiết lập mô hình hồi quy tương quan giữa NDVI, tỷ lệ diện tích KGX với NĐBM để xác định ngưỡng tỷ lệ KGX hợp lý.

  5. Phương pháp điều tra xã hội học và quan trắc thực địa:

    • Tiến hành phát phiếu điều tra bảng hỏi tại 27 phường của thành phố Huế trong năm 2018 nhằm thu thập thông tin về hình thức, tần suất, khoảng cách và các yếu tố cản trở người dân tiếp cận công viên.
    • Quan trắc nhiệt độ không khí trực tiếp tại các điểm đo thực địa phân bố trên các loại hình lớp phủ khác nhau trong mùa ít mưa (11 - 20/7/2017) và mùa mưa (25/12/2017 - 5/1/2018).

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Cơ sở lý luận các vấn đề nghiên cứu liên quan đến đô thị hóa, không gian xanh và đô thị sinh thái

Chương 1 thiết lập nền tảng lý luận về khái niệm đô thị, quá trình đô thị hóa và các chỉ tiêu lượng hóa tác động đô thị hóa. Tác giả định nghĩa KGX trong phạm vi nghiên cứu là phần diện tích bề mặt đô thị không bao gồm đất xây dựng công trình và đất trống, nơi có sự hiện diện của mặt nước, có thực vật bao phủ không phân biệt thành phần, quyền sở hữu và có chức năng điều hòa dịch vụ sinh thái mà cư dân tiếp cận được.

Chương này phân tích các lợi ích sinh thái, xã hội, kinh tế của KGX; rà soát hệ thống tiêu chuẩn KGX tại các quốc gia (Anh, Mỹ, Đan Mạch, Hà Lan, Nhật Bản, Trung Quốc) và các văn bản pháp quy của Việt Nam (Thông tư 34/2009/TT-BXD, Thông tư 06/2013/TT-BXD, Tiêu chuẩn thiết kế cây xanh năm 2012). Tác giả tổng hợp các trường phái lý thuyết về ĐTST của Yanitsky, Richard Register, Lưu Đức Hải, Phạm Ngọc Đăng; đồng thời khái quát điều kiện tự nhiên, địa chất, địa hình (gồm vùng đồi thấp phía Tây Nam và vùng đồng bằng hạ lưu sông Hương chiếm 85,13% diện tích) và thực trạng kinh tế - xã hội của thành phố Huế từ năm 1995 đến 2018.

Chương 2: Quan điểm tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 trình bày chi tiết cơ sở phương pháp luận và các công cụ kỹ thuật thực hiện luận án. Tác giả làm rõ 4 quan điểm tiếp cận (hệ thống, lịch sử, sinh thái, liên ngành) và xây dựng quy trình nghiên cứu logic gồm các bước tuần tự:

[Thu thập ảnh Landsat, bản đồ, số liệu thống kê]
[Tiền xử lý ảnh, phân mảnh và phân loại hướng đối tượng OBIA]
[Chiết xuất NDVI, LSWI, UI và tính toán nhiệt độ bề mặt NĐBM]
[Tính toán các chỉ số cảnh quan FRAGSTATS (cấp lớp và cấp cảnh quan)]
[Khảo sát tiếp cận cộng đồng (2018) & Phân tích vùng đệm GIS (300m, 500m)]
[Quan trắc nhiệt độ thực địa (2017) & Hồi quy tương quan KGX - NĐBM]
[Đánh giá đa tiêu chí AHP xác định tính phù hợp mở rộng KGX]
[Đề xuất định hướng quy hoạch KGX cho đô thị sinh thái Huế]

Tác giả công bố hệ thống phân loại KGX thành phố Huế, tiêu chuẩn phân cấp biến đổi cảnh quan, các thông số hiệu chỉnh bức xạ của cảm biến Landsat 7 ETM+ và Landsat 8 OLI/TIRS (hệ số K1, K2), cùng danh mục các chỉ tiêu sử dụng trong mô hình phân tích thứ bậc AHP.

Chương 3: Đánh giá tác động của đô thị hóa đến không gian xanh ở thành phố Huế

Chương 3 tập trung vào kết quả thực nghiệm giải đoán ảnh và phân tích không gian giai đoạn 2001 - 2016:

  • Biến động lớp phủ và diện tích KGX: Quá trình phân loại hướng đối tượng (được kiểm chứng qua hệ số Kappa và độ chính xác tổng thể) cho thấy cơ cấu lớp phủ thành phố Huế có sự chuyển dịch rõ nét qua các mốc 2001, 2005, 2010 và 2016. Diện tích đất xây dựng và BMKT gia tăng liên tục do mở rộng hạ tầng và khu dân cư, trong khi diện tích đất nông nghiệp, đất ngập nước và một số loại hình thảm thực vật tự nhiên có xu hướng suy giảm và bị chuyển đổi mục đích sử dụng.
  • Biến động cấu trúc hình thái cảnh quan KGX:
    • Ở cấp độ toàn cảnh quan: Các chỉ số trắc lượng cảnh quan chỉ ra mức độ phân mảnh không gian ngày càng cao, thể hiện qua sự gia tăng số lượng mảng (NP) và mật độ mảng (PD), trong khi kích thước mảng trung bình bị thu nhỏ.
    • Ở cấp độ loại hình KGX: Chỉ số mảng lớn nhất (LPI) và chỉ số gắn kết (COHESION) của các mảng cây xanh tự nhiên và nông nghiệp suy giảm, chỉ số hình dạng (LSI) biến động phản ánh viền các mảng xanh bị chia cắt phức tạp bởi các công trình nhân tạo.
  • Mô hình tác động của đô thị hóa đến cấu trúc KGX: Luận án thiết lập ma trận tương quan và các phương trình hồi quy giữa các biến đô thị hóa (quy mô dân số, tỷ lệ dân số đô thị, mật độ xây dựng, diện tích đất phi nông nghiệp) với các biến chỉ số cảnh quan. Kết quả kiểm định thống kê khẳng định đô thị hóa là nguyên nhân trực tiếp làm thay đổi cấu trúc không gian, làm tăng tính cô lập và giảm tính liên tục sinh thái của hệ thống KGX tại Huế.

Chương 4: Định hướng quy hoạch không gian xanh cho phát triển đô thị sinh thái ở thành phố Huế

Chương 4 cung cấp các giải pháp quy hoạch dựa trên kết quả phân tích định lượng:

  • Đánh giá khả năng tiếp cận KGX: Kết quả điều tra thực địa năm 2018 tại 27 phường kết hợp phân tích vùng đệm GIS (300 m và 500 m) cho thấy sự phân bố không đồng đều về khả năng tiếp cận công viên công cộng. Cư dân các phường trung tâm nội đô lịch sử có tỷ lệ tiếp cận công viên cao hơn nhờ hệ thống cây xanh dọc sông Hương và khu vực di tích Kinh thành Huế; ngược lại, các phường ven đô có diện tích KGX nông nghiệp lớn nhưng tỷ lệ tiếp cận công viên công cộng đạt chuẩn lại thấp.
  • Xác lập tỷ lệ KGX hợp lý dựa trên NĐBM:
    • Phân tích tương quan giữa chỉ số NDVI và NĐBM chiết xuất từ ảnh Landsat (2001, 2010, 2016) cho thấy mối tương quan nghịch rõ rệt: khu vực có mật độ thực vật cao có NĐBM thấp hơn đáng kể so với khu vực BMKT tập trung.
    • Dữ liệu quan trắc nhiệt độ không khí thực tế trong mùa ít mưa (tháng 7/2017) và mùa mưa (tháng 12/2017 - 1/2018) làm rõ khả năng giảm nhiệt của từng loại hình lớp phủ và KGX. Luận án xây dựng phương trình hồi quy giữa tỷ lệ KGX và mức giảm nhiệt độ, từ đó xác định ngưỡng tỷ lệ diện tích KGX tối thiểu cần duy trì cho từng khu vực phường nhằm kiểm soát hiệu ứng nhiệt đô thị.
  • Phân tích mức độ phù hợp vị trí phát triển KGX: Sử dụng phương pháp AHP để tích hợp các chỉ tiêu không gian, luận án thành lập bản đồ đánh giá mức độ thích hợp mở rộng KGX tại Huế, phân chia thành các cấp độ: rất phù hợp, phù hợp, ít phù hợp và không phù hợp.
  • Đề xuất định hướng quy hoạch: Luận án đề xuất khung giải pháp tổ chức mạng lưới KGX liên hoàn, bảo tồn hành lang xanh sông Hương, phục hồi hệ thống cây xanh vườn nhà truyền thống Huế, bổ sung công viên chuyên đề tại các phường thiếu hụt và lồng ghép tiêu chuẩn KGX vào quy hoạch chung xây dựng ĐTST Huế.

Kết quả và những đóng góp mới

Những đóng góp mới về mặt khoa học và lý luận

  1. Xây dựng quy trình tiếp cận liên ngành định lượng: Thiết lập thành công khung phương pháp luận kết hợp xử lý ảnh viễn thám đa thời gian (OBIA), công nghệ GIS, trắc lượng cảnh quan (FRAGSTATS), mô hình thống kê tương quan - hồi quy và điều tra xã hội học nhằm đánh giá toàn diện tác động của quá trình đô thị hóa đến hình thái KGX.
  2. Lượng hóa mối quan hệ giữa hình thái cảnh quan và vi khí hậu đô thị: Cung cấp cơ sở khoa học về sự tương tác giữa các chỉ số cảnh quan, chỉ số thực vật NDVI và NĐBM, chứng minh bằng số liệu thực nghiệm rằng sự phân mảnh KGX làm suy giảm hiệu quả điều hòa nhiệt độ bề mặt tại đô thị miền Trung Việt Nam.

Những đóng góp mới về mặt thực tiễn

  1. Bộ dữ liệu và hệ thống bản đồ chuyên đề: Cung cấp bộ cơ sở dữ liệu số hóa và hệ thống bản đồ biến động lớp phủ (2001 - 2016), bản đồ NĐBM đa thời gian, bản đồ phân vùng khả năng tiếp cận công viên của người dân tại 27 phường và bản đồ phân vùng mức độ thích hợp mở rộng KGX cho thành phố Huế.
  2. Xác lập căn cứ cho việc ra quyết định quy hoạch: Xác định ngưỡng tỷ lệ diện tích KGX hợp lý phục vụ kiểm soát vi khí hậu và đề xuất các vị trí ưu tiên mở rộng mảng xanh, hỗ trợ chính quyền địa phương và các cơ quan quy hoạch xây dựng các đồ án phát triển thành phố Huế theo mô hình ĐTST.

Kiến nghị và giải pháp đề xuất

  • Tích hợp các chỉ tiêu trắc lượng cảnh quan (tính kết nối, hình dạng mảng, ngưỡng phân mảnh) vào quy chuẩn quản lý không gian đô thị của thành phố.
  • Ưu tiên quỹ đất công cộng tại các phường ven đô để xây dựng công viên cây xanh, đảm bảo bán kính tiếp cận 300 - 500 m cho người dân.
  • Bảo tồn nghiêm ngặt cấu trúc nhà vườn truyền thống và hành lang xanh tự nhiên ven sông Hương, sông Như Ý và sông An Cựu.
  • Ban hành cơ chế phối hợp liên ngành giữa các đơn vị quản lý đô thị, tài nguyên môi trường và cộng đồng trong việc duy trì, giám sát diện tích cây xanh đô thị.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của nghiên cứu

  • Dữ liệu viễn thám và mùa nghiên cứu: Phân tích ảnh viễn thám và chiết xuất NĐBM chủ yếu tập trung vào mùa ít mưa (mùa khô) nhằm đảm bảo chất lượng ảnh không bị che phủ bởi mây, chưa đánh giá chi tiết biến động nhiệt độ bề mặt trong toàn bộ các tháng mùa mưa.
  • Đối tượng khảo sát tiếp cận: Hoạt động điều tra xã hội học về khả năng tiếp cận KGX của cư dân đô thị năm 2018 mới chỉ tập trung phân tích đối với loại hình công viên công cộng, chưa bao quát đầy đủ các loại hình KGX khác như vườn nhà, cây xanh tôn giáo hoặc dải cây xanh chuyên dụng.
  • Độ phân giải không gian: Việc sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh Landsat (độ phân giải 30 m) có hạn chế nhất định trong việc phân tách các khoanh vi KGX quy mô nhỏ, phân tán xen kẽ trong các khu dân cư mật độ cao.

Hướng nghiên cứu tiếp

  • Mở rộng nghiên cứu biến động nhiệt độ bề mặt và độ bao phủ thực vật qua chuỗi dữ liệu đa thời gian liên tục trong tất cả các mùa trong năm.
  • Ứng dụng các nguồn dữ liệu viễn thám có độ phân giải siêu cao (như ảnh vệ tinh SPOT, Sentinel, PlanetScope hoặc thiết bị bay không người lái UAV) để chiết xuất chi tiết mạng lưới cây xanh đường phố và KGX vườn nhà.
  • Mở rộng phạm vi đánh giá các dịch vụ hệ sinh thái khác của KGX ngoài chức năng giảm nhiệt, bao gồm khả năng lưu trữ carbon, kiểm soát ngập úng đô thị và bảo tồn đa dạng sinh học.

Giá trị tham khảo

Luận án là tài liệu tham khảo chuyên sâu phục vụ các nhóm đối tượng và mục đích cụ thể:

  • Các nhà hoạch định chính sách và cơ quan quy hoạch: Ủy ban Nhân dân tỉnh Thừa Thiên Huế, UBND thành phố Huế, Sở Xây dựng, Sở Tài nguyên và Môi trường có thể trực tiếp khai thác các bản đồ phân vùng thích hợp mở rộng KGX, bảng tỷ lệ KGX khuyến nghị và dữ liệu bán kính tiếp cận công viên tại 27 phường để lập, điều chỉnh quy hoạch phân khu và quy hoạch chi tiết xây dựng ĐTST.
  • Nghiên cứu sinh và học viên cao học: Cung cấp tài liệu tham khảo về quy trình kết hợp viễn thám OBIA, phần mềm FRAGSTATS và mô hình hồi quy đa biến trong các ngành Quản lý Tài nguyên và Môi trường, Địa lý học, Sinh thái Cảnh quan, Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ và Quản lý Đô thị.
  • Giảng viên và các viện nghiên cứu: Phần phương pháp luận (Chương 2) và phân tích định lượng hình thái cảnh quan (Chương 3) là nguồn tài liệu giảng dạy thực nghiệm về ứng dụng công nghệ không gian trong giám sát tài nguyên và môi trường đô thị.

Câu hỏi thường gặp

1. Luận án sử dụng những nguồn dữ liệu viễn thám nào và thu thập vào thời gian nào?

Luận án sử dụng dữ liệu ảnh vệ tinh quang học và hồng ngoại nhiệt từ cảm biến ETM+ của vệ tinh Landsat 7 và OLI/TIRS của vệ tinh Landsat 8. Các cảnh ảnh được thu thập vào các năm 2001, 2005, 2010 và 2016, tập trung vào các ngày thuộc mùa ít mưa (mùa khô) để đảm bảo độ rõ nét, không bị che phủ bởi mây.

2. Tác giả định nghĩa không gian xanh (KGX) như thế nào trong bối cảnh nghiên cứu thành phố Huế?

KGX trong luận án được hiểu là phần diện tích bề mặt đô thị không bao gồm đất xây dựng công trình và đất trống, nơi có sự hiện diện của mặt nước, có thực vật bao phủ không phân biệt thành phần, quyền sở hữu và có chức năng điều hòa dịch vụ sinh thái mà cư dân tiếp cận được.

3. Phương pháp nào được sử dụng để đánh giá tính phân mảnh của không gian xanh?

Tính phân mảnh của KGX được lượng hóa bằng phương pháp trắc lượng cảnh quan (Landscape Metrics) thông qua phần mềm FRAGSTATS và GIS. Tác giả tính toán các chỉ số ở cấp độ lớp và cấp độ cảnh quan như: số lượng mảng (NP), mật độ mảng (PD), chỉ số mảng lớn nhất (LPI), chỉ số hình dạng (LSI), khoảng cách láng giềng gần nhất (MNN), chỉ số gắn kết (COHESION) và chỉ số phân chia cảnh quan (DIVISION).

4. Tiêu chí khoảng cách nào được luận án lựa chọn để đánh giá khả năng tiếp cận công viên của người dân Huế?

Luận án sử dụng công nghệ GIS thiết lập vùng đệm phân tích không gian với hai ngưỡng khoảng cách là 300 m và 500 m tính từ ranh giới các công viên công cộng. Các ngưỡng này được đối chiếu với kết quả khảo sát bảng hỏi người dân tại 27 phường để xác định tỷ lệ dân số và diện tích được đáp ứng dịch vụ sinh thái.

5. Phương pháp phân tích thứ bậc AHP đóng vai trò gì trong định hướng quy hoạch của luận án?

Phương pháp AHP được sử dụng để xác định trọng số ưu tiên của các tiêu chí đầu vào (loại hình sử dụng đất, khoảng cách đến đường giao thông, mật độ dân cư, điều kiện địa hình, vùng đệm sinh thái). Dựa trên các trọng số này, luận án tích hợp chồng xếp bản đồ trong GIS để phân hạng các vùng đất có mức độ thích hợp từ cao đến thấp cho việc mở rộng và phát triển KGX mới tại thành phố Huế.

Kết luận

Luận án tiến sĩ của tác giả Nguyễn Bắc Giang đã giải quyết toàn diện bài toán đánh giá tác động của quá trình đô thị hóa đến biến động và cấu trúc hình thái cảnh quan không gian xanh tại thành phố Huế giai đoạn 2001 - 2016. Bằng việc xây dựng quy trình tiếp cận liên ngành kết hợp viễn thám hướng đối tượng, trắc lượng cảnh quan, phân tích vùng đệm GIS và điều tra xã hội học tại 27 phường, công trình đã lượng hóa được mối quan hệ giữa sự phân mảnh mảng xanh với sự gia tăng nhiệt độ bề mặt đô thị. Các kết quả nghiên cứu đã xác lập ngưỡng tỷ lệ diện tích không gian xanh hợp lý và thành lập bản đồ phân vùng vị trí thích hợp mở rộng mảng xanh, cung cấp luận cứ khoa học thực tiễn phục vụ công tác quy hoạch phát triển thành phố Huế theo mô hình đô thị sinh thái bền vững.