XÂY DỰNG BẢN DÓ CẢNH BẤO NGDY cơ CHẲY RÙNG DẰNG CỐNG NGHỆ GIS VÀ PHÂN TÍCH THỨ DẶC (AHP) TẠI THÀNH PHÓ HUÊ, TỈNH THỪA THIÊN HDẼ Trần Thị Diệu Hiền1, Trần Thị Thùy Hương1 1 Trường Đại học Nông Lâm, Đại[.]
XÂY DỰNG BẢN DÓ CẢNH BẤO NGDY CHẲY RÙNG DẰNG CỐNG NGHỆ GIS VÀ PHÂN TÍCH THỨ DẶC (AHP) TẠI THÀNH PHÓ HUÊ, TỈNH THỪA THIÊN HDẼ Trần Thị Diệu Hiền1, Trần Thị Thùy Hương1 TÓM TẮT Thành phố Huế có diện tích tự nhiên 26.599ha có 8.264,99ha đất lâm nghiệp Nhằm xây dựng đồ cành báo nguy cháy rừng cho thành phố Huẽ, nghiên cứu sử dụng phương pháp phân tích thứ bậc AHP để xác định trọng số nhân tố ảnh hưởng chính: trạng rừng, khí hậu, kinh tẽ - xã hội, thủy văn địa hình nhân tố ảnh hưởng lớn nhãt đến cháy rừng trạng rừng khí hậu Bên cạnh đó, nghiên cứu sử dụng phương pháp phân tích khơng gian GIS để xây dựng đồ phân vùng cánh báo nguy cháy rừng Kết nghiên cứu cho thấy diện tích vùng có nguy cháy cao 2.965,93ha (chiếm tỷ lệ 11,15% diện tích tồn thành phõ) diện tích vùng có nguy cháy rãt cao 2.747,32ha (chiếm tỷ lệ 11,11% diện tích tồn thành phổ) Từ khóa: Cháy rừng, GIS, phương pháp AHP, thành phố Huế MỞ ĐẦU Từ năm 2018 đến tháng năm 2020, với 450,33ha đất lâm nghiệp địa bàn thành phố Huế xảy 36 vụ cháy rừng gây thiệt hại 17,987ha (theo Hạt Kiểm lâm thành phố Huế), số lượng vụ cháy mức độ thiệt hại vụ cháy năm có khác biệt lớn Năm 2018 xảy vụ cháy rừng, đến năm 2020 số vụ cháy tăng mạnh với 24 vụ cháy rừng 17 vụ phát lửa ven rừng với diện tích thiệt hại 6,46ha Các vụ cháy rừng thường xảy thời gian từ tháng đến tháng hàng năm trạng thái rừng trồng thông, keo lai Thời điểm cháy rừng thường từ 10 đến 22 ngày, điển khu vực Ngự Bình, Tam Thai, Thiên Thai xảy từ đến vụ cháy/ngày Ngoài địa bàn xảy nhiều vụ cháy rừng chữa cháy kịp thời không đưa vào thống kê Sau thành phố Huế mở rộng với tổng diện tích tự nhiên 26.699ha từ ngày tháng năm 2021, có 13 xã (phường) sáp nhập vào thành phố Huế có xã (phường) có rừng đất lâm nghiệp bao gồm Thủy Bằng (thị xã Hương Thủy), Hương Hồ, Hương An, Hương Thọ, Hương Phong, Hải Dương (thị xã Hương Trà), Thuận An (huyện Phú Vang) với Trường Đại học Nông Lâm, Đại học Huế ‘Email: tranthidieuhien@huaf.edu.vn 26 tổng diện tích rừng đất lâm nghiệp thành phố mở rộng 8264,99ha (Hạt Kiểm lâm thành phố Huế, 2020) Vì việc xây dựng đồ cảnh báo nguy cháy rừng cho thành phố Huế vấn đề cần thiết PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu 2.1 Phương pháp thu thập xử lý số liệu Thông tin, tài liệu liên quan đến tình hình cháy rừng địa bàn tổng hợp thu thập năm 2018, 2019 2020 Các liệu đồ cung cấp dựa nguồn tin cậy đồ trạng rừng từ Chi cục Kiểm lâm tỉnh Thừa Thiên Huế (năm 2020, tỷ lệ 1/50.000), đồ trạng sử dụng đất từ Sở Tài nguyên môi trường tỉnh Thừa Thiên Huế (năm 2020, tỷ lệ 1/50.000), mơ hình số độ cao DEM tỉnh Thừa Thiên Huế độ phân giải 30 m X 30 m Các số liệu vụ cháy rừng sau thu thập xử lý phần mềm Microsoft Excel 2016 để vẽ biểu đồ so sánh phân tích số liệu 2.2 Phương pháp tham vấn Trong trình thực hiện, nghiên cứu tiến hành tham vấn lấy ý kiến 20 người có chuyên môn lĩnh vực lâm nghiệp kiểm lâm, chủ rừng, lực lượng bảo vệ rừng người dân đề xác định nhân tố mức độ quan trọng nhân tố ảnh hưởng đến nguy cháy rừng 2.3 Phương pháp phân tích thứ bậc AHP (Analytic Hierachy Process) thể mức độ quan trọng tiêu chí hàng i so với tiêu chí cột j AHP phương pháp đưa định, phương pháp đưa thứ tự xếp tiêu chí nhờ vào người định đưa định cuối hợp lý Giả sử có n tiêu chí Xì xn cần đánh giá, để xác định mức độ ưu tiên tiêu chí, thực theo bước sau: Bước 2: Xây dựng ma trận trọng số: Trọng số vector tiêu chí xác định ma trận chuẩn hóa với Wịj tính theo cơng thức: Bước 1: Xác định mức độ quan trọng cho tiêu chí: Tiến hành so sánh cặp đơi tiêu chí, sau lập ma trận ý kiến chuyên gia ma trận vuông cấp n phần tử a,j Tiếp theo, trị số trung bình trọng số vector tính tốn để xác định trọng số Wị cùa tiêu chí n (1) wiJ=alilYpi} í=l Xi x2 Xn Tiêu chí Xi x2 Xn Trọng số Xi ai2 am Xi Wn W12 Win W1 X2 a2i a2n X2 W21 W22 w2n W2 Xn Wni Wn1 Wnn Wn Xn ani 3n1 Ma trận so sánh cặp đôi Ma trận chuẩn hóa trọng số tiêu chí Hình Các ma trận xây dựng AHP Bước 5: Tính tốn tỉ số quán: Bước 3: Tính giá trị riêng lớn nhất: (4) CR = CI/RI n 7T (2) v ' Wị Bước 4: Tính tốn số qn Cl để đo lường mức độ chệch hướng quán xác định theo cơng thức: c/=(4„-n)/(n-i) Trong đó: RI (Random Index) số ngẫu nhiên phụ thuộc vào số tiêu chí so sánh, tra cứu theo số tiêu chí so sánh Bảng (3) Bảng Chỉ số RI (Saaty,1980) n RI 0.00 0.00 0.58 0.90 1.12 1.24 1.32 1.41 1.46 Nếu CR < 0.1, kết quà chưa phù hợp quay lại Bước 2.4 Phương pháp ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) shape file hệ tọa độ VN2000; kinh tuyến trục 107° Dữ liệu đồ thu thập xừ lý chuẩn hóa cơng cụ Microstation V8i FME Translator để chuyển đổi sang dạng Sử dụng phần mềm ArcGIS 10.8 để ứng dụng chức GIS như: tích hợp thơng tin vào đồ; trích xuất, truy 27 vấn, hiển thị liệu, nội suy để xây dựng lớp đồ ảnh hưởng đến nguy cháy rừng Lớp đồ trạng rừng thành phố Huế trích xuất từ đồ trạng rừng tỉnh Thừa Thiên Huế; lớp đồ khoảng cách giao thông, lớp đồ khoảng cách dân cư; lớp đồ thủy ván trích xuất từ đồ trạng sử dụng đất, lớp đồ độ cao lớp đồ độ dốc nội suy từ mơ hình số độ cao DEM Bản đồ cảnh báo nguy cháy rừng xây dựng cách chồng lớp tính điểm lớp đồ cách sử dụng công cụ Weighted Sum phần mềm ArcGIS thực theo hàm tích hợp đa tiêu sau (Bùi Mạnh Hưng, 2019): NCCR- (5) /=l Trong đó: NCCR: Nguy cháy rừng; W,: Trọng số lớp thứ i, Xị: Nhân tố thứ i; n: số lượng nhân tố Bản đồ cảnh báo nguy cháy rừng sau chồng lớp kiểm chứng kết thông qua việc đối chiếu vị trí số điểm cháy thực tế năm 2018 - 2020 so với kết phân loại đồ Hình Quy trình xây dựng đồ cảnh báo nguy cháy rừng KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Xác định trọng sồ nhân tố ành hưởng đến cháy rừng phương pháp AHP Cháy rừng xảy nhiều nguyên nhân, nhiên dựa vào thực tế vụ cháy rừng xảy (Hạt Kiểm lâm thành phố Huế, 2018 2020), liệu thu thập ý kiến chuyên gia, nghiên cứu chọn nhân tố ảnh 28 hưởng đến nguy cháy rừng địa bàn bao gồm: trạng rừng, khí hậu (nhiệt độ), kinh tế - xã hội (khoảng cách đến giao thông, khoảng cách dân cư), thủy văn địa hình Vai trị tác động nhân tố đến nguy cháy rừng khơng giống nhau, việc xác định trọng số nhân tố ảnh hưởng đến cháy rừng thành phố Huế cần thiết Bảng Trọng số nhân tố ảnh hưởng đến cháy rừng Hiện trạng Khí hậu Kinh tế xã hội Thủy văn Địa hình Tổng Trọng số (W1) Hiện trạng Khí hậu 0,45 0,23 0,44 0,22 0,43 0,29 0,48 0,19 0,40 0,20 2,21 1,13 0,442 0,226 Kinh tế - xã hội 0,15 0,15 0,14 0,19 0,20 0,84 0,167 Thủy văn 0,09 0,11 0,07 0,10 0,13 0,50 0,101 Địa hình 0,08 0,07 0,06 0,05 0,07 0,32 0,064 1,00 1,00 1,00 1,00 RI = 1,12 1,00 5,00 CR = 0.0339 1,00 Nhân tố Tổng Amax = 5,1519 Cl =|0,038 Kết tính tốn trọng số phương pháp AHP thể Bảng cho thấy nhân tố ảnh hưởng đến nguy cháy rừng nhân tố trạng rừng khí hậu ảnh hưởng đến nguy cháy rừng nhiều (tương ứng 44,2% 22,6%), tiếp đến nhân tố kinh tế - xã hội, thủy văn, địa hình chiếm trọng số 16,7%, 10,1% 6,4% Thực tính tốn tham số AHP cho thấy tỷ số quán CR = 0,0339 < 0,1 nên khẳng định kết trọng số nhân tố ảnh hưởng đến nguy cháy rừng đảm bảo độ tin cậy chấp nhận đưa vào thực chồng lớp đồ nhân tố ảnh hưởng GIS để xây dựng đồ cảnh báo NCCR địa bàn thành phố Huế Tiếp đến, tính tốn trọng số ảnh hưởng nhân tố phụ nhân tố chính, cho thấy nhân tố phụ dân cư nhân tố kinh tế - xã hội ảnh hưởng đáng kể tới Nhân tố phụ Trọng số (W2) Trọng SỐTC (Wi) Hiện trạng Nhiệt độ Giao thông Dân cư Thủy văn Độ cao Độ dốc 1 0,333 0,667 0,25 0,75 0,442 0,226 0,056 0,111 0,101 0,016 0,048 nguy cháy rừng với trọng số 11,1% (trong tổng số 16,7%) Nhân tố phụ độ dốc với trọng số ảnh hưởng 4,8% (trong tổng trọng số 6,4%) nhân tố địa hình cho thấy độ dốc nhân tố tác động đến lan tràn tốc độ đám cháy xảy cháy rừng 3.2 Phân cấp lớp bàn đồ nhân tố ảnh hường đến nguy CO’ cháy rừng Trên sở phân tích vụ cháy rừng thu thập được, đặc điểm tự nhiên địa bàn nghiên cứu tham khảo ý kiến chuyên gia, nhân tố ảnh hưởng đến nguy cháy rừng địa bàn nghiên cứu phân cấp thành lớp đánh giá cho điểm lớp theo thang điểm từ đến tương ứng với cấp cháy: nguy cơ, nguy thấp, nguy trung bình, nguy cao nguy cao (bảng 3) xây dựng thành lớp đồ phân cấp nguy cháy rừng Bảng Đánh giá nguy cháy thang điểm cho nhân tố ảnh hưởng đến cháy rừng Cấp đánh giá Trọng số I (ít nguy cháy) II (Nguy cháy thấp) III (Nguy cháy trung bình) IV (Nguy cháy cao) V (Nguy cháy cao) Nhiệt độ trung bình (°C) Khoáng cách đến dân cư (km) Khoảng cách đến giao thông (km) 0,226 0,111 0,056 0,101 0,048 0,016 2 >2 300 19-22 1,5-2 1.5-2 0,1 -0,2 5-15 200 - 300 Phi lao, bãi cát 22-24 - 1,5 1-1,5 0,2-0,3 15-25 100-200 Keo 24-26 0,5-1 0.5-1 0,3-0,4 25-35 40-100 Thông, tre nứa 27 35