Nghiên cứu này được thực hiện trên cơ sở ứng dụng GIS và viễn thám để tạo ra bản đồ tổng thể tiềm năng hấp thụ CO2 của thực vật thay vì phải trực tiếp đo đếm sinh khối. Từ các dữ liệu thu thập tiến hành xử lý ảnh viễn thám, tính toán giá trị NDVI, thực hiện giải đoán ảnh vệ tinh kết hợp kiểm tra độ chính xác bằng Google map.
Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 Kỷ yếu khoa học ỨNG DỤNG GIS VÀ VIỄN THÁM ƯỚC LƯỢNG TỔNG TIỀM NĂNG HẤP THỤ CO2 TỪ THẢM THỰC VẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Cao Huỳnh Hồng Phấn*, Nguyễn Như Hảo Trường Đại học Tài ngun Mơi trường TP Hồ Chí Minh *Tác giả liên lạc: chhphan9396@gmail.com TÓM TẮT Nghiên cứu thực sở ứng dụng GIS viễn thám để tạo đồ tổng thể tiềm hấp thụ CO2 thực vật thay phải trực tiếp đo đếm sinh khối Từ liệu thu thập tiến hành xử lý ảnh viễn thám, tính tóa n giá trị NDVI, thực giải đóa n ảnh vệ tinh kết hợp kiểm tra độ xác Google map Khi có kết phân loại, lượng hấp thụ CO2 tương ứng với kiểu thảm thực vật xác định dựa giá trị CO2 hấp thụ điều tra Theo đó, tổng lượng CO2 hấp thụ tiềm tổng diện tích đơn vị hành nhân với khả hấp thụ chúng Nghiên cứu tạo đồ tổng lượng tiềm CO2 hấp thụ theo quận, huyện phường xã TP.HCM nhằm hỗ trợ việc kiểm kê lượng khí nhà kính CO2 nhà nghiên cứu sách đề xuất chiến lược kế hoạch cắt giảm hiệu khả thi cụ thể dựa vị trí địa lý phát thải đặc biệt vị trí địa lý, khu vực quan trọng đến phát triển kinh tế nước có xu hướng phát triển nhanh thành phố lớn Hà Nội, TP.HCM Từ khóa: Ảnh viễn thám, số thực vật NDVI, hấp thụ CO2, khí nhà kính APPLICATION OF GIS AND REMOTE SENSING TO ESTIMATE THE POTENTIAL AMOUNT OF CO2 ABSORBED BY VEGETATION IN HO CHI MINH CITY Cao Huynh Hong Phan*, Nguyen Nhu Hao University of Natural resources and Environment *Corresponding Author: chhphan9396@gmail.com ABSTRACT This study based on applications of GIS and remote sensing imaginary to conduct the map of the potential amount of CO2 in HCMC which is taken up by vegetation instead of direct calculation From collected materials, Remotely sensed image is calibrated to calculate NDVI, then classification is conducted by algorithm Thus, potential amount of CO2 is equivalent to one administrative unit multiplied by absorption capacity The outcome shows the potential CO2 capacity in each unit in HCMC Generally, The findings plays the vital role not only in inventory of CO2 greenhouse gas but also in policy which propose a feasible reduction strategy based on specific geographic locations, especially inbig cities such as Hanoi and Ho Chi Minh City Keywords: CO2 absorption, Greenhouse gas, NDVI, remotely sensed image MỞ ĐẦU Thành Phố Hồ Chí Minh thị đặc biệt nước ta, có tốc độ phát triển kinh tế lớn nước, song song với trình phát triển kinh tế q trình thị hóa diễn nhanh chóng Với tốc độ phát triển nhanh nguồn phát thải từ nhà máy, lưu lượng giao 675 Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 thông ngày nhiều dẫn đến hàm lượng CO2 khơng khí tăng đáng kể, làm trầm trọng tình hình biến đổi khí hậu Thảm thực vật bể hấp thụ khí nhà kính thơng qua việc hấp thụ khí CO2 từ khí suốt trình quang hợp, trình phát triển, các-bon vơ CO2 được chuyển hóa thành chất hữu thành phần như: vỏ, gỗ, lá, rễ Ngày nay, với phát triển hệ thống vệ tinh, việc tích hợp công nghệ GPS, GIS với viễn thám công cụ đắc lực việc theo dõi biến động thảm thực vật tiềm hấp thụ khí nhà kính thảm thực vật thơng qua số thực vật Chỉ số thực vật (Normalised Difference Vegetation Index) viết tắt NDVI thuật tóa n tiêu chuẩn để ước tính chất lượng thảm thực vật màu xanh mặt đất phép đo phản xạ bước sóng màu đỏ cận hồng ngoại VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Vật liệu nghiên cứu Nghiên cứu thu thập liệu không gian bao gồm ranh giới khu vực nghiên cứu, ảnh landsat năm 2016 có độ phân giải 30 m lấy từ trang web Mỹ http://glovis.usgs.com https://earthexplorer.usgs.gov/ Ngồi ra, Các liệu dân số, diện tích quận huyện, tên quận huyện TP.HCM năm 2016 vị trí khảo sát tổng hợp từ niên giám thống kê Thành phố Hồ Chí Minh, Chi cục thống kê Google Map Phương pháp nghiên cứu Phương pháp thu thập liệu Để xây dựng đồ tổng tiềm CO2 hấp thụ từ thảm thực vật, nghiên Kỷ yếu khoa học cứu kế thừa nghiên cứu trước số liệu từ văn bản, báo cáo quan quản lí nhà nước, công ty công viên xanh TP.HCM Phương pháp xử lý, phân tích ảnh viễn thám Sau ảnh Landsat chọn lựa, việc xử lý, phân loại ảnh tiến hành sau: - Gom nhóm kênh ảnh - Gộp ảnh viễn thám - Tăng cường chất lượng ảnh - Cắt ảnh theo ranh giới khu vực nghiên cứu - Tính số thực vật NDVI Phương pháp phân loại ảnh - Phân loại theo ngưỡng giá trị NDVI - Đánh giá độ xác sau phân loại ảnh Phương pháp ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) Dữ liệu viễn thám sử dụng đề tài có độ phân giải khơng gian 30m với hệ tạo độ WGS 84 Mỗi pixcel có giá trị NDVI < 0.6 gán giá trị 32.4 kg CO2/ ngày pixcel có giá trị NDVI > 0.6 có giá trị 90 kg CO2/ngày Sử dụng công cụ Zone statistic as Table với lệnh Sum để tính tổng lượng CO2 hấp thụ cho đơn vị hành Sau đó, tạo shapefile để chứa lượng trường liệu tổng lượng CO2 hấp thụ Dùng công cụ Joint để gán file shapefile vào lớp liệu hành Số liệu dân số, diện tích, lượng CO2 hấp thụ sau xử lý tổng hợp đưa vào bảng thuộc tính ArcGis 10.3 để tính tóa n đưa đồ tổng tiềm hấp thụ CO2 TP.HCM Phương pháp phân tích tổng hợp số liệu Số liệu sau thu thập thống kê xử lý phần mềm Word, Excel Kết trình 676 Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 trình bày dạng bảng Phương pháp ứng dụng hiệu nhằm phân tích, đánh giá tiềm giảm thiểu khí nhà kính khu vực địa lý khác xây dựng sách bảo tồn với khu vực xem “bể carbon” KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Ảnh số NDVI cho thấy tỷ lệ mảng xanh thành phố phân bố khơng đồng đều, có chênh lệch cao khu vực nội thành khu vực ngoại thành năm 2016 Giá trị NDVI thấp cao tương ứng -0.48 0.78 Khu vực có số NDVI cao (NDVI > 0.6) tập trung huyện Cần Giờ Củ Chi Ngược lại khu vực có số NDVI thấp (NDVI < 0.2) khu vực trung tâm thành phố khu vực có số NDVI khoảng 0.2-0.6 khu vực ngoại thành Xét tồn Thành phố Hồ Chí Minh diện tích khu vực khoảng 2.095 km2, diện tích có lớp phủ thực vật chiếm 72.28% diện tích tồn Thành phố Sở dĩ, mật độ khơng gian xanh tồn Thành phố cao vì, TP.HCM có khu dự trữ sinh Cần Giờ huyện ngoại thành chưa thực thu hút dân cư Kết phân loại ảnh Kết phân loại ảnh năm 2016 cho thấy, Pixel có giá trị NDVI < 0.2 xem thủy hệ đất trống có diện tích 577.197 km2 ( chiếm 27.7%); pixel 0.2 0.6 chiếm 460.707 km2 (chiếm 22.12%) chủ yếu rừng ngập mặn Đánh giá độ xác phương pháp phân loại Để đánh giá độ xác phương pháp phân loại trên, nghiên cứu lấy tọa độ vị trí khảo sát định vị Google Earth thực địa ghi Kỷ yếu khoa học nhận để xác định loại đối tượng khảo sát Sau tiến hành so sánh giá trị thực tế với giá trị ảnh phân loại, từ đánh giá độ xác phương pháp phân loại Kết xây dựng đồ tiềm CO2 hấp thụ từ thảm thực vật TP.HCM Qua tính tóa n xữ lí liệu, đơn vị hành phường, xã Quận 1, Quận 2, Quận 9, Quận 12, Quận Bình Tân, Quận Gò Vấp, Quận Thủ Đức, Huyện Nhà Bè, Huyện Bình Chánh, Huyện Củ Chi, Huyện Cần Giờ có lớp phủ thực vật phân bố tương đối đồng Vì vậy, tiềm hấp thụ khí CO2 phường, xã khơng có khác biệt rõ rệt Ngược lại, trữ lượng CO2 đơn vị hành phường, xã Quận 3, Quận 4, Quận 5, Quận 6, Quận 7, Quận 8, Quận 10, Quận 11, Quận 12, Quận Tân Bình, Quận Thủ Đức, Quận Gị Vấp, Quận Bình Tân, Quận Tân Phú phân bố khơng đồng đều, tập trung số đơn vị hành định yêu tố loại thực vật, chất lượng thảm thực vật, yếu tố diện tích khu vực thảm thực vật tập trung nơi nơi định Các Quận trung tâm nội thành Quận 1, Quận 3, Quận 4, Quận 5, Quận 6, Quận 7, Quận 8, Quận 11, Quận 10,Quận Tân Phú, Quận Tân Bình, Quận Phú Nhuận, Quận Gị Vấp, Quận Thủ Đức có tổng tiềm hấp thụ khí nhà kính thấp quận nội thành trình thị hóa Quận 2, Quận 9, Quận 12, Quận Bình Tân, Quận Thủ Đức số mức trung bình Mật độ dân số khu vực nội thành cao, dân số tập trung chủ yếu vào quận nội thành, với tình trạng diện tích đất “khan hiếm” dân cư tập trung đông dẫn đến thảm thực vật bị chiếm dụng cho mục đích khác Ngược lại, thảm thực vật dày huyện ngoại 677 Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 thành, đặc biệt Huyện Cần Giờ Huyện Củ Chi đóng vai trị bể hấp thụ khí nhà kính cho toàn thành phố KẾT LUẬN Nghiên cứu cho thấy khả hấp thụ khí nhà kính quận trung tâm nội thành Quận 1, Quận 3, Quận 4, Quận 5, Quận Phú Nhuận, Quận có lớp phủ thực vật thưa thớt khả hấp thụ CO2 (16,096 CO2/ ngày) Đối với quận nội thành Quận 2, Quận 6, Quận 7, Quận 8, Quận 9, Quận 11, Quận 12, Tân Bình, Thủ Đức, Gị Vấp, Bình Tân, Tân Phú, thảm thực vật Quận có trữ lượng CO2 cao đạt gần 3163,261 tấn/ ngày Đối với Kỷ yếu khoa học huyện ngoại thành, trữ lượng CO2 hấp thụ cao từ rừng ngập mặn Huyện Cần Giờ với khả hấp thụ khoảng 35.894,075 CO2/ngày Nhìn chung nghiên cứu cung cấp tranh tổng thể tiềm hấp thụ khí nhà kính mơi đơn vị hành TP.HCM Nghiên cứu góp phần giảm tác động BĐKH hỗ trợ quy hoạch đô thị, quy hoạch sử dụng đất sách định cư người dân Ngồi ra, việc tính tóa n, đánh giá lượng phát thải hấp thụ CO2 thành phố lớn TP.HCM xem nghiên cứu cần thiết, cấp bách mang tính thực tiễn cao TÀI LIỆU THAM KHẢO BẢO HUY 2009 Ước lượng lực hấp thụ CO2 Bời Lời Đỏ (Litsea glutinosa) mơ hình nơng lâm kết hợp Bời Lời Đỏ- Sắn huyện Mang Yang, tỉnh Gia Lai – Tây Nguyên, Việt Nam NGUYỄN VĂN TÀI, NGUYỄN TÙNG LÂM, HOÀNG NGỌC HÂN Các nguồn phát thải định hướng gỉảm phát thải khí nhà kính Viện Chiến lược, Chính sách TN&MT TRẦN LIÊM KHIẾT 2012 Nghiên cứu đánh giá phát thải khí nhà kính hoạt động khai thác hải sản đề xuất biện pháp giảm thiểu (nghiên cứu điển hình thành phố Hải Phòng) 678 ... động thảm thực vật tiềm hấp thụ khí nhà kính thảm thực vật thông qua số thực vật Chỉ số thực vật (Normalised Difference Vegetation Index) viết tắt NDVI thuật tóa n tiêu chuẩn để ước tính chất lượng. .. niên giám thống kê Thành phố Hồ Chí Minh, Chi cục thống kê Google Map Phương pháp nghiên cứu Phương pháp thu thập liệu Để xây dựng đồ tổng tiềm CO2 hấp thụ từ thảm thực vật, nghiên Kỷ yếu khoa... trị 90 kg CO2/ ngày Sử dụng công cụ Zone statistic as Table với lệnh Sum để tính tổng lượng CO2 hấp thụ cho đơn vị hành Sau đó, tạo shapefile để chứa lượng trường liệu tổng lượng CO2 hấp thụ Dùng