Luận văn thạc sĩ Quản lý tài nguyên và môi trường: Giải pháp viễn thám hỗ trợ giám sát chất lượng môi trường đô thị Thành phố Hồ Chí Minh

Nhiệm vụ: Nghiên cứu đánh giá phân bố không gian chất lượng môi trường tự nhiên do thị trên cơ sở ứng dụng kỹ thuật viên thám thông qua các biên sinh được trích xuât trực tiếp từ ảnh vệ

KHOA MOI TRUONG VA TAI NGUYEN

oOo

a

GIAI PHAP VIEN THAM HO TRO GIAM SAT

CHAT LUONG MOI TRUONG DO THỊ

THANH PHO HO CHI MINH

CHUYEN NGANH: QUAN LY TAI NGUYEN VA MOI TRUONGMA SO CHUYEN NGANH: 60.85.01.01

LUAN VAN THAC SI

THANH PHO HO CHI MINH, 09/2017

TS: PHAM THỊ MAI THY

Cán bộ cham nhận xét 1: TS Trần Thi Vân

Cán bộ cham nhận xét 2: TS Lam Đạo Nguyên

Luận văn Thạc sĩ đã được bảo vệ tại trường Dai Học Bách Khoa - DHQG TPHCMngày 11 tháng 08 năm 2017

Thành phan Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:1 Chủ tịch hội đồng: PGS.TS Lê Văn Trung

2 Cán bộ nhận xét 1: TS Trần Thị Vân

3 Cán bộ nhận xét 2: TS Lâm Đạo Nguyên

4 Ủy viên hội đồng: TS Lương Văn Việt5 Thư ký hội đồng: TS Võ Thanh Hang

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng khoa quản lý chuyên ngành

sau khi luận văn đã được sửa chữa (nêu có).

CHU TỊCH HỘI DONG TRƯỚNG KHOA MÔI TRƯỜNG

VÀ TÀI NGUYÊN

ĐẠI HỌC QUOC GIA TP.HCM CỘNG HOA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMTRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐỘC LẬP — TỰ DO - HẠNH PHÚC

NHIEM VỤ LUẬN VAN THẠC SĨ

Họ tên học viên: VÕ THỊ HUYEN TRANG MSHV: 7141047

Ngày sinh: 16/02/1990 Nơi sinh: Quảng Ngãi

Chuyên ngành: Quản ly tai nguyên và môi trường Mãsó: 60.85.01.01TÊN DE TÀI: GIẢI PHÁP VIÊN THÁM HỖ TRỢ GIÁM SÁT CHAT LƯỢNG

MOI TRUONG DO THỊ THÀNH PHO HO CHI MINH

I NHIEM VU VA NOI DUNG1 Nhiệm vụ: Nghiên cứu đánh giá phân bố không gian chất lượng môi trường

tự nhiên do thị trên cơ sở ứng dụng kỹ thuật viên thám thông qua các biên sinh được trích xuât trực tiếp từ ảnh vệ tinh, nhăm ho trợ giám sát chât lượngmôi trường đô thi, từ đó dé xuât giải pháp cải thiện chat lượng môi trường tựnhiên đô thi cho thành phô Hồ Chí Minh (TPHCM).

ly-2 Nội dung:(1) Nghiên cứu chọn lựa các tiêu chí ảnh hưởng đến chất lượng môi trường tự

nhiên đô thị thông qua các biến ly-sinh thành phan được tính toán trực tiếptừ ảnh vệ tính theo mỗi thời kỳ.

(2) Tính toán chỉ sô NEQI theo các tiêu chí chọn lựa va thành lập ban do phânbô không gian theo moi thời ky quan sat.

(3) Phân tích chât lượng môi trường tự nhiên đô thị cho TPHCM và đánh giádiễn biên ở 2 thời điệm năm 2005 và 2015.

(4) Trên cơ sở kết quả nghiên cứu, dé xuât các giải pháp phù hợp đê cải thiệnchât lượng môi trường tự nhiên cho TPHCM.

Il NGÀY GIAO NHIEM VU:Ill NGÀY HOÀN THÀNH NHIEM VU:Iv CAN BO HUONG DAN: TS Dao Thanh Son - TS Pham Thi Mai Thy

TPHCM, ngay thang nam 2017

CAN BO HUONG DAN CHU NHIEM BO MON DAO TAO

TS Dao Thanh Son - TS Pham Thi Mai Thy PGS.TS Lé Van Khoa

TRUONG KHOA

LOI CAM ON

Trai qua một quá trình khá dai để hoàn thành luận văn tốt nghiệp, tôi gặp khôngít khó khăn nhưng cuối cùng tôi cũng cố găng dé hoàn thành Ngoài sự nỗ lực củabản thân, tôi cũng đã nhận được nhiều sự giúp đỡ từ Thây Cô, bạn bè và gia đình Tôi

xin được bay to:

Lời cám ơn chân thành đến Thay Đào Thanh Sơn và Cô Phạm Thi Mai Thyđã cung cấp cho tôi những tai liệu tham khảo bé ích, thường xuyên góp ý và trựctiếp hướng dẫn phương pháp cũng như nội dung của đề tải

Lời cám ơn đến Quý thầy cô Khoa Môi Trường va Tài Nguyên, Trường Daihọc Bách Khoa TPHCM đã tận tình truyền đạt những kiến thức quý báu trong suốt

đỡ tôi hoàn thành luận văn.

Trong quá trình thực hiện, mặc dù đã cô găng hết sức dé hoàn thiện luận văn,trao đôi và tiếp thu ý kiến đóng góp của Quý Thay Cô và bạn bè, tham khảo nhiềutài liệu song cũng không thé tránh khỏi sai sót Tôi rất mong nhận được những thôngtin đóng góp, phản hồi quý báu từ quý Thây Cô

Tôi xin gởi lời cảm ơn, lời chúc sức khỏe đên tât cả mọi người.

Võ Thị Huyền Trang

TOM TAT

Chat lượng môi trường (CLMT) đô thị là van dé dang được quan tam khôngchỉ tại Việt Nam mà trên cả thế giới Đặc biệt nó càng được quan tâm nhiều hơn ởcác đô thị lớn, nơi đang diễn ra quá trình đô thị hóa ngày càng tăng nhanh TPHCMlà một trong hai đô thị lớn nhất nước, có lịch sử hình thành, phát triển còn rất trẻ,song hiện nay là khu vực có nên kinh tế năng động nhất cả nước Tốc độ đô thị hóatăng nhanh gây ra các van dé về môi trường, nhưng các biện pháp quản lý, ngăn ngừavà giảm thiểu tác động van còn nhiều hạn chế Luận văn trình bày kết quả nghiên cứuứng dụng ảnh vệ tinh dé trích xuất các biến lý sinh thành phan, gồm chỉ số thực vậtNDVI, chỉ số mặt nước NDWL chỉ số xây dung NDBI và nhiệt độ bề mặt LST, đượctích hợp trong chỉ số mô tả CLMT tự nhiên (NEQI - Natural Environmental QualityIndex) để đánh giá CLMT đô thị cho khu vực Bắc TPHCM Kết quả nghiên cứu chothay, CLMT tự nhiên Bac TPHCM có xu hướng giảm va mở rộng dan diện tích vùngnội thành ra các vùng ngoại ô Trong 2 thời điểm năm 2005 và 2015, luận văn đã

đánh giá CLMT tự nhiên của 3 khu vực: 13 quận nội thành cũ, 6 quận nội thành mới

và 4 huyện ngoại thành Kết quả cho thấy có sự khác biệt về chỉ số NEQI giữa khuvực đồ thị và khu vực ngoại thành qua các năm khi xem xét thay đôi về diện tích Chỉsố NEQI thap tập trung ở vung đô thị có tốc độ đô thị hóa cao, khu công nghiệp, khu

vực có diện tích bé mặt không thấm lớn và có mật độ cây xanh thấp Ở vùng ngoại

thành, CLMT tự nhiên tốt hơn so với khu vực nội thành, nhưng do tiến trình đô thịhóa, có những khu vực phát triển tự phát, không theo quy hoạch, nên CLMT tự nhiênở đây đã thay đôi theo hướng giảm đi Từ những kết quả nêu ra, luận văn đã đề xuấtcác giải pháp thích hop dé cải thiện CLMT tự nhiên cho khu vực nghiên cứu Kết quanghiên cứu của luận văn có thé sử dụng dé hỗ trợ công tác quy hoạch va quản lý môitrường đô thị Đồng thời kết quả chứng minh rằng phương pháp viễn thám có thểđược xem như một công cụ hữu ích, kinh tế để hỗ trợ giám sát môi trường ở các thànhphó và cấp tỉnh thành

but also all around the world In particular, it is of greater interest in large urban cities,where rapid urbanization is taking place Ho Chi Minh City is one of the two largestcities in the country, with a very young history of formation and development, but itis now the most dynamic economy region in the country Rapid urbanization hascaused environmental problems but the management measures, prevention andminimize the impact remains limited The thesis presents the results of studying theapplication of satellite imagery to extract component biophysical variables, includingvegetation index - NDVI, water surface index - NDWI, construction index - NDBIand surface temperature - LST, intergrated in the NEQI (Natural EnvironmentalQuality Index) to evaluate the urban environmental quality of North Ho Chi MinhCity The results show that, in the North of Ho Chi Minh City’s natural environmentquality have tend to decrease and gradually widen the urban area into suburbs In theperiod 2005-2015, the thesis evaluated the natural environment quality of the threeregion: 13 old urban districts, 6 new urban districts and 4 suburban districts Theresults show that, there is a difference in the NEQI index between urban and suburbwhen considering changes areas over the years The low NEQI index is concentratedin urban areas with high urbanization rates, industrial zones, large impermeablesurface area and low density of trees In the suburbs, NEQI is better than in inner city,but due to being urbanization, spontaneous development area, unplanned, NEQI haschanged in a downward direction From the results, the thesis had proposedappropriate solutions to improve natural environmental urban The thesis’s resultsstudy can be used to support urban planning and environmental management At thesame time, the results demonstrate that the remote sensing method can be consideredas a useful, economic tool to support environmental monitoring in cities andprovinces.

LOI CAM DOAN

000

Tôi tên là Võ Thị Huyền Trang (MSHV: 7141047) khóa 2104 xin cam

đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi trong quá trình thực hiện luận văn.

Những hình ảnh, số liệu, thông tin được trình bày trong luận văn được thu thậptừ những nguồn dang tin cậy và có trích dẫn rõ ràng ở phan Tài liệu tham khảo.Các số liệu tính toán, bản dé, kết quả nghiên cứu là do bản thân tôi thực hiệnnghiêm túc, trung thực và chưa từng được công bồ trong các công trình nghiên

cứu nao khác trước đây.

Tôi xin lẫy danh dự của bản thân để đảm bảo cho lời cam đoan này

Võ Thị Huyền Trang

MUC LUC

LOI CAM ON ooceccccccccscsssssssesevevsvsssssesecevavsssesesesevevavasassssesesevavasassesesesevavacsesesesevevavavsesessseseen IllTOM TAT AT IVr0: on VLOI CAM DOAN oooecccccccssssscsscesecscecsesesesevesecsesssesesesesavsestsssesesevevatsssesesesevevatatstssseevavsceeseseee VIMỤC LUG coceccccccccccccccsesssssssesecevscsssssesevevavsssesesesevevavasassesssevesavavstsssesesesavassesesesevevavacseseseseee VIIM958.) /0009010015080.000 -5 IX

DANH MUC HINH ANH 1 :(: EU XI

MO ĐẦNU, G5 9 g9 g9 g9 0 gøee 11 Tính cấp thiết của để tài - - nn TT T1 1111 1H21 11 TT 11H Hường l2 Mục tiêu, đối tượng và phạm vi nghiên CUU + ss‡E SE E23 EE+EEEEEEEEESEErkrkrrerrrees 32.1 Mục tiêu nghiên CỨU - - - 2c E2 2211111222111 11155211111 55511 1111159 1 1kg khe 3

2.2 Đối tượng và phạm vi nghiên CỨu + c2 S2E SE SE ESE 2E E1 EEEEEEEErrkrrrrtrsre 3

3 NOI dung NGHIEN 0uyïnnnngg¡ <ẼÉ 44 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tid ceccccececesscsesessescseeecsesessevsveesecevsvesevevsvaneeeeee 54.1 Tính khoa học cccececccccccccceececccccecuaucececececauueeceecesauausesececeesauaetesececeuauaetevers 5

4.2 Tính thực ti@n o ccccccccccccccccccccccccsccsecsecsecsecseesecsecsessessessassasseesassassaesacsaesaesassasseesecseses 5

CHƯƠNG I: TONG QUAN VAN DE NGHIÊN CỨU 2-5 5 56 5< se se se se se se se sese 61.1 CHẤT LƯỢNG MOI TRƯỜNG 2-2 n3 S3 S3 5155515515111 1155555E 1E EEeer re 61.1.1 Khái niệm ececececccccecusecccccceceuaceesecccseuauasececesecaueesececerauaeeevereeenanaees 6

1.1.2 Tiéu chuan chat lượng MOI frƯỜng cece 12c 2s the 6

1.2 ANH HUGNG CUA CHAT LƯỢNG MOI TRƯỜNG S 2-2 2S cc sec sec, 71.2.1 Đến hệ sinh thái ST S191 15 55515113 55515511 1551515 111551111 Tx 5E te re 71.2.2 Đến con người ¬- ˆ.ˆ.ˆˆ 71.3 VAI TRO CUA CÁC YÊU TO MOI TRƯỜNG TỰ NHIÊN TRONG ĐÔ THỊ 8

1.3.2 Mặt NUGC L- QC SH SH ng TT TT TT cv vn 101.3.3 Kién trúc xây dựng ¬ 101.4 TAC DONG CUA CON NGƯỜI DEN MOI TRUONG TU NHIÊN ĐÔ THI 111.5 TINH HINH NGHIÊN CỨU VIÊN THÁM VE CLM1 ccccccccccocscsceceseeceseseseseee 12

1.5.1 Tình hình nghiên cứu trên thé GiGi cece cccccececesesececseseseseseeevevsvevstseseeeeeeees 12

1.5.2 Tình hình nghiên cứu trong ñƯỚC eee cence t2 2 reeerrrerrre 141.6 TONG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU - S225 S225 E2551352E25151E211x1x5E xe 16

1.6.1 Điều kiện tự nhiên và kinh tế xã AGi ooo cccccccccccccccscececcscseecescsesecevscsesevevseseceees 171.6.2 Hiện trạng chat lượng môi trường tự nhiên của đô thị TPHCMI 20

CHUONG II: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CUU 222.1 CƠ SỞ KHOA HỌC VIÊN THÁM VÀ GIS - 22s S s11 335313 5525155555511 E2EExxe 22

2.1.1 Cơ sở khoa học viễn thám ST n TH ST ST TT Thy TT TH TH nh cHy cac cưng 22

2.1.2 Cơ sở khoa hoc GIS - L c c SH HS ng ST TT nu 282.2 CƠ SO KHOA HỌC ĐÁNH GIÁ CLMT TỰ NHIEN -22 S2 2z SE2E2Es222szs2 29

2.3 CƠ SỞ TINH TOÁN TU DU LIEU VIÊN THAM ccccccccccscccccccecsceescsececevscseseseee 312.3.1 Cơ sở tính toán ccccccccccccecccccuceccuececcuececuuccceueceseuseceuecessueeseauseesaeecesueceuaess 312.3.2 CO sở phân ngưỡng 22 1111222311111 1282111111901 111g 1 11kg vn 372.4 DU LIEU SỬ DUNG TRONG NGHIÊN CỨU 2 22222223 S2E2E2E3E2525E5E2E25xe 422.5 PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN S213 S311 2115155555515 12E5E55555EEEEEEereerieb 442.6 QUY TRÌNH THỰC HIỆN NGHIÊN CỨU -2- 5S E22E2E2E2E2E251E251x2E2x2xee 462.6.1 Sơ đồ quy trình - -cccs xxx TT 11115111 1E T111 T1 E1 HE ro 462.6.2 Hiệu chỉnh bức xạ - LL L L c Q9 1S HS ST ST TT nu 482.6.3 Các bước thực hiện tính toán các chỉ số thành phân ¬—— 49

CHƯƠNG IIT: KET QUÁ VÀ THẢO LUẬNN 5 5-55 5< 5 se S5 Ssesssscsesesssee 523.1 HIỆU CHỈNH HINH HỌC - 2-22: 222222222122212712212221271 22122121 523.2 HE THONG PHAN HANG CHO CHÍ SO NEQI 55¿522c225ccccccsrec 533.3 PHAN BO CAC BIEN THANH PHAN THEO KHONG GIAN VA THOI GIAN 553.3.1 NhiSt dO bE 1 na dd 553.3.2 Lớp phủ thực Vat ccccccsecceecnseeeeseessseeecceeessseeeecessaeeeesessseeeeeeeesaaeees 613.3.3 Mật độ xây dựng cccccsccecceccssseeeecesseeeeeeessaeeeceesssueeceeessseeeesenteeeeess 653.3.4 Nước mặt eececccccceseccccusecccceuesccceaueseceecuaeceeeuascceaasecesauseeeeeuaescesaeeteees 693.4 PHAN BO CLMT TỰ NHIÊN THEO KHÔNG GIAN VÀ THỜI GIAN 72

CHUONG IV: DE XUẤT GIẢI PHÁP CẢI THIỆN CHẤT LUQNG MOI TRƯỜNGDO THI ỐỐỐỐỐẻỐốỐốỐốỐốỐốỐốỐốỐốỐốỐố.ỐỐẦốẦnee 814.1 GIẢI PHAP CHUNG CAI THIEN CLMT TỰ NHIÊN CUA DO THỊ, 814.2 GIẢI PHAP CẢI THIEN CLMT TỰ NHIÊN CUA DO THỊ, - 824.2.1 Tăng cường mang cây xanh đô thỊ - 22 133322221112 kressressees 824.2.2 Quy hoạch cơ sở hạ tầng, kiến trúc đô thị - + + ca St SE S3 E21 Ex 2S Esxsrce 854.2.3 Tăng cường mở rộng nước bê mặtt - esececesececsesesesessecevevsvevstseseeeeeeees 864.2.4 Chính sách và công tac quản lý môi trường - +55 222cc +<ssssecsa 874.2.5 Giải pháp giáo dục, tuyên truyeD eo ccececccccscsesecesesecsesesesesesecevevsvevstsesesecees 88

KET LUẬN VÀ KIEN INGHỊ], <5 5° 5£ <9 9h v9 s2 co 89cổ 8n a 892 Kiến nghị -cc c1 T1 1111 1E E1 T11111 1 1E T111 11T T T11 11tr ng 90TÀI LIEU THAM KHẢ OO, 5 5° 5< << 9% 5E 99 9x 95x 99 9x csess ve 91PHU LLỤC s2 6° ©€S©€ S499 ỀV499E9 2E 409E94 2294999949 9E249294999149922496 98

KCN

LST

MDXDMNDWI

Chat lượng môi trường

Khu công nghiệp

Land Surface Temperature - Nhiệt độ bề mặt đất

Normalized Differential Buitl up Index

Chi số khác biệt chuẩn hóa mật độ xây dựng

Normalized Differential Vegetation Index

Chi số thực vật khác biệt thông thường

Natural Environment Quality Idex

Chi số chất lượng môi trườngtự nhiên

Bảng 2.2.Bảng 2.3.Bảng 2.4.Bảng 2.5.Bảng 2.6.Bảng 3.1.Bảng 3.2.Bảng 3.3.Bảng 3.4.Bảng 3.5.Bảng 3.6.Bảng 3.7.Bảng 3.8.Bảng 3.9.Bảng 3.10.Bang 3.11.Bang 3.12.Bang 3.13.Bang 3.14.Bang 3.15.Bang 3.16.Bang 3.17.Bang 3.18.

Thang phân hạng biến chỉ số thực vật ND VI - - -cccscseeeseseseee 40Thang phân hạng biến chỉ số xây dựng NDBI - - 2 e2 4]Thang phân hạng biến chi số nước bé mặt MNDWI - c+csc«¿ 42

Bảng dữ liệu ảnh thu nhận <5 5555522 22333331£3335565555555rrrres 43

Thông số kỹ thuật của ảnh vệ tinh Landsat -¿- - + +x+s+s+s+escse 44

Tổng hợp phân hạng các chỉ số thành phan va chỉ số NEQI 54

Bang màu thang phân hạng CLMT tự nhiên - 5-55 <<<<<<++52 54Số liệu và kết quả sai số tinh nhiệt độ qua 2 thời điểm chụp ảnh 56

Nhiệt độ bề mat trung bình (°C) các khu vực Bắc TPHCM 59

Nhiệt độ bề mặt trung bình (°C) các quận (huyện) của Bac TPHCM 60

Phan trăm diện tích giá trị nhiệt độ bề mặt (%) thay đổi qua 2 thời diém60Giá tri NDVI trung bình của các khu vực Bac TPHCM 63

Chỉ số NDVI trung bình các quận/huyện của Bac TPHCM 64

Phan trăm diện tích giá tri NDVI (%) thay đối qua 2 thời điểm 64

Giá trị NDBI trung bình các khu vực của Bắc TPHCM 67

Chỉ số NDBI trung bình của các quận/huyện Bắc TPHCM 68

Phan trăm diện tích giá tri NDBI (%) thay đổi qua 2 thời điểm 68

Giá tri MNDWI trung bình các khu vực Bắc TPHCM 7]

Chỉ số MNDWI trung bình các quận/huyện của Bac TPHCM 71

Phan trăm diện tích giá trị MNDWI (%) thay đổi qua 2 thời diém 71

Diện tích không gian của NEQI qua 2 thời điểm (don vị: ha) 74

Ty lệ diện tích (%) của NEQI qua 2 thời điểm - 5-5-5 s2 74Diện tích NEQI của 3 khu vực Bac TPHCM qua 2 thời điểm 77

DANH MUC HINH ANHHình 1.1 Khu vực nghiên cứu trong toàn TPHCM - 5555 SSS<ssssssssss 16

Hình 2.1 Các kênh được sử dung trong viễn tha cecesesesssceseseesssseseeees 23Hình 2.2 Phổ điện từ thé hiện các kênh sử dụng trong các vùng hấp thụ của khí quyền

của viên thám quang hỌC - - - << <1 111111388333111199993311 111111111 1111188003551 ke 25Hình 2.3 Quy trình các bước thực hiỆn 5555222222233 155xxserses 47

Hình 2.4 Sơ đồ tính toán các chỉ số thành phần - + + + +E+x+E+k+EeEeeeesese 49Hình 2.5 Các bước tính toán nhiệt độ bE mặt -¿ 5¿©7+2cc+cxssrvsrrsrxed 50Hình 3.1 Sai số nan chỉnh RMSE 5 + 2 SE+E+E‡E#ESEEEEEEEESEEEEEErkrkrkrrererkred 53

Hình 3.2 Phân bồ nhiệt độ bề mặt trên ảnh vệ tinh vào 2 thời điểm nghiên cứu 57

Hình 3.3 Phân bố chỉ số NDVI trên ảnh vệ tinh vào 2 thời điểm nghiên cứu 61

Hình 3.4 Phân bố chỉ số xây dựng trên ảnh vệ tinh vào 2 thời điểm nghiên cứu 65

Hình 3.5 Phân bồ chỉ số nước mặt trên ảnh vệ tinh vào 2 thời điểm nghiên cứu 69

Hình 3.6 Bản đồ chỉ số CMT tự nhiên vào 2 thời điểm nghiên cứu 72

Hình 3.7 Phân khu vực để đánh giá CLMT tự nhiên của Bắc TPHCM 73

Hình 3.8 Tỷ lệ diện tích (%) NEQI của Bắc TPHCM qua 2 thời điểm 75

Hình 3.9 CLMT tự nhiên của 3 khu vực Bắc TPHCM năm 2005 - 76

Hình 3.10 CLMT tự nhiên của 3 khu vực Bắc TPHCM năm 2015 76Hình 3.11 Biéu đồ diện tích NEQL 1 thay đối ở 2 thời điểm 5-5-5: 78Hình 3.12 Biéu đồ diện tích NEQL 2 thay đổi ở 2 thời điểm 5-5-5: 78Hình 3.13 Biéu đồ diện tích NEQL 3 thay đối ở 2 thời điểm 5-5-5: 79

Hình 4.1 Mang xanh cho đô tHịỊ - - -c 5 5 33021011 11113131381 111111118 58111111 re 85

Hiện nay, việc đây mạnh công nghiệp hóa - hiện đại hóa, hệ thống do thị nướcta đang có những bước phát triển mạnh mẽ Với tốc độ tăng trưởng trung bình hangnăm 12,6% và đóng góp 70% GDP vào nên kinh tế quốc dân, hệ thông đô thị luôngiữ vai trò trung tâm, động lực phát triển kinh tế - xã hội của cả nước Tuy nhiên, vớinhững đặc trưng vốn có của nó, sự phát triển đô thị ở Việt Nam hiện nay đang đặt ra

nhiều van dé về môi trường, ảnh hưởng trực tiêp dén mục tiêu phát triên bên vững.

Hiện cả nước có 787 do thị, quy mô dân số đạt khoảng 35 triệu người, tỷ lệ đôthị hoá đạt khoảng 38% Du báo đến năm 2025, cả nước có khoảng 1000 đô thị, quymô dân số ở vào khoảng 52 triệu người, tỷ lệ đô thị hoá đạt khoảng 50% Đô thị hóatăng nhanh sẽ tạo ra sức ép về nhà ở, nước sinh hoạt, năng lượng, dịch vụ y tế và songsong với nó là lượng chất thai (nước, rác thai) tang, tang mật độ giao thông va lượngkhí thải, bụi chi do đó cũng tăng theo Ngoài ra cũng còn kế đến diện tích cây xanhbị giảm do tăng bé mặt không thắm của công trình nhà ở, đường bê tông và diện tíchmặt nước giảm, dẫn đến làm nóng môi trường nhiệt đô thị Chính sự nóng này đã đâynhanh các quá trình phát tán chất ô nhiễm không khí bên trong khu đô thị, gây nên sựngột ngạt cho sự thở của cư dân, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe cộng đồng.Bên cạnh đó, dòng nước nóng chảy tràn bề mặt đồ vào kênh muong, sông rạch sẽ lamô nhiễm nhiệt trong nước ảnh hưởng đến đời sống thủy sinh Vì vậy, với tốc độ đô thị

hóa nhanh, tinh trạng môi trường ở các đô thị nước ta đang có xu hướng ngày cảng

xấu đi (Trần Minh Ton, 2010)

Sự đô thị hóa “nóng” nhưng lại thiếu đồng bộ về cơ sở hạ tang, giải pháp quyhoạch quản lý đã dẫn đến nhiều vấn đề môi trường tại các đô thị đặc biệt các đô thịlớn Do đó, quản lý môi trường khu vực đô thị ngày càng trở thành một van dé bứcthiết Hiện nay, việc quản lý môi trường đô thị ở Việt Nam có nhiều cách tiếp cận

khác nhau Các ngành khác nhau có cách đánh giá môi trường đô thị theo từng tiêu

chí riêng biệt tùy vào lĩnh vực mình quản lý, chang hạn như ngành Tài nguyên, môi

trường dựa vào các sô liệu quan trac vê các thành phân môi trường như nước, không

chưa quan tâm đến chất lượng nước, không khí (Trần Quang Lộc, Phạm Khắc

Liệu, 2012).

Như vậy, thực tiễn quản lý môi trường nói chung, trong đó có môi trường đôthị tại Việt Nam nói riêng đang đặt ra nhu cầu cần đánh giá tổng hợp, hợp lý thựctrạng diễn biến CLMT đô thị để cải thiện môi trường sống ngày càng tốt hơn Hiệnnay, các tham số được sử dụng để đánh giá CLMT chủ yếu là nước, không khí, chấtthai ran, tiếng ôn bang các phương pháp thống kê truyền thông dựa trên số đo quantrắc mặt đất tại vài điểm đo đạc hoặc từ niên giám thống kê Phương pháp này cóthuận lợi là dữ liệu dễ thu thập và đầy đủ, nhưng kết quả chỉ là con số, không phản

ánh thực tê trên toàn vùng nghiên cứu vê mặt không gian.

Bên cạnh các phương pháp truyền thống, viễn thám ngày càng được ứng dụngtrong nhiều nghiên cứu về quản lý môi trường Việc ứng dụng công nghệ viễn thámđể nghiên cứu vấn đề này có nhiều tiềm năng do ảnh vệ tỉnh có khả năng cung cấpđược nhiều thông tin hữu ích trên một phạm vi rộng lớn, theo chu ki và thể hiện hìnhảnh không gian Ngoài ra, viễn thám còn là một kỹ thuật nồi bật trong quá trình đánhgiá nhờ khả năng cung cấp thông tin nhanh chóng, chi phí hợp lí và thông tin bao phủtoàn khu vực nghiên cứu Do đó, việc áp dụng công nghệ viễn thám hỗ trợ trongnghiên cứu CLMT đô thị (Urban Environmental Quality — UEQ) là khả thi dé hỗ trợcho việc dự báo tình hình diễn biến CLMT đô thị theo không gian và thời gian

TPHCM là một trong hai đô thị lớn của Việt Nam, tốc độ đô thị của thành phốngảy cảng tăng nhanh với mức tăng trưởng đô thị 3% và dân số năm 2015 là 8,6 triệungười Mức độ đô thị hóa ở TPHCM đã kéo theo những hệ lụy về môi trường làmảnh hưởng đến CLMT Trước van dé nay, TPHCM cần có những giải pháp để quảnly, cải thiện CLMT bên vững hơn

Xuất phát từ những lý do nêu trên, đề tài “Gidi pháp viễn thám hỗ trợ giảmsát chất lượng môi trường đô thị cho thành phố Hồ Chi Minh” được thực hiện Kết

2 Mục tiêu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu

2.1 Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu đánh giá phân bố không gian CLMT tự nhiên đô thị trên cơ sở ứngdụng kỹ thuật viễn thám thông qua các biến lý-sinh được trích xuất trực tiếp từ ảnhvệ tinh, nhăm hỗ trợ giám sát CLMT đô thi, từ đó dé xuất giải pháp cải thiện CLMT

tự nhiên đô thị cho TPHCM.

2.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: Là CLMT tự nhiên và các biến lý-sinh thé hiện đặc

điểm môi trường tự nhiên trích xuất trực tiếp từ ảnh vệ tinh, bao gồm: chỉ số thực vật

NDVI, chỉ số mặt nước NDWI, chỉ số xây dựng NDBI và nhiệt độ bề mặt LST đượctích hợp trong chỉ số mô tả CLMT tự nhiên (NEQI)

NDVI — Normalized Differential Vegetation Index

NDWI — Normalized Differential Water Index

NDBI — Normalized Differential Built-up Index

LST — Land Surface Temperature

NEQI - Natural Environmental Quality Index

Giới han nghiên cứu: Có nhiều yêu tô ảnh hưởng đến CLMT như chat lượngnước, chất lượng không khí, chất thải răn, cây xanh, tiếng ồn, các yếu tố kinh té xãhội Mỗi nhà quản lý sẽ có những chỉ tiêu riêng để đánh giá CLMT Các nghiên cứuchủ yếu xây dựng chỉ số CLMT theo hướng thống kê truyền thống, hoặc từ vài điểmquan trắc mặt đất kết hợp ứng dụng GIS nội suy phân bố không gian Điều đó dễ dẫnđến kết qua phân bố không chính xác và không phan ánh thực tế từng vi trí thay đối

Luận văn này thực hiện theo hướng ứng dụng viễn thám (kết quả thể hiện theotừng điểm ảnh tương đương các vị trí cụ thể trên mặt đất) xem xét CLMT tự nhiên,chỉ xét các yếu tô lý-sinh được trích xuất trực tiếp từ ảnh vệ tinh, mang đặc tính không

quan Đồng thời, do thời gian thực hiện luận văn hạn chế có 6 tháng, nên học viênkhông thé thu thập day đủ hết dữ liệu dé tích hợp Vì vậy luận văn chỉ mong đượcđịnh hướng ứng dụng kỹ thuật không gian dé hỗ trợ một phan dữ liệu và kết quả bố

sung cho bài toán môi trường hiện nay.

Khu vực nghiên cứu: Khu vực được chọn là TPHCM Tốc độ đô thị hóa củaTPHCM hiện nay tăng lên nhanh chóng kéo theo các van dé nóng về CLMT, suygiảm diéu kiện tự nhiên Luận văn nghiên cứu tập trung cho khu vực phía BacTPHCM gồm tat cả các quận, huyện của thành phố trừ huyện Cần Giờ

Thời gian nghiên cứu: Khảo sát cho 2 thời điểm là năm 2005 và 2015

3 Nội dung nghiên cứu

(1) Tổng quan các tài liệu, tình hình nghiên cứu trong và ngoải nước về ứngdụng viễn thám trong giám sát môi trường

(2) Khảo sát hiện trạng CLMT tự nhiên TPHCM tại thời điểm bắt đầu nghiêncứu trên cơ sở các số liệu thống kê

(3) Nghiên cứu chọn lựa các tiêu chí ảnh hưởng đến CLMT tự nhiên đô thịthông qua các biến lý-sinh thành phần được tính toán trực tiếp từ ảnh vệtinh theo mỗi thời kỳ

(4) Tính toán chỉ số NEQI theo các tiêu chí chọn lựa và thành lập bản đồ phânbó không gian theo mỗi thời kỳ quan sát

(5) Phân tích CLMT tự nhiên đô thị cho TPHCM và đánh giá diễn biến ở 2 thờiđiểm 2005 và 2015

(6) Trên cơ sở kết quả nghiên cứu, đề xuất các giải pháp phù hợp để cải thiện

CLMT tự nhiên cho TP HCM

Cơ sở khoa học của chỉ số CLMT tự nhiên - NEQI được đề xuất là trích xuấttrực tiếp từ ảnh vệ tinh theo công nghệ xử lý ảnh viễn thám, sẽ góp phần hỗ trợ đánhgiá CLMT từ góc độ của các điều kiện tự nhiên, trong đó diện tích cây xanh, nhiệt độbề mặt, nước bề mặt và diện tích bề mặt không thấm là các biến môi trường được

xem xét.

4.2 Tính thực tiễn

Vấn đề môi trường đang được quan tâm không chỉ tại Việt Nam mà các quốcgia khác trên thế giới cũng cũng quan tâm không kém CMLT ảnh hưởng đến cuộcsống của con người, làm suy giảm các hệ sinh thái, con người đang đối mặt với nguycơ thiếu các điều kiện sống Do đó, ứng dung tư liệu ảnh viễn thám xây dựng chỉ sốNEQI để hỗ trợ đánh giá CLMT tự nhiên của đô thị là một van dé có y nghia thuctién

Kết quả của dé tài góp phan dự báo những diễn biến của môi trường tự nhiêncũng như các biện pháp cải thiện CLMT tự nhiên Ngoài ra, đề tài cũng cung cấp cơsở dữ liệu để làm tài liệu tham khảo cho các nghiên cứu có liên quan trong tương lai

1.1 CHAT LƯỢNG MOI TRƯỜNG

1.1.1 Khái niệm

Chất lượng môi trường được hiểu theo nhiều nghĩa khác nhau, CLMT bao gồmcác vấn đề sau: Điều kiện tự nhiên; điều kiện ăn ở, đi lại, văn hóa, xã hội của conngười; mức day đủ tiện nghi cho cuộc sống như điện, nước, lao động, nghỉ ngơi,không khí trong lành, nước sạch, có nhiều cây cối tự nhiên, không gian yên tĩnh Vì

vậy, ô nhiễm không khí, nước, tiếng én, giảm diện tích cây xanh, nóng bức ngột ngạt,

gia tăng dân số, thiếu hụt lương thực đều làm giảm chất lượng cuộc sống CLMTchính là chất lượng của các điều kiện tự nhiên (đất, nước, không khí, cây xanh, mặtnước, bề mặt không tham, ), yếu tố kinh tế xã hội (dân số, công nghiệp hóa), baoquanh con người và có ảnh hưởng đến sức khỏe, hoạt động của từng con người vàcộng đồng (Phan Như Thúc, 2002)

1.1.2 Tiêu chuẩn chất lượng môi trường

Chất lượng môi trường phản ánh quá trình thích ứng của sự sinh tôn, phát triểncủa con người, sinh vật và sự phát triển kinh tế xã hội với môi trường Nó có thé phanchia chỉ tiết thành CLMT không khí, nước, đất, sinh vat, CLMT đô thị, CLMT sảnxuất và CLMT văn hoá Thập kỷ 60 của thế kỷ 20, cùng với sự xuất hiện của vẫn đề

môi trường, CLMT ngày càng thu hút được sự quan tam chú ý của mọi người, con

người từng bước sử dụng độ tốt, xâu của CLMT để biểu thị mức độ ô nhiễm của môi

trường.

Tiêu chuẩn CLMT là qui định của nha nước về hàm lượng cho phép của cácchất gây nhiễm và các chất khác nhăm bảo vệ sức khoẻ con người và đáp ứng các yêucầu khác ứng với CLMT chủ yếu có bốn loại tiêu chuẩn lớn là tiêu chuẩn chất lượngnước, tiêu chuẩn chất lượng không khí, tiêu chuẩn chất lượng đất và tiêu chuẩn chấtlượng sinh vật Tiêu chuân CLMT chung quy về mục dich bảo vệ sức khỏe của con

người và sinh vật nhăm có chât lượng cuộc sông tôt hơn.

quy hoạch môi trường, quản lý môi trường và tiêu chuân đặt ra quy định về chât thải

ô nhiễm (Tổng cục tiêu chuẩn đo lường chất lượng, 2015)1.2 ANH HUONG CUA CHAT LƯỢNG MOI TRƯỜNG1.2.1 Dén hé sinh thai

Một trong những mối de dọa lớn nhất đối với môi trường là sự tăng trưởng đôthị các thành phố lớn, nhất là khi các thành phố này năm gan bờ biển và các dòngsông Việc nay có thể hủy diệt sinh thái ven biến, ven sông va các vùng đất ngậpnước Chu trình nước tự nhiên bị hạn chế nhiều ở quá trình thâm, dòng chảy tự nhiênvà tăng cường quá trình bốc hơi Hệ thông nước sông rạch được thay bang công rãnhhoặc kênh dao, hệ thống nước ngâm cũng bị khai thác tối đa và có thé có nhiều nơi

bị ô nhiễm hoặc sụt lún.

Đa dạng sinh học trong môi trường đô thị so với môi trường khác đã bị giảm

thiểu Bởi vì dân số phát triển, vì cuộc sống và lợi ích con người đã chèn ép, phá vỡ

và tiêu diệt các loài khác Chính những tác động của con người làm suy giảm hệ sinh

thái trên mặt đất, kênh rạch, sông hồ Sự can thiệp của con người làm những loài thủysinh như: các vi sinh vật, tôm, cá, thủy sản có lợi bị giảm thiêu trong các sông rạch

đi qua thành phó Qua trình đô thi hóa làm thảm thực vat cũng bị tàn pha, vì vậy các

giống loài thực vật bị tiêu diệt theo đà phát triển sử dụng đất đô thị, và hệ thực vật tựnhiên cũng bị giảm thiêu Hệ sinh thái chỉ còn tổn tai là hệ thực vật nhân tạo ở công

viên hoặc trong các rừng phòng hộ.

Cũng phải nói thêm rang, nhiệt độ trái đất tăng/giảm hay mực nước biển dânglên có thé ảnh hưởng đến sự sống của các sinh vật, tác động lên sinh vật như: thiếuthức ăn, ô nhiễm nước, bệnh tật và nơi sống không ôn định, bi suy thoái

1.2.2 Đến con người

Đô thị hóa dẫn đến thay đôi trong việc sử dụng đất tự nhiên, loại bỏ các câyxanh, xây dựng đường giao thông và các tòa nhà cao tầng Những thay đổi này lam

do dó ảnh hưởng đến sức khỏe của cư dân vùng thấp hơn Mặt khác, đất được phủ bêtông, xi măng hay nhựa đường nên sự trao đối giữa môi trường đất và yếu tố tự nhiên

bi hạn chế, tính thấm nước, độ xốp, sự trao đôi không khí không còn nữa Còn ở

những khu công nghiệp thì đất bị ô nhiễm nặng bởi chất thải công nghiệp, chất thải

sinh hoạt không được xử lý thải vào sông, kênh rạch làm 6 nhiễm nguồn nước.

Chất lượng môi trường còn làm suy giảm không gian sống giảm sức khỏe, giatăng bệnh tật Chúng ta đã biết nơi nào có điều kiện môi trường tự nhiên thuận lợinhư khí hậu 4m áp, địa hình bằng phang, không khí trong lành sẽ có ảnh hưởngtích cực đến tuổi thọ của con nguoi, con người mặc ít bệnh tật hơn, giam mức chếtxuống thấp Bên cạnh đó, con người được sống trong môi trường xã hội tích cực, lànhmạnh cũng sẽ góp phan làm tăng nhận thức, tăng trí tuệ và đời sống văn hóa tinh thầnđược nâng cao Khi con người có nhận thức cao, đời sống được đảm bảo thì ý thức

của người dân về bảo vệ môi trường cũng tot hơn Do đó, CLMT cũng được cải thiện.

Tác động của môi trường đến chất lượng cuộc sống con người là rất quantrọng Nhưng tác động này không chỉ giới hạn một chiều mà còn có sự tác động ngượclại, tác động hai chiều giữa hai yếu tố môi trường và con người CLMT đảm bảo sẽlàm tăng chất lượng cuộc sống, ngược lại, con người cũng can có ý thức bảo vệ môitrường để CLMT được phát triển (Nguyễn Thị Hồng Loi, 2015)

1.3 VAI TRO CUA CÁC YEU TO MOI TRƯỜNG TỰ NHIÊN TRONG DO

băng cách hap thu những khí độc như NO2, CO;, CO Theo nhiều nghiên cứu câyxanh có thé hap thụ tới 6% các loại khí thải độc Cây xanh sẽ giúp lọc bớt bụi ban,đồng thời thải ra nhiều O2 Vì vậy có thé xem cây xanh là lá phối của thành phố.

Bên cạnh đó, cây xanh còn có tác dụng hấp thu bức xạ, thải ra hơi nước làmkhông khí bức bối của đô thị trở nên mát mẻ, trong lành hơn Đồng thời, khi ánh sángmặt trời gay gắt, tán cây sẽ che chở cho con người, tránh những ảnh hưởng xấu đếnsức khỏe Ngoài ra cây xanh còn giúp chắn gió và giảm tiếng Ôn, giúp cuộc sống của

người dân trở nên yên tĩnh hơn (Da Thành Xanh, 2015)

(2) Cây xanh giúp cân băng sinh tháiThành phố với dân cư đông đúc, mật độ xây dựng (MDXD) đông đúc làm ảnhhưởng rất nhiều đến đời sống của các loại động vật khác Vì vậy, cây xanh tạo nơi cư

trú cho các loại chim, bò sát

(3) Giảm thiểu úng ngập và ô nhiễm môi trường đất, nướcCây xanh có khả năng lưu giữ một phần nước mưa trên cay, giữ cho mặt đấtxốp cùng với hệ rễ cây đâm sâu xuống dat giúp cho nước mưa thấm thấu nhanh xuốngđất, làm giảm tình trạng úng ngập trong đô thị Cũng nhờ tính năng này mà ở vùngtrung du và miễn núi, rừng cây xanh có tác dụng điều hòa nước mưa, làm giảm xóilở đất, giảm lũ tràn, lũ quét

Cây xanh có khả năng hấp thụ nhiều chất ô nhiễm độc hại trong môi trườngnước và trong môi trường đất, đặc biệt là hấp thụ và giữ chứa lâu dài các chất kim

loại nặng, như là chì, asen, thủy ngân trong các mô bì của lá cây, trong thân cây,

cành cây và rễ cây

(4) Tăng mỹ quan đồ thị

Hệ thong cây xanh đô thị làm tăng thâm mỹ cảnh quan do thi, tạo ra cảm giácêm dịu về mau sac và môi trường khí hậu đô thị, nâng cao giá trị thâm mỹ của cáccông trình kiên trúc, các đài kỷ niệm, các danh lam, thăng cảnh, phục vụ cho nhu câu

giải trí, nghỉ ngơi, di dạo và ngoạn mục của nhân dân đồ thị, cũng như các khách vãnglai và khách du lịch (Phạm Ngọc Đăng, 2014)

1.3.2 Mặt nước

Nhu cau không gian mặt nước cũng cao như đối với cây xanh trong việc tạocảnh quan đô thị và cải thiện vi khí hậu Chúng ta không thể chỉ quan tâm đến câyxanh ma không chú ý đến không gian mặt nước Cả hai yếu t6 này đều có những tácdung đáng ké trong việc làm giảm nhiệt độ, tăng độ âm, cấp oxy và chống ôn đô thi

Mặt nước còn có tác dụng làm trong sạch bầu không khí, làm giảm bức xạ mặttrời, làm thay đổi nhiệt độ và độ âm, chế độ gió trong một khu vực nhất định Hiểu

một cách khái quát thì mặt nước là một bộ phận không gian mở, gồm: sông, hồ, bể

bơi, vườn cảnh, thác nước, suối, mảng nước tiểu cảnh trang trí trong khu đất công

trình Bên cạnh đó, nước mặt còn có vai trò trong đô thị như sau:

— Điều hòa nước mưa: Đảm bảo thoát hết nước mưa trong mùa mưa (bên cạnhhệ thống thoát nước còn hạn hẹp), tránh cho đô thị khỏi úng ngập cục bộ Các hồ, aocó tác dụng chứa nước mưa, rồi sau đó mới thoát dần theo hệ thống cống

— Tạo cảnh quan cho đô thị: Các công viên, nơi giải trí trong đô thị thường ở

gân hay ngay trong khu vực mặt nước của đô thị

— Xử lý nước thải: Đó là khả năng tự làm sạch chat ô nhiễm thông qua các quatrình làm sạch tự nhiên (lý học, hóa học, sinh học) diễn ra trong môi trường nước

— Nơi cư trú của các loài sinh vật sống dưới nước (Nguyễn Huy Côn, 2014)1.3.3 Kiến trúc xây dựng

Quá trình đô thị hóa đi kèm là tốc độ phát triển các công trình xây dựng nhằmphát triển kinh tế xã hội Cơ sở hạ tâng trong đô thị nhằm phát triển đô thị, nó quyếtđịnh sự đi lên của đô thị, có vai trò trong hệ thống đô thị, nhu cầu của con người, dânsố đô thị, các nguồn lực tự nhiên xã hội

Kiến trúc xây dựng còn tạo môi trường cư trú của con người, tạo điều kiện

hiện đại hoá cuộc sông của người dân đô thị, phục vụ cho con người phát triên toàn

diện Cùng với sự phát triển đô thị nhanh chóng các công trình xây dựng mọc lên théhiện sự phát triển của một đô thị Tuy nhiên, việc phát triển kiến trúc xây dựng đưađến hệ quả làm giảm diện tích đất nông nghiệp, tăng bề mặt không thấm tăng nhiệtđộ bề mặt Do đó, các nhà quy hoạch cần cân đối MDXD dé đảm bảo sự phát triển

của d6 thi và môi trường trong đô thi.

1.4 TÁC ĐỘNG CUA CON NGƯỜI DEN MOI TRƯỜNG TỰ NHIÊN ĐÔ THỊ

Con người là nhân tố chủ yếu trong vẫn đề phát triển và bảo vệ môi trường đô

thị Các hoạt động của con người, nhà máy, xí nghiệp làm suy giảm CLMT đô thị.

Con người tác động vào các điều kiện môi trường của hệ sinh thái tự nhiên bằng cáchthay đôi hoặc cải tạo chúng như:

Chuyển đất nông nghiệp sang đất thô cư, thành các khu công nghiệp, khu đôthị tạo nên sự mat cân bang sinh thái khu vực va 6 nhiễm cục bộ, làm thay đôi khanăng điều hoà khí hậu

Cải tạo dam lây thành dat canh tác hoặc san băng đê xây dựng lam mat đi cácvùng đât ngập nước có tâm quan trọng đôi với môi trường sông của nhiêu loài sinhvật và con người.

Cùng với quá trình công nghiệp hóa, thì đô thị hóa cũng phát triển nhanhchóng Đô thị hóa là hiện tượng nổi bật của nền văn minh hiện đại do sự phát triểncủa công nghiệp và sự bùng nỗ dân số Tại các vùng đô thị, thiên nhiên hầu như bịbiến đối hoàn toàn va thay thế vào đó là các công trình nhân tạo Các thành phố khôngnhững 1a nơi tập trung dân cư đông, mà cũng là nơi tập trung nhiều nhà máy, xí nghiệp

công nghiệp Vì thế, một mặt đây là nơi tiêu thụ lương thực, thực phẩm, vật liệu xây

dựng, nguôồn nước và năng lượng rất cao Mặt khác, đây là nơi tập trung các chất thảicông nghiệp, sinh hoạt và tiếng ôn, nguồn gốc gây 6 nhễm mạnh cho môi trườngkhông khí, đất và nước

Con người làm cho các nguôn tài nguyên không tái tạo bị cạn kiệt dân, nguôn

tài nguyên sinh học và đất bị suy thoái, các hệ sinh thái tự nhiên bị biến đổi, tính đa

dang sinh học bị suy giảm, môi trường bi 6 nhiém và từ đó suy giảm chính cuộc sôngcủa mình.

1.5 TINH HÌNH NGHIÊN CỨU VIÊN THÁM VE CLMT

Việc ứng dụng viễn thám đã và đang được áp dụng rộng rãi trong công tácquản lý và giám sát tài nguyên và môi trường Diễn biến CLMT đô thị càng trở nênxấu do quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa tăng nhanh Tình hình nghiên cứu trênthế giới và ở Việt Nam như sau:

1.5.1 Tình hình nghiên cứu trên thé giới

Sự biến đổi các thành phan môi trường theo hướng xấu di do quá trình đô thịhóa mang tính quy luật không thể phủ nhận, đặc biệt ở các nước phát triển Nghiêncứu chỉ số CLMT đô thị bằng công nghệ viễn thám đã phát triển trên thế giới Một sốnghiên cứu CLMT áp dụng viễn thám như sau:

Năm 2003, nhóm tác gia Miller và Small đã thực hiện nghiên cứu ứng dụng

viễn thám trong môi trường đô thị và chính sách Bài báo cho rằng việc phát triển đôthị hóa cần có các công cụ viễn thám hồ trợ để quản lý, giám sát Việc các đô thị hóanhanh chóng tạo nên một thách thức về môi trường, do đó đòi hỏi một nguồn dữ liệusan có và một phương pháp phân tích mới Các yếu tô môi trường vật ly, xã hội đượcxem xét để đánh giá mức độ tác động Viễn thám cung cấp phương thức xem xét dữliệu dưới dạng ảnh vệ tinh sẵn có giúp quá trình quản lý môi trường bền vững hon

(Miller va Small, 2003).

Năm 2006, nhóm tác gia Nicho va cộng su, đã đánh gia CLMT đô thị của

thành phố nhiệt đới băng viễn thám, bài nghiên cứu được thực hiện ở Hồng Kông.Bài nghiên cứu cho răng CLMT đô thị là một tham số phức tạp và không gian biếntăng một cách đáng lo ngại, đặc biệt là ở các thành phố đông dân cư của vùng nhiệtđới và cận nhiệt đới, nơi khí hau, chất lượng không khí, va các cơ sở hạ tang đô thịcó thé tương tác để tạo ra hiệu ứng khó chịu và nguy hiểm Nghiên cứu điều tra ứngdụng của viễn thám đa pho từ vệ tinh Landsat và cảm biến vệ tinh IKONOS cho cácbản đồ của UEQI (Urban Environment Quality Idex) trong đô thị Hồng Kông ở mức

chỉ tiết, sử dung các thong số vẻ nhiệt độ và sinh khối do lường được, dựa trên hìnhảnh, xem xét các mối quan hệ giữa những điều này và chất lượng không khí ở cáckhu vực nghiên cứu lựa chọn Truy van nhiều tiêu chí trên hai thông số cho thay biéndoi không gian trong UEQI liên quan chặt chẽ đến các yếu tố địa hình tự nhiên vahình thái đô thị Số lượng sinh khối, diện tích thảm thực vật cũng được hiền thị là mộtyếu tô quan trọng trong việc thay đối không gian của UEQI (Nicho và cộng sự, 2006).

Năm 2010, Rahman và cộng sự đã nghiên cứu van dé đô thị hóa và CLMT đôthị bang viễn thám va GIS ở Delhi, India Bài báo đã nghiên cứu CLMT va đô thi hóathông qua các yếu tố vật lý và xã hội Kết quả nghiên cứu cho rằng các đô thị pháttriển một cách nhanh chóng như Delhi và Mumbai thì dân số và đất đai là yếu tố cầnthiết để giám sát CLMT Các yếu tô vật lí và xã hội như cấp nước, thoát nước, y tếcũng cần được cải tiến Những thông tin khác như xây dựng, không gian xanh, cơ sởhạ tang vui chơi nên được hoạch định đúng đăn tạo CLMT sống tốt nhất (Rahman và

cộng sự, 2010).

Năm 2011, nhóm nghiên cứu của trường Đại học Salford là Gunawan và cộng

sự đã nghiên cứu CLMT đô thị bang ảnh viễn thám thông qua tính toán 5 biến số tríchxuất từ ảnh vệ tinh là NDVI, NDBI, LST, chiều cao xây dựng và khoảng cách mặtnước Kết quả sau nghiên cứu cho thấy các yếu tố lý sinh có ảnh hưởng đến CLMT.Những kết quả nghiên cứu cung cấp một cơ sở hữu ích, chỉ tiết trong nghiên cứu sâuvề UEQ, kết hợp cả hai đặc tính vật lý và kinh tế-xã hội của cảnh quan đô thị để đánh

giá CLMT đồ thị tại đây (Gunawan va cộng sự, 2011)

Nhóm tác giả Kunpeng Yi và cộng sự (2014) đã nghiên cứu quá trình đô thi

hóa ở vùng Đông Bắc Trung Quốc băng cách sử dụng chỉ số ánh sáng đô thị (ULI —Urban Light Index) Nghiên cứu cho thay mối tương quan giữa các chỉ số đô thị hóatruyền thống với CLMT va ULL Nghiên cứu cũng cho thấy những thuận lợi và khókhăn cũng như tính khả thi của việc sử dụng các ULI trong nghiên cứu về đánh giáđô thị hóa và CLMT đô thị Các kết quả nghiên cứu cho thấy rằng ULI có một mốitương quan chặt chẽ với các đô thị được xây dựng trên khu vực Sự thay đối hình thái

và lịch sử của không gian ánh sáng đô thị phát triển thực sự có thể phản ánh đặc điểmphát triển đô thị và CLMT đô thị (Kunpeng Yi và cộng su, 2014)

> Nhận xét chung:

Trên thế giới đã sử dụng rộng rãi phương pháp viễn thám trong quản lý, giámsát môi trường và tải nguyên Các nghiên cứu cho thấy việc sử dụng phương phápviễn thám mang tính chất khách quan, nhiều biến môi trường được khai thác để hỗ

trợ đánh giá CLMT và có tính giám sát bao quát toàn khu vực.

1.5.2 Tình hình nghiên cứu trong nước

Thực tế, những nghiên cứu trong nước về diễn biến CLMT đô thị bằng cáchxây dựng chỉ số UEQI còn hạn chế Có rất ít bài viết nghiên cứu về vẫn đề nay Hầuhết các nghiên cứu về CLMT xoay quanh các vấn đề về từng khía cạnh của môitrường như chất lượng không khí, đất, nước, chất thải răn Các công trình nghiêncứu chủ yếu tập trung ở việc đánh giá bền vững các yếu tô môi trường mà chưa đánhgiá được CLMT tổng hợp Đồng thời, các nghiên cứu chủ yếu xây dựng chỉ số CLMTdựa trên các biến phố biến va theo hướng thống kê truyền thống, hoặc từ vài điểmquan trắc mặt đất kết hợp ứng dụng GIS nội suy phân bố không gian Điều đó dễ dẫnđến kết quả phân bố không chính xác va không phan ánh thực tế từng vị trí thay đối

Năm 2011, tác giả Huỳnh Thị Tam Tiên nghiên cứu đề tài xây dựng bộ chỉ thịchỉ số đánh giá hoạt động môi trường và sự bền vững của môi trường tỉnh BìnhDương Kết quả nghiên cứu cho thấy tính bền vững môi trường của Bình Dương đangsuy giảm trong khi đó chỉ số hoạt động môi trường đang có xu hướng đi lên Phươngpháp tính toán chỉ số bền vững và chỉ số hoạt động môi trường có nhiều điểm tươngđồng với nghiên cứu xây dựng chỉ số UEQI của tác giả Trần Quang Lộc, là xem xétsự đóng góp của các chỉ tiêu đánh giá trong từng chỉ thị từ đó tính ra điểm số cho mỗichỉ số theo công thức đã nêu Ưu điểm là mang tính khách quan khi không có sự thamgia của các chuyên gia, việc tính toán trọng số thực hiện trên phần mềm Tuy nhiên,nhược điểm của phương pháp này là không làm nổi bật tầm quan trọng của từng chỉ

tiêu đánh giá, vi môi chỉ tiêu có mức độ đóng góp khác nhau vào sự ảnh hưởng đênCLMT đô thị (Huỳnh Thị Tam Tiên, 2011)

Năm 2013, tác giả Ngô Thị Cam Loan đã thực hiện dé tài nghiên cứu đề xuấthệ thống chi thị, chỉ số đánh giá tính bền vững vé kinh tế xã hội và môi trường, áp

dụng cho huyện Củ Chi (TPHCM) Nghiên cứu đã nêu ra các bước cũng như phương

pháp xây dựng các chỉ thị, thông số và tính toán chỉ số phát triển bền vững của huyệnCủ Chi Theo đó, bộ chỉ thị phát triển bền vững của huyện Củ Chi gồm 22 chỉ thị và80 thông số Kết quả tính toán thử nghiệm cho thấy Củ Chi được đánh giá là pháttriển bên vững ở mức trung bình (Ngô Thị Cam Loan, 2013)

Các công trình nghiên cứu trước đó chủ yếu xây dựng bộ chỉ thị, chỉ số đánhgiá từng khía cạnh môi trường mà chưa đánh giá được CLMT đô thị tổng hợp Những

năm gan day đã xuât hiện một vài nghiên cứu về chỉ sô đánh giá CLMT.

Năm 2012, Trần Quang Lộc, Phạm Khắc Liệu thuộc Viện môi trường, Tàinguyên và Công nghệ sinh học Đại học Huế đã công bố nghiên cứu xây dựng chỉ sốCLMT đô thị (UEQD va áp dụng cho một số đô thị tại Việt Nam Kết quả bài báobước đầu đã nghiên cứu xây dựng được chỉ số UEQI bao gồm: lựa chọn các yếu tốtham gia vào xây dựng UEQI (nước, không khí, chất thải rắn ) cũng như các côngthức tính toán, chuẩn hóa các dữ liệu môi trường thu được về một chỉ số duy nhất -chỉ số UEQI để so sánh đánh giá, phân hạng CLMT đô thị Việc đánh giá và phânhạng CLMT đô thị dựa vào chỉ số UEQI bước đầu cho kết quả tương đối phù hợp vớithực tế tại các đô thị này (Trần Quang Lộc, Phạm Khắc Liệu, 2012)

Năm 2012, tác giả Huynh Thị Thanh Diệp Đại học Bách Khoa TPHCM đã

thực hiện dé tài ứng dụng GIS trong đánh giá chỉ số CLMT đô thị (UEQI) tại TPHCM.Phương pháp sử dung trong dé tai này tương tự nghiên cứu của Trần Quang Lộc,Phạm Khắc Liệu Tuy nhiên, tác giả Huỳnh Thị Thanh Diệp có sử dung GIS và phanmềm tính toán chỉ số sinh kế bền vững (SLSI— Sustainable Livelihood Security IndexSoftware) dé tính toán chỉ số CLMT đô thị cho 7 chỉ thị và 13 chỉ tiêu đánh giá déphân loại đánh giá và xếp hạng CLMT của 3 quận (huyện) TPHCM là Quận 1, Quận

Thủ Đức và huyện Bình Chánh (Huỳnh Thị Thanh Diệp, 2012)

Nam 2014, tac gia Lé Kiều Trinh, Viện Môi trường và Tài nguyên - Đại họcQuốc gia TPHCM đã thực hiện đề tài xây dựng chỉ số CLMT đô thị, áp dụng đánhgiá một số quận ở TPHCM và đề xuất giải pháp cải thiện môi trường đô thị Đề tàidựa vào mô hình PSR xây dựng bộ chỉ thị có 25 chỉ thị thành phần để đánh giá, sosánh CLMT cho 6 quận nội thành TPHCM Dé tài sử dụng các phương pháp dé đánh

giá CLMT TPHCM là phương pháp phân tích đa tiêu chí, phương pháp phân tích

nhân t6 thông qua phân tích thành phan chính, phương pháp phân tích nhóm Kết quảcho thay CLMT 6 quận nội thành TPHCM ở mức trung bình và kém (Lê Kiểu Trinh,

2014)

> Nhận xét chung:

Các nghiên cứu trên chỉ dừng lại ở mức độ sử dụng các yếu tố môi trường cơbản để xây dựng chỉ số UEQI theo phương pháp thống kê và xây dựng bộ chỉ thị, chỉsố đánh giá cho một số quận huyện hoặc phân hạng một số đô thị lớn Các nghiêncứu chưa có đánh giá toàn bộ CLMT tự nhiên của TPHCM để giúp các nhà quản lýcó cái nhìn tổng thể CLMT tự nhiên Và công nghệ viễn thám chưa được áp dụng để

đánh giá CLMT đô thị hiện nay.

1.6 TONG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU

1.6.1 Điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội

1.6.1.1 Điều kiện tự nhiên

a VỊ tri địa lí

TPHCM nam trong toa độ địa lý khoảng 10°10’ — 10°38? vĩ độ bắc và 106922”— 106°54’ kinh độ đông Phía Bắc giáp tinh Bình Dương, Tây Bắc giáp tỉnh Tây Ninh,Đông và Đông Bắc giáp tỉnh Đồng Nai, Đông Nam giáp tỉnh Bà Rịa -Vũng Tàu, Tâyvà Tây Nam giáp tinh Long An và Tiên Giang

TPHCM cách thủ đô Hà Nội gần 1.730km đường bộ, nằm ở ngã tư quốc tếgiữa các con đường hàng hải từ Bắc xuống Nam, từ Đông sang Tây, là tâm điểm củakhu vực Đông Nam Á Trung tâm thành phố cách bờ biển Đông 50 km đường chimbay, đây là đầu mối giao thông nối liên các tỉnh trong vùng và là cửa ngõ quốc tế.Với hệ thống cảng và sân bay lớn nhất cả nước, cảng Sài Gòn với năng lực hoạt động10 triệu tan/nam Sân bay quốc tế Tân Sơn Nhất với hàng chục đường bay chi cáchtrung tâm thành phố 7km Hiện nay, TPHCM có 19 quận nội thành va 5 huyện ngoạithành với 322 phường, xã Phía Bac TPHCM có 19 quận và 4 huyện (trừ huyện Can

Gio) (Hình 1.1).

b Dia hình và khí hau, thủy van

TPHCM năm trong vùng chuyền tiếp giữa miền Đông Nam bộ va đồng bangsông Cửu Long Địa hình tổng quát có dạng thấp dan từ Bac xuống Nam và từ Đôngsang Tây Nó có thé chia thành 3 tiểu vùng địa hình:

Vùng cao năm ở phía Bac - Đông Bắc và một phần Tây Bac (thuộc bac huyệnCủ Chi, đông bắc quận Thủ Đức và quận 9), với dạng địa hình lượn sóng, độ caotrung bình 10-25 m và xen kẽ có những đồi gò độ cao cao nhất tới 32m, như đổi Long

Bình (quận 9).

Vùng thấp trũng ở phía Nam-Tây Nam và Đông Nam thành phố (thuộc cácquận 9, 8, 7 và các huyện Bình Chánh, Nhà Be, Cần Gio) Vung nay có độ cao trungbình trên dưới 1m và cao nhất 2m, thấp nhất 0,5m

Vùng trung bình, phân bố ở khu vực Trung tâm thành phố, gồm phan lớn nộithành cũ, một phần các quận 2, Thủ Đức, toàn bộ quận 12 và huyện Hóc Môn Vùng

nay có độ cao trung bình 5-10m.

Nhìn chung, địa hình TPHCM không phức tap, song cũng khá đa dang, có điều kiệnđể phát triển nhiều mặt

TPHCM năm trong vùng nhiệt đới gió mùa cận xích đạo Cũng như các tỉnh ởNam bộ, đặc điểm chung của khí hậu-thời tiết TPHCM là nhiệt độ cao đều trong nămvà có hai mùa mưa - khô rõ rệt làm tác động chi phối môi trường cảnh quan sâu sắc.Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, mùa khô từ thang 12 đến tháng 4 năm sau Lượngbức xạ déi dào, trung bình khoảng 140 Kcal/cm?/nam Số giờ nắng trung bình/tháng160-270 giờ Nhiệt độ không khí trung bình 27°C Điều kiện nhiệt độ và ánh sángthuận lợi cho sự phát triển các chủng loại cây trồng và vật nuôi đạt năng suất sinh họccao; đồng thời đây nhanh quá trình phân hủy chất hữu cơ chứa trong các chất thải,góp phần làm giảm ô nhiễm môi trường đô thị Lượng mưa cao, bình quân khoảng1.949 mm/năm, độ 4m tương đối của không khí bình quân/năm 79,5% Về gió,TPHCM chịu ảnh hưởng bởi hai hướng gió chính và chủ yếu là gió mùa Tây - Tây

Nam và Bac - Dong Bac.

Về nguồn nước, TPHCM do năm ở vùng hạ lưu hệ thống sông Đồng Nai - SaiGòn, nên nguồn nước mặt ở đây có mạng lưới sông ngòi kênh rạch rất phát triển.Sông Đồng Nai nồi thông qua sông Sài Gòn ở phan nội thành mở rộng, bởi hệ thôngkênh Rạch Chiếc Sông Nhà Bè hình thành từ chỗ hợp lưu của sông Đồng Nai vàsông Sài Gòn, cách trung tâm thành phố khoảng 5km vẻ phía Đông Nam Nó chảy rabiển Đông bang hai ngả chính - ngả Soài Rap va ngả Lòng Tàu đồ ra vịnh Ganh Rai,dai 56km, là đường thủy chính cho tàu bè ra vào bến cảng Sai Gòn Ngoài trục cácsông chính kể trên ra, thành phố còn có mạng lưới kênh rạch chang chit như ở hệthống sông Sài Gòn có các rạch Láng The, Bàu Nông, rạch Tra, Bến Cát, An Hạ,Tham Luong, Cau Bông, Nhiêu Lộc-Thị Nghè, Bến Nghé, Lò Gốm, Kênh Té, TàuHi, Kênh Đôi va ở phần phía Nam thành phó thuộc địa bàn các huyện Nhà Bè, CanGio mật độ kênh rạch dày đặc; cùng với hệ thống kênh cấp 3-4 của kênh Đông-Củ

Chi và các kênh dao An Hạ, kênh Xáng-Bình Chánh đã giúp cho việc tưới tiêu hiệuquả, giao lưu thuận lợi.

Nước ngầm ở TPHCM, nhìn chung khá phong phú tập trung ở vùng nửa phanphía Băc-trên trầm tích Pleixtoxen; càng xuống phía Nam (Bình Chánh, Quận 7, Nha

Be, Cân G19) - trên tram tích Holoxen, nước ngâm thường bị nhiễm phèn, nhiêm mặn.

Về thủy văn, hầu hết các sông rạch TPHCM đều chịu ảnh hưởng dao độngtriều bán nhật triều của biển Đông Mỗi ngày, nước lên xuống hai lần, theo đó thủytriều thâm nhập sâu vào các kênh rạch trong thành phố, gây nên tác động không nhỏđối với sản xuất nông nghiệp và hạn chế việc tiêu thoát nước ở khu vực nội thành.(Cổng thông tin điện tử chính phủ TPHCM, 2011)

1.6.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hộiTPHCM giữ vai trò đầu tàu kinh tế của cả Việt Nam TPHCM là thành phốcảng lớn nhất đất nước, có đủ các điều kiện thuận lợi về giao thông đường bộ, đườngthuỷ, đường sắt, đường hàng không, là một đầu mối giao thông kinh tế lớn nói liềnvới các địa phương trong nước va quốc Tình hình kinh tế năm 2015 cả nước nóichung và thành phố nói riêng có nhiều khởi sắc: doanh nghiệp mới thành lập tăng caocả về số lượng và vốn đăng ký, sản xuất công nghiệp tăng khá, tiêu thụ bất động sảntăng mạnh thúc đây hoạt động xây lắp nhận thầu tăng theo Tổng sản phẩm trên địabàn (GDP) ước tăng 9,85% so năm trước, tăng 0,26 điểm phan trăm so với mức củanăm 2014; chỉ số giá tiêu dùng (CPI) cả năm giảm 0.2% so năm 2014 Chỉ số sản

xuất công nghiệp (IIP) đạt 7,9% (năm 2014 đạt 7,0%); lượng bán lẻ hang hóa và dich

vụ tiêu dùng tăng 10,3% (năm 2014 là 8%); tong vốn đầu tư xã hội đạt 285,2 ngàn tyđồng bằng 101,8% kế hoạch đề ra, tăng 11,7% (năm 2014 tăng 9,7%): thu ngân sáchkhông tính dầu thô đạt 257.801 tỷ đồng, tăng 15,8%; chi ngân sách địa phương 59.735tỷ đồng, 17,7% so cùng ky, tín dung tăng (đến 1/12) tăng 11,5% (cùng ky tăng 9%).(Cục thống kê TP HCM 2015)

1.6.1.3 Tình hình phát triển đô thị hóa của TPHCMTheo thống kê, dân số Sài Gòn năm 2011 là 7,5 triệu người Tính đến năm2015, dân số toàn TPHCM đạt hon 8,2 triệu người, với điện tích 2.095,6 km”, mật độdân số đạt 3.937 người/km? Tỷ lệ tăng tự nhiên dân số phân theo địa phương tăng7,87% Trong các thập niên gần đây, luồng nhập cư từ các tỉnh khác vào TPHCMngày càng tăng Sự phân bố dân cư ở TPHCM không đồng đều Trong khi một số

quận như 4, 5,10 và II có mật độ lên tới trên 44.000 ngudi/km?, thì huyện ngoại

thành Cần Giờ có mật độ tương đối thấp 106 người/km? Những năm gan đây dânsố các quận trung tâm có xu hướng giảm, trong khi dân số các quận mới lập vùng ventăng nhanh, do đón nhận dân nhập cu từ các tỉnh đến sinh sống (Cục thống kê TP Hồ

Chí Minh, 2015)

Dân số tăng nhanh dẫn đến tốc độ đô thị hóa tăng nhanh chóng Mặc dùTPHCM có thu nhập bình quân đầu người rất cao so với mức bình quân của cả nướcnhưng khoảng cách giàu nghèo ngày càng lớn do những tác động của nền kinh tế thịtrường Sự khác biệt về xã hội, mức sống vẫn còn thể hiện rõ giữa các quận nội thành

so với các huyện ở ngoại thành.

1.6.2 Hiện trạng chất lượng môi trường tự nhiên của đô thị TPHCM

Chat lượng môi trường đô thị bao gôm các yêu tô tự nhiên (không khí, dat,nước, tiêng ôn, cây xanh, mặt nước, bê mặt không thâm ) và các yêu tô kinh tê xãhội (dân sô, ăn ở, đi lại, câp nước sạch ) Các yêu tô này đêu có ảnh hưởng đên conngười và sinh thái trong tự nhiên.

Do quá trình đô thị hóa phát triển nhanh chóng nên CLMT đang suy giảm Mậtđộ xây dựng các công trình nhà ở, khu công nghiệp (KCN) tăng lên, diện tích đấtnông nghiệp bị thu hep thay dan bang đất thô cư TPHCM có tổng diện tích tự nhiênlà 209.554 ha gồm: Đất nông nghiệp: 115.767,7 ha (55,25%), Đất phi nông nghiệp:92.762,3ha (44,27%), Đất chưa sử dụng: 999,9ha (0,48%) Tuy nhiên, hàng nămthành phố phải chuyển đổi mục dich sử dụng đất từ nông nghiệp sang phi nông nghiệpkhoảng 1.000 ha và tiến hành giao đất hoặc cho thuê đất để thực hiện khoảng trên

100 dự án đầu tư (Cục thống kê TPHCM, 2015)

Quá trình đô thị hóa tăng, co sở hạ tang giao thông phat triển, các công trìnhxây dựng mọc lên làm tăng diện tích bề mặt không thấm và đặc biệt làm tăng nhiệtđộ ở những quận nội thành Hiện nay, mật độ giao thông đường thành phố ở các quận

trung tâm là 5,67 — 5,81 km/km“, các huyện ven đô là 0,78 — 2,14 km/km? Cơ sở hạ

tang giao thông là 7.085 tuyến đường chiếm tổng diện tích mặt đường là 30 triệu m?và 679 cầu đường bộ chiếm tổng diện tích là 120 ngàn mẺ

Diện tích công viên cây xanh và mảng xanh trên địa bàn thành phố đến năm

2014 đạt 739,7253ha, trong đó diện tích công viên vườn hoa 372,7078ha, mảng xanh

công cộng 199,6764ha, mảng xanh khác 167,341 1ha Phan lớn số công viên nay tập

trung ở khu vực nội thành (13 quận) với 75 công viên, 6 quận mới có 9 công viên va

5 huyện ngoại thành có 6 công viên Cùng với hệ thống công viên, trên nhiều tuyếnđường thành phố còn có hơn 130.000 cây xanh các loại Và hàng nghìn vườn hoa lớn,

nhỏ, hàng trăm nghìn cây xanh do các cơ quan, đơn vi, trường học, bệnh viện và nhân

dân tự lập, tự trồng lấy bóng mát, hoa, quả và cung cấp cây giống ở khắp các quận,huyện Tuy nhiên, nhìn chung hệ thông công viên và cây xanh vẫn chưa theo kịp tốcđộ phát triển của thành phố và chưa đáp ứng được nhu cầu hưởng thụ của nhân dân.Phần lớn số cây xanh hiện hữu tập trung ở 14 quận nội thành chiếm tỉ lệ như sau:

quan | (22%), quận 3 (10%), quận Tân Bình (11%) Không it nơi, cây xanh thưa thot,

chỉ chiếm tỷ lệ 1% - 2% tổng số cây xanh thành phó (Báo Xây dựng, 2009)

Quy hoạch chung xây dựng TPHCM đến năm 2025 đề ra chỉ tiêu cây xanhkhu vực nội thành hiện hữu là 2,4 m^/người, khu vực nội thành phat triển mới là

7,1 m?/ngudi, khu vực ngoại thành là 12 m?/ngudi Hiện tại, mật độ công viên cây

xanh tại TP vẫn chưa đến 1 m2/người, diện tích cây xanh lại không phân bố đồng đềunên có tình trạng nhiều khu vực mảng xanh lớn nhưng cũng có khu vực khu dân cư

chen chúc, bí bách mảng xanh (Minh Khanh, 2016)

Tóm lại, hiện trạng CLMT tự nhiên của TPHCM trong tinh trạng: đô thị tang

cao, diện tích đất nông nghiệp giảm, tăng diện tích bề mặt không thắm và mật độ câyxanh còn thấp

Chương II: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG

PHÁP NGHIÊN CUU2.1 CƠ SỞ KHOA HỌC VIÊN THÁM VÀ GIS

2.1.1 Cơ sở khoa học viễn thám

2.1.1.1 Nguyên lý

Viễn thám là khoa học nghiên cứu về các phương pháp thu thập, đo đạc vàphân tích thông tin của vật thể quan sát mà không cần tiếp xúc trực tiếp với chúng.Do các tính chất của vật thể có thể được xác định thông qua năng lượng bức xạ hayphan xa từ vật thé nên viễn thám còn là một công nghệ nhằm xác định và nhận biếtđối tượng hoặc các điều kiện môi trường thông qua những đặc trưng riêng về sự phảnxạ Sóng điện từ được phản xạ hoặc bức xạ từ vật thể là nguồn cung cấp thông tin chủyếu về đặc tính đối tượng Nguồn năng lượng chính thường sử dụng trong viễn thámlà bức xạ mặt trời Bức xạ mặt trời tác động lên vật thể là một quá trình phức tạp: mộtphan bi hap thu, mot phan truyén qua va mot phan bi phản xa trở lại Đối với vật thể,chúng đều có khả năng phan xa, hap thụ, phân tách và bức xa sóng điện từ bằng các

cách thức khác nhau và tạo ra đặc trưng pho Phan sóng điện từ được phan xa hoặc

bức xạ từ vật thể là nguồn cung cấp thông tin chủ yếu trong viễn thám Thông tin vềnăng lượng phản xạ của vật thể được ghi nhận bởi ảnh viễn thám, sau đó được giảiđoán trực tiếp dựa trên kinh nghiệm của chuyên gia Các dữ liệu và thông tin liênquan sẽ được ứng dụng vào nhiều lĩnh vực như: nông lâm nghiệp địa chất, khí tượng,

môi trường (Lê Văn Trung, 2012).

Thông tin viễn thám trong dải phổ phản xạ có liên quan trực tiếp đến nănglượng phản xạ từ các đối tượng nhờ sự phân dị bức xạ của các đối tượng khác nhautrên ảnh vệ tinh Nhìn chung, các thông tin này phan ảnh 3 nhóm đối tượng là đất,nước và thực vật ở các trạng thái khác nhau tùy thuộc vào thời điểm bay chụp Mỗiloại đối tượng có hành vi phản xạ khác nhau với sóng điện từ tại các bước sóng khácnhau Thực vật có phản xạ phố cao nhất ở bước sóng màu lục (0,5uum-0,6um) trongvùng nhìn thấy, do đó có màu xanh lục Nhưng các đặc trưng phản xạ phổ của thực

vật noi bật nhất ở vùng hồng ngoại gần (0,7um-1,4um), là vùng bước sóng mà thựcvật có phản xạ cao nhất Mức độ phản xạ của thực vật phụ thuộc vào nhiều yếu tốkhác nhau, có thé kế đến là lượng chlorophyll (chất diệp lục), độ dày tán lá và cautrúc tán lá Nước có phản xạ chủ yếu năm trong vùng nhìn thấy (0,4um-0,7um) va

phản xạ mạnh ở dải sóng lam (0,4um-0,5um) và lục (0,5um-0,6um) Giá trị phản xacủa nước phụ thuộc chủ yếu vào thành phân, độ đục và độ rối Đất có phan tram phan

xạ tang dan theo chiều tang của chiều dài bước sóng Phan trăm phan xa của đất chủyếu phụ thuộc vào độ âm và màu của đất Phản xạ pho cua cung mot loai đối tượngcũng có thé được thé hiện khác nhau trên cùng một ảnh do có nhiều yếu tô ảnh hưởngkhác nhau, chủ yếu là do các sai biệt về không gian khi các sai biệt này khiến đốitượng được chiều sáng khác nhau hoặc có cầu trúc khác nhau so với nguồn sáng.(Trần Thị Vân, 2011)

Các kênh sử dụng trong viễn thám được mô tả trong hình sau:

band |W] VjOKa K Rex | ¢ S L P

micro wave

wavelength(cm) 03 | 3 10 30 - 100wavelength

0.1 am LŨ nm lam 100um , lŨmm Im , 100m I0km_ | 1 | | | | | | | a | L | | =

yrAy X-ray ultraviolet /) infrared) [eye SHE UHEF| igHE ME LF VLE

⁄ bluc |

violet green

Hình 2.1 Các kênh được sử dung trong viễn thám

(Nguồn: Gupta, 1991)

Chú thích:

EHF, SHF, UHF, VHF, HF, MF, LF, VLF: các loại tần sốWavelength: bước song - infrared visible: hông ngoại nhìn thay - Ultraviolet: tia cựctim - Near infrared: héng ngoai gan - Short wave infrared: song héng ngoai ngan- Thermal infrared: héng ngoai nhiét - Intermediate infrared: héng ngoai trung

2.1.1.2 Dai quang pho hong ngoai nhiétTrong vién tham hồng ngoại nhiệt, bức xạ phát ra từ các đối tượng mặt đấtthường được quan tâm nhiều nhất Vùng bước sóng điện từ 3-35uim thường đượcgọi là vùng hồng ngoại nhiệt trong viễn thám mặt đất Trong vùng này, bức xạphát ra bởi trái đất do tình trạng nhiệt của chúng lớn hơn nhiều so với bức xạ phảnxạ bởi mặt trời, vì vậy bất kỳ bộ cảm biến nào vận hành trong vùng này sẽ pháthiện đặc tính bức xạ nhiệt của vật liệu bề mặt Trong vùng 3-35um, vùng đượcquan tâm nhất là khoảng 8-14um do ở nhiệt độ môi trường xung quanh, các bứcxạ vật den của trái đất xáy ra vào khoảng 9-10uum (cao nhất 9,7um), các kênh phổhữu ích sẽ bị hạn chế do cường độ bức xạ vật đen trái đất và vùng này chỉ ra nănglượng cao nhất san có cho các cảm biến Cửa số khí quyền tốt nhất năm trongkhoảng 8-14um và xấu hơn trong khoảng 3-5um và 17-25um Ở các cửa số nàysự hấp thụ vật chất của khí quyền là thấp nhất va dữ liệu trong vùng 3-5um là khá

phức tạp do hình ảnh trong ngày có sự trùng lặp với bức xạ phản xạ mặt trời.

Ozone hap thụ mạnh trong vùng 9-10um, vi vậy hệ thông vệ tinh viễn thám hồngngoại thường hoạt động trong vùng 10,5-15,5um Riêng đối với máy bay, do hoạtđộng dưới tang ozone nên có thé ghi nhận từ 8-14um

Visible Reflective Infrared Thermal Infrared

O4 - 0-7 07-3 3-14

+ + >

Photographie 8.14

Infrarcd Mlid-[nlrared - ~07-11 L3-3 3-5 -I0 0

Absorption

sa PTransmission ou 2 03 04 06 0® 1 Ls 2 ì 4 Š 6 8 RG ?0 30

Wavelength in Micrometers, ¡an

Hình 2.2 Phổ điện từ thé hiện các kênh sử dụng trong các vùng hap thụ của khí

quyền của viễn thám quang học (Nguồn: Jensen, 2000)

Chú thích:

Visible: nhìn thay - Reflective infrared: phản xạ hong ngoại - Thermal infrared: hồngngoại nhiệt - Photographic infrared: quang học hồng ngoại - Mid infrared: hồng ngoạigiữa — Absorption: sự hấp thụ

Viễn thám của các hiệu ứng nhiệt độ trực tiếp được thực hiện bang cachcam nhận bức xa phat ra từ vat thé trong vùng hồng ngoại của quang pho Hau hếtcảm nhận nhiệt của các chất răn và chất lỏng xảy ra trong 2 cửa số khí quyền3-5um va 8-14um, nơi mà sự hap thụ là cực tiểu Dai bước sóng 3-4um chịu ảnhhưởng nhiễm phản xạ mặt trời ở một vài mức độ vào ban ngày, vì vậy dải nàythường dùng trong các nghiên cứu trái đất khi đo đạc vào ban đêm Tuy nhiênvùng này đặc biệt hữu ích để giám sát các đối tượng cực nóng như cháy rừng vàcác hoạt động địa nhiệt nhận trong dải bước sóng 10,5-12,5um, vì vậy hầu hếtchúng đều được thiết kế dé thu nhận phát xạ từ bề mặt trong dai này, và đượcdùng dé ước tính nhiệt độ bề mặt đất và các quá trình nhiệt khác Viễn thám hồngngoại nhiệt thu nhận dữ liệu trong 2 cửa số 3-5 um và 8-14um nói chung là bidong, nghia la, cac b6 cam bién thu nhập dữ liệu theo bức xa phát ra một cach tựnhiên Các kỹ thuật chủ động triển khai các chum tia laser bước sóng đơn sắc (gọilà radar lazer hoặc LIDAR) chỉ mới được phát triển gần đây (Gupta, 1991)

2.1.1.3 Bức xạ

Trái đất nhận nhiệt chủ yếu từ mặt trời và bề mặt trái đất lại bức xạ vào khíquyên và không gian Các khí, hơi nước và thành phan của khí quyền có thé hap thụva phát xạ mạnh mẽ đối với bước sóng trong phô bức xạ ở mặt đất Bức xạ mặt trờiđi qua khí quyền ảnh hưởng lên các điều kiện khí tượng băng cách truyền năng lượngvào không khí và trái đất Hầu hết bức xạ mặt trời bị hấp thụ ở bề mặt trái đất vàcung cấp năng lượng cho quá trình quang hợp và sự sống Phân tích các hiệu ứngkhác nhau phải xem xét các yếu tố như bức xạ thứ nhất và thứ hai trong khí quyền,sự dẫn truyền, sự hấp thụ tia bởi nhiều thành phan của khí quyền và bề mặt dat

Các phân tử và nguyên tử trong vật thể có nhiệt độ tuyệt đối trên 0 đềutrong trạng thái kích động va phát ra bức xạ điện từ Nhiệt độ của vật thé là biểuthị của năng lượng nhiệt nội tại của chúng Cường độ và thành phan pho phat raphụ thuộc vào thành phần và nhiệt độ của vật thể Khái niệm vật đen thường đượcdùng dé nghiên cứu bức xạ, đó là một vật lý tưởng hấp thụ hoàn toàn và phát xạtoàn bộ năng lượng đạt tới nó Vật đen có đường cong phát xạ pho lién tuc, nguoclai, các vật thé tự nhiên chi phát xa tại các kênh phé rời rac tùy vào thành phan taonên vật thê đó Nhiệt độ có ảnh hưởng lớn đến cường độ bức xạ phát ra từ vật đen.Nhiệt độ của vật bức xạ càng cao thì tong bức xa do vat đó phát ra càng lón, đồngthời đỉnh đường cong phát xạ phô cũng dịch chuyển cảng gần phía bước sóngngăn hơn

2.1.1.4 Nhiệt độ bức xạ

Trong viễn thám nhiệt, bức xạ phát ra bởi các đối tượng trên mặt đất được đođể ước tính nhiệt độ Những đại lượng đo lường nhiệt độ bức xạ của một vật thé phuthuộc vào 2 yếu tố: nhiệt động học và độ phát xạ

một khoảng cách đối với bức xạ kế, động năng không là thước đo nhiệt độ thích hợp,và nhiệt độ động lực gân đúng nhất có thể đạt được qua cân bang nang luong buc xacủa bề mặt dựa trên việc đo bức xa rời khỏi bề mặt Nhiệt độ động lực còn gọi lànhiệt độ bề mặt đất phụ thuộc vào hai nhóm nhân tố chính: quỹ năng lượng nhiệt vàcác đặc tính nhiệt của vật chất.

(2) Độ phát xạ

Độ phát xạ bề mặt là một thước đo hiệu quả của bề mặt dé chuyển đôi nănglượng nhiệt thành năng lượng bức xạ trong không gian Nó phụ thuộc phan lớn vào

các thành phan, độ nhám va các tinh chat vật lý khác của bề mặt (chăng hạn như độ

âm, tính chụi nhiệt ) Mặc khác tùy theo tính chất của bề mặt mà nó thay đổi theobước sóng Những hiểu biết về độ phát xạ bề mặt cho phép chúng ta phân biệt được

các loại khác nhau trên bê mặt giám sát và xác định được nhiệt độ bê mặt.

Độ phát xạ được xem là đại lượng đặc tính của vật chất kiểm soát dòng nănglượng bức xạ, hay còn gọi là khả năng phát xạ của vật chất và độ phát xạ (e) của vậtđen tuyệt đối là 1, còn đối với các vật chất khác luôn luôn nhỏ hơn 1, trong phạm vitừ 0,7 — 0,95 Nếu vật tự nhiên va vật đen có cùng nhiệt độ bề mặt thì vật tự nhiên

phát xạ kém hơn vật đen.

Độ phát xạ phụ thuộc vào hai nhân tố chính: kết cau và hình học bề mặt Nó

liên quan mật thiết đến phản xạ và màu theo đặc tính phô Các vật liệu màu đen hấp

thụ nhiều hơn va phat xạ nhiều năng lượng hơn so với vật mau sáng Độ hap thụ phốbang với độ phat xa phé theo dinh luat Kirchoft Silica la thanh phan quan trongtrong vỏ trái đất va phan trăm của silica có quan hệ nghịch với độ phát xạ trong ving8 - 14um Vì vậy, sự hiện diện của các vật liệu với độ phát xạ thấp có thé ảnh hưởngđáng kế đến độ phát xạ chính của cả tập hợp Bé mặt nhẫn có độ phát xạ thấp hơncủa bề mặt nhám

2.1.1.5 Tương tác bức xạ nhiệt với các phan tử mặt đấtNăng lượng được bức xạ từ một vật thường là kết quả của năng lượng đạt đếnvật đó Năng lượng đến bề mặt của một vật thé mat đất có thé được hấp thụ, phản xạ

hoặc truyền qua Độ hấp thụ, độ phản xạ và độ lan truyền phải có giá tri từ 0 — 1.Theo định luật Kirchoff, đối với một bước sóng cho trước, độ hấp thụ của vật liệubang độ phat xạ của chính vat liệu đó Vật phát ra hoàn toàn bức xa cũng là vat hấp

thụ hoàn toàn bức xạ (đối với vật thể đen a, = 1), nghĩa là a, = s; Các bé mat tu

nhiên, nói chung là vật thể xám, nhưng ở các bước sóng nhất định, độ phát xạ hoặcđộ hap thụ của chúng có thé gần đến giá trị 1 Trong cửa số khí quyền với bước sóngtrong khoảng 8 - 14um, nước, đất âm và thực vật có độ phát xạ từ 0,97 — 0.99

Khi nghiên cứu cân băng bức xạ cho quỹ năng lượng gần bề mặt trái đất,chúng ta quan tâm hau hết các thông lượng bức xạ được tích hợp trên tất cả các bướcsóng quan tâm, hơn là trong sự phân ly phố phụ thuộc bước sóng Với mục đích này,độ phát xạ tổng quát hay tích hợp (overall or integrated) gắn liền với bức xạ trongphạm vi các bước sóng nhất định, được dùng dé đặc trưng cho bề mặt Đặc biệt, kháiniệm “albedo” được dùng dé thé hiện độ phản xạ tích hợp của bề mặt đối với bức xạsóng ngăn (0,15 - 4um), trong khi độ phát xạ tích hợp (e) của bề mặt liên quan đếnbức xạ sóng dài (3 - 100um) Đối với các bề mặt tự nhiên, sự phát xạ của bức xạsóng ngắn thường bị bỏ qua, còn phát xạ sóng dài thì được xác định theo định luật

Stefan-Boltzemamn:

R,, =eøT! (2.1)

Trong đó: e - độ phát xạ bé mặt, o: hang số Stefan-Bolzman, T: Nhiệt độ bức xa (°K).

2.1.2 Co sở khoa hoc GIS

Trong nghiên cứu đánh gia môi trường, GIS đóng vai trò trong việc tap hopvà phân tích cơ sở dữ liệu Mục đích là tong hop, hệ thong hoa va thống nhất nguồn

dữ liệu phục vụ việc theo dõi đánh giá Mặt mạnh của một GIS thể hiện qua chứcnăng phân tích không gian Phân tích không gian thường để tạo thêm các thông tinđịa lý bang cách sử dụng các thông tin đã có hay phát triển các cau trúc không gianhoặc múi liên hệ giữa các thông tin dia lý

Trong GIS dé tạo thêm lớp thông tin ta sử dụng kỹ thuật chong lớp dữ liệu.Chồng lớp dữ liệu (Overlay) là một kỹ thuật phổ biến trong phân tích không gian dựa