Xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ công tác quản lý lớp phủ rừng tỉnh phú thọ bằng công nghệ gis

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT LÊ THỊ HẠNH XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU PHỤC VỤ CÔNG TÁC QUẢN LÝ LỚP PHỦ RỪNG TỈNH PHÚ THỌ BẰNG CÔNG NGHỆ GIS Ngành : Bản đồ viễn thám GIS Mã số : 60440214 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Nguyễn Trường Xuân HÀ NỘI - 2015 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Hà Nội, ngày 08 tháng năm 2015 Tác giả Lê Thị Hạnh MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan Mục lục Danh mục hình vẽ MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ RỪNG VÀ CÔNG TÁC QUẢN LÝ RỪNG 1.1 Tổng quan rừng 1.1.1 Khái niệm lớp phủ thực vật 1.1.2 Khái niệm chung rừng 1.2 Phân loại rừng 1.2.1 Phân loại rừng theo chức sử dụng 1.2.2 Phân loại theo trữ lượng 10 1.2.3 Phân loại rừng dựa vào tác động người 10 1.3.Vai trò rừng 11 1.3.1 Vai trò phòng hộ, bảo vệ môi trường sinh thái 11 1.3.2 Vai trò xã hội 12 1.3.3 Vai trò rừng sống 12 1.4 Công tác tổ chức quản lý rừng 12 1.4.1 Khái quát trạng rừng Việt Nam 12 1.4.2 Nguyên tắc tổ chức quản lý rừng 16 1.4.3 Tổ chức quản lý rừng 16 CHƯƠNG XÂY DỰNG VÀ QUẢN LÝ CƠ SỞ DỮ LIỆU LỚP PHỦ RỪNG TRONG ARCGIS 21 2.1 Khái niệm sở liệu 21 2.2 Cơ sở liệu địa lý 23 2.2.1 Khái niệm sở liệu địa lý 23 2.2.2 Mơ hình cấu trúc liệu 24 2.2.3 Chuẩn sở liệu địa lý 27 28 29 29 2.3.2 Metadata cho liệu địa lí 33 2.4 Cơ sở liệu lớp phủ rừng 35 2.5 Phần mềm hệ thông tin địa lý ArcGis 36 2.5.1 Giới thiệu ArcGIS 36 2.5.2 ArcGis Desktop 37 2.5.3 ArcMap 38 2.5.4 ArcCatalog 40 2.5.5 ArcToolbox 41 2.5.6 Cơ sở liệu ArcGIS 42 CHƯƠNG XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU LỚP PHỦ RỪNG TỈNH PHÚ THỌ 45 3.1 Thiết kế lớp liệu 45 3.1.1 Quy trình xây dựng sở liệu lớp phủ rừng 45 3.1.2 Thiết kế lớp liệu 47 3.2 Xây dựng sở liệu không gian ArcGis 54 3.3 Nhập thơng tin thuộc tính 59 3.3.1 Biên giới địa giới 60 3.3.2 Cơ sở đo đạc 60 3.3.3 Địa hình 61 3.3.4.Giao thông 61 3.3.5.Thủy hệ 62 3.3.6 Dân cư sở hạ tầng 62 3.3.7 Rừng_PhuTho 63 3.4 Biên tập trình bày liệu 63 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 75 TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC CÁC BẢNG TT Tên bảng Trang Bảng 3.2 Thiết kế trường liệu cho lớp KhungCoSo 47 Bảng 3-3 Thiết kế trường liệu cho lớp RanhGioiHanhChinh 48 Bảng 3.4 Thiết kế trường liệu cho lớp DiaHinh 49 Bảng 3.5 Thiết kế trường liệu cho lớp GiaoThong 50 Bảng 3.6 Thiết kế trường liệu cho lớp DanCuCoSoHaTang 52 Bảng 3.7 Thiết kế trường liệu cho lớp ThuyHe 53 Bảng 3.8 thiết kế trường liệu cho lớp PhuBeMat 54 Bảng 3.9 Thiết kế trường liệu cho lớp TT_Rung 54 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ TT Tên hình Trang Hình 1.1 Rừng Phú Thọ Hình 1.2 Diện tích rừng, theo phân loại rừng năm 2005 13 Hình 1.3 Độ che phủ rừng Việt Nam năm 1983 năm 2004 14 trúc địa lý 28 Hình 2.2 Các ứng dụng Arcgis Desktop 37 Hình 2-3 Giao diện ArcMap 38 Hình 2.4 Giao diện ArcCatalog 40 Hình 2.5 Giao diện ArcToolbox 41 Hình 2-6 Cấu trúc sở liệu Geodatabase 44 Hình 3.1 Sơ đồ quy trình xây dựng sở liệu lớp phủ rừng 46 Hình 3.10 Tạo Geodatabase CSDLRUNG_PHUTHO_HANH 55 Hình 3.11 Tạo feature dataset CSDLRUNG_PHUTHO_HANH 56 Hình 3.12 Hộp thoại New Feature Dataset(QuanLyRung) 56 Hình 3.13 Tạo sở toán học cho Feature Dataset 57 Hình 3.14 Cấu trúc CSDL Rừng 57 Hình 3.15 Nhập liệu cho Feture Dataset BienGioiDiaGioi 58 Hình 3.16 Add lớp liệu 59 Hình 3.17 Nội dung Biên giới địa giới 60 Hình 3.18 Nội dung Cơ sở đo đạc 60 Hình 3.19 Nội dung Địa hình 61 Hình 3.20 Nội dung giao thơng 61 Hình 3.21 Nội dung Thủy hệ 62 Hình 3.22 Nội dung Dân cư sở hạ tầng 62 Hình 3.23 Nội dung lớp trạng rừng 63 Hình 3.24 Hiển thị màu theo trạng rừng 64 Hình 3.25 Sửa màu cho loại trạng thái rừng 65 Hình 3.26 Hiển thị nhãn đối tượng 66 Hình 3.27 Hiển thị tên trạng thái rừng 66 Hình 3.28 Trang hiển thị đồ sau đặt trang in 67 Hình 3.29 Tạo lưới chiếu cho đồ 68 Hình 3.30 Chọn lưới chiếu 69 Hình 3.31 Chọn thơng số 69 Hình 3.32 Khung đồ tạo 70 Hình 3.33 Tạo lưới khung cho đồ 70 Hình 3.34 Khung đồ hoàn chỉnh 71 Hình 3.35 Chọn lớp đặt giải 72 Hình 3.36 Đặt tên định dạng cho giải 72 Hình 3.37 Tại tiểu khung cho giải 73 Hình 3.38 Bản đồ trạng lớp phủ rừng tỉnh Phú Thọ 74 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Hiện nay, biến đổi khí hậu tồn cầu diễn mạnh mẽ theo xu bất lợi cho sống người ngày gia tăng, liên quan với chúng tượng thiên tai lũ lụt, hạn hán, cháy rừng … xảy khắp nơi giới, có Việt Nam Một nguyên nhân gây tượng thảm thực vật rừng dần tác động người Vì việc nghiên cứu diễn biến lớp phủ rừng có ý nghĩa lớn quan trọng công tác bảo vệ tài nguyên môi trường, việc cân sinh thái Lớp phủ rừng đối tượng nhạy cảm có tác động đến thay đổi mơi trường tự nhiên hoạt động phát triển kinh tế - xã hội người Các thảm họa lũ lụt, hạn hán, lở đất, cháy rừng thường liên quan đến biến đổi số lượng chất lượng lớp phủ rừng, đặc biệt biến đổi rừng đầu nguồn Sự khai thác chặt phá rừng bừa bãi, khơng có quy hoạch dẫn đến tác hại nghiêm trọng lũ lụt, xói mịn đất, hạn hán hoang mạc hóa đất, làm cân sinh thái môi trường, ảnh hưởng đến cán cân cân nước khu vực, ảnh hưởng trực tiếp đến phát triển kinh tế - xã hội nói chung, sản xuất nơng, lâm nghiệp, nói riêng sức khỏe cộng đồng Thảm họa cháy rừng U Minh Thượng Cà Mau làm hàng ngàn hecta rừng ngập mặn quý Hiện tượng hoang mạc hóa Ninh Thuận, Bình Thuận hàng năm lấy hàng trăm hecta đất canh tác nông nghiệp gây thiệt hại nặng nề đáng kể kinh tế tính mạng người Tất điều liên quan đến biến đổi khí hậu tồn cầu thay đổi Môi trường Một nguyên nhân gây biến đổi biến động không hợp lý người gây lớp phủ rừng Vì vậy, để góp phần hạn chế thảm họa thiên tai, nhà quản lý cần phải có hệ thống thơng tin trạng diễn biến lớp phủ rừng để từ nghiên cứu, đề xuất sử dụng hợp lý Vì vậy, cần phải xây dựng hệ thống thông tin lớp phủ rừng sở ứng dụng công nghệ hệ thơng tin địa lý Do luận văn với đề tài.”Xây dựng Cơ sở liệu phục vụ công tác quản lý lớp phủ rừng Tỉnh Phú Thọ công nghệ GIS” cần thiết, có tính khoa học thực tế cao Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu luận văn nghiên cứu ứng dụng công nghệ hệ thông tin địa lý để xây dựng quản lý lớp phủ rừng tỉnh Phú Thọ Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu sở liệu lớp phủ rừng - Phạm vi không gian nghiên cứu: Khu vực tỉnh Phú Thọ Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu tổng quan lớp rừng nói chung, lớp phủ rừng nói riêng - Nghiên cứu ứng dụng phần mềm ArcGis xây dựng quản lý sở liệu lớp phủ rừng - Xây dựng sở liệu lớp phủ rừng tỉnh Phú Thọ Phương pháp nghiên cứu Để đạt mục tiêu nội dung đề tài luận văn, phương pháp nghiên cứu sử dụng luận văn bao gồm tổng hợp phương pháp sau: - Phương pháp nghiên cứu phân tích, tổng hợp tài liệu: + Nghiên cứu thực trạng xây dựng sở liệu liên quan đến trạng lớp phủ rừng ; Quy định kỹ thuật chuẩn liệu văn quy phạm pháp luật, quy trình kỹ thuật hành có liên quan; 63 3.3.7 Rừng_PhuTho Hình 3.23 Nội dung lớp trạng rừng 3.4 Biên tập trình bày liệu Add lớp liệu giao diện ArcMap Phần lớn liệu đầu vào làm trước load vào Arcgis nên lớp liệu không gian thường khơng cần phải chỉnh sửa nhiều Cịn phần liệu thuộc tính, muốn sửa đổi thơng tin cho click chuột phải vào lớp cần sửa thông tin => Open Attribute Table Chọn Editor => Start Editing Task: Create New Feature Target: chọn lớp cần sửa thông tin thuộc tính Bắt đầu chỉnh sửa thơng tin thuộc tính Kết thúc trình chỉnh sửa ta chọn Editor => Save Edits => Stop Editing Để trình bày liệu theo với quy định ký hiệu đồ địa màu sắc trạng đất ta click chuột vào dạng đường vùng điểm tương ứng lớp cần thể => xuất hộp thoại Symbol Selector chọn kiểu đường nét, màu sắc lực nét theo quy định => OK 64 Để thể màu trạng rừng => Click chuột phải vào lớp Rung_PhuTho => Properties => xuất hộp thoại Layer Properties => chọn Tab Symbology Categories: Unique values Value Field: MaRung OK Hình 3.24 Hiển thị màu theo trạng rừng Khi đó, vùng hiển thị màu khác tùy theo trạng rừng Để sửa màu cho với quy định màu theo trạng sử dụng rừng ta click chọn vào vùng màu cạnh mã đất => xuất hộp thoại Symbol Selector, ô Fill Color chọn more color => xuất hộp thoại Color Selector => điền thông số màu theo loại trạng thái => ta màu theo quy định cho loại trạng thái rừng 65 Hình 3.25 Sửa màu cho loại trạng thái rừng Muốn hiển thị nhãn đối tượng, click chuột phải vào đối tượng muốn hiển thị nhãn => Properties => Xuất hộp thoại Layer Properties => chọn tab Lables Tích chọn vào Lable features in this layer, Lable Field chọn vào trường muốn hiển thị nhãn, sau chọn kiểu chữ, cỡ chữ màu chữ cho đối tượng ô Text Symbol => Apply => OK 66 Hình 3.26 Hiển thị nhãn đối tượng Và thấy kết nhãn đối tượng hiển thị: Hình 3.27 Hiển thị tên trạng thái rừng 67 Trình bày đồ Vào: View -> Layout view Hình 3.28 Trang hiển thị đồ sau đặt trang in 68 Đặt tỷ lệ cho đồ Trên công cụ Menu chọn View\ Data Frame Properties…cửa sổ Data Frame Properties ra, chọn thẻ Data Frame: Tại mục Extent Fixed Scale, chọn Scale laf 1:50000 nhấp OK Sau ta tạo lưới chiếu Trên công cụ Menu chọn View\ Data Frame Properties…cửa sổ Data Frame Properties ra, chọn thẻ Grids: Nhấp vào New Grids để tạo lưới chiếu cho đồ Hình 3.29 Tạo lưới chiếu cho đồ Hộp thoại Grids and Graticules Wizard xuất cho phép chọn lưới chiếu hình: 69 Hình 3.30 Chọn lưới chiếu Nhấn Next, chọn thông số cho X Y Hình 3.31 Chọn thơng số 70 Nhấn Next ->Next->Next->Finish Hình 3.32 Khung đồ tạo Trên công cụ nhấp chon Insert\ Neatline, hộp thoại Neatline chọn thơng số hình Hình 3.33 Tạo lưới khung cho đồ 71 Nhấp OK kết quả: Hình 3.34 Khung đồ hồn chỉnh Chèn biểu tượng vào trang In: Tạo thước tỷ lệ Trên Menu chọn Insert-> Scale Bar Hiện tỷ lệ đồ Trên Menu vào Insert\ Scale Text Tạo mũi tên phương bắc Vào Menu chọn Insert\ North Arrow Tạo tiêu đề Vào Insert chọn Title, xuất hộp thoại, gõ tên đồ vào Thiết lập bảng giải Vào Insert\ Legend, hộp thoại Legend Wizard mở ra, tạo giải cho lớp cần thiết 72 Hình 3.35 Chọn lớp đặt giải Nhấn Next Trong đó: Legend Title: Chú giải Legend Title font properties: đặt font, màu chữ, kích thước cho phù hợp Hình 3.36 Đặt tên định dạng cho giải 73 Nhấn Next Hình 3.37 Tại tiểu khung cho giải Nhấn Next lần nhấn Finish, đồ xuất bảng giải, kéo đến vị trí đăt thích hợp Kết thúc trình ta sở liệu trạng lớp phủ rừng đồ trạng lớp phủ rừng tỉnh Phú Thọ 74 Hình 3.38 Bản đồ trạng lớp phủ rừng tỉnh Phú Thọ 75 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Trong trình nghiên cứu, triển khai thực đề tài, từ thực tiễn sản xuất đơn vị công tác, nhận thấy CSDL thông tin địa lý thành tố có ý nghĩa định Hệ thống thông tin địa lý Những kết nghiên cứu đề tài đóng góp có hiệu cho việc hồn thiện CSDL góp phần tạo lập hệ thống CSDL thông tin địa lý thống để làm “nền” cho mục đích xây dựng hệ thống thông tin địa lý chuyên đề khác Tự động hóa phần q trình xây dựng sở liệu địa lý từ nội dung đồ địa hình nhằm nâng cao suất lao động, hiệu kinh tế cao kiểm soát chất lượng nội dung liệu địa lý cần thành lập Với khả phân tích GIS, liệu lớp phủ rừng tổ chức quản lý CSDL GIS tích hợp theo chiều ngang theo chiều dọc nhằm kết hợp liệu ngành chuyên đề tổng hợp theo đơn vị hành phục vụ cơng tác quản lý, lập theo dõi thực kế hoạch trình lựa chọn định Người dùng tra cứu thông tin, hiển thị in ấn đồ lớp phủ rừng cách dễ dàng thông qua công cụ xử lý không gian GIS, quan quản lý lập báo cáo trạng lớp phủ rừng (diện tích che phủ, trữ lượng gỗ, loại gỗ, chủ sử dụng…) nhằm tăng cường đầu tư nguồn lực cho cơng tác bảo vệ rừng, góp phần nâng cao hiệu lực, hiệu công tác bảo vệ rừng; hoàn thiện hệ thống pháp luật quản lý bảo vệ rừng quản lý lâm sản, phù hợp với thực tiễn, chủ trương đổi quản lý thông lệ quốc tế; nâng cao nhận thức bảo vệ rừng, bảo tồn thiên nhiên bảo vệ mơi trường quyền cấp, chủ rừng người dân, góp phần tích cực công tác bảo vệ phát triển rừng… 76 Kiến nghị Nhằm tiếp tục tăng cường công tác quản lý lớp phủ rừng, địa phương cần triển khai ứng dụng công nghệ, đầu tư để xây dựng sở liệu hoàn chỉnh nhằm tổ chức rà soát, đánh giá giám sát kết thực dự án chuyển đổi rừng sang trồng khác dự án chuyển đổi mục đích sử dụng rừng, đất lâm nghiệp quan Nhà nước có thẩm quyền phê duyệt, xây dựng kế hoạch kiểm tra thường xuyên, theo dõi tiến độ, đôn đốc chủ đầu tư thực việc trồng rừng thay theo kế hoạch phê duyệt Kiên tham mưu thu hồi diện tích rừng, đất lâm nghiệp thuộc dự án vi phạm pháp luật, không thực dự án phê duyệt, đặc biệt mục tiêu thu hút người dân chỗ tham gia vào hoạt động dự án để tăng thu nhập, giải việc làm, an sinh xã hội Tăng cường quản lý đất lâm nghiệp, phát hiện, xử lý kịp thời vụ vi phạm pháp luật đất đai Thu hồi toàn đất lâm nghiệp bị lấn chiếm trái pháp luật để trồng lại rừng; chấm dứt tình trạng mua, bán “hợp thức hóa” quyền sử dụng đất phá rừng trái pháp luật; Tổ chức thực có hiệu cơng tác điều tra, kiểm kê rừng, đưa sở liệu rừng đất lâm nghiệp phục vụ theo dõi diễn biến rừng đất chưa có rừng hàng năm địa phương; đồng thời, thông tin phục vụ cho công tác giao rừng gắn với giao đất lâm nghiệp làm thực sách chi trả dịch vụ môi trường rừng quy định Nghị định số 99/2010/NĐ-CP Chính phủ TÀI LIỆU THAM KHẢO BTNMT (2007), - - Công ty , Sở Tài nguyên môi trường Phú Thọ (2015), Đề tài nghiên cứu khoa học cấp Nhà nước,mã số KHCN-VT12-15 Phạm Vọng Thành (2000), Bài giảng sở hệ thống thông tin địa lý, Trường Đại học Mỏ - Địa Chất, Hà Nội Nguyễn Thị Cẩm Vân (2000), Xây dựng sở liệu hệ thông tin địa lý phục vụ quản lý sử dụng đất đai cho tỉnh (lấy thí dụ cho tỉnh Thái Nguyên), Luận án tiến sĩ địa lý, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội, Hà Nội Viện Khoa học Đo đạc Bản đồ - Bộ Tài nguyên Môi trường, Nghiên cứu xây dựng mơ hình số độ cao phục vụ quản lý tài nguyên thiên nhiên 14), Công nghệ 3S, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật http://www.nea.gov.vn/html/gis_web/chuan_csdl.html http://www.nea.gov.vn/html/gis_web/Chuan%20GIS/cautruc.htm ... phải xây dựng hệ thống thông tin lớp phủ rừng sở ứng dụng công nghệ hệ thơng tin địa lý Do luận văn với đề tài.? ?Xây dựng Cơ sở liệu phục vụ công tác quản lý lớp phủ rừng Tỉnh Phú Thọ cơng nghệ GIS? ??... 2.5.6 Cơ sở liệu ArcGIS 42 CHƯƠNG XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU LỚP PHỦ RỪNG TỈNH PHÚ THỌ 45 3.1 Thiết kế lớp liệu 45 3.1.1 Quy trình xây dựng sở liệu lớp phủ rừng ... tỉnh Phú Thọ Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu tổng quan lớp rừng nói chung, lớp phủ rừng nói riêng - Nghiên cứu ứng dụng phần mềm ArcGis xây dựng quản lý sở liệu lớp phủ rừng - Xây dựng sở liệu lớp