ỨNG DỤNG hệ THỐNG THÔNG TIN địa lý (GIS) TRONG dạy học CHUYÊN NGÀNH lâm NGHIỆP ở TRƯỜNG đại học QUẢNG BÌNH (tt)

ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS) TRONG DẠY HỌC CHUYÊN NGÀNH LÂM NGHIỆP Ở TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH Phan Thanh Quyết Trường Đại học Quảng Bình Tóm tắt Đào tạo trình độ đại học giúp sinh viên nắm vững kiến thức chun mơn có kỹ thực hành thành thạo, có khả làm việc độc lập, sáng tạo giải vấn đề thuộc chuyên ngành đào tạo Do nội dung, phương pháp giảng dạy phải gắn lý thuyết với thực tiễn, học phần chuyên ngành Hệ thống thông tin địa lý (GIS) với ưu điểm phân tích khơng gian quản lý thơng tin thuộc tính, giúp giảng dạy thêm sinh động, kết hợp lý thuyết với thực hành Bài viết trình bày kết nghiên cứu ứng dụng GIS vào giảng dạy số học phần chuyên ngành Lâm nghiệp trường Đại học Quảng Bình thơng qua kết xây dựng cấu trúc liệu khơng gian, liệu thuộc tính xây dựng trắc đồ cấu trúc rừng Từ khóa: GIS; lâm nghiệp; chuyên ngành; trắc đồ; lâm phần ĐẶT VẤN ĐỀ Công nghệ thông tin ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực khác như: kinh tế, y học, quân sự, giao thông,… [4], đặc biệt lĩnh vực giáo dục Ngày nay, thành tựu khoa học công nghệ thông tin tạo điều kiện thuận lợi cho việc đổi phát triển giáo dục nói riêng ngành khoa học khác nói chung [4] Ở trường đại học, bên cạnh kiến thức đại cương sở kiến thức chuyên ngành đóng vai trò then chốt việc cung cấp kiến thức, kỹ thái độ cho sinh viên gắn liền với ngành nghề học Bên cạnh sử dụng phương tiện, công cụ video, máy chiếu qua đầu (over head), máy chiếu tinh thể lỏng (LCD-Projector), máy quay kỹ thuật số, phần mềm bản: xây dựng thí nghiệm ảo, thí nghiệm mơ phỏng, CD-ROM, Internet,… việc ứng dụng hệ thống thơng tin địa lý vào dạy học số môn chuyên ngành lâm nghiệp, đặc biệt việc hướng dẫn thực tập rèn nghề quan trọng Hiện nay, nhiều nước giới, hệ thống thông tin địa lý (GIS) trở thành công cụ hỗ trợ định hầu hết hoạt động kinh tế - xã hội, sản xuất nông - lâm - ngư nghiệp, đối phó với thảm hoạ thiên tai v.v [3] Trong lâm nghiệp, GIS có khả trợ giúp khôi phục rừng, quản lý bảo vệ rừng đánh giá thay đổi tài nguyên rừng v.v… thông qua chức thu thập, quản lý, truy vấn, phân tích tích hợp thơng tin gắn với đồ số quán sở toạ độ lớp liệu đồ [1] Vì ứng dụng GIS giảng dạy chuyên ngành lâm nghiệp giúp sinh viên tiếp cận với kiến thức, kỹ gắn với công việc sau tốt nghiệp trường MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Đặc thù đào tạo chuyên ngành lâm nghiệp gắn liền lý thuyết với thực hành, thực nghiệm Để góp phần nâng cao chất lượng đào tạo, nghiên cứu ứng dụng hệ thống thông tin địa lý dạy học số học phần chương trình đào tạo kỹ sư lâm nghiệp giúp sinh viên kết hợp kiến thức lý thuyết với thực tế, thực hành, thực tập ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) vào giảng dạy số môn học chuyên ngành lâm nghiệp trường Đại học Quảng Bình Địa bàn thực hành, thực tập đối tượng lựa chọn rừng tự nhiên rừng trồng địa bàn tỉnh Quảng Bình Quảng Bình Quảng Bình Xã Trường Sơn, huyện Quảng Ninh, Hình Vị trí khu vực nghiên cứu 3.2 Phương pháp nghiên cứu 3.2.1 Phương pháp luận tổng quát Những trải nghiệm việc ứng dụng hệ thống thông tin địa lý không việc sử dụng phần mềm, kết nghiên cứu mà để chia sẻ với sinh viên thông qua việc dạy thực hành thực tế trường Việc thực hành điều tra rừng hướng dẫn sinh viên làm quen với môi trường thực địa sau nắm vững giảng, qua hướng dẫn sinh viên kỹ chuyên môn cần thiết sử dụng hệ thống thông tin địa lý công việc sau tốt nghiệp Ứng dụng GIS giúp giảng dạy thêm sinh động làm cho sinh viên hứng thú tìm hiểu để sử dụng cơng nghệ vào thực tiễn cơng việc, từ giúp học nắm vững kiến thức, đáp ứng yêu cầu công việc sau 3.2.2 Phương pháp điều tra thực địa Nghiên cứu tiến hành điều tra, thu thập để bổ sung liệu sơ cấp thông qua việc khảo sát thực địa sử dụng thiết bị định vị toàn cầu GPS, la bàn, máy ảnh số thiết bị khác để thu thập nguồn thông tin tiêu sinh trưởng rừng, định vị vị trí gỗ ô đo đếm để chuẩn bị sở liệu cho việc xây dựng trắc đồ thể cấu trúc lâm phần 3.2.3 Phương pháp đồ Thông qua hệ thống thơng tin địa lý thuật tốn phân tích, xử lý liệu, hiệu chỉnh, cập nhật thông tin để xây dựng sở liệu không gian thuộc tính tác giả thiết kế xây dựng, cho phép người sử dụng chuẩn bị nội dung giảng phù hợp với nhu cầu bám sát nội dung có gắn liền với thực tập, thực hành môn học chuyên ngành lâm nghiệp KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 4.1 Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý thiết lập ô tiêu chuẩn Dựa lý thuyết cách lập ô tiêu chuẩn môn học Điều tra rừng, tiến hành điều tra thực địa để đo đếm tiêu sinh trưởng rừng như: D1.3 (đường kính ngang ngực), Hvn (chiều cao vút ngọn), Hdc (chiều cao cành), phẩm chất, Dt (đường kính tán) từ ứng dụng hệ thống thơng tin địa lý để thiết lập đồ ô đo đếm Sử dụng máy định vị toàn cầu (GPS) để xác định tuyến điều tra ơ, tâm tiêu chuẩn ngồi thực địa định vị gỗ để điều tra đo đếm Trong mơn Điều tra rừng, lập việc thu thập số liệu ô mẫu theo phương pháp lập ô tiêu chuẩn đại diện Để tiến hành đo đếm tiêu trên, sau sinh viên nắm vững vấn đề qua giảng dạy lý thuyết, giảng viên tổ chức cho sinh viên thực tế, hướng dẫn sinh viên viết phiếu điều tra, cách thức lập ô, sử dụng GPS, đo đếm rừng tự nhiên, để sinh viên làm tiêu chuẩn Hình Ứng dụng GIS lập đồ ô tiêu chuẩn Việc ứng dụng phần mềm GIS vào việc thiết lập ô điều tra thể liệu không gian liệu thuộc tính sở liệu, giúp lưu trữ, cập nhật, bổ sung liệu 4.2 Cập nhật liệu điều tra ô đo đếm GIS Sau tiến hành đo đếm tiêu sinh trưởng rừng thực địa, tiến hành xây dựng cấu trúc sở liệu thuộc tính để cập nhật thơng tin từ phiếu điều tra phần mềm hệ thống thông tin địa lý mà cụ thể phần mềm Mapinfo Hình Xây dựng cấu trúc liệu ô tiêu chuẩn GIS 4.3 Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý xây dựng trắc đồ cấu trúc rừng Ứng dụng GIS để dựng trắc đồ dọc trắc đồ ngang cho mẫu điều tra thơng qua xác định cấu trúc rừng theo chiều thẳng đứng chiều ngang Dưới dây trắc đồ thể cấu trúc tầng tán theo chiều ngang, chiều dọc ô mẫu đại diện cho trạng thái rừng giàu IIIA3 phần mềm Mapinfo 4.3.1 Cấu trúc trạng thái rừng giàu (IIIA3) Dựa vào trắc đồ ngang ô mẫu đại diện thấy mật độ phân bố trạng thái rừng IIIA3 cao rừng có phân bố đồng theo chiều ngang Điều thể việc tận dụng không gian dinh dưỡng rừng hợp lý triệt để Sử dụng phần mềm Mapinfo để thể cấu trúc độ tán che lâm phần, thể Hình Việc đo đếm tiêu sinh trưởng rừng thực thực địa, mà quan trọng tiêu chiều cao vút ngon (Hvn), đường kính thân cây, đường kính tán theo hai hướng (Đơng – Tây; Nam – Bắc) Vị trí định vị máy GPS theo tọa độ X – Y, sau vẽ vào giấy ô ly theo tỷ lệ đồ Ứng dụng phần mềm Mapinfo để nắn ảnh trắc đồ ngang, sau sử dụng phần mềm Vertical Mapper để dựng trắc đồ dọc thân theo số liệu điều tra Hình Xây dựng trắc đồ rừng giàu công cụ GIS Trạng thái rừng giàu có cấu trúc nhiều tầng tán, gồm tầng (tầng vượt tán, tầng ưu tầng thấp) Tầng loài chịu bóng giai đoạn đầu như: Đào, Trâm trắng, Xồi rừng… Tầng có nhiều lồi gỗ lớn có trữ lượng cao phân bố đồng mẫu Nếu xa nhìn tới ta thấy tán tầng trạng thái rừng giàu IIIA3 mịn Tầng ưu đa số lồi gỗ trung bình gỗ nhỡ, tầng thấy xuất số loài gỗ có giá trị như: Bưởi bung, Xồi rừng, Dẻ trắng, Sến mũ… có chiều cao trung bình Tầng thấp chủ yếu chịu bóng tầng chưa đến tuổi thành thục Thường tầng tầng mà hay tác động vào để điều chỉnh không gian dinh dưỡng hợp lý cho lâm phần 4.3.2 Cấu trúc trạng thái rừng Phục hồi (IIB) Sự phân bố khơng đồng đều, có nơi phân bố dày, có nơi thưa Điều phản ánh việc tận dụng không gian dinh dưỡng lâm phần chưa hợp lý triệt để, ảnh hưởng lớn đến khả sinh trưởng rừng Ở nơi phân bố dày đa số loài tán rừng sinh trưởng, phát triển khó khăn bị tán lớn che hết ánh sáng; vị trí thưa lồi ưa sáng mọc nhanh lại phát triển tốt, nhiên có tỷ trọng gỗ thấp, sinh khối thấp Hình Xây dựng trắc đồ rừng phục hồi công cụ GIS 4.3.3 Ý nghĩa việc nghiên cứu cấu trúc rừng GIS Kết điều tra cấu trúc rừng có ý nghĩa lớn việc điều tiết rừng, từ phát phân bố bất hợp lý cá thể rừng, làm sở cho việc đề xuất biện pháp kỹ thuật lâm sinh phù hợp với đặc điểm sinh thái trạng thái rừng Kết nghiên cứu đặc điểm cấu trúc rừng, tổ thành tái sinh cho thấy, tiêu lâm học trạng thái rừng IIIA3 lớn nhiều so với trạng thái rừng phục hồi (IIB), kết thể rõ nét sử dụng phần mềm hệ thống thông tin địa lý thông qua trắc đồ ngang trắc đồ dọc KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý dạy học chuyên ngành lâm nghiệp trường đại học có ưu điểm định, nhiên q trình ứng dụng có trục trặc mặt kỹ thuật, khó khăn cho người sử dụng giao diện GIS chủ yếu tiếng Anh Việc ứng dụng GIS vào dạy học môn chuyên ngành lâm nghiệp giải pháp khả thi hiệu quả, giúp người học kết hợp lý thuyết với thực hành, tổ chức học nhóm, trao đổi kiến thức, thông tin làm quen với môi trường thực Việc điều tra thực địa tạo điều kiện cho người học giao tiếp với quan chuyên môn, tạo môi trường thân thiện, gần gũi với chuyên môn học Kết bước đầu giới thiệu cách thức ứng dụng GIS vào lập ô tiêu chuẩn xây dựng sở liệu thuộc tính khơng gian, đồng thời mơ hình hóa cấu trúc rừng địa bàn GIS thông qua trắc đồ ngang trắc đồ dọc,… Ngoài ra, ứng dụng phần mềm hệ thống thơng tin địa lý góp phần nâng cao hiệu tiếp nhận, tạo hứng thú cho người học, cung cấp kiến thức chuyên môn Hệ thống thơng tin địa lý máy tính, internet công cụ hữu hiệu, biết cách ứng dụng chúng hỗ trợ đắc lực cho việc dạy học môn chuyên ngành vốn đặc trưng Vì thế, giảng viên cần phải nâng cao kỹ sử dụng hệ thống thông tin địa lý nói riêng cơng nghệ thơng tin nói chung, tích cực đổi phương pháp giảng dạy, góp phần nâng cao chất lượng đào tạo TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Văn Lợi (2010), GIS Lâm nghiệp, Nhà xuất Nông nghiệp Hà Nội [2] Nguyễn Thế Thận (2002), Cơ sở hệ thống thông tin địa lý GIS, Nxb Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [3] Vũ Tiến Hinh (1992), Giáo trình Điều tra quy hoạch điều chế rừng, học phần II: Điều tra rừng, In Xưởng In Viện đồ Viện điều tra quy hoạch rừng [4] Nguyễn Ngọc Thạch (2005), Cơ sở viễn thám, Trường Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội APPLYING GEOGRAPHIC INFORMATION SYSTEM (GIS) TO TEACHING FOREST SECTOR IN QUANG BINH UNIVERSITY Phan Thanh Quyet Quang Binh University Abstract Undergraduate training makes a great contribution to the developing of student’s specific knowledge of training major and mastering the practical skills, individual working capacity with creativeness and sharpening problem-solving ability The teaching content, padegagory is consequently required to be closely tied with both theory and pratice, in particular the obligated credit of major course Geographic Information System (GIS) with the advantages of space analyzing and attribute information managing makes great contribution to a more vivid and lively teaching method reflected in the combination of theory and practice The research has shown the GIS applications in Forestry specialized in Quang Binh University through the results of structuring spatial data, attribute data and map construction monitoring forest structure Keywords: GIS; forestry; specialization; trac map; stands ... cứu ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) vào giảng dạy số môn học chuyên ngành lâm nghiệp trường Đại học Quảng Bình Địa bàn thực hành, thực tập đối tượng lựa chọn rừng tự nhiên rừng trồng địa. .. việc ứng dụng hệ thống thơng tin địa lý vào dạy học số môn chuyên ngành lâm nghiệp, đặc biệt việc hướng dẫn thực tập rèn nghề quan trọng Hiện nay, nhiều nước giới, hệ thống thông tin địa lý (GIS). .. KIẾN NGHỊ Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý dạy học chuyên ngành lâm nghiệp trường đại học có ưu điểm định, nhiên q trình ứng dụng có trục trặc mặt kỹ thuật, khó khăn cho người sử dụng giao