4.2.1. Tình hình dân sinh kinh tế
a)Dân số:
Dân số khu vực vùng đệm có gần 50.000 ngời. Số người trong tuổi lao động trên 15.000 người.
- Huyện Cẩm Xuyên có 6 xã nằm trong vùng đệm gồm: 35.451 người. - Huyện Kỳ Anh có 1 xã nằm trong vùng đệm gồm: 6.892 người. - Huyện Hương Khê có 1 xã nằm trong vùng đệm gồm: 7.500 người.
b) Dân sinh kinh tế
Các xã nằm trong vùng đệm có diện tích đất sản xuất nông nghiệp ít, trung bình chỉ có 0,7 - 1 sào cho một lao động. Dân trong vùng sống chủ yếu dựa vào sản xuất Nông nghiệp, thu nhập từ các nghề thủ công, dịch vụ không đáng kể, nhìn chung đời sống nhân dân trong vùng còn thấp. Nên những tháng nông nhàn họ thờng lén lút vào rừng khai thác lâm sản và săn bắt chim, thú rừng, đời sống nói chung vẫn còn phụ thuộc nhiều vào rừng.
c) Dân trí
Trình độ dân trí trong vùng đệm còn thấp, cha đồng đều, sự hiểu biết về lợi ích của rừng, chủ trơng chính sách của Đảng, luật pháp của Nhà nớc còn hạn chế, nên trong những năm qua công tác quản lý bảo vệ rừng gặp nhiều khó khăn.
4.2.2. Cơ sở hạ tầng
Cơ sở hạ tầng hiện có thuộc Khu BTTN Kẻ gỗ nh điện, đờng, thông tin liên lạc và các công trình phục vụ sản xuất, đời sống còn thiếu, số có từ trớc đã bị xuống cấp cần đợc nâng cấp, cải tạo. Hệ thống giao thông phục vụ công tác tuần tra bảo vệ rừng và chuẩn bị cho việc khai thác tiềm năng du lịch sinh thái đang hết sức hạn chế, cần nâng cấp, làm mới 20 km đờng nội vùng dự án, xây mới 300m2
nhà trạmbảo vệ rừng, nâng cấp 1,5 ha vờn ơm và một số công trình khác.
4.2.3. Tiềm năng kinh tế
Khu bảo tồn TN Kẻ Gỗ với sự đa dạng về hệ động, thực vật, cảnh quan thiên nhiên đẹp là tiềm năng lớn cho việc phát triển du lịch sinh thái; Đất đai ở đây có những vùng khá thuận lợi cho phát triển cây ăn quả, trồng rừng nguyên liệu cho năng suất cao, cần đầu tư khai thác tốt để đa lại hiệu quả kinh tế. Ngoài ra, các xã vùng đệm có tiềm năng đất đai để sản xuất nông lâm kết hợp, kinh tế trang trại nhng cha đợc khai thác triệt để do bị hạn chế về trình độ dân trí, các cơ chế chính sách. Đặc biệt, khu vực có tiềm năng phát triễn kinh tế chăn nuôi như Trâu, Bò, Hơu, Dê... Các cấp chính quyền và các ngành liên quan cần có giải pháp thích hợp để khai thác tiềm năng tạo việc làm cho người lao động tăng thêm thu nhập, góp phần xoá đói giảm nghèo, giảm sức ép của con người đối với tài nguyên rừng.
Chương 5
KẾT QUẢ VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ
5.1. Nghiên cứu đặc điểm các trạng thái rừng và tư liệu ảnh SPOT5 của khu vực nghiên cứu vực nghiên cứu
5.1.1. Tư liệu ảnh, bản đồ và thông số kỹ thuật của ảnh SPOT-5 Tư liệu ảnh Tư liệu ảnh
Ảnh vệ tinh được sử dụng trong đề tài là ảnh SPOT-5 độ phân giải 2.5 m
Mảnh E4844D Mảnh E4845C
Hình 5.1: 2 mảnh của ảnh SPOT-5 năm 2009 khu vực nghiên cứu.
Với ảnh Pan và 10 m với ảnh toàn sắc (MS). Ảnh đã được nắn về hệ VN-2000 ở mức 3, ảnh được tổ hợp màu tự nhiên và đã được trộn giữa ảnh Pan với MS. Trong đó ảnh năm 2009 được chụp vào tháng 3 năm 2009 và được cắt theo 2 mảnh của bản đồ địa đó là các mảnh E4844D và E4845C
Hình 5.2: Ảnh SPOT- 5 Toàn khu vực nghiên cứu năm 2009
Ảnh SPOT được thu từ bộ cảm HRG đặt trên vệ tinh SPOT (Systeme Pour L’observation de La Terre) do trung tâm nghiên cứu không gian của Pháp (CNES – French Center National d’etudies Spatiales) thực hiện có sự tham gia của Bỉ và Thụy Điển. Ảnh SPOT tương đối đa dạng về dải phổ và độ phân giải không gian từ thấp, trung bình đến cao (5m-1km), trường phủ mặt đất của ảnh SPOT cũng tương đối đa dạng từ 10km x 10km đến 200km x 200km. Ảnh SPOT có thể thu ảnh của từng ngày và thường vào 11h sáng.
Ảnh SPOT thuô ̣c thế hệ vệ tinh SPOT-1,-2,-3 ảnh có hai dạng là: ảnh toàn sắc (panchromatic) có độ phân giải không gian là 10m x 10m và ảnh đa phổ với độ phân giải không gian là 20m x 20m.
Bảng 5.1: Một số thông số về các kênh phổ của ảnh SPOT-1;-2;-3
Tên band phổ Dải phổ (µm) Độ phân giải (m) Độ che phủ mặt đất (km) Lưu trữ (bit) Toàn sắc 0,51-0,73 10 60 x 60 8 1 0,50-0,59 20 60 x 60 8 2 0,61-0,68 20 60 x 60 8 3 9,79-0,89 20 60 x 60 8
Ảnh SPOT thuô ̣c thế hê ̣ vệ tinh SPOT-4, được thu từ thiết bị bộ cảm HRVIR là ảnh thu liên tục trong dải phổ nhìn thấy và hồng ngoại và có độ phân giải 20m x20m.
Bảng 5.2: Mô ̣t số thông số các kênh phổ của ảnh SPOT-4
Kênh phổ Tên phổ Dải phổ
(µm) Độ phân giải không gian (m) Lưu trữ (bit) Xanh lam 0,43-0,47 20 8 Kênh 1 Xanh lục 0,50-0,59 20 8 Kênh 2 Đỏ 0,61-0,68 20 8
Kênh 3 Cận hông ngoại 0,79-0,89 20 8
Kênh 4 Hồng ngoại trung 1,58-1,75 20 8
1 kênh toàn sắc Phổ đơn 0,61-0,68 10 8
Đối với các ảnh SPOT thuộc thế hệ SPOT-5 được thu từ bộ cảm có độ phân giải hình học cao HRG (High Resolution Geometric) là 5m thay cho 10m ở kênh toàn sắc và 5m cho các kênh xanh, đỏ, cận hồng ngoại và 20m đối với kênh hồng ngoại trung. Thế hệ vệ tinh SPOT-5 còn trang bị thiết bị riêng để đo thực vật trong dải phổ nhìn thấy và câ ̣n hồng ngoa ̣i với đô ̣ phân giải không gian 1000mx100m và ảnh được câ ̣p nhâ ̣t hàng ngày. Hiê ̣n nay ảnh SPOT được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như: nghiên cứu hiện trạng sử dụng đất, khai khoáng trong địa chất, thành lập bản đồ tỷ lệ 1:30.000 đến 1:100.000, nghiên cứu về thực vâ ̣t ở cấp đô ̣ khu vực,… ảnh SPOT có thể ghi phản xạ phổ của toàn mặt đất với sự khác biệt về dữ liệu, độ phân giải cao và có khả năng nhìn nổi, nhạy cảm về phổ hồng ngoại cho thực vật.
Về tư liệu bản đồ
Các loại bản đồ được sử dụng trong đề tài là: + Bản đồ phân 3 loại rừng năm 2006
Ghép, cắt ảnh theo ranh giới nghiên cứu
Nhìn vào hình 5.1 dễ dàng nhận thấy rằng do ảnh được chụp ở các cảnh ảnh khác nhau nên tone màu giữa các ảnh không có sự đồng nhất. Vì vậy để ảnh phân loại phục vụ thành lập bản đồ biến động được chính xác thì cần phải có quá trình cân bằng lại tone màu giữa các ảnh làm cho các ảnh có sự cân bằng màu rồi mới tiến hành ghép và cắt theo ranh giới khu vực nghiên cứu. Quá trình này được thực hiện trên ERDAS imagine 9.1, Photoshop cs2.
ơ
Hình 5.3: Ảnh SPOT-5 năm 2009 sau khi cân bằng màu được ghép, cắt theo ranh giới khu Bảo Tồn Thiên Nhiên Kẻ Gỗ
5.1.2. Xây dựng bộ khóa giải đoán ảnh
5.1.2.1. Các loại hình sử dụng đất hiện có tại khu vực nghiên cứu
Qua thu thập tài liệu, bản đồ hiện trạng sử dụng đất, bản đồ hiện trạng rừng và khảo sát thực tế thì khu vực nghiên cứu có các loại hình sử dụng đất chính như sau:
1, Thủy hệ (gồm sông suối, ao, hồ…). 2, Đất trống (IA, IB, IC).
3, Rừng trồng keo.thông 4, Rừng phục hồi IIB. 5, Rừng nghèo IIIA1. 6, Rừng trung bình IIIA2.
Bảng 5.3. Diện tích các trạng thái trước giải đoán năm 2006
TT Huyện Xã Trạng thái Diện tích (ha)
1 Cẩm Xuyên Cẩm Mỹ Sông hồ 2170.6 2 Cẩm Xuyên Cẩm Mỹ Đất trống 2084.8 3 Cẩm Xuyên Cẩm Mỹ Rừng trồng 1525.5 4 Cẩm Xuyên Cẩm Mỹ IIB 3557.9 5 Cẩm Xuyên Cẩm Mỹ IIIA1 2763.0 6 Cẩm Xuyên Cẩm Mỹ IIIA2 1622.1 Tổng 13723.9
5.1.2.2. Bộ khóa giải đoán ảnh SPOT-5 khu vực nghiên cứu
Việc giải đoán ảnh là việc “đọc” ảnh thông qua các dấu hiệu trực tiếp có trên ảnh hoặc các dấu hiệu gián tiếp (dấu hiệu chỉ định) để suy diễn. Các dấu hiệu trực tiếp bao gồm dấu hiệu về màu sắc, cấu trúc, diện mạo và mật độ ảnh. Dấu hiệu gián tiếp là các quy luật, đặc điểm phân bố, điều kiện sinh thái về các mối quan hệ tương hỗ giữa các đối tượng. Để phục vụ công tác giải đoán các đối
tượng sử dụng đất có trong khu vực nghiên cứu và phục vụ cho công tác lấy mẫu trong phân loại ảnh được chuẩn xác.
- Khâu quan trọng ảnh hưởng tới độ chính xác của kết quả phân loại ảnh số, đề tài đã thực hiện thành lập bộ khoá giải đoán các loại hình sử dụng đất có trong khu vực nghiên cứu dựa trên phổ phản xạ của lớp phủ bề mặt, kết quả khảo sát thực địa và bản đồ hiện trạng sử dụng đất.
ẢnhSPOT-5 Mô tả
Thủy hệ
Thường là những đường ngoằn nghèo chạy dài với mầu xanh lơ hoặc xanh sẫm, có thể
chia thành nhiều nhánh, giao nhau, có cấu trúc mịn.
Rừng trồng
Đối tượng này có màu xanh sẩm, cấu trúc tương đối mị phân bố gần khu dân cư, ven hồ
Đất trống
Thường có màu nâu hoặc nâu xám phân bố rải rác trên ảnh
ẢnhSPOT-5 Mô tả
Rừng trung bình
Thường có màu xanh lá cây với những đám màu nâu hoặc xám, có cấu trúc thô
Rừng phục hồi
Thường có màu xanh đậm và có cấu trúc tương đối mịn
Rừng nghèo
Thường có màu xanh lá cây và có cấu trúc thô
Hình 5.4: Bộ khóa giải đoán các đối tượng có trong khu vực nghiên cứu
Ảnh SPOT- 5 Ảnh thực địa mô tả Thủy hệ. Do thời gian hạn chế và chất lượng ảnh tại khu vực nghiên cứu không được theo ý muốn. Nên đề tài đã tiến hành nghiên cứu tính toán tại một xã có diện tích rừng lớn nhất trong khu bảo tồn Thiên Nhiên Kẽ Gỗ - Hà Tĩnh. Sau khi xem xét đề tài đã chọn xã Cẩm Mỹ để tiến hành nghiên cứu.
Ơ
Hình 5.5: Ảnh SPOT-5 năm 2009 sau khi cân bằng màu được ghép, cắt theo ranh giới khu vực nghiên ( Xã Cẩm Mỹ )
5.2. Đặc điểm biến động các kênh phổ trong khu vực nghiên cứu
Ảnh vệ tinh phản ảnh thực trạng bề mặt đất ở thời điểm chụp ảnh với độ chính xác và tính khách quan cao, trên ảnh vệ tinh đã thể hiện trực tiếp nhiều loại hình sử dụng đất. Để nhận diện và phân tích các đối tượng trên bề mặt, thông tin quan trọng nhất của viễn thám chính là thông tin về phổ phản xạ. Lớp phủ thực vật thuộc lớp phủ bề mặt nên nó cũng tuân theo những quy luật phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên. Do đó, sử dụng ảnh viễn thám chúng ta hoàn toàn có thể tiến hành nghiên cứu chúng thông qua đặc tính phản xạ phổ của từng loại trạng thái rừng có trên ảnh. Đối tượng nghiên cứu của đề tài là về lớp phủ thực vật, trong khi đó thực vâ ̣t phản xa ̣ ma ̣nh ở vùng câ ̣n hồng ngoa ̣i và hấp thu ̣ ma ̣nh nhất ở vùng ánh sáng đỏ. Mức độ chênh lệch về hệ số phản xạ của hai vùng này rất lớn và có tính chất đặc trưng riêng vì vậy người ta thường sử dụng sự chênh lệch về phản xạ của hai vùng này làm chỉ tiêu phân loại lớp phủ thực vật và được gọi là chỉ số thực vật - NDVI (Normalized Diference Vegetation Index). Giá trị của NDVI biến thiên từ -1 đến 1 và được tính theo công thức sau: [60],[55],[56]:
(Rouse; Hass; Chell Deering; Hardan, 1974)
Trong đó: NIR là giá trị điểm ảnh trên kênh cận hồng ngoại. RED là giá trị điểm ảnh trên kênh đỏ.
Chỉ số NDVI được tính toán cho đối tượng trên ảnh SPOT-5 năm 2009. Việc tính toán NDVI được thực hiện trên Arcgis 9.2, sau khi tính toán ta thu được kết quả như hình dưới:
Sau khi tính toán NDVI đề tài tiến hành thống kê giá trị NDVI cho các đối tượng sử dụng đất có trong khu vực nghiên cứu. Giá trị cụ thể NDVI của từng đối tượng được thể hiện ở phụ biểu 1.
Bảng 5.4: Thống kê giá trị NDVI trung bình cho các đối tượng có trong khu vực nghiên cứu trên ảnh SPOT-5 năm 2009.
Trạng thái NDVI S N Sông hồ -0.0205 0.0097 50 Đất trống 0.3656 0.0552 48 Rừng trồng 0.5596 0.1228 54 IIb 0.6799 0.0109 34 IIIa1 0.7584 0.0944 51 IIIa2 0.856 0.9997 50 Trongđó:
Đất trống: Gồm có đất trống là đất nông nghiệp và đất trống là đất đồi núi. IA:Trạng thái rừng IA theo cách phân chia trong QP6-84.
IB:Trạng thái rừng IB theo cách phân chia trong QP6-84. IC: Trạng thái rừng IC theo cách phân chia trong QP6-84.
Rừng trồng: Rừng trồng keo,Thông.
IIA:Trạng thái rừng IIA theo cách phân chia trong QP6-84. IIB:Trạng thái rừng IIB theo cách phân chia trong QP6-84. IIA1:Trạng thái rừng IIIA1theo cách phân chia trong QP6-84. IIIA2: Trạng thái rừng IIIA2 theo cách phân chia trong QP6-84. Thủy hệ: Bao gồm có ao, hồ, sông, suối.
NDVI -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 S«ng, hå Ib, Ic Rõng trång
IIb IIIa1 IIIa2
NDVI
Từ bảng 5.4 và đồ thị 5.7 cho ta thấy sự biến đổi NDVI qua các đối tượng trên ảnh SPOT-5, trong đó giá trị NDVI thấp nhất thuộc về thủy hệ (-0.0205) và tăng dần qua các đối tượng là đất trống, IA, IB, IC, Rừng trồng, IIB, IIIA1, IIIA2. Giá trị này rất phù hợp với quy luật:
Với lớp thủy hệ do đây là đối tượng mặt nước chúng hấp thụ mạnh ánh sáng ở vùng hồng ngoại nên giá trị của đối tượng này rất thấp thường có giá trị âm.
Với lớp đất trống do ảnh chụp vào mùa đông nên diện tích đất nông nghiệp đã thu hoạch xong và ruộng thường phơi khô nên đối tượng này hấp thụ tương đối mạnh ánh sáng hồng ngoại vì vậy NDVI của đối tượng này có giá trị rất nhỏ nhưng vẫn lớn hơn đối tượng thủy hệ.
Đối với trạng thái IA, IB, IC ở trạng thái này chủ yếu là cỏ xen lẫn những cây bụi nhỏ, cây tái sinh khả năng hấp thụ ánh sáng đỏ và phản xạ ánh sáng hồng ngoại tăng dần làm giá trị NDVI của đối tượng này tăng dần.
Với đối tượng rừng trồng thì hiện nay rừng có trong khu vực nghiên cứu là rừng keo ở độ tuổi 4 và Thông cấp tuổi 4-5 rừng đã vào giai đoạn khép tán, người dân trồng với mật độ cao nên đối tượng này có giá trị NDVI tương đối cao.
Với rừng phục hồi có giá trị NDVI gần bằng nhau do đối tượng này rừng đang phát triển mạnh tán rộng và bắt đầu hình thành nhiều tầng tán, ngoài ra còn có cây bụi, dây leo phát triển mạnh nên đối tượng này có NDVI tương đối cao.
Với đối tượng là rừng nghèo với đối tượng này có sự tác động rất mạnh của con người làm cho cấu trúc rừng bị phá vỡ mạnh tuy nhiên dưới những “khoảng trống” trong rừng thì rất nhanh chóng sẽ có những lớp cây tiên phong, ưa sáng chiếm giữ và cả các cây tái sinh của tầng cây cao, dâyleo, cây bụi, thảm tươi,… nên đối tượng này cho giá trị NDVI tương đối cao, cao hơn đối tượng rừng phục hồi.
Còn với đối tượng rừng trung bình thì cấu trúc rừng đã bắt đầu đi vào ổn định, rừng hình thành 2-3 tầng tán, thực vật ở đây phát triển mạnh vì vậy giá trị NDVI của đối tượng này là cao nhất.
Từ bảng 5.4 và hình 5.7 ta thấy rằng giá trị NDVI qua các đối tượng vẫn đảm bảo sự phân biệt tốt về giá trị phổ. Từ đó, tạo cơ sở cho quá trình xác định ngưỡng phân loại.
5.3. Nghiên cứu phương pháp xây dựng bản đồ phân bố trạng thái rừng trên tư liệu ảnh SPOT 5 trên tư liệu ảnh SPOT 5
Để phục vụ cho công tác thành lập bản đồ biến động rừng đề tài tiến hành nghiên cứu phương pháp phân loại rừng, sau đó phân tích, đánh giá nhằm tìm ra phương pháp thích hợp,có độ chính xác cao áp dụng cho phân loại rừng.