Ứng dụng công nghệ viễn thám và hệ thống thông tin địa lý GIS trong đánh giá biến động đất rừng huyện Ea Sup, tỉnh Đắk Lắk

MỤC LỤC

Những ủúng gúp của ủề tài

- Khẳng ủịnh tớnh ưu việt của việc sử dụng cụng nghệ viễn thỏm và GIS trong cụng tỏc ủỏnh giỏ biến ủộng ủất và thảm thực vật rừng. - Việc ứng dụng cỏc tư liệu viễn thỏm cựng với hệ thụng tin ủịa lý (GIS) vào cụng tỏc thành lập bản ủồ hiện trạng sử dụng ủất sẽ ủem lại hiệu quả kinh tế cao mang tớnh thời sự với ủộ chớnh xỏc ủảm bảo cho việc tự ủộng húa một số khõu trong quy trỡnh cụng nghệ thành lập bản ủồ này. Xõy dựng ủược một hệ thống phõn loại ủất ủai, thảm rừng tương ủối phự hợp với khả năng nhận biết và phõn loại cỏc ủối tượng của phương phỏp xử lý số trên tư liệu viễn thám.

CÁCH TIẾP CẬN, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ NỘI DUNG

Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp thu thập số liệu

+ Sử dụng GPS cầm tay ủi thực ủịa chọn mẫu cỏc loại hỡnh sử dụng đất, xây dựng khố giải đốn ảnh, thu thập thơng tin về các loại hình sử dụng ủất, ủối soỏt. - Tăng cường chất lượng ảnh bằng cách dùng các công cụ của phần mềm Envi ủể thay ủổi cấp ủộ sỏng và ủộ tương phản giữa cỏc màu của cỏc kênh ảnh. Nhập dữ liệu thực ủịa thu thập ủược từ GPS vào mỏy tớnh theo phương pháp truyền dữ liệu.

Nhờ cỏc thụng tin về vị trớ, loại thảm rừng thu thập ủược ngoài thực ủịa bằng GPS, tệp dữ liệu mẫu ủược xỏc ủịnh trờn ảnh vệ tinh bằng phần mềm Envi. Ma trận nhầm lẫn ủược xõy dựng trờn cơ sở số lượng pixel lấy mẫu cho mỗi loại tớn hiệu, số lượng pixel phõn loại ủỳng, số lượng pixel nhầm lẫn sang cỏc loại tớn hiệu khỏc. Sau khi xõy dựng ma trận nhầm lẫn, cần ủỏnh giỏ ủộ chớnh xỏc tệp mẫu, nếu ủộ chớnh xỏc cao hơn 90% thỡ cú thể dựng tệp mẫu ủể phõn loại ảnh vệ tinh.

50 Dựng phần mềm Envi ủể tiến hành phõn loại ảnh theo thuật toỏn xỏc xuất cực ủại. Kết quả kiểm chứng ảnh phõn loại ủược xỏc ủịnh dựa vào số ủiểm trựng khớp và số ủiểm khụng trựng khớp từ quỏ trỡnh ủi thực ủịa. - Phương pháp phân tích và xử lý số liệu bằng phần mềm GIS: Trên cơ sở giải đốn ảnh, tiến hành hồn thiện bản đồ hiện trạng ở hai thời kỳ bằng ảnh và số liệu GIS sẵn cú.Chồng ghộp bản ủồ, xỏc ủịnh cỏc biến ủộng ủất ủai bằng phần mềm Arcview.

- Phương pháp thống kê: là phương pháp nhằm tổng hợp, thống kê số liệu từ kết quả ủiều tra và nghiờn cứu bằng phần mềm Excel. - Phương pháp chuyên gia: Tham khảo ý kiến chuyên gia của các cán bộ ủầu ngành, cỏc cơ quan nghiờn cứu ủể xõy dựng bảng phõn loại lớp phủ thực vật, giải đốn ảnh vệ tinh.

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

Nguồn dữ liệu thu thập, các bước xử lý ảnh, kết quả .1 Các nguồn dữ liệu thu thập

Ảnh vệ tinh ủó ủược trung tõm viễn thỏm quốc gia xử lý, hiệu chỉnh trộn màu tự nhiờn 3 kờnh hỡnh ảnh thể hiện rất rừ ràng, khụng bị dũng lỗi, khụng cú mõy che phủ..nờn tư liệu ủược chọn ủể phục vụ cho nghiờn cứu núi chung ủạt chất lượng tốt. - Bản ủồ hiện trạng sử dụng ủất năm 2005, năm 2010 theo số liệu kiểm kờ ủất ủai và xõy dựng bản ủồ hiện trạng sử dụng ủất huyện Ea Sỳp dựng làm tài liệu tham khảo. Số liệu thuộc tính chúng tôi thu thập tại các phòng ban huyện, Hạt kiểm lõm bao gồm cỏc số liệu về ủiều kiện tự nhiờn kinh tế xó hội, cỏc loại hỡnh rừng, loại hỡnh thảm thực vật …Ngoài ra chỳng tụi ủó làm việc và kết hợp chặt chẽ với cỏc xó, cỏc ủơn vị lõm nghiệp ủể ủiều tra phỏng vấn.

Với cỏc tài liệu và trang thiết bị như trờn chỳng tụi ủó tiến hành ủợt khảo sỏt thực ủịa tại cỏc ủiểm ủó ủịnh trước trờn bản ủồ trong khu vực nghiờn cứu từ ngày 28 thỏng 8 ủến ngày 10 thỏng 9 năm 2009. Ảnh toàn sắc ủó ủược trung tõm viễn thỏm quốc gia phối mầu và nắn hiệu chỉnh về hệ tọa ủộ VN2000 nờn ở ủõy chỳng tụi chỉ sử dụng ảnh ủể xõy dựng các công việc tiếp theo. Sử dụng ảnh vệ tinh ủó ủược hiệu chỉnh hỡnh học năm 2004 và 2009, ranh giới hành chớnh huyện Ea Sỳp theo bản ủồ hiện trạng sử dụng ủất năm 2005 chúng tôi cắt ảnh trong toàn bộ phạm vi ranh giới bằng phần mềm EnVi.

- Mẫu giỏm ủịnh cần phải vừa ủủ và nờn phõn bố ủều trờn khu vực cũng như phõn bố ủều trờn cỏc ủối tượng phõn loại ủể ủảm bảo tớnh ủặc trưng cho ủối tượng phõn loại. Quỏ trỡnh xõy dựng tệp mẫu cho ảnh vệ tinh ủược thực hiện dựa vào cỏc loại bản ủồ ủó thu thập ủược cựng với việc ủi thực ủịa với sự trợ giỳp của GPS cầm tay. Sau khi cài ủặt cỏc thụng số hệ toạ ủộ cho GPS cầm tay, chỳng tụi tiến hành ủi thực ủịa cho tất cả cỏc loại hỡnh sử dụng ủất núi trờn, cỏc khoảnh ủất ủược chọn là những loại hỡnh rừng ủặc trưng nhất, phõn biệt rừ ràng nhất, nó không nằm gần ranh với các loại hình khác.

Trờn quan ủiểm của lý thuyết xỏc xuất thỡ phương phỏp này cú nhiều ưu ủiểm và nú thường ủược sử dụng trong xử lý ảnh viễn thỏm ủể phõn loại cỏc ủối tượng cho cỏc khu vực cú thảm thực vật ớt cú sự ủồng nhất như rừng ở Việt Nam. Do ủất ủai cú biến ủộng lớn từ năm 2004 ủến năm 2009 nờn chỳng tụi chỉ ủiều tra thực ủịa với ảnh ủược phõn loại năm 2009 với yờu cầu mẫu kiểm chứng cũng phải phõn bố ủều trờn khu vực cho cỏc ủối tượng và nằm ngoài vị trớ mẫu giỏm ủịnh ủó phục vụ quỏ trỡnh phõn loại trước ủõy.

Hình 4.2: Ảnh vệ tinh Spot - 5 chụp năm 2004
Hình 4.2: Ảnh vệ tinh Spot - 5 chụp năm 2004

Kết quả thực nghiệm

Ngày nay kỹ thuật viễn thỏm cựng với phương phỏp xử lý số ủó trở thành cụng cụ khụng thể thiếu ủược trong cụng tỏc nghiờn cứu, theo dừi, ủỏnh giỏ biến ủộng tài nguyờn thiờn nhiờn núi chung và biến ủộng diện tớch rừng núi riờng. + ðể xõy dựng bản ủồ biến ủộng, cỏc dữ liệu ủầu vào phải thoả món những điều kiện sau: Tư liệu ảnh đã được xử lý giải đốn và lưu ở dạng Raster, cĩ cùng kích thước, số hàng và số cột. Bước 3: Xõy dựng bản ủồ biến ủộng diện tớch bằng cỏch chồng ghộp Raster cảnh ảnh đã giải đốn của hai thời kỳ với file cơ sở dữ diệu biến động diện tớch ủể tạo thành file dữ liệu ảnh biến ủộng.

Bằng cỏch trờn chỳng tụi ủó thu ủược ảnh biến ủộng thể hiện diện tớch thay ủổi qua hai giai ủoạn, tạo cơ sở quan trọng cho việc xõy dựng bản ủồ biến ủộng ủất kết quả như trong hỡnh 4.20. Dựa trờn cơ sở lý thuyết của kỹ thuật viễn thỏm và GIS chỳng tụi ủó ủề xuất ủược mụ hỡnh tớch hợp viễn thỏm và GIS phục vụ cho cụng tỏc phõn tớch và ủỏnh giỏ biến ủộng sử dụng ủất, nhằm khắc phục những nhược ủiểm của cụng tỏc thành lập bản ủồ hiện trạng sử dụng ủất rừng theo phương phỏp truyền thống. Chỳng tụi ủó xõy dựng ủược cơ sở dữ liệu GIS cho khu vực nghiờn cứu tại hai thời ủiểm theo mụ hỡnh tớch hợp viễn thỏm và GIS ủể tiến hành phõn tớch biến ủộng sử dụng ủất kết quả là từ năm 2004 ủến năm 2009.

Cỏc loại hỡnh sử dụng ủất thay ủổi ủỏng kể ủặc biệt là do khai thỏc bừa bói nờn mất ủi rất nhiều rừng thường xanh giàu tuy nhiờn ủất rừng trung bỡnh thỡ tăng lên chủ yếu do rừng khộp qua thời gian phát triển trở thành rừng trung bình. Với mụ hỡnh ủó ủề xuất, khi phõn tớch biến ủộng sử dụng ủất nếu không có nhiều thông tin chi tiết về hiện trạng của vùng nghiên cứu; dữ liệu ảnh vệ tinh vẫn cho phộp phõn tớch biến ủộng sử dụng ủất một cỏch khỏch. Hiện nay các hệ thống phân loại chính thức trong Lâm nghiệp chỉ ủược xõy dựng tương ứng với cỏc phương phỏp phõn loại rừng truyền thống và hầu hết khụng phự hợp với khả năng phõn loại cỏc ủối tượng trờn tư liệu viễn thám.

Kết quả phân loại ảnh nếu khơng được kiểm tra và ủối soỏt thực ủịa ủể chỉnh sửa ủỳng hiện trạng thỡ khụng phỏt hiện những biến ủộng thực sự của cỏc loại hỡnh sử dụng ủất mà cú khi chỉ là biến ủộng theo mùa. Tuy rằng số liệu phân tích còn mang tính minh hoạ cho mô hình nhưng khi so sỏnh ủối chiếu với số liệu thống kờ diện tớch một số loại hỡnh sử dụng ủất năm 2005 và 2009 của ủịa phương cú sự tương ủương, ủiều ủú núi lờn ủược bước ủầu phương phỏp ủó ủạt ủược ủộ chớnh xỏc tốt.

Hỡnh 4.16: Bản ủồ sử dụng ủất và thảm rừng năm 2004  Bảng 4.7: Thổng kờ diện tớch ủất huyện Ea Sỳp năm 2004
Hỡnh 4.16: Bản ủồ sử dụng ủất và thảm rừng năm 2004 Bảng 4.7: Thổng kờ diện tớch ủất huyện Ea Sỳp năm 2004