1 1.Mở đầu 1.1 Tính cấp thiết đề tài Rừng phận quan trọng sinh hành tinh chúng ta, không mang lại giá trị kinh tế to lớn mà có ý nghĩa toàn nhân loại Ngoài ra, rừng có chức cân sinh thái, bảo vệ môi trờng, cảnh quan du lịch, Sự phát triển văn minh nhân loại gây nên sức ép lớn rừng làm tăng thêm tÝnh phøc t¹p mèi quan hƯ phơ thc cđa ngời vào môi trờng Hiện nay, trình công nghiệp hoá, hoá học hoá đô thị hoá nớc giới tác động mạnh đến cân sinh thái môi trờng Bên cạnh đó, tình trạng du canh, du c khai thác rừng bất hợp lý, đà huỷ diệt diện tích rừng rộng lớn, phá huỷ thành phần sinh học cần thiết cho tồn ngời, gây nhiều hậu nghiêm trọng thiên tai Việt Nam, tổng diện tích đất tự nhiên khoảng gần 33 triệu [30, tr.1], gần ba phần t diện tích đồi núi.Trong nửa kỷ qua, chiến tranh tàn phá thiên tai với hoạt động phá rừng, khai thác lâm sản bừa bÃi, đốt nơng làm rÃy đà làm khoảng triệu rừng (trung bình xấp xỉ 100.000 ha/năm)[30], [19], để lại nhiều hậu xấu không làm giảm sút khả cung cấp rừng, mà gây tai hoạ cho đời sống ngời nh lũ lụt, hạn hán, xói mòn dẫn đến suy kiệt đất đai, phá huỷ công trình thuỷ lợi, thuỷ điện, giao thông ô nhiễm môi trờng sống Những năm gần đây, Nhà nớc đà có sách cho việc khôi phục rừng, nhng kết cha đủ bù đắp phần diện tích rừng bị hàng năm, chất lợng rừng tiếp tục bị suy thoái nghiêm trọng Trớc mắt, nhiệm vụ bảo vệ, phát triển kinh doanh rừng không vấn đề riêng ngành Lâm nghiệp, chuyên gia rừng mà đà trở thành vấn đề toàn xà hội Vờn quốc Gia Ch Mom Ray (VQGCMR) n»m ë Cao nguyªn miỊn trung ViƯt Nam, phân bố hai huyện Sa Thầy Ngäc Håi cđa tØnh Kon Tum cã diƯn tÝch 56.621 Đây khu bảo tồn thiên nhiên bật có nhiều loại thảm thực vật nguyên sinh, chứa khoảng 187 loài bị đe doạ cấp quốc gia, nhiều loài số đợc liệt kê bị đe doạ toàn cầu Hệ động vật VQGCMR đa dạng không với 97 loài thú 210 loài chim khác nhau.(Văn phòng VQGCMR [5]) Việc cần có thông tin số liệu điều tra rừng phục vụ cho quản lý phát triển cách nhanh chóng, kịp thời, bảo đảm độ xác đồng cho VQGCMR, đồng thời phải thờng xuyên theo dõi đánh giá mức độ biến động thảm rừng việc làm cần thiết Hiện có nhiều phơng pháp nh cách tiếp cận khác để theo dõi, đánh giá thay đổi thảm rừng Trong đó, ứng dụng viễn thám, hệ thống thông tin địa lý (GIS) phơng pháp đại công cụ mạnh, có khả giúp giải vấn đề không gian tầm vĩ mô thời gian ngắn diện tích rộng Sử dụng ảnh vệ tinh có độ phân giải cao kỹ xử lý số liệu hệ thống thông tin địa lý (GIS) hoàn toàn có sở để xác định thay đổi thảm rừng số lợng vị trí phân bố Đánh giá thay đổi thảm rừng qua thời điểm khác đà có nhiều tác giả đề cập nhiều công trình đề tài nghiên cứu Tuy nhiên việc áp dụng chúng vào hoàn cảnh cụ thể cần đợc nghiên cứu để tìm cách tiếp cận hợp lý nh đánh giá khả ứng dụng chúng cách đắn Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn nêu trên, tiến hành nghiên cứu đề tài: ứng dụng công nghệ GIS ảnh viễn thám để đánh giá thảm rừng V−ên Quèc Gia Ch− Mom Ray - TØnh Kon Tum” 1.2 Mục đích đối tợng phạm vi nghiên cứu đề tài 1.2.1.Mục đích nghiên cứu - Đánh giá thay đổi loại thảm rừng VQGCMR hai thời điểm 1989 2001 1.2.2 Đối tợng phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu thảm rừng VQGCMR sử dụng loại ảnh vệ tinh, công nghệ viễn thám GIS ( Geographical information systems) - Đề tài tập trung nghiên cứu toàn phạm vi ranh giới VQGCMR hai thời điểm 1989 2001 1.3 ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài nớc ta năm gần đây, nạn phá rừng bừa bÃi đà gây nhiều hậu xấu không làm giảm sút khả cung cấp rừng mà gây làm trầm trọng thêm tai hoạ cho đời sống ngời nh lũ lụt, hạn hán dẫn đến suy kiệt đất đai, phá huỷ công trình thuỷ lợi, thuỷ điện, giao thông, ô nhiễm môi trờng VQGCMR nằm khu vực núi, phần dÃy Trờng sơn Đây khu vực đầu nguồn quan träng vµ cung cÊp n−íc cho hå chøa nhµ máy thuỷ điện Ya Ly Sê San Tại khu vực mà rừng đà bị khai thác chặt, khu rừng Vờn Quốc Gia(VQG) giúp cho điều hoà khí hậu thời tiết Các nguồn tài nguyên sinh học VQG nguồn lu trữ gen quan trọng nuôi dỡng sinh thái vùng đệm Các quần thể VQG bổ sung cho quần thể vùng đệm đà bị thu hẹp thực vật động vật VQG quan trọng để bổ sung cho khu bảo vệ khác Việt Nam Do đó, việc theo dõi tài nguyên rừng việc làm cần thiết để nhà lÃnh đạo có đa hoạch định để sử dụng, bảo vệ tài nguyên rừng cách hợp lý nhằm góp phần bảo toàn tính đa dạng sinh học phát triển bền vững VQGCMR nói riêng Việt Nam nói chung Đề tài đa quy trình cụ thể khả ứng dụng ảnh viễn thám hệ thông tin địa lý, kỹ thuật xử lý ảnh số đánh giá thảm rừng vào thực tiễn VQGCMR 1.4 Những đóng góp đề tài ã Góp phần khẳng định khả ứng dụng kỹ thuật xử lý số có giám định t liệu vệ tinh có độ phân giải cao (LANDSAT.TM) để phân loại trạng thái rừng VQGCMR nói riêng rừng nói chung ã Xây dựng đợc hệ thống phân loại thảm rừng tơng đối phù hợp với khả nhận biết phân loại đối tợng phơng pháp xử lý số t liệu viễn thám ã Đà thay đổi cụ thể loại thảm rừng VQGCMR thời điểm năm 1989 năm 2001 2.Tổng quan vấn đề nghiên cứu Một ứng dụng quan trọng viễn thám nghiên cứu tài nguyên thiên nhiên môi trờng Viễn thám - tiếng Anh “the remote sensing”- cã thĨ coi nh− mét ph−¬ng thøc thu nhận thông tin đối tợng từ khoảng cách định, mà không cần tiếp xúc trực tiếp với chúng Phơng pháp viễn thám đợc dựa nguyên lý là: Các đối tợng tự nhiên bề mặt trái đất đà hấp thụ, phản xạ xạ sóng điện từ dải phổ khác với cờng độ khác nhau[15], [23] Các tín hiệu đợc thiết bị đặt phơng tiện bay không tiếp nhận ghi lại chuyển trạm thu mặt đất để xử lý Hay nói cách khác: Các thông tin thu đợc kết việc giải mà đo đạc biến đổi mà đối tợng tác động tới môi trờng xung quanh Trên sở nguyên lý này, phơng pháp viễn thám nói chung, viễn thám điều tra rừng nói riêng đà đợc hình thành phát triển ngày hoàn thiện phát triển không ngừng lĩnh vực kỹ thuật có liên quan (các thiết bị bay, chụp, truyền thông tin, hệ thống in Ên, chơp , xư lý ¶nh ) Nh− hiểu cách đầy đủ, phơng pháp viễn thám đợc tổ chức thực tầng không trung mặt đất Sự phối hợp bổ sung thông tin tầng tạo hiểu biết sâu sắc, xác ngày toàn diện tài nguyên thiên nhiên nói chung tài nguyên rừng nói riêng[16] Do tất đối tợng tự nhiên bề mặt trái đất, góc độ đợc phản ánh phần đặc điểm, nội dung t liệu viễn thám, nên kỹ thuật viễn thám thực chất kỹ thuật liên ngành bao gåm nhiỊu lÜnh vùc néi dung, kü tht cđa c¸c chuyên môn phức tạp khác nhau, đồng thời ứng dụng chúng vô phong phú Dới trình bày nét lịch sử phát triển kỹ thuật viễn thám nói chung viễn thám ứng dụng Lâm nghiệp nói riêng số công trình nghiên cứu tác giả nớc 2.1 Lợc sử nghiên cứu viễn thám Lịch sử viễn thám cho thấy, phát triển kỹ thuật viễn thám gắn liền với phát triển kỹ thuật chụp ảnh Bức ảnh đợc chụp vào năm 1839, tới năm 1849 Aime Laussedat ngời Pháp đà khởi đầu chơng trình sử dụng ảnh cho mục đích thành lập đồ địa hình[31] Đến kỷ thứ 19 ngời ta đà sử dụng kinh khí cầu để chụp ảnh từ không ảnh hàng không đợc chụp từ kinh khí cầu Laussedat chụp vào năm 1858 Sang đầu kỷ thứ 20 ngời ta đà thử nghiệm chụp ảnh từ không máy bay ảnh đợc chụp từ máy bay đà đợc Wibur Wright thực năm 1909 vùng Centocalli, Italia[15] Theo Nguyễn Đình Dơng[15], Phạm Vọng Thành[23], vào năm 1930 ngời ta đà chụp ảnh màu tiến hành nhiều nghiên cứu nhằm tạo lớp cảm quang nhạy với xạ gần hồng ngoại có tác dụng hữu hiệu việc loại bỏ ảnh hởng tán xạ mù khÝ qun Trong chiÕn tranh thÕ giíi lÇn thø hai ngời ta đà nghiên cứu tính chất phản xạ phổ bề mặt địa hình chế thử lớp cảm quang cho việc chụp ảnh màu hồng ngoại Đến năm 1956 việc thử nghiệm khả chụp ảnh hồng ngoại từ máy bay đà đợc tiến hành việc phân loại phát kiểu loại thực vật Năm 1960 đợc bảo trợ quan hàng không vũ trụ quốc gia Hoa Kỳ, nhiều thử nghiệm ứng dụng ảnh hồng ngoại màu ảnh đa phổ đà đợc tiến hành Những thành tựu lÃnh vực đà đa đến phóng vệ tinh Landsat vào năm 1970 Việc ứng dụng vệ tinh nhân tạo đà tạo khả thu nhận thông tin có tính toàn cầu hành tinh có trái đất môi trờng xung quanh chóng HiƯn t− liƯu viƠn th¸m vƯ tinh đợc sử dụng rộng rÃi vệ tinh khí tợng vệ tinh tài nguyên Vệ tinh NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) đợc phóng lần lên quỹ đạo năm 1978 đà cung cấp ảnh theo chế độ cập nhật với độ phân giải không gian 1,1 km Từ năm 1972 tới Hoa Kỳ đà phóng vệ tinh tài nguyên Hai vệ tinh đầu trang bị cảm đa phổ kênh MSS với độ phân giải 80m Vệ tinh Landsat3 đà đợc trang bị bổ xung thêm kênh hồng ngoại với độ phân giải 240m Ngoài t liệu MSS vệ tinh Landsat cung cấp thêm loại t liệu TM với kênh phổ, có kênh độ phân giải không gian 30m dải sóng nhìn thấy hồng ngoại gần, kênh độ phân giải không gian 120m cho dải sóng hồng ngoại nhiệt Năm 1985 Pháp đà phóng vệ tinh SPOT với cảm HRV có kênh phổ độ phân giải 20m kênh toàn sắc có độ phân giải 10m Gần đây, năm 1988 Nhật phóng vệ tinh quan sát biển MOS-1, vệ tinh trang bị cảm MESSR có độ phân giải không gian 50m ấn Độ đà phóng thành công vệ tinh tài nguyên với cảm có thông số kỹ thuật tơng đơng với MSS Đến tháng năm 1996 quan thiết kế kỹ thuật NASDA Nhật Bản đà phóng vệ tinh ADEOS lên quỹ đạo với mục đích chủ yếu giải vấn đề môi trờng khí hậu giới Với mục đích ADEOS mang nhiều loại cảm phục vụ nghiên cứu nhiều lĩnh vực khác nhau, cảm AVNIR có mục đích quan trọng nhằm nghiên cứu trạng thái lớp phủ thực vật[15], [23] Mới Pháp đà phóng tiếp vệ tinh SPOT.4 vào tháng năm 1998 Vệ tinh khác với SPOT.3 có thêm đầu chụp với tên Vegetation gồm kênh phổ độ phân giải 1km Đến tháng năm 1999 Mỹ đà phóng vệ tinh LANDSAT.7 với đầu chụp có tên ETM gồm kênh phổ giống LANDSAT.TM kênh toàn sắc độ phân giải 15mét Trong vùng sóng dài sóng điện từ, hệ thống siêu cao tần chủ động radar đà đợc sử dụng từ đầu kỷ 20 cho việc theo dõi phát vật thể chuyển động nghiên cứu tầng ion Ngày ứng dụng đà trở nên đa dạng phong phú lĩnh vực thăm dò tài nguyên Ngời ta đà sử dụng viễn thám radar để nghiên cứu đại dơng, khí quyển, cấu trúc bề mặt gần bề mặt vỏ trái đất Gần viễn thám radar chủ động phát triển mạnh mẽ có khả nghiên cứu xác định đợc sinh khối thực vật Vì ứng dụng viễn thám radar chủ động đa dạng, phong phú có nhiều triển vọng Nói chung, đời phát triển khoa học kỹ thuật viễn thám gắn liền với lịch sử đời phát triển viễn thám Lâm nghiệp Dới tóm tắt số công trình nghiên cứu tác giả giới nớc 2.1.1 Trên giới Mặc dầu ảnh hàng không đợc chụp kinh khí cầu ngời Pháp có tên Laussedat chụp từ năm 1858, nhng mÃi đến tháng năm 1887 có kỹ s Lâm nghiệp ngời Đức thử nghiệm đoán đọc rừng ảnh hàng không[11] Theo GS.TS Vũ Tiến Hinh, TS.Phạm Ngọc Giao Spurr.S đà chia lịch sử viễn thám Lâm nghiệp giới thành ba giai đoạn [31], nh sau: "- Giai đoạn một: Từ cuối kỷ thứ 19 đến trớc chiến tranh giới lần thứ nhất, đánh dấu đời ảnh hàng không, kính lập thể thử nghiệm lẻ tẻ ban đầu ứng dơng cđa chóng L©m nghiƯp ThÝ dơ mét sè thí nghiệm Rudolf Kobsa Ferdinand Wang (áo1892), Hugershoff.R (Đức-1911), Hans Dock (áo-1913) - Giai đoạn hai: Từ chiến tranh giới lần thứ đến cuối chiến tranh giới lần thứ hai Giai đoạn đà ghi nhận thành công số tác giả số nớc: Xây dựng đồ rừng từ ảnh hàng không vùng Maurice thuộc Canada, đồ thực vật rừng Anh(1924), điều tra trữ lợng rừng từ ảnh hàng không Mỹ(1940) Thí nghiệm phơng pháp đo tán, đo chiều cao ảnh Seely, Hugershoff Tuy nhiên giai đoạn cha xây dựng hoàn chỉnh hệ thống lý luận nh phơng pháp đoán đọc ảnh hàng không - Giai đoạn ba: Từ chiến tranh giới lần thứ hai đến nay: Cùng với phát triển khoa học kỹ thuật, việc nghiên cứu ứng dụng viễn thám ngày ph¸t triĨn réng r·i ë nhiỊu n−íc Kü tht viƠn thám phát triển theo chiều hớng ngày phong phú, tinh vi, xác cập nhật với hai hƯ thèng chÝnh lµ “ Interkosmos” vµ “Landsat” Song song với hai hệ thống hệ thống trạm thu xử lý thông tin có nhiều nớc giới nh Canada, Brasin, ấn Độ, Thái Lan, Trung Quốc Gần hệ thống vệ tinh ảnh Spot, ảnh ADEOS đà nâng cao khả kỹ thuật viễn thám ứng dụng Lâm nghiệp" Song song với cải tiến thiết bị bay chụp tính thông tin, kỹ thuật xử lý thông tin không ngừng đạt đợc tiến mặt phơng pháp Từ kỹ thuật xử lý khai thác thông tin dựa nguyên tắc quang nhận biết mắt, đến xử lý tự động theo nguyên tắc xử lý số Ngày kỹ thuật xử lý số ảnh viễn thám có khả liên kết với hệ thông tin địa lý nên thuận lợi việc khai thác thông tin tạo tờ đồ chuyên đề thứ cấp mang thông tin theo ý muốn Đặc biệt khả lu trữ kết phân loại đơn giản Đây khả mà phơng pháp truyền thống làm đợc Phơng pháp xử lý ảnh số (Digital image processing) đà đợc nghiên cứu ứng dụng phổ biến từ năm 1970 nhiều nớc tiên tiến giới nh: Mỹ, Canada, Thuỵ Điển, Pháp, Nhật Bản, Bỉ Sau nhanh chóng phổ cập nớc khu vực châu nh: ấn Độ, Trung Quốc, Thái Lan, Indonesia, Philipine, Malaysia[11] Tại quốc gia này, 10 xử lý ảnh số đà đợc ứng dụng rộng rÃi nhiều lĩnh vực khác nh: Lâm nghiệp, Nông nghiệp, Địa chất, Phát triển đô thị Trong Lâm nghiệp, phơng pháp này, hàng loạt loại đồ khác đợc thành lập nh: Bản đồ sinh thái thảm rừng, ®å che phđ rõng §ång thêi sư dơng t− liƯu ®a thêi gian ®Ĩ theo dâi ®¸nh gi¸ biÕn ®éng Cùng với hệ thống phơng pháp mới, công cụ tơng ứng đà đợc thiết kế đa vào sử dụng có hiệu nh máy tính có cấu hình mạnh Bên cạnh đó, chơng trình xử lý ảnh chuyên dụng có tính mạnh đợc phát triển ngày nhiều nh: Pericolor, Dragon, DID, PCI Một số năm gần đà xuất số chơng trình phần mềm tổng hợp bao gồm xử lý ảnh làm đồ nh : Idrisi, ilwis, erdas Điều chứng tỏ Viễn thám GIS đà đợc cấu thành hệ thống chặt chẽ Đồng thời hệ thống xử lý, phân tích quản lý số liệu đà đợc xem xét đà hình thành chức phần mềm Trong hội nghị khoa học quốc tế bàn vấn đề theo dõi lớp phủ thực vật từ ngày 29 đến ngày 31 tháng năm 1995 Chiba Nhật Bản có nhiều báo cáo xung quanh việc sử dụng t liệu viễn thám nghiên cứu phơng pháp, kỹ thuật công nghệ để phân loại đối tợng, phân tích môi trờng, nghiên cứu biến động xây dựng đồ Ví dụ: ViƯc sư dơng t− liƯu vƯ tinh MOS-1 víi chØ số thực vật KVI để nghiên cứu, kiểm tra phát nạn phá rừng Luzon Philippin[34], Sử dụng số thực vật t liệu vệ tinh kết hợp với Hệ thông tin địa lý (GIS) để lập kế hoạch chống xói mòn đất nghiên cứu phục hồi rừng[40] Trong hội nghị đề cập đến nhiều báo cáo đà sử dụng t liệu viễn thám ®a thêi gian ®Ĩ nghiªn cøu sù biÕn ®éng thùc vật diện tích mặt nớc hồ[42], nghiên cứu biến động đồng cỏ[64], xây dựng đồ sản lợng đồ trồng nông nghiệp[36] 87 đây, số thực vật sử dụng máy tính đợc tính theo công thức: NDVI = [(NIR Red)/(NIR + Red)]*127 +127 (5.5) Kết quả, thu đợc ảnh số thực vật hai thời điểm 19892001 cho phép hình nh kênh ảnh đen trắng Năm 1989 Năm 2001 Hình 5.13: ảnh số thực vật NDVI năm 1989, 2001 Muốn phân loại đối tợng thể chúng màu sắc, ta phải phân ngỡng NDVI cho đối tợng Mỗi ngỡng đặt cho màu thích hợp đợc gọi việc màu giả Để chọn ngỡng thích hợp đà sử dụng ảnh phân loại có giám định năm 2001 chồng xếp với ảnh NDVI-2001 Trên trạng thái lớp phủ lấy ngẫu nhiên 15 vị trí, xác định giá trị NDVI cho điểm, lấy giá trị trung bình làm số NDVI cho trạng thái Dựa vào số trung bình 88 NDVI lớp phủ chia ngỡng cho đối tợng tơng ứng (Bảng 5.7) tạo đợc ảnh phân loại số thực vật năm 2001 Ngỡng NDVI đợc sử dụng để phân loại cho ảnh 1989 + Xây dựng ảnh phân loại số tổng lợng phản xạ TRRI Nh đà giới thiệu mục (4.2.2.2), số tổng lợng phản xạ TRRI đợc tính theo công thức (4.2) Vì vậy, để xây dựng ảnh số tổng lợng phản xạ TRRI ta phải nhập công thức vào máy cho ảnh 1989_2001 , kết nhận đợc ảnh tơng ứng cho phép hình ảnh nh kênh ảnh đen trắng Năm 1989 Năm 2001 Hình 5.14:ảnh số tổng lợng phản xạ TRRI năm 1989, 2001 Tiến hành chồng xếp ảnh TRRI 2001 với ảnh phân loại có giám định năm 2001 để tìm ngỡng thích hợp cho loại thảm rừng (Bảng 5.7) 89 Từ ngỡng xây dựng ảnh phân loại số tổng lợng phản xạ TRRI cho thời điểm 1989 Bảng 5.7: Ngỡng phân loại loại thảm rừng Ngỡng NDVI TRRI Loại thảm rừng 0-105 0-11 105-137 11-19 Cỏ 137-190 19-27 Cây bụi gỗ rải rác 190-202 27-35 Tre nøa 202-221 35-46 Rõng th−a 221-234 46-58 Rõng trung b×nh 234-255 58-87 Rõng kín Các loại đất khác(Đất trống, thổ c, nơng rẫy) Để có ảnh phân loại năm 1989, xây dựng ảnh phân loại năm 1989 từ giá trị ngỡng phân loại tổ hợp NDVI TRRI năm 2001 Chúng đà sử dụng chơng trình ERDAT 8.5 phần mềm ARCVIEW 3.2a để phân loại tự động, tính toán số giá trị ảnh NDVI TRRI Chơng trình xây dựng dựa nguyên lý là: dựa tệp ảnh đầu vào NDVI TRRI ( ảnh 2001), chơng trình tính cặp giá trị NDVI TRRI tơng ứng ảnh 1989 sau so sánh với bảng ngỡng phân loại đối tợng để xác định điểm ảnh thuộc vào đối tợng bảng phân loại Kết phân loại thời điểm 1989 2001 đợc thể hình 5.15 90 Năm 1989 Năm 2001 Hình 5.15: ảnh phân loại năm 1989 2001 Vì t liệu năm 1989 mẫu giám định, nên đà sử dụng phơng pháp phân loại tổ hợp dựa vào ảnh phân loại số thực vật NDVI ảnh phân loại số tổng lợng phản xạ TRRI Nh đà trình bày số NDVI TRRI đợc tính từ giá trị kênh ảnh năm 1989 2001 mà kênh ảnh năm 1989 2001 đà đợc chuẩn hoá Trên sở mức độ sai lệch cho phép ảnh phân loại năm 2001 so với thực tế đà kiểm chứng ta có kết ảnh phân loại năm 1989 với độ sai lƯch cho phÐp 5.3 Xư lý sè liƯu sau gi¶i đoán 5.3.1 Xây dựng đồ thảm rừng năm 1989 2001 Từ kết giải đoán ảnh năm 1989 2001 chuyển sang phần mềm ARCVIEW 3.2a để phân tích xử lý số liệu không gian thuộc tính, sau chuyển xang phần mềm Mapinfo 7.5 để biên tập trình bày đồ Kết ta đợc hai đồ thảm thực vật hai thời điểm 1989 91 2001.Trên hình 5.16, hình 5.17 số liệu thống kê diện tích loại hình thảm thực vật hai thời điểm đợc thể bảng 5.8 bảng 5.9 Hình 5.16: Các thảm rừng VQGCMR năm 1989 92 Hình 5.17: Các thảm rừng VQGCMR năm 2001 93 Loại thảm rừng Năm 1989 DiÖn tÝch (ha) Tû lÖ (%) Rõng kÝn 11743 20.74 Rõng trung b×nh 18363 32,43 Rõng th−a 11309 19,97 Tre nứa 2765 4,88 Cây bụi gỗ rải rác 6965 12,30 Cỏ 4936 8,72 Đất khác(Đất trống, thổ c ) 540 0,95 56621 100 Tổng Bảng 5.8: Thống kê diện tích loại hình thảm thực vật năm 1989 Loại thảm rừng Năm 2001 Diện tích (ha) Tỷ lệ (%) Rõng kÝn 11017 19,46 Rõng trung b×nh 16037 28,32 Rõng th−a 5355 9,46 Tre nøa 5574 9,84 C©y bơi gỗ rải rác 16016 28,29 Cỏ 2537 4,48 85 0,15 56621 100 Đất khác(Đất trống, thổ c ) Tổng Bảng 5.9: Thống kê diện tích loại thảm rừng năm 2001 94 5.3.2 Xây dựng đồ biến ®éng th¶m rõng V−ên Quèc Gia Ch− Mom Ray thêi kỳ 1989 2001 Để nghiên cứu, theo dõi, đánh giá biến động diện tích rừng phơng pháp truyền thống, ngời ta thờng xây dựng đồ trạng rừng thời điểm, chủ yếu sử dụng phơng pháp so sánh số liệu thống kê diện tích, qua đa số diện tích rừng Ngày kỹ thuật viễn thám với phơng pháp xử lý số đà trở thành công cụ thiếu đợc công tác nghiên cứu, theo dõi, đánh giá biến động tài nguyên thiên nhiên nói chung biến động diện tích rừng nói riêng Đồng thời viễn thám kết hợp với hệ thông tin địa lý để tạo tờ đồ thứ cấp, phục vụ mục đích nghiên cứu cụ thể đà sử dụng mạnh để xây dựng đồ biến động diện tích rừng cho giai đoạn 1989-2001 Nh diện tích rừng đợc số mà đợc thể hình ảnh đồ biến động + Để xây dựng đồ biến động, liệu đầu vào phải thoả mÃn điều kiện sau: T liệu ảnh phải đợc lu dạng Raster, có kích thớc, số hàng số cột Để thực nhiệm vụ cần phải tiến hành qua bớc là: Bớc 1: Nhập ảnh sở liệu Thực chất nhập ảnh sở liệu tơng ứng vào hệ thông tin địa lý Bớc 2: Xây dựng sở liệu biến động diện tích Bớc 3: Xây dựng đồ biến động diện tích cách chồng ghép Raster cảnh ảnh đà giải đoán hai thời kỳ với file sở diệu biến động diện tích để tạo thành file liệu ảnh biến động Bằng cách đà thu đợc ảnh biến động thể diện tích rừng qua hai giai đoạn, tạo sở quan trọng cho việc xây dựng đồ biến động diện tích rừng 95 Từ kết biên tập đợc đồ thay đổi thảm thực vật rừng VQGCMR phần mềm ARCVIEW3.2a Mapinfo7.5 Bản đồ thay đổi thảm rừng năm 1989 năm 2001 đợc thể hình sau: Hình 5.18 : Những thay đổi thảm rừng VQG CMR năm 1989-2001 96 Từ đồ số liệu thuộc tính thay đổi thảm thực vật hai thời kỳ có bảng thay đổi diện tích loại hình thảm thực vật nh sau: Bảng 5.10: Sự thay đổi loại hình thảm thực vật từ 1989 - 2001 ĐVT: Năm 1989 Loại thảm rừng Rừng kín (1) 9721 Rừng trung bình (2) Năm Rừng tha (3) 2001 Tre nứa (4) Cây bụi gỗ rải rác (5) Cỏ (6) Tæng 79 11017 10926 5111 16037 1743 3361 103 663 1785 3551 134 263 17 18363 234 724 1097 2281 5355 576 130 5574 1877 1561 4198 2786 258 16016 241 1561 108 2537 13 44 85 11309 2765 6965 4936 540 56621 157 73 17 11743 1217 §Êt khác(Đất trống,thổ c )(7) Tổng 11 Ghi chú: - Chữ đậm : Diện loại hình thảm rừng không thay đổi từ năm 1989 đến 2001 Để dễ dàng hiểu cách biểu diễn số liệu bảng 5.10 giới thiệu ví dụ: năm 1989 có 11743 rừng kín đến năm 2001 lại 11017 ha, trình thay đổi có 134 rừng kín đà trở thành thảm cỏ, 1785 thành bụi gỗ rải rác, 103 thµnh rõng tre nøa lóc 1217 rõng trung bình 79 rừng tha theo thời gian phát triển thành rừng kín, nh loại hình rừng giảm xuống không đáng kể Do diện tích loại rừng nằm chủ yếu đỉnh Ch Mom Ray nơi có núi cao hiểm trở đợc bảo vệ chặt chẽ từ năm 1989 nên xâm phạm ngời dân địa phơng Tơng tự nh cột hàng bảng 97 5.10 kết biến động, chuyển đổi loại hình thảm rừng hai thời điểm Diện tích bụi gỗ rải rác đợc tăng lên nhiều từ 6.965 năm 1989 đến năm 2001tăng lên 16.016 loại hình đợc tăng nhiều loại khác chuyển sang, loại đất khác nh đất trống, đất thổ c nơng rẫy giảm xuống nhiều từ 540 năm 1989 xuống 85 năm 2001, rừng trung bình năm 1989 18.363 đến năm 2001 giảm xuống 16.037 nhng ®· chun thµng rõng kÝn lµ 1217 ha, rõng th−a diện tích giảm từ 11.309 năm 1989 xuống 5355 năm 2001 nhng đà chuyển thành rừng kín 79 rừng trung bình 5111 Qua ®ã ta thÊy cã dÊu hiƯu mét sè diƯn tích thảm rừng đợc khôi phục phát triển thêi gian nµy, nh−ng xu h−íng chung lµ diƯn tÝch rừng bị giảm sút nhiều Từ đó, Văn phòng VQGCMR ban ngành có liên quan cần có phơng án kỹ thuật để quản lý bảo vệ chặt chẽ phạm vi ranh giới Vờn, bên cạnh cần đầu t sở hạ tầng, hỗ trợ vốn, kỹ thuật sản xuất nông nghiệp, nâng cao đời sống ý thức bảo vệ rừng cho ngời dân vùng đệm nhằm có hiệu việc bảo vệ rừng giữ gìn tính đa dạng sinh học VQGCMR Tổng hợp lại từ bảng trªn ta cã sè liƯu diƯn tÝch, tû lƯ vỊ thay đổi loại hình thảm rừng đợc thể bảng 5.11 : 98 Loại thảm rừng Năm 1989 Năm 2001 Tăng/Giảm Diện Tỷ lệ Diện Tỷ lệ DiÖn Tû lÖ tÝch (%) tÝch (%) tÝch (%) (ha) (ha) (ha) Rõng kÝn 11743 20.74 11017 19,46 -726 -1,28 Rõng trung b×nh 18363 32,43 16037 28,32 -2326 -4,11 Rõng th−a 11309 19,97 5355 9,46 -5954 -10,52 Tre nøa 2765 4,88 5574 9,84 2809 4,96 Cây bụi gỗ rải rác 6965 12,30 16016 28,29 9049 15,99 Cỏ 4936 8,72 2537 4,48 -2399 4,24 Đất khác(Đất trống, thổ c ) 540 0,95 85 0,15 -455 -0,80 Tæng 56621 100 56621 100 0 Bảng 5.11: Thống kê diện tích loại thảm rừng năm 1989, 2001 Từ số liệu thống kê thể biểu đồ để so sánh loại thảm thực vật qua hai giai ®o¹n 1989, 2001 DiƯn tÝch(ha) 20000 15000 10000 5000 Rung Rừngkin kín Loại thảm rừng R ung Rừng trung trung b×nh binh RRõng ung th−a t hua Tre nua Tre nøa nam 1989 Cay bui C©y bơi Co Cá Lo Đất khac khác nam 2001 Hình 5.19: Biểu đồ thay đổi thảm rừng VQGCMR năm 1989,2001 99 5.3.3 Xây dựng mô hình không gian ba chiều (3D) vùng nghiên cứu Từ đồ địa hình đà đợc gán giá trị độ cao cho đờng bình độ vào bảng thuộc tính, dùng phần mềm arcview 3.2a để tạo mô hình số hoá độ cao, sau ®ã c¾t chän khu vùc VQGCMR, råi thĨ hiƯn môi trờng 3D ta đợc toàn cảnh địa hình vùng nghiên cứu, hình 5.20 Hình 5.20: Toàn ranh giới VQG CMR mô hình 3D Mở lớp trạng rừng lên không gian ba chiều vùng nghiên cứu giúp thấy rõ đợc thảm rừng thay đổi Nh thấy biến động diện tích loại hình thảm rừng theo mặt phẳng mà thấy rõ biến động theo không gian ba chiều Hình 5.21: Những thay đổi thảm rừng vờn mô hình 3D 100 6.Kết luận kiến nghị 6.1 Kết luận 1.Từ năm 1989 đến năm 2001 loại hình thảm rừng VQGCMR thay đổi đáng kể, cụ thể: Từ 11743 rừng kín lại 11017 Từ 18363 rừng trung bình lại 16037 Từ 11309 rừng tha lại 5355 Từ 2765 tre nứa tăng lên 5574 Từ 6967 bụi gỗ rải rác tăng lên 16016 Từ 4936 cỏ lại 2537 Các loại đất khác ( Đất trống, thổ c ) từ 540 lại 85 Nh thảm rõng VQGCMR thay ®ỉi theo chiỊu h−íng cđa sù suy thoái chất lợng, lúc rừng kín, rừng trung bình, rừng tha giảm đáng kể bụi gỗ rải rác tăng gần 2,3 lần 2.Phơng pháp phân loại dựa hai loại số: số thực vật quy chuẩn NDVI số tổng lợng phản xạ TRRI phơng pháp phân loại đơn giản, thực tự động, xử lý nhanh t liệu viễn thám phù hợp với việc theo dõi thảm thực vật tài nguyên rừng cách nhanh chóng với độ xác cần thiết Hỗ trợ cho việc giải đoán ảnh viễn thám thời kỳ trớc gặp nhiều khó khăn việc xác định loại mẫu giám định 3.Sử dụng nguồn liệu ảnh vệ tinh Landsat TM kỹ thuật GIS giải đoán ảnh theo phơng pháp số đà đợc sử dụng đề tài phù hợp 101 với VQGCMR, nơi mà loại t liệu khác ảnh viễn thám để nghiên cứu thay đổi thảm rừng thời điểm 6.2 kiến nghị 1.Đặc điểm t liệu vệ tinh khả phân biệt dạng cấu trúc không gian thấp, việc phân loại chủ yếu dựa vào khả phản xạ phổ đối tợng tự nhiên Vì vậy, phơng pháp khó xác định trữ lợng rừng có nhầm lẫn số đối tợng Để nâng cao độ xác phân loại đối tợng, cần phải có nghiên cứu xác định đợc mối tơng quan trữ lợng cấu trúc hình thái với tán che phủ đa tham số hợp lý trình xử lý ảnh số Đồng thời việc cần thiết phải có kiểm tra đối chiếu với thực địa để xác định độ xác phân loại điều chỉnh tham số cho phù hợp Hiện hệ thống phân loại thức Lâm nghiệp đợc xây dựng tơng ứng với phơng pháp phân loại rừng truyền thống hầu hết không phù hợp với khả phân loại đối tợng t liệu viễn thám Vì nên xây dựng hệ thống phân loại thống phù hợp với khả nhận biết phân loại đối tợng phơng pháp xử lý số t liệu viễn thám 3.Từ số liệu loại thảm thực vật Vờn Quốc Gia thay đổi nó, văn phòng Vờn Quốc Gia Ch Mom Ray nói riêng, ban ngành liên quan nói chung cần có biện pháp hữu hiệu công tác quản lý bảo vệ rừng, tăng cờng công tác khoa học việc bảo vệ tính đa dạng sinh học Vờn, cần có nhiều đầu t để nâng cao đời sống ý thức bảo vệ rừng cho ngời dân vùng đệm ... tài: ứng dụng công nghệ GIS ảnh viễn thám để đánh giá thảm rừng Vờn Quốc Gia Ch Mom Ray - Tỉnh Kon Tum 1.2 Mục đích đối tợng phạm vi nghiên cứu đề tài 1.2.1.Mục đích nghiên cứu - Đánh giá thay... khả ứng dụng ảnh viễn thám hệ thông tin địa lý, kỹ thuật xử lý ảnh số đánh giá thảm rừng vào thực tiễn VQGCMR 1.4 Những đóng góp đề tài ã Góp phần khẳng định khả ứng dụng kỹ thuật xử lý số có giám... khác để theo dõi, đánh giá thay đổi thảm rừng Trong đó, ứng dụng viễn thám, hệ thống thông tin địa lý (GIS) phơng pháp đại công cụ mạnh, có khả giúp giải vấn đề không gian tầm vĩ mô thời gian