Luận văn Thạc sĩ Khoa học lâm nghiệp: Nghiên cứu sự thay đổi diện tích rừng phòng hộ làm cơ sở đề xuất giải pháp quản lý lưu vực bền vững trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc

Chia sẻ: Tomcangnuongphomai | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:115

Thêm vào BST

Báo xấu

15
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là đánh giá biến động diện tích rừng phòng hộ tỉnh Vĩnh Phúc giai đoạn 1990-1995, 1995-2000, 2000-2005, 2005 - 2010, 2010 - 2015,2015-2017. Phân tích kết quả nghiên cứu và đề xuất giải pháp quản lý lưu vực bền vững. Mời các bạn cùng 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: Nghiên cứu sự thay đổi diện tích rừng phòng hộ làm cơ sở đề xuất giải pháp quản lý lưu vực bền vững trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc

i CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan, đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác. Những số liệu trong các bảng, biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét, đánh giá đƣợc thu thập từ các nguồn khác nhau có ghi rõ trong phần tài liệu tham khảo. Ngoài ra, trong luận văn còn sử dụng một số nhận xét, đánh giá cũng nhƣ số liệu của các tác giả khác, cơ quan tổ chức khác đều có trích dẫn và chú thích nguồn gốc. Nếu nội dung nghiên cứu của tôi trùng lặp với bất kỳ công trình nghiên cứu nào đã công bố, tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm và tuân thủ kết luận đánh giá luận văn của Hội đồng khoa học./. Hà Nội, ngày 29 tháng 10 năm 2017 Tác giả luận văn Đinh Văn Tùng
ii LỜI CẢM ƠN Trƣớc tiên, xin gửi lời cảm ơn đến tất cả các thầy, cô giáo Trƣờng Đại học Lâm nghiệp đã dạy và giúp đỡ tôi trong thời gian học tập và nghiên cứu. Xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Phùng Văn Khoa - Trƣởng khoa Quản lý tài nguyên rừng và môi trƣờng, TS. Nguyễn Thị Ngọc đã hƣớng dẫn tận tình và tạo mọi điều kiện, giúp đỡ trong suốt thời gian thực hiện và hoàn thành luận văn. Xin gửi tới gia đình, bạn bè, đồng nghiệp lòng biết ơn chân thành đã tạo điều kiện trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn. Mặc dù bản thân đã cố gắng trong quá trình thực hiện nghiên cứu nhƣng do thời gian và trình độ có hạn nên chắc chắn luận văn này còn nhiều thiếu sót và hạn chế. Kính mong nhận đƣợc sự góp ý của thầy cô và các bạn./. Hà Nội, ngày 29 tháng 9 năm 2017 Tác giả luận văn Đinh Văn Tùng
iii MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... ii MỤC LỤC ........................................................................................................ iii DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................................ vi DANH MỤC CÁC BẢNG.............................................................................. vii DANH MỤC CÁC HÌNH ................................................................................ ix ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................................... 1 Chƣơng I. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ................................. 3 1.1. CÁC KHÁI NIỆM VỀ RỪNG ............................................................... 3 1.2. PHÂN LOẠI RỪNG............................................................................... 4 1.3. KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG GIS VÀ VIỄN THÁM ......................... 6 1.3.1. Hệ thống thông tin địa lý GIS ........................................................... 6 1.3.2. Viễn Thám ........................................................................................ 6 1.4. CHỈ SỐ THỰC VẬT NDVI ................................................................. 13 1.5. Tình hình nghiên cứu ............................................................................ 15 1.5.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ................................................. 15 1.5.2. Tình hình nghiên cứu trong nƣớc ................................................... 18 Chƣơng II. Mục tiêu, đối tƣợng, phạm vi, nội dung và phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................................................................... 21 2.1. Mục tiêu ................................................................................................ 21 2.1.1. Mục tiêu tổng quát .......................................................................... 21 Xây dựng bản đồ đánh giá biến động diện tích rừng phòng hộ tỉnh Vĩnh Phúc........................................................................................................... 21 2.1.2. Mục tiêu cụ thể ............................................................................... 21
iv 2.2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ........................................................ 21 2.3. Nội dung nghiên cứu ............................................................................. 22 2.4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........................................................ 22 2.4.1. Phƣơng pháp thu thập số liệu.......................................................... 22 2.4.2. Phƣơng pháp xử lý số liệu .............................................................. 24 Chƣơng III. KHÁI QUÁT ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ - XÃ HỘI TỈNH VĨNH PHÚC......................................................................................... 30 3.1. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN ...................................................................... 30 3.1.1. Vị trí địa lý ...................................................................................... 30 3.1.2. Đặc điểm địa hình, địa thế: ............................................................. 30 3.1.3. Đặc điểm sông suối ......................................................................... 31 3.1.4. Đặc điểm khí hậu ............................................................................ 31 3.1.5. Thuỷ văn ......................................................................................... 32 3.1.6. Đất đai - thổ nhƣỡng ....................................................................... 33 3.1.7. Hiện trạng tài nguyên rừng ............................................................. 34 3.2. ĐẶC ĐIỂM KINH TẾ - XÃ HỘI ......................................................... 36 3.2.1. Nguồn nhân lực ............................................................................... 36 3.2.2. Thực trạng kinh tế xã hội ................................................................ 38 3.2.3. Văn hóa xã hội ................................................................................ 43 3.2.4. Tổ chức quản lý và sản xuất kinh doanh ........................................ 45 3.2.5. Hoạt động chế biến gỗ và lâm sản .................................................. 46 3.2.6. Các hoạt động sản xuất lâm nghiệp khác ....................................... 47 3.3. Đánh giá điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội ảnh hƣởng đến hoạt động sản xuất lâm nghiệp của tỉnh ........................................................................ 48 3.3.1. Những ảnh hƣởng tích cực.............................................................. 48 3.3.2. Những ảnh hƣởng tiêu cực.............................................................. 49 Chƣơng IV. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .......................... 51
v 4.1.Thành lập bản đồ hiện trạng rừng phòng hộ khu vực nghiên cứu ......... 51 4.1.1. Xây dựng mẫu khóa ảnh ................................................................. 51 4.1.3. Đánh giá độ chính xác phƣơng pháp giải đoán ảnh........................ 56 4.2. Biến động diện tích rừng phòng hộ khu vực nghiên cứu giai đoạn năm 1990 - 2017 .................................................................................................. 59 4.2. 1. Biến động diện tích rừng phòng hộ giai đoạn 1990 - 1995 .......... 60 ................................................................................................................... 61 4.2.2. Biến động diện tích rừng phòng hộ giai đoạn 1995- 2000 ............. 62 4.2.3. Biến động diện tích rừng phòng hộ giai đoạn 2000 - 2005 ............ 64 4.2.4. Biến động diện tích rừng phòng hộ giai đoạn 2005 - 2010 ............ 65 4.2.5. Biến động đất rừng phòng hộ giai đoạn 2010- 2015 ...................... 67 4.2.6. Biến động diện tích rừng phòng hộ giai đoạn 2015-2017 ............. 69 4.2.7. Biến động diện tích rừng phòng hộ giai đoạn 1990 - 2017 ........... 71 4.3. Nguyên nhân biến động diện tích rừng phòng hộ................................. 75 4.3.1. Nguyên nhân tăng diện tích có rừng ............................................... 75 4.3.2. Nguyên nhân giảm diện tích có rừng .............................................. 79 4.4. Đề xuất các giải pháp quản lý bền vững ............................................... 82 4.4.1. Giải pháp về kỹ thuật ...................................................................... 82 4.4.2. Giải pháp về quản lý tổ chức .......................................................... 85 KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ....................................................... 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO
vi DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT Ký hiệu Tiếng Anh Tiếng Việt GIS Geographic information system Hệ thống thông tin địa lý GPS Global Information System Hệ thống định vị toàn cầu RS Remote sensing Viễn thám TM Thematic Mapper Bản đồ chuyên đề ETM Enhance Thematic Mapper Bản đồ chuyên đề tăng c−ờng MSS Multispectral Scanner System Hệ thống quét đa phổ HRV High Resolution Visible Hệ thống ảnh nhìn thấy có Imaging System độ phân giải cao NDVI Normalized Diffirencial Chỉ số thực vật chuẩn hoá Vegetation Index HSR High Resolution Stereoscopic Máy chụp ảnh lập thể lực phân giải DEM Digital Elevation Model Mô hình số độ cao VQG Vƣờn quốc gia KTXH Kinh tế xã hội PCCCR Phòng cháy chữa cháy rừng
vii DANH MỤC CÁC BẢNG TT Nội dung Trang 1.1 Các thông số kỹ thuật của bộ cảm TM 8 1.2 Phân loại NDVI theo chất lƣợng thực vật trong lớp phủ bề mặt 14 1.3 Khoá phân loại rừng theo giá trị NDVI ảnh Landsat 14 2.1 Mẫu khóa ảnh giải đoán ảnh 21 2.2 Dữ liệu ảnh viễn thám thu thập trong nghiên cứu 22 3.1 Thành phần thực vật bậc cao phân theo các ngành, họ, chi 34 3.2 Thành phần động vật rừng ở Vĩnh Phúc 35 3.3 Dân số tỉnh Vĩnh Phúc qua các năm 37 3.4 Hiện trạng sử dụng lao động toàn tỉnh giai đoạn 2011 - 2015 38 3.5 Giá trị sản xuất nông lâm thủy sản (GO) qua các năm 40 3.6 Giá trị sản xuất qua các năm 42 4.1 Tổng hợp kết quả xây dựng mẫu khóa ảnh vệ tinh các năm 51 4.2 Diện tích đất rừng phòng hộ qua các năm nghiên cứu 54 Đánh giá độ chính xác phƣơng pháp giải đoán ảnh từ năm 1990 4.3 58 - 2017 Biến động diện tích rừng phòng hộ tỉnh Vĩnh Phúc giai đoạn 4.4 60 1990-1995 Ma trận biến động diện tích rừng phòng hộ 1990-1995 tỉnh 4.5 60 Vĩnh Phúc Biến động diện tích rừng phòng hộ tỉnh Vĩnh Phúc giai đoạn 4.6 62 1995-2000 4.7 Ma trận biến động diện tích rừng phòng hộ 1995-20 62 Biến động diện tích rừng phòng hộ tỉnh Vĩnh Phúc giai đoạn 4.8 64 2000-2005
viii Ma trận biến động diện tích rừng phòng hộ tỉnh Vĩnh Phúc giai 4.9 64 đoạn 2000-2005 Biến động diện tích rừng phòng hộ tỉnh Vĩnh Phúc giai đoạn 4.10 66 2005-2010 Ma trận biến động diện tích rừng phòng hộ tỉnh Vĩnh Phúc giai 4.11 66 đoạn 2005-2010 Biến động diện tích rừng phòng hộ tỉnh Vĩnh Phúc giai đoạn 4.12 68 2010-2015 Ma trận biến động diện tích rừng phòng hộ tỉnh Vĩnh Phúc giai 4.13 68 đoạn 2010-2015 Biến động diện tích rừng phòng hộ tỉnh Vĩnh Phúc giai đoạn 4.14 69 2015-2017 Ma trận biến động diện tích rừng phòng hộ tỉnh Vĩnh Phúc giai 4.15 70 đoạn 2015-2017 4.16 Diện tích rừng phòng hộ qua các năm nghiên cứu 72
ix DANH MỤC CÁC HÌNH TT Nội dung Trang Các bƣớc tiến hành giải đoán ảnh vệ tinh từ phần mềm 2.1 26 eCognition 2.2 Cây phân loại tự động trong phần mêm eCognition 28 4.1 Mẫu khóa đối tƣợng rừng trồng 52 4.2 Mẫu khóa đối tƣợng rừng tự nhiên 52 4.3 Mẫu khóa đối tƣợng đất trống 53 4.4 Mẫu khóa đối tƣợng đất khác 53 4.5 Bản đồ hiện trạng rừng phòng hộ năm 1990 55 4.6 Bản đồ hiện trạng rừng phòng hộ năm 1995 55 4.7 Bản đồ hiện trạng rừng phòng hộ năm 2000 55 4.8 Bản đồ hiện trạng rừng phòng hộ năm 2005 55 4.9 Bản đồ hiện trạng rừng phòng hộ năm 2010 56 4.10 Bản đồ hiện trạng rừng phòng hộ năm 2015 56 4.11 Bản đồ hiện trạng rừng phòng hộ năm 2017 56 4.12 Các điểm mẫu kiểm tra 57 4.13 Bản đồ biến động rừng phòng hộ giai đoạn 1990-1995 61 4.14 Bản đồ biến động rừng phòng hộ giai đoạn 1995-2000 63 4.15 Bản đồ biến động rừng phòng hộ giai đoạn 2000-2005 65 4.16 Bản đồ biến động rừng phòng hộ giai đoạn 2005-2010 67 4.17 Bản đồ biến động rừng phòng hộ giai đoạn 2010-2015 69 4.18 Bản đồ biến động rừng phòng hộ giai đoạn 2015-2017 71 4.19 Diện tích rừng phòng hộ qua các năm 72 4.20 Biến động diện tích rừng phòng hộ qua các năm 73
1 ĐẶT VẤN ĐỀ Vĩnh Phúc là tỉnh đồng bằng nằm trong Vùng Kinh tế trọng điểm Bắc Bộ có tổng diện tích tự nhiên 123.513ha. Dân số 1.054,4 ngàn ngƣời phân bố ở 137 xã, phƣờng, thị trấn trên địa bàn 9 huyện thành. Theo Quyết định số 667/QĐ-CT ngày 01 tháng 3 năm 2016 của Chủ tịch UBND tỉnh Vĩnh Phúc về Phê duyệt kết quả thực hiện Phƣơng án Kiểm kê rừng tỉnh Vĩnh Phúc giai đoạn 2014-2015, tổng diện tích đất lâm nghiệp 33.928,7ha, chiếm 27,5% diện tích tự nhiên toàn tỉnh, trong đó diện tích đất rừng đặc dụng 15.807,6ha, đất rừng phòng hộ 4.170,8ha, đất rừng sản xuất 13.950,3ha. Rừng Vĩnh Phúc có vai trò phòng hộ đầu nguồn, bảo vệ môi trƣờng, bảo tồn nguồn gen động thực vật, nghiên cứu khoa học, bảo vệ các công trình kết cấu hạ tầng..., ngoài ra rừng Vĩnh Phúc còn đóng vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế xã hội nhƣ cung cấp lâm sản cho nhu cầu tại chỗ và phục vụ các mục đích an ninh quốc phòng của tỉnh. Trong những năm gần đây hiện trạng rừng Vĩnh Phúc có nhiều thay đổi do sự tác động mạnh của sự phát triển kinh tế xã hội tại địa phƣơng đặc biệt là khu vực rừng đầu nguồn của tỉnh. Sự biến động này có những tác động tích cực song cũng có những ảnh hƣởng xấu đến môi trƣờng đất và nguồn nƣớc tại các lƣu vực và cũng từ trƣớc đến nay trên địa bàn tỉnh chƣa có nghiên cứu nào về việc sử dụng ảnh viễn thám theo dõi sự thay đổi của lớp hiện trạng rừng. Mặc dù hàng năm đều có các báo cáo về hiện trạng và tình hình biến động rừng, nhƣng hầu hết các báo cáo này chủ yếu dựa trên việc đo vẽ, thành lập bản đồ rừng bằng phƣơng pháp truyền thống, đó là một công việc phức tạp, mất nhiều công sức và đòi hỏi nhiều thời gian. Đứng trƣớc thực tế đó, việc tìm ra sự thay đổi hiện trạng rừng và các nguyên nhân nhằm giúp các nhà hoạch định chính sách đƣa ra các biện pháp quản lý bảo vệ và sử dụng bền vững nguồn tài nguyên đất, nƣớc là một việc làm hết sức cần thiết và quan trọng.
2 Hiện nay có nhiều phƣơng pháp cũng nhƣ cách tiếp cận khác nhau để theo dõi, nghiên cứu sự thay đổi của lớp hiện trạng rừng. Trong đó, các phƣơng pháp ứng dụng ảnh Viễn thám và GIS là những phƣơng pháp hiện đại, là những công cụ mạnh có khả năng giúp giải quyết những vấn đề về không gian ở tầm vĩ mô trong một thời gian ngắn và trên một diện tích rộng. Nghiên cứu, đánh giá sự thay đổi lớp hiện trạng rừng qua các giai đoạn khác nhau đã có nhiều tác giả đề cập trong nhiều công trình và đề tài nghiên cứu. Tuy nhiên việc áp dụng chúng vào những hoàn cảnh cụ thể cũng rất cần đƣợc nghiên cứu để tìm ra cách tiếp cận hợp lý cũng nhƣ đánh giá khả năng ứng dụng của chúng một cách đúng đắn. Từ các lý do nhƣ đã nêu, đƣợc sự đồng ý của khoa Quản lý tài nguyên rừng và Môi trƣờng và Phòng đào tạo sau đại học tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu sự thay đổi diện tích rừng phòng hộ làm cơ sở đề xuất giải pháp quản lý lưu vực bền vững trên địa bàn tỉnh Vĩnh Phúc”
3 Chƣơng I TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. CÁC KHÁI NIỆM VỀ RỪNG Năm 1930, Morozov đƣa ra khái niệm: Rừng là một tổng thể cây gỗ, có mối liên hệ lẫn nhau, nó chiếm một phạm vi không gian nhất định ở mặt đất và trong khí quyển. Rừng chiếm phần lớn bề mặt Trái Đất và là một bộ phận của cảnh quan địa lý. Năm 1952, M.E. Tcachenco phát biểu: Rừng là một bộ phận của cảnh quan địa lý, trong đó bao gồm một tổng thể các cây gỗ, cây bụi, cây cỏ, động vật và vi sinh vật. Trong quá trình phát triển của mình chúng có mối quan hệ sinh học và ảnh hƣởng lẫn nhau và với hoàn cảnh bên ngoài. Luật Bảo vệ phát triển rừng năm 2004 quy định: Rừng là một hệ sinh thái bao gồm quần thể thực vật rừng, động vật rừng, vi sinh vật rừng, đất rừng và các yếu tố môi trƣờng khác, trong đó cây gỗ, tre nứa hoặc hệ thực vật đặc trƣng là thành phần chính có độ che phủ của tán rừng từ 0,1 trở lên. Rừng gồm rừng trồng và rừng tự nhiên trên đất rừng sản xuất, đất rừng phòng hộ, đất rừng đặc dụng. Thông tƣ số 34/2009/TT-BNNPTNT ngày 10 tháng 6 năm 2009 của Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn quy định một đối tƣợng đƣợc xác định là rừng nếu đạt đƣợc cả 3 tiêu chí sau: - Là một hệ sinh thái, trong đó thành phần chính là các loài cây lâu năm thân gỗ, cau dừa có chiều cao vút ngọn từ 5,0m trở lên (trừ rừng mới trồng và một số loài cây rừng ngập mặn ven biển), tre nứa,…có khả năng cung cấp gỗ, lâm sản ngoài gỗ và các giá trị trực tiếp và gián tiếp khác nhƣ bảo tồn đa dạng sinh học, bảo vệ môi trƣờng và cảnh quan. Rừng mới trồng các loài cây thân gỗ và rừng mới tái sinh sau khai thác rừng trồng có chiều cao trung bình trên
4 1,5 m đối với loài cây sinh trƣởng chậm, trên 3,0m đối với loài cây sinh trƣởng nhanh và mật độ từ 1.000 cây/ha trở lên đƣợc coi là rừng. Các hệ sinh thái nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản có rải rác một số cây lâu năm là cây thân gỗ, tre nứa, cau dừa,… không đƣợc coi là rừng. - Độ tàn che của tán cây là thành phần chính của rừng phải từ 0,1 trở lên. - Diện tích liền khoảnh tối thiểu từ 0,5ha trở lên, nếu là dải cây rừng phải có chiều rộng tối thiểu 20m và có từ 3 hàng cây trở lên. Cây rừng trên các diện tích tập trung dƣới 0,5ha hoặc dải rừng hẹp dƣới 20 mét đƣợc gọi là cây phân tán. 1.2. PHÂN LOẠI RỪNG a. Phân loại trạng thái rừng theo hiện trạng Theo quan điểm phân loại của Loeschau rừng Việt Nam đã đƣợc phân loại theo hiện trạng gồm 4 loại rừng: - Loại I: Đất trống đồi núi trọc, chƣa có rừng hoặc đã mất rừng do khai thác quá mức, cháy rừng hoặc các nguyên nhân khác. Trên đất này chỉ có thảm cỏ, cây bụi, cây gỗ tái sinh từ hạt hoặc chồi có chiều cao bằng chiều cao thảm cỏ hoặc chiều cao thảm cây bụi. - Loại II: Rừng phục hồi, cây tiên phong có đƣờng kính nhỏ. Là rừng non, rừng sào phục hồi tự nhiên sau khi mất rừng do cháy hoặc do làm nƣơng rẫy, trữ lƣợng rừng chƣa đáng kể. - Loại III: Rừng tự nhiên đã bị tác động tại các mức độ khác nhau, chúng trong giai đoạn phân hóa (hoặc đang phục hồi hoặc đang thoái hóa). - Loại IV: Rừng nguyên sinh và rừng thứ sinh giàu phục hồi hoàn toàn. b. Phân loại rừng theo nhân tố sinh thái phát sinh Căn cứ vào quan điểm sinh thái phát sinh quần thể thực vật để phân loại, Thái Văn Trừng đã phân loại thảm thực vật rừng Việt Nam thành 14 kiểu rừng nhƣ sau:
5 - Các kiểu rừng kín vùng thấp gồm: Kiểu rừng kín thƣờng xanh mƣa ẩm nhiệt đới; Kiểu rừng kín nửa rụng lá, ẩm nhiệt đới, Kiểu rừng kín rụng lá, hơi ẩm nhiệt đới, Kiểu rừng kín lá cứng hơi khô nhiệt đới. - Các kiểu rừng thƣa: Kiểu rừng thƣa cây lá rộng hơi khô nhiệt đới; Kiểu rừng thƣa cây lá kim hơi khô nhiệt đới; Kiểu rừng thƣa cây lá kim hơi khô á nhiệt đới núi thấp. - Các kiểu trảng, truông: Kiểu trảng cây to, cây bụi, cây cỏ cao khô nhiệt đới; Kiểu truông bụi gai hạn nhiệt đới. - Các kiểu rừng kín vùng cao: Kiểu rừng kín thƣờng xanh mƣa ẩm á nhiệt đới núi thấp; Kiểu rừng kín hỗn hợp cây lá rộng, lá kim ẩm á nhiệt đới núi thấp; Kiểu rừng kín cây lá kim ôn đới ẩm núi vừa. - Các kiểu quần hệ khô lạnh vùng cao: Kiểu quần hệ khô lạnh vùng cao; Kiểu quần hệ lạnh vùng cao. c. Phân loại rừng theo theo thông tƣ số 34/2009/TT-BNNPTNT - Phân loại rừng theo mục đích sử dụng: Rừng phòng hộ, rừng đặc dụng, rừng sản xuất. - Phân loại rừng theo nguồn gốc hình thành: Rừng tự nhiên, rừng trồng. - Phân loại rừng theo điều kiện lập địa: Rừng núi đất, rừng núi đá, rừng ngập nƣớc, rừng trên đất cát. - Phân loại rừng theo loài cây: Rừng gỗ, rừng tre nứa, rừng cau dừa, rừng hỗn giao gỗ và tre nứa. - Phân loại rừng theo trữ lƣợng: Đối với rừng gỗ (Rừng rất giàu, rừng giàu, rừng trung bình, rừng nghèo, rừng chƣa có trữ lƣợng). Đối với rừng tre nứa (Rừng đƣợc phân theo loài cây, cấp đƣờng kính và cấp mật độ). - Đất chƣa có rừng: Đất có rừng trồng chƣa thành rừng, Đất trống có cây gỗ tái sinh, Đất trống không có cây gỗ tái sinh, Núi đá không cây.
6 1.3. KHÁI QUÁT VỀ HỆ THỐNG GIS VÀ VIỄN THÁM 1.3.1. Hệ thống thông tin địa lý GIS a. Khái niệm Theo ESRI, tập đoàn nghiên cứu và phát triển các phần mềm GIS nổi tiếng, Hệ thông tin địa lý (GIS – Geographic Information System) là một tập hợp có tổ chức, bao gồm hệ thống phần cứng, phần mềm máy tính, dữ liệu địa lý và con ngƣời, đƣợc thiết kế nhằm mục đích nắm bắt, lƣu trữ, cập nhật, điều khiển, phân tích, và hiển thị tất cả các dạng thông tin liên quan đến vị trí địa lý. b. Các thành phần của GIS - Phần cứng: Bao gồm máy tính và các thiết bị ngoại vi. - Phần mềm: Là bộ não của hệ thống, phần mềm GIS rất đa dạng và có thể chia làm 3 nhóm (nhóm phần mềm quản đồ họa, nhóm phần mềm quản trị bản đồ và nhóm phần mềm quản trị, phân tích không gian). - Dữ liệu: Bao gồm dữ liệu không gian (dữ liệu bản đồ) và dữ liệu thuộc tính (dữ liệu phi không gian). Dữ liệu không gian miêu tả vị trí địa lý của đối tƣợng trên bề mặt Trái đất. Dữ liệu thuộc tính miêu tả các thông tin liên quan đến đối tƣợng, các thông tin này có thể đƣợc định lƣợng hay định tính. - Phƣơng pháp: Một phần quan trọng để đảm bảo sự hoạt động liên tục và có hiệu quả của hệ thống phục vụ cho mục đích của ngƣời sử dụng. - Con ngƣời: Trong GIS, thành phần con ngƣời là thành phần quan trọng nhất bởi con ngƣời tham gia vào mọi hoạt động của hệ thống GIS (từ việc xây dựng cơ sở dữ liệu, việc tìm kiếm, phân tích dữ liệu …). Có 2 nhóm ngƣời quan trọng là ngƣời sử dụng và ngƣời quản lý GIS. 1.3.2. Viễn Thám a. Khái niệm về viễn thám
7 Theo Nguyễn Ngọc Thạnh định nghĩa Viễn thám (Remote Sensing - RS) là sự thu thập và phân tích thông tin về một đối tƣợng mà không cần có sự tiếp xúc trực tiếp đến đối tƣợng. Viễn thám là phƣơng pháp sử dụng bức xạ điện từ nhƣ một phƣơng tiện để điều tra và đo đạc những đặc tính của đối tƣợng (Nguyễn Ngọc Thạch, 2009). Có hai loại viễn thám chính: Cảm biến thụ động và cảm biến hoạt động. Cảm biến thụ động phát hiện năng lƣợng tự nhiên (bức xạ) đƣợc phát ra hay phản xạ bởi các đối tƣợng hoặc khu vực xung quanh đang đƣợc quan sát (tức là ánh sáng mặt trời). Cảm biến hoạt động phát ra năng lƣợng để quét các đối tƣợng và khu vực trên đó dò ra cảm biến thụ động và đo bức xạ đƣợc phản xạ hoặc tán xạ trở lại từ vật đƣợc quan sát (Lƣơng Chi Lan, 2009). Thiết bị dùng để cảm nhận sóng điện từ phản xạ hay bức xạ từ vật thể đƣợc gọi là bộ cảm. Phƣơng tiện dùng để mang các bộ cảm đƣợc gọi là vật mang, gồm khí cầu, máy bay, vệ tinh nhân tạo, tàu vũ trụ. Viễn thám có thể chia làm 3 loại cơ bản theo bƣớc sóng sử dụng: - Viễn thám trong dải sóng nhìn thấy và hồng ngoại. - Viễn thám hồng ngoại nhiệt - Viễn thám siêu cao tần b. Các loại ảnh viễn thám - Ảnh hàng không: Từ năm 1858 bắt đầu sử dụng khinh khí cầu để chụp ảnh nhằm mục đích thành lập bản đồ địa hình. Những bức ảnh hàng không đầu tiên đƣợc chụp từ máy bay đƣợc Wilbur Wright thực hiện năm 1909 trên vùng Centocalli, Italia. Từ đó đến nay, phƣơng pháp sử dụng ảnh hàng không là phƣơng pháp đƣợc sử dụng rộng rãi. - Ảnh vệ tinh Landsat: LANDSAT là vệ tinh tài nguyên của Mỹ do cơ quan hàng không và vũ trụ NASA (National Aeronautics and Space Administration) quản lý. Cho đến nay đã có nhiều thế hệ vệ tinh LANDSAT đƣợc nghiên cứu phát triển.
8 Bảng 1.1. Các thông số kỹ thuật của bộ cảm TM Kênh phổ Bƣớc sóng Phổ điện từ Độ phân giải Kênh 1 0,45 - 0,52 micromet Chàm 30m Kênh 2 0,52 - 0,60 micromet Lục 30m Kênh 3 0,63 - 0,69 micromet Đỏ 30m Kênh 4 0,6 - 0,90 micromet Cận hồng ngoại 30m Kênh 5 1,55 - 1,75 micromet Hồng ngoại 30m Kênh 6 10,4 - 12,5 micromet Hồng ngoại nhiệt 120m Kênh 7 2,08 - 2,35 micromet Hồng ngoại trung 30m Vệ tinh LANDSAT 1 đƣợc phóng năm 1972 lúc đó bộ cảm cung cấp tƣ liệu chủ yếu là MSS (Multispectral scanner) thuộc loại máy quét quang cơ (Optical-Mechanical Scanner). Vệ tinh LandSat có độ cao bay 705km góc nghiêng mặt phẳng quĩ đạo là 980, quĩ đạo đồng bộ mặt trời và bán lặp. Thời điểm bay qua xích đạo là 9h39' sáng và chu kỳ lặp 17 ngày, bề rộng tuyến chụp 185km. Hệ thống Landsat MSS hoạt động ở dải phổ nhìn thấy và gần hồng ngoại. Từ năm 1985 vệ tinh LANDSAT 3 đƣợc phóng và mang bộ cảm TM (Thematic Mapper), Vệ tinh LANDSAT 7 mới đƣợc phóng vào quỹ đạo tháng 4/1999 với bộ cảm TM cải tiến gọi là ETM (Enhaced Thematic Mapper), trên vệ tinh LANDSAT bộ cảm có ý nghĩa quan trọng nhất và đƣợc sử dụng nhiều nhất là TM. Vệ tinh LANDSAT bay ở độ cao 705km, mỗi cảnh TM có độ bao phủ mặt đất là 185km x 170km với chu kỳ chụp lặp là 16 ngày. Có thể nói TM là bộ cảm quan trọng nhất trong việc nghiên cứu tài nguyên và môi trƣờng, tƣ liệu TM đƣợc cung cấp dƣới dạng CCT, CD ROM và băng từ 8mm. Vệ tinh LANDSAT 8 đƣợc phóng vào vũ trụ ngày 11/2/2013 có độ phân giải không gian ở mức trung bình. Từ quỹ đạo cách mặt đất gần 725km, vệ tinh này bay
9 vòng quanh Trái đất mất 99 phút, bao phủ toàn bộ bề mặt trái đất trong 16 ngày và gửi về khoảng hơn 400 ảnh mỗi ngày. Ảnh vệ tinh SPOT: Vào đầu năm 1978 chính phủ Pháp quyết định phát triển chƣơng trình SPOT (Système Pour l'Observation de la Terre) với sự tham gia của Bỉ và Thụy Điển. Hệ thống vệ tinh viễn thám SPOT do Trung tâm Nghiên cứu không gian của Pháp chế tạo và phát triển, vệ tinh đầu tiên SPOT-1 đƣợc phóng lên quỹ đạo năm 1986, tiếp theo là SPOT-2, SPOT-3, SPOT- 4 và SPOT-5 lần lƣợt vào các năm 1990, 1993, 1998 và 2002 trên đó mang hệ thống quét CCD (Centre National d'Etudes Spatiales - CNES). Vệ tinh SPOT bay ở độ cao 832 km, góc nghiêng của mặt phẳng quỹ đạo là 98.70, thời điểm bay qua xích đạo là 10h30' sáng và chu kỳ lặp 26 ngày. Các thế hệ vệ tinh SPOT 1, 2, 3 có bộ cảm HRV (High Resolution Visible) với kênh toàn sắc (0,51 - 0,73mm) độ phân giải 10m; ba kênh đa phổ có độ phân giải 20m, phân bố trong vùng sóng nhìn thấy gồm lục (0,50 - 0,59mm), đỏ (0,61 - 0,68mm), cận hồng ngoại (0,79 - 0,89mm). Mỗi cảnh có độ bao phủ mặt đất là 60km x 60km. Vệ tinh SPOT 4 với kênh toàn sắc (0,49 - 0,73mm); ba kênh đa phổ của HRV tƣơng đƣơng với 3 kênh phổ truyền thống HRV; thêm kênh hồng ngoại (1,58 - 1,75mm) có độ phân giải 20m. Khả năng chụp nghiêng của SPOT cho phép tạo cặp ảnh lập thể từ hai ảnh chụp vào hai thời điểm với các góc chụp nghiêng khác nhau. Vệ tinh SPOT - 5 phóng lên quỹ đạo ngày 03 tháng 5 năm 2002, đƣợc trang bị một cặp Sensors HRG (High Resolution Geometric) là loại Sensor ƣu việt hơn các loại trƣớc đó. Mỗi một Sensor HRG có thể thu đƣợc ảnh với độ phân giải 5m đen - trắng và 10m với ảnh mầu. Với kỹ thuật xử lý ảnh đặc biệt, có thể đạt đƣợc ảnh độ phân giải 2,5m, trong khi đó dải chụp phủ mặt đất của ảnh vẫn đạt 60km đến 80km. Đây chính là ƣu điểm của ảnh SPOT, điều mà các loại ảnh vệ tinh cùng thời khắc ở độ phân giải này đều không đạt. Kỹ
10 thuật thu ảnh HRG cho phép định vị ảnh với độ chính xác nhỏ hơn 50m nhờ hệ thống định vị vệ tinh DOGIS và Star Tracker lắp đặt trên vệ tinh, trên vệ tinh SPOT-5 còn lắp thêm hai máy chụp ảnh nữa. Máy thứ nhất HSR (High Resolution Stereoscopic) - Máy chụp ảnh lập thể lực phân giải cao, máy này chụp ảnh lập thể dọc theo đƣờng bay với độ phủ 120 x 600km. Nhờ ảnh lập thể độ phủ rộng này tạo lập mô hình số độ cao (DEM) với độ chính xác 10m mà không cần tới điểm khống chế mặt đất. Máy chụp ảnh thứ hai mang tên VEGETATION, giống nhƣ VEGETATION lắp trên vệ tinh SPOT- 4 hàng ngày chụp ảnh mặt đất trên một dải rộng 22.5km với kích thƣớc pixel 1 x 1km trong 4 kênh phổ. Ảnh VEGETATION đƣợc sử dụng rất hữu hiệu cho mục đích theo dõi biến động địa cầu và đo vẽ bản đồ hiện trạng sử dụng đất. Vệ tinh SPOT - 6: Ngày 9/9/2012 vệ tinh SPOT 6 đã chính thức lên quĩ đạo thu nhận thông tin quan sát trái đất. Độ phân giải không gian của vệ tin này đã đƣợc nâng lên 1,5m so với 2,5m của SPOT 5, là thế hệ mới của loạt vệ tinh quang học SPOT với nhiều cải tiến về kỹ thuật và khả năng thu nhận ảnh cũng nhƣ đơn giản hoá việc truy cập thông tin. Độ phân giải không gian của các kênh là Panchromatic: 1,5m; Tổ hợp màu: 1,5m, Các kênh đa phổ: 8m (khi kết hợp có thể xử lý tăng cƣờng lên 6m). Các kênh phổ có thay đổi so với các thế hệ trƣớc (chỉ có các kênh (G, R, NIR, MID-IR), đó là: Panchromatic (450 – 745nm) Blue (450 – 525nm) Green (530 – 590nm) Red (625 – 695nm) Near-infrared (760 – 890nm) Vệ tinh SPOT – 7: Ngày 30 tháng 7 năm 2014, vệ tinh SPOT 7 đƣợc đƣa lên quỹ đạo bằng tên lửa đầy PSLV (Polar Satellite Launch Vehicle) của Ấn Độ. Vệ tinh SPOT 7 nặng 714 kg, đƣợc thiết kế với tuổi thọ 10 năm trên
11 quỹ đạo 694 km, thời gian lặp quỹ đạo là 26 ngày. Vệ tinh SPOT 7 cung cấp ảnh với độ phân giải không gian 1,5 m kênh toàn sắc và 6 m kênh đa phổ. Kênh phổ SPOT 7 là: Toàn sắc: 0,450 – 0,745mm Lam: 0,450 – 0,520mm Lục: 0,530 – 0,590mm Đỏ: 0,625 – 0,695mm Cận hồng ngoại: 0,760 – 0,890mm Vệ tinh SPOT 7 có khả năng chụp ảnh linh hoạt, cung cấp ảnh có độ rộng tới 180km trên cùng một quỹ đạo. Ảnh SPOT đƣợc sử dụng chủ yếu trong các lĩnh vực đo vẽ mới và hiệu chỉnh bản đồ địa hình; thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất và theo dõi biến động môi trƣờng nhƣ mất rừng, xói mòn, phát triển đô thị... Ảnh SPOT - 5, SPOT - 6, SPOT - 7 có độ phân giải cao, đặc biệt ảnh độ phân giải 2,5m ; 1,5m mở ra triển vọng của nhiều ứng dụng mà trƣớc đây chỉ có thể thực hiện với ảnh hàng không nhƣ thành lập bản đồ tỷ lệ lớn, quy hoạch đô thị, quản lý hiểm họa và thiên tai… - Ảnh vệ tinh COMSMOS và RESURS-01: Tƣ liệu ảnh viễn thám COSMOS gồm có 2 loại. Ảnh độ phân giải cao có độ bay chụp 270km, máy ảnh tiêu cự 1.000mm, kích thƣớc ảnh 30 x 30cm, độ phủ dọc trên 60%, độ phân giải mặt đất 6 - 7m. Ảnh độ phân giải trung bình có độ cao bay chụp 250km, máy ảnh tiêu cự 200mm, kích thƣớc ảnh 18 x 18cm, độ phủ dọc trên 60%, độ phân giải mặt đất 30cm, chụp ở 3 phổ là lục (0,51 - 0,60mm), đỏ (0,60 - 0,70mm), cận hồng ngoại (0,70 - 0,85mm). Vào các năm 1985, 1988 và 1994 CHLB Nga đƣa lên quỹ đạo 3 vệ tinh viễn thám RESURS - 01. Vệ tinh RESURS - 01 bay ở độ cao 678km, trang bị bộ cảm đa phổ MSU-SK, có độ phân giải không gian là 170m đối với 4 kênh