I. Tổng Quan Đô Thị Hóa Hà Nội Không Gian Xanh Giới Thiệu
Đô thị hóa là một quá trình không thể tránh khỏi trong sự phát triển kinh tế - xã hội. Tuy nhiên, quá trình đô thị hóa Hà Nội nhanh chóng đang tạo ra áp lực lớn lên không gian xanh Hà Nội. Việc mở rộng các khu vực xây dựng và sự gia tăng dân số đô thị đe dọa nghiêm trọng đến số lượng và chất lượng của không gian xanh. Các chính sách bảo vệ đã được ban hành, nhưng tình trạng thu hẹp không gian xanh vẫn tiếp diễn. Sự phát triển đô thị nhanh chóng dẫn đến nhiều vấn đề, bao gồm ô nhiễm và sự suy thoái. Quy hoạch không gian xanh xung quanh các đô thị được xem là một giải pháp tiềm năng để hạn chế sự mở rộng đô thị. Đô thị hóa có thể thay đổi cấu trúc và chức năng của các hệ sinh thái, bao gồm sự chuyển đổi từ cảnh quan tự nhiên sang nhân tạo. Một trong những kết quả của quá trình này là chia cắt không gian và tăng tính manh mún của cảnh quan.
1.1. Tầm Quan Trọng Của Nghiên Cứu Về Không Gian Xanh Đô Thị
Nghiên cứu về không gian xanh đô thị trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết. Tỷ lệ không gian xanh đô thị không theo kịp tốc độ phát triển đô thị, gây áp lực lên môi trường sống và làm giảm chất lượng cuộc sống của người dân. Đô thị hóa không chỉ gây ra các vấn đề môi trường mà còn là động lực thúc đẩy sự bền vững của khu vực và toàn cầu. Hiểu rõ các yếu tố kinh tế - xã hội ảnh hưởng đến cảnh quan là rất quan trọng trong quy hoạch cảnh quan, đặc biệt là tìm hiểu cách thức và lý do tại sao cảnh quan thay đổi, đồng thời khám phá sự tương tác giữa tự nhiên và xã hội.
1.2. Ứng Dụng Viễn Thám Và Học Máy Trong Phân Tích Không Gian Xanh
Công nghệ viễn thám với phạm vi bao phủ rộng lớn và độ phân giải cao đã được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu không gian xanh đô thị. Các phương pháp phi tham số đang dần trở nên phổ biến trong phân loại do có thể xử lý các phân phối dữ liệu phức tạp và có độ chính xác cao. Kết hợp học máy với các ưu điểm của viễn thám đã thu hút sự quan tâm lớn từ cộng đồng nghiên cứu. Các thuật toán như Cây ngẫu nhiên (RT) đã chứng minh được khả năng mạnh mẽ trong việc phân tích các tương tác phi tuyến tính giữa các biến.
II. Thách Thức Tác Động Đô Thị Hóa Đến Mẫu Dạng Không Gian Xanh
Mở rộng đô thị dẫn đến sự thay đổi mô hình cảnh quan ban đầu, đề cập đến các đặc điểm cấu trúc không gian của cảnh quan. Việc phát hiện những thay đổi trong chỉ số mô hình cảnh quan thông qua viễn thám có thể phản ánh các đặc điểm của quá trình mở rộng đô thị. Nhiều nghiên cứu đã điều tra sự mở rộng đô thị từ các quy mô khác nhau thông qua các chỉ số độ đo cảnh quan và đưa ra đặc trưng của sự phát triển đô thị. Phân tích mô hình cảnh quan đô thị và sự thay đổi không gian – thời gian là một phương tiện hiệu quả để bộc lộ một cách định lượng các đặc điểm của sự thay đổi cấu trúc không gian đô thị. Thành phố Hà Nội đã trải qua quá trình đô thị hóa nhanh chóng trong hai thập kỷ qua. Những hiểu biết sâu sắc về thay đổi của không gian xanh đô thị để đáp ứng với các chính sách đô thị hóa và xanh hóa là điều cần thiết để phát triển đô thị bền vững [18].
2.1. Vấn Đề Thiếu Nghiên Cứu Về Không Gian Xanh Hà Nội
Các mô hình thay đổi đối với không gian xanh tại Hà Nội cũng như mối quan hệ với việc mở rộng và phủ xanh đô thị ít được quan tâm. Nghiên cứu xem xét các quyết định sử dụng đất cùng như các yếu tố kinh tế xã hội hiện tại đã tác động như thế nào đến sự phát triển của không gian xanh. Trong nghiên cứu này, xem xét các mô hình không gian và động lực của không gian xanh và mối liên hệ với quá trình đô thị hóa ở thành phố Hà Nội. Nghiên cứu này sẽ góp phần cung cấp thông tin về phân bố không gian không gian xanh và các điều kiện phủ xanh đô thị đi kèm với sự phát triển đô thị nhanh chóng, từ đó cung cấp cơ sở khoa học cho các nhà quy hoạch đô thị và thiết kế xanh.
2.2. Mục Tiêu Và Nội Dung Nghiên Cứu Cụ Thể
Mục tiêu: Xác lập luận cứ khoa học trên cơ sở phân tích quá trình đô thị hóa tác động đến mẫu dạng không gian xanh dựa trên dữ liệu viễn thám và học máy. Nội dung: Xây dựng khung lý thuyết và phương pháp ứng dụng viễn thám trong nghiên cứu lớp phủ/sử dụng đất; Nghiên cứu cơ sở khoa học và lựa chọn phương pháp phân loại lớp phủ/sử dụng đất từ ảnh vệ tinh quang học; Phân tích quá trình mở rộng đô thị tại thành phố Hà Nội trong giai đoạn 1995–2023; Đánh giá mức độ ảnh hưởng của quá trình đô thị hóa tới mẫu dạng không gian xanh khu vực thành phố Hà Nội.
III. Phương Pháp Ứng Dụng Học Máy Phân Tích Không Gian Xanh
Để thực hiện luận văn, tác giả đã sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau: Phương pháp tổng quan tài liệu: Thu thập tài liệu, tìm hiểu và tổng hợp, đánh giá chung về tình hình nghiên cứu trên thế giới và tại Việt Nam; Phương pháp thu thập từ thực địa: Các số liệu diện tích đất, bản đồ sử dụng đất, ảnh chụp mẫu vật và vị trí các điểm lấy mẫu; Phương pháp đánh giá, tổng hợp: Trên cơ sở tìm hiểu những công trình nghiên cứu liên quan đến nội dung đề tài, luận văn đã tiến hành tổng hợp, đánh giá trên cả hai phương diện kỹ thuật và lý luận, trên cơ sở của việc ứng dụng công nghệ viễn thám và học máy trong phân loại lớp phủ/sử dụng đất; Phương pháp xử lý ảnh viễn thám và GIS: Đây là phần trọng tâm của phần nghiên cứu bao gồm các kỹ thuật tiền xử lý, xử lý và sau xử lý và phân tích không gian trong môi trường GIS để phân loại lớp phủ/sử dụng đất; Phương pháp học máy: Đây là phương pháp nhằm tối đa hóa khả năng phân loại dựa trên tập dữ liệu có gán nhãn hoặc không gán nhãn.
3.1. Ý Nghĩa Khoa Học Của Việc Ứng Dụng Học Máy
Kết quả nghiên cứu của luận văn góp phần nâng cao hiệu quả tiếp cận đối tượng trong xử lý dữ liệu ảnh vệ tinh đa thời gian với độ phân giải không gian cao, vận dụng những ưu việt của phương pháp viễn thám và học máy vào lĩnh vực phát triển đô thị, làm cơ sở cho công tác nghiên cứu, đánh giá và phát triển bền vững. Các kết quả thử nghiệm của luận văn phần nào tiếp cận và cụ thể hóa lý luận, giúp Tác giả hiểu sâu và nắm vững hơn kiến thức trong lĩnh vực ứng dụng của viễn thám và học máy trong phân loại lớp phủ/sử dụng đất. Ngoài ra, kết quả của luận văn cũng góp phần cung cấp thêm cách tiếp cận liên ngành.
3.2. Tổng Quan Tài Liệu Về Nghiên Cứu Không Gian Xanh
Trong chương 1, Tác giả trình bày tổng quan các nghiên cứu liên quan đến không gian xanh đô thị trên cơ sở kế thừa và phát triển các kết quả của các công trình nghiên cứu trước đây cả về phương diện lý thuyết và phương pháp tiếp cận, những ứng dụng thực tiễn của các nghiên cứu đi trước là rất quan trọng và cần thiết giúp Tác giả định hướng và lựa chọn được phương pháp nghiên cứu phù hợp với hướng nghiên cứu của luận văn. Đô thị hóa là quá trình tất yếu của sự phát triển kinh tế-xã hội [50]. Đô thị hóa nhanh chóng sẽ trực tiếp dẫn đến mất đất nông nghiệp, không gian xanh, cuối cùng ảnh hưởng đến sản xuất, chất lượng đô thị.
IV. Đô Thị Hóa Ảnh Hưởng Thế Nào Đến Không Gian Xanh Hà Nội
Nhiều nghiên cứu cũng chỉ ra rằng đô thị hóa có thể dẫn đến suy thoái hệ sinh thái và mất đi các dịch vụ hệ sinh thái, đặc biệt là dịch vụ cung cấp [61], [63]. Mở rộng đô thị được định nghĩa là một quá trình sắp xếp về mặt không gian liên quan đến các loại hình tăng trưởng đô thị khác nhau [7]. Hơn nữa, việc mở rộng đô thị là kết quả của các tác động tổng hợp của các yếu tố nhân sinh và tự nhiên [12]. Các yếu tố nhân sinh chủ yếu bao gồm tăng trưởng dân số và kinh tế, cũng như phát triển giao thông đô thị, trong khi các yếu tố tự nhiên góp phần vào sự không đồng nhất về không gian chủ yếu bao gồm đặc điểm địa hình và thổ nhưỡng. Sự biến đổi cảnh quan dưới tác động của đô thị hóa là đa hướng và phân hóa theo thời gian và không gian. Quá trình năng động của việc mở rộng đô thị phụ thuộc vào địa hình và việc sử dụng đất của khu vực chịu ảnh hưởng, cũng như vào nhân khẩu học và kinh tế của một thành phố.
4.1. Tác Động Tiêu Cực Của Đô Thị Hóa Đến Môi Trường Đô Thị
Trong quá trình đô thị hóa, dân cư đổ xô vào các thành phố làm gia tăng các bề mặt nhân tạo và không thấm nước (bê tông, nhựa đường) để thay thế các khu vực tự nhiên có rừng, đồng cỏ và đất ngập nước. Những thay đổi này cũng gây ra một loạt các vấn đề môi trường, chẳng hạn như xu hướng gia tăng tần suất các hiện tượng nắng nóng khắc nghiệt ở đô thị và thảm họa lũ lụt, ô nhiễm không khí gia tăng và những tổn thất liên quan. Do đó, sự biến đổi cảnh quan và mở rộng đô thị làm tăng áp lực lên đất đai xung quanh và các nguồn tài nguyên khác, đồng thời gây ra những thay đổi về chất lượng cuộc sống, theo hướng tích cực hoặc tiêu cực. Không gian xanh đô thị (UGS) là các khu vực xanh trong thành phố, được thiết kế, bảo tồn và sử dụng cho mục đích giải trí, phục hồi và hỗ trợ cho cá...
4.2. Xử Lý Dữ Liệu Viễn Thám Trong Phân Tích Thay Đổi LCLU
Phân tích quá trình mở rộng đô thị tại thành phố Hà Nội trong giai đoạn 1995–2023; Đánh giá mức độ ảnh hưởng của quá trình đô thị hóa tới mẫu dạng không gian xanh khu vực thành phố Hà Nội. Kết quả nghiên cứu của luận văn góp phần nâng cao hiệu quả tiếp cận đối tượng trong xử lý dữ liệu ảnh vệ tinh đa thời gian với độ phân giải không gian cao, vận dụng những ưu việt của phương pháp viễn thám và học máy vào lĩnh vực phát triển đô thị, làm cơ sở cho công tác nghiên cứu, đánh giá và phát triển bền vững.
V. Kết Luận Hướng Phát Triển Không Gian Xanh Bền Vững Hà Nội
Nghiên cứu này cung cấp một cái nhìn tổng quan về những thay đổi trong không gian xanh ở Hà Nội do đô thị hóa. Việc ứng dụng học máy và dữ liệu viễn thám đã giúp chúng ta hiểu rõ hơn về các động lực và tác động của quá trình này. Các kết quả này có thể được sử dụng để lập kế hoạch và quản lý không gian xanh một cách hiệu quả hơn, đảm bảo sự phát triển bền vững cho Hà Nội. Nghiên cứu sâu hơn về tương tác giữa đô thị hóa, không gian xanh, và chất lượng cuộc sống là cần thiết để đưa ra các giải pháp phù hợp và toàn diện.
5.1. Đề Xuất Giải Pháp Quy Hoạch Và Quản Lý Không Gian Xanh
Cần có những chính sách cụ thể và hiệu quả hơn để bảo vệ và phát triển không gian xanh trong quá trình đô thị hóa. Điều này bao gồm việc tăng cường quy hoạch không gian xanh, cải thiện chất lượng không gian xanh hiện có, và khuyến khích sự tham gia của cộng đồng vào việc bảo vệ môi trường. Ngoài ra, cần có sự hợp tác giữa các cơ quan chính phủ, tổ chức phi chính phủ, và cộng đồng để đảm bảo sự thành công của các nỗ lực này.
5.2. Tầm Quan Trọng Của Nghiên Cứu Liên Ngành Trong Tương Lai
Nghiên cứu trong tương lai nên tập trung vào việc kết hợp các phương pháp phân tích khác nhau, bao gồm học máy, viễn thám, và khảo sát xã hội học, để có một cái nhìn toàn diện hơn về tác động của đô thị hóa đến không gian xanh và chất lượng cuộc sống. Bên cạnh đó, cần có sự quan tâm đặc biệt đến các yếu tố như biến đổi khí hậu và sự gia tăng dân số, để đảm bảo rằng các giải pháp được đưa ra là bền vững và có thể thích ứng với những thay đổi trong tương lai.
