Tiểu luận tốt nghiệp “Ứng dụng GIS phân tích biến động diện tích rừng trên địa bàn Thành phố Đà Lạt, Tỉnh Lâm Đồng giai đoạn 2008 – 2011” đã được thực hiện từ tháng 22014 đến tháng 62014. Phương pháp tiếp cận đề tài là sử dụng công nghệ GIS. Nội dung đề tài nghiên cứu các vấn đề sau: Nghiên cứu lý thuyết về rừng và GIS. Thu thập dữ liệu bản đồ, các số liệu thống kê. Từ đó tiến hành thành lập bản đồ hiện trạng rừng qua các năm và bản đồ biến động. Rút ra các kết luận về kết quả đạt được và đánh giá phương pháp thực hiện.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HCM KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN BỘ MÔN: TÀI NGUYÊN VÀ GIS TIỂU LUẬN TỐT NGHIỆP NG DỤNG GIS PHÂN TÍCH BIẾN ĐỘNG DIỆN TÍCH RỪNG TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ ĐÀ LẠT, TỈNH LÂM ĐỒNG GIAI ĐOẠN 2008-2011 Họ và tên sinh viên: Đinh Nguyễn Duy Quang Ngành: Hệ thống thông tin môi trường Kha: 2010-2014 H Ch Minh- 2014 i NG DNG GIS PHÂN TÍCH BIẾN ĐỘNG DIỆN TÍCH RỪNG TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ ĐÀ LẠT, TỈNH LÂM ĐỒNG GIAI ĐOẠN 2008 - 2011 Tác giả ĐINH NGUYỄN DUY QUANG Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Kim Lợi KS. Nguyễn Duy Liêm Tháng 6/2014 ii LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS. Nguyễn Kim Lợi, giảng viên Bộ môn Tài nguyên và GIS – Khoa Môi trường và Tài nguyên – Đại học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh, người đã hướng dẫn, góp ý để em có thể hoàn thành bài tiểu luận này. Em cũng xin cám ơn thầy KS. Nguyễn Duy Liêm cùng các thầy cô trong Bộ môn Tài nguyên và GIS cũng như toàn thể quý thầy cô trường Đại học Nông Lâm Tp. Hồ Chí Minh đã tận tình chỉ dạy em trong suốt những năm qua. Chân thành cám ơn các bạn trong tập thể lớp DH10GE luôn tận tình giúp đỡ, động viên tôi trong suốt 4 năm qua. Con cảm ơn gia đình đã nuôi dưỡng, dạy bảo, tạo mọi điều kiện tốt nhất để con được học tập, cảm ơn Ba Mẹ đã chia sẻ và động viên mỗi khi con vấp ngã, luôn đồng hành cùng con trong suốt thời gian qua Đinh Nguyễn Duy Quang Bộ môn Tài nguyên và GIS Khoa Môi trường và Tài nguyên Trường Đại học Nông Lâm TP.Hồ Chí Minh iii TÓM TẮT Tiểu luận tốt nghiệp “ng dng GIS phân tích biến động diện tích rừng trên địa bàn Thành phố Đà Lạt, Tỉnh Lâm Đồng giai đoạn 2008 – 2011” đã được thực hiện từ tháng 2/2014 đến tháng 6/2014. Phương pháp tiếp cận đề tài là sử dng công nghệ GIS. Nội dung đề tài nghiên cứu các vấn đề sau: - Nghiên cứu lý thuyết về rừng và GIS. - Thu thập dữ liệu bản đồ, các số liệu thống kê. Từ đó tiến hành thành lập bản đồ hiện trạng rừng qua các năm và bản đồ biến động. - Rút ra các kết luận về kết quả đạt được và đánh giá phương pháp thực hiện. Sau quá trình thực hiện, đề tài thu được các kết quả sau: - Bản đồ hiện trạng rừng của Thành phố Đà Lạt các năm 2008 và 2011 (tỷ lệ 1:150.000) với 12 nhóm đất rừng đặc trưng. - Bản đồ biến động diện tích rừng của Thành phố Đà Lạt giai đoạn 2008 – 2011 của các nhóm đất biến động mạnh (tỷ lệ 1:150.000). Với kết quả đã đạt được, có thể nhận thấy công nghệ GIS là phương pháp có hiệu quả với độ chính xác cao, tiết kiệm chi phí trong việc phân loại và phân tích biến động diện tích và thành phần của rừng. iv MC LC LỜI CẢM ƠN ii TÓM TẮT iii MỤC LỤC iv DANH MỤC HÌNH vi DANH MỤC BẢNG vii CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU 1 1.1. Đặt vấn đề 1 1.2. Mc tiêu đề tài 2 1.3. Phương pháp nghiên cứu 2 1.4. Phạm vi nghiên cứu 2 CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN NGHIÊN CU 3 2.1. Khu vực nghiên cứu 3 2.2. Điều kiện tự nhiên 4 2.2.1. Địa hình 4 2.2.2. Thổ nhưỡng 5 2.2.3. Thuỷ văn 5 2.2.4. Khí hậu 5 2.3. Điều kiện kinh tế – xã hội 5 2.3.1. Trồng trọt 5 2.3.2. Thủy lợi 6 2.3.3. Sản xuất công nghiệp 6 2.3.4. Giao thông và mối quan hệ liên vùng 6 2.4. Tình hình lâm nghiệp Đà Lạt 7 2.4.1. Định nghĩa rừng 7 2.4.2. Phân loại rừng 8 2.4.3. Tình hình lâm nghiệp 10 2.5. Tổng quan về GIS 11 2.5.1. Định nghĩa 11 2.5.2. Chức năng của GIS 11 v 2.5.3. Thuật toán phân tích chồng lớp 12 2.5.4. Quy tắc Topology 13 2.6. ng dng GIS trong quản lý tài nguyên thiên nhiên trên thế giới 14 2.7. ng dng GIS trong quản lý tài nguyên thiên nhiên trong nước 16 CHƯƠNG 3. DỮ LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 18 3.1. Dữ liệu nghiên cứu 18 3.2. Phương pháp nghiên cứu 18 3.3. Xử lý dữ liệu 20 3.3.1. Chuyển đổi file Mapinfo sang file Shapefile 20 3.3.2. Điều chỉnh hệ toạ độ bản đồ 21 3.3.3. Sử dng Topology để kiểm tra và sửa lỗi 22 3.4. Chồng lớp bản đồ 24 CHƯƠNG 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 27 4.1. Bản đồ hiện trạng rừng của Thành phố Đà Lạt 27 4.1.1. Bản đồ hiện trạng rừng Thành phố Đà Lạt năm 2008 27 4.1.2. Bản đồ hiện trạng rừng Thành phố Đà Lạt năm 2011 28 4.2. Ma trận biến động 31 4.3. Bản đồ biến động của một số thành phần của các loại rừng 33 4.3.1. Bản đồ biến động của nhóm đất DK 33 4.3.2. Bản đồ biến động của nhóm đất GLK 35 4.3.3. Bản đồ biến động của nhóm đất PHTX 36 4.3.4. Bản đồ biến động của nhóm đất RTG 37 4.3.5. Bản đồ biến động của nhóm đất TBLK 38 4.4. Thảo luận 39 CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN – ĐỀ NGHỊ 40 5.1. Kết luận 40 5.2. Đề nghị 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO 41 vi DANH MC HÌNH Hình 2.1. Bản đồ ranh giới hành chính Thành phố Đà Lạt 4 Hình 2.2. Rừng thông Đà Lạt 7 Hình 2.3. Các loại rừng lá rộng 8 Hình 2.4. Rừng cây lá kim 9 Hình 2.5. Rừng tre nứa 9 Hình 2.6. Chồng lớp bản đồ theo phương pháp cộng 12 Hình 2.7. Công c intersect 13 Hình 2.8. Công c clip 13 Hình 3.1. Phương pháp nghiên cứu 19 Hình 3.2. Bản đồ hiện trạng rừng của tỉnh Lâm Đồng 2008 20 Hình 3.3. Bảng công c Universal Translator 20 Hình 3.4. Bản đồ được chuyển đổi sang dạng shapefile 21 Hình 3.5. Bảng điều chỉnh hệ toạ độ 21 Hình 3.6. Bản đồ cắt hoàn chỉnh 22 Hình 3.7. Quá trình thiết lập topology 23 Hình 3.8. Ảnh sau khi sửa lỗi topology 23 Hình 3.9. Bảng công c Intersect 24 Hình 3.10. Tính diện tích chuyển đổi của dữ liệu 25 Hình 3.11. Bản đồ intersect 25 Hình 3.12. Bảng thuộc tính đã thực hiện dissolve 26 Hình 4.1. Bản đồ hiện trạng rừng Thành phố Đà Lạt năm 2008 27 Hình 4.2. Bản đồ hiện trạng rừng Thành phố Đà Lạt năm 2011 29 Hình 4.3. Bản đồ chuyển dịch nhóm đất rừng DK 2008-2011 34 Hình 4.4. Bản đồ chuyển dịch của nhóm đất GLK 2008-2011 35 Hình 4.5. Bản đồ chuyển dịch của nhóm đất PHTX năm 2008-2011 36 Hình 4.6. Bản đồ chuyển dịch của nhóm đất RTG năm 2008-2011 37 Hình 4.7. Bản đồ chuyển dịch của nhóm đất TBLK năm 2008-2011 38 vii DANH MC BẢNG Bảng 3.1. Bảng phân loại đất rừng 23 Bảng 4.1. Thống kê từng loại đất rừng năm 2008 27 Bảng 4.2. Thống kê từng loại đất rừng năm 2011 29 Bảng 4.3. Ma trận biến động diện tích các loại rừng (ha) 31 Bảng 4.4. Ma trận biến động tỷ lệ (%) 33 1 MỞ ĐẦU Đt vn đ Rừng cung cấp cho chúng ta nhiều sản vật quí hiếm. Nhiều loại cây c của rừng cn là những vị thuốc đem lại sức khe và sự sống cho con người. Rừng cn giữ vai tr điều ha khí hậu, bảo vệ sự sống. Rừng cây xanh bạt ngàn là lá phổi khổng lồ thanh lọc không khí, cung cấp nguồn dưỡng khí duy trì sự sống cho con người. Có loại rừng chắn gió, chắn cát ven biển. Có loại rừng ngăn nước lũ trên núi. Rừng giúp con người hạn chế thiên tai. Rừng ngập mặn là bức tường thành ngăn chặn bão gió, sóng thần, lũ lt,… Đặc biệt, rừng là khu bảo tồn thiên nhiên vô giá với hàng ngàn loài chim, loài thú quý giá, là nguồn đề tài nghiên cứu vô tận cho các nhà sinh vật học. Bên cạnh những lợi ích thu được từ việc khai thác, sử dng nguồn lợi từ rừng, các hoạt động của con người đã gây ra rất nhiều tác động đối với tài nguyên và môi trường. Hiện nay, chúng ta đang phải đương đầu với những vấn đề về sự suy thoái của nguồn lợi tự nhiên và môi trường. Sự phát triển kinh tế gắn với bảo vệ tài nguyên thiên nhiên và môi trường phc v phát triển bền vững đang là vấn đề hết sức cấp thiết được các nhà quản lý đặt ra. Để làm tốt công việc này, công tác điều tra, theo dõi và phân tích biến động diện tích rừng là một trong những nhiệm v quan trọng hàng đầu. Hàng năm, các nhà quản lý đều có các báo cáo về hiện trạng và tình hình biến động diện tích rừng. Tuy nhiên, trước đây khi công nghệ thông tin chưa được phổ cập rộng thì việc đánh giá biến động mới chỉ dừng lại ở mức độ thô sơ dựa vào các số liệu thu thập được qua sổ sách và bản đồ giấy, so sánh sự thay đổi bằng phương pháp lấy số liệu từ năm trước trừ số liệu của năm sau với các diện tích thay đổi để tìm xem diện tích đó thay đổi theo chiều hướng tăng hay theo chiều hướng giảm từ đó lập bản đồ chuyển đổi rừng. Đây là phương pháp rất tốn kém, mất thời gian, tốn nhiều công sức, và chưa thể hiện được các thông tin cần thiết của dữ liệu. Phương pháp đánh giá đã lỗi thời không còn phù hợp nữa vì vậy phải thay thế bằng các phương pháp đánh giá mới đáp ứng được yêu cầu trên và phải đảm bảo kịp thời theo dõi sự thay đổi của đất rừng. Ngày nay cùng với sự phát triển không ngừng của nền khoa học hiện đại GIS (Geographic Information Systems) ra đời đánh dấu một bước ngoặt mới trong lịch sử 2 loài người. Hệ thống này có những chức năng cơ bản đó là thu thập và quản lý thông tin theo ý muốn, đặc biệt là có khả năng chuẩn hoá và biểu thị dữ liệu không gian từ thế giới thực phc v cho các mc đích khác nhau trong đời sống. GIS có khả năng thu thập, cập nhật, quản trị và phân tích, thể hiện dữ liệu địa lý phc v các bài toán ứng dng có liên quan tới vị trí địa lý của các đối tượng trên bề mặt trái đất, là công c hỗ trợ đắc lực cho công tác quản lý, quy hoạch tài nguyên thiên nhiên và môi trường. Xuất phát từ những lý do trên, đề tài: “ng dng GIS phân tích biến động diện tích rừng trên địa bàn Thành phố Đà Lạt, tỉnh Lâm Đồng giai đoạn 2008-2011” đã được thực hiện. Mc tiêu đ ti Mc tiêu chung: ng dng GIS phân tích biến động diện tích rừng trên địa bàn Thành phố Đà Lạt, tỉnh Lâm Đồng giai đoạn 2008-2011. Mc tiêu c thể: Thu thập bản đồ diện tích rừng qua từng thời điểm 2008 và 2011 ng dng GIS phân tích chồng lớp xác định sự chuyển đổi về diện tích rừng và mc đích sử dng rừng Thành lập bản đồ biến động diện tích rừng Xác định các nguyên nhân, đề xuất giải pháp. Phương php nghiên cu Phương pháp kế thừa và tổng hợp: Kế thừa và tổng hợp lý thuyết GIS, các tài liệu hướng dẫn của phần mềm ArcGIS, làm cơ sở tính toán, phân tích biến động diện tích rừng. Thu thập và xử lý dữ liệu cũng như tài liệu hiện có: Bao gồm dữ liệu không gian (các loại bản đồ) và dữ liệu mô tả tính chất về diện tích rừng, độ giàu ngho của rừng,… ng dng kỹ thuật tin học: ng dng phần mềm ArcGIS, Excel,… trong phân tích xử lý số liệu. Phm vi nghiên cu Đối tượng: diện tích rừng, sự chuyển đổi diện tích rừng. Phạm vi: Thành phố Đà Lạt, tỉnh Lâm Đồng giai đoạn 2008-2011 [...]... phố Đà Lạt có diện tích rừng các loại khá lớn, chiếm 57,02% diện tích Thành phố (21248,77 ha), trong đó nhóm Rừng lá kim có diện tích nhiều hơn các nhóm rừng còn lại, nhóm Rừng lá kim chiếm diện tích 14267,68 ha (chiếm 36,14% diện tích Thành phố), nhóm rừng có diện tích nhỏ nhất là nhóm đất Rừng hỗn giao, có diện tích 39,1 ha (chiếm 0,1% diện tích toàn Thành phố) Bản đồ hiện trạng rừng Thành phố... (chiếm 42,98% tổng diện tích tự nhiên), tiếp theo là nhóm đất Rừng lá kim giàu có diện tích 8899,241 ha (chiếm 22,54% diện tích tự nhiên) Nhóm đất có diện tích nhỏ nhất là nhóm đât Rừng hỗn giao, có diện tích là 10,652 ha (chiếm 0,03% tổng diện tích tự nhiên) Bảng 4.1 Thống kê từng loại đất rừng năm 2008 Loại đất Mã đất Đất khác DK 27 Diện tích (ha) Tỷ lệ 16972,987 42,98% Rừng lá kim giàu GLK... phá rừng đang ngày càng phát triển Viện Tài nguyên Thế giới (WRI) đã sử dụng GIS để đánh giá ảnh hưởng của phá rừng với các quốc gia và người dân trên toàn Thế giới Thu hẹp diện tích rừng trên toàn cầu: WRI để kiểm soát diện tích rừng trên toàn cầu Ngoài ra GIS còn hỗ trợ phân tích so sánh diện tích rừng hiện nay với diện tích rừng trong quá khứ, cho thấy xu hướng thu hẹp ngày càng nhanh của các diện. .. Bảng 3.1 Bảng phân loại đất rừng Loại đất rừng Mã đất Rừng lá kim giàu GLK Rừng lá kim trung bình TBLK Rừng lá kim nghèo NGLK Rừng lá kim phục hồi PHLK Rừng lá rộng thường xanh giàu GTX 23 Màu hiển thị Rừng lá rộng thường xanh trung bình TBTX Rừng lá rộng thường xanh nghèo NGTX Rừng lá rộng thường xanh phục hồi PHTX Rừng hỗn giao các loại nghèo NGRK Rừng trồng RTG Rừng hỗn giao HG Đất khác DK... Rừng chưa có trữ lượng: rừng gỗ đường kính bình quân < 8 cm, trữ lượng cây đứng dưới 10 m3/ha Tình hình lâm nghiệp Diện tích lâm nghiệp khoảng 24.276,26 ha chiếm 61,55% tổng diện tích đất toàn Thành phố, trong đó: Rừng sản xuất: chiếm 4.675,51 ha chiếm 19,26% diện tích rừng toàn Thành phố, bao gồm: Đất có rừng tự nhiên sản xuất 678,27 ha, Đất có rừng trồng sản xuất 3997,24 ha Đất rừng phòng hộ: chiếm... nghĩa rừng Rừng là quần xã sinh vật trong đó cây rừng là thành phần chủ yếu Quần xã sinh vật phải có diện tích đủ lớn Giữa quần xã sinh vật và môi trường, các thành phần trong quần xã sinh vật phải có mối quan hệ mật thiết để đảm bảo khác biệt giữa hoàn cảnh rừng và các hoàn cảnh khác Hình 2.2 Rừng thông Đà Lạt 7 Phân loại rừng a) Phân loại rừng theo loài cây Rừng cây lá rộng: là rừng là rừng bao... bản đồ - Tính diện tích và tỷ lệ chuyển đổi - Xác định sự chuyển đổi mục đích sử dụng Bước 4: Thành lập ma trận và bản đồ biến động Bước 5: Phân tích nguyên nhân, đề xuất biện pháp giải quyết 18 Cơ sở dữ liệu đầu vào Chuyển đổi định dạng sang Shapefile Chuyển đổi hệ toạ độ Xử lý dữ liệu Chỉnh sửa lỗi Topology Tiến hành chồng lớp Bản đồ biến động Đánh giá biến động Ma trận biến động Phân tích đề xuất... cây Rừng lá rộng thường xanh: là rừng xanh quanh năm; Rừng lá rộng rụng lá: là rừng có các loài cây rụng lá toàn bộ theo mùa chiếm 75% số cây trở lên; Rừng lá rộng nửa rụng lá: là rừng có các loài cây thường xanh và cây rụng lá theo mùa với tỷ lệ hỗn giao theo số cây mỗi loại từ 25% đến 75% Rừng lá rộng thường xanh Rừng lá rộng rụng lá Hình 2.3 Các loại rừng lá rộng Rừng cây lá kim: là rừng. .. tre nứa: là rừng có cây gỗ chiếm > 50% độ tàn che; Rừng hỗn giao tre nứa - gỗ: là rừng có cây tre nứa chiếm > 50% độ tàn che Hình 2.5 Rừng tre nứa 9 b) Phân loại rừng theo trữ lượng Rừng rất giàu: trữ lượng cây đứng trên 300 m3/ha; Rừng giàu: trữ lượng cây đứng từ 201- 300 m3/ha; Rừng trung bình: trữ lượng cây đứng từ 101 - 200 m3/ha; Rừng nghèo: trữ lượng cây đứng từ 10 đến 100 m3/ha; Rừng chưa có... 22,54% Rừng lá rộng thường xanh giàu GTX 35,796 0,09% HG 10,652 0,03% Rừng lá kim nghèo NGLK 453,307 1,15% Rừng hỗn giao các loại nghèo NGRK 28,447 0,07% Rừng lá rộng thường xanh nghèo NGTX 99,481 0,25% Rừng lá rộng thường xanh phục hồi PHTX 950,378 2,41% RTG 5855,763 14,83% Rừng lá kim trung bình TBLK 4915,130 12,45% Rừng lá rộng thường xanh trung bình TBTX 1268,301 3,21% Rừng hỗn giao Rừng trồng . dõi và phân tích biến động diện tích rừng là một trong những nhiệm v quan trọng hàng đầu. Hàng năm, các nhà quản lý đều có các báo cáo về hiện trạng và tình hình biến động diện tích rừng. Tuy. phân tích biến động diện tích rừng trên địa bàn Thành phố Đà Lạt, tỉnh Lâm Đồng giai đoạn 2008-2011” đã được thực hiện. Mc tiêu đ ti Mc tiêu chung: ng dng GIS phân tích biến động diện. rừng 23 Bảng 4.1. Thống kê từng loại đất rừng năm 2008 27 Bảng 4.2. Thống kê từng loại đất rừng năm 2011 29 Bảng 4.3. Ma trận biến động diện tích các loại rừng (ha) 31 Bảng 4.4. Ma trận biến