Ứng Dụng Công Nghệ Gis Và Viễn Thám Để Đánh Giá Biến Động Thảm Thực Vật Rừng Tại Vườn Quốc Gia Phong Nha Kẻ Bàng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

NGUYỄN ANH MINH

NG D NG C NG NGHỆ GIS V VIỄN TH M ĐỂ

Đ NH GI BIẾN ĐỘNG THẢM THỰC VẬT RỪNG

TẠI VƢỜN QU C GIA PHONG NHA B NG

CHUYÊN NGÀNH: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG

MÃ NGÀNH: 8620211

LUẬN VĂN THẠC SĨ QUẢN LÝ T I NGUYÊN RỪNG

NGƢỜI HƢỚNG DẪN HOA HỌC:

PGS.TS. TRẦN QUANG BẢO

Hà Nội, 2019

i

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan kết quả đạt được trong luận văn là sản phẩm nghiên

cứu và tìm hiểu của riêng cá nhân tôi.

Trong toàn bộ nội dung của luận văn, những điều được trình bày hoặc là

của cá nhân tôi hoặc là được tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu.

Tất cả các tài liệu tham khảo đều có xuất xứ rõ ràng và được trích dẫn

hợp pháp.

Tôi xin chịu hoàn toàn trách nhiệm nếu kết quả là sản phẩm kế thừa hoặc

đã được công bố của người khác.

Hà Nội, Ngày ... tháng ... năm 2019

T C GIẢ LUẬN VĂN

Nguyễn Anh Minh

ii

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành và sâu sắc tới thầy

giáo hướng dẫn là PGS.TS.Trần Quang Bảo đã định hướng, khuyến khích,

chỉ dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện Luận văn Thạc Sỹ.

Được sự đồng ý của Nhà trường, Khoa Quản lý tài nguyên rừng và môi

trường, tôi thực hiện Luận văn Thạc Sỹ “Ứng dụng công nghệ GIS và vi n

thám để đánh giá biến động thảm thực vật rừng Vườn quốc gia Phong Nha

K Bàng .

Trong thời gian thực hiện Luận văn, ngoài sự nỗ lực của bản thân, tôi đã

nhận được rất nhiều sự trợ giúp, hướng dẫn tận tình của các thầy, cô, các tổ

chức và cá nhân trong và ngoài trường.

Nhân dịp này, tôi cũng xin phép gửi lời cảm ơn đến các thầy cô giáo

trong khoa Quản lý tài nguyên rừng và môi trường đã tạo mọi điều kiện động

viên và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn Thạc sỹ. Cuối cùng

tôi xin cảm ơn gia đình, người thân và toàn thể bạn b đã động viên, giúp đỡ

tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu, hoàn thành luận văn này.

Tuy nhiên, do bản thân còn nhiều hạn chế về chuyên môn và thực tế,

thời gian hoàn thành luận văn không nhiều nên luận văn sẽ không tránh khỏi

những thiếu sót. Kính mong nhận được sự chỉ dẫn, góp ý của các thầy cô giáo

và các bạn để khóa luận hoàn thiện hơn.

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, …tháng ….. năm 2019

Tác giả luận văn

Nguyễn Anh Minh

iii

M C L C

LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................. i

LỜI CẢM ƠN..................................................................................................ii

M C L C.......................................................................................................iii

DANH M C TỪ VIẾT TẮT......................................................................... vi

DANH M C BẢNG...................................................................................... vii

DANH M C HÌNH ẢNH............................................................................viii

PHẦN MỞ ĐẦU.............................................................................................. 1

Chƣơng 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN C U.................................... 4

1.1. Những vấn đề chung về vi n thám và GIS ............................................ 4

1.1.1. Các khái niệm ........................................................................4

1.1.2. C s kho h c c ph ng pháp vi n thám.........................6

1.1.3. Ph ng pháp xử lý ảnh số vi n thám........................................ 15

1.2. Ứng dụng vi n thám và GIS trong giám sát rừng Thế giới .............. 17

1.3. Ứng dụng vi n thám và GIS điều tra, theo dõi di n biến rừng

Việt Nam............................................................................................... 25

1.3.1. Một số ứng dụng c hệ thống Vi n thám và GIS Việt N m29

1.3.2. Ứng dụng GIS trong Nông nghiệp và Phát triển nông thôn.. 30

Chƣơng 2. M C TIÊU, NỘI DUNG V PHƢƠNG PH P NGHIÊN

C U................................................................................................ …………31

2.1. Mục tiêu nghiên cứu............................................................................. 31

2.1.1. Mục tiêu chung .................................................................... 31

2.1.2. Mục tiêu cụ thể .................................................................... 31

2.2. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu ........................................................... 31

2.3. Nội dung nghiên cứu............................................................................ 32

2.4. Phương pháp nghiên cứu...................................................................... 33

2.4.1. Ph ng pháp kế thừ số liệu ................................................... 33

iv

2.4.2. Xây dựng bộ mẫu khó ảnh cho giải đoán ảnh vê tinh tại khu

vực nghiên cứu…. ................................................................................. 34

2.4.3. Ph ng pháp xây dựng bản đồ hiên trạng rừng ................... 36

2.4.4. Ph ng pháp thành lập bản đồ biến động rừng. .................. 40

2.4.5. Ph ng pháp đánh giá biến động tài nguyên rừng .............. 41

Chƣơng 3. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ VÀ XÃ HỘI KHU VỰC

NGHIÊN C U............................................................................................... 43

3.1.Vị trí địa lý ............................................................................................ 43

3.2. Các nhân tố sinh thái tự nhiên.............................................................. 44

3.2.1. Đị chất, đị mạo ................................................................ 44

3.2.2. Thổ nh ỡng.......................................................................... 46

3.2.3. Khí hậu ................................................................................ 46

3.2.4. Thuỷ văn .............................................................................. 47

3.2.5. Đ dạng sinh h c ................................................................... 49

3.3. Điều kiện kinh tế - xã hội..................................................................... 50

Chƣơng 4. KẾT QUẢ NGHIÊN C U ........................................................ 52

4.1. Thành lập bản đồ hiện trạng rừng khu vực nghiên cứu ....................... 52

4.1.1. Đặc điểm hiện trạng tài nguyên rừng................................... 52

4.1.2. Bộ mẫu khó giải đoán ảnh vệ tinh cho khu vực nghiên cứu 56

4.1.3. Giải đoán ảnh thành lập bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng 60

4.1.4. Kiểm chứng kết quả giải đoán ảnh....................................... 61

4.1.5. Thành lập bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng khu vực nghiên cứu.....62

4.2. Đánh giá biến động tài nguyên rừng khu vực nghiên cứu giai đoạn

2009 – 2019..................................................................................................... 66

4.2.1. Biến động tài nguyên rừng VQG Phong Nh – Kẻ Bàng gi i

đoạn 2009 -2019…………...................................................................... 66

4.2.2. Nguyên nhân biến động rừng ............................................... 70

v

4.3. Đề xuất quy trình thành lập bản đồ biến động rừng Vườn quốc gia

Phong Nha K Bàng từ tư liệu ảnh vệ tinh ..................................................... 74

KẾT LUẬN, TỒN TẠI, KIẾN NGHỊ......................................................... 80

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 64

vi

DANH M C TỪ VIẾT TẮT

ý hiệu Ý nghĩa

VQG Vườn Quốc Gia

GIS Hệ thống thông tin địa lý

UNDP United Nation Development Programme

CSDL Cơ s dữ liệu

GPS Hệ thống định vị toàn cầu

MKA Mẫu khóa ảnh

vii

DANH M C BẢNG

Bảng 2.1. Ma trận sai số phân loại tại khu vực nghiên cứu............................ 39

Bảng 2.2. Ma trận biến động giữa 2 thời điểm 2009 và 2019 ....................... 42

Bảng 4.1. Loại đất, loại rừng khu vực Phong Nha – K Bàng ....................... 52

Bảng 4.2.Một số mẫu khóa giải đoán ảnh của tại khu vực nghiên cứu .......... 56

Bảng 4.3. Số lượng mẫu khóa ảnh theo từng trạng thái rừng ......................... 59

Bảng 4.4. Thống kê diện tích theo trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu .. 64

Bảng 4.5. Quy đổi hệ thống phân loại............................................................. 66

Bảng 4.6. Biến động diện tích các trạng thái rừng giai đoạn 2009 – 2019..... 69

viii

DANH M C HÌNH ẢNH

Hình 1.1. Sóng điện từ ...................................................................................... 6

Hình 2.1. Tư liệu ảnh Sentinel 2A năm 2019 ................................................. 32

Hình 2.2. Sơ đồ Phương pháp xây dựng bộ mẫu khóa ảnh cho giải đoán ảnh

vệ tinh.............................................................................................................. 35

Hình 2.3. Hệ thống 90 MKA ngoài thực địa................................................... 36

Hình 2.4. Sơ đồ phương pháp thành lập bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng . 38

Hình 2.5. Quy trình thành lập bản đồ biến động............................................. 40

Hình 3.1. Ví trí nghiên cứu ............................................................................. 43

Hình 4.1. Kết quả phần vùng ảnh khu vực nghiên cứu................................... 60

Hình 4.2. Gán trạng thái cho lô rừng theo MKA điều tra thực địa................. 61

Hình 4.3. Bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng VQG Phong nha k bảng năm

2019................................................................................................................. 63

Hình 4.4. Biểu đồ tỷ lệ phần trăm diện tích các trạng thái rừng tại khu vực

nghiên cứu ....................................................................................................... 65

Hình 4.5. Bản đồ biến động tài nguyên rừng giai đoạn 2009 - 2019.............. 68

Hình 4.6. Tổng lượng khách tham quan VQG Phong Nha – K Bàng giai

đoạn 2002 – 2017 ............................................................................................ 71

Hình 4.7. Sơ đồ quá trình xây dựng bản đồ hiện trạng rừng từ ảnh vi n thám

......................................................................................................................... 75