Ứng dụng GPS trong quản lý động vật hoang dã

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG TP.HỒ CHÍ MINH KHOA: MÔI TRƯỜNG BÀI TIỂU LUẬN Môn: ỨNG DỤNG GIS VÀ VIỄN THÁM TRONG MÔI TRƯỜNG Đề tài: Ứng dụng công nghệ GPS việc giám sát bảo vệ động vật quý GVHD : GV Nguyễn Thanh Ngân Lớp :03 KTMT Nhóm : DANH SÁCH THÀNH VIÊN NHÓM Lớp: 03 Kỹ Thuật Môi Trường Môn: Ứng dụng GIS viễn thám môi trường - - - - - - - Võ Thị Huyền Trang (0350020108): Chỉnh sửa báo cáo, làm PowerPoint Đào Nguyễn Quỳnh Như (0350020086):Tìm tài liệu, chỉnh sửa, bổ sung báo cáo, thuyết trình Nguyễn Duy Phương (0350020095):tìm tài liệu thực trạng loài hoang dã giới Việt Nam Trần Phương Nhung (0350020085):tìm tài liệu ứng dụng GPS nhằm giám sát loài hoang dã Huỳnh Thanh Phong (0350020090): tìm tài liệu phần mềm ENV- SOS, ứng dụng Nguyễn Bá Gia Minh (0350020067) : Tìm tài liệu GPS, thành phần Hồ Hoàng Sơn (0350020103): Tìm video, tìm tài liệu cấu sử dụng GPS Page | Môn: Ứng dụng GIS viễn thám môi trường MỤC LỤC Nội dung: I TỔNG QUAN HỆ ĐỘNG VẬT I.1 TRÊN THẾ GIỚI I.2 Ở VIỆT NAM II.TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ TOÀN CẦU (GPS) II.1 KHÁI NIỆM II.2 THÀNH PHẦN II.3 CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG III ỨNG DỤNG GPS TRONG GIÁM SÁT VÀ BẢO VỆ CÁC LOÀI ĐỘNG VẬT HOANG DÃ IV SỬ DỤNG PHẦN MỀM ENV – SOS TRONG BẢO VỆ CÁC LOÀI ĐỘNG VẬT HOANG DÃ Ở VIỆT NAM V ƯU ĐIỂM CỦA VIỆC ÁP DỤNG HỆ THỐNG GPS VÀO GIÁM SÁT VÀ BẢO VỆ ĐỘNG VẬT HOANG DÃ VI KẾT LUẬN Tài liệu tham khảo: Quỹ bảo tồn động vật hoang dã WWF (http://vietnam.panda.org/) Khoahoc.tv Kenh.vn env resources management inc thiennhien.org Bản đồ học hệ thống thông tin địa lý ( Hà Quang Khải) Page | Môn: Ứng dụng GIS viễn thám môi trường Page | Môn: Ứng dụng GIS viễn thám môi trường LỜI MỞ ĐẦU Động vật hoang dã thành phần tất yếu hệ sinh thái, chúng có vai trò to lớn cân sinh thái, mắt xích quan trọng chu trình dinh dưỡng tuần hoàn vật chất Trái đất Đối với đời sống người, động vật hoang dã nguồn sống, chúng đáp ứng nhiều nhu cầu người như: cung cấp lương thực, thực phẩm, giá trị giải trí, khoa học, văn hóa, sức khỏe nhiều giá trị tiềm tàng khác Việt Nam xem quốc gia có đa dạng sinh học cao Nhiều loại môi trường sống khác tạo nhiều hội cho sinh vật phát triển Điều dẫn đến hệ hệ động vật Việt Nam phong phú đa dạng chủng tộc lẫn sinh khối số lượng Mặc dù vậy, gia tăng dân số nạn săn bắn động vật trái phép dẫn đến nguy cao việc tính đa dạng sinh học đẩy nhiều loài động vật nguy tiệt chủng Danh sách động vật có nguy tuyệt chủng ngày dài thêm, lên gần 1000 loài, nguyên nhân người dân săn bắt,buôn bán trái phép để làm thực phẩm, bào chế thuốc làm cảnh Cho đến nay, có nhiều số liệu thống kê khác số lượng loài động vật quý Việt Nam Trong tiến trình đòi hỏi phải nhận thức hành động để đạt bền vững, nhu cầu nghiên cứu để bảo tồn loại động vật hoang dã, loài quý có nguy tuyệt chủng có nhiều giá trị không sinh học mà sinh thái môi trường Ngày nay, với phát triển mạnh mẽ cách mạng công nghệ, ứng dụng GPS liên tục phát triển lĩnh vực quản lý bảo vệ tài nguyên môi trường Xu hướng quản lý tài nguyên môi trường sử dụng tối đa khả cho phép GPS Sự phát triển phần cứng máy tính có nhiều khả hơn, mạnh ứng dụng GPS trở nên thân thiện với người sử dụng công cụ phân tích không gian vị trí Nhờ khả định vị truyền nhận liệu nên GPS thích hợp với nhiệm vụ quản lý tài nguyên môi trường, cụ thể đề quản lý động vật hoang dã Xuất phát từ thực tiễn trên, đề tài “Ứng dụng GPS việc giám sát bảo vệ loài động vật hoang dã Việt Nam” thành lập với chức thông tin phân bố, di chuyển loài động vật hoang dã khoảng thời gian định nhằm giám sát bảo vệ loài động vật khỏi nguy tuyệt chủng Page | Môn: Ứng dụng GIS viễn thám môi trường Tổng quan hệ động vật: I.1 Trên Thế Giới: Theo đánh giá Hành tinh sống (Living Planet) Hiệp hội Động vật học Luân Đôn (ZSL) Quỹ Bảo tồn Động vật hoang dã (WWF), quần thể động vật hoang dã toàn cầu giảm 58% kể từ năm 1970 Nếu xu hướng tiếp tục diễn ra, sụt giảm dẫn đến 2/3 số loài động vật có xương sống vào năm 2020 Con số cho thấy, loài động vật sống hồ, sông vùng đầm lầy phải chịu tổn thất lớn Hoạt động người, bao gồm môi trường sống, buôn bán động vật hoang dã, ô nhiễm biến đổi khí hậu tác nhân gây suy giảm Tuy nhiên, phương pháp luận báo cáo vấp phải số trích Báo cáo Hành tinh sống công bố năm lần cung cấp đánh giá trạng động vật hoang dã giới Phân tích đánh giá 3.700 loài chim, cá, động vật có vú, bò sát, lưỡng cư bò sát – chiếm khoảng 6% tổng số loài động vật có xương sống giới Nhóm nghiên cứu thu thập số liệu từ nghiên cứu đánh giá chuyên gia kết công việc, số liệu thống kê phủ điều tra thực nhóm bảo tồn tổ chức phi phủ Loài có liệu trở năm 1970, với nhiều mốc thời gian (để thể xu hướng) đưa vào nghiên cứu Sau đó, nhà khoa học tiến hành nghiên cứu quy mô dân số thay đổi qua thời gian Một số thông tin điều chỉnh để đưa vào nhóm động vật có số lượng lớn liệu (ví dụ có nhiều ghi loài chim Bắc Cực gần Bắc Cực) liệu (ví dụ loài lưỡng cư nhiệt đới) Tác giả báo cáo cho biết, điều để đảm bảo số dư thông tin suy giảm số loài động vật không làm ảnh hưởng đến tranh tổng thể Báo cáo cuối cùng, công bố năm 2014, ước tính quần thể động vật hoang dã giới giảm nửa vòng 40 năm trước Đánh giá cho thấy xu hướng giảm tiếp diễn: từ năm 1970, quần thể động vật hoang dã giảm trung bình 58% Tiến sĩ Barret cho biết, số nhóm động vật có tình trạng xấu nhóm khác Các nhà khoa học nhìn thấy suy giảm đặc biệt mạnh mẽ môi trường nước – riêng loài nước ngọt, mức suy giảm mức 81% kể từ năm 1970 Con số liên quan đến cách sử dụng nước dẫn nước ngoài, phân tán hệ thống nước thông qua xây dựng đập Báo cáo nhấn mạnh đến loài khác voi châu Phi, gánh chịu sụt giảm mạnh năm gần nạn săn bắn trộm, cá mập bị đe dọa tuyệt chủng đánh bắt mức Các nhà nghiên cứu kết luận rằng, quần thể động vật có xương sống giảm với mức trung bình 2%/năm Và cảnh báo không hành động, loài động vật hoang dã giảm tới 67% (dưới mức năm 1970) vào cuối thập kỷ I - - - - - - - - - Page | Môn: Ứng dụng GIS viễn thám môi trường I.2 Ở Việt Nam: Việt Nam quốc gia có hệ động vật phong phú đa dạng chủng loại số lượng Hệ động vật Việt Nam giàu thành phần mà có nhiều nét độc đáo, đại diện cho vùng Đông Nam Á có nhiều loài đặc hữu Hơn 100 loài phân loài chim 78 loài phân loài thú đặc hữu Có nhiều loại động vật có giá trị thực tiễn cao nhiều loài có ý nghĩa lớn bảo vệ như: Voi, tê giác, bò rừng, trâu rừng, hổ, báo, cu li, vooc… Tuy nhiên, đáp ứng cho nhu cầu 80 triệu dân không ngừng tăng, Việt Nam phải khai thác cách ạt loại tài nguyên làm cho loại tài nguyên bị cạn kiệt cách nhanh chóng, đặc biệt động vật hoang dã Một nghiên cứu Quỹ Quốc tế Bảo vệ Thiên nhiên (WWF) cảnh báo gần 10% loài động vật hoang dã Việt Nam bị đe dọa tuyệt chủng Trước nguy hiểm họa tuyệt chủng hàng loại loài động vật Việt Nam dẫn đến cân sinh thái, đe dọa đến sống tại, Chính quyền Việt Nam phải có đánh giá, quan tâm đến trạng bi đát hệ động vật bắt đầu có số nỗ lực bảo tồn hệ động vật mong manh Dựa dẫm vào nguồn tài trợ tổ chức bảo vệ động vật, Chính quyền Việt Nam bước khoanh vùng xác định khu vực bảo tồn, bảo vệ loài động vật hoang dã Page | Môn: Ứng dụng GIS viễn thám môi trường II Tổng quan hệ thống định vị toàn cầu ( GPS): II.1 Khái niệm: - Hệ thống định vị toàn cầu (Global Positioning System – GPS) hệ thống xác định vị trí dựa vị trí vệ tinh nhân tạo, Bộ quốc phòng Hoa Kỳ thiết kế, xây dựng, vận hành quản lý Trong thời điểm , vị trí mặt đất xác định khoảng cách đến vệ tinh (tối thiểu) tính tọa độ vị trí - Tuy quản lý Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ, phủ Hoa Kỳ cho phép người giới sử dụng số chức GPS miễn phí, quốc tịch - Một đặc điểm bật hệ thống định vị toàn cầu GPS việc tất người quyền khai thác miễn phí tín hiệu GPS mà không cần khai báo đăng ký quyền sử dụng với nhà sản xuất Với tất đặc điểm trên, dễ dàng nhận thấy công nghệ GPS lại phát triển mạnh nhanh chóng trở thành chuẩn toàn cầu định vị dẫn đường, GPS thật hệ thống với đầy đủ tính mạnh mẽ, phục vụ cho tất người sử dụng nơi giới - So với phương tiện đo đạc truyền thống máy kinh vĩ, máy toàn đạc… công nghệ GPS mang lại nhiều thuận lợi mà phương tiện đo đạc truyền thống có được, như: Page | Môn: Ứng dụng GIS viễn thám môi trường GPS không đòi hỏi phải thông hướng ngắm điểm đo Độ xác GPS chịu ảnh hưởng yếu tố thời tiết Phép đo sử dụng công nghệ GPS đòi hỏi thời gian so với phương pháp đo đạc truyền thống • Các kết phép đo sử dụng công nghệ GPS nằm hệ tọa độ thống toàn giới • Số liệu đo đạc thu công nghệ GPS dạng số dễ dàng chuyển đổi sang cho hệ đồ tự động hệ thống thông tin địa lý (GIS) - Một điểm khác biệt so sánh phương pháp đo đạc truyền thống đo đạc sử dụng công nghệ GPS việc tính toán khoảng cách điểm đo GPS thực mặt Elipsoid toán học (WGS – 84) bề mặt khu vực Sau thực phép đo điểm đo khác xác định mối liên hệ điểm này, ta chuyển tọa độ điểm từ Elipsoid WGS – 84 sang Elipsoid lưới chiếu khác • • • II.2 Thành phần chính: - Phần không gian (space segment) – vệ tinh - Phần điều khiển (control segment) – trạm thu mặt đất - Phần người sử dụng (user segment) – người thiết bị thu GPS II.2.1 Phần không gian: Page | Môn: Ứng dụng GIS viễn thám môi trường - Gồm 24 vệ tinh (21 vệ tinh hoạt động vệ tinh dự phòng) nằm quỹ - - - - đạo xoay quanh trái đất, cách mặt đất 12 nghìn dặm Chúng chuyển động ổn định, vòng quỹ đạo khoảng thời gian gần 24 Các vệ tinh chuyển động với vận tốc nghìn dặm Các vệ tinh quỹ đạo bố trí cho máy thu GPS mặt đất nhìn thấy tối thiểu vệ tinh vào thời điểm Các vệ tinh cung cấp lượng Mặt trời, có nguồn pin dự phòng để trì hoạt động chạy khuất vào vùng ánh sáng mặt trời Các tên lửa nhỏ gắn vệ tinh chúng bay quỹ đạo định II.2.2 Phần điều khiển: Mục đích phần điều khiển vệ tinh hướng theo quỹ đạo thông tin thời gian xác Có trạm kiểm soát đặt rải rác trái đất Bốn trạm kiểm soát hoạt động cách tự động, trạm kiểm soát trung tâm Bốn trạm nhận tín hiệu liên tục từ vệ tinh gửi thông tin đến trạm kiểm soát trung tâm Tại trạm kiểm soát trung tâm, sửa lại liệu cho kết hợp với hai an-ten khác để gửi lại thông tin cho vệ tinh II.2.3 Phần người sử dụng: Người sử dụng sử dụng thiết bị nhận tín hiệu vệ tinh GPS Dưới số thông tin đáng ý vệ tinh GPS (còn gọi NAVSTAR, tên gọi thức Bộ Quốc Phòng Mỹ cho GPS): • Vệ tinh GPS phóng năm 1978 • Hoàn chỉnh đầy đủ 24 vệ tinh vào năm 1994 • Mỗi vệ tinh làm để hoạt động tối đa 10 năm • Vệ tinh GPS có trọng lượng khoảng 1500kg dài khoảng 17 feet (5 m) với lượng mặt trời mở ( độ rộng m2) • Công suất phát 50 watts II.3 Cơ chế hoạt động: Vị trí điểm mặt đất, tham chiếu so với vị trí vệ tinh trung tâm tín hiệu trung gian mặt đất Nói đơn giản này: Vị trí bạn tính toán dựa khoảng cách từ nơi bạn đứng đến vệ tinh, đến trung tâm mặt đất Khoảng cách đo = phương pháp đơn giản, Quãng đường = Vận Tốc x Thời Gian Ở đây, vận tốc vận tốc truyền tín hiệu (sóng), thời gian đo đồng hồ nguyên tử có độ xác cực cao Vì thế, nhận đc tín hiệu từ vệ tinh, thiết bị tự tính toán khoảng cách thiết bị vệ tinh thông qua phương pháp Theo lý thuyết, cần có vệ tinh tính toán đc vị trí (tính tọa độ x,y,z không gian), nhiên có sai số định nên hệ thống cần thêm tham chiếu nữa, tức thêm vệ tinh vệ tinh để tính toán đc xác Dĩ nhiên có nhiều vệ tinh nhận hết xử lý hết tín hiệu Các bạn nên biết rằng, có thêm nhiều vệ tinh bắt xác hơn, nhé, nhiều xác đâu Đôi chậm thiết bị phải xử lý nhiều tín hiệu Page | 10 Môn: Ứng dụng GIS viễn thám môi trường - Cuối cùng, GPS tính toán vị trí xác luôn có sai số Sai số vài mét, vài trăm mét Sai số hiển thị hình thiết bị sai số có dựa phân tích tín hiệu thu nhận đc, thực tế ko biết đc xác Bởi vệ tinh, trái đất, di chuyển liên tục đồng thời thời gian thực III Ứng dụng GPS giám sát bảo vệ loài động vật hoang dã - Trước mối nguy hại tài nguyên thiên nhiên ngày cạn kiệt, nhiều loài động vật hoang dã có nguy tuyệt chủng Các nhà khoa học giới đưa ý tưởng, ứng dụng GPS nhằm giám sát bảo vệ loài động vật hoang dã đặc biệt loài có nguy tuyệt chủng cách sử dụng công nghệ GPS để quan sát, theo dõi lịch trình di chuyển chúng bảo vệ chúng tốt - Với công nghệ định vị GPS, nhà khoa học giới xác định vị trí loại động vật hoang dã, theo dõi mô hình di trú ( theo bầy đàn hay cá thể) - Trước nguy tuyệt chủng nhiều loài động vật hoang dã tê giác, voi, sư tử, ngựa vằn…, từ năm 2010, Quỹ Động vật hoang dã Nam Phi (AWF) sử dụng công nghệ định vị (GPS) để giám sát loài động vật - Nhờ công nghệ GPS giúp theo dõi hoạt động loại động vật quý hiếm, nhà khoa học ngăn chặn nạn săn bắt trộm động vật bùng nổ quốc gia Châu Phi Tại khu bảo tồn động vật hoang dã Mafikeng, nằm phía tây Johannesburg Nam Phi, vòng năm qua, thú sống bị công cứu sống Tình trạng tương tự hạn chế đáng kể nhờ kiểm soát công nghệ định vị GPS Page | 11 Môn: Ứng dụng GIS viễn thám môi trường - Để giám sát bảo vệ tê giác, nhà chức trách gắn thiết bị GPS vào sừng chúng Thiết bị gắn với hệ thống máy tính chủ nhờ đó, người ta theo dõi chặt chẽ di chuyển động vật qua hình máy tính Hệ thống hoạt động tương tự loại động vật hoang dã khác thông qua chip định vị GPS gắn vòng cổ động vật Các nhà khoa học nhận tín hiệu từ máy tính hay từ điện thoại - Cũng nhờ việc gắn hệ thống định vị GPS động vật hoang dã, nhà khoa học giúp người dân tránh tình trạng động vật hoang dã phá hoại mùa màng hay công người Khi biết hướng di chuyển động vật hoang dã, nhà khoa học cảnh báo cho người dân nguy hủy hoại hoa màu hay công người, phá hoại nhà cửa người đường di chuyển chúng - Được biết, năm 2010, với công nghệ GPS, Quỹ Động vật hoang dã Nam Phi (AWF) theo dõi di chuyển đàn voi lớn châu Phi gồm khoảng 23.000 Nhiều loại động vật quý khác gắn thiết bị định vị IV Sử dụng phần mềm ENV- SOS bảo vệ loài động vật hoang dã Việt Nam: - Năm 2005, ENV thiết lập đường dây nóng miễn phí 18001522 nhằm khuyến khích cộng đồng tham vào công tác bảo vệ động vật hoang dã Khi phát vi phạm động vật hoang dã người dân thông báo với ENV qua đường dây Page | 12 Môn: Ứng dụng GIS viễn thám môi trường nóng Tiếp nhận thông tin từ người dân, ENV chuyển tới quan chức theo sát vụ việc nhằm đảm bảo quan chức kiểm tra xử lý dứt điểm vụ việc Sau có kết quả, ENV thông báo tới người báo tin Quy trình nhằm nâng cao tính hiệu minh bạch công tác thực thi pháp luật bảo vệ động vật hoang dã đồng thời khuyến khích người dân có phản ánh kịp thời hành động nhanh chóng phát vi phạm động vật hoang dã - Mới đây, ENV với chuyên gia phần mềm người Mỹ James Campbell cho đời ứng dụng thông báo vi phạm động vật hoang dã mới, thuận tiện, bên cạnh đường dây nóng 1800 1522 điện thoại thông minh smartphone - Quy trình thực đơn giản, ví dụ, phát cá thể vượn, người dân mở ứng dụng, chụp vài ảnh, điền số thông tin miêu tả vi phạm nhấn nút “gửi báo cáo” Toàn thông tin, ảnh địa điểm nơi vụ việc xảy định vị GPS gửi tới phòng Bảo vệ Động vật hoang dã ENV Sau đó, ENV chuyển giao vụ việc tới quan chức địa phương với thông tin xác hành vi vi phạm vị trí nơi vi phạm xảy ra, giúp quan chức phản hồi lại tin báo người dân cách nhanh chóng hiệu hơn.( http://www.reds.vn/index.php/bao-ton/7447-ungdung-bao-ve-dong-vat-hoang-da-tren-smartphone-cho-nguoi-viet) V Ưu điểm việc áp dụng hệ thống GPS vào giám sát bảo vệ động vật hoang dã: - Giúp người dân tránh tình trạng động vật hoang dã phá hoại mùa màng hay công người - Cảnh báo cho người dân nguy hủy hoại hoa màu hay công người, phá hoại nhà cửa người đường di chuyển chúng - Kiểm soát dịch bệnh bùng nổ loài động vật - Đồng thời phát ngăn chặn nạn săn bắt động vật quý có nguy tuyệt chủng VI Kết luận: Ngày tác động vô mạnh mẽ người đến hệ sinh thái, loài động thực vật đà tuyệt chủng, đặc biệt loài động vật quý bị đe dọa Với phát triển công nghệ, GPS phần góp phần giúp bảo vệ loài động vật hoang dã giới nói chung Việt Page | 13 Môn: Ứng dụng GIS viễn thám môi trường Nam nói riêng Hãy chung tay bảo vệ động vật hoang dã “ Bảo vệ động vật hoang dã bảo vệ môi trường bảo vệ mình” Page | 14 ... (GPS) II.1 KHÁI NIỆM II.2 THÀNH PHẦN II.3 CƠ CHẾ HOẠT ĐỘNG III ỨNG DỤNG GPS TRONG GIÁM SÁT VÀ BẢO VỆ CÁC LOÀI ĐỘNG VẬT HOANG DÃ IV SỬ DỤNG PHẦN MỀM ENV – SOS TRONG BẢO VỆ CÁC LOÀI ĐỘNG VẬT HOANG. .. đề quản lý động vật hoang dã Xuất phát từ thực tiễn trên, đề tài Ứng dụng GPS việc giám sát bảo vệ loài động vật hoang dã Việt Nam” thành lập với chức thông tin phân bố, di chuyển loài động vật. .. hệ thống định vị GPS động vật hoang dã, nhà khoa học giúp người dân tránh tình trạng động vật hoang dã phá hoại mùa màng hay công người Khi biết hướng di chuyển động vật hoang dã, nhà khoa học