Nghiên cứu biến đổi lớp phủ thảm thực vật rừng tại Khu bảo tồn Kẻ Gỗ

LỜI CẢM ƠN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. Lịch sử nghiên cứu trên thế giới

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP VIỄN THÁM VÀ KỸ THUẬT XỬ LÝ SỐ

2.1. Khái niệm về kỹ thuật viễn thám, tư liệu ảnh số

2.2. Quang phổ điện từ. Phổ phản xạ của một số đối tượng tự nhiên chính

2.3. Khái niệm về tư liệu ảnh số và phương pháp phân loại

2.4. Cơ sở khoa học của kỹ thuật viễn thám

2.5. Cơ sở sinh vật học

2.6. Cơ sở sinh lý học

2.7. Lựa chọn tư liệu viễn thám

3. MỤC TIÊU - NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1. Mục tiêu chung

3.2. Mục tiêu cụ thể

3.3. Phạm vi nghiên cứu

3.4. Phương pháp nghiên cứu

3.5. Phương pháp thu thập số liệu

3.6. Phương pháp xử lý số liệu

4. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN - KINH TẾ - XÃ HỘI

4.1. Vị trí địa lý, điều kiện tự nhiên

4.1.1. Vị trí địa lý

4.1.2. Khí hậu, thuỷ văn

4.1.3. Đất đai thổ nhưỡng

4.1.4. Tài nguyên sinh vật

4.2. Tình hình dân sinh, kinh tế, xã hội và các vấn đề liên quan

4.2.1. Tình hình dân sinh kinh tế

4.2.2. Cơ sở hạ tầng

4.2.3. Tiềm năng kinh tế

5. KẾT QUẢ VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ

5.1. Nghiên cứu đặc điểm các trạng thái rừng và tư liệu ảnh SPOT5 của khu vực nghiên cứu

5.2. Tư liệu ảnh, bản đồ và thông số kỹ thuật của ảnh SPOT-5

5.3. Xây dựng bộ khóa giải đoán ảnh

5.4. Đặc điểm biến động các kênh phổ trong khu vực nghiên cứu

5.5. Nghiên cứu phương pháp xây dựng bản đồ phân bố trạng thái rừng trên tư liệu ảnh SPOT 5

5.6. Nghiên cứu phương pháp phân loại rừng

5.7. Xác định ngưỡng phân loại

5.8. Kiểm chứng thực tế và đánh giá độ chính xác của kết quả phân loại

5.9. Nghiên cứu đánh giá biến động các diện tích rừng tại khu vực nghiên cứu

5.10. Đánh giá biến động tài nguyên rừng khu vực nghiên cứu. Phương pháp đánh giá biến động có sự kết hợp giữa công nghệ viễn thám và GIS (RS&GIS)

5.11. Đề xuất quy trình thành lập bản đồ biến động

5.12. Một số giải pháp quản lý bảo vệ và phát triển rừng cho khu vực nghiên cứu

KẾT LUẬN - TỒN TẠI - KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

I. Tổng Quan Nghiên Cứu Biến Động Lớp Phủ Rừng Kẻ Gỗ

Rừng đóng vai trò quan trọng đối với đời sống con người và sinh vật, là tài nguyên quý giá có thể phục hồi và bảo vệ môi trường. Lớp phủ thảm thực vật rừng đóng vai trò quan trọng đối với các rừng đặc dụng, bảo tồn hệ sinh thái mẫu chuẩn và các loài động thực vật quý hiếm. Sự thay đổi lớp phủ thảm thực vật rừng có thể làm mất đi hệ sinh thái mẫu chuẩn do hoạt động của con người hoặc các hiện tượng tự nhiên. Trong bối cảnh gia tăng dân số và phát triển khoa học kỹ thuật, môi trường sống của con người bị biến đổi, rừng có chức năng phòng hộ, điều hòa khí hậu, làm sạch môi trường, nuôi dưỡng nguồn nước, chống xói mòn, bảo vệ cải tạo đất, sẽ bảo vệ, duy trì và phục hồi môi trường sống cho con người. Để bảo vệ tốt những cánh rừng hiện có, cần đẩy mạnh nghiên cứu và triển khai công tác này theo một chương trình mang tính hệ thống cao, một kế hoạch phát triển lâu dài. Việc ứng dụng khoa học công nghệ kỹ thuật để quản lý các nguồn tài nguyên rừng là hết sức cần thiết, trong đó có khoa học kỹ thuật viễn thám.

1.1. Lịch Sử Phát Triển Nghiên Cứu Viễn Thám Toàn Cầu

Lịch sử viễn thám gắn liền với kỹ thuật chụp ảnh. Bức ảnh hàng không đầu tiên được chụp vào năm 1839. Năm 1849, Alime Laussedat khởi đầu chương trình sử dụng ảnh cho mục đích thành lập bản đồ địa hình. Năm 1858, người ta sử dụng khinh khí cầu để chụp ảnh từ trên không. Đầu thế kỷ 20, người ta thử nghiệm chụp ảnh từ trên không bằng máy bay. Viễn thám thực sự phát triển mạnh mẽ qua hơn ba thập kỷ gần đây, khi công nghệ vũ trụ cho ra các ảnh số, bắt đầu được thu nhận từ các vệ tinh trên quĩ đạo của trái đất vào năm 1960. Một trong những bức ảnh tiếp theo chụp bề mặt trái đất từ khinh khí cầu là ảnh vùng Bostom của tác giả James Wallace Black, 1860.

1.2. Ứng Dụng Viễn Thám Trong Nghiên Cứu Rừng Việt Nam

Kỹ thuật viễn thám đã được ứng dụng vào nhiều lĩnh vực nghiên cứu của Việt Nam, mang lại nhiều ứng dụng to lớn trong quản lý tài nguyên. Trong lĩnh vực lâm nghiệp, kỹ thuật viễn thám đã được sử dụng để thành lập các loại bản đồ hiện trạng rừng, phân loại trạng thái rừng, phân vùng trọng điểm cháy rừng, theo dõi diễn biến tài nguyên rừng. Tuy nhiên, sử dụng các bức ảnh viễn thám có độ phân giải thấp và phương pháp giải đoán ảnh bằng mắt hoặc xác định vùng mẫu thường mang lại kết quả có độ chính xác không cao, đặc biệt là với các đối tượng có biến động nhỏ thì khó phát hiện được. Kỹ thuật giải đoán ảnh tự động dựa trên bộ khóa ảnh sẽ có thể xác định nhanh các đối tượng và đánh giá được các biến động của chúng bằng việc sử dụng các bức ảnh đa thời gian.

II. Cơ Sở Khoa Học Phương Pháp Viễn Thám GIS Là Gì

Viễn thám là ngành khoa học nghiên cứu thông tin về một vật và một hiện tượng thông qua việc phân tích dữ liệu ảnh hàng không, ảnh vệ tinh, ảnh hồng ngoại nhiệt và ảnh radar. Sự phát triển của khoa học viễn thám được bắt đầu từ mục đích quân sự với việc nghiên cứu phim và ảnh, được chụp lúc đầu từ khinh khí cầu và sau đó là trên máy bay ở các độ cao khác nhau. Ngày nay, viễn thám ngoài việc tách lọc thông tin từ ảnh máy bay, còn áp dụng các công nghệ hiện đại trong thu nhận và xử lý thông tin ảnh số, thu được từ các bộ cảm có độ phân giải khác nhau, được đặt trên vệ tinh thuộc quỹ đạo trái đất. Sự biến động lớp phủ sẽ dễ dàng được phát hiện từ ảnh vệ tinh, tích hợp và xử lí các lớp thông tin qua các năm sẽ đánh giá được biến động trong giai đoạn nghiên cứu.

2.1. Khái Niệm Cơ Bản Về Kỹ Thuật Viễn Thám và Tư Liệu Ảnh Số

Phương pháp viễn thám là phương pháp sử dụng năng lượng điện từ như ánh sáng, nhiệt, sóng cực ngắn như một phương tiện để điều tra và đo đạc những đặc tính của đối tượng (Theo Floy Sabin 1987). Định nghĩa này loại trừ những quan trắc về điện, từ và trọng lực vì những quan trắc đó thuộc lĩnh vực địa vật lý, sử dụng để đo những trường lực nhiều hơn là đo bức xạ điện từ. Ảnh vệ tinh được xem là một trong những nguồn thông tin có triển vọng cho việc theo dõi sự biến động của lớp phủ thảm thực vật rừng.

2.2. Cơ Sở Sinh Học và Sinh Lý Học Trong Viễn Thám Rừng

Cơ sở sinh học và sinh lý học đóng vai trò quan trọng trong việc giải đoán ảnh viễn thám rừng. Các đặc tính sinh học của cây cối, như cấu trúc lá, hàm lượng diệp lục, và độ che phủ, ảnh hưởng đến khả năng phản xạ ánh sáng của chúng. Các đặc tính sinh lý học, như quá trình quang hợp và thoát hơi nước, cũng ảnh hưởng đến nhiệt độ và độ ẩm của cây cối, có thể được phát hiện bằng các cảm biến nhiệt. Việc hiểu rõ các cơ sở này giúp chúng ta phân biệt các loại rừng khác nhau và theo dõi sự thay đổi của chúng theo thời gian.

III. Phương Pháp Nghiên Cứu Biến Động Rừng Kẻ Gỗ Hiệu Quả

Để thực hiện nghiên cứu biến động lớp phủ thảm thực vật rừng tại Khu bảo tồn Kẻ Gỗ, cần áp dụng phương pháp nghiên cứu phù hợp. Phương pháp này bao gồm thu thập số liệu từ nhiều nguồn khác nhau, xử lý số liệu bằng các công cụ chuyên dụng, và phân tích kết quả để đưa ra kết luận. Việc lựa chọn phương pháp nghiên cứu phù hợp sẽ đảm bảo tính chính xác và tin cậy của kết quả nghiên cứu.

3.1. Thu Thập Dữ Liệu Viễn Thám và Dữ Liệu Thực Địa

Việc thu thập dữ liệu là bước quan trọng trong nghiên cứu biến động lớp phủ. Dữ liệu viễn thám, bao gồm ảnh vệ tinh và ảnh hàng không, cung cấp thông tin về hiện trạng và sự thay đổi của lớp phủ. Dữ liệu thực địa, bao gồm khảo sát thực địa và đo đạc, cung cấp thông tin chi tiết về thành phần loài, cấu trúc rừng, và các yếu tố môi trường. Kết hợp hai loại dữ liệu này giúp tăng độ chính xác của kết quả nghiên cứu.

3.2. Xử Lý Ảnh Vệ Tinh và Phân Tích Biến Động Sử Dụng GIS

Sau khi thu thập dữ liệu, cần xử lý ảnh vệ tinh để loại bỏ nhiễu và tăng cường chất lượng ảnh. Các phương pháp xử lý ảnh phổ biến bao gồm hiệu chỉnh hình học, hiệu chỉnh khí quyển, và tăng cường độ tương phản. Sau đó, sử dụng phần mềm GIS để phân tích biến động lớp phủ bằng cách so sánh ảnh vệ tinh của các thời điểm khác nhau. Kết quả phân tích sẽ cho biết diện tích và vị trí của các khu vực rừng bị mất, suy thoái, hoặc phục hồi.

3.3. Đánh Giá Độ Chính Xác và Kiểm Chứng Kết Quả Phân Loại

Sau khi phân tích biến động lớp phủ, cần đánh giá độ chính xác của kết quả phân loại. Phương pháp đánh giá độ chính xác phổ biến là sử dụng ma trận nhầm lẫn, so sánh kết quả phân loại với dữ liệu thực địa. Nếu độ chính xác không đạt yêu cầu, cần điều chỉnh phương pháp phân loại và xử lý ảnh để cải thiện độ chính xác. Việc kiểm chứng kết quả phân loại giúp đảm bảo tính tin cậy của kết quả nghiên cứu.

IV. Đánh Giá Biến Động Diện Tích Rừng Kẻ Gỗ Giai Đoạn 2006 2009

Nghiên cứu đánh giá biến động các diện tích rừng tại khu vực nghiên cứu. Phương pháp đánh giá biến động có sự kết hợp giữa công nghệ viễn thám và GIS (RS&GIS). Đề xuất quy trình thành lập bản đồ biến động. Một số giải pháp quản lý bảo vệ và phát triển rừng cho khu vực nghiên cứu.

4.1. Kết Hợp Viễn Thám và GIS Đánh Giá Biến Động Rừng

Phương pháp đánh giá biến động có sự kết hợp giữa công nghệ viễn thám và GIS (RS&GIS) là một phương pháp hiệu quả để theo dõi và đánh giá sự thay đổi của tài nguyên rừng. Công nghệ viễn thám cung cấp dữ liệu về hiện trạng rừng, trong khi GIS cung cấp công cụ để phân tích và quản lý dữ liệu không gian. Kết hợp hai công nghệ này giúp chúng ta hiểu rõ hơn về quá trình biến động rừng và đưa ra các giải pháp quản lý phù hợp.

4.2. Quy Trình Thành Lập Bản Đồ Biến Động Tài Nguyên Rừng

Việc thành lập bản đồ biến động tài nguyên rừng từ ảnh vệ tinh có độ phân giải cao là một quy trình phức tạp, đòi hỏi kiến thức chuyên môn về viễn thám, GIS, và lâm nghiệp. Quy trình này bao gồm các bước như thu thập và xử lý ảnh vệ tinh, phân loại lớp phủ, so sánh ảnh của các thời điểm khác nhau, và đánh giá độ chính xác. Bản đồ biến động tài nguyên rừng là một công cụ quan trọng để quản lý và bảo vệ rừng.

V. Giải Pháp Quản Lý và Bảo Vệ Rừng Kẻ Gỗ Bền Vững

Để quản lý và bảo vệ rừng Kẻ Gỗ một cách bền vững, cần có các giải pháp toàn diện, bao gồm cả giải pháp về chính sách, kinh tế, xã hội, và kỹ thuật. Các giải pháp này cần được thực hiện một cách đồng bộ và có sự tham gia của cộng đồng địa phương.

5.1. Chính Sách Quản Lý Rừng và Sự Tham Gia Cộng Đồng

Chính sách quản lý rừng đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ rừng. Chính sách cần khuyến khích sự tham gia của cộng đồng địa phương vào công tác quản lý và bảo vệ rừng, đồng thời đảm bảo quyền lợi của họ. Việc tạo ra các cơ hội sinh kế bền vững cho cộng đồng địa phương cũng là một yếu tố quan trọng để giảm áp lực lên rừng.

5.2. Ứng Dụng Viễn Thám Giám Sát Tài Nguyên Rừng Kẻ Gỗ

Công nghệ viễn thám có thể được sử dụng để giám sát tài nguyên rừng một cách hiệu quả. Ảnh vệ tinh có thể cung cấp thông tin về diện tích rừng, độ che phủ rừng, và các hoạt động khai thác rừng trái phép. Thông tin này có thể được sử dụng để phát hiện sớm các nguy cơ và đưa ra các biện pháp can thiệp kịp thời.

VI. Kết Luận Kiến Nghị Nghiên Cứu Biến Động Rừng Kẻ Gỗ

Nghiên cứu biến động lớp phủ thảm thực vật rừng tại Khu bảo tồn Kẻ Gỗ là một công việc quan trọng để bảo vệ tài nguyên rừng và đa dạng sinh học. Kết quả nghiên cứu có thể được sử dụng để đưa ra các quyết định quản lý rừng phù hợp và bảo vệ môi trường.

6.1. Tồn Tại và Hướng Nghiên Cứu Tiếp Theo Về Rừng Kẻ Gỗ

Mặc dù đã đạt được những kết quả nhất định, nghiên cứu biến động lớp phủ tại Khu bảo tồn Kẻ Gỗ vẫn còn nhiều tồn tại và hạn chế. Cần có các nghiên cứu tiếp theo để giải quyết các vấn đề này và cung cấp thông tin đầy đủ hơn cho công tác quản lý rừng.

6.2. Kiến Nghị Giải Pháp Quản Lý Rừng Kẻ Gỗ Bền Vững

Dựa trên kết quả nghiên cứu, có thể đưa ra các kiến nghị về giải pháp quản lý rừng Kẻ Gỗ bền vững. Các kiến nghị này cần được xem xét và thực hiện một cách nghiêm túc để bảo vệ tài nguyên rừng và đa dạng sinh học.

Luận văn thạc sĩ: Nghiên cứu đặc điểm thay đổi lớp phủ thảm thực vật rừng tại khu bảo tồn thiên nhiên Kẻ Gỗ