Kỹ thuật Thông tin Địa lý (Geograpgic Information System) đã bắt đầu được sử dụng rộng rãi ở các nước phát triển hơn một thập niên qua, đây là một dạng ứng dụng công nghệ tin học (Information Technology) nhằm mô tả thế giới thực (Real world) mà loài người đang sốngtìm hiểukhai thác. Với những tính năng ưu việt, kỹ thuật GIS ngày nay đang được ứng dụng trong nhiều lãnh vực nghiên cứu và quản lý, đặc biệt trong quản lý và quy hoạch sử dụngkhai thác các nguồn tài nguyên một cách bền vững và hợp lý. Sự phát triển không ngừng của công nghệ thông tin đã đưa tin học thâm nhập sâu vào nhiều lĩnh vực khoa học và đời sống, mở ra một giai đoạn mới trong quá trình phát triển khoa học. Hệ thống thông tin địa lý là một trong những ứng dụng rất có giá trị của công nghệ tin học trong ngành địa lý, điều tra cơ bản, quy hoạch đô thị và cảnh báo môi trường, phát triển nông nghiệp. Kỹ thuật GIS đã được bắt đầu sử dụng rộng rãi ở các nước phát triển hơn một thập niên qua, với những tính năng ưu việt, kỹ thuật GIS ngày nay đang được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu và quản lý. Hệ thống thông tin địa lý là một kỹ thuật ứng dụng hệ thống vi tính số hoá, xuất hiện trong những năm 1960 cho đến nay công nghệ này được biết đến như là một kỹ thuật toàn cầu. Trong sự phát triển của đất nước ta hiện nay, việc tổ chức quản lý thông tin địa lý một cách tổng thể có thể đóng góp không nhỏ vào việc sử dụng có hiệu quả hơn nguồn tài nguyên của đất nước. Tập giáo trình này được thực hiện trên cơ sở tổng hợp của nhiều tài liệu trong và ngoài nước của nhiều tác giả nhằm mục đich cung cấp cho các sinh viên một tài liệu tổng hợp để phục vụ cho việc học tập, nghiên cứu và ứng dụng GIS trong các lãnh vực, đặc biệt trong quản lý nông nghiệp.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT BỘ MÔN ĐO ẢNH VÀ VIỄN THÁM TIỂU LUẬN CƠ SỞ HỆ THÔNG TIN ĐỊA LÝ GIS ỨNG DỤNG GIS TRONG PHÁT TRIỂN NÔNG NGHIỆP Hà Nội, Tháng4/2016 TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT BỘ MÔN ĐO ẢNH VÀ VIỄN THÁM TIỂU LUẬN CƠ SỞ HỆ THÔNG TIN ĐỊA LÝ GIS ỨNG DỤNG GIS TRONG PHÁT TRIỂN NÔNG NGHIỆP Sinh viên thực hiện: Nguyễn Văn Thanh Lớp, khoa: Địa chất B-k57, khoa Địa chất MSSV: 1221020137 Người hướng dẫn: ThS Phạm Thị Thanh Hòa Hà Nội, Tháng4/Năm 2016 MỞ ĐẦU Kỹ thuật "Thông tin Địa lý" (Geograpgic Information System) bắt đầu sử dụng rộng rãi nước phát triển thập niên qua, dạng ứng dụng công nghệ tin học (Information Technology) nhằm mô tả giới thực (Real world) mà loài người sống-tìm hiểu-khai thác Với tính ưu việt, kỹ thuật GIS ngày ứng dụng nhiều lãnh vực nghiên cứu quản lý, đặc biệt quản lý quy hoạch sử dụng-khai thác nguồn tài nguyên cách bền vững hợp lý Sự phát triển không ngừng công nghệ thông tin đưa tin học thâm nhập sâu vào nhiều lĩnh vực khoa học đời sống, mở giai đoạn trình phát triển khoa học Hệ thống thông tin địa lý ứng dụng có giá trị công nghệ tin học ngành địa lý, điều tra bản, quy hoạch đô thị cảnh báo môi trường, phát triển nông nghiệp Kỹ thuật GIS bắt đầu sử dụng rộng rãi nước phát triển thập niên qua, với tính ưu việt, kỹ thuật GIS ngày ứng dụng nhiều lĩnh vực nghiên cứu quản lý Hệ thống thông tin địa lý kỹ thuật ứng dụng hệ thống vi tính số hoá, xuất năm 1960 công nghệ biết đến kỹ thuật toàn cầu Trong phát triển đất nước ta nay, việc tổ chức quản lý thông tin địa lý cách tổng thể đóng góp không nhỏ vào việc sử dụng có hiệu nguồn tài nguyên đất nước Tập giáo trình thực sở tổng hợp nhiều tài liệu nước nhiều tác giả nhằm mục đich cung cấp cho sinh viên tài liệu tổng hợp để phục vụ cho việc học tập, nghiên cứu ứng dụng GIS lãnh vực, đặc biệt quản lý nông nghiệp Hệ thống thông tin địa lý (GIS) Viễn thám (Remote sensing) thuộc nhóm công nghệ phát triển nhanh Bất vật tượng trái đất đồ hoá ứng dụng GIS GIS sử dụng máy tính với phần mềm chuyên dụng để lưu trữ, phân tích trình diễn liệu thu thập chủ đề Với thông tin có sẵn liệu GIS giúp lĩnh vực nông nghiệp phát triển nông thôn? GIS sử dụng để theo dõi phát triển cỏ dại, sâu bệnh phá hoại mùa màng, thể loại đất, hạn hán, lũ lụt nhiều yếu tố khác giúp quản lý trình sản xuất nông, lâm nghiệp phát triển nông thôn Thông tin đưa vào GIS lấy từ liệu viễn thám (ảnh hàng không, ảnh vệ tinh), đồ giấy, đồ số thông tin thô đo từ GPS dự liệu phi không gian khác Như trình bày, liệu không gian GIS có loại raster vector Raster sử dụng ô để thể vật có thực giới Các ô gắn với giá trị số để thể vật thực giới Ví dụ ô có số 353 đại diện cho đầm lầy, núi, sông tượng vật lý trái đất mà GIS mô tả Vectơ thể giới điểm, đường, thẳng, vùng Cả hai loại liệu áp dụng hệ thống nông lâm nghiệp, loại vectơ cho nhìn trực quan, loại raster nhìn giống trang Excel, tuỳ thuộc vào nghiên cứu mà sử dụng loại hay kết hợp loại, ví dụ để phân tích địa hình, địa cho cánh đồng vector phù hợp hơn, raster lại phù hợp với việc chồng xếp lớp đồ, hay thể chuyển động côn trùng châu chấu… Trong tiểu luận đề cập đến gis phát triển nông nghiệp vấn đề cấp thiết có ý nghĩa vô cung quan trọng Trước hết ta cần phải hiểu gis gì? Khái niêm, định nghĩa, thành phần GIS? *Khái niệm: G= Geographic= Địa lý : Dữ liệu dùng GIS liệu địa lý GIS trình bày liệu dạng đồ I= Information= Thông tin=: GIS lưu trữ xử lý hai loại thông tin: Đặc trưng không gian thuộc tính S= System= Hệ thống: GIS hệ thống sử dụng để thực hiên chức khác thông tin địa lý GIS hệ thống dùng để trình bày ,lưu trữ, quản lý, phân tích liệu đối tượng bề mặt trái đất *Thành phần GIS: -Con người -Dữ liệu -Phương pháp phân tích -Phần mềm -Phần cứng Các thành phần kết hợp với nhằm tự động quản lý phân phối thông tin thông qua biểu diễn địa lý Trong tiểu luận đề cập đến vấn đề ứng dụng GIS nông nghiệp Đối tượng nông nghiệp Vậy Nông nghiệp gì? Nông nghiệp ngành sản xuất vật chất xã hội, sử dụng đất đai để trồng trọt chăn nuôi, khai thác trồng vật nuôi làm tư liệu nguyên liệu lao động chủ yếu để tạo lương thực thực phẩm số nguyên liệu cho công nghiệp Nông nghiệp ngành sản xuất lớn, bao gồm nhiều chuyên ngành trồng trọt, chăn nuôi, sơ chế nông sản; theo nghĩa rộng, bao gồm lâm nghiệp, thủy sản Nông nghiệp ngành kinh tế quan trọng đặc biệt nước ta lực lượng lao động chủ yếu làm nông nghiệp Bởi quản lý xây dựng quy hoạch cho nông nghiệp hiệu Đảng Nhà nước quan tâm GIS ý giải pháp thiết thực hiệu cao để phát triển nông nghiệp A ỨNG DỤNG GIS VÀ VIỄN THÁM TRONG SẢN XUẤT NÔNG LÂM NGHIỆP: Ứng dụng GIS quy hoạch sử dụng đất: Một ứng dụng quan trọng GIS sản xuất nông lâm nghiệp quy hoạch sử dụng đất Trong suốt 20 năm qua, nước công nghiệp phát triển tổ chức quốc tế sử dụng kỹ thuật GIS chủ yếu lĩnh vực quản lý bảo vệ môi trường Tại Hội nghị người sử dụng ARC/INFO (một phần mềm chuyên dụng GIS, tích hợp ArcGIS hãng ESRI) năm 1992, nhà khoa học trí để bảo vệ môi trường cách bền vững hạn chế suy thoái diễn ra, cần thiết phải ưu tiên đưa GIS vào ứng dụng lĩnh vực nghiên cứu quy hoạch sản xuất nông lâm nghiệp, cách tìm kiếm mô hình sử dụng đất bền vững nhằm xoá giảm bớt hiểm hoạ môi trường tự nhiên với loài người (như tình trạng phá rừng để canh tác, tình trạng xói mòn suy thoái đất đai, tình trạng ô nhiễm môi trường…) Tất nhiên, biện pháp dẫn bảo vệ môi trường không thành công đòi hỏi lương thực đất nông nghiệp xác định đáp ứng cách tối ưu vùng, quốc gia toàn giới Do tiềm ứng dụng GIS định hướng sản xuất nông lâm nghiệp mở rộng ngày tỏ hiệu quả, trở thành công cụ hỗ trợ định chuyên gia quy hoạch nhà quản lý Ứng dụng GIS quy hoạch sử dụng đất đai tuỳ thuộc vào quy mô mức độ khác Có mức độ phân tích: khái quát (Mega), khái quát (Macro), trung bình (Meso) chi tiết (Micro); mức độ phân tích hệ thống GIS vào quy mô diện tích vùng nghiên cứu Khi phân tích thông tin từ mức Mega đến mức Micro, số lượng thông tin đưa vào xử lý lớn Khả tổng hợp phân tích sâu thông tin vùng lãnh thổ nhỏ ngược lại, khái quát mức cao cho vùng rộng lớn ưu điểm GIS Rõ ràng ứng dụng GIS, quy hoạch sử dụng đất đai vùng lãnh thổ lớn hay việc xây dựng dự án phát triển sản xuất nông lâm nghiệp khu vực nhỏ cung cấp khối lượng thông tin toàn diện - tổng hợp kịp thời theo yêu cầu; từ sở liệu cung cấp việc hoạch định bước cụ thể cần thiết (như điều tra bổ sung, thu thập mẫu…) nhanh chóng xác định Một điều quan trọng GIS so với đồ GIS thể lớp đồ vùng nghiên cứu Không bề mặt mà cho thấy tầng đá gốc, loại đất, thảm thực vật nhiều vấn đề khác Nó hữu ích nghiên cứu vùng đất cho sản xuất nông lâm nghiệp, đỡ tốn tiền của nông dân, thay phải làm thí nghiệm đất tất số liệu cấu trúc đất bên lưu trữ máy tính Viện phát triển tài nguyên đất Băngladesh ứng dụng GIS quản lý, phân tích thông tin tài nguyên đất từ năm 1994 SRDI tổ chức khảo sát thông tin tài nguyên đất, cấu trúc đất, loại đất, tính chất đất, ràng buộc sử dụng đất, khả phát triển; quản lý đất bón phân cho đất, khuyến nghị bón phân, trồng thích hợp, cấu trồng… cho vị trí vùng Hiện Viện phát triển tài nguyên đất ứng dụng công nghệ GIS sản xuất 44 loại đồ khác liên quan đến tình trạng dinh dưỡng đất, sử dụng phân bón, nhiễm mặn, sử dụng đất Ứng dụng quy hoạch quản lý sản xuất: Trong sản xuất nông nghiệp, GIS sử dụng để dự đoán vụ mùa cho trồng Nó dự đoán cách không xem xét khí hậu vùng mà cách theo dõi sinh trưởng phát triển trồng, dự đoán thành công mùa vụ GIS giúp tìm thể thay đổi trồng giai đoạn Ví dụ, năm trước số liệu cho thấy trồng A phát triển rộng trồng thành công nhiều năm trước đó, số liệu lưu trữ Nếu vài mùa vụ trồng không phát triển tốt trước, cách sử dụng GIS phân tích số liệu tìm nguyên nhân tượng Ở Băngladesh, Viện nghiên cứu nông nghiệp bắt đầu triển khai dự án GIS từ năm 1996, với mục tiêu thiết lập hệ thống thông tin tài nguyên nông nghiệp dựa sở GIS; sử dụng sở liệu AEZ/GIS để phát triển công nghệ chuyển giao vào sản xuất nông nghiệp Từ giới thiệu GIS Viện nghiên cứu nông nghiệp, nhiều hoạt động thực sử dụng hệ thống sở liệu AEZ /GIS Hệ thống sở liệu AEZ sở thông tin phục vụ định, nhiều quan tổ chức quy hoạch quốc gia sử dụng hệ thống AEZ/GIS cho mục đích quy hoạch vĩ mô vi mô Khả ứng dụng AEZ/GIS bao gồm: - Hệ thống AEZ/GIS thông qua việc cập nhật thông tin thường xuyên sử dụng hữu ích cho mục đích quy hoạch sản xuất; - Tạo kịch cung cấp khả lựa chọn cho nhà hoạch định sách; - Phân tích dự đoán tình huống, xác định vấn đề tìm vùng ưu tiên nghiên cứu; Hơn nữa, sở liệu AEZ/GIS ứng dụng hoạt động sau: - Xây dựng mô hình quản lý rủi ro đánh giá tổn thất ban đầu rủi ro, xây dựng mô hình trình sinh trưởng phát triển trồng, bảo toàn nguồn tài nguyên đất cho sản xuất bền vững; - Quy hoạch rừng, thuỷ sản, đất cho mục đích sản xuất hàng hoá thương mại; - Tập trung vào kịch thay đổi khí hậu ảnh hưởng đến sản xuất nông nghiệp nóng lên trái đất, hiệu ứng nhà kính, mực nước biển nâng cao… - Phát triển hoạt động khí tượng nông nghiệp, chương trình quản lý sản xuất nông nghiệp quản lý nước; - Hệ thống hỗ trợ định cho quy hoạch nông nghiệp chuyển giao công nghệ; Hiện châu Âu du nhập chế độ EUROGAP (Euro Good Agriculture Practice), tiêu chuẩn hoá trình từ trường sản xuất canh tác loại nông nghiệp, bảo quản, vận chuyển, xử lý tiêu độc đến khâu người tiêu thụ theo đó, sản phẩm nông nghiệp không chứng minh tuân theo khâu tiêu chuẩn không phép nhập Tại Nhật Bản hoạt động tương tự gọi với tên JGAP bắt đầu tiến hành, vài năm sản phẩm nông nghiệp chủ yếu tiến hành tiêu chuẩn hoá, sản phẩm nông nghiệp không đáp ứng JGAP không nhập Trong bối cảnh hoạt động vậy, việc quản lý liệu sản xuất nông nghiệp ngày trở nên cấp bách, việc quản lý thông tin theo đất đai trở nên quan trọng hết Để phát triển ngành nông nghiệp Việt Nam cần phải xuất sản phẩm nông nghiệp sản phẩm nông nghiệp chế biến với giá thành thấp, chất lượng cao có sức cạnh tranh thị trường quốc tế Chính thế, tương lai gần thiết nghĩ cần phải xây dựng hệ thống quản lý đối ứng với EUROGAP hay JGAP Vừa qua (cuối năm 2005, đầu 2006), tài trợ phủ Nhật Bản, Công ty Hitachi Soft Trung tâm Tin học Thống kê (ICARRD) thực Dự án thí điểm ứng dụng GIS viễn thám theo hướng hợp tác xã Song Phương, xã Phương Bảng, huyện Hoài Đức, tỉnh Hà Tây Ảnh vệ tinh QuickBirrd chụp khu vực định vị theo đồ địa xã Song Phương, đất đồ địa bổ sung nhờ ảnh QuickBirrd Số liệu canh tác, tiêu thụ sản phẩm nông nghiệp năm 2004, 2005 800 hộ HTX Phương Bảng điều tra đưa vào CSDL GIS phần mềm hệ thống quản lý thông tin nông nghiệp Geomation Farm Dự án có tính chất thử nghiệm thời gian ngắn địa phương hoan nghênh Với tính ưu việt công nghệ GIS viễn thám, ngành lâm nghiệp ứng dụng công tác quy hoạch phát triển rừng, phục vụ công tác thiết kế, khai thác trồng rừng Ngoài người ta sử dụng GIS việc theo dõi, đánh giá diễn biến tài nguyên rừng, xác định vùng thích nghi cho lâm nghiệp Viện Điều tra Quy hoạch rừng (Việt Nam) ứng dụng thành công công nghệ GIS, Viễn thám, GPS theo dõi diễn biến, đánh giá tài nguyên rừng Ảnh vệ tinh có độ phân giải cao sau giải đoán, chồng xếp, đối chiếu với đồ rừng có, khu vực mâu thuẫn xác định để kiểm chứng thực địa với GPS Trong chương trình “Rà soát quy hoạch loại rừng” mà ngành lâm nghiệp tiến hành để phục vụ đề án “Quy hoạch xác định lâm phận ổn định rừng phòng hộ rừng đặc dụng” trình Chính phủ phê duyệt, GIS sử dụng cách hữu hiệu ….Từ đồ địa hình vùng đồi núi, đồ độ cao, độ dốc xây dựng phần mềm GIS Các đồ chồng xếp với đồ đất, đồ mưa để tính mức độ xung yếu Từ đồ phòng hộ lý thuyết này, tỉnh kiểm tra thực địa, kết hợp với điều kiện dân sinh, kinh tế… để trình cấp định khu vực phòng hộ Có thể coi ứng dụng GIS “trợ giúp định” Đề tài KC-07-03 “Xây dựng sử dụng CSDL phục vụ phát triển nông nghiệp Phát triển nông thôn” Viện Quy hoạch Thiết kế Nông nghiệp ứng dụng GIS vào công tác quy hoạch nông nghiệp Mục tiêu đề tài xây dựng CSDL nông nghiệp nông thôn thống tập trung GIS (thống khuôn dạng, hệ toạ độ cấu trúc liệu gồm liệu địa lý phi địa lý), gắn với mô hình phân tích thông tin nhằm trợ giúp trình lập kế hoạch quy hoạch sử dụng nguồn tài nguyên thiên nhiên phát triển bền vững Các loại liệu phi không gian bao gồm: Tài nguyên đất, khí hậu nông nghiệp, tình hình sử dụng đất nông nghiệp, hiệu kinh tế sử dụng đất, thuỷ lợi, tình hình sản xuất nông lâm nghiệp, số liệu thống kê nông nghiệp (năng suất, sản lượng, diện tích số trồng ), thông tin sâu bệnh đặc biệt số liệu dân số, lao động nông thôn, kinh tế hộ… Khuôn dạng chuẩn liệu –xBase file cho phép tổng hợp, xếp tìm kiếm liệu, đồng thời tương thích với cấu trúc liên hệ liệu thuộc tính CSDL GIS thuận lợi kết nối liệu không gian liệu phi không gian Trong quy hoạch đánh giá phân loại đất, GIS công cụ trợ giúp nhằm thu thập liệu chuyên đề, xử lý liệu địa lý, tích hợp liệu để xây dựng đồ đơn vị đất, mô kết đánh giá đất thông qua đồ thích nghi cho loại hình sử dụng đất Mỗi đơn vị đất khu vực địa lý khác biệt với tính chất thổ nhưỡng, địa hình, thuỷ văn khí hậu Để có kết thực toán thích ứng môi trường GIS, thường phải tuân thủ theo qui trình phân tích đa tiêu gồm: xây dựng tiêu đánh giá; lựa chọn lớp đồ phục vụ xây dựng đồ đơn vị đất Sau đánh giá phân loại mức độ thích hợp theo ALES đưa đồ chuyên đề, thông tin tổng hợp trợ giúp trình lập kế hoạch định Nghiên cứu khả thích ứng trồng cần thu thập số liệu sinh học phi sinh học liên quan đến trồng lựa chọn quy hoạch vùng đất Các yếu tố phi sinh học gồm: số liệu đất phân thành mức thích nghi khác nhau, số liệu khí hậu (lượng mưa, phân bố mưa; nhiệt độ tổng tích ôn theo thời gian sinh trưởng…) yếu tố sinh học sâu bệnh, thời gian sinh trưởng yêu cầu sinh học xác định theo mức thích ứng khác Yếu tố kinh tế xã hội địa phương xem xét đưa vào phân tích để có kết luận tổng thể tính thích ứng theo quan điểm nông nghiệp hàng hoá 10 Khi có đồ thích nghi, việc định phương án quy hoạch tổng thể chuyển đến nhà hoạch định sách Ứng dụng GIS quản lý bảo vệ thực vật: Ở số nơi GIS ứng dụng để theo dõi lan tràn cỏ dại Với việc kết hợp ứng dụng viễn thám với GIS cung cấp cách nhanh chóng, xác đồ cỏ dại thời kỳ Điều quan trọng nhà nông học Họ sử dụng thông tin thu thập để ngăn ngừa lan tràn loài cỏ dại phá hoại mùa màng Cỏ dại vấn đề GIS giải quyết, thực tế GIS giải nhiều vấn đề khác Nhiều dự án thực để theo dõi di chuyển côn trùng, sâu bệnh Mỹ Nó hữu ích biện pháp phòng ngừa tích cực Nếu loại động vật hay côn trùng phá hoại đồng ruộng, với GIS bị theo dõi tìm dấu vết Ứng dụng công tác phòng chống cháy bảo vệ rừng: Trong ngành Kiểm lâm Việt Nam, công nghệ GIS ứng dụng để: cảnh báo cháy rừng; phân vùng trọng điểm cháy rừng; ứng dụng ảnh viễn thám MODIS để phát sớm cháy rừng 11 Nhận thức tầm quan trọng CSDL, Cục Kiểm lâm thiết kế đưa vào sử dụng “CSDL báo cáo thống kê” từ năm 1998 để sử dụng cho toàn ngành Bản thân CSDL không liên quan đến công nghệ GIS thành công trả lời câu hỏi: làm để trao đổi thông tin nhanh người cập nhật liệu người sử dụng CSDL để phục vụ quản lý cách hiệu nhất? Trang bị đào tạo cán cho phù hợp? Vai trò người “kỹ sư trưởng” thiết kế, điều hành hoạt động nào? Và “CSDL báo cáo thống kê” ngành Kiểm lâm hoạt động tốt tất Hạt Kiểm lâm, Chi cục kiểm lâm tỉnh Cục Kiểm lâm Nhờ thành công CSDL này, ngành Kiểm lâm tiếp tục thiết kế sở liệu có gắn kết với việc sử dụng đồ, hay nói ứng dụng công nghệ GIS để xây dựng CSDL phục vụ quản lý, bảo vệ rừng Trong công tác Kiểm lâm, CSDL liên quan đến công nghệ GIS hoạt động có hiệu nhiều năm là: CSDL cảnh báo cháy rừng: Thực tiễn quản lý đạo công tác phòng cháy, chữa cháy rừng năm qua, đặc biệt qua hai vụ cháy rừng lớn, tập trung Kiên Giang Cà Mau tháng 4/2002 cho thấy cháy rừng xảy nhiều nơi, mức độ thiệt hại cháy rừng gây nghiêm trọng Lý cháy rừng xảy ra, huy động lực lượng đông để chữa cháy hiệu thấp thiếu lực lượng thường trực chữa cháy rừng chuyên nghiệp, trang thiết bị, phương tiện chữa cháy nghèo nàn, thô sơ; việc huy, tổ chức chữa cháy lúng túng… Vấn đề đặt cần dự báo trước nguy xảy cháy rừng phát sớm điểm cháy để có phương pháp phòng cháy, chữa cháy rừng vấn đề cấp thiết nhiệm vụ quan trọng công tác quản lý bảo vệ rừng nói chung Cục Kiểm lâm phối hợp với Trường Đại học lâm nghiệp thiết kế đưa vào sử dụng CSDL cảnh báo cháy rừng Ngày 01 tháng 01 năm 2003, Đài Truyền hình Việt Nam thức phát sóng tin cảnh báo cháy rừng, CSDL có sử dụng công nghệ GIS để tô mầu khu vực rừng có cấp cảnh báo khác cập nhật hàng ngày thông số khí tượng: Nhiệt độ, độ ẩm không khí lượng mưa từ 100 trạm khí tượng toàn quốc Việc trao đổi thông tin hàng ngày qua hệ thông thư tín điện tử tính toán vào lúc 16h30’ Kết cảnh báo cháy rừng hàng ngày gửi sang Đài Truyền hình Việt Nam Đài Tiếng nói Việt Nam vào 17h để 12 quan kịp biên tập phát sóng chương trình thời Đài Có thể nói CSDL cập nhật hàng ngày CSDL theo dõi diễn biến rừng đất lâm nghiệp: Mục đích theo dõi diễn biến rừng đất lâm nghiệp nắm vững diện tích loại rừng, đất lâm nghiệp có phân chia theo chức sử dụng rừng loại chủ quản lý; lập đồ trạng rừng cấp xã tỷ lệ 1/25.000 hay 1/10.000 nhằm giúp hoạch định sách lâm nghiệp địa phương trung ương phục công tác bảo vệ phát triển rừng Yêu cầu theo dõi diễn biến rừng đất lâm nghiệp gồm: - Cập nhật diện tích loại rừng đất lâm nghiệp sở phân loại rừng đất rừng theo Quy phạm thiết kế kinh doanh rừng QPN 6-84 ban hành kèm theo Quyết định số 682B/QLKT ngày 01/8/1984 Bộ trưởng Bộ Lâm nghiệp (nay Bộ Nông nghiệp Phát triển nông thôn); Dữ liệu sở ban đầu kết kiểm kê rừng công bố Quyết định 03/2001/QĐ-TTg ngày 5/1/2001 Thủ tướng Chính phủ việc phê duyệt kết tổng kiểm kê rừng toàn quốc; - Đơn vị sở theo dõi cập nhật lô trạng thái Đơn vị thống kê tiểu khu rừng, xã, huyện, tỉnh toàn quốc; - Số liệu thu thập thực địa phải cập nhật vào sở liệu đồ rừng cấp xã tỷ lệ 1/25.000 Một số địa phương có điều kiện sử dụng đồ cấp xã tỷ lệ 1/10.000; - Việc theo dõi diễn biến rừng đất lâm nghiệp cần ứng dụng công nghệ thông tin cụ thể như: Phần mềm sở liệu (DBR), Phần mềm xử lý đồ (MapInfo, Microstation), phần mềm xử lý ảnh viễn thám (PCI, ERDAS) Các phần mềm quản lý, sử dụng thống toàn quốc, bảo đảm tính tích hợp liệu từ địa phương tới trung ương GIS công tác quản lý hoạch định sách: GIS sử dụng để cung cấp thông tin nhanh hiệu cho nhà hoạch định sách Các quan phủ dùng GIS quản lý nguồn tài nguyên thiên nhiên, hoạt động quy hoạch, mô hình hoá quan trắc Trung tâm tích hợp liệu, quản lý sở liệu GIS tích hợp vào không gian sở liệu chuyên ngành khác nơi cung cấp thông tin tổng hợp phục vụ nhà hoạch định sách 13 Một cách tiếp cận nghiên cứu hoạch định chiến lược, sách nông nghiệp dựa hệ thông tin địa lý đa cấp độ Với mục tiêu (i) khái quát hoá tính đa dạng nông nghiệp-sinh thái kinh tế-xã hội, (ii) tổng hợp liệu không đồng (đa thời điểm, đa nguồn gốc có độ phân giải khác nhau) sở kiến thức chung (iii) xác định vùng đồng xét theo góc độ vấn đề phát triển Kết nghiên cứu đem lại phân loại vấn đề phát triển, phù hợp giải pháp đề xuất nơi tiếp nhận sở khoa học khách quan hỗ trợ cho nhà quy hoạch, quản lý định Phương pháp để đạt mục tiêu kết hợp (i) kết nghiên cứu chuyên khảo khác từ quan nghiên cứu, (ii) liệu thứ cấp, thống kê chuyên ngành (iii) sở liệu GIS Chính phương pháp cho phép nhà quản lý “quan sát” cách tổng hợp chi tiết động thái biến đổi thuộc lĩnh vực quản lý có định khoa học, xác Thông tin GIS cung cấp cho người sử dụng hướng thay đổi liệu lãnh thổ theo thời gian, đồng thời xác định xảy có thay đổi liệu Dữ liệu đồ gắn chặt với giới thực bổ sung thông tin mới, CSDL GIS cung cấp thông tin trực quan, thuận tiện 14 lúc cho phép người sử dụng nhiều thông tin cách tổng hợp để có kết luận cách tổng quan phù hợp với mục đích Sản xuất nông lâm nghiệp trở nên đơn giản, dễ dàng với việc sử dụng GIS Thật tuyệt vời bàn làm việc toàn thông tin nông lâm nghiệp thể đồ, nhà hoạch định sách, nhà đầu tư dễ dàng có định phù hợp xác B ỨNG DỤNG GIS TRONG THUỶ LỢI: Do đặc tính thay đổi theo không gian thời gian nguồn nước, công nghệ GIS minh chứng công cụ hữu ích cho việc quản lý, dự báo qui hoạch nguồn nước Dưới tóm tắt lại ứng dụng GIS lĩnh vực thuỷ lợi Trong quản lý qui hoạch lưu vực sông: Việc phân tích quy hoạch nguồn nước trước nhiều thời gian công sức, ngày công nghệ GIS giúp khắc phục nhược điểm Khái niệm quy hoạch nguồn nước mở rộng không quy hoạch mà dự báo, quản lý hiệu đáp ứng nhanh với thay đổi nhu cầu ngành dùng nước biến đổi nguồn tự nhiên Viện Quy hoạch Thuỷ lợi Việt Nam ứng dụng công nghệ GIS nhiều dự án quy hoạch Ứng dụng gần sử dụng mô hình thuỷ động lực học kênh hở MIKE 11 dự án quy hoạch sông Hồng Ở Việt Nam, mô hình thuỷ động lực học kênh hở đầu tư nghiên cứu hàng thập kỷ trước Nhiều mô hình toán xây dựng hoàn chỉnh đưa vào tính toán thực tế Tuy nhiên, mô hình MIKE 11 có ưu điển trội so với mô hình khác liên kết với GIS Đây loại mô hình toán sử dụng phương trình St Venant, mô dòng chảy sông liên kết với vùng ngập lũ Vì giúp nhà quy hoạch hiển thị nhanh, rõ ràng hoạt cảnh sử dụng nguồn nước tương lai Hơn với trợ giúp GIS, tham gia bên liên quan trình quy hoạch thuận lợi GIS giúp nhà quy hoạch hiển thị ý kiến đóng góp cách rõ ràng đồ Ứng dụng mô hình này, hệ thống lưu vực sông Hồng – sông Thái Bình mô thành mạng sông tính toán, số hoá sở ảnh vệ tinh lưu vực sông 15 Hồng theo hệ toạ độ UTM WGS 84 vùng 48 N Đầu vào mô hình số liệu đặc tính hệ thống với sô liệu nguồn nước vào toàn hệ thống Kết mô hình giúp nhà quy hoạch định lượng hiệu phương án phát triển nguồn nước giai đoạn phát triển 2010, 2020 2040 Dự báo xói lở, biến đổi lòng dẫn sông Công nghệ viễn thám - GIS ứng dụng nhiều dự báo sạt lở bờ sông biển Việt Nam Như công nghệ GIS - Viễn thám ứng dụng để đánh giá tình hình biến động lòng dẫn hạ lưu sông Thu Bồn trường Đại học thuỷ lợi thực Thông qua phần mền xử lý ảnh hệ thống thông tin địa lý GIS, ảnh máy bay, ảnh vệ tinh, đồ địa hình tài liệu liên quan khác giải đoán thông tin Bản đồ địa hình, ảnh vệ tinh chụp trạng đoạn hạ lưu sông Thu Bồn thời gian khác 1965, 1981, 1988, 1996 giải mã công cụ GIS viễn thám Dựa kết này, tình hình diễn biến lòng sông qua giai đoạn phân tích, so sánh Từ đó, đưa số định hướng nhằm hạn chế xói lở biến đổi lòng dẫn Phòng chống bão Mới đây, công nghệ GIS Viễn thám giúp người Mỹ chủ động phòng chống đối phó hiệu với bão kỷ Katrina Nhờ công nghệ này, tất gần tận mắt theo dõi trình hình thành đường bão truyền hình Công nghệ GIS Viễn thám không ứng dụng để mô tả chất, dự báo đường đi, phạm vi ảnh hưởng bão, mà nhờ vài công cụ đồ trực tuyến, internet hệ thống định vị toàn cầu (GPS), quan sát toàn địa cầu cách dễ dàng; đồng thời dẫn đường cho phương tiện giao thông đến nơi trái đất Cảnh báo lũ Lũ tượng thiên tai gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến nhiều vùng, nhiều quốc gia từ năm đến năm khác Lũ gây thiệt hại người, suy giảm môi trường sinh thái Lũ tránh hoàn toàn thiệt hại lũ giảm thiểu Hầu hết vùng quốc gia có nhiều lũ xuất công tác giảm thiệt hại xác định nhiệm vụ quan trọng hàng đầu Các biện pháp thực bao gồm biện pháp công trình phi công trình Cảnh báo lũ biện pháp 16 phi công trình quan trọng nhằm giảm thiệt hạt người, mùa màng tài sản lũ xuất Ứng dụng GIS cảnh báo lũ thực khắp vùng, quốc gia giới Trường Đại học Thuỷ lợi ứng dụng loại mô hình toán hệ thống GIS vào cảnh báo lũ ngập lụt cho vùng đồng sông lớn miền Trung nhằm giảm thiểu ảnh hưởng thiên tai lũ lụt cho nhân dân vùng Với tỉnh miền Trung, để cảnh báo lũ cần xây dựng cở sở liệu nguy ngập lụt ứng với cấp mực nước trạm thuỷ văn nằm hạ lưu sông, sau xây dựng phương án dự báo lũ nhanh cho trạm này, so sánh mực nước dự báo với mực nước tương ứng đồ ngập lụt để cảnh báo nguy ngập lụt Sơ đồ cảnh báo lũ ngập lụt cho sông miền Trung hình 15 Một loạt đồ ngập lụt ứng với kịch mực nước khác xây dựng Áp dụng phân tích không gian, 3D GIS ta phân tích, tính toán ảnh hưởng lũ lụt theo kịch mực nước để cảnh báo lũ cho dân Bangladesh quốc gia phải chịu thiệt hại nhiều lũ gây ra, sử dụng công nghệ để xây dựng hệ thống cảnh báo lũ sớm Mô hình MIKE Viện Thuỷ lực Đan Mạch phát triển ứng dụng hệ thống Các kỹ thuật sử dụng để dự báo mức nước lũ địa phương lưu lượng 17 dòng chảy sông Dự báo sử dụng để xây dựng chiến lược điều hành cho hoạt động hồ chứa – công trình điều hành giảm lũ cho hạ lưu Hơn nữa, tạo tảng để cảnh báo lũ cho quyền địa phương nhân dân vùng Để cảnh báo, đồ ngập lụt xây dựng từ kết mực nước dự báo mô hình Sự giao cắt đồ ngập lụt đồ định cư, đồ sử dụng đất vạch biên giới vùng ngập lụt Kết mô hình tạo hệ thống cảnh báo lũ sớm, ví dụ cảnh báo lũ trước 72, 48 24 Hơn nữa, giúp nhà quản lý định tìm phương án tốt để đối phó với lũ Chẳng hạn vấn đề di dân lũ đến, nhà phân tích tìm đường thuận tiện di dân từ vị trí đến vị trí khác Hoặc người dân gặp nạn, tìm đường nhanh để đưa nạn nhân tới bệnh viện Ứng dụng khác GIS cảnh báo lũ quét vùng núi Một đồ GIS lập vùng núi xác định yếu tố mức độ rừng bị phá, độ dốc, diện tích sườn núi Từ thông tin này, máy tính tính toán, dự đoán khu vực có nguy sạt lở đất, bị lũ quét cao, ước tính với lưu lượng mưa bao nhiêu, thời gian có nguy xảy lũ quét Từ dự đoán đó, địa phương di dời khu dân cư khỏi vùng nguy hiểm, dự báo sớm khả thiên tai xảy Phòng chống hạn Viễn thám GIS coi công cụ phổ biến xây dựng thông tin vùng bị hạn xuất hạn Ví dụ, trường đại học Khon Kaen, Thái Lan ứng dụng công nghệ GIS Viễn thám để mô hình hoá khu vực hạn thuộc vùng Đông Bắc nước Vùng Đông Bắc Thái Lan có tổng diện tích tự nhiên vào khoảng 170,000 km2, chiếm 1/3 diện tích lãnh thổ Mô hình phát triển để xây dựng đồ hạn GIS sử dụng để xây dựng lớp đồ hạn ứng với nguyên nhân gây hạn khác Hạn coi hàm lượng mưa, chế độ thuỷ văn đặc điểm địa hình vùng, lớp đồ tương ứng với nguyên nhân gây hạn xây dựng Mỗi lớp bao gồm đặc điểm địa lý thuộc tính dùng làm liệu đầu vào để phân tích Ví dụ, thiếu nước điều kiện khí tượng phân tích dựa vào lượng mưa trung bình năm 15 năm nhỏ 264 trạm đo Thiếu nước chế độ thuỷ văn phân tích dựa vào chu trình nước mặt, vùng tưới, mật 18 độ sông suối, chất lượng khối lượng nước ngầm Thiếu nước đặc điểm địa hình xây dựng kết hợp từ thông tin không gian loại đất, điều kiện tiêu thoát sử dụng đất Các thông tin thu thập thực tế ảnh Landsat TM, bao gồm lượng nước mặt, sử dụng đất, loại đất tình trạng tiêu thoát Một phần khác từ đồ quan Chính phủ Cơ sở liệu phục vụ quản lý: Trong công tác quản lý công trình thuỷ lợi, GIS sử dụng để xây dựng sở liệu Bản chất sở liệu GIS nhóm xác định liệu tổ chức cấu trúc phần mềm quản lý, bao gồm liệu không gian phi không gian Số liệu không gian dùng để diễn tả đồ khuôn dạng hiểu máy tính Đây thông tin mô tả đặc tính hình học đối tượng địa lý giới thực vị trí, kích thước Số liệu phi không gian mô tả đặc điểm, đặc tính tượng xảy vị trí địa lý xác định Ứng dụng GIS, Viện Khoa học thuỷ lợi miền Nan xây dựng CSDL phục vụ công tác quản lý khai thác nguồn nước vùng đồng sông Cửu Long Số liệu không gian hệ thống đồ 1/50.000, hiển thị điểm cao độ, đường giao thông, sông suối, mạng lưới trạm khí tượng - thuỷ văn, vị trí công trình thuỷ lợi Số liệu thuộc tính thông tin độ cao, thông số kỹ thuật sông kênh, số liệu đo đạc trạm khí tượng thuỷ văn, tài liệu liên quan đến công trình thuỷ lợi, dự án thuỷ lợi Với sở liệu này, nhà quản lý truy cập số liệu theo không gian theo thuộc tính Theo không gian, người dùng chọn lớp thông tin truy cập cách nhấp chuột vào đối tượng hình, chương trình tự liên kết đến sở liệu chứa thông tin liên quan tạo báo cáo kết cần tìm Bằng phương pháp truy cập theo thuộc tính, người dùng thay chọn đối tượng hình chọn đối tượng theo danh sách thống kê hình Cục Quản lý đê điều Phòng chống lụt bão đạo xây dựng chương trình quản lý liệu hệ thống đê điều máy tính với công nghệ GIS Trong chương trình này, số liệu lớp đồ số hoá Các số liệu quản lý bao gồm: (1) công trình đê điều có đê, kè, cống, kho vật tư phòng chống lụt bão, trụ sở đội quản lý đê, trạm thuỷ văn Các công trình số hoá trực tiếp phần mềm chuyên dụng (2) Các số liệu mặt cắt địa hình, địa chất 19 (mặt cắt dọc mặt cắt ngang) nhập vào chương trình chương trình tự động vẽ mặt cắt (3) Các liệu cố, diễn biến lòng sông, đoạn đê trồng tre chống sóng, đoạn đê khoan vữa, đoạn đê két hợp giao thông nhập theo dạng bảng liệu chương trình tự động tìm đến vị trí xác định đồ Với ứng dụng chương trình ứng dụng tốt công tác phòng chống giảm nhẹ thiên tai Chẳng hạn nhà quản lý theo dõi công trình cố, công trình tu bổ hàng năm, mặt cắt địa hình địa chất để hỗ trợ cho việc tu bổ nâng cấp đê KẾT LUẬN: GIS có vai trò to lớn kinh tế quốc dân đặc biệt công đại hóa nông nghiệp phát triển nông thôn Việc đầu tư nâng cấp xây dựng phát triển gis nông nghiệp có ý nghía vô quan trọng toàn xã hội để đưa đất nước ta trở thành nước tiên tiến, đại Em xin chân thành cảm ơn cô Phạm Thị Thanh Hòa tận tình giúp đỡ hướng dẫn em hoàn thành tiểu luận Mặc dù cố gắng khó tránh khỏi sai sót mong quý thầy cô bạn bỏ qua góp ý cho tiểu luận hoàn thiện xác hơn!!! 20 Tài liệu tham khảo: Giáo trình sở hệ thống thông tin địa lý (GIS) GVC.TS Trần Vân Anh wikipedia Trang web: luanvan.net.vn 4.Trang web:www.climategis.com 21 [...]... nước trong các giai đoạn phát triển 2010, 2020 và 2040 2 Dự báo xói lở, biến đổi lòng dẫn trong sông Công nghệ viễn thám - GIS đã được ứng dụng nhiều trong dự báo sạt lở bờ sông biển hiện nay ở Việt Nam Như công nghệ GIS - Viễn thám được ứng dụng để đánh giá tình hình biến động lòng dẫn hạ lưu sông Thu Bồn do trường Đại học thuỷ lợi thực hiện Thông qua phần mền xử lý ảnh và hệ thống thông tin địa lý GIS, ... nhiên, trong các hoạt động quy hoạch, mô hình hoá và quan trắc Trung tâm tích hợp dữ liệu, quản lý các cơ sở dữ liệu cơ bản trên nền GIS và có thể tích hợp vào các không gian của các cơ sở dữ liệu chuyên ngành khác là nơi cung cấp thông tin tổng hợp nhất phục vụ các nhà hoạch định chính sách 13 Một cách tiếp cận mới trong nghiên cứu hoạch định chiến lược, chính sách nông nghiệp là dựa trên hệ thông tin địa. .. vị cơ sở theo dõi và cập nhật là lô trạng thái Đơn vị thống kê là tiểu khu rừng, xã, huyện, tỉnh và toàn quốc; - Số liệu thu thập ở thực địa phải được cập nhật vào cơ sở dữ liệu và bản đồ rừng cấp xã tỷ lệ 1/25.000 Một số địa phương có điều kiện thì sử dụng bản đồ cấp xã tỷ lệ 1/10.000; - Việc theo dõi diễn biến rừng và đất lâm nghiệp cần được ứng dụng công nghệ thông tin cụ thể như: Phần mềm cơ sở. .. xử lý bản đồ (MapInfo, Microstation), phần mềm xử lý ảnh viễn thám (PCI, ERDAS) Các phần mềm này được quản lý, sử dụng thống nhất trong toàn quốc, bảo đảm tính tích hợp dữ liệu từ địa phương tới trung ương 5 GIS và công tác quản lý và hoạch định chính sách: GIS được sử dụng để cung cấp thông tin nhanh hơn và hiệu quả hơn cho các nhà hoạch định chính sách Các cơ quan chính phủ dùng GIS trong quản lý. .. địa hình được xây dựng kết hợp từ các thông tin không gian về loại đất, điều kiện tiêu thoát và sử dụng đất Các thông tin này được thu thập thực tế và ảnh Landsat TM, bao gồm lượng nước mặt, sử dụng đất, loại đất và tình trạng tiêu thoát Một phần khác là từ các bản đồ của cơ quan Chính phủ 6 Cơ sở dữ liệu phục vụ quản lý: Trong công tác quản lý công trình thuỷ lợi, GIS đã được sử dụng để xây dựng cơ. .. sẽ chuyển đến các nhà hoạch định chính sách 3 Ứng dụng GIS trong quản lý bảo vệ thực vật: Ở một số nơi GIS đang được ứng dụng để theo dõi sự lan tràn của cỏ dại Với việc kết hợp ứng dụng viễn thám với GIS sẽ cung cấp một cách nhanh chóng, chính xác bản đồ cỏ dại ở các thời kỳ Điều này là rất quan trọng đối với các nhà nông học Họ có thể sử dụng các thông tin thu thập được để ngăn ngừa sự lan tràn của... chương trình đã được ứng dụng tốt trong công tác phòng chống và giảm nhẹ thiên tai Chẳng hạn như các nhà quản lý có thể theo dõi các công trình sự cố, các công trình được tu bổ hàng năm, các mặt cắt địa hình địa chất để hỗ trợ cho việc tu bổ và nâng cấp đê KẾT LUẬN: GIS có vai trò to lớn trong nền kinh tế quốc dân và đặc biệt là trong công cuộc hiện đại hóa nông nghiệp và phát triển nông thôn Việc đầu... quốc gia phải chịu thiệt hại rất nhiều do lũ gây ra, cũng đã sử dụng công nghệ này để xây dựng hệ thống cảnh báo lũ sớm Mô hình MIKE do Viện Thuỷ lực Đan Mạch phát triển đã được ứng dụng trong hệ thống này Các kỹ thuật đã được sử dụng để dự báo mức nước lũ tại các địa phương và lưu lượng 17 dòng chảy trong sông Dự báo này có thể được sử dụng để xây dựng chiến lược điều hành cho hoạt động hồ chứa – công... tổng hợp để có được kết luận một cách tổng quan phù hợp với mục đích của mình Sản xuất nông lâm nghiệp sẽ có thể trở nên đơn giản, dễ dàng hơn với việc sử dụng GIS Thật tuyệt vời khi trên bàn làm việc toàn bộ thông tin về nông lâm nghiệp được thể hiện trên bản đồ, các nhà hoạch định chính sách, các nhà đầu tư sẽ dễ dàng có những quyết định phù hợp và chính xác B ỨNG DỤNG GIS TRONG THUỶ LỢI: Do đặc tính... GIS đã được sử dụng để xây dựng cơ sở dữ liệu Bản chất của cơ sở dữ liệu GIS là một nhóm xác định các dữ liệu được tổ chức trong một cấu trúc của phần mềm quản lý, trong đó bao gồm các dữ liệu không gian và phi không gian Số liệu không gian dùng để diễn tả bản đồ trong khuôn dạng hiểu được của máy tính Đây là những thông tin mô tả đặc tính hình học của đối tượng địa lý trong thế giới thực như vị trí,