Ứng dụng viễn thám và GIS đánh giá biến động lớp phủ thực vật tỉnh đồng nai (tt)

ĐẠI HỌC HUẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM LÊ VĂN HẢI ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG LỚP PHỦ THỰC VẬT TỈNH ĐỒNG NAI Chuyên ngành: Địa lí tự nhiên Mã số: 60 44 02 17 LUẬN VĂN

Trang 1

ĐẠI HỌC HUẾ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

LÊ VĂN HẢI

ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG

LỚP PHỦ THỰC VẬT TỈNH ĐỒNG NAI

LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐỊA LÍ THEO ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG

Thừa Thiên Huế, năm 2018

Demo Version - Select.Pdf SDK

Trang 2

ĐẠI HỌC HUẾ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

LÊ VĂN HẢI

ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG

LỚP PHỦ THỰC VẬT TỈNH ĐỒNG NAI

Chuyên ngành: Địa lí tự nhiên

Mã số: 60 44 02 17

LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐỊA LÍ THEO ĐỊNH HƯỚNG ỨNG DỤNG

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS NGUYỄN ĐĂNG ĐỘ

Thừa Thiên Huế, năm 2018

Trang 3

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên cứu đƣợc trình bày trong luận văn này là trung thực, khách quan và chƣa từng đƣợc công bố trong bất kì công trình nào khác Các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đƣợc tác giả hoặc đồng tác giả cho phép và đƣợc chỉ rõ nguồn gốc trích dẫn rõ ràng

Tác giả luận văn

Lê Văn Hải

Trang 4

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến TS Nguyễn Đăng Độ - người thầy tâm huyết đã tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của quý thầy cô trong khoa Địa lí - Trường Đại học Sư phạm – Đại học Huế; các cô chú, anh chị ở các sở ban ngành của tỉnh Đồng Nai đã tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp tôi hoàn thành khóa luận này

Bên cạnh đó, tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè, những người thân yêu đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu đề tài

Vì những lí do khách quan cũng như chủ quan nên trong quá trình thực hiện

đề tài khó tránh khỏi những thiếu sót, tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của quý thầy cô và các bạn để đề tài được hoàn thiện hơn

Tôi xin chân thành cảm ơn!

Tác giả luận văn

Trang 5

MỤC LỤC

Trang

Trang phụ bìa i

Lời cam đoan ii

Lời cảm ơn iii

MỤC LỤC 1

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT 4

DANH MỤC CÁC BẢNG 5

DANH MỤC CÁC HÌNH 6

PHẦN MỞ ĐẦU 8

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 8

2 MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI 9

3 QUAN ĐIỂM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 9

4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU 12

5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 13

6 CẤU TRÚC LUẬN VĂN 13

PHẦN NỘI DUNG 14

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC ỨNG DỤNG GIS VÀ VIỄN THÁM TRONG ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG LỚP PHỦ THỰC VẬT 14

1.1 KHÁI QUÁT VỀ ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG LỚP PHỦ THỰC VẬT 14

1.1.1 Khái niệm lớp phủ mặt đất và lớp phủ thực vật 14

1.1.2 Phân loại lớp phủ thực vật 15

1.1.3 Biến động lớp phủ thực vật 16

1.1.4 Những yếu tố ảnh hưởng đến biến động lớp phủ thực vật 16

1.2 CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS TRONG ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG LỚP PHỦ THỰC VẬT 18

1.2.1 Tổng quan về công nghệ viễn thám 18

1.2.2 Tổng quan về hệ thông tin địa lí (GIS) trong đánh giá biến động lớp phủ thực vật 22

1.2.3 Vai trò của viễn thám và GIS trong đánh giá biến động lớp phủ thực vật 25

1.2.4 Tổng quan các công trình ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS trong nghiên cứu biến động lớp phủ thực vật 26

Trang 6

1.2.5 Quy trình nghiên cứu đề tài 32

CHƯƠNG 2 KHÁI QUÁT ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ - XÃ HỘI ẢNH HƯỞNG ĐẾN BIẾN ĐỘNG LỚP PHỦ THỰC VẬT TỈNH ĐỒNG NAI 47

2.1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 47

2.1.1 Vị trí địa lý 47

2.1.2 Đặc điểm địa chất 47

2.1.3 Đặc điểm địa hình 49

2.1.4 Đặc điểm khí hậu 50

2.1.5 Đặc điểm thủy văn 51

2.1.6 Đặc điểm thổ nhưỡng 53

2.1.7 Đặc điểm sinh vật 54

2.2 ĐIỀU KIỆN KINH TẾ - XÃ HỘI 59

2.2.1 Dân cư và nguồn lao động 59

2.2.2 Thực trạng phát triển kinh tế 60

2.2.3 Cơ sở hạ tầng 61

2.2.4 Chính sách phát triển nông nghiệp của tỉnh 62

2.2.5 Chính sách bảo tồn đa dạng sinh học 63

CHƯƠNG 3 ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG LỚP PHỦ THỰC VẬT TỈNH ĐỒNG NAI, GIAI ĐOẠN 1997 - 2017 65

3.1 XÂY DỰNG BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG LỚP PHỦ THỰC VẬT TỈNH ĐỒNG NAI 65

3.1.1 Phương pháp xây dựng bản đồ hiện trạng lớp phủ thực vật 65

3.1.2 Tư liệu viễn thám và GIS cho việc xây dựng bản đồ hiện trạng lớp phủ thực vật 65

3.1.3 Bản đồ hiện trạng lớp phủ thực vật của tỉnh Đồng Nai qua các giai đoạn 1997 - 2017 75

3.2 XÂY DỰNG BẢN ĐỒ BIẾN ĐỘNG LỚP PHỦ THỰC VẬT TỈNH ĐỒNG NAI 85 3.2.1 Quy trình và phương pháp xây dựng bản đồ biến động 85

3.2.2 Bản đồ biến động lớp phủ thực vật tỉnh Đồng Nai qua các giai đoạn: 1997-2007, 2007-2017 và 1997-2017 86

3.3 ĐÁNH GIÁ TÌNH HÌNH BIẾN ĐỘNG LỚP PHỦ THỰC VẬT TỈNH ĐỒNG NAI GIAI ĐOẠN 1997 - 2017 87

3.3.1 Giai đoạn 1997 – 2007 87

Trang 7

3.3.2 Giai đoạn 2007 – 2017 88 3.3.3 Giai đoạn 1997 – 2017 90 3.4 ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP KHAI THÁC VÀ QUẢN LÝ LỚP PHỦ THỰC VẬT THEO HƯỚNG BỀN VỮNG 94 3.4.1 Cơ sở khoa học của việc đề xuất các giải pháp 94 3.4.2 Một số giải pháp khai thác và quản lý lớp phủ thực vật theo hướng bền vững 110

KẾT LUẬN 117 TÀI LIỆU THAM KHẢO 119

Trang 8

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Trang 9

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1: Hệ thống phân loại lớp phủ mặt đất để sử dụng với dữ liệu viễn thám 15

Bảng 1.2 Hệ thống các thiết bị thu và tính chất cơ bản của vệ tinh Landsat 35

Bảng 3.1 Một số thông tin cơ bản của các ảnh vệ tinh đƣợc thu thập 65

Bảng 3.2 Bảng mô tả các nhóm loại LPTV 68

Bảng 3.3 Các mẫu giải đoán ảnh vệ tinh 69

Bảng 3.4 Ma trận sai số phân loại ảnh năm 1997 73

Bảng 3.7 Thống kê diện tích các nhóm loại LPTV đƣợc giải đoán từ ảnh viễn thám từ năm 1997-2017 75

Bảng 3.8 Tổng hợp diện tích các nhóm loại LPTV theo thống kê của tỉnh từ năm 1997 – 2017 76

Bảng 3.9 Chênh lệch giữa diện tích giải đoán và diện tích thống kê của tỉnh 76

Bảng 3.10 Diện tích (ha) và tỷ lệ các loại LPTV của tỉnh Đồng Nai năm 1997 78

Bảng 3.11 Diện tích (ha) và tỉ lệ các nhóm loại đất tỉnh Đồng Nai năm 2007 80

Bảng 3.12 Diện tích (ha) và tỉ lệ các loại LPTV tỉnh Đồng Nai năm 2017 83

Bảng 3.13 Ma trận xác định sự biến động các loại LPTV ở từng giai đoạn 86

Bảng 3.14 Diện tích và tỉ lệ các loại LPTV tỉnh Đồng Nai năm 1997 và 2007 87

Bảng 3.15 Diện tích và tỉ lệ các loại LPTV tỉnh Đồng Nai năm 2007 - 2017 89

Bảng 3.16 Diện tích và tỉ lệ các loại LPTV tỉnh Đồng Nai năm 1997 và 2017 90

Bảng 3.17 Ma trận diện tích chuyển đổi các nhóm loại thực phủ tỉnh Đồng Nai giai đoạn 1997 đến 2007 95

Trang 10

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Sơ đồ nguyên lý thu nhận hình ảnh của viễn thám 19

Hình 1.2 Các giải sóng chủ yếu sử dụng trong viễn thám 19

Hình 1.3: Sơ đồ hệ thống phần cứng của hệ GIS 23

Hình 1.4 Quy trình nghiên cứu của đề tài 32

Hình 1.5 Sơ đồ nguyên lý trộn màu 37

Hình 1.6 Quy trình thành lập bản đồ hiện trạng lớp phủ thực vật 44

Hình 1.7 Quy trình thành lập bản đồ biến động sử dụng đất 45

Hình 2.1: Bản đồ hành chính tỉnh Đồng Nai sau 47 Hình 2.2: Bản đồ địa hình tỉnh Đồng Nai sau 49 Hình 2.3: Bản đồ thủy văn tỉnh Đồng Nai sau 52 Hình 2.4: Bản đồ thổ nhưỡng tỉnh Đồng Nai sau 53 Hình 2.5: Bản đồ phân bố rừng tỉnh Đồng Nai sau 58 Hình 3.1 Ảnh ghép Landsat khu vực tỉnh Đồng Nai năm 1997 được hiển thị bằng tổ hợp kênh 543 khi chưa được xử lý 67

Hình 3.2 Ảnh ghép Landsat khu vực tỉnh Đồng Nai năm 1997 được hiển thị bằng tổ hợp kênh 543 sau khi được xử lý và cắt theo ranh giới tỉnh 67

Hình 3.3 Ảnh ghép Landsat khu vực tỉnh Đồng Nai năm 2007 được hiển thị bằng tổ hợp kênh 543 khi chưa được xử lý 67

Hình 3.5 Ảnh ghép Landsat khu vực tỉnh Đồng Nai năm 2017 được hiển thị bằng tổ hợp kênh 543 khi chưa được xử lý 68

Hình 3.7 Ảnh năm 1997 sau khi được phân loại bằng phương pháp Maximum Likelihood và tiến hành lọc nhiễu trên phần mềm Envi 72 Hình 3.8 Ảnh năm 2007 sau khi được phân loại bằng phương pháp Maximum

Trang 11

Hình 3.9 Ảnh năm 2017 sau khi được phân loại bằng phương pháp Maximum

Likelihood và tiến hành lọc nhiễu trên phần mềm Envi 72 Hình 3.10: Bản đồ hiện trạng LPTV tỉnh Đông Nai năm 1997 sau75 Hình 3.11: Bản đồ hiện trạng LPTV tỉnh Đông Nai năm 2007 sau75 Hình 3.12: Bản đồ hiện trạng LPTV tỉnh Đông Nai năm 2017 sau75 Hình 3.13 Biểu đồ cơ cấu LPTV tỉnh Đồng Nai năm 1997 78 Hình 3.14 Biểu đồ cơ cấu LPTV tỉnh Đồng Nai năm 2007 81 Hình 3.15 Biểu đồ cơ cấu LPTV tỉnh Đồng Nai năm 2017 84 Hình 3.16: Bản đồ biến động LPTV tỉnh Đông Nai giai đoạn 1997 - 2007 sau 86 Hình 3.17: Bản đồ biến động LPTV tỉnh Đông Nai giai đoạn 2007 - 2017 sau 86 Hình 3.18: Bản đồ biến động LPTV tỉnh Đông Nai giai đoạn 1997 - 2017 sau 86 Hình 3.19 Sự thay đổi tỉ lệ các loại LPTV tỉnh Đồng Nai giai đoạn 1997 - 2017 98

Trang 12

PHẦN MỞ ĐẦU

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Lớp phủ thực vật có tầm quan trọng to lớn trong tự nhiên và đời sống của con người Một mặt, nó cung cấp cho con người các loại sản phẩm thiết yếu như:

gỗ, nguồn thức ăn, nguyên liệu làm thuốc, nguồn gen,… Mặt khác, nó có vai trò to lớn trong chu trình vật chất của tự nhiên, hạn chế thiệt hại do các thiên tai xảy ra như: lũ lụt, gió bão, bảo vệ đất khỏi bị rửa trôi, điều hoà khí hậu và chế độ nước trên

bề mặt đất,… Tuy nhiên, quá trình gia tăng dân số, đô thị hoá và hoạt động khai thác tự nhiên phục vụ cho nhu cầu phát triển đã làm LPTV bị suy thoái, ảnh hưởng mạnh mẽ đến đời sống con người Do đó, vấn đề giám sát, đánh giá nhanh và chính xác thực trạng LPTV là hết sức cần thiết

Đồng Nai là tỉnh có nền kinh tế phát triển năng động của cả nước, nhiều KCN mới được hình thành, quá trình đô thị hóa diễn ra nhanh, các công trình lớn đã và đang được xây dựng, cùng với sức ép của gia tăng dân số, biến đổi khí hậu đã làm thay đổi nhanh chóng LPTV ở địa phương, ảnh hưởng mạnh mẽ đến đa dạng sinh học, làm tăng nguy cơ xói mòn, thoái hóa đất, suy giảm chất lượng nguồn nước, hạn chế khả năng cải tạo vi khí hậu của LPTV Vì vậy, để bảo vệ và khai thác hiệu quả tài nguyên đất đai, việc giám sát sự biến động của LPTV phục vụ phát triển KT–XH bền vững cũng là một nhiệm vụ quan trọng đang đặt ra cho tỉnh hiện nay

Với sự phát triển khoa học và công nghệ, viễn thám là công cụ cung cấp thông tin đa dạng, đồng bộ về hiện trạng LPTV được ứng dụng rộng rãi trên thế giới

và Việt Nam, kết hợp với hệ thống thông tin địa lý sẽ đánh giá được sự biến động của các kiểu thảm thực vật hiện có một cách chính xác, đảm bảo tính đồng nhất cao

về không gian và thời gian, cho phép chỉnh lý, bổ sung, cập nhật các số liệu cần thiết mà hoạt động điều tra, khảo sát thực địa không thể tiến hành được Trên cơ sở

đó, giúp cho các nhà quản lý đưa ra những quyết sách về sử dụng tài nguyên đất đai một cách hiệu quả, bền vững nhằm phát triển về kinh tế, ổn định về xã hội và đảm bảo được vấn đề môi trường

Từ những lí do trên, tôi lựa chọn đề tài “Ứng dụng viễn thám và GIS đánh

Trang 13

2 MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI

2.1 Mục tiêu

Trên cơ sở tư liệu viễn thám và GIS, đề tài tiến hành đánh giá biến động quy

mô diện tích các kiểu LPTV tỉnh Đồng Nai, giai đoạn 1997 - 2017, từ đó xác định nguyên nhân, xu thế biến động LPTV và đề xuất một số giải pháp khai thác, quản lý theo hướng bền vững

2.2 Nhiệm vụ nghiên cứu

Tổng quan cơ sở lý luận của việc đánh giá biến động LPTV dựa trên tư liệu viễn thám và GIS

Khái quát điều kiện tự nhiên và KT-XH ảnh hưởng đến biến động LPTV ở tỉnh Đồng Nai

Ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS để thành lập bản đồ hiện trạng LPTV tỉnh Đồng Nai giai đoạn 1997 – 2017

Xây dựng bản đồ và phân tích, đánh giá biến động LPTV tỉnh Đồng Nai, giai đoạn từ năm 1997 đến năm 2017

Đề xuất một số giải pháp nhằm khai thác và quản lý LPTV theo hướng bền vững

3 QUAN ĐIỂM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Quan điểm nghiên cứu

3.1.1 Quan điểm hệ thống

Hệ thống là một thể hoàn chỉnh, phức tạp có tổ chức, tổng hợp hoặc phối hợp các vật thể hoặc bộ phận, tạo thành một thể hoàn chỉnh và thống nhất Chúng ta biết rằng các thành phần địa lí không tồn tại một cách độc lập mà luôn chịu ảnh hưởng của các thành phần khác và chính bản thân nó cũng tác động lên các thành phần còn lại

Địa bàn nghiên cứu nằm trong khu vực Nam Trường Sơn nên mang đầy đủ đặc điểm về tự nhiên của khu vực này và nằm trong hệ thống của xứ Đông Dương

Do đó khi nghiên cứu biến động LPTV của Đồng Nai, cần dựa trên quan điểm hệ thống để nghiên cứu, phân tích và đánh giá sự tác động và ảnh hưởng của các thành phần tự nhiên trong khu vực

3.1.2 Quan điểm lãnh thổ

Nghiên cứu bất cứ đối tượng, KT-XH nào đều phải gắn với một lãnh thổ

Trang 14

nhất định Nếu nghiên cứu sự vật, hiện tượng mà tách nó ra khỏi lãnh thổ, nơi mà

nó phát sinh, phát triển thì sẽ đánh mất tính đặc thù của nó đặc biệt là sự vật, hiện tượng địa lí Do đó, khi nghiên cứu sự biến động LPTV của địa phương, cần phải xem xét nó trong hệ thống tự nhiên, kinh tế, xã hội của tỉnh và cả nước Vận dụng quan điểm này, đề tài đã đánh giá sự biến động LPTV không chỉ theo thời gian mà còn theo không gian lãnh thổ thông qua các bản đồ hiện trạng LPTV và bản đồ biến động LPTV qua các giai đoạn cụ thể

3.1.3 Quan điểm tổng hợp

Mỗi thành phần tự nhiên có quy luật và đặc thù riêng nhưng các thành phần

có mối quan hệ hữu cơ, chặt chẽ với nhau, có tác động lẫn nhau một cách sâu sắc Chính sự thâm nhập và tác động lẫn nhau giữa các thành phần đó góp phần thúc đẩy hay kìm hãm quá trình sản xuất và phát triển Do vậy, cần nghiên cứu LPTV trên quan điểm tổng hợp với nhiều thành phần tự nhiên khác để thấy được nét đặc thù của tài nguyên này và xu hướng biến động của nó

3.1.4 Quan điểm phát triển bền vững

Quan điểm phát triển bền vững được vận dụng trong đánh giá biến động hiện trạng LPTV có tính chất định hướng điều chỉnh sử dụng nguồn tài nguyên thực vật đặc biệt là rừng, phải có tính hiệu quả kinh tế cao và ổn định xã hội song vẫn đảm bảo được sự cân bằng về mặt môi trường

Vận dụng quan điểm này, đề tài không chỉ dựa trên các đặc điểm tự nhiên mà còn căn cứ vào hiện trạng biến động LPTV, các đặc điểm KT-XH (cơ sở hạ tầng, phân bố dân cư, chính sách,…) Đưa ra các giải pháp phát triển khai thác và quản lý bền vững, phát triển kinh tế và nâng cao chất lượng cuộc sống của người dân

3.1.5 Quan điểm lịch sử

Các sự vật, hiện tượng mà địa lý nghiên cứu là những hiện tượng có tính lịch

sử, tức là chúng có sự vận động, phát triển theo thời gian Quán triệt quan điểm lịch

sử trong nghiên cứu là tìm đến nguồn gốc lịch sử của sự vật, hiện tượng đang tồn tại, lý giải nguyên nhân hình thành và phát triển của chúng, xác định xu hướng vận động phát triển của các sự vật hiện tượng đó

Đề tài đã tiến hành thu thập ảnh viễn thám qua nhiều năm để thấy được hiện trạng LPTV, làm cơ sở xác định xu hướng thay đổi trong vấn đề LPTV qua các năm

Định dạng
Số trang	17
Dung lượng	3,28 MB