Banner trang chủ
Chủ Nhật, ngày 29/05/2022

Lựa chọn vị trí trung tâm hội nghị bằng phương pháp phân tích đa tiêu chí dựa trên GIS

29/12/2021

Tóm tắt

    Lựa chọn vị trí là một trong những hoạt động cơ bản đòi hỏi một quy trình ra quyết định kỹ lưỡng để xây dựng, mở rộng hoặc di dời một dự án cụ thể như bệnh viện, trường học, khu công nghiệp, tòa nhà, bãi chôn lấp và các khu dân cư. Mục tiêu chính của nghiên cứu này là chọn địa điểm phù hợp cho một trung tâm hội nghị tổ chức các sự kiện văn hóa thể thao mang tính đặc trưng ở thành phố Thanh Hóa. Nhóm nghiên cứu đã áp dụng phương pháp phân tích đa tiêu chí dựa trên GIS-based Multi-Criteria Decision Analysis (MCDA) và phát triển ba mô hình bao gồm mô hình hạn chế, mô hình phù hợp và mô hình địa điểm phù hợp để triển khai lựa chọn địa điểm phù hợp nhất cho một trung tâm hội nghị. Bên cạnh đó, quyết định này dựa trên các phương pháp MCDA, nội suy kết hợp tuyến tính có trọng số (WLC). Mô hình cho thấy vị trí thích hợp cuối cùng để xây dựng một trung tâm hội nghị đạt tỷ lệ thấp so với các giá trị còn lại với 45%, 14,6%, 22,4%, 17,5% và 0,5% lần lượt đại diện cho các diện tích không phù hợp, ít phù hợp nhất, tương đối phù hợp, phù hợp, và rất phù hợp.

Keywords: Phân tích đa tiêu chí; lựa chọn vị trí, ra quyết định.

Nhận bài: 26/10/2021; Chỉnh sửa: 1/11/2021; Duyệt đăng: 3/11/2021.

1. Giới thiệu

    Lựa chọn vị trí là một trong những nguyên tắc chính của quy hoạch xây dựng có tác động rất lớn đến thiết kế của một công trình được đề xuất [1] và sự thành công hay thất bại của một dự án [2]. Quá trình lựa chọn là cuộc điều tra dài hạn và quyết định phức tạp do nhiều tiêu chí và mục tiêu, dựa vào các yếu tố môi trường, địa chất, kinh tế - văn hóa – xã hội và khoảng cách gần xa đến các tuyến giao thông, nguồn nước, mà không xung đột các mục đích khác. Do đó, xây dựng được đề xuất cho các mục tiêu khác nhau sẽ có các yêu cầu và cân nhắc khác nhau để lựa chọn địa điểm. Ví dụ, một vị trí phù hợp cho các tòa nhà dân cư sẽ không được xây dựng trên khu đất nông nghiệp hoặc khu bảo tồn, hoặc ảnh hưởng của sức khỏe cộng đồng nên được xem xét trong trường hợp xây dựng bãi rác.

    Cách tiếp cận truyền thống để lựa chọn vị trí dựa trên phân tích về tính toán số liệu thống kê, kinh nghiệm hoặc thậm chí trên các hoạt động hằng ngày. Thủ tục quyết định đòi hỏi nỗ lực từ một số chuyên gia từ các lĩnh vực khác nhau để chọn giải pháp thay thế tốt nhất bằng cách xem xét thông tin có sẵn và các tính năng đồ họa và không gian địa lý [3]. Trong những năm gần đây, những chuyên gia hoạch định dự án đã áp dụng các hệ thống thông tin địa lý (GIS) để hỗ trợ họ quyết định lựa chọn vị trí dự án nhờ vào khả năng phân tích không gian của GIS.

    GIS được sử dụng kết hợp với các phương pháp khác như hệ thống hỗ trợ quyết định (DSS) và phân tích quyết định đa tiêu chí (MCDA). GIS-MCDA là một thủ tục chuyển đổi và tích hợp các tiêu chí hoặc yếu tố (dữ liệu địa lý) và ý tưởng của người ra quyết định để đạt được kết quả sau cùng của các lựa chọn thay thế [3, 4]. GIS-MCDA vẫn là một phương pháp phân tích hiệu quả khi sử dụng các dữ liệu phi không gian và không gian để tạo ra thông tin hữu ích và đưa ra quyết định tốt nhất [5]. Là vấn đề quyết định không gian, đòi hỏi một tập hợp toàn diện các lựa chọn thay thế thực tế, mục tiêu gây mâu thuẫn và tiêu chí đánh giá, do đó GIS-MCDA đã được đề xuất để giảm sự sai sót và cung cấp cho người ra quyết định khả năng đưa ra phán đoán đáng tin cậy [6]; giảm xung đột giữa các tiêu chí đánh giá liên quan và người ra quyết định bằng cách cung cấp một đánh giá hợp lý và chấp nhận được dựa trên một quy trình hợp lý, minh bạch và được lưu trữ lại. Một số nghiên cứu đã áp dụng MCDA dựa trên GIS để lựa chọn vị trí như sân bay [7], cánh đồng năng lượng gió [8], khu công nghiệp [6], bãi chôn lấp [5, 9, 10], hoặc nhà máy đốt rác thải rắn đô thị [11, 12].

    Nghiên cứu được thực hiện dựa trên sự đánh giá phù hợp về sử dụng đất với quan điểm xác định vị trí tốt nhất cho một trung tâm hội nghị nhỏ theo phong cách đặc trưng văn hoá của thành phố Thanh Hóa, Việt Nam đáp ứng các yêu cầu sau 1) Xây dựng không nên cản trở hoạt động của nông nghiệp 2) Xây dựng không nên làm giảm giá trị thẩm mỹ và bảo tồn của tài sản 3) Xây dựng không nên làm giảm thu nhập hiện tại từ nông nghiệp và lâm nghiệp, và 4) Xây dựng không phải đối mặt với các mối nguy hiểm lũ lụt đáng kể. Trong nghiên cứu này, quyết định này dựa trên MCDA, lớp phủ Boolean và kết hợp tuyến tính có trọng số (WLC).

2. Phương pháp luận

2.1. Nghiên cứu khu vực

Hình 1: Bản đồ thành phố Thanh Hóa

    Thành phố Thanh Hóa nằm ở phía Đông của tỉnh Thanh Hóa, nằm ở trung tâm đồng bằng Thanh Hóa, là đô thị lớn nhất của đồng bằng duyên hải miền Trung. Thành phố có diện tích 147 km² với nhiều dãy núi đá rải rác, những cánh đồng rộng - hẹp và nông - sâu được bao quanh. Bên cạnh đó, thành phố có hệ thống sông bao gồm các sông Thọ Hạc, Cốc, Lai Thành, Nha Lệ và Kênh Bắc, cung cấp lưu lượng nước phục vụ tưới tiêu vào mùa hạn và kiểm soát lũ lụt và cung cấp nước sinh hoạt cho người dân trong thành phố. Trong khu vực này, một phần lớn lượng mưa hàng năm (trung bình 40-50 %) xảy ra trong mùa mưa [13], với nhiệt độ trung bình hàng năm từ 23,3 0C đến 23,6 0C.

2.2. Quy trình thực hiện

    Hình 2 thể hiện tổng hợp đầy đủ các thông tin nhập liệu cho việc lựa chọn địa điểm cho trung tâm hội nghị nhỏ tại thành phố Thanh Hóa.

Hình 2: Tóm tắt lưu đồ dòng nhập liệu lựa chọn vị trí

2.3. Xử lý trước dữ liệu

    Các tiêu chí xác định vị trí phù hợp cho một trung tâm hội nghị tổ chức các sự kiện văn hóa thể thao mang tính đặc trưng ở thành phố Thanh Hóa có thể được phân loại thành các nhóm sau: tiêu chí môi trường và không gian. Các tiêu chí môi trường bao gồm các khía cạnh bảo vệ thiên nhiên, tức là các khu vực nhạy cảm như: khu vực được bảo vệ và nước bề mặt, trong khi các tiêu chí không gian bao gồm độ dốc và chức năng sử dụng đất (lúa, các loại cây trồng khác và vườn cây ăn quả). Những tiêu chí này có thể được chia thành các yếu tố và ràng buộc. Các yếu tố làm tăng hoặc giảm sự phù hợp được đánh giá trên một mô hình nội suy độ dốc có nguồn gốc từ độ cao (DEM), khoảng cách đến các tuyến giao thông, khoảng cách đến các sông, hồ và khả năng ngập lụt hàng năm. Các ràng buộc được gán cho một yếu tố nhất định và thường có giá trị là 1 - phù hợp và 0 - bị hạn chế. Ví dụ, sự tồn tại của một khu vực xây dựng bị hạn chế ở vị trí đất nông nghiệp, rừng và khu vực ngập lụt.

Bảng 1: Tiêu chí trong phân tích kết hợp tuyến tính có trọng số (WLC)

Dữ liệu

Loại xuất xứ

Các yếu tố / ràng buộc

Khung cảnh

Sử dụng đất

Khu vực được bảo vệ

Raster

Ràng buộc

Bên trong khu vực = 0, bên ngoài = 1; (0 = cấm; 1 = phù hợp)

Nông nghiệp/ Cây trồng

Raster

Ràng buộc

Bên trong khu vực = 0, bên ngoài = 1; (0 = cấm; 1 = phù hợp)

Ngập lụt

 

Raster

Ràng buộc

Thang điểm từ 1 đến 10; từ ít nhất đến phù hợp nhất

Tuyến đường

 

Vectơ

Yếu tố

Thang điểm từ 1 đến 10; từ ít nhất đến phù hợp nhất

Hệ thống thoát nước (sông, ao hồ)

 

Vectơ

Yếu tố

Thang điểm từ 1 đến 10; từ ít nhất đến phù hợp nhất

Độ dốc

 

Raster

Yếu tố

Thang điểm từ 1 đến 10

 

    Các bộ dữ liệu vectơ đại diện cho các tiêu chí riêng lẻ được liệt kê trong Bảng 1 đã được rasterized cho phân tích kết hợp tuyến tính có trọng số (WLC). Chúng tôi đã tạo ra:

  • Các lớp mới từ hệ thống thoát nước thủy văn đại diện cho nguồn nước từ xa bao gồm nhiều vùng đệm: 0 – 200 m, 201 – 350 m, 351–500 m, 500–650 m, 651– 800 m và > 800 m. Lớp học đại diện cho các vị trí khoảng cách (> 800 m) đã được đánh giá là các địa điểm phù hợp nhất và gần nhất là ít phù hợp nhất.
  • Các lớp học mới từ mạng lưới đường bộ đại diện cho khoảng cách đến đường bao gồm nhiều vùng đệm 0–50 m, 51–250 m, 251–500 m, 501–750 m, 751–1000 m và >1000 m. Trong những trường hợp này, vùng đệm đầu tiên đại diện cho các khu vực không phù hợp cho vị trí. Lớp đại diện cho các khu vực khoảng cách (51-250 m) đã được đánh giá là phù hợp nhất trong khi khoảng cách dao động 0-50m và > 1000 là ít phù hợp nhất.
  • Độ dốc từ DEM được phân loại lại thành năm lớp 0°–2,5°, 2,5°–5°, 5°–7,5°, 7,5°–10° và trên 10°. Lớp đại diện cho các khu vực bằng phẳng (0° đến 20°). Lớp đại diện cho các khu vực bằng phẳng (0° đến 2,5°) đã được đánh giá là phù hợp nhất và các khu vực dốc nhất là ít phù hợp nhất.

    Tiếp theo, việc đánh giá các trọng số nhằm xếp hạng các tiêu chí theo thứ tự ưu tiên của người ra quyết định [14]. Mỗi yếu tố được tiêu chuẩn hóa theo thang điểm từ 1 đến 10. Về chi tiết, giá trị của 1 được gán cho ít phù hợp nhất trong khi giá trị 10 được gán cho những giá trị phù hợp nhất. Liên quan đến các tiêu chí ràng buộc, chúng tôi đặt giá trị 0 cho lệnh cấm và 1 cho vị trí phù hợp (Bảng 1).

2.4. Phân tích phù hợp với vùng đất bằng tổ hợp tuyến tính có trọng số (WLC)

    Các bản đồ raster một yếu tố được kết hợp với trọng số khác nhau để thể hiện tầm quan trọng tương đối của chúng theo công thức 1. Hình 3 tóm tắt luồng công việc hoàn chỉnh của sự kết hợp. Trong nghiên cứu này, các tác giả đã đề xuất cùng một trọng số giữa các yếu tố duy nhất, nói cách khác, các mô hình chỉ số có cùng tầm quan trọng.

    (Công thức 1) [8]

    Trong đó: S là điểm pixel của vị trí phù hợp cuối cùng, wi là trọng số của một yếu tố i = 1,..., n; k – giá trị của yếu tố i = 1,... n với n là số lượng yếu tố.

    Trong trường hợp, khi các ràng buộc Boolean cũng được áp dụng (tức là các khu vực được bảo vệ, khu vực nông nghiệp), điểm số phù hợp có thể được sửa đổi bằng cách nhân sự phù hợp được tính từ các yếu tố bởi sản phẩm của các ràng buộc (Công thức 2).

        (Công thức 2) [8]

    Trong đó: cj là điểm số của ràng buộc j.

    Các mô hình được gán cho các giá trị tích lũy cho ra kết quả là: không phù hợp, ít phù hợp nhất, tương đối phù hợp, phù hợp và rất phù hợp. Mô tả các tiêu chí của mô hình được thể hiện chi tiết trong Bảng 1. Các vị trí có độ phù hợp rất cao cho việc xây dựng bao gồm: Khoảng cách dài nhất đến các sông và hồ, khoảng cách trung bình đến tuyến giao thông (51-250 m, tránh tiếng ồn từ giao thông), độ dốc thấp nhất và bên ngoài các khu bảo tồn, đất nông nghiệp. Ngược lại, các địa điểm có ít phù hợp nhất là những địa điểm có khoảng cách tuyến giao thông dài nhất, gần các sông và hồ nhất (tránh xói mòn), độ dốc cao nhất. Cuối cùng, các địa điểm không phù hợp nằm bên trong các khu vực bảo tồn và đất nông nghiệp.

Bảng 2: Các mức độ phù hợp với lựa chọn vị trí cho trung tâm hội nghị

Mức độ phù hợp với vị trí lựa chọn

Giá trị

tả chi tiết

Rất phù hợp

5

Các khu vực không có giới hạn đáng kể cho việc xây dựng và phát triển lâu dài cho trung tâm hội nghị.

Phù hợp

4

Các khu vực không có giới hạn đáng kể đối với việc xây dựng và phát triển lâu dài trung tâm hội nghị. Họ có thể có những hạn chế nhỏ mà không ảnh hưởng.

Tương đối phù hợp

3

Các khu vực đất có một số hạn chế cho việc xây dựng và phát triển lâu dài trung tâm hội nghị; những hạn chế này sẽ làm giảm lợi thế của trung tâm hội nghị. Tuy nhiên, chúng vẫn có thể xem xét lựa chọn, nhưng sẽ thấp hơn đáng kể so với khu vực rất phù hợp và phù hợp.

Ít phù hợp nhất

2

Các khu vực có hạn chế chung không tốt cho việc xây dựng trung tâm hội nghị. Những hạn chế này sẽ làm giảm đáng kể lợi ích của việc xây dựng.

Không phù hợp

1

Các khu vực không được lựa cho cho việc xây dựng trung tâm hội nghị.

3. Kết quả và thảo luận

3.1. Bản đồ raster một yếu tố

    Bản đồ raster một yếu tố cho phân tích WLC đã được trình bày trong Hình 3. Trọng số cho mỗi phân loại của các tiêu chí cụ thể đã được trình bày trong Bảng 1.

                            a.

b.

c.

c.

d.

e

Hình 4: Bản đồ raster một yếu tố để phân tích WLC với a) Phạm vi khoảng cách đến các tuyến giao thông b) Khoảng cách đến các sông và hồ c) Khu vực bảo tồn d) Diện tích đất nông nghiệp và e) Phạm vi ngập lụt

    Theo kết quả của phân tích WLC, các vị trí được lựa chọn phù hợp nhất đã được xác định và trình bày trên bản đồ phù hợp (Hình 4). Nó hiển thị các khu vực có giá trị pixel bằng 5 (rất phù hợp) và 4 (phù hợp). Tổng diện tích được coi là phù hợp nhất đối với các tiêu chí được phân tích là 401.300 m2. Tuy nhiên, các khu vực này nằm rải rác xung quanh thành phố với diện tích nhỏ hơn 2.000 m2 cho mỗi khu vực trong khi diện tích cần thiết cho một trung tâm hội nghị với các phòng theo phong cách nhà nghỉ là khoảng 2.000 – 4.000 m2. Do đó, mức giá trị phù hợp là tốt nhất lựa chọn trong trường hợp của chúng tôi. Các khu vực lớn nhất và thống nhất nằm ở trung tâm của thành phố. Cần phải đề cập rằng các địa điểm được xác định là tạm thời và yêu cầu điều tra thêm và chi tiết hơn bao gồm khảo sát hiện trường trước khi quyết định cuối cùng được đưa ra.

    Ở vị trí này, các tiện nghi cần thiết như các tuyến giao thông, điện và nước đã có sẵn, do đó chủ sở hữu có thể tránh được một số chi phí xây dựng. Hơn nữa, trung tâm hội nghị được xây dựng gần hồ Thành, một góc nhìn tốt sẽ hấp dẫn hơn đối với người dân đến dự hội nghị của thành phố Thanh Hóa. Ngoài ra, nhiệm vụ bảo tồn cũng đạt được nếu lựa chọn này được chấp nhận. Các khu vực được xác định địa điểm lịch sử cụ thể là Hàm Rồng sẽ được bảo vệ.

Hình 5: Kết quả phân tích độ phù hợp cho việc lựa chọn vị trí trung tâm hội nghị

    Nhiều lợi thế của việc ra quyết định hỗ trợ các phương pháp MCDA và GIS đã được báo cáo trước đây [15, 16]. Tuy nhiên, như chúng tôi đã đề cập trong phương pháp trên rằng mức độ và tầm quan trọng của các yếu tố/ ràng buộc duy nhất đã bị bỏ qua, nói cách khác, các mô hình có cùng chỉ số đánh giá như nhau. Do đó, việc lựa chọn vị trí thích hợp chịu ảnh hưởng đến việc phân bổ các trọng số trên các tiêu chí đánh giá.

4. Kết luận

    Nghiên cứu này trình bày cách tiếp cận dựa trên MCDM và GIS để xác định chọn địa điểm phù hợp cho một trung tâm hội nghị tổ chức các sự kiện văn hoá thể thao mang tính đặc trưng ở thành phố Thanh Hóa, Việt Nam. MCDA bao gồm các tiêu chí địa hình, môi trường và sử dụng đất dựa trên kiến thức chuyên môn, cũng như dữ liệu nghiên cứu tương tự có sẵn từ khu vực nghiên cứu. Các bản đồ thể hiện sự phù hợp với vị trí cuối cùng cho thấy phần trung tâm của khu vực nghiên cứu có sự phù hợp cao nhất cho một trung tâm hội nghị. Nghiên cứu còn hạn chế trong việc xác định khu vực, vị trí chính xác xây dựng dự án. Trong tương lai sẽ tập trung vào việc khám phá thêm phương pháp quyết định đa tiêu chí phù hợp với trọng số cho các tiêu chí quan trọng và cho phép người ra quyết định đưa ra quyết định cụ thể vị trí thực hiện xây dựng dự án.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Cheng, E.W., H. Li, and L. Yu, A GIS approach to shopping mall location selection. Building and Environment, 2007. 42(2): p. 884-892.

[2]. Ghobarah, A., Civil engineers' role in site-selection studies. Journal of professional issues in engineering, 1987. 113(4): p. 351-359.

[3]. Duarte, L., et al., Radio astronomy demonstrator: Assessment of the appropriate sites through a GIS open source application. ISPRS International Journal of Geo-Information, 2016. 5(11): p. 209.

[4]. Malczewski, J., GIS based multicriteria decision analysis: a survey of the literature. International journal of geographical information science, 2006. 20(7): p. 703-726.

[5]. Gbanie, S.P., et al., Modelling landfill location using geographic information systems (GIS) and multi-criteria decision analysis (MCDA): case study Bo, Southern Sierra Leone. Applied Geography, 2013. 36: p. 3-12.

[6]. Rikalovic, A., I. Cosic, and D. Lazarevic, GIS based multi-criteria analysis for industrial site selection. Procedia engineering, 2014. 69: p. 1054-1063.

[7]. Erkan, T.E. and W.M. Elsharida, Combining AHP and ROC with GIS for Airport Site Selection: A Case Study in Libya. ISPRS International Journal of Geo-Information, 2020. 9(5): p. 312.

[8]. Szurek, M., J. Blachowski, and A. Nowacka, GIS-based method for wind farm location multi-criteria analysis. Mining Science, 2014. 21.

[9]. ABESI, A. and M. SAEIDI, Site selection of a hazardous waste landfill using GIS technique and priority processing, a power plant waste in Qazvin Province case example. 2009.

[10]. Babalola, M.A., Application of GIS-Based Multi-Criteria Decision technique in exploration of suitable site options for anaerobic digestion of food and biodegradable waste in Oita City, Japan. Environments, 2018. 5(7): p. 77.

[11]. Korucu, M.K. and B. Erdagi, A criticism of applications with multi-criteria decision analysis that are used for the site selection for the disposal of municipal solid wastes. Waste Management, 2012. 32(12): p. 2315-2323.

[12]. Tavares, G., Z. Zsigraiová, and V. Semiao, Multi-criteria GIS-based siting of an incineration plant for municipal solid waste. Waste management, 2011. 31 (9-10): p. 1960-1972.

[13]. press;, H.T.I. General Statistics Office of Vietnam. Statistical yearbook 2019;  .

[14]. Malczewski, J., GIS-based land-use suitability analysis: a critical overview. Progress in planning, 2004. 62 (1): p. 3-65.

[15]. Ozdemir, S. and G. Sahin, Multi-criteria decision-making in the location selection for a solar PV power plant using AHP. Measurement, 2018. 129: p. 218-226.

[16]. Tahri, M., M. Hakdaoui, and M. Maanan, The evaluation of solar farm locations applying Geographic Information System and Multi-Criteria Decision-Making methods: Case study in southern Morocco. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2015. 51: p. 1354-1362.

Võ Đức Thưởng, Lê Trọng Diệu Hiền

Trường Đại học Thủ Dầu Một

(Nguồn: Bài đăng trên Tạp chí Môi trường số Chuyên đề Tiếng Việt IV/2021)

 GIS-BASED MULTI-CRITERIA ANALYSIS METHOD FOR CONFERENCE CENTER LOCATION

Duc Thuong Vo,  Le Trong Dieu Hien

1University of Thu Dau Mot

Abstract

    Location selection is one of the basic activities that require a thorough decision-making procedure for construction, expansion, or relocation of a specific project such as hospital, school, industrial zone, building, landfill, and residential sub-division. The main objective of this study is to select suitable sites for a small conference center with motel-style rooms in Thanh Hoa city. We applied GIS-based Multi-Criteria Decision Analysis (MCDA) and developed three models comprising the restriction model, the suitability model, and the integrated suitable locations model to observe the optimal location for a small conference center. Besides, the decision was based on the MCDA, Boolean/ fuzzy overlay, and Weighted Linear Combinations (WLC). The integrated model showed the final suitable location for the construction of a small conference center with motel-style rooms indicated that 45 %, 14.6 %, 22.4 %, 17.5 %, and 0.5 % of the areas were unsuitable, least suitable, suitable, moderately suitable, and highly suitable respectively.

Keywords: Multi-Criteria Analysis, site selection, decision making.

 

Ý kiến của bạn