(Luận văn) ứng dụng công nghệ địa không gian trong đánh giá biến động và đề xuất giải pháp quản lý tài nguyên rừng ngập mặn tại thị xã quảng yên, tỉnh quảng ninh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP -  - MAI TRỌNG THỊNH lu ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ ĐỊA KHÔNG GIAN TRONG ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG NGẬP MẶN TẠI THỊ XÃ QUẢNG YÊN, TỈNH QUẢNG NINH an n va p ie gh tn to oa nl w CHUYÊN NGÀNH: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG d MÃ SỐ: 60.62.02.11 ll u nf va an lu oi m LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP z at nh z @ m co l gm NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS PHÙNG VĂN KHOA an Lu n va ac th si i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu khoa học riêng tôi, số liệu kết nghiên cứu luận án trung thực có nguồn gốc rõ ràng Hà Nội, ngày 10 tháng năm 2016 Tác giả lu an va n Mai Trọng Thịnh p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si ii LỜI CẢM ƠN Sau năm học tập nghiên cứu Trường Đại học Lâm nghiệp, kiến thức thân giúp đỡ, bảo tận tình thầy (cô) giáo quan tâm, tạo điều kiện Ban giám hiệu Trường Cao đẳng Nông lâm Đông Bắc, đến tơi hồn thành luận văn thạc sỹ, xin chân thành cảm ơn giúp đỡ q báu Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Phùng Văn Khoa - Thầy lu an hướng dẫn nghiên cứu khoa học, tận tình giúp đỡ tơi q trình n va thực luận văn to gh tn Tôi xin chân thành cảm ơn giúp đỡ quý thầy (cô) giáo Trường Đại p ie học Lâm nghiệp w Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu Trường Cao đẳng Nông lâm oa nl Đông Bắc, UBND thị xã Quảng Yên, Phòng kinh tế, Phòng tài nguyên Môi d trường, Hạt Kiểm lâm thị xã Quảng Yên tạo điều kiện thuận lợi lu va an giúp tơi hồn thành nghiên cứu u nf Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè ll đồng nghiệp dành động viên, giúp đỡ ủng hộ tơi q trình oi m z at nh học tập nghiên cứu Hà Nội, ngày 10 tháng năm 2016 z m co l gm @ Tác giả an Lu Mai Trọng Thịnh n va ac th si iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii BẢNG GIẢI THÍCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT iii DANH MỤC CÁC BẢNG viii DANH MỤC CÁC HÌNH ix ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU lu Khái niệm an n va 1.1 Khái niệm công nghệ địa không gian: 1.1.2 Khái niệm viễn thám gh tn to 1.1.1 Khái niệm GPS: ie 1.1.3 Khái niệm GIS p 1.2.1 Ứng dụng viễn thám GIS giới oa nl w 1.2.2 Ứng dụng viễn thám GIS Việt Nam đánh giá biến động tài nguyên rừng d CHƯƠNG II:MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP lu va an NGHIÊN CỨU 10 u nf 2.1 Mục tiêu nghiên cứu 10 ll 2.1.1 Mục tiêu chung 10 m oi 2.1.2 Mục tiêu cụ thể 10 z at nh 2.2 Đối tượng điều tra khảo sát 10 2.3 Phạm vi nghiên cứu 11 z gm @ 2.3.1 Phạm vi không gian 11 2.3.2 Phạm vi thời gian 11 l 2.3.3 Phạm vi nội dung 11 m co 2.4 Nội dung nghiên cứu 11 an Lu 2.4.1 Đánh giá trạng rừng đất rừng ngập mặn khu vực nghiên cứu giai đoạn 1990 – 2015 11 n va ac th si iv 2.4.2 Đánh giá biến động tài nguyên rừng đất rừng ngập mặn giai đoạn 1990 – 2015 khu vực nghiên cứu 11 2.4.3 Dự báo xu biến động tài nguyên rừng năm (10 năm tiếp theo) 11 2.4.4 Đề xuất số giải pháp quản lý sử dụng hợp lý rừng đất ngập mặn khu vực nghiên cứu 11 2.4.4.1 Giải pháp kỹ thuật 11 2.4.4.2 Giải pháp quản lý 12 2.4.4.3 Giải pháp mặt xã hội 12 2.5 Phương pháp nghiên cứu 12 lu an 2.5.1 Phương pháp kế thừa tài liệu 12 n va 2.5.2 Phương pháp viễn thám 13 tn to 2.5.2.1 Phương pháp xây dựng khóa giải đoán 14 gh 2.5.2.2 Phương pháp giải đoán ảnh viễn thám 15 p ie 2.5.2.3 Phương pháp thành lập đồ biến động rừng 15 w 2.5.2.4 Các bước tiến hành 16 oa nl 2.5.2.4.1 Thu thập số liệu 16 d 2.5.2.4.2 Nhập liệu 16 an lu 2.5.2.4.3 Chồng lớp phân tích liệu 18 va CHƯƠNG III: ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU 21 ll u nf 3.1 Điều kiện tự nhiên 21 oi m 3.1.1 Vị trí địa lý 21 z at nh 3.1.2 Địa hình, địa mạo 22 3.1.3 Khí hậu 23 z 3.1.4 Thuỷ văn 23 @ gm 3.1.5 Các nguồn tài nguyên khác 24 l 3.1.5.1 Tài nguyên du lịch 24 m co 3.1.5.2 Tài nguyên rừng 25 an Lu 3.1.5.3 Tài nguyên khoáng sản 25 3.2 Thực tra ̣ng phát triể n kinh tế xã hô ̣i 26 n va ac th si v 3.2.1 Về kinh tế 26 3.2.1.1 Ngành nông nghiệp 27 3.2.1.2 Ngành Công nghiệp 29 3.2.1.3 Xây dựng nông thôn 30 3.2.1.4 Công tác lập quy hoạch 33 3.2.1.5 Công tác quản lý đất đai - Tài nguyên môi trường, đô thị 34 3.2.2 Về Văn hoá - Xã hội 34 3.2.2.1 Công tác giáo dục 34 3.2.2.2 Công tác Y tế, Dân số 35 lu CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 36 an n va 4.1 Giải đoán ảnh viễn thám 36 4.1.2 Tiền xử lý ảnh viễn thám 37 gh tn to 4.1.1 Tư liệu ảnh viễn thám phục vụ nghiên cứu 36 ie 4.1.3 Xây dựng khóa giải đốn ảnh 38 p 4.1.3.1 Xác định mẫu khóa giải đốn cho đối tượng 39 nl w 4.1.3.2 Đánh giá mẫu khóa giải đốn 43 d oa 4.1.4 Thực giải đoán ảnh viễn thám theo mẫu khóa giải đốn 46 an lu 4.1.5 Đánh giá độ xác kết sau phân loại 47 va 4.1.6 Thành lập mẫu khóa giải đốn NDVI 50 u nf 4.2 Thành lập đồ trạng rừng giai đoạn năm 1990 đến năm 2015 52 ll 4.3 Biến động diện tích rừng giai đoạn 1990 đến năm 2015 61 m oi 4.3.1 Cơ sở thành lập đồ biến động rừng 61 z at nh 4.3.2 Kết thành lập đồ biến động diện tích rừng 66 4.4 Xu hướng biến động rừng giai đoạn 2015 đến năm 2025 74 z gm @ 4.5 Giải pháp quản lý sử dụng rừng đất rừng ngập mặn hợp lý 76 4.5.1 Giải pháp quản lý 76 l m co 4.5.2 Giải pháp kỹ thuật 77 4.5.2.1 Nâng cao chất lượng rừng ngập mặn 77 an Lu 4.5.2.2 Phục hồi lại trạng rừng ngập mặn đầm bị 77 n va ac th si vi CHƯƠNG V: KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KHUYẾN NGHỊ 79 5.1 Kết luận 79 5.2 Tồn 81 5.3 Khuyến nghị 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ BIỂU lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si vii BẢNG GIẢI THÍCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT THUẬT NGỮ VIẾT TẮT NGHĨA TIẾNG ANH NGHĨA TIẾNG VIỆT lu an n va UTM Universal trasverse mercator Hệ toạ độ chuyển đổi Mỹ NDVI Normalized Difference Vegetation Index Chỉ số khác biệt thực vật GIS Geographical Information System Hệ thống thông tin Địa lý GPS Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu KNTTS Aquaculture zones Khu nuôi trồng thủy sản RNM Mangroves Rừng ngập mặn p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si viii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Khoá giải đoán đối tượng ảnh vệ tinh 17 Bảng 4.1 Thông tin ảnh Landsat sử dụng nghiên cứu 36 Bảng 4.2 Mẫu khóa giải đốn ảnh năm 2015 tổ hợp màu tự nhiên 41 Bảng 4.3 Phân loại để đánh giá chất lượng 44 Bảng 4.4 Ma trận sai số trạng thái giải đoán 49 Bảng 4.5 Khóa giải đốn NDVI Thị xã Quảng Yên 52 Bảng 4.6 Diện tích đối tượng năm 1990 Thị xã Quảng Yên 53 lu Bảng 4.7 Diện tích đối tượng năm 1995 Thị xã Quảng Yên 54 an va Bảng 4.8 Diện tích đối tượng năm 2000 Thị xã Quảng Yên 56 n Bảng 4.9 Diện tích đối tượng năm 2005 Thị xã Quảng Yên 57 tn to Bảng 4.10 Diện tích đối tượng năm 2010 Thị xã Quảng Yên 59 ie gh Bảng 4.11 Diện tích đối tượng năm 2015 Thị xã Quảng Yên 60 p Bảng 4.12 Bảng mã đối tượng để thực tính tốn biến động 64 nl w Bảng 4.13 Tổng hợp biến động diện tích rừng giai đoạn 1990 - 1995 67 oa Bảng 4.14 Tổng hợp biến động diện tích rừng giai đoạn 1995 - 2000 69 d Bảng 4.15 Tổng hợp biến động diện tích rừng giai đoạn 2000 - 2005 70 lu va an Bảng 4.16 Tổng hợp biến động diện tích rừng giai đoạn 2005 - 2010 71 u nf Bảng 4.17 Tổng hợp biến động diện tích rừng giai đoạn 2010 - 2015 72 ll Bảng 4.18 Tổng hợp biến động diện tích rừng giai đoạn 1990 - 2015 74 oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si ix DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 2.1 Phương pháp giải đoán ảnh viễn thám thành lâp đồ trạng rừng ảnh Landsat 20 Hình 3.1 Bản đồ trạng khu vực nghiên cứu 21 Hình 4.1 Cơng cụ chọn mẫu khóa Erdas Image 40 Hình 4.2 Cửa sổ Signature Separability 44 Hình 4.3 Bảng khác biệt đối tượng mẫu khóa 45 Hình 4.4 Bản đồ giải đoán ảnh Thị Xã Quảng Yên năm 2015 47 lu Hình 4.5 Cơng cụ tính NDVI phần mềm ArcGis 51 an Hình 4.6 Bản đồ NDVI Quảng Yên năm 2015 51 va n Hình 4.7 Bản đồ trạng rừng Thị xã Quảng Yên năm 1990 52 tn to Hình 4.8 Bản đồ trạng rừng Thị xã Quảng Yên năm 1995 54 gh Hình 4.9 Bản đồ trạng rừng Thị xã Quảng Yên năm 2000 55 p ie Hình 4.10 Bản đồ trạng rừng Thị xã Quảng Yên năm 2005 57 w Hình 4.11 Bản đồ trạng rừng Thị xã Quảng Yên năm 2010 58 oa nl Hình 4.12 Bản đồ trạng rừng Thị xã Quảng Yên năm 2015 60 d Hình 4.13 Cơng cụ Polygon to Raster 63 lu an Hình 4.14 Cơng cụ Reclassify mã hóa trạng thái đối tượng 64 u nf va Hình 4.15 Bảng tính diện tích trạng thái thay đổi rừng 66 ll Hình 4.16 Bản đồ biến động rừng giai đoạn 1990 – 1995 67 oi m Hình 4.17 Bản đồ biến động rừng giai đoạn 1995 – 2000 68 z at nh Hình 4.18 Bản đồ biến động rừng giai đoạn 2000 – 2005 69 Hình 4.19 Bản đồ biến động rừng giai đoạn 2005 – 2010 70 z Hình 4.20 Bản đồ biến động rừng giai đoạn 2010 – 2015 72 @ m co l gm Hình 4.21 Bản đồ biến động rừng giai đoạn 1990 – 2015 73 an Lu n va ac th si lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m Bản đồ NDVI Thị xã Quảng Yên năm 2005 z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu Bản đồ NDVI Thị xã Quảng Yên năm 2010 oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu Bản đồ NDVI Thị xã Quảng Yên năm 2015 oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si Phụ lục số 02 Kỹ thuật sử dụng Erdas giải đoán ảnh viễn thám STT Nội dung Các bước thực Nhập liệu ảnh B1 Khởi động Erdas image dạng.Tif Xuất liệu B2 Manage Data/import data ảnh dạng img - Format: Tif lu - input: Nhập liệu dạng Tif an va - Output: img, xác định vị trí lưu kết n Thực lệnh Raster/ Spectral/ Layer ie gh tn to Gộp ảnh p stack oa nl w - Input file img: Các lớp ảnh cần gộp d - Output: xác định vị trí lưu kết an lu Cắt khu vực nghiên cứu Thực lệnh Raster/ Subset&Chip/ u nf va create supset image ll oi m - Input File img: Chọn file ảnh gộp z at nh - output File: Xuất kết cắt z - Chọn lớp liệu cắt theo AOI l Thực lệnh Raster/ Multispectral m co Tổ hợp màu gm @ - Ok an Lu - Chọn cảm biến tại: Choose sensor n va ac th si - Chọn cấu hình muốn tổ hợp tại: Custom - Sắp xếp layer theo thứ tự muốn Xác định khóa giải đốn Thực lệnh Raster/ Classification/ Supervide/ signature editor - Khoanh vùng mẫu lệnh Raster/ lu Drawing/ polygon an n va - Tác mẫu: Click Create new Signature Đánh giá khóa giải đốn - Trong hộp thoại Signature Editor chọn ie gh tn to from AOI p Evaluate\Separability oa nl w - Trong mục Distance Measure chọn Transformed Divergence; Mục Output d an lu Form chọn Cell Array; Mục Which u nf va Listing chọn Best Average, tiếp tục chọn Ok để xuất bảng kết đánh ll oi m Giải đoán ảnh z at nh giá chất lượng khóa ảnh - Tại hộp thoại Signature editor chọn z Classify/ Supervide m co l gm @ an Lu n va ac th si Phụ lục số 03 Kỹ thuật sử dụng phần mềm ArcGis thành lập đồ STT Nội dung Các bước thực Tính tốn số NDVI - Khởi động Arcmap - Thực lệnh Arctool box/ Spatial Analyst tools/ Map Algebra/ Raster Calculator lu an - Thực lệnh Float (NIR – RED)/ va n Float (NIR + RED) to ie gh tn - Click ok p Thực lệnh Arctool box/ Spatial nghiên cứu Analyst Tools/ Extraction/ Extract by nl w Cắt NDVI khu vực d oa Mask an lu - Input raster: Nhập lớp liệu NDVI u nf va - Input raster or feature classs: Lớp ranh giới ll oi m z at nh - Output: Chọn khu vực lưu kết Phân cấp NDVI theo mẫu - Thực lệnh Arctool box/ Spatial Analyst Tools/ Reclass/ Reclassify z khóa @ Thành lập đồ - Thực lệnh: View/ layout view an Lu m co khóa l gm - Phân cấp ngưỡng giá trị theo mẫu n va ac th si trạng rừng - Insert giải, tên đồ, thước tỷ lệ Insert Tính tốn raster - Thực lệnh Arctool box/ Spatial Analyst Tools/ Map Algebra/ Raster Calculator - Nhập phép tính hộp thoại với lớp đồ phân cấp lu Thành lập đồ diễn an - Thực lệnh tương tự bước n va biến tài nguyên rừng cho p ie gh tn to giai đoạn d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si Phụ lục số 04 Một số văn pháp quy thực đề tài lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si lu an n va p ie gh tn to d oa nl w ll u nf va an lu oi m z at nh z m co l gm @ an Lu n va ac th si