ĐẶT VẤN ĐỀ Rừng là một trong những tài nguyên quý giá và vô cùng quan trọng của nhân loại. Không chỉ cung cấp các sản phẩm có giá trị cao như gỗ, dược liệu…mà rừng còn có chức năng vô cùng quan trọng trong bảo vệ nguồn nước, chống xói mòn, điều hòa khí hậu,…Tuy nhiên, những năm gần đây, do sự bùng nổ dân số làm cho các nhu cầu của con người ngày càng lớn nên ngoài việc lấy đi các nguồn lợi từ rừng, con người còn gây ra rất nhiều các hoạt động có tác động rất xấu đến tài nguyên, môi trường đặc biệt là làm suy giảm diện tích rừng trầm trọng. Vì vậy, công tác điều tra, theo dõi và đánh giá biến động diện tích rừng là một trong những nhiệm vụ cấp thiết giúp cho các nhà quản lý đưa ra các chính sách phát triển kinh tế - xã hội một cách hợp lý mà vẫn có thể quản lý, bảo vệ tài nguyên thiên nhiên một cách bền vững. Lục Yên là một huyện miền núi phía Bắc của tỉnh Yên Bái,có 16 dân tộc anh em trong đó dân tộc Tày chiếm 53,3%, Kinh là 21,2%, Nùng là 10,4%, còn lại là các dân tộc khác.
Nhận thức của người dân về bảo vệ môi trường còn thấp. Đặc biệt là tại các vùng núi cao, việc khai thác rừng và đốt rừng làm nương rẫy đang có xu hướng gia tăng làm cho diện tích rừng bị suy giảm cả về số lượng lẫn chất lượng. Dẫn đến tình trạng sạt lở, lũ quét thường xuyên xảy ra khi mỗi mùa mưa đến. Để nghiên cứu đánh giá biến động rừng có nhiều phương pháp khác nhau.
Các phương pháp truyền thống dựa trên các số liệu thống kê hàng năm, số liệu kiểm kê, số liệu từ các cuộc điều tra. thường tốn nhiều thời gian và kinh phí cũng như không thể thể hiện được sự thay đổi của các đối tượng mặt đất từ trạng thái này sang trạng thái khác và vị trí không gian của các thay đổi đó. Công nghệ viễn thám với những ưu điểm nổi bật như diện tích phủ trùm rộng, thời gian cập nhật ngắn, tư liệu phong phú. có thể khắc phục được LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 2 những hạn chế trên.
Không những thế, tư liệu viễn thám kết hợp với hệ thống tin địa lý (GIS) rất hữu hiệu trong việc xác định diện tích biến động của các đối tượng lớp phủ, hình thái biến động, mức độ biến động của từng đối tượng. Việc áp dụng công nghệ viễn thám trong theo dõi biến động rừng đã được chứng minh là công cụ hiệu quả và phù hợp với yêu cầu thực tế hiện nay. Cho đến nay, việc phân tích và phát hiện những biến động trong sử dụng đất bằng công nghệ viễn thám và GIS đãđược áp dụng thành công tại nhiều quốc gia với các hệ sinh thái khác nhau. Ở Việt Nam, các nghiên cứu về biến động sử dụng đất bằng tư liệu viễn thám và GIS đã được tiến hành ở nhiều địa phương.
Theo điều tra, mặc dù ứng dụng công nghệ GIS và viễn thám rất phổ biến nhưng hiện tại chưa có nhiều nghiên cứu ứng dụng ảnh viễn thám cho việc quản lý diện tích rừng trên địa bàn tỉnh Yên Bái. Vì vậy, tôi thực hiện đề tài “Sử dụng ảnh viễn thám theo dõi biến động rừng tại huyện Lục Yên, tỉnh Yên Bái giai đoạn 2010 - 2019". Kết quả nghiên cứu sẽ góp phần cung cấp thêm cơ sở khoa học cho việc ứng dụng viễn thám và GIS để theo dõi và giám sát biến động diện tích rừng và đất lâm nghiệp tại tỉnh Yên Bái. Từ đó, góp phần làm cơ sở khoa học đưa ra giải pháp nhằm quản lý rừng bền vững trên địa bàn tỉnh.
LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 3 Phần 2 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2. Tổng quan chung về viễn thám 2. Khái niệm viễn thám Về bản chất, khái niệm viễn thám (Remote sensing) đề cập tới kỹ thuật thu thập được các thông tin và dữ liệu về đối tượng quan tâm mà không cần tiếp xúc trực tiếp với đối tượng (http://www.sg; http://jan.edu) và ảnh hàng không (Aerial photography). Ảnh hàng không thường có độ chính xác cao hơn ảnh vệ tinh, tuy nhiên, ảnh hàng không đòi hỏi chi phí tốn kém.
Ảnh vệ tinh là đối tượng đáng được để ý hơn do có nhiều ưu điểm vượt trội như độ phủ lớn, chi phí thấp và vẫn đảm bảo độ chính xác mong muốn cho rất nhiều nhu cầu khác nhau (Phùng Văn Khoa và Đỗ Xuân Lân, 2012) [8]. Một hệ thống viễn thám bao gồm ít nhất một vệ tinh mang theo bộ phận cảm biến (sensor) để ghi lại các hình ảnh về mặt đất mà nó chụp được theo một quy trình đã thiết kế trước, một bộ phận thu nhận các dữ liệu, một hệ thống truyền dữ liệu từ vệ tinh về mặt trái đất và một trung tâm quản lý dữ liệu thu nhận được [8]. Hệ thống thu nhận và truyền dữ liệu viễn thám từ vệ tinh về mặt đất (Nguồn: https://tailieu.vn/doc/bai-giang-vien-tham-chuong-1-tong-quan-ve- vien-tham-1842366.html) LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4 Thuật ngữ viễn thám được đề cập từ những năm 1950 do một nhà nghiên cứu người Mỹ là E.Pruit đặt ra. Các thông tin thu nhận là kết quả của việc giải mã hoặc đo đạc những biến đổi mà đối tượng tác động tới các môi trường chung quanh như trường điện từ, trường âm thanh hoặc trường hấp dẫn.
Ngày nay kỹ thuật viễn thám đã được phát triển và ứng dụng rất nhanh, rất hiệu quả trong rất nhiều lĩnh vực. Có rất nhiều định nghĩa khác nhau về viễn thám, dưới đây là định nghĩa về viễn thám theo quan niệm của các tác giả khác nhau: + Ficher và nnk, 1976 thì viễn thám là một nghệ thuật, khoa học, nói ít nhiều về một vật không cần phải chạm vào vật đó. + Barret và Curtis, 1976 viễn thám là quan sát về một đối tượng bằng một phương tiện cách xa vật trên một khoảng cách nhất định. Land Grete, 1978, viễn thám là một khoa học về lấy thông tin từ một đối tượng, được đo từ một khoảng cách cách xa vật không cần tiếp xúc với nó.
Năng lượng được đo trong các hệ viễn thám hiện nay là năng lượng điện từ phát ra từ vật quan tâm. Capbell, 1996 định nghĩaviễn thám là ứng dụng vào việc lấy thông tin về mặt đất và mặt nước của trái đất, bằng việc sử dụng các ảnh thu được từ một đầu chụp ảnh sử dụng bức xạ phổ điện từ, đơn kênh hoặc đa phổ, bức xạ hoặc phản xạ từ bề mặt trái đất. + Viễn thám là "khoa học và nghệ thuật thu nhận thông tin về một vật thể, một vùng, hoặc một hiện tượng, qua phân tích dữ liệu thu được bởi phương tiện không tiếp xúc với vật, vùng, hoặc hiện tượng khi khảo sát"(Lillesand và Kiefer, 1986). + 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 (Floy Sabin 1987).
LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 5 Công nghệ viễn thám lần đầu tiên được ứng dụng vào Việt Nam vào đầu năm 1980 thông qua Chương trình Intercosmos của các nước xã hội chủ nghĩa trước đây và trong khuôn khổ hoạt động của Ủy ban nghiên cứu Vũ trụ Việt Nam. Ảnh viễn thám đã được sử dụng trong việc theo dõi diễn biến tài nguyên rừng ở Việt Nam bắt đầu từ năm 1996 với việc sử dụng ảnh vệ tinh SPOT 3 có độ phân giải 15 x 15m phục vụ chương trình theo dõi tài nguyên rừng chu kỳ I giai đoạn 1996 - 2000. Trải qua hơn 20 năm, ảnh viễn thám cùng với GIS đã trở thành những công cụ hiện đại hỗ trợ đắc lực cho ngành lâm nghiệp. Dự án kiểm kê rừng toàn quốc giai đoạn 2013 - 2016, ảnh viễn thám với đa dạng các nguồn ảnh đã được sử dụng có hiệu quả phục vụ cho việc xây dựng bản đồ điều tra rừng phục vụ công tác kiểm kê rừng và biên tập bản đồ hiện trạng rừng [2].
Các loại ảnh viễn thám hiện nay đang sẵn có Ứng dụng trong phân loại Loại ảnh Thông số kỹ thuật và th o i iến động 1. Ảnh đa phổ có độ phân giải thấp (Multispectral Low Resolution Sensors Độ phân giải thấp (250m – 1000m); - Quy mô bản đồ: toàn cầu, Trường phủ 2330km; Chu kỳ bay chụp 1-2 MODIS lục địa hoặc quốc gia ngày; Ảnh có từ 2000 (vệ tinh Terra) hoặc - Phân loại lớp phủ và theo 2002 (vệ tinh Aqua) đến nay. dõi biến động của lớp phủ Độ phân giải thấp 1km từ các vệ tinh (vd: rừng, độ thị, mặt AVHRR NOAA; Trường phủ 2400km x 6400km; nước.) Ảnh có từ 1980 đến nay. Ảnh đa phổ có độ phân giải trung bình (Multispectral Moderate Resolution Sensors) Độ phân giải thấp đến trung bình (30m - - Quy mô bản đồ: khu vực Landsat 120m); Trường phủ 185km x 185km; Chu - Phân loại và theo dõi biến TM kỳ bay chụp 16 ngày; Ảnh từ năm 1982 động của lớp phủ đến nay; LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 6 Ứng dụng trong phân loại Loại ảnh Thông số kỹ thuật và th o i iến động Độ phân giải thấp đến trung bình (15m - Landsat 120m); Trường phủ 185km x 185km.
Chu ETM+ - Quy mô bản đồ: khu vực kỳ bay chụp 16 ngày; Ảnh có từ 1999 đến (Landsat 7) - Phân loại và theo dõi biến nay; động của lớp phủ, xác định Độ phân giải trung bình (15-90m) với 14 một số đối tượng có thể kênh phổ từ bước sóng nhìn thấy tới hồng ASTER nhận biết rõ. ngoại gần; Trường phủ 60km x 60km. Ảnh có từ năm 2000 đến nay. Ảnh đa phổ có độ phân giải cao (Multispectral High-spatial Resolution Sensors – Hyperspatial) Độ phân giải cao đến trung bình, từ 2.5m - Quy mô bản đồ: địa đến 20m (với SPOT VGT là 1km); Trường phương, khu vực (hoặc lớn phủ 60km x 60km (với SPOT VGT là hơn đối với SPOT VGT) 1000km x 1000 km); SPOT 1, 2, 3, 4 và 5 - Phân loại rừng ở cấp độ SPOT có ảnh tương ứng từ 1986, 1990, 1993, quần xã hoặc các loài cụ thể 1998 và 2002.
Dữ liệu ảnh cung cấp trong - Ứng dụng tốt trong việc 1-2 ngày Hiện nay SPOT 1 và 3 đã ngừng theo dõi biến động của lớp cung cấp ảnh. Độ phân giải rất cao (1m – 4m); Trường - Quy mô bản đồ: khu vực, IKONOS phủ 11km x 11km; Chu kỳ bay chụp 3- địa phương hoặc nhỏ hơn 5ngày. - Phân loại rừng chi tiết ở cấp độ quần xã hoặc các loài Độ phân giải rất cao (0.4m); cụ thể; QuickBird Trường phủ 16. Chu kỳ bay - Thường được sử dụng để chụp 1-3,5 ngày tuỳ thuộc vào vĩ độ.