Đăng nhập
Tư liệu

Tư liệu KH&CN

Nghiên cứu ứng dụng công nghệ địa không gian (GPS,GIS,RS) để quản lý tài nguyên thiên nhiên khu dự trữ sinh quyển thế giới Langbiang, tỉnh Lâm Đồng
Đề tài - Dự án
Chù đề tài liệu
ThS. Lê Văn Sơn
2019
Một số tài liệu bạn cần đăng nhập với tư cách thành viên thì mới có thể tải toàn văn nội dung vê theo luật sở hữu trí tuệ.
Tài liệu này chỉ chia sẻ cho thành viên, bạn cần đăng ký thành viên trên hệ thống để tải tài liệu về.
Nếu chưa phải là thành viên, bạn có thể liên hệ với ban quản trị theo địa chỉ để được cấp tài khoản đăng nhập:
  • Địa chỉ: Tầng 9, Khu Trung tâm Hành chính - Số: 36 Trần Phú - Phường 4 - Đà Lạt -Lâm Đồng
  • Email: sokhcn@lamdong.gov.vn
  • Điện thoại: 063.3821377

Tổng quan tình hình nghiên cứu trên thế giới

Công nghệ không gian địa lý được sử dụng rất sớm để giám sát sm mất rừng và suy thoái rừng trên thế giới. Đầu thế kỷ 20, ảnh hàng không bắt đầu được sử dụng để khoanh vẽ các trạng thái rừng. Từ những thử nghiệm tản mạn về ứng dụng ảnh hàng không trong lâm nghiệp vào thời gian đầu, đã có nhiều tác giả sử dụng thành công ảnh hàng không để xây dựng bản đồ tài nguyên rừng như ở Canada, Mỹ và Anh (Bickford, 1952; Sluiter, 2005). Tuy nhiên, nhược điểm của ảnh hàng không là rất khó chụp, lưu giữ, hiệu chỉnh và giải đoán. Ngoài ra, việc giải đoán bằng mắt là rất chủ quan, phụ thuộc vào trình độ, kinh nghiệm người giải đoán, dẫn đến kết quả không đồng nhất, thời gian thực hiện lâu và tốn kém nhiều nhân lực (Hai-Hoa, 2013; Hai-Hoa và cộng sự, 2014).

Trong vòng khoảng 35 năm trở lại đây, ảnh vệ tinh với phương pháp xử lý số đã được sử dụng rộng rãi và dần thay thế ảnh hàng không trong xây dựng các bản đồ tài nguyên rừng phục vụ công tác điều tra và kiểm kê rừng (Lambin, 2001). Phương pháp xử lý số có ưu điểm nổi bật là thời gian xử lý ngắn, việc phân loại các đối tượng được tiến hành nhanh chóng trên phạm vi rộng mà không đòi hỏi nhiều thời gian đi thực địa, công việc được thực hiện dựa vào cấp độ xám của các pixel, nên kết quả thu được khách quan không phụ thuộc vào chủ quan của người giải đoán. Tuỳ thuộc vào yêu cầu sử dụng, ảnh vệ tinh sẽ cho phép xây dựng các bản đồ tài nguyên rừng với quy mô và tỷ lệ khác nhau một cách nhanh chóng, đánh giá được biến động của hiện trạng rừng ở hiện tại so sánh với các thời điểm trong quá khứ. Với những ưu điểm như vậy, đã có nhiều chuyên gia và các nhà nghiên cứu sử dụng ảnh vệ tinh để khoanh vẽ lớp phủ thực vật trên bề mặt trái đất từ quy mô nhỏ đến toàn cầu (Yichun và cộng sự, 2008).

Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam

Năm 1958, với sự hợp tác của CHDC Đức đã sử dụng ảnh máy bay đen trắng toàn sắc tỷ lệ 1/30.000 để điều tra rừng ở vùng Đông Bắc (Chu Thị Bình, 2001). Đây là một bước tiến bộ kỹ thuật rất cơ bản, tạo điều kiện xây dựng các công cụ cần thiết để nâng cao chất lượng công tác điều tra rừng ở nước ta. Cuối năm 1958, bình quân mỗi năm Việt nam đã điều tra được khoảng 200.000 ha rừng, đã sơ thám được tình hình rừng và đất đồi núi, lập được thống kê tài nguyên rừng đơn giản và vẽ được phân bố tài nguyên rừng ở miền Bắc. Đến cuối năm 1960, tổng diện tích rừng ở miền Bắc đã điều tra được vào khoảng 1,5 triệu ha. Ở Miền Nam ảnh máy bay được sử dụng từ năm 1959, đã xác định tổng diện tích rừng miền Nam là 8 triệu ha.

Năm 1968, sử dụng ảnh máy bay đã thực hiện trong công tác điều tra rừng cho lâm trường Hữu Lũng, Lạng Sơn. Kết quả đã khoanh ra các loại rừng, sau đó ra thực địa kiểm tra và đo đếm cho từng loại rừng, xây dựng bản đồ hiện trạng rừng thành quả. Giai đoạn 1970 – 1975, ảnh máy bay đã được sử dụng rộng rãi để xây dựng các bản đồ hiện trạng, bản đồ mạng lưới vận xuất, vận chuyển cho nhiều vùng thuộc miền Bắc (Vũ Tiến Hinh Phạm Ngọc Giao, 1997).

Từ năm 1981 đến năm 1983, lần đầu tiên ngành Lâm nghiệp tiến hành điều tra, đánh giá tài nguyên rừng trên phạm vi toàn quốc. Trong đó, đã kết hợp giữa điều tra mặt đất và giải đoán ảnh vệ tinh do FAO hỗ trợ. Do vào đầu những năm 1980, ảnh vệ tinh và ảnh hàng không còn rất hạn chế, chỉ đáp ứng yêu cầu điều tra rừng ở một số vùng nhất định, mà chưa có đủ cho toàn quốc. Ảnh vệ tinh được sử dụng thời kỳ đó là Landsat MSS.

Từ năm 1991 – 1995, Việt Nam đã tiến hành theo dõi diễn biến tài nguyên rừng toàn quốc và xây dựng bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng trên cơ sở kế thừa những bản đồ hiện trạng rừng hiện có thời kỳ trước năm 1990, sau đó dùng ảnh vệ tinh Landsat MSS và Landsat TM có độ phân giải 30mx30m để cập nhật những khu vực thay đổi sử dụng đất, những nơi mất rừng hoặc những nơi có rừng trồng mới hay mới tái sinh phục hồi. Ảnh vệ tinh Landsat MSS và Landsat TM tỷ lệ 1:250.000, được giải đoán khoanh vẽ trực tiếp trên ảnh bằng mắt thường. Kết quả giải đoán được chuyển hoạ lên bản đồ địa hình tỷ lệ 1:100.000 và được kiểm tra tại hiện trường. Thành quả đã thành lập được bản đồ sinh thái thảm thực vật rừng các vùng tỷ lệ 1:250.000; bản đồ dạng đất đai các tỉnh tỷ lệ 1:100.000 và các vùng tỷ lệ 1:250.000.

Từ năm 1996 - 2000, bản đồ hiện trạng rừng được xây dựng bằng phương pháp viễn thám. Ảnh vệ tinh đã sử dụng là SPOT 3, có độ phân giải 15m x 15m, phù hợp với việc xây dựng bản đồ tỷ lệ 1:100.000. So với ảnh Landsat MSS và Landsat TM, ảnh SPOT 3 có độ phân giải cao hơn, các đối tượng trên ảnh cũng được thể hiện chi tiết hơn. Ảnh SPOT 3 vẫn được giải đoán bằng mắt thường nên kết quả giải đoán vẫn còn phụ thuộc nhiều vào kinh nghiệm của chuyên gia giải đoán và chất lượng ảnh. Kết quả về bản đồ người ta đã xây dựng được các bản đồ phân vùng sinh thái thảm thực vật cấp vùng và toàn quốc; bản đồ phân loại đất cấp tỉnh, vùng và toàn quốc; bản đồ hiện trạng rừng cấp tỉnh, vùng và toàn quốc và bản đồ hiện trạng rừng tỷ lệ 1:100.000; 1:250.000; 1:1.000.000.

Từ năm 2000 - 2005, phương pháp xây dựng bản đồ trong lâm nghiệp đã được phát triển lên một bước. Bản đồ hiện trạng rừng được xây dựng từ ảnh số vệ tinh Landsat ETM+. Độ phân giải ảnh là 30m x 30m. Việc giải đoán ảnh được thực hiện trong phòng dựa trên những mẫu khóa ảnh đã được kiểm tra ngoài hiện trường. Ưu điểm của phương pháp giải đoán ảnh số là tiết kiệm được thời gian và có thể giải đoán thử nhiều lần trước khi lấy kết quả chính thức (Nguyễn Ngọc Bình, 2006; Nguyễn Hải Hòa, 2016b).

Từ năm 2007 - 2010, với sự giúp đỡ của Pháp trong cung cấp trạm thu ảnh vệ tinh SPOT 5 ở Trung tâm Viễn thám Quốc gia. Chu kỳ 4 của chương trình điều tra theo dõi diễn biến tài nguyên rừng do Viện Điều tra Quy hoạch rừng thực hiện, đã sử dụng ảnh vệ tinh SPOT 5 để xây dựng bản đồ hiện trạng rừng và quy hoạch rừng trên toàn quốc. Đây là bước tiến lớn trong ứng dụng ảnh vệ tinh có độ phân giải cao (2.5m x 2.5m), có quy mô lớn trong giám sát tài nguyên rừng ở Việt Nam. Tuy nhiên, do chất lượng của ảnh nhiều khu vực không cao, phương pháp giải đoán ảnh bằng mắt thường vì vậy bản đồ giải đoán vẫn còn nhầm lẫn trong phân loại rừng.

Sau khi kết thúc chương trình điều tra kiểm kê rừng thí điểm ở Bắc Kạn và Hà Tĩnh năm 2012. Thủ tướng chính phủ đã phê duyệt Dự án “Tổng điều tra, kiểm kê rừng toàn quốc giai đoạn 2013 - 2016”. Tư liệu ảnh được sử dụng trong giai đoạn này là SPOT 5, bổ sung SPOT 6 và VNREDSat, với kỹ thuật giải đoán tự động hướng đối tượng. Thành quả của dự án là bản đồ kiểm kê rừng, trong đó xác định rõ ranh giới diện tích, chất lượng, trữ lượng rừng cho từng chủ sở hữu đến tận hộ gia đình (Nguyễn Tiến Điển, 2013; Nguyễn Hải Hòa, 2015; Phùng Văn Khoa và cộng sự, 2015).

Như vậy, việc ứng dụng viễn thám nói riêng và công nghệ không gian địa lý nói chung ở Việt Nam đã có nhiều bước tiến rõ rệt theo thời gian. Song song với điều tra mặt đất, đã có nhiều nghiên cứu thử nghiệm và từng bước ứng dụng có hiệu quả phương pháp viễn thám trong xây dựng các bản đồ tài nguyên rừng, theo dõi diễn biến tài nguyên rừng (Phùng Văn Khoa, 2013). Tuy nhiên, hệ thống các bản đồ tài nguyên rừng Việt nam hiện nay, do được xây dựng tại các thời điểm khác nhau và đã sử dụng nhiều nguồn thông tin tư liệu, nhiều nguồn ảnh, từ ảnh vệ tinh Landsat MSS, TM, SPOT, Aster, Radar, ảnh máy bay và hệ thống phân loại rừng rất khác nhau qua các thời kỳ, nên đã tạo ra nhiều loại số liệu không đồng bộ, gây khó khăn cho người sử dụng, đặc biệt trong việc theo dõi biến động về diện tích của rừng qua các thời kỳ.

Việc ứng dụng viễn thám để giám sát tài nguyên đã được thực hiện một vài nơi ở nước ta. Các lĩnh vực được ứng dụng để giám sát phổ biến là tài nguyên rừng, tài nguyên nước và môi trường.

Lê Ngọc Hoàn, Trần Quang Bảo (2018) đã ứng dụng thuật toán trích xuất điểm dị thường từ ảnh vệ tinh Modis để phát hiện cháy rừng. Nhóm tác giả đã ứng dụng thuật toán của Louis Giglio để phát hiện điểm dị thường nhiệt trên ảnh Modis từ năm 2010 đến năm 2015. Kết quả phân tích sự phân bố các điểm dị thường nhiệt theo không gian và thời gian đều tương đối phù hợp với điều kiện kết quả phân vùng trọng điểm cháy rừng và mùa cháy rừng ở Việt Nam. Qua đó đã xây dựng cơ sở khoa học cho việc ứng dụng ảnh Modis để phát hiện cháy rừng và cảnh báo cháy rừng ở Việt Nam.

Nguyễn Quốc Khánh (2014) đã ứng dụng viễn thám để giám sát lớp phủ thực vật rừng và mặt nước khu vực xây dựng nhà máy thủy điện Sơn La và Lai Châu. Kết quả đã đánh giá được các tác động trực tiếp của thủy điện tới TNMT: hình thành hồ chứa thủy điện gây ngập một diện tích tự nhiên lớn, làm thay đổi môi trường sinh thái, ảnh hưởng đến môi trường xung quanh, qua đó đã đánh giá được tổng thể ảnh hưởng của công trình thủy điện Sơn La tới một số thành phần tài nguyên môi trường trước khi thi công đến khi hoàn thiện.

Tại Lâm Đồng, trong những năm qua, một số ứng dụng công nghệ địa không gian cũng đã được triển khai thực hiện trong quản lý tài nguyên thiên nhiên. Tuy nhiên, các ứng dụng chủ yếu dừng lại ở việc để đánh giá hiện trạng tài nguyên rừng, các nghiên cứu để giám sát, cảnh báo diễn biến tài nguyên rừng, hoạt động thay đổi sử dụng đất và hoạt động khai thác khoáng sản chưa được thực hiện.

Năm 2010, trong khuôn khổ Chương trình UN-REDD Việt Nam, dự án xây dựng bản đồ hiện trạng rừng và đánh giá diễn biến rừng và sử dụng đất cho 35 xã thuộc hai huyện Lâm Hà và Di Linh qua các thời kỳ 1990, 1995, 2000 và 2005 đã được triển khai thực hiện bởi Trung tâm Tài nguyên và Môi trường Lâm nghiệp thuộc Viện Điều tra và Quy hoạch rừng. Dự án đã sử dụng một số công nghệ giải đoán ảnh và thông tin địa lý để xây dựng bản đồ hiện trạng rừng và đánh giá diễn biến rừng cho các xã dự án tại Di Linh và Lâm Hà.

Năm 2013, trong khuôn khổ hoạt động hỗ trợ xây dựng kế hoạch hành động REDD+ tỉnh Lâm Đồng thuộc Chương trình Phát thải thấp từ rừng khu vực Châu Á (LEAF), Vũ Tiến Điển và các cộng sự đã thực hiện đánh giá diễn biến hiện trạng rừng, sử dụng đất và phát thải khí nhà kính trong quá khứ. Báo cáo đã áp dụng một số công cụ GIS để đánh giá và định lượng sự thay đổi tài nguyên rừng và hiện trạng sử dụng đất trong quá khứ trên địa bàn tỉnh Lâm Đồng từ năm 1990 đến năm 2010.

Ngoài ra, trong khuôn khổ Dự án “Tổng điều tra, kiểm kê rừng toàn quốc giai đoạn 2013 - 2016” tỉnh Lâm Đồng dưới sự hỗ trợ của Viện điều tra quy hoạch rừng cũng đã thực hiện chương trình kiểm kê rừng toàn tỉnh. Dự án cũng đã sử dụng một số công cụ GIS, RS để xây dựng bản đồ hiện trạng rừng.

Cuối năm 2017, thông qua chương trình UN-REDD, hệ thống giám sát thời gian thực để phát hiện mất rừng đã được thí điểm áp dụng tại Di Linh. Hoạt động được thực hiện nhằm giám sát chặt chẽ vùng cà phê giáp ranh với rừng bằng phương pháp quản lí thời gian thực kết hợp với các cam kết pháp lý không lấn, phá rừng và kiểm soát nội bộ từ cộng đồng, doanh nghiệp và chính quyền địa phương.

Đánh giá chung: Từ thực tiễn công tác quản lý tài nguyên rừng trên thế giới và ở nước ta nói chung cho thấy việc xây dựng mô hình cảnh báo sớm mất rừng và suy thoái rừng, giám sát và đánh giá diễn biến tài nguyên rừng bằng công nghệ không gian địa lý là một yêu cầu thiết thực và cấp bách. Công nghệ này cho phép cập nhật và đánh giá sự thay đổi về diện tích, hiện trạng, khoanh vùng sâu bệnh, dịch hại, xác định vùng ngập lụt và vùng chịu tác động của gió bão, dự báo biến động trong tương lai... một cách khoa học, minh bạch và tiết kiệm chi phí. Tuy nhiên, cơ sở lý luận và thực tiễn của vấn đề này vẫn chưa được làm sáng tỏ, mô hình cụ thể để ứng dụng công nghệ này như thế nào? Quy trình và phương pháp tổ chức thực hiện ra sao? Cấu trúc và những đặc trưng cơ bản của cơ sở dữ liệu không gian địa lý ở địa phương như thế nào? Làm sao để phát huy được sự tham gia của cán bộ và người dân cấp làng xã tham gia vào theo dõi và đánh giá diễn biến tài nguyên?... Các kỹ thuật xử lý và phân tích diễn biến rừng, cảnh báo sớm lửa rừng bằng công nghệ không gian địa lý vẫn chưa được hệ thống hóa một cách khoa học, thiếu các phương án lựa chọn cho từng đối tượng vùng/tiểu vùng sinh thái và thiếu các mô hình ứng dụng tối ưu. Vì vậy, cần thiết phải thực hiện đề tài này để góp phần giải quyết những tồn tại hiện nay đồng thời đưa công tác cảnh báo mất rừng, suy thoái và thay đổi hoạt động sử dụng đất, giám sát diễn biến tài nguyên rừng ở nước ta lên một tầm cao mới, đáp ứng nhu cầu cung cấp thông tin minh bạch và có độ tin cậy cao.

Mục tiêu chung

Xây dựng mô hình ứng dụng công nghệ địa không gian để góp phần nâng cao hiệu quả quản lý tài nguyên thiên nhiên KDTSQ Langbiang, tỉnh Lâm Đồng.

Mục tiêu cụ thể

Để đạt được mục tiêu chung đề ra đề tài tập chung vào những mục tiêu cụ thể như sau:

- Đánh giá thực trạng hoạt động quản lý tài nguyên thiên nhiên KDTSQ Langbiang dựa trên thông tin và kỹ thuật phân tích địa không gian thích hợp.

- Phân tích xu hướng biến đổi tài nguyên thiên nhiên trong KDTSQ Langbiang.

- Ứng dụng có hiệu chỉnh mô hình địa không gian phục vụ cho công tác giám sát TNTN ở KDTSQ Langbiang.

Bạn cần đăng nhập đề tải tài liệu

Góp ý của bạn đọc

Nhập mã bảo vệ
Hình ảnh CAPTCHA
Nhập mã Hiển thị ở trên vào hộp dưới đây
HDT HTML
HDT NewsBlog

BẢN TIN KHỞI NGHIỆP ĐỔI MỚI SÁNG TẠO

Số 48/2020 - 21/12/2020
Số 48/2020 Xem thêm
Số 47/2020 - 21/12/2020
Số 46/2020 - 14/12/2020
Số 45/2020 - 14/12/2020
Số 44/2020 - 02/12/2020
HDT HTML
Thống kê truy cập
  • 5.599.634
  • Đang online: 46
  • Trong tuần: 245
  • Trong tháng: 245
  • Trong năm: 323.698