Đặt vấn đề Từ vài thập niên trở lại đây, công nghệ GIS (Geographical Information Systems) đã có những bước phát triển và ứng dụng không chỉ trong lĩnh vực địa lý, mà trong nhiều lĩnh vực khác của khoa học và của cuộc sống hàng ngày như: đô thị hóa, thương mại, phát triển cơ sở hạ tầng, bản đồ điện tử, hoạt động quân sự,. Trong đó có ngành lâm nghiệp đã áp dụng công nghệ GIS viễn thám vào quy hoạch và quản lý tài nguyên lâm nghiệp nhằm đáp ứng cho nhu cầu công nghiệp hóa hiện đại hóa ứng dụng công nghệ thông tin vào quản lý lâm nghiệp. Trong những năm qua, công tác quản lý bảo vệ và phát triển rừng trên địa bàn tỉnh Cao Bằng đặc biệt được quan tâm, thể hiện ở nhiều chương trình, kế hoạch đã được ban hành và triển khai, nâng cao hiệu quả của công tác quản lý bảo vệ và phát triển rừng. Tỉnh Cao Bằng đã quy hoạch được các khu rừng phòng hộ, rừng đặc dụng bảo đảm được chức năng phòng hộ và bảo tồn thiên nhiên, bảo tồn đa dạng sinh học, góp phần bảo vệ môi trường và phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh.
Tình hình kinh tế, xã hội của tỉnh đã và đang có nhiều thay đổi. Đẩy mạnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa cùng với những sự kiện về môi trường, đặc biệt là biến đổi khí hậu đòi hỏi ngành Lâm nghiệp nói chung và ngành Kiểm lâm tỉnh Cao Bằng nói riêng phải nắm bắt được toàn diện về diện tích, trữ lượng, chất lượng của rừng và diện tích đất chưa có rừng được quy hoạch cho mục đích lâm nghiệp gắn với chủ quản lý cụ thể trên phạm của tỉnh. Để phục vụ cho công tác quản lý, chỉ đạo, kiểm tra, giám sát về quản lý bảo vệ và phát triển rừng và việc lập quy hoạch, kế hoạch bảo vệ và phát triển rừng từ cấp tỉnh đến cấp xã để đáp ứng nhiệm vụ trong tình hình mới. e 2 Việc theo dõi diễn biến tài nguyên rừng là một phần quan trọng có ý nghĩa quyết định trong công tác quản lý, bảo vệ và phát triển tài nguyên rừng.
Nội dung của nhiệm vụ theo dõi diễn biến tài nguyên rừng là nắm vững hiện trạng, cập nhật thông tin diễn biến và phần nào là xác định các nhân tố gây diễn biến, xu thế diễn biến của tài nguyên rừng. Trên cơ sở đó, người quản lý đưa ra các giải pháp trong công tác quản lý, bảo vệ và sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên rừng, giảm thiểu các tác động tiêu cực đến nguồn tài nguyên rừng. Trước những năm 2011 mặc dù hàng năm đều có các báo cáo về hiện trạng và tình hình diễn biến tài nguyên rừng trên địa bàn tỉnh Cao Bằng, nhưng hầu hết các báo cáo số liệu này chủ yếu dựa trên việc đo vẽ, thành lập bản đồ rừng bằng phương pháp truyền thống, việc cập nhập số liệu trên phần mềm với diện tích lớn nên tính chính xác không cao (Khoảnh, tiểu khu). Việc theo dõi diễn biến tài nguyên rừng theo hình thức trên là một công việc phức tạp, mất nhiều công sức và thời gian.
Hơn nữa, khi sử dụng các tài liệu thống kê và các tư liệu bản đồ không phải bao giờ cũng có thể khai thác những thông tin hiện thời nhất vì tình hình diễn biến tài nguyên rừng luôn biến động theo thời gian. Ngày nay việc sử dụng hệ thống thông tin địa lý GIS trong nghiên cứu, giám sát Trái đất đã trở thành một nhu cầu thiết yếu của nhiều quốc gia, trong đó có Việt Nam. Công nghệ đang ngày càng phát triển, công nghệ khai thác thông tin vệ tinh đang thực sự phục vụ con người, mang lại hiệu quả cao trong nhiều lĩnh vực khoa học - công nghệ, phục vụ đời sống, sản xuất và kiểm soát tài nguyên - môi trường. Nhằm phục vụ trong công tác theo dõi diễn biến tài nguyên rừng, công nghệ GIS: Geographic infomation system ra đời và đáp ứng trong việc theo dõi và phân tích diễn biến tài nguyên rừng, biên tập bản đồ hiện trạng rừng e 3 trên địa bàn nhiều tỉnh thành của cả nước.
Từ đầu năm 2012 Chi cục Kiểm lâm tỉnh Cao Bằng đã tiến hành ứng dụng phương pháp công nghệ GIS trong công tác theo dõi diễn biến tài nguyên rừng trên địa bàn toàn tỉnh, phương pháp viễn thám kết hợp GIS đang dần khắc phục được những nhược điểm như thời gian theo dõi, tính chính xác của diện tích các lô rừng, hiện trạng rừng. Qua đó các ngành chuyên môn có thể lập kế hoạch trong công tác quản lý, bảo vệ và phát triển rừng tại địa phương được tốt hơn. Xuất phát từ thực tiễn đó, đề tài: “Đánh giá thực trạng ứng dụng GIS trong quản lý tài nguyên rừng tại Chi cục Kiểm lâm tỉnh Cao Bằng” được thực hiện nhằm góp phần bổ sung những thông tin khoa học và thực tiễn về ứng dụng công nghệ thông tin địa lý GIS trong việc thành lập bản đồ hiện trạng đánh giá diễn biến tài nguyên rừng trên địa bàn tỉnh Cao Bằng và nâng cao hiệu quả công tác quản lý tài nguyên rừng của Chi cục kiểm lâm tỉnh Cao Bằng. Mục đích nghiên cứu Đánh giá được thực trạng ứng dụng công nghệ GIS trong ngành lâm nghiệp nói chung và đối với công tác quản lý tài nguyên rừng nói riêng tại tỉnh Cao Bằng.
Góp phần nâng cao hiệu quả ứng dụng công nghệ GIS từng bước hiện đại hóa công tác quản lý bảo vệ tài nguyên rừng. Mục tiêu nghiên cứu 1. Mục tiêu tổng quát Phân tích được thực trạng ứng dụng GIS vào trong công tác quản lý tài nguyên rừng góp phần định hướng xây dựng chiến lược hiện đại hóa công tác quản lý nguồn tài nguyên rừng tại Chi cục kiểm lâm tỉnh Cao Bằng. Mục tiêu cụ thể Điều tra được thực trạng việc ứng dụng GIS trong công tác quản lý tài nguyên rừng tại Chi cục kiểm lâm tỉnh Cao Bằng.
e 4 Phân tích đánh giá được những kết quả và hạn chế trong việc ứng dụng GIS vào quản lý tài nguyên rừng tại Chi cục kiểm lâm tỉnh Cao Bằng. Đề xuất được những giải pháp nhằm tăng cường ứng dụng GIS vào quản lý tài nguyên rừng tại Chi Cục Kiểm Lâm Tỉnh Cao Bằng. Ý nghĩa đề tài Việc nghiên cứu đề tài là nguồn tư liệu khoa học và thực tiễn giúp cho Chi cục kiểm lâm tỉnh Cao Bằng có cơ sở để nâng cao hiệu quả công tác quản lý tài nguyên rừng. Giúp sinh viên bước đầu làm, hiểu biết thêm về các kiến thức điều tra ngoài thực tế, nâng cao kiến thức cả về lý thuyết và thực hành.
Từ đó nâng cao chất lượng học tập làm tiền đề cho mỗi học viên khi ra trường có kiến thức vững vàng áp dụng vào công tác chỉ đạo sản xuất sau khi tốt nghiệp ra trường. e 5 Phần 2 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 2. Tổng quan vấn đề nghiên cứu 2. Tình hình nghiên cứu trên thế giới Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System - GIS) nằm trong hệ thống công nghệ thông tin, nhưng được phát triển chuyên sâu cho việc quản lý cơ sở dữ liệu gắn với các yếu tố địa lý, không gian và bản đồ.
GIS ngày càng được phát triển rộng rãi bởi khả năng tích hợp, phân tích thông tin sâu và giải quyết được nhiều vấn đề tổng hợp. Thông qua GIS như thu thập, phân tích, tổng hợp, tìm kiếm, tổ hợp thông tin, cơ sở dữ liệu gắn với yếu tố địa lý, giúp cho việc đánh giá các quá trình, dự báo những khả năng xảy ra, cũng như đưa ra những giải pháp mới; do vậy GIS ngày càng được ứng dụng trong nhiều hoạt động cả về kinh tế - xã hội, quản lý và môi trường. Trong Lâm nghiệp nhờ có ứng dụng GIS, viễn thám và GPS mà công tác theo dõi, đánh giá diễn biến tài nguyên rừng, xây dựng bản đồ hiện trạng trở lên dễ dàng hơn và hiệu quả hơn. Hệ thống thông tin địa lý GIS là một hệ thống được sử dụng có hiệu quả trong mọi lĩnh vực khác nhau đã sớm được các nước phát triển trên thế giới đưa vào ứng dụng.
Trong những năm 70 ở bắc Mỹ đã có nhiều sự quan tâm đến việc bảo vệ môi trường và phát triển GIS. Dẫn đến nhiều thay đổi có thuận lợi cho sự phát triển của HTTTĐL, điển hình là sự gia tăng ứng dụng của máy tính với kích thước bộ nhớ và tốc độ. Từ những thuận lợi này GIS đã dần được thương mại hóa. Năm 1977 đã có nhiều HTTTĐL khác nhau trên thế giới.
Cùng với sự ra đời và phát triển của công nghệ GIS thời kỳ này các kỹ thuật xử lý ảnh viễn thám cũng phát triển mạnh mẽ. Từ đó mở ra một hướng nghiên cứu mới đó là kết hợp giữa GIS và viễn thám. Một số nước có sự đầu tư đáng kể cho e 6 phát triển ứng dụng làm bản đồ, hay quản lý dữ liệu có sự trợ giúp của máy tính ở thời kỳ này điển hình đó là Canada và Mỹ sau đó là Thụy Điển, Đan Mạch, Pháp, … Bước sang thập kỷ 80 nhu cầu sử dụng GIS ngày càng tăng với các quy mô khác nhau. Nhiệm vụ chủ yếu là tiếp tục giải quyết những tồn tại của những năm về trước mà đặc biệt là vấn đề số hóa dữ liệu.
Thập kỷ này đánh dấu sự nảy sinh các nhu cầu mới trong ứng dụng GIS như: Theo dõi sử dụng tối ưu các nguồn tài nguyên, đánh giá khả thi các phương án quy hoạch, các bài toán giao thông, … GIS trở thành một công cụ hữu hiệu trong công tác quản lý và trợ giúp cho việc ra quyết định. Nửa đầu thập kỷ 90 việc nghiên cứu hòa nhập giữa viến thám và GIS ở các nước Bắc Mỹ và Châu Âu đã thu được nhiều thành công. Khu vực Châu Á Thái Bình Dương đã thành lập nhiều trung tâm nghiên cứu viễn thám và GIS. Ngoài ra ở các nước như Trung Quốc, Nhật Bản, Thái Lan,.
Cũng nghiên cứu GIS chủ yếu ứng dụng vào lĩnh vực quản lý, đánh giá tài nguyên thiên nhiên và môi trường. Ngày nay, HTTTĐL đã trở thành công cụ trợ giúp quyết định trong hầu hết các hoạt động kinh tế - xã hội, quốc phòng của nhiều quốc gia trên thế giới. HTTTĐL 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 quá trình, 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 nền hình học (bản đồ) nhất quán trên cơ sở tọa độ của các dữ liệu đầu vào.