Luận văn thạc sĩ Quản lý môi trường: Ứng dụng viễn thám và GIS đánh giá biến động đất đô thị và công nghiệp tại Thành phố Hồ Chí Minh trong bối cảnh biến đổi khí hậu

Tổng quan về tinh hình nghiên cứu trong va ngoài nước* Các nghiên cứu ở nước ngoài: e Sứ dụng vệ tinh viễn thám cho việc giám sát thay đổi sử dụng datViễn thám va GIS đã được ứng dụng dé

NGUYEN HOAI THU

Chuyên ngành: Quản lý Môi trườngMã sô: 11260575

LUAN VAN THAC SI

TP HO CHI MINH, thang 8 nam 2013

3 Phản biện 2: TS TRAN THỊ VAN4 Cán bộ hướng dẫn: TS LẦM ĐẠO NGUYÊN5.Thư ký Hội đồng: TS ĐINH QUOC TÚCXác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyênngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nêu có).

CHỦ TỊCH HOI DONG TRUONG KHOA MOI TRƯỜNG

NHIEM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨHọ tên học viên: NGUYÊN HOÀI THU MSHV: 11260575Ngày, tháng, năm sinh: 14/9/1981 Nơisinh: Phú YênChuyên ngành: Quản lý Môi trường Mã số:

I TÊN DE TÀI: UNG DỤNG VIÊN THÁM VA GIS ĐÁNH GIÁ BIENĐỘNG DAT ĐÔ THỊ VÀ CÔNG NGHIỆP TẠI THÀNH PHO HO CHÍ MINH

TRONG BOI CANH BIEN DOI KHÍ HẬU

NHIEM VU VA NOI DUNG:1 Nhiệm vu: Ung dung viễn thám va GIS để xác định, đánh giá mức độ biến

động sử dụng đất đô thị và công nghiệp tại thành phố Hồ Chí Minh va déxuất các giải pháp quản lý bền vững trong bối cảnh biến đối khí hậu

2 Nội dung:i Xác định và đánh giá biến động diện tích đất đô thị và công nghiệp tại

thành phố Hồ Chí Minh từ những năm 1990 đến năm 2010.ii Phan tích sự biến động đất đô thị và công nghiệp trong bối cảnh biến đổi

khí hậu.ii Tìm mối tương quan giữa diện tích đất đô thị và công nghiệp với các yếu

tổ của biến đối khí hậu.iv Dé xuất các hướng quan lý và thích ứng với tình hình biến động sử dụng

đất đô thị và công nghiệp.Il NGAY GIAO NHIỆM VỤ: 8/2012II _ NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VU: 8/2013IV CAN BỘ HƯỚNG DAN: TS LAM ĐẠO NGUYEN & TS VÕ LE PHU

- Tp HCM, ngày thẳng nămCÁN BO HUONG DAN 1 CHU NHIEM BO MON DAO TAO

TS LAM DAO NGUYENCAN BO HUONG DAN 2 TRUONG KHOA

TS VO LE PHU

Ludn van.

Nguyén Woai Thu.

Từ khi có chủ trương công nghiệp hóa, hiện đại hóa, không gian đô thị của thànhphố Hỗ Chi Minh thay đổi một cách nhanh chóng, đặc biệt là diện tích đất ở và đấtsản xuất kinh doanh Sự gia tăng nhanh chóng của dân cư trong tiến trình đô thị hóa,ngập lụt do nước biên dâng và biến đối khí hậu, cộng với cơ sở hạ tang yếu kémlàm cho ô nhiễm môi trường và tác động của biến đổi khí hậu đến Thành phố trởnên nghiêm trọng hơn.

Trước bối cảnh đó, việc đánh giá tình hình biến động sử dụng đất đô thị vàcông nghiệp, chỉ ra xu thế phát triển, phân tích biến động trong tình hình biến đổikhí hậu sẽ góp phần vào việc đề xuất các giải pháp quản lý và thích ứng cho thànhphó Hỗ Chí Minh đáp ứng mục tiêu phát triển bền vững

ABSTRACTHo Chi Minh City is the city with the most dynamic economy of Vietnam.Since the policy of industrialization and modernization, the urban space of Ho ChiMinh City has changed quickly, especially for the housing land and industrial land.The rapid increase of population in the process of urbanization, flooding due to sealevel rise and climate change, with poor infrastructure make the environmentpollution and the impacts of climate change become more seriously.

In this context, assessing the change in urban land and industrial land, pointout the development trend, find out the main causes and analyze the changes ofurban and industrial land use in the context of climate change, will contribute to theadaptable solutions for Ho Chi Minh City to meet the goals of sustainabledevelopment.

quá trình nghiên cứu của tôi, được thực hiện dưới sự hướng dẫn của TS Lâm Đạo

Nguyên & TS Võ Lê Phú Các hình ảnh, số liệu được thu thập từ những nguồnđáng tin cậy, được tôi trích dẫn rõ ràng ở phần Tài liệu tham khảo

Tôi xin được lay danh dự va uy tín cua ban thân dé bảo đảm cho lời camdoan nay.

Tac gia

Nguyễn Hoài Thu

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THAC SĨ 5< 5< s<ss+esEEseEeEEeEssseeksesssree i

LOFT CAM SN 0S An n6 n6 nan ÔỎ ii

TOM v/v iiiABSTRACT ssccccsssssssssccccssssssscccssssssssccssesssssssscssessssssssccscesssssssccsssssssscsssssssscssoosess iilLOI CAM DOAN CUA TÁC GIA LUẬN VAN 5 <<s<cscsesesesesesessessee iv)/18/08 05 0 VvDANE /10/08:in):01125 viiiDANH MUC BÁNG 5-0 0 0909.2929 0 1 ưu sesese XDANH MỤC CAC TU VIET TẮTT 2-5-5 <2 2£ << << sssesese eEesesesesesssee xi

¬ CHƯƠNG MỞ ĐẦUI Đặt vân (POSURE LOS O REESE SORSESOSOESOLOSCESOTOSSISOTORSESOTOSSISOTOSSEOSLOSOSSSCOSOSSELOSOLSSTOSOLSOTOSORSOTOSOESOTE 1I Tông quan về tinh hình nghiên cứu trong và ngoài nƯỚC «555555 2TH Mục tiêu và nội dung nghiÊn CỨU - << < + 90 ng vn 8IV Phương pháp nghiên CỨU << G5 E901 1011199 99011 vn 8V Phạm vi va dữ liệu nghiên cứu ha 10VI Y nghĩa khoa học và thực tin - «+ c1 1 1111131191111 89 1 1 1111111 th reg I1VI Các giới hạn của đê tài chư 1]VINH Bo cục luận Vain on eee cccccccccccccccceeessssseeeeeccccceeeeceeaeaessescccceeeeeesauaaaeeseeeccccceeeeeas 12

CHUONG 1

CƠ SỞ LY THUYET ĐÁNH GIA BIEN DONG SỬ DỤNG DATBANG VIEN THAM VA HE THONG THONG TIN DIA LY (GIS)LV 1" ' ha 13

1.1.1 Khái niệm viễn thám - - EsE E2 EE 2x 8x 9x 13 123 cv ng re 131.1.2 Nguyên lý và quy trình thu nhận ảnh viễn thám - ©5222 25: 13

1.1.3 Thang sóng điện từ sử dụng trong viễn thám - 5-5 5 255552 14

1.1.4 Vệ tỉnh viễn thám G- G131 12x 91 112v 13 vn ngưng 14

1.1.4.1 Vệ tinh khí tượng dia tĩnh - «s5 ĂS S113 s2 141.1.4.2 Vệ tinh khí tượng quỹ đạo CỰC - Sen 141.1.4.3 Vệ tinh tài nguyÊn - ngờ 151.1.5 Ảnh vệ tỉnh -.- «k1 1H rờg l61.1.5.1 Khái niệm ảnh vệ tĩnh - 5-5-5 - 5c S333 3111355555 xxeres 161.1.5.2 Các đặc điểm của ảnh vệ tinh - 66+ eEsEeEsEseeeeeeeerred 171.1.6 Lựa chọn tư liệu viễn thám cho đề tải - - + 5 xxx vvererree 191.1.7 Đặc điểm của ảnh vệ tinh giám sát tài nguyên Landsat - 201.2 Hệ thong thông tin địa lý (IS) << < << << sssseseseseseseseseseseee 21

1.2.1 Khái niệm hệ thống thông tin địa lý (GIS) 5-5- 55+c+csczcszscce2 211.2.2 Chức năng của JÏS << ST 211.3 Quy trình giải đoán ảnh vỆ (In H co 55555 55 55999999.9.999969666665556688666666 221.4 Cac phương pháp đánh giá biến động sứ dung đất bằng viễn thám 241.4.1 Giới thiệu chung về đánh giá biễn động - 2252 5555+c+csczcszeccee 241.4.2 Các phương pháp phát hiện biến động - 2 2 25555+c+cc2£<zscce2 241.4.2.1 Số học (Algebra) «5< 5c c3 1E E1 111112111111 11 1111101 xe 241.4.2.2 Phép biến đối (Transformation) - - + 2 55s 5s+scesesrcszeceee 251.4.2.3 Phan loại (Classificationi) - SH ngờ 251.4.2.4 Các mồ hình nâng cao (Advanced models) -«- 251.4.2.5 Tiếp cận hệ thống thông tin địa ly (GIS approaches) 261.4.2.6 Phân tích trực quan (Visual Interpretation) -<<5 261.4.2.7 Cac phương pháp khác - -cccs ngờ 261.4.3 Lựa chọn phương pháp đánh giá biến động lớp sử dụng đất cho đề tài 261.44 Quy trình phát hiện biến động ¿-¿- +5 S2 22 2E£E+EsEEErkrerrerrered 27

CHƯƠNG 2

ĐÁNH GIA BIEN DONG DAT ĐÔ THỊ VÀ CÔNG NGHIỆPTHÀNH PHO HO CHÍ MINH GIAI DOAN TỪ NHỮNG NAM 1990 DEN

NAM 20102.1 Gidi thiệu về thành phố Hồ Chi Miinh 5-5-5< << << se eessesesese 28

2.1.1 Điều kiện tự nhiên . - - %6 +E SE SE EEEE£EEEEEE E3 1151151111 xce 282.1.1.1 Đặc điểm địa lý, địa hình ¿- - 2 + 252 2xcE+EsErerkrxererrsred 282.1.1.2 Dac điểm khí hậu, thời tiẾt - + 2 252 2s2E+Es££EzEexererrsred 292.1.1.3 Đặc điểm địa chất, thủy văn ¿55525 Ss tt rekererrrred 302.1.2 Tình hình kinh tẾ - xã hội ¿ - - ¿+ 2 2 £E+E+E+E£EE£E£E£E+EEEEEEEErErErrersred 312.1.2.1 Đặc điểm kinh tẾ ¿ - - + SSEE2E 15152111 2121211111 1111 exrk 312.1.2.2 Đặc điểm xã hội ¿ - + S2 S23 1 1E 1112121111111 11 111k 332.2 Hiện trang quản lý và sử dung đất tại thành phố Hồ Chi Minh 38

2.2.1 Một vài điểm nổi bật về tình hình quản ly đất đai tại thành phó Hỗ ChíMinh 2.2C TH HH no 382.2.2 Hiện trang đất đô thị và công nghiệp tại thành phố Hồ Chí Minh 402.2.2.1 Dinh nghĩa đất đô thị và công nghiệp -5- c2 <cscs¿ 402.2.2.2 Hiện trạng đất đô thị và công nghiệp toàn Thành phố 402.3 Biến động sử dụng đất Đô thị và công nghiệp khu vực nghiên cứu từ

những năm 1990 đến NAM 2010 - << <5 s5 << £eSeSeSeseseseseses 422.3.1 Phạm vi nghiÊn CỨU G0001 11139 910101 9 re 422.3.2 Tập dữ liệu sử dụng cho dé tài ¿5 5c cESzS* 2x E2 EEkrxrrrrrko 422.3.3 Thuyết minh quy trình giải đoán ảnh vệ tinh -¿-5- 5 +c=<£s+s¿ 432.3.3.1 Nan chỉnh hình học - + ¿2 £+E+E+E£EE£E£E£E+EeEEErkrkrrerersred 432.3.3.2 Điều tra thực địa, xây dựng khóa giải đoán -5- 452.3.3.3 Giải đoán ảnh : 5c S13 1 1512111111111 01 1111111 re 462.3.4 Biến động diện tích đất đô thị và công nghiệp -5- + 2 255552 50

CHUONG 3

PHAN TICH BIEN DONG DAT DO THI VA CONG NGHIEP TRONG

BOI CANH BIEN DOI KHI HAU3.1 Định nghĩa biến đổi khí hậu -5-< << se se S2 se se ssesesesesesesese 583.2 Nguyên nhân gay biến đối khí hậu -œ< 5 5 5< << << esesesesesese 583.2.1 Nguyên nhân đến từ tự nhiên - ¿+ 2 2 E+E+E+E2EE£E£E£ESEEErErkrrrree, 583.2.2 Nguyên nhân đến từ các hoạt động của con người - s5: 583.3 Cac biếu hiện của biến đối khí hậu tại thành phố Hồ Chí Minh 59BBL NIST dG ã A51 593.3.2 LUQNG MUA G55 G9931 0101 603.3.3 Mực nước bién dâng - ¿+ S623 E9 E121 1515111111111 71151111112 613.3.4 Hiện tượng thời tIẾt CỰC đđOaH G112 1112121 1111 1g ng net 623.4 Phan tích biến động đất đô thị và công nghiệp trong bối cánh biến doikkhÍ lhậu do GGGG 5 5 5 999 9 0.0004 000004 06000040004 0000010040000 4060 6000006608800906 62

3.4.1 Dân số và tiễn trình đô thị hóa gia tăng -. + 25252 eceeeeeeseeeeen 623.4.2 Ngập lụt do nước biển dâng 5 2522223 E2 2E E112 111v, 66

342.1 Tac động của ngập do nước biển dâng đến đất đô thị và côngnghiỆp _ -.- ng re 663.4.2.2 Phân tích xu hướng phat triển đất đô thị va công nghiệp trongtình trạng ngập lụt c- che He 683.4.3 Phân tích môi liên quan giữa biến động đất ĐTCN và BĐKH 693.5 Phương trình hồi quy thể hiện mối tương quan giữa diện tích dat DTCNvà các yếu tố của BDH 5-55< << cseses«e Error! Bookmark not defined

3.5.1 Phương pháp thực hiỆn - - - - G5 E321 10119 990 0n ngờ 723.5.2 Trường hợp 1: Hồi quy tuyên J0 Ï)\DẦỒỒ 743.5.3 Trường hợp 2: Hồi quy tuyến tính dạng logarit - 5-55 <2 se: 75

CHƯƠNG 4

DE XUẤT CÁC HUONG QUAN LY BIEN ĐỘNG DAT ĐÔ THỊ VÀCÔNG NGHIỆP TRONG BOI CANH BIEN DOI KHÍ HẬU4.1 Đề xuất các hướng (7U )/00)2004/2///44 NNNNNggggggg 79

4.1.1 Cơ SỞ cho VIỆC đỂ XUAL -cGG G913 11111101000 11 111 1 1 3 xe 794.1.2 Dé xuât các hướng quan LY - - - - << << + 199900 1 ng, 794.1.2.1 Nhóm giải pháp giảm nhẹ 55 5S S111 si ssveeeree 794.1.2.2 Nhóm giải pháp thích Ung - <1 se 834.2 Tham khảo ý kiến chuyên gia << << ssssEsEsEseseseseeeeeeeeeesessse S6KẾT LUẬN VÀ KIÊN ïNGH[, < << << S9 3 3s sesesesese 88TÀI LIEU THAM IKKHÁOO << << << 9S 9S S4 3x xesesesese 9010806002 93

DANH MUC HINH

Hình 1.1: Nguyên lý thu nhận ảnh viễn thám c.cccceeeeeseseeesesescscsesssssseseseseees 13

Hình 1.2: Quy trình thu nhận và xử lý dữ liệu viễn thám - 14

Hình 1.3: Dai tần được sử dụng trong viễn thám - ¿5-5-5 25252 2+£££z£zzcscxd 15Hình 1.4: Ảnh vệ tinh Landsat khu vực thành phố Hồ Chí Minh l6Hình 1.5: Phố phản xạ của thực vat, đất và nước ¿2 2 s+s+cscscecszeceee 17Hình 1.6: Thể hiện các pixels của ảnh vệ tĩnh c csrrersee 17Hình 1.7: Tương quan giữa [FOV và FOV HH ng, 18Hình 1.8: Bay thé hệ vệ tinh Landsat + 2 2-5 S2 SE 2E£E+E£E££E£E£EzEeErerersred 20Hình 1.9: Quy trình giải đoán ảnh vỆ tỉnh - - << << + 1199 11 1g ke 23Hình 1.10: Quy trình đánh giá bién động các lớp sử dụng dat 27

Hình 2.1: Ban đồ thành phố Hồ Chí Minh trong khu vực Đông Nam Bộ 28

Hình 2.2: Hệ thống sông rạch Tp HCM (không bao gồm khu vực Can Giò) 31

Hình 2.3 :So đỗ phân bố các vùng công nghiệp -5- 552 25s+sccs2 33Hình 2.4: Biểu đồ dân số thành thị và nông thôn Tp HCM . - -: 36

Hình 2.5: Khu vực nghiÊn CỨU (<< 0001011 re 42Hình 2.6: Vị trí 17 điểm GCPs trên ảnh Landsat năm 2010) - 5<: 43Hình 2.7: Hiền thị sai số của các điểm khống chế trên ảnh Landsat năm 2010 44

Hình 2.8: Hién thi ảnh 2006 sau khi nan theo vector giao thông - 44

Hình 2.9: Chọn vùng mẫu trên ảnh năm 1989 -¿ 2 2 2 2 2£+c+esesesered 46Hình 2.10: Anh đã phân loại của khu vực nghiên cứu - - 2 255555: 47Hình 2.11: Chọn bộ điểm kiểm tra ngẫu nhiên trên ảnh 2010) -. - 48

Hình 2.12: Chọn bộ điểm kiểm tra ngẫu nhiên trên ảnh 2006 48

Hình 2.13: Hién thị bộ điểm ngẫu nhiên kiểm tra lên Google Earth năm 2010 49

Hình 2.14: Biểu đỗ bién động diện tích các lớp phủ khu vực nghiên cứu 51

Hình 2.15: Bản đồ biến động dat đô thị và công nghiệp giai đoạn 1989-2006, 2010, 1969-20 _ L LH TH HH re 52Hình 2.16: Bản d6 thể hiện xu hướng mở rộng đất đô thị và công nghiệp giai đoạn1989-2006, 2006-2010 và 1989-2010 HH HH ng ng re 53Hình 2.17: Bản đô địa chất khu vực đô thị Sài Gòn - e 56Hình 3.1: Xu thế nhiệt độ trung bình năm trạm Tân Sơn Hòa 60

2006-Hình 3.2: Xu thế lượng mưa năm huyện Bình Chánh - +: 61

Hình 3.4: Đường biểu diễn mực nước cao nhất sông Sai GON 62

Hình 3.5: Ban đồ ngập Tp HCM vào năm 2030 và 2070 theo kịch bản B2 66

Hình 3.6: Mực nước cao nhất hang năm giai đoạn 1990-2007 tram Vũng Tau, NhaBè, Phú An cọ re 68Hình 3.7: Các biến sử dụng xem xét tương quan trong SPSS - 7]

Hình 3.8: Mối quan hệ giữa đất ĐTCN và nhiệt độ TB năm dạng đường thăng 73

Hình 3.9: Mối quan hệ giữa đất ĐTCN và nhiệt độ TB năm dạng logarit 73

Hình 3.10: Mối quan hệ giữa dat ĐTCNvà dân số TB năm dạng đường thang 73

Hình 3.11: Mối quan hệ giữa đất ĐTCN và dân số TB năm dạng logarit 74

Hình 3.12: Các thông số của mô hình tuyến tính 2 biến độc lập 74

Hình 3.13: Các thông số của mô hình tuyến tính 1 biến độc lập 75

Hình 3.14: Các biến sử dụng cho phương trình hồi quy logarit 76

Hình 4.2: Các giải pháp “room for the rivers” của Hà Lan - 83

Bảng 2.2: Phân bố dân cư năm 1999 - 2007 theo khu vực -5-<¿ 35Bang 2.3 Các dự án về nhà ở được giao từ 1998-2007 - 2 -c2cscsccee 36Bảng 2.4: Tập dữ liệu sử dụng cho để tài 5- 5-5252 552e+esescrreceee 43Bảng 2.5: Sai số toàn cục của anh năm 1989, 2006, 2010 khi nan chỉnh hình hoc 45

Bảng 2.6: Mẫu khóa giải đoán - ¿5-5252 E121 1212121212121 11111 erred 45

Bảng 2.7: Ma trận sai số phân loại ảnh 2010 25-5552 5s+c+S+ce+ezzezscxee 49Bảng 2.8: Ma trận sai số phân loại ảnh 2006 -¿- 2 2552552 £e+ezzezxcsee 50Bang 2.9: Diện tích mặt phủ năm 1989, 2006, 2010 oo eee ecceessseneeeceeeeeeeeneees 50Bang 2.10: Phan trăm diện tích các lớp phủ khu vực nghiên cứu theo các năm 50Bảng 2.11: Biến động diện tích giữa các lớp phủ giai đoạn 1989-2006, 2006-2010,

22000001777 51Bang 2.12: Đánh giá kết qua giải đoán đất ĐTCN so với số liệu thông kê 57Bảng 3.1: Kết quả giao đất, cho thuê đất dự án từ 2001-2005 65Bang 3.2: Các KCN/KCX bị ảnh hưởng ngập ứng với kịch bản B2 G7Bảng 3.3: Tương quan giữa các biến xem Xét -¿-¿2- + +c+cS2£E+E+EzEzrrxrereee 72Bảng 4.1: Kết quả tham khảo ý kiến chuyên gia cho nhóm giải pháp giảm nhẹ 86Bảng 4.2: Kết quả tham khảo ý kiến chuyên gia cho nhóm giải pháp thích ứng 87

DANH MỤC CÁC TỪ VIET TAT

BĐKH: Biến đổi khí hậuCCRS: Canada Centre for Remote SensingDTCN: D6 thị công nghiệp

ETM: Enhanced Thematic MapperGIS: Hệ thống thông tin địa ly (Geographic Information System)IPCC: Uy ban Liên chính phủ về biến đổi khí hậu (Intergovernmental Panel onClimate Change)

KCN: Khu công nghiệpKCX: Khu chế xuấtSPSS: Statistical Package for the Social SciencesTB: Trung binh

TM: Thematic MapperTp HCM: Thanh phố Hỗ Chí MinhUSGS: Cục khảo sát địa chất Hoa Ky (United States Geological Survey)

Năm 1975, Sai Gon được giải phóng, sát nhập thêm tinh Gia Dinh và đượcđổi tên là thành phố Hỗ Chí Minh (Tp HCM) Tổng diện tích Thành phố lúc này

vào khoảng 2.140 km”

Từ mốc thời gian này cho đến năm 1986, tuy còn nhiều khó khăn do nhữnghậu quả nặng nề của cơ chế bao cấp và kế hoạch hóa tập trung nhưng với sự quyếttâm của toàn Đảng- toản dân, Thành phố từng bước khôi phục và phát triển, mởrộng các quan hệ thị trường với khu vực phía Nam, cả nước và thế giới Từ năm1990 cho đến nay, những chủ trương và biện pháp cải cách mạnh mẽ của Chính phủđã tạo nên sức bật mới và phát triển trên nhiều mặt Có thể coi đây là bước ngoặtchuyền từ thời kỳ khó khăn, khủng hoảng sang khởi đầu của giai đoạn phát triển

Tp HCM đã được xác định là đô thị lớn nhất nước (Nghị quyết 20-NQ/TWvề phương hướng, nhiệm vụ xây dựng Thành pho đến năm 2010 ) Kinh té củaThành phố ngày càng phát triển kéo theo không gian đô thị cũng thay đổi, diện tíchđất đô thị không ngừng tăng lên Từ thập niên 70 của thế kỷ 20 trở đi, khi có địnhhướng phát triển công nghiệp hóa, Thành phố có xu hướng phát triển về phía Bắc vàphía Đông, vượt sông Sài Gòn hướng đến Biên Hòa trên những phan đất có lợi thévề mặt xây dựng va dé dàng mở đường vươn ra biển Tuy nhiên, dưới tac động củaquá trình đô thị hóa, sự phát triển thực té đã vượt xa những dự định ban đầu - nhấtlà về mặt xây dựng kết cau ha tầng, nên gần đây Thành phố phải gánh chịu rất nhiềuhậu quả trong tổ chức và quan lý đô thị, trong cải thiện môi trường và điều kiện sinhsông cho dân cư.

Hiện nay, biến đối khí hậu (BĐKH) đang là một van dé mang tính toàn cầuvì phạm vi ảnh hưởng và những tác động trên nhiễu phương diện Do đặc điểm vềđịa hình, Thành phố năm ở cửa sông Sai Gòn- Đồng Nai nên chịu ảnh hưởng bởitriều cường thường xuyên và hiện tượng nước biến dâng do biến đổi khí hậu Làmột trong 10 thành phố chịu ảnh hưởng của nước biển dâng ( Carew-Reid, 2007 vàADB, 2008), đất đai sẽ là một trong những loại tài nguyên chịu tác động chính

không những trong phạm vi Thành phố mà còn ảnh hưởng đến khu vực Đông Nambộ và cả nước.

Trước tình hình trên, làm thế nào để đánh giá những thay đổi về đất đainhanh chóng và hiệu quả? Liệu sự thay đối về đất đai có mối liên hệ với BĐKHtoàn câu hay không? Can thiết chuẩn bị những gi cho Tp HCM để ứng phó vớiBĐKH ? chính là những câu hỏi thôi thúc tác giả đến với dé tài nghiên cứu: “Ungdụng viễn thám va GIS để đánh giá biến động đất đô thị và công nghiệp tại thànhpho Hồ Chi Minh trong bối cảnh biến đổi khí hậu ”

II Tổng quan về tinh hình nghiên cứu trong va ngoài nước* Các nghiên cứu ở nước ngoài:

e Sứ dụng vệ tinh viễn thám cho việc giám sát thay đổi sử dụng datViễn thám va GIS đã được ứng dụng dé xem xét biến động đất do đô thị hóaở các nước trên thế giới, dẫn chứng là một trường hợp nghiên cứu ở quận Madison,bang Alabama (Mỹ) Trong nghiên cứu này, Charles (2003) đã sử dụng 3 ảnh vệtinh Landsat TM va ETM vào các năm 1984, 1990, 2000 dé phân loại các đặc điểmbề mặt đất thành 13 lớp: đất thương mại, đất ở, đất rừng, đất trồng trọt Thời giannghiên cứu tương đối dài và việc phân chia thành 13 lớp chứng tỏ tác giả đã thuthập được nhiêu dữ liệu va am hiéu dia bàn nghiên cứu.

Đề đánh giá sự biến động sử dụng đất trong 16 năm (1984-2000), 13 lớp nàyđược đưa vào trong hai lớp chính la “Developed” va “Undeveloped” Việc làm nàyđã giúp cho tác giả dé dang nhận ra sự bién động khi gộp những lớp nhỏ vào thànhcác lớp lớn Tuy nhiên, việc này lại làm giảm bớt lượng thông tin thể hiện sự biếnđộng của từng loại đất trên bản dé Ban đỗ biến động được tác giả thể hiện với 3lớp: “Developed Land with No Change”, “Undeveloped Land with No Change” va“Land that change from Undeveloped to Developed” qua 2 thoi doan 1984-1990 va1990-2000 cho thấy sự chuyển đổi va phân bố giữa các loại hình sử dung đất Sốliệu này sau đó được tích hợp với GIS để tính diện tích đất biến động

góp phần quan trọng giúp cho cơ quan quản lý tìm ra cách tốt nhất để bảo vệ đất đaivà không gian mở do việc phát triển trong tương lai.

e Phân tích biến động sử dụng đất tại thành phố Kathmandu, Nepal sửdụng viễn thám và GIS

Nepal, một quốc gia ở vùng Nam Á có đặc điểm sử dụng đất khác với quốcgia đã phát triển là Mỹ ở đề tài nghiên cứu trên Tuy nhiên, nó cũng đã và đang trảiqua quá trình đô thị hóa Đối với một quốc gia đang phát triển thì nông nghiệp vẫnlà nền kinh tế chủ đạo, vùng trung tâm thành phố vẫn còn dành hết cho nôngnghiệp Kịch bản hiện tại của những thành phố lớn tại Nepal cho thấy sự thay đổinhanh chóng kiểu sử dụng đất Đó chính là lý do mà tác giả Rimal, B (2009) đã thựchiện nghiên cứu: “Phdn tích biến động sử dung dat ở hiện tại và quá khứ ở thànhpho Kathmandu, Nepal”

Cũng giống như nghiên cứu trên, tac giả đã sử dung các anh vệ tinh Landsatđể xác định sự thay đổi về mặt không gian của việc sử dụng đất đô thị ởKathmandu Hệ thống phân loại ảnh giám sát được áp dụng cho ảnh vệ tỉnh vào cácnăm 1976 (Landsat MSS), 1989 (Landsat TM), 2001 và 2009 (Landsat ETM) Việc

phân loại được thực hiện cho 5 loại hình sử dung đất tại Kathmandu, bao gồm: đồ

thị, không gian mở, mặt nước, đất canh tác, thảm thực vật tự nhiên; đơn giản và tiệních hơn so với phân thành 13 lớp như nghiên cứu của Charles Laymon Vì như vậytác giả sẽ đánh giá được sự biến động của từng lớp sử dụng đất qua từng thời đoạntheo ảnh vệ tinh Còn nghiên cứu của Charles không chỉ tiết bang, chủ yếu là xemxét một cách tổng thé diện tích chuyến từ lớp “Undeveloped” sang lớp“Developed”.

Kết quả cho thay khu vực đô thi đã gia tăng gấp 4 lần trong 32 năm từ 1976đến 2009 làm cho diện tích đất của các loại hình sử dụng khác phải giảm di So sánhvới mật độ dân số qua từng thời đoạn nghiên cứu tác giả đã kết luận rằng: Sử dụngđất ở Kamandu biến động nhanh từ khi quá trình đô thị hoá Dưới áp lực gia tăng

e Sử dụng ảnh viễn thám phân tích sử dụng dat và dat dai của tiểu vươngquốc Ilorin, Nigiêria từ năm 1986 đến năm 2006

Nigiéria là một nước đang phat triển, ở khu vực đô thị nhiều cánh đồng, đất

ngập nước, thảo nguyên đã được chuyển đổi thành khu dân cư Thực trạng dân sốđang tăng nhanh và những tác động của BDKH trong thời gian gần đây đã làm đấtđai thay đôi một cách mạnh mẽ Nhận thức được đất đai là nền tảng của mọi hoạtđộng của con người, có tầm quan trọng trong quản lý chính trị quốc gia, cần phảiđược theo dõi thường xuyên, tuy nhiên, chính quyên lại không có được sự hiểu biếtrõ ràng về những sự thay đổi nay dé phân tích và đánh giá tác động Dựa trên cơ sởnày, nhóm tac giả: J B Olaleye, O E Abiodun và R O Asonibare (2012) đã thựchiện đề tài nghiên cứu “Sử dung ảnh viễn thám phân tích sử dung dat và dat dai củatiểu vương quốc Ilorin, Nigiêria từ năm 1986 đến năm 2006” Kết quả nghiên cứusẽ làm cho công tác lập kế hoạch và quản lý khu vực nghiên cứu một cách hiệu quả

Đề tài này sử dụng 3 ảnh Landsat ở 3 thời điểm: năm 1986, 2000 và 2006 đểxem xét những thay đổi trong sử dung đất và mau đất trên nên của bản đồ hànhchính va bản đồ hiện trạng sử dụng đất Đầu tiên tiễn hành nâng cao chất lượng ảnhvới việc tăng cường độ tương phản và lọc không gian Công tác này nhằm mục đíchlàm cho nhiều thông tin được hién thị rõ rang hon, thuận lợi cho việc giải đoán bằngmắt và băng máy tính Phương pháp phân loại có giám sát được lựa chọn dựa trênnhững hiểu biết về khu vực nghiên cứu trong 20 năm Các cuộc điều tra khảo sátthực địa và dữ liệu từ các nghiên cứu trước đây là nguôn tư liệu bô trợ cho đê tài.

Các loại đất được phân thành 5 loại: đất xây dựng, mặt đường, thực vật, mặt

nước và đất trồng Độ chính xác của phân loại được thể hiện qua ma trận sai số tir

anh ở các thời điểm tham chiếu Dữ liệu sau đó được chuyển sang môi trường GISdé xác định diện tích đất bién động Dé dự đoán sự thay đổi các kiểu sử dụng đấtvào năm 2020, nhóm tác giả đã sử dụng chuỗi Markov Thuật toán nay được ứngdụng để xác định khả năng biến đổi các kiểu sử dụng đất dựa trên sự tiễn triển củachúng và các nhân tô ảnh hưởng đền sự biên đôi.

tỉnh Nghệ An

Nguyễn Ngọc Phi (2009) đã nghiên cứu biến động đất đô thị của thành phốVinh, Nghệ An thông qua đề tài “Ứng dụng viễn thám theo dõi biến động đất đô thịcủa thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An” Phương pháp nghiên cứu viễn thám trong theodõi biến động của dé tài là tạo ảnh chéo (crossing image) từ hai ảnh đã phân loại,các dữ liệu ảnh vệ tỉnh (Landsat và SPOT) tại một số thời điểm chụp vùng nghiêncứu (năm 1992, 2000, 2005) đã được xử lý bang các phương pháp chon mẫu luậngiải thông qua phân loại băng mắt thường, phân loại có giám sát, phân tích sau phânloại, điều tra thực địa và áp dụng phương pháp thành lập bản đồ

Ảnh vệ tỉnh được phân loại với 5 lớp đối tượng gồm: dân cư, đất xây dựng,thực vật, đất trồng và mặt nước Sau khi phân loại tiến hành xếp nhóm các đốitượng dân cư, đất xây dựng vào nhóm đất đô thị, các đối tượng thực vật, mặt nước,đất trong vào nhóm đất khác Đề tài đã chỉ ra sự biến động trong hiện trang sử dụngđất đô thị ở thành phố Vinh qua các giai đoạn 1992-2000, 2000-2005 và 1992-2005.Kết quả của bản đô biến động kết hợp với khảo sát thực dia cho thay xu hướng pháttriển đô thị

Bang cách sử dụng 2 loại anh là Landsat va SPOT có độ phân giải khác nhau,tác giả đã đánh giá được mức độ chính xác sau khi phân loại Tuy nhiên, do sử dụngcác dữ liệu có độ phân giải không gian rất khác nhau như vậy (10 m; 28,5 m) nênkết qua tông thé chỉ có tính tương đối

e Ung dung GIS và viễn thám xây dựng bản đồ biến động quỹ dat lúa dotác động của biến đổi khí hậu giai đoạn 2000-2010: Trường hợp nghiên cứu tai3 xã thuộc huyện Phú Vang, tỉnh Thừa Thiên Huế

BĐKH đã và đang có những diễn biến cực đoan tại khu vực Thừa Thiên Huếgây ảnh hưởng nhiều đến cuộc sống cũng như sản xuất nông nghiệp của người dân,trong đó đặc biệt là sản xuất lúa Giai đoạn 2000 đến năm 2010, tại các xã Phú An,Phú Mỹ va thị tran Thuận An, tỉnh Thừa Thiên Huế bị nhiễm mặn do tác động của

sản Nhóm tác giả Phạm Gia Tùng, Huynh Văn Chương và Phạm Hữu Ty (2011) đãthực hiện dé tài “Ung dung GIS và viễn thám xây dựng bản do biến động quỹ đấtlúa do tác động của bién đổi khí hậu giai đoạn 2000-2010: Trường hợp nghiên cứutại 3 xã thuộc huyện Phu Vang, tinh Thừa Thiên Huế”.

Các tác giả đã sử dụng ảnh vệ tỉnh Landsat của năm 2000 và năm 2010 đểgiải đoán, phân tích số liệu Đầu tiên tiến hành năn chỉnh ảnh vẻ hệ tọa độ VN-2000băng phương pháp năn ảnh theo bản đồ với độ chính xác nhỏ hơn 30 m Sau đó, sửdụng ranh giới của các xã trong vùng nghiên cứu, chồng ghép cắt lẫy ảnh khu vựcnghiên cứu Dựa vào đặc điểm khu vực nghiên cứu, chỉ chọn các loại đất có diệntích tương đối lớn, tác giả đã phân thành 5 lớp như sau: đất lúa, đất mặt nước, đấtcông trình xây dựng, đất trống — cát, đất rừng cây bụi Sử dụng phương pháp phânloại có giám sát Maximum Likelihood để phân loại ảnh, với độ chính xác lần lượt là98%, hệ số Kappa 0,97 và 99%, hệ số Kappa 0,98 Từ kết quả giải đoán, chuyên dữliệu giải đoán về dạng vector và sử dụng GIS để xây dựng các loại bản đồ khácnhau.

Kết qua sau khi so sánh với số liệu kiểm kê của phòng Tài nguyên và Môitrường huyện Phú Vang, cho thay có sự chênh lệch về diện tích các loại đất do cácnguyên nhân sau: số liệu thống kê của co quan Tài nguyên và Môi trường được ghi

nhận trên cơ sở mục đích sử dụng đất đã được đăng ký của chủ sử dụng dat: trong

khi đó kết quả giải đoán anh viễn thám là ghi nhận sự xuất hiện của các đối tượngtrên thực tế tại thời điểm chụp ảnh Do độ phân giải của ảnh Landsat là khá lớn nênmột số diện tích đất lúa nhỏ, phân bố manh mún không được ghi nhận trên ảnh vàdo sai sót trong quá trình chọn mâu.

Đề dự báo diện tích đất lúa bị ảnh hưởng do nước biến dâng trong tương lai,dé tài đã mô hình hóa các giá trị độ cao thành các đường bình độ có khoảng cao đềulà 0.3 m Giá trị độ cao của các điểm trong khu vực nghiên cứu được trích xuất từbản đồ địa chính cơ sở của các xã Sau đó kết hợp với kịch bản ở mức trung bình vềmực nước biên dâng cua Bộ Tài nguyên và Môi trường (dén năm 2050 và năm

e Đánh gia tác động của nước biến dâng do biến doi khí hậu ở tinh NghệAn bằng công nghệ GIS

Do tác động cua BDKH, tỉnh Nghệ An cũng đang phải chịu ảnh hưởng lớn từthiên tai như bão, ngập lụt gây mat đất canh tác, tăng diện tích bị xâm nhập mặn vàmất đi các hệ sinh thái quan trọng Dé tai nghiên cứu “Đánh giá tác động của nướcbiển dâng do biến đổi khí hậu ở tỉnh Nghệ An bằng công nghệ GIS” do hai tac giảPhạm Hồng và Nguyễn Cam Vân thực hiện năm 2011 nhằm mục đích xác định cácvùng bị ngập theo các kịch bản BDKH và nước biển dâng Từ đó đánh giá một sốtác động có thể có đến hoạt động sản xuất nông nghiệp cụ thể là thiệt hại về mất đấtcanh tác cho các huyện ven biên.

Qua phân tích điều kiện tự nhiên, địa hình dia mao bờ bién Nghệ An, nhóm tácgiả xác định được vùng ngoài đê là vùng chịu ảnh hưởng lớn nhất của nước biểndâng và lựa chọn hai kịch bản mực nước biên dang là 50 cm và 100 cm cho vùngnghiên cứu Với để tải này, nhóm tác giả đã tạo ra hai lớp thông tin các vùng ngập100 em và vùng ngập 50 em tương ứng với kịch bản nước biển dâng của Bộ Tàinguyên và Môi trường bang cách lựa chon các lớp thông tin địa hình va độ cao, xâydựng mô hình độ cao số (DEM) Sau đó mới sử dụng các thuật toán chồng xếp cáclớp thông tin các vùng ngập đã xác định ở trên trong môi trường GIS với ban déhiện trạng sử dụng đất, kết hợp với phân tích dữ liệu đã thu được kết quả về cácdiện tích bị ảnh hưởng bởi nước biển dâng Dé đánh giá mức độ đáp ứng của các hệthống đê điều và ảnh hưởng của nước biển dâng đến các điểm dân cư tiến hànhchồng xếp ban đỗ các mức ngập với các lớp thông tin khác Phân tích các bản đồ kếtquả, đề xuất, khuyến nghị các giải pháp và các phương án đáp ứng giảm thiểu thiệthại.

Nhân xét: Phần tổng quan các nghiên cứu trên đây cho thấy hầu hết các détài ứng dụng viễn thám va GIS đều tập trung vào đánh giá bién động đất đai hiện tạicó phù hợp với quy hoạch hay không, đồng thời nhận diện xu hướng chuyên đổi

Ill — Mục tiêu và nội dung nghiên cứu* Mục tiêu của đề tài:

Ứng dụng viễn thám và GIS dé xác định, đánh giá mức độ biến động sử dụngđất đô thị và công nghiệp tại thành phố Hỗ Chí Minh và dé xuất các giải pháp quanlý bên vững trong bồi cảnh biến đổi khí hậu

* Nội dung nghiền cứu:

Dé đạt được mục tiêu của dé tai, các nội dung nghiên cứu sau đây sẽ đượcthực hiện:

i Xác định và đánh giá biến động diện tích đất đô thị và công nghiệp tạithành phố Hồ Chí Minh từ những năm 1990 đến năm 2010

ii Phan tích sự biến động đất đô thị và công nghiệp trong bối cảnh biến đổikhí hậu.

ii Tim mỗi tương quan giữa diện tích đất đô thị và công nghiệp với các yếutổ của biến đối khí hậu

iv Dé xuất các hướng quản lý và thích ứng với tình hình biến động sử dụngđất đô thị và công nghiệp

IV Phương pháp nghiên cứu* Phương pháp luận:

Phương pháp nghiên cứu là những nguyên tắc và cách thức hoạt động khoahọc nhằm đạt tới chân ly khách quan dia trên cơ sở của sự chứng mình khoa học.Diéu này có nghĩa rằng: các nghiên cứu khoa học can phải có những nguyên tắc vàphương pháp cu thé, ma dựa theo đó các van dé sẽ được giải quyết

Việc xử lý ảnh vệ tinh viễn thám sẽ cho biết biến động sử dụng đất đô thị vacông nghiệp hiện tại tại thành phố Hồ Chí Minh và xu hướng phát triển Các số liệuvề sử dụng đất kết hợp với các số liệu có liên quan đến BDKH sẽ giúp tìm được

mục tiêu phát triển bền vững.* Phương pháp nghiên cứu:

Dé đạt được các mục tiêu dé ra, các phương pháp nghiên cứu sẽ được thựchiện như sau:

a Phương pháp tổng quan tài liệu

Phương pháp này được sử dụng để biết được ở Việt Nam và trên thế giớihiện nay có những nghiên cứu nào đã được thực hiện trong việc xác định biến độngsử dụng đất, cách thức thực hiện như thế nào, giải pháp ra sao nhăm đánh giá ưunhược điểm của các nghiên cứu đi trước và lựa chọn hướng đi thích hợp cho đề tài.b Phương pháp thu thập thông tin và khảo sát

Đề thực hiện được dé tài, việc làm quan trọng dau tiên là dữ liệu Phươngpháp này thực hiện nhằm thu thập, chọn lọc tất cả các thông tin, số liệu, tài liệu cóliên quan kết hop với khảo sát khu vực nghiên cứu dé có định hướng tốt cho nhữngcông việc mà dé tài cần thực hiện

c Phương pháp xử lý ảnh viễn thám, kết hợp với hệ thống thông tin địa lý

Với ưu điểm là xử lý nhanh, hiệu quả, phương pháp này sẽ giúp cho đề tàinhận biết được tình hình biến động đất và thành lập các bản đồ thông qua các ảnhvệ tinh và các dữ liệu b6 trợ Phương pháp này thực hiện dưới sự trợ giúp của phanmềm ENVI 4.2 va ArcGIS 10.0

d Phương pháp thống kê

Thống kê là một phương pháp tốt khi cần đưa ra các kết luận có tính khoahọc, khách quan dựa trên một chuỗi số liệu Đề tài sử dụng phần mềm phân tíchthong ké SPSS 16 (Statistical Package for the Social Sciences) dé tìm ra mối liên hệgiữa biến động sử dụng đất đô thị và công nghiệp với BĐKH, tìm ra phương trìnhhoi quy

e Phương pháp chuyên gia

Sau khi đã dé xuất các giải pháp quản ly và thích ứng, sử dung phương phápchuyên gia dé tham khảo ý kiến của các chuyên gia trong lĩnh vực này về tinh khathi, tính hợp lý của các giải pháp đã đề xuất.

V, Pham vi và dữ liệu nghiên cứu* Phạm vi nghiên cứu:

a Về không gian địa lý: khu vực nội thành cũ (13 quận), khu nội thành phát triển(6 quận mới) và huyện Bình Chánh, huyện Hóc Môn, huyện Nhà Bè trên địabàn thành phố Hồ Chí Minh

b Về môi trường: đối tượng nghiên cứu là đất đô thị và công nghiệp, sự biếnđộng của chúng trong bối cảnh biến đổi khí hậu tại Tp HCM Nghiên cứu dé racác giải pháp thích ứng dựa trên kết quả của đề tải

* Dữ liệu nghiên cứu:a Dữ liệu không gian

e Dữ liệu ban đồ nên địa hình, ty lệ 1:50.000, hệ toa độ VN-2000 theo chuẩnthống nhất của Bộ Tài nguyên va Môi trường gém các lớp thông tin về địahình, hành chính, giao thông, thủy hệ của thành phố Hồ Chí Minh

e Ảnh vệ tinh được thu nhận tại 3 thời điểm: năm 1989, 2006, 2010b Dữ liệu phi không gian

e Các văn ban Nhà nước về đất đai, các dự án, chương trình, định hướng cóliên quan từ năm 1990 đến 2010 giúp tác giả kết nối biến động đất đô thị vàcông nghiệp được giải đoán trên ảnh với thực tế

e_ Các nghiên cứu, báo cáo trong và ngoài nước về BĐKH tai Tp HCM giúp tácgiả hiểu biết về tình hình BĐKH đang diễn ra như thế nào, tác động lên đấtđô thị và công nghiệp ra sao dé có được những phân tích đúng dan

e Số liệu về kinh tế, xã hội, khí tượng thuỷ văn, môi trường là cơ sở dé đánhgiá mối tương quan giữa bién động đất đô thị và công nghiệp với BĐKH

VI Y nghĩa khoa học và thực tiễn* Ý nghĩa khoa học:

e Việc đánh giá biến động sử dụng đất Đô thị và công nghiệp trong bối cảnhBĐKH của đề tai sẽ đóng góp vào lĩnh vực nghiên cứu về thay đối sử dụngđất dưới tác động của BDKH, với sự trợ giúp của ky thuật viễn thám và GIS.e Việc phân tích biến động sử dụng đất đô thi và công nghiệp trong bối cảnh

BDKH, tìm ra phương trình hồi quy thé hiện mối tương quan giữa diện tíchđất đô thị công nghiệp va các yếu tố của BDKH của dé tai sẽ là tài liệu thamkhảo cho những nghiên cứu tiếp theo về đất đai trong bối cảnh BDKH

* Ý nghĩa thực tiễn:

Thành phố H6 Chí Minh là thành phố năng động nhất của nước Việt Nam.Hiện nay, Thanh phố đang trong tình trạng dân số tăng nhanh, tình hình thiên tai,ngập lụt đang có những diễn biến phức tạp làm cho diện tích sử dụng đất thay đổikhông ngừng, gây khó khăn cho công tác quản lý Vì vậy, việc xác định biến độngvà đề xuất các giải pháp quản lý biến động sử dụng đất Đô thị và công nghiệp choTp HCM trong đề tài nay sẽ góp phan giải quyết tình hình thực tiễn, đáp ứng mụctiêu phát triển bền vững của Thành phố

VII Các giới hạn của đề tài

a Chỉ phí: Đề tài sử dụng nguồn ảnh Landsat có độ phân giải trung bình(30m) Nếu có điều kiện về kinh phí, đề tài sẽ sử dụng các ảnh viễn thám có độphân giải không gian cao hơn, kết quả sẽ chỉ tiết hơn

b Thời gian: Do thời gian và việc thu thập ảnh có hạn nên đê tài chỉ xử lý3 ảnh viên thám Nêu xử lý được nhiêu ảnh viên thám thì sô liệu sẽ nhiêu hơn, dongbộ hơn, việc đánh giá sẽ chuân xác hơn.

c Kiên thức và kinh nghiệm: Đây là một lĩnh vực nghiên cứu khá mới đôivới tác giả Nhưng vì tính câp thiệt của đề tài và việc ứng dụng công nghệ viên thámva GIS vào các lĩnh vực nghiên cứu ngay một phố biến nên tác giả đã quyết định

chọn đê tài nay Vi vậy, dù hết sức no lực, tác gia vân còn có những sai sót nhatđịnh.

VIII Bồ cục luận văn

Ngoài Chương Mở dau và phan Ket luận, Kiên nghị, bô cục của Luận vangôm 4 chương chính như sau:

Chương 1: Tóm tat cơ sở lý thuyết của việc ứng dụng viễn thám va GIS vàogiải đoán ảnh vệ tinh nhằm thực hiện đánh giá biến động đất đai Chương này cũngtrình bày quy trình giải đoán ảnh vệ tinh và quy trình phát hiện biến động đất đai màđề tài thực hiện cụ thể ở chương 2

Chương 2: Dựa trên cơ sở lý thuyết ở chương 1, tiến hành giải đoán ảnh vệtinh, đánh giá biến động sử dụng đất đô thị và công nghiệp tại vùng nghiên cứutrong phạm vi Tp HCM; tao lập các bản đồ biến động, bản đồ xu hướng phát triểnđất đô thị và công nghiệp

Chương 3: Dựa vào kết quả biến động diện tích đất đô thị và công nghiệp ởchương 2 và số liệu thống kê, phân tích kết quả này trong bồi cảnh BĐKH, xác địnhcó hay không mối liên quan giữa bién động đất đô thị và công nghiệp và BĐKH, từđó đưa ra phương trình hồi quy thé hiện mối liên quan nay

Chương 4: Đề xuất các giải pháp quản lý và thích ứng cho đối tượng đất đôthị và công nghiệp để đạt mục tiêu phát triển bền vững của Tp HCM

Tóm lại, Chương Mở dau đã khái quát toàn bộ những công việc, tiễn trìnhmà Luận văn đã thực biện để tim ra được các kết quả đáp ứng mục tiêu của détài Chương 1, Chương 2, Chương 3, Chương 4 tiếp theo sau đây sẽ mô tả các nộidung một cách cụ thé

CHUONG 1

CƠ SO LÝ THUYET ĐÁNH GIA BIEN DONG SU DUNG DATBANG VIEN THAM VA HE THONG THONG TIN DIA LY (GIS)1.1 Viễn thám

1.1.1 Khái niệm viễn thám

Theo Canada Centre for Remote Sensing (2011), viễn thám là khoa học (và ở

một mức độ nào đó, là nghệ thuật) của việc thu thập thông tin về bề mặt trái đất màkhông có sự tiếp xuc truc tiép Điều này được thực hiện bang cach quan sat va ghilại năng lượng phan xa hay bức xạ từ vat thé Sau đó, xử lý, phan tích và ứng dụngcác thông tin trên.

Thuật ngữ viễn thám được sử dụng đầu tiên ở Mỹ vào năm 1960, bao gồmtất cả các lĩnh vực như: không ảnh, giải đoán ảnh, địa chất ảnh Do các tính chấtcủa vật thé có thé được xác định thông qua năng lượng bức xạ hay phản xạ từ vậtthể nên viễn thám còn là một công nghệ nhằm xác định và nhận biết đối tượng hoặccác điều kiện môi trường thông qua những đặc trưng riêng về sự phản xạ hay bức

xạ.

1.1.2 Nguyên lý và quy trình thu nhận ảnh viễn thám

Nguyên lý thu nhận ảnh viễn thám được minh họa ở Hình 1.1 Sóng điện từ

phản xạ hay bức xạ từ vật thể là nguồn cung cấp thông tin chủ yếu về đặc tính củađối tượng Một thiết bị dùng để cảm nhận sóng điện từ phản xạ hay bức xạ từ vậtthể gọi là bộ cảm biến (sensor) Bộ cảm biến có thể là máy chụp ảnh hoặc máy quét.Phương tiện mang các sensors được gọi là vật mang (platform) có thể là máy bay,khinh khí cầu, tàu con thoi, vệ tỉnh

object

Nguồn: Lê Văn Trung, 2010

Hình 1.1: Nguyên lý thu nhận ảnh viễn thám

Hình 1.2 cho thấy: Thông tin về năng lượng phan xa của các vật thé được ghinhận bởi các sensors sẽ được xử lý tự động trên máy hoặc giải đoán trực tiếp từ ảnhdựa trên kinh nghiệm của chuyên gia Các thông tin về vật thể sau đó sẽ được sửdụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau.

Sóng điện từA Sóng âm Xử lý dữ liệu

4>

Ne <f xa hay phan xa=] | ‘Vat thể ) = SS | |

Nguồn: Lê Văn Trung, 2010

Hình 1.2: Quy trình thu nhận và xứ lý dữ liệu viễn thám

1.1.3 Thang sóng điện từ sử dụng trong viễn thám

Hình 1.3 thể hiện các dải tần được sử dụng trong kỹ thuật viễn thám Trongvùng hồng ngoại, kỹ thuật viễn thám thường sử dụng sóng hồng ngoại phản xạ(Reflective infrared) có bước sóng: 0,7 - 3 m.

Tư liệu viễn thám sử dụng trong dé tài năm trong dải sóng nhìn thay va hongngoại phản xạ gọi là ảnh quang học.

1.1.4 Vệ tinh viễn thám

Một vệ tỉnh mang bộ cảm biến viễn thám chuyển động theo các quỹ đạo khácnhau được gọi là vệ tinh viễn thám Vệ tinh viễn thám được chia thành 3 nhómchính dựa vào đặc trưng về độ cao, quỹ đạo và bộ cảm biến được sử dụng:

1.1.4.1 Vệ tỉnh khí tượng địa tĩnh: bay vòng quanh Trái đất phía trên xích đạo ởđộ cao khoảng 36.000 km Ở quỹ đạo này, các vệ tinh có chiều quay cùng chiều vớiTrái đất, do đó nó có vị trí cố định so với mặt đất Vi vậy, nó có thé truyén cac hinhảnh của bán cầu phía dưới liên tục bang bộ cảm biến Dữ liệu của vệ tinh dia tĩnhđược sử dụng dé dự báo hay giám sát điều kiện thời tiết (vệ tinh GeosynchronousMeteorological Satellite-GMS: GOES; Meteosat; ).

1.1.4.2 Vệ tỉnh khí tượng quỹ đạo cực: bay vòng quanh Trái Đất ở độ caokhoảng 850 km, từ hướng Bắc đến Nam hoặc ngược lại, và đi ngang qua các địa cựctrên đường đi Vệ tinh quỹ đạo cực có quỹ đạo đồng bộ mặt trời, nghĩa là nó có thé

quan sát bất kỳ vị trí nào trên trái đất Di liệu của vệ tinh này được sử dụng để

quan sát khí tượng và giám sát thực phu (vệ tinh National Oceanic AndAdministration- NOAA; Meteor; Resurs; )

1.1.4.3 Vệ tinh tài nguyên (vệ tinh quan sát mặt đất): sử dung dé quan sát tàinguyên trên mặt đất Các vệ tinh này bay ở độ cao từ 700 — 900 km (vệ tinhVNREDSat-1, Landsat, SPOT, IKONOS, )

Wavelength (m] Frequency (Hz) - Wavelength (m] Frequency (Hz) a

Longer Lo ee sui Ultraviolet Longer Lo ne sees v V isible

5 - = = = #

2 | 10 ° = 140 BE: 107°= = ce +

Shorter’ oO Higher = > sheiter” 7 Higher8 —

Cực tim (Ultraviolet): 0,3-04ym | Anh sáng nhìn thay (Visible): 0,4- 0,7 zm

Wavelength (m] Frequency (Hz) Wavelength (m] Frequency (Hz)

Longer LOE eH Infrared Longer Lower Microwavesha eT et KHE n VET

l ¬- = Hư Wavelength 10° 4 3 Hư” Wavelength Frequency

40?-|# 10 ~1MHz (metres) 1 30° = L4o%im- = (metres) (GHz)

> “So

2 10° F- 8 1/0 0

‘ =n“ = Š 10 GHz -3 1 m—-|£ $ F10 Á 3tem 104 A F10 10 — tem | P-band 30-1 00 cm

4/3 = -@'^~1THz 4/2 š w 1

¬ š 3 18 l§ te L-band 18-30 cm

tun<10 es : 1PHx 1 um gE 2 r18 trr+g ? 2102 = ad 4104 « sot Sot '"10 ¬spana 7.845 cm

tam le a: 4072 + cnx tam to fs Lñ L402 +: C-band — 3.75-7.5 cm

1.1.5 Anh vệ tinh1.1.5.1 Khái niệm ảnh vệ tỉnh

Ảnh vệ tinh là ảnh số thé hiện các vật thé trên bề mặt trái đất được thu nhậnbởi các bộ cảm biến đặt trên vệ tinh Hình 1.4 là ảnh vệ tinh một khu vực tại TpHCM.

Nguồn: USGS, 2012Hình 1.4: Anh vệ tinh Landsat khu vực thành phó Hồ Chí Minh

Ảnh vệ tỉnh sẽ cung cấp thông tin về các vật thể tương ứng với năng lượngbức xạ ứng với từng bước sóng do bộ cảm biến nhận được trong dải phổ đã xácđịnh Phan xạ phố ứng với từng loại lớp phủ mặt đất cho thay có sự khác nhau do sựtương tác giữa bức xạ điện từ và vật thể, điều này cho phép viễn thám có thể xácđịnh hoặc phân tích được đặc điểm của lớp phủ thông qua việc đo lường phản xạphố (Hình 1.5)

Ảnh số (xem Hình 1.6): là một dạng dữ liệu ảnh không lưu trên giấy ảnhhoặc phim, được chia thành nhiều phần tử nhỏ thường được gọi là pixel (phần tửảnh) Mỗi pixel tương ứng với một đơn vị không gian và có giá trị nguyên hữu hạnứng với từng cấp độ xám Các pixel thường có hình dạng vuông và được xác địnhbăng tọa độ là chỉ số hang (tăng dan từ trên xuống) và chỉ số cột (từ trái qua phải).

Trường nhìn FOV (Field Of View) là góc nhìn tối da ma một bộ cam có théthu được sóng điện từ Khoảng không gian trên mặt đất do FOV tạo nên chính là bềrộng tuyến bay Mối tương quan giữa IFOV và FOV thé hiện trong Hình 1.7.

Độ phân giải mặt đất là diện tích nhỏ nhất trên mặt đất mà bộ cảm có thể thunhận được Đôi khi hình chiếu của một pIxel lên mặt đất cũng được gọi là độ phângiải mặt đất

Hình 1.7: Tương quan giữa IFOV va FOV (Nguồn: CCRS,2011)c Tính chất pho của ảnh vệ tinh

Thông tin được cung cấp theo từng loại ảnh vệ tinh khác nhau phụ thuộc vàosố bit dùng dé ghi nhận thông tin và phạm vi bước sóng

Độ phân giải phố thé hiện bởi kích thước và số kênh phổ, bề rộng phố hoặcsự phân chia vùng pho mà ảnh vệ tinh có thé phân biệt một số lượng lớn các bướcsóng có kích thước tương tự, cũng như tách biệt được các bức xạ từ nhiều vùng phokhác nhau Anh có độ phân giải phố thấp khi thé hiện cường độ phan xa của nhiềubước sóng đồng thời và bị hạn chế trong dai tần sóng điện từ

d Độ phân giải thời gian của ảnh vệ tỉnhĐộ phân giải thời gian không liên quan đến thiết bị ghi ảnh mà chỉ liên quanđến khả năng chụp lặp lại của vệ tính Ảnh được chụp vào những ngày khác nhaucho phép so sánh đặc trưng bề mặt theo thời gian

Hau hết các vệ tinh đều bay qua cùng một điểm vào khoảng thời gian có định(mat từ vài ngày đến vai tuần) phụ thuộc vào quỹ đạo và độ phân giải không gian

1.1.6 Lựa chọn tư liệu viễn thám cho đề tài

Trong đánh giá bién động đất Đô thi và công nghiệp Tp HCM, dé có thénhận biết các đối tượng trên mặt đất, độ phân giải không gian đặc biệt được chú

trọng trong việc lựa chọn tư liệu viễn thám

Ảnh vệ tinh được phân thành 3 nhóm theo độ phân giải không gian: độ phângiải cao, độ giải trung bình, độ phân giải thấp (Lê Văn Trung, 2010)

e D6 phân giải cao: gồm các ảnh có độ phân giải từ 0.6 — 4 m Các ảnh nàythường được sử dụng trong việc thành lập bản đồ đường phố, nhận dạngthực vật, theo dõi những khu vực quan trọng Ví dụ ảnh vệ tínhQuickbird có độ phân giải 0,61m cho ảnh toàn sắc, ảnh vệ tỉnh IKONOScó độ phân giải 4m cho ảnh đa phô

e Do phân giải trung bình: là các ảnh vệ tinh có độ phân giải không gian từ5 — 120 m, nổi bật trong nhóm này là hai vệ tinh Landsat và SPOT Daylà hai loại tư liệu ảnh rất phù hợp cho việc quản lý và hoạch định sử dụngđất đai cấp tỉnh, vùng hoặc quốc gia Ví dụ ảnh Landsat 4 và 5 TM có độphân giải 30 — 120 m cho ảnh đa phố; ảnh SPOT 1-5 có độ phân giải 2,5-

10 m cho ảnh toàn sắc.e Độ phân giải thấp: các ảnh có độ phân giải không gian từ 80 m trở lên

Tuy có hạn chế về độ phân giải không gian, các tư liệu này lại có ưuđiểm về độ rộng dải pho và tần suất lặp Hai độ phân giải về quang phovà thời gian này rất có giá trị trong việc nghiên cứu, theo dõi các hiệntượng, đối tượng có chu kỳ biến động ngăn trên bề mặt trái đất: lớp phủthực vật, thời tiết khu vực, sự di chuyển của các tảng băng hay các sự cốcháy rừng đang diễn ra hàng ngày Vi dụ ảnh vệ tinh Meteosat có độphân giải 2500m, ảnh ENVISAT có độ phân giải 300-1200m.

Đề chon ảnh vệ tinh cho dé tài nghiên cứu, cần phải tính đến hai yếu t6 quantrọng là độ chính xác cho quá trình giải đoán và giá trị kinh tế

Nếu sử dụng ảnh vệ tỉnh có độ phân giải không gian cao, việc giải đoán ảnhsẽ rất thuận lợi Tuy nhiên, với giá thành cao 10 - 45 USD/km” cho ảnh IKONOS(theo LANDinfo, 2013) khu vực nghiên cứu (vùng nội thành và phụ cận thành phố

H6 Chí Minh) cần 2 cảnh ảnh tại nhiều thời điểm khác nhau Như vậy về giá trịkinh tế là không đảm bảo Chi phí cho mua ảnh rất cao, làm tăng chỉ phí dé tai.

Nếu sử dụng ảnh không gian có độ phân giải thấp thì sẽ giải quyết được bàitoán về kinh tế nhưng lại gặp nhiều khó khăn trong việc giải đoán ảnh như: công tác

khoanh vùng, chọn vùng mẫu có độ chính xác sẽ không cao

Vì vậy, việc lựa chon ảnh vệ tinh Landsat TM va ETM” là hoàn toàn phù

hợp Độ phân giải trung bình 30 m của anh Landsat cũng giúp cho công tác giảiđoán được khá chính xác.

1.1.7 Đặc điểm của ảnh vệ tỉnh giám sát tài nguyên Landsat

Vệ tinh Landsat là vệ tinh viễn thám đầu tiên được phóng lên quỹ đạo vaonăm 1972 Cho đến nay đã có 7 thé hệ vệ tinh Landsat đã được phóng lên quỹ đạo(xem Hình 1.8) và dữ liệu được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới được cung cấp từ15 trạm thu phục vụ quản ly tai nguyên và giám sát môi trường Các thông số củavệ tinh Landsat được thé hiện trong Phu lục 1

Hién tai, thé hé anh Landsat TM duoc thu tir vé tinh Landsat 4 va 5, anhLandsat ETM+ (Enhanced Thematic Mapper Plus) được thu từ vệ tinh Landsat 7được sử dung phố bién nhất

Ảnh Landsat TM gồm 6 kênh phố năm trên dải sóng nhìn thay và hồng ngoạivới độ phân giải không gian 30m và một giải phố hồng ngoại nhiệt (Thermal) ởkênh 6 có độ phân giải 120m dé đo nhiệt độ bề mặt Anh Landsat ETM+ ghi phổtrên 8 kênh ở các bước sóng giống như của ảnh Landsat TM, điều khác biệt là ở

Landsat ETM+, kênh hồng ngoại nhiệt có độ phân giải cao hơn (60m) và có thêmkênh toàn sắc (Panchromatic) với độ phân giải không gian là 15m Các thông số cụthể theo từng kênh của ảnh Landsat TM và ETM+ được trình bày ở Phụ lục 2 và 3.1.2 Hệ thống thông tin địa lý (GIS)

1.2.1 Khái niệm hệ thống thông tin địa lý (GIS)

Thực tế đã cho thay nếu chỉ dựa hoàn toan vào dữ liệu viễn thám để giảiquyết các van dé đặt ra là rất khó khăn Vì vậy, viễn thám can phải tích hợp thêmvới các công nghệ khác, mà trong đó tư liệu viễn thám vẫn giữ một vai trò quantrọng Một cách tiếp cận tổng hợp giữa dữ liệu của viễn thám và các nguồn thôngtin khác như số liệu thống kê, quan trắc, số liệu thực địa đang được sử dụng rộng rãivà được biết đến với tên gọi là: hệ thống thông tin địa ly (Geographic InformationSystems — GIS).

GIS là công cu dựa trên máy tính dùng cho việc thành lập ban đồ va phân

tích các đối tượng ton tai, các sự kiện, bao gồm: đất đai, sông ngòi, khoáng sản, con

người, khí tượng thuỷ văn, môi trường v.v xảy ra trên Trái đất.1.2.2 Chức nang của GIS

a Nhập dit liệuLa quá trình mã hóa dt liệu thành dạng có thé đọc và lưu trữ trên máy tính.Dữ liệu được nhập bao gôm dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính được cung cấptừ nhiều nguôn khác nhau (ảnh viễn thám, số liệu thống kê, số liệu đo trực tiép )

b Quan lý dit liệuQuản lý dữ liệu đóng vai tro quan trọng trong việc truy cập nhanh cơ sở dữliệu không gian và thuộc tính, góp phần phân tích dữ liệu hiệu quả

c Phân tích dữ liệuGIS phân biệt với các hệ thống thông tin khác bởi khả năng phân tích kết hợpdữ liệu không gian và thuộc tính cùng lúc Dùng GIS để cập nhật nhanh chóng vàchính xác các lớp giao thông, thủy hệ, dân cư từ dit liệu viễn thám; phân tích biến

động giữa hai thời điểm, đánh giá được mức độ va xu thé thay đổi giữa các loại hìnhsử dụng đất.

d Hiển thị dữ liệuGIS cho phép lưu trữ và hién thị thông tin hoàn toàn tách biệt Dữ liệutrong GIS có thé được hiển thị ở dang bản đồ, bang báo cáo, biểu đô, hình ảnh # Tầm quan trong của việc tích hợp viễn thám va GIS

Tích hợp viễn thám va GIS nhằm tao ra công nghệ hiệu quả kết hợp chiếnlược xử lý cũng như dòng luân chuyển thông tin và chuyển đổi dữ liệu trong quátrình xử lý và giải đoán ảnh Dữ liệu viễn thám khi tích hợp với GIS sẽ là nguồn tưliệu khách quan mang tính kế thừa và d6i mới liên tục trong bản đồ số, thực sự trởthành công cụ hiệu quả trong nghiên cứu sự biến động của các thành phần tảinguyên-môi trường trên bề mặt đất và là tư liệu đáng tin cậy cho các nhà chuyênmôn tham khảo trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu khác nhau

1.3 Quy trình giải đoán anh vệ tinh

Giải đoán ảnh được định nghĩa là một quá trình tách thông tin định tính cũngnhư định lượng từ ảnh viễn thám tạo ra bản đồ chuyên đề dựa trên các tri thứcchuyên môn hoặc kinh nghiệm của người giải đoán.

Mục đích của việc giải đoán ảnh: tách các thông tin hữu ích phục vụ cho yêucầu của người giải đoán Quy trình giải đoán ảnh vệ tính được thực hiện theo sơ đồkhối của Hình 1.9 (tham khảo tại nguồn: Lê Văn Trung, 2010), như sau :

Nan chỉnh hình học:

Trước quá trình phân tích, giải đoán, ảnh vệ tỉnh cần được nắn chỉnh hìnhhọc để chuyển đổi các ảnh quét đang ở toa độ hang cột của các pixel về toạ độ trắcđịa Công việc này được thực hiện dựa trên các điểm khống chế được chọn từ bảnđồ nền địa hình được thành lập trong GIS, đưa ảnh cần nghiên cứu về tọa độ VN-2000.

Điều tra thực địa:

Điều tra thực địa giúp tác giả hiểu biết về khu vực nghiên cứu (điều kiện tựnhiên, hiện trạng sử dụng đât, các lớp phủ) đê làm cơ sở cho các nhận xét sau này

và giúp thành lập bộ khóa giải đoán ảnh cho phương pháp giải đoán ảnh có kiểmđịnh

nhạt, màu sắc, cau trúc, hình mau của đối tượng Chất lượng phân loại ảnh phụ

thuộc rất nhiều vào độ chính xác của việc xác định đúng khóa giải đoán và chọnvùng mẫu

Phân loại ảnh:

Dùng phương pháp giải đoán ảnh tự động băng phần mém, căn cứ vào mộtsố dấu hiệu giải đoán, đặc trưng của các đối tượng Trong quá trình giải đoán cũngsẽ lưu ý đên việc học hỏi kinh nghiệm của các chuyên gia trong lĩnh vực này.

Đánh giá sai số phân loại:

Sau quá trình phân loại, kết quả phân loại cần được kiểm định và đánh giá độchính xác Phương pháp đánh giá độ chính xác của kết quả giải đoán được sử dụnglà “ma trận sai số” (confusion matrix) Công việc này sẽ dựa vào phần mềm xử lýảnh giúp chọn ra một bộ mẫu ngẫu nhiên cho từng lớp đối tượng, sau đó tiễn hànhkiểm tra trên ảnh vệ tinh của Google Earth

1.4 Cac phương pháp đánh giá biến động sử dụng dat băng viễn thám1.4.1 Giới thiệu chung về đánh giá biến động

Phát hiện biến động là quá trình xác định sự khác biệt trong trạng thái củamột đối tượng hoặc hiện tượng bang cách quan sát chúng tại những thời điểm khácnhau (Singh, 1989).

Phát hiện biến động kip thời và chính xác các đặc tính bề mặt trái đất là nềntảng để hiểu biết tốt hơn mối quan hệ và sự tương tác giữa con người và thế giới tựnhiên, từ đó biết cách quan ly và sử dụng tai nguyên hop lý Nhìn chung, phát hiệnbiến động liên quan đến ứng dụng dữ liệu đa thời gian để phân tích định lượng tácđộng theo thời gian của hiện tượng Vì dữ liệu có tính lặp lại và ở định dạng kỹthuật số nên việc xử lý bằng máy tính tương đối dễ dàng Trong vài thập kỷ qua, dữliệu viễn thám đã trở thành nguồn dữ liệu chính để phát hiện biến động Sử dụngviễn thám dé phát hiện biến động được thể hiện ở 10 lĩnh vực sau: 1 Sử dụng đất vàlớp phủ đất dai; 2 Rừng hoặc thảm thực vật; 3 Rừng cây rụng lá, rừng chết và đánhgiá thiệt hại: 4 Phá rừng, trồng rừng và khai thác gỗ chọn lọc; 5 Đất ngập nước; 6.Cháy rung; 7 Cảnh quan; 8 Đô thị; 9 Môi trường; 10 Các ứng dụng khác như:theo dõi cây trồng, theo dõi chuyển dịch canh tác, biến đổi cân băng khối lượng vàhình dạng sông băng.

1.4.2 Các phương pháp phát hiện biến động

Theo D.Lu và các cộng sự (2004), có 7 phương pháp phát hiện biến độngnhư sau:

1.4.2.1 Số học (Algebra)

Sử dụng các phép tính toán số học dé xác định biến động như: tính toán tỉ sốtạo ảnh tỉ số, hồi quy ảnh, tính chỉ số thực vật Các phương pháp này đều dễ thực

hiện, có khả năng cung cấp thông tin biến động tốt Kết quả sẽ phụ thuộc vào đặcđiểm của khu vực nghiên cứu và đữ liệu hình ảnh được sử dụng.

1.4.2.2 Phép biến doi (Transformation)

Tiêu biểu là phân tích thành phần chính (PCA) hoặc Tasselled cap KT Cảhai phương pháp này đều làm giảm phan dữ liệu thang dư giữa các kênh và nhấnmạnh thông tin khác biệt giữa các thành phần Nhược điểm là chúng không thể cungcấp ma trận hoàn chỉnh về các lớp thông tin biến động

1.4.2.3 Phần loại (Classification)

Phương pháp So sánh sau phân loại (Post-classification Comparison): giảmthiểu tác động của khí quyền, bộ cảm biến và sự khác nhau về môi trường giữa cácảnh đa thời gian, cung cấp một ma trận thông tin biến động hoàn chỉnh Tuy nhiên,phương pháp này cần nhiều thời gian và chuyên môn để tiễn hành Độ chính xáccuối cùng phụ thuộc vào chất lượng của ảnh

Phương pháp Phát hiện biến động không giám định (Unsupervised changedetection): có khả năng tự động hóa quá trình phân tích biến động nhưng lại gặpkhó khăn trong việc xác định và gán nhãn cho các lớp biến động

Ngoài ra còn có phương pháp Phân tích kết hợp phổ và thời gian (Spectral—temporal combined analysis) thực hiện đơn giản và tiết kiệm thời gian Phuongpháp nay cũng gặp khó khăn tương tự như phát hiện bién động không giám định vàkhông cung cấp ma trận thông tin bién động hoàn chỉnh

1.4.2.4 Các mô hình nâng cao (Advanced models)

Phương pháp Li-Strahler reflectance model: kết hop các kỹ thuật xử ly ảnhsố của viễn thám với lẫy mẫu truyền thống và quan sát thực địa Phương pháp nàycung cấp kết quả va bản đồ thống kê cho thay sự phân bố hình học của mô hình biếnđộng Đề thực hiện được, cần một số lượng lớn các dữ liệu đo đạc, phức tạp vàkhông có sẵn trong phần mềm xử lý ảnh thương mại Phương pháp này thích hợpcho phát hiện bién động thực vật

Phương pháp tham số sinh lý (Biophysical parameter method): có thể pháthiện chính xác sự biến động thảm thực vật dựa trên các cau trúc vật ly thực vật, cầnnỗ lực lớn để phát triển các mô hình và thực hiện hiệu chỉnh hình ảnh chính xác đểloại bỏ sự khác biệt trong phản xạ do khác nhau về khí quyến và điều kiện môi

trường, yêu cầu một số lượng lớn dữ liệu đo lường Phương pháp này chỉ thích hợpcho việc phát hiện biến động thực vật.

1.4.2.5 Tiếp cận hệ thống thông tin địa ly (GIS approaches)

Phương pháp tích hop GIS và viễn thám (Integrated GIS and remote sensingmethod): cho phép truy cập dữ liệu bồ trợ để hỗ trợ cho việc giải thích, phân tíchthông tin, có khả năng cập nhật trực tiếp các thông tin trong GIS Chất lượng dữ liệutừ nhiều nguồn khác nhau thường làm giảm các kết quả của phát hiện biến động củalớp sử dụng đất/lớp phủ

Tiếp cận GIS (GIS Approach): phương pháp này cho phép kết hợp các dữliệu không ảnh hiện nay và dữ liệu sử dụng đất trong quá khứ với các dữ liệu bản đồkhác Dữ liệu GIS với độ chính xác hình học khác nhau và hệ thống phân loại sẽảnh hưởng đến kết quả

1.4.2.6 Phan tích trực quan (Visual Interpretation)

Giải đoán bằng mắt (Visual Interpretation): các nhà phân tích có thékết hợp cấu trúc, hình dáng, kích thước va các hình mẫu vào giải đoán bang mat déđưa ra quyết định về việc thay đổi lớp sử dụng đất /lớp phủ Phương pháp nàykhông thé cung cấp thông tin biến động chi tiết Các kết quả phụ thuộc vào kỹ nănggiải đoán ảnh của nhà phân tích, tốn thời gian và khó khăn trong việc cập nhật cáckết quả

1.4.2.7 Các phương pháp khác: các phương pháp tiếp cận khác chưa được ứngdụng rộng rãi vào thực tế

1.4.3 Lựa chọn phương pháp đánh giá biến động lớp sứ dung dat cho đề tài

Mục đích của đánh giá bién động trong dé tài nay là so sánh không giantrong hai thời điểm của khu vực Tp.HCM băng việc quan sát, đánh giá những thayđối trong khu vực nghiên cứu Qua các phân tích những ưu, nhược điểm của cácphương pháp phát hiện biến động ở trên, cũng như tầm quan trọng của việc tích hợpdữ liệu viễn thám và GIS như đã dé cập ở mục 1.2, dé tài sử dụng phương phápphân tích biến động “Tích hop GIS và viễn thám" Đề tài sử dụng các nguồn thôngtin từ GIS dé hỗ trợ cho việc phân loại ảnh Sau đó, chuyển các lớp của ảnh đã phầnloại sang dạng vector, dùng các công cụ phân tích của GIS để phân tích và tạo bảnđồ biến động các lớp phủ/lớp sử dụng đất

1.4.4 Quy trình phát hiện biến động

Quy trình đánh giá biến động của dé tài được thực hiện theo sơ dé khối củaHình 1.10 Theo D.Lu và các cộng sự (2004), độ chính xác của kết quả phát hiệnbiến động phụ thuộc vào các yếu tô sau:

e Dang ký hình học chính xác giữa các ảnh đa thời gian;e Hiệu chỉnh hình học giữa các ảnh đa thời gian;

e Dé liệu bô trợ mặt đất sẵn có:e Su phức tạp của cảnh quan và môi trường khu vực nghiên cứu;e Phân loại và các phương pháp phát hiện biến động:

e Kỹ năng và kinh nghiệm của người thực hiện phân tích biến động;e Sự hiểu biết về khu vực nghiên cứu;

e Giới hạn thời gian va chi phí.

`

Ảnh vệ tỉnh sau phân (i ¬

loại thời điểm 1 Thông kê diện tích 4 Sử dung các công cu

y 2 17 3717 ;

cdc Top piu Top st | Ì phân tích, thành lập

: ` ung ea t : wo từng bản đồ của ArcGIS

Anh vệ tinh sau phân % thời điêm JX 7

loại thời điểm 2 Ỏ

-Bản đồ biến độngcác lớp phủ/lớp sử

dung dat giữa haithời điểm

; ` : S

Hình 1.10: Quy trình đánh giá biên động các lớp sw dung datKết quả phát hiện biến động sẽ cung cấp được các thông tin sau:i Khu vực thay đổi và tỷ lệ thay đổi;

ii Hướng thay đổi của các loại đất;iii Độ chính xác của kết quả biến động

Trên đây là những van đề cơ sở làm nên tảng cho các công việc sẽ đượcthực hiện để đánh giá biến động dat Đô thị và công nghiệp tại Tp HCM của dé tàinghiên cứu Những công việc cụ thể và các kết quả đánh giá biến động dat Đô thịvà công nghiệp sẽ dược trình bày trong chương 2.