B. PHẦN NỘI DUNG
1.3. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH ỨNG DỤNG GIS VÀ VIỄN THÁM
TRONG XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU Ở TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 1.3.1. Trên Thế giới
Trên thế giới, việc ứng dụng công nghệ GIS việc ứng dụng công nghệ GIS (Hệ thống thông tin địa lý - Geographic Information System) trong lĩnh vực quản lý hạ
20
tầng giao thông với nhiều mục tiêu khác nhau: Lập kế hoạch phát triển hệ thống giao thông, quản lý và bảo dƣỡng hệ thống giao thông (các tuyến đƣờng, đƣờng cao tốc, đƣờng xe lửa), giảm ùn tắc giao thông, tích hợp và chia sẻ thông tin về hạ tầng giao thông cho tất cả các đơn vị lập kế hoạch, thiết kế và thi công nhằm đạt đƣợc hiệu quả cao nhất trong quản lý và duy tu hệ thống giao thông, cung cấp thông tin về tình trạng giao thông (ùn tắc giao thông, thời tiết…) cho ngƣời dân.
Một số hệ thống điển hình có thể kể đến ở đây nhƣ: Hệ thống của Sở giao thông bang Pennsylvania (PENNDOT), Mỹ. Mục tiêu của hệ thống: Giúp cho việc lập kế hoạch phát triển hệ thống giao thông và bảo dƣỡng các tuyến đƣờng cao tốc ngày càng nhanh hơn và hiệu quả hơn. Từng bƣớc xây dựng CSDL hệ thống giao thông hoàn chỉnh, sau đó kết nối trực tiếp và chia sẻ dữ liệu cho 11 quận huyện thuộc các bang nhằm phục vụ công tác lập kế hoạch, thiết kế và thi công các công trình giao thông trở nên đồng bộ và hiệu quả hơn.
Ngày nay công nghệ viễn thám có khả năng áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau:
Viễn thám ứng dụng trong quản lý sự biến đổi môi trƣờng bao gồm: Điều tra về sự biến đổi sử dụng đất và lớp phủ; Vẽ bản đồ thực vật; Nghiên cứu các quá trình sa mạc hoá và phá rừng; Giám sát thiên tai (hạn hán, lũ lụt, cháy rừng, bão, mƣa đá, sƣơng mù, sƣơng muối,…); Nghiên cứu ô nhiễm nƣớc và không khí.
Viễn thám ứng dụng trong điều tra đất bao gồm: Xác định và phân loại các vùng thổ nhƣỡng; Đánh giá mức độ thoái hoá đất, tác hại của xói mòn, quá trình muối hoá.
Viễn thám trong lâm nghiệp, diễn biến của rừng bao gồm: Điều tra phân loại rừng, diễn biến của rừng; Nghiên cứu về côn trùng và sâu bệnh phá hoại rừng, cháy rừng.
Viễn thám trong quản lý sử dụng đất bao gồm: Thống kê và thành lập bản đồ sử dụng đất; Điều tra giám sát trạng thái mùa màng và thảm thực vật.
Ứng dụng viễn thám trong địa chất bao gồm: Thành lập bản đồ địa chất; Lập bản đồ phân bố khoáng sản; Lập bản đồ phân bố nƣớc ngầm; Lập bản đồ địa mạo.
Viễn thám trong nghiên cứu tài nguyên nƣớc: Lập bản đồ phân bố tài nguyên nƣớc; Bản đồ phân bố tuyết; Bản đồ phân bố mạng lƣới thuỷ văn; Bản đồ các vùng đất thấp.
Viễn thám trong địa chất công trình: Xác định các vị trí khảo sát cho xây dựng các công trình; Nghiên cứu các hiện tƣợng trƣợt đất.
21
Viễn thám trong khảo cổ học: Phát hiện các thành phố cổ, các dòng sông cổ hay các di khảo cổ khác.
Viễn thám trong khí tƣợng thuỷ văn: Đánh giá định lƣợng lƣợng mƣa, bão và lũ lụt, hạn hán; Đánh giá, dự báo dòng chảy, đánh giá tài nguyên khí hậu, phân vùng khí hậu
Viễn thám trong khí tƣợng nông nghiệp.
1.3.2. Ở Việt Nam
Tại Việt Nam, việc ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) vào các hoạt động quản lý nhà nƣớc đã đƣợc triển khai từ khá lâu, trong đó nổi bật là tại các thành phố lớn nhƣ TP.HCM, Hà Nội và Đà Nẵng. Tuy nhiên, các dự án thƣờng dùng các phần mềm GIS thƣơng mại - tức phải mua bản quyền - với chi phí rất cao nên rất khó khăn trong việc triển khai trên diện rộng.
Hiện nay tại Việt Nam, một số cơ quan cấp Bộ, Sở Ngành đã và đang có những ứng dụng GIS chuyên ngành nhằm đáp ứng đƣợc đòi hỏi ngày càng cao của công việc. Những ứng dụng này bƣớc đầu đã mang lại một số hiệu quả đáng kể trong các công việc chuyên môn. Riêng trong lĩnh vực quản lý giao thông phải kể đến một số hệ thống điển hình sau:
Hệ thống Thông tin Quản lý Đƣờng sông (RMIS). Mục tiêu của hệ thống là: Phát triển một Hệ thống thông tin địa lý (GIS) hiện đại (phần cứng, phần mềm, mạng, CSDL, ứng dụng) trong công tác quản lý đƣờng sông của Chi Cục Đƣờng sông phía Nam; Thiết lập hệ thống phân phối thông tin theo cơ chế GIS - Web.
Sử dụng ảnh vệ tinh để điều tra, giám sát tài nguyên đất:
Nói đến tài nguyên đất cần đề cập đến hai khía cạnh: Lớp phủ thổ nhƣỡng và tình hình sử dụng đất. Để điều tra, giám sát hai khía cạnh này, ở những mức độ khác nhau, đều có thể ứng dụng công nghệ viễn thám.
Bản đồ hiện trạng sử dụng đất toàn quốc năm 1990 tỉ lệ 1: 1 000 000 đƣợc thành lập bằng nhiều nguồn tài liệu, trong đó ảnh vệ tinh Landsat - TM. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất của các vùng nhƣ Tây Nguyên, Đồng bằng sông Cửu Long, Đồng bằng sông Hồng,… đƣợc thành lập trong khuôn khổ các chƣơng trình điều tra tổng hợp, đều đã sử dụng ảnh vệ tinh nhƣ một nguồn tài liệu chính.
Nhƣ vậy, cho đến nay nhiều cơ quan ở nƣớc ta đã sử dụng ảnh vệ tinh để thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất nhằm phục vụ các mục đích khác nhau. Kế hoạch sử dụng ảnh vệ tinh để điều tra, thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất một cách hệ thống theo quy định của tổng kiểm kê đất thuộc ngành địa chính cũng nhƣ
22
để giám sát và cập nhật biến động về sử dụng đất đai một cách liên tục theo các chu kì ngắn hạn, đang đƣợc Trung tâm Viễn thám - Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng nghiên cứu đƣa vào thực hiện trong thời gian tới.
Về mặt thổ nhƣỡng, ảnh vệ tinh có thể đƣợc sử dụng trong công tác điều tra, thành lập bản đồ thổ nhƣỡng, nghiên cứu, giám sát quá trình suy thoái đất do nhiều nguyên nhân khác nhau gây ra nhƣ xói mòn, nhiễm mặn, cát lấn,… ở nƣớc ta, ảnh vệ tinh mới đƣợc sử dụng nhƣ tài liệu hỗ trợ để thành lập một số bản đồ thổ nhƣỡng nhƣ bản đồ thổ nhƣỡng Tây Nguyên tỉ lệ 1: 250 000, bản đồ thổ nhƣỡng đồng bằng sông Cửu Long tỉ lệ 1: 250 000 thuộc các chƣơng trình điều tra tổng hợp các vùng này.
Sử dụng ảnh vệ tinh để điều tra, giám sát tài nguyên nước:
Ngày nay, ảnh vệ tinh có thể đem lại nhiều thông tin trực tiếp và gián tiếp về các nguồn nƣớc mặt cũng nhƣ nƣớc ngầm. Các thông tin về chất lƣợng nƣớc và về nƣớc ngầm cũng cần đƣợc nghiên cứu áp dụng, khai thác từ ảnh vệ tinh. Khả năng sử dụng ảnh vệ tinh để điều tra, giám sát tài nguyên nƣớc là một phƣơng pháp cho kết quả nhanh và kịp thời nhất.
Một trong những công trình đầu tiên về mặt này ở nƣớc ta là bản đồ nƣớc ngầm Tây Nguyên tỉ lệ 1: 250 000 đƣợc thành lập trong khuôn khổ chƣơng trình điều tra tổng hợp vùng Tây Nguyên.
Sử dụng ảnh vệ tinh để điều tra, giám sát môi trường:
Điều tra, giám sát môi trƣờng là một lĩnh vực rất lớn, rất khó khăn, trong đó có những vấn đề có thể sử dụng ảnh vệ tinh nhƣ một công cụ hữu hiệu. Xét về góc độ công nghệ viễn thám, việc phân tích, suy giải phổ cho phép phát hiện những thay đổi của môi trƣờng ở mức độ tổng thể, việc nghiên cứu môi trƣờng ở mức độ chi tiết cần có các nghiên cứu, đo đạc của nhiều bộ môn khác. Điều tra, giám sát môi trƣờng là nhiệm vụ liên quan đến nhiều ngành.
Ảnh vệ tinh đã đƣợc sử dụng để điều tra và thành lập bản đồ các hệ sinh thái nhạy cảm nhƣ: Rừng ngập mặn, đất ngập nƣớc (phạm vi cả nƣớc), rạn san hô (Quảng Ninh, miền Trung), các loại habitat (đảo Bạch Long Vĩ),…Các bản đồ rừng ngập mặn đƣợc thành lập ở tỉ lệ 1: 100 000, phủ trùm toàn dải ven biển và ở tỉ lệ lớn hơn cho từng vùng. Bản đồ đất ngập nƣớc toàn quốc đƣợc thành lập ở tỉ lệ 1: 250 000.
Nhƣ vậy, trong những năm qua nhiều cơ quan của nƣớc ta đã tiếp cận với công nghệ viễn thám trong lĩnh vực điều tra, giám sát môi trƣờng. Tuy nhiên, những kết quả thu đƣợc mới đề cập đến một số khía cạnh môi trƣờng một cách rời rạc, tản
23
mạn và đƣợc thực hiện trong khuôn khổ của các đề tài, các dự án với các mục tiêu khác nhau. Nhiều vấn đề môi trƣờng có nhu cầu khai thác thế mạnh của công nghệ viễn thám nhƣng chƣa đƣợc đáp ứng.
1.4. RỪNG VÀ PHÂN LOẠI RỪNG 1.4.1. Khái ni ệm, phân loại 1.4.1. Khái ni ệm, phân loại
Rừng là quần xã sinh vật trong đó cây rừng là thành phần chủ yếu. Quần xã sinh vật phải có diện tích đủ lớn. Giữa quần xã sinh vật và môi trƣờng, các thành phần trong quần xã sinh vật phải có mối quan hệ mật thiết để đảm bảo khác biệt giữa hoàn cảnh rừng và các hoàn cảnh khác.
Phân loại rừng là một công tác rất quan trọng trong quản lý tài nguyên rừng của mỗi quốc gia. Hiện nay tại Việt Nam phân loại rừng đƣợc tiến hành dựa vào nhiều tiêu chí, mỗi loại tiêu chí có một bảng phân loại phù hợp riêng.
Phân loại rừng trên quan điểm sinh thái học: Phân loại dựa vào các yếu tố sinh thái của môi trƣờng và tính chất của quần xã sinh vật. Tại Việt Nam dựa vào các quan điểm về sinh thái học, ngƣời ta đã phân thành 12 kiểu phụ rừng.
Phân loại theo chức năng sử dụng: Tại Việt Nam, để thuận tiện cho công tác quản lý và quy hoạch cho công tác lâm nghiệp, chính phủ đã sử dụng hệ thống phân loại rừng và đất sản xuất trong lâm nghiệp theo các chức năng:
- Rừng đặc dụng: Là loại rừng đƣợc thành lập với mục đích chủ yếu để bảo tồn thiên nhiên, mẫu chuẩn hệ sinh thái rừng của quốc gia, nguồn gen sinh vật rừng, nghiên cứu khoa học, bảo vệ di tích lịch sử, danh lam thắng cảnh phục vụ nghỉ ngơi du lịch kết hợp với phòng hộ bảo vệ môi trƣờng sinh thái.
- Rừng phòng hộ: Là rừng đƣợc sử dụng chủ yếu để bảo vệ nguồn nƣớc, bảo vệ đất, chống xói mòn, chống sa mạc hóa, hạn chế thiên tai, điều hòa khí hậu, bảo vệ môi trƣờng. Xem thêm Rừng phòng hộ
- Rừng sản xuất: Là rừng đƣợc dùng chủ yếu trong sản xuất gỗ, lâm sản, đặc sản. Trên thực tế, các cộng đồng địa phƣơng đặc biệt đối với đồng bào dân tộc thiểu qua nhiều thế hệ vẫn đang duy trì các khu đất rừng tâm linh.
Phân loại rừng theo trữ lượng: Đối với rừng gỗ - Rừng rất giàu: trữ lƣợng cây đứng trên 300 m³/ha. - Rừng giàu: trữ lƣợng cây đứng từ 201– 300 m³/ha.
- Rừng trung bình: trữ lƣợng cây đứng từ 101 – 200 m³/ha. - Rừng nghèo kiệt: trữ lƣợng cây đứng từ 10 đến 100 m³/ha.
24
- Rừng chƣa có trữ lƣợng: rừng gỗ đƣờng kính bình quân <8 cm, trữ lƣợng cây đứng dƣới 10 m³/ha.
Phân loại rừng dựa vào tác động của con người: Rừng nguyên sinh; Rừng nhân tạo.
Phân loại dựa vào nguồn gốc: Rừng chồi; Rừng hạt.
Phân loại rừng theo tuổi: Rừng non; Rừng sào; Rừng trung niên; Rừng già.
1.4.2. Rừng Sơn Trà Đà Nẵng
Sơn Trà đƣợc che phủ bởi thảm thực vật thuộc kiểu rừng kín thƣờng xanh vào mùa mƣa nhiệt đới. Là khu rừng nguyên sinh tƣơng đối nguyên vẹn.
Sơn Trà là hệ sinh thái khép kín với 4 kiểu rừng phân theo độ cao từ trên xuống dƣới. Ở trên là rừng mƣa ẩm nhiệt đới, lƣng chừng là rừng nửa khô hạn rồi đến rừng còi và đới thực vật ven biển. Phía dƣới là thảm cỏ và san hô. Bên cạnh đó, cả vùng Đà Nẵng kéo dài đến Hội An (Quảng Nam) chỉ có bán đảo Sơn Trà đƣợc coi là nơi đa dạng sinh học. Đây là túi chứa nƣớc ngọt cung cấp cho thành phố và hệ nƣớc ngầm toàn bộ Đà Nẵng, Hội An nên có giá trị môi trƣờng rất cao, là lá phổi xanh.
Mỗi ngày rừng ở đây tái tạo lƣợng oxy đủ cung cấp cho hơn 4 triệu ngƣời. Ngoài giá trị về đa dạng sinh học, hệ nƣớc ngầm, Sơn Trà còn đóng vai trò quan trọng trong quốc phòng. Từ bán đảo Sơn Trà có thể phóng tầm mắt quan sát toàn bộ quân cảng Vùng 3 Hải quân - nơi neo đậu tàu chiến, tàu Kiểm ngƣ, Cảnh sát biển. Trên đỉnh Sơn Trà là hệ thống radar của quân đội và ngành hàng không với khả năng bao quát vùng trời và biển Đông.
Các nhà nghiên cứu thống kê ở Sơn Trà có gần 1.000 loài thực vật bậc cao, trong đó 57 loài cho củ, quả làm thức ăn cho ngƣời và động vật. Bán đảo cũng là nơi sinh sống của hàng trăm loài động vật, trong đó có 22 loài quý hiếm, nguy cấp thuộc Sách Đỏ nhƣ mèo rừng, chồn bạc má...Nổi bật nhất là quần thể linh trƣởng đặc hữu của Đông Dƣơng - Voọc chà vá chân nâu - với số lƣợng 300 - 400 cá thể.
1.5. ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU
1.5.1. Đặc điểm về vị trí địa lý và điều kiện tự nhiên
1.5.1.1. Vị trí địa lý
Bán đảo Sơn Trà nằm cách trung tâm thành phố Ðà Nẵng chừng 10 km về
hƣớng Ðông Bắc. Sơn Trà có diện tích 60 km2
chiều dài 13 km2, chiều rộng 5 km2 nơi hẹp nhất 2 km2
25
- Phía Tây Bắc giáp với Vịnh Đà Nẵng. - Đông Bắc và Đông Nam giáp với biển Đông. - Tây Nam giáp đất liền và cảng sông Hàn. Tọa độ địa lí:
- 108°12′45′′ kinh độ Đông. - 160°05′06′′ vĩ độ Bắc.
Bán đảo Sơn Trà thuộc quản lí của Thành phố Đà Nẵng, nằm ngang hƣớng Đông Tây có ngực nối vói đất liền. Chu vi bán đảo Sơn Trà khoảng 60km, trong đó có ¾ giáp biển.
Dãy núi bán đảo Sơn Trà là một khối núi hình con cá chạy theo hƣớng Đông Tây, chiều dài khối núi là 13 km, chỗ rộng nhất là 5 km, chỗ hẹp nhất là 2 km. Các sƣờn chạy theo hƣớng Bắc Nam có đô dốc lớn từ 250-300m, chia cắt mạnh bởi hệ thống khe suối. Nhìn chung, sƣờn Đông Bắc thấp hơn sƣờn Tây Nam.
Đỉnh cao nhất của Sơn trà là đỉnh Oc: 696m, tiếp theo là các đỉnh: đỉnh truyền hình 647m, đỉnh quả cầu 621m. Từ trên những đỉnh cao này có thể quan sát đƣợc các khu vực dân sống quanh bán đảo Sơn Trà và Thành phố Đà Nẵng.
26
Hình 1.7. Bản đồ vị trí khu vực nghiên cứu (thu nhỏ từ tỉ lệ 1:75.000)
1.5.1.2. Địa chất, thổ nhưỡng
a. Địa chất
Sơn Trà có kiểu hình đồi núi thấp, cấu tạo bởi macma axit chạy theo đƣờng kinh tuyến có độ cao tuyệt đối là 696m.
Độ cao trung bình của bán đảo là 350m. Do cấu tạo của địa hình là khối macma axit nên các đỉnh đồi và núi ở đây thƣờng nhọn và có sƣờn dốc lớn.
Sơn Trà nằm hoàn toàn trong vành đai nội chí tuyến Bắc, có khí hậu nhiệt đới biển và chịu ảnh hƣởng của hoàn lƣu cực đới lạnh, thời gian mùa đông ngắn.
Thảm thực vật tự nhiên là rừng lá rộng thƣờng xanh trảng cây bụi và trảng cỏ. Với sự tác động của các yếu tố ngoại cảnh và nội tại, Sơn Trà tạo ra một lớp vỏ phong hóa kiểu Feralit Macma axit granit. Qúa trình hình thành chính là rửa trôi các chất kim loại kiềm, kiềm thổ Silic. Tích lũy sắt, nhôm của sản phẩm phong hóa tàn tích và sƣờn tích.
b. Thổ nhưỡng
Sơn Trà có tổ hợp đất núi vàng nâu, tổ hợp đất đồi vàng nâu và tổ hợp đất cát ven biển.
27
Tổ hợp đất núi vàng nâu (NF): Phát triển trên đá granit có tổng diện tích 968,77 ha, chiếm 21,82% tổng diện tích tự nhiên. Phân bố từ độ cao 350m trở lên. Điều kiện để hình thành: tổ hợp đất núi vàng nâu đƣợc hình thành trên sản phẩm phong