Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Khóa luận tốt nghiệp "Ứng dụng GIS trong quản lý cây xanh đô thị tại phường Phan Đình Phùng, thành phố Thái Nguyên" được thực hiện bởi sinh viên Vũ Ngọc Anh, chuyên ngành Địa chính Môi trường, Khoa Quản lý Tài nguyên, Trường Đại học Nông Lâm – Đại học Thái Nguyên (năm 2015), dưới sự hướng dẫn của ThS. Ngô Thị Hồng Gấm. Đề tài thuộc lĩnh vực ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) trong quản lý tài nguyên và môi trường đô thị.
Lý do chọn đề tài và bối cảnh thực tiễn
Cây xanh đô thị giữ vai trò thiết yếu trong việc điều hòa môi trường không khí, hấp thụ khí độc, giảm thiểu khói bụi, tiếng ồn, đồng thời kiến tạo cảnh quan và nâng cao chất lượng đời sống tinh thần của cư dân. Tuy nhiên, tại thành phố Thái Nguyên, quá trình đô thị hóa diễn ra nhanh chóng khiến công tác phát triển cây xanh chưa đạt được tính đồng bộ. Việc trồng cây ở nhiều khu dân cư và tuyến phố vẫn mang tính tự phát, thiếu quy hoạch chuẩn mực về chủng loại và vị trí không gian. Cùng với định hướng xây dựng Thái Nguyên trở thành "Thành phố môi trường vào năm 2020", yêu cầu quản lý đồng bộ cây xanh từ khâu trồng, theo dõi sinh trưởng, duy trì, cắt tỉa đến bảo vệ và chặt hạ dịch chuyển trở nên cấp bách. Việc ứng dụng công nghệ thông tin, đặc biệt là GIS, là giải pháp kỹ thuật cần thiết nhằm hiện đại hóa công tác lưu trữ, kiểm kê và trực quan hóa dữ liệu quản lý cây xanh đường phố.
Mục tiêu nghiên cứu
Khóa luận xác định mục tiêu chung và hệ thống mục tiêu cụ thể như sau:
- Mục tiêu chung: Đề xuất một hệ thống thông tin quản lý giúp cho việc kiểm kê, theo dõi và lập kế hoạch quản lý cây xanh đường phố tại phường Phan Đình Phùng, thành phố Thái Nguyên đạt hiệu quả cao hơn.
- Mục tiêu cụ thể:
- Nâng cao hiệu quả quản lý của Nhà nước đối với công tác quy hoạch, trồng, chăm sóc, duy trì, bảo vệ, chặt hạ và dịch chuyển cây xanh đô thị, thúc đẩy xã hội hóa công tác quản lý.
- Đáp ứng mục tiêu tăng tỷ lệ diện tích cây xanh, góp phần cải thiện và bảo vệ môi trường đô thị nhiệt đới, tạo dựng bản sắc cảnh quan riêng cho đô thị.
- Xây dựng hệ thống có khả năng triển khai thực tế tại các phòng ban chuyên môn, nâng cao khả năng chia sẻ thông tin và quản lý dữ liệu thống nhất.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống cây xanh sử dụng công cộng được trồng trên các tuyến đường phố.
- Phạm vi không gian: Tập trung khảo sát và quản lý tại 3 tuyến đường chính thuộc phường Phan Đình Phùng, thành phố Thái Nguyên, bao gồm: đường Minh Cầu, đường Hoàng Ngân và đường Phan Đình Phùng.
- Địa điểm thực hiện: Trung tâm Công nghệ thông tin Tài nguyên và Môi trường thuộc Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Thái Nguyên.
- Thời gian nghiên cứu: Dữ liệu và điều tra thực địa được thu thập từ ngày 25/8/2014 đến ngày 14/11/2014.
Ý nghĩa của đề tài
- Về mặt học tập và nghiên cứu khoa học: Bổ sung nguồn tư liệu thực tế cho chuyên ngành Địa chính Môi trường; giúp sinh viên vận dụng kiến thức lý thuyết về GIS và quản lý môi trường vào xử lý bài toán thực tiễn; củng cố kỹ năng khảo sát thực địa, giải đoán và xử lý số liệu không gian.
- Về mặt thực tiễn sản xuất: Tạo lập môi trường làm việc số hóa, hiện đại hóa quy trình kiểm kê cây xanh cho các cơ quan chuyên trách; cung cấp bản đồ và cơ sở dữ liệu (CSDL) phục vụ đắc lực cho công tác quy hoạch cảnh quan, tiết kiệm chi phí và nhân lực vận hành.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Cơ sở pháp lý
Nghiên cứu được thiết lập dựa trên các văn bản quy phạm pháp luật và văn bản chỉ đạo gồm:
- Luật Bảo vệ Môi trường Việt Nam năm 2005.
- Nghị định số 64/2010/NĐ-CP ngày 11/6/2010 của Chính phủ về quản lý cây xanh đô thị.
- Quyết định số 34/2005/QĐ-TTg ngày 22/02/2005 của Thủ tướng Chính phủ ban hành Chương trình hành động thực hiện Nghị quyết số 41-NQ/TW của Bộ Chính trị về bảo vệ môi trường trong thời kỳ đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước.
- Thông tư số 20/2005/TT-BXD ngày 20/12/2005 của Bộ Xây dựng hướng dẫn quản lý cây xanh đô thị và Thông tư số 20/2009/TT-BXD ngày 30/6/2009 về sửa đổi, bổ sung Thông tư số 20/2005/TT-BXD.
- Quyết định số 28/2009/QĐ-UBND ngày 07/9/2009 của UBND tỉnh Thái Nguyên ban hành Quy định về trách nhiệm quản lý cây xanh đô thị trên địa bàn tỉnh.
- Quyết định số 32/2011/QĐ-UBND ngày 25/10/2011 của UBND tỉnh Thái Nguyên quy định áp dụng một số tiêu chuẩn quy hoạch giao thông, đất cây xanh, đất công cộng tối thiểu trong quy hoạch, xây dựng phát triển đô thị.
Khung khái niệm và cơ sở khoa học
- Khái niệm môi trường: Trích dẫn Khoản 1 Điều 3 Luật Bảo vệ Môi trường năm 2005, xác định môi trường là hệ thống các yếu tố tự nhiên và vật chất nhân tạo bao quanh con người.
- Phân loại cây xanh đô thị: Căn cứ Thông tư 20/2005/TT-BXD, cây xanh đô thị được chia thành: cây xanh sử dụng công cộng (cây đường phố, công viên, vườn thú, quảng trường); cây xanh sử dụng hạn chế (khu ở, cơ quan, trường học, bệnh viện); và cây xanh chuyên dụng (vườn ươm, cây cách ly, phòng hộ). Khóa luận giới hạn tập trung vào cây xanh sử dụng công cộng trồng ven đường phố.
- Lý thuyết hệ thống thông tin địa lý và CSDL: Tiếp cận GIS dưới dạng hệ thống tích hợp 5 thành phần: phần cứng, phần mềm, dữ liệu, phương pháp và con người. Cấu trúc CSDL trong GIS gồm:
- Dữ liệu không gian (Spatial data): Biểu diễn dạng vector (điểm, đường, vùng) và raster (lưới ô vuông pixel), liên kết theo hệ tọa độ xác định.
- Dữ liệu phi không gian/thuộc tính (Attribute data): Mô tả đặc tính định lượng, định tính của thực thể địa lý.
- Lý thuyết CSDL quan hệ (Relational Database): Ứng dụng quy trình chuẩn hóa dữ liệu (Normalization) để hạn chế trùng lặp thông tin, thiết lập liên kết giữa bảng dữ liệu chính và các bảng tra cứu thông qua các trường khóa (Primary Key và Foreign Key).
Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp thu thập thông tin và dữ liệu thứ cấp: Kế thừa bản đồ nền địa chính số từ Trung tâm Công nghệ thông tin Tài nguyên và Môi trường – Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Thái Nguyên; thu thập tài liệu thống kê về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội thành phố.
- Phương pháp thu thập số liệu sơ cấp (Điều tra thực địa): Khảo sát trực tiếp từng cá thể cây xanh trên 3 tuyến đường; sử dụng thiết bị đo GPS cầm tay để định vị tọa độ địa lý; đo đạc các chỉ tiêu trắc lượng lâm học gồm: đường kính thân (D), chiều cao vút ngọn (HVN), chiều cao dưới cành (HDC), đường kính tán trung bình (D tánTB), xác định tuổi và đánh giá hiện trạng sâu bệnh, hình thái.
- Phương pháp xử lý số liệu và tin học hóa:
- Nhập và chuẩn hóa dữ liệu thuộc tính bằng phần mềm Microsoft Office Access.
- Chuyển đổi dữ liệu bản đồ địa chính từ định dạng CAD (
.dgncủa MicroStation Bentley V7) sang định dạng GIS (.tabcủa MapInfo) bằng công cụ Open Universal Data. - Số hóa lớp không gian điểm cây xanh (
Vi_tri_cay), gán biểu tượng (Symbol) theo loài và liên kết bảng thuộc tính thông qua trường mã định danhID.
- Phương pháp phân tích GIS: Sử dụng các thuật toán không gian và truy vấn SQL của phần mềm MapInfo Professional để biên tập bản đồ chuyên đề theo tỷ lệ loài, lập biểu đồ phân bố và bản đồ hiện trạng cây xanh tỷ lệ 1:5000.
- Phương pháp chuyên gia: Tham khảo ý kiến cán bộ chuyên môn tại Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Thái Nguyên cùng các kỹ sư quản lý đô thị để định hướng giải pháp quy hoạch cây trồng.
Nội dung chính theo từng chương
Phần I: Mở đầu
Tác giả trình bày tính cấp thiết của đề tài xuất phát từ vai trò của mảng xanh đối với sinh thái đô thị và thực trạng bất cập trong công tác quản lý cây xanh đường phố tại Thái Nguyên. Xác định rõ mục đích nghiên cứu gắn liền với đề án xây dựng thành phố môi trường, thiết lập mục tiêu tổng quát, mục tiêu cụ thể và phân tích ý nghĩa khoa học cũng như giá trị thực tiễn phục vụ địa phương.
Phần 2: Tổng quan tài liệu
Tổng hợp cơ sở lý luận về môi trường đô thị, các văn bản pháp quy của Chính phủ, Bộ Xây dựng và UBND tỉnh Thái Nguyên. Nghiên cứu tổng quan tình hình ứng dụng GIS trong quản lý cây xanh:
- Trong nước: Đề tài quản lý cây xanh khu vực Đại Nội – Huế bằng GIS năm 2006 (Đoàn Thị Vệ Hương chủ nhiệm, quản lý 608 cây trên 4 tuyến đường và Tử Cấm Thành bằng MapInfo); đề tài hệ thống thông tin cây xanh TP. Hồ Chí Minh năm 2008 (TS. Chiêm Đình Lý chủ nhiệm, Viện Môi trường và Tài nguyên phối hợp Công ty Công viên Cây xanh); ứng dụng GIS tại thành phố Đà Lạt (Trung tâm GIS phối hợp Trung tâm Nông nghiệp và UBND TP. Đà Lạt).
- Nước ngoài: Điểm qua các phần mềm chuyên dụng tại Hoa Kỳ như CANOPY (quản lý rừng đô thị, đánh giá rủi ro), SILVIBASE (do NRPS phát triển tại Florida phục vụ kiểm kê xuất báo cáo), và UFIS (Urban Forest Inventory System do NRT phát triển tại Alabama, vận hành trên mô-đun của MapInfo).
Phần này cũng trình bày chi tiết cấu trúc phần mềm MapInfo, cơ chế quản lý tệp (
.TAB,.DAT,.MAP,.ID,.IND,.WOR), nguyên lý cơ sở dữ liệu quan hệ Access và quy trình chuẩn hóa bảng.
Phần 3: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu
Xác định cụ thể đối tượng khảo sát là cây xanh công cộng trên 3 tuyến đường Minh Cầu, Hoàng Ngân, Phan Đình Phùng. Quy định thời gian điều tra thực địa trong quý III và IV năm 2014 tại Trung tâm CNTT Tài nguyên và Môi trường. Thiết lập khung 5 nội dung nghiên cứu (điều kiện khu vực, điều tra hiện trạng, xây dựng CSDL, phân tích GIS, đề xuất giải pháp) cùng quy trình 5 bước kỹ thuật phối hợp giữa khảo sát GPS, Access và MapInfo.
Phần 4: Kết quả nghiên cứu và thảo luận
1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội vùng nghiên cứu
- Vị trí và địa hình: Thành phố Thái Nguyên nằm ở tọa độ 21°00' đến 22°27' vĩ độ Bắc, 105°50' đến 106°14' kinh độ Đông, cách Hà Nội 80 km về phía Bắc; địa hình dạng thềm phù sa cổ và bậc thang nhân tạo kết hợp đồi bát úp lượn sóng.
- Khí hậu và thủy văn: Nhiệt độ cao tuyệt đối 39,5°C, trung bình tháng 7 là 28,5°C, thấp nhất tháng 1 là 15,5°C. Lượng mưa trung bình năm đạt 2.025,8 mm (mùa mưa chiếm 87% tổng lượng cả năm). Chế độ dòng chảy chịu ảnh hưởng của sông Cầu (đoạn qua thành phố dài 25 km, lưu lượng mùa lũ đạt 3.500 m³/s, mùa kiệt 7,5 m³/s) và sông Công (dài 5 km qua thành phố, lũ 880 m³/s, kiệt 0,2 m³/s).
- Tài nguyên: Quỹ đất tự nhiên gồm đất phù sa 3.623,38 ha (20,46%), đất xám feralit 7.614,96 ha (43,00%), đất bạc màu 1.147,88 ha (6,48%). Dân số đô thị trên 30 vạn người, phân bổ tại 19 phường và 9 xã.
2. Hiện trạng cây xanh đô thị tại phường Phan Đình Phùng
Kết quả điều tra thực địa trên 3 tuyến phố ghi nhận tổng số 359 cây xanh thuộc 15 loài thực vật:
| STT | Tên loài | Số lượng (Cây) | Tỷ lệ (%) |
|---|---|---|---|
| 1 | Bằng lăng | 107 | 29,8 |
| 2 | Sấu | 101 | 28,1 |
| 3 | Trứng cá | 43 | 12,0 |
| 4 | Lộc vừng | 30 | 8,3 |
| 5 | Sữa | 18 | 5,0 |
| 6 | Đa lông | 14 | 3,9 |
| 7 | Phượng | 12 | 3,3 |
| 8 | Bàng | 9 | 2,5 |
| 9 | Xoài | 8 | 2,2 |
| 10 | Ngọc lan | 7 | 1,9 |
| 11 | Các loại cây khác | 10 | 2,7 |
| Tổng | 359 | 100,0 |
Phân tích trắc lượng hình thái cây xanh ghi nhận:
- Tuổi cây: Nhóm 11 – 15 năm chiếm ưu thế tuyệt đối với 270 cây (75,2%); nhóm 2 – 5 năm có 53 cây (14,7%); nhóm 6 – 10 năm có 34 cây (9,5%); nhóm trên 15 năm chỉ có 2 cây (0,6%, là 2 cá thể phượng vĩ tại Trung tâm Quan trắc Môi trường). Tuyến Hoàng Ngân tập trung nhiều cây non do mới được đầu tư hạ tầng.
- Cấp đường kính thân: Tập trung chủ yếu ở cấp 20 – 29 cm (149 cây, chiếm 41,5%) và cấp 10 – 19 cm (132 cây, chiếm 36,8%); cấp 3 – 9 cm có 53 cây (14,8%); cấp 30 – 39 cm có 15 cây (4,2%); cấp 40 – 49 cm có 8 cây (2,2%); cấp 50 – 60 cm chỉ có 2 cây (0,5%).
- Chiều cao vút ngọn (HVN): Phổ biến từ 3 m đến 9 m với 264 cây (73,6%), chiều cao trên 9 m đến 15 m có 95 cây (26,4%).
- Đường kính tán trung bình (D tánTB): Tập trung ở dải từ 2 m đến 2,5 m với 212 cây (59,1%); dải trên 2,5 m đến 5 m có 85 cây (23,6%); dải từ 1 m đến 2 m có 62 cây (17,3%).
- Chiều cao dưới cành (HDC): Nhóm từ 1 m đến 1,5 m chiếm tỷ lệ cao nhất với 156 cây (43,4%); nhóm 0,5 m đến 1 m có 81 cây (22,6%); nhóm 1,5 m đến 2 m có 80 cây (22,3%); nhóm dưới 0,5 m có 30 cây (8,4%) và nhóm trên 2 m đến 2,5 m có 12 cây (3,3%).
Đánh giá bất cập thực trạng: Việc chăm sóc chưa mang tính định kỳ; công tác quản lý còn nặng về cắt tỉa sau sự cố; dự án ngầm hóa thoát nước làm tổn thương rễ cây; tồn tại các loài có đặc tính sinh học không phù hợp với đô thị như cây bàng (rễ nổi phá vỡ vỉa hè, rụng lá mùa đông), cây trứng cá (gỗ giòn, dễ gãy đổ, giá trị thẩm mỹ thấp).
3. Xây dựng cơ sở dữ liệu cây xanh
- CSDL thuộc tính trên Access: Tác giả thiết kế mô hình dữ liệu quan hệ gồm 1 bảng chính liên kết với 7 bảng tra cứu thông qua các trường mã hóa nhằm tối ưu dung lượng và loại bỏ dư thừa dữ liệu:
- Bảng chính chứa các trường:
ID_old,ID_map,ID_Name,ID_Area,ID_Chars,ID_Status,ID_Ecoval,ID_Genval,ID_History,ID_Planaction,ID_Addaction. - Các bảng danh mục thuộc tính: Bảng Loài (
ID_NAME, tên tiếng Việt, tên khoa học Latinh); Bảng Vị trí (ID_STR, số nhà + tên đường,ID_Ward); Bảng Đặc điểm hình thái (ID_Characsvới 32 trạng thái sinh trưởng, thế đứng, độ nghiêng); Bảng Giá trị cảnh quan (ID_Ecoval); Bảng Bảo tồn nguồn gen (ID_Gen); Bảng Dự kiến quy hoạch (ID_Plangồm 20 trạng thái bảo vệ, chăm sóc, thay thế); Bảng Biện pháp (ID_Addaction).
- Bảng chính chứa các trường:
- CSDL không gian trên MapInfo: Bản đồ số MicroStation (
DC_PDP.dgn) được chuyển đổi sang bảng MapInfo (.tab) trong hệ tọa độ UTM/VN-2000. Tạo lập bảng không gianVi_tri_cay, số hóa vị trí từng cá thể dựa trên tọa độ GPS thực địa, gán các trường thuộc tính tương ứng và thiết lập hệ thống biểu tượng trực quan. - Biên tập bản đồ chuyên đề: Xây dựng bản đồ phân bố tỷ lệ loài trên từng tuyến đường:
| Tuyến đường | Bằng lăng (%) | Sấu (%) | Trứng cá (%) | Lộc vừng (%) | Bàng (%) | Loại khác (%) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Minh Cầu | 4,5 | 51,3 | 13,5 | 12,2 | 3,8 | 14,7 |
| Phan Đình Phùng | 54,2 | 9,2 | 13,1 | 5,9 | 2,6 | 15,0 |
| Hoàng Ngân | 38,0 | 18,0 | 8,0 | 8,0 | 2,0 | 26,0 |
Dựa trên phân tích chức năng đô thị, tác giả tổng hợp cơ cấu cây xanh theo định hướng quy hoạch:
| Phân loại quy hoạch | Thành phần loài | Tổng số (Cây) | Tỷ lệ (%) |
|---|---|---|---|
| Cây cần gìn giữ, bảo vệ | Bằng lăng, Sấu, Lộc vừng | 238 | 66,3 |
| Cây cần thay thế | Trứng cá, Bàng | 52 | 14,5 |
| Những loại cây khác | Đa lông, Sữa, Xoài, Ngọc lan... | 69 | 19,2 |
Từ các lớp dữ liệu tích hợp, tác giả kết xuất Bản đồ hiện trạng cây xanh phường Phan Đình Phùng tỷ lệ 1:5000.
4. Phân tích ứng dụng GIS và đánh giá công cụ
- Khả năng ứng dụng thực tế: Bản đồ và CSDL là công cụ hỗ trợ Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Thái Nguyên, Công ty Cổ phần Môi trường và Công trình đô thị Thái Nguyên và UBND phường Phan Đình Phùng trong việc theo dõi vị trí, đánh giá chất lượng cây xanh, truy vấn nhanh thông tin kiểm kê để phục vụ chặt hạ, thay thế hoặc trồng mới.
- Đánh giá phần mềm: MapInfo thể hiện ưu thế xử lý lệnh SQL, chồng xếp các lớp bản đồ, tạo bản đồ chuyên đề dạng biểu đồ cột và giàn trang bản đồ in ấn (Layout). Microsoft Access hỗ trợ thiết lập quan hệ chặt chẽ giữa các bảng thuộc tính, tạo biểu mẫu nhập liệu và trích xuất dữ liệu dạng bảng tính hoặc tệp văn bản ASCII (
.txt) thông qua lệnh xuất dữ liệu của MapInfo. Chức năng tìm kiếm thông tin không gian (Query -> Find) cho phép khoanh vùng và đánh dấu chính xác các cá thể cây theo tiêu chí truy vấn (ví dụ tìm nhóm tuổi 2 – 5 năm).
5. Đề xuất giải pháp quản lý cây xanh đô thị
- Về cơ chế chính sách, quản lý: Hoàn thiện phân cấp trách nhiệm giữa chính quyền phường và đơn vị dịch vụ đô thị; đẩy mạnh tuyên truyền nâng cao ý thức cộng đồng, ngăn chặn tình trạng người dân tự ý chặt phá, đóng đinh, treo biển quảng cáo lên thân cây; thực hiện xã hội hóa công tác trồng và chăm sóc mảng xanh.
- Về công nghệ và kỹ thuật: Áp dụng CSDL GIS vào quản lý thường xuyên; thực hiện lộ trình từng bước thay thế 52 cá thể cây không phù hợp (trứng cá, bàng); lựa chọn các loài cây rễ cọc, tán gọn, hoa đẹp, chịu gió bão; chuẩn hóa quy trình cắt tỉa trước mùa mưa lũ nhằm đảm bảo an toàn giao thông và lưới điện.
Phần V: Kết luận và đề nghị
Khóa luận đã hoàn thành việc điều tra, kiểm kê 359 cây xanh trên 3 tuyến đường thuộc phường Phan Đình Phùng; thiết lập thành công CSDL thuộc tính (7 bảng trong Access) và CSDL không gian trên MapInfo; thành lập bản đồ hiện trạng tỷ lệ 1:5000. Tác giả kiến nghị các cơ quan chuyên môn của tỉnh Thái Nguyên sớm tiếp nhận, áp dụng hệ thống CSDL này vào thực tế và mở rộng mô hình điều tra ra toàn bộ 19 phường của thành phố Thái Nguyên.
Kết quả và đóng góp của đề tài
Kết quả định lượng và kỹ thuật
- Điều tra, số hóa tọa độ và thông số sinh học chi tiết của 359 cây xanh đường phố thuộc 15 loài thực vật trên 3 trục giao thông chính của phường Phan Đình Phùng.
- Xác định cơ cấu chủng loại với ưu thế thuộc về Bằng lăng (29,8%) và Sấu (28,1%). Phát hiện sự phân hóa rõ nét về không gian: đường Minh Cầu chiếm đa số là Sấu (51,3%), đường Phan Đình Phùng tập trung Bằng lăng (54,2%).
- Thống kê toàn diện các chỉ tiêu lâm học đô thị: 75,2% cây nằm trong nhóm tuổi từ 11 – 15 năm; 41,5% có đường kính thân từ 20 – 29 cm; 73,6% đạt chiều cao vút ngọn từ 3 – 9 m; 59,1% có đường kính tán từ 2 – 2,5 m.
- Xây dựng hệ thống CSDL quan hệ chuẩn hóa trên Access gồm 1 bảng chính và 7 bảng thuộc tính danh mục; chuyển đổi thành công bản đồ địa chính từ MicroStation sang MapInfo và kết xuất bản đồ hiện trạng cây xanh tỷ lệ 1:5000.
Giải pháp và đóng góp thực tiễn
- Đưa ra danh mục phân loại định hướng quản lý cụ thể: xác định 238 cá thể cây cần ưu tiên gìn giữ, chăm sóc bảo vệ (chiếm 66,3%) và lập danh sách 52 cá thể cây không đạt chuẩn cần thay thế trong tương lai (chiếm 14,5% gồm trứng cá, bàng).
- So với phương pháp quản lý sổ sách truyền thống, đề tài đã xây dựng giải pháp quản lý cây xanh dựa trên công nghệ GIS: liên kết trực tiếp dữ liệu thuộc tính với thực thể không gian, cho phép cơ quan chức năng tra cứu thông tin cá thể, trích xuất báo cáo thống kê tự động và trực quan hóa hiện trạng phục vụ việc ra quyết định quy hoạch đô thị.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Hạn chế
- Phạm vi điều tra mới chỉ dừng lại ở 3 tuyến phố chính (Minh Cầu, Hoàng Ngân, Phan Đình Phùng) thuộc địa bàn phường Phan Đình Phùng, chưa bao quát toàn bộ các ngõ phố và khu dân cư nội phường.
- Thời gian khảo sát thực địa ngắn (từ cuối tháng 8 đến giữa tháng 11 năm 2014) nên chưa theo dõi được trọn vẹn chu kỳ sinh trưởng, hiện tượng rụng lá theo mùa hoặc biến động sâu bệnh của cây xanh qua các mùa khác nhau trong năm.
- Hệ thống dữ liệu hoạt động trên máy đơn lẻ (Desktop GIS bằng MapInfo và Access), chưa được tích hợp lên nền tảng WebGIS để quản lý và cập nhật dữ liệu trực tuyến ngoài hiện trường.
Hướng nghiên cứu tiếp
- Mở rộng phạm vi điều tra trắc lượng và số hóa CSDL cho toàn bộ các tuyến đường còn lại trên địa bàn phường Phan Đình Phùng và nhân rộng ra 18 phường khác thuộc thành phố Thái Nguyên.
- Nghiên cứu tích hợp mô hình CSDL vào nền tảng WebGIS hoặc ứng dụng di động để phục vụ công tác cập nhật hiện trạng, báo cáo sự cố cây xanh (gãy đổ, sâu bệnh) theo thời gian thực.
- Bổ sung các phân tích không gian nâng cao như vùng đệm an toàn lưới điện, tính toán bóng râm và mô phỏng nguy cơ gãy đổ theo mùa bão.
Giá trị tham khảo
- Đối với sinh viên và người làm nghiên cứu: Đề tài là tài liệu tham khảo thực nghiệm điển hình cho sinh viên các ngành Địa chính Môi trường, Quản lý Đất đai, Quản lý Tài nguyên và Môi trường, Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ, và Lâm học Đô thị khi thực hiện đồ án, khóa luận tốt nghiệp về ứng dụng GIS.
- Phần nội dung có giá trị tham khảo cao nhất:
- Quy trình kỹ thuật chuyển đổi dữ liệu bản đồ địa chính số từ MicroStation (
.dgnBentley V7) sang MapInfo (.tab) bằng công cụ Universal Translator / Open Universal Data. - Cấu trúc thiết kế hệ thống CSDL quan hệ trong Access gồm bảng chính và các bảng tra cứu mã hóa (loài, hình thái, hiện trạng, giải pháp).
- Phương pháp xây dựng bản đồ chuyên đề biểu diễn tỷ lệ phần trăm bằng biểu đồ cột (Bar Chart) và thao tác liên kết thuộc tính để biên tập bản đồ hiện trạng tỷ lệ 1:5000.
- Quy trình kỹ thuật chuyển đổi dữ liệu bản đồ địa chính số từ MicroStation (
- Đối với cơ quan quản lý đô thị: Cung cấp nguồn số liệu điều tra thực tế và mô hình CSDL mẫu cho Phòng Quản lý Đô thị TP. Thái Nguyên, Công ty CP Môi trường và Công trình đô thị Thái Nguyên trong việc số hóa dữ liệu quản lý mảng xanh đường phố.
Câu hỏi thường gặp
1. Khóa luận đã khảo sát được bao nhiêu cá thể cây xanh và cơ cấu loài như thế nào?
Tác giả đã điều tra, kiểm kê được tổng cộng 359 cá thể cây xanh thuộc 15 loài thực vật trên 3 tuyến đường. Trong đó, Bằng lăng chiếm tỷ lệ cao nhất với 107 cây (29,8%), tiếp theo là Sấu với 101 cây (28,1%), Trứng cá có 43 cây (12,0%), Lộc vừng có 30 cây (8,3%), Sữa có 18 cây (5,0%), Đa lông có 14 cây (3,9%), Phượng có 12 cây (3,3%), Bàng có 9 cây (2,5%), Xoài có 8 cây (2,2%), Ngọc lan có 7 cây (1,9%) và các loại cây khác chiếm 10 cây (2,7%).
2. Cấu trúc CSDL thuộc tính quản lý cây xanh trong Microsoft Access được thiết kế như thế nào?
CSDL gồm 1 bảng chính liên kết với 7 bảng danh mục thuộc tính qua các trường khóa ngoại. Bảng chính chứa thông tin định danh (ID_old, ID_map) cùng các mã liên kết: ID_Name (loài), ID_Area (khu vực), ID_Chars (đặc điểm hình thái gồm 32 trạng thái thế cây), ID_Status (hiện trạng), ID_Ecoval (giá trị cảnh quan), ID_Genval (giá trị bảo tồn gen), ID_History (sự kiện lịch sử), ID_Planaction (dự kiến quy hoạch gồm 20 trạng thái) và ID_Addaction (biện pháp xử lý). Cấu trúc này giúp tránh trùng lặp dữ liệu và thuận tiện khi cập nhật.
3. Bản đồ nền địa chính được chuyển đổi từ phần mềm nào sang MapInfo?
Bản đồ nền được chuyển đổi từ phần mềm MicroStation Bentley V7 (tệp DC_PDP.dgn) sang môi trường MapInfo bằng chức năng Open Universal Data trong hệ tọa độ UTM/VN-2000. Dữ liệu đầu ra định dạng bảng .tab được gộp các lớp thông tin để tạo bản đồ nền tổng thể trước khi số hóa lớp điểm cây xanh.
4. Sự phân bố chủng loại cây xanh trên 3 tuyến phố có đặc điểm gì khác biệt?
Cơ cấu loài có sự khác nhau rõ rệt giữa các tuyến phố: đường Minh Cầu có loài Sấu chiếm ưu thế tuyệt đối (51,3%), kế đến là Trứng cá (13,5%) và Lộc vừng (12,2%); đường Phan Đình Phùng tập trung chủ yếu là Bằng lăng (54,2%), kế tiếp là Trứng cá (13,1%) và Sấu (9,2%); trong khi đó, đường Hoàng Ngân là tuyến mới mở có Bằng lăng chiếm 38,0%, Sấu chiếm 18,0% và tỷ lệ các loài cây khác tương đối cao (26,0%).
5. Khóa luận đưa ra định hướng xử lý thế nào đối với cây Trứng cá và cây Bàng?
Kết quả đánh giá cho thấy cây Trứng cá (43 cá thể) và cây Bàng (9 cá thể), tổng cộng 52 cây (chiếm 14,5%), được xếp vào nhóm "Cây cần thay thế" trong tương lai. Lý do được chỉ ra là cây bàng có hệ rễ nổi phát triển mạnh làm phá hỏng kết cấu vỉa hè, rụng lá mùa đông; còn cây trứng cá có thân cành giòn, dễ gãy đổ khi có gió bão, tạo bóng mát kém và giá trị thẩm mỹ đô thị không cao.
Kết luận
Khóa luận tốt nghiệp của sinh viên Vũ Ngọc Anh đã giải quyết trọn vẹn mục tiêu ứng dụng công nghệ GIS và phần mềm Microsoft Access để xây dựng CSDL quản lý cây xanh đường phố tại phường Phan Đình Phùng, thành phố Thái Nguyên. Nghiên cứu cung cấp số liệu kiểm kê thực nghiệm chi tiết về 359 cây xanh trên 3 tuyến phố chính, đồng thời chỉ ra các bất cập về cơ cấu loài và hiện trạng hạ tầng đô thị. Sản phẩm bản đồ hiện trạng tỷ lệ 1:5000 cùng hệ thống bảng thuộc tính được chuẩn hóa là tài liệu kỹ thuật có giá trị ứng dụng thực tế cao, phục vụ hiệu quả cho công tác quy hoạch, chăm sóc và bảo vệ cảnh quan đô thị của địa phương.