Ứng dụng công nghệ GIS trong công tác theo dõi diễn biến rừng tại tỉnh Cao Bằng giai đoạn 20122014

Nhằm phục vụ trong công tác theo dõi diễn biến tài nguyên rừng, công nghệ 3S viễn thám: remote sensing, GIS: Geographic infomation system, GPS: Global position system ra đời và đã đáp ứn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

BẾ VĂN HIẾU

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIS TRONG CÔNG TÁC

THEO DÕI DIỄN BIẾN RỪNG TẠI TỈNH CAO BẰNG

GIAI ĐOẠN 2012-2014

LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM NGHIỆP

THÁI NGUYÊN - 2015

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

BẾ VĂN HIẾU

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIS TRONG CÔNG TÁC

THEO DÕI DIỄN BIẾN RỪNG TẠI TỈNH CAO BẰNG

GIAI ĐOẠN 2012-2014

Chuyên ngành: Lâm học

Mã số: 60.62.02.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM NGHIỆP

Người hướng dẫn khoa học: TS NGUYỄN THANH TIẾN

CHỮ KÝ PHÒNG ĐT CHỮ KÝ KHOA CHUYÊN MÔN CHỮ KÝ GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

THÁI NGUYÊN - 2015

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu do tôi thực hiện Các số liệu

và kết luận nghiên cứu trình bày trong luận văn chưa từng được công bố ở các nghiên cứu khác

Tôi xin chịu trách nhiệm về nghiên cứu của mình

Thái Nguyên, tháng 11 năm 2015

Tác giả

Bế Văn Hiếu

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành chương trình đào tạo Thạc sĩ khóa 2013 - 2015 Được sự nhất trí, phân công của khoa Lâm Nghiệp - Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên và sự đồng ý của giáo hướng dẫn TS Nguyễn Thanh Tiến tôi đã thực

hiện đề tài: “Ứng dụng công nghệ GIS trong công tác theo dõi diễn biến rừng

tại tỉnh Cao Bằng giai đoạn 2012-2014”

Trong quá trình học tập và hoàn thành khóa luận, tôi đã nhận được sự quan tâm giúp đỡ của Ban giám hiệu trường Đại học Nông Lâm, các thầy cô trong khoa Lâm Nghiệp, các đồng chí lãnh đạo và cán bộ Chi cục Kiểm lâm tỉnh Cao Bằng, hạt kiểm lâm huyện, thành phố, nhân dịp này tôi xin chân thành cảm ơn về sự giúp đỡ quý báu đó

Tôi xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS Nguyễn Thanh Tiến đã tận tình, quan tâm, chỉ bảo, giúp đỡ để tôi hoàn thành khóa luận này

Mặc dù có nhiều cố gắng để thực hiện đề tài một cách hoàn chỉnh nhất Song do mới làm quen với công tác nghiên cứu cũng như hạn chế về kiến thức và kinh nghiệm nên không thể tránh khỏi những thiếu sót mà bản thân chưa nhận thấy được Tôi rất mong sự góp ý của Quý thầy giáo, cô giáo để khóa luận hoàn thiện hơn

Xin chân thành cảm ơn!

Thái Nguyên, tháng 11 năm 2015

Tác giả

Bế Văn Hiếu

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC CÁC BẢNG vi

DANH MỤC CÁC HÌNH vii

MỞ ĐẦU 1

1 Đặt vấn đề 1

2 Mục đích nghiên cứu 3

3 Mục tiêu nghiên cứu 3

4 Ý nghĩa nghiên cứu 3

Chương 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 4

1.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu 4

1.1.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới 4

1.1.2 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam 10

1.2 Tổng quan khu vực nghiên cứu 24

1.2.1 Địa lý 24

1.2.2 Môi trường 24

1.2.3 Khí hậu 25

1.2.4 Kinh tế 25

1.2.5 Văn hoá - Xã hội 26

Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28

2.1 Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu 28

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 28

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 28

2.2 Nội dung nghiên cứu 28

2.3 Phương pháp nghiên cứu 28

2.3.1 Phương pháp nghiên cứu hiện trường về việc đánh giá ứng dựng công nghệ GIS 29

2.3.2 Phương pháp xử lý số liệu 29

2.3.4 Phương pháp điều tra ngoại nghiệp để xây dựng bản đồ hiện trạng rừng và cập nhập số liệu theo dõi diễn biến rừng 30

2.3.5 Phương pháp xây dựng cơ sở dữ liệu trên phần mềm DBR 31

2.3.6 Phương pháp xây dựng bản đồ và cập nhật số liệu 33

Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 34

3.1 Đánh giá thực trạng việc ứng dụng công nghệ GIS tại Chi cục kiểm lâm tỉnh Cao Bằng 34

3.1.1 Ứng dụng công nghệ GIS tại Chi cục kiểm lâm tỉnh Cao Bằng 35

3.2 Kết quả kiểm tra ngoài thực địa và cập nhập số liệu DBR 39

3.2.1 Kết quả kiểm tra sự thay đổi hiện trạng ngoài thực địa 39

3.2.2 Kết quả thành cập nhập số liệu diễn biến rừng năm 2014 46

3.3 Đánh giá biến động rừng giai đoạn 2012 - 2014 trên cơ sở bản đồ hiện trạng rừng 49

3.3.1 Biến động về diện tích loại rừng 50

3.3.2 Biến động về độ che phủ rừng 52

3.3.3 Nguyên nhân gây ra biến động rừng trong quản lý bảo vệ và phát triển rừng 55

3.4 Kết quả thiết lập hồ sơ quản lý rừng tại địa phương 61

3.4.1 Hồ sơ quản lý rừng tại xã 61

3.4.2 Hồ sơ quản lý rừng huyện 62

3.4.3 Hồ sơ quản lý rừng tỉnh 63

3.4.4 Kết quả xây dựng bản đồ hiện trạng rừng của tỉnh, huyện 63

3.5 Đề xuất một số biện pháp nhằm nâng cao hiệu quả trong công tác theo dõi diễn biến rừng trên địa bàn nghiên cứu 64

3.5.1 Về nhân lực, chuyên môn 64

3.5.2 Trang thiết bị 65

3.5.3 Cơ sở hạ tầng 65

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66

1 Kết luận 66

2 Tồn tại 66

3 Kiến nghị 66

TÀI LIỆU THAM KHẢO 68

PHỤ LỤC 1

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

ADEOS : Advanced Earth Observation Satellite

ASTER : The Advanced Spaceborne Thermal Emission and AVNIR : Advanced Visible and Near Infrared Radiometer) BNN&PTNT: Bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn

BQL : Ban quản lý

DBR : Diễn biến rừng

GIS : Geographic Information System

Ha : Hecta

HRVIR : High Resolution Visible and Infrared

HVR : High Resolution Visible

KBT : Khu bảo tồn

KBTL&SC : Khu bảo tồn loài và sinh cảnh

KBTTN : Khu bảo tồn thiên nhiên

LISS : Linear Imaging Scanner System

LS : Lâm sản

NĐ-CP : Nghị định - Chính phủ

OCTS : Ocean Colour & Temperature Scanner

QĐ-BNN- KL: Quyết đinh - Bộ nông nghiệp - Kiểm lâm

QĐ-UB : Quyết định uỷ ban

Reflection Radiometer SAR : Synthetic Aperture Rada

SWIR : Short Wavelength Infrared Radiometer

TL : Trữ lượng

TT : Thông tư

VNIR : Visible and Near Infrared Radiometer

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1 Các phần mềm đang áp dụng tại Chi cục Kiểm lâm tỉnh Cao Bằng 35

Bảng 3.2 Bảng tổng hợp mức độ ứng dụng công nghệ GIS trong quản lý tài nguyên rừng tại Chi cục Kiểm lâm Cao Bằng 37

Bảng 3.3 Kết quả kiểm tra hiện trường huyện Trùng Khánh 40

Bảng 3.4 Trữ lượng trung bình tại điểm lập OTC tại xã Đình Phong 41

Bảng 3.5 Trữ lượng trung bình tại điểm lập OTC tại xã Đình Phong 41

Bảng 3.6 Kết quả kiểm tra hiện trường tại huyện Thạch An 43

Bảng 3.7 Trữ lượng trung bình tại điểm lập OTC tại xã Canh Tân 44

Bảng 3.8 Kết quả kiểm tra hiện trường huyện Phục Hòa 45

Bảng 3.9 Trữ lượng trung bình tại điểm lập OTC tại xã Tiên Thành 46

Bảng 3.10 Kết quả tổng hợp diện tích rừng và độ che phủ rừng theo huyện, thành phố của tỉnh Cao Bằng 47

Bảng 3.11 Kết quả tổng hợi diện tích loại rừng theo chức năng 48

Bảng 3.12 Tổng hợp diện tích các loại rừng năm 2012 - 2014 50

Bảng 3.13 So sánh sự biến động về độ che phủ theo đơn vị hành chính 53

Bảng 3.14 Số vụ và diện tích cháy rừng tỉnh Cao Bằng từ năm 2012-2014 56

Bảng 3.15 Số lần và khối lượng gỗ khai thác, vận chuyển và tàng trữ trái phép 58

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 3.1 Biểu đồ thể hiện mức độ ứng dụng công nghệ GIS tại Chi

cục Kiểm lâm Cao Bằng 36Hình 3.2 Biểu đồ mức độ ứng dụng công nghệ GIS tại các đơn vị trực

thuộc Chi cục Kiểm lâm 39Hình 3.3 Biểu đồ so sánh sự biến động các loại đất năm 2012 so 2014 51Hình 3.4 Đồ thị so sánh độ che phủ của rừng tại các đơn vị hành chính

tỉnh Cao Bằng năm 2012 và 2014 54Hình 3.5 Biểu đồ diện tích rừng bị thiệt hại do cháy rừng từ 2012-2015 57Hình 4.1 Hình ảnh bản đồ hiện trạng rừng và sử dụng đất tỉnh Cao Bằng

năm 2014 64

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

Trong những năm qua, công tác quản lý bảo vệ và phát triển rừng trên địa bàn tỉnh Cao Bằng đặc biệt được quan tâm, thể hiện ở nhiều chương trình,

kế hoạch đã được ban hành và triển khai, nâng cao hiệu quả của công tác quản

lý bảo vệ và phát triển rừng Tỉnh Cao Bằng đã quy hoạch được các khu rừng phòng hộ, rừng đặc dụng bảo đảm được chức năng phòng hộ và bảo tồn thiên nhiên, bảo tồn đa dạng sinh học, góp phần bảo vệ môi trường và phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh Chính vì vậy trong những năm qua diện tích rừng, độ che phủ rừng trên địa bàn tỉnh ngày tăng từ năm 2008 độ che phủ rừng đạt 49,8% đến năm 2014 độ che phủ rừng đạt 50,57%

Trước tình hình kinh tế, xã hội của tỉnh đã và đang có nhiều thay đổi Đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa cùng với những sự kiện về môi trường, đặc biệt là biến đổi khí hậu đòi hỏi ngành Lâm nghiệp nói chung và ngành Kiểm lâm tỉnh Cao Bằng nói riêng phải nắm bắt được toàn diện về diện tích, trữ lượng, chất lượng của rừng và diện tích đất chưa có rừng được quy hoạch cho mục đích Lâm nghiệp gắn với chủ quản lý cụ thể trên phạm vi của tỉnh Để phục vụ cho công tác quản lý, chỉ đạo, kiểm tra, giám sát về quản lý bảo vệ, phát triển rừng và việc lập quy hoạch, kế hoạch bảo vệ và phát triển rừng từ cấp tỉnh đến cấp xã để đáp ứng nhiệm vụ trong tình hình mới

Việc theo dõi diễn biến tài nguyên rừng là một phần quan trọng có ý nghĩa quyết định trong công tác quản lý, bảo vệ và phát triển tài nguyên rừng Nội dung của nhiệm vụ theo dõi diễn biến tài nguyên rừng là nắm vững hiện trạng, cập nhật thông tin diễn biến và phần nào là xác định các nhân tố gây diễn biến, xu thế diễn biến của tài nguyên rừng Trên cơ sở đó, người quản lý đưa ra các giải pháp trong công tác quản lý, bảo vệ và sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên rừng, giảm thiểu các tác động tiêu cực đến nguồn tài nguyên rừng

Trước những năm 2011 mặc dù hàng năm đều có các báo cáo về hiện trạng và tình hình diễn biến tài nguyên rừng trên địa bàn tỉnh Cao Bằng,

nhưng hầu hết các báo cáo số liệu này chủ yếu dựa trên việc đo vẽ, thành lập bản đồ rừng bằng phương pháp truyền thống, việc cập nhập số liệu trên phần mềm với diện tích lớn nên tính chính xác không cao (Khoảnh, tiểu khu) Việc theo dõi diễn biến tài nguyên rừng theo hình thức trên là một công việc phức tạp, mất nhiều công sức và thời gian Hơn nữa, khi sử dụng các tài liệu thống

kê và các tư liệu bản đồ không phải bao giờ cũng có thể khai thác những thông tin hiện thời nhất vì tình hình diễn biến tài nguyên rừng luôn luôn biến động theo thời gian

Ngày nay việc sử dụng thông tin vệ tinh viễn thám trong nghiên cứu, giám sát Trái đất đã trở thành một nhu cầu thiết yếu của nhiều quốc gia, trong

đó có Việt Nam Công nghệ đang ngày càng phát triển, nó đã được ứng dụng nhằm phục vụ việc khai thác thông tin từ vệ tinh và mang lại hiệu quả cao trong nhiều lĩnh vực như khoa học-công nghệ, phục vụ trong đời sống, trong sản xuất và kiểm soát tài nguyên thiên nhiên, tài nguyên môi trường

Nhằm phục vụ trong công tác theo dõi diễn biến tài nguyên rừng, công nghệ 3S (viễn thám: remote sensing, GIS: Geographic infomation system, GPS: Global position system) ra đời và đã đáp ứng tốt hơn trong công tác theo dõi và phân tích diễn biến tài nguyên rừng, biên tập bản đồ hiện trạng rừng trên địa bàn nhiều tỉnh thành của cả nước Từ đầu năm 2012 Chi cục Kiểm lâm tỉnh Cao Bằng đã tiến hành ứng dụng phương pháp viễn thám kết hợp công nghệ GIS trong công tác theo dõi diễn biến tài nguyên rừng trên địa bàn toàn tỉnh, phương pháp viễn thám kết hợp công nghệ GIS đang dần khắc phục được những nhược điểm như thời gian theo dõi, tính hiệu quả và chính xác của hiện trạng các lô rừng, diện tích rừng, hiện trạng rừng Qua đó các nhà chuyên môn có thể lập kế hoạch trong công tác quản lý, bảo vệ và phát triển rừng tại địa phương được tốt hơn

Xuất phát từ thực tiễn đó, đề tài: “Ứng dụng công nghệ GIS trong công

tác theo dõi diễn biến rừng tại tỉnh Cao Bằng giai đoạn 2012-2014”

Đề tài nhằm góp phần bổ sung tính hiệu quả của việc ứng dụng công nghệ thông tin địa lý trong thành lập bản đồ hiện trạng và đánh giá diễn biến rừng trên địa bàn tỉnh Cao Bằng

2 Mục đích nghiên cứu

Kết quả đề tài góp phần đánh giá hiện trạng và đề xuất những giải pháp từng bước ứng dụng công nghệ GIS vào trong công tác quản lý tài nguyên rừng nói chung và của tỉnh Cao Bằng nói riêng

3 Mục tiêu nghiên cứu

- Đánh giá được thực trạng ứng dụng công nghệ GIS trong ngành lâm nghiệp nói chung và đối với công tác theo dõi diễn biến rừng nói riêng tại tỉnh Cao Bằng

- Cập nhật được sự thay đổi hiện trạng rừng trên phạm vi toàn tỉnh Cao Bằng

- Phân tích được nguyên nhân biến động rừng giai đoạn 2012 - 2014 của tỉnh Cao Bằng

- Thiết lập hồ sơ quản lý rừng của địa phương; xây dưng cơ sở dữ liệu theo đơn vị quản lý rừng và đơn vị hành chính nhằm phục vụ cho công tác quản lý, bảo vệ và theo dõi diến biến rừng

4 Ý nghĩa nghiên cứu

Kết quả đề tài là cơ sở khoa học và thực tiễn giúp các nhà quản lý trong lĩnh vực quản lý tài nguyên rừng đưa ra những chiến lược ứng dụng công nghệ thông tin Đồng thời là tài liệu tham khảo cho các nhà quản lý tài nguyên rừng của tỉnh cao bằng cũng như sinh viên, học viên trong lĩnh vực lâm nghiệp

Việc nghiên cứu đề tài là phương pháp tốt để hệ thống và củng cố lại kiến thức đã được học, đồng thời bồi dưỡng thêm về kiến thức, kỹ năng trong công nghệ thông tin

Chương 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu

1.1.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới

Hệ thống thông tin địa lý Geographic Information System (được viết tắt là GIS) nằm trong hệ thống công nghệ thông tin, nhưng được phát triển chuyên sâu cho việc quản lý cơ sở dữ liệu gắn với các yếu tố địa lý, không gian và bản đồ Công nghệ GIS ngày càng được phát triển rộng rãi bởi khả năng tích hợp, phân tích thông tin sâu và giải quyết được nhiều vấn đề tổng hợp Thông qua công nghệ GIS như thu thập, phân tích, tổng hợp, tìm kiếm,

tổ hợp thông tin, cơ sở dữ liệu gắn với yếu tố địa lý, giúp cho việc đánh giá các quá trình, dự báo những khả năng xảy ra, cũng như đưa ra những giải pháp mới; do vậy GIS ngày càng được ứng dụng trong nhiều hoạt động cả về kinh tế - xã hội, quản lý và môi trường Trong Lâm nghiệp nhờ có ứng dụng GIS, viễn thám và GPS mà công tác theo dõi, đánh giá diễn biến tài nguyên rừng, xây dựng bản đồ hiện trạng trở nên hiệu quả hơn và có tính chính xác cao hơn

Trong giai đoạn thế chiến thứ nhất, đã có ứng dụng ảnh hàng không xây dựng bản đồ rừng ở vùng Maurice thuộc Canada, bản đồ thực vật rừng ở Anh (1924), điều tra trữ lượng rừng từ ảnh hàng không của Mỹ (1940) Thí nghiệm các phương pháp đo tán, đo chiều cao trên ảnh của Seely, Hugershoff,… Tuy nhiên, giai đoạn này chưa xây dựng được hoàn chỉnh hệ thống lý luận cũng như các phương pháp đọc đoán ảnh hàng không (Vũ Tiến Hinh & Phạm Ngọc Giao, 1997)

Kết quả theo dõi từ năm 1972 đến năm 1991, nhờ ứng dụng công nghệ RS và GIS trong đánh giá biến động rừng và độ che phủ rừng cho thấy

ở Ấn Độ diện tích rừng từ 14,12 triệu ha xuống còn 11,72 triệu ha, giảm 2,4 triệu ha Từ kết quả đó Ấn độ đã xây dựng hệ thống bản đồ hiện trạng với

chu kỳ 2 năm để quản lý, bảo vệ và phát triển rừng hiệu quả (Dutt, Udayalakshmt, 1994) Theo Devendra Kumar (2011), việc ước tính sự thay đổi về độ che phủ rừng dựa trên dữ liệu vệ tinh có thể giúp các nhà nghiên cứu thấy rõ được khả năng tích lũy carbon, biến đổi khí hậu, mối đe dọa đến

đa dạng sinh học và mức độ biến động rừng thông qua dữ liệu vệ tinh Bản

đồ lớp phủ rừng của các vùng được xây dựng dựa trên ba loại nguồn dữ liệu: thu thập ý kiến chuyên gia, dựa vào các sản phẩm viễn thám và thống kê quốc gia

Bodart et al (2009), theo dõi sự thay đổi độ che phủ rừng nhiệt đới ở châu Mỹ Latinh, Nam Á và châu Phi năm 1990-2000 bằng cách sử dụng ảnh

vệ tinh và phát triển một cách tiếp cận hoạt động và mạnh mẽ có thể trước khi một quá trình rất lớn số lượng dữ liệu từ các điều kiện khác nhau một cách tự động để đưa các dữ liệu multitemporal và đa cảnh trên quy mô tương

tự và phân khúc xạ hình ảnh trước khi phân loại giám sát

Ở Nhật Bản, đã ứng dụng RS và GIS để xây dựng bản đồ địa hình và bản đồ lớp phủ rừng, đây là cơ sở cho việc theo dõi và đánh giá sự phục hồi sinh thái của Siri Kawala Ierd, K.Fujiwara Su-Fen Wang (2004), khi tiến hành giải đoán ảnh Spot 4 và Spot 5 theo phương pháp phân loại có kiểm định cho những vùng núi ở phía bắc Đài Loan, kết quả cho thấy độ chính xác của ảnh Spot 5 (74%) cao hơn ảnh Spot 4 (71%) do ảnh Spot 5 có độ chính xác cao hơn Kết quả phân loại ra 3 trạng thái là rừng Chamaecyparis formosensis, rừng trồng cây thuộc họ tùng, rừng cây lá rụng

GIS bắt đầu được xây dựng ở Canada từ những năm 60 của thế kỉ XX

và được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực trên toàn thế giới Năm 1972, với việc phóng vệ tinh 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 kinh tế xã hội ở nhiều nước trên thế giới Nhu cầu ứng dụng công nghệ viễn thám trong lĩnh vực điều tra nghiên cứu, khai thác, sử dụng, quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường ngày càng gia tăng nhanh chóng không những trong phạm vi Quốc gia, mà cả phạm vi Quốc tế Những kết quả thu được từ công nghệ viễn thám giúp các nhà khoa học và các nhà hoạch định chính sách các phương án lựa chọn có tính chiến lược về sử dụng

và quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường Vì vậy viễn thám được sử dụng như là một công nghệ đi đầu rất có ưu thế hiện nay

Kỹ thuật thám trắc bằng vệ tinh đã phát triển nhanh chóng hình thành lên hệ thống quan trắc khí tượng vệ tinh toàn cầu Quan trắc trái đất và quan trắc không gian đã bước sang một giai đoạn mới, làm phong phú thêm phạm

vi, nội dung quan trắc Từ quan trắc mang tính cục bộ ở tầng thấp của khí quyển chuyển sang quan trắc cả hệ thống khí quyển Rất nhiều những yếu tố, những vị trí trong khí quyển và trên trái đất trước đây rất khó quan trắc thì ngày nay với vệ tinh khí tượng đều có thể thực hiện được Công nghệ viễn thám đã cung cấp rất nhiều số liệu cho các lĩnh vực như: thiên văn, khí tượng, địa chất, địa lý, hải dương, nông nghiệp, lâm nghiệp, quân sự, thông tin, hàng không, vũ trụ

Từ năm 1979 đến năm 1991, các vệ tinh NOAA 6, NOAA 7,… NOAA 12; năm 1992 NOAA - I và năm 1993 NOAA - J đã cung cấp ảnh theo chế độ cập nhật với độ phân giải không gian 1.1 km

Pháp đã phóng vệ tinh SPOT 1 (22/02/1986), SPOT 2 (22/01/1990) Và SPOT 3 (26/09/1993) với bộ cảm HVR (High Resolution Visible) với 3 kênh phổ có độ phân giải 20m và một kênh toàn sắc có độ phân giải 10m Đến ngày

24 tháng 3 năm 1998, SPOT 4 đã được phóng vào quỹ đạo với bộ cảm mới HRVIR (High Resolution Visible and Infrared) và SPOT 5 (2002) với bộ cảm HRVIR đã được nâng cấp, thu ảnh có độ phân giải đến 5m [35]

Ngoài ra Ấn Độ cũng đã phóng thành công vệ tinh giám sát tài nguyên IRS-1A vào năm 1998 (sau đó là vệ tinh IRS-1B năm 1991, IRS - 1C năm

1995 và IRS-1D năm 1997) với bộ cảm LISS (Linear Imaging Scanner System) có các tính năng kỹ thuật tương đương MSS

Nhật Bản cũng đã phóng vệ tinh tài nguyên JERS-1 vào năm 1992 với

bộ cảm SAR (Synthetic Aperture Rada), VNIR (Visible and Near Infrared Radiometer) và SWIR (Short Wavelength Infrared Radiometer) Năm 1996,

vệ tinh ADEOS (Advanced Earth Observation Satellite) của Nhật đã được đưa vào quỹ đạo với các bộ cảm OCTS (Ocean Colour & Temperature Scanner) độ phân giải 700m, AVNIR (Advanced Visible and Near Infrared Radiometer) độ phân giải 16m và các bộ cảm biến có độ phân giải không gian thấp Nhật Bản cũng đã nỗ lực cộng tác với Hoa Kỳ trong việc xây dựng bộ cảm biến hiện đại ASTER (The Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer) đặt trên vệ tinh Terra được NASA phóng lên quỹ đạo tháng 12 năm 1999 [36]

Hiện nay ảnh vệ tinh có độ phân giải cao (1 ÷ 4m) đang được các chuyên gia sử dụng theo hướng tích hợp với GPS (Global Positioning System)

và GIS (Geographical Information System) nhằm khai thác dữ liệu không gian hiệu quả phục vụ công tác thành lập bản đồ thành phố, quy hoạch giao thông, giám sát biến động sử dụng đất,… Trong đó, vệ tinh IKONOS được phóng vào tháng 4 năm 1999 đã cung cấp ảnh với độ phân giải không gian 1m

và đặc biệt vệ tinh Quickbird được phóng vào tháng 10 năm 2001 cung cấp ảnh với độ phân giải không gian 0.61m Ảnh đa phổ với độ phân giải không gian cao đã góp phần quan trọng trong việc phát triển ứng dụng viễn thám trong nhiều lĩnh vực, đáp ứng đòi hỏi mức độ cung cấp thông tin chi tiết và chính xác

Ngoài ra, sự phát triển trong lĩnh vực nghiên cứu Trái đất bằng viễn thám được đẩy mạnh do áp dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật mới với việc sử dụng các ảnh radar Viễn thám radar tích cực, thu nhận ảnh bằng việc phát

sóng dài siêu tần và thu tia phản hồi, cho phép thực hiện các nghiên cứu độc lập, không phụ thuộc vào mây Sóng radar có đặc tính xuyên qua mây, lớp đất mỏng và thực vật và là nguồn sóng nhân tạo, nên nó có khả năng hoạt động cả ngày và đêm, không phụ thuộc vào nguồn năng lượng mặt trời Các bức ảnh tạo nên bởi hệ radar kiểu SLAR được ghi nhận đầu tiên trên bộ cảm Seasat Đặc tính của sóng radar là thu tia phản hồi từ nguồn phát với góc xiên rất đa dạng Sóng này hết sức nhạy cảm với độ gồ ghề của bề mặt vật, được chùm tia radar phát tới, vì vậy nó được ứng dụng cho nghiên cứu cấu trúc một khu vực nào đó Công nghệ máy tính ngày nay đã phát triển mạnh mẽ cùng với các sản phẩm phần mềm chuyên dụng, tạo điều kiện cho phân tích ảnh vệ tinh dạng số hoặc ảnh radar [33]

Trong lâm nghiệp thì Spurr S đã chia lịch sử viễn thám trong lâm nghiệp thế giới thành ba giai đoạn chính như sau:

Giai đoạn thứ nhất: Từ cuối thế kỷ 19 đến trước chiến tranh thế giới lần thứ nhất, đánh dấu bằng sự ra đời của ảnh hàng không, kính lập thể và những thử nghiệm lẻ tẻ ban đầu về ứng dụng của chúng trong lâm nghiệp Thí dụ một số thí nghiệm của Rodolf Kobsa và Ferdinand Wang (Áo - 1982), Hugershoff R (Đức - 1911), Hand Dock (Áo - 1913)

Giai đoạn thứ hai: Từ chiến tranh thế giới thứ nhất đến cuối chiến tranh thế giới thứ hai Giai đoạn này đã ghi nhận thành công của một số tác giả ở một số nước: Xây dựng bản đồ rừng từ ảnh hàng không ở vùng Maurice thuộc Canada, bản đồ thực vật rừng ở Anh (1924), điều tra trữ lượng rừng từ ảnh hàng không ở Mỹ (1940) Thí nghiệm các phương pháp đo tán, đo chiều cao trên ảnh của Seely, Hugershoff,… Tuy nhiên, giai đoạn này vẫn chưa xây dựng hoàn chỉnh hệ thống lý luận cũng như các phương pháp đoán đọc ảnh hàng không

Giai đoạn thứ ba: Từ chiến tranh thế giới thứ hai đến nay, cùng với sự phát triển về khoa học kỹ thuật, việc nghiên cứu ứng dụng viễn thám ngày càng phát triển rộng rãi ở nhiều nước Kỹ thuật viễn thám phát triển theo

chiều hướng ngày càng phong phú, tinh vi, chính xác và cập nhật hơn với chương trình “Interkosmos” và vệ tinh “Landsat” Song song với hai hệ thống trên là hệ thống trạm thu và xử lý thông tin ở nhiều nước trên thế giới như: Canada, Brazil, Ấn Độ, Thái Lan, Trung Quốc,… Gần đây, các hệ thống vệ tinh SPOT, ADEOS, TERRA,… ra đời và cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin thì các phương pháp xử lý ảnh viễn thám bằng phần mềm đã được nhiều nước tiên tiến trên thế giới nghiên cứu như: Mỹ, Nhật, Pháp, Nga, Từ đó, ảnh viễn thám đã được ứng dụng ngày một rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau như: nông nghiệp, lâm nghiệp, môi trường, địa chất…

Su-Fen Wang (2004), khi tiến hành giải đoán ảnh Spot 4 và Spot 5 theo phương pháp phân loại có kiểm định cho những vùng núi ở phía bắc Đài Loan, kết quả cho thấy độ chính xác của ảnh Spot 5 (74%) cao hơn ảnh Spot 4 (71%)

do ảnh Spot 5 có độ chính xác cao hơn Kết quả phân loại ra 3 trạng thái là rừng Chamaecyparis formosensis, rừng trồng cây thuộc họ tùng, rừng cây lá rụng [34]

Hansen và DeFries (2004), sử dụng ảnh vệ tinh để theo dõi sự thay đổi

độ che phủ rừng trong thời gian 1982-1990 và cuối cùng kết luận rằng, trái ngược với Liên Hiệp Quốc Tổ chức Nông lương (FAO) báo cáo về một sự gia tăng toàn cầu về độ che phủ rừng Mỹ Latinh và vùng nhiệt đới châu Á là hai khu vực phá rừng chiếm ưu thế Paraguay cho thấy tỷ lệ cao nhất liên quan đến mất rừng, trong khi Indonesia đã có sự gia tăng lớn nhất trong việc phá rừng từ những năm 1980 đến năm 1990 [32]

Bodart et al (2009), theo dõi sự thay đổi độ che phủ rừng nhiệt đới ở châu Mỹ Latinh, Nam Á và châu Phi năm 1990-2000 bằng cách sử dụng ảnh

vệ tinh và phát triển một cách tiếp cận hoạt động và mạnh mẽ có thể trước khi một quá trình rất lớn số lượng dữ liệu từ các điều kiện khác nhau một cách tự động để đưa các dữ liệu multitemporal và đa cảnh trên quy mô tương tự và phân khúc xạ hình ảnh trước khi phân loại giám sát [29]

Theo Devendra Kumar (2011), việc ước tính sự thay đổi về độ che phủ rừng dựa trên dữ liệu vệ tinh có thể giúp các nhà nghiên cứu thấy rõ được khả năng tích lũy carbon, biến đổi khí hậu, mối đe dọa đến đa dạng sinh học và mức độ biến động rừng thông qua dữ liệu vệ tinh Bản đồ lớp phủ rừng của các vùng được xây dựng dựa trên ba loại nguồn dữ liệu: thu thập ý kiến chuyên gia, dựa vào các sản phẩm viễn thám và thống kê quốc gia [30]

1.1.2 Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam

Việt Nam là nước tiếp cận với RS và GIS muộn hơn các nước trong khu vực và trên thế giới Trong suốt thời gian dài trước năm 1945, Việt Nam không có khả năng thực hiện việc điều tra rừng Thời kỳ này chỉ có số liệu về tài nguyên rừng được công bố trong công trình "Lâm nghiệp Đông Dương" của P Maurand và số liệu đó thường được xem là tài liệu gốc để so sánh diễn biến rừng ở Việt Nam từ năm 1945 trở về sau Năm 1958, với sự hợp tác của CHDC Đức đã sử dụng ảnh máy bay đen trắng toàn sắc tỷ lệ 1/30.000 để điều tra rừng ở vùng Đông Bắc Đó là một bước tiến bộ kỹ thuật rất cơ bản, tạo điều kiện xây dựng các công cụ cần thiết để nâng cao chất lượng công tác điều tra rừng ở nước ta Từ cuối năm 1958, bình quân mỗi năm đã điều tra được khoảng 200.000 ha rừng, đã sơ thám được tình hình rừng và đất đồi núi, lập được thống

kê tài nguyên rừng đơn giản và vẽ được phân bố tài nguyên rừng ở miền Bắc Đến cuối năm 1960, tổng diện tích rừng ở miền Bắc đã điều tra được vào khoảng 1,5 triệu ha Ở miền Nam ảnh máy bay được sử dụng từ năm 1959, đã xác định tổng diện tích rừng miền Nam là 8 triệu ha [2]

Kỹ thuật viễn thám đã được đưa vào sử dụng ở Việt Nam từ năm 1976 (Viện Điều tra Quy hoạch Rừng) Mốc quan trọng để đánh dấu sự phát triển của kỹ thuật viễn thám ở Việt Nam là sự hợp tác nhiều bên trong khuôn khổ của chương trình vũ trụ quốc tế (Inter Kosmos) nhân chuyến bay vũ trụ kết hợp Xô - Việt tháng 7 - 1980

Kết quả nghiên cứu các công trình khoa học này được trình bày trong hội nghị khoa học về kỹ thuật vũ trụ năm 1982 nhân tổng kết các thành tựu khoa học của chuyến bay vũ trụ Xô - Việt năm 1980 trong đó một phần quan trọng là kết quả sử dụng ảnh đa phổ MKF-6 vào mục đích thành lập một loạt các bản đồ chuyên đề như: địa chất, đất, sử dụng đất, tài nguyên nước, thuỷ văn, rừng, Từ năm 1981 đến năm 1983, lần đầu tiên ngành lâm nghiệp tiến hành điều tra, đánh giá tài nguyên rừng trên phạm vi toàn quốc Trong đó đã kết hợp giữa điều tra mặt đất và giải đoán ảnh vệ tinh do FAO hỗ trợ Do vào đầu những năm 1980, ảnh vệ tinh và ảnh hàng không còn rất hạn chế, chỉ đáp ứng yêu cầu điều tra rừng ở một số vùng nhất định mà chưa có đủ cho toàn quốc

Từ năm 1991 - 1995 đã tiến hành theo dõi diễn biến tài nguyên rừng toàn quốc và xây dựng bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng trên cơ sở kế thừa những bản đồ hiện trạng rừng hiện có thời kỳ trước năm 1990, sau đó dùng ảnh vệ tinh Landsat MSS và Landsat TM có độ phân giải 30x30m để cập nhật những khu vực thay đổi sử dụng đất, những nơi mất rừng hoặc những nơi có rừng trồng mới hay mới tái sinh phục hồi [4] Ảnh vệ tinh Landsat MSS và Landsat TM tỷ lệ 1:250.000 được giải đoán khoanh vẽ trực tiếp trên ảnh bằng mắt thường Kết quả giải đoán được chuyển lên bản đồ địa hình tỷ lệ 1:100.000 và được kiểm tra tại hiện trường Thành quả đã thành lập được: bản

đồ sinh thái thảm thực vật rừng các vùng tỷ lệ 1:250.000; bản đồ dạng đất đai các tỉnh tỷ lệ 1:100.000 và các vùng tỷ lệ 1:250.000

Từ năm 1996 - 2000, bản đồ hiện trạng rừng được xây dựng bằng phương pháp viễn thám Ảnh vệ tinh đã sử dụng là SPOT3, có độ phân giải 15m x 15m, phù hợp với việc xây dựng bản đồ tỷ lệ 1:100.000 So với ảnh Landsat MSS và Landsat TM, ảnh SPOT3 có độ phân giải cao hơn, các đối tượng trên ảnh cũng được thể hiện chi tiết hơn Ảnh SPOT3 vẫn được giải đoán bằng mắt thường nên kết quả giải đoán vẫn còn phụ thuộc nhiều vào

kinh nghiệm của chuyên gia giải đoán và chất lượng ảnh Kết quả về mặt thành lập bản đồ: đã xây dựng được bản đồ phân vùng sinh thái thảm thực vật cấp vùng và toàn quốc; bản đồ phân loại đất cấp tỉnh, vùng và toàn quốc; bản

đồ hiện trạng rừng cấp tỉnh, vùng và toàn quốc và bản đồ hiện trạng rừng tỷ lệ 1:100.000; 1:250.000; 1:1000.000

Từ năm 2000 - 2005, phương pháp xây dựng bản đồ trong lâm nghiệp

đã được phát triển lên một bước Bản đồ hiện trạng rừng được xây dựng từ ảnh số vệ tinh Landsat ETM+ Độ phân giải ảnh là 30m x 30m Việc giải đoán ảnh được thực hiện trong phòng dựa trên những mẫu khóa ảnh đã được kiểm tra ngoài hiện trường Ưu điểm của phương pháp giải đoán ảnh số là tiết kiệm được thời gian và có thể giải đoán thử nhiều lần trước khi lấy kết quả chính thức Như vậy, tuy khoa học điều tra rừng ra đời muộn hơn so với nhiều môn khoa học khác nhưng đã đạt được những thành quả nhất định Song song với điều tra mặt đất, đã nghiên cứu thử nghiệm và từng bước ứng dụng có hiệu quả phương pháp viễn thám trong xây dựng các bản đồ tài nguyên rừng Tuy nhiên, hệ thống các bản đồ tài nguyên rừng Việt Nam hiện nay, do được xây dựng tại các thời điểm khác nhau và đã sử dụng nhiều nguồn thông tin tư liệu, nhiều nguồn ảnh, từ ảnh vệ tinh Landsat MSS, TM, SPOT, Aster, Radar, ảnh máy bay và hệ thống phân loại rừng rất khác nhau qua các thời kỳ, nên đã tạo

ra nhiều loại số liệu không đồng bộ, gây khó khăn cho người sử dụng, đặc biệt trong việc theo dõi biến động về diện tích của rừng qua các thời kỳ

Công trình quản lý kết quả trồng rừng PAM 1989 - 1996, gồm 3 dự án: PAM 2780 trên 5 tỉnh, 700 hợp tác xã từ nghệ an đến Huế, PAM 3352 trên 5 tỉnh Bắc Thái, Hà Tây, Hoà Bình, Vĩnh Phú, hà Nội PAM 4304 trên 13 tỉnh duyên hải từ Quảng Ninh đến Bình Thuận Cơ quan yêu cầu: PAM, Ban quản

lý trồng rừng, Dự án VIE - 91 - 022, và các Ban quản lý PAM của 18 tỉnh thành phố với diện tích vùng xử lý khoảng 10 triệu ha, diện tích trồng rừng gần 200.000 ha Tỷ lệ bản đồ gồm 1:10000 cho các lô rừng trồng với hơn 300.000 lô, tỷ lệ 1:25000 cho các xã có trồng rừng, 1:100000 cho tỉnh

Dự án VIE - 76 - 014 lần đầu tiên đã xây dựng bản đồ hiện trạng rừng

và các trạng thái rừng trên cơ sở sử dụng ảnh viễn thám Landsat Đây là bước ngoặt đánh dấu sự phát triển của việc ứng dụng RS và GIS vào Lâm nghiệp nói chung và điều tra quy hoạch rừng nói riêng

Theo kết quả báo cáo dự án điều tra thông tin về hiện trạng rừng tre nứa tại một số tỉnh, phương pháp giải đoán ảnh bằng mắt, khoanh vẽ trực tiếp trên màn hình máy tính đối với ảnh Spot 5 do cấu trúc không gian của ảnh rất rõ ràng được thực hiện Kết quả cho thấy đã xác định được 3 loại rừng tre nứa hỗn giao, rừng tre nứa thuần loài và rừng tre nứa trồng Tuy nhiên với loại rừng hỗn giao, việc xác định loài dựa trên ảnh là chưa khả thi Đối với ngành điều tra theo dõi diễn biến tài nguyên rừng, các chương trình ứng dụng GIS và viễn thám gần đây có như sau: Chương trình điều tra nguyên liệu giấy (1972 - 1985), chương trình hợp tác Việt Nam - Thụy Điển, Dự án ứng dụng viễn thám để theo dõi biến động các khu bảo tồn thiên nhiên (1991 - 1995) - WWF, chương trình ứng dụng GIS trong theo dõi đánh giá diễn biến tài nguyên rừng (1991 - 1995), (1996 - 2000), (2001 - 2005), (2006 - 2010) - FIPI, Dự án theo dõi độ che phủ hạ lưu sông Mê Kông (1993 - 1995) - Ủy ban Mê Kông, đem lại nhiều kết quả khả quan

Các chương trình nhỏ của các tổ chức trong công tác điều tra đánh giá hiện trạng sử dụng rừng và thành lập bản đồ hiện trạng phân bố của một số loài động vật như ở Vườn Quốc Gia Xuân Sơn (2009), Khu BTTN Bắc Mê -

Hà Giang, Vườn Quốc Gia Ba Bể, Khu BTTN Kim Hỷ - Bắc Kạn, Khu bảo tồn loài sinh cảnh Vượn Cao vít - Cao Bằng, Khu bảo tồn đất ngập nước Vân Long, Khu BTTN Xuân Liên - Thanh Hoá

Ngoài ra, những nghiên cứu của các nhà khoa học trong nước trong việc nghiên cứu ứng dụng GIS trong Lâm nghiệp thời gian gần đây như: Lại Huy phương năm 1995 “Ứng dụng kỹ thuật tin học - GIS trong điều tra quy hoạch và quản lý rừng Việt Nam”, Nguyễn Mạnh Cường năm 1995 với

nghiên cứu “Xây dựng bản đồ rừng trên cơ sở ứng dụng thông tin viễn thám”, Chu Thị Bình 2001 “Ứng dụng công nghệ tin học để khai thác thông tin cơ bản trên tư liệu viễn thám, nhằm phục vụ việc nghiên cứu một số đặc trưng về rừng Việt Nam” Nguyễn Ngọc Thanh và nnk, Hà Nội - 1999 [3], đã thử nghiệm sử dụng ảnh MODIS để thành lập bản đồ lớp phủ bề mặt và sử dụng đất, bản đồ phân bố rừng và thảm thực vật tỉ lệ 1: 500 000 vùng Tây Nguyên

và Đông Nam Bộ và một số bản đồ dẫn xuất khác

Nguyễn Trường Sơn (2009), tác giả kết hợp GIS và viễn thám trong việc giám sát hiện trạng rừng tại huyện Yên Thế, tỉnh Bắc Giang Tác giả sử dụng ảnh viễn thám Lansat 7 năm 1999 và ảnh Spot 5 năm 2003, tác giả sử dụng phương pháp phân loại có kiểm định theo thuật toán ML (Maximum likelihood) kết hợp với kết quả giải đoán theo phương pháp phân loại ảnh theo chỉ số thực vật NDVI, kết quả phân loại qua 2 giai đoạn sử dụng ARCGIS để đánh giá biến động diện tích Kết quả cho thấy diện tích rừng tự nhiên giảm 5.36%, diện tích rừng trồng tăng 5.36%

Hoàng Phượng Vĩ (2010), tác giả sử dụng công nghệ 3s trong đánh giá diễn biến tài nguyên rừng tại tỉnh Cao Bằng Trong quá trình giải đoán ảnh tác giả cũng sử dụng phần mềm ERDAS image với phương pháp phân loại có kiểm định và thuật toán gần đúng nhất cho ảnh Spot 4 Tác giả đánh giá biến động diện tích rừng dựa vào phần mềm Arcview 3.2a cho giai đoạn 2005 -

2009 Kết quả cho thấy diện tích đất có rừng tăng 30.903,19 ha

Nguyễn Đăng Cường (2011), tác giả đã xử dung ảnh spot 5 năm 2010

độ phân giải 2.5m, bản đồ ảnh được chụp17h 47 phút 40 giây ngày 9 tháng 12/2009, ảnh Landsat ETM+ 2000 để kiểm tra lại bản đồ hiện trạng có sẵn của Phân viện điều tra Tây Bắc Bộ, bằng cách chồng xếp lớp bản đồ hiện trạng dạng số lên ảnh Landsat 2000 và cập nhật chỉnh sửa cho khớp với ảnh Viễn thám, thuộc địa phận xã Quy Kỳ - huyện Định Hóa - Thái Nguyên.Tác giả đánh giá biến động rừng dựa vào kết quả giả đoán ảnh Spot 5, trồng xếp

bản đồ hiện trạng rừng và số liệu diện tích rừng xã Quy Nhơn huyện Định Hoá Thái Nguyên

Từ đó đến nay nghiên cứu ứng dụng RS và GIS trở thành công việc thường nhật của ngành điều tra theo dõi diễn biến tài nguyên rừng Đặc biệt

từ năm đầu của thập niên 90 trở lại đây, sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ cùng sự giúp đỡ của tổ chức quốc tế, việc ứng dụng công nghệ GIS đã thu được những tiến bộ ở trung tâm Khoa học tự nhiên và công nghệ quốc gia, Bộ tài Nguyên và môi trường, Bộ Nghiệp và phát triển nông thôn, công ty địa tin học, Viện điều tra quy hoạch rừng, hàng loạt các phần mềm được ứng dụng như: Arcview, Mapinfo, Arcgis, Erdas image, Envi, Microstation, Autocad Tóm lại, những năm trước đây để điều tra theo dõi diễn biến tài nguyên rừng chủ yếu vẫn dựa trên việc đo vẽ, thành lập bản đồ hiện trạng rừng bằng phương pháp thủ công vì vậy công việc này đòi hỏi tốn rất nhiều thời gian, công sức, tiền bạc, độ chính xác không cao và thông tin thường không được cập nhật vì tình hình rừng và đất rừng luôn biến động Trong những năm gần đây, khi khoa học công nghệ viễn thám phát triển mạnh thì việc áp dụng công nghệ viễn thám vào lâm nghiệp là rất cần thiết vì

kỹ thuật viễn thám với khả năng quan sát các đối tượng ở các độ phân giải phổ và không gian khác nhau, từ trung bình đến siêu cao và chu kỳ chụp lặp

từ một tháng đến một ngày cho phép ta quan sát và xác định nhanh chóng hiện trạng lớp phủ rừng, từ đó có thể dễ dàng xác định được biến động rừng

và đặc biệt là xu hướng của biến động

Nước ta nhiều đồi núi, địa hình phức tạp (độ cao, độ dốc, hướng, khe suối thung lũng…) điều kiện khí tượng, khí hậu, thuỷ văn diễn biến phức tạp Cùng với sự ấm lên của khí hậu toàn cầu các hiện tượng thời tiết bất thường như hạn hán, lũ lụt ngày càng gia tăng và mức độ gây tổn hại ngày càng lớn, nhiệt độ tăng cao kết hợp với hạn hán dẫn tới nguy cơ cháy rừng, sự phát sinh phát triển của sâu bệnh đối với mùa màng ngày càng trầm trọng Vì vậy việc

sử dụng các thông tin viễn thám tích hợp với hệ thống thông tin địa lý (GIS)

và hệ thống định vị toàn cầu (GPS) cùng với các quan trắc thu được từ bề mặt

sẽ đáp ứng khách quan và đa dạng các thông tin cần thiết phục vụ công tác nghiên cứu giám sát và dự báo khí tượng thuỷ văn, khí tượng nông nghiệp và môi trường mà đặc biệt là phục vụ cho công tác giám sát và cảnh báo tác hại của thiên tai để có các biện pháp phòng tránh và ứng cứu kịp thời

Ở Việt Nam có thể tóm tắt theo đánh giá được nêu trong bản dự thảo kế hoạch tổng thể về ứng dụng và phát triển công nghệ viễn thám ở Việt Nam giai đoạn 2001 - 2010 như sau:

Năm 1979 - 1980, các cơ quan của nước ta bắt đầu tiếp cận công nghệ viễn thám

Trong 10 năm tiếp theo (1980 - 1990), đã triển khai các nghiên cứu - thử nghiệm nhằm xác định khả năng và phương pháp sử dụng tư liệu viễn thám để giải quyết các nhiệm vụ của mình

Từ những năm 1990 - 1995, bên cạnh việc mở rộng công tác nghiên cứu

- thử nghiệm, nhiều ngành đã đưa công nghệ viễn thám vào sử dụng trong thực tiễn và đến nay đã thu được một số kết quả rõ rệt về khoa học công nghệ và kinh tế Trong các ứng dụng thực tế, ngoài ảnh vệ tinh khí tượng NOAA và GMS, các cơ quan đã sử dụng nhiều ảnh vệ tinh quang học như LANDSAT, SPOT, KFA-1000, ADEOS, còn ảnh vệ tinh radar như RADASAT, ERT mới được ứng dụng thử nghiệm trong những năm gần đây Riêng ảnh vệ tinh độ phân giải cao (1 - 2m) hầu như chưa được sử dụng phổ biến Cùng với việc ứng dụng công nghệ viễn thám, công tác nghiên cứu triển khai phát triển phần mềm, chế tạo thiết bị cũng như xây dựng quy trình xử lý và sử dụng ảnh vệ tinh đã được tiến hành ở một số cơ quan [19]

Đối với ngành lâm nghiệp thì viễn thám đã được ứng dụng từ rất sớm Năm 1958, với sự hợp tác của CHDC Đức đã sử dụng ảnh máy bay đen trắng toàn sắc tỷ lệ 1/30.000 để điều tra rừng ở vùng Đông Bắc Đó là một bước

tiến bộ kỹ thuật rất cơ bản, tạo điều kiện xây dựng các công cụ cần thiết để nâng cao chất lượng công tác điều tra rừng ở nước ta Từ cuối năm 1958, bình quân mỗi năm đã điều tra được khoảng 200.000 ha rừng, đã sơ thám được tình hình rừng và đất đồi núi, lập được thống kê tài nguyên rừng đơn giản và

vẽ được phân bố tài nguyên rừng ở miền Bắc Đến cuối năm 1960, tổng diện tích rừng ở miền Bắc đã điều tra được vào khoảng 1,5 triệu ha Vào những năm 1959 ở miền Nam Việt Nam đã sử dụng ảnh máy bay vào điều tra rừng

và đã xác định được tổng diện tích rừng ở miền Nam là 8 triệu ha [2]

Năm 1968 đã sử dụng ảnh máy bay trong công tác điều tra rừng cho lâm trường Hữu Lũng, Lạng Sơn Dựa vào ảnh máy bay, khoanh ra các loại rừng, sau đó ra thực địa kiểm tra và đo đếm cho từng loại rừng, xây dựng bản

đồ hiện trạng rừng thành quả

Giai đoạn 1970 - 1975 ảnh máy bay đã được sử dụng rộng rãi để xây dựng các bản đồ hiện trạng, bản đồ mạng lưới vận xuất, vận chuyển cho nhiều vùng thuộc miền Bắc

Từ 1981 - 1983, trong chương trình điều tra và đánh giá rừng toàn quốc lần thứ nhất dưới sự giúp đỡ của tổ chức Nông Nghiệp và Lương Thực Liên Hợp Quốc (FAO), lần đầu tiên trong lịch sử Viện ĐTQH rừng đã tiến hành điều tra, đánh giá tài nguyên rừng trên phạm vi toàn quốc với mục tiêu cung cấp số liệu, thông tin cho Nhà nước xây dựng chính sách và chiến lược lâm nghiệp và phát triển kinh tế - xã hội giai đoạn 1983 - 1990 Trong chương trình này có sự kết hợp của ảnh vệ tinh do FAO hỗ trợ kết hợp với điều tra mặt đất Loại ảnh vệ tinh sử dụng là ảnh Landsat MSS và thành quả đạt được

là toàn bộ số liệu về diện tích, trữ lượng các loại rừng theo từng tỉnh và trên phạm vi toàn quốc

Chương trình điều tra, đánh giá và theo dõi diễn biến tài nguyên rừng toàn quốc 5 năm 1991 - 1995 thực hiện theo Quyết định số 575/TTg do Phó Thủ tướng Chính phủ Phan Văn Khải ký ngày 27/11/1993 Trong trương

chình này bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng được xây dựng dựa trên những bản đồ hiện trạng rừng hiện có thời kỳ trước năm 1990, sau đó dùng ảnh vệ tinh Landsat MSS và Landsat TM có độ phân giải là 30 x 30m để cập nhật những khu vực thay đổi sử dụng đất, những nơi mất rừng hoặc những nơi có rừng trồng mới hay mới tái sinh phục hồi Ảnh vệ tinh Landsat MSS và Landsat TM ở dạng in màu trên giấy (hardcopy), tỷ lệ 1:250.000 và được giải đoán khoanh vẽ trực tiếp trên ảnh bằng mắt thường Kết quả giải đoán được chuyển họa lên bản đồ địa hình tỷ lệ 1:100.000 và được kiểm tra tại hiện trường Thành quả đạt được của chương trình là số liệu về tài nguyên rừng toàn quốc, các vùng và các tỉnh, bản đồ sinh thái thảm thực vật rừng các vùng

tỷ lệ 1/250.000; bản đồ dạng đất đai các tỉnh tỷ lệ 1: 100.000 và các vùng tỷ lệ 1:250.000

Chương trình điều tra đánh giá và theo dõi diễn biến tài nguyên rừng toàn quốc 5 năm giai đoạn 1996 - 2000, trong giai đoạn này thì bản đồ hiện trạng rừng được xây dựng bằng phương pháp viễn thám Ảnh vệ tinh đã sử dụng là SPOT3, có độ phân giải là 15m x 15m, phù hợp với việc xây dựng bản

đồ tỷ lệ 1:100.000 Ảnh SPOT3 được xử lý và tổ hợp màu giả, in trên giấy (hardcopy) So với ảnh Landsat MSS và Landsat TM, ảnh SPOT3 có độ phân giải cao hơn, các đối tượng trên ảnh cũng được thể hiện chi tiết hơn Ảnh SPOT3 vẫn được giải đoán bằng mắt thường nên kết quả giải đoán vẫn còn phụ thuộc nhiều vào kinh nghiệm của chuyên gia giải đoán và chất lượng ảnh

Thành quả đạt được của chương trình này về mặt bản đồ là: báo cáo và

số liệu tài nguyên rừng; báo cáo thuyết minh bản đồ phân vùng sinh thái thảm thực vật cấp vùng và toàn quốc; báo cáo thuyết minh và bản đồ phân loại đất cấp tỉnh, vùng và toàn quốc; báo cáo thuyết minh và bản đồ hiện trạng rừng cấp tỉnh, vùng và toàn quốc; báo cáo tổng hợp diễn biến tài nguyên rừng thời

kỳ 1996 - 2000 bản đồ hiện trạng rừng tỷ lệ 1:100.000; 1:250.000; 1:1000.000

Chương trình điều tra, đánh giá và theo dõi diễn biến tài nguyên rừng toàn quốc 5 năm giai đoạn 2000 - 2005, trong chương trình này thì phương pháp xây dựng bản đồ trong chu kỳ III đã được phát triển lên một bước Lần này, bản đồ hiện trạng rừng được xây dựng từ ảnh số vệ tinh Landsat ETM+ Chất lượng của ảnh lần này vẫn tương tự như ảnh sử dụng trong chu kỳ I Độ phân giải của nó vẫn là 30m x 30m Ảnh không được in ra dưới dạng giấy in (hardcopy) mà để nguyên ở dạng số, lưu trữ trong đĩa CD

Trong giai đoạn 2006 - 2010 thực hiện chương trình điều tra, đánh giá

và theo dõi diễn biến tài nguyên rừng giai đoạn 2006 - 2010 (chu kỳ IV) Trong chương trình này thì việc xây dựng hệ thống bản đồ và số liệu hiện trạng tài nguyên rừng sử dụng ảnh vệ tinh Spot-5 độ phân giải 2.5m trên phạm vi toàn quốc do Bộ Tài nguyên và Môi trường cung cấp làm cơ sở để biên tập và nắn chỉnh xây dựng các loại bản đồ: hiện trạng tài nguyên rừng, tỷ

lệ 1/25.000 cho 1.000 xã trọng điểm lâm nghiệp; hiện trạng rừng, tỷ lệ 1/50.000 cho các huyện; hiện trạng rừng, các tỷ lệ 1/100.000; 1/250.000 và 1/1.000.000 cho cấp tỉnh, vùng và trên toàn quốc Xây dựng bộ mẫu khóa ảnh phục vụ cho công tác đoán, đọc ảnh vệ tinh Xây dựng hệ thống số liệu được cập nhật, công bố 5 năm/một lần, được kiểm tra, giám sát và đánh giá tại thời điểm cuối chu kỳ theo dõi (2010) Xây dựng báo cáo phân tích, đánh giá biến động về diện tích rừng giữa 2 chu kỳ nghiên cứu nhằm đề xuất giải pháp cho công tác quản lý rừng [26]

Trong giai đoạn hiện nay, Tổng cục Lâm nghiệp giao “Tổ chức thực hiện công tác thống kê, kiểm kê, theo dõi diễn biến trong toàn quốc

Ngoài các chương trình điều tra, đánh giá theo dõi diễn biến tài nguyên rừng toàn quốc thì còn rất nhiều chương trình, đề tài khác cũng ứng dụng viễn thám như:

Luận án tiến sĩ chuyên ngành ảnh hàng không của Chu Thị Bình (2001) với đề tài “Ứng dụng công nghệ tin học để khai thác thông tin cơ bản trên tư

liệu viễn thám, nhằm phục vụ việc nghiên cứu một số đặc trưng rừng Việt Nam Đề tài đã sử dụng chỉ số thực vật NDVI và tổng năng lượng phản xạ TRRI với tư liệu viễn thám ADEOS và Landsat TM để phân loại các trạng thái rừng và giám sát sự biến động của rừng giai đoạn 1989 - 1998 cho hai khu vực rừng ở Quảng Nam và Đồng Nai Phương pháp xử lý số được sử dụng trong đề tài là phương pháp phân loại đa phổ có kiểm định [1]

Công trình nghiên cứu của Nguyễn Đình Dương và cộng sự (2004) “Sử dụng ảnh đa phổ MODIS để đánh giá sự thay đổi về lớp phủ thực vật của Việt Nam trong giai đoạn 2001 - 2003”, kết quả được trình bày trong Hội thảo lần thứ 14 của các nước Đông Nam Á về nông nghiệp Tác giả đã sử dụng phương pháp phân loại có kiểm định với ảnh vệ tinh MODIS đa thời gian có

độ phân giải thấp để đánh giá được sự biến động của lớp phủ trên toàn lãnh thổ Việt Nam trong giai đoạn từ 2001 đến 2003 [6]

Đề tài trọng điểm cấp Bộ của TS Dương Tiến Đức thực hiện từ tháng

01 năm 2005 đến hết tháng 12 năm 2008 với tên đề tài “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ viền thám và hệ thống thông tin địa lý (GIS) trong việc đánh giá và quản lý hiện trạng tài nguyên rừng thuộc vùng phòng hộ sông Đà” Kết quả

đạt được là 01 bộ khóa giải đoán ảnh vệ tinh Landsat 7 - ETM và 01 bộ khóa giải đoán ảnh vệ tinh SPOT5 cho 03 khu vực nghiên cứu tại Hòa Bình, Sơn

La và Điện Biên; Xây dựng được 150 ô tiêu chuẩn định vị hệ thống, 90 ô tiêu chuẩn bán định, 90 điểm khống chế mặt đất, 270 điểm kiểm tra và vùng thử nghiệm tại 03 điểm nghiên cứu (Cao Phong - Hòa Bình; Thuận Châu - Sơn La; Điện Biên - Điện Biên); Xây dựng mô hình ứng dụng công nghệ GIS trong phân tích và kiểm soát sự thay đổi của các kiểu hiện trạng rừng [7]

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 ảnh SPOT Panchromatic (1996, 1997), ảnh Landsat 7+ETM (2001), Landsat (1992, 2001), ảnh hàng không (2005), ảnh Aster (2001, 2003) để thành lập bản đồ biến động Trong đề tài tác giả không

sử dụng phương pháp xử lý số mà dùng phương pháp điều vẽ ngoại nghiệp và kết hợp với GIS để thành lập bản đồ biến động [12]

Đề tài cấp nhà nước KC.08.24 “Nghiên cứu giải pháp phòng chống và khắc phục hậu quả cháy rừng cho vùng U minh và Tây Nguyên” do Vương Văn Quỳnh - Trường Đại học Lâm nghiệp làm chủ 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 [15]

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 vực cụ thể” do Nguyễn Trường Sơn - Trung tâm Viễn Thám Quốc Gia làm chủ trì, thực hiện trong năm 2007 Đề tài đã sử dụng ảnh vệ tinh Landsat ETM (1999), SPOT5 (2003) và GIS để xây dựng quy trình báo cáo nhanh về biến động diện tích rừng tại khu vực Yên Thế, tỉnh Bắc Giang Phương pháp xử lý số được sử dụng là phương pháp phân loại có kiểm định với thuận toán Maximum Likelihood [16]

Vấn đề về phân loại rừng

Hệ thống phân loại rừng được đưa ra nhằm quản lý bảo vệ khai thác và

sử dụng có hiệu quả, bền vững nguồn tài nguyên rừng năm 1935, theo A

Tennslay thì rừng là một hệ sinh thái và đặc trưng của hệ sinh thái rừng là quần xã thực vật rừng Năm 1944, V.N Sukasop nhà lâm sinh học người nga

đã kế thừa và phát triển học thuyết về rừng của G.F Morodop và đề sướng

học thuyết quần lạc sinh địa

Ở Việt Nam cũng như trên thế giới hiện nay có rất nhiều hệ thống phân loại như: phân loại rừng theo hiện trạng thảm che, phân loại rừng theo trạng thái, phân loại rừng theo chức năng trong đề tài nghiên cứu tôi đề cập đến hai loại phân loại rừng đó là:

Phân loại rừng theo chức năng:

Căn cứ vào mục đích sử dụng chủ yếu, rừng được phân thành 3 loại sau đây:

+ Rừng đặc dụng: là rừng và đất do Nhà nước quy định nhằm bảo vệ thiên nhiên, bảo vệ di tích lịch sử, bảo vệ sức khỏe, nghiên cứu khoa học và phục vụ các lợi ích đặc biệt khác

+ Rừng phòng hộ: là rừng và đất dành cho việc phòng chống các nhân

tố khí hậu có hại bảo vệ môi trường, cân bằng sinh thái

+ Rừng sản xuất: Rừng sản xuất là: rừng và đất rừng dùng để kinh

doanh sản xuất gỗ và các loại lâm đặc sản khác

Phân loại rừng theo kiểu trạng thái (Được ban hành theo Quy phạm thiết kế kinh doanh rừng QPN 6 - 84 do Bộ Lâm nghiệp cũ, nay là Bộ NN & PTNT năm 1984 dựa trên Loschau):

Nhóm I: Chưa có rừng: Đất trống đồi núi trọc - Ký hiệu: Ia; Đất trống

đồi núi trọc có cây bụi - Ký hiệu: Ib; Đất trống đồi núi trọc có cây bụi xen cây

gỗ (các cây gỗ tái sinh có độ tàn che 10%, với mật độ cây gỗ tái sinh 1000 cây/ha - Ký hiệu: Ic

nhưng trữ lượng không đáng kể Kiểu này quần thụ gồm những cây có đường kính phổ biến D1.3< 20 cm - Ký hiệu: IIb

Nhóm III: Rừng thứ sinh đã bị tác động

+ Rừng tự nhiên bị tàn phá mạnh: Được đặc trưng bởi những quần thụ

đã khai thác nhiều, khả năng khai thác hiện tại bị hạn chế Cấu rúc ổn định của rừng bị phá vỡ hoàn toàn hoặc thay đổi về cơ bản - Ký hiệu: IIIa

- Rừng rừng bị khai thác kiệt quệ, tán rừng bị phá vỡ thành từng mảng lớn Tầng trên có thể còn sót lại một số cây cao, to nhưng phẩm chất gỗ kém

- Ký hiệu: IIIa1

- Rừng bị khai thác quá mức nhưng thời gian phục hồi tốt Đặc trưng cho kiểu này là đã hình thành tầng giữa vươn lên chiếm ưu thế sinh thái so với lớp cây đại bộ phận có đường kính 20 - 30cm Rừng có 2 tầng trở nên, tầng trên tán không liên tục được hình thành chủ yếu từ những cây của tầng giữa trước đây, rải rác còn có một số cây to khỏe vượt tán của tầng rừng cũ để lại -

Ký hiệu: IIIa2

- Rừng rừng bị khai thác vừa phải hay phát triển từ IIIa2 đi lên Quần thụ tương đối khép kín với 2 hoặc nhiều tầng tán Khác với IIIa2 là đã có một số cây có đường kính lớn trên 35cm có thể khai thác sử dụng gỗ lớn -

Ký hiệu: IIIa3

+ Rừng được đặc trưng bởi những quần thụ đã bị chặt chọn lấy ra một

ít gỗ quý, gỗ tốt nhưng chưa làm thay đổi đáng kể về kết cấu ổn định của lâm phần, khả năng cung cấp gỗ và lâm sản của rừng còn nhiều, rừng giàu về trữ lượng với thành phần gỗ lớn cao- Ký hiệu: IIIb

Nhóm IV: Rừng nguyên sinh đây là trạng thái rừng giàu, ký hiệu IV

Kiểu Iva Rừng nguyên sinh Kiểu IVb Rừng thứ sinh phục hồi

Rừng hỗn giao: gồm có rừng hỗn giao Tre nứa - Gỗ, Gỗ - tre nứa

hoặc Gỗ - tre luồng

1.2 Tổng quan khu vực nghiên cứu

1.2.1 Địa lý

Cao Bằng là tỉnh nằm ở phía Đông Bắc Việt Nam Hai mặt Bắc và Đông Bắc giáp với tỉnh Quảng Tây (Trung Quốc), với đường biên giới dài 333.403 km Phía Tây giáp tỉnh Tuyên Quang và Hà Giang Phía nam giáp tỉnh Bắc Kạn và Lạng Sơn Theo chiều Bắc- Nam là 80 km, từ 23°07'12" - 22°21'21" vĩ bắc (tính từ xã Trọng Con huyện Thạch An đến xã Đức Hạnh, huyện Bảo Lâm) Theo chiều đông - tây là 170 km, từ 105°16'15" - 106°50'25" kinh đông (tính từ xã Quảng Lâm, huyện Bảo Lâm đến xã Lý Quốc, huyện Hạ Lang)

Tỉnh Cao Bằng có diện tích đất tự nhiên 6.690,72 km², là cao nguyên

đá vôi xen lẫn núi đất, có độ cao trung bình trên 200m so với mặt nước biển, vùng sát biên giới với Trung Quốc có độ cao từ 600 - 1.300 m so với mặt nước biển Núi non trùng điệp Rừng núi chiếm hơn 90% diện tích toàn tỉnh

Từ đó hình thành nên 3 vùng rõ rệt: Miền đông có nhiều núi đá, miền tây núi đất xen núi đá, miền tây nam phần lớn là núi đất có nhiều rừng rậm

Trên địa bàn tỉnh có hai dòng sông lớn làsông Gâmở phía tây vàsông Bằngở vùng trung tâm và phía đông, ngoài ra còn có một số sông ngòi khác nhưsông Quây Sơn,sông Bắc Vọng(Trùng Khánh),sông Nho Quế,sông Năng,sông Neo(Bảo Lạc)haysông Hiến Thành Phố Cao Bằng)

1.2.2 Môi trường

Đa số diện tích Cao Bằng được che phủ bởi rừng vì thế không khí khá trong lành, mát mẻ ở các vùng nông thôn, các khu dân cư và ở trung tâm thành phố Tuy nhiên do sản lượng khoáng sản lớn cùng với sự khai thác bừa bãi và quản lý không nghiêm ngặt, các tuyến đường chính của Cao Bằng có mức độ ô nhiễm bụi cao Nguồn nước sông đang bị ô nhiễm khá nặng do ý thức vứt rác bữa bãi của người dân cùng với ngành công nghiệp khai khoáng

và khai thác cát đã làm cho các dòng sông ở đây bị ô nhiễm và thu hẹp dòng

chảy, hệ sinh thái bị ảnh hưởng nghiêm trọng Các phương tiện giao thông trong tỉnh chủ yếu là xe máy, phương tiện ít làm cho mức tiêu thụ nhiên liệu không cao, Cao Bằng ít bị ô nhiễm bởi các khí thải nhà kính và nhiều khí độc khác Tuy nhiên, so với các địa phương khác của Việt Nam, Cao Bằng là một trong những tỉnh có khí hậu trong lành và ít ô nhiễm

1.2.3 Khí hậu

Với diện tích rừng và hệ thống sông ngòi như vậy nhìn chung Cao Bằng có khí hậu ôn hòa dễ chịu Vớikhí hậu cận nhiệt đới ẩm, địa hình đón gió nên chịu ảnh hưởng trực tiếp từ các đợt không khí lạnh từ phương bắc Tuy nhiên nhiệt độ của Cao Bằng chưa bao giờ xuống thấp quá 0°C, hầu như vào mùa đông trên địa bàn toàn tỉnh không có băng tuyết (trừ một số vùng núi cao có băng đá xuất hiện vào mùa đông)

Mùa hè ở đây có đặc điểm nóng ẩm, nhiệt độ cao trung bình từ 30 - 32°C

và thấp trung bình từ 23 - 25°C, nhiệt độ không lên đến 39 - 40°C Vào mùa đông, do địa hình Cao Bằng đón gió nên nó có kiểu khí hậu gần giống với ôn đới, nhiệt độ trung bình thấp từ 5 - 8°C và trung bình cao từ 15 - 28°C, đỉnh điểm vào những tháng 12, 1 và 2 nhiệt độ có thể xuống thấp hơn khoảng từ 6 - 8°C, độ ẩm thấp, trời hanh khô Mùa xuân và mùa thu không rõ rệt, thời tiết thất thường; mùa xuân thường có tiết trời nồm, mùa thu mát, dễ chịu

1.2.4 Kinh tế

Cao Bằng là một tỉnh miền múi biên giới, có ba cửa khẩu chính và nhiều cửa khẩu phụ, tiểu ngạch và các chợ vùng biên giới, có nguồn tài nguyên khoáng sản, thủy điện phong phú, tiềm năng du lịch dồi dào cùng khả năng phát triển các vùng chuyên canh nông - lâm nghiệp rộng lớn Trong giai đoạn 2010 - 2015, lãnh đạo Tỉnh ủy và UBND tỉnh Cao Bằng đã tập trung chỉ đạo quyết liệt các ban ngành, tổ chức, cá nhân và toàn thể nhân dân, phát huy cao nhất các lợi thế trong xây dựng và phát triển nền kinh tế tỉnh Cao Bằng

Trong những năm qua, Cao Bằng đã đạt được nhiều thành tựu quan trọng trong phát triển kinh tế và chăm lo an sinh xã hội cho người dân Trong

giai đoạn 2006-2910, GDP tăng bình quân gần 11%/năm GDP bình quân đầu người tăng từ 300 đô la Mỹ năm 2005 lên 505 đô la Mỹ năm 2009 Tỷ lệ huy động GDP vào ngân sách nhà nước tăng bình quân 9,7%/năm Tỷ lệ hộ nghèo giảm nhanh Cơ cấu kinh tế chuyển dịch tích cực theo hướng tăng tỷ trọng công nghiệp và dịch vụ Sản xuất công nghiệp, dịch vụ chuyển từ quy mô nhỏ, manh mún sang quy mô lớn Năm 2009, công nghiệp đóng góp trên 22% và dịch vụ trên 40% GDP của tỉnh Nông, lâm nghiệp tiếp tục phát triển Giá trị sản xuất nông nghiệp tăng từ 15 triệu đồng/ha năm 2005 lên 18,5 triệu đồng/ha năm 2009 Cùng với quá trình chuyển dịch cơ cấu kinh tế, trong từng ngành, lĩnh vực đang có sự chuyển dịch theo hướng nâng cao chất lượng và hiệu quả sản xuất

1.2.5 Văn hoá - Xã hội

Cao Bằng là địa bàn sinh sống của nhiều dân tộc khác nhau Các dân tộc tiêu biểu ở Cao Bằng bao gồm Tày (42% dân số toàn tỉnh), Nùng (35%), Dao (9,8%), H’mong (6,3%), Kinh (5,5%) Mỗi dân tộc thường sinh sống theo quần thể trên các vùng khác nhau

Các dân tộc quần tụ trên mảnh đất Cao Bằng, trong suốt chiều dài lịch

sử hào hùng của mình, đã xây dựng Cao Bằng trở thành một vùng văn hóa đa dạng, phong phú, mang tính đặc thù của mỗi dân tộc

Người Tày có truyền thống văn hoá lâu đời, có chữ viết riêng Nét đặc sắc về văn hoá của người Tày ở Cao Bằng được thể hiện trong các làn điệu lượn (lượn Slương, lượn cọi, lượn ngạn), điệu hát then, điệu múa (múa Sluông, múa chầu), Phướng lỵ (một loại hình sân khấu) và cây đàn tính Đàn ông Tày

có áo dài chàm, quần trắng, đầu đội khăn xếp, đỉnh chếch về phía sau, chân đi hài xảo, giầy vải Phụ nữ Tày đầu vấn ngang, ngoài chùm khăn vuông mỏ quạ,

áo dài màu chàm gài khuy đồng bên phải, ngang lưng thắt dải chàm, hai đuôi dải buông dài xuống đằng sau Vải chàm của người Tày đều tự dệt, tự nhuộm

Dân tộc Nùng ở Cao Bằng sống đan xen trên các địa dư cùng người Tày, gồm nhiều nhánh Nùng khác nhau như Nùng Inh, Nùng An, Nùng Lòi,

Nùng Giang,… Các nhánh người Nùng tuy có có những nét khác nhau về trang phục và ngôn ngữ, tạo ra tính đa dạng và phong phú trong văn hóa dân tộc Nùng Về trang phục, đàn ông mặc áo chàm ngắn xẻ ngực, cài khuy vải tết hình quả sau sau, quần lá tọa, ống rộng Phụ nữ Nùng mặc áo có ống tay rộng,

cổ tay cổ áo trang trí bằng những mảnh vải nhiều màu sáng Về sinh hoạt văn hóa, người Nùng có lượn phủ, lượn tại, lượn Nùng an, múa quạt, múa khăn, xướng Dá dai Nhạc cụ biểu diễn của người Nùng là cây nhị và bộ xóc đồng lục lạc

Người Dao ở Cao Bằng là Dao Tiền và Dao Đỏ, sống chủ yếu ở vùng đồi núi thấp, vừa làm nương, vừa làm ruộng Trang phục dân tộc Dao rất đặc sắc và da dạng Phụ nữ Dao Đỏ ăn mặc rất lộng lẫy Trên nền vải đen, các mảnh vải đỏ được thêu hoặc gắn vào sặc sỡ Khăn quấn đầu Cà pha của người Dao dài 8 sải, quấn quanh đầu trông như vành nón Dải vải phả xí quấn che bên người được thêu thùa nhiều hoạ tiết bằng chỉ đỏ Thắt lưng xi lơ chin được thêu thùa công phu với nhiều hoa văn cầu kỳ, quấn vòng quanh eo, phủ xuống đằng sau Tà áo được trang trí công phu tỉ mỉ, dài quá đầu gối Ống tay

áo rộng có trang trí viền Phụ nữ Dao mặc áo hở ngực, bên trong mặc yếm màu sáng nhạt, có hai chuỗi bông ngù, mỗi bên gồm 8 bông Quần hầu tảo của người Dao có ống rộng, trang trí các ô vuông xanh hoặc đỏ, nâu, trắng Vuông vải nòm kie, dùng để khoác sau lưng, thể hiện tài năng thêu thùa trang trí của bàn tay khéo léo Về sinh hoạt văn hóa, người Dao có múa chuông, múa trống và có dân ca Páo dung

Người H’mong ở Cao Bằng sống chủ yếu trên các triền núi đá cao, tập trung đông ở các huyện Bảo Lạc, Ba Bể, Thông Nông, Hà Quảng Họ sống du canh du cư, đốt nương làm rẫy Sinh hoạt văn hóa đặc sắc của người H’Mông

là múa ô, múa khèn Nhạc cụ có khèn ống trúc bè ngang, khèn lá, khèn môi

Chương 2 NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu

Công nghệ GIS đang ứng dụng trong quản lý, theo dõi diễn biến rừng tại Chi cục Kiểm lâm Cao Bằng và các hạt Kiểm lâm thuộc tỉnh Cao Bằng Diện tích rừng năm 2012 và 2014 của tỉnh Cao Bằng

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu

Chỉ khảo sát các hoạt động công nghệ thông tin (ứng dụng các phần mềm chuyên dụng) tại Chi cục Kiểm lâm tỉnh và các hạt Kiểm lâm tỉnh Cao Bằng Sử dụng phầm mềm Mapinfor 10.5 cập nhật số liệu và đánh giá diễn biến rừng từ năm 2012-2014 của tỉnh Cao Bằng

2.2 Nội dung nghiên cứu

Nội dung 1 Tìm hiểu thực trạng việc ứng dụng công nghệ GIS tại các

Phòng, hạt Kiểm lâm thuộc Chi cục Kiểm lâm tỉnh Cao Bằng

Nội dung 2 Kiểm tra sự thay đổi trạng thái rừng ngoài thực địa

Nội dung 3 Đánh giá diễn biến rừng giai đoạn 2012-2014

Nội dung 4 Xây dựng lập hồ sơ quản lý rừng tại địa phương

Nội dung 5 Đề xuất một số biện pháp nhằm nâng cao hiệu quả trong

công tác theo dõi diễn biến rừng trên địa bàn nghiên cứu

2.3 Phương pháp nghiên cứu

Để đánh giá được thực trạng ứng dụng công nghệ thông tin trong công tác theo dõi diễn biến tài nguyên rừng tại tỉnh Cao Bằng, ta cần tiến hành điều tra, phỏng vấn về việc sử dụng, ứng dụng công nghệ GIS trong việc xây dựng bản đồ hiện trạng rừng, cập nhập số liệu diễn biến tài nguyên rừng tại tỉnh Cao Bằng giai đoạn 2012-2014

Sau khi tiến hành xây dựng được bản đồ hiện trạng rừng số liệu theo dõi diễn biến rừng tỉnh Cao Bằng ta tiến hành phân tích, đánh giá sự biến động rừng giai đoạn 2012 - 2014

2.3.1 Phương pháp nghiên cứu hiện trường về việc đánh giá ứng dựng công nghệ GIS

Để tiến hành điều tra thực trạng về việc ứng dụng công nghệ GIS trong công tác theo dõi diễn biến rừng tại tỉnh Cao Bằng chúng tôi tiến hành phát phiếu điều tra, phỏng vấn trực tiếp tại Chi cục Kiểm lâm gồm các phòng chuyên môn, đội Kiểm lâm cơ động và phòng cháy chữa cháy rừng, các hạt Kiểm lâm huyện, Thành phố, BQL khu bảo tồn vượn Cao Vít huyện Trùng Khánh bằng các phương pháp sau: Điều tra bằng cách phát phiếu điều tra theo mẫu đã chuẩn bị trước; Phỏng vấn trực tiếp lãnh đạo, nhân viên các phòng chuyên môn tại Chi cục Kiểm lâm Lãnh đạo, cán bộ hạt Kiểm lâm các huyện, thành phố trực thuộc Chi cục Kiểm lâm

2.3.2 Phương pháp xử lý số liệu

- Căn cứ vào kết quả của các phiếu điều tra phỏng vấn ta tiến hành: + Thống kê, đánh giá các phần mềm đang được ứng dụng tại Chi cục Kiểm lâm gồm các phòng chuyên môn, đội Kiểm lâm cơ động và phòng cháy chữa cháy rừng, các hạt Kiểm lâm huyện, Thành Phố, BQL khu bảo tồn vượn Cao Vít huyện Trùng Khánh, theo biếu sau:

2.3.4 Phương pháp điều tra ngoại nghiệp để xây dựng bản đồ hiện trạng rừng và cập nhập số liệu theo dõi diễn biến rừng

Trên cơ sở bản đồ hiện trạng rừng 2012 và bản đồ hiện trạng rừng 2014 của các Hạt kiểm lâm kết hợp cùng Chi cục Kiểm lâm xây dựng với sự hỗ trợ của dự án kiểm kê rừng toàn quốc Tiến hành so sánh sự thay đổi giữa 2 bản

đồ hiện trạng, khoanh vùng có sự biến động nhiều để tiến hành kiểm tra thực địa bằng phương pháp điều tra mặt đất cụ thể như sau:

Đề tài lựa chọn ra 3 đơn vị hành chính có sự biến động nhiều nhất để kiểm tra thực địa gồm Trùng Khánh, huyện Phục Hòa và huyện Thạch An

Tại mỗi đơn vị kiểm tra lựa chọn khu vực xã có sự biến động nhiều trên bản đồ tỷ lệ 1/10.000 Bằng cách lập các tuyến điều tra (Tuyến phải đi qua các loại rừng, kiểu rừng, kiểu sử dụng đất đai và các kiểu địa hình đặc trưng; Trong quá trình thực hiện tận dụng các đường mòn, lối nhỏ, đường ôtô từ

đó mở các nhánh sao cho phù hợp với mục đích thu thập số liệu Trường hợp không tận dụng được hệ thống đường hiện có phải thiết kế tuyến kiểm tra cho từng xã theo phương pháp hệ thống; Số lượng tuyến thiết kế cho kiểm tra chiếm từ 10 - 20% diện tích các loại rừng, loại đất hiện có)

Trên mỗi tuyến đi lập các OTC, diện tích phụ thuộc vào trạng thái rừng biến động ngoài thực địa so với bản đồ 2012 Tại mỗi OTC cần lưu toạ độ vào máy định vị GPS

Quá trình kiểm tra ngoài thực địa tại OTC được tiến hành theo các bước và các yêu cầu cơ bản sau: Bổ sung đầy đủ địa hình, địa vật và tên địa danh lên bản đồ; Đối chiếu, kiểm tra, chỉnh sửa các loại tên và mã các loại rừng, loại đất trên bản đồ cho phù hợp với thực địa; Khoanh vẽ bổ sung diện tích rừng đã phục hồi do cháy rừng, phá rừng làm nương rẫy, khai thác rừng trái phép, trông mới rừng, bằng máy định vị GPS và kết hợp với phương pháp thủ công; Đo đếm tầng cây gỗ (D1.3; HVN; tên loài cây, phẩm chất sinh trưởng ) để so sánh trạng thái thực địa với trạng thái trên bản đồ 2012 Các kết quả điều tra thực địa đều được ghi lại để bổ sung thêm những thông tin cho bản đồ hiện trạng 2014

Mẫu biểu điều tra tầng cây gỗ

TT Loài cây D1.3(cm) HVN(m) Phẩm chất

2.3.5 Phương pháp xây dựng cơ sở dữ liệu trên phần mềm DBR

Phần mềm theo dõi diễn biến rừng là phần mềm do Chi cục Kiểm lâm ban hành (có bản quyền) và được sử dụng thống nhất trên toàn quốc trong công tác theo dõi diến biến rừng và đất lâm nghiệp Như trước đây các phần mềm theo dõi diến biến rừng chỉ cập nhập được số liệu nhưng không biên tập được bản đồ hiện trạng rừng Việc biên tập bản đồ hiện trạng cũng như số liệu tách rời nhau, do đó nó gây khó khăn trong việc quản lý số liệu cũng như hiện trạng rừng trên địa bàn quản lý, bên cạnh đó với phần mềm diễn biến rừng trước đây cập nhập diện tích lớn (khoảnh, tiểu khu) do vậy trong một diện tích nhưng có nhiều hiện trạng khác nhau, nó làm sai lệch về tính chính xác của độ che phủ rừng trong công tác theo dõi diến biến rừng với sự phát triển về công nghệ tiên tiến hiện nay công tác theo dõi diễn biến rừng tại tỉnh Cao Bằng đá tiến hành theo dõi đến từng lô (0,01 ha) và sau khi cập nhập được số liệu thì cũng đồng thời biên tập được bản đồ hiện trạng rừng theo từng năm

* Trình tự các bước nhập và xử lý số liệu:

Bước 1: Tạo danh sách các đơn vị làm việc:

- Sau khi mở phần mềm từ menu chính ta chọn mục hệ thống, tiếp tục chọn mục tạo danh sách các đơn vị làm việc ở phần này ta tạo các đơn vị như cấp quản lý, tỉnh, huyện, xã (trong phần mềm tên được lấy theo nguyên tác: lấy chữ cái đầu tiên cộng với 2 chữ cái đầu tiên của từ thứ 2 ví dụ: Cao Bằng: CBA)

- Khai báo người sử dụng: Chức năng này cho phép người sử dụng thay đổi mật khẩu

- Lập lại cấu trúc dữ liệu: Nếu những năm trước 2009 đã sử dụng cơ sở

dữ liệu DBR thì để sử dụng số liệu cũ ta cần thực hiện chức năng này để đưa