Ứng dụng kỹ thuật viễn thám trong Giám sát quá trình Đô thị hóa

Đô thị hóa là một xu hướng toàn cầu, với ngày càng nhiều người chuyển đến các thành phố. Xu hướng này có tác động lớn đến môi trường, kinh tế và xã hội. Vì vậy, điều quan trọng là phải giám sát quá trình đô thị hóa để hiểu được tác động của nó và phát triển các chiến lược hiệu quả để quản lý nó. Một trong những công cụ hữu ích nhất để theo dõi quá trình đô thị hóa là kỹ thuật viễn thám. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ đề cập đến việc ứng dụng kỹ thuật viễn thám trong giám sát quá trình đô thị hóa.

Đô thị hóa là gì?

Đô thị hóa là quá trình tập trung dân số vào các đô thị, là sự hình thành nhanh chóng các điểm dân cư đô thị trên cơ sở phát triển sản xuất và đời sống. Đối với một quốc gia, đô thị hóa bao gồm hai quá trình, quá trình mở rộng các đô thị hiện có và quá trình hình thành các đô thị mới đồng thời đó là quá trình chuyển dịch cơ cấu kinh tế theo hướng giảm sản xuất nông nghiệp tăng sản xuất phi nông nghiệp. Quá trình này thường làm thay đổi đặc tính của hệ sinh thái đô thị, được thể hiện qua việc biến đổi không gian của lớp phủ từ các hệ sinh thái tự nhiên sang hệ sinh thái chịu tác động của con người. 

Ảnh hưởng của hiện tượng đô thị hóa

Quá trình đô thị hóa mang lại nhiều hiệu quả tích cực trong công cuộc phát triển của mỗi quốc gia. 

• Đô thị hóa khiến cơ cấu kinh tế chuyển dịch rõ rệt, trong đó, cơ cấu công nghiệp và dịch vụ tăng lên, còn nông nghiệp có xu hướng giảm xuống.
• Những đô thị sẽ tác động lớn tới sự phát triển kinh tế của những vùng và địa phương.
• Các thành phố lớn sẽ có mật độ dân cư đông đúc, tiêu thụ sản lượng hàng hóa lớn, nơi sử dụng lực lượng có trình độ chuyên môn hóa cao, thu hút vốn đầu tư FDI.
• Đô thị hóa phát triển khiến tạo nhiều công việc làm và thu nhập cho người dân, đời sống của người dân được cải thiện rõ rệt.

Hiện nay với sự gia tăng dân số nhanh chóng của các thành phố lớn do sự dịch chuyển dân cư từ nông thôn vào thành thị diễn ra mạnh mẽ làm cho vấn đề đô thị ngày càng phức tạp. Một mặt để đáp ứng nhu cầu nhà ở, đi lại, việc làm cho dân cư đòi hỏi phải thúc đẩy mạnh các công trình kiến trúc xây dựng, cơ sở hạ tầng và hoạt động trong lĩnh vực bất động sản nhưng mặt khác cũng phải đảm bảo môi trường sinh thái, cảnh quan đô thị. Quá trình đô thị hóa cũng đang phát sinh nhiều vấn đề nan giải, như: Chất lượng đô thị hóa chưa cao, phát triển đô thị còn dàn trải, gây lãng phí về đất đai; hạ tầng đô thị chưa đáp ứng được yêu cầu phát triển dân số và kinh tế khu vực đô thị; ô nhiễm môi trường tại các đô thị lớn có xu hướng gia tăng và diễn biến phức tạp…

Vì vậy việc quản lý, giám sát các khu đô thị đang là vấn đề cấp bách được thực hiện, nhằm thông tin chính xác và cập nhật về tình trạng, xu hướng của các hệ sinh thái đô thị giúp các nhà quản lý theo dõi biến động và đề ra chiến lược để phát triển bền vững và cải thiện cuộc sống của cư dân đô thị. Quá trình đô thị hóa cần phải được giám sát chặt chẽ để phát triển bền vững và lâu dài. Cần các biện pháp quản lý đô thị theo hướng hiện đại, có hệ thống và tầm nhìn dài hạn.

Viễn thám là một công nghệ quan trọng để giám sát quá trình đô thị hóa, hỗ trợ các chuyên gia trong lĩnh vực quản lý đô thị hóa cập nhật và phân tích các thay đổi trong khu vực, bao gồm cả các thay đổi trong sử dụng đất, xây dựng, môi trường và sự phát triển kinh tế. Dữ liệu viễn thám có độ phân giải không gian cao và bao phủ mặt đất lớn cho phép thu nhận thông tin bề mặt Trái Đất, ngay cả những vùng mà con người không thể tiếp cận được, giúp giải quyết các vấn đề ở tầm vĩ mô về không gian trong thời gian ngắn.

Ứng dụng viễn thám trong Giám sát quá trình Đô thị hóa

Viễn thám là việc sử dụng công nghệ để thu thập thông tin về bề mặt Trái đất từ xa, cung cấp những thông tin về tình trạng và thay đổi của đất đai và môi trường từ xa. Điều này có thể được thực hiện thông qua hình ảnh vệ tinh, chụp ảnh trên không hoặc các dạng dữ liệu viễn thám khác. Các kỹ thuật viễn thám cho phép chúng ta nhìn thấy bề mặt Trái đất theo cách mà các phương pháp truyền thống khác không thể thực hiện được.

Phát hiện biến động lớp phủ mặt đất.

Dữ liệu viễn thám có thể được sử dụng để lập bản đồ và theo dõi những thay đổi về sử dụng đất và mô hình lớp phủ đất theo thời gian, cung cấp những hiểu biết có giá trị về tốc độ và mức độ đô thị hóa. Cơ sở tư liệu viễn thám là phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên, có thể phân tích và thể hiện, đặc biệt có thể chia tách các vùng của các đối tượng trong lớp phủ mặt đất với các diện tích vùng riêng biệt. Dựa trên đặc trưng phản xạ phổ của các lớp đối tượng, bằng các mô hình, phần mềm chuyên dụng, tư liệu viễn thám được xử lý để xác định và chia tách với từng đối tượng. Tư liệu viễn thám đa thời gian cho phép xác định nhanh biến động lớp phủ mặt đất trong các khoảng thời gian giữa các thời điểm thu ảnh. Các thông tin về các đối tượng lớp phủ sau khi chiết tách, có thể tạo ra các bản đồ hiện trạng và tính toán cụ thể diện tích tại từng thời điểm cũng như tổng hợp phân tích kết quả về phân bố và biến động. Từ tư liệu ảnh vệ tinh có độ phân giải cao, tiến hành xử lý, giải đoán, phân loại, chiết tách các thông tin, thành lập bản đồ lớp phủ mặt đất tại các thời điểm.

Độ che phủ đất đề cập đến loại hình sử dụng đất, chẳng hạn như đô thị, nông nghiệp, rừng và nước. Các kỹ thuật viễn thám có thể được sử dụng để phát hiện những thay đổi về lớp phủ đất, chẳng hạn như chuyển đổi đất nông nghiệp thành các khu vực đô thị, mở rộng các thành phố hoặc phát triển các khu vực ngoại ô mới. Thông tin này rất quan trọng để hiểu được tốc độ và mức độ đô thị hóa cũng như tác động của nó đối với môi trường.

Đo đảo nhiệt đô thị

Đảo nhiệt đô thị là những khu vực trong thành phố ấm hơn đáng kể so với vùng nông thôn xung quanh. Điều này là do sự hiện diện của một lượng lớn bê tông, nhựa đường và các vật liệu khác hấp thụ nhiệt và thải ra môi trường.

Dữ liệu viễn thám có thể được sử dụng để lập bản đồ và giám sát sự hình thành và tăng cường các đảo nhiệt đô thị, có thể cung cấp thông tin có giá trị để giảm thiểu các tác động tiêu cực của quá trình đô thị hóa đối với sức khỏe con người và môi trường.

Quản lý đô thị

Bằng cách phân tích dữ liệu viễn thám vệ tinh thông qua hệ thống thông tin địa lý, có thể xác định mạng lưới giao thông, cũng như mạng lưới thoát nước trên bề mặt hoặc dưới bề mặt của các khu vực trải rộng.

• Quản lý & xác định mang lưới giao thông: Viễn thám có thể được sử dụng để giám sát các kiểu giao thông trong khu vực đô thị và cung cấp thông tin cho các quyết định về quy hoạch giao thông.
• Quản lý tài nguyên: Viễn thám có thể được sử dụng để giám sát việc phân phối và sử dụng các nguồn tài nguyên, chẳng hạn như nước và năng lượng, trong khu vực đô thị.

Giám sát sự phát triển và mở rộng của các thành phố

Điều này bao gồm phép đo sự mở rộng đô thị, trong đó đề cập đến sự phát triển không kiểm soát của các thành phố vào các khu vực nông thôn xung quanh. Dữ liệu viễn thám có thể được sử dụng để xác định tốc độ và mức độ mở rộng đô thị, điều này rất quan trọng để phát triển các chiến lược hiệu quả để quản lý.

Đô thị mở rộng về phía Tây Las Vegas quan sát từ ảnh vệ tinh Landsat chụp lần lượt vào năm 1984, 1999 và 2009 (từ trên xuống dưới) | Nguồn: Britannica

Giám sát tác động của quá trình đô thị hóa đối với môi trường

Nhiều nghiên cứu cho thấy, quá trình đô thị hóa tương đối nhanh đã có những ảnh hưởng đáng kể đến môi trường và tài nguyên thiên nhiên, đến sự cân bằng sinh thái, tài nguyên đất bị khai thác triệt để để xây dựng đô thị, làm giảm diện tích cây xanh và mặt nước, gây ra úng ngập. Nhiều xí nghiệp, nhà máy gây ô nhiễm môi trường lớn trước đây nằm ở ngoại thành, nay đã lọt vào giữa các khu dân cư đông đúc. Đồng thời đô thị hóa làm tăng dòng người di dân từ nông thôn ra thành thị, gây nên áp lực đáng kể về nhà ở và vệ sinh môi trường.

Giờ đây, viễn thám có thể được sử dụng để đo lường mức độ ô nhiễm không khí và nước, mất đi không gian xanh và suy thoái môi trường sống tự nhiên. Thông tin này rất quan trọng để phát triển các chiến lược nhằm giảm thiểu tác động tiêu cực của quá trình đô thị hóa đối với môi trường.

Ứng phó với thiên tai

Viễn thám có thể được sử dụng để ứng phó với thiên tai và các trường hợp khẩn cấp khác ở khu vực đô thị, chẳng hạn như lập bản đồ thiệt hại và đánh giá nhu cầu cho các nỗ lực phục hồi.

Nhìn chung, kỹ thuật viễn thám là cần thiết để giám sát quá trình đô thị hóa. Họ cung cấp một quan điểm độc đáo và toàn diện về đô thị hóa và tác động của nó đối với môi trường, kinh tế và xã hội. Việc sử dụng các kỹ thuật viễn thám trong giám sát quá trình đô thị hóa là điều cần thiết để phát triển các chiến lược hiệu quả nhằm quản lý quá trình này một cách bền vững. Bằng cách sử dụng viễn thám, chúng ta có thể hiểu rõ hơn về tác động của quá trình đô thị hóa và hành động nhằm đảm bảo phát triển đô thị bền vững và công bằng.