Nghiên cứu hiệu quả giảm nhiệt của không gian xanh đô thị tại thành phố hà nội sử dụng công nghệ viễn thám​

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP NGUYỄN QUANG HUY NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ GIẢM NHIỆT CỦA KHÔNG GIAN XANH ĐÔ THỊ TẠI THÀNH PHỐ HÀ NỘI SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG Hà Nội, 2017 BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP NGUYỄN QUANG HUY NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ GIẢM NHIỆT CỦA KHÔNG GIAN XANH ĐÔ THỊ TẠI THÀNH PHỐ HÀ NỘI SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG MÃ SỐ: 60440301 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS PHÙNG VĂN KHOA Hà Nội, 2017 i LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan, cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình nghiên cứu khác Nếu nội dung nghiên cứu trùng lặp với cơng trình nghiên cứu cơng bố, tơi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm tuân thủ kết luận đánh giá luận văn Hội đồng khoa học Hà Nội, ngày 08 tháng 10 năm 2017 Học viên Nguyễn Quang Huy ii LỜI CẢM ƠN Luận văn thực hồn thành theo Chương trình đào tạo thạc sỹ Khoa học môi trường Trường Đại học Lâm nghiệp, Thị Trấn Xuân Mai, Chương Mỹ, Hà Nội, từ năm 2015 đến Nhân dịp Luận văn hồn thành, tác giả bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới PGS TS Phùng Văn Khoa, người dành tình cảm tốt đẹp cho tác giả từ hình thành, phát triển ý tưởng, xây dựng đề cương nghiên cứu, đến lời động viên, Email khích lệ tinh thần thời gian tác giả thực luận văn Tác giả trân trọng cảm ơn tập thể thầy (cô) Trường Đại học Lâm nghiệp, Đại học Bách khoa Hà Nội, Đại học Kiến trúc Hà Nội, Đại học Khoa học tự nhiên Hà Nội, Đại học Công nghệ Hà Nội, Đại học Tài nguyên môi trường Hà Nội cán Phòng Sau đại trường Đại học Lâm nghiệp giúp tác giả hồn thành mơn học chương trình Đối với Viện Sinh thái rừng Môi trường – Trường Đại học Lâm nghiệp, tác giả chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Viện đồng nghiệp quan tâm ủng hộ để tác giả hồn thành chương trình học thạc sĩ Xin cảm ơn bạn bè đồng nghiệp xa gần khuyến khích giúp đỡ tác giả, nhờ Luận văn hồn thiện Do tính phức tạp vấn đề nghiên cứu hạn chế trình độ chun mơn tác gỉa nên luận văn thiếu sót định Tác giả mong nhận lời đóng góp phê bình nhà khoa học xin chân thành tiếp thu ý kiến đóng góp Tác giả xin trân trọng cảm ơn! Tác giả Nguyễn Quang Huy iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN .ii MỤC LỤC .iii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC BẢNG vi DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, BIỀU ĐỒ vii MỞ ĐẦU Chƣơng 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Định nghĩa, phân loại, lợi ích không gian xanh đô thị 1.1.1 Định nghĩa không gian xanh 1.1.2 Phân loại không gian xanh 1.1.3 Lợi ích khơng gian xanh .19 1.2 Tổng quan kết nghiên cứu giới 23 1.3 Tổng quan kết nghiên cứu Việt Nam 26 1.3.1 Khái niệm phân loại không gian xanh 26 1.3.2 Danh mục nghiên cứu sử dụng ảnh viễn thám để xác định nhiệt độ bề mặt đất 29 Chƣơng 2: MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 32 2.2 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 32 2.3 Nội dung nghiên cứu 33 2.4 Phương pháp nghiên cứu 33 2.4.1 Phương pháp tiếp cận 33 2.4.2 Phương pháp cụ thể 34 2.4.3 Các công cụ sử dụng để tính tốn xử lý liệu 40 Chƣơng 3: ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI, MÔI TRƢỜNG KHU VỰC NGHIÊN CỨU 41 iv 3.1 Đặc điểm tự nhiên 41 3.1.1 Vị trí, địa hình .41 3.1.2 Thủy văn 42 3.1.3 Khí hậu 44 3.1.4 Tài nguyên đất .44 3.1.5 Tài nguyên rừng 45 3.2 Đặc điểm kinh tế - xã hội – môi trường 46 3.2.1 Diện tích dân số 46 3.2.2 Hiện trạng sử dụng đất 46 3.2.3 Không gian xanh đô thị Hà Nội 47 Chƣơng 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 55 4.1 Kết giải đoán trạng sử dụng đất khu vực nghiên cứu 55 4.2 Kết tính tốn nhiệt độ khu vực nghiên cứu từ ảnh vệ tinh Landsat 858 4.3 Kết so sánh nhiệt độ quan trắc nhiệt độ tính tốn từ ảnh vệ tinh 58 4.4 Kết nghiên cứu ảnh hưởng tỷ lệ không gian xanh đến nhiệt độ đô thị 60 4.5 Kết nghiên cứu ảnh hưởng nhân tố kích thước hình dạng đến cường độ phạm vi giảm nhiệt không gian xanh 62 4.6 Kết xác định tỷ lệ không gian xanh hợp lý cho quận nội thành thành phố Hà Nội 68 4.7 So sánh kết nghiên cứu với số nghiên cứu khác 70 KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ 72 Kết luận .72 Tồn 72 Kiến nghị 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 DANH MỤC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ 73 PHỤ LỤC v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT EPA GE GIS GPS KGX LST LS8 MTV NDVI PCI QCXDVN SI TNHH TCVN VQG vi DANH MỤC CÁC BẢNG TT Tên bảng 1.1 Tiêu chuẩn tối thiểu cho không gian xanh đô th 1.2 Phân loại không gian xanh thành phố Aalborg – 1.3 Phân loại không gian xanh Mỹ 1.4 Phân loại không gian xanh Trung Quốc 1.5 Mô tả 44 kiểu khơng gian xanh hình ảnh minh h 1.6 1.7 Tổng hợp cơng trình nghiên cứu cường độ g khơng gian xanh Tổng hợp cơng trình nghiên cứu phạm vi gi không gian xanh 1.8 Tổng hợp tiêu chuẩn diện tích đất xanh sử dụn 2.1 Tham số phân mảnh ảnh vệ tinh GE khu vực nghiê 2.2 Các loại hình sử dụng đất khu vực nghiên cứu 3.1 Diện tích tự nhiên dân số quận nội thành Hà N 3.2 Hiện trạng sử dụng đất quận nội thành Hà Nội 3.3 Tỷ lệ lồi bóng mát trồng quận nội th 3.4 Một số hồ khu vực nội thành Hà Nội 4.1 Nhiệt độ trạm quan trắc tính tốn từ ảnh 4.2 4.3 4.4 Phân tích tương quan tỷ lệ xanh, mặt nước hợp (cây xanh mặt nước) với nhiệt độ đô thị Phân tích hiệu giảm nhiệt theo tỷ lệ diện tích c nước tỷ lệ tổng hợp lớn ô mẫu Cường độ giảm nhiệt theo khoảng cách vào mùa h 4.5 4.6 Cường độ giảm nhiệt theo khoảng cách vào mùa đ Thống kê cường độ giảm nhiệt (Max) khoảng c (Max) mùa hè mùa đồng 21 khu vực không vii DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH, BIỀU ĐỒ TT 2.1 2.2 Tên hình ảnh, biểu đồ Sơ đồ vị trí quận nội thành Hà Nội Quy trình xác định nhiệt độ vệ tinh kênh LS8 2.3 Quy trình tính tốn nhiệt độ bề mặt đất từ Band 2.4 Sơ đồ minh họa thiết kế ô mẫu nghiên cứu 2.5 Sơ đồ thiết kế minh họa cách xác định phạm vi 3.1 Sơ đồ độ cao địa hình thành phố Hà Nội t GDEM 30 m x 30 m 3.2 Sơ đồ hệ thống thủy văn thành phố Hà Nội 4.1 Tham số phân loại ảnh phần mềm eCogni 4.2 Kết phân mảnh ảnh phần mềm eCogn 4.3 Bản đồ biểu đồ diện tích loại loại hình sử vực nghiên cứu 4.4 Nhiệt độ khu vực nghiên cứu mùa hè (1/7/2015 4.5 Nhiệt độ khu vực nghiên cứu vào mùa đông (18 4.6 4.7 4.8 Phân tích tương quan cường độ giảm nhiệt thước (diện tích) khơng gian xanh Phân tích tương quan kích thước khơng khoảng cách giảm nhiệt đến vùng xung qua Phân tích tương quan cường độ giảm nhiệt dạng không gian xanh 73 xung quanh Một số vấn đề có liên quan cịn chưa giải đề tài như: tách riêng ảnh hưởng xanh mặt nước đến hiệu giảm nhiệt; nghiên cứu ảnh hưởng kiểu thảm phủ thực vật khác nhau, cách bố trí khơng gian xanh khác đến hiệu giảm nhiệt vv Kiến nghị Để KGX phát huy tốt hiệu giảm nhiệt đô thị, thiết kế quy hoạch KGX, nhà quy hoạch cần quan tâm đến nhân tố phạm vi không gian để quy hoạch không gian xanh cho vùng theo hướng mục tiêu tạo công lợi ích từ hiệu giảm nhiệt cho tất người dân đô thị Tác giả hy vọng thời gian tới, có thêm cơng trình nghiên cứu theo hướng nghiên cứu này, để có thêm sở khoa học thực tiễn cho việc quy hoạch không gian xanh đô thị Việt Nam 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO A – Tiếng Việt Bộ Xây dựng (2008) QCXDVN 01:2008/BXD, Quy hoạch xây dựng Đặng Văn Hà, Nguyễn Thị Yến (2015) Hiện trạng xanh thành phố Hà Nội đề xuất giải pháp khắc phục đổ, gãy sau mưa bão hàng năm Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển nơng thơn, Kỳ 1, 11/2015 Nguyễn Hải Hịa (2017) Sử dụng ảnh Landsat đánh giá biến động nhiệt độ bề mặt đất đề xuất biện pháp giảm thiểu khu vực huyện Chương Mỹ, Hà Nội giai đoạn 2000 – 2015 Tạp chí Nơng nghiệp Phát triển nơng thơn, Kỳ 2, tháng 1/2017 Ngơ Đình Quế nnk (2005) Điều tra, đánh giá tác động rừng khu vực miền Trung Tây Nguyên đến số yếu tố môi trường nhằm đề xuất sở để xây dựng tiêu chuẩn môi trường lâm nghiệp Báo cáo khoa học Viện Khoa học lâm nghiệp Việt Nam Vương Văn Quỳnh (2000) Ảnh hưởng diện tích xanh mặt nước đến lượng bụi Thành phố Hà Nội Tạp chí Khoa học cơng nghệ Đại học lâm nghiệp, số 4/2000 Sở Tài nguyên Môi trường Hà Nội (2015) Thống kê, kiểm kê diện tích đất theo đơn vị hành chính, đến ngày 31/12/2014 Sở Văn hóa thể thao du lịch Hà Nội (2012) Báo cáo Quy hoạch phát triển du lịch thành phố Hà Nội đến năm 2020, định hướng đến năm 2030 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9257 : 2012 Quy hoạch xanh sử dụng công cộng đô thị - tiêu chuẩn thiết kế UBND thành phố Hà Nội (2014) Quyết định số 1495/QĐ-UBND ngày 18 tháng năm 2014 việc phê duyệt hệ thống xanh, công viên, vườn hoa hồ thành phố Hà Nội đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2050 75 10 Trần Thị Vân Cs (2009) Nghiên cứu xác định nhiệt độ bề mặt đô thị phương pháp viễn thám nhiệt Tạp chí phát triển khoa học công nghệ, tập 12, số 4-2009 11 Sở Nông nghiệp Phát triển nông thôn Hà Nội (2015) Báo cáo tổng hợp kết kiểm kê rừng thành phố Hà Nội năm 2015 B – Tiếng nƣớc 12 Lucy Taylor et al (2017) Defining greenspace: Multiple uses across multiple disciplines Landscape and Urban Planning 157 (2017) 25-38 13 Zhibin Ren et al (2013) Estimation of the Relationship between Urban Park Characteristics and Park Cool Island Intensity by Remote Sensing Data and Field Measurement Forest 2013, 4, 868-886, ISSN 1999-4907 14 Armaghan Ahmadi Venhari et al (2017) Heat mitigation by greening the cities, a review study Environment, Earth and Ecology Vol.1 No (2017), 5-32 15 Hyun-Ah Choi et al.(2012) Determining the effect of green spaces on urban heat distribution using satellite imagery Asian Journal of Atmospheric Environment Vol.6-2, pp.127-135 16 C Braquinho et al (2015) The report outlines the different types of urban green spaces, ESS provisioning and demand for green space as a part of the EU FP7 (ENV.2013.6.2-5-603567) GREEN SURGE project (2013-2017) 17 Hamada Shuko (2011) Effect of season and land use on the cooling effect of urban green areas Forest Meteorology and Hydrology, Nagoya University 76 18.Tongliga Bao et al (2016) Assessing the distribution of urban green spaces and its anisotropic cooling distance on urban heat island pattern in Baotou, China ISPRS Int J Geo-Inf 2016, 5, 12 19 Inu Kusuma Wardana (2015) Analysis of urban surface temperature for green spaces planning in Bandung City, Indonesia Thesis submitted to the Faculty of Geo-Information science and earth observation of the University of Twente 20.Tara Zupancic (2015) The impact of green spaces on heat and air pollution in urban communities: A meta – narrative systematic review 77 DANH MỤC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ TT PHỤ LỤC Phụ lục Hình ảnh phần mềm download ảnh vệ tinh Elshayal Smart Phụ lục Trích xuất thơng tin với chức Zonal Statistics as Table ArcGIS Phụ lục Hình ảnh 21 không gian xanh đề tài nghiên cứu (Nguồn: http://news.zing.vn/toan-canh-20-ho-nuoc-tu-nhien-lam-dep-cho-ha-noi-post736685.html) Hồ Tây Hồ Bẩy Mẫu Hồ Hai Bà Trưng Hồ Nghĩa Tân Hồ Xã Đàn Hồ Thiền Quang Hồ Thành Công Hồ Thủ Lệ Hồ Ngọc Khánh Hồ Đống Đa Hồ Giảng Võ Hồ Láng Hồ Thanh Nhàn Hồ Gươm Hồ Giáp Bát Hồ Linh Quang Hồ Huy Văn Hồ Kim Liên Hồ Đền Lừ Hồ Bồ Đề Hồ Lê Trọng Tấn ... thống không gian xanh thành năm loại: không gian xanh công cộng, không gian xanh sân vườn, đường phố, không gian xanh thị khơng gian xanh phịng hộ Theo tài liệu Quy hoạch không gian xanh vườn đô thị. .. tài ? ?Nghiên cứu hiệu giảm nhiệt không gian xanh đô thị thành phố Hà Nội sử dụng cơng nghệ viễn thám” nhằm góp phần cung cấp thêm sở lý luận cho việc xây dựng quy hoạch không gian xanh đô thị Việt...TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP NGUYỄN QUANG HUY NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ GIẢM NHIỆT CỦA KHÔNG GIAN XANH ĐÔ THỊ TẠI THÀNH PHỐ HÀ NỘI SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÔI TRƢỜNG MÃ