ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC XÃ HỘI VÀ NHÂN VĂN ----------------------------------------------------- ĐINH TRẦN ANH THƯ ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỘNG LỚP PHỦ MẶT ĐẤT ĐẾN TÌNH TRẠNG NGẬP TẠI CÁC QUẬN NỘI THÀNH THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Quản lý Tài nguyên và Môi trường Thành phố Hồ Chí Minh – năm 2018 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC XÃ HỘI VÀ NHÂN VĂN ----------------------------------------------------- ĐINH TRẦN ANH THƯ ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN ĐỘNG LỚP PHỦ MẶT ĐẤT ĐẾN TÌNH TRẠNG NGẬP TẠI CÁC QUẬN NỘI THÀNH THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Luận văn Thạc sĩ chuyên ngành: Quản lý Tài nguyên và Môi trường Mã số: ……………………………….. Người hướng dẫn khoa học: TS. PHẠM THỊ MAI THY Thành phố Hồ Chí Minh – năm 2018 Luận văn Thạc sĩ HVCH. Đinh Trần Anh Thư LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, ngoại trừ các tài liệu tham khảo từ các công trình khác như đã ghi rõ trong luận văn, các công việc được trình bày trong luận văn này là do chính tôi thực hiện và được sự hướng dẫn của TS. Phạm Thị Mai Thy. Một phần nội dung nghiên cứu của đề tài này đã được công bố trong Hội nghị Khoa học và Công nghệ lần thứ 15 tổ chức tại trường Đại học Bách Khoa TP.HCM. Cam đoan hỗ trợ nghiên cứu khoa học cho các nghiên cứu liên quan đến đề tài theo hướng tiếp cận của luận văn. Liên hệ qua e-mail: [email protected] , số điện thoại liên lạc: 079 8211 900 Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2018 Tác giả luận văn Đinh Trần Anh Thư Luận văn Thạc sĩ HVCH. Đinh Trần Anh Thư LỜI CÁM ƠN Tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn đến TS. Phạm Thị Mai Thy đã tận tình chỉ dẫn và hỗ trợ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Xin gửi lòng biết ơn đến gia đình đã tạo mọi điều kiện tốt nhất, hỗ trợ tôi về mặt tinh thần trong suốt quá trình làm luận văn. Xin gửi lời cám ơn đến thầy Phạm Bách Việt, Phan Quốc Trần Kha, Nguyễn Duy Khang, Đặng Diễm Hương và các đồng nghiệp tại Trung tâm Ứng dụng Công nghệ Vũ trụ thành phố Hồ Chí Minh – Trung tâm Vũ trụ Việt Nam đã hỗ trợ tôi trong công việc để tôi có thêm điều kiện thuận lợi hoàn thành luận văn. Cuối cùng, tôi xin gửi lời cám ơn tới cô Châu Thị Thu Thủy, cô Hà Minh Phúc cùng quý Thầy Cô trong khoa Địa lý, trường Đại học Khoa học Xã hội và Nhân văn TP.HCM – ĐHQG TP.HCM đã tận tình giúp đỡ và hỗ trợ tôi trong suốt quá trình học tập tại trường. Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 07 năm 2018 Tác giả luận văn Đinh Trần Anh Thư Luận văn Thạc sĩ HVCH. Đinh Trần Anh Thư TÓM TẮT KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thay đổi lớp phủ mặt đất là tiến trình tất yếu xảy ra đối với sự hình thành và phát triển của một địa phương, đặc biệt là trung tâm kinh tế của cả nước như thành phố Hồ Chí Minh. Tuy nhiên, sự biến đổi này đã tạo nên nhiều vấn đề về môi trường và một trong những vấn đề cấp thiết nhất hiện nay đó là tình trạng ngập nước trên địa bàn thành phố. Ở khía cạnh khác, trong lĩnh vực quy hoạch và phát triển đô thị, viễn thám và GIS được xem là các phương tiện giúp cho việc đánh giá sự thay đổi lớp phủ mặt đất với các yếu tố môi trường khác. Vì thế, nghiên cứu này hướng đến mục tiêu đánh giá sự biến động lớp phủ mặt đất và phân tích, đánh giá mối quan hệ giữa biến động lớp phủ mặt đất, yếu tố địa hình với khu vực ngập nước. Trên cơ sở các kết quả phân tích tương quan giữa lớp phủ mặt đất với số lượng điểm ngập qua mô hình hồi quy ở các thời điểm năm 2003, 2017 trên phạm vi 19 quận và tác động của sự thay đổi lớp phủ mặt đất đến tình trạng ngập trên vùng mẫu theo ranh giới lưu vực ở các năm 2003, 2009, 2017 đã đề ra một số giải pháp nhằm giảm thiểu tác động của biến động lớp phủ đến tình trạng ngập tại khu vực nghiên cứu nói riêng cũng như thành phố Hồ Chí Minh nói chung. Kết quả nghiên cứu cho thấy giữa các đối tượng lớp phủ mặt đất với số lượng điểm ngập có mối quan hệ với nhau. Sự tăng hay giảm diện tích của các lớp phủ bề mặt không thấm, đất trống, thực vật, mặt nước đều có khẳ năng dẫn đến sự gia tăng hay giảm đi số lượng điểm ngập. Thông qua kết quả này đã nói lên vai trò của các lớp phủ mặt đất đến việc phân bố các điểm ngập, góp phần hỗ trợ các nhà quy hoạch phát triển đô thị đưa ra kế hoạch phát triển đô thị cũng như đề ra các giải pháp giảm nhẹ tình trạng ngập trên địa bàn nghiên cứu nói riêng và thành phố Hồ Chí Minh nói chung. Luận văn Thạc sĩ HVCH. Đinh Trần Anh Thư ABSRACT Changing the land cover is an indispensable process for the formation and development of a locality, especially the economic center of the country, such as Ho Chi Minh City. However, this change has created many environmental problems and one of the most urgent issues today is the flooding in the city. On the other hand, in the field of urban planning and development, remote sensing and GIS are considered as means for assessing changes in ground cover with other environmental factors. Therefore, this study aims to assess the variation of ground cover and to analyze the relationship between land cover changes, terrain factors, and flooded areas. Based on the results of analysis of the correlation between ground cover and the number of inundation points through the regression model in 2003 and 2017 in 19 districts and the impact of land cover change Inundation in the basin boundary basin model in 2003, 2009, 2017 proposed a number of measures to minimize the impact of vegetation cover changes on inundation in the study area in particular and in urban areas and Ho Chi Minh City in general. The results show that between ground cover objects and the number of inundation points are related to each other. The increase or decrease of the surface area of the impermeable surface, bare soil, vegetation, water surface has the potential to increase or decrease the number of flooded sites. Through this result demonstrates the role of ground coverings in the distribution of flooding points, contributes to support for urban development planners put out plans for urban development, urban inundation mitigation in the research area in particular and Ho Chi Minh City in general. Luận văn Thạc sĩ HVCH. Đinh Trần Anh Thư MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ................................................................................................... i DANH MỤC HÌNH ...................................................................................................................ii DANH MỤC BẢNG BIỂU ....................................................................................................... iv MỞ ĐẦU .................................................................................................................................... 1 1. Đặt vấn đề ........................................................................................................................ 1 2. Câu hỏi nghiên cứu .......................................................................................................... 3 3. Mục tiêu nghiên cứu ........................................................................................................ 3 4. Nội dung nghiên cứu ....................................................................................................... 3 5. Phạm vi nghiên cứu ......................................................................................................... 4 6. Phương pháp nghiên cứu và kỹ thuật sử dụng................................................................. 4 7. Khung phân tích .............................................................................................................. 7 8. Bố cục luận văn ............................................................................................................... 8 9. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ......................................................................................... 9 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TƯ LIỆU ................................................................................... 10 1.1 Tổng quan khu vực nghiên cứu ...................................................................................... 10 1.1.1 Vị trí địa lý và điều kiện địa hình ............................................................................ 10 1.1.2 Đặc điểm phát triển đô thị ....................................................................................... 12 1.1.3 Hiện trạng ngập tại thành phố Hồ Chí Minh ........................................................... 12 1.2 Tổng quan tài liệu ........................................................................................................... 16 1.3 Cơ sở lý luận ................................................................................................................... 20 1.3.1 Biến động lớp phủ mặt đất ...................................................................................... 20 1.3.2 Ngập nước đô thị ..................................................................................................... 22 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ KỸ THUẬT SỬ DỤNG ....................... 24 2.1 Dữ liệu sử dụng .............................................................................................................. 24 2.2 Phương pháp phân tích tổng hợp .................................................................................... 25 2.3 Kỹ thuật viễn thám ......................................................................................................... 25 Luận văn Thạc sĩ HVCH. Đinh Trần Anh Thư 2.3.1 Tiền xử lý ảnh .......................................................................................................... 26 2.3.2 Phân loại lớp phủ mặt đất ........................................................................................ 27 2.3.3 Đánh giá độ chính xác ............................................................................................. 32 2.3.4 Xử lý sau phân loại .................................................................................................. 33 2.4 Kỹ thuật GIS ................................................................................................................... 34 2.4.1 Phân tích địa hình .................................................................................................... 34 2.4.2 Đánh giá biến động lớp phủ mặt đất........................................................................ 36 2.4.3 Biên tập dữ liệu........................................................................................................ 36 2.5 Phương pháp phân tích thống kê .................................................................................... 37 2.5.1 Hệ số tương quan ..................................................................................................... 37 2.5.2 Phân tích hồi quy tuyến tính đơn biến ..................................................................... 39 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ................................................. 42 3.1 Kết quả nghiên cứu ......................................................................................................... 42 3.1.1 Kết quả phân tích trên 19 quận ................................................................................ 42 3.1.2 Kết quả phân tích trên vùng mẫu theo ranh giới lưu vực ........................................ 53 3.2 Giải pháp giảm thiểu tình trạng ngập do ảnh hưởng của biến động lớp phủ mặt đất ..... 68 3.2.1 Giải pháp phi công trình .......................................................................................... 68 3.2.2 Giải pháp công trình ................................................................................................ 70 KẾT LUẬN .............................................................................................................................. 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................................ 82 PHỤ LỤC 1: DỮ LIỆU NGẬP THU THẬP ........................................................................... 92 PHỤ LỤC 2: BẢN ĐỒ VỊ TRÍ NGẬP VÀ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT ...................... 103 PHỤ LỤC 3: SỐ LIỆU THỐNG KÊ DIỆN TÍCH LỚP PHỦ MẶT ĐẤT TRÍCH XUẤT TỪ DỮ LIỆU ẢNH VỆ TINH...................................................................................................... 109 PHỤ LỤC 4: MA TRẬN BIẾN ĐỘNG LỚP PHỦ MẶT ĐẤT VÙNG MẪU THEO LƯU VỰC ....................................................................................................................................... 111 Luận văn Thạc sĩ HVCH. Đinh Trần Anh Thư DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT BMKT: Bề mặt không thấm DC: Dân cư DEM: Digital Elevation Model – Mô hình số độ cao DN: Data Number – Giá trị số ĐT: Đất trống FAO: Food and Agriculture Organization of the United Nation – Tổ chức lương thực và Nông nghiệp Liên Hiệp Quốc GIS: Geography Information System – Hệ thống thông tin Địa lý LNN: Layered Neural Networks – Phương pháp phân loại Mạng neural đa lớp MD: Minimum Distance – Phương pháp phân loại khoảng cách ngắn nhất MLC: Maximum Likelihood Classifier – Phương pháp phân loại gần đúng nhất MN: Mặt nước NBTH: Nền bê tông hóa PC: Parallelepiped Classified – Phương pháp phân loại hình hộp SLĐN: Số lượng điểm ngập TIN: Triangle Irregular Network – Mạng lưới tam giác không đều TP.HCM: Thành phố Hồ Chí Minh TTN: Tiêu thoát nước TV: Thực vật i Luận văn Thạc sĩ HVCH. Đinh Trần Anh Thư DANH MỤC HÌNH Hình 1. Ảnh hưởng của quá trình đô thị hóa đến quá trình thoát nước bề mặt .......................... 2 Hình 2. Quy trình thực hiện đề tài .............................................................................................. 6 Hình 3. Khung phân tích ............................................................................................................ 7 Hình 4. Vùng nghiên cứu 19 quận TP.HCM ............................................................................ 11 Hình 5. Phạm vi vùng mẫu theo ranh giới lưu vực................................................................... 11 Hình 6. Quy trình trích xuất thông tin hiện trạng lớp phủ mặt đất ........................................... 25 Hình 7. Quy trình phân tích địa hình ........................................................................................ 34 Hình 8. Phân tích dòng chảy theo mô hình 8 hướng ................................................................ 35 Hình 9. Mô hình xác định dòng chảy tích lũy .......................................................................... 35 Hình 10. Hiện trạng lớp phủ mặt đất và vị trí ngập 19 quận năm 2003, 2017 ......................... 43 Hình 11. Tỷ lệ diện tích lớp phủ bề mặt không thấm và vị trí ngập năm 2003, 2017 .............. 45 Hình 12. Các dự án chống ngập TP.HCM đã thực hiện ........................................................... 48 Hình 13. Vị trí các điểm ngập dùng cho phân tích tương quan và hồi quy .............................. 49 Hình 14. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa tỷ lệ diện tích lớp phủ bề mặt không thấm và số lượng điểm ngập. ...................................................................................................................... 52 Hình 15. Đồ thị biểu diễn mối quan hệ giữa tỷ lệ diện tích lớp phủ bề thực vật và số lượng điểm ngập. ................................................................................................................................ 52 Hình 16. Địa hình và dòng chảy tích lũy khu vực nghiên cứu ................................................. 54 Hình 17. Tỉ lệ các loại lớp phủ mặt đất năm 2003, 2009 và 2017 ............................................ 56 Hình 18. Hiện trạng lớp phủ mặt đất các thời điểm năm 2003, 2009 và 2017 ......................... 57 Hình 19. Diến biến bề mặt không thấm và bề mặt tiêu thoát nước .......................................... 58 Hình 20. Biến động lớp phủ mặt đất các giai đoạn: 2003 - 2009 và 2003 -2017 ................... 59 Hình 21. Lớp phủ mặt đất và vị trí ngập các thời điểm năm 2003, 2009 và 2017 ................... 63 Hình 22. Số vị trí ngập và diện tích lớp phủ dân cư qua các năm 2003, 2009 và 2017 ........... 66 Hình 23. Số vị trí ngập và diện tích lớp phủ đất trống qua các năm 2003, 2009 và 2017........ 66 Hình 24. Số vị trí ngập và diện tích lớp phủ mặt nước qua các năm 2003, 2009 và 2017 ....... 67 Hình 25. Số vị trí ngập và diện tích lớp phủ thực vật qua các năm 2003, 2009 và 2017 ......... 67 Hình 26. Số vị trí ngập và diện tích lớp phủ nền bê tông hóa năm 2003, 2009 và 2017 ......... 67 Hình 27. Hệ thống mái nhà xanh hộ gia đình ........................................................................... 71 Hình 28. Hệ thống mái nhà xanh trên tòa cao ốc ..................................................................... 71 Hình 29. Cấu tạo mái nhà xanh ................................................................................................ 72 Hình 30. Vỉa hè thấm dạng khối lát có khe hở ......................................................................... 73 Hình 31. Vật liệu thấm nước .................................................................................................... 74 ii Luận văn Thạc sĩ HVCH. Đinh Trần Anh Thư Hình 32. Cấu trúc vỉa hè thấm .................................................................................................. 74 Hình 33. Kênh rạch bị lấn chiếm, chứa rác thải tại TP.HCM .................................................. 75 iii Luận văn Thạc sĩ HVCH. Đinh Trần Anh Thư DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1. Dữ liệu vệ tinh sử dụng ............................................................................................... 24 Bảng 2. Hệ thống phân loại lớp phủ mặt đất trên toàn vùng nghiên cứu ................................. 29 Bảng 3. Hệ thống phân loại lớp phủ mặt đất trên ảnh vệ tinh phân giải cao ............................ 30 Bảng 4. Ma trận sai số đánh giá sau phân loại ......................................................................... 32 Bảng 5. Bảng phân tích biến động............................................................................................ 36 Bảng 6. Đánh giá độ chính xác kết quả phân loại lớp phủ mặt đất 19 quận TP.HCM năm 2003 .................................................................................................................................................. 42 Bảng 7. Đánh giá độ chính xác kết quả phân loại lớp phủ mặt đất 19 quận TP.HCM năm 2017 .................................................................................................................................................. 42 Bảng 8. Tỷ lệ diện tích các lớp phủ mặt đất và số điểm ngập các thời điểm năm 2003, 2017 phân theo quận ........................................................................................................................ 44 Bảng 9. Hệ số tương quan và kết quả kiểm định hệ số tương quan cho từng cặp quan hệ ..... 50 Bảng 10. Mô hình hồi quy và kết quả kiểm định mô hình hồi quy .......................................... 51 Bảng 11. Đánh giá độ chính xác kết quả phân loại vùng mẫu năm 2003................................. 55 Bảng 12. Đánh giá độ chính xác kết quả phân loại vùng mẫu năm 2009................................. 55 Bảng 13. Đánh giá độ chính xác kết quả phân loại vùng mẫu năm 2017................................. 56 Bảng 14. Diện tích lớp phủ mặt đất các năm 2003, 2009 và 2017 ........................................... 58 Bảng 15. Ma trận biến động lớp phủ mặt vùng mẫu đất giai đoạn năm 2003 - 2017 .............. 58 Bảng 16. Ma trận biến động lớp phủ mặt đất Phía Bắc vùng mẫu giai đoạn 2009-2017 ......... 60 Bảng 17. Ma trận biến động lớp phủ mặt đất Phía Nam vùng mẫu giai đoạn 2003-2009 ....... 61 Bảng 18. Ma trận biến động lớp phủ mặt đất Phía Nam vùng mẫu giai đoạn 2009-2017 ....... 62 Bảng 19. Tình trạng lớp phủ mặt đất và số lượng điểm ngập năm 2003, 2009 và 2017 .......... 64 iv Luận văn Thạc sĩ HVCH. Đinh Trần Anh Thư PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề 2. Câu hỏi nghiên cứu 3. Mục tiêu nghiên cứu 4. Nội dung nghiên cứu 5. Phạm vi nghiên cứu 6. Phương pháp nghiên cứu và kỹ thuật sử dụng 7. Khung phân tích 8. Bố cục luận văn 9. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Luận văn Thạc sĩ HVCH. Đinh Trần Anh Thư MỞ ĐẦU 1. Đặt vấn đề Trong suốt quá trình hình thành và phát triển, Thành phố Hồ Chí Minh (TP.HCM) luôn được xem là trung tâm thương mại kinh tế, văn hoá hàng đầu của Việt Nam. Sự phát triển này đã mang đến nhiều lợi ích cho người dân nói riêng cũng như toàn thành phố nói chung. Tuy nhiên, theo đó là những hệ luỵ tất yếu về môi trường gây ảnh hưởng không ít đến chất lượng cuộc sống của người dân, nhất là trước tình hình biến động phức tạp của khí hậu hiện nay. Một trong số đó, tình trạng ngập nước hay còn gọi là ngập lụt đô thị đang là vấn đề cấp thiết gây nhiều bức xúc cho người dân và là bài toán nan giải trong nhiều năm qua của chính quyền thành phố. Việc mở rộng đường giao thông, sân bê tông, nhà cửa, lối đi bộ, nhà máy, bãi đỗ… thay thế cho các khu đất trống, bãi cỏ và cây xanh hay san lấp kênh mương, ao hồ đã khiến cho sự xâm nhập của nước vào trong đất và dòng chảy của nước đổ ra sông từ kênh mương bị cản trở. Theo như báo cáo của tổ chức Khí tượng Thế giới (WMO – World Meteorological Organization) về quản lý rủi ro ngập nước đô thị cho thấy bề mặt các lớp phủ tự nhiên có khả năng tiêu thoát nước và trữ nước tốt hơn so với những bề mặt đã bị bê tông hóa. Cụ thể đối với các thảm phủ tự nhiên thì khi mưa có đến 50% lượng nước thấm vào các tầng nước nông và sâu trong đất, 40% bốc hơi và chỉ có 10% là lượng nước chảy tràn trên bề mặt. Khi diện tích bê tông tăng từ 75 – 100% thì chỉ còn khoảng 15% lượng nước thấm vào đất và có hơn 50% lượng nước chảy tràn trên bề mặt (Hình 1). Như vậy tương ứng với diện tích tăng lên của lớp phủ bề mặt không thấm là lượng nước chảy tràn bề mặt tăng theo và lượng nước thấm vào đất cũng như bốc hơi sẽ giảm đi (World Meteorological Oraganization, 2008). Hay nói cách khác khi diện tích bề mặt không thấm tăng lên thì lượng nước chảy tràn trên bề mặt và tỉ lệ các dòng chảy cũng tăng cao khi xảy ra mưa hoặc triều cường (Kent B. Barnes, Jonh M.Morgan III & Martin C. Roberge , 2002). Từ đó, góp phần dẫn đến hiện tượng ngập nước trong đô thị, không chỉ gây nhiều khó khăn cho đời sống sinh hoạt mà thậm chí còn gây ảnh hưởng đến sức khỏe và sinh mạng của con người. Có thể nói, tình trạng này đã đặt ra những thách thức vô cùng lớn tác động trực tiếp đến con người và tài sản cũng như sự ảnh hưởng sâu sắc đến tốc độ tăng trưởng kinh tế của toàn thành phố. 1 Luận văn Thạc sĩ HVCH. Đinh Trần Anh Thư (Nguồn: World Meteorological Organization, 2008) Hình 1. Ảnh hưởng của quá trình đô thị hóa đến quá trình thoát nước bề mặt Mặt khác, công nghệ viễn thám và hệ thống thông tin địa lý (GIS – Geography Information System) với ưu thế của mình đã dần chứng minh được chúng là những công cụ đắc lực, hiệu quả cho các nghiên cứu hoặc điều tra trong quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường. Riêng trong lĩnh vực quy hoạch và phát triển đô thị, viễn thám và GIS được xem là các phương tiện giúp cho việc đánh giá nhanh quá trình tăng trưởng, phát triển của đô thị, sự thay đổi lớp phủ mặt đất đô thị cũng như mối quan hệ giữa thay đổi lớp phủ mặt đất với các yếu tố môi trường khác. Do đó, nghiên cứu về sự ảnh hưởng của thay đổi lớp phủ mặt đất đến ngập nước tại các quận nội thành của TP. HCM sẽ là một nghiên cứu hữu ích hỗ trợ các nhà quy hoạch phát triển đô thị đưa ra các quyết định, kế hoạch phát triển đô thị cũng như đề ra các biện pháp giảm nhẹ tình trạng ngập tại khu vực quận nội thành nói riêng và TP. HCM nói chung. 2 Luận văn Thạc sĩ HVCH. Đinh Trần Anh Thư 2. Câu hỏi nghiên cứu Sự thay đổi lớp phủ mặt đất có ảnh hưởng đến tình trạng ngập của khu vực nội thành TP.HCM không? Nếu có thì ảnh hưởng như thế nào? 3. Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu chung Phân tích, đánh giá sự ảnh hưởng của biến động lớp phủ mặt đất đến tình trạng ngập tại các quận nội thành thuộc khu vực TP.HCM góp phần hỗ trợ các nhà quy hoạch phát triển đô thị đưa ra các quyết định, kế hoạch phát triển đô thị cũng như đề ra các biện pháp giảm nhẹ tình trạng ngập tại khu vực quận nội thành TP.HCM nói riêng và toàn TP.HCM nói chung. Mục tiêu cụ thể − Phân tích biến động lớp phủ mặt đất − Phân tích, đánh giá mối quan hệ giữa biến động lớp phủ mặt đất, yếu tố địa hình với khu vực ngập nước. 4. Nội dung nghiên cứu Để đạt được mục tiêu đặt ra, nội dung nghiên cứu của đề tài gồm 3 nội dung chính như sau: Nội dung một Nội dung này gồm các bước thực hiện chuyển đổi, xử lý và rút trích thông tin từ dữ liệu thu thập được, chủ yếu gồm ba phần: − Xử lý rút trích thông tin hiện trạng lớp phủ mặt đất cho toàn vùng nghiên cứu 19 quận và vùng mẫu theo lưu vực, phân tích các kết quả này để thấy được sự biến động của lớp phủ mặt đất. − Xây dựng mô hình số độ cao (DEM - Digital Elevation Model ) từ dữ liệu địa hình thông qua đó xác định ranh giới lưu vực vùng mẫu và dòng chảy tích lũy của vùng mẫu. − Xây dựng các bản đồ ngập cho khu vực nghiên cứu. Nội dung hai Nội dung thực hiện phân tích đánh giá các điểm chính như sau: 3 Luận văn Thạc sĩ HVCH. Đinh Trần Anh Thư − Phân tích tương quan giữa lớp phủ mặt đất và số lượng điểm ngập (SLĐN) trên toàn vùng nghiên cứu 19 quận, có những nhìn nhận ban đầu về mối quan hệ giữa lớp phủ mặt đất với tình trạng ngập. − Thực hiện phân tích chi tiết trên vùng mẫu theo lưu vực để thấy rõ hơn sự ảnh hưởng của biến động lớp phủ mặt đất đến tình trạng ngập bao gồm các phân tích về địa hình, biến động lớp phủ và ảnh hưởng của sự biến động đến tình trạng ngập. Nội dung ba Nội dung cuối cùng dựa trên kết quả phân tích từ nội dung bốn để đề ra các giải pháp phù hợp nhằm giảm thiểu tình trạng ngập tại khu vực nghiên cứu nói riêng cũng như toàn TP. HCM nói chung. 5. Phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Đề tài nghiên cứu được thực hiện dựa trên quá trình biến động lớp phủ mặt đất và tình trạng ngập tại TP. HCM tại các thời điểm trong giai đoạn từ năm 1990 – 2017. Phạm vi không gian − Phân tích tương quan và phân tích hồi quy: 19 quận thuộc khu vực TP. HCM theo ranh giới hành chính năm 2017. − Phân tích chi tiết: Vùng mẫu theo ranh giới lưu vực phân tích. Phạm vi thời gian Ba thời điểm thuộc giai đoạn năm 1990 – 2017 (năm 2003, 2009 và 2017). Giới hạn nghiên cứu Đề tài chỉ dừng lại ở việc phân tích, đánh giá ảnh hưởng của thay đổi lớp phủ mặt đất đến tình trạng ngập trên địa bàn nghiên cứu không đề cập đến các nguyên nhân khác (có rất nhiều nguyên nhân dẫn đến ngập nước đô thị) như: khả năng thoát nước của hệ thống cống thoát nước và kênh rạch; mưa, triều cường, nước biển dâng… 6. Phương pháp nghiên cứu và kỹ thuật sử dụng Để đạt được mục tiêu đã đề ra, các nội dung của đề tài được xây dựng dựa trên các phương pháp và kỹ thuật như viễn thám, GIS và phân tích, tổng hợp (Hình 2). Những phương pháp này được áp dụng theo quy trình thực hiện cụ thể của đề tài sau: 4 Luận văn Thạc sĩ HVCH. Đinh Trần Anh Thư Kỹ thuật viễn thám Áp dụng kỹ thuật viễn thám trong tiền xử lý dữ liệu vệ tinh, tách chiết thông tin lớp phủ mặt đất và đánh giá kết quả rút trích dữ liệu từ ảnh vệ tinh. Kỹ thuật GIS Trong phạm vi đề tài, kỹ thuật GIS được sử dụng với mục đích lưu trữ, chỉnh sửa dữ liệu, xây dựng mô hình số độ cao, phân tích biến động lớp phủ mặt đất và biên tập các dữ liệu. Phương pháp phân tích thống kê Phương pháp phân tích thống kê được sử dụng để đánh giá mối tương quan giữa tỷ lệ diện tích của các lớp phủ mặt đất với SLĐN thông qua hệ số tương quan và mô hình hồi quy tuyến tính đơn biến. Từ đó, có những nhìn nhận ban đầu về mối quan hệ giữa lớp phủ mặt đất với tình trạng ngập. Phương pháp phân tích, tổng hợp và so sánh Dựa trên các dữ liệu, tài liệu thu thập được tiến hành phân tích và tổng hợp các nội dung có liên quan đến nội dung nghiên cứu của đề tài như: đặc điểm vị trí địa lý, , địa hình, đặc điểm phát triển đô thị, tình trạng ngập của TP. HCM; Các công trình nghiên cứu về vấn đề biến động lớp phủ và ngập đô thị tại Việt Nam và trên Thế giới; Các phương pháp đã và đang được sử dụng; Các khái niệm, định nghĩa làm cơ sở khoa học cho đề tài thực hiện...Ngoài ra, phương pháp này còn được sử dụng để phân tích, so sánh và đánh giá các kết quả trích xuất thông tin dữ liệu để cho thấy ảnh hưởng từ sự thay đổi lớp phủ mặt đất với tình trạng ngập tại khu vực nghiên cứu. 5 Luận văn Thạc sĩ HVCH. Đinh Trần Anh Thư Hình 2. Quy trình thực hiện đề tài 6 Luận văn Thạc sĩ HVCH. Đinh Trần Anh Thư 7. Khung phân tích Đề tài thực hiện sẽ được phân tích theo hai phần chính (Hình 3) gồm: − Nhóm 1: Thực hiện phân tích tương quan hồi quy giữa tỷ lệ diện tích lớp phủ mặt đất với SLĐN làm tiền đề để tiếp tục thực hiện các phân tích chi tiết trong đánh giá sự ảnh hưởng thay đổi lớp phủ mặt đất đến tình trạng ngập.. − Nhóm 2: Phân tích chi tiết sự ảnh hưởng của biến động lớp phủ mặt đất đến tình trạng ngập trên vùng mẫu. Nhóm này thực hiện các bước phân tích chi tiết về địa hình, diễn biến lớp phủ mặt đất, xác định số lượng và vị trí của các điểm ngập. Từ ba hướng phân tích này sẽ được tổng hợp và so sánh để tiến hành bước phân tích mối quan hệ giữa việc thay đổi lớp phủ bề mặt đến tình trạng ngập: Hình 3. Khung phân tích Diễn biến lớp phủ mặt đất: Thực hiện phân tích sự thay đổi lớp phủ mặt đất dựa trên kết quả phân tích từ ảnh vệ tinh có độ phân giải cao qua các thời điểm khác nhau. Phân tích địa hình: DEM là mô hình số độ cao được sử dụng xác định hướng dòng chảy và dòng chảy tích lũy, đóng vai trò quan trọng trong việc xác định các khu vực có nguy cơ ngập và hỗ trợ thêm cho kết quả phân tích mối quan hệ giữa sự thay đổi lớp phủ mặt đất với tình trạng ngập. 7