Khóa luận tốt nghiệp Quản lý tài nguyên và môi trường: Phân tích tác động của thảm phủ thực vật đến sự hình thành hiện tượng đảo nhiệt tại tỉnh Bình Dương bằng kỹ thuật phân tích không gian và ảnh Landsat 8

LỜI CẢM ƠNLuận văn thạc sĩ chuyên ngành Quản lý Tài nguyên và Môi trường với đề tài “Phân tích tác động của thảm phủ thực vật đến sự hình thành hiện tượng đảo nhiệt tại tinh Bình Dương b

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NONG LAM TP HO CHÍ MINH

TRẢN THỊ NGỌC ANH

PHAN TÍCH TAC DONG CUA THAM PHỦ THUC VAT DEN

SỰ HÌNH THÀNH HIỆN TƯỢNG DAO NHIET

TẠI TỈNH BÌNH DƯƠNG BẰNG KỸ THUẬT

PHAN TÍCH KHÔNG GIAN

VÀ ẢNH LANDSAT 8

LUẬN VĂN THẠC SĨ QUAN LÝ TÀI NGUYEN VÀ MOI TRUONG

Thành phó Hồ Chí Minh, Tháng 04/2023

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HÒ CHÍ MINH

TRAN THỊ NGỌC ANH

PHAN TÍCH TÁC DONG CUA THAM PHU THUC VAT DEN

SỰ HÌNH THÀNH HIEN TƯỢNG DAO NHIET TẠI TỈNH BÌNH DƯƠNG BẰNG KỸ THUẬT

PHÂN TÍCH KHÔNG GIAN

PHAN TÍCH TÁC DONG CUA THAM PHỦ THỰC VAT DEN SỰ HÌNHTHÀNH HIỆN TƯỢNG ĐẢO NHIỆT TẠI TỈNH BÌNH DƯƠNG

BẰNG KỸ THUẬT PHÂN TÍCH KHÔNG GIAN

VÀ ẢNH LANDSAT 8

TRẢN THỊ NGỌC ANH

Hội đồng chấm luận văn:

1 Chủ tịch: PGS.TS NGUYÊN TRI QUANG HƯNG

Trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh

2 Thư ký: TS NGUYÊN TRỊNH MINH ANH

Trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh

3 Phản biện1: TS ĐỖ XUAN HONG

Trường Đại học Nông Lâm TP Hồ Chí Minh

4 Phản biện2: PGS.TS BÙI XUÂN AN

Trường Đại học Hoa Sen

5 Ủy viên: PHAN THỊ PHÂM

Trường Đại học Lạc Hồng

LÝ LỊCH CÁ NHÂN

Tôi tên là Trần Thị Ngọc Anh, sinh ngày 06 tháng 01 năm 1988 tại xã An Sơn,

TP Thuận An, tỉnh Bình Dương.

Tốt nghiệp THPT tại Trường Trung học Phổ thông Trịnh Hoài Đức, tỉnh BinhDương năm 2006.

Tốt nghiệp Đại học ngành Xã hội học, hệ chính quy tại Trường Đại học BìnhDương, năm 2010.

Quá trình công tác: từ tháng 10/2010 — 3/2012 cán bộ Thị Doan Thuận An, tỉnhBinh Duong; từ tháng 4/2012 — 9/2015 Ủy viên Ban Thường vụ Thị Đoàn Thuận An,tỉnh Bình Dương; từ tháng 10/2015 - 30/6/2017 Phó bí thư Thị Đoàn Thuận An, tỉnhBinh Dương; từ tháng 7/2017 đến nay Phó trưởng Phòng Nội vụ thành phố Thuận An,tỉnh Bình Dương

Tháng 10 năm 2020 theo học Cao học ngành Quản lý Tài nguyên và Môi trườngtại Trường Đại học Nông Lâm thành phó Hồ Chí Minh

Địa chỉ liên lạc: 89A ấp An Hòa, xã An Sơn, thành phố Thuận An, tỉnh BìnhDương.

Điện thoại: 0902845040

Email: ngocanhyuyin@gmail.com

il

LOI CAM DOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.

Các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai

công bố trong bat kỳ công trình nào khác

Tác giả luận văn

Trần Thị Ngọc Anh

ill

LỜI CẢM ƠN

Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Quản lý Tài nguyên và Môi trường với đề tài

“Phân tích tác động của thảm phủ thực vật đến sự hình thành hiện tượng đảo nhiệt tại

tinh Bình Dương bằng kỹ thuật phân tích không gian và ảnh Landsat 8” là kết quả củaquá trình cố gắng không ngừng của bản thân và được sự giúp đỡ, động viên khích lệ

của các thầy, bạn bè cùng lớp và người thân Qua trang viết này tác giả xin gửi lời cảm

ơn tới những người đã giúp đỡ tôi trong thời gian học tập, nghiên cứu khoa học vừa qua.

Tôi xin tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đối với thầy TS Trương Văn Vinh

đã trực tiếp tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi hoàn thành luận văn

nay.

Xin chân thành cam ơn lãnh đạo phòng Dao tạo sau DH, Khoa Môi trường vaTài nguyên Trường Dai học Nông Lâm thành phô Hồ Chi Minh đã tạo điều kiện thuậnlợi cho tôi hoàn thành tốt luận văn của mình

Xin chân thành cảm ơn bạn bè, gia đình đã động viên và hỗ trợ nhiệt tình để tôi

có thê hoàn thành luận văn này

Tác giả luận văn

Trần Thị Ngọc Anh

iv

TÓM TẮT

Đề tài “Phân tích tác động của thảm phủ thực vật đến sự hình thành hiện tượng

đảo nhiệt tại tinh Bình Dương bang kỹ thuật phân tích không gian và anh Landsat 8”được tiến hành từ 2/2022 đến 3/2023 Nghiên cứu này sử dụng công nghệ viễn thám

và phân tích không gian dé mô tả đặc điểm nhiệt độ bề mặt (LST) ở khu vực tinh Binh

Dương trong giai đoạn 2021 - 2022 Các bước nghiên cứu chính bao gồm: (1) thu thập

và xử lý dữ liệu, (2) phân loại ảnh, (3) Ước lượng LST từ ảnh Landsat 8 bằng phươngpháp Split - Window (4) lập bản đồ các kiểu sử dụng đất và LST các kiểu sử dụng đất, (5) đánh giá sự ảnh hưởng của hoạt động sản xuất và giao thông đến LST, (6) xácđịnh mối quan hệ giữa LST và lớp phủ mặt đất theo không gian đô thị

Kết quả cho thấy (1) chỉ số NDVI và Pv có giá trị cao ở khu vực phía Bắc vàgiảm dần về phía Nam; (2) LSE và LST tăng dần từ Bắc xuống Nam; (3) hoạt độngsản xuất và giao thông làm gia tăng đáng ké LST, góp phan tạo nên hiện tượng đảonhiệt đô thị; (4) mô hình tương quan hồi quy đơn giản cho thấy có mối quan hệ chặtgiữa tỉ lệ thảm phủ thực vật và LST Những phát hiện này tạo nền tảng khoa học cho

việc xây dựng các chiến lược quy hoạch đô thị nhằm giảm thiểu nhiệt độ bề mặt đô thị

trong tương lai.

The topic "Analysis of the impact of vegetation cover on the formation of urban heat island in Binh Duong province by spatial analysis techniques and Landsat 8 images" was conducted from 2/2022 to 3/2023 This study uses remote sensing technology and spatial analysis to land surface temperature (LST) in Binh Duong province In the period 2021 - 2022 The main research steps include: (1) data collection and processing, (2) image classification, (3) LST estimation from Landsat 8 images by Split - Window method (4) mapping of land cover types and LST of land cover types, (5) assess the influence of production and traffic activities on LST, (6) determining the relationship between LST and land cover according to urban subdivision.

The results indicate that (1) the NDVI and Pv indexes have high values in the north and gradually decrease in the south; (2) LSE and LST increase from north to

south; (3) production and transport activities significantly increase the LST,

contributing to the urban heat island phenomenon; (4) Simple regression correlation model shows that there is a strong relationship between vegetation cover ratio and LST These findings provide a scientific basis for the development of urban planning strategies to minimize urban surface temperatures in the future.

VI

MỤC LỤC

TRANG Trang tựa

ee | ea 1

Tey 1G Fis tT cress esoreac sacle ncaa te aS Sao ES SRSA ERIC ATTS 1

LO, CARLA OD an neecnisngineEgiiniSELCSEG40135L4SESASBEESSIESSSERRSHHLTRHIDSSS0S138199030E2148584824G550036508 iil LOD CAM ON 0 1V(Ce vADSWACE ccrsceesvenveermeermicncemnenreeeseemeet renin armani eatin VI

0 VIDanh sách các chữ viết tắt - 5-52 SS 21 21921221221212121121211212121211111 2121 xe ixDanh sach 0u sáo 0 x

Danh sách cáo hÌH1¡sc sex scssi241606646555556)1655518636864Ä53035545031335455311838314306048853X5/30/8E8g004 Xi

„mm ——nmm——————————— |Chương 1 TONG QUAN NGHIÊN CỨU - 2-22 522222S+2E22E+2Ez2Ez2Szzzzxzez 41.1 Hiện tượng đảo nhiệt tại các đô thỊ - - 552 2+*s+*++e+rexrxerrrrrrrrrrrrrre 41.2 Các nghiên cứu liên quan đến đảo nhiệt đô thị trên thế giới, trong khu vực và(ONG DUOC weno tư tha GánG41111G1340131GL01EC13TH2OREXSKHUEHSELOEEJSTHSHSSEISYISELSRSGS90188 61.3 Giới thiệu tong quan vùng nghiên cứu 2 22©22+2z+22++EEz2E+zz+zzxzzzxzzez 10

1.3.2 Hiện trạng sử dụng đất -2- 2-52 2222E223232121232121212121 2121 21c e2 11

L8 T1 TH Vẽ beeneergetaadrrrrorrrrootorargrogtgrtagranotiogaoyoryexeoe 14Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - 172a LÀN O1,Ð H0 Tf16 HIẾN: GÚỂU, veeueeseseesensnkzEeseiieboukaeiodendtigiisesnEblBubaginblEukcosansuiiobiadiaiiErsiiue 17

3.2 Phương Pháp CHỨC NICD wscsscmeecesmsscscanseneasmacstes amen ern RE 172.2.1 Thu thập tài liệu thứ CAp 0.0.0 cee cecceccccccsecsessessessesseeeeesesseteesseeseesesenesessesseeeeees 172.2.2 Nhiệt độ bức xạ bề mặt của các kiểu sử dụng đất chính tại các thành phố,thị xã và các huyện thuộc tinh Bình Dương - - -+-++<<+e<+e<+ec+ereeexez ibs2.2.2 Lap ban đồ các kiểu sử dụng đất và nhiệt độ bề mặt các kiểu sử dụng dat 21

Vil

2.2.3 Hiện tượng đảo nhiệt và thảm phủ thực vật - - 55-555 +++s<ssesseeezess 22Chương 3 KET QUÁ VÀ THẢO LUẬN 2-2 2222E22E22E22E2E22E22E2E2zzezez 243.1 Ban đồ nhiệt độ bức xạ bề mặt theo ranh giới cấp huyện của tinh Bình Dương

33S3ESSEEICESESDESHSG-EEEEEH-SENERUENGOISIEEEBCHSLRBBRGEISEIHESSEBSSGSGHSRSEEESESSSASGUBISSISIGGISESEEEEISGESEEREEESECABSSESSE 24

3.1.1 Ước lượng nhiệt độ bức xạ bề mặt của các đơn vị hành chính thuộc tỉnhBinh Duong T1 243.1.2 Bản đồ các kiểu sử dụng đất của các đơn vị hành chính thuộc tỉnh BìnhHDD TTE 6sp1:040185214G00890SG09052050SĐUISGIISESLSGISGHEBESRSSRGASGSBESSHPRXH/EEKEEEESNS2REHSSEkGHOAGESOBSESNBESIGM8 3]3.1.3 Nhiệt độ bức xạ bề mặt của các kiểu sử dụng đất theo đơn vị cấp huyén 363.2 Đánh giá ảnh hưởng của hoạt động giao thông va san xuất công nghiệp đếnnhiệt độ bức xạ bề mặt của ba thành phó (Thủ Dầu Một, Thuận An và Dĩ An)cùng hai thị xã Tân Uyên và Bến Cát -2- 2-22222222E222E2EE2EE2EEZErcrxeer 373.3 Hiện tượng đảo nhiệt và thảm phủ thực vật - 5-5-5 5<++c+scseeeerrerex 42KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ - 2-5225 SSSEE2E2122121525212112121121121111 22 xe 47TAI LIEU THAM KHAO 1 50PHU) LU C sess sus secsaasasasce no0g51859554088555155142E085803G5XL4B8435163E90534883SEESS4B16E85EEBS55ER2SASE2133G00338880 54

vill

DANH SACH CAC CHU VIET TAT

Nhiệt độ sang độ (Brightness Temperature)

Giải thuật góc kép (Dual Angle algorithm)Giá trị số (Digital Number)

Tỉ lệ lớp phủ thực vật (Fractional Vegetation Cover)Phát xạ bề mặt đất (Land Surface Emissivity)

Nhiệt độ bề mặt đất (Land Surface Temperature)Chỉ số chuẩn hóa các thực vật khác nhau (Normalized DifferenceVegetation Index)

Bộ chụp ảnh mat đất (Operational Land Imager)

phân tích thành phan chính (Principal Component Analysis)

Ty lệ của lớp phủ thực vat (Proportion of vegetation) Giải thuật kênh đơn (Single-Channel algorithm) Giải thuật Split- Window

Cảm biến nhiệt hồng ngoại (Thermal Infrared Sensor)Tài nguyên và Môi trường

Thượng tầng khí quyền (Top of Atmospheric)

1X

DANH SÁCH CAC BANG

BANG TRANGBang 1.1 So sanh dac tinh hién tuong dao nhiét bé mat va dao nhiét không khi 5Bang 1.2 Diện tích các đơn vi hành chính tinh Bình Duong năm 2019 11Bảng 1.3 Biến động dat đai năm 2019 so với năm 2014 -2 22552+ 12Bảng 2.1 Giá trị các hằng số trong công thức tính nhiệt độ bề mặt bằng phương

00 1 21Bang 3.1 Các giá tri NDVI theo dia ban cấp huyện của tinh Binh Duong 24Bảng 3.2 Tỉ lệ lớp phủ thực vat (Pv) trung bình theo dia ban cấp huyện của tinh

Bang 3.3 Độ phát xa bề mat (LSE) trung bình theo dia ban cấp huyện của tỉnh

530008090011 29Bảng 3.4 Bảng đánh giá độ chính xác sau phân loại hiện trạng sử dụng đất củatinh Bình Dương năm 2021 (với độ chính xác là 0,95 và hệ số Kappa là 0,93) 31Bảng 3.5 Bảng đánh giá độ chính xác sau phân loại hiện trạng sử dụng đất củatỉnh Bình Dương năm 2022 (với độ chính xác là 0,925 và hệ số Kappa là 0,90) 31Bảng 3.6 Diện tích các kiểu sử dụng đất và tỉ lệ thảm phủ thực vật theo địa bànhành chính của tỉnh Bình Dương (20/8/2021) -+5-+2++sc+<c+<++ 32Bảng 3.7 Diện tích các kiểu sử dụng đất và tỉ lệ thảm phủ thực vật theo địa bànhành chính của tỉnh Binh Dương (22/7/2022) - -<+-cc+-ece-eece-eee-ee DOBảng 3.8 Nhiệt độ bức xạ bề mặt của các kiểu sử dụng đất theo đơn vị hành chínhG4 tỉnh Bint Don Bees cssssssse a cee g0565ã0008:658B1S838:00GQĐBS-SBDEBPSESIG3GBETQGGNBIEMIBES05SE00d.008 36Bang 3.9 Giá tri ước lượng nhiệt độ bức xa bề mặt (LST) trung bình theo địa bàncấp huyện của tinh Bình Dương -2- 2-2222 2E+2E22E2E22E22ECZEZEZEzEzrrzer 37Bảng 3.10 Nhiệt độ và tỷ lệ thảm phủ thực vật theo đơn vị hành chính thuộc tỉnh 51001088)01915ã0020/.170270007777 42Bảng 3.11 Giá trị các hệ SỐ 220222 2221221221212212112121121121112112111211212121121212 21 re 43Bang 3.12 Phân tích pune SBcecsennnnnnneeninoattSBDRSIESIESSSESSESBBENS1SG891580040189393298388 43

Bảng 3.13 Nhiệt độ và ty lệ thảm phủ thực vật theo đơn vi hành chính thuộc tinh Hình Dione (1211/2052 ])aaeeeeaeiibinindabosD DA 061016160353584658S85ESEENGHSESSS433303389388Đ36Bảng 3.14 Giá trị các hệ sỐ - 2-©2¿©2S2222221221222127122112712211211271211211 22122 c0.Bang 3.15 Phan tích:phươhg S81:csceesicesesssii1111115116510513605411653553683540350886E38688:ggs4

XI

DANH SÁCH CÁC HÌNH

HÌNH TRANGHình 1.1 Biểu đồ nhiệt độ các khu vực ở đô thị -2 22222sz22zz2x+zx+zzxe2 4

Hình 1.2 Bản đồ hiện trang sử dụng đất của tinh Bình Duong năm 2020 14

Hình 2.1 Phương pháp ước lượng nhiệt độ bề mặt từ Landsat 8 bằng phương

pháp Split-Window (SW) 2- 2 222221222122122112112212112212112122212 1e 18

Hình 2.2 Phương pháp lập ban đồ các kiểu sử dung đất và nhiệt độ bề mặt các

kiểu sĩ nh HữI sua ggdgngghú ng nga ggiodhEhhgi0GHÀNghGH)131.0I0330004338801.4010031083804613600mg) 22

Hình 2.3 Phương pháp xác định mối quan hệ giữa nhiệt độ bề mặt với thảm phủ

thực vật tại các thành phó, thị xã và các huyện thuộc tỉnh Bình Dương 23

Hình 3.1 Ban đồ thể hiện chỉ số NDVI (20/8/2021) cesscescesseessessesssessesstessesseessee 26Hình 3.2 Bản đồ thé hiện chỉ số NDVI (22/7/2022) 2+ s+s2£+£s+£zzzzzxzcxz 26Hình 3.3 Ban đồ thé hiện tỉ lệ lớp phủ thực vật của tinh Bình Dương (20/8/2021)

= ` 18

Hình 3.4 Ban đồ thẻ hiện tỉ lệ lớp phủ thực vật của tỉnh Binh Dương (22/7/2022)

" 28Hình 3.5 Bản đồ thể hiện độ phat xạ bề mặt của tinh Binh Dương (20/8/2021) 30Hình 3.6 Bản đồ thể hiện độ phát xạ bề mặt của tinh Binh Dương (22/7/2022) 30Hình 3.7 Hiện trạng sử dụng đất theo địa bàn cấp huyện của tỉnh Bình Dương

(20/8/20/2]) ©2-22222122212212211221221121122112112112112112112112112112121121221 ca 35Hình 3.8 Hiện trạng sử dụng đất theo địa bàn cấp huyện của tỉnh Bình Dương

(22/7/2022) 22©2222222EEEE322152212211211221121121121121111121121121121111 2121 ee 35Hình 3.9 Bản đồ thé hiện nhiệt độ bức xạ bề mặt của tỉnh Bình Duong

¿00-6110 TT“ 40Hình 3.10 Bản đồ thé hiện nhiệt độ bức xạ bề mặt của tỉnh Bình Dương

(22/7/2022) PRESERESS Ả 40Hình 3.11 Bản đồ các khu công nghiệp của tinh Bình Dương 41

xI

MỞ ĐẦU

Đặt vấn đề

Nghiên cứu Đảo nhiệt đô thị (UHD được bắt đầu từ thập niên 1960, nghiêncứu đầu tiên được tiến hành tại các đô thị phía nam của Singapore (Nieuwolt, 1966)

Hiện tượng này được hình thành do quá trình đô thị hóa nhanh, trên diện rộng, dẫn

đến sự thay đổi hiện trạng sử dụng đất từ các kiểu sử dụng đất thực vật đến các kiểu

sử dụng đất bê tông hóa cùng với các kiến trúc cao tầng của các tòa nhà trong đô thị

Sự chỉnh sửa bề mặt này đã làm thay đổi sự chuyển động không khí được giải thíchthông qua sự thay đối của tiến trình cân bằng nước và năng lượng (Oke, 1987)

Trong 50 năm qua, ngày càng có nhiều các nghiên cứu tập trung trên lĩnh vực

này Deosthali (2000) đã nghiên cứu về tác động của sự phát triển nhanh đô thị trênviệc hình thành các đảo nhiệt và âm độ tại thành phố Pune - An Độ, các kết qua đãchỉ ra rằng vào ban đêm tại các trung tâm thành phố hình thành các đảo nhiệt nóng

và âm trái ngược với các đảo nhiệt nóng và khô vào ban ngày Kim và Baik (2002)

đã xác định được quy luật về cường độ của đảo nhiệt tại Seoul — Hàn Quốc, cụ thé là

nhiệt độ đảo nhiệt trung bình vào mùa hè là yếu nhất và chúng sẽ trở nên cao nhấtvào thu và mùa đông.

Streutker (2002) tại Houston — Texas, đã nghiên cứu và cho thay cường độ của

đảo nhiệt có tương quan âm giữa vùng đô thị và ngoại ô thành phố cũng như phạm vi

không gian là độc lập với độ lớn của đảo nhiệt và nhiệt độ ngoại ô.

Trần Thị Vân (2006) đã sử dụng ảnh Landsat ETM+ đề khảo sát đặc trưng củanhiệt độ bề mặt với phân bố của các kiểu thảm phủ tại thành phố Hồ Chí Minh Tácgiả đã sử dụng các hệ số điều chỉnh giảm đối với ba kiểu sử dụng đất chính là khôngthực vật — thực vật — mặt nước, các kết quả cho thấy nhiệt độ cao nhất (35 — 39°) đượctìm thấy tại các khu công nghiệp Như vậy có thê thấy hiện tượng đảo nhiệt là một

hướng cứu mới và chịu nhiều thay đổi về kết quả nghiên cứu do sự phụ thuộc vào

tình hình phát triển kinh tế xã hội của từng thành phó, quốc gia và châu lục

Bên cạnh đó, nhiệt độ bức xạ bề mặt liên quan đến mục đích sử dụng đất cũngđược xem là một yếu tố quan trọng trong sự hiểu biết về đảo nhiệt, về tiễn trình trao

đổi nước và năng lượng giữa bề mặt lục địa và khí quyền, chúng cũng là yếu tố then

chốt cho nhiều lĩnh vực nghiên cứu như sinh thái học, thủy văn, các nghiên cứu thay

đổi về biến đổi khí hậu toàn cầu (Liang và ctv, 2012) Viễn thám nhiệt đang cung cấp

dữ liệu và phương pháp cho việc xác định nhiệt độ bức xạ bề mặt ở nhiều quy môkhông gian khác nhau từ địa phương, vùng, quốc gia và toàn cầu (Jimenez và ctv,2008) Nhiều nỗ lực đã được thực hiện nhằm hình thành các phương pháp giải đoántín hiệu phản xạ của bề mặt quả đất tại các bước sóng tầm nhiệt với độ chính xác ngàycàng cao (Li và ctv, 2014).

Khu vực kinh tế trọng điểm phía Nam gồm 8 tinh và thành phố có mật độ xâydựng cao, quá trình đô thị hóa đang diễn ra nhanh chóng, dẫn đến hiện tượng đảonhiệt đô thị xảy ra ngày càng rõ nét Một số nghiên cứu tại TPHCM cho thấy, việc đôthị hóa đã làm gia tăng đáng kê về áp lực của các khoảng không gian đô thị trên cácmang xanh (Nguyễn Văn Chiến, 2014) dẫn đến sự gia tăng nhiệt độ trung bình thôngthường lên mức 36 - 37°C và ngoài trời ở mức 38 - 39°C (Thanh Trà, 2014) Nhiềuchương trình ứng phó chống biến đồi khí hậu đang được triển khai nhưng chủ yếu tậpchung cho các vấn đề xử lý kỹ thuật môi trường về chất thải, cải tạo hệ thống thoátnước, còn các vấn đề xác định và lập bản đồ phân bó đảo nhiệt làm cơ sở cho việc tái

bố trí mảng xanh hình thành các bé hấp thụ CO2 vẫn chưa được đề cập nhiều(BCHPCTTTKCN TPHCM, 2015) Một số nghiên cứu của tác giả Trần Thị Vân vàctv (2006, 2010, 2011) đã thực hiện tính toán nhiệt độ bề mặt thông qua nhiệt độ bức

xa từ các nguồn dữ liệu Landsat 7 và Aster được chụp vào các năm 2006 và 1989 chotoàn TPHCM.

Binh Dương là một tinh cách trung tâm Thành phố Hồ Chí Minh 30 km có 3thành phố Thủ Dầu Một, thành phố Thuận An và thành phố Dĩ An Tỉnh còn có 2 thị

xã là Tân Uyên và Bến Cát cùng 4 huyện Dưới tác động của phát triển kinh tế xã hội,

quá trình đô thị hóa tại tỉnh Bình Dương được xem là nhanh với sự phát triển của cáckhu dân cư tập trung và rất nhiều khu công nghiệp Các điều kiện này đã góp phầndẫn đến gia tăng hiện tượng đảo nhiệt đô thị tại đây Bên cạnh đó, các hiểu biết vềvai trò thảm phủ thực vật và hiện tượng đảo nhiệt là vẫn còn chưa đầy đủ, đặc biệt

trong việc ứng dụng công nghệ viễn thám với các dit liệu Landsat 8 (Rajeshwari và

Mani, 2014) được xem là mới Chúng tôi đề xuất thực hiện đề tài nghiên cứu: “Phântích tác động của thảm phủ thực vật đến sự hình thành hiện tượng đảo nhiệt tại tỉnhBình Dương với sự trợ giúp của kỹ thuật phân tích không gian và ảnh Landsat 8” Giới hạn nghiên cứu

Đảo nhiệt đô thi (UHI) được định nghĩa là hiện tượng chênh lệch nhiệt độ giữa

khu vực nội đô với khu vực ngoại ô của một thành phó Hiện tượng này có thé được

giải thích bởi các nguyên nhân như tác động của bức xạ, hoạt động của gió, mật độcây xanh trong thành phó, tính chất vật liệu xây dựng (Terry Williamson và VeronicaSoebarto, 2014).

Nghiên cứu này tập trung vào vai trò thảm phủ thực vật trong việc cân bằng nhiệt(có và không có sự tham gia của các hoạt động giao thông và sản xuất công nghiệp)

ở quy mô không gian theo ranh giới các đơn vị hành chính thuộc tỉnh Bình Dương.

Ý nghĩa của nghiên cứu

- Hiểu biết về nhiệt độ bức xạ bề mặt của các kiểu sử dụng đất tại các thànhphó, thị xã và các huyện thuộc tỉnh Bình Dương cùng với sự xuất hiện đảo nhiệt (bằngcách sử dụng ảnh có độ phân giải 16 bit từ vệ tinh Landsat 8 và giải thuật Split —

Window) sẽ góp phần tạo ra một hướng nghiên cứu mới, đặc biệt đối với Việt Nam.

- Về mặt thực tiễn, trả lời các câu hỏi mang tính định lượng rằng vai trò của thảm phủthực vật và các hoạt động sinh hoạt, sản xuất của con người đóng góp như thế nào

đến sự cân bằng nhiệt Kết quả nghiên cứu này sẽ góp phần đảm bảo môi trường sống

cho người dân của tỉnh Bình Dương trong quá trình đô thị hóa nhanh và hiện tượng

âm lên toàn câu ngày một rõ nét như hiện nay.

tự nhiên xung quanh Hiện tượng tăng nhiệt độ cục bộ nảy tạo nên một khu vực trungtâm như một “ốc đảo” có nhiệt độ cao hơn các nơi khác nên được gọi là “đảo nhiệt

đô thị” (EPA, 2008) Hiện tượng này được mô tả như trong biểu đồ nhiệt độ của các

khu vực ở đô thị (xem Hình 1.1), nhiệt độ thấp ở khu vực nhiều cây xanh như công

viên, và tăng cao ở các khu vực nhiêu công trình nhà ở.

về cơ chế, cách quan trắc, tác động và từ đó kéo theo sự khác biệt về giải pháp giảm

thiểu

Bảng 1.1 So sánh đặc tính hiện tượng dao nhiệt bề mặt và đảo nhiệt không khí

Đặc tính Đảo nhiệt bề mặt Đảo nhiệt không khí

Sự tăng nhiệt độ - Diễn ra cả ngày và đêm - Ít xảy ra vào ban ngày

- Tăng mạnh vào ban ngày - Tăng mạnh vào ban đêm,

và mùa hè trước bình minh và mùa

đông.

Mật độ đỉnh diém Biến thiên theo thời gian và Ít biến thiên

không gian.

Phương pháp xác Do đạc gián tiếp bằng công Đo đạc trực tiếp (vi dụ: trạm

định pho bién cụ viễn thám đo thời tiết cô định)

Phương tiệnmô Ảnh nhiệt - Ban đồ đường đăng nhiệt

tả thông dụng - Đồ thị nhiệt độ

Đảo nhiệt bề mặt: là hiện tượng mà ban ngày ánh nắng mặt trời làm nóng các

bề mặt không được che phủ như mái nhà, tường, lề đường ở khu vực trung tâm đô

thị Trong khi đó, khu vực nông thôn và công viên do có nhiều bóng râm nên nhiệt

độ các bề mặt có thể gần với nhiệt độ không khí Do ảnh hưởng bởi tác động của ánhnang mặt trời, hiện tượng đảo nhiệt đô thi bề mặt diễn ra cả ngày và đêm, đặc biệt làmùa hẻ.

Hiện tượng đảo nhiệt bề mặt được quan trắc bằng dữ liệu viễn thám (remotesensing data), sử dụng ảnh nhiệt để đo đạc sự phát xạ nhiệt và nhiệt độ của các bềmặt.

Đảo nhiệt không khí: là hiện tượng mà không khí ở khu vực trung tâm đô thị

ấm hơn không khí ở vùng ngoại ô Ngoài ra, theo Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa

Kỳ - Environmental Protection Agency (EPA), các nhà khoa học còn chia đảo nhiệt

không khí thành hai loại:

- Đảo nhiệt đô thị dưới tang tán (canopy layer UHIs): xảy ra tại tang không khíthấp, nơi con người sinh sông, có thé tinh từ mặt đất đến các mái nhà hoặc đỉnh cây.

- Đảo nhiệt đô thị biên (boundary layer UHIs): bắt đầu tính từ mái nhà hoặc

đỉnh cây lên vùng khí quyền bên trên, khoảng 1,5km

Tuy nhiên, các nghiên cứu và phân tích thường chỉ tập trung vào hiện tượng

đảo nhiệt đô thị dưới tầng tán, nơi mà đời sống con người chịu tác động trực tiếp từ

nóng) và bốc hơi (quá trình làm mát), vì các bề mặt thảm thực vật (có hiệu quả làm

mát) đã được thay thế bởi các bề mặt không thắm nước (bê tông) Sức mạnh của UHI

được do bằng "cường độ UHI", chỉ số mô tả sự khác biệt về nhiệt độ tối đa giữa cáckhu đô thị và nông thôn trong một khoảng thời gian nhất định

1.2 Các nghiên cứu liên quan đến đảo nhiệt đô thị trên thế giới, trong khu vực

và trong nước

Yoshinori và ctv (2009) đã thiết lập một mạng lưới quan trắc ở TP Okayama,Nhật Ban (dân số 700.000 người) Cac dir liệu mạng lưới quan trắc thu được trong

các giai đoạn sau: các phép đo nhiệt độ bề mặt của máy bay trực thăng vào ngày 5 —

7 tháng 8; nhiệt độ không khí (độ cao 2,0m) từ 30/6 - 10/12 năm 2008 Nhiệt độkhông khí và không ảnh được đo tại điểm 60 quan sát Thiết bị cảm biến có giá trịchính xác là + 0,2°C Nhóm nghiên cứu sử dụng công thức: [ ATu-r = Tụ — Ty] nhằmxác định sự chênh lệch nhiệt độ (ATu-r) giữa khu vực thành thị (Tu) và nông thôn

(T;) tại 60 điểm quan trắc Kết quả cho thấy, cho thấy sự thay đổi theo thời giancủa cường độ đảo nhiệt Cường độ đảo nhiệt của Okayama có độ chênh lệch lớn từ18h00 - 06h00 và giảm dần từ 09h00 đến 15h00 Đặc biệt, sự chênh lệch nhiệt độlớn nhất (khoảng 3,0 - 4,0°C) xảy ra từ 22h00 - 01h00.

Corinne và ctv (2012) sử dụng hai ảnh từ vệ tinh Aster cho 2 thành phố Dubai

va Abu Dhabi bao gom phan xa bé mat, nhiét động bề mặt và độ phát xạ bề mặt đãđược tải về và tham chiếu địa lý sử dụng GCP chỉnh phân sai chụp trong một trường

hoạt động tai UAE Các RMS (Root Mean Square) giá trị nhỏ hon 0,4 pixels cho cabốn anh Nhóm nghiên cứu tinh toán bức xạ sóng ngắn thuần (1), sự phản xạ sóng

ngắn (R), bức xạ khí quyền truy cập (A) và sự phát xạ nhiệt (E) Các bức xạ thuần

(Rn) tính bởi công thức:

Rn [W/m?]=I-R+A-E

Kết quả so sánh giữa nhiệt độ và phân tích bức xạ thuần cho thay rang không

có mối quan hệ trực tiếp giữa chúng Các bức xạ thuần, đầu tiên được điều khiến bởicác phản xạ, thứ hai bởi sự phát xạ sóng dài Nó cung cấp năng lượng có sẵn cho các

dòng nhiệt, nhưng các yeu tô kiểm soát chính của nhiệt độ bề mặt là sự bay hơi, thônglượng nhiệt tiềm an Sự phụ thuộc vào các dòng nhiệt tiềm ấn là rất cao Tại các khuvực định cư trong đó bức xạ thuần là cao, nhiệt độ thấp (do thảm thực vật cho phépbốc hơi) so với các khu vực sa mạc, nơi ít năng lượng nhưng không có nguồn nướccấp cho sự bay hơi

Theo nghiên cứu của Nguyễn Trọng Cần và ctv (2019) đã sử dụng ảnh từ vệtinh Landsat 7 (chụp năm 2017) dé nghiên cứu hiện tượng đảo nhiệt tại TP Bangkok,Thái Lan Kết quả cho thấy nhiệt độ bề mặt trung bình tại khu vực nghiên cứu là28,6°C (+=2.5°C), trong đó nhiệt độ cao nhất đạt 44,2°C tại khu vực đô thị và nhiệt độthấp nhất là 11,9 °C tại các bề mặt phủ nước ngoài đô thị, cho thấy có sự khác biệtgiữa nhiệt độ bề mặt trung bình của các quận nội ô trung tâm thành phố va các quận

ngoại ô bên ngoài thành phó Nhiệt độ trung bình khu vực đô thị trên các quận nội ô

được ước tính khoảng 30,76°C (+ 1,6°C) với khoảng nhiệt độ bề mặt dao động từ 29,8

- 31,3°C tương ứng tại quận Prawet và quận Lat Phrao Nhiệt độ trung bình tại khuvực nảy cao hơn hantai các quận ngoại 6 với nhiệt độ trung bình là 28,58°C (+ 1,7°C),

trong đó quận có nhiệt độ cao nhất là Bang Yai đạt 30°C và quận có nhiệt độ trung

bình thấp nhất là Rat Burana với 27,3°C

Chuyén đổi nhiệt độ bề mặt đất từ dữ liệu anh Landsat 8 bằng giải thuật SplitWindow tại quận Ranchi (Shahid, 2014) Nghiên cứu sử dụng ảnh từ Landsat 8 TIRS(cảm biến nhiệt hồng ngoại) kênh phổ 10 và 11 và OLI (Bộ thu ảnh mặt đất -Operational Land Imaginer) kênh phố (1-9) của ngày 04/04/2014 Nhiệt K1 và K2liên tục và thống kê hình ảnh khác là có được từ các siêu dir liệu của các tập tin hìnhảnh với sự hỗ trợ của các phần mềm Erdas Imagine 9.1, Arc Map 10, Envi 4.7 Giảithuật Split— Window khá mới, đặc biệt là sử dụng ảnh từ Lansat 8, là một vệ tinhmới được Mỹ đưa vào quỹ đạo năm 2013, có độ phân giải cao hơn hắn các vệ tinhtrước đó.

Trần Thị Vân và ctv (2017) trình bày kết quả nghiên cứu biến đổi nhiệt độ đôthị trên cơ sở ứng dụng viễn thám, qua đó phân tích và thiết lập mỗi tương quan giữa

sự thay đôi nhiệt độ và quá trình đô thị hóa cho khu vực phía Bắc thành phó Hồ Chí

Minh, góp phần phục vụ quy hoạch phát triển đô thị bền vững Phân bồ nền nhiệt độ

bề mặt cao tập trung ở các quận nội thành và quận huyện phía Bắc Khu vực phía BắcTPHCM đa số nằm trong khoảng LST từ 35°C đến 40°C chủ yếu tập trung tại khuvực đô thị, khu vực dân cư thiếu cây xanh hoặc với mật độ cây xanh thưa thớt hoặccác khu vực đất trồng, tương ứng với sự suy giảm lớp phủ thực vật về phân bố khônggian của độ phát xạ bề mặt như quận 10, quận Gò Vap, quận 11, quận Tân Phú Khoảng LST từ 30°C đến 35°C tập trung ở khu vực cây xanh, đồng cỏ và đất nôngnghiệp, chủ yếu ở huyện Củ Chi và huyện Bình Chánh và một phần huyện Hóc Môn.Những khu vực này hoạt động sản xuất chủ yếu là canh tác nông nghiệp, trồng lúa vàcây lương thực Khu vực có LST thấp hơn 30°C là khu vực rừng và mặt nước vensông sài gòn LST mặt nước thường có giá trị không đổi dao động từ 20°C đến 30°C

Nguyễn Quang Huy, Phùng Văn Khoa (2017) đã sử dụng anh từ vệ tinhLandsat 8 (chụp năm 2013 và 2015) để đánh giá hiệu quả giảm nhiệt của không gian

xanh đô thị cho 9 quận nội thành của TP Hà Nội Kết quản cho thấy, hiệu quả giảm

nhiệt (từ 1 — 39C) tỉ lệ thuận với diện tích cây xanh trong khu vực.

Hoàng Anh Huy (2017) đã nghiên cứu mối quan hệ của nhiệt độ bề mặt đất

với các kiêu thảm phủ tại huyện Lộc Bình, tinh Lang Sơn bằng ảnh từ Landsat 8 vào10h17” ngày 30/12/2014 Kết quả cho thấy nhiệt độ bề mặt khu vực có thảm phủ thựcvật có nhiệt độ trung bình thấp nhất (17°C), kế đến là bề mặt nước (18°C) và đất xâydựng (19°C), khu vực đất trồng có nhiệt độ trung bình cao nhất (21°C)

Nguyễn Văn Hùng, Nguyễn Hải Hòa, Nguyễn Hữu Nghĩa (2019) đã sử dụngảnh Landsat để xây dựng bản đồ nhiệt độ bề mặt đất của TP Sơn La giai đoạn 2015

— 2019 Kết quả cho thấy giá trị nhiệt độ dao động từ 16,2°C - 57,39 C (do hoạt độngcanh tác nương ray), trong đó giá trị nhiệt độ dao động từ 27,1°C - 35,0°C tập trungchủ yếu ở các khu đô thị, khu dân cư nơi mà mật độ cây xanh thưa thớt hay thiếu cây

xanh hoặc các khu vực đất trồng Kết quả so sánh sự sai khác giữa giá trị nhiệt độ bề

mặt từ các điểm quan trắc so với giá trị ước tính từ ảnh viễn thám Landsat, dao động

từ 2,8% - 31,2%, với kết quả này cho thấy việc sử dụng tư liệu ảnh Landsat để xâydựng bản đồ nhiệt độ bề mặt trên diện rộng có độ tin cậy và tính khả thi tại thành phốSơn La.

Trịnh Lê Hùng, Vũ Danh Tuyên (2019) đã tiến hành so sánh phương pháp xác

định nhiệt độ bề mặt từ ảnh hồng ngoại nhiệt Landsat 8 bằng thuật toán Single Chanel

và Split Window Ảnh được sử dụng chụp vào mùa khô nặm — 2016 tại huyện LộcNinh, Bình Phước và huyện Lâm Hà, Lâm Đồng Từ 02 thử nghiệm trong nghiên cứunày có thé nhận thấy, phương pháp SW khi xác định nhiệt độ bề mặt từ ảnh vệ tinhLandsat 8 có độ chính xác cao hon so với phương pháp SC (Single Chanel) Bên cạnh

đó, chênh lệch giữa nhiệt độ thực tế và nhiệt độ xác định từ kênh 11 ảnh vệ tinh

Landsat 8 dat cao nhất so với phương án sử dụng kênh 10 hoặc sử dụng cả 2 kênh

(kênh 10 và kênh 11) Do vậy, không nên sử dụng riêng kênh 11 ảnh vệ tinh Landsat

8 khi xác định nhiệt độ bề mặt

Thảo luận tổng quan về các nghiên cứu:

- _ Việc sử dụng ảnh Landsat 8 kết hợp phương pháp SW đã được áp dụng khánhiều trong các nghiên cứu về UHI Phương pháp này có độ chính xác cao hơnphương pháp SC.

- Nhiệt độ bức xạ bề mặt tỉ lệ nghịch với tỉ lệ thảm phủ thực vật Hay nói

cách khác, bề mặt không thắm đóng vai trò lớn nhất đến hiện tượng UHI

- Số đo nhiệt độ từ ảnh vệ tinh có giá trị cao hơn số đo tại trạm quan trắc do

bề mặt đất được đốt nóng trực tiếp trong khi không khí thì không bị đốt nóng trựctiếp, lại chịu tác động của gió và lớp phủ trên bề mặt đất Việc ứng dụng viễn thám

là giải pháp hiệu quả dé giam sat nhiét d6 cho mét khu vuc, dac biét về mặt khônggian.

- Các hiểu biết về đảo nhiệt là khác nhau theo từng quốc gia, từng khu vực.Các hiểu biết này phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên, khí hậu, địa hình, tập quán của

cư dân địa phương Ngoài ra, sự khác nhau nay còn do điều kiện kinh tế, quy hoạch

đô thị và cơ sở hạ tầng tại khu vực nghiên cứu.

- Hiểu biết về đảo nhiệt có vai trò quan trọng trong việc hỗ trợ các cơ quanquản lý ra quyết định về quy hoạch sử dụng đất đai một cách hiệu quả và bền vững

- Thuật toán Split Window là thuật toán được chọn dé thực hiện đề tài

1.3 Giới thiệu tong quan vùng nghiên cứu

1.3.1 Vị trí địa lý

Binh Duong là một tỉnh thuộc vùng Đông Nam Bộ và là 1 trong 8 tỉnh thuộc

Vùng phát triển kinh tế trọng điểm phía Nam Bình Dương có 3 thành phó, 2 thị xã

và 4 huyện với 91 đơn vị hành chính cấp xã với tông diện tích tự nhiên là 269.464 ha,chiếm 14,10 % diện tích của khu vực miền Đông Nam bộ và chiếm 0,83 % diện tích

cả nước Bình Dương được bao bọc bởi 02 con sông lớn là sông Sai Gòn ở phía Tây,

sông Đồng Nai ở phía Đông, ngoài ra còn có sông Bé và sông Thị Tính chảy qua Có

10

tọa độ địa lý: vĩ độ Bắc: 10°51' 46" — 11°30', kinh độ Đông: 106°20'- 106°58' và córanh giới hành chính như sau:

- Phía Bắc giáp tỉnh Bình Phước

- Phía Nam giáp thành phố Hồ Chí Minh

- Phía Đông giáp tỉnh Đồng Nai

- Phía Tây giáp tỉnh Tây Ninh và thành phố Hồ Chí Minh

Bảng 1.2 Diện tích các đơn vị hành chính tỉnh Bình Dương năm 2019

Stt Don vi hanh chinh Dién tich (ha) Ty lé (%)

7 Huyện Dầu Tiếng 72.110 26,8

8 _ Huyện Bắc Tân Uyên 40.031 14,9

9 Huyén Bàu Bàng 34.002 12,6

1.3.2 Hiện trang sử dụng dat

Theo kết quả kiểm kê hiện trạng sử dụng đất dịnh kỳ 5 năm của tỉnh, diện tíchnhóm đất nông nghiệp giảm sang dat phi nông nghiệp trong các năm qua là phù hợp

xu thế chung hiện nay của tỉnh, một tỉnh thuộc vùng kinh tế trọng điểm Nam bộ, khuvực có nền kinh tế năng động, phát triển mạnh về công nghiệp, thương mại dịch vụ.Bên cạnh đó, diện tích nhóm đất phi nông nghiệp tăng cũng phù hợp với định hướng

phát triển kinh tế xã hội trong những năm qua cũng như sau này của Bình Dương

lãi

Khuynh hướng chuyên đổi đất từ mục đích nông nghiệp sang mục đích phinông nghiệp sẽ dẫn đến tình trạng giảm diện tích mảng xanh trên địa bàn, có thê góp

phần làm gia tang hiện tường UHI trong khu vực

Diện tích các nhóm đất chính có sự thay đổi như sau: Tổng diện tích nhóm đất

nông nghiệp năm 2019 là 204.194 ha, giảm 3.364 ha so với năm 2014; Tổng diện tíchnhóm đất phi nông nghiệp năm 2019 là 65.270 ha, tăng 8.340 ha so với năm 2014.Bảng 1.3 Biến động đất đai năm 2019 so với năm 2014

- Diện So với năm 2014

nghiệp 1.1.1 Đất trồngcâyhàng CHN 8.531 9.707 LIF?

nam

1.1.1.1 Đất trồng lúa LUA 2890 3.218 -328 1.1.1.2 Đất trồng cây HNK 5.640 6.489 -849

hang nam khac

12

- Diện So với năm 2014

Mã 3 ma

STT Mucdichswdung loại = a Tang (+)

ait nam tich giảm (-)

2019 nam T1 Đất ở tại nông ONT 3.658 2725 933

thon

3.12 Đất ở tại đô thị ODT 11.039 6.575 4.464 BI) Đấtchuyêndùng CDG 43.385 35.969 7.416 32.1 Đất xây dung trụ TSC 179 156 23

so cơ quan

2.2.2 Dat quốc phòng CQP 1.661 1.690 -29 2.2.3 Đất an ninh CAN 1428 1.4468 -39 2.2.4 Dat xây dung DSN 2914 2.512 402

Hình 1.2 Bản đồ hiện trạng sử dụng đất của tỉnh Bình Dương năm 2020

1.3.3 Khí hậu, thủy văn

a Khí hậu:

Khí hậu ở Bình Dương cũng như chế độ khí hậu của khu vực miền Đông Nam

Bộ: nang nong va mua nhiều, độ 4m khá cao Đó là khí hậu nhiệt đới gió mùa én định,

trong năm phân chia thành hai mùa rõ rệt: mùa khô và mùa mưa Mùa mưa thườngbắt đầu từ tháng 5 kéo dài đến cuối tháng 10 dương lịch

Vào những tháng đầu mùa mưa, thường xuất hiện những cơn mưa rào lớn, rồisau đó dứt hắn Những tháng 7,8,9, thường là những tháng mưa dầm Có những trận

mưa dầm kéo dài 1-2 ngày đêm liên tục Đặc biệt ở Bình Dương hầu như không có

bão, mà chỉ bị ảnh hương những cơn bão gần

Nhiệt độ trung bình hang năm ở Binh Dương từ 26 °C—27 °C Nhiệt độ caonhất có lúc lên tới 39,3 °C và thấp nhất từ 16 °C—17 °C (ban đêm) và 18 °C vào sáng

14

+

+

sớm Lượng nước mưa trung bình hàng năm từ 1.800-2.000mm Tại ngã tư Sở Saocủa Bình Dương đo được bình quân trong năm lên đến 2.113,3mm.

Âm độ không khí khá cao, trung bình năm là 82% và có sự biến đổi theo mùa

khá rõ, chênh lệch độ 4m giữa hai mùa khoảng 9% Độ am trung binh vao mua mua

là 86,14% và độ âm trung bình vào mùa khô là 77% Độ âm cao nhất thường xảy ravào giữa mùa mưa do gió mùa Tây Nam thổi vào mùa mưa mang lại (89% vào tháng8) và độ âm thấp nhất xảy ra vào giữa mùa khô (74% vào tháng 3)

Lượng bốc hơi hàng năm tương đối lớn, trung bình năm vào khoảng

1.300-1.450 mm; tuy nhiên lượng bốc hơi trung bình ngày tính cho tháng nóng nhất và thánglạnh nhất có sự biến đổi rat lớn, lượng bốc hơi trung bình ngày tính cho tháng nóngnhất là 136 mm và tính cho tháng lạnh nhất chỉ đạt 70 mm; ngoài ra, trong các thángmùa mưa (tháng 5 - 10), trong khi lượng mưa rơi lên đến 1.907 mm, lượng bốc hơichỉ khoảng 446 mm, làm cho chỉ số 4m lên đến 4,0 - 4,3 lần

Chế độ gió tương đối ổn định, không chịu ảnh hưởng trực tiếp của bão và ápthấp nhiệt đới Tốc độ gió bình quân khoảng 0,7m/s, tốc độ gió lớn nhất quan tracđược là 12m/s Bình Dương có hai hướng gió chủ đạo trong năm là gió Tây, Tây Nam

và gió Đông, Đông Bắc Gió Tây, Tây Nam là hướng gió thịnh hành trong mùa mưa

và gió Đông, Đông Bắc là hướng gió thịnh hành trong mùa khô

Tỉnh Bình Dương nằm trong khu vực nội chí tuyến nên độ dài ban ngày (từlúc mặt trời mọc đến lúc mặt trời lặn) ở Bình Dương biến đổi trong khoảng 11-13 giờ,thời gian ban ngày ở Bình Dương cũng khá dài và ít thay đổi trong năm, độ dài banngày đài nhất là tháng 4, 5, 6 , ngắn nhất là tháng 1 và tháng 12 Điều này nói lênrằng năng lượng bức xạ mặt trời trong phạm vi tỉnh Bình Dương nhận được trongnăm là khá đồi dào, đặc trưng của vùng vĩ độ thấp trong vành đai nhiệt đới

Lượng năng lượng bức xạ mặt trời chiếu xuống mặt đất tỉ lệ thuận với hàm sin(độ cao mặt trời), độ cao mặt trời ở tỉnh Bình Dương chỉ có 3 tháng 11,12 và 1 là có

độ cao mặt trời nhỏ hơn 600, 9 tháng còn lại có độ cao mặt trời lớn hơn 600 Độ cao

mặt trời trung bình tính cho ngày 15 hàng tháng trong năm ở Bình Dương.

15

b Chế độ thuỷ văn:

Chế độ thủy văn của các con sông chảy qua tỉnh và trong tỉnh Bình Dương thay

đối theo mùa: mùa mưa nước lớn từ tháng 5 đến tháng 11 (dương lịch) và mùa khô

(mùa kiệt) từ tháng 11 đến tháng 5 năm sau, tương ứng với 2 mùa mưa nang BìnhDương có 3 con sông lớn, nhiều rạch ở các địa bàn ven sông và nhiều suối nhỏ khác

Sông Sài Gòn dài 256 km, bắt nguồn từ vùng đồi cao huyện Lộc Ninh (tỉnh

Bình Phước) Sông Sài Gòn có nhiều chi lưu, phụ lưu, rạch, ngòi và suối Sông Sài

Gòn chảy qua Bình Dương về phía Tây, đoạn từ Lái Thiêu lên tới Dầu Tiếng dài 143

km, độ dốc nhỏ nên thuận lợi về giao thông vận tải, về sản xuất nông nghiệp, cungcấp thủy sản Ở thượng lưu, sông hẹp (20m) uốn khúc quanh co, từ Dầu Tiếng được

mở rộng dần đến TP Thủ Dầu Một (200m)

Sông Thị Tính là phụ lưu của sông Sài Gòn bắt nguồn từ đồi Cam Xe huyệnBình Long (tỉnh Bình Phước) chảy qua Bến Cát, rồi lại đỗ vào sông Sài Gòn ở đậpÔng Cộ Sông Sài Gòn, sông Thị Tính mang phù sa bồi đắp cho những cánh đồng ởBến Cát, Thuận An, cùng với những cánh đồng dọc sông Đồng Nai, tạo nên vùng lúanăng suất cao và những vườn cây ăn trái xanh tốt

Sông Bé dài 360 km, bắt nguồn từ các sông Đắc RơLáp, Đắc Giun, Đắc Huýtthuộc vùng núi tỉnh Đắk Lắk hợp thành từ độ cao 1.000 mét Ở phần hạ lưu, đoạnchảy vào đất Bình Dương dài 80 km Sông Bé không thuận tiện cho việc giao thôngđường thủy do có bờ đốc đứng, lòng sông nhiều đoạn có đá ngầm, lại có nhiều thácghênh, tàu thuyền không thê đi lại

Về hệ thống giao thông đường thủy, Bình Dương nằm giữa 3 con sông lớn,nhất là sông Sài Gòn Bình Dương có thể nối với các cảng lớn ở phía nam và giao lưuhàng hóa với các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long

Nam ở hạ lưu của hệ thống sông Đồng Nai — Sài Gòn với địa hình tương đối bằng phẳng, chế độ thuỷ văn, thuỷ lực của kênh rạch và sông ngòi không những chịu ảnh hưởng mạnh

của thuỷ triều biển Đông mà còn chịu tác động rất rõ nét của việc khai thác các bậc thang hồchứa ở thượng lưu hiện nay và trong tương lai (như các hồ chức Trị An, Dầu Tiếng, Thác

Mo ).

16

Chương 2

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Nội dung nghiên cứu

- Khao sát nhiệt độ bức xa bề mặt của các kiểu sử dụng đất chính tại thảm phủ

thực vật của tỉnh Bình Dương với anh Landsat 8 và giải thuật Split-Windows.

- Lập ban đồ nhiệt độ bề mặt và đánh giá ảnh hưởng của hoạt động giao thông

và sản xuất công nghiệp đến nhiệt độ bức xạ bề mặt của ba thành phố (Thủ Dầu Một,

Thuận An và Dĩ An) cùng hai thị xã Tân Uyên và Bến Cát

- Phân tích không gian về vai trò lớp phủ thực vật trong cân bằng nhiệt của tinhBình Dương.

2.2 Phương pháp thực hiện

2.2.1 Thu thập tài liệu thứ cấp

Dé thực hiện được phan nội dung nghiên cứu, đề tài sẽ thu thập thông tin thứ

17

nghiên cứu này, các kênh hồng ngoại nhiệt (TIR kênh 10 và 11) được sử dụng dé ướclượng giá trị nhiệt độ sáng độ và các kênh đa phố (OLI 2, 3, 4, 5) được sử dụng déxây dựng chi số thực vật NDVI Các thông số nắn chỉnh các kênh ảnh được sử dụng

theo dữ liệu Metadata kèm theo cùng các kênh ảnh Phương pháp xử lý và ước lượng

Œ- Dữ liệu đầu vào

18

Li, = MiQ¿ai + AL (1) Trong do:

Ly: Bức xạ phổ TOA (Watts/( m? * srad * m))

Mi : Hệ số điều chỉnh theo kênh đặc biệt (RADIANCE MULT BAND x,trong đó x là band ảnh);

At : Hằng số cộng thêm của kênh đặc biệt (RADIANCE ADD BAND x,trong đó x band ảnh;

Qeal : Giá trị xám độ (DN).

(2) Xác định nhiệt độ bức xạ (nhiệt độ sáng khí quyền Atmosphere BrightnessTemperature) (USGS Science for a changing world, 2015):

TB =Kz/Ln(K1/12) (2) Trong đó:

TB: Nhiệt độ sáng độ (°K);

Ki và Ke: Hằng số chuyền đổi nhiệt cho kênh 10 và 11;

L: Bức xạ phô TOA (Watts / (m? * srad * um))

(3) Chỉ số thực vật NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) được tinhbằng công thức (HayderDibs, 2017; Jun Xiong, 2017):

NDVI = (NIR - RED)/(NIR + RED) (3) Trong do:

NDVI: Chỉ số thực vat khác biệt;

NIR & RED: Giá trị phan xạ phô tại kênh cận hồng ngoại và kênh đỏ

(4) Tỉ lệ lớp phủ thực vật (Pv) được tính cho từng pixel theo công thức (L.

Vlassova va ctv, 2014):

Py = [(NDVI — NDVOoit)/(NDVlveg — NDVI soi)? (4)

Trong do:

NDVI: Chi số thực vật tại công thức 3;

NDVIveg, NDVIsoil: Giá trị chỉ số NDVI đối với thực vật và đất thuần nhấtP,: Tỷ lệ lớp phủ, Py nhận giá tri bang 0 đối với đất trống và bằng 1 đối với đất

19

LSE: D6 phat xa bé mat;

Py: Tỷ lệ lop phủ tại công thức 4;

év: Độ phat xạ bề mặt thực vật Giá trị đối với kênh 10 là 0,9863 và kênh 11 là

LSErs: Độ phát xa bé mat trung binh;

LSEio: Độ phát xạ bề mặt tại kênh 10;

LSE: Độ phát xạ bề mặt tại kênh 11

(7) Chênh lệch độ phát xạ bề mặt (Ae) ở kênh 10 và kênh 11 được xác địnhtheo công thức:

As = LSEio — LSEu (7) Trong do:

As: Hiệu số chênh lệch phát xạ bề mat:

LSEio: Độ phát xạ bề mặt tại kênh 10;

LSEn: Độ phát xạ bề mặt tại kênh 11

(8) Phương pháp SW (Split-Window) sử dụng cả 2 kênh hồng ngoại nhiệt ảnhLandsat 8 đề tính nhiệt độ bề mặt Theo đó, nhiệt độ bề mặt được xác định theo côngthức (Rajeshwari và Mani, 2014):

LST = TBio + C¡(TB¡0-TB¡¡) + Cx(TBio- TB1i)? + Co + (C3 + CaW)(1- €) + (Cst CoW)Ae (8)

20

Trong đó:

LST: Nhiệt độ bề mat;

TBio và TB¡¡: Nhiệt độ bức xạ (PK) (Brightness temperature) tại công thức 2;

Ae: Hiệu số phát xạ bề mặt LSE tại công thức 7;

e: LSErs sự phát xa bé mat str dung dat trung bình của các kênh nhiệt tai công

thức 6;

W: Hàm lượng hơi nước của khí quyền (g/cm2) W xác định theo phương pháp

do Huazhong et al (2004) đề xuất như sau:

W = -9,674(2)? + 0,65) + 9,087 (9) Với: zÍ= [STi — To (Tae — Đ)|/SE¬(f,«— 7)"

Trong do:

Tix, T;x: Nhiệt độ bức xạ cua pixel k tại kênh i và kênh j (kênh 10 và 11 ảnh Landsat 8);

T;, T;: Nhiệt độ bức xạ trung bình tại kênh i và j;

£: LSErp sự phat xạ bề mặt sử dụng đất trung bình của các kênh nhiệt tại công

thức 6;

Ae: Hiệu số phát xạ bề mặt LSE tại công thức 7;

Co đến Ce: Hệ số trong phương pháp SW (Sobrino và ctv, 2006 và Skokovic

và ctv, 2018) (Bang 2.1).

Bang 2.1 Giá trị các hang số trong công thức tinh nhiệt độ bề mat bang phương

pháp SWSTT Hang số Giá trị

Từ các kênh đa phổ của cùng ảnh Landsat 8, sẽ tiễn hành thực hiện phân loạitheo khóa phân loại như kiểu sử dụng đất: (1) Thực vật, (2) Mặt nước, Đất khác (đất

21

xây dựng và đất trống) Bằng kỹ thuật phân loại không kiểm định với giải thuật

Kmeans được lựa chọn sau khi tiến hành việc phân tích thành phan chính (PrincipalComponent Analysis — PCA) Việc kiếm chứng và đánh giá mức độ sai lẫn là dựa

trên ảnh Google Earth và kiểm chứng ngoài thực tế, sau đó dùng ma trận sai lẫn chỉ

số Kappa đánh giá mức độ chính xác của mô hình phân loại Cuối cùng dùng thuậttoán Zonal Statistics để xác định nhiệt đồ bề mặt các kiểu sử dụng đất Toàn bộphương pháp phân loại và lập bản đồ sử dụng đất được thực hiện trên phần mềm

ArcGIS 10, Stagraphic Centurion 15 phiên bản dùng thử và tóm tắt theo sơ đồ sau

Hình 2.2 Phương pháp lập bản đồ các kiểu sử dụng đất và nhiệt độ bề mặt các kiểu

sử dụng đất2.2.3 Hiện tượng đảo nhiệt và thảm phủ thực vật

Bản đồ nhiệt độ bề mặt của tỉnh Bình Dương sẽ được chồng ghép với ranh giớihành chánh nhằm xác định nhiệt độ bề mặt min, max và trung bình theo các thànhphó, thị xã và các huyện, đồng thời xây dựng mô hình tương quan giữa nhiệt độ bức

22

xạ bề mặt và ti lệ thảm phủ dé xác định mối quan hệ nhiệt độ bề mặt với độ tàn checủa thảm phủ thực vật Cuối cùng đánh giá tác động của hoạt động giao thông và sản

xuất công nghiệp đến nhiệt độ bức xạ bề mặt của các thành phó, thị xã và các huyện

thuộc tỉnh Bình Dương Cụ thể, sử dụng ảnh từ vệ tinh Landsat 8 chụp trong giai đoạntỉnh Bình Dương giãn cách xã hội do dịch Covid vào tháng 8/2021 (hoạt động sản

xuất công nghiệp và mật độ giao thông giảm đáng kể) và ảnh trong giai đoạn bìnhthường (tháng 7/2022) dé so sánh mức chênh lệch nhiệt độ Nội dung này tập trungvào các khu vực có mật độ dân cư đông và có nhiều khu công nghiệp, bao gồm: TPThủ Dầu Một, TP Thuận An, TP Dĩ An, thị xã Tân Uyên và thị xã Bến Cát Từ đó,đánh giá mức độ ảnh hưởng của các hoạt động này trong việc góp phần làm tăng hoặc

giảm nhiệt độ bức xạ trong khu vực.

thực vật tại các thành phó, thị xã và các huyện thuộc tỉnh Bình Dương

25