Tài liệu đánh giá hiện trạng và diễn biến lớp phủ bề mặt tại thành phố hồ chí minh trong quá trình đô thị hóa

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ----------------------------- NGUYỄN THỤY QUỲNH NHƢ ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ DIỄN BIẾN LỚP PHỦ BỀ MẶT TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRONG QUÁ TRÌNH ĐÔ THỊ HÓA Chuyên ngành: Quản lý tài nguyên và môi trƣờng Mã số: 60850101 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP. HỒ CHÍ MINH -1/2018 Công trình đƣợc hoàn thành tại: Trƣờng đại học Bách Khoa – ĐHQG –HCM Cán bộ hƣớng dẫn khoa học: TS TRẦN THỊ VÂN Cán bộ nhận xét 1: PGS. TS Lê Văn Trung Cán bộ nhận xét 2: TS Phạm Thị Mai Thy Luận văn thạc sĩ đã đƣợc bảo vệ tại trƣờng Đại Học Bách Khoa, ĐHQG Tp. HCM ngày 31 tháng 01 năm 2018 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: 1. PGS. TS Nguyễn Phƣớc Dân 2. TS Lâm Đạo Nguyên 3. PGS. TS Lê Văn Trung 4. TS Phạm Thị Mai Thy 5. TS Đặng Vũ Bích Hạnh Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trƣởng khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã đƣợc sửa chữa (nếu có). CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƢỞNG KHOA MÔI TRƢỜNG VÀ TÀI NGUYÊN ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do- Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN THỤY QUỲNH NHƢ MSHV: 13261357 Ngày sinh: 06/11/1990 Nơi sinh: TPHCM Chuyên ngành: Quản lý tài nguyên và môi trƣờng Mã số: 60850101 I. TÊN ĐỀ TÀI: ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ DIỄN BIẾN LỚP PHỦ BỀ MẶT TẠI THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRONG QUÁ TRÌNH ĐÔ THỊ HÓA NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG 1. Nhiệm vụ: Thành lập ản đồ phân ố và iến động các v ng trũng, đầm lầy của hu vực phía ắc TPHCM trên cơ sở phân tích ử lý ảnh viễn thám và tích hợp GIS và đề xuất giải pháp giảm thiểu và hỗ trợ giảm ngập. 2. Nội dung: (1) Phân tích, và đánh giá thực trạng ngập lụt trên địa àn TPHCM (2) Phân tích quá trình đô thị hóa khu vực phía bắc TPHCM trong giai đoạn 1995-2016 (3) Đánh giá hiện trạng phân bố các v ng trũng đầm lầy trong giai đoạn nghiên cứu (4) Phân tích iến động lớp phủ bề mặt thông qua sự hiện hữu và iến mất của các v ng trũng, đầm lầy, em ét tác động đến vấn đề ngập lụt trên địa bàn TPHCM (5) Đề uất các iện pháp giảm thiểu nh m hỗ trợ công tác quản lý môi trƣờng và đô thị tại TPHCM. II. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: III. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: IV. CÁN BỘ HƢỚNG DẪN : TS. TRẦN THỊ VÂN TPHCM, ngày ….tháng……năm 2015 CÁN BỘ HƢỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO TS. Trần Thị Vân PGS.TS. Lê Văn Khoa TRƢỞNG KHOA i LỜI CẢM ƠN Để có thể hoàn thành đề tài luận văn thạc sĩ một cách hoàn chỉnh, bên cạnh sự nỗ lực cố gắng của bản thân, tôi còn đƣợc sự hƣớng dẫn nhiệt tình của quý Thầy Cô, cũng nhƣ sự động viên ủng hộ, giúp đỡ của gia đình và ạn bè trong suốt thời gian học tập nghiên cứu và thực hiện luận văn. Tôi xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến Cô TS. Trần Thị Vân ngƣời đã hết lòng hƣớng dẫn, động viên tốt nhất cho tôi hoàn thiện luận văn này. Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến toàn thể quý Thầy Cô trong hoa Môi Trƣờng trƣờng Đại Học Bách Khoa TPHCM đã tận tình truyền đạt những kiến thức quý áu cũng nhƣ tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt quá trình học tập nghiên cứu cho đến khi thực hiện đề tài luận văn. Với điều kiện thời gian cũng nhƣ kinh nghiệm còn hạn chế của một học viên, luận văn này hông thể tránh đƣợc những thiếu sót. Tôi rất mong nhận đƣợc sự chỉ bảo, đóng góp ý iến của các thầy cô để tôi có điều kiện bổ sung, nâng cao kiến thức của mình, phục vụ tốt hơn công tác thực tế sau này. ii TÓM TẮT Đô thị hóa là một trong những quá trình tác động mạnh mẽ đến việc tăng trƣởng kinh tế của một quốc gia. Tuy nhiên, đô thị hóa cũng gây ảnh hƣởng tiêu cực đến việc phát triển kinh tế và xã hội do phân bố đô thị hông đồng đều và tỷ lệ dân thành thị gia tăng hông tƣơng đƣơng với tỷ lệ việc làm dẫn đến tình trạng ô nhiễm môi trƣờng, ngập lụt và gây mất trật tự an ninh xã hội. Thành phố Hồ Chí Minh hiện đang là một trong những thành phố chịu tác động nặng nề của quá trình đô thị hóa vƣợt ngoài tầm kiểm soát mà hệ lụy nghiêm trọng đó là n tắc giao thông và ngập lụt diện rộng trên địa bàn toàn thành phố do san lấp mặt b ng và quy hoạch giao thông chƣa ph hợp. Luận văn trình bày kết quả nghiên cứu ứng dụng ảnh vệ tinh khảo sát biến động bề mặt địa hình qua sự biến đổi mặt nƣớc v ng trũng và đất đô thị. Kết quả phân tích cho thấy tỷ lệ diện tích đất đô thị năm 1995 chiếm 6.80%; tăng dần qua các năm, đến năm 2016 chiếm 47.55%. Trong hi đó, diện tích v ng trũng, đầm lầy lại giảm dần từ 6.37% (năm 1995) còn 2.51% (năm 2016). Sự biến động này thể hiện rõ nhất tại quận 7, quận 9, Nhà Bè và Bình Chánh. Điều này chứng tỏ với tốc độ đô thị hóa quá nhanh ở các khu vực trung tâm thành phố sẽ đi đôi với việc san lấp kênh rạch thƣờng xuyên dẫn dến tình trạng mất cân b ng sinh thái nghiêm trọng. Từ đó, luận văn đề uất các iện pháp giảm thiểu nh m hỗ trợ công tác quản lý môi trƣờng và đô thị tại TPHCM. iii ABSTRACT Urbanization is one of the most factor which significantly affects the economic growth in developing countries. By contrast, urbanization adversely impacts on the development of economy and society due to the inequality of distribution in urban areas and the increase in urban residents not equivalent to the proportion of jobs, leading to environmental contamination, urban flooding and disturbance of social order. Ho Chi Minh city is severely suffered from uncontrollable urbanization because of ground grading and inappropriate transportation planning, causing traffic congestion and widespread flooding throughout the whole city. The research study has applied satellite images to survey the turbulence of land surface through the change of bottomland and urban land. The result indcates that the portion of urban areas occupied 6.80% in 1995 and gradually increased to 47.55% in 2016. Meanwhile, the bottomland sharply dropped out from 6.37% in 1995 to 2.51% in 2016. District 7, District 9, Nha Be, Binh Chanh are the most regions changing dramatically. These evidences proved that rapid speed of urbanization in the central city leading to the ground grading with canals and resevoirs, consequently causes the ecological imbalance. Then, research has proposed some solutions to support for environmental and urban management in Ho Chi Minh. iv LỜI CAM ĐOAN Tôi in cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi dƣới sự hƣớng dẫn trực tiếp của TS. Trần Thị Vân. Ngoại trừ những nội dung đã đƣợc trích dẫn, các số liệu, kết quả đƣợc trình bày trong luận văn này là hoàn toàn chính ác, trung thực và chƣa từng đƣợc công bố trong các công trình nghiên cứu nào hác trƣớc đây. Tôi xin lấy danh dự của bản thân để đảm bảo cho lời cam đoan này. Nguyễn Thụy Quỳnh Nhƣ v MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................................................i TÓM TẮT ..............................................................................................................................................ii LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................................................... iv MỤC LỤC ............................................................................................................................................. v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT ................................................................. viii DANH MỤC BẢNG BIỂU ............................................................................................................. ix DANH MỤC HÌNH ẢNH ................................................................................................................. x MỞ ĐẦU............................................................................................................................................... 1 1. ĐẶT VẤN ĐỀ................................................................................................................................. 1 2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ........................................................................................................ 3 3. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ....................................................................... 3 a. Đối tƣợng nghiên cứu ............................................................................................ 3 b. Phạm vi nghiên cứu................................................................................................ 3 4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ....................................................................................................... 5 5. PHƢƠNG PHÁP THỰC HIỆN ................................................................................................. 6 6. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN ............................................................................. 7 a. Ý nghĩa hoa học ................................................................................................... 7 b. Ý nghĩa thực tiễn .................................................................................................... 8 Chƣơng 1: TỔNG QUAN ................................................................................................................ 9 1.1. ĐẶC ĐIỂM SINH THÁI VÀ CHỨC NĂNG CỦA VÙNG TRŨNG ĐẦM LẦY .. 9 1.2. ĐÔ THỊ HÓA VÀ NGUYÊN NHÂN GÂY NGẬP ....................................................... 10 1.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƢỚC ........................................ 11 1.3.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ................................................................ 11 1.3.2. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc .................................................................. 12 1.4. TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU ...................................................................... 14 1.4.1. Đặc điểm tự nhiên ......................................................................................... 14 1.4.1.1. Vị trí địa lý ............................................................................................. 14 vi 1.4.1.2. Địa hình .................................................................................................. 14 1.4.1.3. Nguồn nƣớc và thủy văn ........................................................................ 15 1.4.1.4. Địa chất, đất đai ...................................................................................... 16 1.4.1.5. Thời tiết, khí hậu .................................................................................... 17 1.4.2. Đặc điểm kinh tế - xã hội .............................................................................. 18 1.4.2.1. Đặc điểm kinh tế..................................................................................... 18 1.4.2.2. Đặc điểm xã hội ...................................................................................... 19 1.4.3. Tình hình phát triển đô thị tại khu vực TPHCM ........................................... 20 Chƣơng 2: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................... 23 2.1. CƠ SỞ KHOA HỌC VỀ GIS VÀ VIỄN THÁM ............................................................ 23 2.1.1. Hệ thống thông tin địa lý (GIS) ........................................................................ 23 2.1.2. Công nghệ viễn thám (RS) ............................................................................... 25 2.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU........................................................................................ 27 2.2.1. Tiền xử lý ảnh ................................................................................................... 27 2.2.1.1. Tổ hợp màu................................................................................................. 27 2.2.1.2. Nắn chỉnh hình học .................................................................................... 30 2.2.2. Trích xuất đối tƣợng ......................................................................................... 31 2.2.2.1. Phân loại ảnh .............................................................................................. 31 2.2.2.2. Tỷ số kênh .................................................................................................. 31 2.2.3. Phân tích và đánh giá iến động ....................................................................... 33 2.3. DỮ LIỆU SỬ DỤNG .............................................................................................................. 34 2.3.1. Ảnh vệ tinh ....................................................................................................... 34 2.3.2. Các dữ liệu khác ............................................................................................... 35 2.4. QUY TRÌNH THỰC HIỆN NGHIÊN CỨU ............................................................... 36 Chƣơng 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................................. 38 3.1. XỬ LÝ ẢNH XÁC ĐỊNH HIỆN TRẠNG BỀ MẶT..................................................... 38 3.1.1. Tiền xử lý ảnh ................................................................................................... 38 3.1.2. Lập tỷ số kênh và tính chỉ số cho phép phân loại ............................................. 43 3.1.3. Đánh giá độ chính xác phân loại ...................................................................... 46 3.1.3. Hiện trạng bề mặt theo thời điểm ảnh .............................................................. 50 vii 3.2. BIẾN ĐỘNG BỀ MẶT ĐỊA HÌNH TẠI KHU VỰC BẮC TPHCM ........................ 54 3.2.1. Biến động hông gian đô thị............................................................................. 54 3.2.2. Biến động mặt nƣớc v ng trũng đầm lầy ......................................................... 60 3.2.3. Phân tích và đánh giá iến động theo quận huyện ........................................... 68 3.2.3.1. Huyện Bình Chánh ..................................................................................... 69 3.2.3.2. Huyện Nhà Bè ............................................................................................ 70 3.2.3.3. Quận 7 ........................................................................................................ 71 3.2.3.4. Quận 9 ........................................................................................................ 73 3.3. TÁC ĐỘNG CỦA QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN ĐÔ THỊ KHI SAN LẤP AO HỒ KÊNH RẠCH .................................................................................................................................... 74 3.3.1. Hiện trạng ngập lụt tại khu vực nghiên cứu ..................................................... 74 3.3.2. Tác động của đô thị hóa và hệ lụy san lấp v ng trũng đầm lầy ....................... 78 3.4. ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIẢM THIỂU VÀ HỖ TRỢ GIẢM NGẬP TPHCM ...... 82 1.KẾT LUẬN..................................................................................................................................... 85 2.KIẾN NGHỊ .................................................................................................................................... 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................................. 87 viii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT TPHCM Thành phố Hồ Chí Minh GIS Geographic Information Systems TM Thematic Mapper ETM Enhanced Thematic Mapper NDBI Normalized Difference Built-up Index MNDWI Modified Normalized Difference Water Index SAVI Soil Adjusted Vegetation Index IBI Index Based Built-up Index UBND Ủy ban Nhân dân GPS Global Positioning System RS Remote Sensing CSDL Cơ sở dữ liệu RMS Root mean square RVI Ratio Vegetation Index USGS U.S. Geological Survey OLI Operational Land Imager TIRS Thermal Infrared Sensor LDCM Landsat Data Continuity Mission NIR Near Infrared SWIR Shortwave Infrared OLI Operational Land Imager GCPs Ground Control Points RMSE Root mean square error DN Digital number MLC Maximum Likelihood Classifier ix DANH MỤC BẢNG BIỂU ảng : Phân khu hành chánh ở TPHCM.................................................................................... 5 Bảng 2.1: Các band phổ của ảnh Landsat.................................................................................. 35 Bảng 3.1: Sai số nắn chỉnh RMSE .............................................................................................. 40 Bảng 3.2: Các phân tích từ kết quả lập tỷ số kênh .................................................................. 44 Bảng 3.3: Độ chính xác phân loại theo pixel ảnh năm 1995 ................................................ 47 Bảng 3.4: Độ chính xác phân loại theo pixel ảnh năm 2005 ................................................ 47 Bảng 3.5: Độ chính xác phân loại theo pixel ảnh năm 2016 ................................................ 48 Bảng 3.6: Kết quả đánh giá độ chính xác sau phân loại ảnh viễn thám Landsat ............ 48 Bảng 3.7: Diện tích hiện trạng lớp phủ theo 3 thời điểm ảnh vệ tinh ................................ 52 Bảng 3.8: Diện tích (ha) đất đô thị theo 3 khu vực trên ảnh vệ tinh .................................. 56 Bảng 3.9: Diện tích và tỷ lệ đất đô thị tại các quận huyện theo 3 năm ảnh vệ tinh........ 58 Bảng 3.10: Tốc độ tăng diện tích đất đô thị theo từng giai đoạn trên ảnh vệ tinh .......... 59 Bảng 3.11: Diện tích và tỷ lệ v ng trũng qua các năm ảnh vệ tinh .................................... 60 Bảng 3.12: Diện tích (ha) v ng trũng theo 3 hu vực trên ảnh vệ tinh ............................. 61 Bảng 3.13: Diện tích và tỷ lệ v ng trũng tại các quận huyện theo 3 năm ảnh vệ tinh .. 62 Bảng 3.14: Tốc độ giảm diện tích v ng trũng theo từng giai đoạn của ảnh vệ tinh Landsat................................................................................................................................................. 66 Bảng 3.15: Biến động diện tích đô thị, v ng trũng ở huyện Bình Chánh, Nhà Bè, quận 7 và quận 9 .......................................................................................................................................... 68 x DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Bản đồ khu vực nghiên cứu n m trong TPHCM .......................................... 15 Hình 1.2: Bản đồ các hu đô thị của TPHCM .............................................................. 22 Hình 2.1: Các ênh đƣợc sử dụng trong viễn thám ...................................................... 27 H nh . : Đặc trƣng phổ của đất ây dựng, nƣớc và thực vật ....................................... 32 Hình 2.3: Sơ đồ phân tích và đánh giá iến động ......................................................... 34 Hình 2.4: Sơ đồ quy trình thực hiện .............................................................................. 37 Hình 3.1: Quy trình tiền xử lý ảnh ................................................................................ 38 Hình 3.2: Ghép các band ảnh ........................................................................................ 39 Hình 3.3: Ghép ảnh vệ tinh ........................................................................................... 39 Hình 3.4: Cắt ảnh sơ ộ ................................................................................................. 39 Hình 3.5: Sai số nắn chỉnh RMSE 3 năm 1995, 2005, 2016 ........................................ 41 Hình 3.6: Nắn ảnh theo lớp thủy hệ .............................................................................. 42 Hình 3.7: Ảnh sau khi hiệu chỉnh hình học ................................................................... 42 Hình 3.8: Ảnh cắt theo ranh giới hành chính ................................................................ 43 Hình 3.9: Các ƣớc ác định đối tƣợng từ phép tỷ số ênh .......................................... 43 Hình 3.10: Ảnh tỷ số ..................................................................................................... 48 Hình 3.11: Vị trí lấy mẫu phân loại............................................................................... 49 Hình 3.12: Phân loại mặt nƣớc ...................................................................................... 49 Hình 3.13: Phân loại đất đô thị...................................................................................... 50 Hình 3.14: So sánh, đối chiếu kết quả phân loại ảnh với google earth ......................... 50 Hình 3.15: Bản đồ hiện trạng lớp phủ theo các thời điểm ảnh vệ tinh ......................... 52 Hình 3.16: Biểu đồ so sánh diện tích hiện trạng lớp phủ theo 3 thời điểm ảnh vệ tinh 53 Hình 3.17: Biểu đồ so sánh diện tích hiện trạng đất đô thị và v ng trũng theo 3 thời điểm ảnh vệ tinh ............................................................................................................. 53 Hình 3.18: Biểu đồ thể hiện tỷ lệ diện tích của từng loại đối tƣợng trong từng năm từ ảnh vệ tinh ...................................................................................................................... 54 xi Hình 3.19: Phân khu vực để đánh giá ết quả ............................................................... 56 Hình 3.20: Bản đồ biến động hông gian đô thị qua các giai đoạn .............................. 57 Hình 3.21: Biểu đồ tăng trƣởng diện tích hông gian đô thị qua các năm (theo tỷ lệ) . 59 Hình 3.22: Biểu đồ suy giảm diện tích mặt nƣớc v ng trũng theo 3 năm ảnh vệ tinh (theo tỷ lệ) ...................................................................................................................... 61 Hình 3.23: Biểu đồ diện tích v ng trũng của các quận huyện tại 3 thời điểm ảnh vệ tinh ........................................................................................................................................ 63 Hình 3.24: Bản đồ phân bố v ng trũng theo 3 thởi điểm ảnh ....................................... 64 Hình 3.25: Bản đồ biến động v ng trũng qua các giai đoạn ......................................... 65 Hình 3.26: Biểu đồ thể hiện tốc độ giảm diện tích v ng trũng theo từng giai đoạn của ảnh vệ tinh Landsat ........................................................................................................ 66 Hình 3.27: Minh chứng một số v ng đầm lầy bị san lấp theo thời gian ....................... 67 Hình 3.28: Mô hình số độ cao TPHCM ........................................................................ 68 Hình 3.29: Vị trí v ng trũng ị biến mất huyện Bình Chánh....................................... 70 Hình 3.30: Vị trí v ng trũng bị biến mất huyện Nhà Bè .............................................. 71 Hình 3.31: Vị trí v ng trũng ị biến mất quận 7 ........................................................... 72 Hình 3.32: Vị trí v ng trũng ị biến mất quận 9 ........................................................... 74 Hình 3.33: Nhiều phƣơng tiện giao thông ngập sâu trong nƣớc tại đƣờng Nguyễn Hữu Cảnh, quận Bình Thạnh.................................................................................................. 77 Hình 3.34: Ngập do triều cƣờng tại cƣ á Thanh Đa .................................................... 78 1 MỞ ĐẦU 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Đô thị hóa là một quá trình làm thay đổi hiện trạng lớp phủ bề mặt, đồng thời có rất nhiều tác động hác nhau đối với điều kiện thủy văn của v ng đất diễn ra đô thị hóa. Sự phát triển của các thành phố trong các vùng châu thổ làm cho nguồn nƣớc ngầm cạn kiệt. Nhƣ là hệ quả trực tiếp, đất sẽ bị lún và dễ bị ngập lụt hơn. Đô thị hóa cũng đồng nghĩa với việc rất nhiều diện tích bề mặt đƣợc bê-tông hóa. Hệ quả là nƣớc mƣa thẩm thấu xuống đất ít đi, hông thể bổ sung cho nguôn nƣớc ngầm đang cạn kiệt và chảy tràn trên bề mặt nhiều hơn, gây ra lũ lụt. Đô thị hóa nhanh chóng cũng éo theo nhu cầu san lấp các v ng trũng thấp để nâng cao cốt nền nh m để cân b ng địa hình cục bộ, nhƣng n m trong tổng thể thì lại làm mất cân b ng do đã phá vỡ các điều kiện tự nhiên, khiến cho dòng nƣớc sẽ chảy theo các hƣớng không kiểm soát đƣợc, gây ra ngập lụt cục bộ ngày càng nhiều hơn. Các v ng trũng thấp, các v ng đầm lầy, bao gồm ao hồ, kênh rạch, vũng nƣớc (sẽ gọi chung là v ng trũng đầm lầy) thể hiện hình dáng địa hình tự nhiên của một khu vực vốn là các vị trí cân b ng sinh thái, điều hòa dòng nƣớc.. Con ngƣời có khả năng thay đổi đƣợc phần nào môi trƣờng tự nhiên, nhƣng do thiếu hiểu biết sâu sắc cũng nhƣ hông nắm bắt yêu cầu tổng thể, cho nên con ngƣời dễ mắc những sai lầm tác động và phá hủy môi trƣờng tự nhiên mà con ngƣời đang tồn tại trong đó. Thành phố Hồ Chí Minh (TPHCM) là một trong những đô thị lớn của Việt Nam và là trung tâm kinh tế văn hóa lớn nhất cả nƣớc. Do đó, thành phố ngày càng có xu hƣớng tập trung dân cƣ đông đúc hơn. Dân số chính chức của thành phố đã tăng từ 3 triệu ngƣời từ năm 1975 lên đến trên 7 triệu ngƣời vào năm 2009 và đến năm 2015 là hơn 8 triệu dân (Cục thống ê TPHCM, 2015). Dân số tăng nhanh nên việc đẩy mạnh quá trình đô thị hóa nhanh chóng là điều tất yếu. Quá trình đô thị hóa của thành phố đồng nghĩa với việc mở rộng diện tích xây dựng các công trình mới trên các đồng b ng chứa lũ, hu đầm lầy và các khu vực chứa lũ hiện hữu. Bên cạnh đó, trong quá trình 2 xây dựng phải san lắp, tôn cao mặt b ng nhiều kênh rạch đã ị lấp hoặc tắc nghẽn gây ảnh hƣởng đến khả năng thoát nƣớc của địa hình và thƣờng xuyên xảy ra tình trạng ngập lụt. Ngoài ra, mặt đất đô thị liên tục đƣợc bê tông hoá, diện tích đất nông nghiệp đƣợc chuyển đổi mục đích sử dụng thành đất phi nông nghiệp, nên nƣớc không thấm đƣợc xuống tầng đất sâu và tầng nƣớc ngầm làm giảm khả năng điều tiết nƣớc, gây áp lực lên hệ thống sông rạch. Dƣới sức ép của quá trình đô thị hoá, nhiều kênh rạch đã ị lấp đi để có đất xây dựng các hu dân cƣ mà hông tính đến việc tạo ra sông rạch, hồ chứa nƣớc mới khi xây dựng các hu đô thị mới. TPHCM đƣợc xem là thành phố của sông ngòi, kênh rạch. Xét theo điều kiện tự nhiên, đặc tính “đô thị ngập triều” của thành phố phụ thuộc chặt chẽ vào hệ thống thoát nƣớc tự nhiên của gần 7.900 km hệ thống kênh rạch ch ng chịt là hệ thống thoát nƣớc. Hƣớng thoát lũ chính của thành phố là từ Bắc – Tây Bắc – Đông Bắc xuống Nam – Đông Nam – Tây Nam. Thế nhƣng, trong 14 năm (từ 1990 đến 2004), khoảng 47 kênh rạch lớn nhỏ với tổng diện tích hơn 16 ha đã ị san lấp hoàn toàn trên tổng số gần 700 tuyến sông, kênh rạch, với nhiều tuyến là đƣờng thoát nƣớc quan trọng. Tính đến tháng 10/2015, Công ty thoát nƣớc đô thị TPHCM cho biết có đến 54 tuyến bị san lấp, lấn chiếm trong số 110 tuyến sông rạch thoát nƣớc do đơn vị này quản lý. Đây chỉ là các con số thống kê, trên thực tế thì không ai kiểm soát đƣợc là bao nhiêu. Vì vậy việc theo dõi, đánh giá iến động các v ng trũng qua các năm là rất hữu ích cho các nhà quy hoạch và quản lý để vạch ra chiến lƣợc phát triển đô thị thích hợp trong tƣơng lai. Và trong thực tế đã có nhiều phƣơng pháp đi thực tế, khảo sát đo đạc và vẽ lại bản đồ… Tuy nhiên, những phƣơng pháp này đòi hỏi nhiều thời gian công sức, chi phí nhƣng lại thiếu tính chính xác gây ra lãng phí nên tính khả thi lại không cao. Kỷ nguyên sử dụng viễn thám trong quan sát và nghiên cứu trái đất từ không gian bắt đầu từ năm 1972 với việc phóng vệ tinh Landsat 1. Tới nay, với hơn 30 năm phát triển, viễn thám đã trở thành một công cụ hiện đại, vừa mang tính phụ trợ, vừa mang tính cạnh tranh trong các công nghệ quan sát Trái Đất. Khả năng cơ sở của viễn thám là cung cấp thông tin hiện trạng lớp phủ bề mặt với ƣu điểm là giúp con ngƣời không 3 cần đi đến tận nơi nhƣng cũng có thể nhận biết mọi biến đổi của bề mặt theo không gian và thời gian, cũng nhƣ giảm tải đƣợc nhiều công sức cho công tác điều vẽ hiện trƣờng. Do vậy việc “Đánh giá hiện trạng và diễn biến lớp phủ bề mặt tại thành phố hồ chí minh trong quá trình đô thị hóa” là điều cần thiết và phù hợp với điều kiện hiện nay. 2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Thành lập ản đồ phân ố và iến động các v ng trũng, đầm lầy của hu vực phía bắc TPHCM trên cơ sở phân tích ử lý ảnh viễn thám và tích hợp GIS. Đồng thời, em ét sự tƣơng quan giữa lớp phủ ề mặt và sự phát triển của đô thị qua từng giai đoạn, từ đó ác định nguyên nhân gây ngập và đề uất giải pháp nh m giảm nh , hỗ trợ cho công tác quản lý ngập đô thị trong giai đoạn hiện nay. 3. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU a. Đối tƣợng nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu của đề tài là mặt nƣớc gồm các v ng trũng thấp, đầm lầy bao gồm ao hồ, kênh rạch nhỏ, vũng nƣớc (sẽ gọi chung là v ng trũng đầm lầy) – một dạng lớp phủ bề mặt đặc trƣng ởi lớp nƣớc trên hu vực nghiên cứu, là nơi thoát nƣớc tự nhiên của thành phố, giúp cân ng sinh thái và điều hòa dòng chảy. Tuy nhiên, do nhu cầu phát triển đô thị, nhiều ênh rạch đã ị san lấp làm phá vỡ các điều iện tự nhiên, thay đổi hƣớng dòng chảy gây ra ngập lụt cục ộ trên địa àn toàn thành phố. Sông kênh chính thuộc lớp thủy hệ không tính vào mặt nƣớc. b. Phạm vi nghiên cứu  Giới hạn nghiên cứu: Ngập lụt là hiện tƣợng mặt đất ị ngập nƣớc do ảnh hƣởng của nhiều nguyên nhân nhƣ mƣa lớn, lũ, triều cƣờng, nƣớc iển dâng. Ngoài những nguyên nhân về tự nhiên thì trong giai đoạn công nghiệp hóa, hiện đại hóa nhƣ hiện nay còn há nhiều nguyên dân hác dẫn đến ngập úng nhƣ thuật công trình hay tổ chức, quản lý nguồn lực…Tuy nhiên, do giới hạn của thời gian làm luận văn, đề tài chỉ tập trung nghiên cứu sự iến động 4 của các v ng trũng đầm lầy trong cấu trúc lớp phủ bề mặt dƣới tác động của đô thị hóa – đây cũng chính là một trong những nguyên nhân chính dẫn đến vấn đề ngập lụt tại TPHCM.  Khu vực nghiên cứu: là hu vực phía Bắc TPHCM (không bao gồm Cần Giờ), là đô thị lớn nhất nƣớc và có quá trình đô thị hóa mạnh mẽ diễn ra trong nhiều năm qua. Từ sau thời kỳ giải phóng năm 1975, thành phố Sài Gòn – Gia Định trở thành TPHCM là một thành phố lớn nhất của cả nƣớc với tổng diện tích tự nhiên 1295,50 km2 bao gồm vùng nội đô Sài Gòn – Chợ Lớn với v ng ven đô và ngoại thành thuộc tỉnh Gia Định trƣớc đây. Từ 11 quận nội thành đƣợc điều chỉnh lại còn 8 quận, lập ra 4 quận mới ven đô gồm Gò Vấp, Phú Nhuận, Bình Thạnh và Tân Bình. Tổng diện tích 2 khu vực này chỉ chiếm 142,70 km2. Khu vực ngoại thành gồm 5 huyện Thủ Đức, Hóc Môn, Củ Chi, Bình Chánh và Nhà Bè, chiếm diện tích 1152,80 km2 [6]. Năm 1978, thành phố tiếp nhận thêm 2 huyện Duyên hải thuộc tỉnh Đồng Nai, nay là huyện Cần Giờ, mở rộng thêm diện tích 714 km2 và có bờ biển dài 15km. TPHCM có nhiều đợt điều chỉnh đơn vị hành chính cấp cơ sở vào năm 1979 và 1989, cho đến năm 1997, sau đợt điều chỉnh tháng 4, toàn thành phố có 12 quận nội thành, 5 quận mới, 5 huyện [6]. Năm 2004 lại có một đợt điều chỉnh tách đôi quận Tân Bình thành 2 quận và lập mới 1 quận tách từ huyện Bình Chánh. Nhƣ vậy tổng cộng hiện nay TPHCM có 13 quận nội thành, 6 quận mới và 5 huyện ngoại thành. Việc điều chỉnh các đơn vị hành chánh và thành lập mới các quận theo từng thời kỳ là điều minh chứng cho tiến trình đô thị hóa đang diễn ra hàng ngày với tốc độ cao tại TPHCM (Bảng 1) 5 Bảng : Phân khu hành chánh ở TPHCM (khu vực nghiên cứu không tính huyện Cần Giờ) Khu vực Không gian Tên quận / huyện Trƣớc 1997 Đô thị 8 quận nội thành 1, 3, 4, 5, 6, 10, 11, Phú Nhuận Sau 1997 Đô thị 13 quận nội thành hiện hữu và 6 quận nội thành mới 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, Phú Nhuận, Tân Bình, Gò Vấp, Bình Thạnh, Tân Phú, Thủ Đức, Bình Tân Nông thôn 5 huyện ngoại thành Bình Chánh, Củ Chi, Hóc Môn, Nhà Bè, Cần Giờ  Thời gian nghiên cứu: Để em ét sự tƣơng quan giữa iến động ề mặt địa hình và mức độ đô thị hóa, đề tài thực hiện hảo sát trong vòng 21 năm từ năm 1995 – 2016. 4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Để đạt mục tiêu nghiên cứu, đề tài thực hiện các nội dung chính nhƣ sau: (1) Tổng quan, phân tích và đánh giá thực trạng ngập lụt trên địa àn TPHCM. (2) Phân tích quá trình đô thị hóa khu vực phía bắc TPHCM trong giai đoạn 19952016 từ phƣơng pháp phân loại lớp phủ bề mặt (3) Đánh giá hiện trạng phân bố các v ng trũng đầm lầy trong giai đoạn nghiên cứu từ phép xử lý ảnh kết hợp các chỉ số kinh nghiệm, với việc khảo sát sự phát triển theo không gian và thời gian kết hợp định lƣợng giá trị (4) Phân tích iến động lớp phủ bề mặt thông qua sự hiện hữu và iến mất của các v ng trũng, đầm lầy và em ét tác động đến vấn đề ngập lụt trên địa bàn TPHCM 6 (5) Đề uất các iện pháp giảm thiểu nh m hỗ trợ công tác quản lý môi trƣờng và đô thị tại TPHCM. 5. PHƢƠNG PHÁP THỰC HIỆN Muốn ứng dụng GIS trong các công tác quản lý, quy hoạch....con ngƣời cần cung cấp cho hệ thống nguồn thông tin dữ liệu đầu vào. Để đáp ứng điều này, viễn thám là một trong những công nghệ thu thập dữ liệu há quan trọng và hiệu quả. Hệ thống cho phép đo đạc và cung cấp thông tin của các đối tƣợng trên ề mặt đất tạo điều iện cho việc cập nhật và ây dựng cơ sở dữ liệu GIS. Tƣơng tự hái niệm về GIS, viễn thám có rất nhiều định nghĩa t y theo quan niệm của nhiều tác giả hác nhau. Tuy nhiên, có thể định nghĩa viễn thám nhƣ một hoa học nghiên cứu về các phƣơng pháp thu thập, đo đạc và phân tích thông tin của vật thể quan sát mà hông cần tiếp úc trực tiếp với chúng. Do các tính chất của vật thể có thể đƣợc ác định thông qua năng lƣợng ức ạ hay phản ạ từ vật thể nên viễn thám còn là một công nghệ nh m ác định và nhận iết đối tƣợng hoặc các điều iện môi trƣờng thông qua những đặc trƣng riêng về sự phản ạ. Sóng điện từ đƣợc phản ạ hoặc ức ạ từ vật thể là nguồn cung cấp thông tin chủ yếu về đặc tính đối tƣợng. Nguồn năng lƣợng chính thƣờng sử dụng trong viễn thám là ức ạ mặt trời. Thông tin về năng lƣợng phản ạ của vật thể đƣợc ghi nhận ởi ảnh viễn thám, sau đó đƣợc giải đoán trực tiếp dựa trên inh nghiệm của chuyên gia. Các dữ liệu và thông tin liên quan sẽ đƣợc ứng dụng vào nhiều lĩnh vực nhƣ: nông lâm nghiệp, địa chất, hí tƣợng, môi trƣờng... Trên cơ sở các nguồn tƣ liệu, các phƣơng pháp chính sau đây đƣợc sử dụng trong nghiên cứu:  Phương pháp tổng quan và thu thập dữ liệu Phƣơng pháp này d ng để tổng hợp các thông tin, tài liệu có liên quan đến vấn đề nghiên cứu trong đề tài nhƣ: - Thông tin về tình trạng ngập lụt và mức độ đô thị hóa qua các năm trên địa àn TPHCM.