Ứng Dụng Viễn Thám Và Gis Để Phát Hiện Sớm Mất Rừng Góp Phần Nâng Cao Hiệu Quả Quản Lý Rừng Tại Huyện Sơn Động Tỉnh Bắc Giang

i

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành tốt khoá luận tốt nghiệp của trƣờng Đại học Lâm Nghiệp Việt

Nam về đề tài: “ Ứng dụng viễn thám và GIS để phát hiện sớm mất rừng góp

phần nâng cao hiệu quả quản lý rừng tại huyện Sơn Động-tỉnh Bắc Giang” em

đã nhận đƣợc sự giúp đỡ, quan tâm của các thầy cô trong khoa quản lý tài nguyên

rừng và môi trƣờng, cũng nhƣ thầy cô trong trƣờng Đại học Lâm Nghiệp Việt Nam

cùng với đơn vị hạt Kiểm Lâm huyện Sơn Động-Bắc Giang.

Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình của các quý thầy cô trong khoa

quản lý tài nguyên rừng và môi trƣờng, trƣờng Đại học Lâm Nghiệp Việt Nam.

Đặc biệt em xin bày tỏ long biết ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS.TS Phùng Văn Khoa

ngƣời đã tận tình giúp đỡ, hƣớng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện khóa luận.

Em cũng xin trân trọng cảm ơn các anh/chị trong hạt kiểm lâm huyện Sơn

Động-tỉnh Bắc Giang đã tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ em tận tình trong quá

trình nghiên cứu và thực tập tại địa phƣơng.

Trong quá trình thực tập và làm báo cáo em đã cố gắng hoàn thành bài khoá

luận một cách tốt nhất. Tuy nhiên do kinh nghiệm còn hạn chế nên khó có thể tránh

khỏi những sai sót. Em mong nhận đƣợc những ý kiến đóng góp của các quý thầy

cô để đề tài hoàn thiên hơn nữa.

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội ngày 7 tháng 5 năm 2018

Sinh viên thực hiện

Tạ Việt Hùng

ii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

STT Tên viết tắt Nghĩa

1 ESRI Environmental Systems Research Institute

2 CARIS Earth Resource Data Analysis System

3 GIS Geographic information system (Hệ thống

thông tin địa lý)

4 MSS Multispectral Scanner System (Hệ thống bộ

cảm đa phổ)

5 NASA National Aeronautics and Space (Cơ quan

hàng không và vũ trụ Mỹ)

6 FAO Food and Agriculture Organization of the

United Nations (tổ chức lƣơng thực và nông

nghiệp liên hợp quốc)

7 NDVI normalized difference vegetation index(chỉ

số thực vật)

8 HRG High Resolution Geometric

iii

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Sự phát triển của viễn thám ( Nguyễn Xuân Đài 2002) ...........................12

Bảng 1.2. Thông số kỹ thuật của ảnh landsat ETM+, landsat7 ...............................17

Bảng 1.3. Một số thông số các kênh phổ của ảnh landsat8 .....................................17

Bảng 1.4. Giới thiệu tổng hợp về các thông số của thế hệ ảnh SPOT.....................20

Bảng 1.5 Một số thông số về các kênh phổ của ảnh SPOT 1-SPOT5 .....................22

Bảng 1.6. Đặc điểm ảnh vệ tinh IKONOS...............................................................23

Bảng 1.7. Thông số về các kênh phổ của ảnh Quickbird.........................................24

Bảng 1.8. Các kênh của bộ cảm MODIS và ứng dụng chủ yếu ..............................24

Bảng 2.1. Toạ độ một số điểm mất rừng tại một số xã huyện Sơn Động................29

Bảng 4.2. Tình hình mất rừng tự nhiên qua các năm tại huyện Sơn Động..............52

Bảng 4.3. Vị trí, trạng thái, ngày tháng,diện tích, nguyên nhân mất rừng...............54

Bảng 4.4. Tƣ liệu ảnh nghiên cứu ............................................................................58

Bảng 4.5. Bảng đánh giá độ chính xác vị trí và diện tích đo đạc ngoài thực địa với

vị trí và diện tích thu đƣợc trên ảnh vệ tinh. ............................................................64

iv

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1. mất rừng ở xã Vân................................................................................... 31

Hình 2.2. mất rừng ở xã Hữu Sản ............................................................................30

Hình 2.3. mất rừng ở xã Giáo ................................................................................ 31

Hình 2.4. mất rừng ở xã Vĩnh Khƣơng ....................................................................30

Hinh 2.5. Quy trình kĩ thuật phát hiện sớm mất rừng..............................................36

Hình 3.1. sơ đồ khu vực nghiên cứu: huyện Sơn Đông – tỉnh Bắc Giang...............37

Hình 4.1. Biểu đồ biến động diện tích rừng giai đoạn 2005-2017...........................52

Hình 4.2. Vị trí các điểm mất rừng tại các xã: Tuấn Mậu, Quế Sơn, Vân Sơn, Thạch

Sơn, Phúc Thắng, Giáo Liêm, Vĩnh Khƣơng,Thạch Sơn, Hữu Sản, Tuấn Mậu. ....53

Hình 4.3. Phần ảnh landsat sử dụng để nghiên cứu .................................................58

Hình 4.4. Phần ảnh sentinel sử dụng để nghiên cứu. ...............................................59

Hình 4.5 . Bản đồ hiện trạng rừng trƣớc thời điểm xảy ra mất rừng tại các xã Vĩnh

Khƣơng, Giáo Liêm, Vân Sơn, Hữu Sản, Phúc Thắng, Thạch Sơn, Quế Sơn, Tuấn

Mậu.(31/10/2017).....................................................................................................59

Hình 4.6. Bản đồ hiện trạng rừng sau thời điểm xảy ra mất rừng tại các xã Vĩnh

Khƣơng, Giáo Liêm, Vân Sơn, Hữu Sản, Phúc Thắng, Thạch Sơn, Quế Sơn, Tuấn

Mậu.(17/2/2018).......................................................................................................60

Hình 4.7. Bản đồ hiện trạng rừng trƣớc thời điểm xảy ra mất rừng tại các xã Vĩnh

Khƣơng, Giáo Liêm, Vân Sơn, Hữu Sản, Phúc Thắng, Thạch Sơn, Quế Sơn, Tuấn

Mậu. (ảnh sentinel)(17/112017)...............................................................................60

Hình 4.8. Bản đồ hiện trạng rừng sau thời điểm xảy ra mất rừng tại các xã Vĩnh

Khƣơng, Giáo Liêm, Vân Sơn, Hữu Sản, Phúc Thắng, Thạch Sơn, Quế Sơn, Tuấn

Mậu. (ảnh sentinel)(28/03/2018)..............................................................................61

Hình 4.9. Bản đồ thể hiện các khu vực xảy ra mất rừng tại thời điểm nghiên cứu ở

các xã Vĩnh Khƣơng, Giáo Liêm, Vân Sơn, Hữu Sản, Phúc Thắng, Thạch Sơn, Quế

Sơn, Tuấn Mậu.(từ 31/10/2017-17/2/2018).............................................................62

Hình 4.10. Bản đồ thể hiện các khu vực xảy ra mất rừng tại thời điểm nghiên cứu ở

các xã Vĩnh Khƣơng, Giáo Liêm, Vân Sơn, Hữu Sản, Phúc Thắng, Thạch Sơn, Quế

Sơn, Tuấn Mậu. (ảnh sentinel).(từ 17/11/2017-28/03/2018)...................................63

v

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................i

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ...........................................................................ii

DANH MỤC CÁC BẢNG........................................................................................iii

DANH MỤC CÁC HÌNH.........................................................................................iv

CHƢƠNG 1................................................................................................................3

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU..................................................................3

1.1. Giới thiệu chung về GIS và ứng dụng của GIS (Geographic Information

Systems)......................................................................................................................3

1.2. Giới thiêu về viễn thám-ứng dụng của viễn thám ..........................................10

1.2.1. Lịch sử phát triển của viên thám .................................................................10

1.2.2. Lịch sử phát triển ảnh viễn thám ở Việt Nam .............................................12

1.2.3. Ứng dụng của viễn thám trong lâm nghiệp .................................................14

1.2.4. Một số loại ảnh viễn thám ...........................................................................15

2.4.2. Phƣơng pháp luận ........................................................................................32

2.4.3. Phƣơng pháp xử lý số liệu ...........................................................................32

Chƣơng 3. Điều kiện tự nhiên-kinh tế-xã hội huyện Sơn Động ..............................37

3.1. Điều kiện tự nhiên .............................................................................................37

3.1.1. vị trí địa lý ......................................................................................................37

3.1.2. Địa hình, địa thế .............................................................................................38

3.1.3. Tài nguyên khí hậu.........................................................................................38

3.1.4. Tài nguyên nƣớc.............................................................................................39

3.1.5. Tài nguyên đất................................................................................................40

3.1.6. Tài nguyên rừng .............................................................................................43

3.2. Điều kiện kinh tế - xã hội..................................................................................44

3.2.1. nguồn nhân lực ...............................................................................................44

3.2.2. thực trạng về kinh tế-xã hội ...........................................................................44

3.2.3. Thực trạng phát triển các ngành kinh tế.........................................................44

vi

3.2.4. Thực trạng cơ sở hạ tầng................................................................................46

3.2.5. thực trạng về văn hoá xã hội ..........................................................................47

Chƣơng 4. Kết quả nghiên cứu ................................................................................49

4.1. Hiện trạng rừng huyện Sơn Động-tỉnh Bắc Giang............................................49

4.1.1. Hiện trạng rừng và đất lâm nghiệp.................................................................49

4.1.2. Diện tích rừng và đất lâm nghiệp phân theo chức năng.................................49

4.1.4. Trữ lƣợng các trạng thái rừng ........................................................................50

4.1.5.Độ che phủ rừng toàn huyện ...........................................................................50

4.2.Lịch sử phát triển rừng huyên Sơn Động-Bắc Giang ........................................51

4.2.1. Diễn biến diện tích rừng và đất chƣa có rừng................................................51

4.2.2. Tình hình mất rừng huyện Sơn Động giai đoạn 2005-2016 ..........................51

4.2.3. Hiện trạng mất rừng huyện Sơn Động ...........................................................53

4.3.Quy trình kỹ thuật phát hiên sớm mất rừng. ......................................................57

4.3.1 Chuẩn bị tƣ liệu ảnh để nghiên cứu ................................................................57

4.3.2 Xây dựng bản đồ hiện trạng mất rừng ............................................................59

4.3.3.Xác định vị trí mất rừng tại khu vực nghiên cứu ............................................61

4.3.4.Đánh giá độ chính xác của phƣơng pháp so với điều tra thực tế ....................63

4.4. Giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý rừng tại huyện Sơn Động-Bắc Giang....67

CHƢƠNG 5 KẾT LUẬN – TỒN TẠI – KIẾN NGHỊ............................................69

5.1. Kết luận .............................................................................................................69

5.2. Tồn Tại ..............................................................................................................69

5.3. Kiến nghị...........................................................................................................70

TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................71

1

ĐĂT VẤN ĐỀ

Rừng là nguồn tài nguyên có ý nghĩa vô cùng lớn về nhiều mặt, đặc biệt là bảo

vệ môi trƣờng. Rừng là lá phổi khổng lồ giúp thanh lọc không khi, cung cấp nguồn

dƣỡng khí duy trì sự sống cho con ngƣời. Rừng giúp con ngƣời hạn chế thiên tai

nhƣ gió, bão, lũ lụt, lũ quét… là khu bảo tồn thiên nhiên vô giá với nhiều loại gỗ

quý hiếm, hàng ngàn loài chim, loài thú quý giá, là nguồn đề tài nghiên cứu vô tận

cho các nhà sinh vật học.

Tuy nhiên, trong những năm gần đây do nhiều nguyên nhân khác nhau mà

diện tích rừng đang bị giảm đáng kể. tình trạng mất rừng suy thoá rừng diễn ra tại

nhiều địa phƣơng. Có những nơi mất hàng nghìn hecta rừng mỗi năm gây ra nhiều

tác động đối với môi trƣờng và con ngƣời. Hiện nay, chúng ta đang hƣớng tới sự

phát triển bền bền vững. Phát triển kinh tế - xã hội đi đôi với bảo vệ môi trƣờng. Vì

vậy công tác quản lý, điều tra, theo dõi và phân tích biến động rừng hết sức quan

trọng. từ đó phát hiện sớm mất rừng và suy thoái rừng để có thể đƣa ra những giải

pháp kịp thời trong công tác quản lý và phục hồi rừng.

Trƣớc đây do công nghệ thông tin chƣa phát triển, thiếu những tƣ liệu ảnh vệ

tinh, thiếu những phƣơng pháp và công nghệ xử lý dữ liệu mà việc phát hiện sớm

mất rừng, suy thoái rừng còn gặp nhiều khó khan, chủ yếu qua các cuộc tuần tra

khảo sát, dựa vào cá số liệu, báo cáo thu thập đƣợc qua sổ sách từ các năm trƣớc.

Vì vậy số liệu có độ chính xác không cao, phát hiện chậm, không kịp thời và không

có hiệu quả trong việc ngăn chăn mất rừng suy thoái rừng.

Ngày nay, với sự phát triển không ngừng của nền khoa học hiện đại, hàng loạt

các vệ tinh có khả năng cung cấp nguồn ảnh viễn thám với độ phân giải ngày càng

cao và chu kì chụp ngắn rất thuận lợi trọng việc phát hiện sớm mất rừng suy thoái

rừng. Bên cạnh đó là sự ra đời của GIS ( Geographic Information Systems), hê

thống này có khả năng thu thập, cập nhật, quản lý, phân tích, thể hiện dữ liệu địa lý

phục vụ cho các bài toán ứng dụng lien quan tới vị trí địa lý đối tƣợng trên bè mặt

trái đất, là công cụ hỗ trợ đắc lực cho công tác quản lý, quy hoạch tài nguyên thiên

nhiên và môi trƣờng.

Tỉnh Bắc Giang là một trong những nơi có diện tích rừng lớn đặc biệt là huyện

Sơn Động. tuy nhiên trong những năm gần đây, tình trạng mất rừng xảy ra ngày

càng nhiều. Việc phát hiện sớm mất rừng, suy thoái rừng sẽ giúp địa phƣơng đƣa ra

đƣợc cá giải pháp nhằm ngăn chặn điều đó xảy ra.