ứng dụng công nghệ thông tin địa lý trong đánh giá biến động rừng tại xã quy kỳ huyện định hóa tỉnh thái nguyên

TRƯƠNG ĐAI HOC THAI NGUYÊN ̀ ̣ ̣ ́ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÁI NGUYÊN NGUYỄN ĐĂNG CƯỜNG ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐỊA LÝ TRONG ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG RỪNG TẠI XÃ QUY KỲ HUYỆN ĐỊNH HÓA TỈNH THÁI NGUYÊN LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP THÁI NGUYÊN – 2011 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn TRƯƠNG ĐAI HOC THAI NGUYÊN ̀ ̣ ̣ ́ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÁI NGUYÊN NGUYỄN ĐĂNG CƯỜNG ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐỊA LÝ TRONG ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG RỪNG TẠI XÃ QUY KỲ HUYỆN ĐỊNH HÓA TỈNH THÁI NGUYÊN Chuyên ngành : Lâm học Mã số : 60 62 60 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: TS Trần Quốc Hưng THÁI NGUYÊN – 2011 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẶT VẤN ĐỀ Biến đổi khí hậu đe dọa nghiêm trọng đến sống nhân loại Chúng ta phải đối mặt với tác động biến đổi khí hậu như: dịch bệnh, đói nghèo, nơi ở, thiếu đất canh tác, suy giảm đa dạng sinh học, Đó hậu phát triển kinh tế, sức ép dân số, khai thác cạn kiệt nguồn tài nguyên thiên nhiên, đăc biêt la tài nguyên rừng ̣ ̣ ̀ Thích ứng với biến đổi khí hậu điều chỉnh tự nhiên người trước biến đổi thực tế dự kiến khí hậu nhằm giảm tác động xấu biến đổi khí hậu Giảm thiểu hoạt động người việc giảm nguồn khí nhà kính hoạt động nhằm nhân rộng bể chứa khí nhà kính Cụ thể với ngành Lâm nghiệp hạn chế tối đa tác động tiêu cự vào rừng, nhanh chóng phát triển tài nguyên rừng nhằm hạn chế rừng suy thóa rừng, từ góp phần giảm lượng phát thải khí nhà kính Xuất phát từ việc thích ứng với biến đổi khí hậu đặt nhiều nhiệm vụ to lớn cho công tác điều tra, nghiên cứu sử dụng có hiệu nguồn tài nguyên bảo vệ môi trường phục vụ phát triển kinh tế - xã hội Việt Nam Một phương tiện đại trợ giúp việc quản lý tổng hợp tài nguyên môi trường sử dụng thông tin vệ tinh (viễn thám) Hệ thống thông tin địa lý (GIS) Giám sát tài nguyên rừng phần quan trọng có ý nghĩa định công tác quản lý tài nguyên rừng Nội dung nhiệm vụ giám sát tài nguyên rừng nắm vững trạng, cập nhật thông tin biến động phần xác định nhân tố gây biến động, xu biến động Trên sở đó, người quản lý đưa giải pháp nhằm sử dụng hợp lý tài nguyên, giảm thiểu tác động tiêu cực bảo vệ tài nguyên rừng Mặc dù hàng năm có báo cáo trạng tình hình biến động rừng, hầu hết báo cáo chủ yếu dựa việc đo vẽ, thành lập đồ rừng phương pháp truyền thống Đây công việc phức tạp, nhiều công sức thời gian Hơn nữa, sử dụng tài liệu thống kê tư liệu đồ khai thác thơng tin thời Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn tình hình đất rừng ln biến động Phương pháp viễn thám kết hợp GIS dần khắc phục nhược điểm Ngày việc sử dụng thông tin vệ tinh viễn thám nghiên cứu, giám sát Trái đất trở thành nhu cầu thiết yếu nhiều quốc gia, có Việt Nam Cơng nghệ ngày phát triển, công nghệ khai thác thông tin vệ tinh thực phục vụ người, mang lại hiệu cao nhiều lĩnh vực khoa học-công nghệ, phục vụ đời sống, sản xuất kiểm soát tài nguyên môi trường Nhằm đánh giá biến động tài nguyên rừng, công nghệ 3S (viễn thám: remote sensing, GIS: Geographic infomation system, GPS: Global position system) đời đáp ứng việc thành lập đồ, theo dõi phân tích biến động tài nguyên hỗ trợ định Hiện xã Quy Kỳ xã khác thực xong chương trình trồng rừng 661, thực theo Thông tư số 99 BNN & PTNT chuyển đổi rừng tự nhiên nghèo, thành rừng trồng có suất, chất lượng, hiệu kinh tế phịng hộ, bảo vệ mơi trường cao Bên cạnh người dân tiến hành chặt phá lấy củi, tre nứa, chuyển đổi rừng trái phép gây biến động rừng Đồng thời, xã Quy kỳ tiến hành điều tra để tiến tới thí điểm chi trả dịch vụ mơi trường Các bon theo dự án Viện Lâm nghiệp giới Do kết đánh giá độ biến động rừng tài liệu tham khảo luận để thấy biến động rừng giai đoạn 2000 - 2010, từ tìm hiểu ngun nhân gây diễn biến làm sở khoa học cho việc đê xuât cac giai phap quản lý ̀ ́ ́ ̉ ́ bảo vệ rừng địa bàn nghiên cứu Xuất phát từ thực tiễn đó, đề tài: “Ứng dụng cơng nghệ thơng tin địa lý đánh giá biến động rừng xã Quy Kỳ - huyện Định Hóa - tỉnh Thái Nguyên” thực nhằm góp phần bổ sung thêm hiểu biết ứng dụng công nghệ thông tin địa lý việc thành lập đồ trạng đánh giá diễn biến tài nguyên rừng Chƣơng I TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Cơ sở khoa học đánh giá biến động rừng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Rừng nước ta thể đặc trưng rừng mưa nhiệt đới Theo thống kê viện điều tra quy hoạch rừng, rừng tự nhiên nước ta thời kỳ 1976 – 1990 giảm 2.7 triệu hecta tức 1.7%/năm Trong thời gian qua tài nguyên rừng nước ta biến đổi phức tạp, khó kiểm sốt cách chặt chẽ[13] Để có sở tin cậy phục vụ chiến lược bảo vệ phát triển tài nguyên rừng cách hợp lý bảo vệ môi trường sinh thái Nhà nước giao cho ngành Lâm nghiệp điều tra đánh giá theo dõi diễn biến tài nguyên rừng chu kỳ : chu kỳ I (1991 – 1995), chu kỳ II (1996 – 2000), chu kỳ III (năm 2001 – 2005) chu kỳ IV (năm 2006 – 2010) Trong đó, điều tra, đánh giá biến động rừng nội dung quan trọng chương trình Rừng ln biến đổi theo thời gian tác động thiên nhiên người Nếu tác động tích cực rừng phát triển, ngược lại gặp tác động tiêu cực rừng bị suy thối Vì biến động tài ngun rừng đặc trưng xét trạng thái động Trong Lâm nghiệp đánh giá tài nguyên rừng người ta thường sử dụng hai nhóm tiêu là: biến động số lượng biến động chất lượng, đó: - Biến động số lượng phân loại biến động chủ yếu sau sau: + Biến động tổng diện tích rừng + Biến động trạng thái rừng + Biến động chuyển hóa loại rừng đất khác + Biến động rừng theo chức năng: sản xuất, phòng hộ đặc dụng + Biến động rừng theo hình thái quản lý - Biến động chất lượng: biến động tổ thành loài, biến động cấu trúc rừng chất lượng rừng bị suy giảm ta gọi suy thoái rừng Như thay đổi từ rừng kín sang rừng thưa, từ rừng giàu sang rừng nghèo, từ rừng gỗ sang rừng tre nứa, từ rừng sang đất trống đồi núi trọc * Nguyên nhân gây biến động rừng Các nguyên nhân gây biến động rừng đất Lâm nghiệp bao gồm: nguyên nhân trực tiếp nguyên nhân gián tiếp: Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn - Nguyên nhân trực tiếp: + Khoanh nuôi bảo vệ rừng + Trồng rừng + Khai thác rừng + Cháy rừng + Sâu bệnh hại rừng + Phá rừng làm nương rãy + Chuyển đổi mục đích sử dụng đất - Nguyên nhân gián tiếp: Mật độ dân số, Tỷ lệ hộ nghèo, Tăng trưởng phát triển kinh tế xã hội, Nhận thức tham gia người dân Bản đồ trạng rừng đồ chuyên đề tài nguyên rừng biên vẽ đồ địa hình tỷ lệ, thể đầy đủ xác vị trí, diện tích loại trạng thái rừng phù hợp với kết thống kê, kiểm kê tài nguyên rừng theo định kỳ Bằng việc sử dụng màu sắc ký hiệu thích hợp hiển thị trạng thái rừng khác nhau, cho thấy rõ toàn phân bố tài nguyên rừng khu vực Bản đồ trạng rừng tài liệu quan trọng cần thiết cho công tác quản lý, phát triển tài nguyên rừng cho ngành kinh tế, kỹ thuật khác sử dụng khai thác tài nguyên rừng Bản đồ trạng rừng thành lập nhằm mục đích: - Thể kết thống kê, kiểm kê tài ngyên rừng lên vẽ - Xây dựng tài liệu phục vụ quản lý, phát triển tài nguyên rừng - Là tài liệu phục vụ xây dựng phương án quy hoạch Lâm nghiệp, kế hoạch sử dụng hợp lý tài nguyên rừng, lập phương án bảo vệ, quản lý rừng, đất rừng kiểm tra thực quy hoạch lâm nghiệp phê duyệt địa phương ngành kinh tế Bản đồ trạng rừng xây dựng cho cấp hành chính: xã, huyện, tỉnh, tồn quốc 1.2 Tổng quan vấn đề nghiên cứu 1.2.1 Tình hình nghiên cứu giới Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System - GIS) nằm hệ thống công nghệ thông tin, phát triển chuyên sâu cho việc quản lý sở liệu gắn với yếu tố địa lý, không gian đồ GIS ngày phát triển rộng rãi khả tích hợp, phân tích thông tin sâu giải nhiều vấn đề tổng hợp Thơng qua GIS thu thập, phân tích, tổng hợp, tìm kiếm, tổ hợp thơng tin, sở liệu gắn với yếu tố địa lý, giúp cho việc đánh giá trình, dự báo khả xảy ra, đưa giải pháp mới; GIS ngày ứng dụng nhiều hoạt động kinh tế - xã hội, quản lý mơi trường Trong Lâm nghiệp nhờ có ứng dụng GIS, viễn thám GPS mà công tác theo dõi, đánh giá diễn biến tài nguyên rừng, xây dựng đồ trạng trở lên dễ dàng hiệu Trong giai đoạn chiến thứ nhất, có ứng dụng ảnh hàng khơng xây dựng đồ rừng vùng Maurice thuộc Canada, đồ thực vật rừng Anh (1924), điều tra trữ lượng rừng từ ảnh hàng khơng Mỹ (1940) Thí nghiệm phương pháp đo tán, đo chiều cao ảnh Seely, Hugershoff,… Tuy nhiên, giai đoạn chưa xây dựng hoàn chỉnh hệ thống lý luận phương pháp đọc đốn ảnh hàng khơng (Vũ Tiến Hinh & Phạm Ngọc Giao, 1997)[14] Kết theo dõi từ năm 1972 đến năm 1991, nhờ ứng dụng công nghệ RS GIS đánh giá biến động rừng độ che phủ rừng cho thấy Ấn Độ diện tích rừng từ 14,12 triệu xuống cịn 11,72 triệu ha, giảm 2,4 triệu Từ kết Ấn độ xây dựng hệ thống đồ trạng với chu kỳ năm để quản lý, bảo vệ phát triển rừng hiệu (Dutt, Udayalakshmt, 1994)[15] Theo Devendra Kumar (2011), việc ước tính thay đổi độ che phủ rừng dựa liệu vệ tinh giúp nhà nghiên cứu thấy rõ khả tích lũy carbon, biến đổi khí hậu, mối đe dọa đến đa dạng sinh học mức độ biến động rừng thông qua liệu vệ tinh Bản đồ lớp phủ rừng vùng xây dựng dựa ba loại nguồn liệu: thu thập ý kiến chuyên gia, dựa vào sản phẩm viễn thám thống kê quốc gia.[17] Bodart et al (2009), theo dõi thay đổi độ che phủ rừng nhiệt đới châu Mỹ Latinh, Nam Á châu Phi năm 1990-2000 cách sử dụng ảnh vệ tinh Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn phát triển cách tiếp cận hoạt động mạnh mẽ trước trình lớn số lượng liệu từ điều kiện khác cách tự động để đưa liệu multitemporal đa cảnh quy mô tương tự phân khúc xạ hình ảnh trước phân loại giám sát [16] Hansen DeFries (2004), sử dụng ảnh vệ tinh để theo dõi thay đổi độ che phủ rừng thời gian 1982-1990 cuối kết luận rằng, trái ngược với Liên Hiệp Quốc Tổ chức Nông lương (FAO) báo cáo gia tăng toàn cầu độ che phủ rừng Mỹ Latinh vùng nhiệt đới châu Á hai khu vực phá rừng chiếm ưu Paraguay cho thấy tỷ lệ cao liên quan đến rừng, Indonesia có gia tăng lớn việc phá rừng từ năm 1980 đến năm 1990 [23] Ở Nhật Bản, ứng dụng RS GIS để xây dựng đồ địa hình đồ lớp phủ rừng, sở cho việc theo dõi đánh giá phục hồi sinh thái Siri Kawala Ierd, K.Fujiwara.[28] Su-Fen Wang (2004), tiến hành giải đoán ảnh Spot Spot theo phương pháp phân loại có kiểm định cho vùng núi phía bắc Đài Loan, kết cho thấy độ xác ảnh Spot (74%) cao ảnh Spot (71%) ảnh Spot có độ xác cao Kết phân loại trạng thái rừng Chamaecyparis formosensis, rừng trồng thuộc họ tùng, rừng rụng [27] 1.2.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam Việt Nam nước tiếp cận với RS GIS muộn nước khu vực giới Trong suốt thời gian dài trước năm 1945, Việt Nam khơng có khả thực việc điều tra rừng Thời kỳ có số liệu tài nguyên rừng công bố công trình "Lâm nghiệp Đơng Dương" P Maurand số liệu thường xem tài liệu gốc để so sánh diễn biến rừng Việt Nam từ năm 1945 trở sau Năm 1958, với hợp tác CHDC Đức sử dụng ảnh máy bay đen trắng toàn sắc tỷ lệ 1/30.000 để điều tra rừng vùng Đơng Bắc [3] Đó bước tiến kỹ thuật bản, tạo điều kiện xây dựng công cụ cần thiết để nâng cao chất lượng công tác điều tra rừng nước ta Từ cuối năm 1958, bình quân năm điều tra khoảng 200.000 rừng, sơ thám Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn tình hình rừng đất đồi núi, lập thống kê tài nguyên rừng đơn giản vẽ phân bố tài nguyên rừng miền Bắc Đến cuối năm 1960, tổng diện tích rừng miền Bắc điều tra vào khoảng 1,5 triệu Ở miền Nam ảnh máy bay sử dụng từ năm 1959, xác định tổng diện tích rừng miền Nam triệu Kỹ thuật viễn thám đưa vào sử dụng Việt Nam từ năm 1976 (Viện Điều tra Quy hoạch Rừng) Mốc quan trọng để đánh dấu phát triển kỹ thuật viễn thám Việt Nam hợp tác nhiều bên khn khổ chương trình vũ trụ quốc tế (Inter Kosmos) nhân chuyến bay vũ trụ kết hợp Xô Việt tháng - 1980 Kết nghiên cứu cơng trình khoa học trình bày hội nghị khoa học kỹ thuật vũ trụ năm 1982 nhân tổng kết thành tựu khoa học chuyến bay vũ trụ Xơ - Việt năm 1980 phần quan trọng kết sử dụng ảnh đa phổ MKF-6 vào mục đích thành lập loạt đồ chuyên đề như: địa chất, đất, sử dụng đất, tài nguyên nước, thuỷ văn, rừng vv Từ năm 1981 đến năm 1983, lần ngành lâm nghiệp tiến hành điều tra, đánh giá tài nguyên rừng phạm vi tồn quốc Trong kết hợp điều tra mặt đất giải đoán ảnh vệ tinh FAO hỗ trợ Do vào đầu năm 1980, ảnh vệ tinh ảnh hàng khơng cịn hạn chế, đáp ứng yêu cầu điều tra rừng số vùng định mà chưa có đủ cho toàn quốc Từ năm 1991 – 1995 tiến hành theo dõi diễn biến tài nguyên rừng toàn quốc xây dựng đồ trạng tài nguyên rừng sở kế thừa đồ trạng rừng có thời kỳ trước năm 1990, sau dùng ảnh vệ tinh Landsat MSS Landsat TM có độ phân giải 30x30m để cập nhật khu vực thay đổi sử dụng đất, nơi rừng nơi có rừng trồng hay tái sinh phục hồi [4] Ảnh vệ tinh Landsat MSS Landsat TM tỷ lệ 1:250.000 giải đoán khoanh vẽ trực tiếp ảnh mắt thường Kết giải đốn chuyển lên đồ địa hình tỷ lệ 1:100.000 kiểm tra trường Thành thành lập được: đồ sinh thái thảm thực vật rừng vùng tỷ lệ 1:250.000; đồ dạng đất đai tỉnh tỷ lệ 1:100.000 vùng tỷ lệ 1:250.000 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn Từ năm 1996 – 2000, đồ trạng rừng xây dựng phương pháp viễn thám Ảnh vệ tinh sử dụng SPOT3, có độ phân giải 15m x 15m, phù hợp với việc xây dựng đồ tỷ lệ 1:100.000 So với ảnh Landsat MSS Landsat TM, ảnh SPOT3 có độ phân giải cao hơn, đối tượng ảnh thể chi tiết Ảnh SPOT3 giải đoán mắt thường nên kết giải đốn cịn phụ thuộc nhiều vào kinh nghiệm chuyên gia giải đoán chất lượng ảnh Kết mặt thành lập đồ: xây dựng đồ phân vùng sinh thái thảm thực vật cấp vùng toàn quốc; đồ phân loại đất cấp tỉnh, vùng toàn quốc; đồ trạng rừng cấp tỉnh, vùng toàn quốc đồ trạng rừng tỷ lệ 1:100.000; 1:250.000; 1:1000.000 [13] Từ năm 2000 – 2005, phương pháp xây dựng đồ lâm nghiệp phát triển lên bước Bản đồ trạng rừng xây dựng từ ảnh số vệ tinh Landsat ETM+ Độ phân giải ảnh 30m x 30m Việc giải đoán ảnh thực phịng dựa mẫu khóa ảnh kiểm tra trường Ưu điểm phương pháp giải đoán ảnh số tiết kiệm thời gian giải đốn thử nhiều lần trước lấy kết thức [13] Như vậy, khoa học điều tra rừng đời muộn so với nhiều môn khoa học khác đạt thành định Song song với điều tra mặt đất, nghiên cứu thử nghiệm bước ứng dụng có hiệu phương pháp viễn thám xây dựng đồ tài nguyên rừng Tuy nhiên, hệ thống đồ tài nguyên rừng Việt Nam nay, xây dựng thời điểm khác sử dụng nhiều nguồn thông tin tư liệu, nhiều nguồn ảnh, từ ảnh vệ tinh Landsat MSS, TM, SPOT, Aster, Radar, ảnh máy bay hệ thống phân loại rừng khác qua thời kỳ, nên tạo nhiều loại số liệu không đồng bộ, gây khó khăn cho người sử dụng, đặc biệt việc theo dõi biến động diện tích rừng qua thời kỳ Cơng trình quản lý kết trồng rừng PAM 1989 - 1996, gồm dự án: PAM 2780 tỉnh, 700 hợp tác xã từ nghệ an đến Huế, PAM 3352 tỉnh Băc Thái, Hà Tây, Hồ Bình, Vĩnh Phú, hà Nội PAM 4304 13 tỉnh duyên hải từ Quảng Ninh đến Bình Thuận Cơ quuan yêu cầu: PAM, Ban quản lý Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 67 TÀI LIỆU THAM KHẢO I Tài liệu tiếng việt Ban Quản Lý rừng ATK (2010), Báo cáo tổng kết kết thực dự án 661 Huyện Định Hóa Hồng Phượng Vỹ (2010), Đánh giá diễn biến rừng tỉnh Cao Bằng ứng dụng công nghệ thông tin, luận văn thạc sỹ - Trường ĐHNLTN Nguyễn Ngọc Thạch nnk (1999), Viễn thám nghiên cứu môi trường, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội Nguyễn Trường Sơn (2009), Nghiên cứu sử dụng ảnh vệ tinh công nghệ GIS việc giám sát trạng tài nguyên rừng thử nghiệm khu vực cụ thể, Đặc san viễn thám địa tin học số – 17pp Phạm Quang Sơn, 2000 Nhu cầu khả đưa hệ thống xử lý thông tin viễn thám vào theo dõi cảnh báo lũ lụt Việt Nam Tạp chí Khí tượng Thuỷ văn Số (477)/2000 Tổng cục Khí tượng - Thuỷ văn Hà Nội Tr 2131 Phạm Quang Sơn, Nguyễn Tiến Công, Vũ Thị Thu Hoài, (2007) Diễn biến vùng ven biển tỉnh Nam Định, Ninh Bình trước sau có cơng trình thủy điện Hịa Bình qua phân tích thơng tin viễn thám GIS Tạp chí Các Khoa học Trái Đất Số (T.29)/2007 Tr 267-276 Quyết Định Số 05/2007/QĐ – BTNMT, ngày 27 tháng năm 2007, Về sử dụng hệ thống tham số tính chuyển hệ tọa đọ quốc tế WGS – 84 Hệ tọa độ quốc gia VN – 2000 Tô Quang Thịnh, 1999 Thực trạng nhu cầu phát triển ứng dụng công nghệ viễn thám Việt Nam Báo cáo Hội thảo ứng dụng công nghệ vũ trụ Bộ KHCN&MT Hà Nội Thông tư 99/2006/TT-BNN, ngày tháng 11 năm 2006 Hướng dẫn thực số điều quy chế quản lý rừng ban hành kèm theo Quyết định số 186/2006/QQĐ – TTG ngày 14/8/2006 Thủ tướng phủ 10 Ủy Ban nhân dân xã Quy Kỳ (2010), Báo cáo kết thực chương trình 135 giai đoạn II 11 Ủy Ban nhân dân xã Quy Kỳ (2010), Tình hình tổ chức, hoạt động UBND xã nhiệm kỳ 2004 – 2010 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 68 12 Viện sách chiến lược phát triển nông thôn (IPSARD), Báo cáo tổng kết dự án: Điều tra thu thập thông tin trạng rừng tre nứa bảy tỉnh Hịa Bình, Thanh Hóa, Nghệ An, Quảng Nam, Quảng Ngãi, Kon Tum, Đăk Lăk 13 Viện Điều tra Quy hoach rừng (2005), Báo đánh giá diễn biến tài nguyên rừng vùng Đông Bắc thời kỳ 2001 - 2005 14 Vũ Tiến Hinh, Phạm Ngọc Giao (1997), Giáo trình điều tra rừng, NXB Nơng nghiệp II Tài liệu tiếng Anh 15 Apan A A., (1999) GIS Applications in Tropical Forestry Faculty of Engineering and Surveying, University of Southern Queensland, Toowoomba, Queensland, Australia 16 Bodart et al (2009) Global monitoring of tropical forest cover changes by means of a sample approach and object – based classification of multi – scene landsat imagery 17 Devendra Kumar, 2011 “Monitoring forest cover changes using sensing and GIS, Research Journal of Environmental Sciences 18 Dutt, Udayalakshmt, Sdhasivaih (1994), Role of remote sensing in forest management – India 19 ERDAS Field Guide, (2005) Printed in the United States of America 20 Nguyen Van Loi, (2008), Use of modelling in assessment of forestry land’s potential in Thua Thien Hue province of central VietNam , 21 ESCAP/UNDP, (1989) Remote Sensing Applications to Coastal Zone Studies and Environmental Monitoring Regional Remote Sensing program Hanoi 22 Giles Foody & Paul Curran, (1994) Environmental Remote Sensing from Regional to Global scales John Wiley & Sons Ltd England 23 Hansen DeFries (2004), Land Use Change and Biodiversity: A Synthesis of Rates and Consequences during the Period of Satellite Imagery 24 Lillesans & Kiefer, (1979) Remote Sensing and Image Interpretation John Wiley & Sons Inc England 25 Robert Massom, 1991 Satellite Remote Sensing of Polar Region: Applications, Limitations and Data Availability Scott Polar Research Institute-University of Cambridge England 307 pp 26 Sandra Brown (2010), Manual technical issues related to implementing Reed+ programs in Mekong coungtries Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 69 27 Su-Fen Wang, Chi-Chuan Cheng, Yeong – Kuan Chen, 2004 Forest cover type classification using Spot and Spot Images 28 Yuji Imaizumi (2001), Data and Information collection for sustainable forest management in Japan Phụ lục Bộ câu hỏi cho cán QLBV Họ tên: …………………… … Tuổi: … Giới tính: ………… Dân tộc: ………… Trình độ:…………… Chức vụ: ………………… Là cán phụ trách công tác quản lý bảo vệ rừng nhiệm vụ anh (chị) gì? Anh (chị) cho biết công tác giao đất, giao rừng tiến hành từ nào? Trong trình thực anh (chị) nhận thơng tin phản hồi từ người dân địa phương? Anh (chị) cho biết tình hình sinh trưởng phát triển rừng sau giao đất giao rừng? Người dân có hiểu rõ ủng hộ công tác giao đất giao rừng không? Làm họ hiểu sách? Người dân có khai thác vân chuyển lâm sản trái phép không? Tại sao? Các biện pháp xử lý vi phạm thực nào? Anh (chị) cho biết cơng tác phịng cháy chữa cháy rừng tổ chức thực nào? Hàng năm có xảy cháy rừng khơng? Tình hình sâu bệnh hại rừng có thường xun diễn khơng? Biện pháp phịng trừ nào? Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 70 Anh (chị) cho biết biện pháp quản lý bảo vệ rừng xã? Anh (chị) cho biết thuận lợi khó khăn tham gia công tác quản lý bảo vệ rừng? Để khắc phục tồn anh (chị) làm gì? 10 Theo anh(chị) trước có chương trình trồng rừng triển khai địa phương? Kết nào? 11 Theo anh(chị) giai đoạn từ năm 2000 – 2010 có chương trình chuyển đổi mục đích sử dụng đất khơng? Kết nào? Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 71 Ngƣời đƣợc điều tra Ngƣời điều tra Phụ lục Bộ câu hỏi cho ngƣời dân xã Họ tên: …………………… … Tuổi: … Giới tính: ………… Dân tộc: ………… Trình độ…………… Chức vụ: ………………… Số lao động chính: Số gia đình: Gia đình có nhân khốn bảo vệ rừng khơng? Diện tích nhận khốn vào năm nào? Gia đình nhân có loại rừng gì? Trách nhiệm bảo vệ rừng gia đình loại rừng nào? Anh (chị) trồng chủ yếu gì? Anh (chị) cho biết tình hình sinh trưởng phát triển rừng sau nhân khoán nào? Sâu bệnh hại, cháy rừng có diễn khơng? Ngồi diện tích giao anh (chị) có nhận hỗ trợ khơng (vốn, kỹ thuật, )? Trong gia đình anh (chị) người chịu trách nhiệm chính? Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 72 Anh (chị) có nhận tham gia công tác bảo vệ rừng không ? Nếu tham gia tham gia nào? Anh (chị) có nhận lợi ích từ rừng không? Anh (chị) cho biết thuận lợi, khó khăn tham gia nhận rừng? 10 Gia đình có kiến nghị hay đề xuất khơng? Ngƣời đƣợc điều tra Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên Ngƣời điều tra http://www.lrc-tnu.edu.vn 73 Phụ lục Quy định màu cho Bản đồ trạng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 74 (Nguồn: Bộ NN PTNT) (Nguồn: Bộ NN PTNT) Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 75 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT GPS : Global position system GIS : Geographic information system RS : Remote sensing OTC : Ô tiêu chuẩn BNN & PTNT : Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn ATK : An tồn khu Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 76 LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập nghiên cứu trường, thực phương châm “Học đôi với hành, lý thuyết gắn liền với thực tiễn” thực tập tốt nghiệp giúp cho sinh viên hoàn thiện lý thuyết lẫn thực hành, tạo điều kiện bước đầu làm quen với công tác nghiên cứu khoa học để áp dụng tiến khoa học kỹ thuật vào sản xuất, nâng cao trình độ hiểu biết để sau trường làm tốt công tác giao Xuất phát từ nguyện vọng thân, đồng ý nhà trường thực luận văn tốt nghiệp: “Ứng dụng công nghệ thông tin địa lý đánh giá biến động rừng Xã Quy Kỳ- Huyện Định Hóa – Tỉnh Thái Nguyên” Sau thời gian thực tập điều tra, đánh giá thực tế xã Quy Kỳ tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp Có kết tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn: TS Trần Quốc Hƣng trực tiếp hướng dẫn khoa học suốt trình thực đề tài Xin chân thành cảm ơn quan hữu quan Xã Quy Kỳ, Huyện Định Hóa, Ban quản lý rừng ATK, Chi cụ kiểm Lâm Thái Nguyên, cảm ơn đồng nghiệp kết hợp hoàn thành luận văn này, đặc biệt với giúp đỡ KS Trần Văn Hổ - Viện điều tra quy hoạch rừng Việt Nam Do kiến thức, kinh nghiệm thời gian có hạn nên chuyên đề khó tránh khỏi thiếu sót Tơi xin ghi nhận cảm ơn ý kiến đóng góp, bổ sung cho luận văn hoàn thiện Ngày 01 tháng năm 2011 Tác giả Nguyễn Đăng Cƣờng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 77 MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ Chƣơng I: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1.Cơ sở khoa học đánh giá biến động rừng 1.2 Tổng quan vấn đề nghiên cứu 1.2.1 Tình hình nghiên cứu giới 1.2.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam Chƣơng II: TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU 13 2.1 Điều kiện tự nhiên 13 2.1.1 Vị trí địa lý, địa hình 13 2.1.1.1 Vị trí địa lý 13 2.1.1.2 Địa hình 13 2.1.2 Khí hậu, thuỷ văn 13 2.1.2.1 Khí hậu 13 2.1.2.2 Thuỷ văn 14 2.1.3 Đất đai 15 2.1.4 Đặc điểm tài nguyên rừng 15 2.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 15 2.2.1 Thành phần dân tộc phân bổ dân cư 15 2.2.2 Y tế, giáo dục 16 2.2.3 Giao thông 16 2.2.4 Tình hình phát triển sản xuất xã Quy Kỳ 16 Chƣơng III: ĐỐI TƢỢNG, MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19 3.1 Mục tiêu nghiên cứu 19 3.2 Đối tượng nghiên cứu giới hạn phạm vi nghiên cứu 19 3.3 Thời gian nghiên cứu 19 3.4 Nội dung nghiên cứu 20 3.5 Phương pháp nghiên cứu 20 3.5.1 Thu thập tài liệu liên quan đến vấn đề nghiên cứu 20 3.5.1.1 Thu thập tài liệu liên quan đến đồ 20 3.5.2 Thu thập tài liệu liên quan điều kiện tự nhiên, dân sinh kinh tế xã hội 21 3.5.2 Phương pháp xây dựng mẫu khóa giải đoán ảnh 21 3.5.2.1 Xây dựng mẫu ảnh 21 3.5.2.2 Giải đoán ảnh 21 3.5.3 Phương pháp kiểm tra ngoại nghiệp 28 3.5.4 Xây dựng sở liệu cho lớp trạng 30 3.5.5 Phương pháp xây dựng đồ thành 31 3.5.6 Chồng xếp đánh giá biến động tài nguyên rừng qua thời kỳ 34 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 78 3.5.7 Đánh giá biến động trữ lượng rừng 38 3.5.8 Phân tích nguyên nhân gây biến động rừng 39 Chƣơng IV: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 39 4.1 Đánh giá diện tích loại đất loại rừng xã Quy Kỳ giai đoạn 2000 - 2010 39 4.1.1 Thống kê diện tích đặc điểm loại đất, loại rừng giai đoạn 2000 - 2010 39 4.1.2 Thống kê diện tích loại rừng đất lâm nghiệp theo chức qua năm 43 4.2 Đánh giá biến động diện tích loại rừng, loại đất Xã Quy Kỳ giai đoạn 2000 - 2010 45 4.3 Đánh giá biến động trữ lượng rừng giai đoạn 2000 – 2010 53 4.4 Nguyên nhân gây biến động rừng đề xuất nhằm nâng cao hiệu quản lý bảo vệ rừng 54 4.4.1 Nguyên nhân gây biến động tài nguyên rừng 54 4.4.1.1 Nguyên nhân trực tiếp 54 4.4.1.2 Nguyên nhân gián tiếp 58 4.4.2 Những đề xuất nhằm nâng cao hiểu công tác quản lý bảo vệ rừng Xã Quy Kỳ 62 Chƣơng V: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64 5.1 Kết luận 64 5.2 Kiến nghị 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 79 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Thành phần dân tộc địa bàn xã 15 Bảng 2.2: Diện tích, sản lượng số trồng 17 Bảng 2.3: Số lượng gia súc – gia cầm qua năm 17 Bảng 3.1: Mô tả lớp khóa giải đốn ảnh vệ tinh Spot (Mẫu) 27 Bảng 2.3: Số lượng gia súc – gia cầm qua năm 22 Biểu 3.1: Phiếu điều tra tầng cao 42 Bảng 4.1: Tổng hợp diện tích loại đất, loại rừng năm 2000 2010 44 Bảng 4.2 : Diện tích rừng đất lâm nghiệp theo loại rừng xã Quy Kỳ huyện Định Hóa theo năm 47 Bảng 4.3: Số liệu diện tích rừng phân theo nguồn gốc giai đoạn 2000 – 2010 50 Bảng 4.4: Diện tích biến động loại rừng giai đoạn 2000 – 2010 51 Bảng 4.5: Biến động diện tích trạng thái giai đoạn 2000 – 2010 56 Bảng 4.6: Phân chia OTC cho trạng thái 57 Bảng 4.7: Trữ lượng trung bình biến động trữ lượng trạng thái Giai đoạn 2000 – 2010 57 Bảng 4.8: Số lần khối lượng gỗ khai thác, vận chuyển tàng trữ trái phép 60 Bảng 4.9: Tổng hợp khai thác lâm sản xã Quy Kỳ giai đoạn 2000 – 2010 61 Bảng 4.10: Tốc độ tăng trưởng kinh tế qua năm 63 Bảng 4.11: Dân số qua năm xã Quy Kỳ 65 Bảng 4.12: Sô hộ nghèo qua năm xã Quy Kỳ 65 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 80 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 3.2 23 Hình 3.3 Nắn chỉnh tọa độ 24 Hình 3.4: Nắn chỉnh tọa độ 24 Hình 3.4: Nắn chỉnh tọa độ 25 Hình 3.6: Phân loại ảnh 26 Hình 3.7: Chọn phương pháp phân loại 28 Hình 3.8: Ảnh trước lọc 28 Hình 3.9: Ảnh sau lọc 28 Hình 3.10 Màn hình Mapsource 30 Hình 3.11: Quá trình đưa dứ liệu từ GPS vào máy tính 31 Hình 3.12 : Chuyển đổi file *dxf sang file Tab 32 Hình 3.13: Xây dựng sở liệu Mapinfo 32 Hình 3.14: Tạo giải đồ chuyên đề 34 Hình 3.15: Tạo Khung lưới cho đồ 35 Hình 3.16: Tạo Layout để in ấn 36 Hình 3.17: Chỉnh sửa kích cỡ số trang để in ấn 37 Hình 3.18: Chuyển đổi định dạng 38 Hình 3.19: Tiến hành chồng xếp 39 Hình 3.20: Cập nhật loại trạng thái 40 Hình 3.21: Xuất liệu Excel để thống kê qua chức Pivot table……….41 Hình 4.1: Tỷ lệ loại rừng, loại đất xã Quy kỳ năm 2000 45 Hình 4.2: Tỷ lệ loại rừng, loại đất xã Quy kỳ năm 2010 46 Hình 4.3: Tỷ lệ diện tích theo loại rừng năm 2000 48 Hình 4.4: Tỷ lệ diện tích theo loại rừng năm 2010 49 Hình 4.5: so sánh diện tích rừng phân theo nguồn gốc 50 Hình 4.6: Diễn biến rừng giai đoạn 2000 – 2010 51 Hình 4.7: Bản đồ vị trí biến động diện tích, trạng thái rừng xã Quy Kỳ giai đoạn 2000 – 2010 55 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 81 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình nghiên cứu khác Tác giả Nguyễn Đăng Cƣờng Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ... tài: ? ?Ứng dụng cơng nghệ thông tin địa lý đánh giá biến động rừng xã Quy Kỳ - huyện Định Hóa - tỉnh Thái Nguyên? ?? thực nhằm góp phần bổ sung thêm hiểu biết ứng dụng công nghệ thông tin địa lý việc... HOC THAI NGUYÊN ̀ ̣ ̣ ́ TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÁI NGUYÊN NGUYỄN ĐĂNG CƯỜNG ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐỊA LÝ TRONG ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG RỪNG TẠI XÃ QUY KỲ HUYỆN ĐỊNH HÓA TỈNH THÁI NGUYÊN Chuyên... + Biến động tổng diện tích rừng + Biến động trạng thái rừng + Biến động chuyển hóa loại rừng đất khác + Biến động rừng theo chức năng: sản xuất, phòng hộ đặc dụng + Biến động rừng theo hình thái