Nghiên cứu biến đổi nhiệt độ đô thị dưới tác động của quá trình đô thị hóa bằng phương pháp viễn thám và gis, trường hợp khu vực thành phố hồ chí minh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN
------o0o------

TRẦN THỊ VÂN

NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỔI NHIỆT ĐỘ
ĐÔ THỊ DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA QUÁ
TRÌNH ĐÔ THỊ HÓA BẰNG PHƯƠNG
PHÁP VIỄN THÁM VÀ GIS, TRƯỜNG HỢP
KHU VỰC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT

Thành phố Hồ Chí Minh – Năm 2011


ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN
------o0o------

TRẦN THỊ VÂN

NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỔI NHIỆT ĐỘ
ĐÔ THỊ DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA QUÁ TRÌNH
ĐÔ THỊ HÓA BẰNG PHƯƠNG PHÁP
VIỄN THÁM VÀ GIS, TRƯỜNG HỢP
KHU VỰC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

CHUYÊN NGÀNH: SỬ DỤNG VÀ BẢO VỆ TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG
MÃ SỐ: 62.85.15.01

LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS.TS. Hoàng Thái Lan
2. PGS.TS. Lê Văn Trung

Thành phố Hồ Chí Minh – Năm 2011


ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
VIỆN MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN
------o0o------

TRẦN THỊ VÂN

NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỔI NHIỆT ĐỘ
ĐÔ THỊ DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA QUÁ
TRÌNH ĐÔ THỊ HÓA BẰNG PHƯƠNG
PHÁP VIỄN THÁM VÀ GIS, TRƯỜNG HỢP
KHU VỰC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

CHUYÊN NGÀNH: SỬ DỤNG VÀ BẢO VỆ TÀI NGUYÊN MÔI TRƯỜNG
MÃ SỐ: 62.85.15.01

LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT

PHẢN BIỆN ĐỘC LẬP:
1. TSKH. Lương Chính Kế
2. TS. Phạm Quang Vinh

Thành phố Hồ Chí Minh – Năm 2011


i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả trong luận án là trung thực và chưa từng
được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác.
Tác giả luận án

Trần Thị Vân


ii

LỜI CẢM ƠN
Tác giả chân thành bày tỏ lòng biết ơn:
- PGS.TS. Hoàng Thái Lan, PGS.TS. Lê Văn
Trung, những người đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ và tạo
điều kiện cho tôi hoàn thành luận án.
- Ban lãnh đạo Viện Môi trường và Tài nguyên thuộc
ĐHQG-HCM, đã quan tâm, động viên, đóng góp ý
kiến và tạo điều kiện thuận lợi cho nghiên cứu sinh trong suốt
thời gian làm luận án.
- Các Thầy, Cô thuộc những lớp đàn anh đi trước, đã có những
ý kiến trao đổi bổ ích và giúp đỡ nghiên cứu sinh.
- Các tổ chức tạp chí, nhà xuất bản, các thầy phản biện đã kòp
thời giúp đỡ nghiên cứu sinh trong việc đăng tải các công

trình nghiên cứu.
- Các bạn bè, đồng nghiệp đã động viên và hỗ trợ nhiệt tình để
tôi có thể hoàn thành luận án này.
Cuối cùng tôi xin cám ơn gia đình đã chia sẻ cùng tôi trong suốt
quá trình làm việc và thực hiện luận án.
Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn các tập thể, cá nhân đã
hết lòng tin tưởng và giúp đỡ nghiên cứu sinh.
Xin cảm ơn tất cả.
Trần Thò Vân


iii

TÓM TẮT

N

hiệt độ mặt đất là một định lượng quan trọng trong các
nghiên cứu về biến đổi khí hậu và là một biến cần thiết được
yêu cầu cho nhiều ứng dụng như khí hậu, thủy văn, nông
nghiệp, sinh địa hóa và các nghiên cứu biến động. Đô thị hóa làm thay đổi cảnh
quan đô thị qua việc thay thế bề mặt đất tự nhiên bằng các Mặt không thấm. Năng
lượng mặt trời đến bề mặt đất có thể được dùng để bốc hơi nước thay vì chuyển đổi
thành hiển nhiệt trên các Mặt không thấm. Điều này làm tăng đáng kể nhiệt độ bề
mặt và lớp không khí bên trên trong các khu đô thị và hình thành nên các “Ốc đảo
nhiệt đô thị”.
Luận án đã hệ thống hóa cơ sở khoa học và phương pháp luận về khả năng
ứng dụng viễn thám và GIS trong nghiên cứu phân bố nhiệt độ bề mặt và tác động
của diễn biến phát triển đô thị đến sự thay đổi nhiệt độ, góp phần minh chứng ưu
thế của công tác nghiên cứu ứng dụng công nghệ vũ trụ; Tạo cơ sở khoa học và phát

triển công nghệ viễn thám kết hợp hệ thông tin địa lý trong hỗ trợ các quan trắc khí
tượng và môi trường; Làm rõ được mối quan hệ giữa quá trình phát triển đô thị và
sự thay đổi nhiệt độ, tạo nền tảng trong các nghiên cứu về biến đổi khí hậu. Luận án
triển khai ứng dụng cho thành phố Hồ Chí Minh là một trong những thành phố của
Việt Nam có tốc độ đô thị hóa mạnh. Về thực tiễn, phương pháp này có thể ứng
dụng rộng rãi cho các khu vực đô thị tương tự. Kết quả của luận án là gợi ý giúp
cho quy hoạch phát triển đô thị bền vững khi xem xét đến các đặc trưng của môi
trường khí hậu, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu làm cho môi trường ngày
càng nóng bức như hiện nay.
Các luận điểm khoa học và thực tiễn mới được giải quyết trong luận án gồm:
(1) Đề xuất đối tượng vật lý “Mặt không thấm” để phân tích, đánh giá và làm rõ đặc
điểm địa mạo của môi trường đô thị ở thành phố Hồ Chí Minh, làm cơ sở nhận
dạng trong xử lý ảnh số về đối tượng đô thị; (2) Xây dựng quy trình xác định độ
phát xạ và nhiệt độ bề mặt đất cho các loại dữ liệu viễn thám thụ động, không phụ
thuộc vào số lượng kênh phổ hồng ngoại nhiệt và có tính đến hiệu chỉnh giá trị từ
độ phát xạ bề mặt đối tượng; (3) Nghiên cứu chi tiết và xác định hình thái “Ốc đảo
nhiệt đô thị bề mặt” ở thành phố Hồ Chí Minh là kết quả tác động của quá trình đô
thị hóa lên nhiệt độ bề mặt đô thị; (4) Xây dựng được mối tương quan giữa các yếu
tố bề mặt chỉ thị quá trình đô thị hóa và sự biến đổi nhiệt độ nhằm để hiểu rõ hơn
các nguyên nhân gây nên sự gia tăng nhiệt độ đô thị, góp phần hỗ trợ cho công tác
quản lý hiệu quả môi trường đô thị, phục vụ phát triển đô thị bền vững.


iv

ABSTRACT

L

and surface temperature is an important measurement in research on

climate change and is a necessary variable required for a wide
variety of applications such as climate, hydrology, agriculture,
biogeochemistry and change detection studies. Urbanization alter the urban landscape
through the replacement of natural land surface with impervious surface. Solar Energy to
the earth surface can be used to evaporate water instead converted into sensible heat on
the impervious surfaces. This greatly increases the surface temperature and air layer
above in urban areas, consequently forming the urban heat island.
Thesis organized systematically scientific basis and methodology on applied
ability of remote sending and GIS in the study of surface temperature distribution and the
impact of changes in urban development to temperature changes, contributing to
demonstrate the advantages of research space technology applications; created a scientific
basis and development of remote sensing technology combines geographic information
systems in support of meteorological and environmental observation; brought out the
relationship between urban development and changes in temperature, making creating a
foundation in research on climate change. Thesis realized for Ho Chi Minh City, one of
the biggest cities in Vietnam, where the urbanization is taking place in high speed. About
practice, this method can be widely applied to the cities with the similar conditions. The
results of the thesis is suggested to help the planning of sustainable urban development
while considering the characteristics of climate, particularly in the context of climate
change make the environment more like the current hot.
The findings are addressed in the thesis include: (1) Proposed physical object
"impervious surface" to analyze, evaluate and clarify the geomorphological
characteristics of the urban environment in Ho Chi Minh City, as a basis for identifying
urban objects in the digital image processing, (2) Developed a process to determine
emissivity of the land surface object and land surface temperature for different types of
passive remote sensing data, regardless of the number of infrared spectral channels and
taking into account correction value from the object surface emission, (3) Researched and
identified detailed patterns "surface urban heat island" in the Ho Chi Minh City as a
result of the impact of urbanization on urban surface temperature, (4) Developed a
relationship between the surface elements indicating urbanization process and

temperature variations in order to better understand the cause of the urban temperature
increase, contribute to the effective management of urban environment for sustainable
urban development.


v

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT............................................ ix
DANH MỤC BẢNG.................................................................................................. x
DANH MỤC HÌNH ................................................................................................. xii
MỞ ĐẦU ................................................................................................................... 1
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.

Tính cần thiết của luận án............................................................................ 1
Mục tiêu nghiên cứu.................................................................................... 3
Giới hạn và phạm vi nghiên cứu ................................................................ 4
Nhiệm vụ nghiên cứu .................................................................................. 4
Luận điểm bảo vệ ........................................................................................ 5
Tính mới của luận án .................................................................................. 5
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn..................................................................... 6

Cơ sở dữ liệu thực hiện luận án................................................................... 6
Khối lượng và cấu trúc luận án ................................................................... 8

Chương 1
TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU NHIỆT ĐỘ BỀ MẶT
VÀ ĐÔ THỊ HÓA..................................................................................................... 9
1.1. Tình hình nghiên cứu nhiệt độ bề mặt bằng ảnh vệ tinh................................... 9
1.1.1. Vấn đề nhiệt độ bề mặt .......................................................................... 9
1.1.2. Tổng quan phương pháp xác định nhiệt độ bề mặt.............................. 12
1.1.3. Tổng quan phương pháp xác định độ phát xạ...................................... 15
1.2. Tình hình nghiên cứu đô thị hóa ..................................................................... 16
1.2.1. Đô thị hóa và tăng trưởng đô thị.......................................................... 16
1.2.2. Các mô hình đô thị hóa ........................................................................ 17
1.2.3. Tình hình nghiên cứu đô thị hóa ở TPHCM ........................................ 18
1.2.4. Điều kiện địa lý và tình hình phát triển đô thị TPHCM ...................... 20
1.3. Vai trò của các yếu tố đô thị hóa trong biến đổi khí hậu đô thị...................... 25
1.3.1. Vai trò của các bề mặt đất ................................................................... 25
1.3.2. Vai trò của mặt nước............................................................................ 26
1.3.3. Vai trò của thực vật.............................................................................. 27
1.3.4. Vai trò của dân số ................................................................................ 27
1.4. Các nghiên cứu về quan hệ nhiệt độ bề mặt và các đối tượng bề mặt đô
thị từ kỹ thuật viễn thám ................................................................................ 28


vi

1.4.1. Quan hệ nhiệt độ bề mặt với Mặt không thấm ................................... 28
1.4.2. Quan hệ nhiệt độ bề mặt với chỉ số phân biệt thực vật chuẩn hóa ...... 29
1.4.3. Quan hệ nhiệt độ bề mặt với mật độ dân số......................................... 31
Chương 2

CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................. 32
2.1. Cơ sở khoa học liên quan đến nghiên cứu đô thị............................................ 32
2.1.1. MKT như là yếu tố chỉ thị đô thị và môi trường ................................. 32
2.1.2. Các đặc trưng vật lý của Mặt không thấm ........................................... 33
2.2. Cơ sở khoa học liên quan nhiệt độ bề mặt đô thị............................................ 36
2.2.1. Nhiệt độ và độ phát xạ trong năng lượng bức xạ trái đất .................... 36
2.2.2. Đảo nhiệt đô thị và biến đổi khí hậu ................................................... 40
2.3. Cơ sở viễn thám và thông tin đối tượng ........................................................ 43
2.3.1. Thông tin đối tượng từ dữ liệu viễn thám trong dải phổ phản xạ........ 44
2.3.2. Bức xạ bề mặt đối tượng trong viễn thám hồng ngoại nhiệt ............... 46
2.3.3. Các hiệu ứng đối với thông tin viễn thám .......................................... 50
2.3.4. Đánh giá biến động từ ảnh vệ tinh ....................................................... 53
2.4. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................... 55
2.4.1. Phương pháp viễn thám ....................................................................... 56
2.4.1.1. Viễn thám đa phổ nhận dạng đối tượng đô thị ....................... 56
2.4.1.2. Viễn thám đa phổ xác định độ phát xạ ................................... 57
2.4.1.3. Viễn thám nhiệt khôi phục giá trị nhiệt độ bề mặt ................. 60
2.4.1.4. Các phép hiệu chỉnh cần thiết trong tiền xử lý dữ liệu
viễn thám................................................................................. 61
2.4.1.5. Tỷ số kênh và các chỉ số thực vật ........................................... 65
2.4.1.6. Tiêu chí chọn lựa dữ liệu viễn thám ....................................... 65
2.4.2. Phương pháp GIS................................................................................. 68
2.4.3. Phương pháp thống kê ........................................................................ 69
Chương 3
BIẾN ĐỘNG ĐẤT ĐÔ THỊ VÀ NHIỆT ĐỘ TPHCM GIAI ĐOẠN
1989-2006................................................................................................................. 72
3.1. Bản đồ phân bố không gian đô thị TPHCM ................................................... 72
3.1.1. Tiền xử lý ảnh ...................................................................................... 73
3.1.2. Phân loại có kiểm định......................................................................... 75
3.1.3. Kết hợp và chiết xuất thông tin............................................................ 78

3.1.4. Đánh giá độ chính xác ........................................................................ 80
3.2. Biến động đất đô thị TPHCM trong quá trình đô thị hóa giai đoạn
1989-2006 ....................................................................................................... 81


vii

3.3.

3.4.

3.5.

3.6.

3.2.1. Theo dõi biến động không gian đô thị ................................................. 81
3.2.2. Biến động đô thị về diện tích .............................................................. 83
3.2.3. Biến động đô thị về dân số ................................................................. 85
Bản đồ phân bố nhiệt độ bề mặt đô thị TPHCM ............................................ 89
3.3.1. Quy trình xác định nhiệt độ và độ phát xạ bề mặt ............................... 89
3.3.2. Hiệu chỉnh khí quyển cho kênh nhiệt .................................................. 92
3.3.3. Tính độ phát xạ bề mặt ........................................................................ 92
3.3.4. Tính nhiệt độ bề mặt ............................................................................ 93
3.3.5. Đánh giá độ chính xác ......................................................................... 94
3.3.6. Bản đồ phân bố nhiệt độ bề mặt đô thị TPHCM ................................. 98
Biến đổi nhiệt độ bề mặt trích xuất bằng phương pháp viễn thám ............... 103
3.4.1. Xu hướng nhiệt độ bề mặt trung bình của TPHCM .......................... 104
3.4.2. Biến động nhiệt độ bề mặt trên các kiểu lớp phủ đất khác nhau ....... 107
3.4.3. Biến động nhiệt độ bề mặt trung bình của các quận đô thị hóa từ
nông thôn lên đô thị ........................................................................... 108

3.4.4. Biến động đảo nhiệt đô thị bề mặt ..................................................... 111
3.4.5. Hình thái các dạng đảo nhiệt đô thị bề mặt ....................................... 115
Biến đổi nhiệt độ không khí từ số đo trạm khí tượng mặt đất ...................... 116
3.5.1. Biến thiên nhiệt độ không khí trung bình năm ................................. 116
3.5.2. Biến thiên nhiệt độ không khí trong chu kỳ ngày đêm...................... 117
3.5.3. Đảo nhiệt đô thị trung bình năm ....................................................... 121
3.5.4. Đảo nhiệt đô thị trung bình tháng ...................................................... 122
Sự khác biệt phân bố không gian nhiệt độ không khí từ trạm khí tượng
và nhiệt độ bề mặt từ dữ liệu viễn thám........................................................ 124

Chương 4
XU HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐÔ THỊ VÀ QUAN HỆ GIỮA ĐÔ THỊ
HÓA VÀ NHIỆT ĐỘ BỀ MẶT Ở TPHCM ..................................................... 128
4.1. Xu hướng phát triển đô thị ở TPHCM .......................................................... 128
4.2. Tương quan giữa biến đổi nhiệt độ bề mặt và các yếu tố đô thị hóa ở
TPHCM ........................................................................................................ 130
4.2.1. Cơ sở chọn biến tham gia .................................................................. 130
4.2.2. Hồi quy tuyến tính đơn ...................................................................... 132
4.2.3. Hồi quy tuyến tính bội ....................................................................... 135
4.3. Phát triển đô thị bền vững trong sự cân bằng môi trường sinh thái qua
việc kiểm soát hợp lý các Mặt không thấm và hiệu ứng đảo nhiệt............... 147
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................. 150
DANH MỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ CỦA TÁC GIẢ............................... 154


viii

TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 156
PHỤ LỤC .............................................................................................................. 168
Phụ lục 1. Đặc điểm chính của vệ tinh và bộ cảm biến Landsat TM,

ETM+ và Aster............................................................................. 168
Phụ lục 2. Thông số kỹ thuật của các bộ cảm biến Landsat TM, ETM+
và Aster ........................................................................................ 168
Phụ lục 3. Dải bức xạ phổ của Landsat-5 TM đối với dữ liệu NLAPS ........ 169
Phụ lục 4. Dải bức xạ phổ của Landsat-7 ETM+ ......................................... 169
Phụ lục 5. Bảng các hệ số chuyển đổi đơn vị của dữ liệu Aster ................... 170
Phụ lục 6. Bảng giá trị độ chiếu sáng của khí quyển tầng trên từ mặt
trời trung bình, Eλ (W.m-2. μm-1).................................................. 170
Phụ lục 7. Hệ số K1 và K2 xác định cho bộ cảm biến ETM+ và Aster ......... 171
Phụ lục 8. Bảng thống kê số liệu dân số năm 1989-2006 ............................. 172
Phụ lục 9. Kết quả tính Hồi quy đơn OLS của các cặp biến Ts-IS, TsPD, Ts-ND và Ts-Wa ................................................................... 173
Phụ lục 10. Kết quả tính Hồi quy đa biến OLS khi tăng dần số biến độc
lập ................................................................................................. 177
Phụ lục 11. Kết quả tính Hồi quy đa biến WLS với các biến trọng số
khác nhau...................................................................................... 181
Phụ lục 12. Một số phương pháp tiêu biểu tính độ phát xạ và nhiệt độ.......... 186
Phụ lục 13. Một số hình ảnh thực địa vào tháng 1 năm 2007 và các điểm
quan trắc bề mặt ........................................................................... 189
CÁC TÀI LIỆU CỦA PHIÊN HỌP BẢO VỆ, ĐÁNH GIÁ LUẬN ÁN CẤP CƠ
SỞ ĐÀO TẠO


ix

DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
BRDF
CN-TTCN
IFOV
IS
GCPs

LSE
MKT
MLC
NEM
ND
NDVI
NOR
obs
OLS
PD
SST
SUHI
SWT
TES
TISI
TOA
TPHCM
Ts
UBND
UHI
WA
WLS

Mô hình hàm phân bố phản xạ hai hướng (Bi-directional
Reflection Distribution Function)
Công nghiệp – Tiểu thủ công nghiệp
Trường nhìn tức thời (Instantaneous Field of View)
Biến số phần trăm diện tích mặt không thấm
Điểm khống chế mặt đất (Ground Control Points)
Độ phát xạ bề mặt (Land surface emissivity)

Mặt không thấm
Phân loại xác suất cực đại (Maximum Likelihood Classification)
Phương pháp độ phát xạ đã chuẩn hóa (Normalized Emissivity
Method)
Biến số phần trăm lớp phủ thực vật
Chỉ số phân biệt thực vật chuẩn hóa, gọi tắt là chỉ số thực vật
(Normalised Difference Vegetation Index)
Phương pháp Chuấn hóa phát xạ (Emissivity Normalization
Method)
Lần quan trắc
Bình phương tối thiểu thường (Ordinary Least Squares)
Biến số mật độ dân số
Nhiệt độ bề mặt nước biển (Sea Surface Temperature)
Đảo nhiệt đô thị bề mặt (Surface Urban Heat Island)
Kỹ thuật cắt cửa sổ (Split Window Techniques)
Phương pháp tách độ phát xạ và nhiệt độ (Temperature and
Emissivity Separation Algorithm)
Chỉ số phổ hồng ngoại nhiệt (Thermal Infrared Spectral Indices)
Giới hạn trên của khí quyển (Top Of Atmosphere)
Thành phố Hồ Chí Minh
Biến số nhiệt độ bề mặt
Ủy ban nhân dân
Đảo nhiệt đô thị (Urban Heat Island)
Biến số phần trăm diện tích mặt nước
Bình phương tối thiểu có trọng số (Weighted Least Squares)


x

DANH MỤC BẢNG

1.

Ảnh vệ tinh được sử dụng trong luận án......................................................... 7

1.1.

Phân khu đô thị và đô thị hóa ở TPHCM...................................................... 24

2.1.

Các đặc trưng cơ bản của một số ảnh vệ tinh đối với việc quyết định
chọn lựa dữ liệu cho khu vực nghiên cứu ..................................................... 67

3.1.

Độ phân tách mẫu ảnh năm 1989, 1998, 2002 và 2006................................ 77

3.2.

Ma trận sai số độ chính xác phân loại cho ảnh các năm 1989, 1998,
2002 và 2006 ................................................................................................. 81

3.3.

Diện tích đất đô thị tại TPHCM qua các năm theo kết quả phân tích
ảnh viễn thám ................................................................................................ 83

3.4.

Mức độ tăng diện tích đất đô thị mỗi năm theo từng giai đoạn của

năm có ảnh viễn thám ................................................................................... 84

3.5.

Thống kê diện tích MKT của các quận huyện TPHCM qua các năm .......... 86

3.6.

Mức độ tăng dân số trung bình trong vòng 6 năm 2001-2006...................... 88

3.7.

Thống kê số liệu dân số năm 1989-2006 ...................................................... 88

3.8.

Số đo quan trắc và kết quả tính nhiệt độ (oC) từ các phương pháp khác
nhau .............................................................................................................. 97

3.9.

Kết quả sai số tính nhiệt độ bề mặt (TS) của các phương pháp khác
nhau ............................................................................................................... 97

3.10. Giá trị NDVI và độ phát xạ đất trống hoàn toàn và đất phủ đầy thực
vật trên ảnh vệ tinh tại 4 thời điểm (không đơn vị) ...................................... 98
3.11. Thống kê nhiệt độ bề mặt trung bình toàn TPHCM 4 năm ảnh vào các
thời điểm ảnh vệ tinh ghi nhận.................................................................... 105
3.12. Thống kê nhiệt độ bề mặt trung bình khu vực 19 quận đô thị vào các
thời điểm ảnh vệ tinh ghi nhận.................................................................... 105

3.13. Thống kê nhiệt độ bề mặt trung bình và độ chênh lệch từng
quận/huyện qua ảnh vệ tinh tại 4 thời điểm ............................................... 106


xi

3.14. Nhiệt độ bề mặt của các kiểu bề mặt đất khác nhau trên ảnh vệ tinh tại
4 thời điểm .................................................................................................. 109
3.15. Thống kê diện tích các SUHI của 2 năm 1989 và 2006 ............................. 112
3.16. Diện tích SUHI và MKT khu vực 19 quận qua 4 năm ảnh......................... 112
3.17. Nhiệt độ không khí trung bình trạm Tân Sơn Hòa qua từng giai đoạn....... 118
3.18. Số đo nhiệt độ không khí trung bình năm giai đoạn 1989-2006................. 118
3.19. Độ lệch nhiệt độ không khí trung bình giữa trạm Tân Sơn Hòa và các
trạm lân cận giai đoạn 1989-2006............................................................... 119
3.20. Nhiệt độ không khí quan trắc theo từng giờ trong chu kỳ ngày đêm
ngày 25-12-2006 ......................................................................................... 121
3.21. Nhiệt độ không khí trung bình tháng giữa 2 trạm đại diện khu đô thị
và nông thôn của giai đoạn 1989-2006 (oC) ............................................... 124
4.1.

Hiện trạng và dự kiến phân bố dân cư TP.HCM ........................................ 129

4.2.

Tập số liệu mẫu để tính tương quan và hồi quy.......................................... 131

4.3.

Các hệ số tương quan đơn giữa nhiệt độ bề mặt và các biến chỉ thị sự
đô thị hóa..................................................................................................... 134

4.4.

Các thông số thống kê hồi quy đơn của các cặp biến ................................. 134

4.5.

Các thông số thống kê hồi quy khi đưa dần vào các biến độc lập .............. 137

4.6.

Kết quả xử lý hồi quy tuyến tính bội 4 biến theo phương pháp OLS ......... 138

4.7.

Các thông số thống kê hồi quy bội theo phương pháp WLS khi chọn
các biến trọng số khác nhau ........................................................................ 141

4.8.

Kết quả xử lý hồi quy 4 biến theo phương pháp WLS ............................... 142

4.9.

Kết quả xử lý hồi quy 3 biến theo phương pháp WLS ............................... 143


xii

DANH MỤC HÌNH

1.1.

Vị trí khu vực nghiên cứu và cao độ địa hình Thành phố Hồ Chí Minh ...... 20

1.2.

Phân khu đô thị TPHCM............................................................................... 25

2.1.

Phân bố phổ năng lượng điện từ phát xạ từ vật đen ở nhiệt độ khác
nhau .............................................................................................................. 37

2.2.

Mặt cắt đứng của một UHI điển hình .......................................................... 40

2.3.

Thay đổi nhiệt độ bức xạ của các vật liệu bề mặt khác nhau trong chu
kỳ ngày đêm ................................................................................................. 41

2.4.

Các kênh được sử dụng trong viễn thám ...................................................... 44

2.5.

Phản xạ phổ của đất, nước và thực vật.......................................................... 45

2.6.

Phổ điện từ thể hiện các kênh sử dụng trong các vùng hấp thụ của khí
quyển của viễn thám quang học ................................................................... 47

2.7.

Mô hình tổng quát hóa của năng lượng đến và đi trong vòng 24 giờ .......... 52

2.8.

Các bước nghiên cứu và phương pháp thực hiện.......................................... 56

2.9.

Phân bố các kênh phổ điện từ của bộ cảm biến LANDSAT và
ASTER . ........................................................................................................ 67

3.1.

Sơ đồ chiết xuất MKT thành lập bản đồ phân bố không gian đô thị ........... 77

3.2.

Biểu đồ phân tán điểm giữa các kênh (a) red-NIR, (b) MIR/greenNIR/green...................................................................................................... 77

3.3.

Bản đồ phân bố không gian đô thị TPHCM tại thời điểm chụp qua các
năm theo kết quả phân tích ảnh viễn thám.................................................... 79

3.4.

Sơ đồ tính biến động không gian đô thị ........................................................ 82

3.5.

Biểu đồ tăng trưởng diện tích không gian đô thị giai đoạn 1989-2006 ........ 84

3.6.

Bản đồ biến động không gian đô thị ............................................................. 87

3.7.

Sơ đồ quy trình thực hiện tính toán độ phát xạ bề mặt ................................. 90

3.8.

Sơ đồ quy trình thực hiện tính toán nhiệt độ bề mặt..................................... 91

3.9.

Vị trí 10 điểm quan trắc nhiệt độ bề mặt ...................................................... 95

3.10. Ảnh AST08 ngày 25-12-2006....................................................................... 95


xiii

3.11. Ảnh phân bố NDVI và độ phát xạ bề mặt................................................... 100
3.12. Bản đồ phân bố nhiệt độ bề mặt đô thị TPHCM trên ảnh vệ tinh tại 4
thời điểm tại thời điểm chụp ....................................................................... 101
3.13. Xu hướng nhiệt độ bề mặt trung bình quận khu vực 19 quận đô thị
theo ảnh vệ tinh tại 10 thời điềm từ 1989 đến 2006 ................................... 107
3.14. Độ chênh nhiệt độ bề mặt trung bình của từng quận/huyện trong
TPHCM tính trên 2 năm ảnh vệ tinh 1989 và 2006.................................... 107
3.15. Nhiệt độ bề mặt trung bình của các kiểu bề mặt đất trên ảnh vệ tinh
tại 4 thời điểm ............................................................................................. 109
3.16. Xu hướng nhiệt độ bề mặt trung bình của các kiểu bề mặt đất khác
nhau trên ảnh vệ tinh tại 4 thời điểm .......................................................... 110
3.17. Biểu đồ diễn biến tương quan tăng nhiệt độ bề mặt và tăng diện tích
MKT trung bình các quận/huyện trong vòng 18 năm (1989-2006)............ 110
3.18. Vị trí các SUHI điển hình trên khu vực TPHCM ....................................... 113
3.19. Quan hệ giữa diện tích SUHI và MKT khu vực 19 quận qua 4 năm
ảnh ............................................................................................................... 113
3.20. Mặt cắt nhiệt độ bề mặt trên các bề mặt đất khác nhau đi qua các
quận/huyện trên ảnh vệ tinh năm 2006 ....................................................... 114
3.21. Sơ đồ vị trí trạm khí tượng xung quanh TPHCM ....................................... 116
3.22. Xu hướng nhiệt độ không khí trung bình năm ở TPHCM giai đoạn
1989-2006 ghi nhận theo trạm khí tượng Tân Sơn Hòa ............................. 119
3.23. Nhiệt độ không khí trung bình năm các trạm giai đoạn 1989-2006 ........... 120
3.24. Nhiệt độ không khí ngày đêm các trạm ngày 25-12-2006.......................... 120
3.25. Nhiệt độ không khí trung bình năm và nhiệt độ cực trị giữa 2 trạm
Tân Sơn Hòa và Sở Sao giai đoạn 1989-2006 ............................................ 123
3.26. Chênh lệch nhiệt độ không khí trung bình năm của 2 trạm đại diện
khu đô thị và nông thôn giai đoạn 1989-2006 ............................................ 123
3.27. Chênh lệch nhiệt độ không khí trung bình tháng của 2 trạm Tân Sơn
Hòa và Sở Sao giai đoạn 1989-2006........................................................... 124

xiv

3.28. Chênh lệch nhiệt độ không khí và bề mặt theo thời gian trong ngày
quan trắc 07-04-2007 .................................................................................. 127
3.29. Nội suy không gian nhiệt độ không khí đo vào lúc 10g ngày 25-122006............................................................................................................. 127
3.30. Nhiệt độ bề mặt trích xuất từ ảnh vệ tinh Aster chụp lúc 10g ngày 2512-2006 ....................................................................................................... 127
4.1.

Đồ thị điểm và hình dạng tương quan tuyến tính giữa biến Ts và các
biến IS, ND, WA, PD................................................................................. 133


MỞ ĐẦU

1. Tính cần thiết của luận án
2. Mục tiêu nghiên cứu
3. Giới hạn và phạm vi nghiên cứu
4. Nhiệm vụ nghiên cứu
5. Luận điểm bảo vệ
6. Tính mới của luận án
7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
8. Cơ sở dữ liệu thực hiện luận án

9. Khối lượng và cấu trúc luận án


-1-

MỞ ĐẦU

1.

Tính cần thiết của luận án
Dân số thế giới hiện nay đã vượt hơn 6 tỷ người và dự báo rằng đến năm

2043 sẽ tăng đến 9 tỷ người [135]. Với số người đông đúc như vậy sẽ khiến bề mặt
Trái Đất thay đổi ở mức độ nhanh chóng. Rừng sẽ bị xóa bỏ để cung cấp đất trang
trại cho con người và hoang mạc sẽ mở rộng khi con người phá hủy cảnh quan để
tìm kiếm thức ăn và để tồn tại. Các thay đổi này làm cho bề mặt Trái Đất nổi lên
nhiều vấn đề về việc con người đang làm thay đổi các kiểu khí hậu toàn cầu. Một
trong các bề mặt bị thay đổi nhiều nhất trên hành tinh là những nơi mà con người
tập hợp lại và xây dựng các thành phố cho họ. Đô thị hóa đã dẫn đến sự mở rộng
không gian đô thị theo nhu cầu phát triển về nhà ở cũng như các khu vực phục vụ
cuộc sống như khu công nghiệp, khu thương mại, giải trí…. Đô thị phát triển dẫn
theo sự xuất hiện ngày càng nhiều các bề mặt không thấm (MKT), đó là một kiểu
lớp phủ đặc trưng cho môi trường đô thị và được sử dụng như là yếu tố chỉ thị phát
hiện đô thị. Đô thị hóa làm thay đổi các đặc tính nhiệt của đất, quỹ năng lượng ở bề
mặt Trái Đất, thay đổi các tính chất tuần hoàn của khí quyển xung quanh, tạo ra một
lượng lớn nhiệt thải từ các hoạt động nhân sinh và dẫn đến một loạt các thay đổi
trong hệ thống môi trường đô thị. Các tác động của đô thị hóa lên môi trường nhiệt
là tạo ra hiệu ứng “ốc đảo nhiệt đô thị” (UHI) (sau này gọi tắt là “Đảo nhiệt đô
thị”). Hiệu ứng này hầu hết bắt nguồn gần bề mặt Trái Đất và trước hết gây nên các
dị thường nhiệt độ bề mặt. Các dị thường nhiệt độ bề mặt đất này sẽ lan truyền lên
trên vào trong khí quyển [85], [87]. Vì vậy, nhiệt độ bề mặt là tham số quan trọng
trong việc đặc trưng hóa sự trao đổi năng lượng giữa bề mặt đất và khí quyển. Đồng
thời, nhiệt độ bề mặt đất là một biến quan trọng được sử dụng cho nhiều ứng dụng
như khí hậu, thủy văn, nông nghiệp, sinh địa hóa và các nghiên cứu biến động. Nó
được duy trì bởi thành phần đến của bức xạ Mặt Trời và bức xạ sóng dài, thành
phần đi của bức xạ hồng ngoại từ mặt đất, thông lượng nhiệt hiện và nhiệt ẩn và
thông lượng nhiệt đi vào mặt đất. Đồng thời, nhiệt độ bề mặt cũng là yếu tố chỉ thị

tốt của cân bằng năng lượng ở bề mặt Trái Đất. Cân bằng bức xạ này phụ thuộc vào


-2-

các đặc trưng truyền dẫn trong dải hồng ngoại của hơi nước, mây, các phần tử khác,
ví dụ các khí nhà kính như CO2… Nồng độ của các khí này đang tăng lên và đóng
góp vào việc thay đổi khí hậu. Từ đó, yêu cầu quan trắc nhiệt độ bề mặt ở quy mô
toàn cầu và cấp vùng là không thể thiếu được để nghiên cứu đặc trưng của biến đổi
khí hậu.
Cho đến nay, các nghiên cứu ở Việt Nam chỉ dựa vào những dữ liệu quan
trắc thời tiết tại các trạm khí tượng riêng biệt. Trung bình mỗi tỉnh thành chỉ có từ 1
đến vài ba trạm, từ đó nội suy từ các vùng lân cận. Số liệu đo từ nguồn này có thuận
lợi là độ phân giải thời gian cao (đo hàng ngày và đo nhiều đợt trong ngày) và dữ
liệu được ghi chép trong thời gian dài, nhưng độ phân giải không gian thì thô do số
điểm đo ít và thưa thớt, không thể cung cấp khả năng dữ liệu chi tiết để có thể nhận
dạng các khu vực tăng cường nhiệt bề mặt giữa các trạm quan sát trong một khu
vực đô thị. Vì vậy, chúng không đảm bảo tính chính xác cho toàn vùng. Trong khi
đó, mặc dù độ phân giải thời gian thấp và ghi chép lịch sử ngắn hơn, dữ liệu viễn
thám có khả năng cung cấp các phương tiện để thu được các quan sát đồng nhất và
thường xuyên về phản xạ và phát xạ của bức xạ từ mặt đất ở tỷ lệ từ vĩ mô đến vi
mô với độ phân giải không gian từ thấp đến cao. Ngoài ra, viễn thám nhiệt có khả
năng thực hiện phân tích chi tiết sự thay đổi nhiệt độ bề mặt cho một vùng mà
không bị hạn chế bởi số điểm đo như trạm khí tượng. Phương pháp vễn thám dựa
trên năng lượng sẽ là lý tưởng khi kết hợp với số liệu quan trắc thời tiết tại các trạm
khí tượng để thiết lập mối liên kết giữa nhiệt độ bề mặt và sự thay đổi hiện trạng bề
mặt đất. Bên cạnh đó sự hình thành đảo nhiệt trên các bề mặt đô thị (SUHI) cũng sẽ
được phát hiện và có khả năng định lượng tốt hơn.
Thành phố Hồ Chí Minh (TPHCM) là một trung tâm chính trị, kinh tế, văn
hóa, khoa học kỹ thuật, giao thông và du lịch của cả nước. Trước năm 1945,

TPHCM chỉ có khoảng 400.000 dân cư sinh sống. Khoảng 2 thập kỷ gần đây
TPHCM đã trở thành trung tâm công nghiệp lớn. Theo thống kê năm 2006 của Cục
Thống kê TPHCM, dân số thành phố là 6.424.519 người, chưa kể dân vãng lai
khoảng hơn 1,5 triệu người. Đây là thành phố có số dân đông nhất Việt Nam. Sự gia


-3-

tăng dân số và phát triển kinh tế - xã hội dẫn đến giao thông tăng nhanh, diện tích
nhà ở mở rộng ra ngoại thành nhiều hơn so với trước đây, đồng thời các nhà cao
tầng cũng được xây dựng nhiều hơn. Mật độ xây dựng càng cao, nhiệt độ bức xạ bề
mặt càng cao. Trong khi đó, diện tích cây xanh của thành phố bị thu hẹp dần. Sự
cân bằng tự nhiên đang bị phá vỡ, tác động mạnh mẽ đến sự biến đổi vi khí hậu, do
sự tăng lên của nhiệt độ đô thị so với các vùng phụ cận, hình thành nên “đảo nhiệt
đô thị”, khiến thành phố đang biến thành “quả cầu lửa” nung nóng người dân. Bên
cạnh đó, TPHCM chỉ có một trạm khí tượng duy nhất là trạm Tân Sơn Hòa. Số đo
quan trắc tại đây không phản ánh hết tình hình thay đổi nhiệt độ trên toàn khu vực.
Các ảnh viễn thám thường sử dụng trong khí tượng và khí hậu hầu hết có
kênh nhiệt với độ phân giải thấp khoảng 1km, thường được sử dụng cho các nghiên
cứu ở mức vĩ mô: một quốc gia hay toàn cầu. Các dòng ảnh viễn thám của vệ tinh
tài nguyên có kênh nhiệt với độ phân giải cao hơn sẽ cho khả năng quan sát giá trị
nhiệt độ mặt đất chi tiết theo từng pixel. Tập hợp các điểm giá trị nhiệt độ này sẽ
cho ta một bức tranh toàn cảnh về sự phân bố nhiệt độ ở mức độ chi tiết hơn, phù
hợp quy mô vi khí hậu. Do đó nghiên cứu khả năng kênh nhiệt của các ảnh vệ tinh
tài nguyên để giám sát nhiệt độ mặt đất sẽ thích hợp cho các ứng dụng ở mức độ đô
thị. Tuy nhiên, việc áp dụng chúng vào những hoàn cảnh cụ thể rất cần thiết được
nghiên cứu để tìm ra những cách tiếp cận hợp lý cũng như đánh giá khả năng của
chúng một cách đúng đắn.
Với các lý do trên, việc nghiên cứu sự thay đổi nhiệt độ bề mặt đô thị dưới
tác động của quá trình đô thị hóa bằng phương pháp viễn thám với sự hỗ trợ của hệ

thông tin địa lý (GIS) mang tính cấp thiết cao và đề tài đã đặt ra cách tiếp cận áp
dụng vào trường hợp cụ thể cho khu vực đô thị TPHCM.
2.

Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu biến đổi nhiệt độ bề mặt đô thị trên cơ sở ứng dụng viễn thám và

GIS, qua đó phân tích và thiết lập mối tương quan giữa sự thay đổi nhiệt độ và quá
trình đô thị hóa cho khu vực TPHCM, góp phần phục vụ quy hoạch phát triển đô thị
bền vững.


-4-

3.

Giới hạn phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu này được giới hạn trong phạm vi sau đây:
-

Đối tượng nghiên cứu: là nhiệt độ bề mặt đối tượng trích xuất từ ảnh vệ tinh

tài nguyên có kênh nhiệt với độ phân giải trung bình từ 60m đến 120m. Vấn đề về
đô thị được đề cập đến nhằm làm rõ ảnh hưởng của quá trình đô thị hóa đến biến
đổi nhiệt độ thể hiện qua sự hình thành các “đảo nhiệt đô thị”.
-

Không gian nghiên cứu: khu vực nghiên cứu là thành phố Hồ Chí Minh và

khu vực nội thành, nơi đây có đặc điểm địa hình và cảnh quan phong phú, bên cạnh

sự phát triển đô thị tăng tốc trong vài thập kỷ gần đây khiến cho trường nhiệt độ tại
đây rất đa dạng, có sự khác biệt rõ rệt giữa khu vực nội thành và vùng ven. Do đó,
đây sẽ là khu vực thích hợp cho nghiên cứu vấn đề nhiệt độ.
-

Thời gian nghiên cứu: chỉ giới hạn trong giai đoạn 1989-2006 do yêu cầu

tính đầy đủ của dữ liệu để minh chứng cho các giải pháp đề xuất. Ngoài ra, mối
quan hệ giữa biến động nhiệt độ và quá trình đô thị hóa chỉ được xem xét ở góc độ
của các yếu tố tác động về mặt tự nhiên có khả năng trích xuất trực tiếp từ tư liệu
viễn thám, không xét đến các yếu tố tác động về mặt kinh tế - xã hội.
4.

Nhiệm vụ nghiên cứu
-

Tổng quan về tình hình phát triển, khả năng ứng dụng viễn thám và GIS
trong nghiên cứu đô thị, khí hậu / khí tượng; các phương pháp chiết xuất
thông tin nhiệt độ; theo dõi diễn biến nhiệt độ, lớp phủ mặt đất.

-

Đánh giá quá trình phát triển đô thị TPHCM từ phương pháp viễn thám kết
hợp GIS và phân tích số liệu thống kê.

-

Xây dựng phương pháp xác định nhiệt độ bề mặt có hiệu chỉnh độ phát xạ
bằng phương pháp viễn thám để nhận dạng đặc trưng phân bố không gian
của trường nhiệt độ bề mặt.

-

Phân tích biến động nhiệt độ bề mặt từ dữ liệu ảnh viễn thám và nhiệt độ
không khí của các trạm đo khí tượng trong và ngoài vùng lân cận TPHCM,
qua đó đánh giá ưu thế của viễn thám so với quan trắc khí tượng.


-5-

-

Phân tích sự hình thành “đảo nhiệt đô thị” dưới tác động của đô thị hóa ở
TPHCM

-

Xác lập các mối quan hệ giữa quá trình đô thị hóa và biến động nhiệt độ cho
khu vực TPHCM, qua đó đề xuất một số định hướng xây dựng và quản lý đô
thị theo mục tiêu phát triển bền vững.

5.

Luận điểm bảo vệ
-

Giá trị bức xạ từ ảnh vệ tinh được cảm nhận bởi bộ cảm biến nhiệt, bằng
phương pháp xử lý ảnh số viễn thám, cho phép xác định nhiệt độ bề mặt đối
tượng trên mặt đất có hiệu chỉnh độ phát xạ đối tượng với các thuật toán phù
hợp nhằm chính xác hóa kết quả tính toán.

-

Việc phân tích quan hệ giữa quá trình đô thị hóa và biến động nhiệt độ ở
TPHCM trên cơ sở các biến bề mặt được trích xuất trực tiếp từ ảnh vệ tinh,
vừa bảo đảm tính khách quan vừa cho phép đưa ra thông tin định lượng phục
vụ quy hoạch và quản lý đô thị theo mục tiêu phát triển bền vững

6.

Tính mới của luận án
Luận án đã góp phần xây dựng cơ sở khoa học trong ứng dụng công nghệ

viễn thám và GIS trong giám sát biến động nhiệt độ; tạo hướng tiếp cận mới vào
điều kiện cụ thể của đô thị Việt Nam. Kết quả đạt được cho phép thu nhận thông tin,
xử lý, đánh giá một số yếu tố khí tượng của khu vực từ ảnh vệ tinh được chi tiết hơn
và toàn cảnh hơn., cụ thể:
-

Đề xuất đối tượng vật lý “Mặt không thấm” để phân tích, đánh giá và làm rõ
đặc điểm diện mạo của môi trường đô thị ở TPHCM, làm cơ sở nhận dạng
trong xử lý ảnh số về đối tượng đô thị. Đây cũng là đặc tính liên quan đến
các quá trình khí hậu thủy văn, rất hữu ích trong nghiên cứu tác động đến
môi trường.

-

Luận án đã thành công trong việc xây dựng quy trình xác định độ phát xạ và
nhiệt độ bề mặt đất cho các loại dữ liệu viễn thám thụ động, không phụ thuộc
vào số lượng kênh phổ hồng ngoại nhiệt (do đặc điểm thiết kế của từng loại

-6-

bộ cảm biến) và tăng cường độ phân giải ảnh kết quả, thích hợp ứng dụng
cho nghiên cứu ở mức độ đô thị.
-

Hiệu ứng “Đảo nhiệt đô thị” ở TPHCM lần đầu tiên đã được nghiên cứu chi
tiết, định lượng, qua đó cũng đã xác định được phân bố không gian cũng như
hình thái mặt cắt đứng của đảo nhiệt đô thị ở TPHCM.

-

Kết quả quan trọng và nổi bật nhất của luận án là đã xây dựng được mối
tương quan giữa các yếu tố bề mặt chỉ thị quá trình đô thị hóa và sự biến đổi
nhiệt độ nhằm để hiểu rõ hơn các nguyên nhân gây nên sự gia tăng nhiệt độ
đô thị, góp phần hỗ trợ cho công tác quản lý hiệu quả môi trường đô thị.

7.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Ý nghĩa khoa học:
-

Hệ thống hóa cơ sở khoa học và phương pháp luận trong nghiên cứu phân bố
trường nhiệt độ và tác động của diễn biến phát triển đô thị đến sự thay đổi
nhiệt độ, góp phần minh chứng ưu thế của công tác nghiên cứu ứng dụng
công nghệ vũ trụ.

-

Tạo cơ sở khoa học và phát triển công nghệ viễn thám kết hợp hệ thông tin
địa lý trong hỗ trợ các quan trắc khí tượng và môi trường.

-

Làm rõ được mối quan hệ giữa quá trình phát triển đô thị và sự thay đổi nhiệt
độ, tạo nền tảng trong các nghiên cứu về biến đổi khí hậu.
Ý nghĩa thực tiễn:

-

Kết quả nghiên cứu của luận án về phân bố không gian đô thị và nhiệt độ bề
mặt qua các năm sẽ là một trong những cơ sở thực tiễn giúp cho quy hoạch
phát triển đô thị bền vững khi xem xét đến các đặc trưng của môi trường khí
hậu, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu làm cho môi trường ngày càng
nóng bức như hiện nay.

-

Kết quả phân tích về độ lớn và hình thái “đảo nhiệt đô thị” sẽ là định hướng
cho các chiến lược quy hoạch và quản lý để làm giảm thiểu hiện tượng trên,
góp phần cải thiện môi trường và cuộc sống con người ngày càng tốt hơn.


-7-

-

Từ các kết quả nghiên cứu của luận án, phương pháp thực hiện có tính khả
thi cao và có thể ứng dụng rộng rãi cho các khu vực đô thị tương tự trong
điều kiện của Việt Nam, đồng thời có thể mở rộng ứng dụng trong các lĩnh
vực khác như nông nghiệp, lâm nghiệp, môi trường khi có xem xét đến điều
kiện lớp phủ bề mặt và tình trạng nhiệt của đối tượng.

8.

Cơ sở dữ liệu thực hiện luận án
Dữ liệu viễn thám được sử dụng cho luận án gồm 4 năm ảnh chính là năm

1989, 1998, 2002 và 2006 được dùng phân tích cho toàn thành phố, bên cạnh đó, để
xem xét sự biến động ở khu vực nội thành 19 quận (được xếp loại vào đô thị)
nghiên cứu sinh đã sử dụng thêm 6 năm ảnh vệ tinh 1993, 1994, 1999, 2001, 2003
và 2004 (Bảng 1).
Bảng 1. Ảnh vệ tinh được sử dụng trong luận án
Bộ cảm biến

Ngày thu nhận

Mức xử lý

Khu vực áp dụng

TM

16-01-1989

1G

19 quận nội thành + Toàn TPHCM

TM

04-02-1993

1G

19 quận nội thành

TM

14-01-1994

1G

19 quận nội thành

TM

25-01-1998

1G

19 quận nội thành + Toàn TPHCM

TM

22-12-1999

1G

19 quận nội thành

ETM+

11-12-2001

1G

19 quận nội thành

ETM+

13-02-2002

1G

19 quận nội thành + Toàn TPHCM

ETM+

16-02-2003

1G

19 quận nội thành

ETM+

12-12-2004

1G

19 quận nội thành

ASTER

25-12-2006

1B
19 quận nội thành + Toàn TPHCM
(nguồn: tác giả)

Nguồn dữ liệu khác
Bổ sung cho nguồn dữ liệu viễn thám, các dữ liệu khác dưới dạng GIS và số
đo quan trắc cũng được sử dụng cho luận án bao gồm: