Luận văn thạc sĩ Quản lý đất đai: Ứng dụng công nghệ viễn thám và google earth engine đánh giá quá trình phát triển đô thị tại thành phố Thuận An, tỉnh Bình Dương

TÓM TẮTNghiên cứu nay tập trung vào việc sử dụng ảnh vệ tinh và công nghệ Google Earth Engine dé thu thập, tiền xử lý và phân tích dit liệu ảnh vệ tinh nhằm nghiên cứu biến động đô thị t

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRUONG ĐẠI HỌC NÔNG LAM TP HO CHÍ MINH

3# % % % % % % %% %% %% %%

TRẢN THỊ ANH THƯ

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM

VÀ GOOGLE EARTH ENGINE ĐÁNH GIÁ QUÁ TRÌNH

PHAT TRIEN ĐÔ THỊ TẠI THÀNH PHO THUAN AN,

TINH BÌNH DUONG

LUẬN VAN TOT NGHIỆP THAC SĨ QUAN LY DAT DAI

Thành phó Hồ Chí Minh, tháng 05/2024

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRUONG ĐẠI HỌC NÔNG LAM TP HO CHÍ MINH

TINH BINH DUONG

Chuyénnganh : Quản lý Đất đaiMãsốngànhh : 8.85.01.03

LUẬN VAN TOT NGHIỆP THẠC SĨ QUAN LÝ DAT DAI

Hướng dẫn Khoa học:

TS TRÀN THỊ ÂN

GS.TS NGUYÊN KIM LỢI

Thành phó Hồ Chí MinhTháng 05/2024

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIÊN THÁM

VA GOOGLE EARTH ENGINE DANH GIA QUÁ TRÌNH PHAT TRIEN DO THI TAI THANH PHO THUAN AN,

TINH BINH DUONG

TRAN THI ANH THU

Hội dong chấm luận van:

1 Chủ tịch: PGS.TS HUỲNH THANH HÙNG

Trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh

2 Thư ký: TS NGUYÊN THỊ BÍCH PHƯỢNG

Trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh

3 Phản biện 1: TS ĐÀO THỊ GON

Hội Khoa Học Dat

2 Phản biện 2: TS HUỲNH THANH HIEN

Trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh

3 Ủy viên: TS TRAN HỎNG LĨNH

Trung tâm Điều tra và QH đất đai Tổng cục Quản ly Dat đai

LÝ LỊCH CÁ NHÂN

Họ và Tên: Trần Thị Anh Thư, sinh ngày 26 tháng 10 năm 1999

Tốt nghiệp PTTH tai Trường Trung học Cơ sở - Trung học Phổ thông Hồng

Hà thành phô Hồ Chi Minh, năm 2017

Tốt nghiệp Đại học ngành Quản Lý Dat Đai, hệ chính quy tại Trường Đại học

Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương năm 2021

Quá trình Công tác: Trường Đại học Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương từ năm

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kếtquả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bồ trong bat kì côngtrình nào khác.

Tôi cam đoan rằng, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được

cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ nguồn góc

Bình Dương, ngày tháng năm 2024

Tác giả luận văn

Trần Thị Anh Thư

LỜI CẢM ƠN

Trong thời gian học tập, nghiên cứu và thực hiện đề tài, tôi đã nhận được sựgiúp đỡ của các giáo sư, tiến sĩ, các thầy, cô giáo, cơ quan, gia đình, bạn bè và đồngnghiệp Tôi xin tỏ lòng biết ơn chân thành đến:

TS Trần Thị Ân và GS TS Nguyễn Kim Lợi đã tận tình hướng dẫn và giúp

đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu thực hiện đề tài

Các Thầy, Cô giáo Khoa Quản lý Dat đai và Bat động san; Phòng Sau Đại họcTrường Dai học Nông Lâm thành phó Hồ Chí Minh đã giảng day và tạo điều kiện tốtcho tôi trong quá trình học tập và thực hiện nghiên cứu đề tài

Các Giáo sư, Tiến sĩ công tác tại các cơ quan, trường học khác đã tận tìnhgiảng dạy và giúp đỡ tôi trong thời gian học tập tại trường.

Cuối cùng, tôi muốn bày tỏ lòng biết on chân thành đến gia đình, bạn bè vàđồng nghiệp của mình Sự ủng hộ, khích lệ và sẻ chia từ họ đã mang lại cho tôi niềmtin và động lực trong những thời điểm khó khăn nhất Họ đã luôn đồng hành cùng tôi,chia sẻ niềm vui và gian khó, và tạo điều kiện thuận lợi dé tôi tiến xa hơn trên con

đường học tập và nghiên cứu.

Với lòng biết ơn sâu sắc này, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tất cả

những người đã đồng hành và đóng góp trong hành trình này Sự đóng góp của mọingười đã góp phần không nhỏ vào thành công và sự hoàn thiện của tôi Tôi sẽ luôntrân trọng những gi mọi người đã làm và sẽ cô gắng truyền đạt những kiến thức vakinh nghiệm này cho thé hệ sau

Binh Duong, ngày tháng năm 2024

Học viên

Trần Thị Anh Thư

TÓM TẮT

Nghiên cứu nay tập trung vào việc sử dụng ảnh vệ tinh và công nghệ Google

Earth Engine dé thu thập, tiền xử lý và phân tích dit liệu ảnh vệ tinh nhằm nghiên cứu

biến động đô thị tại thành phố Thuận An từ năm 2012 đến 2022 Nghiên cứu đã tiếnhành tính toán các chỉ số quan trọng như chỉ số khác biệt xây dựng NDBI, chỉ số khácbiệt thực vật NDVI của từng năm 2012 va 2022, việc tính toán các chỉ sé nay thé hién

sự tăng giảm cu thé các đối tượng qua sự chuyền biến của từng giai đoạn Qua việc

thu thập và lựa chọn đữ liệu ảnh vệ tỉnh, nghiên cứu áp dụng các phương pháp tiền

xử lý dé chuẩn bị dữ liệu cho phân tích Sử dụng Google Earth Engine, nền tảng mạnh

mẽ cho viễn thám, dữ liệu được xử lý dé tạo ra bản đồ hiện trạng không gian đô thị

và bản đồ biến động đô thị giai đoạn 2012-2022 Nhằm tăng cường độ xác thực cho

kết quả, nghiên cứu đã thực hiện đánh giá kiểm định sau phân loại thực phủ năm 2022

Cuối cùng, nghiên cứu sử dụng các phương pháp phân tích không gian dé đánh giá

sự biến đôi không gian đô thị và xu thế mở rộng đô thị của thành phố Kết quả nghiên

cứu từ dé tài này cung cấp cái nhìn toàn diện về biến động đô thị trong thành phố

Thuận An và đóng góp vào việc quản lý, quy hoạch phát triển đô thị trong thời giannghiên cứu.

This research focuses on the use of satellite imagery and Google Earth Engine technology to collect, preprocess, and analyze satellite image data to study urban dynamics in Thuan An the city, Binh Duong province from 2012 to 2022 The study calculated important indices such as the Normalized Difference Built-Up Index (NDBI), Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) for each year between

2012 and 2022 These indices were used to quantify specific changes of urban areas through the transitions of each period.

Through data collection and selection of satellite images, the research applied preprocessing methods to prepare the data for analysis Using Google Earth Engine,

a powerful platform for remote sensing, the data was processed to generate maps of the urban spatial status and urban dynamics from 2012 to 2022 To enhance the

credibility of the results, the research conducted an evaluation and validation of the

land cover classification for the year 2022.

Finally, the research employed spatial analysis methods to assess the spatial

changes in the urban area and the trends of urban expansion in the city The findings

from this study provide a comprehensive understanding of urban dynamics in Thuan

An and contribute to urban management and planning during the study period.

MỤC LỤC

TRANG Trang tựa

1.200.007 a.a.g 1Day MCh Cait sen uo nút tin Hà GHIANHOABAAEGGVEBLRGESSESLSSSERENGEIRSAISRSRESISARGRĐSDA3RSRERRSSEA.808 1

TS GAGA TROD, scares centennial IVTóm tắt_ 2-5222222222122122121122122121122111111111111111111121 212 rye VU00 VI MiG lẽ seeeseapeecrenrreewveseme cen eee re: Vil

ee | | a x

Dan muc 190,1 8 ồ6 Xi

RE ee ee |Chương 1 'TỔNG QUA sereuesesrsrndondeotidtthkttttiBiBCHUAGESIiSHRNGIGGNEIS9010100000001000 51.1 Tổng quan đối tượng nghiên cứu - 2-2 22222+2E2EE2EEC2EE2EE22EEZEEcrErrrrree 511,1: DOH WAGGA HOF sannngo no bán 0n ga o0 008040800562361009656338.d-1565G1660.l4g8g083.05368338248.36.38860 51.2 Tổng quan về GIS oo cccccccccsessesssesseessesssesseessessssssssisssessssiessessuessessessueseessseeees 10Lite inh NSA ncncsmrsannp wen sien rE RE EES 10 1.2.2 CHức nang Của GIS sessrosessaiisssesiieeesbos45145053335105904901004935203)3880139485048198 11Cee re 111.3 Tổng quan về viễn tham oo cece cccsessesssesssssessesssessecsesssessesssessesstessesstesteeees 12L321 Kuna n 12 1;5z2 Nguyên ly hoat ÔN :zssosvsissxcit56616140066:100408gE05600003620lSuGGN243X4NBBSSESGEG250G30ÄG:38618g:668 121.3.3 Nguyên lý dãy phố và các bước sóng trong ảnh Landsat - 131.3.4 Các chỉ số khác biệt trong viễn thám 2-22 ©2222+22222++2xzzzzersez 171.3.5 Giới thiệu vệ tinh Landsat 7 ETM+ va Landsat 9 - 5-5-5 55<<++sss+2 18

1.4 Công nghệ Google Earth Engine ¿+ 22+ +2 +22 **21 1212212121121 21 2xx 20

14.1 tới thiểu chung GEE cácccceensossseesoosseES52160360495648305546068035359668034864898:45838.18) 48 20

1.4.2 Tiện ich của Google Earth Engine và quyền lợi của người ding 221.4.3 Thành phan chính của Google Earth Engine -2-©22©22222222+225+2 231.5 Tổng quan các công trình nghiên cứu liên quan đến đề tài 251.5.1 Các công trình nghiên cứu trong nƯỚC - 5555255 + +2cscsersersrrrrree 25 1.5.2 Các công trình nghiên cứu ngoài nước ¿55+ +<c+c+ccszererxrs 28Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 332.1 N6i dung nghién COU 0 33 272s DE HEU NS DISH CU ssc gi rere omen einae en ie eR ene eNom 33

2.3: Phương phap nghiền CW svssssseessemrenesrreseiennnnimemmmenenen DD

2.3.1 Phương pháp thu thập số liệu 2- 2 52225222sczzezxrzsverserserse-s- 37225.2% OOS D HAT) SO) Sat Wives ssssszss-beiogi206150i08251508560002163ã:4g00bù28950168688:055.016804B/H078ã383048552 681308388 37 2.3.3 Phương pháp khảo sat thực dia - 55 S5 S122 HH He 37 2.3/4 Phuong phap GIS: scsrsssms anes aeee EUS aerAY ERED

2.3.5 Phương pháp viễn tham cececseeceeseeseesessessessessecsessessessesseesesuesnestessesseeees 40

2.3.6 Phương pháp xử lý chuỗi dữ liệu vệ tinh trên nền tảng GEE 422.3.7 Phương pháp đánh giá độ chính xác kết quả giải đoán -. - 44

Chương 3 KET QUA NGHIÊN CỨU 2- -22222222EE22EE22E++2EE22E+zzzxzzze 46

3.1, Quá trình phất triển đố thị Thuận Án cevcscrencaccsnnacassexersasiannntencaretanseuneraanesnesasa 463.1.1 Vi trí khu vực nghiên CỨU - ce 2G 2222221222323 1123 1211511211211 1 11 E1 ke 463.1.2 Điều kiện tự nhiên khu vực 61340190800) 00 483.1.3 Điều kiện dân cư và kinh tế xã hội -2- 2 2+S+SE+E£E£EE2E2E2EE2Ez2Eerxcer 493.1.4 Những thuận lợi và khó khăn về điều kiện kinh tế - xã hội trong quá trình

ÑG:thị hoa OF Twain, Ait rc cssess96ggt6giggÐ019052S6LggSIRSH03:80090100008095AggUý918b89180048 xuasisal 50

3.1.5 Tình hình quan ly và sử dụng dat dai cece cececcc cece ecseeesseeseeecseesseesseenees 543.2.Két quả tinh toán và phan tích các chỉ số viễn thám NDBI, NDV 563.2.1 Phân tích chỉ số đô thị NDBI khu vực fiEHIỂH CỮU ee ee 563.2.2 Phân tích chỉ số thực vat NDVI khu vực 1T0HIỂH!GỮU sosssi 28a x4 se sa 62

3.3 Hiện trạng không gian đô thị tại TP Thuận An năm 2012 và 2022 67

3.3.1 Thực trạng đô thị thành phố Thuận An năm 2012 2-2-2552: 67

3.3.2 Thực trạng đô thị thành phố Thuận An năm 2022 - 2 2z 55¿ 693.3.3 Đánh giá kiểm định sau phân loại thực phủ 2022 2-22-2552 703.4 Biến động đô thị giai đoạn 2012 - 2022 -2©-2+22E22E2EE22222222222222ee 713.5 Nhận xét xu thế mở rộng đô thị tại thành phó Thuận An, tỉnh Bình Dương 76KẾT LUIẬN KIÊN NGTIT e.e ok HH th ng g0 1 0.0000 00 667 81TÀI LIEU THAM KHAO ccc ccccesscsecessessessessesssesseseneeseeseesvessessutsiessisesesenseeeeees 84

DANH MỤC VIET TAT

Application Programming Interface Earth Resource Technology Sattellite Google Earth Engine

Hệ Thống Thông Tin Dia Lý

Hệ Thống Định Vị Toàn Cầu

Landsat

Cơ Quan Hàng Không Và Vũ Trụ Mỹ

Thermal Infrared Sensor

Uy Ban Nhan Dan

Cơ Quan Khí Tượng Dia Cầu My

Nghị quyếtThành phố

Ủy ban Thường vụ Quốc hội

DANH MỤC CAC BANG

BANG TRANGBang 1.1 Phân loại lop phủ dựa trên NDVI 00 2c eee eeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeneeeeeeees 18 Bảng 2.1 Dữ liệu anh Landsat được sử dụng - 5-5222 ++22++2c++<+sesss 33Bảng 2.2 Các mẫu thu thập thực địa dé đưa vào phân loại - 38Bảng 3.1 Chỉ số NDBI các phường năm 2012 - 22 2222222+2E22E+2zzzzzze- 37

Bang 3.2 Chỉ số NDBI các phường năm 2022 - 2-©22222+2E22222EE+2E222xzz2 58

Bảng 3.3 Giá trị trung bình của chi số NDBI các năm 2 2 22522: 60Bảng 3.4 Chỉ số NDVI các phường năm 2012 - 2-2 2222+22++2z+2z2z++zse2 62

Bang 3.5 Chỉ số NDVI các phường năm 2022 22 2¿©22222z+22+z2zz+zzzez 64

Bang 3.6 Giá trị trung bình của chỉ số NDVI các năm -+©-255 : 66Bảng 3.7 Ma trận nhằm lẫn và Đánh giá độ chính xác cho việc phân loại

hint anh Váo Tam 2 02 2 sen no pha senneyayaeenema uae eeu TENE 71

Bang 3.8 Phân cấp biến động sử dụng đất -©22 552 S22222222222222222xce 74Bang 3.9 Phan trăm diện tích biến động theo từng phường - 75Bang 3.10 Bảng dân số trung bình phân theo cấp huyện 2-5: 79

DANH MỤC CÁC HÌNH

BANG TRANG

Hình 1.1 Nguyên lý hoạt động của viễn thám 2-5252 2222222+2zzzzzxcex 12

Hình 1.2 Đặc trưng phản xa phổ của một số đối tượng theo bước song 14Hình 1.3 Các dai sóng của quang phô điện từ được dùng trong viễn thám 15Hình 1.4 Các phương pháp tổ hợp mảu -2-©52©2252222222E222222+22xzzvzrxeer 16Hình 1.5 Dong thời gian vệ tinh Landsat - ¿+ cee ceeeeeeeeceeeeeeeeeeees 19Hình 1.6 Sơ đồ các thành phần của Earth Engine Code Editor - 21Hình 1.7 Nguyên lý xử lý dữ liệu - cece eeceeseeeeeseeeeeseeeeeeeeeeeeeeeeees 24

Hình 2.1 Sơ đồ phương pháp nghiên cứu 2-222s+22++22++22+z2zzzzrxrzrxee 35

Hình 2.2 Sơ đồ phương pháp GIS -. 22-©222222++222+222E22E2EEEErrEEErerrrree 40Hình 2.3 Sơ đồ phương pháp viễn thám 2 2¿©2222E+2EE+2EE+ZEE2Ezrzrxrrrree 41Hình 3.1 Ban đồ hành chính thành phố Thuận An -22©22+2222222225222 47Hình 32 Bản đỒ thể hiện chỉ số NBT 20 ‹ sccosesescabsekeESieCkgndokagglscgde 56Hình 3.3 Ban đồ thể hiện chỉ số NDBI 2022 - 2-22 222+2EE+2EE+222222z+zzze2 58Hình 3.4 Biéu đồ so sánh giá trị trung bình chi số NDBI 2012 - 2022 60Hình 3.5 Bản đồ thé hiện chỉ số NDVI 20122 5-5 2+s+E£E+E£EEzEzEzzEzEzrxrsez 62Hình 3.6 Ban đồ thể hiện chỉ số NDVI 2022 2-2¿©22222222EE22EE2zxczzxez 64Hình 3.7 Biểu đồ so sánh giá trị trung bình NDVI 2012 - 2022 - 66Hình 3.8 Ban đồ phân loại lớp phủ đất TP.Thuận An năm 2012 - 68Hình 3.9 Biểu đồ phân loại lớp phủ đất năm 2012 (ha) -2-5 68Hình 3.10 Bản đồ phân loại lớp phủ đất TP.Thuận An năm 2022 69Hình 3.11 Biểu đồ phân loại lớp phủ dat năm 2022 (ha) . . - 70Hình 3.12 Bản đồ biến động không gian đô thị giai đoạn 2012 - 2022 của

TPA AG screenees ee 72Hình 3.13 Thống kê ty lệ biến động của từng loại đất trên dia ban TP Thuan

An giai đoạn 2012-2022 -©2¿22222222212221221221222122212212211 21111 ee 73Hình 3.14 Biéu đồ thay đổi loại đô thị giai đoạn 2012-2022 2 2= 74Hình 3.15 Bản đỗ xu thế mở rộng đỗ thi soe sccesesscconesecersenvarnsvsesssnavensnsssooraverevounonnes 71Hình 3.16 Biểu đồ dân s6 trung bình phân theo đơn vị hành chính cấp huyện 80

MỞ ĐẦU

Lý do thực hiện đề tài

Đô thị hóa là quá trình phát triển kinh tế, xã hội, song song với sự mở rộng

không gian đô thị Đô thị hóa là quá trình tập trung dân số vào các đô thị, là sự hìnhthành nhanh chóng các điểm dân cư đô thị trên cơ sở phát triển sản xuất và đời sống(Vân, 2018) Quá trình đô thị hóa nhanh chóng đã dẫn đến sự thay đổi sử dụng đất ở

hầu hết các nước trên thế giới, đặc biệt là các nước đang phát triển (Yuzhe Wu và

cộng sự, 2011).

Theo báo cáo của UBND tỉnh Bình Dương, tính đến năm 2021, diện tích đất đô

thị của tỉnh đã tăng lên hơn 23.000 ha, chiếm gần 10% tông diện tích đất tự nhiên củatỉnh Sự phát triển đô thị ở Bình Dương được thúc đây bởi nhiều yếu tố, bao gồm cảviệc thu hút đầu tư từ các doanh nghiệp trong và ngoài nước, cũng như sự đầu tư củachính phủ vào các dự án cơ sở hạ tang đô thị Bên cạnh đó, việc tang trưởng dân số

và sự di cư từ các vùng khác vào Bình Dương cũng góp phần vào quá trình đô thị hoá

của tỉnh.

Thuận An là một thành phố lớn và khá trẻ thuộc tỉnh Bình Dương có tốc độ tăngtrưởng kinh tế cao, đi đôi với quá trình đô thị hóa rất nhanh Thành phố Thuận An làtâm điểm về phát triển công nghiệp — thương mại dịch vụ vùng kinh tế phía Nam củatỉnh Các khu, cụm công nghiệp đã được hình thành và phát triển nhanh chóng trongnhững năm gần đây Các khu đô thị mới, khu dân cư đô thị, hệ thống hạ tầng kỹ thuật

đô thị được tăng cường đầu tư xây dựng (Nguyễn Trí và cộng sự, 2015) Tuy nhiên

quy hoạch xây dựng đã làm được nhiều nhưng chưa thực sự bám sát nhu cầu thực tế,

chưa theo kịp tốc độ phát triển, di cư tự do và van dé việc làm đang tăng gia sức ép

tới chất lượng cuộc sống của dân cư đô thị Đô thị hóa diễn ra không đồng đều vàthiếu kiểm soát gây ra những tác động tiêu cực đến việc quản lý và sử dụng đất trênđịa bàn thành phố Thuận An, tỉnh Bình Dương Do đó việc đánh giá quá trình pháttriển đô thị tại thành phố Thuận An là một việc hết sức cần thiết và cấp bách

Công nghệ viễn thám đa phố, đa thời gian với khả năng giám sát biến động củacác đối tượng mặt đất trên một phạm vi rộng lớn kết hợp với công nghệ Google EarthEngine là một nền tảng tính toán đám mây được phát triển bởi Google, cung cấp chongười dùng khả năng truy cập và xử lý các dữ liệu viễn thám từ nhiều nguồn khácnhau Nhờ vào công nghệ này, các nhà quan lý có thé thu thập được các hình ảnh viễnthám của khu vực nghiên cứu trong nhiều năm khác nhau, từ đó đánh giá sự thay đôicủa đô thị theo thời gian Sử dụng công nghệ viễn thám và Google Earth Engine làmột phương pháp hiệu quả đề thu thập và phân tích đữ liệu địa lý Điều này giúp cho

các nhà nghiên cứu có thể thu thập được nhiều thông tin về quá trình phát triển đô thị,

từ đó đưa ra các kết luận và đánh giá chat lượng phát triển đô thị

Từ những lý do trên nghiên cứu “Ứng dụng công nghệ viễn thám và GoogleEarth Engine đánh giá quá trình phát triển đô thị tại thành phố Thuận An, tỉnh Bình

Dương” được thực hiện nhằm theo dõi quá trình phát triển đô thị và đánh giá xu

hướng mở rộng đô thị tại thành phố Thuận An Nghiên cứu này sẽ cung cấp thông tin

và hiểu biết về quy trình phát triển đô thị giúp cho các nhà quản lý và chính quyềnđịa phương có thể đưa ra các quyết định và chính sách phát triển đô thị một cáchchính xác và hiệu quả, từ đó giúp quy hoạch và phát triển đô thị tại khu vực này hợp

lý hơn bằng việc sử dụng công nghệ hiện đại

Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu tổng quát

Đánh giá quá trình phát trién và mở rộng không gian đô thị tại thành phố Thuận

An, tỉnh Bình Dương bằng công cụ viễn thám và công nghệ điện toán đám mâyGoogle Earth Engine.

Mục tiêu cụ thể

- Đánh giá hiện trạng đô thị thông qua các chỉ số viễn thám và giải đoán ảnh

thực phủ trên nền tảng Google Earth Engine

- Đánh giá quá trình phát triển đô thị dựa theo ảnh thực phủ các năm giai đoạn

2012 — 2022;

- Phân tích ra xu thé mở rộng đô thị tai thành phố Thuận An, tinh Bình Dương

Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài này là quá trình phát triển đô thị tại thành phốThuận An, tinh Bình Dương Dé nghiên cứu quá trình phát triển này, đề tài sử dungcông nghệ viễn thám và Google Earth Engine dé thu thập va xử lý dữ liệu hình anh

vệ tinh, đồng thời áp dụng các phương pháp phân tích và đánh giá dé hiểu rõ hơn vềquá trình phát triển đô thị tại khu vực này

Phạm vỉ nghiên cứu

Phạm vi không gian

Phạm vi nghiên cứu của đề tài là toàn bộ địa giới hành chính thành phố Thuận

An, tỉnh Bình Dương, bao gồm 9 phường: An Phú, An Thạnh, Bình Chuẩn, BìnhHoa, Bình Nhâm, Hung Định, Lái Thiéu, Thuận Giao, Vĩnh Phú và xã An Sơn.

Phạm vi thời gian:

Nghiên cứu tập trung vào việc đánh giá quá trình phát triển đô thị thành phố

Thuận An giai giai đoạn 2012 — 2022 Chuỗi dữ liệu ảnh vệ tinh Landsat trong khoảngthời gian này sẽ được xử lý, phân tích trên Google Earth Engine và chiết tách thôngtin liên quan đến biến động đô thị, trong đó tập trung vào 02 mốc thời gian: năm 2012

và 2022.

¥ nghia khoa hoc

Nghiên cứu thực hiện cho phép thu thập dit liệu liên tục và đồng nhất trong suốtmột khoảng thời gian dài, từ đó đề tài cung cấp thông tin chính xác về quá trình pháttriển đô thị tại thành phố Thuận An, tỉnh Bình Dương trong giai đoạn 2000-2022.Nhờ vào công nghệ viễn thám và Google Earth Engine, các nhà nghiên cứu có thể

thu thập và xử lý đữ liệu về đất đai, hệ thống giao thông, và các công trình công cộng

ở thành phố Thuận An Từ đó, đề tài cung cấp thông tin cần thiết cho việc đánh giátình trạng phát triển đô thị, giúp quy hoạch và phát triển đô thị tại thành phố Thuận

An được hiệu quả hơn Đề tài sử dụng công nghệ tiên tiến và phương pháp phân tích

hiện dai dé đánh giá quá trình chuyên biến va phát triển đô thị, cung cấp cho cộngđồng nghiên cứu một phương pháp ứng dụng công nghệ viễn thám và Google EarthEngine trong nghiên cứu đô thị Điều này có thé truyền cảm hứng cho các nghiên cứu

sử dụng công nghệ này đề nghiên cứu các vấn đề đô thị khác Kết quả của đề tài cóthê hỗ trợ việc đưa ra các quyết định quan trọng trong việc quy hoạch và phát triển

đô thị tại thành phố Thuận An, tinh Bình Dương trong tương lai Điều này có thé giúpcải thiện chất lượng cuộc sống của người dân địa phương và đóng góp vào sự pháttriển bền vững của khu vực

Ý nghĩa thực tế

Đề tài xác định được bức tranh phát triển đô thị theo thời gian của thành phốThuận An, đồng thời dự báo được xu thế mở rộng đô thị của Thuận An trong tương

lai Kết quả nghiên cứu của đề tài có ý nghĩa rất quan trọng trong việc đưa ra các

quyết định quản lý và phát triển đô thị Đề tài có thể giúp cải thiện quản lý và quyhoạch đô thị, kết qua của dé tài có thé giúp cho chính quyền địa phương đưa ra các

quyết định quan trọng về quy hoạch đô thị, bảo vệ môi trường, phát triển kinh tế vàcải thiện chất lượng cuộc sống của người dân trong khu vực Bên cạnh đó từ kết qua

của dé tài có thê giúp cho người dân trong khu vực hiểu rõ hơn về quá trình phát triển

đô thị và tình trạng môi trường sống của họ, từ đó đưa ra các quyết định thông minh

về địa điểm mua nhà, kinh doanh, và định cư Từ đó nghiên cứu có thể giúp thu hút

đầu tư vào khu vực, đặc biệt là trong lĩnh vực bất động sản và công nghiệp, do cung

cấp thông tin chính xác và đầy đủ về quá trình phát triển đô thị trong khu vực

Chương 1 TỎNG QUAN

1.1 Tống quan đối tượng nghiên cứu

1.1.1 Đô thị và đô thị hóa

1.1.1.1 Khái niệm, chức năng và vai trò của đô thị

a Khái niệm đô thị

Theo Luật Quy hoạch đô thị Việt Nam (2009) đô thị là khu vực tập trung dân

cư sinh sống có mật độ cao và chủ yếu hoạt động trong lĩnh vực kinh tế phi nôngnghiệp, là trung tâm chính tri, hành chính, kinh tế, văn hóa hoặc chuyên ngành, cóvai trò thúc đây sự phát triển kinh tế xã hội của quốc gia hoặc một vùng lãnh thổ, một

địa phương bao gồm nội thành và ngoại thành của thành phó, nội thị và ngoại thị của

thị xã hoặc thị tran (Quốc hội, 2009)

Theo Nghị định số 42 năm 2009 của Chính phủ về phân loại đô thị theo Chínhphủ nước Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam (2009), một đơn vi được gọi là đô thi

khi có các tiêu chuẩn cơ bản bao gồm:

Thứ nhất, là trung tâm tong hợp hoặc trung tâm chuyên ngành cấp quốc gia, cấpvùng liên tỉnh, cấp tỉnh, cấp huyện hoặc là một trung tâm của vùng trong tỉnh; có vaitrò thúc đây sự phát triển kinh tế xã hội của cả nước hoặc của một vùng lãnh thổ nhất

định.

Thứ hai, quy mô dân số toàn đô thị tối thiêu phải đạt 4000 người trở lên

Thứ ba, mật độ dân số phải phù hợp với quy mô, tính chất và đặc điểm của từngloại đô thị và được tính trong phạm vi nội thành, nội thị và khu phố xây dựng tậptrung của thị tran, tối thiêu là 2000 người/kwử

Thứ tư, tỷ lệ lao động phi nông nghiệp được tính trong phạm vi ranh giới nộithành, nội thị và khu phố xây dựng tập trung phái dat tối thiêu 65% so với tổng số lao

động.

Thứ năm, hệ thống công trình hạ tầng đô thị gồm hệ thống công trình hạ tầng

xã hội và hạ tầng kỹ thuật phải đạt các yêu cầu: Đối với khu vực nội thành, nội thị

phải được đầu tư xây dựng đồng bộ và có mức độ hoàn chỉnh theo từng loại đô thị

Đối với khu vực ngoại thành, ngoại thị phải được đầu tư xây dựng đồng bộ mạng lưới

hạ tầng, đảm bảo yêu cầu bảo vệ môi trường và phát triển bền vững đô thị

Thứ sáu, việc xây dựng và phát triển đô thị phải theo quy chế quản lý kiến trúc

đô thị đã được duyệt, có các đô thị kiểu mẫu, các tuyến phố văn minh đô thị, có các

không gian công cộng phục vụ đời sống tinh thần của cư dân đô thị; có tổ hợp kiếntrúc hoặc công trình kiến trúc tiêu biểu và phù hợp với môi trường, cảnh quan thiênnhiên (Quốc hội, 2009)

Theo quy định của Chính phủ thì một khu vực muốn trở thành đô thị thì phảiđáp ứng được 6 tiêu chuẩn trên Tuy nhiên, trong thực tế tại Việt Nam do nhiều vùng

có điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội khác nhau trong đó đặc biệt là các vùng ở vùngcao, vùng sâu, vùng xa, biên giới và hải đảo đang gặp rất nhiều khó khăn nên Chínhphủ đã có quy định riêng đối với các đô thị ở những vùng này Cụ thể, những đô thị

ở vùng cao, vùng sâu, vùng xa, biên giới, hải dao thì quy mô dân số và mật độ dân số

có thé thấp hơn nhưng tối thiểu phải đạt 50% tiêu chuẩn quy định, các tiêu chuẩn

khác phải đảm bảo đạt tối thiểu 70% mức tiêu chuẩn quy định so với các loại đô thịtương đương.

Như vậy, có thé thấy khái niệm đô thị có thể hiểu tổng quát như sau: Đô thị làđiểm tập trung dân cư với mật độ cao, chủ yếu là lao động phi nông nghiệp, có hạ

tầng cơ sở thích hợp, là trung tâm tổng hợp hay trung tâm chuyên ngành, có vai tròthúc đây sự nghiệp phát triển kinh tế xã hội của cả nước, của một miền lãnh thổ, củamột tỉnh, của một huyện hoặc một vùng trong tỉnh, trong huyện.

1.1.1.2 Đô thị hóa

a Khái niệm về đô thị hóa

Đô thị hóa là một xu thé tat yếu, là một quá trình phát triển của xã hội mang tính

chất toàn cầu và diễn ra ngày càng mạnh mẽ ở tất cả các quốc gia trên thế giới Khái

niệm đô thị hóa được hiệu bằng nhiều cách khác nhau

Theo Đàm Trung Phường (2005) đô thị hóa là một quá trình diễn thế về kinh tế

- xã hội - văn hóa - không gian gắn liền với những tiến bộ khoa học kỹ thuật trong đódiễn ra sự phát triển nghề nghiệp mới, sự chuyên dịch cơ cấu lao động, sự phát triển

đời sống văn hóa, sự chuyên đôi lối sống và sự mở rộng phát triển không gian thành

hệ thống đô thị song song với tổ chức bộ máy hành chính, quân sự Từ góc độ nhânkhẩu học và địa lý kinh tế, đô thị hóa được hiểu là sự di cư từ nông thôn tới đô thị, là

sự tập trung ngày càng nhiều dân cư sống trong những vùng lãnh thổ đô thị Về mặt

xã hội, đô thị hóa được hiéu là quá trình tô chức lại môi trường cư trú của con nBười

Đô thị hóa không chi thay đổi sự phân bố dân cư và những yếu tổ vật chất, ma cònlàm chuyền hóa những khuôn mau của đời sống kinh tế - xã hội, phố biến lối sống đô

thị tới các vùng nông thôn và toàn bộ xã hội.(Đàm Trung Phường, 2005)

Như vậy, đô thị hóa được thé hiện trong rất nhiều khái niệm khác nhau Tuynhiên dù ở góc độ nghiên cứu nào, các khái niệm này đều đề cập đến sự phát triển

của dân số đô thị cũng như thể hiện vai trò của đô thị hóa đối với sự phát triển kinh

tế xã hội

b Đặc điểm và xu hướng đô thị hóa

+ Đặc điểm đô thị hóa

Đô thị hóa được nhìn nhận dưới nhiêu quan điêm khác nhau, nhưng dù đứng

trên quan điểm nào thì đô thị hóa đều có những đặc điểm chính như sau:

Thứ nhất, đô thị hóa là người bạn đồng hành của công nghiệp hóa Quá trình đôthị hóa và công nghiệp hóa diễn ra song song và làm tiền đề cho nhau, không tách rờinhau Ở nơi nào có đô thị hóa thì ở đó có quá trình công nghiệp hóa và ngược lại Quátrình đô thị hóa làm gia tăng tỷ trọng các ngành kinh tế phi nông nghiệp, trong đó cóngành công nghiệp nên kéo theo quá trình công nghiệp hóa Ngược lại, quá trình công

nghiệp hóa dẫn đến tỷ trọng ngành công nghiệp tăng, việc xây dựng các khu côngnghiệp và các cơ sở sản xuất công nghiệp khác sẽ dẫn đến việc phát triển cơ sở hạtầng, các hoạt động thương mại, dịch vụ, tập trung dân cư kéo theo quá trình đô thịhóa (Đàm Trung Phường, 2005)

Thứ hai, đô thị hóa đưa đến nhiều thành tựu quan trọng nhưng cũng kéo theonhiều mặt tiêu cực trong quá trình phát triển của các đô thị nói riêng và cả xã hội nóichung Quá trình đô thi hóa làm da dạng các thành phan kinh tế, thúc day sản xuấtphát triển theo hướng sản xuất hàng hóa, phát triển kinh tế thị trường, nền kinh tế và

các hoạt động sản xuất trở nên năng động hơn Đô thị hóa làm tăng ty lệ lao động phi

nông nghiệp, giảm tỷ lệ lao động nông nghiệp, đồng thời các phương tiện máy mócdần thay thế sức lao động của con người Đô thị hóa dẫn đến sự ra đời của các đô thị,làm cho các khu vực thay đổi hình thức tô chức từ nông thôn thành các don vị mang

tính chất đô thị, qua đó thay đổi hình thức quản lý, cơ chế chính sách và các hoạt

động khác Đồng thời, đô thị hóa góp phần chuyền dịch các hình thái kiến trúc, xâydựng từ dạng nông thôn sang dạng thành thị nên tạo ra nhiều kiểu kiến trúc mới, đẹp

và hiện đại hơn Tuy nhiên, bên cạnh những mặt tích cực thì nếu thiếu kiểm soát thìquá trình đô thị hóa cũng sẽ tạo nên những biến đổi theo hướng tiêu cực Cụ thé, quatrình đô thị hóa thiếu kiểm soát sẽ dẫn đến gia tăng các tình trạng như: thất nghiệp, tệnạn xã hội, ô nhiễm môi trường, quy hoạch thiếu đồng bộ Những tồn tại này làmảnh hưởng không nhỏ đến đời sống và nền văn minh của đô thị và cả xã hội (ĐàmTrung Phường, 2005)

+ Xu hướng đô thị hóa

Qua quá trình nghiên cứu diễn biến của quá trình đô thị hóa trên thế giới, cácnhà nghiên cứu đã kết luận, quá trình đô thị hóa diễn ra theo hai xu hướng chính là

đô thị hóa tập trung và đô thị hóa phân tán Trong đó:

Đô thị hóa tập trung là quá trình phát triển tập trung toàn bộ các ngành côngnghiệp và dịch vụ công cộng vào các thành phố lớn và các vùng xung quanh, làm

hình thành các đô thị không 16, tạo ra sự đối lập giữa thành thị với nông thôn, đồng

thời gây ra sự mat cân bằng môi trường sinh thái Đô thị hóa tập trung góp phan làm

gia tăng khoảng cách về trình độ phát triển kinh tế xã hội giữa đô thị và nông thônngày một xa hơn, tạo nên nhiều áp lực và gánh nặng cho chính quyền đô thị trongviệc giải quyết việc làm, nhà ở và các nhu cầu khác cho người dân nhập cư vào đôthị, không hoặc ít khai thác hết tiềm năng của địa bàn nông thôn Đô thị hóa tập trungphù hợp với các nước phát triển, nơi có đầy đủ các điều kiện để hạn chế những mặt

ton tại và vận dụng được những ưu điểm của xu hướng nay mang lại

Khác với đô thị hóa tập trung, đô thị hóa phân tán là quá trình phát triển mạnglưới điểm dân cư đô thị có tầng bậc, phát triển cân đối công nghiệp, nông nghiệp và

dịch vụ công cộng, đảm bảo cân bằng sinh thái, tạo điều kiện làm việc, sinh hoạt và

nghỉ ngơi tốt cho dân cư ở đô thị và nông thôn Đô thị hóa phân tán là xu hướng chủđạo nhất trong quá trình đô thị hóa mà đa số các nước đang phát triển lựa chọn vìthực chất của quá trình đô thị hóa là quá trình công nghiệp hóa, xu hướng này giúp

phát triển công nghiệp và dịch vụ công cộng đồng đều giữa các vùng, góp phần giải

quyết việc làm cho lao động tại địa phương, hạn chế luồng di cư vào đô thi của cácvùng lân cận (Michel Bassand, 2001)

c Ảnh hưởng của đô thị hóa đến đời sống kinh tế xã hội

Quá trình đô thị hóa tạo ra rất nhiều ảnh hưởng tích cực đến đời sống kinh tế xãhội Cụ thể:

Quá trình đô thị hóa làm cho nền kinh tế của các đô thị phát triển nhanh chóng,

các ngành kinh tế phi nông nghiệp phát triển đã thu hút một lượng lao động nhập cưdồi dao từ các địa bàn nông thôn Quá trình này đã cung cấp một lực lượng lao độngdồi dao, trẻ cho các đô thị nhưng đồng thời đã góp phần giải quyết việc làm cho lao

động dư thừa ở các vùng nông thôn Bên cạnh đó, sự tập trung dân cư và các hoạt

động sản xuất vào các đô thị hay các vùng ven đô thị đã làm cho đất đai của các địaphương này được khai thác một cách tốt nhất, được tận dụng gần như triệt dé Nhờ

đó đã nâng cao tính hợp lý và hiệu quả trong việc sử dụng đất (Michel Bassand, 2001)

Bên cạnh những ảnh hưởng tích cực đối với sự phát triển kinh tế xã hội, quátrình đô thị hóa cũng đã tạo ra một số hạn chế cần phải quan tâm trong vấn đề giảiquyết việc làm, ô nhiễm môi trường, tắc đường, gia tăng một số tệ nạn xã hội Thực

tế cho thay, quá trình đô thị hóa đòi hỏi các lao động phải có trình độ, tay nghề cao

do vậy nhiều lao động nhập cư từ vùng nông thôn chưa được qua dao tạo, không đáp

ứng được yêu cầu của đơn vị tuyên dụng nên không tim được việc làm và trở thành

gánh nặng cho xã hội (Ngân hàng Thế giới, 2015) Bên cạnh đó, do những biến độngcủa nền kinh tế thế giới, một số công ty, xí nghiệp bị phá sản hoặc phải tỉnh giảm lao

động dé giảm chi phi san do vậy nhiều lao động sẽ bị đào thải và trở thành những

người thất nghiệp Đô thị hóa dẫn đến sự tăng lên đột biến của dân số đô thị, nhu cầuvận chuyên và đi lại ngày càng cao, số lượng phương tiện tham gia giao thông tăng

đột biến đã làm cho cơ sở hạ tầng giao thông không theo kịp với những yêu cầu của

thực tiễn Điều này đã làm cho tình trạng tắc đường thường xuyên xảy ra vào nhữnggiờ cao điểm tại các đô thị lớn, gây khó khăn cho sinh hoạt của người dân cũng nhưcác hoạt động khác của nền kinh tế - xã hội đô thị Không những thé sự tăng lên đột

biến về dân số trong quá trình đô thị hóa đã kéo theo tình trạng quá tải tại các trường

học, bệnh viện Thêm vào đó sự phát triển của các hoạt động sản xuất cùng với ý thức

sinh hoạt của người dân trong quá trình đô thị hóa đã làm cho môi trường đô thị bị ô

nhiễm ngày càng trầm trọng gây đe dọa đến sức khỏe và sinh hoạt của người dân

Ngoài ra, việc phát triển kinh tế ở các đô thị đã thu hút rất đông các lao động nhập

cư, điều này đã làm gia tăng nguy cơ về các tệ nạn xã hội do một số thành phần di cư

và dân bản địa không có việc làm hoặc sông buông thả, thích hưởng thụ nên dễ bị lợi

dụng và vi phạm pháp luật (Nguyễn Hữu Dũng, 2010)

1:2 Tổng quan về GIS

1.2.1 Định nghĩa

Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một ngành khoa học khá mới, có nhiều cách

tiếp cận khác nhau, do đó cũng có những định nghĩa khác nhau về GIS Theo (NguyễnKim Lợi et al., 2009) Hệ thống thông tin địa lý được định nghĩa như là một hệ thongthông tin mà nó sử dung dữ liệu đầu vào, các thao tác phân tích, cơ sở dữ liệu đầu ra

liên quan về mặt địa lý không gian, nhằm hỗ trợ việc thu nhận, lưu trữ, quản lí, xử lí,

phân tích và hiền thị các thông tin không gian từ thé giới thực dé giải quyết các van

đề tổng hợp từ thông tin cho các mục đích con người đặt ra

1.2.2 Chức năng của GIS

GIS có 4 chức năng cơ bản:

- Thu thập dữ liệu: dir liệu sử dụng trong GIS đến từ nhiều nguồn khác nhau

va GIS cung cấp công cụ đề tích hop dit liệu thành một định dang chung dé so sánh

và phân tích.

- Quản lý đữ liệu: sau khi đữ liêu được thu thập và tích hợp, GIS cung cấp các

chức năng lưu trữ và duy trì dữ liệu.

- Phân tích không gian: là chức năng quan trọng nhất của GIS nó cung cấp các

chức năng như nội suy không gian, tạo vùng đệm, chồng lớp

- Hiển thị kết quả: GIS có nhiều cách hiển thị thông tin khác nhau Phuongpháp truyền thống bằng bảng biểu và đồ thị được bố sung với bản đồ và ảnh ba chiều.Hién thi trực quan là một trong những khả năng đáng chú ý nhất của GIS, cho phépngười sử dụng tương tác hữu hiệu với dữ liệu (Nguyễn Kim Lợi et al., 2009)

1.2.3 Thanh phan của GIS

Theo (Trần Thống Nhất & Nguyễn Kim Loi, 2009)Các thành phan chính củamột GIS bao gồm:

e Dữ liệu địa lý: Là những tập tin số hóa của các yếu tố địa lý như địa hình,

đường giao thông, mật độ dân số, vị trí các cơ sở hạ tầng, các khu vực đất, thủy văn,khí tượng, v.v Dữ liệu này có thể được thu thập từ nhiều nguồn khác nhau như bản

đồ giây, hình ảnh vệ tinh, dữ liệu đo đạc trên thực địa, và các nguồn dữ liệu khác

e Phần mềm GIS: Là các ứng dụng phần mềm được thiết kế dé quan lý, xử lý,phân tích và hién thi dữ liệu địa lý Các phần mềm GIS phổ biến bao gồm ArcGIS,

QGIS, va MapInfo.

e Phan cứng: La các thiết bi phan cứng được sử dung dé lưu trữ, xử lý và hiển

thị dữ liệu địa lý Các thiết bị này có thể bao gồm máy tính, máy in, máy quét, máychủ, thiết bị GPS và các thiết bị khác

e Người sử dụng: Là những người sử dung GIS để xem, truy cập, phân tích

và quan ly dit liệu địa lý Các người sử dụng có thé là những chuyên gia trong lĩnhvực địa lý, môi trường, kế hoạch hóa đô thị, quản lý tài nguyên, và các lĩnh vực khác

e Phương pháp và kỹ thuật: Là các phương pháp và kỹ thuật được sử dung để

phân tích và trình bày dữ liệu địa ly Các phương pháp và kỹ thuật GIS phổ biến baogồm phân tích đa chiều, định tuyến, tạo bản đồ, mô hình hóa, và phân tích không gian.1.3 Tổng quan về viễn thám

1.3.1 Khái niệm

Theo (Schowengerdt, 2007), Viễn thám được định nghĩa như là phép đo

lường các thuộc tính của đối tượng trên bề mặt trái đất sử dụng dữ liệu thu được

từ máy bay và vệ tinh.(Schowengerdt, 2007)

Theo (Lê Văn Trung, 2010), Viễn thám được định nghĩa như là một khoa

học nghiên cứu các phương pháp thu nhận, đo lường và phân tích thông tin của

đối tượng (vật thể) mà không có những tiếp xúc trực tiếp với chúng

1.3.2 Nguyên lý hoạt động

Trong viễn thám, nguyên tắc hoạt động của nó liên quan giữa sóng điện từ từ

nguồn phát và vật thể quan tâm (Trần Thống Nhất & Nguyễn Kim Lợi, 2009) Quátrình thu nhận và xử lý thông tin viễn thám được thê hiện ở Hình 1.1 dưới đây

° zs ~ = : £ Be

tý Lm

¬ s⁄/ SS cop - cv 7

Hình 1.1 Nguyên lý hoạt động của viễn thám

1 Nguồn phát năng lượng (A) - yêu cầu đầu tiên cho viễn thám là có nguồnnăng lượng phát xạ dé cung cấp năng lượng điện từ tới đôi tượng quan tâm

2 Sóng điện từ và khí quyền (B) - khi năng lượng truyền từ nguồn phát đến

đối tượng, nó sẽ đi vào và tương tác với khí quyền mà nó đi qua Sự tương tác này có

thê xảy ra lần thứ 2 khi năng lượng truyền từ đối tượng tới bộ cảm biến

3 Sự tương tác với đối tượng (C) - một khi năng lượng gặp đối tượng sau khi

xuyên qua khí quyền, nó tương tác với đối tượng Phụ thuộc vào đặc tính của đối

tượng và sóng điện từ mà năng lượng phản xạ hay bức xạ của đối tượng có sự khácnhau.

4 Việc ghi năng lượng của bộ cảm biến (D) - sau khi năng lượng bị tán xạhoặc phát xạ từ đối tượng, một bộ cảm biến dé thu nhận và ghi lại sóng điện từ

5 Sự truyền tải, nhận và xử lý (E) - năng lượng được ghi nhận bởi bộ cảm

biến phải được truyền tải đến một trạm thu nhận và xử lý Năng lượng được truyền

đi thường ở dạng điện Trạm thu nhận sẽ xử lý năng lượng này để tạo ra ảnh dướidạng hardcopy hoặc là số

6 Sự giải đoán và phân tích (F) - ảnh được xử lý ở trạm thu nhận sẽ được giảiđoán trực quan hoặc được phân loại bằng máy dé tách thông tin về đối tượng

7 Ứng dụng (G) - đây là thành phần cuối cùng trong qui trình xử lý của côngnghệ viễn thám Thông tin sau khi được tách ra từ ảnh có thé được ứng dụng dé hiểutốt hơn về đôi tượng, khám phá một vài thông tin mới hoặc hỗ trợ cho việc giải quyếtmột vấn đề cụ thẻ

1.3.3 Nguyên lý dãy pho và các bước sóng trong anh Landsat

Do ảnh hưởng của các vật chất có trong khí quyền như hơi nước, khí CO›, ma

độ truyền dẫn sóng điện từ của khí quyền bị giảm thiểu ở nhiều bước sóng Tại những

vùng đó bộ cảm trên vệ tinh sẽ không nhận được bức xạ từ bề mặt Trái Đất đồngnghĩa với việc bộ cảm trên vệ tinh sẽ không nhận được thông tin Ở những vùng cònlại trong đải sóng điện từ được sử dụng trong viễn thám, bức xạ sẽ truyền tới được bộcảm một cách đầy đủ nhất.(Lê Văn Trung, 2010)

Các tư liệu viễn thám được ghi nhận bởi vệ tinh trong dai sóng nhìn thấy và

dải sóng cận hồng ngoại hoặc hồng ngoại nhiệt các bức xạ được ghi nhận thông qua

các xung phát ra từ một diện tích nhất định, tùy thuộc vào độ phân giải trong không

gian của bộ cảm Các xung này được tách thành các bước sóng thiết kế sẵn cho bộ

cảm và tạo ra các dữ liệu đa phổ từ bề mặt này Tất cả các vật thể đều phản xạ, hấpthụ, phân tách và bức xạ sóng điện từ bằng các cách khác nhau và các đặc trưng nàythường được gọi là đặc trưng phổ Đặc trưng này sẽ được phân tích theo nhiều cách

khác nhau dé nhận dạng ra đối tượng trên bề mặt đất Kế cả đối với giải đoán bang

mắt thì việc hiểu biết nhiều về đặc trưng phô và sắc, tông màu trên ảnh tổ hợp mau

để giải đoán đối tượng

Đối với các tư liệu viễn thám được ghi nhận bởi bộ cảm vệ tinh trong dai sóngnhìn thấy và đải cận hồng ngoại hoặc hồng ngoại nhiệt, các bức xạ được thu nhậnthông qua các xung phát ra từ một diện tích nhất định, tùy thuộc vào độ phân giảikhông gian của bộ cảm.

Độ phản xa (%)

Nước sông trong Đất sét pha

Nước sông đục Đất bùn (musky)

Thực vật

Hình 1.2 Đặc trưng phan xạ phô của một số đối tượng theo bước sóngDai phổ sử dụng trong viễn thám bat đầu từ vùng cực tím (0.3- 0.4um), sóngánh sáng nhìn thấy (0.4- 0.7um), dai sóng ngắn và hồng ngoại nhiệt Các bước sónggần đây được sử dụng trong phân loại thạch học Sóng hồng ngoại nhiệt được sử dụngtrong đo nhiệt, sóng micromet được sử dụng trong kỹ thuật radar.(Lê Văn Trung, 2010)

Lớp phủ thực vật là đối tượng được quan tâm nhiều bởi chiếm đa số diện tích

bề mặt tự nhiên Khả năng phản xạ phổ của thực vật xanh thay đổi theo chiều dàibước sóng Trong vùng ánh sáng nhìn thấy các sắc tố của lá cây ảnh hưởng đến đặctính phan xạ phổ của nó, đặc biệt là chất clorophin và một số sắc tố khác cũng đóngvai trò quan trọng trong việc phan xạ phô của thực vật

Các yếu tố chính ảnh hưởng đến khả năng phản xạ phô của lá cây là: sắc tố,cau trúc tế bào, thành phần nước

Năng lượng mặt trời khi chiếu xuống Trái Dat thì lá cây hap thụ khoảng 85%ánh sáng nhìn thấy phản xạ 10% cho đi qua lá 5% Lá cây hấp thụ mạnh ở khoảng

phô hẹp (0.4 - 0.47 ym) khoảng phổ tím cham - tim và ( 0.59 - 0.68 um) khoảng phố

da cam - đỏ Cực đại của sự hấp thụ tại 0.43um và 0.62um

Khả năng phản xạ phổ của thực vật ở vùng bước sóng nhìn thay và bước sóng

hồng ngoại là thấp hơn nhiều so với khả năng phản xạ phổ của thực vật ở vùng bước

sóng cận hồng ngoại Ở vùng phô hồng ngoại sự ảnh hưởng của thành phần nước tớikhả năng phan xạ phổ thê hiện rõ rệt nhất khi thành phần nước hấp thụ đáng kể nănglượng mặt trời Hàm lượng nước trong lá cây giảm đi thì khả năng phản xạ pho củathực vật cũng tăng mạnh.

Tuy nhiên, khả năng phản xạ pho của mỗi loại thực vật là khác nhau va đặctính chung nhất về khả năng phản xạ phô của thực vật là:

Ở vùng ánh sáng nhìn thấy, cận hồng ngoại và hồng ngoại khả năng phản xạphố có sự khác biệt rõ rệt

Ở vùng ánh sáng nhìn thấy phần lớn ánh sáng bị hấp thụ bởi sắc tố trong tế

bào (Clorophin) có trong lá cây, một phần nhỏ thấu quang qua lá còn lại là phản xạ

Ở vùng cận hồng ngoại cấu trúc lá ảnh hưởng lớn đến kha năng phan xạ phốcủa lá cây, ở đây kha năng phản xạ pho tăng lên rõ rệt

Ở vùng hồng ngoại, nhân tố ảnh hưởng lớn đến khả năng phản xạ phô của lá

là hàm lượng nước, khi độ am trong lá cao thì năng lượng hấp thụ là cực đại

: + aid 446 -500 S787 S00 -700 pmeters

Nguyên lý cơ bản của viễn thám đó là đặc trưng phản xạ hay bức xạ của các

đối tượng tự nhiên tương ứng với từng dải phé khác nhau Kết quả của việc giải đoán

các lớp thông tin phụ thuộc rất nhiều vào sự hiểu biết về mối tương quan giữa đặctrưng phan xạ phố với bản chat, trạng thái của các đối tượng tự nhiên Những thôngtin về đặc trưng phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên sẽ cho phép các nhà chuyênmôn chọn các kênh ảnh tối ưu, chứa nhiều thông tin nhất về đối tượng nghiên cứu,đồng thời đây cũng là cơ sở đề phân tích nghiên cứu các tính chất của đối tượng, tiếntới phân loại chúng.

Tổ hợp màu

Common Landsat Band Combinations

Images: Landsat 8 Path 46 Row 27 acquired August 23, 2020 Band numbers displayed as R,G,8.

Natural Color Color Infrared (CIR) False Color (Urban)

Landsat 8/9OLI 4,3,2 Landsat 8/9OLI 5,4,3 Landsat 8/9 OLI 7,6,4

Landsat 7ETM+ 3,2,1 Landsat 4-5TM 3,2,1 Landsat 4-5MSS N/A

Landsat 7ETM+ 4,3,2 Landsat4-5TM 4,3,2 Landsat 4-5 MSS 3,2,1

Landsat 7ETM+ 7,5,3 Landsat4-5TM 7,5,3 Landsat 4-5MSS_ N/A

Landsat 1-3 MSS N/A Landsat 1-3 MSS 6,5,4 Landsat 1-3 MSS N/A False Color (Vegetative Analysis) Shortwave Infrared

Ỹ

Landsat8/9OLI 6,5,4 Landsat8/9OLI 7,5,4 Landsat7ETM+ 5,4,3 Landsat7ETM+ 7,4,3 Landsat4-5TM 5,4,3 Landsat4-5TM 7,4,3 Landsat 4-5MSS 4,3,2 Landsat4-5MSS N/A Landsat 1-3MSS 7,6,5 Landsat 1-3MSS N/A

Hình 1.4 Các phương pháp tô hợp màu

(Ngu6nU.S Geological Survey, 2021)

Phương pháp tô hợp hợp màu là phương pháp được sử dung rộng rãi dựa trênchuẩn nền màu trong viễn thám đề hỗ trợ cho công tác giải đoán ảnh Lợi thế của ảnh

chụp đa phô là có thé sử dụng tích hợp các kênh phố khác nhau dé phân tích giải đoán

các đối tượng theo các đặc trưng bức xạ phô.

Ưu điểm của phương pháp tổ hợp màu là sử dụng các kênh ảnh đa phổ hiểnthị cùng một lúc trên 3 kênh ảnh được gắn tương ứng với 3 loại màu cơ bản là đỏ,xanh lá cây và xanh lam hay còn gọi là RGB Phương pháp này có thê tô hợp hiền thị

3 kênh anh của cùng một loại ảnh vệ tinh, của các ảnh vệ tinh khác nhau cùng độ phân giải, hoặc của ảnh vệ tinh và ảnh máy bay cùng độ phân giải, của ảnh radar vớicác thời gian chụp khác nhau Trong một ảnh vệ tinh có nhiều kênh phổ khác nhau,

vi dụ ảnh vệ tinh Landsat-5 TM, Landsat-7 TM có 6 kênh phô (các kênh 1-5, va 7)

có thé dùng dé tổ hợp màu theo tô hợp chập 3 của 6, sẽ cho ra 6x5x4 = 120 kiểu tôhợp khác nhau trên 3 màu RGB (Nguyễn Ngọc Thạch, 2005)

Nếu trong tổ hợp màu kênh phổ có dai sóng được gắn đúng với màu thì đượcgọi là tổ hợp màu thật và trong các trường hợp khác gọi là tổ hợp giả màu Ví dụ các

kênh phô của ảnh vệ tinh Landsat-7 ETM có các kênh 1 (kênh phổ xanh lam — blue)

được gắn màu xanh lam, kênh 2 (phổ xanh lá cây — green) được gắn màu lục và kênh

3 (phổ đỏ — red) được gắn màu đỏ khi hiển thị màu, nghĩa là Band 1 = blue, Band 2

= green, and Band 3 = red và tổ hợp này được gọi là tổ hợp màu thật

1.3.4 Các chỉ số khác biệt trong viễn thám

1.3.4.1 Chỉ số khác biệt xây dựng NDBI

Chỉ số NDBI (Normalized Difference Built-up Index) là một chỉ số được sửdụng trong phân tích hình ảnh vệ tinh để do lường mức độ phát triển và sự xây dungtrong các khu vực đô thị Chỉ sé nay duoc tinh bang cach so sanh su khac biét gitra

độ tương phan của các dai quang phố gần hồng ngoại gan và hong ngoại xa của hình

ảnh vệ tinh Giá trị của chỉ số NDBI nam trong khoảng từ -1 đến 1 Các giá trị dương

của NDBI thường chỉ ra mức độ phát triển và xây dựng cao trong khu vực đó, các giátrị âm thường chỉ ra mức độ phát triển và xây dựng thấp Giá trị NDBI càng cao cho

thấy mức độ phát triển và xây dựng càng cao và ngược lại (Xu, 2008)

Chỉ số NDBI được tính toán theo công thức:

_ (MID- NIR) NDBI =

(MID + NIR)

Trong đó: MID là kênh hồng ngoại sóng ngắn; NIR là kênh cận hồng ngoại(Near Infrared); Giá trị của NDBI nằm trong khoảng giá tri [-1;1].(Ku, 2008)

1.3.4.2 Chỉ số khác biệt thực vật NDVI

Chỉ số NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) là một chỉ số quantrọng trong việc đo lường mức độ tăng trưởng và sự phát triển cây xanh trong khuvực Phương pháp tính NDVI: NDVI được xác định dựa trên phản xa phô khác nhaucủa thực vật ở dải sóng đỏ và cận hồng ngoại, thể hiện qua công thức sau:

NIR — RED

NDVI = TTR + RED

Trong đó, NIR va RED tương ứng là giá trị phan xạ phổ tại kênh cận hồng ngoại

và kênh đỏ của ảnh vệ tinh Đối với ảnh vệ tinh Landsat 8 SR, đó lần lượt là kênh 5

và kênh 4.

Giá trị NDVI nằm trong khoảng từ -1 đến 1, trong đó, giá tri NDVI thấp thê hiện

những khu vực có độ che phủ thực vật thấp Gia tri NDVI cao đại diện cho những

khu vực có độ che phủ thực vật cao, còn giá trị NDVI âm thể hiện các khu vực đất

ầm và mặt nước (Yang et al., 2019)

Bang 1.1 Phan loại lớp phủ dựa trên NDVI

Mức độ Giá tri NDVI

Khu vực không có thực vat che phủ NDVI<0.2

Khu vực có thực vật che phủ ở mức thap 0.2 <NDVI< 0.5

Khu vực có thực vat che phủ ở mức

0.5<NDVI<0.8

trung binh

Khu vực có thực vat che phủ ở mức cao NDVI>0.8

1.3.5 Giới thiệu vệ tinh Landsat 7 ETM+ và Landsat 9

1.3.5.1 Giới thiệu về ảnh Landsat 7

Bộ cảm bản đồ chuyên đề TM là bộ quét đa phố nâng cao Bộ cảm nghiên cứutài nguyên trái đất được thiết kế dé thu nhận ảnh có độ phân giải cao hơn, tách cácphô có độ nét cao hơn, cải thiện được độ chính xác hình học và độ chính xác bức xạkhí quyền tốt hơn bộ cam MSS Bộ cảm này cũng có độ rộng dải quét là 185 km, mỗi

pixel mặt đất có kích cỡ là 30 m x30 m, trừ kênh hồng ngoại nhiệt (kênh 7 có độ phângiải 120 mx120 m) Bộ cảm TM có 7 kênh ghi đồng thời sự phản xạ hoặc bức xạ phát

ra từ bề mặt trái đất đưới dạng mau lam-lục (kênh 1), lục (kênh 2), đỏ (kênh 3), cậnhồng ngoại (kênh 4), hồng ngoại giữa (kênh 5 và 7), hồng ngoại xa (kênh 6) theo dảipho sóng điện từ LANDSAT-7 được trang bị thêm với bộ bản đồ chuyên dé nâng

cấp ETM+ được kế thừa từ bộ TM Các kênh quan trắc chủ yếu tương tự như như bộ

TM, và kênh mới được thêm vào là kênh toàn sắc (kênh 8) có độ phân giải là 15 m.Tuy nhiên, ngày 31/5/2003 thiết bị đã gặp sự có kỹ thuật Kết quả là tất cả các cảnhLandsat 7 được thu nhận kể từ ngày 14/7/2003 đến nay đều ở chế độ "SLC-off? nghĩa

là xuất hiện các vết sọc đen cách điều (U.S Geological Survey, 2024)

1.3.5.2 Giới thiệu về Landsat 9

Landsat 9 là một vệ tinh quan sát Trái Đất mới nhất của Chương trình Landsat,

được phát triển bởi Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Hoa Ky (NASA) và Cơ quan Điều

hành Không gian Hoa Ky (USGS) Vệ tinh nay được phóng lên vào ngày 27 tháng 9năm 2021 và là một phần của chương trình Landsat đang được triển khai từ năm1972.(Google for Developers, 2024)

Landsat 8

Hinh 1.5 Dong thoi gian vé tinh Landsat

Landsat 9 có khả năng quan sát Trái Dat với độ phân giải 30 mét trên mỗi pixel,với khả năng quan sát ở các bước sóng khác nhau từ quang phổ khả nhìn đến hồng

ngoại gần Với khả năng quan sát đa quang phô và độ phân giải cao, Landsat 9 đemlại các thông tin quan trọng về thay đôi đất đai và sự thay đôi khí hậu, giúp cho cácnhà khoa học, nhà quản lý tài nguyên và nhà quy hoạch đô thị có thé hiểu rõ hơn vềtình hình môi trường và đưa ra các quyết định về quản lý tài nguyên một cách chính

xác và hiệu quả.

Ngoài ra, Landsat 9 còn cung cấp các tính năng mới như khả năng tự động cập

nhật ảnh địa chính, giúp giảm thời gian và chi phí trong quá trình thu thập dữ liệu vàphân tích Vệ tinh này cũng được thiết kế để có khả năng hoạt động lâu dài, giúp đảm

bảo sự liên tục của chương trình Landsat trong việc cung cấp thông tin về môi trường

và tài nguyên cho cộng đồng quốc tế

1.4 Công nghệ Google Earth Engine

1.4.1 Giới thiệu chung GEE

GEE là một nền tảng dựa trên điện toán đám mây dé xử lý, phân tích thông tin

không gian địa lý trên diện rộng Day là kho lưu trữ dữ liệu hình ảnh viễn thám miễnphí có dung lượng rất lớn lên đến hàng triệu Gigabyte, được hỗ trợ bởi cơ sở hạ tầng

đám mây của Google và được tối ưu hóa dé xử lý song song dữ liệu không gian GEE

được phát triển bởi Google, hợp tác với Dai học Carnegie Mellon, NASA, cơ quanđịa chat Hoa Kỳ và Time

GEE được xem là một công cụ rất mạnh trong phân tích dữ liệu ảnh viễn thám,

nhờ một số đặc điểm sau:

+ Một là tốc độ xử lý dữ liệu rất nhanh (tính bằng giây) với khả năng tính toánvượt trội như một cỗ máy, nhờ vào mô hình phân bồ tính toán tại cùng một thời điểm,

dựa trên nền tảng điện toán đám mây, tự động thực hiện song song các phân tích với

nhiều CPU của nhiều máy tính trong trung tâm dữ liệu của Google Các công cụ tínhtoán đạt tốc độ chưa từng có, giảm thời gian sắp xếp các yêu cầu về cấp độ xử lý bằng

cách dựa trên sức mạnh của việc phân phối xử lý số liệu và điện toán đám mây Đồng

thời, GEE hỗ trợ người dùng lưu trữ trên Cloud storage tất cả đữ liệu đã được xử lý

phân tích với dung lượng hơn 250GB (Google for Developers, 2024)

+ Hai là có thé nói GEE "dé sử dụng" nhờ vào sự hỗ trợ của ngôn ngữ lập trìnhJavaScript Đây là ngôn ngữ lập trình dé hiểu, dé hoc, dé dang phát hiện va sửa chữalỗi Bên cạnh đó còn có sự hỗ trợ mạnh mẽ của ngôn ngữ lập trình Python đang đượckhai thác gần đây.

+ Ba la GEE hé trợ dữ liệu không gian da dạng và đa thời gian giúp cho ngườidùng không cần tải ảnh vệ tinh và xử lý phức tap, tốn nhiều thời gian Vi GoogleEarth Engine không chỉ cung cấp các dữ liệu ảnh vệ tinh (quang học và radar) vớinhiều mức độ xử lý khác nhau, mả còn cung cấp các đữ liệu toàn cầu khác như mô

hình số độ cao, dữ liệu Land Cover, đữ liệu thời tiết, nhiệt độ, lượng mưa, dân SỐ

được chia sẻ hoàn toàn miễn phí

+ Bồn là GEE cung cấp khả năng tự động hóa quá trình phân loại theo hướng

đối tượng trên dữ liệu ảnh vệ tinh nhờ vào các thuật toán tiên tiến như Machine

Learning/Deep Learning.

+ Năm là GEE cung cấp kha năng tích hợp điện toán đám may (computingplatform) và danh mục dit liệu (Data Catalogue) dé xây dựng Earth Engine Apps hoàntoan mién phi

Search for datasets or places Script manager Get a link (URL) to the script

Ss th ipt Help button API documentation ave te scrip' ee

Asset manager | Run the script | |

Task manager Console output Inspect

locations, pixel values, objects

on the map

Layer manager

Hình 1.6 Sơ đồ các thành phan của Earth Engine Code Editor

(Nguồn: Google for Developers, 2024)

1.4.2 Tiện ích của Google Earth Engine và quyền lợi của người dùng

Tiện ích của Google Earth Engine

GEE cung cấp miễn phí cho mục đích nghiên cứu, giáo dục và phi lợi nhuận

Nhưng với mục đích thương mại thì không được sử dụng lâu dài và sản phẩm dt liệu

do GEE tạo ra không được phép mua bán Tạo ra môi trường độc lập cho người dùng

không phải phụ thuộc vào máy tính cá nhân mà bất cứ khi nào, nơi đâu hay bất kỳthiết bi nào người dùng cũng có thé truy cập và làm việc dé dàng trên GEE khi códịch vụ mạng Internet hỗ trợ

Cung cấp kho dit liệu viễn thám không 16 và miễn phí hơn 40 năm.(Google forDevelopers, 2024)

Hỗ trợ và đáp ứng mọi yêu cầu của người dùng khi sử dụng GEE dé xử lý phântích dữ liệu không gian nhờ vào các máy chủ (Server) xử lý dữ liệu từ xa.

Tiết kiệm thời gian cho quá trình phân tích, xử lý đữ liệu ảnh vệ tinh

Cung cấp tài liệu, tập lệnh tham khảo và các thuật toán chuyên dùng dé xử lýphân tích ảnh vệ tinh.

Cung cấp các công cụ hỗ trợ trên GEE nhờ vào 2 nên tang Code Editor vaExplorer.

Tạo điều kiện cho những người thích nghiên cứu và lập trình với ApplicationProgramming Interface (API), phát triển tiềm năng sáng tạo của mỗi người

Tạo sự liên kết cộng tác giữa người dùng bằng cách chia sẻ dir liệu, các thuật

toán, tập lénh/Script và hình ảnh được xử lý.

Quyền lợi của người dùng

Khi người dùng sử dụng GEE có thé không phải chịu một khoản chi phí nào(trừ khi có nhu cầu sử dụng một số thuật toán xử lý phân tích nâng cao) Người dùngđược phép truy cập vào GEE mọi nơi, mọi lúc và mọi thiết bị không nhất thiết phải

là máy tính cá nhân mà chỉ phụ thuộc vào dung lượng truy cập vào Internet (Google

for Developers, 2024)

Có quyền sử dụng kho lưu trữ đữ liệu trực tuyến miễn phí của GEE được cập

nhật thường xuyên.

Người dùng có thé tải dữ liệu của mình lên GEE dé phân tích như

+ Dữ liệu Raster dưới dang GeoTIFF.

+ Dữ liệu Vector dưới dạng Shapefile

Kết quả cũng như các thuật toán mà người dùng viết trên API của GEE đều là

tài sản riêng của người dùng và được lưu trữ bảo mật qua ID riêng.

Người dùng có quyền tải dir liệu về máy tinh cá nhân hoặc chia sẻ trực tiếp vi

mục đích cộng đồng

1.4.3 Thành phần chính của Google Earth Engine

Theo Google Earth Engine API Resource, GEE bao gồm 3 thành phần chính:

dữ liệu, xử ly dữ liệu va kiểm soát quá trình xử lý dữ liệu.(Google Earth Engine API,2019)

Dữ ligu/Data

Có 4 loại dữ liệu chính bao gồm

e Feature Dataset: Là bộ dữ liệu chứa các đối tượng hình học (điểm, đường,

vùng) có liên kết thuộc tính Đóng vai trò phụ trong GEE

e Image Dataset: Là bộ dữ liệu hình ảnh (một ảnh đơn giản) Chứa các giá trị

pixel.

e Giá trị được lưu trữ dưới dang sé nguyén 8 bit, 16 bit, 32 bit, 64 bit.

e Feature Collection: La nhom tap hop cac đối tượng hình học tạo thành bộ sưu

tập các đối tượng.

e Image Collection: Là bộ dit liệu hình anh có thể được truy cập trong các

nhóm được gọi là bộ sưu tập hình ảnh Các hình ảnh trong bộ sưu tập này khác nhau

về thời gian chụp ảnh Là loại dữ liệu được sử dụng phổ biến nhất trên GEE

Xứ lý dữ liệu/Data Processing

Khả năng xử lý dữ liệu có sẵn thông qua GEE nhờ vào sự tương tác với 4 môi

trường làm việc: Server/máy chủ, Client/máy khách, Disk/ô đĩa và Monitor/màn hình

Server: là một cơ sở lưu trữ và xử lý dữ liệu lớn, được duy trì bởi Google.

Client: là một máy tính cục bộ mà từ đó người dùng có thé truy cập vào một

máy chủ của GEE, một ô đĩa cục bộ và màn hình cục bộ.

Monitor: là dau vao/ dau ra cục bộ của thiết bị tiép cận với người dùng cá nhân.

Disk: là kho lưu trữ và truy xuât dữ liệu cục bộ tiép cận với người dùng cá nhân.

TïÏỈHsarararaasasasasarsrasrsarsasrsasrsrsarsasasarsasarasasasasarasarsasrsasarararasarsarsarsasarasasasasasasasararsarsararararsarsararasaaayaann

Dataset Variables/Script

| Files Layer |

Hình 1.7 Nguyên ly xử lý dữ liệu Nguyên lý thực hiện:

Máy chủ cung cấp bộ dữ liệu/Dataset trực tuyến trên GEE cho máy khách khi

người dùng cần sử dụng, phục vụ cho nhu cầu viết các tập lệnh/Script dé xử lý phân

tích dữ liệu không gian Tập lệnh sẽ được kiểm tra và giám sát bang cách chạy thực

thi các câu lệnh, kết qua được trình bày dạng đồ họa hay hiển thị lên màn hình bang

các lớp bản đồ/Layer Đồng thời, tập lệnh còn có thể được lưu trữ dưới dạng tập

tin/Files trong 6 đĩa cục bộ Ngoài ra, bộ dữ liệu còn có thể được người dùng tạo ra

bằng chính các tập lệnh của họ Tuy nhiên cần một công cụ kiểm soát quá trình xử lý

dữ liệu nhằm đảm bảo độ tin cậy

Kiểm soát quá trình xử ly dữ ligu/Data —processing control

Giống như bất kỳ ứng dụng, phần mềm khác, giao diện GEE được thé hiện dưới

dạng điều khiển và khả năng làm việc thông qua hai nền tang chủ yếu:

Giao diện đồ họa người dùng/Graphical User Interface (GUI) hay Google Earth

Engine Explorer.

Giao diện lập trình ứng dung/Application Program Interface (API) hay Google

Earth Engine Code Editor.

1.5 Tổng quan các công trình nghiên cứu liên quan đến đề tài

1.5.1 Các công trình nghiên cứu trong nước

Có một số công trình nghiên cứu trong nước đã được thực hiện về đề tài liênquan đến Ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS đánh giá quá trình phát triển đô thị.Sau đây là một số công trình đáng chú ý:

Đầu tiên là công trình nghiên cứu “Ứng dụng viễn thám va GIS theo déi quátrình đô thị hóa tại thành phố Hồ Chí Minh giai đoạn 1989-2019 " của tac giả LâmVan Hạo và Lê Thi Pha Mi tại Tạp Chí Khí Tượng Thuy Văn năm 2020 Nghiên cứu

nay đã sử dung phần mềm ENVI và ArcGIS giải đoán ảnh vệ tinh Landsat nhằm theo

dõi quá trình đô thị hóa tại thành phố Hồ Chí Minh giai đoạn 1989-2019 thông quacác bề mặt không thấm, hệ số Kappa đạt trên 0,85 Kết quả nghiên cứu cho thấy đôthị ở thành phố Hồ Chí Minh phát triển mạnh theo hướng mở rộng từ khu vực trung

tâm ra ngoài vùng ven và có xu hướng tiến dần lên phía bắc, đông bắc và tây bắc

thành phó, đặc biệt tập trung dọc theo các trục lộ chính ở khu vực ngoại thành, điều

này được thể hiện qua diện tích mặt không thấm tăng 36431.7 ha tương ứng với tốc

độ tăng trung bình 1214.4ha/năm và bán kính khu vực đô thị được mở rộng từ 7 km

lên 19 km Có nhiều phương pháp nghiên cứu khác nhau dé nghiên cứu quá trình đôthị hóa thông qua diện tích đô thị trong đó viễn thám là một trong những phương pháp

thường được sử dụng và phố biến, nghiên cứu này đã chi ra việc tối ưu phương pháp

này trong việc theo dõi quá trình đô thị hoá đô thị Kết quả nghiên cứu sẽ là cơ sởhữu ích giúp các nhà quản lý theo déi biến động va ra các chiến lược phát triển bềnvững và cải thiện cuộc sống đô thị, đồng thời cũng giúp ích cho việc xem xét, đánh

giá tác động của đô thị hóa lên môi trường sông và sự thay đổi nhiệt độ của đô thị

trong bồi cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu hiện nay (Lâm Văn Hạo, 2020)

Nghiên cứu " Ứng dụng viễn thám và GIS đánh giá tác động của việc chuyểnđổi ranh giới quận đến quá trình đô thị hóa khu vực Tây Hồ - Hà Nội" Nghiên cứunày trình bày cơ sở khoa học và phương pháp nghiên cứu tác động của việc chuyênđổi ranh giới liên quan đến quá trình đô thị hóa: Các nhân tố tác động đến quá trình

đô thị hóa; cơ sở khoa học và phương pháp luận nghiên cứu Nghiên cứu hệ thống

văn bản của Chính phủ về phân cấp hành chính quận, huyện và chức năng hành chính,đặc biệt các văn bản liên quan tới lãnh thổ Quận Tây Hồ, Hà Nội Ứng dụng viễnthám và GIS dé nghiên cứu hiện trạng đất đô thị Quận Tây Hồ: Nắn chỉnh hình học;cắt ảnh; xây dựng bản chú giải; phương pháp phân loại dựa trên pixel và phương phápphân loại dựa trên đối tượng; so sánh kết quả phương pháp phân loại dựa trên pixel

và phương pháp dựa trên đối tượng Đánh giá biến động sử dụng đất và sự thay đồi

hình thái đô thị quận Tây Hồ giai đoạn 1995 — 2010: Cơ cấu các loại hình lớp phủ;nghiên cứu sự biến động các loại hình lớp phủ; xu hướng mở rộng và hình thái khônggian đô thị Đưa ra nhận định sự thay đôi đô thị theo kiểu nội thành hay ngoại thành.Nghiên cứu đưa ra được bản đồ biến động và bảng ma trận biến động các loại hình

sử dụng đất các giai đoạn 1995 - 2003; 2003 - 2010 (Vũ Thị Phương Thảo, 2012)

Nghiên cứu "Ứng dụng viễn thám và GIS đánh giá xu thế đô thị hóa tại thành

phố Cần Thơ", tạp chí phát triển khoa học & công nghệ: chuyên san khoa học trái đất

& môi trường, tập 2, số 1, 2018 Bài báo này trình bày giải pháp tích hợp viễn thám

và GIS phân tích xu thế đô thị hóa tại thành phố Cần Thơ thông qua biến động của

bề mặt không thắm Bản đồ mặt không thấm vào các năm 1997, 2005, 2009, 2016được thành lập từ dir liệu ảnh LandSat đa thời gian và được chồng lớp trong GIS déxác định khu vực mở rộng đô thị từ năm 1997(Lê Văn Trung & Nguyễn Nguyên Vũ,2018) đến năm 2016 Kết quả nghiên cứu cho thấy, trong giai đoạn 1997-2016, diện

tích đô thị ở Cần Thơ tăng từ 1506,638 ha năm 1997 lên 561 1,114 ha vào năm 2016,

tốc độ tăng trung bình 14.3%/năm Phương pháp tích hợp viễn thám - GIS để giámsát và phân tích biến động mặt không thấm cho thấy hiệu quả tốt trong việc nghiên

cứu xu thế mở rộng không gian đô thị (Lê Văn Trung và Nguyễn Nguyên Vũ, 2018)

Nghiên cứu "Tích hợp tư liệu viễn thám và GIS trong theo dõi biến động sửdụng đất tại huyện Ea Súp, tỉnh Đắk Lắk" tại Tạp chí số 58, tháng 02-2023, trườngDai học Tây Nguyên Nghiên cứu cho thấy Biên động sử dụng dat và sự thay đôi lớpphủ thực vật là van đề quan trọng trong một loạt các van đề nghiên cứu về biến đổimôi trường toàn cầu Nghiên cứu đã tích hợp tư liệu viễn thám va GIS dé xác địnhdiễn biến của quá trình thay đổi sử dụng dat tại huyện Ea Sup, tinh Đắk Lak trong