intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Đánh giá khả năng ứng dụng ảnh vệ tinh có độ phân giải cao (Spot-5) trong việc xây dựng bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng tỉ lệ 1:50.000 huyện Mường La, tỉnh Sơn La

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:96

Thêm vào BST
Báo xấu
23
lượt xem 2
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài “Đánh giá khả năng ứng dụng ảnh vệ tinh có độ phân giải cao (Spot-5) trong việc xây dựng bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng tỉ lệ 1:50.000 huyện Mường La, tỉnh Sơn La” được đặt ra là nhằm thể hiện chính xác hiện trạng sử dụng tài nguyên rừng tại địa phương, để từ đó đưa ra được các biện pháp kỹ thuật lâm sinh phù hợp cho từng lô rừng, góp phần đẩy nhanh tốc độ phát triển Lâm nghiệp và phủ xanh đất trống đồi núi trọc. Mời các bạn tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Đánh giá khả năng ứng dụng ảnh vệ tinh có độ phân giải cao (Spot-5) trong việc xây dựng bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng tỉ lệ 1:50.000 huyện Mường La, tỉnh Sơn La

  1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP -------------------- NGUYỄN NGỌC DIỆN ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG ẢNH VỆ TINH CÓ ĐỘ PHÂN GIẢI CAO (SPOT-5) TRONG VIỆC XÂY DỰNG BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG TÀI NGUYÊN RỪNG TỈ LỆ 1: 50.000 HUYỆN MƯỜNG LA, TỈNH SƠN LA LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP Hà Nội – 2011
  2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP -------------------- NGUYỄN NGỌC DIỆN ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG ẢNH VỆ TINH CÓ ĐỘ PHÂN GIẢI CAO (SPOT-5) TRONG VIỆC XÂY DỰNG BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG TÀI NGUYÊN RỪNG TỈ LỆ 1: 50.000 HUYỆN MƯỜNG LA, TỈNH SƠN LA Chuyên ngành: Quản lý tài nguyên rừng Mã số: 60.62.68 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. NGUYỄN PHÚ HÙNG Hà Nội – 2011
  3. i LỜI CẢM ƠN Luận văn là kết quả của quá trình học tập, nghiên cứu ở nhà trường, kết hợp với kinh nghiệm trong quá trình công tác thực tiễn, với sự nỗ lực cố gắng của bản thân. Đạt được kết quả này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến quý thầy cô giáo Trường Đại học Lâm nghiệp đã nhiệt tình giúp đỡ hỗ chợ cho tôi. Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất đến Tiến sỹ Nguyễn Phú Hùng công tác tại Viện điều tra quy hoạch rừng, đã trực tiếp hướng dẫn khoa học và đã dày công giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Tôi xin trân thành cám ơn đến Ban lãnh đạo cơ quan nơi tôi công tác đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn. Mặc dù bản thân đã rất cố gắng nhưng luận văn không tránh khỏi những khiếm khuyết, vì vậy tôi rất mong nhận được sự góp ý chân thành của quý thầy, cô giáo, đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn. Tôi xin cam đoan số liệu thu thập, kết quả tính toán là trung thực và được trích dẫn rõ ràng. Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội , tháng 9 năm 2011 Tác giả Nguyễn Ngọc Diện
  4. ii ii MỤC LỤC Trang phụ bìa Trang Lời cảm ơn ...................................................................................................................i Mục lục....................................................................................................................... ii Danh mục các chữ viết tắt ......................................................................................... iii Danh mục các bảng ....................................................................................................iv Danh mục các hình ...................................................................................................... v ĐẶT VẤN ĐỀ............................................................................................................. 1 Chương 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU .......................................... 3 1.1. Tình hình nghiên cứu và thực hiện trên thế giới...............................................3 1.1.1. Tiǹ h hiǹ h chung..........................................................................................3 1.1.2.Thống kê những hướng ứng dụng phổ biến của viễn thám – GIS trong ngành lâm nghiệp .................................................................................................7 1.2. Tình hình nghiên cứu trong nước ...................................................................11 1.2.1. Tình hình chung của viê ̣c ứng dụng phương pháp viễn thám trong lâm nghiệp Việt Nam ................................................................................................11 1.2.2. Thống kê một số hoạt động cụ thể của việc ứng dụng viễn thám trong lâm nghiệp [4]............................................................................................................12 1.2.3. Nhâ ̣n xét chung .........................................................................................22 Chương 2: MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................................................................................................................... 25 2.1. Mục tiêu nghiên cứu .......................................................................................25 2.2. Đối tượng nghiên cứu.........................................................................................25 2.3. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................................25 2.4. Phương pháp sử lý ảnh thành lập bản đồ rừng ...................................................25 Chương 3: TƯ LIỆU ẢNH SPOT VÀ QUY TRÌNH GIẢI ĐOÁN ẢNH SPOT THÀNH LẬP BẢN ĐỒ TÀI NGUYÊN RỪNG ..................................................... 29 3.1. Tư liệu ảnh SPOT [2]......................................................................................29 3.2. Áp dụng ảnh Spot thành lập bản đồ rừng tỉ lệ 1: 50.000 ...............................35 3.2.1. Yêu cầ u của bản đồ rừng tỉ lê ̣ 1: 50.000...................................................35 3.2.2. Khả năng đáp ứng của ảnh SPOT-5 thành lâ ̣p bản đồ hiện trạng rừng ....37
  5. iiiii 3.3. Quy triǹ h xử lý thông tin ảnh SPOT thành lâ ̣p bản đồ hiện trạng rừng .........38 3.3.1. Quy trình chung ........................................................................................38 3.3.2. Công tác chuẩn bị .....................................................................................39 3.3.3.Xây dựng bản đồ hiện trạng rừng trong phòng….………………………40 3.3.4. Xây dựng mẫu khoá ảnh giải đoán.. .........................................................41 3.3.5. Giải đoán ảnh trong phòng .......................................................................35 3.3.6. Ngoại nghiệp ............................................................................................43 3.3.7. Kiểm tra độ chính xác của công tác giải đoán..........................................45 3.3.8. Chỉnh lý bổ sung bản đồ thành quả ..........................................................47 3.3.9. Xử lý tính toán, phân tích đánh giá số liệu...............................................48 3.3.10. Biên tập bản đồ thành quả. .....................................................................48 Chương 4: GIẢI ĐOÁN ẢNH SPOT THÀNH LẬP BẢN ĐỒ TÀI NGUYÊN RỪNG HUYỆN MƯỜNG LA NĂM 2011 .............................................................. 52 4.1. Khái quát chung về huyện Nường La .............................................................52 4.2. Nguồn tư liệu ảnh sử dụng .............................................................................55 4.3. Xây dựng hê ̣ thố ng mẫu giải đoán cho các loa ̣i rừng ở bản đồ tỉ lê ̣ 1: 50.000 cho huyê ̣n Mường La .............................................................................................60 4.3.1. Điều tra trữ lượng rừng trên ô tiêu chuẩn thành lập mẫu giải đoán ảnh ......61 4.3.2. Nội dung trình tự thực hiện..........................................................................62 4.4. Xây dựng bản đồ rừng huyê ̣n Mường La .......................................................68 4.4.1.Nguyên tắ c khoanh vẽ các khoanh vi ........................................................68 4.4.2. Các yếu tố cơ sở toán học .........................................................................69 4.5. Kế t quả giải đoán và điề u vẽ...........................................................................70 4.5.1. Đánh giá đô ̣ chính xác ..............................................................................70 4.5.2. Thố ng kê diê ̣n tích các loa ̣i rừng trong toàn huyê ̣n ..................................75 4.6. Nhận xét đánh giá ...........................................................................................81 KẾT LUẬN - TỒN TẠI - KIẾN NGHI .................................................................... ̣ 82 1. Kết Luận ............................................................................................................82 2. Tồn tại ................................................................................................................83 3. Kiến nghị............................................................................................................84 TÀI LIỆU THAM KHẢO.............................................................................................
  6. iv iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT (Système Probatoire d'Observation de la Terre) (lit. "Probationary SPOT System of Earth Observation") SPOT – hệ thống ảnh vệ tinh quan trắc trái đất của Pháp Centre National d’Etudes Spatiales. Trung tâm quốc gia nghiên CNES cứu không gian của Pháp HRG (High Resolution Geometric) đầu thu có độ phân giải hình học cao GIS Geographic Information System -Hệ thông tin Địa lý NDVI Chỉ số thực vật chuẩn hóa (Normalized Difference Vegetation Index AVI Chỉ số dị thường thực vật (Anomaly Vegetation Index) MKF 6 ảnh chụp đa phổ bằng máy ảnh 6 ống kính và 6 loại phim KATE 140 Ảnh đa phổ của Nga chụp từ tàu vũ trụ có người lái WWF Tổ chức bảo tồn đa dạng sinh học thuộc Liên hợp quốc FAO Tổ chức nông lương thế giới thuộc Liên hợp quốc LANDSAT Vệ tinh quan trắc trái đất của Mỹ NDVI Chỉ số khác biệt thực vật chuẩn hóa ETM Enhanced Thematic Mapper –lập bản đồ chuyên đề nâng cao (Hue -Intensity - Satuation Color Space Transformation) tổ hợp HIS không gian màu theo sắc , mật độ, cường độ của màu BGR ( Blue-Green –Red ) tổ hợp màu trong không gian màu cơ bản
  7. iv v DANH MỤC CÁC BẢNG TT Tên bảng Trang 1.1 Các chỉ tiêu đánh giá trạng thái lớp phủ bề mặt 9 1.2 Nội dung bản đồ rừng 19 1.2 Các công thức chỉ số thực vật thường sử dụng 20 3.1 Các thông số của bộ cảm vệ tính SPOT-5 loại HRG 30 3.2 Các thông số của bộ cảm vệ tính SPOT-5 loại HRG 31 3.3 Một số thông số kỹ thuật của thiết bị đo thực vật trên SPOT-5 33 3.4 Hê ̣ thố ng phân loa ̣i rừng trên cơ sở sử du ̣ng ảnh SPOT 5 35 3.5 Phiếu mô tả ngoại nghiệp 45 3.6 Đánh giá đô ̣ chiń h xác theo hệ số Kappa 47 4.1 Phiếu kiểm tra các điểm ngoài thực địa 72 4.2 Đánh giá kết quả giải đoán cho từng loại rừng 73
  8. v vi DANH MỤC CÁC HÌNH TT Tên hình Trang 1.1 Mô phỏng vệ tinh (nguồn Việt Báo.vn) 6 1.2 Ảnh NDVI tách từ ảnh NOAA-AVHRR sử du ̣ng để phân loa ̣i lớp phủ 10 1.3 Sử du ̣ng chỉ số NDVI của ảnh MODIS để phân loa ̣i sử du ̣ng đât (Lâm 10 Đạo Nguyên) 1.4 Sử du ̣ng ảnh vê ̣ tinh Landsat theo dõi biế n đô ̣ng rừng toàn quố c, tỉ lê ̣ 15 1: 1000000. 1.5 Bảng chắ p ảnh Landsat khu vực tây bắ c 16 1.6 Phân bố cac ảnh Landsat ở Viê ̣t Nam theo hàng và dải bay của vê ̣ tinh 16 (Nguồn Nguyễn Ngọc Thạch) 1.7 Bản đồ lớp phủ thành lâ ̣p bằ ng phân loa ̣i tự đô ̣ng ảnh Landsat –tỉnh 17 Sơn la (Nguồn Viện ĐTQH rừng) 2.1 Tổ hợp màu giả với thực vật có màu đỏ, nước có màu xanh lơ 26 2.2 Tổ hợp màu BGR thực vât màu xanh lục và nước có màu hồng 26 2.3 Quy trình giải đoán ảnh thành lâ ̣p bản đồ chuyên đề 27 3.1 Ảnh SPOT-2 khu vực Hà Nội với độ phân giải không gian 20 mét 29 3.2 Ảnh SPOT-5 khu vực hồ Ba Bể -2010, đô ̣ phân giải 10 mét 32 3.3 Ảnh SPOT-5 màu thật với độ phân giải không gian 10 mét khu vực 32 huyện Mường La (11/2010) 3.4 Các trạm thu ảnh vệ tinh SPOT trên thế giới 33 3.5 Ảnh chỉ số thực vật của SPOT (độ phân giải không gian 1 Km) 33 3.6 Sơ đồ ghép ảnh vê ̣ tinh pha ̣m vi lãnh thổ viê ̣t Nam 34 3.7. So sánh đô ̣ phân giải không gian của ảnh Landsat (ảnh nhỏ) và SPOT 38 5(ảnh to) (ảnh khu vực tỉnh Sơn La) 3.8 Mô tả quy trình sử du ̣ng ảnh SPOT-5 thành lâ ̣p bản đồ rừng 39
  9. vii v 3.9 Bản đồ HTR cấp xã thành lập từ ảnh vệ tinh SPOT-5 (nguồn Viện 50 ĐTQHR) 4.1 Vi ̣trí điạ lý của huyê ̣n Mường La 52 4.2 Bản đồ hành chiń h huyê ̣n Mường La 53 4.3 Bản đồ giao thông huyê ̣n Mường La 54 4.4. Mô hiǹ h DEM của huyê ̣n Mường La 55 4.5. Các ảnh SPOT 5 (Chụp tháng 11-2010 huyê ̣n Mường La đươ ̣c ghép 57 và nắ n theo các mảnh bản đồ 1: 50.000. 4.6 Ảnh SPOT và các ô mẫu lựa cho ̣n 58 4.7 Ảnh ghép theo mảnh bản đồ nên có sự khác biê ̣t về tone và màu sắ cdo 58 ghép từ 2 ảnh gố c. 4.8 Các tổ hợp màu khác nhau ta ̣o khó khăn cho người giải đoán không 59 chuyên nghiê ̣p (Cùng mô ̣t đố i tượng nhưng có màu khác nhau tùy theo tổ hợp màu) 4.9 Tổ hơ ̣p màu tựu nhiên và đô ̣ phân giải cao của ảnh SPOT 5 rát thuâ ̣n 59 lơ ̣i cho viê ̣c giải đoán ( ví du ̣ phát hiê ̣n chi tiế t điể m dân cư ven sông ) 4.10 Mẫu ảnh của nhóm đất chưa có rừng bao gồm: IA, IB, IC (2 ảnh trên), 60 mẫu ảnh của nhóm đất có rừng hỗn giao bao gồm hỗn giao gỗ - tre nứa, hỗn giao Lá rộng – lá Kim. (2 ảnh dưới) 4.11 Nhóm rừng loại II: Bao gồm IIA, IIB (ảnh trên), IIIB (ảnh dưới) 61 4.12 Ô tiêu chuẩn hình tròn 1000m2 và các ô tiêu chuẩn phụ 63 4.13 Mẫu ảnh loại đấ,t loại rừng ta ̣i huyê ̣n Mường La 68 4.14 Khoanh vẽ các đơn vi ̣và hê ̣ thố ng các điể m lấ y mẫu ta ̣i xã Chiềng Lao 70 huyện Mường La tỉnh Sơn La 4.15 Hê ̣ thố ng các điể m kiể m tra 71 4.16 Thống kê loại đất, loại rừng huyện Mường la 76 4.17 Cơ cấu loại đất loại rừng huyện Mường la 76
  10. 1 ĐẶT VẤN ĐỀ Quản lý tài nguyên rừng là một trong những nội dung quan trọng của công tác quản lý tài nguyên thiên nhiên. Công tác kiểm kê, đánh giá và phân tích biến động tài nguyên rừng được tiến hành thường xuyên ở mọi quốc gia trên thế giới nhằm thu thập thông tin chính xác về số lượng và chất lượng nguồn tài nguyên quý báu này, góp phần hỗ trợ tốt hơn trong công tác bảo tồn, phát triển và hoạch định chiến lược sản xuất lâm nghiệp. Xây dựng bản đồ hiê ̣n tra ̣ng rừng các tỉ lê ̣ là nhiê ̣m vu ̣ thường xuyên, có tiń h chu kỳ lă ̣p la ̣i của ngành lâm nghiê ̣p. Công viê ̣c này đòi hỏi nhiều công sức, chi phí và thời gian thực hiê ̣n. Để xây dựng bản đồ hiê ̣n tra ̣ng rừng, phương pháp truyề n thố ng đươ ̣c thực hiê ̣n là điề u tra, khảo sát và khoanh vẽ thực đia.̣ Công viê ̣c này đòi hỏi nhiề u công sức và thời gian thực hiê ̣n là khá dài. Trong điề u kiê ̣n điạ hin ̀ h vùng núi bi ̣ chia cắ t phức ta ̣p thì công viê ̣c điề u tra khảo sát là rấ t khó khăn, vì vâ ̣y thời gian thực hiê ̣n và đô ̣ ́ h xác của bản đồ là bi ̣ ha ̣n chế . Đă ̣c biê ̣t khi mà thời gian thực hiện không cho chin phép kéo dài quá với mô ̣t lực lươ ̣ng người khảo sát ha ̣n chế thì công việc thâ ̣m chí không hoàn thành nổ i. Trong thực tế , bản đồ thành lâ ̣p bằ ng phương pháp truyề n thố ng chỉ chính xác ở những nơi có điều kiện thuận lợi như độ dốc không lớn, đi lại dễ dàng. Ngược lại, ở những nơi có điều kiện khó khăn như độ dốc cao, đi lại khó khăn như các vi ̣ trí dốc đối diện với sườn núi cao và dố c, khó đi kiể m tra khảo sát thì đô ̣ chính xác là không cao. Mường La là huyện miền núi tỉnh Sơn La thuộc khu vực Tây Bắc, nằm cách trung tâm thị xã Sơn La khoảng 41 km về phía đông bắc, phía bắc và phía đông bắc giáp tỉnh Lào Cai và Yên Bái, phía đông nam giáp huyện Bắc Yên, phía tây bắc giáp huyện Thuận Châu, Quỳnh Nhai, phía tây nam giáp huyện Mai Sơn và thị xã Sơn La. Huyện Mường La nằm ở độ cao trung bình từ 500- 700m so với mặt nước biển, phía Đông và phía Đông Bắc của huyện là những dãy núi cao, địa hình thấp dần về phía Nam và dọc theo 2 bờ sông Đà. Trên địa bàn có sông Đà và 5 con suối lớn là suối Nậm Mu, Nậm Chiến, Nậm Trai, Nậm Pàn, Nậm Pia chảy qua. Địa hình chia
  11. 2 căt mạnh, trong nững năm qua địa phương đã rất chú trọng đến việc xây rựng bản đồ hiện trạng rừng để phục vụ cho công tác quy hoạch phát triển kinh tế xã hội và quy hoạch bảo vệ và phát triển rừng. Xuất phát từ tình hình thực tế đó bản thân chọn đề tài “Đánh giá khả năng ứng dụng ảnh vệ tinh có độ phân giải cao (Spot-5) trong việc xây dựng bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng tỉ lệ 1:50.000 huyện Mường La, tỉnh Sơn La” được đặt ra là nhằm thể hiện chính xác hiện trạng sử dụng tài nguyên rừng tại địa phương, để từ đó đưa ra được các biện pháp kỹ thuật lâm sinh phù hợp cho từng lô rừng, góp phần đẩy nhanh tốc độ phát triển Lâm nghiệp và phủ xanh đất trống đồi núi trọc. Vì lý do đó, viê ̣c triể n khai đề tài là hết sức cần thiết, nhằ m đáp ứng nhu cầ u thực tế của điạ phương, đồ ng thời góp phầ n hoàn chin̉ h mô ̣t quy trình công nghê ̣ mới để có thể áp du ̣ng rô ̣ng hơn trong viê ̣c xây dựng bản đồ hiê ̣n tra ̣ng rừng ở vùng núi nói chung.
  12. 3 Chương 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. Tình hình nghiên cứu và thực hiện trên thế giới 1.1.1. Tình hình chung Trong vài thập kỷ gần đây,tư liệu viễn thám trở thành nguồn dữ liệu quan trọng cho công tác lập bản đồ và theo dõi hoạt độngtài nguyên rừng. Đáp ứng nhu cầu đòi hỏi về việc tăng cường chất lượng thông tin thì công nghệ viễn thám cũng đạt được những bước tiến dài và công nghệ này được nhìn nhận như thành phần thông tin tối quan trọng trong hiện tại và tương lai của ngành lâm nghiệp. Sự tiến bộ của viễn thám và công nghệ thông tin đã mang lại nguồn tư liệu sẵn có, các công cụ phân tích thông tin thân thiện với người sử dụng và nhiều thuật toán phân tích thông tin tối ưu, trợ giúp đắc lực công tác kiểm kê, lập kế hoạch và quản lý sản xuất lâm nghiệp[9]. Con người đã cảm thấy một cách tự nhiên khi nhìn vào những bức ảnh vệ tinh hay ảnh chụp từ máy bay thông qua suy luận và giải đoán bằng mắt thường. Tuy nhiên, thời đại của việc chỉ sản xuất những bức ảnh đẹp mang tính minh họa của viễn thám đã lùi vào quá khứ. Chất lượng thông tin và độ phân giải của ảnh viễn thám đã được nâng cao với sự ra đời của các vệ tinh như Landsat ETM, IRS, SPOT, sau này là IKONOS, QUICKBIRD,EARTHVIEW,GEOEYE, ALOS, PALSA… Một hoạt động mới được đã hướng vào các mục tiêu nghiên cứu khoa học cụ thể căn cứ vào đặc điểm của từng loại dữ liệu. Những hệ thống GIS đồ sộ thường thấy ở các cơ quan trong lĩnh vực quân sự hoặc cơ quan chính phủ đã dần được thay thế bằng nhiều hệ thống nhỏ gọn, hiệu quả, mang tính thương mại cao. Nguồn dữ liệu viễn thám được cung cấp bởi các vệ tinh quan trắc và máy chụp ảnh (quang học, radar và laser) trở nên dồi dào và đầy đủ cho các hoạt động nghiên cứu và quản lý tài nguyên thiên nhiên. Tới thời điểm hiện tại, dữ liệu viễn thám và các phương pháp nghiên cứu đã trở nên đa dạng, phức tạp và cũng đạt độ tin cậy cao hơn trong việc trợ giúp giải quyết các vấn đề của nghiên cứu trước kia. Trong bối cảnh này, một câu hỏi đặt ra cho ngành lâm nghiệp là; “với trình độ phát triển của viễn thám như hiện nay thì công nghệ này có thể giải quyết được
  13. 4 những vấn đề gì ? ”dưới đây là liệt kê những hướng ứng dụng phổ biến trên thế giới bao gồm [14]. - Xác định, phân loại lớp phủ rừng, lập bản đồ phân loại lớp phủ rừng, theo dõi biến động lớp phủ theo thời gian. - Xác định trạng thái sinh trưởng của rừng gỗ, đánh giá tổng quan về khối lượng, sản lượng khai thác. - Mô tả đặc điểm khu vực, nghiên cứu loài cây trong cấu trúc rừng và sự đa dạng của rừng - Theo dõi, dự báo cháy rừng và sâu bệnh - Mô hình hóa sự phát triển trong tương lai của tài nguyên rừng - Quy hoạch bảo vệ và phát triển rừng Một số các ứng dụng khác nằm giữa ranh giới của quản lý, mô hình hóa cấu trúc sinh cảnh, theo dõi trạng thái, và kiểm kê sinh hóa rừng. Hy vọng trong tương lai gần, vai trò của viễn thám trong các ứng dụng thực tế điều hành việc sản xuất và quản lý rừng sẽ trở nên rõ nét hơn nhiều. Lĩnh vực viễn thám khởi đầu bằng phương pháp phân tích hoàn toàn thủ công trên ảnh chụp từ máy bay, nhưng cũng nhanh chóng thay đổi cùng với các nguồn tư liệu và phương pháp nghiên cứu mới [4],[12]. Những nguồn dữ liệu và phương pháp mới ra đời mang đến nhiều tiềm năng cho công nghệ viễn thám trong việc cung cấp thông tin và giải quyết các vấn đề liên quan đến quản lý lâm nghiệp. Phương pháp viễn thám với thế mạnh của công nghệ mới có thể phân tích các biến động về lớp phủ rừng một cách chính xác và đưa ra những lý giải về hệ quả của những thay đổi này dưới tác động của con người. Nhiều mô hình phân tích không gian, mô hình mô phỏng đã ra đời cùng khả năng cung cấp ảnh đa thời gian với tần suất lặp lớn của các vệ tinh và máy bay bay chụp đã giúp giải quyết được nhiều vấn đề nan giải trước kia của ngành quản lý tài nguyên rừng[12]. Việc lựa chọn từng nhóm ứng dụng được tiến hành dựa trên kiến thức về vai trò của các nhóm phân loại lớp phủ, kiểm kê, phân tích biến động hay mô hình lâm nghiệp trong việc đáp ứng yêu cầu thông tin phục vụ quản lý bền vững tài nguyên rừng.
  14. 5 Công tác nghiên cứu, hiểu rõ vai trò và khả năng của viễn thám, mức độ chính xác và tính hiệu quả của ứng dụng công nghệ nhằm giải quyết các vấn đề của quản lý tài nguyên rừng là chìa khóa của việc ứng dụng thành công viễn thám trong lĩnh vực này. Trên thế giới, việc sử dụng kết hợp Viễn thám và GIS cho nhiều mục đích khác nhau của ngành lâm nghiê ̣p đã trở nên rất phổ biến trong khoảng 30 năm trở lại đây. GIS bắt đầu được xây dựng ở Canada từ những năm sáu mươi của thế kỷ 20 và đã được ứng dụng ở rất nhiều lĩnh vực khác nhau trên toàn thế giới. Đặc biệt, công nghệ này được sử dụng khá phổ biến để xây dựng mô hình sử dụng đất và quan trắc, dự báo các thay đổi các thảm che phủ và địa hình (Elena và cộng sự, 2001; Kok và cộng sự, 2001; McDonalda và cộng sự 2002; Stephenne và Lambin,2001), so sánh các hệ sinh thái nông nghiệp (Stein và Ettema, 2003), quan sát các sự thay đổi về hệ thống canh tác theo địa hình (Nelson, 2001; Schoorl và Veldkamp, 2001)[16]. Trong những năm gần đây, nhiều nghiên cứu đã ứng dụng công nghệ GIS và viễn thám trong nghiên cứu chiến lược của người nông dân trong sự thay đổi đa dạng của hệ canh tác nương rẫy dưới các tác động của điều kiện dân số, đất đai, chính sách và các nhu cầu về kinh tế xã hội của người dân (Rambo, 2002; Jean-Christophe Castella, 2002; Brabant P, Darracq S. (biên tập). 1999, Leisz và các cộng tác viên, 2003). Hiện nay, ảnh viễn thámbao gồm ảnh hàng không và ảnh vệ tinh đã trở thành những tư liệu quý để phân tích, đánh giá sự thay đổi sử dụng đất, độ che phủ đất về số lượng, vị trí phân bố trên một khu vực trong những thời điểm khác nhau, hay so sánh giữa 2 khu vực. Đối với ngành lâm nghiệp, vấn đề sử dụng ảnh vệ tinh để xây dựng bản đồ hiện trạng rừng phục vụ công tác quản lý, theo dõi rừng đã được nhiều nước tiên tiến trên thế giới áp dụng như Mỹ, Canađa, Pháp, Nga, Nhật Bản, và các nước châu Á như Ấn Độ, Trung Quốc, Thái Lan, Indônêsia,... Tư liệu viễn thám được sử dụng trong công tác này bao gồm nhiều loại ảnh vệ tinh của các nước khác nhau như: Landsat, Ikonos, Quickbird,... của Mỹ, Spot của Pháp, Aster, JRS của Nhật bản, Radasat của Canađa,... Việc sử dụng công nghệ viễn thám và GIS trong quản lý, theo dõi biến động rừng và
  15. 6 sử dụng đất cũng đã được thực hiện theo nhiều mức độ khác nhau như cho toàn cầu, vùng lãnh thổ, quốc gia, khu vực[17],[19]. Trong quá phát triể n cả về lý thuyế t, phương pháp nghiên cứu và khả năng ứng du ̣ng, viễn thám rừng ( Forestry Remote Sensing) đã trở thành mô ̣t liñ h vực công nghê ̣ đươ ̣c quan tâm phát triể n mô ̣t cách ma ̣nh me,̃ là mô ̣t công nghê ̣ không thể thiế u đươ ̣c và mang tiń h pháp lý trong quy trình thành lâ ̣p bản đồ rừng của rấ t nhiề u nước trên thế giới. Hô ̣i quố c tế về viễn thám rừng(Forestry Remote Sensing) là một trong những tổ chức viế n thám quố c tế , hoa ̣t đô ̣ng từ rấ t sớm và có sự tham gia rô ̣ng raĩ của nhiề u nước trên pha ̣m vi toàn thế giới. Bắ t đầ u từ năm 1986,Pháp phóng thành công vê ̣ tinh SPOT lên quỹ đa ̣o và chu ̣p ảnh quang ho ̣c đa phổ có đô ̣ phân giải không gian cao hơn hẳ n ảnh vê ̣ tinh Landsat của My,̃ đô ̣ phân giải thời gian là 26 ngày[20],[2].Kể từ đó việc sử dụng ảnh SPOT, đă ̣c biê ̣t là SPOT-4 và SPOT-5 để thành lập bản đồ hiện trạng rừng đã đươ ̣c áp du ̣ng có hiê ̣u quả ta ̣i nhiề u nước trên thế giới như: Pháp, Brazin, Bolivia, Anh, Iran, Ấn Đô ̣, Trung Quố c, Đài Loan,... đă ̣c biê ̣t là từ khi có các tra ̣m thu ảnh phân bố rô ̣ng ở nhiề u nước và khả năng trao đổ i trên Internet băng thông rô ̣ng thì quy mô ứng du ̣ng là càng đươ ̣c mở rô ̣ng trên pha ̣m vi toàn cầ u. Hình 1.1. Mô phỏng vệ tinh (nguồn Việt Báo.vn) Ở khu vực châu Á-Thái Bình Dương, ta ̣i nhiều hội nghị viễn thám được tổ chức 2 năm mô ̣t lầ n, các nước đã tổng kết những ứng dụng của Kỹ thuật viễn thám trong
  16. 7 Lâm nghiệp với những báo cáo nghiên cứu quản lý, theo dõi phát hiện biến động rừng và sử dụng đất tại các nước như: Trung Quố c, Nhật Bản, Hàn Quố c, Đài loan, Malaysia, Indonesia, Thái Lan, Philipin,...Rấ t nhiề u loa ̣i tư liê ̣u viễn thám khác nhau đã được áp du ̣ng trong nhiề u quy mô và hướng nghiên cứu khác nhau của ngành lâm nghiê ̣p, trong đó, ảnh SPOT là mô ̣t loa ̣i tư liê ̣u được ứng du ̣ng khá phổ biế n[3],[17]. 1.1.2.Thống kê những hướng ứng dụng phổ biến của viễn thám – GIS trong ngành lâm nghiệp 1.1.2.1.Quản lý tài nguyên rừng - Xây dựng bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng ở các quy mô khác nhau với các nguồn tư liệu khác nhau. Công việc này được thực hiện ở rất nhiều nước trên thế giới: + Phạm vi toàn cầu: ảnh NOAA ( Mỹ, Nhật, EU hay quan tâm trong những nghiên cứu ở quy mô toàn cầu ) + Phạm vi khu vực: ảnh MODIS, Landsat MSS + Phạm vi lãnh thổ và vùng: ảnh MODIS, Landsat TM, SPOT, Aster + Phạm vi địa phương: ảnh Aster, SPOT 5, Landsat ETM + Phạm vi chi tiết: ảnh SPOT, Quickbird, IKONOS,GEOEYE. - Theo dõi biến động tài nguyên rừng và lớp phủ thực vật với dữ liệu đa thời gian của các loại tư liệu trên. - Quản lý trữ lượng rừng các loại: với kỹ thuật phân tích đa phổ, tạo các ảnh chỉ số và phối hợp với GIS để phân tích đánh giá sinh khối, trữ lượng rừng: các ảnh chỉ số LAI (Leaf Area Index), CI (Canopy Index). - Theo dõi sinh thái rừng bằng các ảnh chỉ số: chỉ số tán lá, chỉ số ẩn, chỉ số NDVI, VI… 1.1.2.2. Kết hợp với các tư liệu GIS, xây dựng bản đồ rừng, quản lý rừng và các hệ sinh thái rừng Từ những năm 60, GIS bắt đầu hình thành và phát triển mạnh mẽ từ chỗ là một công cụ, đến nay GIS đã trở thành một khoa học ứng dụng trong rất nhiều ngành, trong đó có ngành lâm nghiệp[3],[19].
  17. 8 - Theo dõi và dự báo cháy rừng: đây là hướng ứng dụng kết hợp viễn thám – GIS để dự báo cháy rừng, áp dụng ở nhiều nước như Mỹ, úc, Braxin… Những ảnh viễn thám dược thu hàng ngày được tách chiết thông tin về loại rừng và tình trạng khô hạn của rừng, kết hợp với số lịêu khí tượng sẽ đưa ra các dự báo về khả năng cháy rừng. - Quy hoạch quản lý và phát triển trồng rừng: công việc này được triển khai trên cơ sở các tư liệu viễn thám và GIS để hoạch định kế hoạch quản lý, sản xuất và trồng rừng. - Nghiên cứu các hệ sinh thái rừng - lâm nghiệp; rất nhiều nghiên cứu triển khai ở nhiều quy mô để nghiên cứu xây dựng các bản đồ sinh thái rừng: phạm vi toàn cầu, khu vực, vùng. đặc biệt các hệ sinh thái nhạy cảm như; rừng ngập mặn,... * Xử lý số và GIS: Hệ thống phần mềm được sử dụng để triển khai tự động hoá phân loại, tích hợp thông tin VT-GIS, thành lập các bản đồ chuyên đề về rừng bao gồm[10],[3]: + Phần mềm có bản quyền ERDAS, ENVI, IDRISI, ILWIS, ORACLE (quản lý dữ liệu) + Phần mềm mã nguồn mở được phát triển phục vụ cho các nhu cầu quản lý cụ thể 1.1.2.3. Áp dụng viễn thám - GIS Để lập bản đồ và đánh giá trạng thái lớp phủ bề mặt bằng việc áp dụng các loại chỉ số là một trong những hướng đang đươ ̣c phát triển. Các loa ̣i chỉ số thông du ̣ng bao gồ m [3].  Chỉ số trạng thái thực vật (Vegetation Condition Index-VCI) Chỉ số trạng thái thực vật được đưa ra đầu tiên bởi Kogan (1997), thể hiện mối quan hệ giữa NDVI của tháng hiện tại với NDVI cực trị được tính toán từ chuỗi số liệu. Công thức tính của VCI như sau: ( NDVI j  NDVImin ) *100 VCI  (3.1) ( NDVImax  NVDImin )
  18. 9 Trong đó: NDVImax, NDVIminđược tính toán từ chuỗi số liệu i cho từng tháng (hoặc tuần) và j là chỉ số của tháng (tuần) hiện thời.  Chỉ số thực vật chuẩn hóa (Normalized Difference Vegetation Index NDVI) Có nhiều các chỉ số thực vật khác nhau, nhưng chỉ số thực vật chuẩn hoá (NDVI) được trung bình hoá trong một chuỗi số liệu theo thời gian sẽ là công cụ cơ bản để giám sát sự thay đổi trạng thái thực vật. Chỉ số thực vật NDVI được tính theo công thức sau: NDVI  IR  R (3.2) ( IR  R) Trong đó IR, R là phổ phản xạ của bề mặt ở dải sóng hồng ngoại và dải đỏ  Chỉ số dị thường thực vật (Anomaly Vegetation Index-AVI) Huest (1988) đã phát hiện chỉ số thực vật của đất (AVI), qua đó có thể biết được đặc tính của hệ đất- cây trồng- khí quyển. Chỉ số dị thường thực vật được tính theo công thức: AVI  NDVI j  NDVI (3.3) Trong đó NDVI là giá trị NDVI trung bình được tính từ chuỗi số liệu cho từng năm, NDVI j là NDVI của tuần (tháng) hiện tại. Bảng 1.1 làcác chỉ tiêu đánh giá trạng thái lớp phủ bề mặt (Đổng Triệu Hoa 1999), Căn cứ vào bảng chỉ tiêu đánh giá này ta có thể đánh giá được trạng thái sinh trưởng và phát triển lớp phủ thực vật. Bảng 1.1. Các chỉ tiêu đánh giá trạng thái lớp phủ bề mặt AVI NDVIJ NDVI Trạng thái, lớp phủ 0.0 0.0 -1- 0.0 Nước, đất trống hoặc mây 0.0 >0.0-0,1 Thực vật phát triển rất kém -0.03 - 0.03 >0.0 >0.1-0,3 Thực vật phát triển bình thường 0.03 - 0.135 >0.0 >0.3-0,4 Thực vật phát triển tốt >0.135 >0.0 >0.5 Thực vật phát triển rất tốt
  19. 10 Hình 1.2. Ả nh NDVI tách từ ảnh NOAA-AVHRR sử dụng để phân loa ̣i lớp phủ Hình1.3. Sử dụng chỉ số NDVI của ảnh MODIS để phân loa ̣i sử dụng đât (Lâm Đạo Nguyên)
  20. 11 1.2. Tình hình nghiên cứu trong nước 1.2.1.Tình hình chung của viê ̣c ứng dụng phương pháp viễn thám trong lâm nghiệp Việt Nam Trong suốt 15 năm qua, thông tin ảnh vệ tinh đã luôn là nguồn tư liệu quan trọng và có giá trị trong hàng loạt các dự án, các chương trình, công trình liên quan đến điều tra qui hoạch và thành lập bản đồ chuyên đề ở Việt Nam. đặc biệt là lĩnh vực về tài nguyên thảm thực vật, sử dụng đất, môi trường,…[3]. Điều này thực sự dễ nhận thấy lý do là các đối tượng này luôn phản ánh rất rõ trên các thông tin ảnh vệ tinh ngay cả quan sát bằng mắt thường với những công cụ xử lý đơn giản. Tuy nhiên mức độ khai thác các thông tin viễn thám còn chưa triệt để do đầu tư công nghệ còn hạn chế. Tuy vậy, với thời gian 15 năm, một khối lượng lớn những công trình ứng dụng viễn thám trong Lâm nghiệp đã được thực hiện và đã phát huy hiệu quả lớn lao cho thực tế sản xuất của ngành, cũng như góp phần đáng kể trong các chương trình điều tra cơ bản trọng điểm của Nhà nước.Vai trò và ưu điểm của phương pháp viễn thám trong lâm nghiệp.Ở Việt Nam, kỹ thuật viễn thám được sử dụng từ năm 1976 (Viện điều tra quy hoạch rừng). Mốc quan trọng đánh dấu sự phát triển viễn thám ở Việt Nam là sự hợp tác nhiều bên trong chương trình vũ trụ Quốc tế (Inter Kosmos) năm 1981-1986. Kết quả nghiên cứu của chương trình khoa học này là đã biết sử dụng ảnh đa phổ MKF-6 vào thành lập các bản đồ chuyên đề như: sử dụng đất, địa chất, tài nguyên nước, thuỷ văn, rừng,... Sau đó các dự án viện trợ Quốc tế của UNDP và FAO như VIE76/011 và VIE 83/004 đã trang bị một số thiết bị kỹ thuật Viễn thám cho Viện khoa học Việt Nam nay là Viện khoa học tự nhiên và công nghệ Quốc gia. Ngoài ra do yêu cầu cấp thiết nhiều ngành đã hình thành các cơ sở nghiên cứu và đưa tiến bộ kỹ thuật viễn thám vào ứng dụng ở ngành chuyên môn của mình. Thời gian vừa qua nhà nước đã đầu tư cho Bộ Tài nguyên và Môi trường Dự án “Xây dựng hệ thống giám sát tài nguyên thiên nhiên ở Việt Nam” đây là dự án thu ảnh vệ tinh mang tầm cỡ quốc gia và khu vực, đến nay đã bắt đầu đi vào hoạt động. Kết quả của dự án sẽ là những cơ sở dữ liệu vệ tinh với nhiều độ phân giải
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.01: Bộ Luận Văn Thạc Sĩ Quản Trị Kinh Doanh MBA
165 tài liệu
2070 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
4=>1