Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Lược sử nghiên cứu theo dõi diễn biến rừng Trên thế giới cũng như ở Việt Nam việc theo dõi diễn biến tài nguyên rừng mà trước hết là biến động về diện tích cũng như chất lượng rừng được quan tâm đáng kể. Song từ trước đến nay, ở nước ta công việc này thường được thực hiện bằng phương pháp truyền thống, hoặc kết hợp giữa phương pháp truyền thống với kết quả giải đoán bằng mắt trên ảnh máy bay, ảnh vệ tinh nên kết quả nhận được thường chậm, thậm chí vài năm so với hiện tại, ít có ý nghĩa trong việc xây dựng chiến lược bảo vệ, phát triển và sử dụng tài nguyên rừng. Năm 1943, lần đầu tiên số liệu tài nguyên rừng Việt Nam được một học giả người Pháp (Maurand) công bố, số liệu tài nguyên rừng vào thời điểm này của Việt Nam là 14,3 triệu ha rừng chiếm 43% tổng diện tích toàn lãnh thổ.
Theo đó là một bản đồ mô phỏng hiện trạng tài nguyên rừng Việt Nam. Trên đó tác giả ước định những nơi có rừng với chú giải tối thiểu về tài nguyên rừng. Số liệu điều tra cũng không đề cập đến trữ lượng tài nguyên rừng khi đó. Đến nay sau nhiều năm nghiên cứu và thực hiện công tác điều tra rừng nhưng các nhà điều tra rừng Việt Nam không thể đưa ra chính xác phương pháp điều tra rừng mà nhà khoa học người Pháp đã thực hiện để có được “bức tranh” về hiện trạng tài nguyên rừng Việt Nam năm 1943.
Từ năm 1979 đến năm 1984, lần đầu tiên Việt Nam thực hiện cuộc điều tra tài nguyên rừng cấp Quốc gia thông qua thực hiện dự án VIE/76/014 do FAO hỗ trợ. Kết thúc dự án, bộ số liệu tài nguyên rừng Việt Nam được công bố khoảng 10 triệu ha rừng với trữ lượng gỗ lên tới trên 700 triệu m3, trong 4 đó trữ lượng gỗ những cây có đường kính trên 30 cm chiếm trên 40%. Một hệ thống bản đồ về hiện trạng sử dung đất và các trạng thái rừng đã được xây dựng trên cả nước theo 9 vùng kinh tế, sinh thái khác nhau (tỷ lệ 1/50.000) và cấp Quốc gia (tỷ lệ 1/1. Bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng này dược xây dựng trên cơ sở giải đoán ảnh vệ tinh LANSAT - băng 7, ảnh máy bay và kiểm tra ngoại nghiệp.
Đây là lần đầu tiên Việt Nam thống nhất công bố được số liệu tài nguyên rừng của mình với sự giáp đỡ của FAO. Trong những năm gần đây, tài nguyên rừng nước ta biến đổi rất phức tạp, khó kiểm soát. Để có cơ sở tin cậy phục vụ xây dựng chiến lược bảo vệ, phát triển và sử dụng tài nguyên rừng hợp lý, bảo vệ môi trường sinh thái, Nhà nước và ngành Lâm nghiệp giao cho Viện Điều tra quy hoạch rừng thực hiện chương trình “Điều tra đánh giá và theo dõi diễn biến tài nguyên rừng toàn quốc”. Chu kỳ đầu kéo dài 5 năm(1991-1995), trong đó nhiệm vụ “Đánh giá biến động rừng giai đoạn 1976-1990-1995” là một nội dung quan trọng của chương trình.
Chu kỳ thứ hai cũng kéo dài trong 5 năm (1996-2000), chu kì 3 (2001 – 2005). Trong cả ba chu kỳ nghiên cứu này Viện Điều tra Quy hoạch rừng đã sử dụng một cách tổng hợp phương pháp truyền thống kết hợp với kỹ thuật viễn thám, vận dụng trong điều kiện cụ thể của Việt Nam về nhân lực, vật lực và tư liệu một cách phù hợp. Đó là sự kết hợp giữa kỹ thuật viễn thám với phương pháp giải đoán bằng mắt và hệ thống thông tin địa lý - GIS. Hiện nay đang triển khai chu kì 4 (2006 – 2010) với mục tiêu là: Thông qua việc điều tra rừng toàn diện, liên tục trên quy mô toàn quốc để cung cấp đầy đủ các thông tin về số lượng, chất lượng cũng như đánh giá xu hướng diễn biến của rừng trong mối quan hệ với các hoạt động kinh tế - xã hội, làm cơ sở khoa học cho việc xây dựng chiến lược và kế hoạch sử dụng hợp lý, bảo vệ và phát triển tài nguyên rừng và phát triển kinh tế - xã hội trên phạm vi toàn quốc.
Điểm mới trong chu kì này là sử dụng ảnh vệ tinh Spot5 trên phạm vi 5 toàn quốc làm cơ sở để biên tập và nắn chỉnh xây dựng các loại bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng. Gần đây, hội kỹ thuật Lâm nghiệp Nhật bản đã tiến hành dự án phát triển hệ thông tin trong việc quản lý rừng nhiệt đới cho một số nước châu Á, trong đó có Việt Nam vừa hoàn thành vào tháng 4 năm 2000. Công trình này đã sử dụng phương pháp xử lý số có giám định trên tư liệu LANDSAT.TM để phân loại lớp phủ rừng, song toàn bộ công việc xử lý lại do người Nhật thực hiện và kết quả phía Việt nam nhận được là một hệ thống bản đồ kiểu rừng được in ra ở tỷ lệ 1/250.000, là một tỷ lệ quá nhỏ so với khả năng của tư liệu có thể đạt được. Lược sử ra đời và phát triển của hệ thống thông tin địa lý (GIS) Hệ thống thông tin địa lý (Geographycal Information Systems - Viết tắt là GIS) có thể hiểu một cách đơn giản là tập hợp các thông tin có liên quan đến yếu tố địa lý một cách đồng bộ và logic.
Như vậy, về ý tưởng nó được xuất hiện rất sớm cùng với sự phát minh ra bản đồ. Nhưng sự hình thành rõ nét của hệ thống thông tin địa lý một cách hoàn chỉnh, và đưa vào ứng dụng có hiệu quả thì cũng chỉ nghiên cứu phát triển trong một số năm gần đây. Hệ thống thông tin địa lý đầu tiên của thế giới được xây dựng vào đầu những năm 60 (1964) tại Canada với tên gọi là CGIS (Canadian Geographic Information System). Song song với Canada, hàng loạt các trường đại học tại Mỹ cũng tiến hành nghiên cứu và xây dựng các Hệ thống thông tin địa lý của mình.
Tuy nhiên rất nhiều hệ trong số đó đã không tồn tại được lâu trong thực tế vì lý do chính là giá thành quá cao và thiết kế cồng kềnh. Điểm mới của giai đoạn này chính là ở quan niệm cho rằng “hàng loạt bản đồ có thể được số hoá và liên kết với nhau để tạo ra một bức tranh tổng thể về tài nguyên thiên nhiên của một khu vực, một quốc gia hay một châu lục. Sau đó máy tính được 6 sử dụng để phân tích các đặc trưng của các nguồn tài nguyên đó và cung cấp các thông tin bổ ích, kịp thời cho việc quy hoạch”. Nếu giai đoạn đầu những năm 60, các Hệ thống thông tin địa lý phục vụ chủ yếu cho công tác điều tra, quản lý tài nguyên thiên nhiên thì giữa những năm 60, các Hệ thống thông tin địa lý phục vụ cho công tác khai thác và quản lý đô thị như DIME của Cơ quan kiểm kê Mỹ, GRDSR của Cơ quan thống kê Canada.
Đặc biệt thời kỳ này bắt đầu xuất hiện các hệ được thiết kế để chạy với các CSDL địa phương như: MAP/MODE của riêng bang Washington, PIOS của thành phố San Diego, Mỹ, FRIS của uỷ ban quản lý dữ liệu Thuỵ Điển. Sự ra đời và phát triển các Hệ thống thông tin địa lý trong những năm 60 đã được quốc tế chấp nhận và đánh giá cao. Vì vậy, năm 1968 Hội địa lý quốc tế đã quyết định thành lập Uỷ ban thu nhận và xử lý dữ liệu Địa lý (Commission on Geographical Data Sensing and Processing) nhằm mục đích phổ biến kiến thức về lĩnh vực này trong những năm tiếp theo. Trong những năm 70 ở Bắc Mỹ đã có sự quan tâm nhiều hơn đến việc bảo vệ môi trường và phát triển GIS.
Thời kỳ này, xuất hiện hàng loạt thay đổi có lợi cho sự phát triển của GIS, đặc biệt là sự gia tăng ứng dụng của máy tính với kích thước bộ nhớ và tốc độ tăng. Chính những thuận lợi này mà GIS dần dần được thương mại hoá. Năm 1977 đã có nhiều hệ thống thông tin địa lý khác nhau trên thế giới. Bên cạnh GIS, thời kỳ này còn phát triển mạnh mẽ các kỹ thuật xử lý ảnh viễn thám.
Một hướng nghiên cứu kết hợp giữa GIS và viễn thám được đặt ra. Ở thời kỳ này những nước có những đầu tư đáng kể cho việc phát triển ứng dụng làm bản đồ, hay quản lý dữ liệu có sự trợ giúp máy tính là Canada và Mỹ sau đó đến các nước như Thuỵ Điển, Đan Mạch, Pháp v.v… Thập kỷ 80 được đánh dấu bởi các nhu cầu sử dụng GIS ngày càng tăng với các quy mô khác nhau. Người ta tiếp tục giải quyết những tồn tại của 7 những năm trước mà nổi lên là vấn đề số hoá dữ liệu. Thập kỷ này đánh dấu bởi 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 v.v… GIS trở thành một công cụ hữu hiệu trong công tác quản lý và trợ giúp quyết định.
Những năm đầu của thập kỷ 90 được đánh dấu bằng việc nghiên cứu hoà nhập giữa viễn thám và GIS. Các nước Bắc Mỹ và châu Âu thu được nhiều thành công trong lĩnh vực này. Khu vực châu Á Thái Bình Dương cũng đã thành lập nhiều trung tâm nghiên cứu viễn thám và GIS. Ở các nước như Trung Quốc, Nhật Bản, Thái Lan v.v… đã chú ý nghiên cứu đến GIS chủ yếu vào lĩnh vực quản lý, đánh giá tài nguyên thiên nhiên và môi trường.
Ở Việt Nam, thời gian gần đây việc nghiên cứu và ứng dụng hệ thống thông tin địa lý cũng đã được triển khai ở nhiều cơ quan, bộ, ngành như: tổng cục địa chính, trường Đại học mỏ Địa chất, Viện Điều tra quy hoạch rừng, Viện địa chất,…và ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành, lỉnh vực khác. Như vậy hầu hết các nước trên thế giới đều quan tâm nghiên cứu hệ thống thông tin địa lý và ứng dụng nó vào nhiều ngành. Ngày nay, phần mềm GIS đang hướng tới đưa công nghệ GIS trở thành hệ tự động thành lập bản đồ và xử lý dữ liệu, Phần cứng của GIS phát triển mạnh theo giải pháp máy tính để bàn, nhất là những năm gần đây ra đời các bộ vi xử lý cực mạnh, thiết bị lưu trữ dữ liệu, hiển thị và in ấn tiên tiến đã làm cho công nghệ GIS thay đổi về chất.