Ứng dụng GIS và viễn thám để thành lập bản đồ hiện trạng rừng năm 2011 tại xã nông hạ huyện chợ mới tỉnh bắc kạn

Tài liệu Khóa Luận tốt nghiệp cho các bạn học Lâm Nghiệp rất hay !

Phần 1

MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề

Với sự phát triển kỳ diệu của công nghệ thông tin trong những thập kỷcuối cùng của thế kỷ 20 đã đặt nền móng cho sự ra đời của hệ thống thông tinkhông gian Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Infomation System) và ảnhviễn thám (Remote Sensing) đã mở ra nhiều hướng ứng dụng trong nhiềungành khoa học và quản lý Đặc biệt đối với lĩnh vực quản lý tài nguyên rừng

và môi trường, công nghệ này hỗ trợ đắc lực cho quản lý cơ sở dữ liệu, lưutrữ, thống nhất lưu trữ mô hình hóa và mô tả được nhiều loại dữ liệu, đặc biệt

là khả năng phân tích và liên kết dữ liệu thuộc tính với dữ liệu không gian đểlựa chọn các giải pháp quản lý, sử dụng bền vững và có hiệu quả tài nguyên.Ngày nay, với kỹ thuật GPS và GIS, Viễn thám càng ngày càng có rấtnhiều ứng dụng thực tế cụ thể trong nhiều lĩnh vực Trong đó, không thểkhông kể đến các ứng dụng của Viễn thám trong nghiên cứu các lĩnh vựcthuộc Khoa học Trái Đất, đặc biệt là Tài Nguyên Rừng Trong lĩnh vực quản

lý rừng, công nghệ viễn thám được coi như một công cụ quan trắc hữu íchnhằm theo dõi những biến động, thay đổi trạng thái của rừng theo thời gian,phát hiện kịp thời những bất lợi của các hiện tượng thiên nhiên và tác độngcủa con người lên rừng như khai thác bừa bãi, phát hiện cháy rừng, nghiêncứu tài nguyên rừng và thành lập bản đồ chuyên đề (đặc biệt là các bản đồhiện trạng rừng)

Trong thành lập bản đồ hiện trạng rừng, Viễn thám cung cấp thông tinbao quát trên diện rộng, chi phí lại thấp, thời gian ngắn, cập nhật thông tinmột cách nhanh nhậy, giảm bớt được một khối lượng lớn công việc mà trướcđây khi xây dựng bản đồ hiện trạng rừng phải đo đạc, quan trắc và khảo sátthực địa nhưng kết quả lại không cao.Vì vậy việc sử dụng các thông tin viễnthám tích hợp với hệ thống thông tin địa lý (GIS) và hệ thống định vị toàn cầu(GPS) cùng với các quan trắc thu được từ bề mặt sẽ đáp ứng khách quan và đadạng các thông tin cần thiết phục vụ công tác lập bản đồ chuyên đề nghiêncứu giám sát và quản lý tài nguyên rừng để có các biện pháp tác động và xử

lý kịp thời

Ở Việt Nam, trong xu thế hội nhập quốc tế, ngành lâm nghiệp cùngnhiều ngành khác đang coi hệ thống thông tin địa lý như là một công cụkhông thể thiếu được trong quản lý tài nguyên rừng nói riêng và trong việcquản lý quy hoạch phát triển bền vững của khu vực nói chung.

Tại tỉnh Bắc Kạn việc quản lý tài nguyên rừng đang là một vấn đề hếtsức cấp thiết Với đặc thù là một tỉnh miền núi địa hình hiểm trở còn nhiềukhó khăn, diện tích đất lâm nghiệp còn nhiều nhưng rừng có trữ lượng về giátrị kinh tế không cao Việc đưa công nghệ mới vào quản lý tài nguyên rừng làrất cần thiết trong việc trồng rừng và bảo vệ rừng từ đó giúp cho việc quản lýrừng của các cấp lãnh đạo được tốt hơn

Do đó chúng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài: “Ứng dụng GIS và Viễn

thám để thành lập bản đồ hiện trạng rừng năm 2011 tại xã Nông Hạ huyện Chợ Mới - tỉnh Bắc Kạn”

1.3 Mục tiêu nghiên cứu

- Xây dựng được bộ khóa giải đoán ảnh Spot 5 cho xã Nông Hạ huyệnChợ Mới, tỉnh Bắc Kạn

- Xác định được quy mô diện tích rừng theo yêu cầu năm 2011

- Đề xuất được các bước giải đoán ảnh viễn thám Spot 5

1.4 Ý nghĩa của đề tài

1.4.1 Ý nghĩa học tập và nghiên cứu khoa học

Nghiên cứu ứng dụng GIS và Viễn thám thành lập bản đồ hiện trạngrừng năm 2011 tại xã Nông Hạ, huyện Chợ Mới, tỉnh Bắc Kạn sẽ giúp chosinh viên có cơ hội tiếp cận với các phương pháp nghiên cứu khoa học Củng

cố lại vốn kiến thức đã được học trên giảng đường

1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn sản xuất

Đề tài sẽ góp phần xây dựng được bộ khóa giải đoán ảnh Spot 5 cho xãNông Hạ, huyện Chợ Mới, tỉnh Bắc Kạn Điều tra nguyên nhân tác động đếnbiến động rừng và phân tích được các nguyên nhân gây biến động rừng từ đó

đề xuất các giải pháp để nâng cao công tác quản lý bảo vệ rừng tại địa bànnghiên cứu Trang bị cho sinh viên một số kiến thức ngoài thực tiễn

Phần 2 TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.1 Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu

2.1.1 Cơ sở khoa học giải đoán ảnh viễn thám

Viễn thám (Remote Sensing) là phương pháp công nghệ nhằm xác địnhthông tin về hình dáng và tính chất của một vật thể, một đối tượng từ mộtkhoảng cách cố định, không có sự tiếp xúc trực tiếp với chúng Nguyên tắchoạt động của viễn thám là dựa trên sự liên quan giữa sóng điện từ từ nguồnphát và vật thể quan tâm Từ đó thấy rằng cơ sở nhận biết các đối tượng trênảnh viễn thám đó chính là tương tác giữ sóng điện từ và vật chất

Sự tương tác giữa sóng điện từ và vật chất: Sóng điện từ mà không bị tán

xạ và hấp thụ bởi khí quyển có thể vươn tới và tương tác với các đối tượngvật chất trên bề mặt trái đất Có ba dạng tương tác có thể xảy ra khi sóng điện

từ đập vào bề mặt vật chất trên trái đất là: Hấp phụ, xuyên qua và phản xạ.Mức độ của từng dạng phản xạ của mỗi đối tượng phụ thuộc vào độ trơn lánghay thô của bề mặt đối tượng so với bước sóng của sóng điện từ tới Nếunhững bước sóng nhỏ hơn nhiều so với kích thước các hạt của bề mặt thì phản

xạ khuếch tán sẽ trội hơn Ví dụ với cát mịn sẽ xuất hiện khá trơn với cácsóng cực ngắn có bước sóng dài và hoàn toàn thô với bước sóng ánh sángnhìn thấy

Trong lá cây tồn tại một hợp chất gọi là diệp lục (chlorophyll) hấp thụmạnh các sóng điện từ trong vùng xanh lục Do đó lá cây xuất hiện màu xanhlục và chúng xanh nhất vào mùa hè khi lượng diệp lục trong lá cây đạt cựcđại Vào mùa thu lượng diệp lục trong lá cây giảm vì vậy sóng điện từ trongvùng màu đỏ ít bị hấp thụ đồng thời nó được phản xạ nhiều hơn làm cho lácây có màu đỏ hoặc vàng (màu vàng là màu được kết hợp giữa màu xanh lục

và màu đỏ) Thực vật phản xạ ở bước sóng 0.54 (µm) và phần hồng ngoại.Khả năng phản xạ phổ của thực vật ở phần hồng ngoại lớn hơn rất nhiều lần

sự phản xạ mạnh hơn của các sóng điện từ trong vùng sóng đỏ bị hấp thụmanh hơn vùng bước sóng màu xanh lam và xanh lục Do đó trong vùng bướcsóng đỏ hay hồng ngoại gần, nước sẽ trông tối hơn.

- Nước trong sẽ hấp thụ nhiều và phản xạ ít, do đó màu sắc của nó sẽ rấtthẫm trên ảnh

- Nước đục sẽ phản xạ mạnh hơn nước trong vì khả năng phản xạ của nóphụ thuộc vào khả năng phản xạ của các đối tượng trong nước (ví dụ như phù

sa hoặc rong rêu) Vì trong tảo có diệp lục hấp thụ nhiều sóng điện từ vùngmàu xanh lam và đỏ nó phản xạ mạnh hơn với vùng sóng điện từ màu xanhlục làm cho nước có màu xanh hay xanh lục hơn

Đất phản xạ rất mạnh và khả năng phản xạ phụ thuộc vào chiều dài bướcsóng Ngoài ra đối với đối tượng đất, mặc dù nó có thể phản xạ ở mọi bướcsóng nhưng nếu trong đất có chứa các tạp chất và nước thì khả năng phản xạphổ của nó sẽ thay đổi Ví dụ trong trong đất có nước thì nó hấp thụ nhiềunăng lượng và phản xạ ít năng lượng hơn Nếu trong đất có chứa chất phù sahoặc chất sắt thì nó cũng hấp phụ nhiều năng lượng và màu sắc của nó sẽ trởnên sẫm hơn

Như vậy các đối tượng khác nhau có sự ghi nhận về sự hấp thụ, truyền

và phản xạ về sóng điện từ khác nhau, bằng cách đo lường năng lượng phản

xạ hay bức xạ từ các đối tượng trên bề mặt trái đất thông qua nhiều dải bướcsóng khác nhau

Dựa trên cơ sở đó có thể nhận diện các đối tượng, sự thay đổi các đốitượng dựa vào ảnh vệ tinh

2.1.2 Cơ sở khoa học thành lập bản đồ hiện trạng

Bản đồ hiện trạng rừng là bản đồ chuyên đề về tài nguyên rừng đượcbiên vẽ trên nền bản đồ địa hình cùng tỷ lệ, trên đó thể hiện đầy đủ và chínhxác vị trí, diện tích các loại trạng thái rừng phù hợp với kết quả thống kê,kiểm kê tài nguyên rừng theo định kỳ Bằng việc sử dụng các màu sắc và kýhiệu thích hợp hiển thị các trạng thái rừng khác nhau, nó cho thấy rõ toàn bộ

sự phân bố tài nguyên rừng trên khu vực

Bản đồ hiện trạng rừng là tài liệu quan trọng và cần thiết cho công tácquản lý, phát triển tài nguyên rừng và cho các ngành kinh tế, kỹ thuật khácđang sử dụng và khai thác tài nguyên rừng

Bản đồ hiện trạng rừng được thành lập ra nhằm mục đích:

- Thể hiện kết quả thống kê, kiểm kê tài nguyên rừng lên bản vẽ

- Xây dựng tài liệu cơ bản phục vụ quản lý, phát triển tài nguyên rừng

- Là tài liệu phục vụ xây dựng phương án quy hoạch lâm nghiệp, kếhoạch sử dụng hợp lý tài nguyên rừng, lập phương án bảo vệ, quản lý rừng,đất rừng và kiểm tra thực hiện quy hoạch lâm nghiệp đã được phê duyệt củacác địa phương và các ngành kinh tế

Bản đồ hiện trạng rừng được xây dựng cho từng cấp hành chính: xã,huyện, tỉnh, toàn quốc

Tỷ lệ bản đồ hiện trạng rừng được quy định như sau:

- Địa hình, thủy văn, địa vật và địa danh quan trọng

- Ranh giới các loại trạng thái rừng

- Thành lập bản đồ hiện trạng rừng bằng phương pháp đo ảnh viễn thám

- Thành lập bản đồ hiện trạng rừng bằng phương pháp đo vẽ trực tiếp ởngoài thực địa

- Ứng dụng công nghệ bản đồ số

2.1.3 Vai trò của hệ thống thông tin địa lý GIS và viễn thám trong công tác thành lập bản đồ hiện trạng rừng

- Vai trò hệ thống thông tin địa lý GIS:

Hệ thống thông tin địa lý GIS trong quản lý tài nguyên rừng được ứngdụng ở khía cạnh: Điều tra và giám sát tài nguyên rừng, phân tích, mô hìnhhóa và dự đoán nhằm hỗ trợ quá trình ra quyết định (Jean E McKendry and JRonald Eastman)

Hiện nay xây dựng cơ sở dữ liệu GIS đang được ứng dụng nhiều trongcác lĩnh vực khác nhau như: Ứng dụng công nghệ GIS trong quản lý tàinguyên và quy hoạch lãnh thổ du lịch (Trương Sỹ Vinh, 1997) [11] Xâydựng cơ sở dữ liệu quản lý rác thải ở thành phố Đà Nẵng dưới sự trợ giúp củaGIS (Nguyễn Thị Diệu, 2010) [2]

Ứng dụng GIS trong xây dựng cơ sở dữ liệu quản lý tài nguyên nướcdưới đất (Đặng Nguyễn Anh Thư, 2008) [8], xây dựng cơ sở dữ liệu GISphục vụ hiệu quả công tác quản lý dịch bệnh trên phạm vi toàn tỉnh BếnTre (Trần Vĩnh Phước, 2008) [5]…những nghiên cứu đều cho thấy quátrình xây dựng cơ sở dữ liệu trong GIS là hết sức cần thiết và hữu ích Kếtquả đều nhằm giúp cho quá trình quản lý hiệu quả và bền vững hơn nguồntài nguyên và tiềm năng của nghành

Trong lâm nghiệp có thể kể ra một số các tác giả sau:

Nguyễn Quang Tuấn (2009) [9] Ứng dụng GIS và viễn thám thành lậpbản đồ hiện trạng thảm thực vật tỷ lệ 1/50.000 huyện Kỳ Anh, tỉnh Hà Tĩnh.Hoàng Tiến Hà (2011) [4] Ứng dụng công nghệ hệ thống thông tin địa

lý (GIS) để dự báo xói mòn đất huyện Sơn Động, tỉnh Bắc Giang

- Vai trò viễn thám:

Ảnh viễn thám là ảnh được chụp từ những vệ tinh bay chụp có độ phângiải cao, ảnh viễn thám có độ phủ rộng các cảnh dưới mặt đất rất thuận tiệncho việc nghiên cứu biến động tài nguyên thiên nhiên và đặc biệt là có thể sửdụng để thành lập bản đồ hiện trạng

Với những ưu điểm của tư liệu ảnh viễn thám mà ngày nay với sự pháttriển của công nghệ viễn thám và GIS mà nó được ứng dụng vào để thành lậpbản đồ hiện trạng rừng Ảnh viễn thám có những ưu điểm nổi bật như:

- Có độ phủ rộng.

- Có độ phân giải cao

Những tư liệu ảnh số có độ phân giải cao và siêu cao thuận tiện cho việcnghiên cứu biến động tài nguyên và thành lập bản đồ hiện trạng

Tư liệu ảnh viễn thám thể hiện khá rõ ranh giới thực vật trong khi baychụp với ba kênh màu cơ bản thì việc giải đoán các đối tượng dưới mặt đất làrất thuận tiện

Sử dụng các giải phổ đặc biệt khác nhau để quan sát các đối tượng nên

tư liệu ảnh viễn thám có độ chính xác về những biến đổi của đối tượng thuậntiện cho việc nghiên cứu biến đổi khí hậu, nhiệt độ của trái đất

Tư liệu viễn thám có độ phân giải cao nên có thể sử dụng để thành lậpbản đồ từ tỷ lệ lớn (1/5.000 - 1/25.000) đến tỷ lệ trung bình (1/50.000 -1/100.000) và tỷ lệ nhỏ (1/250.000 - 1/1.000.000), nên nó không chỉ dừng lại

ở việc thành lập bản đồ hiện trạng rừng mà còn được ứng dụng trong nhiềungành khoa học khác như trong công tác điều tra quy hoạch rừng, khí tượng,đánh giá tác động môi trường

Với những đặc tính thuận lợi như trên thì tư liệu ảnh viễn thám thuậntiện cho việc thành lập bản đồ chuyên đề nói chung và bản đồ hiện trạng rừngnói riêng Mặt khác tư liệu ảnh viễn thám cũng là nơi cung cấp những thayđổi để cập nhật vào cơ sở dữ liệu địa lý quốc gia

2.2 Tổng quan vấn đề nghiên cứu

2.2.1 Những nghiên cứu trên Thế Giới

Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System - GIS) nằmtrong hệ thống công nghệ thông tin, nhưng được phát triển chuyên sâu choviệc quản lý cơ sở dữ liệu gắn với các yếu tố địa lý, không gian và bản đồ.GIS ngày càng được phát triển rộng rãi bởi khả năng tích hợp, phân tích thôngtin sâu và giải quyết được nhiều vấn đề tổng hợp Thông qua GIS như thuthập, phân tích, tổng hợp, tìm kiếm, tổ hợp thông tin, cơ sở dữ liệu gắn vớiyếu tố địa lý, giúp cho việc đánh giá các quá trình, dự báo những khả năngxảy ra, cũng như đưa ra những giải pháp mới Do vậy GIS ngày càng đượcứng dụng trong nhiều hoạt động cả về kinh tế - xã hội, quản lý và môi trường

Trong Lâm nghiệp nhờ có ứng dụng GIS, Viễn thám và GPS mà công táctheo dõi, đánh giá diễn biến tài nguyên rừng, xây dựng bản đồ hiện trạng trởlên dễ dàng hơn và hiệu quả hơn.

Trong giai đoạn thế chiến thứ nhất, đã có ứng dụng ảnh hàng không xâydựng bản đồ rừng ở vùng Maurice thuộc Canada, bản đồ thực vật rừng ở Anh(1924), điều tra trữ lượng rừng từ ảnh hàng không của Mỹ (1940) Thí nghiệmcác phương pháp đo tán, đo chiều cao trên ảnh của Seely, Hugershoff,… Tuynhiên, giai đoạn này chưa xây dựng được hoàn chỉnh hệ thống lý luận cũngnhư các phương pháp đọc đoán ảnh hàng không (Vũ Tiến Hinh & PhạmNgọc Giao, 1997) [3]

Kết quả theo dõi từ năm 1972 đến năm 1991, nhờ ứng dụng công nghệ

RS và GIS trong đánh giá biến động rừng và độ che phủ rừng cho thấy ở Ấn

Độ diện tích rừng từ 14,12 triệu ha xuống còn 11,72 triệu ha, giảm 2,4 triệu ha Từkết quả đó Ấn độ đã xây dựng hệ thống bản đồ hiện trạng với chu kỳ 2 năm đểquản lý, bảo vệ và phát triển rừng hiệu quả (Dutt, Udayalakshmt, 1994)

Theo Devendra Kumar (2011) [14], việc ước tính sự thay đổi về độ chephủ rừng dựa trên dữ liệu vệ tinh có thể giúp các nhà nghiên cứu thấy rõ đượckhả năng tích lũy carbon, biến đổi khí hậu, mối đe dọa đến đa dạng sinh học

và mức độ biến động rừng thông qua dữ liệu vệ tinh Bản đồ lớp phủ rừng củacác vùng được xây dựng dựa trên ba loại nguồn dữ liệu: Thu thập ý kiến chuyên gia, dựa vào các sản phẩm viễn thám và thống kê quốc gia

Bodart et al (2009) [13], theo dõi sự thay đổi độ che phủ rừng nhiệt đới ởchâu Mỹ Latinh, Nam Á và châu Phi năm 1990 - 2000 bằng cách sử dụng ảnh

vệ tinh và phát triển một cách tiếp cận hoạt động và mạnh mẽ có thể trước khimột quá trình rất lớn số lượng dữ liệu từ các điều kiện khác nhau một cách tựđộng để đưa các dữ liệu multitemporal và đa cảnh trên quy mô tương tự vàphân khúc xạ hình ảnh trước khi phân loại giám sát

Hansen và DeFries (2004) [17], sử dụng ảnh vệ tinh để theo dõi sự thayđổi độ che phủ rừng trong thời gian 1982 - 1990 và cuối cùng kết luận rằng,trái ngược với Liên Hiệp Quốc Tổ chức Nông lương (FAO) báo cáo về một

sự gia tăng toàn cầu về độ che phủ rừng Mỹ Latinh và vùng nhiệt đới châu Á

là hai khu vực phá rừng chiếm ưu thế Paraguay cho thấy tỷ lệ cao nhất liênquan đến mất rừng, trong khi Indonesia đã có sự gia tăng lớn nhất trong việcphá rừng từ những năm 1980 đến năm 1990.

Ở Nhật Bản, đã ứng dụng RS và GIS để xây dựng bản đồ địa hình và bản

đồ lớp phủ rừng, đây là cơ sở cho việc theo dõi và đánh giá sự phục hồi sinhthái của Siri Kawala Ierd, K.Fujiwara

Su-Fen Wang (2004) [20], khi tiến hành giải đoán ảnh Spot 4 và Spot 5theo phương pháp phân loại có kiểm định cho những vùng núi ở phía bắc ĐàiLoan, kết quả cho thấy độ chính xác của ảnh Spot 5 (74%) cao hơn ảnh Spot 4(71%) do ảnh Spot 5 có độ chính xác cao hơn Kết quả phân loại ra 3 trạngthái là rừng Chamaecyparis formosensis, rừng trồng cây thuộc họ tùng, rừngcây lá rụng

2.2.2 Những nghiên cứu ở Việt Nam

Việt Nam là nước tiếp cận với RS và GIS muộn hơn các nước trong khuvực và trên thế giới

Trong suốt thời gian dài trước năm 1945, Việt Nam không có khả năngthực hiện việc điều tra rừng Thời kỳ này chỉ có số liệu về tài nguyên rừngđược công bố trong công trình "Lâm nghiệp Đông Dương" của P Maurand và

số liệu đó thường được xem là tài liệu gốc để so sánh diễn biến rừng ở ViệtNam từ năm 1945 trở về sau

Năm 1958, với sự hợp tác của CHDC Đức đã sử dụng ảnh máy bay đentrắng toàn sắc tỷ lệ 1/30.000 để điều tra rừng ở vùng Đông Bắc Đó là mộtbước tiến bộ kỹ thuật rất cơ bản, tạo điều kiện xây dựng các công cụ cần thiết

để nâng cao chất lượng công tác điều tra rừng ở nước ta Từ cuối năm 1958,bình quân mỗi năm đã điều tra được khoảng 200.000 ha rừng, đã sơ thámđược tình hình rừng và đất đồi núi, lập được thống kê tài nguyên rừng đơngiản và vẽ được phân bố tài nguyên rừng ở miền Bắc Đến cuối năm 1960,tổng diện tích rừng ở miền Bắc đã điều tra được vào khoảng 1,5 triệu ha Ởmiền Nam ảnh máy bay được sử dụng từ năm 1959, đã xác định tổng diệntích rừng miền Nam là 8 triệu ha

Kỹ thuật viễn thám đã được đưa vào sử dụng ở Việt Nam từ năm 1976(Viện Điều tra Quy hoạch Rừng) Mốc quan trọng để đánh dấu sự phát triểncủa kỹ thuật viễn thám ở Việt Nam là sự hợp tác nhiều bên trong khuôn khổcủa chương trình vũ trụ quốc tế (Inter Kosmos) nhân chuyến bay vũ trụ kếthợp Xô - Việt tháng 7 năm 1980.

Kết quả nghiên cứu các công trình khoa học này được trình bày trong hộinghị khoa học về kỹ thuật vũ trụ năm 1982 nhân tổng kết các thành tựu khoahọc của chuyến bay vũ trụ Xô - Việt năm 1980 trong đó một phần quan trọng

là kết quả sử dụng ảnh đa phổ MKF-6 vào mục đích thành lập một loạt cácbản đồ chuyên đề như: địa chất, đất, sử dụng đất, tài nguyên nước, thuỷ văn,rừng vv

Từ năm 1981 đến năm 1983, lần đầu tiên ngành lâm nghiệp tiến hành điều tra,đánh giá tài nguyên rừng trên phạm vi toàn quốc Trong đó đã kết hợp giữa điều tramặt đất và giải đoán ảnh vệ tinh do FAO hỗ trợ Do vào đầu những năm 1980, ảnh

vệ tinh và ảnh hàng không còn rất hạn chế, chỉ đáp ứng yêu cầu điều tra rừng ở một

số vùng nhất định mà chưa có đủ cho toàn quốc

Từ năm 1991 - 1995 đã tiến hành theo dõi diễn biến tài nguyên rừng toànquốc và xây dựng bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng trên cơ sở kế thừa nhữngbản đồ hiện trạng rừng hiện có thời kỳ trước năm 1990, sau đó dùng ảnh vệtinh Landsat MSS và Landsat TM có độ phân giải 30x30m để cập nhật nhữngkhu vực thay đổi sử dụng đất, những nơi mất rừng hoặc những nơi có rừngtrồng mới hay mới tái sinh phục hồi Ảnh vệ tinh Landsat MSS và Landsat

TM tỷ lệ 1:250.000 được giải đoán khoanh vẽ trực tiếp trên ảnh bằng mắtthường Kết quả giải đoán được chuyển lên bản đồ địa hình tỷ lệ 1:100.000 vàđược kiểm tra tại hiện trường Thành quả đã thành lập được: bản đồ sinh tháithảm thực vật rừng các vùng tỷ lệ 1:250.000; bản đồ dạng đất đai các tỉnh tỷ

lệ 1:100.000 và các vùng tỷ lệ 1:250.000

Từ năm 1996 - 2000, bản đồ hiện trạng rừng được xây dựng bằngphương pháp viễn thám Ảnh vệ tinh đã sử dụng là SPOT3, có độ phân giải15m x 15m, phù hợp với việc xây dựng bản đồ tỷ lệ 1:100.000 So với ảnhLandsat MSS và Landsat TM, ảnh SPOT3 có độ phân giải cao hơn, các đối

tượng trên ảnh cũng được thể hiện chi tiết hơn Ảnh SPOT3 vẫn được giảiđoán bằng mắt thường nên kết quả giải đoán vẫn còn phụ thuộc nhiều vàokinh nghiệm của chuyên gia giải đoán và chất lượng ảnh Kết quả về mặtthành lập bản đồ: Đã xây dựng được bản đồ phân vùng sinh thái thảm thực vậtcấp vùng và toàn quốc; bản đồ phân loại đất cấp tỉnh, vùng và toàn quốc; bản

đồ hiện trạng rừng cấp tỉnh, vùng và toàn quốc và bản đồ hiện trạng rừng tỷ lệ1:100.000; 1:250.000; 1:1000.000

Từ năm 2000 - 2005, phương pháp xây dựng bản đồ trong lâm nghiệp đãđược phát triển lên một bước Bản đồ hiện trạng rừng được xây dựng từ ảnh

số vệ tinh Landsat ETM+ Độ phân giải ảnh là 30m x 30m Việc giải đoánảnh được thực hiện trong phòng dựa trên những mẫu khóa ảnh đã được kiểmtra ngoài hiện trường

Ưu điểm của phương pháp giải đoán ảnh số là tiết kiệm được thời gian

và có thể giải đoán thử nhiều lần trước khi lấy kết quả chính thức Như vậy,tuy khoa học điều tra rừng ra đời muộn hơn so với nhiều môn khoa học khácnhưng đã đạt được những thành quả nhất định Song song với điều tra mặtđất, đã nghiên cứu thử nghiệm và từng bước ứng dụng có hiệu quả phươngpháp viễn thám trong xây dựng các bản đồ tài nguyên rừng Tuy nhiên, hệthống các bản đồ tài nguyên rừng Việt Nam hiện nay, do được xây dựng tạicác thời điểm khác nhau và đã sử dụng nhiều nguồn thông tin tư liệu, nhiềunguồn ảnh, từ ảnh vệ tinh Landsat MSS, TM, SPOT, Aster, Radar, ảnh máybay và hệ thống phân loại rừng rất khác nhau qua các thời kỳ, nên đã tạo ranhiều loại số liệu không đồng bộ, gây khó khăn cho người sử dụng, đặc biệttrong việc theo dõi biến động về diện tích của rừng qua các thời kỳ

Công trình quản lý kết quả trồng rừng PAM 1989 - 1996, gồm 3 dự án:PAM 2780 trên 5 tỉnh, 700 hợp tác xã từ Nghệ An đến Huế, PAM 3352 trên 5tỉnh Bắc Thái, Hà Tây, Hoà Bình, Vĩnh Phú, Hà Nội PAM 4304 trên 13 tỉnhduyên hải từ Quảng Ninh đến Bình Thuận Cơ quan yêu cầu: PAM, Ban quản

lý trồng rừng, dự án VIE - 91 - 022, và các Ban quản lý PAM của 18 tỉnhthành phố với diện tích vùng xử lý khoảng 10 triệu ha, diện tích trồng rừng

gần 200.000 ha Tỷ lệ bản đồ gồm 1:10.000 cho các lô rừng trồng với hơn300.000 lô, tỷ lệ 1:25.000 cho các xã có trồng rừng, 1:100.000 cho tỉnh

Dự án VIE - 76 - 014 lần đầu tiên đã xây dựng bản đồ hiện trạng rừng vàcác trạng thái rừng trên cơ sở sử dụng ảnh viễn thám Landsat Đây là bướcngoặt đánh dấu sự phát triển của việc ứng dụng RS và GIS vào Lâm nghiệpnói chung và điều tra quy hoạch rừng nói riêng

Theo kết quả báo cáo dự án điều tra thông tin về hiện trạng rừng tre nứatại một số tỉnh, phương pháp giải đoán ảnh bằng mắt, khoanh vẽ trực tiếp trênmàn hình máy tính đối với ảnh Spot 5 do cấu trúc không gian của ảnh rất rõràng được thực hiện Kết quả cho thấy đã xác định được 3 loại rừng tre nứahỗn giao, rừng tre nứa thuần loài và rừng tre nứa trồng Tuy nhiên với loạirừng hỗn giao, việc xác định loài dựa trên ảnh là chưa khả thi

Đối với ngành điều tra theo dõi diễn biến tài nguyên rừng, các chươngtrình ứng dụng GIS và Viễn thám gần đây có như sau: Chương trình điều tranguyên liệu giấy (1972 - 1985), chương trình hợp tác Việt Nam - Thụy Điển,

Dự án ứng dụng viễn thám để theo dõi biến động các khu bảo tồn thiên nhiên(1991 - 1995) - WWF, chương trình ứng dụng GIS trong theo dõi đánh giádiễn biến tài nguyên rừng (1991 - 1995), (1996 - 2000), (2001 - 2005), (2006

- 2010) - FIPI, dự án theo dõi độ che phủ hạ lưu sông Mê Kông (1993 - 1995)

- Ủy ban Mê Kông, đem lại nhiều kết quả khả quan

Các chương trình nhỏ của các tổ chức trong công tác điều tra đánh giáhiện trạng sử dụng rừng và thành lập bản đồ hiện trạng phân bố của một sốloài động vật như ở Vườn Quốc Gia Xuân Sơn (2009), Khu BTTN Bắc Mê -

Hà Giang, Vườn Quốc Gia Ba Bể, Khu BTTN Kim Hỷ - Băc Kạn, Khu bảotồn loài sinh cảnh Vượn Cao vít - Cao Bằng, Khu bảo tồn đất ngập nước VânLong, Khu BTTN Xuân Liên - Thanh Hoá

Ngoài ra, những nghiên cứu của các nhà khoa học trong nước trong việcnghiên cứu ứng dụng GIS trong Lâm nghiệp thời gian gần đây như: Lại HuyPhương năm 1995 “Ứng dụng kỹ thuật tin học - GIS trong điều tra quy hoạch

và quản lý rừng Việt Nam”, Nguyễn Mạnh Cường năm 1995 với nghiên cứu

“Xây dựng bản đồ rừng trên cơ sở ứng dụng thông tin viễn thám”, Chu Thị

Bình 2001 “Ứng dụng công nghệ tin học để khai thác thông tin cơ bản trên tưliệu viễn thám, nhằm phục vụ việc nghiên cứu một số đặc trưng về rừng ViệtNam” Nguyễn Ngọc Thanh và Nguyễn Ngọc Khánh, Hà Nội - 1999, đã thửnghiệm sử dụng ảnh MODIS để thành lập bản đồ lớp phủ bề mặt và sử dụngđất, bản đồ phân bố rừng và thảm thực vật tỉ lệ 1: 500.000 vùng Tây Nguyên

và Đông Nam Bộ và một số bản đồ dẫn xuất khác

Nguyễn Trường Sơn (2009) [6], tác giả kết hợp GIS và viễn thám trongviệc giám sát hiện trạng rừng tại huyện Yên Thế, tỉnh Bắc Giang Tác giả sửdụng ảnh viễn thám Lansat 7 năm 1999 và ảnh Spot 5 năm 2003, tác giả sửdụng phương pháp phân loại có kiểm định theo thuật toán ML (Maximumlikelihood) kết hợp với kết quả giải đoán theo phương pháp phân loại ảnhtheo chỉ số thực vật NDVI, kết quả phân loại qua 2 giai đoạn sử dụngARCGIS để đánh giá biến động diện tích Kết quả cho thấy diện tích rừng tựnhiên giảm 5.36%, diện tích rừng trồng tăng 5.36%

Hoàng Phượng Vĩ (2010), tác giả sử dụng công nghệ 3S trong đánh giádiễn biến tài nguyên rừng tại tỉnh Cao Bằng Trong quá trình giải đoán ảnh tácgiả cũng sử dụng phần mềm ERDAS image với phương pháp phân loại cókiểm định và thuật toán gần đúng nhất cho ảnh Spot 4 Tác giả đánh giá biếnđộng diện tích rừng dựa vào phần mềm Arcview 3.2a cho giai đoạn 2005 -

2009 Kết quả cho thấy diện tích đất có rừng tăng 30.903,19 ha

Từ đó đến nay nghiên cứu ứng dụng RS và GIS trở thành công việcthường nhật của ngành điều tra theo dõi diễn biến tài nguyên rừng Đặc biệt từnăm đầu của thập niên 90 trở lại đây, sự phát triển mạnh mẽ của khoa họccông nghệ cùng sự giúp đỡ của tổ chức quốc tế, việc ứng dụng công nghệ GIS

đã thu được những tiến bộ ở trung tâm Khoa học tự nhiên và công nghệ quốcgia, Bộ tài nguyên và môi trường, Bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn,công ty địa tin học, Viện điều tra quy hoạch rừng, hàng loạt các phần mềmđược ứng dụng như: Arcview, Mapinfo, Arcgis, Erdas image, Envi,Microstation, Autocad

Tóm lại, những năm trước đây để điều tra theo dõi diễn biến tài nguyênrừng chủ yếu vẫn dựa trên việc đo vẽ, thành lập bản đồ hiện trạng rừng bằng

phương pháp thủ công vì vậy công việc này đòi hỏi tốn rất nhiều thời gian,công sức, tiền bạc, độ chính xác không cao và thông tin thường không đượccập nhật vì tình hình rừng và đất rừng luôn biến động Trong những năm gầnđây, khi khoa học công nghệ viễn thám phát triển mạnh thì việc áp dụngcông nghệ viễn thám vào lâm nghiệp là rất cần thiết vì kỹ thuật viễn thámvới khả năng quan sát các đối tượng ở các độ phân giải phổ và không giankhác nhau, từ trung bình đến siêu cao và chu kỳ chụp lặp từ một tháng đếnmột ngày cho phép ta quan sát và xác định nhanh chóng hiện trạng lớp phủrừng, từ đó có thể dễ dàng xác định được biến động rừng và đặc biệt là xuhướng của biến động.

2.3 Điều kiện tự nhiên xã Nông Hạ

2.3.1 Vị trí địa lý, địa hình

2.3.1.1 Vị trí địa lý

Nông Hạ là một xã vùng cao nằm ở phía bắc của thị trấn Chợ Mới tỉnhBắc Kạn, cách trung tâm thị trấn 20km

Xã Nông Hạ tiếp giáp với:

- Phía Bắc giáp xã Cao Kỳ, Thanh Mai

- Phía Đông giáp xã Yên Cư, Yên Hân

- Phía Nam giáp xã Nông Thịnh, Như Cố

- Phía Tây giáp huyện Chợ Đồn

2.3.1.2 Địa hình

Xã có địa hình rừng núi cao, độ dốc lớn, có hệ thống sông suối nước rồirào thuận lợi cho trồng trọt và chăn nuôi Vùng có thể quy hoạch phát triểnsản xuất nông lâm nghiệp kết hợp chăn nuôi đại gia súc

2.3.2 Khí hậu, thuỷ văn

Theo trung tâm dự báo khí tượng thủy văn tỉnh Bắc Kạn, xã Nông Hạmang đặc điểm chung của khí hậu nhiệt đới gió mùa miền núi vùng cao phíaBắc, được chia thành 2 mùa rõ rệt: mùa mưa từ tháng 5 tới tháng 10 thời tiếtnắng nóng, mưa nhiều, mùa khô từ tháng 11 tới tháng 4 năm sau thời tiết hanhkhô, lạnh và ít mưa

Được thể hiện cụ thể theo bảng số liệu sau:

Bảng 2.1: Tình hình khí hậu thủy văn năm 2010

(Nguồn: Trạm khí tượng huyện Chợ Mới- Bắc Kạn)

Lượng mưa trung bình hàng năm ở Chợ Mới trong khoảng 1,60mm 1386,3mm Cũng như chế độ nhiệt, mưa ở đây chia thành 2 mùa rõ rệt mùamưa trùng với mùa nắng trong năm kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10 với 85% -90% lượng mưa cả năm Thời gian còn lại là mùa ít mưa Trong mùa mưa, cónhững tháng có thể tới 15 - 20 ngày có mưa Mùa ít mưa với số ngày mưatrong tháng là dưới 10 ngày và lượng mưa không đáng kể, có khi gần như cảtháng không có mưa hoặc chỉ mưa phùn, mưa mù

-Mùa ít mưa (từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau) có thể chia thành 2 thờikỳ: Đầu mùa (thường từ tháng 4 đến tháng 1 năm sau) do ảnh hưởng các khốikhí lục địa lạnh, khô nên rất ít mưa, có khi cả tháng hanh khô, với thời tiếttrong xanh, ngày nắng úa, đêm lạnh, gây hạn hán và hay có sương muối Thời

kỳ cuối mùa khô, do độ ẩm không khí cao, mây mù, mưa phùn, gây cảm giácrất lạnh, ẩm thấp

Trên địa bàn xã có hệ thống sông Cầu chảy qua, nguồn nước này phục

vụ cho nhu cầu sinh hoạt và sản xuất của nhân dân Ngoài ra sông Cầu còn là

nơi nông dân khai thác cát, sỏi làm nguyên liệu xây dựng, góp phần làm tăngthu nhập và giải quyết việc làm lúc nông nhàn.

2.3.3 Đất đai

Đất feralit có màu đỏ nâu, đỏ vàng có địa tầng sâu 40cm chứa nhiều Fe,

Al có phản ứng chua Với loại đất này thích hợp cho việc trồng cây lâmnghiệp, cây ăn quả, cây công nghiệp

Hầu hết các loại đất trên địa bàn xã có độ dầy từ trung bình đến khá,thành phần cơ giới từ trung bình đến nặng Các chất dinh dưỡng như đạm, lân,Kali, Can xi, Magie trong đất có hàm lượng thấp không đủ cung cấp cho quátrình sinh trưởng, phát triển của cây trồng Do đa phần đất đai nằm trên độdốc lớn, độ che phủ của thảm thực vật thấp nên cần chú trọng các biện phápbảo vệ đất, bảo vệ rừng, hạn chế rửa trôi, xói mòn làm nghèo dinh dưỡng đất

Độ dốc trung bình 25 độ Nhìn chung địa hình của xã phức tạp gây nhiềukhó khăn cho phát triển kinh tế xã hội

2.3.4 Đặc điểm tài nguyên rừng

Trong những năm gần đây, tài nguyên rừng trong xã đang ngày càngđược khôi phục trở lại, làm tăng độ che phủ và góp phần cảnh quan đồi núi.Theo kết quả thống kê hết tháng 12 năm 2010 thì diện tích đất tự nhiên của xã

là 5820 ha, trong đó đất lâm nghiệp của xã là 4063,01 ha

Việc khai thác các sản phẩm từ rừng chưa theo quy định, mang tính chất

tự phát, hiện tượng chặt phá vẫn diễn ra do ý thức người dân vẫn còn kém vàlực lượng kiểm lâm còn mỏng nên quản lý tài nguyên rừng còn khó khăn

2.4 Điều kiện kinh tế - xã hội

2.4.1 Thành phần dân tộc và phân bổ dân cư

- Tình hình dân số

Tính đến 31/07/2005 dân số toàn xã là 3676 nhân khẩu, 853 hộ trong đó

có 7 hộ gia đình tập thể Dân số phân bố không đồng đều, tập trung đông dọctrục đường quốc lộ 3, số còn lại phân bố rải rác các làng bản trong xã

- Về dân tộc

Nông Hạ có 5 dân tộc anh em như: Dao, Tày, Nùng, Kinh, Sán chí Phân

bố trên 14 thôn (bản) Dân số phân bố không đều, những năm gần đây do làmtốt những công tác kế hoạch hóa gia đình nên tỷ lệ tăng dân số giảm Năm

2005 tỷ lệ tăng dân số tự nhiên là 1,5%

sử dụng lao động phổ thông Gắn mục tiêu giải quyết việc làm với chiến lượcphát triển kinh tế, ổn định đời sống nhân dân và trật tự an toàn xã hội.

2.4.2 Y tế, giáo dục

- Về y tế

Trên địa bàn có một trạm y tế với 1 bác sỹ, 3 y sỹ và 10 giường bệnh.Nhìn chung công tác chăm sóc sức khỏe ban đầu cho nhân dân và thực hiệncác chương trình y tế Quốc gia như: Các hoạt động khám chữa bệnh được duytrì hàng năm Tiêm chủng 6 loại vacxin cho trẻ dưới 1 tuổi, tiêm phòng viêmnão Nhật Bản Bên cạnh đó y tế xã tham gia tích cực công tác dân số, kếhoạch hóa gia đình, chương trình phòng chống sốt rét, chống bướu cổ, tư vấntuyên truyền phòng chống HIV/AIDS

- Về giáo dục

Nông Hạ có trường tiểu học, trường mầm non của huyện được xây dựngtrên địa bàn xã, trong những năm vừa qua cả hai ngành học Mầm non và Phổthông đảm bảo duy trì tốt về số học sinh đến trường tương đối Đặc biệt vàotháng 1 năm 2005 được phòng giáo dục chọn làm điểm thi điền kinh, cả haitrường Tiểu học, THCS đều đạt giải nhất toàn huyện Phong trào thi đua “Dạytốt - học tốt” được duy trì thường xuyên và có hiệu quả

2.4.3 Giao thông, thủy lợi

- Giao thông

Trên địa bàn huyện có tuyến quốc lộ 3 chạy qua đây là tuyến đườnghuyết mạch nối Nông Hạ với thị trấn Chợ Mới và thị xã Bắc Kạn các tuyếnliên thông liên xã đã được nhà nước đầu tư xây dựng dịch vụ thương mạithuận lợi hơn, các tuyến đường liên thôn như thôn Nà Cằn, Nà Bản trướckia người dân phải đi đường suối khi trời mưa đi lại gặp rất nhiều khó khăn

nay nhà nước đã hỗ trợ xã để mở đường lớn vẫn chưa được xây dựng xong vàđang ngừng trệ nên việc đi lại của người dân vẫn còn khó khăn.

- Thủy lợi

Nhìn chung hệ thống thủy lợi của xã ngày càng hoàn thiện hệ thống kênhmương nội đồng đã được bê tông hóa, tuyến mương thôn Nà Quang dài270m, tuyến mương thôn Khe Thuổng dài 217m, mương Nà Cù - Nà Cắn dài2400m, mương Nà Cắn - Nà Bia - Tổng Vạc dài 1200m, tuyến mương BảnTết dài 1800m hệ thống mương tập trung phía đông nguồn nước dồi dào nênthuận lợi cung cấp nước cho đồng ruộng nhưng một số nơi của xã vẫn thiếunước vào mùa sản xuất làm chậm thời gian sản xuất nông nghiệp vì vậy xãcần phải chú trong nhiều hơn về vấn đề thủy lợi

2.4.4 Tình hình phát triển sản xuất xã Nông Hạ

Ngoài ra trong xã còn trồng một số loại cây như: Ngô, khoai mon, khoailang, sắn, lạc phục vụ cho cuộc sống hàng ngày như làm thực phẩm, thức ănchăn nuôi cho lợn, gà, trâu, bò

- Chăn nuôi

Diện tích chăn thả trâu, bò đan xen với diện tích đất rừng sản xuất Tổng sốtrâu năm 2005 là 370 con, bò là 1300 con, lợn là 1497 con, gia cầm là 9876 con.Ngành chăn nuôi đang từng bước phát triển để có thể đáp ứng nhu cầu về sản xuấttrong nông nghiệp và đáp ứng nhu cầu về thực phẩm ở trong xã

Phần 3 ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

3.1.1 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là:

3.2 Địa điểm và thời gian tiến hành

3.2.1 Địa điểm nghiên cứu

Xã Nông Hạ, huyện Chợ Mới, tỉnh Bắc Kạn

3.2.2 Thời gian nghiên cứu

Thực hiện từ tháng 01 đến tháng 06 năm 2012

3.3 Nội dung nghiên cứu

Để đáp ứng được mục đích nêu trên, đề tài tiến hành giải quyết các nộidung sau:

- Lấy mẫu trạng thái thực địa, xây dựng bộ khóa giải đoán ảnh viễn thám

- Tiến hành giải đoán ảnh viễn thám xác định lớp hiện trạng rừng, biêntập bản đồ hiện trạng năm 2011

- Xác định quy mô diện tích theo các trạng thái rừng và diện tích theochức năng rừng năm 2011

- Đánh giá đặc điểm các trạng thái rừng và sử dụng đất rừng

- Đề xuất các giai đoạn giải đoán ảnh và thành lập bản đồ hiện trạng rừng

3.4 Phương pháp nghiên cứu

3.4.1 Thu thập tài liệu liên quan đến vấn đề nghiên cứu

- Thu thập bản đồ: Bản đồ hiện trạng rừng của phân viện điều tra ĐôngBắc Bộ năm 2005 tại Viện điều tra quy hoạch rừng (bản đồ được xây dựngtheo chương trình chu kỳ III giai đoạn 2001 - 2005)

- Ảnh vệ tinh: ảnh Spot 5 chụp năm 2010 độ phân giải 2,5m

Hình 3.1: Ảnh vệ tinh xã Nông Hạ, huyện Chợ Mới, tỉnh Bắc Kạn

- Kế thừa các tài liệu về điều kiện tự nhiên dân sinh kinh tế xã hội, báocáo kinh tế xã hội

- Thu thập các kết quả điều tra và thống kê rừng của chi cục kiểm lâmtỉnh Bắc Kạn

3.4.2 Phương pháp xây dựng mẫu khóa giải đoán ảnh

Luận văn chỉ tiến hành giải đoán ảnh vệ tinh Spot 5 năm 2010

3.4.2.1 Xây dựng mẫu ảnh

Mẫu ảnh được xây dựng cho từng loại đất, loại rừng theo hệ thống phânloại của Loeschau 1966 Bộ mẫu ảnh phải đạt một số tiêu chuẩn sau:

- Phải có độ thuần nhất cao về màu sắc, cấu trúc tán, vị trí

- Mẫu được lấy mang tính đại diện, đặc trưng cho từng trạng thái rừng vàkiểu sử dụng đất

- Mỗi loại trạng thái rừng và kiểu sử dụng đất có tối thiểu 5 mẫu

- Khi xây dựng mẫu ảnh, phải lập OTC nơi lấy mẫu, đo đếm các chỉ tiêutrong ô và mô tả đặc trưng từng trạng thái rừng và kiểu sử dụng đất

3.4.2.2 Giải đoán ảnh

Giải đoán ảnh viễn thám là quá trình tách thông tin thuộc tính cũng nhưđịnh lượng về ảnh dựa trên tri thức chuyên ngành hoặc kinh nghiệm củangười đoán đọc điều vẽ Để giải đoán ảnh người ta sử dụng một số phần mềmnhư: ENVI, ILWIS, ERDAS trong đề tài này tôi sử dụng phần mềmERDAS 9.1 đây cũng là phần mềm hiện nay đang được Viện điều tra quyhoạc rừng sử dụng phổ biến Ảnh sử dụng là ảnh Spot 5

Giải đoán có các giai đoạn sau:

Giai đoạn 1: Nhập dữ liệu ảnh từ thiết bị lưu trữ (USB, CD-Rom) vào

máy tính như sau:

Khởi động phần mềm ERDAS 9.1/ trên menu chính chọn Import/ type:Generic binary/ Media/ chọn file ảnh cần nhập vào/ OK

Input (nhập ảnh), Output file name (tên file ảnh đầu ra của ảnhtương ứng)

Hình 3.2: Nhập dữ liệu ảnh

Giai đoạn 2: Biến đổi ảnh

* Tăng cường chất lượng ảnh

Tăng cường chất lượng ảnh là thao tác chuyển đổi nhằm tăng tính dễđọc, dễ hiểu của ảnh cho người giải đoán

* Tổ hợp màu là để mắt thường nhận biết dược đối tượng trên ảnh rõ vàchính xác hơn ta cần tiến hành tổ hợp màu Các bước như sau:

+ Interpreter/ Utilities/ Layer Stack

+ Input file: đưa file ảnh nhập vào; Output file: Đặt tên file ảnh tổng hợpmàu/ OK

Tên file sông, suối có tọa độ chuẩn (fomat *.Shp)/ Output file name: đặttên file đã nắn/ Nearest neighbour.

Bấm con trỏ vào hình tròn gạch chéo trên thanh công cụ để lấy điểmkhống chế Bấm vào điểm khống chế trên ảnh sau đó bấm con trỏ vào điểmtương ứng trên file sông suối

Sau khi có 3 điểm khống chế đầu tiên, sử dụng biểu tượng hình tròn gạchchéo trên bảng thống kê để lấy các điểm khống chế tiếp theo Lúc này bấmchuột vào một điểm trên ảnh thì điểm đó sẽ xuất hiện tương ứng trên bản đồsông, suối Dùng con trỏ di chuyển điểm khống chế về đúng vị trí tương ứng.Khi lấy điểm khống chế, muốn được chính xác nên phóng to ảnh và Filelớp đường giao thông, sông, suối

Nên lấy điểm khống chế phân bố đều trên ảnh, số lượng điểm khống chếcàng nhiều càng tốt

Hình 3.4: Nắn chỉnh tọa độ

Giai đoạn 3: Cắt ảnh (Hình 3.5)

Một ảnh Spot thường có kích thước lớn, với ảnh Spot là 60 km x 60 km,dung lượng ảnh lớn, nên gây khó khăn trong quá trình giải đoán và xử lý.Việc cắt ảnh tạo ra ảnh cụ thể tại địa bàn nghiên cứu, thuận lợi cho xử lý vàgiải đoán ảnh

Các bước như sau:

Trên menu chính/ View/ File/ Open/ Raster/ tên file ảnh gốc/ Ok

Fit image to Window/ Utility/ Inquire box (Type: file)/ Fit to AOI/ ApplyInterpreter/ Subset Image

Input (file ảnh gốc, đánh dấu vòng tròn vào file); Output (tên file ảnh cắt ra)From inquire box/ OK

Hình 3.5: Ảnh đã được cắt

Giai đoạn 4: Phân loại

Phân loại để tách thông tin cần phục vụ theo dõi đối tượng hay lập cácbản đồ chuyên đề đây là khâu chốt của ảnh viễn thám

Các bước phân loại

Xác định số loại cần phân chia trong khu vực: Đất nông nghiệp, rừng,dân cư, mặt nước

Chọn vùng mẫu có ý nghĩa quyết định trong việc thành lập các chỉ tiêu

và luật quyết định phân loại Lấy mẫu tối thiểu 5 mẫu trở lên

Trình tự các bước làm như sau:

- Từ menu chính chọn View/ tên File cần phân loại

- Class name: Đặt tên loại đất, loại rừng/ Save file *sig

Bảng 3.1: Mô tả các lớp trong bộ khóa giải đoán ảnh vệ tinh Spot 5 (Mẫu)

* Chọn phương pháp phân loại:

Dựa trên nhóm hiện trạng cơ sở đã phân loại để thực hiện phân loại cógiám định, trình tự các bước như sau:

- Classifer/ Supervised classification (phân loại có giám định)

- Input file (đưa tên ảnh cần phân loại); Output (đặt tên ảnh đã phân loại)

- Signature file (file đã phân loại ở bước trên)

- Attribute option: Mean

- Prametric rule: Maximum likelihood/ OK

Hình 3.7: Chọn phương pháp phân loại

* Lọc Ảnh sau phân loại

Ảnh sau phân loại xong thường có các Pixel nhỏ của các loại đất đai, cácloại rừng xen kẽ lẫn nhau Sự xen kẽ này có thể là đúng trong thực tế nhưnglại ít khó kiểm tra và ứng dụng vì không thể xác định được ranh giới giữa các

lô nhỏ đó vì vậy cần loại bớt chúng, các bước thực hiện như sau:

- Interpreter/ GIS analysis/ Neighbourhood

- Input file (ảnh số cần lọc); Output file (tên file ảnh sau khi lọc)

- Đánh dấu chấm: File; Output: unsigned 8 bit

- Function: Majority; size: 3 x 3/ OK Tiến hành lọc ảnh 5 lần

Hình 3.8: Ảnh trước khi lọc Hình 3.9: Ảnh sau khi lọc

* Kiểm tra chỉnh sửa sau phân loại:

Kiểm tra tổng thể giữa ảnh chưa phân loại và ảnh đã phân loại và lọc để

so sánh ảnh được giải đoán và ảnh gốc trên cùng một vị trí xem đã đạt yêucầu chưa, còn sai ở những đối tượng nào và đối tượng cần bổ sung mẫu đểphân loại lại Sau đó kiểm tra từng lớp mẫu, nhằm xem lại từng trạng tháirừng hoặc từng loại đất đai được giải đoán có đúng so với ảnh gốc hay không.Cần thiết tiến hành lấy mẫu bổ sung hoặc lấy mẫu lại trạng thái, loại đất đaichưa đúng với ảnh gốc

3.4.3 Phương pháp kiểm tra ngoại nghiệp

Trước khi biên tập hoàn chỉnh, bản đồ giải đoán được kiểm tra, chỉnhsửa, bổ sung ở thực địa cho phù hợp với thực tế Công việc kiểm tra ở thựcđịa được tiến hành theo các tuyến điển hình được thiết kế như sau:

- Tuyến phải đi qua các loại trạng thái rừng và kiểu sử dụng đất đai

- Tuyến phải đi qua các kiểu địa hình đặc trưng tại địa bàn xã Nông Hạ

- Tận dụng các đường mòn, đường ô tô, khe suối, từ đó mở các tuyếnnhánh sang hai bên (dạng xương cá)

- Tuyến được đo và xác định trên bản đồ nhờ tiến hành định vị bằng máyGPS MAP 76CSx và chấm điểm trên bản đồ

- Đối chiếu và kiểm tra, chỉnh sửa tên và mã các loại rừng, loại đất trênbản đồ cho phù hợp với thực địa

- Khoanh vẽ bổ sung diện tích rừng mới phục hồi do cháy rừng và phárừng, rừng mới trồng mà trên ảnh không phát hiện kịp thời Những lô rừngthay đổi như vậy có 2 hướng để xác định và khoanh vẽ: Dùng GPS để khoanh

vẽ nơi không thể đến được, sử dụng phương pháp truyền thống là xác định vịtrí đứng rồi khoanh vẽ lô theo dốc đối diện Sau khi đi khoanh vẽ ngoài thựcđịa bằng GPS tiến hành cập nhật vào bản đồ bằng phần mềm Mapsource, cuốicùng là hoàn thiện bản đồ

+ Sau khi đi khoanh vẽ ngoài thực địa bằng GPS tiến hành cập nhật vàobản đồ bằng phần mềm Mapsource chuyển vào Mapinfo để chỉnh sửa và hoànchỉnh, trình tự như sau:

Bước 1 Kết nối máy GPS đã có dữ liệu với máy tính bằng cáp (USB), sử

dụng phần mềm Mapsource để chuyền dữ liệu

 Khởi động Mapsource, Transfer\ Receive From Device… (hoặc nhấp

vào biểu tượng trên thanh Menu)

Tại hộp thoại Receive From Device, tích dấu vào WayPoints, Tracks, vànhấn vào Receive

Nếu máy tải xong sẽ báo:

Ta nhấn OK

Nếu quá trình chuyển tải dữ liệu hoàn thành, chọn mục Tracks hoặc mụcWaypoint trên màn hình chính của Mapsource ta thấy danh sách các điểm lộtrình hay tracks.

Chọn File/ Save as để lưu lại file

Chọn đường dẫn để lưu lại khung Save in, và cài đặt tên tệp tin lưu trữtrong khung File name, Save as type ta chọn DXF (*.dxf) dữ liệu phần mềmAutocad để kết nối xuất dữ liệu sang phần mềm Mapinfo và nhấn Save Chuyển dữ liệu *dxf vao trong Mapinfo như sau:

- Mở Mapinfo/ vào Tool/ ta sử dụng công cụ Universal Translator/ đổiđuôi từ *dxf sang đuôi Tab như hình sau:

Hình 3.10: Chuyển đổi file *dxf sang file Tab 3.4.4 Xây dựng cơ sở dữ liệu cho lớp hiện trạng

- Khởi động Mapinfo/ File/ Open/ chọn file NongHa_HT2011

- Table/ Maintenance/ Table structure/ và sử dụng Add field để tạotrường CSDL, tiến hành nhập thông tin cho các trường vừa tạo: Dùng công cụ

Info tool để nhập cơ sở dữ liệu, hay sử dụng lệnh Update Column để cậpnhật nhanh cơ sở dữ liệu.

Hình 3.11: Xây dựng cơ sở dữ liệu trong Mapinfo 3.4.5 Phương pháp xây dựng bản đồ thành quả

Từ kết quả giải đoán ảnh SPOT5 ta được lớp hiện trạng rừng, để biên tậpbản đồ thành quả cần chuyển định dạng file và tiến hành biên tập bằng phầnmềm Mapinfo

Chuyển file Grid sau giải đoán sang file tab để biên tập bản đồ:

Từ kết quả kế thừa lớp bản đồ địa hình, sông suối, đường giao thông xãNông Hạ của Sở tài nguyên và môi trường Thái Nguyên hệ VN2000, lớp hiệntrạng rừng ta tiến hành biên tập bản đồ như sau:

B1 Scan bản đồ hiện trạng 2006

- Tiến hành định vị bản đồ: Mapinfo/ File/ Open Table ( trong bảng nàyFile of type ta chọn Raster Image)/ nhấn Register/ Đăng ký tọa độ ít nhất 4

điểm theo tọa độ cho trước, sau khi nạp xong tọa độ kiểm tra sai số tại cộterror (pixel)/ Ok (Hình 3.12).

Hình 3.12: Quá trình định vị ảnh

- Tách lớp, số hóa các lớp bằng phần mềm Mapinfo lệnh: Map/ Layercontrol hoặc vào biểu tượng layer control trên thanh công cụ Main, hộp thoạihiện ra như hình 3.13/ Tích vào ô Edit able của lớp Cosmetic Layer, chọn Ok/Hộp công cụ Drawing sẽ hiện sáng các biểu tượng chọn để vẽ các đối tượngđiểm, đối tượng đường, đối tượng vùng Chọn công cụ thích hợp để số hóa

đối tượng/ Lưu lại (Map/ Save Cosmetic Object Nếu lớp đã được tạo rồi tadùng lệnh File/ Save Table).

Hình 3.13: Màn hình layer control

B2 Tạo màu và chú giải

- Mở file hiện trạng, thủy văn, đường, địa hình

- Chọn Menu Map/ Create Legend/ Next và chỉnh sửa/ tạo màu theo quyđịnh màu

B3 Tạo Lưới, khung

- Chọn menu Tool/ Run Mapbasic Program/ Gid Maker/ biểu tượng quảcầu hiện ra màn hình chính của Mapinfo/ chọn quả cầu có tên Create grid/Spacing between line: 2000 (hoặc 1000), đơn vị là meter

- Tạo khung: Sử dụng công cụ Rectangle trên thanh Drawing để tạo khung

- Click 2 lần vào bản đồ và nhập tỷ lệ bản đồ vào trong ô Scale 1cm bản

đồ = 250m, 100m ngoài thực địa nếu bản đồ tỷ lệ 1:25.000 hay 1: 10.000

- Chỉnh sửa khổ giấy vào Menu File/ Page setup/ phần Size: Chọn khổgiấy, tùy theo bản đồ mà ta để chiều khổ giấy ngang (lanscape) hay đứng(portrait) ở phần Orirentation

- Thay đổi số lượng tờ giấy trong phần Layout size để hiển thị toàn bộbản đồ đồng thời bản đồ đúng tỷ lệ, vào Menu Layout/ Option/ ở phần Layoutsize ta chọn số trang cho chiều rộng và chiều đứng (Width và height)

3.4.6 Thống kê kết quả nghiên cứu

Sử dụng chức năng PIVOT TABLE của chương trình EXCEL để thống

kê kết quả:

Thống kê kết quả diện tích theo hiện trạng, và thống kê kết quả diện tíchtheo chức năng