Ứng dụng viễn thám, gis trong nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng biến động lớp phủ rừng tới nguy cơ sạt lở đất huyện ba bể, tỉnh bắc kạn

Với sựquan tâm, dạy dỗ, chỉ bảo tận tình chu đáo của thầy cô trong quá trình học tập,đến nay tôi đã có thể hoàn thành luận văn, đề tài: “ Ứng dụng viễn thám, gis trong nghiên cứu đánh gi

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

THÁI NGUYÊN, 2020

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan toàn bộ nội dung trong luận văn là công trình nghiêncứu của riêng tôi Các số liệu, tư liệu được sử dụng trong luận văn có nguồn gốc

rõ ràng, trung thực Kết quả nêu trong luận văn chưa từng được công bố trongbất cứ công trình nào

Thái Nguyên, ngày 20 tháng 11 năm 2020

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Mùi Minh Tùng

LỜI CẢM ƠN

Để luận văn này đạt kết quả tốt đẹp, tôi đã nhận được sự hỗ trợ, giúp đỡcủa nhiều cơ quan, tổ chức, cá nhân Với tình cảm sâu sắc, chân thành, chophép tôi được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến tất cả các cá nhân và cơ quan đãtạo điều kiện giúp đỡ trong quá trình học tập và nghiên cứu đề tài

Trước hết tôi xin gửi tới các thầy cô khoa Lâm Nghiệp trường Đại họcNông Lâm lời chào trân trọng, lời chúc sức khỏe và lời cảm ơn sâu sắc Với sựquan tâm, dạy dỗ, chỉ bảo tận tình chu đáo của thầy cô trong quá trình học tập,đến nay tôi đã có thể hoàn thành luận văn, đề tài:

“ Ứng dụng viễn thám, gis trong nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng biến động lớp

phủ rừng tới nguy cơ sạt lở đất huyện Ba Bể, tỉnh Bắc Kạn ”

Đặc biệt tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới thầy giáo–TS DươngVăn Thảo, người đã quan tâm giúp đỡ, trực tiếp hướng dẫn tôi hoàn thành tốtluận văn này trong thời gian qua

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến toàn thể các cán bộ, nhân viên Trung tâmnghiên cứu Địa Tin Học đã trực tiếp và gián tiếp giúp đỡ tôi trong suốt quátrình học tập và nghiên cứu đề tài

Với điều kiện thời gian cũng như kinh nghiệm còn hạn chế của một họcviên, luận văn này không thể tránh được những thiếu sót Tôi rất mong nhậnđược sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến của các thầy cô để tôi có điều kiện bổ sung,nâng cao ý thức của mình, phục vụ tốt hơn công tác thực tế sau này

Tôi xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 1

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC .iii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT v

DANH MỤC BẢNG BIỂU vi

DANH MỤC HÌNH ẢNH vii

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu và yêu cầu của đề tài 2

3 Ý nghĩa của đề tài 2

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 3

1.1 Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu 3

1.1.1 Khái niệm sạt lở đất 3

1.1.2 Khái niệm về rừng 3

1.1.3 Khái niệm viễn thám, GIS 10

1.2 Tổng quan kết quả nghiên cứu trên thế giới 13

1.3 Tổng quan kết quả nghiên cứu ở Việt Nam 14

Chương 2 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18

2.1 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 18

2.1.1 Đối tượng 18

2.1.2 Phạm vi nghiên cứu 18

2.2 Nội dung nghiên cứu 18

2.3 Phương pháp nghiên cứu 18

2.3.1 Phương pháp điều tra, thu thập số liệu 18

2.3.2 Phương pháp xử lý ảnh viễn thám, xây dựng bản đồ lớp phủ và biến động

lớp phủ rừng 21

2.2.3 Phương pháp lập ô tiêu chuẩn 28

2.2.4 Phương pháp phân tích đa tiêu chí để xây dựng bản đồ nguy cơ sạt lở 30 Chương 3 KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 34

3.1 Xây dựng bản đồ lớp phủ năm 2010, 2020 và đánh giá biến động lớp phủ giai đoạn 2010-2020 của huyện Ba Bể 34

3.1.1 Xây dựng bản đồ hiện trạng lớp phủ rừng huyện Ba Bể năm 2010 và năm 2020 36

3.1.2 Tính toán xác định hệ số thực vật NDVI 39

3.1.3 Đánh giá độ chính xác của việc phân loại lớp phủ 41

3.1.4 Đánh giá biến động lớp phủ huyện Ba Bể giai đoạn 2010-2020 43

3.2 Đánh giá diễn biến thiên tai sạt lở đất trên địa bàn huyện Ba Bể giai đoạn 2010-2020 47

3.3 Xây dựng bản đồ nguy cơ sạt lở đất, đánh giá tương quan giữa biến động lớp phủ rừng và thiên tai sạt lở đất tại huyện Ba Bể 49

3.4 Đề xuất biện pháp giảm thiểu nguy cơ sạt lở tại địa bàn huyện Ba Bể tỉnh Bắc Kạn 52

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 54

1 Kết Luận 54

2 Đề nghị 55

TÀI LIỆU THAM KHẢO 56

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

GIS : Geographic Information Systems – Hệ thống thông tin địa lý

RS : Remote Sensing – Viễn thám

DEM : Digital elevation model – mô hình số độ cao

MCA : Multi criteria analysis – Phân tích đa tiêu chuẩn

NDVI: Normalised Difference Vegetation Index – Chỉ số thực vậtRED : Kênh ảnh đỏ, band ảnh số 4 của ảnh vệ tinh landsat 8

NIR : Kênh cận hồng ngoại, band ảnh số 5 của ảnh vệ tinh landsat 8

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 Phân loại các yếu tố ảnh hưởng tới nguy cơ sạt lở……… 32Bảng 3.1 Ma trận sai số các trạng thái giải đoán lớp phủ dựa trên các vị trí điềutra kiểm chứng……… 42Bảng 3.2 Ma trận chuyển đổi các loại hình lớp phủ 45Bảng 3.3 Tính toán trọng số để xác định nguy cơ sạt lở đất 50

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1 Địa chỉ trang web earthexplorer để tải ảnh vệ tinh 19

Hình 2.2 Ảnh vệ tinh landsat 8 năm 2010 và 2020 19

Hình 2.3 Vị trí các điểm trượt lở trên địa bàn huyện Ba Bể năm 2019 20

Hình 2.4 Địa chỉ trang web cảnh báo trượt lở để tải dữ liệu điểm trượt 20

Hình 2.5 Sơ đồ quy trình xây dựng bản đồ lớp phủ và biến động lớp phủ sử dụng đất huyện Ba Bể 21

Hình 2.6 Công cụ trộn ảnh trong phần mềm ArcGIS 24

Hình 2.7 Tổ hợp màu 4,3,2 trước và khi tăng cường ảnh 24

Hình 2.8 Công cụ tăng cường chất lượng ảnh vệ tinh trong phần mềm ArcGIS 26

Hình 3.1 Bản đồ hành chính huyện Ba Bể 34

Hình 3.2 Bản đồ hiện trạng lớp phủ huyện Ba Bể năm 2010 36

Hình 3.3 Tỷ lệ diện tích các loại hình lớp phủ sử dụng đất huyện Ba Bể năm 2010 38

Hình 3.4 Bản đồ hiện trạng lớp phủ rừng huyện Ba Bể năm 2020 38

Hình 3.5 Tỷ lệ diện tích các loại hình lớp phủ sử dụng đất huyện Ba Bể năm 2020 39

Hình 3.6 Bản đồ chỉ số thực vật NDVI huyện Ba Bể năm 2010 và 2020 40

Hình 3.7 Một số khu vực điều tra kiểm chứng trên địa bàn huyện Ba Bể 43

Hình 3.8 Bản đồ biến động sử dụng đất huyện Ba Bể giai đoạn 2010-2020 44 Hình 3.9 Bản đồ nguy cơ sạt lở đất huyện Ba Bể 51

1

1 Tính cấp thiết của đề tài

MỞ ĐẦU

Bắc Kạn là một tỉnh miền núi nằm sâu trong nội địa vùng Đông Bắc, cóđịa hình phức tạp, chủ yếu là đồi và núi cao, lại ở sâu trong nội địa và nằm ởthượng nguồn của hệ thống Sông Cầu, sông Năng, sông Bắc Giang và sôngPhó Đáy Huyện Ba Bể là một huyện nằm ở phía tây - tây bắc của tỉnh BắcKạn Địa hình đa dạng với sự đan xen của các núi đá vôi, núi đất cao và cácthung lũng khá rộng chạy dài theo các lưu vực sông Thảm thực vật rất phongphú với các khu rừng nguyên sinh và rừng trồng có độ che phủ cao Mạnglưới sông ngòi ao hồ ở đây rất dày, trong đó đáng kể có sông Năng, sông ChợTen, sông Hà Hiệu Không thể không nhắc đến hồ Ba Bể vốn là địa điểm dulịch nổi tiếng của Bắc Kạn nên thị trấn Chợ Rã thường xuyên có một lượng dukhách tập trung khá đông Huyện Ba Bể là nơi tập trung dân cư với mật độ cao

và cũng là khu vực có trình độ phát triển kinh tế-văn hóa xã hội cao trong tỉnh

Với địa hình đồi núi chia cắt mạnh, độ dốc lớn nên huyện Ba Bể đượcxác định nằm trong khu vực nguy cơ cao về các loại hình thiên tai như lũquét, sạt lở đất Đặc biệt, trong những năm gần đây trên địa bàn huyện Ba Bể,hiện tượng sạt lở đất diễn ra với tần suất ngày một nhiều hơn với diễn biến rấtphức tạp, gây thiệt hại lớn về cơ sở hạ tầng, nhà ở, tài sản, hoa màu của nhândân Điều này ảnh hưởng không nhỏ đến việc phát triển kinh tế xã hội củangười dân trên địa bàn huyện Qua nhiều nghiên cứu cho thấy có rất nhiềunguyên nhân dẫn tới hiện tượng sạt lở đất ở khu vực miền núi phía Bắc nóichung và ở huyện Ba Bể nói riêng Một trong những nguyên nhân âu xa là dotình trạng chặt phá rừng tràn lan dẫn tới lớp phủ rừng bị thay đổi, đặc biệt ởnhững khu vực đồi núi có địa hình chia cắt và độ dốc lớn

Tai biến địa chất nói chung, tai biến trượt lở, sạt lở nói riêng từ lâu đãđược ghi nhận là một trong những hiểm họa có tính chất toàn cầu Sự pháttriển của hệ thống thông tin địa lý (GIS - Geographic Information Systems) và

Viễn thám đã cung cấp những công cụ hữu hiệu cho việc lập bản đồ chuyện

đề Đặc biệt, trong thành lập bản đồ nguy cơ sạt lở đất, việc ứng dụng GIS sẽtạo giải pháp hiệu quả trong thành lập bản đồ và quản lý các thông tin về hiệntrạng sạt lở một cách đầy đủ, bao quát và khoa học Ngoài ra, hiện nay việcứng dụng viễn thám trong việc xác định lớp phủ rừng cũng đã được ứng dụngtrong rất nhiều nghiên cứu trong nước và trên thế giới Do đó, để trả lời chocâu hỏi việc biến động lớp phủ rừng có ảnh hưởng tới sạt lở đất như thế nào?,

nghiên cứu tiến hành thực hiện đề tài: “Ứng dụng viễn thám GIS trong

nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của lớp phủ rừng tới nguy cơ sạt lở đất huyện Ba Bể tỉnh Bắc Kạn”.

2 Mục tiêu và yêu cầu của đề tài

+ Xây dựng bản đồ lớp phủ rừng, bản đồ biến động lớp phủ và bản đồphân vùng nguy cơ sạt lở đất

+ Đánh giá ảnh hưởng của lớp phủ rừng tới nguy cơ sạt lở đất

+ Đưa ra những phương pháp giảm thiểu nguy cơ sạt lở đất từ việc thayđổi lớp phủ rừng

3 Ý nghĩa của đề tài

Hiện tượng sạt lở đất đã sảy ra từ rất lâu và gây ra nhiều ảnh hưởng tiêucực tới cuộc sống người dân Việc tiếp cận trong nghiên cứu đánh giá ảnhhưởng của lớp phủ rừng tới nguy cơ sạt lở đất là tiếp cận mang tính chất đangành, tổng hợp và toàn diện từ các yếu tố kỹ thuật Chính vì thế, nhữngnghiên cứu của đề tài sẽ tuân thủ theo hướng tổng hợp, toàn diện và cụ thể

Có nghĩa là việc nghiên cứu phải đánh giá chi tiết ảnh hưởng của rừng tớinguy cơ sạt lở, đồng thời đưa ra các giải pháp cụ thể nhằm hạn chế, giảmthiểu nguy cơ sạt lở tại địa phương huyện Ba Bể

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU VÀ CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu

1.1.1 Khái niệm sạt lở đất

Sạt lở, còn được gọi là chuyển động dốc hoặc chuyển động khối, là quátrình địa mạo mà đất, cát, lớp đất mặt, và đá di chuyển xuống dốc thường làmột khối rắn, liên tục hoặc không liên tục, chủ yếu dưới lực hấp dẫn, nhưngthường có đặc điểm của một dòng chảy như trong các mảnh vụn chảy và dòngchảy bùn Các loại sạt lở bao gồm lở, trượt, chảy, vỡ, rơi, mỗi loại có các đặcđiểm riêng và diễn ra trong khoảng thời gian từ vài giây đến hàng trăm năm

Sạt lở đất là một hiện tượng chậm và dài hạn, là sự kết hợp của cácchuyển động nhỏ của đất hoặc đá theo các hướng khác nhau theo thời gianđược định hướng bởi trọng lực giảm dần Độ dốc càng dốc, lở càng nhanh Lởlàm cho cây và cây bụi bị nghiêng để duy trì độ vuông góc của chúng, vàchúng có thể kích hoạt lở đất nếu chúng bị mất gốc Đất bề mặt có thể dichuyển dưới ảnh hưởng của các chu kỳ đóng băng và tan băng, hoặc nhiệt độnóng và lạnh, nhích dần xuống phía dưới của dốc tạo thành các khối đất nung.Sạt lở thường xảy ra trước khi lở đất kèm theo tróc đất - đất lỏng lẻo rơixuống và tích tụ ở đáy của các phần leo dốc nhất

vật và vi sinh vật Trong quá trình phát triển của mình chúng có mối quan hệsinh học và ảnh hưởng lẫn nhau và với hoàn cảnh bên ngoài (dẫn theo ĐinhMinh Tâm, 2015)

Luật bảo vệ phát triển rừng năm 2004 quy định: Rừng là một hệ sinhthái bao gồm quần thể thực vật rừng, động vật rừng, vi sinh vật rừng, đất rừng

và các yếu tố môi trường khác, trong đó cây gỗ, tre nứa hoặc hệ thực vật đặctrưng là thành phần chính có độ che phủ của tán rừng từ 0,1 trở lên Rừnggồm rừng trồng và rừng tự nhiên trên đất rừng sản xuất, đất rừng phòng hộ,đất rừng đặc dụng

Thông tư số 34/2009/TT-PTNT chỉ ra một đối tượng được xác định làrừng nếu đạt được cả 3 tiêu chí sau:

1) Là một hệ sinh thái, trong đó thành phần chính là các loài cây lâunăm thân gỗ, cau dừa có chiều cao vút ngọn từ 5,0 mét trở lên (trừ rừng mớitrồng và một số loài cây rừng ngập mặn ven biển), tre nứa,…có khả năngcung cấp gỗ, lâm sản ngoài gỗ và các giá trị trực tiếp và gián tiếp khác nhưbảo tồn đa dạng sinh học, bảo vệ môi trường và cảnh quan Rừng mới trồngcác loài cây thân gỗ và rừng mới tái sinh sau khai thác rừng trồng có chiềucao trung bình trên 1,5 m đối với loài cây sinh trưởng chậm, trên 3,0 m đốivới loài cây sinh trưởng nhanh và mật độ từ 1.000 cây/ha trở lên được coi làrừng Các hệ sinh thái nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản có rải rác một số câylâu năm là cây thân gỗ, tre nứa, cau dừa,… không được coi là rừng

2) Độ tàn che tán cây là thành phần chính của rừng phải từ 0,1 trở lên.3) Diện tích liền khoảnh tối thiểu từ 0,5 ha trở lên, nếu là dải cây rừngphải có chiều rộng tối thiểu 20 mét và có từ 3 hàng cây trở lên

Cây rừng trên các diện tích tập trung dưới 0,5 ha hoặc dải rừng hẹp dưới 20mét được gọi là cây phân tán

Trong ngành lâm nghiệp, có rất nhiều cách phân loại rừng như:

- Phân loại trên quan điểm sinh thái học

- Phân loại theo chức năng sử dụng: rừng đặc dụng, rừng phòng hộ vàrừng sản xuất.

- Phân loại theo trữ lượng: rừng giàu, rừng trung bình, rừng nghèo, rừng kiệt

- Phân loại theo mức độ tác động của con người: rừng tự nhiên, rừngnhân tạo

- Phân loại theo cấu trúc hình thái: rừng gỗ lá rộng thường xanh, rừng

gỗ lá rộng rụng lá, rừng gỗ lá rộng nửa rụng lá, rừng gỗ lá kim, rừng tre nứa,rừng ngập mặn…

- Phân loại theo độ che phủ tán: rừng rậm (có độ che phủ tán >70%),rừng rậm trung bình (có độ che phủ tán từ 50 -70%), rừng thưa (có độ che phủtán từ 20 – 50%) (Thông tư số 34/2009/TT-PTNT)

Theo luật lâm nghiệp năm 2017, rừng là một hệ sinh thái bao gồm cácloài thực vật rừng, động vật rừng, nấm, vi sinh vật, đất rừng và các yếu tố môitrường khác, trong đó thành phần chính là một hoặc một số loài cây thân gỗ,tre, nứa, cây họ cau có chiều cao được xác định theo hệ thực vật trên núi đất,núi đá, đất ngập nước, đất cát hoặc hệ thực vật đặc trưng khác; diện tích liênvùng từ 0,3 ha trở lên; độ tàn che từ 0,1 trở lên Căn cứ vào mục đích sử dụngchủ yếu, rừng tự nhiên và rừng trồng được phân thành 03 loại bao gồm rừngđặc dụng; rừng phòng hộ và rừng sản xuất (Luật lâm nghiệp 2017)

Năm 2018, Chính Phủ đã ban hành nghị định số 156/2018/NĐ-CP đãquy định chi tiết thi hành một số điều của luật lâm nghiệp, trong đó có quyđịnh tiêu chí xác định các loại rừng như sau (Theo nghị định 156/2018/NĐ-CP)

- Chiều cao trung bình của cây rừng là thành phần chính của rừng tựnhiên được phân chia theo các điều kiện lập địa như sau:

a) Rừng tự nhiên trên đồi, núi đất và đồng bằng: chiều cao trung bìnhcủa cây rừng từ 5,0 m trở lên;

b) Rừng tự nhiên trên đất ngập nước ngọt: chiều cao trung bình của câyrừng từ 2,0 m trở lên;

c) Rừng tự nhiên trên đất ngập phèn: chiều cao trung bình của cây rừng

từ 1,5 m trở lên;

d) Rừng tự nhiên trên núi đá, đất cát, đất ngập mặn và các kiểu rừng ởđiều kiện sinh thái đặc biệt khác: chiều cao trung bình của cây rừng từ 1,0 mtrở lên

2 Tiêu chí rừng trồng

Rừng trồng bao gồm rừng trồng mới trên đất chưa có rừng, rừng trồnglại sau khai thác hoặc do các nguyên nhân khác, rừng trồng cải tạo rừng tựnhiên nghèo kiệt và rừng trồng tái sinh sau khai thác khi đạt các tiêu chí sauđây:

- Độ tàn che của cây rừng trồng từ 0,1 trở lên

- Diện tích liền vùng từ 0,3 ha trở lên

- Chiều cao trung bình của cây rừng được phân chia theo các điều kiệnlập địa như sau:

a) Rừng trồng trên đồi, núi đất và đồng bằng, trên đất ngập phèn: chiềucao trung bình của cây rừng từ 5,0 m trở lên;

b) Rừng trồng trên núi đá có đất xen kẽ, trên đất ngập nước ngọt: chiềucao trung bình của cây rừng từ 2,0 m trở lên;

c) Rừng trồng trên đất cát, đất ngập mặn: chiều cao trung bình của câyrừng từ 1,0 m trở lên

3 Tiêu chí rừng đặc dụng

- Vườn quốc gia đáp ứng các tiêu chí sau đây:

a) Có ít nhất 01 hệ sinh thái tự nhiên đặc trưng của một vùng hoặc củaquốc gia, quốc tế hoặc có ít nhất 01 loài sinh vật đặc hữu của Việt Nam hoặc

có trên 05 loài thuộc Danh mục loài thực vật rừng, động vật rừng nguy cấp,quý, hiếm;

b) Có giá trị đặc biệt về khoa học, giáo dục; có cảnh quan môi trường,nét đẹp độc đáo của tự nhiên, có giá trị du lịch sinh thái, nghỉ dưỡng, giải trí;

c) Có diện tích liền vùng tối thiểu 7.000 ha, trong đó ít nhất 70% diệntích là các hệ sinh thái rừng

- Khu dự trữ thiên nhiên đáp ứng các tiêu chí sau đây:

a) Có hệ sinh thái tự nhiên quan trọng đối với quốc gia, quốc tế, đặc thùhoặc đại diện cho một vùng sinh thái tự nhiên;

b) Là sinh cảnh tự nhiên của ít nhất 05 loài thuộc Danh mục loài thựcvật rừng, động vật rừng nguy cấp, quý, hiếm;

c) Có giá trị đặc biệt về khoa học, giáo dục hoặc du lịch sinh thái, nghỉdưỡng, giải trí;

d) Diện tích liền vùng tối thiểu 5.000 ha, trong đó ít nhất 90% diện tích

là các hệ sinh thái rừng

- Khu bảo tồn loài - sinh cảnh đáp ứng các tiêu chí sau đây:

a) Là nơi sinh sống tự nhiên thường xuyên hoặc theo mùa của ít nhất 01loài sinh vật đặc hữu hoặc loài thuộc Danh mục loài thực vật rừng, động vậtrừng nguy cấp, quý, hiếm;

b) Phải bảo đảm các điều kiện sinh sống, thức ăn, sinh sản để bảo tồnbền vững các loài sinh vật đặc hữu hoặc loài thuộc Danh mục loài thực vậtrừng, động vật rừng nguy cấp, quý, hiếm;

c) Có giá trị đặc biệt về khoa học, giáo dục;

d) Có diện tích liền vùng đáp ứng yêu cầu bảo tồn bền vững của loàithuộc Danh mục loài thực vật rừng, động vật rừng nguy cấp, quý, hiếm

- Khu bảo vệ cảnh quan bao gồm:

a) Rừng bảo tồn di tích lịch sử - văn hóa, danh lam thắng cảnh đáp ứngcác tiêu chí sau: có cảnh quan môi trường, nét đẹp độc đáo của tự nhiên; có ditích lịch sử - văn hóa, danh lam thắng cảnh đã được cơ quan nhà nước cóthẩm quyền xếp hạng hoặc có đối tượng thuộc danh mục kiểm kê di tích theoquy định của pháp luật về văn hóa; có giá trị về khoa học, giáo dục, du lịchsinh thái, nghỉ dưỡng, giải trí;

b) Rừng tín ngưỡng đáp ứng các tiêu chí sau: có cảnh quan môi trường,nét đẹp độc đáo của tự nhiên; khu rừng gắn với niềm tin, phong tục, tập quáncủa cộng đồng dân cư sống dựa vào rừng;

c) Rừng bảo vệ môi trường đô thị, khu công nghiệp, khu chế xuất, khukinh tế, khu công nghệ cao đáp ứng các tiêu chí sau: khu rừng có chức năngphòng hộ, bảo vệ cảnh quan, môi trường; được quy hoạch gắn liền với khu đôthị, khu công nghiệp, khu chế xuất, khu kinh tế, khu công nghệ cao

- Khu rừng nghiên cứu, thực nghiệm khoa học đáp ứng các tiêu chí sau đây:

a) Có hệ sinh thái đáp ứng yêu cầu nghiên cứu, thực nghiệm khoa họccủa tổ chức khoa học và công nghệ, đào tạo, giáo dục nghề nghiệp có chứcnăng, nhiệm vụ nghiên cứu, thực nghiệm khoa học lâm nghiệp;

b) Có quy mô diện tích phù hợp với mục tiêu, yêu cầu nghiên cứu, thựcnghiệm khoa học, phát triển công nghệ, đào tạo lâm nghiệp lâu dài

- Vườn thực vật quốc gia

Khu rừng lưu trữ, sưu tập các loài thực vật ở Việt Nam và thế giới đểphục vụ nghiên cứu, tham quan, giáo dục, có số lượng loài thân gỗ từ 500 loàitrở lên và diện tích tối thiểu 50 ha

- Rừng giống quốc gia đáp ứng các tiêu chí sau đây:

a) Là khu rừng giống chuyển hóa, rừng giống trồng của những loài câythuộc danh mục giống cây trồng lâm nghiệp chính;

b) Đáp ứng các yêu cầu của tiêu chuẩn quốc gia về rừng giống, có diệntích tối thiểu 30 ha

4 Tiêu chí rừng phòng hộ

- Rừng phòng hộ đầu nguồn là rừng thuộc lưu vực của sông, hồ, đápứng các tiêu chí sau đây:

a) Về địa hình: có địa hình đồi, núi và độ dốc từ 15 độ trở lên;

b) Về lượng mưa: có lượng mưa bình quân hằng năm từ 2.000 mm trởlên hoặc từ 1.000 mm trở lên nhưng tập trung trong 2 - 3 tháng;

c) Về thành phần cơ giới và độ dày tầng đất: loại đất cát hoặc cát phatrung bình hay mỏng, có độ dày tầng đất dưới 70 cm; nếu là đất thịt nhẹ hoặctrung bình, độ dày tầng đất dưới 30 cm

- Rừng bảo vệ nguồn nước của cộng đồng dân cư

Khu rừng trực tiếp cung cấp nguồn nước phục vụ sinh hoạt, sản xuấtcủa cộng đồng dân cư tại chỗ; gắn với phong tục, tập quán và truyền thống tốtđẹp của cộng đồng, được cộng đồng bảo vệ và sử dụng

- Rừng phòng hộ biên giới

Khu rừng phòng hộ nằm trong khu vực vành đai biên giới, gắn với cácđiểm trọng yếu về quốc phòng, an ninh, được thành lập theo đề nghị của cơquan quản lý biên giới

- Rừng phòng hộ chắn gió, chắn cát bay đáp ứng các tiêu chí sau đây:a) Đai rừng phòng hộ chắn gió, chắn cát bay giáp bờ biển: đối với vùng

bờ biển bị xói lở, chiều rộng của đai rừng tối thiểu là 300 m tính từ đườngmực nước ứng với thủy triều cao nhất hằng năm vào trong đất liền; đối vớivùng bờ biển không bị xói lở, chiều rộng của đai rừng tối thiểu là 200 m tính

từ đường mực nước ứng với thủy triều cao nhất hằng năm vào trong đất liền;

b) Đai rừng phòng hộ chắn gió, chắn cát bay phía sau đai rừng quy địnhtại điểm a khoản này: chiều rộng của đai rừng tối thiểu là 40 m trong trườnghợp vùng cát có diện tích từ 100 ha trở lên hoặc vùng cát di động hoặc vùngcát có độ dốc từ 25 độ trở lên Chiều rộng của đai rừng tối thiểu là 30 m trongtrường hợp vùng cát có diện tích dưới 100 ha hoặc vùng cát ổn định hoặc

vùng cát có độ dốc dưới 25 độ.

- Rừng phòng hộ chắn sóng, lấn biển đáp ứng các tiêu chí sau đây:

a) Đối với vùng bờ biển bồi tụ hoặc ổn định, chiều rộng của đai rừngphòng hộ chắn sóng, lấn biển từ 300 m đến 1.000 m tùy theo từng vùng sinhthái;

b) Đối với vùng bờ biển bị xói lở, chiều rộng tối thiểu của đai rừngphòng hộ chắn sóng, lấn biển là 150 m;

c) Đối với vùng cửa sông, chiều rộng của đai rừng phòng hộ chắn sónglấn biển tối thiểu là 20 m tính từ chân đê và có ít nhất từ 3 hàng cây trở lên;

d) Đối với vùng đầm phá ven biển, chiều rộng tối thiểu của đai rừngphòng hộ chắn sóng, lấn biển ở nơi có đê là 100 m, nơi không có đê là 250 m

5 Tiêu chí rừng sản xuất

Rừng đạt tiêu chí về rừng tự nhiên, rừng trồng theo quy định tại Điều 4,Điều 5 của Nghị định này, nhưng không thuộc tiêu chí rừng đặc dụng, rừngphòng hộ quy định tại Điều 6, Điều 7 của Nghị định này

Tóm lại, rừng là một hệ sinh thái, là nơi sinh sống của các loài thực vật,động vật, nấm và vi sinh vật, những thành phần này của rừng có mối liên hệmật thiết với nhau Lớp phủ rừng là một phần của lớp phủ bề mặt nói chung,

là quần xã thực vật rừng, chủ yếu là cây rừng sinh trưởng trên một khoảnh đấtđai nhất định bao gồm các đặc trưng sau: Nguồn gốc, tổ thành, tuổi, mật độ,tầng thứ, độ tàn che, độ che phủ, chiều cao bình quân, đường kính bình quân,tổng tiết diện ngang, độ dày của rừng, tăng trưởng, trữ lượng, cấp đất, diệntích, biến động…

1.1.3 Khái niệm viễn thám, GIS

Ở Việt Nam, viễn thám là một ngành còn chưa được phổ biến rộng rãi,chúng ta vẫn thường nghe rất nhiều người hỏi viễn thám là gì Nói một cáchnôm na trong “viễn thám” có hai từ “viễn” và “thám” “Viễn” có nghĩa là xa,

từ xa, không tiếp xúc với đối tượng “Thám” có nghĩa là tìm hiểu, lấy thôngtin về đối tượng Ta có thể hiểu một cách đơn giản viễn thám là một ngành

khoa học nghiên cứu đối tượng mà không tiếp xúc trực tiếp với chúng Trongtiếng Anh, viễn thám là “remote sensing”, thường được viết tắt là RS Nếu nóimột cách khoa học thì chúng ta có thể dùng định nghĩa sau:

Viễn thám là một khoa học thu nhận thông tin của bề mặt trái đất màkhông tiếp xúc trực tiếp với bề mặt ấy Điều này được thực hiện nhờ vào việcquan sát và thu nhận năng lượng phản xạ, bức xạ từ đối tượng và sau đó phântích, xử lý, ứng dụng những thông tin nói trên

Ảnh viễn thám (ảnh vệ tinh) là ảnh số thể hiện các vật thể trên bề mặttrái đất được thu nhận bởi các bộ cảm biến đặt trên vệ tinh Có rất nhiều loạiảnh viễn thám được các vệ tinh khác thu nhận với từng mức độ phân giải khácnhau, trong đó có vệ tinh thế hệ thứ 8 - Landsat 8 đã được Mỹ phóng thànhcông lên quỹ đạo vào ngày 11/02/2013 với tên gọi gốc Landsat DataContinuity Mission (LDCM) Đây là dự án hợp tác giữa NASA và cơ quan

Đo đạc Địa chất Mỹ Landsat sẽ tiếp tục cung cấp các ảnh có độ phân giảitrung bình (từ 15 - 100 mét), phủ kín ở các vùng cực cũng như những vùngđịa hình khác nhau trên trái đất Nhiệm vụ của Landsat 8 là cung cấp nhữngthông tin quan trọng trong nhiều lĩnh vực như quản lý năng lượng và nước,theo dõi rừng, giám sát tài nguyên môi trường, quy hoạch đô thị, khắc phụcthảm họa và lĩnh vực nông nghiệp Ảnh landsat 8 được cung cấp miễn phí tạitrang E ar th e xplo r e r u s gs gov , sau khi đăng ký tài khoản, người dùng có thể tảivề

Hệ thống thông tin địa lý (GIS – Geographic Information System) làmột tập hợp có tổ chức, bao gồm hệ thống phần cứng, phần mềm máy tính, dữliệu địa lý và con người, được thiết kế nhằm mục đích nắm bắt, lưu trữ, cậpnhật, điều khiển, phân tích, và hiển thị tất cả các dạng thông tin liên quan đến

vị trí địa lý

Hệ thống thông tin địa lý được hình thành vào những năm 1960 và pháttriển rất rộng rãi trong 10 năm lại đây GIS ngày nay là công cụ trợ giúp quyếtđịnh trong nhiều hoạt động kinh tế - xã hội, quốc phòng của nhiều quốc gia

trên thế giới GIS có khả năng trợ giúp các cơ quan chính phủ, các nhà quản

lý, các doanh nghiệp, các cá nhân đánh giá được hiện trạng của các quátrình, các thực thể tự nhiên, kinh tế - xã hội thông qua các chức năng thu thập,quản lý, truy vấn, phân tích và tích hợp các thông tin được gắn với một nềnhình học (bản đồ) nhất quán trên cơ sở toạ độ của các dữ liệu đầu vào

Khi xây dựng một hệ thống GIS ta phải quyết định xem GIS sẽ đượcxây dựng theo mô hình ứng dụng nào, lộ trình và phương thức tổ chức thựchiện nào Chỉ trên cơ sở đó người ta mới quyết định xem GIS định xây dựng

sẽ phải đảm đương các chức năng trợ giúp quyết định gì và cũng mới có thể

có các quyết định về nội dung, cấu trúc các hợp phần còn lại của hệ thốngcũng như cơ cấu tài chính cần đầu tư cho việc hình thành và phát triển hệthống GIS Với một xã hội có sự tham gia của người dân và quá trình quản lýthì sự đóng góp tri thức từ phía cộng đồng đang ngày càng trở nên quan trọng

và càng ngày càng có vai trò không thể thiếu

Theo cách tiếp cận truyền thống, GIS là một công cụ máy tính để lậpbản đồ và phân tích các sự vật, hiện tượng thực trên Trái đất Công nghệ GISkết hợp các thao tác cơ sở dữ liệu thông thường (như cấu trúc hỏi đáp) và cácphép phân tích thống kê, phân tích không gian Những khả năng này phân biệtGIS với các hệ thống thông tin khác và khiến cho GIS có phạm vi ứng dụngrộng trong nhiều lĩnh vực khác nhau (phân tích các sự kiện, dự đoán tác động

và hoạch định chiến lược)

Việc áp dụng công nghệ thông tin trong lĩnh vực dữ liệu không gian đãtiến những bước dài: từ hỗ trợ lập bản đồ (CAD mapping) sang hệ thốngthông tin địa lý (GIS) Cho đến nay cùng với việc tích hợp các khái niệm củacông nghệ thông tin như hướng đối tượng, GIS đang có bước chuyển từ cáchtiếp cận cơ sở dữ liệu (database approach) sang hướng tri thức (knowledgeapproach)

GIS được sử dụng để cung cấp thông tin nhanh hơn và hiệu quả hơn

cho các nhà hoạch định chính sách Các cơ quan chính phủ dùng GIS trongquản lý các nguồn tài nguyên thiên nhiên, trong các hoạt động quy hoạch, môhình hoá và quan trắc Thông tin địa lý là những thông tin quan trọng để đưa

ra những quyết định một cách nhanh chóng Các phân tích GIS phụ thuộc vàochất lượng, giá trị và tính tương thích của các dữ liệu địa lý dạng số Việc chia

sẻ dữ liệu sẽ kích thích sự phát triển các nhu cầu về sản phẩm và dịch vụ GIS.Các nguồn dữ liệu tăng thêm nhờ sự kết hợp của GIS với GPS (hệ thống định

vị toàn cầu) và công nghệ viễn thám, đã cung cấp các công cụ thu thập dữ liệuhiệu quả hơn GIS đã được công nhận là một hệ thống với nhiều lợi ích khôngchỉ trong các công tác thu thập đo đạc địa lý mà còn trong các công tác điềutra tài nguyên thiên nhiên, phân tích hiện trạng và dự báo xu hướng diễn biếntài nguyên môi trường

1.2 Tổng quan kết quả nghiên cứu trên thế giới

Trong những năm gần đây, trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu ứngdụng viễn thám GIS trong việc cảnh báo thiên tai như lũ quét, sạt lở đất…

Nghiên cứu của Van Westen CJ năm 2000 về việc ứng dụng GIS trong

mô hình hóa nguy cơ sạt lở đất Trong nghiên cứu này, tác giả Van Westen đãứng dụng viễn thám để phân tích các yếu tố nguyên nhân dẫn tới việc sảy rasạt lở, từ đó đưa ra những dự đoán về nguy cơ sạt lở trong tương lai (VanWesten, 2000)

Năm 2001, G L Sivakumar Babu và M D Mukesh đã nghiên cứu ứngdụng gis trong việc kết hợp dữ liệu thay đổi theo không gian của độ cao mặtđất, tính chất đất, v.v trong phân tích kỹ thuật về độ ổn định của độ dốc ởMangalore Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học đã ứng dụng GIS và sửdụng những thuật toán nhằm tính toán nguy cơ và rủi ro khi sảy ra sạt lở đất.(Sivakumar Babu, Mukesh, 2001)

Năm 2003, tác giả Lee Saro và cộng sự cũng đã ứng dụng công nghệGIS để phát triển các kỹ thuật phân tích, tính toán độ nhạy cảm trượt lở đất

bằng cách sử dụng mạng nơ ron nhân tạo và áp dụng các kỹ thuật mới đượcphát triển cho khu vực nghiên cứu Yongin ở Hàn Quốc (Lee Saro và cs, 2003).

Năm 2017, Pellicani và các đồng nghiệp đã ứng dụng GIS để thành lập

mô hình dự báo, đánh giá mức độ nhạy cảm trượt lở đất quy mô khu vực vàlập bản đồ rủi ro dọc theo các hành lang đường chính ở Matera (vùngBasilicata, miền nam nước Ý) (Pellicani và cs, 2017)

Ứng dụng GIS trong việc xây dựng bản đồ, phân loại lớp phủ rừngcũng đã được các nhà khoa học trên thế giới áp dụng rộng rãi tại nhiều quốcgia

Năm 2009, Chowdhury và đồng nghiệp đã thực hiện nghiên cứu ứngdụng viễn thám GIS trong việc phân tích hiện trạng và biến động lớp phủrừng tại lưu vực sông Subarnarekha, miền Đông Ấn Độ Trong nghiên cứunày, các nhà khoa học đã ứng dụng viễn thám trong việc lập bản đồ rừng chephủ lưu vực sông Subarnarekha, nằm ở phía đông của Ấn Độ và ước tínhthay đổi rừng trong giai đoạn 21 năm (1987-2008) bằng cách sử dụng hìnhảnh vệ tinh Landsat và Phương pháp tiếp cận GIS (Chowdhury và cs, 2009)

Năm 2015, Sajjad Anwa và các đồng nghiệp đã nghiên cứu ứng dụngviễn thám và GIS trong việc thay đổi độ che phủ rừng ở Tehsil Barawal, DirDir, Pakistan Trong nghiên cứu này, tác giả đã ứng dụng viễn thám, sử dụngảnh vệ tinh để xác định các loại sử dụng đất và độ che phủ rừng khác nhau vàphân bố không gian của nó trong khu vực nghiên cứu, từ đó thành lập bản đồ

độ che phủ rừng trong các khoảng thời gian khác nhau trong khu vực nghiêncứu (Sajjad Anwa và cs, 2015)

1.3 Tổng quan kết quả nghiên cứu ở Việt Nam

Trong bối cảnh hiện nay, với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệthông tin thời kỳ 4.0, việc ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS trongnghiên cứu khoa học tại Việt Nam đã có những thành tựu nhất định Có rấtnhiều những nghiên cứu ứng dụng viễn thám trong việc phân loại thảm phủ

và cảnh báo thiên tai như bão, lũ, sạt lở đất…, và có độ chính xác và hiệu quảcao

Nghiên cứu của Nguyễn Thị Thúy Hạnh năm 2016 về biến động lớpphủ rừng trong quá trình phát triển kinh tế-xã hội tỉnh Hòa Bình với sự trợgiúp của công nghệ viễn thám và GIS Kết quả nghiên cứu của luận án đãgóp phần làm phong phú thêm cơ sở khoa học nghiên cứu biến động lớp phủrừng thông qua việc tích hợp hai phương pháp, trước phân loại theo NDVIxác định biến động về trạng thái lớp phủ rừng và sau phân loại dựa trênthông tin lớp phủ rừng được chiết tách theo thuật toán phân loại xác suất cựcđại (Nguyễn Thị Thúy Hạnh, 2016).

Năm 2016, các tác giả Trần Thu Hà và Phùng Minh Tám đã tiến hànhnghiên cứu về việc ứng dụng viễn thám và GIS để tính toán chỉ số thực vậtNDVI, nhằm xác định sự sai khác của các loại thực vật khác nhau ở các thờiđiểm khác nhau qua đó xác định sự biến động của các lớp phủ bề mặt ( TrầnThu Hà, Phùng Minh Tám, 2016)

Nghiên cứu của Đỗ Thị Việt Hương năm 2017 ứng dụng GIS trongphân tích biến động lớp phủ tại Đà Nẵng Tác giả đã tích hợp kỹ thuật phânloại ảnh viễn thám theo định hướng đối tượng với GIS để thành lập bản đồ vàphân tích biến động lớp phủ bề mặt đô thị Đà Nẵng giai đoạn 1996-2015.(Đỗ Thị Việt Hương, 2017)

Ngoài ra còn một số những nhà khoa học khác cũng có những côngtrình nghiên cứu liên quan đến việc xác định nguy cơ sạt lở Năm 2016, tácgiả Đỗ Minh Ngọc đã nghiên cứu Ứng dụng GIS và phương pháp phân tíchthứ bậc (AHP) thành lập bản đồ nguy cơ trượt lở huyện Xín Mần, tỉnh HàGiang (Đỗ Minh Ngọc và cs, 2016)

Nghiên cứu của tác giả Hà Quang Hải về mối tương quan xói lở - bồi tụmột số khu vực lòng sông Tiền, sông Hậu (Hà Quang Hải, 2011)

Nghiên cứu của tác giả Phạm Đức Huy năm 2016, về việc xây dựng hệ

đo mưa ứng dụng vào hệ thống cảnh báo trượt đất (Phạm Đức Huy,2016)…

Năm 2011, Trương Phước Minh và đồng nghiệp đã thực hiện nghiên

cứu ứng dụng GIS và viễn thám nghiên cứu trượt lở đất ở thành phố Đà Nẵng.Tác giả đã sử dụng công nghệ viễn thám và dữ liệu ảnh vệ tinh để thành lậpbản đồ dự báo nguy cơ trượt lở đất thành phố Đà Nẵng (Trương PhướcMinh, 2011).

Năm 2014, các tác giả Nguyễn Huy Anh và Hồ Ngọc Anh Tuấn đã sửdụng ảnh vệ tinh landsat và công nghệ viễn thám để xác định khu vực trượt lởđất ở vùng đồi núi huyện Phú Lộc, tỉnh Thừa Thiên Huế, trong đó nghiên cứutập trung chủ yếu vào những tuyến giao thông chính như: Quốc lộ 1A (đoạnqua đèo Mũi Né, Phước Tượng, Phú Gia, Hải Vân), đường lên đỉnh Bạch Mã,đường La Sơn – Nam Đông, đường ven đầm Lập An đồng thời đã xây dựngđược bản đồ hiện trạng các điểm trượt lở đất trên địa bàn nghiên cứu.(Nguyễn Huy Anh, Hồ Ngọc Anh Tuấn, 2014)

Một trong những công trình nghiên cứu có tính ứng dụng cao được cáctác giả Mai Thành Tân và Nguyễn Văn Tạo thực hiện năm 2014 là nghiêncứu đánh giá trượt lở đất khu vực Thừa Thiên Huế Trong nghiên cứu này,các nhà khoa học đã ứng dụng công nghệ GIS và sử dụng phương pháp phântích đa tiêu chí MCA để đánh giá, xác định các nguyên nhân gây ra sạt lở đất,

từ đó thành lập bản đồ phân vùng nguy cơ sạt lở đất tại Thừa Thiên Huế.(Mai Thành Tân, Nguyễn Văn Tạo, 2014)

Đồng thời, trong cùng thời gian này, tác giả Mai Thành Tân và cộng sựcũng triển khai nghiên cứu Trượt lở đất khu vực huyện Mai Châu - tỉnh HòaBình dựa trên cơ sở phân tích lượng mưa trong 25 năm (1990-2014) tại trạmMai Châu và số liệu điều tra thống kê trượt lở đất trong khu vực (Mai ThànhTân, 2015)

Có thể thấy rằng trong những năm gần đây, việc ứng dụng công nghệviễn thám và hệ thống thông tin địa lý (GIS) vào giám sát, dự báo, cảnh báothiên tai và tác động của biến đổi khí hậu đã đạt được những thành quả thiếtthực ở nhiều nơi trên thế giới Sự phát triển của kinh tế xã hội những năm

qua kéo theo biến động lớp phủ bề mặt ngày càng lớn, lớp phủ rừng thay đổidẫn đến nguy cơ xảy ra các dạng thiên tai ngày càng tăng Do đó, việc ứngdụng viễn thám nhằm đánh giá biến động lớp phủ nhằm phát hiện nguy cơthiên tai đã được rất nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước tiến hànhnghiên cứu.

Trong nghiên cứu này, tác giả áp dụng công nghệ GIS và viễn thám kếthợp với các thuật toán, nhằm phân tích ảnh hưởng của biến động lớp phủ sửdụng đất tới nguy cơ sạt lở đất tại huyện Ba Bể tỉnh Bắc Kạn và đưa ra ý kiếnđóng góp nhằm hạn chế tình hình sạt lở nơi đây

- Phạm vi không gian: khu vực nghiên cứu là Huyện Ba Bể tỉnh Bắc Kạn.

- Phạm vi thời gian: Nghiên cứu được tiến hành trong vòng 12 tháng, từtháng 10/2019 đến tháng 10/2020

2.2 Nội dung nghiên cứu

Để đạt được mục tiêu, các nội dung nghiên cứu được tiến hành bao gồm:

- Sử dụng ảnh vệ tinh landsat8 tiến hành xây dựng bản đồ lớp phủ năm

2010 và 2020 của huyện Ba Bể, từ đó tiến hành và đánh giá hiện trạng rừng

và biến động lớp phủ rừng của huyện Ba Bể

- Đánh giá diễn biến thiên tai sạt lở đất trên địa bàn huyện Ba Bể giaiđoạn 2010-2020

- Xây dựng bản đồ nguy cơ sạt lở đất, từ đó đánh giá tương quan giữabiến động lớp phủ rừng và nguy cơ sạt lở đất tại huyện Ba Bể

2.3 Phương pháp nghiên cứu

2.3.1 Phương pháp điều tra, thu thập số liệu

- Nghiên cứu tiến hành thu thập dữ liệu ảnh vệ tinh Landsat, ảnh vệ tinhsentinel 2, mô hình số độ cao (DEM), bản đồ hiện trạng rừng, bản đồ quyhoạch rừng … và một số dữ liệu vệ tinh khác nhằm phục vụ cho nội dungnghiên cứu xác định lớp phủ rừng và biến động lớp phủ rừng tại huyện Ba Bể

Hình 2.1 Địa chỉ trang web earthexplorer để tải ảnh vệ tinh

Cần lựa chọn download ảnh landsat 8 các năm 2010 và 2020 và chọnnhững ảnh có chất lượng cao, mây che phủ thấp hoặc không có mây để kếtquả nghiên cứu được chính xác hơn

Hình 2.2 Ảnh vệ tinh landsat 8 năm 2010 và 2020

- Nghiên cứu tiến hành thu thập dữ liệu về các điểm trượt lở đất đã xảy

ra tại khu vực huyện Ba Bể và một số xã quanh huyện Ba Bể trong giai đoạn

2010-2020, thu thập dữ liệu bản đồ thổ nhưỡng, bản đồ sử dụng đất, bản đồđịa chất, dữ liệu lượng mưa tại các trạm quan trắc tỉnh Bắc Kạn … nhằm phục

vụ cho việc xây dựng bản đồ phân vùng nguy cơ sạt lở đất huyện Ba Bể

Hình 2.3 Vị trí các điểm trượt lở trên địa bàn huyện Ba Bể năm 2019

- Dữ liệu điểm trượt lở trong quá khứ được thu thập từ trang webcanhbaotruotlo.vn được Viện Khoa Học Địa Chất & Khoáng sản Việt Namxây dựng Toàn bộ các điểm trượt lở tại khu vực huyện Ba Bể tỉnh Bắc Kạngiai đoạn 2010-2018 được thu thập tại trang web canhbaotruotlo.vn

Hình 2.4 Địa chỉ trang web cảnh báo trượt lở để tải dữ liệu điểm trượt

2.3.2 Phương pháp xử lý ảnh viễn thám, xây dựng bản đồ lớp phủ và biến động lớp phủ rừng

2.3.2.1 Tính chỉ số thực vật NDVI

Phương pháp tính toán chỉ số thực vật NDVI được tiến hành để xácđịnh mật độ cây xanh khu vực nghiên cứu, nhằm mục đích xây dựng bản đồlớp phủ

Sử dụng phần mềm ArcGIS để cắt, ghép các band ảnh Sử dụng cáchộp công cụ tích hợp trong phần mềm ArcGIS nhằm tính toán chỉ số thực vậtNDVI theo công thức:

Trong đó:

+, NIR: Band 5 ảnh vệ tinh Landsat 8

+, Red: Band 4 ảnh vệ tinh Landsat 8

2.3.2.2 Phân loại lớp phủ từ ảnh vệ tinh

Hình 2.5 Sơ đồ quy trình xây dựng bản đồ lớp phủ và biến động lớp phủ sử

dụng đất huyện Ba Bể

Phương pháp phân loại lớp phủ được sử dụng trong nghiên cứu nhằmphục vụ nội dung thành lập bản đồ lớp phủ huyện Ba Bể tỉnh Bắc Kạn năm

2010 và 2020, từ đó tiến hành xác định biến động lớp phủ huyện Ba Bể giaiđoạn 2010-2020, các bước cụ thể như sau:

1) Xử lý dữ liệu

Ảnh vệ tinh Landsat 8 có độ phân giải trung bình, hoàn toàn miễn phí,được cập nhật thường xuyên tỏ ra có nhiều ưu điểm và triển vọng áp dụngtrong việc giải đoán và xác định biến động lớp phủ thực vật trên quy mô lưuvực lớn hoặc cấp huyện trở lên Sau khi tải về tại trang Web

- Trộn ảnh để nâng cao độ phân giải không gian cho ảnh đa phổ

- Tăng cường độ tương phản của ảnh

- Chuyển ảnh từ hệ WGS84 sang hệ VN2000 để sử dụng

2) Tổ hợp màu cho ảnh Landsat 8

Phương pháp tổ hợp màu là phương pháp được sử dụng rộng rãi dựatrên chuẩn nền màu trong viễn thám để hỗ trợ cho công tác giải đoán ảnh Lợithế của ảnh chụp đa phổ là có thể sử dụng tích hợp các kênh phổ khác nhau đểgiải đoán các đối tượng theo các đặc trưng bức xạ phổ

Ưu điểm của phương pháp tổ hợp màu là sử dụng các kênh ảnh đa phổhiển thị cùng một lúc trên 3 kênh ảnh được gắn tương ứng với 3 loại màu cơbản đó là đỏ, xanh lá cây và xanh lam hay còn gọi là RGB Phương pháp này

có thể tổ hợp hiển thị 3 kênh ảnh của cùng một loại ảnh vệ tinh, của các ảnh

vệ tinh khác nhau cùng một loại ảnh vệ tinh, của các ảnh vệ tinh khác cùng độphân giải, hoặc của ảnh vệ tinh và ảnh máy bay cùng độ phân giải, của cácradar với các thời gian chụp khác nhau Nếu tổ hợp màu kênh phổ có dải sóng

được gắn đúng với màu thì được gọi là tổ hợp màu thật và trong các trườnghợp khác gọi là tổ hợp giả màu.

Trong trường hợp này, cần sử dụng tổ hợp band ảnh gồm band 2, band

3, band 4 để tiến hành giải đoán ảnh chính xác nhất Tổ hợp màu tự nhiên4,3,2 do phương pháp tổ hợp này khá gần gũi với cảm nhận của mắt người.Bởi vì mắt người cảm nhận màu sắc trong tự nhiên trong dải phổ sóng điện từ

có bước sóng từ 0.4 đến 0.7 µm Trong khi đó ảnh vệ tinh Landsat 8 có 3kênh phổ của dải sóng nhìn thấy từ 0.45 đến 0.68 µm

Do đó với tổ hợp màu trên 3 kênh phổ 4,3,2 sẽ cho ra màu sắc tự nhiênnhư ngồi trên máy bay nhìn xuống bề mặt trái đất Ở dạng tổ hợp này dễ dàngnhận biết ở mức khái quát hệ thủy văn có qui mô lớn, các tuyến giao thôngquốc lộ, tỉnh lộ, các điển dân cư đô thị Tuy nhiên khi giải đoán chi tiết đốitượng như ao hồ, kênh mương nhỏ, các trục đường giao thông nhánh, các yếu

tố thực phủ thì rất khó phân biệt và dễ nhầm lẫn

3) Tăng cường chất lượng ảnh Landsat 8 trong ArcGIS.

Trên mỗi ảnh Landsat 8 gồm 11 band ảnh trong đó: 8 band có độ phângiải không gian là 30m, 1 band có độ phân giải là 15m (kênh toàn sắc – band8) và 2 band có độ phân giải không gian là 100m Sau khi ảnh được tải về,tiến hành chuẩn hóa và tổ hợp màu, ảnh tổ hợp màu do bộ cảm OLI chụp có

độ phân giải không gian là 30m

Bước 1 Trộn ảnh

Để nâng cao độ phân giải không gian của ảnh toàn sắc thường dùng kỹthuật để trộn chúng với ảnh Panchromatic (Band 8) Sau khi trộn, độ phân giảikhông gian của ảnh tổ hợp màu là 15m, việc này giúp đoán đọc dễ phân biệtđược các đối tượng trên ảnh hơn

Trên phần mềm ArcGIS, để trộn ảnh, sử dụng công cụ Create Pan –Sharpened Raster Dataset trên Arc Toolbox

Hình 2.6 Công cụ trộn ảnh trong phần mềm ArcGIS

Ảnh sau khi được trộn một số chỉ đối tượng cần giải đoán có thể sángquá hoặc tối quá Để khắc phục hiện tượng này cần phải tăng cường chấtlượng ảnh Trên phần mềm ArcGIS, để tăng cường chất lượng ảnh sử dụngcông cụ Image Analysis

Mục đích của bước này là nhằm tăng cường khả năng giải đoán ảnhbằng mắt thông qua tăng cường độ phân giải không gian của ảnh bằng tổnghợp màu từ các kênh đa phổ có độ phân giải thấp hơn và kênh toàn sắc có độphân giải không gian cao hơn

Hình 2.7 Tổ hợp màu 4,3,2 trước và khi tăng cường ảnh