Võ Thị Hồng Cẩm

1. Giới thiệu

Google Earth (GE) là một ứng dụng độc lập được xây dựng trên nền tảng sử dụng Internet để tìm kiếm thông tin địa lý bất cứ nơi nào trên Trái đất. Google Earth sử dụng mô hình số độ cao – Digital Elevation Model (DEM), dữ liệu được thu thập bởi Topography Mission Shuttle Radar của NASA (SRTM), hệ tọa độ WGS 84, độ phân giải phổ biến là 15 mét, một số địa điểm có độ phân giải 15 cm (6 inch). ^[1]

Qua hơn 10 năm phát triển, GE đã đem đến nhiều lợi ích cho người sử dụng với nhiều mục đích khác nhau, đặc biệt là trong nghiên cứu và giảng dạy địa chất, địa lý. GE cho phép truy cập hình ảnh vệ tinh và ảnh hàng không miễn phí. GE cho phép chèn và chồng hình ảnh từ các nguồn dữ liệu khác, cơ sở dữ liệu tương thích với Google Earth có thể được chia sẻ dễ dàng trên internet khi sử dụng liên kết KML. Hình ảnh trong GE được cập nhật thường xuyên cho phần lớn các khu vực trên bề mặt trái đất và những thay đổi này có thể được quan sát bằng chức năng “Historical Imagery”.

Bài viết này trình bày sự biến đổi sử dụng đất quận 2, TP. HCM bằng việc giải đoán ảnh Google Earth giai đoạn 2005-2015. Các kết quả giải đoán ảnh được xử lý trong GIS để phục vụ cho việc phân tích địa lý nói chung và đánh giá biến động bề mặt địa hình nói riêng.

Trong điều kiện tiếp cận nguồn tài liệu đo đạc của các cơ quan quản lý đất đai khó khăn, việc giải đoán hình ảnh có độ phân giải cao, miễn phí từ GE là một lựa chọn tối ưu^[2]. Hơn nữa, việc giải đoán ảnh sẽ cho những thông tin và số liệu khách quan, làm cơ sở so sánh với các kết quả điều tra, đo đạc.

2. Khu vực nghiên cứu

Quận 2 là một trong những quận nội thành của Thành phố Hồ Chí Minh có tốc độ đô thị hóa nhanh, bề mặt địa hình biến đổi với xu hướng chung là lấp dần vùng trũng, nâng cao mặt đất, tăng dần diện tích bê tông.

Quận 2 (hình 1) phân bố phía Đông Bắc của thành phố Hồ Chí Minh, tiếp giáp với Quận Thủ Đức ở phía bắc; Quận 7 ở phía tây nam (qua sông Sài Gòn) Quận 4, Quận 1 và Quận Bình Thạnh ở phía tây; Quận 9 ở phía đông.^[3]

3. Phương pháp nghiên cứu

Đánh giá biến động là việc theo dõi, giám sát và quản lý đối tượng nghiên cứu để từ đó thấy được sự thay đổi về đặc điểm của đối tượng đó. Sự thay đổi có thể là định lượng hoặc định tính. Đánh giá biến động sử dụng đất là đánh giá sự thay đổi về hình thái, kích thước, bản chất các loại hình sử dụng đất/lớp phủ đất theo thời gian dưới sự tác động của con người, hoặc tự nhiên.

Có nhiều phương pháp khác nhau để đánh giá biến động sử dụng đất như: từ các số liệu thống kê hàng năm; lập bản đồ bằng các thiết bị đo đạc mặt đất; sử dụng công cụ viễn thám và GIS. Trong nghiên cứu này, tác giả sử dụng ảnh Google Earth và GIS để giải đoán và lập bản đồ sử dụng đất/lớp phủ đất Quận 2, TP. HCM tương ứng với ba thời điểm 2005, 2010 và 2015.

Theo truyền thống, giải đoán ảnh là vận dụng kiến thức chuyên gia để nhận dạng các đối tượng trên ảnh với sự hỗ trợ của các công cụ quang học như kính lập thể, kính phóng đại, máy tính. Ngày nay, Google Earth cho phép người giải đoán các đối tượng một cách thuận lợi trên cơ sở phân tích trực tiếp các đối tượng ảo từ hình ảnh phân giải cao có sự hỗ trợ của các công cụ như phóng đại, đo đạc, và 3D với các góc nhìn khác nhau.

Về nguyên tắc chung, các yếu tố giải đoán ảnh bao gồm hình dạng, kích thước, kiểu mẫu, tone ảnh/màu và sự kết hợp các yếu tố.

3.1. Hình dạng

Hình dạng phản ánh khái quát chung về đối tượng. Dựa vào hình dạng có thể phân biệt các đối tượng tự nhiên và nhân sinh. Các đối tượng tự nhiên có đường nét mềm mại, trong khi các đối tượng nhân sinh có xu hướng tạo các đường biên góc cạnh. Hình 2 thể hiện khu vực Sông Kỳ Hà và bãi bồi Thạnh Mỹ Lợi có đường biên uốn lượn tự nhiên; hình 3 là khu dân cư, đường giao thông, thửa ruộng có đường biên thẳng, góc cạnh.

3.2. Kích thước

Kích thước của đối tượng giúp giải thích đặc điểm đối tượng. Ví dụ như khu vực đất thổ cư thuộc khu dân cư cũ Bình Trưng thường là các ngôi nhà nhỏ, trong khi các cơ quan hay khu vực qui hoạch thường có các dẫy nhà lớn hơn (Hình 3).

3.3. Tone và màu

Độ sáng và sự biến đổi màu sắc của đối tượng có thể giúp nhận dạng đối tượng đó. Ví dụ, hình 4 cho thấy mức độ phủ thực vật khác nhau, đất nông nghiệp với ruộng lúa mới thu hoạch có màu xám trắng, nâu nhạt; ruộng lúa có màu xanh lá mạ. Hình 5 cho thấy khu vực đất tự nhiên có màu xanh đậm với bề mặt có độ nhám cao.

3.4. Kiểu mẫu

Một số đối tượng có kiểu mẫu riêng biệt do con người tạo nên. Ví dụ, trong các khu dân cư cũ, các ngôi nhà phân bố lộn xộn; trong khi đó, ở khu dân cư đô thị mới (được qui hoạch) có cấu trúc đều đặn hơn (Hình 3).

3.5. Các yếu tố kết hợp

Trong một số trường hợp, giải đoán chi tiết cần kết hợp các yếu tố để xác định đối tượng. Ví dụ trường hợp phân biệt giữa đất nông nghiệp (đất trồng lúa mới thu hoạch) và đất dự án mới san lấp với cùng một tone ảnh là màu xám sáng, nhưng ở khu vực đất dự án hình dạng khu đất khá vuông vức, có đường giao thông rõ ràng còn khu vực đất nông nghiệp các thửa ruộng có hình dạng không đều nhau.

Mẫu giải đoán các lớp sử dụng đất trên ảnh Google Earth khu vực Quận 2 được trình bày tóm tắt trong hình 6

Để đánh giá kết quả phân loại, giải đoán ảnh, tác giả tiến hành kiểm tra thực địa và điều tra bằng bảng câu hỏi với người dân sinh sống quanh điểm kiểm tra; kết quả cho thấy việc giải đoán phù hợp với thực tế.

4. Kết quả nghiên cứu

Hình 7, 8 và 9 là bản đồ sử dụng đất năm 2005, 2010 và 2015 khu vực Quận 2. TP. HCM với 8 loại hình sử dụng đất.

Hình 10 cho thấy quá trình đô thị hóa Quận 2 khá nhanh, diện tích đất dân cư (DDT), dịch vụ (DDV) tăng dần lên; diện tích đất nông nghiệp (DNN), đất tự nhiên (DTN) và đất nuôi trồng thủy sản (DTS) giảm.

Để có cái nhìn trực quan về đô thị hóa, tác giả gộp DDT, DDV, DDA, DGT vào nhóm đất bị bê tông hóa, gộp DTN, DNN, DTS vào nhóm đất chưa bị bê tông hóa và DMN (là loại hình sử dụng đất ít có biến động) qua các năm 2005, 2010, 2015 và thể hiện theo tỷ lệ như trong hình 11; diện tích đất các nhóm sử dụng đất được trình bày trong bảng 1.

Bảng 1. Diện tích đất (ha) các nhóm loại hình sử dụng đất Quận 2

Hình 11 cho thấy trong 10 năm diện tích đất thuộc nhóm DTN, DNN, DTS đã giảm đi ½ để chuyển đổi sang DDT, DDV, DDA, DGT (nhóm đất bê tông hóa).

5.Kết luận

Quá trình đô thị hóa Quận 2 trong 10 năm qua phần lớn đất tự nhiên, đất nông nghiệp đã được chuyển dang đất đô thị (DDT, DDV, DDA) và đất giao thông (DGT). Quá trình chuyển đổi này đã nâng cao và thu hẹp bề mặt đầm lầy vốn thuộc hệ sinh thái đất ngập nước.

Tỉ lệ giữa đất đô thị (bê tông hóa) 59% và bề mặt đất tự nhiên (chưa bê tông hóa) 25% vào thời điểm hiện nay (2015) có thể xem là hợp lý. Không nên triển khai thêm những dự án (bê tông hóa) để tránh những vấn đề môi trường như đã xảy ra với nội thành TP.HCM.

Giải đoán các loại hình sử dụng đất trên hình ảnh GE có độ phân giải cao (miễn phí) là một lựa chọn thích hợp cho các sinh viên nghiên cứu về môi trường trong điều kiện thiếu kinh phí và phòng thí nghiệm tại các trường đại học hiện nay. Thực tế, việc giải đoán ảnh đáp ứng cung cấp thông tin nhanh và khách quan.

Tài liệu tham khảo

[1] Kate Harvey (2009), Cartography Research Project: Google Earth.

[2] Stephen Tooth (2015), Google Earth as a resource, Geography, vol 100 part 1 Spring 2015.

[3] Trần Thị Bích Huyền (2009), Luận văn Thạc sỹ: Quá trình đô thị hóa Quận 2, thành phố Hồ Chí Minh và những tác động đối với kinh tế xã hội. Đại học Sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh.