Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật Chính sách công: Đánh giá hiện trạng lớp phủ thực vật qua các năm từ dữ liệu vệ tinh cho huyện Đức Trọng, tỉnh Lâm Đồng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -oOo -

NGUYỄN THỦY TIÊN

ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG LỚP PHỦ THỰC VẬT QUA CÁC NĂM TỪ DỮ LIỆU VỆ TINH CHO HUYỆN ĐỨC TRỌNG,

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2020

Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG - HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS HÀ DƯƠNG XUÂN BẢO

Cán bộ chấm nhận xét 1: TS Lâm Đạo Nguyên Cán bộ chấm nhận xét 2: PGS TS Nguyễn Kim Lợi

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM, ngày 06 tháng 01 năm 2020

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: 1 Chủ tịch hội đồng: PGS TS Lê Văn Trung

2 Cán bộ nhận xét 1: TS Lâm Đạo Nguyên 3 Cán bộ nhận xét 2: PGS TS Nguyễn Kim Lợi 4 Ủy viên hội đồng: TS Lâm Văn Giang

5 Thư ký hội đồng: TS Võ Nguyễn Xuân Quế

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

I TÊN ĐỀ TÀI: Đánh giá hiện trạng lớp phủ thực vật qua các năm từ dữ liệu vệ tinh

cho huyện Đức Trọng, tỉnh Lâm Đồng

NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG

1 Nhiệm vụ: Ứng dụng viễn thám xác định hiện trạng phân bố lớp phủ thực vật

tại huyện Đức Trọng theo không gian và thời gian, từ đó xem xét quan hệ giữa chúng với tình trạng nhiệt và mưa để hiểu biết tác động ảnh hưởng, nhằm hỗ trợ các nhà quản lý có những chính sách kịp thời trong bảo vệ rừng cũng như khuyến khích người dân tham gia trồng cho mục đích phủ xanh rừng

2 Nội dung nghiên cứu:

(1) Tổng quan các tài liệu, tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về ứng dụng viễn thám giám sát biến động lớp phủ và nhiệt độ;

(2) Xác định hiện trạng lớp phủ thực vật trong giai đoạn nghiên cứu; (3) Đánh giá thay đổi lớp phủ thực vật theo không gian và thời gian; (4) Tìm hiểu mối quan hệ giữa nhiệt độ, mưa và lớp phủ thực vật; (5) Đề xuất các giải pháp quản lý lớp phủ thực vật

II NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 19/08/2019

III NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 08/12/2019

IV CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS HÀ DƯƠNG XUÂN BẢO

Tp Hồ Chí Minh, ngày….tháng….năm 2020

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

TS Hà Dương Xuân Bảo

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

PGS.TS Lê Văn Trung TRƯỞNG KHOA

PGS.TS Võ Lê Phú

LỜI CẢM ƠN

oOo

Để hoàn thành được luận văn tốt nghiệp này tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Hà Dương Xuân Bảo, người hướng dẫn khoa học của tôi đã dành rất nhiều thời gian và tâm huyết, tận tình hướng dẫn chỉ bảo cũng như động viên tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn này

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Quý thầy cô trường Đại học Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh, những người đã tận tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức chuyên môn và những kinh nghiệm quý báu cho tôi trong suốt thời gian tôi học tập tại trường

Xin chân thành gửi lời cảm ơn đến NCS Phạm Hùng, người đã nhiệt tình hướng dẫn, hỗ trợ tôi trong quá trình thực hiện luận văn

Các bạn, các anh chị học viên đã cùng tôi học tập, trao đổi, giúp tôi nhận ra những khiếm khuyết, những hạn chế về kỹ năng và kiến thức để tôi bổ sung và hoàn thiện kịp thời

Trong quá trình thực hiện, mặc dù đã cố gắng hết sức để hoàn thiện luận văn, trao đổi và tiếp thu ý kiến đóng góp của Quý Thầy Cô và bạn bè, tham khảo nhiều tài liệu song cũng không thể tránh khỏi sai sót Tôi rất mong nhận được những thông tin đóng góp, phản hồi quý báu từ quý Thầy Cô

Nguyễn Thủy Tiên

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

Lớp phủ thực vật giữ vai trò quan trọng trong điều tiết nguồn nước, hạn chế lũ lụt, hạn hán, xói mòn đất Lớp phủ thực vật cũng đóng vai trò là chất cách nhiệt giữa khí quyển và mặt đất Ở các vùng đồi núi, lớp phủ thực vật chính yếu là lớp phủ rừng, chúng có có vai trò rất quan trọng trong việc duy trì cân bằng sinh thái và sự đa dạng sinh học Luận văn trình bày nghiên cứu ảnh vệ tinh Landsat thu thập vào các năm 1995, 2005, 2017, kết hợp phân tích không gian để xác định hiện trạng lớp phủ thực vật, sự phân bố nhiệt độ bề mặt trên từng lớp phủ Từ đó phân loại lớp phủ thực vật, khảo sát tương quan giữa các kiểu lớp phủ thực vật và nhiệt độ thông qua chỉ số thực vật NDVI Kết quả phân loại lớp phủ thực vật cho thấy trong vòng 10 năm giai đoạn 1995 – 2005 diện tích lớp phủ thực vật giảm từ 75% xuống còn 58%, tuy nhiên nhờ công tác quản lý và bảo vệ rừng có hiệu quả, giai đoạn 2005 – 2017 diện tích lớp phủ thực vật lại tăng thêm khoảng 14% Thống kê nhiệt độ bề mặt trung bình trên hai nhóm lớp phủ cho thấy nhiệt độ bề mặt trung bình của lớp phủ thực vật đều thấp hơn so với của nhóm đất khác Chênh lệch nhiệt độ bề mặt trung bình của hai nhóm lớp phủ là thấp nhất xảy ra trên ảnh năm 2017 vào khoảng 2,460C, bằng khoảng một nửa so với hai thời điểm ảnh năm 1995 và 2005 Mối quan hệ giữa lớp phủ thực vật và nhiệt độ được khảo sát theo giá trị NDVI và Ts Kết quả cho thấy chúng có mối quan hệ nghịch theo hàm hồi quy tuyến tính Các khu vực nhóm đất khác là nơi có mật độ lớp phủ thực vật thấp kéo theo nhiệt độ của môi trường cao hơn so với những khu vực có mật độ lớp phủ thực vật cao Xét thêm mối quan hệ giữa lớp phủ thực vật và lượng mưa cho thấy giai đoạn 1995 – 2005 tổng lượng mưa năm giảm đáng kể, tuy nhiên giai đoạn 2005 – 2017 tổng lượng mưa năm lại tăng lên, điều này cũng phù hợp với sự tăng giảm diện tích của lớp phủ thực vật ở hai giai đoạn này Kết quả nghiên cứu là tài liệu tốt hỗ trợ các nhà quản lý có những chính sách kịp thời trong bảo vệ rừng, cũng như khuyến khích người dân tham gia trồng cho mục đích phủ xanh và phát triển rừng trong điều kiện ứng phó với biến đổi khí hậu với nhiều hiểm họa thiên tai hiện nay

Plant cover plays an important role in water regulation, limiting floods, droughts, and soil erosion Plant mulch also acts as an insulator between the atmosphere and the ground In mountainous areas, the main vegetation cover is forest cover, which plays a very important role in maintaining ecological balance and biodiversity The thesis presents studies of using Landsat satellite images collected in 1995, 2005, 2017, combined with spatial analysis to determine the status of vegetation cover, surface temperature distribution on each overlay From there, classify vegetation cover, investigate the correlation between vegetation cover types and temperature through NDVI plant index Classification results show that within 10 years from 1995 to 2005, the area of vegetative cover decreased from 75% to 58%, but thanks to effective forest management and protection, From 2005 to 2017, the area of plant cover increased by about 14% Statistics of average surface temperature on each type of coating show that the average surface temperature of vegetation cover is lower than that of other soil groups The difference in the average surface temperature of the two coating groups is the lowest occurred in 2017 at about 2,460C, about half compared to the two photo points in 1995 and 2005 The relationship between vegetative coverings and temperature was investigated according to NDVI and Ts The results show that they have an inverse relationship with the linear regression function Other soil groupings are areas where low vegetation cover results in higher ambient temperatures than areas with high vegetation cover density Considering the relationship between vegetation cover and rainfall, it shows that during the period of 1995-2005, the total annual rainfall has decreased significantly, but in the period 2005 - 2017, the total annual rainfall increased, which is also consistent with the increasing and decreasing of vegetative cover area at these two stages The research results are good documents to support managers to have timely policies in forest protection, as well as to encourage people to participate in planting for the purpose of greening and forest development in the context of coping with variables climate change with many current disasters

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi dưới sự hướng dẫn trực tiếp của TS Hà Dương Xuân Bảo Ngoại trừ những nội dung đã được trích dẫn, các số liệu, kết quả được trình bày trong luận văn này là hoàn toàn chính xác, trung thực và chưa từng được công bố trong các công trình nghiên cứu nào khác trước đây

Tôi xin lấy danh dự của bản thân để đảm bảo cho lời cam đoan này

Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2020

Học viên

Nguyễn Thủy Tiên

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 3

3 Nội dung nghiên cứu 3

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 4

5 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn 4

6 Bố cục của báo cáo 4

1.3.1 Nghiên cứu trên thế giới 11

1.3.2 Nghiên cứu trong nước 17

1.4 TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 23

1.4.1 Vị trí địa lý 23

1.4.2 Điều kiện tự nhiên 24

1.4.3 Điều kiện kinh tế 25

1.4.4 Văn hóa – xã hội 26

2.1.3 Cơ sở thống kê và xử lý số liệu 30

2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 31

2.2.1 Dữ liệu sử dụng trong nghiên cứu 31

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 45

3.1 TIỀN XỬ LÝ ẢNH VÀ PHÂN LOẠI LỚP PHỦ 45

3.1.1 Tiền xử lý ảnh 45

3.1.2 Phân loại ảnh theo chỉ số thực vật NDVI 48

3.1.3 Đánh giá sai số phân loại 50

3.2 HIỆN TRẠNG PHÂN BỐ LỚP PHỦ THỰC VẬT QUA CÁC NĂM 52

3.2.1 Phân bố lớp phủ thực vật qua các năm trên toàn huyện 52

3.2.2 Phân bố lớp phủ thực vật qua các năm trên từng xã 55

3.2.3 Phân tích sự thay đổi lớp phủ thực vật theo từng giai đoạn 58

3.3 PHÂN BỐ NHIỆT ĐỘ BỀ MẶT 59

3.3.1 Phân bố nhiệt độ bề mặt theo các khoảng giá trị trên toàn huyện 59

3.3.2 Phân bố nhiệt độ bề mặt theo lớp phủ 64

3.3.3 Quan hệ giữa lớp phủ thực vật và nhiệt độ bề mặt 65

3.3.4 Đánh giá độ chính xác 68

3.3.5 Mối quan hệ giữa lớp phủ thực vật và lƣợng mƣa 69

3.4 CÁC GIẢI PHÁP 73

3.4.1 Giải pháp về kinh tế, xã hội 73

3.4.2 Giải pháp về công nghệ, kỹ thuật 73

Hình 2 3: Quy trình thực hiện phân loại trên cơ sở viễn thám 34

Hình 2 4: Quy trình ƣớc tính nhiệt độ bề mặt từ dữ liệu ảnh vệ tinh 39

Hình 2 5: Quy trình thực hiện luận văn 44

Hình 3 1: Ảnh ghép Landsat với các tổ hợp màu 46

Hình 3 2: Ảnh cắt sơ bộ khu vực nghiên cứu qua các năm 47

Hình 3 3: Ảnh tổ hợp màu khu vực nghiên cứu qua các năm 48

Hình 3 4: Ảnh chỉ số thực vật NDVI qua các năm 50

Hình 3 5: Cơ cấu phần trăm lớp phủ thực vật toàn huyện qua các năm 53

Hình 3 6: Bản đồ phân bố lớp phủ thực vật huyện Đức Trọng qua các năm 54

Hình 3 7: Cơ cấu phần trăm lớp phủ thực vật trên từng xã 56

Hình 3 8: Biểu đồ thể hiện tỉ lệ các khoảng giá trị LST 62

Hình 3 9: Bản đồ nhiệt độ bề mặt qua các năm (0C) 63

Hình 3 10: Giá trị Ts trung bình theo lớp phủ qua các năm 64

Hình 3 11: Mối quan hệ giữa Ts trung bình và NDVI 68

Hình 3 12: Biểu đồ xu thế tổng lƣợng mƣa giai đoạn 1995-2017 70

Hình 3 13: Biểu đồ xu thế tổng lƣợng mƣa giai đoạn 1995-2005 71

Hình 3 14: Biểu đồ xu thế tổng lƣợng mƣa giai đoạn 2005-2017 72

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Trang

Bảng 2 1: Dữ liệu ảnh viễn thám sử dụng trong đề tài 31

Bảng 2 2: Đặc trƣng phổ của ảnh Landsat 4-5 TM 32

Bảng 2 3: Đặc trƣng phổ của ảnh Landsat 8 OLI TIRS 32

Bảng 2 4: Các thông số để hiệu chỉnh bức xạ cho ảnh Landsat 5 và 8 40

Bảng 2 5: Giá trị K1, K2 của ảnh Landsat 5 và 8 40

Bảng 3 1: Thống kê giá trị NDVI qua các năm 49

Bảng 3 2: Ma trận sai số phân loại ảnh qua các năm 51

Bảng 3 3: Thống kê lớp phủ thực vật trên toàn huyện qua các năm 52

Bảng 3 4: Cơ cấu phần trăm từng lớp phủ thực vật theo xã các năm nghiên cứu 55

Bảng 3 5: Ma trận thay đổi lớp phủ thực vật giai đoạn 1995 – 2005 (đơn vị ha) 58

Bảng 3 6: Ma trận thay đổi lớp phủ thực vật giai đoạn 2005 – 2017 (đơn vị ha) 58

Bảng 3 7: Thống kê diện tích theo các ngƣỡng giá trị nhiệt độ bề mặt 61

Bảng 3 8: Thống kê nhiệt độ Ts (0C) theo lớp phủ bề mặt đất qua các năm 65

Bảng 3 9: Tập số liệu NDVI và nhiệt độ bề mặt trung bình qua các năm để xây dựng hàm hồi quy 67

Bảng 3 10: Quan hệ giữa NDVI và Ts theo các hàm hồi quy thống kê 68

WGS-84 : World Geodetic System 1984 Hệ tọa độ toàn cầu - 1984

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Lớp phủ thực vật giữ vai trò quan trọng trong điều tiết nguồn nước, hạn chế lũ lụt, hạn hán, xói mòn đất Trải qua thời gian, lớp phủ thực vật đã không ngừng biến đổi đặc biệt dưới tác động mạnh mẽ của thiên tai và trực tiếp từ con người Vì vậy lớp phủ thực vật ngày càng có nguy cơ bị suy thoái và là nguyên nhân gây thiên tai ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống con người

Lớp phủ thực vật cũng đóng vai trò là chất cách nhiệt giữa khí quyển và mặt đất Khi cây trưởng thành trên vùng có mật độ cây dày dặc, lớp phủ thực vật sẽ giúp che bớt bức xạ mặt trời chiếu trực tiếp trên bề mặt đất, giảm sức nóng, giảm bốc thoát hơi nước, giúp cho hệ sinh thái mặt đất bên dưới lớp phủ thực vật sinh trưởng tốt hơn Ngược lại, mật độ thưa thớt và cây chưa đủ độ trưởng thành, sẽ khiến cho vùng đồi núi dễ có nguy cơ bị xói mòn do mưa lũ hoặc xảy ra tình trạng hạn hán vào mùa khô

Ở các vùng đồi núi, lớp phủ thực vật chính yếu là lớp phủ rừng, chúng có có vai trò rất quan trọng trong việc duy trì cân bằng sinh thái và sự đa dạng sinh học (Trần Quang Bảo và cộng sự, 2017) Nó cung cấp một số chức năng về mặt sinh thái, kinh tế, xã hội như cung cấp nước, bảo vệ đất, chu kỳ dinh dưỡng, giống loài, sự đa dạng gen và điều tiết khí nhà kính (Rao and Pand, 2001) Sức ép từ sự gia tăng dân số làm thay đổi mục đích sử dụng đất/ lớp phủ đất, ô nhiễm không khí, nước và đất (Fearnside, 2001; Sherbinin et al., 2007), sự xuống cấp của chất lượng đất và suy giảm đa dạng sinh học là một trong những mối đe dọa nghiêm trọng đối với hệ sinh thái ở khu vực và quy mô toàn cầu (Kilic et al., 2006; Trigg et al., 2006)

Hiện nay lớp phủ rừng trên phạm vi toàn thế giới đang bị giảm sút một cách báo động cả về diện tích và chất lượng, kéo theo nhiều hệ lụy về khủng khoảng sinh thái (Nguyễn Hải Hòa và cộng sự, 2016) Kịch bản hiện tại cho thấy ngành nông nghiệp là yếu tố quan trọng trong việc chuyển đổi đất đai trên thế giới Sự gia tăng gần 1/3 bề mặt đất của trái đất hiện đang được sử dụng để trồng trọt hoặc chăn thả gia súc (FAO, 2014) Phần lớn diện tích đất nông nghiệp này đã được tạo ra từ rừng tự nhiên, đồng cỏ

và đất ngập nước nơi cung cấp môi trường sống có giá trị cho các loài sinh vật và nhân loại (MEA, 2003) Ước tính khoảng một nửa rừng nguyên sinh (khoảng 8000 năm trước) đã biến mất (Billing ton et al., 1996) Theo tổ chức Gỗ nhiệt đới quốc tế (ITTO) của Liên hợp quốc, ước tính rằng nạn phá rừng và suy thoái rừng tăng 12,9 triệu ha mỗi năm và khu vực hiện tại của rừng bị suy thoái là 850 triệu ha Hầu hết những thay đổi trong hệ sinh thái rừng là do: chuyển đổi độ che phủ đất, suy thoái đất, thâm canh quyền sử dụng đất (Lambin, 1997) Quản lý rừng bền vững đã, đang và sẽ là chủ đề nóng được nhiều quốc gia, nhiều tổ chức và toàn nhân loại quan tâm, khi tỷ lệ sinh cảnh và sự phá hủy các loài đang tiếp tục gia tăng, nhu cầu bảo tồn sự đa dạng sinh học ngày càng trở nên cần thiết trong những thập kỷ qua (Wilson and Peter 1988; Kondratyev, 1998) Bảo vệ rừng và nguồn tài nguyên rừng luôn trở thành một yêu cầu, nhiệm vụ không thể trì hoãn đối với tất cả các quốc gia trên thế giới trong đó có Việt Nam (Trần Quang Bảo và cộng sự, 2017)

Huyện Đức Trọng nằm tiếp giáp với thành phố Đà Lạt, là một trong những trung tâm chính trị, hành chính, kinh tế, văn hóa xã hội của tỉnh Lâm Đồng Nằm ở vị trí đầu mối giao thông huyết mạch của tỉnh: Quốc lộ 20, Quốc lộ 27, Cao tốc Đà Lạt – Dầu Giây và có cảng hàng không quốc tế Liên Khương nên Đức Trọng có điều kiện thuận lợi phát triển trên cả ba thế mạnh: “Nông, lâm nghiệp – Công nghiệp – Dịch vụ” Rừng là hệ sinh thái quan trọng nhất của huyện Đức Trọng, với diện tích đất có rừng 28.193,61 ha trong tổng diện tích rừng và đất lâm nghiệp 44.919,15 ha, tỷ lệ che phủ rừng chiếm 31,26% (Hạt kiểm lâm huyện Đức Trọng, 2017) Với hệ động thực vật phong phú, tài nguyên rừng thực sự có vai trò to lớn đối với phát triển kinh tế - môi trường Tại huyện Đức Trọng rừng ngày càng bị suy giảm mạnh, hàng ngàn hecta mất đi do canh tác nương rẫy, chuyển đổi sang canh tác cây nông nghiệp, xây dựng công trình thủy điện, đường cao tốc… Ngoài ra, diện tích rừng còn bị ảnh hưởng do cháy rừng, khai thác rừng trái phép, phá rừng và lấn chiếm đất trái phép để lấy đất sản xuất Hệ lụy đó đã ảnh hưởng rất lớn đến sự phát triển kinh tế - xã hội cũng như đời sống của người dân Mặc dù hàng năm đều có các báo cáo về hiện trạng và tình hình biến động rừng nhưng hầu hết các báo cáo này chủ yếu dựa trên việc đo vẽ, thành lập bản đồ rừng bằng phương pháp truyền thống, đây là một công việc phức tạp, mất nhiều công sức và đòi hỏi nhiều thời gian, không đáp ứng được tính thời sự và làm các báo

cáo nhanh vì tình hình diễn biến tài nguyên rừng và đất rừng luôn biến động (Đặng Ngọc Quốc Hưng, 2009) Do đó, cần phải có phương pháp mới nhằm khắc phục những nhược điểm của phương pháp truyền thống giúp người quản lý nắm bắt thông tin kịp thời, chính xác để phục vụ cho việc quản lý diện tích rừng

Ngày nay, sự phát triển khoa học công nghệ nói chung và công nghệ viễn thám nói riêng, đã và đang phục vụ hiệu quả trong việc quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường, đóng vai trò quan trọng cho sự nghiệp phát triển đất nước Ứng dụng viễn thám bằng cách sử dụng ảnh Landsat qua công tác giải đoán ảnh sẽ giúp người quản lý có cái nhìn tổng thể về sự biến động các lớp phủ thực vật qua các năm (Phan Nhựt Trường và cộng sự, 2015) Ngoài ra, viễn thám còn là một kỹ thuật nổi bật hơn các phương pháp thông thường trong quá trình đánh giá nhờ khả năng cung cấp thông tin nhanh chóng và chi phí hợp lí

Xuất phát từ những lý do nêu trên, đề tài “Đánh giá hiện trạng lớp phủ thực vật qua các năm từ dữ liệu vệ tinh cho huyện Đức Trọng, tỉnh Lâm Đồng” được đề

xuất Kết quả nghiên cứu sẽ là nguồn tài liệu phục vụ cho việc quy hoạch, quản lý tài nguyên rừng ở khu vực huyện

2 Mục tiêu nghiên cứu

Ứng dụng viễn thám xác định hiện trạng phân bố lớp phủ thực vật tại huyện Đức Trọng theo không gian và thời gian, từ đó xem xét quan hệ giữa chúng với tình trạng nhiệt và mưa để hiểu biết tác động ảnh hưởng, nhằm hỗ trợ các nhà quản lý có những chính sách kịp thời trong bảo vệ rừng cũng như khuyến khích người dân tham gia trồng cho mục đích phủ xanh rừng

3 Nội dung nghiên cứu

(1) Tổng quan các tài liệu, tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về ứng dụng viễn thám giám sát biến động lớp phủ và nhiệt độ;

(2) Xác định hiện trạng lớp phủ thực vật trong giai đoạn nghiên cứu; (3) Đánh giá thay đổi lớp phủ thực vật theo không gian và thời gian;

(4) Tìm hiểu mối quan hệ giữa nhiệt độ, mưa và lớp phủ thực vật; (5) Đề xuất các giải pháp quản lý lớp phủ thực vật

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

 Đối tượng nghiên cứu: lớp phủ thực vật biến động theo không gian, thời gian và và nhiệt độ

 Phạm vi nghiên cứu: khu vực huyện Đức Trọng, tỉnh Lâm Đồng  Thời gian nghiên cứu: năm 1995, 2005 và 2017

5 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn 5.1 Ý nghĩa khoa học

Hiện nay, ứng dụng dữ liệu viễn thám để đánh giá hiện trạng lớp phủ đã được ứng dụng thành công trên thế giới Việc sử dụng tư liệu viễn thám để đánh giá hiện trạng lớp phủ thực vật theo không gian và thời gian sẽ cung cấp những cơ sở khoa học ban đầu cho việc ứng dụng giải đoán ảnh viễn thám để thành lập bản đồ lớp phủ thực vật, hỗ trợ trong công tác quản lý, đồng thời đây sẽ là minh chứng cho khả năng của công nghệ vũ trụ hỗ trợ con người bằng cách không cần tiếp xúc trực tiếp, đi đến tận những nơi khảo sát cũng có thể biết được sự thay đổi trên bề mặt trái đất

5.2 Ý nghĩa thực tiễn

Diện tích lớp phủ thực vật đang chịu sức ép lớn từ các hoạt động phát triển kinh tế xã hội và con người Do vậy, việc ứng dụng tư liệu viễn thám nhằm mục đích theo dõi hiện trạng, đánh giá biến động và ứng phó với sự thay đổi của lớp phủ thực vật là một vấn đề có ý nghĩa thực tiễn Kết quả của đề tài góp phần hỗ trợ công tác quản lý, bảo vệ và tăng cường diện tích lớp phủ thực vật Đề tài cũng cung cấp cơ sở dữ liệu, bản đồ để làm tài liệu tham khảo cho các nghiên cứu có liên quan trong tương lai

6 Bố cục của báo cáo

Bố cục của bài luận văn gồm 5 phần, được phân chia theo thứ tự sau: Mở đầu

Chương 1 Tổng quan các vấn đề nghiên cứu

Chương 2 Cơ sở khoa học và phương pháp nghiên cứu

Chương 3 Kết quả và thảo luận Kết luận – Kiến nghị

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 TỔNG QUAN VỀ LỚP PHỦ THỰC VẬT 1.1.1 Khái niệm

Lớp phủ thực vật là toàn bộ thảm thực vật xuất hiện trên mặt đất bao gồm thực vật mọc tự nhiên và thực vật được trồng do con người Lớp phủ thực vật che phủ trên bề mặt phản ánh hiện trạng về tài nguyên thực vật và các nguồn tài nguyên sinh vật khác cùng tồn tại trong đó Đặc điểm tự nhiên của một vùng có thể được thể hiện qua chính lớp thảm thực vật và chính lớp thảm thực vật phản ánh trở lại một phần nào đó tính chất, đặc điểm tự nhiên của vùng đó do các mối quan hệ và tương tác của các yếu tố tự nhiên với lớp thảm thực vật

Thảm thực vật rừng là một trong những nền tảng của môi trường và tài nguyên rừng Thảm thực vật rừng còn được coi là lớp thông tin phản ánh tính đa dạng sinh học cho một vùng, một địa phương Lớp phủ rừng giữ vai trò bảo vệ đất (chống sạc lở), bảo vệ nguồn nước

Theo G.F Môrôdôp (1930): “ Rừng là một tổng thể cây gỗ, có mối liên hệ lẫn nhau, nó chiếm một phạm vi không gian nhất định ở mặt đất và trong khí quyển”

Theo M.E Tcachencô (1952): “ Rừng là một bộ phận của cảnh quan địa lý, trong đó bao gồm một tổng thể các cây gỗ, cây bụi, cây cỏ, động vật và vi sinh vật Trong quá trình phát triển của mình chúng có mối quan hệ sinh học và ảnh hưởng lẫn nhau và với hoàn cảnh bên ngoài”

Theo I.S.Mêlêkhôp (1974): “ Rừng là sự hình thành phức tạp của tự nhiên, là thành phần cơ bản của sinh quyển địa cầu” Nếu như tất cả thực vật ở trên trái đất đã tạo ra 53 tỷ tấn sinh khối (ở trạng thái khô tuyệt đối là 64%) thì rừng chiếm đến 37 tỷ tấn (70%) Và các cây rừng sẽ giải phóng ra 52,5 tỷ tấn (hay 44%) O2 để phục vụ cho hô hấp của con người, động vật và sâu bọ trên trái đất trong khoảng hơn hai năm (S.V.Bêlốp 1976)

Theo Sucasep (1964): Rừng là một quần lạc sinh địa rừng, là một khoảnh đất bất kỳ có sự đồng nhất về thành phần, cấu trúc và các đặc điểm của các thành phần tạo nên

nó và về mối quan hệ giữa chúng với nhau, có nghĩa là đồng nhất về thực vật che phủ, về thế giới động vật và vi sinh vật cư trú tại đó, về các điều kiện tiểu khí hậu, thủy văn và đất đai, về các kiểu trao đổi vật chất và năng lượng giữa các thành phần của nó với nhau và với các hiện tượng tự nhiên khác

Theo điều 2, Luật lâm nghiệp số 16/2017/QH14 ngày 15/11/2017 của Quốc Hội: Rừng là một hệ sinh thái bao gồm các loài thực vật rừng, động vật rừng, nấm, vi sinh vật, đất rừng và các yếu tố môi trường khác, trong đó thành phần chính là một hoặc một số loài cây thân gỗ, tre, nứa cây họ cau có chiều cao được xác định theo hệ thực vật trên núi đất, núi đá, đất ngập nước, đất cát hoặc hệ thực vật đặc trưng khác; diện tích liên vùng từ 0,3 ha trở lên; độ tàn che từ 0,1 trở lên

Theo điều 3, Thông tư số 34/2009/TT-BNNPTNT ngày 10/06/2009 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Một đối tượng được xác định là rừng nếu đạt được cả ba tiêu chí sau:

- Là một hệ sinh thái trong đó thành phần chính là các loài cây lâu năm thân gỗ, cau dừa có chiều cao vút ngọn từ 5,0 m trở lên (trừ rừng mới trồng và một số loài cây rừng ngập mặn ven biển), tre nứa, có khả năng cung cấp gỗ, lâm sản ngoài gỗ và các giá trị trực tiếp và gián tiếp khác như bảo tồn đa dạng sinh học, bảo vệ môi trường và cảnh quan

Rừng mới trồng các loài cây thân gỗ và rừng mới tái sinh sau khai thác rừng trồng có chiều cao trung bình trên 1,5 m đối với loài cây sinh trưởng chậm, trên 3,0 m đối với loài cây sinh trưởng nhanh và mật độ từ 1.000 cây/ha trở lên được coi là rừng

Các hệ sinh thái nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản có rải rác một số cây lâu năm là cây thân gỗ, tre nứa, cau dừa, không được coi là rừng

- Độ tàn che của tán cây là thành phần chính của rừng phải từ 0,1 trở lên

- Diện tích liền khoảnh tối thiểu từ 0,5 ha trở lên, nếu là dải cây rừng phải có chiều rộng tối thiểu 20 m và có từ 3 hàng cây trở lên

Cây rừng trên các diện tích tập trung dưới 0,5 ha hoặc dải rừng hẹp dưới 20 m được gọi là cây phân tán

1.1.2 Khái niệm về lớp phủ rừng

Lớp phủ rừng là một phần của lớp phủ bề mặt nói chung, là quần xã thực vật rừng, chủ yếu là cây rừng sinh trưởng trên một khoảnh đất đai nhất định bao gồm các đặc trưng sau: Nguồn gốc, tổ thành, tuổi, mật độ, tầng thứ, độ tàn che, độ che phủ, chiều cao bình quân, đường kính bình quân, tổng tiết diện ngang, độ dày của rừng, tăng trưởng, trữ lượng, cấp đất, diện tích, biến động,

Trong đó:

- Nguồn gốc của rừng là nguồn phát sinh ra rừng Có hai nguồn gốc phát sinh ra rừng là rừng tự nhiên và rừng nhân tạo Xuất xứ của rừng tự nhiên là từ chồi hoặc hạt, còn xuất xứ của rừng nhân tạo (rừng trồng) chủ yếu là từ hạt

- Tổ thành rừng là tỉ trọng của một loài cây hay nhóm loài chiếm trong lâm phần đó và được tính theo phần trăm

- Tuổi rừng là tuổi của lâm phần, đó là tuổi bình quân của nhóm loài cây chiếm ưu thế trong lâm phần đó

- Mật độ của rừng là tổng số cây trên một đơn vị diện tích

- Tầng thứ của rừng chỉ mức độ cao thấp của các tập hợp cây tạo nên lâm phần đó

- Độ tán che là tỉ số diện tích tán rừng chiếu xuống đất rừng và được tính theo phần trăm

- Độ che phủ là tỉ số giữa diện tích đất có rừng trên diện tích đất tự nhiên được tính theo phần trăm

- Chiều cao bình quân là chỉ tiêu, biểu thị kích thước chiều cao cây tạo nên lâm phần

- Đường kính bình quân là chỉ tiêu, biểu thị mức độ to nhỏ kích thuớc cây tạo nên lâm phần

- Tổng tiết diện ngang là tổng diện tích các tiết diện ngang ở vị trí độ cao 1,3 m của tất cả các cây rừng có đường kính 6 cm trở lên một đơn vị diện tích là 1 ha Đơn vị tính là m2

/ha

- Độ dày của rừng là tỉ số giữa tổng tiết diện ngang của một hecta trên tổng tiết diện ngang của một hecta lâm phần chuẩn

- Tăng trưởng là số lượng mà nhân tố điều tra biến đổi được trong một đơn vị thời gian như: Chiều cao cây, đường kính, trữ lượng,

- Cấp đất là chỉ tiêu đánh giá điều kiện lập địa và sức sản xuất của lâm phần thuộc một loài cây nào đó

- Diện tích: các đặc trưng trên đều phải được xác định trên một đơn vị diện tích nhất định để làm cơ sở xác định trữ lượng của rừng

- Biến động là mức độ biến động tài nguyên rừng trong đó có biến động về số lượng và chất lượng Sự biến động của rừng luôn diễn ra dưới tác động của tự nhiên và con người theo thời gian

1.1.3 Khái niệm chung về biến động

Cụm từ biến động được hiểu là biến đổi, thay đổi, thay thế trạng thái này bằng một trạng thái khác liên tục của sự vật, hiện tượng tồn tại trong môi trường tự nhiên cũng như môi trường xã hội (Trần Anh Tuấn, 2012).

Phát hiện biến động là quá trình nhận dạng sự biến đổi, sự khác biệt về trạng thái của sự vật, hiện tượng bằng cách quan sát chúng tại những thời điểm khác nhau (Nguyễn Mỹ Tươi, 2011)

1.2 CƠ SỞ PHÁP LÝ

Luật Lâm nghiệp số 16/2017/QH14 ngày 15/11/2017;

Nghị định 156/2018/NĐ-CP ngày 16/11/2018 của Chính phủ Quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Lâm nghiệp;

Chỉ thị số 58/CT-UB ngày 08/12/1997 của UBND tỉnh Lâm Đồng về việc triển khai thực hiện đề án “Đổi mới tổ chức và cơ chế chính sách quản lý ngành lâm nghiệp”;

Quyết định số 1857/QĐ-UB ngày 06/12/1997 của UBND tỉnh Lâm Đồng về việc ban hành đề án đổi mới tổ chức và cơ chế, chính sách quản lý ngành lâm nghiệp;

Quyết định số 372/1998/QĐ-UB ngày 13/12/1998 của UBND tỉnh Lâm Đồng về việc ban hành đề án Tổ chức trồng rừng và Chính sách huy động vốn trồng rừng trên địa bàn tỉnh Lâm Đồng;

Quyết định số 804/QĐ-UBND ngày 01/04/1998 của UBND tỉnh Lâm Đồng về việc ban hành đề án “Thực hiện thí điểm việc cho thuê và khoán đất lâm nghiệp thuộc rừng đặc dụng, rừng phòng hộ để kinh doanh du lịch, dịch vụ;

Chỉ thị 32/2000/CT-BNNPTNT/KL ngày 27/03/2000 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn về việc tổ chức theo dõi diễn biến rừng và đất lâm nghiệp trong cả nước;

Quyết định số 53/2003/QĐ-UBND ngày 29/4/2003 của UBND tỉnh Lâm Đồng về việc Ban hành kế hoạch phối hợp giữa các cơ quan kiểm lâm, công an, quân đội, Nông nghiệp và Phát triển nông thôn trong công tác bảo vệ rừng;

Chỉ thị số 16/2003/CT-UB ngày 30/07/2003 của UBND tỉnh Lâm Đồng về việc tăng cường các biện pháp quản lý, bảo vệ rừng;

Quyết định số 102/2004/QĐ-UB ngày 21/06/2004 của UBND tỉnh Lâm Đồng về việc xử lý trách nhiệm đối với Chủ rừng, Kiểm lâm, Ban Lâm nghiệp cấp xã không kịp thời kiểm tra, phát hiện, ngăn chặn hành vi phá rừng, phát đốt rừng làm rẫy trái phép xảy ra trên địa bàn;

Quyết định số 166/2007/QĐ-TTg ngày 30/10/2007 của Thủ tướng Chính phủ về việc ban hành chính sách hỗ trợ đầu tư và hưởng lợi đối với hộ gia đình, cộng đồng dân cư thôn và các tổ chức tham gia dự án “ Phát triển lâm nghiệp để cải thiện đời sống vùng Tây Nguyên”;

Quyết định số 380/QĐ-TTg ngày 10/4/2008 của Thủ tướng Chính phủ về thí điểm chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng tại tỉnh Sơn La và Lâm Đồng;

Quyết định số 22/2010/QĐ-UBND ngày 05/07/2010 của UBND tỉnh Lâm Đồng về việc Ban hành quy chế giao rừng cho cộng đồng dân cư thôn, buôn trên địa bàn tỉnh Lâm Đồng;

Nghị định số 99/2010/NĐ-CP ngày 24/09/2010 của Chính phủ về chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng;

Nghị định 147/2016/NĐ-CP ngày 02/11/2016 của Chính phủ về sửa đổi, bổ sung một số điều của Nghị định số 99/2010/NĐ-CP ngày 24/09/2010 của Chính phủ về chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng

1.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 1.3.1 Nghiên cứu trên thế giới

Sử dụng kỹ thuật viễn thám trong theo dõi lớp phủ đã được nghiên cứu trên thế giới từ những năm 80 của thế kỷ trước Với sự xuất hiện ngày càng nhiều của các hệ thống vệ tinh quan sát Trái đất, việc kết hợp nhiều loại ảnh vệ tinh trong nghiên cứu theo dõi lớp phủ thực vật nói chung cũng như nghiên cứu đánh giá tác động của nhiệt độ bề mặt thông qua chỉ số thực vật nói riêng cũng đã được tiến hành

1.3.1.1 Lớp phủ thực vật

Năm 2001, G Arturo và cộng sự đã sử dụng ảnh viễn thám Landsat TM 5 thu được từ năm 1986 đến năm 1991 để nghiên cứu nạn phá rừng ở Costa Rica Sử dụng phương pháp phân loại có giám sát để so sánh sự thay đổi của thực vật, sử dụng phương pháp đánh giá độ chính xác và điều tra ngoại nghiệp với 89 điểm mẫu từ đó đánh giá tỉ lệ phá rừng tại Costa Rica Kết quả nghiên cứu đã đưa ra tỉ lệ mất rừng hàng năm của khu vực là 4,2 % và nhận định diện tích rừng tập trung ban đầu đã suy giảm và chuyển dần sang các mảnh rừng nhỏ với các diện tích khác nhau Nguyên nhân do các chính sách áp dụng trong giai đoạn 1989 – 1991 là không hiệu quả Kết quả nghiên cứu được sử dụng để bảo tồn đa dạng sinh học, phải chú ý nhiều hơn đến việc phục hồi và tái tạo hệ sinh thái trong môi trường nhiệt đới đang bị suy thoái nghiêm trọng (G Arturo Sa´nchez-Azofeifa et al., 2001)

Năm 2003, Rawat và cộng sự đã ứng dụng viễn thám dựa trên ảnh vệ tinh để giám sát và lập bản đồ rừng ở Ấn Độ Mục đích của việc này là để biết những thay đổi của tài nguyên rừng về số lượng và chất lượng theo chu kỳ hai năm, để có kế hoạch và sự quản lý phù hợp bảo tồn và phát triển bền vững rừng Giám sát và lập bản đồ che phủ rừng dựa trên viễn thám đã chứng minh được hiệu quả về chi phí và thời gian so với giám sát tài nguyên rừng truyền thống Ngoài ra, phân bố không gian các cây bên ngoài rừng trên bản đồ cùng với các tính năng khác sẽ cung cấp thông tin để lập kế hoạch và triển khai các tài nguyên này một cách bền vững Phương pháp này cung cấp các ước tính tốt hơn về các cây bên ngoài rừng so với phương pháp khảo sát thực địa (Rawat et al., 2003)

Năm 2012, Eric và cộng sự đã phân tích sự thay đổi cấu trúc của độ che phủ rừng ở Ghana - Tây Phi trên ảnh Landsat TM, Landsat ETM và ASTER Sử dụng hệ số Kappa để đánh giá độ chính xác sau phân loại, sử dụng chỉ số thực vật NDVI để xác định những khu vực có thực vật và không có thực vật từ năm 1986 đến 2002 và 2002 đến 2007 Kết quả cho thấy từ năm 1986 đến 2007, độ che phủ của rừng giảm 38,9% Nguyên nhân giảm thảm thực vật là do các hoạt động nhân tạo của con người trong khu vực nghiên cứu Đề tài khuyến nghị các nghiên cứu trong tương lai nên lấy thêm các yếu tố như lượng mưa, độ ẩm đất,v v để xem xét, nghiên cứu để có thể đạt được độ chính xác cao hơn trong phát hiện thay đổi độ che phủ rừng (Eric K Forkuol et al., 2012)

Năm 2013, Clovis Grinand và cộng sự đã nghiên cứu nạn phá rừng nhiệt đới ẩm và khô tại Madagascar từ năm 2000 đến 2010 Sử dụng thuật toán RF để lập bản đồ thay đổi độ che phủ đất bằng loạt các ảnh vệ tinh Landsat TM kéo dài 10 năm trên các khu vực rừng rộng lớn Tính toán tỷ lệ phá rừng hàng năm cập nhật trong giai đoạn 2000 đến 2010 và đánh giá độ chính xác của thay đổi độ che phủ rừng bằng cách sử dụng phương pháp lấy mẫu điểm Mục đích là phát triển một phương pháp minh bạch và hiệu quả về chi phí để có được các bản đồ phá rừng đáng tin cậy Nghiên cứu này cho thấy trái với hướng dẫn chung về các kỹ thuật báo cáo, đề xuất sử dụng cái này hoặc cái kia, cả hai phương pháp lấy mẫu và lập bản đồ, phương pháp lấy mẫu điểm đều cần thiết (Clovis Grinand et al., 2013)

Năm 2015, Sajjad và cộng sự đã ứng dụng viễn thám và GIS trong nghiên cứu thay đổi độ che phủ rừng ở Tehsil Barawal, Pakistan Nghiên cứu dựa trên kỹ thuật viễn thám và GIS để phân tích sự thay đổi độ che phủ rừng bằng kỹ thuật phân loại ảnh có giám sát đã được áp dụng trên hình ảnh vệ tinh Landsat 5 năm 2000 và 2012 Mục tiêu của nghiên cứu là: 1) xác định các loại đất sử dụng và độ che phủ đất khác nhau, sự phân bố không gian của nó trong khu vực nghiên cứu; 2) xác định xu hướng, tính chất, vị trí và mức độ thay đổi độ che phủ của rừng; và 3) chuẩn bị các bản đồ thay đổi độ che phủ rừng trong các khoảng thời gian khác nhau trong khu vực nghiên cứu Do tỷ lệ phá rừng cao và các hoạt động nông nghiệp gia tăng, bài nghiên cứu

cũng đề xuất đưa các chiến dịch nâng cao nhận thức trong khu vực nghiên cứu để bảo vệ và bảo tồn rừng khỏi nạn phá rừng (Sajjad, A et al., 2015)

Năm 2016, Pratik Deb và cộng sự đã ước tính sự thay đổi độ che phủ rừng trên lưu vực sông Subarnarekha Trong nghiên cứu này, nhóm tác giả lập bản đồ độ che phủ đất (LULC) bao gồm độ che phủ rừng trên lưu vực sông Subarnarekha, nằm ở phía đông Ấn Độ và ước tính sự thay đổi rừng trong khoảng thời gian 1987-2008 (21 năm) Sử dụng ảnh vệ tinh Landsat và phương pháp tiếp cận GIS, phân loại có giám sát để tạo ra tám lớp LULC, phương pháp thống kê ma trận và hệ số Kappa được áp dụng để đánh giá độ chính xác của bản đồ Kết quả cho thấy rằng độ che phủ rừng tự nhiên đang được chuyển đổi sang đất nông nghiệp và các khu đô thị do áp lực dân số ngày càng tăng Diện tích rừng rậm và rừng thưa đã giảm mạnh 52,05% và 43,44%, trong khi diện tích đất nông nghiệp và các khu đô thị đã tăng lần lượt 20,71% và 1,61% trong giai đoạn 1987-2008 Nó cũng nhận thấy rằng xác suất rừng tự nhiên được chuyển đổi sang đất nông nghiệp và các khu đô thị cao hơn Do đó nạn phá rừng là một yếu tố quan trọng dẫn đến thay đổi LULC Nghiên cứu này kết luận rằng để hiểu rõ hơn về thay đổi động lực hãy nghiên cứu về sự thay đổi LULC, cường độ và tác động của chúng rất quan trọng Do đó, để quản lý hợp lý tài nguyên rừng tự nhiên, loại nghiên cứu này cũng là một công cụ hữu ích ( Pratik Deb et al., 2016)

Năm 2018, Barira Rashid và cộng sự đã nghiên cứu sự thay đổi độ che phủ rừng theo không gian và thời gian dọc theo vùng đất dễ bị lở do ảnh hưởng của đường cao tốc Karakoram, Pakistan Hình ảnh vệ tinh Landsat 4, 5 TM, Landsat 7 ETM và Landsat 8 OLI cho các năm 1990, 2000, 2010 và 2016 tương ứng đã được phân loại giám sát trong ArcMap 10.5 để xác định sự thay đổi độ che phủ rừng Kết quả cho thấy các kỹ thuật không gian địa lý có hiệu quả trong việc giám sát và chống lại những thay đổi về không gian trong việc sử dụng đất Nguyên nhân chủ yếu của sự thay đổi này là do đô thị hóa, sự suy thoái rừng rộng lớn và địa hình của khu vực đã làm tăng nguy cơ trượt lở đất Do đó, các chính sách và quản lý rừng hiệu quả là cần thiết để bảo vệ không chỉ các lợi ích về môi trường và thẩm mỹ của độ che phủ rừng mà còn để quản lý rủi ro thiên tai Ngoài việc đánh giá độ che phủ rừng, nghiên cứu này còn đưa ra các nguyên nhân và hậu quả về che phủ đất, qua đó cho thấy các điểm nóng suy

thoái rừng Nghiên cứu định lượng về các yếu tố cơ bản gây suy thoái bằng cách sử dụng phân tích không gian có thể thúc đẩy các chiến lược quản lý rừng hiệu quả và toàn diện Hơn nữa, chủ đề này sẽ thu hút được nhiều sự xem xét nghiên cứu trong tương lai (Barira Rashid et al., 2018)

1.3.1.2 Nhiệt độ

Năm 2007, Yue và cộng sự đã ứng dụng dữ liệu Landsat 7 ETM+ nghiên cứu mối quan hệ giữa nhiệt độ bề mặt đất và NDVI tại Thượng Hải Phân tích mối quan hệ giữa LST, NDVI và SHDI Kết quả cho thấy có một mối tương quan rõ ràng giữa LST và NDVI: LST của trung tâm đô thị cao hơn ở ngoại ô, nhiệt độ cao hơn có liên quan đến các tòa nhà đô thị và các huyết mạch giao thông chính, bao gồm vật liệu mặt không thấm như kim loại, nhựa đường và bê tông Ngược lại, nhiệt độ ở các vùng nước, đất ẩm ướt, công viên và cây xanh thấp hơn Đối với NDVI, các giá trị trong khu đô thị và xây dựng thấp hơn nhiều so với vùng ngoại ô Nói chung, NDVI và LST cho thấy mối quan hệ tương quan nghịch đảo, mặt khác xu hướng thay đổi của LST hoặc NDVI có liên quan mật thiết đến hình dạng đô thị và sự phát triển đô thị của Thượng Hải Một phân tích về mối quan hệ giữa LST, NDVI và SHDI cho thấy mối tương quan tích cực giữa LST và SHDI, LST tăng khi SHDI tăng Ngược lại, NDVI và SHDI cho thấy mối tương quan nghịch đảo và mối tương quan này rõ ràng là yếu hơn so với SHDI và LST Theo kết quả trên, LST, SHDI và NDVI được coi là ba chỉ số cơ bản để nghiên cứu hệ sinh thái môi trường đô thị và góp phần xác nhận thêm khả năng ứng dụng của hình ảnh vệ tinh có độ phân giải không gian vừa phải, chi phí thấp trong việc đánh giá tác động môi trường của vùng đô thị Điều này cung cấp một công cụ hiệu quả trong việc đánh giá ảnh hưởng môi trường của việc phân vùng trong hệ sinh thái đô thị bằng cách sử dụng viễn thám và GIS (W Yue et al., 2007).

Năm 2011, Kang và cộng sự đã sử dụng ảnh vệ tinh Landsat phân tích sự phân bố nhiệt độ của lớp phủ rừng Trong nghiên cứu này, xử lý ảnh vệ tinh được sử dụng để trích xuất nhiệt độ bề mặt và sau đó bản đồ phân loại rừng được sử dụng để tính toán nhiệt độ bề mặt của lớp tuổi, lớp đường kính và loài cây Dựa trên các kết quả phân tích, nghiên cứu kết luận rằng diện tích rừng ảnh hưởng đến việc giảm nhiệt độ; khu rừng có đường kính lớn và tuổi rừng cao cho thấy nhiệt độ thấp hơn các khu vực

khác; khu vực rừng rụng lá có nhiệt độ thấp hơn khu vực rừng lá kim; các thông tin được cung cấp bởi hình ảnh vệ tinh và bản đồ che phủ rừng sẽ thuận tiện và hữu ích cho quy hoạch đô thị và quy hoạch cơ sở tái tạo rừng (Kang et al., 2011)

Năm 2013, John Rogan và cộng sự đã nghiên cứu ảnh hưởng của mất độ che phủ rừng đến nhiệt độ bề mặt đất Phương pháp sử dụng cho nghiên cứu này bao gồm bốn bước: 1) thu hồi nhiệt độ bề mặt đất Landsat; 2) trích xuất dữ liệu nhiệt độ bề mặt đất; 3) tính nhiệt độ bề mặt đất và sự thay đổi độ che phủ của cây; 4) sử dụng hồi quy để kiểm tra mối quan hệ giữa thay đổi nhiệt độ bề mặt, mất cây và sự hiện diện của bề mặt không thấm Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng mất độ che phủ rừng có ý nghĩa trong việc giải thích sự gia tăng LST, những kết quả này hỗ trợ các chiến lược quản lý và quy hoạch đô thị để trồng và bảo vệ tán rừng đô thị hiện có, đặc biệt là trên các bề mặt không thấm nước và giảm thiểu phát triển bề mặt không thấm nước để giảm nhiệt đô thị Đối với các nghiên cứu trong tương lai điều tra sự biến đổi theo không gian và thời gian của LST có thể xem xét các thang phân tích thay thế như các nhóm khối điều tra dân số hoặc sử dụng LST từ các cảm biến như MODIS hoặc ASTER, cũng như các biến dự đoán bổ sung (Rogan et al., 2013)

Năm 2014, Leilei và cộng sự đã nghiên cứu mối quan hệ của thảm thực vật, lượng mưa và nhiệt độ bề mặt đất dựa trên viễn thám ở Tây Tạng, Trung Quốc Sử dụng dữ liệu về chỉ số thực vật khác biệt được chuẩn hóa, nhiệt độ bề mặt đất từ các sản phẩm vệ tinh MODIS và lượng mưa từ các sản phẩm vệ tinh TRMM để xây dựng chuỗi dữ liệu Kết quả chỉ ra rằng những thay đổi theo mùa của NDVI, nhiệt độ bề mặt đất và lượng mưa đều là các đường cong đỉnh đơn với các giá trị cực đại từ tháng 7 đến tháng 8 NDVI, nhiệt độ bề mặt đất và lượng mưa đều có xu hướng giảm từ phía Đông Nam sang Tây Bắc NDVI dễ bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi của lượng mưa hơn nhiệt độ bề mặt đất Bài báo đã nghiên cứu về các mô hình không gian, thời gian và các mối quan hệ của NDVI với nhiệt độ bề mặt đất và lượng mưa Các phân tích trên về cơ bản là phù hợp với tình hình thực tế ở Tây Tạng, chứng minh tiềm năng của việc sử dụng những dữ liệu đó cho khu vực nghiên cứu (Leilei et al., 2014)

Năm 2016, Yan Li và cộng sự đã sử dụng dữ liệu vệ tinh để định lượng các tác động tiềm năng và thực tế của thay đổi rừng đối với nhiệt độ bề mặt đất (LST) từ năm

2003 đến 2013 Dữ liệu LST được lấy từ ảnh vệ tinh MYD11C2 (chu kỳ thời gian 8 ngày), dữ liệu nhiệt độ không khí hàng tháng của Trung tâm khí tượng (Climate Research Unit - CRU) được sử dụng để so sánh xu hướng nhiệt độ với LST Xu hướng nhiệt được ước tính bằng phương pháp hồi quy tuyến tính, thời gian là biến độc lập, nhiệt độ là biến phụ thuộc và xu hướng được đưa ra bởi độ dốc Tác động của thay đổi rừng đối với nhiệt độ được tính bằng chênh lệch LST giữa rừng và đất không có rừng, trong khi tác động thực tế đến nhiệt độ được định lượng bằng sự chênh lệch LST giữa rừng trồng bị phá và đất không có rừng trong nhiều năm Kết quả cho thấy sự thay đổi của rừng có thể tác động đối với xu hướng nhiệt độ bề mặt, nhìn chung nạn phá rừng đã gây ra sự nóng lên ở các vùng nhiệt đới, làm mát ở các vùng phương Bắc, tác động yếu ở vùng ôn đới phía Bắc và nóng lên ở vùng ôn đới phía Nam Trồng rừng gây ra tác động ngược lại với xu hướng nhiệt độ Cách tiếp cận này có thể giúp xây dựng một công cụ đánh giá cần thiết, hiện chưa có, để đánh giá tác động khí hậu địa phương của thay đổi rừng và các loại thay đổi che phủ đất khác ở quy mô toàn cầu Những kết quả này có thể nâng cao hiểu biết của công chúng về cách thay đổi độ che phủ của rừng có thể thay đổi khí hậu địa phương và cũng có thể thông báo việc hoạch định chính sách lâm nghiệp ở quy mô địa phương và khu vực (Yan Li et al., 2016)

Năm 2017, nhóm tác giả Palmate và cộng sự nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của thay đổi khí hậu (mô tả về nhiệt độ và lượng mưa) đến độ che phủ của rừng và thảm thực vật trong lưu vực sông Betwa (BRB), một nhánh của sông Yamuna ở miền Trung Ấn Độ Dữ liệu ảnh vệ tinh phục vụ cho nghiên cứu là ảnh Landsat 4, Landsat 5 và Landsat 7 được chọn trước và sau gió mùa trong 5 năm 1998, 2000, 2002, 2009, 2011 Phương pháp NDVI được sử dụng để theo dõi sự thay đổi của thảm thực vật trong BRB theo thời gian Phương pháp phân tích hồi quy được sử dụng để mô tả mối quan hệ giữa hai biến phụ thuộc (độ che phủ rừng và thảm thực vật) và hai biến độc lập (nhiệt độ và lượng mưa) Nghiên cứu đưa ra kết luận trong mùa trước gió mùa: độ che phủ của rừng và thảm thực vật có liên quan đến nhiệt độ và không liên quan đến lượng mưa bằng phân tích thống kê, nhưng về mặt họa đồ cho thấy có sự thay đổi nhỏ Trong mùa sau gió mùa: lượng mưa phản ứng tích cực và nhiệt độ phản ứng tiêu cực lên với độ che phủ của rừng và thảm thực vật Nghiên cứu cho thấy rằng, ảnh hưởng của khí hậu có ý nghĩa đối với độ che phủ rừng với nhiệt độ (trước gió mùa) trong khi độ che

phủ rừng với lượng mưa (sau gió mùa) và thảm thực vật với nhiệt độ (trước và sau gió mùa), có thể được giám sát với sự trợ giúp của dữ liệu vệ tinh (Palmate et al.,2017)

Năm 2018, Tang và cộng sự đã phân tích ảnh hưởng của rừng đến LST và nhiệt độ không khí ở Châu Âu, sử dụng dữ liệu viễn thám và đo đạc tại chỗ để thực hiện các mô hình địa lý Trong nghiên cứu này để xác định ảnh hưởng của rừng đến nhiệt độ trong các mùa khác nhau, nhóm nghiên cứu đã sử dụng dữ liệu nhiệt độ bề mặt đất (LST) MODIS và đo nhiệt độ không khí tại chỗ Họ so sánh sự khác biệt về LST giữa rừng và đất ở gần đó, sau đó họ kết hợp 48 vị trí thông lượng với các trạm thời tiết gần đó để định lượng ảnh hưởng của rừng đến nhiệt độ không khí bề mặt Kết quả cho thấy, (1) ở khu vực Đông Bắc Châu Âu, rừng thường tăng LST và nhiệt độ không khí còn ở những khu vực khác thì giảm LST và nhiệt độ không khí; (2) hiệu ứng làm mát ban ngày chiếm ưu thế và tạo ra hiệu ứng làm mát ròng từ rừng trong mùa ấm Vào mùa lạnh, hiệu ứng ấm lên vào ban ngày và ban đêm đã làm giảm hiệu ứng ròng của rừng; (3) nhiệt độ nền đóng vai trò quan trọng trong tác động của rừng đến nhiệt độ địa phương; (4) ảnh hưởng của rừng là tiêu cực tương quan với nhiệt độ nền; (5) nhiệt độ nền ảnh hưởng đến mô hình không gian của sự khác biệt trong albedo và sự thoát hơi nước (rừng), xác định các tác động không gian, theo mùa và liên thời của rừng đối với nhiệt độ Nhìn chung, nghiên cứu này cung cấp một phân tích thực nghiệm để tiết lộ các mô hình địa lý gây ra bởi ảnh hưởng của rừng đến nhiệt độ bề mặt và vai trò của nhiệt độ nền trong hiệu ứng rừng ở Châu Âu Các nghiên cứu sâu hơn cần tính đến nhiều quá trình sinh lý hơn, kết hợp dữ liệu vệ tinh, đo đạc tại chỗ và kết quả mô hình để kiểm tra ảnh hưởng của nhiệt độ bề mặt Phép ngoại suy của các kết quả có thể đóng góp không chỉ cho việc xác nhận và phát triển mô hình mà còn cho các chính sách sử dụng đất thích hợp trong nhiều thập kỷ trong bối cảnh nóng lên toàn cầu (Tang et al., 2018)

1.3.2 Nghiên cứu trong nước

1.3.2.1 Lớp phủ thực vật

Năm 2009, nhóm tác giả Đặng Ngọc Quốc Hưng và cộng sự đã ứng dụng phương pháp viễn thám và GIS để giám sát, đánh giá nhanh sự thay đổi lớp phủ thực vật rừng ở khu vực diện tích rừng của vườn quốc gia Bạch Mã trong các năm 1989,

2001, 2004, 2007 và khả năng tiếp cận làm thay đổi các lớp thảm thực vật rừng của người dân địa phương, góp phần giúp cho ban quản lý vườn quốc gia Bạch Mã có được các thông tin về biến động thảm thực vật rừng ở khu vực diện tích mới mở rộng và làm cơ sở cho việc đề xuất các giải pháp bảo tồn các khu rừng này Qua nghiên cứu, có thể thấy rằng phương pháp viễn thám kết hợp với hệ thống thông tin địa lý (GIS) cho phép đánh giá sự thay đổi lớp phủ thực vật rừng ở những vùng núi cao, địa hình chia cắt bởi nhiều sông suối vì ưu điểm cho khả năng xác định nhanh diện tích lớp phủ, giám sát, đánh giá sự thay đổi diện tích rừng trên phạm vi lớn, lập báo cáo nhanh về biến động diện tích lớp phủ thảm thực vật rừng (Đặng Ngọc Quốc Hưng và cộng sự, 2009)

Năm 2011, nhóm tác giả Trần Quang Bảo và cộng sự sử dụng chỉ số NDVI để xây dựng ngưỡng phân loại cho ảnh vệ tinh, đánh giá độ chính xác bằng hệ số Kappa, thành lập bản đồ hiện trạng rừng năm 2004 và 2009, bản đồ phân bố trữ lượng năm 2009 và bản đồ biến động rừng giai đoạn 2004-2009 theo phương pháp kết hợp giữa viễn thám và GIS từ ảnh SPOT-5 Sử dụng phương pháp này có ưu điểm là độ chính xác lớn vì nó được chồng xếp từ hai lớp bản đồ hiện trạng có độ chính xác cao Trong đó, bản đồ hiện trạng là sự tích hợp của ba kết quả là phân loại tự động, giải đoán ảnh bằng mắt và điều tra thực địa; bản đồ biến động theo phương pháp này không yêu cầu nhất thiết là tư liệu ảnh phải tương tự nhau; bản đồ biến động không phụ thuộc lớn vào mức độ đồng nhất của chất lượng ảnh được xử lý Ngoài ra, phương pháp đánh giá biến động này còn dễ dàng cho ta biết được chiều hướng của biến động, diện tích biến động và không biến động (Trần Quang Bảo và cộng sự, 2011)

Năm 2014, nhóm tác giả Trần Thị Thơm và cộng sự đã nghiên cứu “ Sử dụng tư liệu viễn thám và GIS thành lập bản đồ lớp phủ rừng tỉ lệ 1/10.000” áp dụng cho xã Thanh Mai – huyện Chợ Mới – tỉnh Bắc Cạn Nghiên cứu đã chứng minh rằng để thành lập bản đồ lớp phủ rừng không nhất thiết phải sử dụng các phương pháp xử lý và giải đoán ảnh viễn thám thường được dùng như là nhóm phương pháp phân loại có kiểm định (Maximum Likelihood, Parallelepiped, Minimum Distance ) hay nhóm phương pháp phân loại không kiểm định (IsoData, K-Means) Nghiên cứu này sử dụng phương pháp cây quyết định dựa vào chỉ số NDVI, xây dựng khóa mẫu giải đoán ảnh

phục vụ công tác phân loại tài nguyên rừng từ tư liệu ảnh vệ tinh SPOT 5 năm 2012 trên khu vực nghiên cứu Cây quyết định được xây dựng trên cơ sở thiết lập hàm thuật toán trong phần mềm Envi để phân các lớp đối tượng dựa vào ngưỡng chỉ số NDVI của từng lớp và tiến hành thành lập bản đồ lớp phủ rừng từ ảnh vệ tinh đã được xử lý kết hợp với công nghệ GIS Để đánh giá độ chính xác các trạng thái rừng, nghiên cứu tiến hành chọn ngẫu nhiên 75 điểm mẫu là các điểm đã xác định tọa độ trên bản đồ và tiến hành đối soát ngoài thực tế Kết quả cho thấy có 75 điểm mẫu đạt độ chính xác Kappa = 88% Có thể dựa vào kết quả thực nghiệm này định hướng phương án khai thác và quản lý hiệu quả tài nguyên rừng (Trần Thị Thơm và cộng sự, 2014)

Năm 2016, nhóm tác giả Phạm Quang Vinh và cộng sự ứng dụng phương pháp phân loại định hướng đối tượng giải đoán ảnh Landsat 7 (năm 2002) và Landsat 8 (năm 2014) kết hợp với phương pháp bản đồ và hệ thống thông tin địa lý (GIS), phương pháp điều tra lấy mẫu ngoài thực địa xây dựng bản đồ hiện trạng rừng phục vụ cho việc đánh giá biến động rừng giai đoạn 2002-2014 ở tỉnh Điện Biên Thực tế cho thấy, phương pháp viễn thám tích hợp với GIS là phương pháp tương đối đơn giản, có tính cập nhật, độ chính xác cao và khách quan trong xác định diện tích biến động, mức độ biến động và phần nào xu hướng biến động của từng đối tượng rừng Phân loại các đối tượng trên ảnh bằng phương pháp phân loại định hướng đối tượng cho kết quả phân loại có độ chính xác cao hơn kết quả phân loại truyền thống dựa trên điểm ảnh Trong thời gian tới, cần tiếp tục nghiên cứu áp dụng phương pháp phân loại định hướng đối tượng cho giải đoán ảnh vệ tinh trong việc xác định các trạng thái rừng và đánh giá biến động tài nguyên rừng (Phạm Quang Vinh và cộng sự, 2016)

Năm 2016, tác giả Hoàng Anh Huy ứng dụng ảnh vệ tinh Landsat 8 OLI xác định độ che phủ thực vật khu vực nội thành Hà Nội Ảnh vệ tinh được hiệu chỉnh hình học và hiệu chỉnh bức xạ, sau đó tính toán NDVI, trên cơ sở NDVI ứng dụng mô hình phân giải pixel hỗn hợp tuyến tính xác định độ che phủ thực vật Kết quả nghiên cứu cho thấy: về tổng thể độ che phủ thực vật khu vực nội thành Hà Nội rất thấp (trung bình chỉ đạt 25,8%), độ che phủ thực vật thấp (khoảng 10%) chiếm đến 56% tổng diện tích, khu vực có độ che phủ thực vật cao (trên 80%) chỉ chiếm 7,4% tổng diện tích Từ kết quả nghiên cứu có thể kết luận: mô hình phân giải pixel hỗn hợp tuyến tính đã xử

lý rất tốt các pixel hỗn hợp giúp xác định độ che phủ thực vật một cách chính xác hơn; ứng dụng ảnh vệ tinh giúp xác định độ che phủ thực vật một cách nhanh chóng, hiệu quả và tiết kiệm chi phí hơn so với các phương pháp khác như điều tra đo đạc ngoài thực địa (Hoàng Anh Huy, 2016)

Năm 2017, nhóm tác giả Trần Vũ Khánh Linh và cộng sự sử dụng ảnh viễn thám Landsat 7 và Landsat 8 kết hợp với ảnh Google Earth tại Cồn Ngang, huyện Tân Phú, tỉnh Tiền Giang để phân tích quá trình hình thành rừng từ năm 2001 đến năm 2016, tính các chỉ số NDVI, RVI, DVI, LAI kết hợp với tổ hợp màu tự nhiên để tiến hành phân loại ảnh qua các thời kỳ, cuối cùng là chồng xếp bản đồ thống kê diện tích thay đổi, biến động qua các năm tại khu vực nghiên cứu Kết quả phân tích diễn biến rừng bằng ảnh viễn thám góp phần trong việc quản lý, trồng rừng cũng như vai trò của rừng trong phòng hộ ven biển Qua nghiên cứu đã chứng minh được rằng sử dụng ảnh Landsat trong việc theo dõi và giám sát rừng, đặc biệt trong quản lý tài nguyên rừng với diện tích lớn được xem là hợp lý và có cơ sở (Trần Vũ Khánh Linh và cộng sự, 2017)

1.3.2.2 Nhiệt độ

Năm 2006, tác giả Trần Thị Vân sử dụng viễn thám hồng ngoại nhiệt khảo sát đặc trưng nhiệt độ bề mặt đô thị với sự phân bố các kiểu thảm phủ ở thành phố Hồ Chí Minh Khảo sát vấn đề nhiệt đô thị sẽ giúp cho việc tìm hiểu nguyên nhân gây nên sự gia tăng nhiệt độ, cũng như các quá trình lan truyền ô nhiễm không khí trong tầng biên khí quyển Bản đồ phân bố nhiệt độ đô thị và các phân tích quan hệ nhiệt – thảm phủ có thể được dùng làm tham khảo cho quy hoạch đô thị và giải pháp để làm giảm “đảo nhiệt”, phục vụ cho cuộc sống con người ngày càng tốt hơn trong môi trường ngày càng xanh sạch hơn Nhiệt độ bề mặt và các kiểu thảm phủ có thể được trích dẫn từ dữ liệu vệ tinh, đó là phương tiện hữu hiệu dùng để giám sát môi trường đô thị và các hoạt động của con người Dữ liệu vệ tinh Landsat ETM+ với độ phân giải 60m của kênh nhiệt 6 giúp cho việc dự đoán thay đổi nhiệt độ bề mặt chi tiết hơn và dự đoán nhiệt độ chính xác hơn (Trần Thị Vân, 2006)

Năm 2009, nhóm tác giả Trần Thị Vân và cộng sự sử dụng phương pháp dựa trên NDVI để xác định độ phát xạtrên hai dòng ảnh vệ tinh Landsat và Aster Kết quả phân

bố này cho biết thông tin giữa nhiệt độ bề mặt và lớp phủ thực vật trên một khu vực nghiên cứu có mối quan hệ không gian với nhau thông qua các đặc tính nhiệt của vật chất Nghiên cứu cũng chứng minh được rằng sử dụng phương pháp NDVI để xác định độ phát xạ bề mặt cho bản đồ phân bố nhiệt độ bề mặt có độ phân giải cao hơn là tính trực tiếp từ các kênh nhiệt Kết quả nghiên cứu này sẽ đóng góp một hướng tiếp cận giải quyết vấn đề xác định các yếu tố khí tượng liên quan đến quá trình nhiệt trong nghiên cứu biến đổi khí hậu hiện nay (Trần Thị Vân và cộng sự, 2009)

Năm 2014, nhóm tác giả Lê Vân Anh và cộng sự tính toán nhiệt độ bề mặt đất sử dụng phương pháp xác định độ phát xạ bằng chỉ số thực vật NDVI Ở nghiên cứu này, các tác giả đã giải quyết được vấn đề nhiễu khí quyển bằng cách hiệu chỉnh khí quyển sử dụng mô hình FLAASH với các thông số đặc trưng cụ thể của chính khu vực nghiên cứu Các tác giả đã kết hợp ưu điểm của phương pháp xác định độ phát xạ nhiệt độ bằng chỉ số thực vật NDVI với việc hiệu chỉnh khí quyển để nâng cao độ chính xác, khắc phục được vấn đề về độ phân giải không gian bằng cách đưa kết quả tính nhiệt độ bề mặt về cùng độ phân giải với các kênh phổ ở giải sóng nhìn thấy và các kênh hồng ngoại khác Bên cạnh đó, phương pháp này tính ra giá trị hệ số phát xạ chính xác trên từng điểm ảnh do đó mức độ chi tiết và chính xác được nâng cao Kết quả nghiên cứu được so sánh, kiểm chứng với kết quả nhiệt độ bề mặt tính theo phương pháp sử dụng hệ số phát xạ chung cho các đối tượng điển hình để đánh giá độ chính xác Nghiên cứu này có thể mở rộng thử nghiệm để tính toán nhiệt độ sử dụng tư liệu Landsat-8 OLI thế hệ mới để khắc phục vấn đề lỗi bộ cảm của tư liệu Landsat ETM (Lê Vân Anh và cộng sự, 2014)

Năm 2014, tác giả Trịnh Lê Hùng nghiên cứu độ ẩm đất trên cơ sở chỉ số khô hạn nhiệt độ thực TVDI bằng ngôn ngữ lập trình Visual C ++ để lượng hóa quan hệ giữa chỉ số thực vật chuẩn hóa NDVI và nhiệt độ bề mặt, dựa trên chỉ số NDVI để tính độ phát xạ bề mặt Kết quả nghiên cứu cho thấy nhiệt độ bề mặt và chỉ số thực vật NDVI, chỉ số khô hạn nhiệt độ thực vật TDVI là những yếu tố rất quan trọng trong đánh giá độ ẩm đất Chương trình do tác giả xây dựng giúp đơn giản hóa việc tính toán nhiệt độ về mặt và chỉ số TVDI, tiết kiệm chi phí và có thể sử dụng hiệu quả trong

theo dõi nhiệt độ bề mặt và độ ẩm đất phục vụ công tác giám sát hạn hán từ tư liệu ảnh hồng ngoại nhiệt Landsat các thế hệ (Trịnh Lê Hùng, 2014)

Năm 2015, nhóm tác giả Võ Văn Trí và cộng sự đã phân tích sự thay đổi nhiệt độ bề mặt khu vực Phong Nha – Kẻ Bàng bằng phương pháp viễn thám nhiệt Kết quả nghiên cứu cho thấy những vùng cận kề khu vực dân cư và các hoạt động sản xuất kinh doanh, ngưỡng nhiệt độ tăng nhiều hơn so với các vùng sâu, cách biệt, có mật độ rừng dày Nghiên cứu cũng khuyến nghị cần thiết có các nghiên cứu cụ thể, chi tiết hơn về tác động của tăng nhiệt độ đến tập tính sinh thái của loài hay ngoài nhân tố nhiệt độ, các yếu tố lượng mưa, bốc hơi, chế độ gió, chu kỳ bão cần được quan trắc và phân tích để xác định những tác động của chúng lên hệ sinh thái và loài Do nghiên cứu này chỉ tập trung tại hai thời điểm (1994 và 2004) trên một công cụ vì vậy trong các nghiên cứu tương lai cần nghiên cứu trên nhiều thời điểm và thời gian đủ dài để có được các dữ liệu tin cậy hơn (Võ Văn Trí và cộng sự, 2015)

Năm 2017, nhóm tác giả Nguyễn Quang Huy và cộng sự sử dụng ảnh Landsat 8 để tính toán nhiệt độ bề mặt đô thị và xác định ảnh hưởng của không gian xanh đến cường độ và phạm vi giảm nhiệt tại 9 quận nội thành Hà Nội Qua nghiên cứu này, có thể thấy diện tích không gian xanh có vai trò giảm nhiệt tốt cho khu vực nội thành của Hà Nội Để không gian xanh phát huy tốt hiệu quả giảm nhiệt đô thị, trong thiết kế quy hoạch không gian xanh, các nhà quy hoạch cần quan tâm hơn đến các nhân tố phạm vi không gian để quy hoạch không gian xanh cho mỗi vùng theo hướng mục tiêu tạo sự công bằng về lợi ích từ hiệu quả giảm nhiệt cho tất cả người dân trong đô thị Nghiên cứu này đã xác định được ảnh hưởng của tỷ lệ không gian xanh phân tán, kích thước và hình dạng của không gian xanh tập trung đến hiệu quả giảm nhiệt của đô thị Hà Nội (Nguyễn Quang Huy và cộng sự, 2017)

Tóm lại, các đề tài nghiên cứu áp dụng tích hợp ảnh viễn thám để thành lập bản đồ hiện trạng rừng, đánh giá diễn biến rừng, xác định mức độ thay đổi độ che phủ rừng, ước tính nhiệt độ bề mặt qua các năm với mục đích quản lý rừng được ứng dụng phổ biến trên thế giới và đã đạt được những kết quả nhất định ở Việt Nam Tuy nhiên đa số các nghiên cứu chỉ dừng lại ở mức độ đánh giá diễn biến rừng hoặc kiểm kê số lượng rừng thuần túy của ngành lâm nghiệp hoặc ước tính nhiệt độ bề mặt mà ít xem

xét mối quan hệ giữa chúng Do đó, luận văn xác định hiện trạng phân bố lớp phủ thực vật theo không gian và thời gian, xem xét quan hệ giữa chúng với tình trạng nhiệt và mưa để hiểu biết tác động ảnh hưởng, nhằm hỗ trợ các nhà quản lý có những chính sách kịp thời trong bảo vệ rừng

1.4 TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 1.4.1 Vị trí địa lý

Hình 1 1: Vị trí địa lý huyện Đức Trọng

(Nguồn: huyenductrong.info)

Huyện Đức Trọng nằm tiếp giáp thành phố Đà Lạt, trung tâm huyện cách trung tâm thành phố Đà Lạt khoảng 30 km về phía Nam (Hình 1.1), tổng diện tích tự nhiên của huyện là 90.179,80 ha (gồm 14 xã và 01 thị trấn), có tọa độ địa lý: 11030’00” đến 11052’30” vĩ độ Bắc và 108012’40” đến 108035’10” kinh độ Đông Phía Bắc giáp thành phố Đà Lạt, phía Nam giáp huyện Di Linh và tỉnh Bình Thuận, phía Đông giáp huyện Đơn Dương và tỉnh Ninh Thuận, phía Tây giáp huyện Lâm Hà Đức Trọng có

điều kiện giao thông tương đối thuận lợi, có nhiều lợi thế trong phát triển kinh tế - văn hóa – xã hội – an ninh quốc phòng, đã và đang trở thành khu vực trung chuyển, phân phối và lưu thông hàng hóa với các đầu mối kinh tế trong tỉnh, trong nước và quốc tế

1.4.2 Điều kiện tự nhiên

1.4.2.1 Địa hình

Địa hình Đức Trọng tương đối phức tạp, bị chia cắt bởi nhiều sông suối lớn nhỏ trong vùng Với ba dạng địa hình chính: địa hình núi dốc, địa hình đồi gò thấp, địa hình thung lũng Sự đa dạng của địa hình đã tạo nên sự đa dạng trong sản xuất nông nghiệp của huyện với nhiều sản phẩm có giá trị kinh tế cao và giá trị hàng hóa lớn như cà phê, rau, hoa, chè…bên cạnh đó địa hình trên cũng tạo cho Đức Trọng có những thắng cảnh đẹp như Thác Pongour (Nam Phương đệ nhất thác), Thác Liên Khương, Thác Gougah, Hồ Thủy điện Đại Ninh…là cơ sở để phát triển du lịch, công nghiệp thủy điện

1.4.2.2 Khí hậu, thời tiết

Khí hậu của huyện Đức Trọng thuộc dạng khí hậu nhiệt đới gió mùa vùng cao nguyên Nhiệt độ trung bình năm là 21,10

C, biên độ dao động nhiệt độ trung bình giữa các tháng trong năm là 4 – 60C, chênh lệch nhiệt độ ngày và đêm tương đối lớn 10 – 120C Lượng mưa phân bố theo hai mùa rõ rệt, mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 11 hàng năm và mùa khô kéo dài từ tháng 12 năm trước đến tháng 4 năm sau Lượng mưa trung bình hàng năm: 1.550 mm/năm Nhìn chung nền nhiệt trung bình thấp, khí hậu ôn hòa, đây là điều kiện thuận lợi cho cây trồng nhiệt đới và á nhiệt phát triển tốt

1.4.2.3 Độ ẩm không khí và lượng bốc hơi

Độ ẩm trung bình năm là 80 – 80,6% Độ ẩm trung bình cao nhất là 82% tập trung vào các tháng mùa mưa, độ ẩm trung bình thấp nhất là 70% Lượng bốc hơi bình quân 1.058 mm/năm, chiếm 66,1% tổng lượng mưa hàng năm.

1.4.2.4 Thủy văn

Huyện Đức Trọng có hai hệ thống sông lớn chảy qua là sông Đa Nhim, và sông Đa Dâng đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp nước cho toàn huyện Vào mùa

mưa các sông này cung cấp lượng nước đáng kể cho các nhà máy thủy điện trên địa bàn huyện, điển hình là nhà máy thủy điện Đại Ninh, một trong những nhà máy thủy điện lớn nhất tỉnh Lâm Đồng

Hệ thống sông Đa Nhim bao gồm sông chính là sông Đa Nhim và hai nhánh Đa

Tam, Đa Queyon Mật độ sông suối khá dày (0,52 - 1,1 km/km2), lưu lượng dòng chảy

khá (trung bình dao động từ 23-28 lít/s/km2

), có sự phân hoá theo mùa, mùa mưa

chiếm tới 80% tổng lượng nước năm, mùa khô chỉ còn 20% Lưu lượng dòng chảy

mùa khô rất thấp (từ 0,25-9,1 lít/s/km2) Sông Đa Dâng có lưu vực kéo dài qua các

huyện Đức Trọng, thị xã Bảo Lộc và Đạ Huoai rồi đổ ra sông Đồng Nai có diện 800 - 1000 km2, module dòng chảy mùa khô khá thấp, từ 0,3-3,1 lít/s/km2

khô nhất vào tháng 3

1.4.3 Điều kiện kinh tế

Về sản xuất nông nghiệp: Đẩy mạnh phát triển sản xuất nông nghiệp theo hướng công nghệ, kỹ thuật cao, chuyển đổi giống cây trồng, vật nuôi gắn với công tác phòng chống dịch bệnh Toàn huyện có 8.328,3 ha sản xuất nông nghiệp theo hướng công nghệ cao, tổng diện tích cà phê là 17.982 ha Thực hiện tốt công tác phòng chống dịch bệnh trên cây trồng, vật nuôi, tăng cường tuyên truyền vận động các hộ nông dân tham gia các hình thức liên kết và tiêu thụ các sản phẩm nông nghiệp, toàn huyện hiện có 26.978 hộ, trong đó có 3.304 hộ tham gia các hình thức liên kết và tiêu thụ sản phẩm nông nghiệp, tăng 473 hộ (16,7%) so với năm 2017 Thế mạnh trong sản xuất nông nghiệp của huyện Đức Trọng là các mặt hàng như: Rau củ quả tươi các loại: trên 400.000 tấn/năm; Hoa: 120 triệu canh/năm; cà phê: 40.000 tấn nhân/năm; Kén tằm: 800 tấn/năm; cây ăn trái một số loại (chuối, mac mac, bơ, ): 20.000 tấn/năm; Nấm mèo: 400 tấn/năm

Các ngành công nghiệp chủ yếu như khai thác, chế biến nông sản, vật liệu xây dựng, điện năng, phân bón…duy trì hoạt động ổn định góp phần tăng giá trị sản phẩm tiểu thủ công nghiệp, giá trị hàng xuất khẩu địa phương

1.4.4 Văn hóa – xã hội

Toàn huyện hiện nay có 85 trường học các cấp (trong đó 79 trường trực thuộc Uỷ Ban nhân dân huyện, 6 trường Trung học phổ thông); 01 Trung tâm kỹ thuật tổng hợp – hướng nghiệp – dạy nghề và 01 trường Trung cấp Kinh tế - Kỹ thuật tư thục

Trong các năm qua đã đầu tư, nâng cấp, sửa chữa cơ sở vật chất, mua sắm trang thiết bị đồ dùng dạy học với tổng số tiền đầu tư là 258,122 tỷ đồng cho 58/79 trường học Đến nay 100% các trường học công lập các cấp đều có cơ sở vật chất và trang thiết bị đạt chuẩn quốc gia, đáp ứng đủ yêu cầu dạy và học cho con em toàn huyện, đến nay có 48 trường học các cấp được công nhận đạt chuẩn quốc gia, trong đó có 2 trường đạt chuẩn mức độ 2

Chương 2

CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 CƠ SỞ KHOA HỌC 2.1.1 Cơ sở viễn thám

2.1.1.1 Định nghĩa

Viễn thám là khoa học nghiên cứu các phương pháp thu thập, đo lường và phân tích thông tin của vật thể quan sát mà không cần tiếp xúc trực tiếp với chúng Do các tính chất của vật thể có thể được xác định thông qua năng lượng bức xạ hay phản xạ từ vật thể nên viễn thám còn là một công nghệ nhằm xác định và nhận biết đối tượng hoặc các điều kiện môi trường thông qua những đặc trưng riêng về sự phản xạ và bức xạ (Lê Văn Trung, 2015)

Sóng điện từ được phản xạ hoặc bức xạ từ vật thể là nguồn cung cấp thông tin chủ yếu về đặc tính của đối tượng Ảnh viễn thám sẽ cung cấp thông tin về các vật thể tương ứng với năng lượng bức xạ ứng với từng bước sóng đã xác định Đo lường và phân tích năng lượng phản xạ phổ ghi nhận bởi ảnh viễn thám, cho phép tách thông tin hữu ích về từng loại lớp phủ mặt đất khác nhau do sự tương tác giữa bức xạ điện từ và vật thể (Lê Văn Trung, 2015)

Phổ trong toàn bộ dải sóng điện từ được đặt tên khác nhau bắt đầu từ tia gamma, tia X, tia cực tím, sóng nhìn thấy, tia hồng ngoại và sóng vô tuyến điện Dải phổ sử dụng trong viễn thám bắt đầu từ vùng cực tím (0,3 – 0,4 µm), vùng sóng nhìn thấy hay còn được gọi là dãy thị tần (0,4 – 0,7 µm), vùng sóng hồng ngoại nhiệt (0,7 – 1,0 µm), và vùng sóng siêu cao tần (1,0 mm – 30 cm)