ứng dụng công nghệ viễn thám và gis trong nghiên cứu biến động hiện trạng tài nguyên rừng tại huyện nghĩa hành, tỉnh quảng ngãi giai đoạn 2006-2012

Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM –––––––––––––––––– PHẠM ĐỨC CHÍNH ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS TRONG NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG HIỆN TRẠNG TÀI NGUYÊN RỪNG TẠI HUYỆN NGHĨA HÀNH, TỈNH QUẢNG NGÃI GIAI ĐOẠN 2006-2012 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP THÁI NGUYÊN - 2013 Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM –––––––––––––––––– PHẠM ĐỨC CHÍNH ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS TRONG NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG HIỆN TRẠNG TÀI NGUYÊN RỪNG TẠI HUYỆN NGHĨA HÀNH, TỈNH QUẢNG NGÃI GIAI ĐOẠN 2006-2012 Chuyên ngành: LÂM HỌC Mã số: 60 62 02 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. DƢƠNG TIẾN ĐỨC THÁI NGUYÊN - 2013 Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung báo cáo cũng như số liệu trong báo cáo của tôi chưa công bố trên bất kì tài liệu nào. Nếu vi phạm tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm và nhận mọi hình thức kỉ luật theo quy định của Nhà trường. Thái Nguyên, tháng 10 năm 2013 Tác giả luận văn Phạm Đức Chính Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ii LỜI CẢM ƠN Luận văn này được hoàn thành tại Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên theo chương trình đào tạo Cao học Lâm nghiệp khoá 19, giai đoạn 2011 - 2013. Trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn, tác giả đã nhận được sự quan tâm, giúp đỡ của Ban giám hiệu Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, Phòng ĐT&QL sau Đại học Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, cùng toàn thể các thầy, cô giáo Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên; Viện nghiên cứu và phát triển lâm nghiệp nhiệt đới; Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Chi cục Lâm nghiệp, chi cục Kiểm lâm tỉnh Quảng Ngãi; Phòng Nông nghiệp, Phòng Tài nguyên - môi trường huyện Nghĩa Hành, tỉnh Quảng Ngãi nhân dịp này tác giả xin chân thành cảm ơn về sự giúp đỡ quý báu đó. Trước tiên, tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới TS. Dương Tiến Đức - người hướng dẫn khoa học, đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình chỉ bảo, giúp đỡ, truyền đạt những kiến thức quý báu và dành những tình cảm tốt đẹp cho tác giả trong suốt thời gian học tập cũng như trong thời gian thực hiện luận văn. Tác giả xin gửi lời cảm ơn tới Khoa đào tạo sau đại học cùng toàn thể các thầy cô giáo của Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tác giả trong quá trình hoàn thành luận văn. Xin gửi lời cảm ơn tới Viện nghiên cứu và phát triển lâm nghiệp nhiệt đới, Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Chi cục Lâm nghiệp tỉnh Quảng Ngãi, Phòng Nông nghiệp, Phòng Tài nguyên - môi trường huyện Nghĩa Hành tỉnh Quảng Ngãi đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trong quá trình triển khai thu thập số liệu ngoại nghiệp phục vụ cho luận văn. Cuối cùng tác giả xin chân thành cảm ơn các đồng nghiệp, bạn bè và người thân trong gia đình đã luôn bên cạnh giúp đỡ, động viên tác giả trong suốt thời gian học tập và hoàn thành luận văn. Thái Nguyên, tháng 9 năm 2013 Tác giả luận văn Phạm Đức Chính Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH viii MỞ ĐẦU 1 1. Đặt vấn đề 1 2. Mục đích nghiên cứu 2 3. Mục tiêu nghiên cứu 2 4. Đối tượng nghiên cứu 2 5. Ý nghĩa của đề tài 2 Chƣơng 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 3 1.1. Cơ sở khoa học vấn đề nghiên cứu 3 1.1.1. Cơ sở khoa học của công nghệ viễn thám (RS), hệ thống thông tin địa lý (GIS) và biến động rừng 3 1.1.1.1. Viễn thám (RS) 3 1.1.1.2. Ảnh số viễn thám 8 1.1.1.3. Hệ thống thông tin địa lí (GIS) 10 1.1.1.4. Bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng 13 1.1.1.5. Biến động rừng 14 1.2. Tổng quan vấn đề nghiên cứu 15 1.2.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới 15 1.2.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam 20 1.3. Tổng quan khu vực nghiên cứu 25 1.3.1. Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu 25 1.3.1.1. Vị trí địa lý khu vực nghiên cứu 25 1.3.1.2. Địa hình 25 Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ iv 1.3.1.3. Điều kiện địa chất - thổ nhưỡng 26 1.3.1.4. Điều kiện khí hậu - thủy văn 27 1.3.1.5. Dân cư 28 1.3.2. Tình hình kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu 29 1.3.2.1. Kinh tế 29 2.3.2.2. Xã hội 36 Chƣơng 2: NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 38 2.1. Nội dung nghiên cứu 38 2.2. Phương pháp nghiên cứu 38 2.2.1. Thu thập, kế thừa tài liệu 38 2.2.1.1. Thu thập tài liệu liên quan đến bản đồ 38 2.2.1.2. Thu thập tài liệu liên quan về điều kiện tự nhiên, dân sinh kinh tế xã hội 38 2.2.2. Điều tra ngoại nghiệp 38 2.2.2.1. Lập ô tiêu chuẩn 38 2.2.2.2. Điều tra 39 2.2.3. Phương pháp nội nghiệp 39 2.2.3.1. Xây dựng mẫu khóa giải đoán ảnh 39 2.2.3.2. Thành lập bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng 40 2.2.3.3. Đánh giá biến động tài nguyên rừng 41 Chƣơng 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 43 3.1. Hệ thống mẫu khóa ảnh giải đoán 43 3.2. Hiện trạng tài nguyên rừng năm 2006 của 3 xã Hành Tín Đông, Hành Tín Tây và Hành Thiện 44 3.3. Đánh giá hiện trạng tài nguyên rừng năm 2012 của 03 xã: Xã Hành Thiện, Xã Hành Tín Đông, Xã Hành Tín Tây của Huyện Nghĩa Hành, Tỉnh Quảng Ngãi 45 3.3.1. Xã Hành Tín Đông 45 3.3.2. Xã Hành Tín Tây 49 Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ v 3.3.3. Xã Hành Thiện 52 3.4. Đánh giá biến động tài nguyên rừng năm 2006-2012 cho 03 xã: xã Hành Thiện, xã Hành Tín Đông, xã Hành Tín Tây của huyện Nghĩa Hành, tỉnh Quảng Ngãi 55 3.4.1. Biến động tài nguyên rừng giai đoạn 2006 - 2012 55 3.4.1.1. Xã Hành Tín Đông 55 3.4.1.2. Xã Hành Tín Tây 60 3.4.1.3. Xã Hành Thiện 64 3.4.2. Phân tích nguyên nhân gây biến động nguồn tài nguyên rừng, giải pháp quản lí phát triển nguồn tài nguyên rừng bền vững 68 3.4.2.1. Nguyên nhân gây biến động tài nguyên rừng khu vực nghiên cứu 68 3.4.2.2. Giải pháp quản lí, phát triển bền vững tài nguyên rừng khu vực nghiên cứu 68 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 70 1. Kết luận 70 2. Kiến nghị 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 PHỤ LỤC Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Viết tắt Nghĩa đầy đủ RS Remote sensing - Công nghệ viễn thám GIS Geographic Infomation System-Hệ thống thông tin địa lý FOV Field of view - Trường nhìn IFOV Instantaneous field of view - Trường nhìn không đổi CSDL Cơ sở dữ liệu D 1,3 Đường kính ngang ngực GPS Hệ thống định vị toàn cầu H vn Chiều cao vút ngọn CHDC Đức Cộng hòa dân chủ Đức FAO Tổ chức nông nghiệp và lương thực Liên hợp quốc Viện ĐTQH Viện Điều tra quy hoạch ÔTC Ô tiêu chuẩn BNN-PTNT Bộ nông nghiêp- phát triển nông thôn Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ vii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Tình hình sử dụng đất ở các xã - thị trấn của huyện Nghĩa Hành tỉnh Quảng Ngãi năm 2011 27 Bảng 1.2. Diện tích, dân số năm 2011 phân bố ở các xã, thị trấn 29 Bảng 1.3. Thống kê về một số cây trồng chính của huyện Nghĩa Hành tỉnh Quảng Ngãi 30 Bảng 1.4. Thống kê về một số vật nuôi chính của huyện Nghĩa Hành tỉnh Quảng Ngãi 31 Bảng 1.5. Thống kê một số sản phẩm công nghiệp chủ yếu ở Nghĩa Hành năm 2011 34 Bảng 1.6. Thống kê giáo dục của huyện Nghĩa Hành tỉnh Quảng Ngãi 36 Bảng 3.1. Bảng số lượng mẫu khóa ảnh 44 Bảng 3.2. Điểm kiểm tra độ chính xác sau phân loại 44 Bảng 3.3. Diện tích loại đất loại rừng xã Hành Tín Đông - huyện Nghĩa Hành - tỉnh Quảng Ngãi 45 Bảng 3.4. Diện tích loại đất loại rừng xã Hành Tín Tây - huyện Nghĩa Hành - tỉnh Quảng Ngãi 49 Bảng 3.5. Diện tích loại đất loại rừng xã Hành Thiện - huyện Nghĩa Hành - tỉnh Quảng Ngãi 52 Bảng 3.6. Ma trận biến động diện tích loại đất loại rừng giai đoạn 2006 - 2012 56 Bảng 3.7. Ma trận biến động diện tích loại đất loại rừng giai đoạn 2006 - 2012 62 Bảng 3.8. Ma trận biến động diện tích loại đất loại rừng giai đoạn 2006 - 2012 66 Số hóa bởi trung tâm học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ viii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Bức xạ sóng điện từ 4 Hình 1.2. Sự phân bố các dải sóng trong quang phổ điện từ 5 Hình 1.3. Đặc điểm phổ phản xạ của nhóm các đối tượng tự nhiên chính 7 Hình 1.4. Quan hệ giữa các nhóm chức năng của GIS 12 Hình 2.1. Các phương pháp đánh giá biến động lớp phủ thực vật từ ảnh viễn thám 42 Hình 3.1. Diện tích loại đất, loại rừng xã Hành Tín Đông huyện Nghĩa Hành 46 Hình 3.2. Tỷ lệ loại đất, loại rừng xã Hành Tín Đông huyện Nghĩa Hành 46 Hình 3.3. Diện tích loại đất, loại rừng xã Hành Tín Tây huyện Nghĩa Hành 50 Hình 3.4. Tỷ lệ loại đất, loại rừng xã Hành Tín Tây huyện Nghĩa Hành 50 Hình 3.5. Diện tích loại đất, loại rừng xã Hành Thiện huyện Nghĩa Hành 53 Hình 3.6. Tỷ lệ loại đất, loại rừng xã Hành Thiện huyện Nghĩa Hành 53 Hình 3.7. Biểu đồ biến động diện tích loại đất loại rừng giai đoạn 2006- 2012 Xã Hành Tín Đông huyện Nghĩa Hành 57 Hình 3.8. Biểu đồ biến động diện tích loại đất loại rừng giai đoạn 2006- 2012 Xã Hành Tín Tây huyện Nghĩa Hành 60 Hình 3.9. Biểu đồ biến động diện tích loại đất loại rừng giai đoạn 2006- 2012 Xã Hành Thiện huyện Nghĩa Hành 64 [...]... thực hiện đề tài Ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS trong nghiên cứu biến động hiện trạng tài nguyên rừng tại huyện Nghĩa Hành, tỉnh Quảng Ngãi giai đoạn 2006-2012 nhằm góp phần bổ xung những hiểu biết về công nghệ viễn thám và GIS trong việc thành lập bản đồ và đánh giá biến động tài nguyên rừng 2 Mục đích nghiên cứu Góp phần cung cấp thêm cơ sở khoa học cho việc ứng dụng công nghệ cao trong công. .. diễn biến tài nguyên rừng 3 Mục tiêu nghiên cứu - Xây dựng được cơ sở dữ liệu về hiện trạng tài nguyên rừng của huyện Nghĩa Hành, tỉnh Quảng Ngãi giai đoạn 2006 và 2012 - Phân tích, đánh giá được các nguyên nhân gây biến động và đề xuất các giải pháp phát triển bền vững tài nguyên rừng tại địa bàn nghiên cứu 4 Đối tƣợng nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: Biến động hiện trạng tài nguyên rừng tại huyện Nghĩa. .. rừng tại huyện Nghĩa Hành, tỉnh Quảng Ngãi giai đoạn 2006 - 2012 - Phạm vi nghiên cứu: Do hạn chế về điều kiện thực hiện, đề tài này được giới hạn trong phạm vi 03 xã: Xã Hành Thiện, xã Hành Tín Đông, xã Hành Tín Tây của huyện Nghĩa Hành, tỉnh Quảng Ngãi 5 Ý nghĩa của đề tài - Ứng dụng công nghệ trong công tác điều tra, theo dõi diễn biến tài nguyên rừng nhằm tiết kiệm thời gian, công sức đồng thời đảm... hình ứng dụng công nghệ GIS trong phân tích và kiểm soát sự thay đổi của các kiểu hiện trạng rừng [9] Đề tài Ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS thành lập bản đồ biến động lớp phủ thực vật rừng đảo Phú Quốc, thời kỳ 1996 - 2001 - 2006” do Nguyễn Quốc Khánh, Nguyễn Thanh Nga thuộc Trung tâm giám sát tài nguyên và môi trường Trung tâm Viễn Thám Quốc Gia thực hiện năm 2007 Trong đề tài tác giả sử dụng. .. http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 15 + Biến động về trạng thái rừng + Biến động về sự chuyển hóa giữa các loại rừng và đất khác + Biến động rừng theo chức năng: sản xuất, phòng hộ và đặc dụng + Biến động rừng theo hình thái quản lý - Biến động về chất lượng: biến động về tổ thành loài, biến động về cấu trúc rừng khi chất lượng rừng bị suy giảm ta gọi đó là sự suy thoái của rừng Như sự thay đổi từ rừng kín sang rừng thưa, từ rừng giàu... rừng giàu sang rừng nghèo, từ rừng gỗ sang rừng tre nứa, từ rừng sang đất trống đồi núi trọc Trong đề tài tác giả tiến hành nghiên cứu biến động rừng theo phương pháp đánh giá biến động có sự kết hợp giữa viễn thám và GIS Để đánh giá biến động theo phương pháp này thì ta cần thành lập bản đồ hiện trạng tại hai thời điểm năm 2006 và 2012 sau đó sử dụng phần mềm Arcgis để chồng xếp 2 lớp hiện trạng này ta... bị suy thoái Vì vậy sự biến động tài nguyên rừng chính là một đặc trưng hết sức cơ bản xét ở trạng thái động của nó Trong Lâm nghiệp khi đánh giá tài nguyên rừng người ta thường sử dụng hai nhóm chỉ tiêu đó là: biến động về số lượng và biến động về chất lượng, trong đó: - Biến động về số lượng được phân ra các loại biến động chủ yếu sau như sau: + Biến động về tổng diện tích rừng Số hóa bởi trung tâm... Landsat 1 đã mở ra một kỉ nguyên mới cho việc sử dụng viễn thám trong quan sát và nghiên cứu trái đất Cho đến nay hơn 30 năm phát triển việc sử dụng ảnh viễn thám và GIS cho nhiều mục đích sử dụng khác nhau đã rất phổ biến trên khắp thế giới Công nghệ viễn thám, một trong những thành tựu khoa học vũ trụ đã đạt đến trình độ cao và đã trở thành kỹ thuật phổ biến được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực... QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 Cơ sở khoa học vấn đề nghiên cứu 1.1.1 Cơ sở khoa học của công nghệ viễn thám (RS), hệ thống thông tin địa lý (GIS) và biến động rừng 1.1.1.1 Viễn thám (RS) * Khái niệm viễn thám Viễn thám là một ngành khoa học có lịch sử phát triển lâu đời, nghiên cứu thông tin về sự vật, hiện tượng, gián tiếp trên dữ liệu ảnh hàng không, ảnh vệ tinh và ảnh radar Sự phát triển của khoa học viễn thám. .. nhiệm, thực hiện trong 2 năm 2004 - 2006 Đề tài đã xây dựng phần mềm tự động phát hiện cháy rừng từ ảnh vệ tinh Landsat ETM+ và MODIS Phần mềm được xây dựng trên cơ sở tổ hợp các kênh đa phổ kết hợp với dữ liệu GIS để phát hiện các điểm cháy rừng trên toàn lãnh thổ Việt Nam [17] Đề tài Nghiên cứu sử dụng ảnh vệ tinh và công nghệ GIS trong việc giám sát hiện trạng tài nguyên rừng, thử nghiệm tại 1 khu . Ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS trong nghiên cứu biến động hiện trạng tài nguyên rừng tại huyện Nghĩa Hành, tỉnh Quảng Ngãi giai đoạn 2006-2012 nhằm góp phần bổ xung những hiểu biết về công. THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM –––––––––––––––––– PHẠM ĐỨC CHÍNH ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS TRONG NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG HIỆN TRẠNG TÀI NGUYÊN RỪNG TẠI HUYỆN NGHĨA. THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM –––––––––––––––––– PHẠM ĐỨC CHÍNH ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS TRONG NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG HIỆN TRẠNG TÀI NGUYÊN RỪNG TẠI HUYỆN NGHĨA