1. Trang chủ
  2. » Giáo Dục - Đào Tạo

(LUẬN văn THẠC sĩ) 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​

97 7 0
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 97
Dung lượng 1,63 MB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Nội dung

C k n m Hệ thống thông tin địa lý - GIS Geographical Information System là một công cụ máy tính để lập bản đồ và phân tích các sự vật, hiện tượngtrên trái đất.. Vi n thám cung cấp nhanh

Trang 1

TRƯỜNG 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 VƯỜN QU C GIA PHONG NHA B NG

CHUYÊN NGÀNH: QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG

Trang 2

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

Trang 3

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

Trang 4

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

Chương 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

Chương 2 M C TIÊU, NỘI DUNG V PHƯƠNG 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

Trang 5

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

Chương 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

Chương 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

Trang 6

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

Trang 7

DANH M C TỪ VIẾT TẮT

GIS Hệ thống thông tin địa lý

UNDP United Nation Development Programme CSDL Cơ s dữ liệu

GPS Hệ thống định vị toàn cầu

Trang 8

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

Trang 9

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

Trang 10

PHẦN MỞ ĐẦU

Ngày nay với sự phát triển của khoa học công nghệ cũng như khoa học

kỹ thuật, trong đó không thể không kể đến sự ra đời của ảnh vệ tinh và công nghệ vi n thám GIS đã hỗ trợ con người rất lớn trong việc nghiên cứu những biến động về môi trường tự nhiên, đồng thời tìm hiểu và đề xuất các biện pháp quản lý về môi trường và tài nguyên thiên nhiên mà không cần trực tiếp tiếp cận với chúng Trong Lâm nghiệp, người ta sử dụng kỹ thuật vi n thám

để nghiên cứu di n biến của rừng, điều tra phân loại rừng, nghiên cứu phân vùng cháy rừng và để quản lý rừng Tuy nhiên, khi sử dụng những bức ảnh

vi n thám có độ phân giải thấp, cùng với sự thiếu chuyên nghiệp trong giải đoán ảnh sẽ gây nên những giải đoán với kết quả sai lệch cho khu vực nghiên cứu B i vậy, việc nghiên cứu sử dụng ảnh vệ tinh có độ phân giải cao như ảnh vệ tinh Landsat và Sentiel có ý nghĩa thiết thực trong nghiên cứu và đánh giá chất lượng tài nguyên thiên nhiên nói chung và tài nguyên rừng nói riêng Hiện nay, nguồn tư liệu vi n thám được sử dụng rộng rãi nước ta trong các nghiên cứu về Tài nguyên và Môi trường Cùng với đó, thiết bị tin học được đồng bộ hóa tăng khả năng xử lý nhanh chóng trong việc xây dựng các loại bản đồ Vì vậy, phương pháp vi n thám kết hợp công nghệ GIS (Cơ s dữ liệu thông tin địa lý) sẽ góp phần khắc phục nhiều hạn chế của phương pháp truyền thống và đặc biệt hiệu quả trong xử lý số liệu nhằm đánh giá biến động trong quá trình sử dụng đất đai, theo dõi di n biến tài nguyên rừng

Điều tra trên thực địa được xem xét như là một phương pháp chính xác, nhưng mất rất nhiều thời gian và tốn kém, đặc biệt là khó áp dụng những nơi xa xôi và có điều kiện địa hình phức tạp Với đặc tính ưu việt của công nghệ Vi n thám và kỹ thuật GIS Trong trường hợp sử dụng vi n thám và GIS

Trang 11

kết hợp với điều tra tra thực địa để đánh giá sự biến động về đất lâm nghiệp

và theo dõi di n biến đất lâm nghiệp và rừng trồng qua các năm là rất cần thiết trong giai đoạn hiện nay

Việt Nam, việc quản lý, bảo vệ và phát triển tài nguyên rừng được coi

là một trong những nhiệm vụ trọng tâm trong sự nghiệp phát triển kinh tế - xã hội, đặc biệt là thảm thực vật rừng các vườn quốc gia Một trong số các vườn quốc gia lớn của Việt Nam là Vườn quốc gia Phong Nha K Bàng Vườn quốc gia Phong Nha – K Bàng thuộc địa phận huyện Bố Trạch và Minh Hóa, tỉnh Quảng Bình, cách thành phố Đồng Hới khoảng 50km về phía Tây Bắc Vườn Quốc gia Phong Nha – K Bàng là Di sản thiên nhiên thế giới được Tổ chức Khoa học, Giáo dục và Văn hóa của Liên hiệp quốc Unesco công nhận năm 2003 và có diện tích là 123.326 ha, có 03 phân khu: phân khu bảo vệ nghiêm ngặt (100.296 ha), phân khu phục hồi sinh thái (19.619 ha) và phân khu hành chính dịch vụ (3.411 ha) Vùng đệm có diện tích 219.855,34

ha thuộc 13 xã huyện Minh Hóa, Bố Trạch và Quảng Ninh Là khu rừng nhiệt đới thường xanh trên núi đá vôi với độ che phủ khoảng 92% Diện tích rừng nguyên sinh chưa hoặc ít bị tác động là 88,3%.[16]

Trong thời gian vừa qua Ban quản lý Vườn Quốc gia Phong Nha K Bàng đã đạt được một số thành tựu quan trọng trong lĩnh vực ứng dụng công nghệ ảnh vệ tinh trong giám sát tài nguyên rừng nhưng bên cạnh đó vẫn còn nhiều tồn tại và hạn chế Các hoạt động nghiên cứu khoa học về công tác sử dụng ảnh vệ tinh Vườn Quốc gia vẫn còn rất thụ động, chưa có tính chuyên sâu và chưa có tính hệ thống Nhiều khu vực trong VQG PN-KB chưa được điều tra nghiên cứu nên không có thông tin, dẫn liệu khoa học phục vụ công tác giám sát và quản lý bảo vệ Hiện tại VQG PN-KB vẫn chưa có được đầy

đủ cơ s dữ liệu đầu vào cho các hoạt động theo dõi di n biến tài nguyên

Trang 12

rừng.Cơ s dữ liệu khoa học về VQG PN-KB chưa được quản lý, sử dụng một cách thống nhất, số liệu còn manh mún, thiếu, không đồng bộ và chưa hoàn chỉnh bộ cơ s dữ liệu GIS về tài nguyên động, thực vật, đất, nước, hang động, thảm thực vật, kiểm soát cháy rừng và quản lý lưu vực Bên cạnh đó, các mối đe dọa phải đối mặt trực tiếp trong quản lý, bảo tồn các giá trị di sản Vườn Quốc gia như: Săn bẫy động vật hoang dã, khai thác gỗ trái phép, khai thác các loại lâm sản ngoài gỗ, Xuất phát từnhu cầu thực ti n trên và những quan điểm,

tôi đã thực hiện : “ n n n n v v n t m n n

n t m t v t r n n qu on - n ”

Trang 13

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN C U 1.1 Những vấn đề chung về viễn thám và GIS

1.1.1 C k n m

Hệ thống thông tin địa lý - GIS (Geographical Information System) là một công cụ máy tính để lập bản đồ và phân tích các sự vật, hiện tượngtrên trái đất Công nghệ GIS kết hợp các thao tác cơ s dữ liệu thông thường như cấu trúc hỏi đáp, các phép phân tích thống kê, phân tích địa lý Trong đó phép phân tích địa lý và hình ảnh được cung cấp duy nhất từ các bản đồ Những khả năng này phân biệt GIS với các hệ thống thông tin khác và khiến cho GIS

có phạm vi ứng dụng rộng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như phân tích các

sự kiện, dự đoán tác động và hoạch định chiến lược

GIS (Geographic Information System) hay hệ thống địa lý được hình

thành từ ba khái niệm địa lý, thông tin và hệ thống

+ Khái niệm “địa lý liên quan đến các đặc trưng về không gian Chúng

có thể là vật lý, văn hóa, kinh tế,…trong tự nhiên

+ Khái niệm “thông tin đề cập đến dữ liệu được quản lý b i GIS Đó là các dữ liệu về thuộc tính và không gian của đối tượng

+ Khái niệm “hệ thống là hệ thống GIS được xây dựng từ các môđun Việc tạo các môđun giúp thuận lợi trong việc quản lý và hợp nhất

Vi n thám (Remote sensing): là một ngành khoa học và nghệ thuật để thu nhận thông tin về một đối tượng, một khu vực hoặc một hiện tượng thông qua việc phân tích tài liệu thu nhận được bằng các phương tiện Những phương tiện này không có sự tiếp xúc trực tiếp với đối tượng, khu vực hoặc với hiện tượng được nghiên cứu.[11]

Vi n thám dùng để thu nhận thông tin khách quan về bề mặt Trái đất và các hiện tượng trong khí quyển nhờ các bộ phận cảm biến (sensors) được lắp

Trang 14

đặt trên máy bay, vệ tinh nhân tạo, tàu vũ trụ hoặc đặt trên các trạm quỹ đạo Công nghệ vi n thám cho phép ghi lại được các biến đổi của tài nguyên và môi trường, đã giúp công tác giám sát, kiểm kê tài nguyên thiên nhiên và môi trường hiệu quả hơn

Vi n thám cung cấp nhanh các tư liệu ảnh số có độ phân giải cao, làm dữ liệu cơ bản cho việc thành lập và hiệu chỉnh hệ thống bản đồ và cơ s dữ liệu địa lý Quốc gia

Tách thông tin trong vi n thám có thể phân thành 5 loại:

+Phân loại: là quá trình tách, gộp thông tin dựa trên các tính chất phổ, không gian và thời gian cho b i ảnh của đối tượng cần nghiên cứu

+Phát hiện biến động: là sự phát hiện và tách các sự biến động (thay đổi) dựa trên dữ liệu ảnh đa thời gian

+Tách các đại lượng vật lý: chiết tách các thông tin tự nhiên như đo nhiệt

độ, trạng thái khí quyển, độ cao của vật thể dựa trên các đặc trưng phổ hoặc thị sai của ảnh lập thể

+Tách các chỉ số: tính toán xác định các chỉ số mới (chỉ số thực vật NDVI…)

+Xác định các đặc điểm: xác định thiên tai, các dấu hiệu phục vụ tìm

kiếm khảo cổ…

Cơ s của vi n thám:

Bức xạ điện từ: Thành phần đầu tiên của một hệ thống vi n thám là

nguồn năng lượng để chiếu vào đối tượng, năng lượng này dạng bức xạ điện

từ Tất cả bức xạ điện từ đều có một thuộc tính cơ bản và phù hợp với lý thuyết sóng cơ bản Bức xạ điện từ bao gồm điện trường (E) có hướng vuông góc với hướng của bức xạ điện từ di chuyển và từ trường (M) hướng về phía bên phải của điện trường Cả hai cùng di chuyển với tốc độ của ánh sáng (c)

Có 2 đặc điểm của bức xạ điện từ đặc biệt quan trọng mà chúng ta cần hiểu nó

là bước sóng và tần số

Trang 15

B ớc sóng (λ): Bước sóng là quãng đường mà sóng truyền đi trong 1 chu

kỳ, đơn vị của bước sóng thường là mét (m) Đôi khi sử dụng các đơn vị khác của mét như micromet…

Tần số (f): Tần số là số chu kỳ sóng đi qua một điểm cố định trong một

đơn vị thời gian Thông thường tần số được tính bằng herzt (Hz) tương đương với 1 chu kỳ trên một giây Ngoài ra tần số còn được tính bằng một số đơn vị khác của Hz như MHz, KHz…

Trong vi n thám, các sóng điện từ được sử dụng với các dải bước sóng của quang phổ điện từ Quang phổ điện từ là dải liên tục của các tia sáng ứng với các bước sóng khác nhau, sự phân chia thành các dải phổ có liên quan đến tính chất bức xạ khác nhau.[10]

Dữ liệu vi n thám là nguồn cung cấp cơ s dữ liệu cho GIS trên cơ s các lớp thông tin chuyên đề khác nhau; sử dụng chức năng chồng lớp hay phân tích của GIS để tạo ra một kết quả phong phú hơn Do đó, việc phối hợp

vi n thám và GIS sẽ tr thành công nghệ tích hợp rất hiệu quả để xây dựng và

cập nhật dữ liệu không gian phục vụ cho nhiều lĩnh vực khác nhau

Trang 16

Các bức xạ điện từ này vừa có tính chất sóng lại vừa có tính chất hạt, tính chất sóng của bức xạ điện từ này được thể hiện bằng biểu thức sau:

(C=299,793 km/s trong môi trường chân không)

Trong vi n thám, các sóng điện từ được sử dụng với các dải bước sóng của quang phổ điện từ Quang phổ điện từ là dải liên tục của các tia sáng ứng với các bước sóng khác nhau, sự phân chia thành các dải phổ có liên quan đến tính chất bức xạ khác nhau

Quang phổ điện từ có các dải sóng chính như sau:

- Các tia vũ trụ: là các tia từ vũ trụ có bước sóng vô cùng ngắn với λ<10-6µm

- Các tia gamma (γ) có λ từ 10-6÷ 10-4µm

- Dải các tia x (X) có λ từ 10-4÷10-1µm

- Dải tia nhìn thấy có bước sóng λ từ 0.4 ÷ 0.7 µm đây dải phổ của ánh sáng trắng Trong dải nhìn thấy còn có thể chia nhỏ ra thành các dải ánh sáng đơn sắc:

+ Blue (xanh lơ - lam): 0.4 ÷ 0.5 µm

+ Green (xanh lá cây - lục): 0.5 ÷ 0.6 µm

Trang 17

Còn tính chất hạt được mô tả theo tính chất của photon hay quang lượng

tử được thể hiện bằng biểu thức sau:

(h là hằng số plank)

1.1.2.2 T ng tác và đặc tr ng phản xạ phổ

- Sự tương tác năng lượng với các đối tượng trên mặt đất

Sóng điện từ lan truyền tới bề mặt của vật thể, năng lượng sóng điện từ

sẽ tương tác với vật thể đưới dạng hấp thụ (A), phản xạ (R), truyền qua vật thể (T), phần trăm năng lượng phản xạ phụ thuộc vào chất liệu và điều kiện tương tác với vật thể đó

EI(λ) = ER(λ) + EA(λ) + ET(λ)

Trong đó: EI: là năng lượng tới mặt đất ER: năng lượng phản xạ EA: năng lượng hấp thụ ET: năng lượng truyền qua

Tỷ lệ giữa các hợp phần năng lượng phản xạ, hấp thụ, truyền qua là rất khác nhau, tuỳ thuộc vào các đặc điểm của đối tượng trên bề mặt, cụ thể là phần vật chất và tình trạng của đối tượng Ngoài ra, tỷ lệ giữa các hợp phần

đó còn phụ thuộc vào bước sóng của ánh sáng chiếu tới

Trong vi n thám, thành phần năng lượng phổ phản xạ rất quan trọng và

vi n thám nghiên cứu sự khác nhau đó để phân biệt các đối tượng Vì vậy, năng lượng phản xạ phổ thường được sử dụng để tính sự cân bằng năng lượng

ER(λ) = EI(λ) – [EA(λ) + ET(λ)]

Công thức trên nói lên rằng năng lượng phản xạ bằng năng lượng rơi xuống một đối tượng sau khi đã bị suy giảm b i việc truyền qua hoặc hấp thụ Đặc điểm phản xạ phổ của các đối tượng trên bề mặt Trái Đất là thông số quan trọng nhất trong vi n thám Độ phản xạ phổ được đo theo công thức:

Trong đó: là độ phản xạ phổ (tính bằng %)

Trang 18

Như vậy, phổ phản xạ là tỷ lệ phần trăm của năng lượng rơi xuống đối tượng và được phản xạ tr lại Với cùng một đối tượng độ phản xạ phổ khác nhau các bước sóng khác nhau

- Phổ phản xạ c một số đối t ợng tự nhiên chính:

Đồ thị phổ phản xạ được xây dựng với chức năng là một hàm số của giá trị phổ phản xạ và bước sóng, được gọi là đường cong phổ phản xạ Đường cong phổ phản xạ cho biết một cách tương đối rõ ràng tính chất phổ của một đối tượng và hình dạng đường cong phụ thuộc rất nhiều vào việc lựa chọn các dải sóng mà đó thiết bị vi n thám có thể ghi nhận được các tín hiệu phổ Phản xạ phổ ứng với từng loại lớp phủ mặt đất cho thấy có sự khác nhau

do sự tương tác giữa bức xạ điện từ và vật thể, điều này cho phép vi n thám

có thể xác định hoặc phân tích được đặc điểm của lớp phủ thông qua việc đo lường phản xạ phổ

Hình dạng của đường cong phổ phản xạ còn phụ thuộc rất nhiều vào tính chất của các đối tượng Trong thực tế, giá trị phổ của các đối tượng hoặc một nhóm đối tượng khác nhau cũng rất khác nhau, song về cơ bản chúng dao động xung quanh giá trị trung bình

Thông tin vi n thám có liên quan trực tiếp đến năng lượng phản xạ của các đối tượng, nên việc nghiên cứu đặc trưng phản xạ phổ của các đối tượng

tự nhiên đóng vai trò quan trọng trong việc khai thác, ứng dụng có hiệu quả các thông tin thu được từ các phương tiện bay Kết quả của việc giải đoán các lớp thông tin phụ thuộc rất nhiều vào sự hiểu biết về mối tương quan giữa đặc trưng phản xạ phổ và bản chất, trạng thái của các đối tượng tự nhiên Những thông tin về đặc trưng phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên cho phép các nhà khoa học chọn lọc các kênh ảnh tối ưu, chứa nhiều thông tin nhất về đối tượng nghiên cứuvà là cơ s để nghiên cứu tính chất của đối tượng, tiến tới phân loại chúng Đặc tính phản xạ phổ của các đối tượng tự

Trang 19

nhiên phụ thuộc vào các yếu tố như điều kiện ánh sáng, môi trường khí quyển và bề mặt đối tượng cũng như bản thân các đối tượng đó (độ ẩm, lớp nền, thực vật, chất mùn,cấu trúc bề mặt, )

- Đặc tr ng phản xạ phổ c lớp ph thực vật:

Khả năng phản xạ phổ của thực vật phụ thuộc vào chiều dài bước sóng

và giai đoạn sinh trư ng, phát triển của thực vật Các trạng thái lớp phủ thực vật khác nhau sẽ có đặc trưng phản xạ phổ khác nhau Đặc điểm chung phản

xạ phổ của các trạng thái thực vật là phản xạ mạnh vùng sóng hồng ngoại gần ( >0,72µm) và hấp thụ mạnh vùng sóng đỏ (0,68µm < <0,72µm) [3] Bức xạ mặt trời (EI) khi tới bề mặt lá cây thì một phần sẽ bị phản xạ ngay (E1) Bức xạ vùng sóng lục khi gặp diệp lục trong cây sẽ bị phản xạ lại (EG) Bức xạ vùng sóng hồng ngoại cũng bị phản xạ mạnh khi gặp diệp lục trong lá cây (EIR) Như vậy, năng lượng phản xạ từ thực vật là:

ER = E1 + EG + EIR Trong đó thành phần năng lượng (EG + EIR) chứa đựng các thông tin quan trọng về bản chất và trạng thái của thực vật

Sắc tố Chlorophyll - là một tổng thể các thành phần hữu cơ có chứa sắt,

là một chất xúc tác đối với quá trình quang hợp ánh sáng của thực vật Chức năng của Chlorophyll là hấp thụ bức xạ mặt trời và cung cấp nó cho quá trình quang hợp Năng lượng bị hấp thụ trong khoảng từ 0,45 - 0,67µm tức là phần xanh lơ và đỏ của phổ nhìn thấy, trong vùng ánh sáng này, vùng sóng ánh sáng có phản xạ mạnh nhất là vùng sóng ánh sáng lục (0,55µm), chính vì vậy

mà lá cây tươi có màu xanh lục vùng hồng ngoại gần (từ 0,7 - 1,3 µm) thực vật có khả năng phản xạ rất mạnh, khi sang vùng hồng ngoại nhiệt và vi sóng (Microwave) một số điểm cực trị vùng sóng dài làm tăng khả năng hấp thụ ánh sáng của hơi nước trong lá, khả năng phản xạ của chúng giảm đi rõ rệt và ngược lại, khả năng hấp thụ ánh sáng lại tăng lên Đặc biệt đối với rừng có nhiều tầng lá, khả năng đó càng tăng lên (ví dụ rừng rậm nhiệt đới)

Trang 20

Đặc trưng phản xạ phổ của thực vật được xác định b i các yếu tố bên trong và bên ngoài của lá cây, thời kỳ sinh trư ng và tác động của ngoại cảnh như: hàm lượng sắc tố diệp lục, thành phần và cấu tạo mô bì, biểu bì, hình thái lá, …tuổi cây, giai đoạn sinh trư ng phát triển, …, điều kiện sinh trư ng,

vị trí địa lý, điều kiện chiếu sáng,…Vì vậy, khả năng phản xạ phổ của mỗi loài thực vật, mỗi trạng thái của lớp phủthực vật là khác nhau Tuy nhiên, chúng vẫn có những điểm chung như sau:

Khả năng phản xạ phổ của thực vật có sự rõ rệt vùng sóng nhìn thấy, cận hồng ngoại và hồng ngoại Trong vùng ánh sáng nhìn thấy, phần lớn năng lượng được diệp lục trong lá cây hấp thụ phục vụ cho quá trình quang hợp, một phần nhỏ truyền qua và phần còn lại bị phản xạ lại Vùng hồng ngoại gần, khả năng phản xạ phổ của thực vật là mạnh nhất

- Đặc tr ng phản xạ phổ c n ớc:

Khả năng phản xạ phổ của nước phụ thuộc vào bước sóng của bức xạ chiếu tới, bề mặt nước, trạng thái nước, thành phần vật chất có trong nước Nước có độ dẫn truyền cao trong khoảng sóng nhìn thấy và tính truyền dẫn tăng dần khi bước sóng giảm Kết quả là đối với nước sâu, chỉ có ánh sáng xanh lơ có thể lan truyền đến những độ sâu nhất định, các bước sóng dài bị hấp thụ ngay mực nước nông Đối với nước trong, có thể đáng giá độ sâu bằng cường độ của bức xạ nhìn thấy, đặc biệt là ánh sáng xanh lơ phản xạ từ đáy Tuy nhiên, đối với độ sâu lớn hơn 40m, tất cả bức xạ của khoảng nhìn thấy

bị hấp thụ và được thể hiện trên ảnh hoàn toàn đen Những vật liệu lơ lửng, phù

du và màu tự nhiên làm tăng phản xạ của nước trong khoảng nhìn thấy Trong khoảng hồng ngoại gần, nước giống như vật đen tuyệt đối và hấp thụ thực sự toàn bộ năng lượng tới Chỉ có những vật thể tự nhiên với tính chất này mới phân biệt được chúng d dàng bằng các đặc điểm bề mặt trong khoảng này của phổ điện tử, ngay cả nếu chúng không sâu hay có chứa nhiều thể phù du

Trang 21

Do gần giống như vật đen, nước gần như vật phát xạ trong khoảng hồng ngoại, cũng như vật thể hấp thụ

- Đặc tr ng phản xạ phổ c thổ nh ỡng:

Thổ nhưỡng là nền của lớp phủ thực vật, cùng với lớp phủ thực vật tạo thành một thể thống nhất trong cảnh quan tự nhiên Một phần bức xạ mặt trời chiếu tới sẽ phản xạ ngay trên bề mặt đối tượng, phần còn lại đi vào bề dày của lớp phủ thổ nhưỡng, một phần trong đó được hấp thụ để làm tăng nhiệt độ đất, một phần sau khi tán xạ gặp các hạt nhỏ và bị phản xạ tr lại Đường cong phổ phản xạ của đất khô tương đối đơn giản tăng dần từ vùng tử ngoại đến vùng hồng ngoại, ítcó những cực đại và cực tiểu một cách rõ ràng, lý do chính

là các yếu tố ảnh hư ng đến tính chất phổ của đất khá phức tạp và không rõ ràng như thực vật Các yếu tố ảnh hư ng đến đường cong phổ phản xạ của đất là: lượng ẩm, cấu trúc của đất (tỉ lệ cát, bột và sét), độ nhám bề mặt, sự có mặt của các loại oxit kim loại, hàm lượng vật chất hữu cơ, các yếu tố đó làm cho đường cong phổ phản xạ biến động rất nhiều quanh đường cong có giá trị trung bình Tuy nhiên, quy luật chung là giá trị phổ phản xạ của đất tăng dần về phía sóng có bước sóng dài

Trong thực tế, thực vật sống các nền đất khác nhau sẽ có đặc trưng phản xạ phổ khác nhau Tuy nhiên, trong nền đất cũng như thực vật đều có chứa một lượng nước nhất định, vì vậy khi xác định các đối tượng dựa vào các đặc trưng phản xạ phổ phải dựa trên kiến thức tổng hợp giữa nghiên cứu

lý thuyết và kinh nghiệm thực ti n thì mới có kết luận chính xác về đối tượng

1.1.2.3 Ảnh số vi n thám

Ảnh số là một dạng dữ liệu ảnh không lưu trên giấy ảnh hoặc phim mà được lưu dưới dạng số trên máy tính, ảnh số được chia thành nhiều phần tử nhỏ được gọi là pixel (phần tử ảnh), ảnh số là một ma trận không gian của tập hợp các pixel, mỗi một pixel tương ứng với một đơn vị không gian và có

Trang 22

giá trị nguyên hữu hạn ứng với từng cấp độ sáng, các pixel thường có dạng hình vuông, vị trí của mỗi pixel được xác định theo toạ độ hàng và cột trên ảnh tính từ góc trên cùng bên trái

Ảnh vệ tinh hay còn gọi là ảnh vi n thám thường được lưu dưới dạng ảnh số, trong đó năng lượng phản xạ (theo vùng phổ đã được định trước) từ các vị trí tương ứng trên mặt đất, được bộ cảm biến thu nhận và chuyển thành tín hiệu số xác định giá trị độ sáng của pixel Ứng với các giá trị này, mỗi pixel có giá trị độ sáng khác nhau thay đổi từ đen đến trắng cung cấp thông tin

về vật thể Ảnh vệ tinh được đặc trưng b i một số thông số cơ bản như sau:

- Tính chất hình h c c ảnh vệ tinh:

Trường nhìn không đổi - IFOV (Instantaneous Field Of View) được định nghĩa là góc không gian tương ứng với một đơn vị chia mẫu trên mặt đất Lượng thông tin ghi được trong IFOV tương ứng với giá trị của pixel Góc nhìn tối đa mà một bộ cảm có thể thu được sóng điện từ được gọi là trường nhìn FOV (Field Of View) Khoảng không gian trên mặt đất do FOV tạo nên chính là bề rộng tuyến bay

Diện tích nhỏ nhất trên mặt đất mà bộ cảm có thể phân biệt gọi là độ phân giải không gian Ảnh có độ phân giải không gian càng cao khi có kích thước pixel càng nhỏ Độ phân giải này cũng được gọi là độ phân giải mặt đất khi hình chiếu của 1 pixel tương ứng với một đơn vị chia mẫu trên mặt đất

Trang 23

Độ phân giải bức xạ thể hiện độ nhạy tuyến tính của bộ cảm biến trong khả năng phân biệt sự thay đổi nhỏ nhất của cường độ phản xạ sóng từ các vật thể.Để lưu trữ, xử lý và hiển thị ảnh vệ tinh trong máy tính kiểu raster, tuỳ thuộc vào số bit dùng để ghi nhận thông tin, mỗi pixel sẽ có giá trị hữu hạn ứng với từng cấp độ xám (Giá trị độ sáng của pixel; BV - Brightness Value)

Số bit dùng để ghi nhận thông tin (thang cấp độ xám) được gọi là độ phân giải bức xạ của ảnh vệ tinh

- Độ phân giải thời gian của ảnh vệ tinh:

Độ phân giải thời gian không liên quan đến thiết bị ghi ảnh mà chỉ liên quan đến khả năng chụp lặp lại của ảnh vệ tinh Ảnh được chụp vào những ngày khác nhau cho phép so sánh đặc trưng bề mặt theo thời gian

Ưu thế của độ phân giải không gian là cho phép cung cấp thông tin chính xác hơn và nhận biết sự biến động của khu vực cần nghiên cứu

Hầu hết các vệ tinh đều bay qua cùng một điểm vào khoảng thời gian cố định, phụ thuộc vào quỹ đạo và độ phân giải không gian

Dữ liệu ảnh số được lưu trữ trên băng từ tương thích cho máy tính hoặctrên CD - ROM dưới khuôn dạng của các tệp ảnh số mà máy tính có thể đọcđược Thông thường, ảnh số được lưu trữ theo các khuôn dạng sau đây:

+ Theo BIL (Band Interleaved by Lines):

Từng hàng được ghi theo thứ tự của số kênh, mỗi hàng được ghi tuần tựtheo giá trị của các kênh phổ và sau đó lặp lại theo thứ tự của từng hàng, nhưvậy sẽ tạo ra các file dữ liệu ảnh chung cho các kênh phổ

+ Theo kiểu BSQ (B nd Sequenti l):

Là khuôn dạng trong đó các kênh phổ được lưu tuần tự hết kênh nàysang kênh khác Nghĩa là mỗi ảnh ứng với một kênh

+ Theo kiểu BIP (B nd Intele ved by Pixel):

Mỗi pixel được lưu tuần tự theo các kênh, nghĩa là các kênh phổ đượcghi

Trang 24

theo hàng và cột của từng pixel Sau khi kết thúc tổ hợp phổ của pixel nàylại

chuyển sang tổ hợp phổ của pixel khác

- Các yếu tố giải đoán ảnh [10], [11]:

Giải đoán ảnh được hiểu là một quy trình tách thông tin từ ảnh vi n thám tạo ra bản đồ chuyên đề dựa trên các tri thức chuyên môn hoặc kinh nghiệm của người giải đoán (hình dạng, vị trí, cấu trúc, chất lượng, điều kiện, mối quan hệ giữa các đối tượng…) Để giải đoán ảnh, ngoài sự trợ giúp của máy tính và phần mềm để xác định các đặc trưng phổ phản xạ, người giải đoán còn căn cứ vào một số dấu hiệu giải đoán, đặc trưng của các đối tượng cũng như kinh nghiệm chuyên gia

- Khóa giải đoán ảnh

Khóa giải đoán là chuẩn giải đoán cho đối tượng nhất định bao gồmtập hợp các yếu tố và dấu hiệu do nhà giải đoán thiết lập, nhằm trợ giúp cho công tác giải đoán nhanh và đạt kết quả chính xác thống nhất cho các đốitượng từ nhiều người khác nhau [10]

1.1.3.2 Xử lý ảnh vệ tinh

- Hiệu chỉnh bức xạ:

Do nhiều nguyên nhân khác nhau như: do ảnh hư ng của bộ cảm biến hoặc có thể do ảnh hư ng của địa hình và góc chiếu của mặt trời hoặc do ảnh

Trang 25

hư ng của khí quyển… làm ảnh hư ng rất lớn đến chất lượng ảnh thu được

Để đảm bảo nhận được những giá trị chính xác của năng lượng bức xạ và phản xạ của vật thể trên ảnh vệ tinh, cần phải thực hiện việc hiệu chỉnh bức xạ nhằm loại trừ các nhi u trước khi sử dụng ảnh[11]

- Hiệu chỉnh hình học ảnh:

Bản chất của hiệu chỉnh hình học là xây dựng mối quan hệ giữa hệ tọa

độ ảnh và hệ tọa độ quy chiếu chuẩn (có thể là hệ tọa độ mặt đất vuông góc hoặc địa lý) dựa vào các điểm không chế mặt đất, vị thế của sensor, điều kiện khí quyển…Để hiệu chỉnh hình học ảnh vệ tinh cần phải dựa trên bản chất của sự biến dạng để có phương pháp hiệu chỉnh cho phù hợp [10]

- Tăng cường chất lượng ảnh:

Tăng cường chất lượng ảnh có thể được định nghĩa là một thao tác làm nổi bật hình ảnh sao cho người giải đoán ảnh d đọc, d nhận biết nội dungtrên ảnh hơn so với ảnh gốc Phương pháp thường được sử dụng là biến đổi cấp độ xám, biến đổi histogram, biến đổi độ tương phản, lọc ảnh, tổ hợp màu, chuyển đổi giữa 2 hệ RGB và HI [10]…

- Phân loại ảnh:

Phương pháp phân loại ảnh được thực hiện bằng cách gán tên loại (loại thông tin) cho các khoảng cấp độ sáng nhất định (loại phổ) thuộc một nhóm đối tượng nào đó có các tính chất tương đối đồng nhất về phổ nhằm phân biệt các nhóm đó với nhau trong khuôn khổ ảnh Tùy thuộc vào số loại thông tin yêu cầu, loại phổ trên ảnh được phân thành các loại tương ứng dựatheo một quy luật xác định Có 2 hình thức phân loại ảnh là phân loại có kiểm định (Suppervised Classification) và phân loại không kiểm định (Unsuppervised Classification) [10]

- Phân loại không kiểm định:

Là việc phân loại thuần túy theo tính chất phổ mà không biết rõ tên hay tính chất của lớp phổ đó và việc đặt tên chỉ mang tính tương đối Khác với phân loại có kiểm định, phân loại không kiểm định không tạo các vùng thử

Trang 26

nghiệm mà chỉ là việc phân lớp phổ (Chistens) và quá trình phân lớp phổ đồng thời là quá trình phân loại Số lượng và tên các lớp được xác định một cách tương đối khi so sánh với tài liệu mặt đất [11] Một số phương pháp phân loại không kiểm định thường gặp như IsoData, K-Means…

- Phân loại có kiểm định:

Là phân chia một cách có kiểm định các giá trị DN (Digital Number) của các pixel ảnh theo từng nhóm đơn vị lớp phủ mặt đất bằng việc sử dụng máy tính và các thuật toán Để thực hiện việc phân loại có kiểm định, phảitạo được

“chìa khoá phân tích phổ nghĩa là tìm được tính chất phổ đặc trưng cho từng đối tượng lớp phủ mặt đất và đặt tên cho chúng Công việc xác định chìa khoá phân tích phổ được gọi là tạo các vùng mẫu (vùng kiểm tra -Trainning Areas) Lựa chọn vùng mẫu là bước quyết định sự chính xác của các kết quả phân loại Từ các vùng này, các pixel khác trong toàn ảnh sẽ được xem xét và sắp xếp theo nguyên tắc “giống nhất (Look must like) để đưa về các nhóm đối tượng đã được đặt tên Các mẫu phân loại được nhận biết quavùng mẫu để thành lập các chìa khóa cho giải đoán ảnh Mỗi pixel ảnh trong lớp dữ liệu sau

đó được đối chiếu về số với các chìa khóa giải đoán được đặt tên mà chúng có xác xuất thuộc về nhóm lớn nhất Có rất nhiều cách thức để đối chiếu giá trị của pixel chưa biết để sắp xếp thành lớp tương ứng với các chìa khóa được giải đoán trong phân loại [10]

Trong phân loại có kiểm định, một số phương pháp thường được sử dụng là Phân loại hình hộp (Parallelpiped Classification), Phân loại theo khoảng cách nhỏ nhất (Minimum distance Classification), Phân loại hàm xác suất cực đại (Maximum Likelihood Classification)

1.2 ng dụng viễn thám và GIS trong giám sát rừng ở Thế giới

Hệ thống thông tin địa lý (GIS) ra đời đánh dấu một cuộc cách mạng trong việc mô hình hoá các sự vật hiện tượng trên bề mặt trái đất Bản đồ giờ

là một trong các công cụ quan trọng trong ra quyết định, chúng có thể giúp ta

Trang 27

trong bất kỳ lĩnh vực nào và càng tr nên quan trọng trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta ngày nay

Những tiến bộ của GIS là kết quả kết hợp của rất nhiều công nghệ, các lĩnh vực khác nhau Cơ s dữ liệu (DataBase), thành lập bản đồ, vi n thám (remote sensing), toán học, lập trình, địa lý, thiết kế với sự trợ giúp của máy tính (CAD) và khoa học máy tính là những nhân tố quan trọng trong sự phát triển của GIS

Lịch sử GIS tất cả bắt đầu vào năm 1854, khi bệnh dịch tả tấn công thành phố London, Anh Bác sĩ người Anh, John Snow đã tạo một bản đồ về các địa điểm bùng phát dịch, đường giao thông, đường ranh giới giữa các vùng và các dòng nước.Khi ông bổ sung các tính năng bản đồ, một điểu thú vị

đã xảy ra:Ông thấy rằng các trường hợp mắc bệnh tả thường được tìm thấy dọc theo một nguồn nước.Bản đồ bện dịch tả của John Snow là một sự kiện lớn kết nối địa lý học và an toàn sức khỏe cộng đồng Đây không chỉ m đầu cho lĩnh vực phân tích không gian mà còn đánh dấu sự kh i đầu của một lĩnh vực nghiên cứu mới: Dịch t học (Epidemiology) – nghiên cứu sự lây lan của dịch bệnh Đến nay, John Snow được biết đến như là cha đ của dịch t học Công việc của John Snow đã chứng minh rằng GIS là một công cụ giải quyết vấn đề Ông đặt các lớp địa lý trên bản đồ giấy và khám phá ra nguồn phát sinh của bệnh dịch tả

Trong lịch sử của GIS: Chúng ta đi từ bản đồ giấy (bản đồ tĩnh) đến bản

đồ số (bản đồ động), chúng ta đi từ phân tích cơ bản đến giải quyết vấn đề phức tạp hơn

Trong những năm 1950, do máy tính thời kỳ này chưa phát triển nên việc tạo ra các bản đồ rất đơn giản Họ có thể xây dựng bản đồ định tuyến xe, các bản đồ quy hoạch mới và các điểm vị trí quan tâm, và vẽ trên giấy Với các bài toán phân tích không gian, một lựa chọn là lập bản đồ lưới (Sieve

Trang 28

mappin) Bản đồ lưới được sử dụng là các lớp trong suốt được chiếu trên bảng ánh sáng để xác định khu vực chồng lên nhau Nhưng điều này đi k m với thách thức: khu vực tính toán kề nhau là không thể, dữ liệu là thô và thường không chính xác và đo khoảng cách là phức tạp Đây chính là động lực để chuyển đổi từ bản đồ giấy sang bản đồ số (bản đồ máy tính)

Đầu những năm 1960 đến năm 1980 thực sự là thời kỳ đi tiên phong trong ý tư ng về GIS

Đi k m với các tiến bộ về công nghệ:

-Bản đồ đồ họa có xuất ra bằng sử dụng máy in dòng

-Những tiến bộ trong lưu trữ dữ liệu với máy tính lớn

-Kết hợp các bản ghi cho dữ liệu đầu vào

Những phát triển ban đầu trong thế giới máy tính đã kéo theo những bước nhảy vượt bậc của GIS Nhưng những gì GIS cần là một bộ óc vĩ đại để ghép các mảnh ghép này lại với nhau

Trong những năm 1960, Roger Tomlinson kh i xướng, lên kế hoạch và chỉ đạo trực tiếp việc phát triển của hệ thống địa lý Canada (CGIS) Đây là một thời điểm quan trọng trong lịch sử của GIS và nhiều người coi CGIS là gốc của

hệ thống thông tin địa lý B i vì chỉ CGIS tiếp cận theo lớp để xử lý bản đồ Hệ thống CGIS được sử dụng để lưu trữ, phân tích, và thao tác trên dữ liệu được thu thập cho Canada Land Inventory (sử dụng các đặc tính của đất, hệ thống thoát nước và khí hậu để xác định khả năng trồng các loại cây trồng và các vùng trồng rừng) Họ nhanh chóng nhận ra rằng dữ liệu chính xác và phù hợp

là rất quan trọng để quy hoạch đất đai và ra quyết định Trong những năm sau CGIS đã được chỉnh sửa và cải tiến để theo kịp với công nghệ

Bên cạnh Canada, nhiều trường đại học Mỹ cũng tiến hành nghiên cứu

và xây dựng Hệ thông tin địa lý Trong các Hệ thông tin địa lý được tạo ra cũng có rất nhiều hệ không tồn tại được lâu vì nó được thiết kế cồng kềnh mà giá thành lại cao Lúc đó người ta đặt lên hàng đầu việc khắc phục những khó

Trang 29

khăn nảy sinh trong quá trình xử lý các số liệu đồ họa truyền thống Họ tập trung giải quyết vấn đề đưa bản đồ, hình dạng, hình ảnh, số liệu vào máy tính bằng phương pháp số để xử lý các dữ liệu này Tuy kỹ thuật số hóa đã được sử dụng từ năm 1950 nhưng điểm mới của giai đoạn này chính là các bản đồ được số hóa có thể liên kết với nhau để tạo ra một bức tranh tổng thể

về tài nguyên thiên nhiên của một khu vực Từ đó máy tính được sử dụng và phân tích các đặc trưng của các nguồn tài nguyên đó, cung cấp các thông tin

bổ ích, kịp thời cho việc quy hoạch Việc hoàn thiện một Hệ thông tin địa lý còn phụ thuộc vào công nghệ phần cứng mà thời kỳ này các máy tính IBM

1401 còn chưa đủ mạnh Giai đoạn đầu những năm 60 của thế kỷ trước đánh dấu sự ra đời của Hệ thông tin địa lý chủ yếu được phục vụ cho công tác điều tra quản lý tài nguyên

Trong năm 1964, Howard T Fisher lập phòng thí nghiệm Đồ họa máy tính và phân tích không gian Harvard Graduate School of Design, nơi mà một số quan trọng những khái niệm trong kiểm soát dữ liệu không gian được phát triển và trong những năm 1970, đã phân phối mã nguồn và hệ thống phần mềm như SYMAP, GRID, và ODYSSEY (được xem là nguồn của các sự phát triển các phần mềm thương mại ngày nay) Năm 1968, Hội địa lý quốc tế

đã quyết định thành lập Uỷ ban thu thập và xử lý dữ liệu địa lý

Trong những năm 70 Bắc Mỹ đã có sự quan tâm nhiều hơn đến việc bảo vệ môi trường và phát triển Hệ thông tin địa lý Cũng trong khung cảnh

đó, hàng loạt yếu tố đã thay đổi một cách thuận lợi cho sự phát triển của Hệ thông tin địa lý, đặc biệt là sự giảm giá thành cùng với sự tăng kích thước bộ nhớ, tăng tốc độ tính toán của máy tính Chính nhờ những thuận lợi này mà

Hệ thông tin địa lý dần dần được thương mại hóa Đứng đầu trong lĩnh vực thương mại phải kể đến các cơ quan, công ty: ESRI, GIMNS, Intergraph,… Chính thời kỳ này đã xảy ra “loạn khuôn dạng dữ liệu và vấn đề phải

Trang 30

nghiên cứu khả năng giao diện giữa các khuôn dạng Năm 1977 đã có 54 Hệ thông tin địa lý khác nhau trên thế giới Bên cạnh Hệ thông tin địa lý, thời kỳ này còn phát triển mạnh mẽ các kỹ thuật xử lý ảnh vi n thám Một hướng nghiên cứu kết hợp Hệ thông tin địa lý và vi n thám được đặt ra và cùng bắt đầu thực hiện

Khi chính phủ nhận ra những ưu điểm của bản đồ số, điều này ảnh

hư ng tích cực đến công việc tại phòng thí nghiệm đồ hoạ máy tính tại Harvard Vào giữa năm 1970, Phòng thí nghiệm đồ hoạ máy tinh Harvard đã phát triển GIS vector đầu tiên được gọi ODYSSEY GIS ARC/INFO của ESRI đã sử dụng framwork của ODYSSEY GIS và việc này dẫn đến giai đoạn phát triển tiếp theo trong GIS – thương mại hóa phần mềm

Vào cuối những năm 1970, kích thước bộ nhớ và khả năng đồ họa đã được cải thiện Các sản phẩm máy tính lập bản đồ mới bao gồm GIMMS (Geographic Information Making and Management Systems), MAPICS, SURFACE, GRID, IMGRID, GEOMAP và MAP Vào cuối những năm 1980, phân khúc này được đánh dấu bằng việc tăng đáng kể các nhà cung cấp phần mềm GIS

Đầu những năm 1980 M&S Computer (mà sau này tr thành Intergraph) cùng với Bentley Systems Incorporated xây dựng nền tảng CAD, (Environmental Systems Research Institute) ESRI, (Computer Aided Resource Information System) CARIS, (Earth Resource Data Analysis System) ERDAS nổi lên như những phần mềm thương mại GIS, đã thành công trong việc kết hợp nhiều đặc trưng của CGIS, kết hợp phương pháp thời

kỳ đầu là tách thông tin không gian và thuộc tính với phương pháp thời kỳ thứ hai là sắp xếp thuộc tính vào trong những cấu trúc CSDL Song song đó, sự phát triển của hai hệ thống công cộng (MOSS và GRASS GIS) bắt đầu từ những năm 1970 đến đầu những năm 1980

Trang 31

Một trong những nhà cung cấp phần mềm GIS là ESRI – hiện là công ty phần mềm GIS lớn nhất trên thế giới Năm 1982, ARC/INFO chạy trên máy tính mini được phát hành và vào năm 1986, PC ARC/INFO đã được giới thiệu chạy trên các máy tính chạy bộ vi xử lý của Intel ESRI hiện tại là chuyên gia hàng đầu thế giới trong việc phát triển phần mềm GIS và đã đóng một vai trò quan trọng trong lịch sử của GIS

thời điểm này, có các hội nghị đầu tiên và các xuất bản về GIS Hội nghị đầu tiên của GIS di n ra Anh năm 1975, với sự tham gia của các nhóm nghiên cứu nhỏ Hội thảo ESRI tổ chức đầu tiên vào năm 1981 thu hút sự tham gia của 18 thành viên Các nhà tư vấn về GIS đã bắt đầu xuất hiện Thuật ngữ “Geographic Information System được Roger Tomlinson đưa ra đầu tiên trong bài báo của ông năm 1968 “A Geographic Information System for Regional Planning

Thập kỷ 80 được đánh dấu b i các nhu cầu sử dụng Hệ thông tin địa lý ngày càng tăng với các quy mô khác nhau Người ta tiếp tục giải quyết những tồn tại của những năm trước mà nổi lên là vấn đề số hóa dữ liệu: sai số, chuyển đổi khuôn dạng… Thời kỳ này có sự nhảy vọt về tốc độ tính toán, sự mềm d o trong việc xử lý dữ liệu không gian Thập kỷ này được đánh dấu b i

sự nảy sinh các nhu cầu mới trong ứng dụng Hệ thông tin địa lý như: Khảo sát thị trường, đánh giá khả thi các phương án quy hoạch, sử dụng tối ưu các nguồn tài nguyên, các bài toán giao thông, cấp thoát nước… Có thể nói đây là thời kỳ bùng nổ Hệ thống thông tin địa lý

Những năm đầu của thập kỷ 90 được đánh dấu bằng việc nghiên cứu sự hoà nhập giữa vi n thám và Hệ thống thông tin địa lý Các nước Bắc Mỹ và châu Âu gặt hái được nhiều thành công trong lĩnh vực này Khu vực châu Á – Thái Bình Dương cũng đã thành lập được nhiều trung tâm nghiên cứu vi n thám và Hệ thống thông tin địa lý Rất nhiều hội thảo quốc tế về ứng dụng

vi n thám và Hệ thống thông tin địa lý được tổ chức nhằm trao đổi kinh

Trang 32

nghiệm và thảo luận về khả năng phát triền các ứng dụng của công nghệ Hệ thống thông tin địa lý

Tất cả các điều kiện đã sẵn sàng cho sự xâm nhập của GIS tới người sử dụng như:

+ Máy tính r hơn, nhanh hơn và mạnh mẽ hơn

+ Nhiều tùy chọn phần mềm và dữ liệu sẵn có

+Việc phóng vệ tinh mới và tích hợp công nghệ vi n thám

Những năm 1990-2010 là thời kỳ quan trọng đánh dấu sự cất cánh thực

sự của GIS Nhưng những tiến bộ trong công nghệ đã vượt qua khả năng người dùng thông thường Người sử dụng GIS đã không biết cách làm thế nào

để tận dụng đầy đủ các ưu điểm công nghệ GIS Các công ty đều e ngại áp dụng phần mềm GIS Các quốc gia không có quyền truy cập vào dữ liệu địa hình Nhưng qua thời gian những vấn đề này dần được giải quyết Dần dần, tầm quan trọng của phân tích không gian để ra quyết định được công nhận Rồi GIS đã được giới thiệu đến các lớp học và các công ty Phần mềm đã có thể xử lý cả dữ liệu vector và raster Có nhiều vệ tinh được phóng lên quỹ đạo, dữ liệu được thu thập từ không gian có thể được sử dụng trong GIS Cùng với sự kết hợp của hệ thống định vị toàn cầu (GPS) đem lại cho người sử dụng nhiều công cụ hơn nhiều so với trước đây GPS đã dẫn đường cho các sản phẩm sáng tạo vĩ đại như hệ thống định vị xe hơi và máy bay không người lái.Cánh cửa cho GIS và GPS phát triển đã bắt đầu m Điều này đưa chúng ta đến giai đoạn phát triển tiếp theo trong lịch sử của GIS: sự bùng

nổ phần mềm nguồn m

Bộ vi xử lý hiện nay có tốc độ hàng GigaHertz Card đồ họa mạnh hơn rất nhiều so với trước đây Bây giờ chúng ta nghĩ về GIS lưu trữ dữ liệu trong TeraBytes, chứ không còn MegaBytes.Dữ liệu GIS đã tr nên phổ biến hơn

Dữ liệu TIGER, hình ảnh vệ tinh Landsat và thậm chí cả dữ liệu LiDAR có

Trang 33

thể tải về mi n phí Kho trực tuyến như ArcGIS Online với khối lượng rất lớn các dữ liệu không gian Đó là một vấn đề kiểm soát chất lượng và phù hợp cho nhu cầu của bạn

Các chức năng, các yêu cầu mới dường như là vô tân và dường như vượt

ra ngoài khả năng của các sản phẩm phần mềm GIS thương mại Nhưng nổi lên với sự thay đổi lớn của người sử dụng GIS trong việc xây dựng phần mềm GIS của riêng họ theo dạng cộng tác, hay gọi là phần mềm nguồn m Ưu điểm lớn nhất là người sử dụng được dùng mi n phí Nguồn m đang tr thành xu hướng chủ đạo ngày nay Chúng ta đang dần bước vào một kỷ nguyên của phần mềm GIS nguồn m ví dụ như phần mềm QGIS Mặc dù vậy vẫn luôn có một chỗ cho các phần mềm GIS thương mại Các công ty phần mềm giống như ESRI cung cấp các giải pháp đến thực tế bất kỳ các bài toán về không gian tồn tại ngày nay

Có thể nói lâm nghiệp là một trong những lĩnh vực đầu tiên áp dụng thành tựu của công nghệ vi n thám Khoảng ba thập kỷ qua, các nhà khoa học đã phát hiện và ứng dụng dữ liệu vệ tinh rất hiệu quả cho việc phát hiện các biến động, đặc biệt trong việc giám sát các xu hướng trong các hệ sinh thái rừng ngập mặn Nó cho phép đánh giá những xu hướng thay đổi trong thời gian dài cũng như có thể xác định các xu hướng thay đổi đột ngột do thiên nhiên hoặc con người gây ra Hiện nay, việc sử dụng tư liệu vi n thám trong thành lập bản đồ rừng, theo dõi biến động, chặt phá rừng đã tr thành công nghệ phổ biến trên thế giới Tích hợp dữ liệu vi n thám với hệ thống thông tin địa lý GIS có thể dự báo nguy cơ cháy rừng, nguy cơ suy giảm diện tích rừng trên quy mô toàn cầu dưới ảnh hư ng của biến đổi khí hậu và sự gia tăng dân số

Trong những năm 70, đứng trước sự gia tăng về nhu cầu quản lý tài nguyên thiên nhiên và bảo vệ môi trường, chính phủ các nước, đặc biệt là Bắc Mỹ, bên cạnh thiết lập hàng loạt cơ quan chuyên trách về môi trường đã bầy tỏ sự quan tâm nhiều hơn nữa đến việc tiếp tục nghiên cứu và phát triển

Trang 34

GIS Đầu những năm 70 của thế kỷ XX còn được đánh dấu b i sự phát triển mạnh mẽ của các hệ xử lý ảnh (HXLA) của kỹ thuật vi n thám Việc quản lý các nguồn tài nguyên thiên nhiên cũng như quản lý dữ liệu nói chung được chú trọng và phát triển trong GIS và HXLA

Trong nghiên cứu địa chất người ta sử dụng tư liệu vi n thám kết hợp với GIS đề thành lập bản đồ kiến tạo, các cấu trúc địa chất

Trong lĩnh vực nông nghiệp và sử dụng đất đai : đối với nhiều quốc gia trên thế giới để quản lý và quy hoạch sử dụng đất đai một cách hợp lý, họ đã

sử dụng công nghệ vi n thám kết hợp với GIS Như Nhật Bản để đưa ra những đánh giá về năng suất thực ban đầu cho các nước Châu Á người ta sử dụng vi n thám và GIS kết hợp với dữ liệu thống kê và các sản phẩm nông nghiệp [15] Hay Trung Quốc đã sử dụng ảnh SAR các thời điểm khác nhau trên cơ s kết hợp với bản đồ địa hình, bản đồ sử dụng đất để cập nhật nhanh bản đồ đất trồng lúa cho các tỉnh [16]

Trong nghiên cứu môi trường và tài nguyên thiên nhiên: trong vài năm

tr lại đây thiên nhiên có nhiều biến động bất thường xảy ra và đã gây hậu quả thiệt hại về người và của vô cùng to lớn đối với con người Những thảm họa xảy ra như sóng thần, lũ lụt, hiệu ứng nhà kính Xuất phát từ thực tế đó việc ứng dụng công nghệ vi n thám và GIS trong nghiên cứu môi trường toàn cầu là vô cùng cần thiết, có ý nghĩa quan trọng Những ứng dụng quan trọng được kể đến là thành lập bản đồ sâu ngập lụt, dự báo nguy cơ trượt l đất

1.3 ng dụng viễn thám và GIS điều tra, theo dõi diễn biến rừng ở Việt Nam

Tại Việt Nam, vi n thám mới được quan tâm từ năm 1980 khi nước ta tham gia tổ chức vũ trụ quốc tế Intercomos [4] Tuy nhiên vì điều kiện kinh phí và kỹ thuật nên trước những năm 1990 việc ứng dụng ảnh vệ tinh còn hạn chế Cho đến nay Việt Nam đã có nhiều công trình khoa học và các ứng dụng công nghệ vi n thám và GIS của các bộ ngành, viện nghiên cứu, trường đại

Trang 35

học vào trong lĩnh vực theo dõi đánh giá di n biến tài nguyên để bảo vệ nguồn tài nguyên thiên nhiên

Ngày 29/12/1998 tại Hà Nội, hội đồng khoa học cấp Nhà nước đã tổ chức nghiệm thu dự án “Xây dựng hệ thống thông tin địa lý phục vụ công tác quản lý tài nguyên thiên nhiên và giám sát môi trường Trong thời gian thực hiện dự án đã triển khai tại 33 tỉnh và 10 bộ ngành và kết quả khoa học của dự

án là cơ s dữ liệu số thống nhất cho hệ thống thông tin địa lý về tài nguyên môi trường phủ sóng trên toàn lãnh thổ Việt Nam

Nhìn chung, có thể thấy rằng công nghệ vi n thám và GIS được các nhà khoa học trên thế giới cũng như Việt Nam áp dụng khá sớm, đồng thời được

áp dụng trong rất nhiều lĩnh vực đặc biệt là trong lĩnh vực quản lý môi trường

và tài nguyên thiên nhiên 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

Cho đến nay Việt Nam đã có nhiều công trình khoa học và các ứng dụng công nghệ vi n thám và GIS của các bộ ngành, viện nghiên cứu, trường đại học vào trong lĩnh vực theo dõi đánh giá di n biến tài nguyên để bảo vệ nguồn tài nguyên thiên nhiên

+ Ngày 29/12/1998 tại Hà Nội, hội đồng khoa học cấp Nhà nước đã tổ chức nghiệm thu dự án “Xây dựng hệ thống thông tin địa lý phục vụ công tác quản lý tài nguyên thiên nhiên và giám sát môi trường Trong thời gian thực hiện dự án đã triển khai tại 33 tỉnh và 10 bộ ngành và kết quả khoa học của dự

án là cơ s dữ liệu số thống nhất cho hệ thống thông tin địa lý về tài nguyên môi trường phủ sóng trên toàn lãnh thổ Việt Nam

Trang 36

+ Việc ứng dụng công nghệ GIS và vi n thám vào trong lĩnh vực điều tra quy hoạch rừng đã đạt được những thành tựu đáng kể như xây dựng bản đồ lập địa và xác định vùng thích nghi cây trồng cho công trình quy hoạch vùng nguyên liệu nhà máy giấy Tân Mai, Đồng Nai Đã xác định cấp xung yếu phòng hộ đầu nguồn và xây dựng bản đồ phân cấp phòng hộ phục vụ công trình 327 cho các tỉnh Ninh Thuận, Bình Phước, Kiên Giang, Bà Rịa Vũng Tàu, theo dõi đánh giá di n biến tài nguyên rừng tại thời kỳ 1998 - 2002 và công nghệ này đã được ứng dụng để theo dõi di n biến thảm thực vật rừng tại nhiều vườn quốc gia như vườn quốc gia Tam Đảo, vườn quốc gia Côn Đảo [6] + Trong chương trình kiểm kê rừng toàn quốc năm 2002, công nghệ GIS

và vi n thám đã được cục kiểm lâm phối hợp với viện điều tra quy hoạch rừng ứng dụng khá thành công Toàn bộ các ảnh vệ tinh Landsat ETM với độ che phủ toàn lãnh thổ Việt Nam, khoảng thời gian chụp cuối năm 2001 và trong năm 2002 đã được Bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn mua để phục vụ cho công tác này và kết quả là một bộ bản đồ hiện trạng rừng 2002, bản đồ về

sự thay đổi diện tích rừng 1998-2002 cùng các số liệu thống kê rừng, đất trống năm 2002 đã được xây dựng và được Bộ nông nghiệp & phát triển nông thôn thẩm định phê duyệt vào tháng 7/2003

Ngoài các chương trình trên còn rất nhiều chương trình, đề tài khác ứng dụng kỹ thuật vi n thám như:

+ Dự án của UNDP ứng dụng vi n thám Việt Nam là nâng cao năng lực về thống kê rừng Viện Điều tra Quy hoạch Rừng vào những năm 80 Sau đó, UNDP tiếp tục tài trợ dự án thứ hai mà đối tượng chính là các nhà khoa học thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam trong vài năm Vào những năm 90, Việt Nam đã thu hút một số lớn các dự án quốc tế trong lĩnh vực nâng cao năng lực quản lý môi trường và tài nguyên trong đó GIS luôn là hợp phần quan trọng

Trang 37

+ Luận án tiến sĩ chuyên ngành khoa học địa lý của Trần Văn Thuy (1996) với đề tài “Ứng dụng phương pháp vi n thám để thành lập bản đồ thảm thực vật tỉnh Thanh Hoá, tỷ lệ 1/200.000 Tác giả sử dụng phương pháp giải đoán ảnh bằng mắt trên ảnh tổ hợp màu của tư liệu vệ tinh Landsat

TM, KFA-1000, Landsat MSS, KT-200 và ảnh máy bay đen trắng để thành lập bản đồ thảm thực vật tỉnh Thanh Hoá [12]

+ Luận văn tiến sĩ kỹ thuật chuyên ngành Trắc địa ảnh và vi n thám của Phạm Việt Hòa (2012) với đề tài “Ứng dụng công nghệ tích hợp vi n thám và hệ thống thông tin địa lý xác định biến động rừng ngập mặn Đề tài

sử dụng ảnh SPOT 5 qua các thời kỳ kết hợp với sử dụng chỉ số thực vật NDVI để thành lập và đánh giá sự biến động rừng qua các thời kỳ

+ Luận văn Thạc sỹ của Nguy n Đắc Triển chuyên ngành Lâm học (2009): “Nghiên cứu sử dụng tư liệu vi n thám để theo dõi mất rừng do làm nương rẫy tại huyên Kim Bôi, tỉnh Hòa Bình Trong đề tài, tác giả đã sử dụng ảnh Landsat+ETM năm 1999, 2003, 2007 và sử dụng phương pháp phân loại theo chỉ số thực vật để theo dõi mất rừng do làm nương rẫy[9]

+ Luận văn thạc sỹ chuyên ngành quản lý đất đai của Lê Thị Thùy Vân (2010) với đề tài “Ứng dụng công nghệ vi n thám và GIS để xác định biến động đất đai trên địa bàn phường Vĩnh Trại, thành phố Lạng Sơn giai đoạn

2003 - 2008 Đề tài sử dụng bình đồ ảnh vi n thám SPOT 5 với độ phân giải 2,5x2,5m, kết hợp với việc giải đoán ảnh bằng phần mềm ENVI để xác định biến động đất đai trên địa bàn phường [13]

Nhìn chung, có thể thấy rằng công nghệ vi n thám và GIS được các nhà khoa học trên thế giới cũng như Việt Nam áp dụng khá sớm, đồng thời được áp dụng trong rất nhiều lĩnh vực đặc biệt là trong lĩnh vực quản lý môi trường và tài nguyên thiên nhiên 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

Trang 38

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

1.3.1 M t s ứn n t n n t m v t m

Sử dụng GIS để tạo và lưu trữ dữ liệu địa lý tạo cơ s dữ liệu Cơ s dữ liệu địa lý được tạo và quản lý bằng GIS cho phép các ứng dụng đa ngành có thể được thực hiện trên cùng một nền dữ liệu thống nhất

+ Tính toán theo các mô hình để tạo ra thông tin mới

- Bản đồ thích nghi cây trồng được tính toán dựa trên việc chồng xếp có trọng số các thông tin: bản đồ thổ nhưỡng, bản đồ độ dốc

- Bản đồ hiện trạng rừng hai thời kỳ được chồng xếp để có bản đồ về biến động rừng giữa hai thời kỳ;

+ Các bài toán mô phỏng

Theo các mô hình lý thuyết (mang tính giả định), GIS còn có ứng dụng trong các bài toán mô phỏng như các ví dụ sau:

- Với một chiều cao đập cho trước, GIS có thể mô phỏng được mức, lượng, diện tích nước ngập

- Với các chiều rộng m đường khác nhau trên bản đồ hiện trạng sử dụng đất, GIS cho phép mô phỏng các phương án m đường và tiền đền bù

+ Các ứng dụng có liên quan đến mô hình số độ cao

- Như tính toán phạm vi quan sát từ điểm phục vụ cho các yêu cầu quân

sự hoặc đặt trạm ăng ten vi n thông (điện thoại di động)

- Các thông số của địa hình được xác định như độ cao, độ dốc còn phục

vụ cho công tác qui hoạch (ví dụ phân cấp phòng hộ đầu nguồn) và các khoa học trái đất (địa mạo, địa lý)

+ Các phân tích mạng

Trang 39

Để giải quyết các bài toán tìm đường ngắn nhất hay thời gian thích hợp

để bật tắt đ n xanh đ n đỏ trong giao thông đô thị

lý dữ liệu GIS, tích hợp GIS với các thông tin chuyên đề để hình thành hệ thông tin giải quyết một vấn đề cụ thể cũng như trợ giúp quyết định, nhất là trong quản lý lãnh thổ…

1.3.2 n n tron n n p v t tr n n n t n

Hệ thống thông tin địa lý (GIS) và Vi n thám (Remote sensing) thuộc nhóm những công nghệ phát triển nhanh nhất hiện nay Bất cứ sự vật hiện tượng nào trên trái đất có thể bản đồ hoá thì có thể ứng dụng GIS GIS sử dụng máy tính với những phần mềm chuyên dụng để lưu trữ, phân tích và trình di n dữ liệu đã thu thập được về một chủ đề nào đó Với các thông tin có sẵn liệu GIS sẽ giúp gì trong lĩnh vực nông nghiệp và phát triển nông thôn? GIS có thể được sử dụng để theo dõi sự phát triển của cỏ dại, sâu bệnh phá hoại mùa màng, thể hiện loại đất, hạn hán, lũ lụt và rất nhiều các yếu tố khác giúp quản lý quá trình sản xuất nông, lâm nghiệp và phát triển nông thôn

Trang 40

Chương 2

M C TIÊU, NỘI DUNG V PHƯƠNG PH P NGHIÊN C U

2.1 Mục tiêu nghiên cứu

2.1.1 M t êu un

Góp phần tạo cơ s khoa học cho việc áp dụng công nghệ vi n thám để thành lập bản đồ thảm thực vật rừng và công tác đánh giá biến động thảm thực vật rừng tại Vườn Quốc Gia Phong Nha K Bàng

2.2 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu

- Ảnh vệ tinh: Ảnh vệ tinh được sử dụng trong bài luận văn là ảnh vệ tinh Sential 2Avới độ phân giải không gian là 10x10m, ảnh được chụp vào ngày 11/4/2019

Ngày đăng: 12/04/2022, 21:11

HÌNH ẢNH LIÊN QUAN

Hình 1.1. Sóng điện từ - (LUẬN văn THẠC sĩ) 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​
Hình 1.1. Sóng điện từ (Trang 15)
Hình 2.1. Tƣ liệu ảnh Sentinel 2A năm 2019 - (LUẬN văn THẠC sĩ) 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​
Hình 2.1. Tƣ liệu ảnh Sentinel 2A năm 2019 (Trang 41)
Hình 2.2. Sơ đồ Phương pháp xây dựng bộ mẫu khóa ảnh cho - (LUẬN văn THẠC sĩ) 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​
Hình 2.2. Sơ đồ Phương pháp xây dựng bộ mẫu khóa ảnh cho (Trang 44)
Hình 2.3. Hệ thống 90 M A ngoài thực địa - (LUẬN văn THẠC sĩ) 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​
Hình 2.3. Hệ thống 90 M A ngoài thực địa (Trang 45)
Hình 2.4. Sơ đồ phương pháp thành lập bản đồ - (LUẬN văn THẠC sĩ) 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​
Hình 2.4. Sơ đồ phương pháp thành lập bản đồ (Trang 47)
Bảng 2.1. Ma trận sai số phân loại tại khu vực nghiên cứu - (LUẬN văn THẠC sĩ) 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​
Bảng 2.1. Ma trận sai số phân loại tại khu vực nghiên cứu (Trang 48)
Hình 2.5. Quy trình thành lập bản đồ biến động - (LUẬN văn THẠC sĩ) 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​
Hình 2.5. Quy trình thành lập bản đồ biến động (Trang 49)
Bảng 2.2. Ma trận biến động giữa 2 thời điểm 2009 và 2019 - (LUẬN văn THẠC sĩ) 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​
Bảng 2.2. Ma trận biến động giữa 2 thời điểm 2009 và 2019 (Trang 51)
Hình 3.1. Ví trí nghiên cứu - (LUẬN văn THẠC sĩ) 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​
Hình 3.1. Ví trí nghiên cứu (Trang 52)
Bảng 4.3. Số lƣợng mẫu khóa ảnh theo từng trạng thái rừng - (LUẬN văn THẠC sĩ) 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​
Bảng 4.3. Số lƣợng mẫu khóa ảnh theo từng trạng thái rừng (Trang 68)
Hình 4.2. Gán trạng thái cho lô rừng theo M A điều tra thực địa - (LUẬN văn THẠC sĩ) 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​
Hình 4.2. Gán trạng thái cho lô rừng theo M A điều tra thực địa (Trang 70)
Bảng 4.4. Thống kê diện tích theo trạng thái rừng - (LUẬN văn THẠC sĩ) 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​
Bảng 4.4. Thống kê diện tích theo trạng thái rừng (Trang 73)
Hình 4.4. Biểu đồ tỷ lệ phần trăm diện tích các   trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu - (LUẬN văn THẠC sĩ) 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​
Hình 4.4. Biểu đồ tỷ lệ phần trăm diện tích các trạng thái rừng tại khu vực nghiên cứu (Trang 74)
Bảng 4.5. Quy đổi hệ thống phân loại - (LUẬN văn THẠC sĩ) 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​
Bảng 4.5. Quy đổi hệ thống phân loại (Trang 75)
Hình 4.5. Bản đồ biến động tài nguyên rừng giai đoạn 2009 - 2019 - (LUẬN văn THẠC sĩ) 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​
Hình 4.5. Bản đồ biến động tài nguyên rừng giai đoạn 2009 - 2019 (Trang 77)

TRÍCH ĐOẠN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

🧩 Sản phẩm bạn có thể quan tâm

w