II. Ở Việt nam
1.2.2. Phương phỏp thu thập thụng tin
1.2.2.1. Phương phỏp nghiờn cứu tài liệu.
Nghiờn cứu tổng quan cỏc cụng trỡnh nghiờn cứu thủy văn rừng của cỏc nhà khoa học thế giới và ở Việt nam đó thực hiện, từ đú chọn lọc và tổng hợp những kết quả nghiờn cứu làm luận chứng khoa học phục vụ quỏ trỡnh nghiờn
cứu đề tài. Nguồn tài liệu được khai thỏc từ cỏc thư viện, cỏc trung tõm lưu trữ và trờn mạng Internet.
1.2.2.2. Phương phỏp phi thực nghiệm.
a. Thu thập số liệu để phõn tớchcỏc đặc trưng cơ bản của lưu vực.
- Cỏc số liệu cần thu thập bao gồm: Khoanh vẽ ranh giới lưu vực, tớnh
diện tớch, chiều dài, độ rộng, độ cao bỡnh quõn, độ dốc bỡnh quõn, mật độ lưới sụng suối và chiều dài sụng suối của cỏc lưu vực nghiờn cứu.
- Kỹ thuật thu thập cỏc số liệu: Khảo sỏt và dựng GPS đỏnh dấu vị trớ
mặt cắt điểm đầu ra của cỏc lưu vực trờn thực địa trong cỏc lưu vực nghiờn cứu. Trờn bản đồ địa hỡnh 1/10.000, bản đồ hệ thống sụng suối, bản đồ mụ hỡnh số húa độ cao (DEM), sử dụng phần mềm ArcSwat được tớch hợp trong phần mềm ArcGis để nội suy từ mụ hỡnh số húa độ cao ra hướng dũng chảy, đường phõn thuỷ, hệ thống sụng suối, đồng thời tớnh toỏn cỏc chỉ tiờu độ cao, độ dốc, diện tớch và chỉ số hỡnh dạng cỏc lưu vực nghiờn cứu.
b. Thu thập số liệu đặc điểm thổ nhưỡng trong lưu vực.
- Cỏc số liệu cần thu thập bao gồm: Bản đồ đất tỉnh Kon tum tỷ lệ 1/100.000, do Trung tõm Tài nguyờn mụi trường - Phõn viện Quy hoạch và thiết kế nụng nghiệp Miền trung xõy dựng năm 2005 [27]. Diện tớch cỏc loại đất trong lưu vực chớnh và 15 lưu vực phụ.
- Kỹ thuật thu thập cỏc số liệu: Sau khi lập được bản đồ ranh giới lưu
vực sụng Đăk Bla, tiến hành chồng ghộp lờn bản đồ đất và dựng phần mềm ArcGis để tớnh toỏn được bảng thuộc tớnh chứa cỏc thụng tin về diện tớch của cỏc loại đất của lưu vực nghiờn cứu. Truy xuất bảng thuộc tớnh này ra thành dữ liệu sử dụng được trờn phần mềm Excel, từ đú tớnh ra bảng số liệu bỏo cỏo.
c. Thu thập số liệu lượng mưa trong lưu vực.
- Cỏc số liệu cần thu thập bao gồm: lượng mưa hàng ngày trong lưu vực chớnh và cỏc lưu vực phụ.
- Kỷ thuật thu thập số liệu: Bố trớ 7 trạm đo mưa trong lưu vực nghiờn
cứu. Vị trớ cỏc trạm được đỏnh dấu trờn bản đồ bằng mỏy định vị GPS. Mỗi trạm được đo mưa theo ngày trong suốt thời gian từ thỏng 1/2011 đến thỏng 12/2013. Mỗi ngày đo 2 lần vào lỳc 7 giờ sỏng và lỳc 17 giờ chiều. Kết quả đo mưa trong ngày được tớnh từ 17 giờ ngày hụm trước đến 17 h ngày hụm sau. Cụng cụ đo mưa bằng vũ kế tiờu chuẩn của Trung tõm khớ tượng thủy văn Kon tum.
d. Thu thập số liệu lưu lượng dũng chảy tronglưu vực.
- Cỏc số liệu cần thu thập bao gồm: diện tớch mặt cắt ngang lũng dẫn của dũng chảy sụng suối, vận tốc dũng chảy và mực nước tại mặt cắt điểm đầu ra của lưu vực chớnh và 15 lưu vực phụ.
- Kỷ thuật thu thập số liệu: Do cỏn bộ khớ tượng thủy văn thực hiện.
+ Đo diện tớch mặt cắt ngang lũng dẫn của dũng chảy sụng suối tại điểm đầu ra của cỏc lưu vực nghiờn cứu bằng mỏy dẫn thăng bằng (mỏy thủy bỡnh) và mia. Tựy theo độ rộng của lũng sụng (bao gồm cả phần cạn và phần ướt) và mức độ thay đổi của địa hỡnh lũng sụng để bố trớ cỏc điểm mia. Khoảng cỏch bố trớ cỏc điểm mia khi đo nơi gần nhất cỏch nhau 1 một, nơi xa nhất cỏch nhau 5 một và trựng với vị trớ của thủy trực đo lưu lượng nước. Cụng cụ hỗ trợ đo gồm thuyền, cọc đo mực nước và cỏc thiết bị chuyờn dụng khỏc.
+ Đo vận tốc nước: Khi nước cạn cú thể lội được thỡ đo bằng mỏy lưu tốc kế kiểu cỏnh quạt; khi cú lũ thỡ tiến hành đo tốc độ dũng nước bằng phao theo quy trỡnh quan trắc thủy văn [4]. Chu kỳ đo mỗi thỏng 2 lần trong 6 thỏng mựa mưa, mỗi thỏng 1 lần vào 6 thỏng mựa khụ, bắt đầu từ thỏng 1/2011 đến thỏng 12/2013.
e. Thu thập số liệu lượng bựn cỏt lơ lửng trong dũng chảy.
- Cỏc số liệu cần thu thập bao gồm: mẫu nước được lấy tại mặt cắt điểm đầu ra của lưu vực chớnh và 15 lưu vực phụ.
- Kỷ thuật thu thập số liệu: Lấy mẫu nước của dũng chảy theo phương
phỏp hỗn hợp tại một số điểm theo mặt cắt ngang và theo độ sõu của dũng chảy đó được Tổng cục Khớ tượng thủy văn quy định [5]. Mẫu nước trong 1 lưu vực mỗi thỏng thu thập 1 lần trong mựa lũ, cựng thời điểm đo lưu lượng nước tại mặt cắt. Dựng thiết bị kiểu chai với dung tớch 0,8 – 0,9 lớt để lấy mẫu. Mẫu nước sau khi lấy được đỏnh dấu, ghi ngày, thỏng lấy mẫu; trạng thỏi sụng khi lấy mẫu và đem về để lọc. Sau đú bảo quản và gửi đến phũng phõn tớch, tớnh toỏn hàm lượng và lưu lượng bựn cỏt lơ lửng trong nước sụng.
g. Thu thập số liệu diện tớch cỏc trạng thỏi rừng trong lưu vực.
- Cỏc số liệu cần thu thập bao gồm: Diện tớch cỏc trạng thỏi rừng trong
lưu vực chớnh và 15 lưu vực phụ.
- Kỷ thuật thu thập số liệu: Phõn tớch ảnh Landsat và sử dụng cỏc phần
mềm chuyờn dụng của GIS để lập bản đồ hiện trạng và tớnh toỏn diện tớch cỏc trạng thỏi rừng, kết hợp điều tra bổ sung trờn thực địa.
+ Phõn tớch, giải đoỏnảnh Landsat và sử dụng GIS để lập bản đồ hiện trạng rừng. Áp dụng kỹ thuật giải đoỏn theo phương phỏp cú kiểm định, với
cỏch phõn loại giỏ trị đồng nhất tối đa (Maximum likelihood) để giải đoỏn ảnh (Trần Viết Đụng, 2011)[10]. Dựng phần mềm viễn thỏm ENVI để phõn tớch, giải đoỏn ảnh Landsat năm 2012 và cỏc phần mềm của GIS (Arcgis, MapInfor) xõy dựng cỏc bản đồ hiện trạng rừng.
Để xõy dựng bản đồ số về hiện trạng rừng, đối tượng rừng cần phõn loại bao gồm: rừng giàu và rừng trung bỡnh; rừng nghốo; rừng phục hồi; rừng trồng; đất trống, trảng cỏ và cõy bụi; đất khỏc (đất nụng nghiệp, đất thổ cư, đường sỏ, sụng suối). Cỏc trạng thỏi rừng được phõn chia theo quy định tại thụng tư số 34/TT-BNNPTNT ngày 10/6/2009 Quy định tiờu chớ xỏc định và phõn loại rừng [2].
Quy trỡnh xử lý số liệu và phương phỏp tiến hành để cú được bản đồ hiện trạng che phủ rừng gồm cú: (+) Định vị ảnh giỳp đưa dữ liệu về một hệ tọa độ thống nhất với cỏc dữ liệu đó cú. (+) Cắt ảnh dựa trờn file số ranh giới lưu vực đó được xỏc định từ quỏ trỡnh xõy dựng bản đồ lưu vực nghiờn cứu nhằm làm giảm dung lượng của ảnh.(+)Tăng cường ảnh do ảnh ban đầu vẫn cú độ sỏng tối, tương phản khỏc nhau, cần tăng cường để điều chỉnh độ tương phản của ảnh, từ đú giảm được cỏc sai số khi lấy mẫu giải đoỏn. (+) Lấy mẫu giải đoỏn ảnh làm căn cứ cho việc xỏc định mẫu. Khoỏ mẫu giải đoỏn ảnh được xõy dựng bằng phương phỏp kết hợp giữa kinh nghiệm và khảo sỏt hiện trường thực tế. Trong quỏ trỡnh chọn mẫu giải đoỏn yờu cầu là sự khỏc biệt giữa cỏc đối tượng phải cú sai số >1,9 đến 2. Nếu khụng đảm bảo phải gộp nhúm hoặc chọn lại mẫu. (+) Sử dụng phương phỏp phõn loại giỏ trị đồng nhất tối đa để giải đoỏn ảnh. (+) Kiểm tra chỉnh sửa ảnh sau phõn loại gồm lọc nhiễu ảnh sau phõn loại và chỉnh sửa vựng bị mõy.
+ Kiểm định và đỏnh giỏ độ chớnh xỏc của giải đoỏn ảnh, xõy dựng
bản đồ hiện trạng rừng. Đỏnh giỏ độ chớnh xỏc là thuật toỏn xỏc định độ tin
cậy của sự phõn loại ảnh, thể hiện mức độ phự hợp giữa những gỡ quan sỏt được và thực tế. Hệ số Kappa (K) là chỉ tiờu được sử dụng làm thước
đo đỏnh giỏ độ chớnh xỏc phõn loại. Hệ số Kappa nằm trong khoảng 0 và 1, giỏ trị nằm trong khoảng này thỡ độ chớnh xỏc của sự phõn loại được chấp nhận. Hệ số Kappa cú 3 nhúm giỏ trị: K>0,8 độ chớnh xỏc cao; 0,4<K<0,8 độ chớnh xỏc vừa phải; K<0,4 độ chớnh xỏc thấp.
Phỳc tra trờn thực địa nhằm kiểm tra, xỏc minh những đối tượng cũn nghi ngờ chưa định được tờn trong quỏ trỡnh giải đoỏn, bổ sung, chỉnh sửa những đối tượng cú sự sai khỏc giữa giải đoỏn và thực địa, từ đú đỏnh giỏ độ chớnh xỏc của bản đồ hiện trạng rừng được xõy dựng. Việc kiểm tra, khoanh vẽ bổ sung ngoại nghiệp được tiến hành ở cỏc vị trớ được bố trớ ngẫu nhiờn và được định vị trờn bản đồ. Ở cỏc vị trớ này sẽ tiến hành so sỏnh, đối chiếu cỏc loại đất, loại rừng giữa bản đồ giải đoỏn và thực địa, chỳ trọng vào một số đối tượng chớnh như: Cỏc đối tượng cũn nghi ngờ trong quỏ trỡnh giải đoỏn ảnh trong phũng; cỏc đối tượng cú trạng thỏi dễ nhầm lẫn với nhau như: rừng phục hồi với đất trống cú cõy bụi, cõy gỗ rải rỏc ; cỏc đối tượng rừng trồng đó khộp tỏn, chưa khộp tỏn; những đối tượng cú sự sai khỏc trong khi giải đoỏn so với thực địa.
Tại mỗi địa điểm kiểm tra tiến hành thực hiện: Xỏc định vị trớ chớnh xỏc bằng mỏy định vị GPS giữa bản đồ và thực địa; Xỏc định nhanh một số nhõn tố định lượng cho đối tượng quan sỏt như: độ tàn che, chiều cao, loài cõy ưu thế.Từ đú xỏc nhận và đỏnh giỏ chớnh xỏc tờn của loại rừng; Chụp ảnh đối tượng quan sỏt. Ghi lại thụng tin về ảnh chụp thực địa như: tờn trạng thỏi được chụp, hướng chụp, khoảng cỏch chụp, thời gian chụp.
Việc chỉnh lý, bổ sung bản đồ giải đoỏn được dựa vào kết quả kiểm tra khoanh vẽ bổ sung ở ngoại nghiệp. Những đối tượng cũn nghi ngờ trong quỏ trỡnh giải đoỏn được phỏt hiện cú sự sai khỏc so với thực tế đều được chỉnh lý. Những khu vực cũn nhiều sai khỏc thỡ phải giải đoỏn bổ sung hoặc giải đoỏn lại toàn bộ nếu sai số quỏ lớn.
Đỏnh giỏ độ chớnh xỏc của ảnh phõn loại, sau đú chuyển kết quả phõn loại từ dạng raster về dạng vector để chỉnh lý và phõn tớch bằng phần mềm Arcgis và xõy dựng bản đồ hiện trạng rừng. Kết quả bản đồ sẽ được chuyển sang phần mềm Mapinfo để biờn tập bản đồ thành quả.
+ Tớnh toỏn diện tớch cỏc trạng thỏi rừng. Dựng phần mềm ArcGis để
xỏc định ranh giới, tớnh toỏn diện tớch cỏc trạng thỏi rừng của cỏc lưu vực nghiờn cứu. Kết quả dữ liệu tớnh toỏn sẽ được xuất ra bảng tớnh trờn phần mềm Excel để tổng hợp.
+ Điều tra, tớnh toỏn cỏc chỉ tiờu lõm học của cỏc trạng thỏi rừng trờn thực địa. Lập cỏc ụ tiờu chuẩn điển hỡnh tạm thời diện tớch 500 m2 ở cỏc trạng thỏi rừng để xỏc định cỏc chỉ tiờu cơ bản của trạng thỏi và trữ lượng rừng. Mỗi trạng thỏi rừng lập 6 ụ tiờu chuẩn điển hỡnh tạm thời.
*Đối với rừng gỗ tự nhiờn: Xỏc định tờn loài cõy, đo đường kớnh D1,3m và chiều cao vỳt ngọn Hvn của tất cả cỏc cõy cú D1,3m từ 10cm trở lờn. Đo chiều cao vỳt ngọn bằng thước Blumleiss. Trong mỗi ụ tiờu chuẩn điển hỡnh lập 4 ụ đo đếm tỏi sinh trờn ụ dạng bản cú kớch thước 5m x 5m. Trong ụ tỏi sinh xỏc định tờn cõy tỏi sinh, nguồn gốc và chiều cao.
* Đối với rừng trồng: Rừng trồng cú trữ lượng (cấp tuổi 2 trở lờn): Đo theo cấp kớnh 2cm tại vị trớ 1,3m tất cả cỏc cõy đạt ≥ 8cm; chọn và đo chiều cao vỳt ngọn của 3 cõy cú đường kớnh trung bỡnh của ụ, xỏc định tờn cõy. Rừng trồng chưa cú trữ lượng (cấp tuổi 1) chỉ đếm số cõy trong ụ, mục trắc đường kớnh và chiều cao cõy.
Tớnh toỏn xử lý số liệu trong ụ tiờu chuẩn bằng phương phỏp thống kờ trong phần mềm Excel.