42
2.3.2. Tính toán chỉ số thực vật NDVI
Nghiên cứu này sử dụng chỉ số thực vật hay chỉ số thực vật đƣợc chuẩn hóa sự khác biệt (NDVI - Normalized Difference Vegetation Index) để phân loại ảnh. Chỉ số thực vật phản ảnh đặc điểm độ che phủ của thực vật nhƣ là sinh khối, chỉ số diện tích lá và phần trăm thực phủ. Chỉ số thực vật NDVI đƣợc xác định dựa trên sự phản xạ khác nhau của thực vật thể hiện giữa kênh phổ khả kiến và kênh phổ cận hồng ngoại, dùng để biểu thị mức độ tập trung của thực vật trên mặt đất. Trong đó: NDVI là chỉ số thực vật; Để tính toán chỉ số thực vật NDVI đầu tiên ta thực hiện việc chuyển đổi định dạng dữ liệu từ giá trị số nguyên (integer) sang giá trị số thực (float) cho 2 kênh ảnh là kênh NIR (kênh cận hồng ngoại-Band 4) và kênh R (kênh màu đỏ-Band 3).
Kích vào biểu tƣợng Arc Toolbox trên thanh công cụ. Xuất hiện hộp thoại Arc Toolbox/Chọn Spatial Analyst Tools/Math/Trigonometric/Float.
Hình 2.16. Tìm kiếm công cụ Float
43
Hình 2.17. Float cho kênh 4, kênh 3
Sau khi Float kênh màu đỏ và kênh cận hồng ngoại ta sử dụng công cụ Raster Calculator để tính chỉ số NDVI: Search/Tool/Raster Calculator/Xuất hiện hộp thoại Raster Calculator. Đối với ảnh Landsat 7 công thức tính chỉ số thực vật là: NDVI = (Band 4 – Band 3) / (Band 4 + Band 3)
44
Hình 2.19. Kết quả tính NDVI
Cắt theo ranh giới ta đƣợc chỉ số thực vật của bán đảo Sơn Trà. Chỉ số NDVI luôn nằm trong khoảng [-1; 1]. Nếu giá trị NDVI càng cao thì khu vực đó có độ che phủ thực vật tốt. Nếu giá trị NDVI thấp thì khu vực đó có độ che phủ thấp. Nếu giá trị NDVI âm cho thấy khu vực đó không có thực vật.
Hình 2.20. Kết quả phân loại NDVI bán đảo Sơn Trà năm 2000
Những vùng có màu xanh là những vùng có lớp phủ thực vật dày. Những vùng có màu vàng là những vùng có lớp phủ thực vật ít và những vùng có màu đỏ là những vùng không có lớp phủ thực vật.
45
2.4. TẠO TỔ HỢP MÀU RGB VÀ TÍNH CHỈ SỐ NDVI NĂM 2018 2.4.1. Tạo tổ hợp màu RGB 2.4.1. Tạo tổ hợp màu RGB
Nghiên cứu này sử dụng ảnh vệ tính Sentinel-2 để phân loại rừng năm 2018. Đối với dữ liệu ảnh Sentinel Kênh NIR tƣơng ứng với band 8 Kênh màu đỏ tƣơng ƣớng với Band 4; kênh màu xanh lục tƣơng ứng với Band 3; kênh màu xanh lam tƣơng ứng với Band 2 (Bảng 1.3).
Thực hiện các thao tác tƣơng tự với dữ liệu ảnh năm 2018, ta đƣợc tổ hợp màu RGB của năm 2018:
Hình 2.21. Kết quả tổ hợp màu bán đảo Sơn Trà năm 2018
2.4.2. Tính toán chỉ số thực vật NDVI
Đối với ảnh Sentinel công thức tính chỉ số thực vật là: NDVI = (Band 8 – Band 4) / (Band 8 + Band 4)
46
Hình 2.22. Kết quả phân loại NDVI bán đảo Sơn Trà năm 2018
Sau khi phân loại ảnh, cần thực hiện quy trình xử lý hậu phân loại để tạo ra các lớp có khả năng xuất ra bản đồ bằng cách khái quát hóa thông tin.
Phân loại lại ta sử dụng công cụ Reclassify (3D Analyst). Xuất hiện hộp thoại Reclassify, chọn file cần phân loại lại, Ok.
Hình 2.23. Công cụ Reclassify
Từ kết quả phân loại ta thực hiện thao tác chuyển đổi dữ liệu từ dạng Raster sang dạng vùng. Mục đích của việc chuyển đổi dữ liệu là giúp chúng ta tính toán diện tích cũng nhƣ một số thao tác khác đƣợc nhanh và dễ dàng hơn.
Sử dụng công cụ Feature to Polygon để chuyển dữ liệu sang dạng vùng. Thực hiện: Search/Tool/Feature to Polygon.
47
Hình 2.24. Công cụ Feature to Polygon
Sau khi chuyển dữ liệu xong ta tiến hành biên tập bản đồ rừng.
2.5. BẢN ĐỒ RỪNG CỦA SƠN TRÀ NĂM 2000, 2018
48
Hình 2.26. Bản đồ rừng Bán đảo Sơn Trà năm 2018 (thu nhỏ từ tỉ lệ 1:50.000)
Để xác định mức độ tin cậy, chính xác của dữ liệu cung nhƣ phƣơng pháp thực hiện phân loại ảnh, ta tiến hành so sánh với dữ liệu lấy từ Google Earth (năm 2018).
Bảng 1.4. Bảng so sánh dữ liệu phân loại ảnh Viên thám với Google Earth 2000-2018
Phân loại Năm Đối tƣợng khác (ha) Có rừng (ha) Tổng (ha) 2000 (Landsat) 524,8 4280,1 4804,9 2018 (Sentinel) 713,3 4092,1 4805,4 2018 (Google Earth) 748,1 4058 4806.1
Tuy nhiên, để đánh giá độ chính xác của phƣơng pháp phân loại hiệu quả nhất, chúng ta nên sử dụng bộ dữ liệu kiểm tra các điểm trên thực địa ở các trạng thái rừng, các đối tƣợng khác nhau tại khu vực điều tra, xác định bằng GPS. Sau đó
49
tiến hành so sánh giá trị thực tế với giá trị trên ảnh phân loại, từ đó đánh giá đƣợc độ chính xác của phƣơng pháp phân loại.
Với kết quả này cho thấy việc sử dụng phƣơng pháp phân loại NDVI cho độ chính xác khá cao, song vẫn còn sai số. Nguyên nhân khách quan nhƣ sự nhiễu loạn quang phổ của ảnh, ảnh hƣởng của góc chụp ảnh, bóng mờ của địa hình không loại bỏ đƣợc hết trong quá trình xử lý ảnh.
50
CHƢƠNG 3: ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG ĐẤT RỪNG GIAI ĐOẠN 2000-2018 3.1. THÀNH LẬP BẢN ĐỒ BIẾN ĐỘNG ĐẤT RỪNG SƠN TRÀ 2000-2018 3.1. THÀNH LẬP BẢN ĐỒ BIẾN ĐỘNG ĐẤT RỪNG SƠN TRÀ 2000-2018
Nguyên tắc tính biến động: Đó là việc tính toán theo phép cộng gộp thuần túy trong toán học (chồng xếp hai ảnh phân loại lên nhau), các đối tƣợng sau khi đƣợc phân loại sẽ đại diện cho một lớp chuyên đề, mỗi lớp sẽ đƣợc gán thành một giá trị riêng (ID riêng). Kết quả của quá trình tính biến động sẽ gồm hai phần: phần không biến động, phần bị biến động từ đối tƣợng này sang đối tƣợng khác. Diện tích biến động và diện tích không biến động có thể đƣợc tính bằng số lƣợng Pixel hay các đơn vị diện tích khác (m2, Km2, Ha…).
Để thành lập bản đồ biến động ta tiến hành chồng xếp bản đồ rừng năm 2000 và bản dồ rừng năm 2018 để biết đƣợc sự thay đổi diện tích rừng trong giai đoạn này.
Chồng xếp bản đồ ta sử dụng công cụ Intersect (Analysis). Tiến hành search công cụ, xuất hiện hộp thoại:
Hình 3.1. Hộp công cụ Intersect
Hoàn thành bƣớc chồng xếp bản đồ ta thực hiện biên tập bản đồ biến động, bao gồm các yếu tố nhƣ: tên bản đồ, bảng chú giải, bản đồ phụ, tỉ lện bản đồ, kim chỉ nam,…
51
52
3.2. BIẾN ĐỘNG DIỆN TÍCH ĐẤT RỪNG SƠN TRÀ GIAI ĐOẠN 2000-2018 2018
Kết quả đánh giá biến động đất rừng ở khu vực Sơn Trà giai đoạn từ năm 2000 - 2018 đƣợc tổng hợp theo Bảng 1.5 nhƣ sau:
Bảng 1.5. Bảng biến động diện tích đất rừng Sơn Trà 2000-2018
Đối tƣợng Diện tích các năm Biến động diện tích
2000 2018 2000-2018 %
Đất rừng 4280,1 4092,1 -188 -4,39
Đối tƣợng khác 524,8 713,3 188,5 35,9
Kết quả cho thấy, diện tích rừng có giảm 4,39% tƣơng ứng với 188 ha. Diện tích các loại đất khác tăng 35,9% tƣơng ứng với 188,5 ha.
Nguyên nhân diện tích rừng bị thu hẹp: Vì nhiều lý do mà diện tích rừng đã không còn nguyên vẹn, một phần bị thu hồi, chuyển đổi mục đích sử dụng, một phần bị phá hoại.
Sơn Trà đang chịu tác động nghiêm trọng của một số hoạt động nhƣ du lịch, xây dựng cơ sở hạ tầng, săn bắt động vật hoang dã, khai thác tài nguyên rừng hoặc lâm sản ngoài gỗ…làm giảm độ che phủ rừng, ảnh hƣởng đến lớp thảm thực vật, giảm khả năng giữ nƣớc, điều hòa nguồn nƣớc và khí hậu, dẫn đến ô nhiễm nguồn nƣớc, mật độ các đợt lũ lụt, sạt lở đất…Bên cạnh đó, còn ảnh hƣởng đến cuộc sống xã hội của khu vực và cộng đồng nhƣ làm hỏng đƣờng giao thông, mất an ninh trật tự thôn xóm, đặc biệt, ngƣời dân mất đi nguồn tài nguyên đƣợc hƣởng từ hoạt động quản lý, bảo vệ rừng. Cùng với đó, vùng biển bao quanh bán đảo Sơn Trà cũng đang phải đối mặt với những tác động bất lợi làm suy giảm nguồn gen thủy sinh vật và nguồn lợi thủy hải sản. Tình trạng san lấp làm đƣờng giao thông, kéo theo hiện tƣợng sụt lở gia tăng ở nhiều điểm bao quanh bán đảo đã dẫn đến sự bồi lấp, vẩn đục nguồn nƣớc, làm suy thoái rạn san hô và quần xã thủy sinh vật. Thêm vào đó, việc khai thác thủy hải sản không đƣợc kiểm soát tốt và ô nhiễm nguồn nƣớc từ nhiều nguồn thải ra đã ảnh hƣởng lớn đến sự tồn tại và phát triển nguồn lợi thủy sản.
3.3. MỘT SỐ GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC VÀ PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG
Để chất lƣợng rừng Sơn Trà Đà Nẵng đƣợc phát triển tốt ở hiện tại và tƣơng lai chúng ta phải tăng cƣờng, đẩy mạnh công tác quản lí và bảo vệ rừng.
53
Cải thiện hệ thống quản lý khai thác gỗ gắn liền với FLEGT (Kế hoạch hành động “Tăng cường thực thi Luật Lâm nghiệp, quản trị rừng và thương mại lâm sản”)
Cụ thể hóa các quy định pháp luật phù hợp với đặc điểm kinh tế - xã hội và văn hóa của ngƣời dân địa phƣơng để họ hiểu rõ chính sách phát triển lâm nghiệp, tôn trọng tập tục của ngƣời dân địa phƣơng; Xây dựng cơ chế chia sẻ lợi ích phù hợp, bao gồm cả lợi ích từ sản phẩm gỗ; Quy định cụ thể về đơn vị chịu trách nhiệm hỗ trợ điều tra, thiết kế và cấp phép khai thác cho ngƣời dân địa phƣơng; Vai trò, trách nhiệm của chủ rừng trong hoạt động quản lý bảo vệ. Bên cạnh đó, hỗ trợ, tƣ vấn về hoạt động quản lý bảo vệ rừng, các hoạt động sau giao rừng (làm giàu, phục hồi, tuần tra, khai thác…); Điều tra hiện trạng rừng cộng đồng, xác định tăng trƣởng và trữ lƣợng có thể khai thác đƣợc hàng năm. Đồng thời, xây dựng các kênh truyền thông qua các hoạt động văn hóa cộng đồng để ngƣời dân hiểu và tuân thủ đúng quy định của Luật Lâm nghiệp; Xây dựng hệ thống cơ sở dữ liệu về tài nguyên rừng phân theo địa phƣơng và các chủ rừng, kế hoạch giám sát, theo dõi diễn biến tài nguyên rừng theo từng năm; Cấp quyền sử dụng đất hợp pháp cho ngƣời dân đối với những hộ có rừng, nƣơng rẫy đã khai hoang từ lâu để hợp thức hóa thủ tục về đất đai, tránh tình trạng tranh chấp giữa các hộ.
Phát triển các mô hình sinh kế dựa vào tài nguyên rừng
Quy hoạch diện tích khu vực rừng quản lý, bảo vệ hoặc rừng gần dân cƣ quản lý kém hiệu quả, ổn định sinh kế cho ngƣời dân; Nghiên cứu những loài cây, con có giá trị kinh tế có thể kết hợp canh tác dƣới tán rừng hoặc những loại cây ngắn ngày trồng xen trong giai đoạn vƣờn rừng chƣa khép tán nhƣ các loại cây dƣợc liệu…
Quản lý bảo vệ rừng
Công tác quản lý, bảo vệ rừng chỉ đạt hiệu quả khi có sự phối hợp tốt giữa chủ rừng, lực lƣợng Kiểm lâm và chính quyền địa phƣơng. Vì thế, chính quyền địa phƣơng phải xem đây là nhiệm vụ của mình, phải tham gia giải quyết các vấn đề đất đai, sinh kế, an sinh xã hội, đồng thời có biện pháp răn đe, giáo dục, phòng ngừa hành vi vi phạm. Trong đó cần: Tập huấn, nâng cao nhận thức cộng đồng trong quản lý và khai thác tài nguyên bền vững; Đào tạo và phát triển thêm một số nghề để ngƣời dân có thể chuyển đổi nghề khai thác rừng sang một số ngành nghề khác; Có chính sách bảo vệ, giữ bí mật, khen thƣởng thích đáng đối với những cá nhân mạnh dạn tố cáo các trƣờng hợp vi phạm Lâm luật; Thực hiện đồng bộ chính sách cấm khai thác và xử lý nghiêm các hành vi khai thác gỗ trái phép; Cắm mốc 3 loại rừng để ngƣời dân cũng nhƣ các chủ rừng nắm rõ ranh giới quản lý của mình.
54
Bên cạnh đó, đào tạo nâng cao trình độ chuyên môn, nghiệp vụ và trang bị các tƣ trang, thiết bị cần thiết cho lực lƣợng bảo vệ rừng; Tuyên truyền việc hạn chế sử dụng gỗ rừng tự nhiên, khuyến khích sử dụng sản phẩm gỗ rừng trồng và các sản phẩm khác ngoài gỗ.
Để bảo vệ những giá trị ĐDSH trong KBTTN Sơn Trà, trƣớc hết cần lắp đặt ngay các trạm gác chắn ở 3 cổng đi vào bán đảo Sơn Trà để tăng cƣờng sự giám sát hoạt động của du khách; Kiểm soát thời gian lƣu trú của du khách và các khu vực đƣợc phép lƣu trú đảm bảo không có các trƣờng hợp lợi dụng du lịch để săn bắn động vật. Đồng thời, tăng cƣờng công tác tuyên truyền và nâng cao nhận thức cho du khách trƣớc khi bắt đầu các tour tham quan và trải nghiệm Sơn Trà để tránh các hành vi vi phạm nhƣ cho động vật ăn, xả rác dọc đƣờng, đốt lửa, nấu nƣớng, chạy xe quá nhanh trong các khu vực có động vật qua đƣờng gây tai nạn..; Xây dựng các biển hiệu, biển báo, biển chỉ dẫn chi tiết cho du khách tham quan.
Về chiến lƣợc phát triển bền vững và lâu dài, cần mở rộng diện tích KBTTN Sơn Trà theo Quyết định số 41/1997/QĐ-TTg ngày 20/1/1977. Trong đó quy hoạch rõ các phân khu chức năng và các khu vực vùng lõi, vùng đệm. Tiếp đến là thành lập lại BQL KBTTN Sơn Trà để đảm bảo công tác quản lý và bảo vệ tài nguyên thiên nhiên; Nâng tầm KBTTN Sơn Trà lên thành Công viên quốc gia để vừa phát triển du lịch, vừa đảm bảo mục tiêu bảo tồn ĐDSH; Nghiên cứu, phát triển các mô hình du lịch sinh thái thân thiện với thiên nhiên nhƣ đi bộ dƣới tán rừng, tour ngắm voọc, xem chim, tour du lịch kết hợp giáo dục trải nghiệm; Phát triển KBTTN Sơn Trà thành trung tâm nghiên cứu khoa học và giáo dục trải nghiệm thực tiễn cho các trƣờng học tại Đà Nẵng và các tỉnh lân cận.
55
C. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 1. Kết luận 1. Kết luận
- Đề tài đã giúp sinh viên tổng hợp và áp dụng những kiến thức đƣợc học về GIS, Viễn thám trong xử lý dữ liệu, phƣơng pháp thể hiện nội dung bản đồ, tích lũy thêm nhiều kiến thức lí thuyết và kinh nghiệm thực hành khi thực hiện đề tài. - Từ ảnh vệ tinh Landsat và Sentinel tại Khu vực Sơn Trà, Thành phố Đà Nẵng, đề tài đã xây dựng thành công cơ sở dữ liệu và bản đồ rừng các năm 2000, 2018, bản đồ biến động diện tích rừng giai đoạn từ năm 2000- 2018 cho khu vực nghiên cứu.
- Kết quả nghiên cứu cho thấy phƣơng pháp phân loại bằng chỉ số thực vật NDVI kết hợp với dữ liệu từ Google Earth cho độ tin cậy khá cao, có thể sử dụng tổ hợp phƣơng pháp này để xây dựng bản đồ đất lâm nghiệp trong điều kiện thiếu dữ liệu kiểm chứng các năm ảnh quá khứ.
- Tạo cơ sở cho việc ứng dụng Viễn thám và GIS trong việc giải quyết các vấn đề về quản lí, quy hoạch, sử dụng đất rừng cho Thành phố Đà Nẵng nới riêng và các tỉnh khác trên cả nƣớc nới chung. Góp phần giúp cho các nhà quy hoạch có những quyết định đúng đắn trong việc quản lý, quy hoạch đất đai trên địa bàn
- Kết quả của đề tài là tài liệu tham khảo trong việc nghiên cứu và ứng dụng Viễn thám, GIS không chỉ trong lĩnh vực quản lí sử dụng đất đai mà còn trong lĩnh vựctự nhiên, kinh tế - xã hội.
2. Kiến nghị
Dựa vào kết quả nghiên cứu, đề tài có một số kiến nghị sau:
- Việc xây dựng và cập nhật CSDL phải đảm bảo, công việc này phải thực hiện thƣờng xuyên, có nhƣ vậy CSDL mới có ý nghĩa thực tiễn và độ chính xác cao. - Để có kết quả cao hơn, chính xác hơn trong đánh giá biến động nên thực hiện công tác đo đạc để lấy dữ liệu thực tế kết hợp phân loại có kiểm định từ đó có cái nhìn khách quan hơn về toàn cục quá trình quản lí và sử dụng đất của thành phố.