Ứng dụng tư liệu viễn thám thành lập bản đồ hiện trạng phục vụ công tác kiểm kê tài nguyên rừng tại huyện cẩm xuyên, tỉnh hà tỉnh

--- TRẦN THỊ HỒNG THẮM ỨNG DỤNG TƯ LIỆU VIỄN THÁM THÀNH LẬP BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG RỪNG PHỤC VỤ CÔNG TÁC KIỂM KÊ TÀI NGUYÊN RỪNG TẠI HUYỆN CẨM XUYÊN, TỈNH HÀ TĨNH LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC

-

TRẦN THỊ HỒNG THẮM

ỨNG DỤNG TƯ LIỆU VIỄN THÁM THÀNH LẬP BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG RỪNG PHỤC VỤ CÔNG TÁC KIỂM KÊ TÀI NGUYÊN RỪNG TẠI HUYỆN CẨM XUYÊN, TỈNH HÀ TĨNH

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP

Hà Nội, 2012

-

TRẦN THỊ HỒNG THẮM

ỨNG DỤNG TƯ LIỆU VIỄN THÁM THÀNH LẬP BẢN ĐỒ

HIỆN TRẠNG RỪNG PHỤC VỤ CÔNG TÁC KIỂM KÊ

TÀI NGUYÊN RỪNG TẠI HUYỆN CẨM XUYÊN, TỈNH HÀ TĨNH

Chuyên ngành: Lâm học

Mã số: 60.62.02.01

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS TRẦN QUANG BẢO

Hà Nội, 2012

Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới TS Trần Quang Bảo, người tận tình hướng dẫn tôi trong suốt thời gian làm luận văn tốt nghiệp

Tôi xin cảm ơn anh Lê Sỹ Doanh, anh Nguyễn Văn Thị cùng toàn thể các anh chị ở Viện Sinh thái rừng và Môi trường, trường Đại học Lâm nghiệp

đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này Cảm ơn gia đình, bạn

bè và đồng nghiệp đã cổ vũ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập tại trường

Tuy đã có những cố gắng nhất định nhưng do thời gian và trình độ có hạn nên chắc chắn luận văn này còn nhiều thiếu sót và hạn chế nhất định Kính mong nhận được sự góp ý của quý thầy cô và các bạn

Hà Nội, ngày tháng năm 2012,

Học viên

Trần Thị Hồng Thắm

Tôi xin cam đoan kết quả đạt được trong luận văn là sản phẩm nghiên cứu, 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 hoàn toàn chịu trách nhiệm và chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định cho lời cam đoan của mình

Hà Nội, ngày tháng…… năm 2012,

Người cam đoan

Trần Thị Hồng Thắm

Trang

Trang phụ bìa

Lời cảm ơn i

Lời cam đoan ii

Danh mục các từ viết tắt v

Danh mục các bảng vi

Danh mục các hình vii

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3

1.1 Khái quát chung 3

1.2 Trên thế giới 8

1.3 Tại Việt Nam 12

1.4 Thảo luận 17

Chương 2 MỤC TIÊU - ĐỐI TƯỢNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 20

2.1 Mục tiêu nghiên cứu 20

2.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 20

2.3 Nội dung nghiên cứu 20

2.4 Phương pháp nghiên cứu 21

2.4.1 Phương pháp thu thập tài liệu 21

2.4.2 Phương pháp xử lý tài liệu 29

Chương 3 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI KHU VỰC NGHIÊN CỨU 38

3.1 Điều kiện tự nhiên 38

3.1.1 Vị trí địa lý 38

3.1.2 Địa hình địa thế 39

3.1.4 Thuỷ văn 41

3.1.5 Thổ nhưỡng 41

3.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 41

3.2.1 Dân cư và nguồn lao động 41

3.2.2 Tình hình phát triển kinh tế 42

3.3 Thảm thực vật rừng Cẩm Xuyên 42

Chương 4 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 44

4.1 Đặc điểm phân bố và cấu trúc các trạng thái rừng tại Cẩm Xuyên 44

4.1.1 Rừng tự nhiên 46

4.1.2 Rừng trồng 50

4.2 Khóa ảnh phục vụ giải đoán các trạng thái rừng tại huyện Cẩm Xuyên 51

4.2.1 Đánh giá chất lượng ảnh SPOT-5 tại huyện Cẩm Xuyên 51

4.2.2 Xây dựng bộ khóa giải đoán ảnh 52

4.3 Xây dựng bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng tại huyện Cẩm Xuyên 56

4.4 Đề xuất hướng dẫn kỹ thuật thành lập bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng từ tư liệu viễn thám và hệ thống GIS 65

KẾT LUẬN 81

1 Kết luận 81

2 Tồn tại 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

Ký hiệu Viết đầy đủ

RS Remote sensing - Viễn thám

SPOT Système Pour l’Observation de la Terre

GIS Geographic information system - Hệ thống thông tin địa lý OTC Ô tiêu chuẩn

ODB Ô dạng bản

D1.3 Đường kính thân cây tại vị trí 1,3m (cm)

Hvn Chiều cao vút ngọn (m)

G Tiết diện ngang

G% % tiết diện ngang

IV% Công thức tổ thành (mức độ quan trọng)

HRV High Resolution Visible

HRVIR High Resolution Visible and InfraRed

HRG High Resolution Geometric

G-TN Rừng hỗn giao gỗ - tre nứa

Bảng Tên bảng Trang

Bảng Tên bảng Trang

1.1: Sơ đồ ghép ảnh vê ̣ tinh pha ̣m vi lãnh thổ Viê ̣t Nam 8 2.1: Sơ đồ quá trình điều tra và xây dựng bản đồ hiện trạng rừng 31 4.1: Phân bố các trạng thái rừng tại huyện Cẩm Xuyên 45 4.2: Một số thông tin cơ bản của ảnh PX271313_100815 52 4.3: Mẫu ảnh của nhóm đất chưa có rừng bao gồm: IA, IB, IC 53

4.5: Bản đồ hiện trạng rừng huyện Cẩm Xuyên 57

vệ tài nguyên rừng nơi đây hết sức khó khăn và phức tạp

Để quản lý, bảo vệ tài nguyên rừng tốt đòi hỏi phải thống kê, kiểm kê tài nguyên rừng thường xuyên, nhằm cập nhật thông tin một cách đầy đủ, nhanh chóng, chính xác nhất, nắm bắt được toàn diện về diện tích rừng; chất lượng rừng và diện tích đất chưa có rừng gắn với chủ quản lý cụ thể trên địa bàn huyện, tỉnh

Khi khoa học máy tính chưa phát triển, trang thiết bị làm việc còn đơn giản thì việc thành lập bản đồ hiện trạng rừng bằng phương pháp giải đoán ảnh viễn thám được thực hiện bằng mắt thường hoặc có thêm sự trợ giúp của kính lúp, kính lập thể,… Kết quả của phương pháp này phụ thuộc nhiều vào khóa giải đoán và kiến thức chuyên gia trong việc nhận biết các đối tượng trên ảnh Phương pháp này lại tốn thời gian, công sức và khó áp dụng đối với những khu vực khó có thể tiếp cận trực tiếp, thông tin không được cập nhật kịp thời do hiện trạng rừng và đất lâm nghiệp luôn biến động

Ngày nay, công nghệ số phát triển, ảnh vệ tinh ra đời, công tác giải đoán ảnh viễn thám trở nên đơn giản hơn nhiều Vấn đề thời gian và nhân lực

đã giảm bớt phần nào, và áp dụng dễ dàng hơn với những khu vực khó tiếp cận trực tiếp Tuy nhiên hầu hết các nghiên cứu mới chỉ dừng lại ở các ảnh có

độ phân giải thấp nên kết quả thành lập bản đồ hiện trạng và đánh giá biến động tài nguyên rừng cho độ chính xác chưa cao

Kể từ đợt Tổng kiểm kê rừng toàn quốc theo Chỉ thị 286/CT-TTg ngày 02/5/1997 đến nay, công tác kiểm kê rừng chưa được thực hiện lại nên số liệu,

hồ sơ về rừng và đất rừng có nhiều bất cập gây khó khăn cho quản lý và kinh doanh rừng

Dự án “Tổng điều tra, kiểm kê rừng toàn quốc giai đoạn 2011-2015”

ra đời nhằm khắc phục những hạn chế trên Trong đó, công tác điều tra chủ yếu dựa vào tư liệu ảnh viễn thám độ phân giải cao (SPOT-5), những dữ liệu trong hệ thống thông tin địa lý và phương pháp phân tích thông tin hiện đại để xác định những đặc điểm tự nhiên của lô rừng Điểm nổi bật của phương pháp này là trạng thái rừng được thể hiện tương đối chi tiết với độ tin cậy cao, ranh giới các trạng thái sát với thực tế của đối tượng, tiết kiệm được nhiều thời gian và kinh phí thực hiện, đáp ứng rất tốt trong việc nghiên cứu diễn biến trạng thái rừng với kết quả cao trong thời gian ngắn Kiểm kê rừng có nhiệm

vụ bổ sung những thông tin về đặc điểm xã hội của lô rừng

Phương pháp thành lập bản đồ hiện trạng rừng, sử dụng tư liệu ảnh viễn thám kết hợp với các công cụ phần mềm xử lý ảnh cũng như các phần mềm thành lập bản đồ đã trở thành một phương pháp thành lập bản đồ có ý nghĩa thực tiễn và mang tính khoa học cao

Xuất phát từ những ý nghĩa thực tiễn trên và để phục vụ cho công tác

triển khai Dự án trên phạm vi toàn quốc, chúng tôi lựa chọn đề tài: “Ứng

dụng tư liệu viễn thám thành lập bản đồ hiện trạng rừng phục vụ công tác kiểm kê tài nguyên rừng tại huyện Cẩm Xuyên, tỉnh Hà Tĩnh” làm luận văn

thạc sĩ

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Khái quát chung

Hệ thống thông tin địa lý (GIS) ra đời dựa trên cơ sở công nghệ thông tin gắn liền với việc phát triển các phần mềm lớn, tích hợp được những yêu cầu cùng nhiệm vụ cần phải giải quyết trong đời sống xã hội GIS là công cụ, công nghệ được dùng để tập hợp, lưu trữ, xử lý và phân tích thông tin (thông tin không gian và phi không gian) thông qua các hệ thống công cụ tin học và máy tính Phương pháp này cho phép đánh giá tổng thể với tương quan của nhiều yếu tố theo không gian và thời gian GIS là một công nghệ mới đang trở thành một công cụ thiết yếu để xử lý, phân tích các dữ liệu thông tin đáp ứng ngày càng cao và đa dạng, đa mục đích trên thế giới Burrough (1986) đã định nghĩa GIS là: “Một bộ phận mạnh mẽ của các công cụ để tập hợp, lưu trữ, sửa chữa lại theo ý muốn, chuyển đổi và thể hiện các dữ liệu không gian từ thế giới thực với những bộ phận riêng biệt của những mục đích” [1]

* Viễn thám (Remote sensing):

Viễn thám là một ngành khoa học quan sát, theo dõi, thu thập và phân tích các vật thể trên bề mặt trái đất mà không cần phải tiếp cận trực tiếp với các vật thể đó thông qua thông tin ảnh [3]

Phương pháp viễn thám là phương pháp sử dụng bức xạ điện từ như một phương tiện để điều tra, đo đạc những đặc tính của các đối tượng trên bề mặt trái đất đã phản xạ, hấp thụ hoặc phát sinh ra các bức xạ điện từ theo các giải phổ với những cường độ nhất định [3]

Tư liệu viễn thám rất đa dạng về chủng loại và độ phân giải không gian, bao gồm: ảnh hàng không, ảnh vệ tinh, ảnh nhiệt, ảnh quang học và ảnh radar được thu nhận trong các thời gian khác nhau, đã đáp ứng được nhu cầu nghiên

cứu trong nhiều ngành khoa học như: địa chất, địa lý, môi trường, khí tượng, nông nghiệp, lâm nghiệp,

Tư liệu ảnh vệ tinh SPOT

Về mặt cơ sở khoa học: ảnh SPOT-5 sẽ phù hợp với việc thành lập bản

đồ chuyên đề tỉ lệ từ 1: 10.000 đến 1: 50.000, nhìn trên ảnh với đô ̣ phân giải không gian 10m, các đối tươ ̣ng cây cá thể vẫn có thể phân biê ̣t đươ ̣c

Lịch sử ra đời của ảnh SPOT:

Vào đầu năm 1978 chính phủ Pháp quyết định phát triển chương trình SPOT (Système Pour l’Observation de la Terre) với sự tham gia của Bỉ và Thụy Điển Hệ thống vệ tinh viễn thám do Trung tâm nghiên cứu không gian (Centre National d’Etudes Spatiales – CNES) của Pháp chế tạo và phát triển

Vệ tinh đầu tiên của SPOT-1 được phóng lên quỹ đạo năm 1986, tiếp theo là SPOT-2, SPOT-3, SPOT-4, và SPOT-5 lần lượt vào các năm 1990, 1993,

1998, và 2002 trên đó mang hệ thống quét CCD

Vệ tinh SPOT bay ở độ cao 832km, góc nghiêng của mặt phẳng quỹ đạo là 98,70, thời điểm bay qua xích đạo là 10h30’ và chu kỳ lăp trong 26 ngày Các thế hệ vệ tinh SPOT-1,2,3 có bộ cảm HRV (High Resolution Visible) với kênh toàn sắc (0,51 – 0,73µm) độ phân giải 10m; ba kênh đa phổ

có độ phân giải 20m, phân bố trong vùng sóng nhìn thấy gồm xanh lục 0,59µm), đỏ (0,61 – 0,68m), gần hồng ngoại (0,79 – 0,89µm) Mỗi cảnh có độ bao phủ mặt đất là 60kmx60km Vệ tinh SPOT-4 với kênh toàn sắc (0,49-0,71 µm); ba kênh đa phổ HRV tương đương với ba kênh truyền thống HRV; thêm kênh hồng ngoại (1,58-1,75µm) có độ phân giải 20m Khả năng chụp nghiêng của SPOT cho phép tạo cặp ảnh lập thể từ hai ảnh chụp vào hai thời điểm với các góc chụp nghiêng khác nhau [13]

Vệ Tinh SPOT-4,1998 CNES Vệ Tinh SPOT-5, 2002 CNES

Vệ tinh SPOT-5 phóng lên quỹ đạo ngày 03/05/2002, được trang bị một cặp Sensor HRG (High Resolution Geometric) là loại Sensor ưu việt hơn các loại trước đó Mỗi một Sensor HRG có thể thu được ảnh đối với độ phân giải 5m đen-trắng và 10m với ảnh màu Với kỹ thuật xử lý ảnh đặc biệt, có thể đạt được ảnh độ phân giải 2,5m, trong khi đó dải chụp phủ mặt đất của ảnh vẫn đạt 60km đến 80km Đây chính là ưu điểm của ảnh SPOT, điều mà các loại ảnh vệ tinh cùng thời khác ở độ phân giải này đều không đạt

Kỹ thuật thu ảnh HRG cho phép định vị ảnh với độ chính xác nhỏ hơn 50m nhờ hệ thống định vị vệ tinh DOGIS và Star Tracker lắp đặt trên vệ tinh Trên vệ tinh SPOT-5 còn lắp thêm 2 máy chụp ảnh nữa Máy thứ nhất HSR (High Resolution Stereoscopic) – Máy chụp ảnh lập thể lực phân giải cao Máy này chụp ảnh lập thể dọc theo đường bay với độ phủ 120 x 600km Nhờ ảnh lập thể đọ phủ rộng này tạo lập mô hình số độ cao (DEM) với độ chính xác 10m mà không cần tới điểm khống chế mặt đất Máy chụp ảnh thứ 2 mang tên VEGETATION giống như VEGETATION lắp trên vệ tinh SPOT-4 hàng ngày chụp ảnh mặt đất trên một dải rộng 22,5km với kích thước pixel 1x1km trong 4 kênh phổ Ảnh VEGETATION được sử dụng rất hữu hiệu cho mục đích theo dõi biến động địa cầu và đo vẽ bản đồ hiện trạng đất

Hai vệ tinh SPOT-4 và SPOT-5 có thêm kênh phổ chụp SWIR nằm phía trên ba kênh phổ của các vệ tinh SPOT trước đó, nhờ vậy rất thuận lợi cho nghiên cứu về độ ẩm và lớp phủ thực vật Sự cải tiến này đã tạo ra rất

nhiều ứng dụng cho nông nghiệp, nghiên cứu hiện trạng đất và quản lý tài nguyên thiên nhiên

Bảng 1.1 Các đặc trưng chính của ảnh vệ tinh SPOT Loại Vệ tinh Tên bộ cảm Số

Kênh

Độ phân giải (m) Các kênh đa phổ

XS (Multispictral) SPOT

Lục, đỏ, gần hồng ngoại

XI (Multispictral) SPOT-4 HRVIR

Lục, đỏ, gần hồng ngoại, hồng ngoại trung

M ( Monospectral) SPOT-4 HRVIR

HI (Multispictral InfraRed

Lục, đỏ, gần hồng ngoại, hồng ngoại trung

HX (Multispictral High

Lục, đỏ, gần hồng ngoại

HMA hoặc HMB(Panchromatic

HMX ( HM and HX merging) SPOT-5 HRG 3 5 x 5 Lục, đỏ, gần hồng

Lục, đỏ, gần hồng ngoại

THN (Very High Resolution

Xanh (tổ hợp màu giả), lục, đỏ

HRS (Very High Resolution

* Chỉ riêng kênh B2 (=M) có độ phân giải 10m Các kênh còn lại được lấy mẫu lại từ 20 đến 10m

** Điểm mặt đất – kích thước của THR được lấy mẫu lại Độ phân giải nhỏ hơn 3m

Bảng 1.2 Độ phân giải phổ của ảnh nguồn các vệ tinh SPOT từ 1 đến 5

giải

SPOT-1, 2, 3 Kênh 1 0,5 - 0,59 µm Xanh lục 20m

SPOT-1, 2, 3 Kênh 3 0,79 - 0,89 µm Gần hồng ngoại 20m

SPOT-5 Kênh 3 0,79 - 0,89 µm Gần hồng ngoại 10m SPOT-1, 2, 3 Kênh Toàn sắc 0,51 - 0,73 µm Toàn sắc 10m SPOT-4 Kênh Toàn sắc 0,49 - 0,73 µm Toàn sắc 10m SPOT-5 Kênh Toàn sắc 0,49 - 0,73 µm Toàn sắc 5m SPOT-5 Kênh Toàn sắc 0,49 - 0,73 µm Toàn sắc 2,5m SPOT-5 Kênh Toàn sắc 0,49 - 0,73 µm Toàn sắc 5 x 10m

Ảnh SPOT có thể ghi phản xạ phổ của toàn mặt đất với sự khác biệt về

dữ liệu, độ phân giải cao (đặc biệt ảnh độ phân giải 2,5m) và có khả năng nhìn nổi, nhạy cảm về phổ hồng ngoại cho thực vật, mở ra triển vọng của nhiều ứng dụng mà trước đây chỉ có thể thực hiện với ảnh hàng không như :

Đo vẽ mới và hiệu chỉnh bản đồ địa hình; nghiên cứu, thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất, khai khoáng trong địa chất, thành lập bản đồ tỷ lệ 1:30.000 đến 1:100.000, nghiên cứu về thực vật ở cấp độ đô thị khu vực, theo dõi biến động môi trường như mất rừng, xói mòn, phát triển [13]

SƠ ĐỒ ẢNH VỆ TINH SPOT-5 TRÊN PHAM VI VIỆT NAM

(Có độ phủ mây dưới 25% từ tháng 09.2007 đến 15.05.2011)

Hình 1.1 Sơ đồ ghép ảnh vê ̣ tinh pha ̣m vi lãnh thổ viê ̣t Nam

(Tư liệu của Trung Tâm Viễn Thám Quốc Gia)

1.2 Trên thế giới

Hệ thống thông tin địa lý đã được phát triển và ứng dụng nhiều tại các nước phát triển như Hoa Kỳ, Nga, Đức, Anh, Pháp v.v Việc kết hợp chặt chẽ giữa hai công nghệ hiện đại là viễn thám và GIS đã mang lại bước đột phá trong phát triển khoa học công nghệ trong thế kỷ XX Hiện tại trên thế giới ngày một nhiều hơn các công trình nghiên cứu ứng dụng viễn thám và GIS

phục vụ trên các lĩnh vực khác nhau về quản lý tài nguyên, giao thông và bảo

vệ môi trường

Đầu thế kỷ XX, viễn thám được nghiên cứu và áp dụng nhiều ở các nước phát triển như Mỹ, Anh, Canada, Pháp, Nhật Bản, Đức và Liên Xô cũ Tuy nhiên, hệ thống bay chụp ảnh hoàn toàn thụ động, phụ thuộc hoàn toàn vào ánh sáng mặt trời và điều kiện thời tiết nên chất lượng ảnh và khả năng ứng dụng ảnh viễn thám có phần hạn chế Những thế hệ vệ tinh và máy chụp ảnh đầu tiên chỉ có thể mang lại những tư liệu ảnh viễn thám có độ phân giải rất thô với độ phân giải từ ảnh được tính bằng kilômét (ảnh NOAA, METERSAT) Trong thời kỳ này, việc ứng dựng ảnh viễn thám chủ yếu vào mục đích quân sự và quản lý tài nguyên thiên nhiên nói chung trên phạm vi rộng lớn, trong đó có tài nguyên rừng nói riêng [2]

Đầu thập kỷ 70 của thế kỷ XX, kỹ thuật viễn thám đã có những bước tiến bộ về mọi mặt như vệ tinh thế hệ mới, hệ thống máy ảnh đa năng và hệ thống thu nhận tín hiệu, tư liệu ảnh từ các vệ tinh tốt hơn Việc sử dụng các công nghệ mới với những cải tiến rõ rệt (bước sóng cực ngắn v.v.) có thể chụp được trên mọi điều kiện thời tiết và hệ thống thu ảnh chủ động tích cực nên đã thu được ảnh có chất lượng tốt hơn với độ phân giải ảnh rất cao đến mét (ảnh LANDSAT, ảnh SPOT , ) Vì vậy, viễn thám đã phục vụ tốt những mục tiêu cụ thể như: Phát triển lâm nghiệp, nông nghiệp, quản lý thiên tai, phát triển đô thị và phục vụ quốc phòng [2]

Đối với ngành lâm nghiệp, vấn đề sử dụng ảnh vệ tinh để xây dựng bản

đồ hiện trạng rừng phục vụ công tác quản lý, theo dõi rừng đã được nhiều nước tiên tiến trên thế giới áp dụng như Mỹ, Canađa, Pháp, Nga, Nhật Bản và các nước châu Á như Ấn Độ, Trung Quốc, Thái Lan, Indônêsia, Tư liệu viễn thám được sử dụng trong công tác này bao gồm nhiều loại ảnh vệ tinh của các nước khác nhau như: Landsat, Ikonos, Quickbird, của Mỹ, SPOT

của Pháp, Aster, JRS của Nhật bản, Radasat của Canađa, Việc sử dụng công nghệ viễn thám và GIS trong quản lý, theo dõi biến động rừng và sử dụng đất cũng đã được thực hiện theo nhiều mức độ khác nhau như cho toàn cầu, vùng lãnh thổ, quốc gia, khu vực [18]

Bắ t đầu từ năm 1986, Pháp phóng thành công vệ tinh SPOT lên quỹ đa ̣o

và chụp ảnh quang ho ̣c đa phổ có đô ̣ phân giải không gian cao hơn hẳn ảnh vê ̣ tinh Landsat củ a Mỹ, đô ̣ phân giải thời gian là 26 ngày Kể từ đó việc sử dụng ảnh SPOT, đă ̣c biê ̣t là SPOT-4 và SPOT-5 để thành lập bản đồ hiện trạng rừng

đã được áp dụng có hiệu quả ta ̣i nhiều nước trên thế giới như: Pháp, Brazin, Bolivia, Anh, Iran, Ấn Độ, Trung Quốc, đă ̣c biê ̣t là từ khi có các tra ̣m thu ảnh phân bố rộng ở nhiều nước và khả năng trao đổi trên Internet băng thông rô ̣ng thì quy mô ứng du ̣ng càng được mở rô ̣ng trên pha ̣m vi toàn cầu

Ở châu Á-Thái Bình Dương, ta ̣i nhiều hội nghị viễn thám được tổ chức

2 năm mô ̣t lần, các nước đã tổng kết những ứng dụng của Kỹ thuật viễn thám trong Lâm nghiệp với những báo cáo nghiên cứu quản lý, theo dõi phát hiện biến động rừng và sử dụng đất tại các nước như: Trung Quố c, Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài loan, Malaysia, Indonesia, Thái Lan, Philipin, Rất nhiều loại tư liệu viễn thám khác nhau đã được áp du ̣ng trong nhiều quy mô và hướng nghiên cứ u khác nhau của ngành lâm nghiê ̣p, trong đó, ảnh SPOT là mô ̣t loa ̣i

tư liê ̣u đươ ̣c ứng du ̣ng khá phổ biến [18]

Ứng dụng phổ biến của viễn thám cho ngành Lâm nghiệp trên thế giới [15]:

 Xác định, phân loại lớp phủ rừng, lập bản đồ phân loại lớp phủ rừng, theo dõi biến động lớp phủ theo thời gian

 Xác định trạng thái sinh trưởng của rừng gỗ, đánh giá tổng quan về khối lượng, sản lượng khai thác

 Mô tả đặc điểm khu vực, nghiên cứu loài cây trong cấu trúc rừng và

sự đa dạng của rừng

 Theo dõi, dự báo cháy rừng và sâu bệnh

 Mô hình hóa sự phát triển trong tương lai của tài nguyên rừng

 Quy hoạch bảo vệ và phát triển rừng

Ngoài ra, tư liệu viễn thám được sử du ̣ng rô ̣ng rãi trong các lĩnh vực khác như: Phát hiện vết dầu loang trên biển, khu vực cây xanh đô thị, giao thông, tính toán độ ẩm không khí giám sát nhiê ̣t độ bề mă ̣t, xác đi ̣nh năng suất

mù a màng,

Một số công trình đã ứng dụng công nghệ RS và GIS [2]:

- Đánh giá chức năng thảm thực vật rừng từ ảnh vệ tinh trong môi trường nhiệt đới của Kazue-Fujiwara - Trường Tổng hợp Quốc gia Yokohama

- Nhật bản và E.O.BOX -Trường tong Hợp Georgia - Mỹ

- Ứng dụng Viễn Thám và GIS nghiên cứu hệ địa lý thảo nguyên khô

và thảo nguyên rừng của M.Gan-zorig, H.Tulgaa và D.Amarsaikhan Trung tâm Tin học và Viễn thám, Mông cổ

- Phân tích sự biến động che phủ rừng quá khứ và tương lai của Chandra P.Giri và Surendra Shrestha-UNEP - Thái Lan

- Ứng dụng ảnh Vệ tinh và GIS vào sự phục hồi sinh thái của Sirin Kawala-Ierd, K.Fujiwara-Trường tổng hợp Tokyo nhật bản; Kitti Khanthanmit - Cục nhà đất Hoàng gia Thái Lan; Suvit Vibulsresth - NRCT - Thái Lan v.v

- Ứng dụng viễn thám và GIS vào theo dõi và đánh giá thảm rừng vùng hạ lưu sông Mê Công của ủy hội sông Mê Công 1995

- Ứng dụng viễn thám và GIS vào điều tra, đánh giá và theo dõi diễn biến tài nguyên rừng của FAO theo chu kỳ 10 năm

- Theo dõi và dự báo cháy rừng:Áp dụng ở nhiều nước như Mỹ, úc,

Braxin… Những ảnh viễn thám dược thu hàng ngày được tách chiết thông tin

về loại rừng và tình trạng khô hạn của rừng, kết hợp với số lịêu khí tượng sẽ đưa ra các dự báo về khả năng cháy rừng

- Nghiên cứu các hệ sinh thái rừng - lâm nghiệp: Rất nhiều nghiên cứu triển khai ở nhiều quy mô để nghiên cứu xây dựng các bản đồ sinh thái rừng: phạm vi toàn cầu, khu vực, vùng, các hệ sinh thái nhạy cảm rừng ngập mặn,

1.3 Tại Việt Nam

Việc tiếp cận công nghệ viễn thám và GIS ở Việt Nam muộn hơn so với Trung Quốc, Ấn Độ, Nhật Bản hay một số nước khác trong khu vực

Tại Việt Nam, việc ứng dụng công nghệ viễn thám trong công tác điều tra, quy hoạch rừng đã được áp dụng từ những năm 60 (với ảnh máy bay) và đặc biệt phát triển từ sau năm 1979 với sự ra đời của Trung tâm nghiên cứu không gian thuộc viện Khoa học Viê ̣t Nam và chương trình nghiên cứu quốc gia; INTERCOSMOS Bản đồ hiện tra ̣ng sử du ̣ng đất tỉ lê ̣ 1: 250.000 đã đươ ̣c thành lâ ̣p với tư liê ̣u ảnh vê ̣ tinh Landsat, trong đó các loa ̣i rừng đã đươ ̣c xác

đi ̣nh khá chi tiết theo nô ̣i dung của phân loại tài nguyên rừng [17]

Được sự giúp đỡ về mặt kỹ thuật cũng như tài chính của các tổ chức quốc tế, đặc biệt là của FAO thì viễn thám và GIS được ứng dụng vào Việt Nam mạnh hơn vào những năm 1980 Mốc quan trọng đánh dấu sự phát triển viễn thám là sự hợp tác nhiều bên trong chương trình vũ trụ Quốc tế (Inter Kosmos) năm 1981-1986 Kết quả nghiên cứu của chương trình khoa học này

là đã biết sử dụng ảnh đa phổ MKF-6 vào thành lập các bản đồ chuyên đề như: sử dụng đất, địa chất, tài nguyên nước, thuỷ văn, rừng, Sau đó các dự

án viện trợ Quốc tế của UNDP và FAO như VIE76/011 và VIE 83/004 đã trang bị một số thiết bị kỹ thuật Viễn thám cho Viện khoa học Việt Nam nay

là Viện khoa học tự nhiên và công nghệ Quốc gia Dự án VIE-76-014 lần đầu tiên đã xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất và các trạng thái rừng trên cơ

sở sử dụng ảnh viễn thám LANDSAT và bước đầu tiếp cận công nghệ GIS

Từ đó đến nay, công nghệ viễn thám và GIS đã được ứng dụng một cách rộng rãi hơn và trở thành công cụ không thể thay thế trong lĩnh vực đánh giá theo dõi tài nguyên thiên nhiên, trong đó có tài nguyên rừng Đặc biệt từ những năm đầu 1990 trở lại đây, sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ cùng với sự hợp tác và giúp đỡ của các tổ chức quốc tế, việc ứng dụng công nghệ GIS và viễn thám đã thu được những tiến bộ ở Trung tâm Khoa học Tư

nhiên và Công nghệ Quốc gia, Bộ Tài nguyên và Môi trường, Bộ Nông

nghiệp và Phát triển Nông thôn, Hàng loạt phần mềm mới đã được ứng dụng như ARC/VIEW, ILWIS, PCI, ERDAS image, ARC/INFO dựa trên cơ

sở của công nghệ máy tính hiện đại

Cụ thể đối với ngành lâm nghiệp, các chương trình ứng dụng GIS và

RS như sau: Chương trình điều tra nguyên liệu giấy (1972 - 1985), chương trình hợp tác lâm nghiệp Việt Nam - Thụy Điển, Dự án ứng dụng viễn thám

để theo dõi biến động các khu bảo tồn tự nhiên (1991- 1995) - WWF, chương trình theo dõi, đánh giá biến động tài nguyên rừng (1991- 1995) - FIPI, Dự án theo dõi độ che phủ rừng hạ lưu sông Mê Công (1993 - 1995) - Uỷ ban Mê Công, chương trình theo dõi, đánh giá diễn biến tài nguyên rừng (1996 - 2000) - Viện Điều tra Qui hoạch rừng,

Cuối thế kỷ 20 công nghệ Viễn thám và GIS có bước phát triển vượt bậc, được nghiên cứu và ứng dụng để quản lý tài nguyên đất đai trong đó có phân cấp phòng hộ đầu nguồn Sự kết hợp của công nghệ GIS và nghiên cứu kinh tế sinh thái có ý nghĩa quan trọng trong việc quản lý tài nguyên thiên nhiên và phát triển kinh tế xã hội [2]

+ Năm 1958, với sự hợp tác của CHDC Đức đã sử dụng ảnh máy bay đen trắng toàn sắc tỷ lệ 1/30.000 để điều tra rừng ở vùng Đông Bắc

+ Năm 1968 đã sử dụng ảnh máy bay trong công tác điều tra rừng cho lâm trường Hữu Lũng, Lạng Sơn

+ Giai đoạn 1970 - 1975 ảnh máy bay đã được sử dụng rộng rãi để xây dựng các bản đồ hiện trạng, bản đồ mạng lưới vận xuất, vận chuyển cho nhiều vùng thuộc miền Bắc

+ Từ 1981 - 1983, Viện Điều tra Quy hoạch rừng thực hiện chương trình điều tra và đánh giá rừng toàn quốc lần thứ nhất Trong chương trình này

có sự kết hợp của ảnh vệ tinh do FAO hỗ trợ kết hợp với điều tra mặt đất Loại ảnh vệ tinh sử dụng là ảnh Landsat MSS và thành quả đạt được là toàn

bộ số liệu về diện tích, trữ lượng các loại rừng theo từng tỉnh và trên phạm vi toàn quốc

+ Chương trình điều tra, đánh giá và theo dõi diễn biến tài nguyên rừng toàn quốc 5 năm 1991 – 1995 Trong chương trình này bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng được xây dựng dựa trên những bản đồ hiện trạng rừng hiện có thời kỳ trước năm 1990, sau đó dùng ảnh vệ tinh Landsat MSS và Landsat

TM có độ phân giải là 30 x 30m để cập nhật những khu vực thay đổi sử dụng đất, những nơi mất rừng hoặc những nơi có rừng trồng mới hay mới tái sinh phục hồi

+ Giai đoạn 1991-1995, Viện ĐTQH Rừng sử dụng hệ thống ảnh vệ

tinh Landsat TM+ đề xây dựng bản đồ hiện trạng rừng tỷ lệ 1/250.000 cho vùng và 1/1.000.000 cho toàn quốc

+ Chương trình điều tra đánh giá và theo dõi diễn biến tài nguyên rừng toàn quốc 5 năm giai đoạn 1996 – 2000 Trong chương trình này ảnh vệ tinh

đã sử dụng là SPOT-3, có độ phân giải là 15m x 15m

+ Giai đoạn 1996-2000, Viện sử dụng hệ thống ảnh vệ tinh SPOT-1 để

giải đoán xây dựng bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng tỷ lệ 1/100.000 cho 40

tỉnh có diện tích rừng lớn, bản đồ hiện trạng rừng tỷ lệ 1/250.000 cho 6 vùng

và bản đồ 1/1.000.000 cho toàn quốc

+ Chương trình điều tra, đánh giá và theo dõi diễn biến tài nguyên rừng toàn quốc 5 năm giai đoạn 2000 - 2005, trong chương trình này thì phương pháp xây dựng bản đồ trong chu kỳ III đã được phát triển lên một bước Lần này, bản

đồ hiện trạng rừng được xây dựng từ ảnh số vệ tinh Landsat ETM+ Viện ĐTQH rừng đã ứng dụng công nghệ giải đoán ảnh số với sự trợ giúp của phần mềm chuyên dụng Erdas imagine 8.5 Việc giải đoán ảnh được thực hiện trong phòng dựa trên những mẫu khóa ảnh đã được kiểm tra ngoài hiện trường

+ Gần đây, chúng ta đã thực hiện chương trình điều tra, đánh giá và theo dõi diễn biến tài nguyên rừng giai đoạn 2006 - 2010 (chu kỳ IV) Trong chương trình này thì việc xây dựng hệ thống bản đồ và số liệu hiện trạng tài nguyên rừng sử dụng ảnh vệ tinh SPOT-5 độ phân giải 2.5m với ảnh Pan và 10m với ảnh toàn sắc (MS) trên phạm vi toàn quốc do Bộ Tài nguyên và Môi trường cung cấp làm cơ sở để biên tập và nắn chỉnh xây dựng các loại bản đồ: hiện trạng tài nguyên rừng, tỷ lệ 1/25.000 cho 1.000 xã trọng điểm lâm nghiệp; hiện trạng rừng, tỷ lệ 1/50.000 cho các huyện; hiện trạng rừng, các tỷ

lệ 1/100.000; 1/250.000 và 1/1.000.000 cho cấp tỉnh, vùng và trên toàn quốc

Ngoài ra còn rất nhiều chương trình, đề tài khác cũng ứng dụng viễn thám như:

- Luận án tiến sĩ chuyên ngành khoa học địa lý của Trần Văn Thuy

(1996) , “Ứng dụng phương pháp viễn thám để thành lập bản đồ thảm thực

vật tỉnh Thanh Hoá, tỷ lệ 1/200.000”

- Luận án tiến sĩ chuyên ngành ảnh hàng không của Chu Thị Bình

(2001) với đề tài “Ứng dụng công nghệ tin học để khai thác thông tin cơ bản

trên tư liệu viễn thám, nhằm phục vụ việc nghiên cứu một số đặc trưng rừng Việt Nam

- Đề tài cấp nhà nước KC.08.24 “Nghiên cứu giải pháp phòng chống và khắc phục hậu quả cháy rừng cho vùng U minh và Tây Nguyên” do Vương Văn Quỳnh - Trường Đại học Lâm nghiệp làm chủ nhiệm, thực hiện trong 2 năm 2004 - 2006

- Công trình nghiên cứu của Nguyễn Đình Dương và cộng sự (2004)

“Sử dụng ảnh đa phổ MODIS để đánh giá sự thay đổi về lớp phủ thực vật của Việt Nam trong giai đoạn 2001 - 2003”

- Trần Thanh Tù ng (2006), sử dụng ảnh vê ̣ tinh có độ phân giải 15m để theo

dõi diễn biến hình thái cửa sông Trà Khúc, tỉnh Quảng Ngãi từ 1995 đến 2005

- Đề tài “Nghiên cứu sử dụng ảnh vệ tinh và công nghệ GIS trong việc giám sát hiện trạng tài nguyên rừng, thử nghiệm tại 1 khu vực cụ thể”, thực hiện trong năm 2007

- Đề tài “Ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS thành lập bản đồ biến

động lớp phủ thực vật rừng đảo Phú Quốc, thời kỳ 1996 - 2001 - 2006” do

Nguyễn Quốc Khánh, Nguyễn Thanh Nga thuộc Trung tâm giám sát tài nguyên và môi trường - Trung tâm Viễn Thám Quốc Gia thực hiện năm 2007

- Lâm Đạo Nguyên - Phòng Đi ̣a tin học Vâ ̣t lý, phân viện Vâ ̣t lý tại Tp Hồ Chí Minh “Ứng dụng tư liệu viễn thám vê ̣ tinh để giám sát sự sinh trưởng

- Chuyên san Viễn thám và đi ̣a tin ho ̣c số 5 - 2008 của Trung tâm Viễn thám quốc gia đã đề câ ̣p đến một số công trình nghiên cứu: Sử du ̣ng ảnh vê ̣ tinh radar để thành lập một số lớp thông tin về lớp phủ thực vâ ̣t, thành lâ ̣p bản đồ nhiê ̣t đô ̣ mă ̣t nước biển và hàm lượng chlorophyll-A khu vực biển đông từ ảnh MODIS

Thời gian vừa qua nhà nước đã đầu tư cho Bộ Tài nguyên và Môi

trường Dự án “Xây dựng hệ thống giám sát tài nguyên thiên nhiên ở Việt

Nam” đây là dự án thu ảnh vệ tinh mang tầm cỡ quốc gia và khu vực, đến nay

đã bắt đầu đi vào hoạt động Kết quả của dự án sẽ là những cơ sở dữ liệu vệ tinh với nhiều độ phân giải đáp ứng số liệu cho nghiên cứu khoa học và ứng dụng nghiệp vụ thuộc nhiều lĩnh vực khác nhau ở nước ta

Đối với ảnh SPOT-5, trong thời gian gần đây, đã được một số đơn vị,

cơ quan trong nước sử dụng cho nhiều lĩnh vực khác nhau, cụ thể

- Cục đo đạc bản đồ, Bộ tổng tham mưu sử dụng ảnh SPOT-5 xây dựng bản đồ nền địa hình tỷ lệ 1: 25.000 trên đó có thể hiện một số trạng thái sử dụng đất trong đó có các đối tượng rừng tự nhiên và rừng trồng

- Trung tâm CARGIS thuộc Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội đã sử dụng ảnh SPOT-5 trong việc xây dựng bản đồ hiện trạng rừng vườ n quố c gia Cát Bà, vườn quốc gia Xuân thủy, Thị xã Uông Bí –tỉnh Quảng Ninh và một số lâm trường tại tỉnh Đắc Nông

- Trung tâm Tài nguyên Môi trường - Viện Điều tra Quy hoạch rừng, ảnh SPOT-5 đã được sử dụng cho việc xây dựng bản đồ hiện trạng rừng như: xây dựng bản đồ hiện trạng rừng khu vực vườn quốc gia Cát Bà tỷ lệ 1: 25.000 trong chương trình rà soát quy hoạch vườn quốc gia Cát Bà

- Trung tâm tư vấn thông tin lâm nghiệp – Viện Điều tra Quy hoạch rừng đã thực hiện đề tài nghiên cứu ứng dụng ảnh viễn thám chất lượng cao (SPOT-5) và công nghệ thông tin để đánh giá, quản lý theo dõi diện tích rừng, đặc biệt là rừng trồng trong chương trình “Điều tra, đánh giá và theo dõi diễn biến tài nguyên rừng toàn quốc”

Kết hợp với kết quả phân loại đối tượng mặt đất từ ảnh viễn thám với điều tra thực địa sẽ cho phép thành lập bản đồ hiện trạng rừng với các thông tin trung thực và chính xác, từ đó giúp cho việc quản lý đất đai nói chung cũng như quản lý tài nguyên rừng nói riêng, quy hoạch và ra quyết định cho mọi lĩnh vực phát triển kinh tế xã hội, môi trường một cách hợp lý nhất với điều kiện của từng địa phương, khu vực hay phạm vi toàn quốc Hơn nữa, khi phân tích ảnh còn có thể tìm ra được các quy luật và đặc điểm phân bố, ghi nhận hiện trạng và biến động của các lớp phủ mặt đất cũng như có thể tiến hành nghiên cứu về các quan hệ tương hỗ giữa chúng với nhau và giữa các nhóm đối tượng tự nhiên với các nhóm đối tượng nhân sinh

Ứng dụng công nghệ viễn thám – GIS với nhiều loại ảnh vệ tinh khác nhau cùng với các công cụ phần mềm hỗ trợ đã tạo được một bước tiến mới

về quy trình thành lập bản đồ Trong việc xử lý ảnh có những phần mềm như ENVI, ERDAS, PCI…, bên cạnh đó là các phần mềm GIS hỗ trợ cho việc xử

lý các dữ liệu không gian và biên tập bản đồ như Mapinfo, ArcGis, ArcView… Việc kết hợp ứng dụng giữa các phần mềm xử lý ảnh và các phần mềm GIS sẽ là một công cụ hữu hiệu trong việc đoán đọc và điều vẽ ảnh vệ tinh đồng thời rút ngắn thời gian và nâng cao độ chính xác cho việc thành lập bản đồ và phân tích thông tin địa lý

Độ chính xác của việc thành lập bản đồ bằng công nghệ viễn thám phụ thuộc rất nhiều yếu tố chủ quan và khách quan Các yếu tố khách quan phụ thuộc vào điều kiện thời tiết, khả năng chiếu sáng và đặc điểm của đối tượng vào thời điểm vệ tinh bay chụp Các yếu tố chủ quan lại phụ thuộc vào trình

độ và kinh nghiệm của người giải đoán và xử lý ảnh Do vậy, kết quả phân loại cần phải đối chiếu với kết quả kiểm tra thực địa để chỉnh lý, bổ sung cho kết quả nghiên cứu, nhằm đảm bảo độ tin cậy của các thông tin được chiết tách từ tư liệu viễn thám trong việc thành lập bản đồ lớp phủ mặt đất

Các căn cứ pháp lý:

1 Theo thông tư số 25/2009/TT-BNN, ngày 05 tháng 05 năm 2009,

Hướng dẫn thực hiện thống kê, kiểm kê rừng và lập hồ sơ quản lý rừng[6]:

+ Tại mục 5 - điều 2;

+ Tại khoản 1 - điều 10

3 Luật bảo vệ và phát triển rừng ngày 03 tháng 12 năm 2004 ;

4 Chiến lược Phát triển Lâm nghiệp Việt Nam đến năm 2020 ;

5 Văn bản số 80/TTg-KTN ngày 15 tháng 01 năm 2009 ;

6 Thông tư số 34/2009/TT-BNNPTNT ngày 10/06/2009 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn quy định tiêu chí xác định và phân loại rừng

7 Tờ trình số 728/TTr/BNN-TCLN, ngày 18 tháng 3 năm 2011, Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn trình Thủ tướng Chính phủ V/v phê

duyệt Dự án “Tổng điều tra, kiểm kê rừng toàn quốc giai đoạn 2011 - 2015”

Chương 2 MỤC TIÊU - ĐỐI TƯỢNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Mục tiêu nghiên cứu

Thành lập được bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng huyện Cẩm Xuyên trên cơ sở ứng dụng các tư liệu viễn thám và hệ thống GIS

Đưa ra hướng dẫn kỹ thuật thành lập bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng

từ tư liệu viễn thám và hệ thống GIS

2.2 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là đặc điểm phản xạ phổ của các trạng thái rừng trên hệ thống tư liệu ảnh viễn thám SPOT-5

Phạm vi nghiên cứu của đề tài là các trạng thái rừng trên địa bàn huyện Cẩm Xuyên, tỉnh Hà Tĩnh

2.3 Nội dung nghiên cứu

Phù hợp với mục tiêu nghiên cứu đã xác định, đề tài dự kiến thực hiện các nội dung nghiên cứu cụ thể như sau:

- Nghiên cứu đặc điểm phân bố và cấu trúc của các trạng thái rừng tại huyện Cẩm Xuyên

- Nghiên cứu xây dựng khóa ảnh phục vụ giải đoán các trạng thái rừng tại huyện Cẩm Xuyên

- Nghiên cứu thành lập bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng tại huyện Cẩm Xuyên

- Đề xuất hướng dẫn kỹ thuật thành lập bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng từ tư liệu viễn thám và hệ thống GIS

2.4 Phương pháp nghiên cứu

2.4.1 Phương pháp thu thập tài liệu

2.4.1.1 Phương pháp kế thừa

Trong quá trình thực hiện đề tài, tác giả dự kiến kế thừa các nguồn tư liệu sau:

- Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội tại UBND huyện Cẩm Xuyên

- Hệ thống bản đồ nền (độ cao, ranh giới hành chính, thủy văn, hiện

trạng rừng, quy hoạch 3 loại rừng) của huyện Cẩm Xuyên

- Hệ thống tư liệu ảnh SPOT-5 của khu vực huyện Cẩm Xuyên

- Các kết quả và công trình nghiên cứu về ứng dụng tư liệu viễn thám phục vụ xây dựng bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng của các tác giả đi trước

đã được công bố

- Ảnh vệ tinh Spot 5 đã qua xử lý ở mức 3 (trực ảnh), đã được nắn chỉnh hình học về hệ tọa độ quốc gia VN 2000, múi chiếu 3º Toàn bộ ảnh được Trung tâm Viễn thám, Bộ Tài nguyên & Môi trường xử lý và cung cấp

- Số liệu nghiên cứu của luận văn này có sự kế thừa tài liệu hiện trường

do các cán bộ điều tra của Viện Sinh thái rừng và Môi trường, trường Đại học Lâm nghiệp thu thập phục vụ công tác kiểm kê rừng tỉnh Hà Tĩnh năm 2011

và năm 2012 Các chỉ tiêu thống kê, kiểm kê rừng chủ yếu căn cứ theo thông

tư 34/2009/TT-BNNPTNT, Thông tư 25/2009/TT-BNN

2.4.1.2 Phương pháp điều tra trực tiếp

Phân chia ranh giới đối tượng điều tra: Căn cứ vào luật đất đai năm

2003, Luật bảo vệ và phát triển rừng năm 2004 Đối tượng điều tra rừng được phân chia theo đơn vị hành chính đến xã Mỗi xã lại được chia ra các tiểu khu; Mỗi tiểu khu lại chia làm nhiều khoảnh; Mỗi khoảnh lại chia thành các phân khoảnh; Mỗi khoảnh hoặc phân khoảnh lại chia thành các lô Các đơn

vị tiểu khu, khoảnh, phân khoảnh được chia dựa vào các đặc điểm tự nhiên

dễ nhận biết như sông suối, dông núi, ranh giới hành chính

ô tiêu chuẩn điển hình đại diện cho các trạng thái rừng tại huyện Cẩm Xuyên thông qua bảng phân loại các trạng thái rừng ở Hà Tĩnh được xác định chủ yếu qua kết quả điều tra ô tiêu chuẩn, ý kiến của cán bộ lâm nghiệp địa phương, và tham khảo tư liệu điều tra kiểm kê rừng của chu kỳ IV Trên cơ sở Thông tư số 34 của Bộ NNPTNT hướng dẫn phân chia loại đất, loại rừng

Bảng 2.1 Bảng phân chia loại đất loại rừng theo thông tư số 34 tại Hà Tĩnh

số

Tiêu chuẩn phân loại

Ký hiệu LDLR TTR Ldia Mmin

(m3/ha)

Mmax (m3/ha)

5 Rừng gỗ TN núi đất LRTX phục hồi 5 1 1 10 50 TXP 1.1.1.1.2 Lá rộng rụng lá

1.1.2 Tre nứa

29 Rừng tre/luồng TN núi đất 29 8 1 10 1000 TLU

33 Rừng tre nứa khác TN núi đất 33 12 1 10 1000 TNK

1.1.3 Hỗn giao gỗ và tre nứa

35 Rừng hỗn giao G-TN TN núi đất 35 5 1 10 1000 HG1

36 Rừng hỗn giao TN-G TN núi đất 36 6 1 10 1000 HG2

1.1.4 Cau dừa

40 Rừng cau dừa TN ngập nước ngọt 40 7 5 10 1000 CDN

46 Rừng tre nứa trồng núi đất 46 14 1 25 1000 RTTN

47 Rừng tre nứa trồng núi đá 47 14 2 25 1000 RTTND

1.2.3 Cau dừa

49 Rừng cau dừa trồng ngập nước 49 15 5 25 1000 RTCDN

50 Rừng cau dừa trồng đất cát 50 15 6 25 1000 RTCDC 1.2.3 Nhóm loài khác

2.2 Có cây gỗ tái sinh

59 Đất có cây gỗ tái sinh núi đất 59 19 1 5 25 DT2

60 Đất có cây gỗ tái sinh núi đá 60 19 2 5 25 DT2D

61 Đất có cây gỗ tái sinh ngập mặn 61 19 3 5 25 DT2M

62 Đất có cây tái sinh ngập nước phèn 62 19 4 5 25 DT2P

2.4 Có cây nông nghiệp

- Số lượng OTC được lập trong quá trình điều tra tại khu vực nghiên cứu là 98 OTC, trong đó:

+ Đất trống núi đất: 4 OTC

+ Đất Nông nghiệp núi đất: 7 OTC

+ Rừng trồng: 39 OTC (Đất đã trồng trên núi đất: 6 OTC; Rừng gỗ trồng núi đất: 33 OTC)

+ Rừng tự nhiên: 48 OTC (Rừng ngập mặn: 2 OTC; Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRTX giàu: 7 OTC; Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRTX nghèo: 11 OTC; Rừng

gỗ tự nhiên núi đất LRTX nghèo kiệt: 13 OTC; Rừng gỗ tự nhiên núi đất LRTX trung bình: 15 OTC)

- Trong OTC, tiến hành lập 05 ô dạng bản (ODB) có diện tích 25m2(5m x 5m) với 04 ODB nằm ở 4 góc của OTC, ODB còn lại nằm trên giao điểm của hai đường chéo trong ô Tuy nhiên, theo điều kiện thực tế tại những khu vực núi đá có độ dốc cao, địa hình hiểm trở không có khả năng lập và đo đếm các OTC có diện tích 1000m2, sẽ tiến hành lập OTC với diện tích 500m2 (20m x 25m)

Các chỉ tiêu điều tra được cụ thể hóa qua hệ thống mẫu biểu sau:

a Điều tra độ tàn che

Điều tra độ tàn che của tầng cây cao, độ che phủ của cây bụi thảm tươi

và thảm khô theo hệ thống các điểm điều tra (80 điểm) Trong mỗi ô tiêu chuẩn lập các tuyến song song cách đều nhau sau đó dùng thước ngắm tại các điểm giao của các tuyến, ngắm lên nếu trùng vào tán cây thì lấy giá trị tàn che bằng 1, nếu không vào tán cây thì lấy giá trị là 0, nếu gặp ranh giới giữa tán lá

và khoảng trống ghi số 0,5 Tương tự nhìn xuống dưới nếu chạm cây bụi thảm tươi (thảm khô) thì lấy giá trị độ che phủ (thảm khô) bằng 1, không chạm cây bụi thảm tươi (thảm khô) thì lấy bằng 0, gặp ranh giới giữa cây bụi thảm tươi

(thảm khô) và khoảng trống ghi số 0,5 Sau đó tính theo công thức :

TC=n1/ N (2-1)

n1 : là số điểm gặp tán lá/cây bụi thảm tươi

N : là tổng số điểm điều tra

Số liệu đo được ghi vào mẫu biểu 01

Mẫu biểu 01: Phiếu điều tra độ tàn che, độ che phủ của tầng cây cao, thảm tươi

Ô tiêu chuẩn số: , loại rừng : lô: , khoảnh: Hộ GĐ: Ngày điều tra: , người điều tra : Đơn vị quản lý Diện tích OTC: , độ dốc: , hướng phơi:

b Điều tra đặc điểm tầng cây cao

Các chỉ tiêu điều tra tầng cây cao trên các ô tiêu chuẩn (OTC) gồm: tên cây, chiều cao vút ngọn (Hvn), chiều cao dưới cành (Hdc), đường kính 1.3 m (D1.3), đường kính tán (Dt) theo 2 hướng Đông Tây (Dt1) và Nam Bắc (Dt2)

+ Xác định đường kính 1.3 m (D1.3): Đường kính ngang ngực được xác định bằng phương pháp đo chu vi thân cây tại vị trí 1.3m bằng thước dây chính xác đến cm, chỉ đo các cây có D1.3 ≥ 6cm (cây có D1.3 < 6 cm được coi

là cây tái sinh)

+ Điều tra chiều cao vút ngọn (Hvn), chiều cao dưới cành (Hdc) bằng thước đo cao Blumeleiss

+ Xác định đường kính tán được đo bằng thước dây theo 2 hướng Đông Tây, Nam Bắc

Kết quả thu được ghi vào mẫu biểu 02

Mẫu biểu 02: Phiếu điều tra tầng cây cao trên ô tiêu chuẩn

Ô tiêu chuẩn số: , loại rừng : lô: , khoảnh: Hộ GĐ: Ngày điều tra: , người điều tra: Đơn vị quản lý: Diện tích OTC: , độ dốc: , hướng phơi:

TT Loài C 1.3 (cm) D t1 (m) D t2 (m) H vn (m) H dc (m) Ghi chú

1

c Điều tra đặc điểm cây bụi, thảm tươi

Các chỉ tiêu điều tra tầng cây bụi, thảm tươi được thu thập trên 5 ô dạng bản (ODB) 25 m2 ở mỗi ô tiêu chuẩn (4 ODB nằm ở 4 góc OTC và 1 ODB nằm chính giữa OTC), gồm: tên cây, chiều cao trung bình (Htb), đường kính tán (Dt), độ che phủ, cấp sinh trưởng từng loài

+ Điều tra cây bụi (shrubs) theo các chỉ tiêu: tên loài chủ yếu, số lượng khóm (bụi), chiều cao bình quân, độ che phủ trung bình của từng loài trên ODB, kết quả ghi vào phiếu điều tra cây bụi

+ Điều tra thảm tươi (ground cover vegetation) theo các chỉ tiêu: loài chủ yếu, chiều cao bình quân, độ che phủ bình quân của loài và tình hình sinh trưởng của thảm tươi trên ODB

Số liệu điều tra được ghi vào mẫu biểu 03, 04

Mẫu biểu 03: Phiếu điều tra cây bụi

Ô tiêu chuẩn số: , loại rừng: lô: , khoảnh: Hộ GĐ: Ngày điều tra: , người điều tra: Đơn vị quản lý Diện tích OTC: , độ dốc: , hướng phơi:

1

Mẫu biểu 04: Phiếu điều tra thảm tươi

Ô tiêu chuẩn số: , loại rừng : lô: , khoảnh: Hộ GĐ: Ngày điều tra: , người điều tra : Đơn vị quản lý Diện tích OTC: , độ dốc: , hướng phơi:

2.4.2 Phương pháp xử lý tài liệu

2.4.2.1 Nghiên cứu cấu trúc rừng [4]

a Cấu trúc tổ thành

+ Xác định tỷ lệ tổ thành (Chỉ số quan trọng: Important Value)

Để xác định tổ thành tầng cây cao, đề tài sử dụng phương pháp tính tỷ

lệ tổ thành theo phương pháp của Daniel Marmillod (Đào Công Khanh, 1996

và Vũ Đình Huề, 1984)

2

%G

%N

Theo Daniel M., những loài cây có IV%  5% mới thực sự có ý nghĩa

về mặt sinh thái trong lâm phần Theo Thái Văn Trừng (1978), trong một lâm phần nhóm loài cây nào đó > 50% tổng số cá thể của tầng cây cao thì nhóm loài đó được coi là nhóm loài ưu thế Cần tính tổng IV% của những loài có trị

số này lớn hơn 5%, xếp từ cao xuống thấp và dừng lại khi tổng IV% đạt 50%

Trong đó: Vi là thể tích của cây thứ i

gi là tiết diện ngang thân cây thứ i

hi là chiều cao thân cây thứ i

d1.3i là đường kính ở vị trí 1.3 m của cây thứ i

f là hình số của thân cây thông thường hình số được lấy

f = 0,45 với rừng tự nhiên và f = 0,5 với rừng trồng

2.4.2.2 Sử dụng tư liệu ảnh SPOT-5 thành lập bản đồ hiện trạng rừng

Sơ đồ quá trình điều tra và xây dựng bản đồ hiện trạng rừng phục vụ công tác kiểm kê rừng tỉnh Hà Tĩnh: [17]

Hình 2.1 Sơ đồ quá trình điều tra và xây dựng bản đồ hiện trạng rừng

a Công tác chuẩn bị:

Bản đồ nền địa hình VN2000; bản đồ hành chính, bản đồ quy hoạch 3 loại rừng, bản đồ hiện trạng rừng chu kỳ IV, bản đồ thổ nhưỡng, bản đồ giao đất lâm nghiệp Hệ toạ độ chuẩn được sử dụng trong điều tra kiểm kê rừng tỉnh Hà Tĩnh là hệ VN2000 kinh tuyến trục 105 và múi 6 độ

b Tiền xử lý ảnh:

Toàn bộ các ảnh vệ tinh gốc mua về được kiểm tra, xử lý nhằm đưa ra kết quả tốt nhất cho quá trình giải đoán xây dựng bản đồ Tuỳ trường hợp cụ thể có thể bao gồm:

- Nắn chỉnh hình học và các loại nhiễu khác nếu có (trong trường hợp ảnh còn có sự sai lệch về mặt không gian với bản đồ địa hình hoặc chưa được nắn chỉnh hình học theo bản đồ nền địa hình VN2000)

- Tăng cường độ tương phản ảnh giúp tăng khả năng phân tách giữa các lớp trên ảnh