Nghiên cứu ứng dụng công nghệ địa không gian trong quản lý khai thác rừng tại Quảng Bình

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu ứng dụng công nghệ địa không gian trong quản lý khai thác rừng tại Lâm trường Khe Giữa, Quảng Bình, hiệu quả và bền vững.

• Tác giả: Nguyễn Ngọc Nam
• Người hướng dẫn: PGS. Phùng Văn Khoa
• Trường học: Đại học Lâm nghiệp
• Chuyên ngành: Quản lý tài nguyên rừng
• Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ địa không gian trong quản lý khai thác rừng tại chi nhánh lâm trường Khe Giữa, Quảng Bình
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. Công nghệ địa không gian (RS, GIS và GPS)
• 1.2. Công nghệ viễn thám (RS)
• 1.3. Hệ thống thông tin địa lý (GIS)
• 1.4. Hệ thống định vị toàn cầu (GPS)
• 1.5. Tổng quan về diễn biến rừng ở Việt Nam
• 1.6. Tình hình nghiên cứu ngoài nước
• 1.7. Tình hình nghiên cứu trong nước
• 1.8. Tình hình quản lý rừng của Chi nhánh lâm trường Khe Giữa
• 2. MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Mục tiêu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 2.2. Mục tiêu nghiên cứu
• 2.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 2.4. Nội dung nghiên cứu
• 2.5. Phương pháp nghiên cứu
• 2.5.1. Phương pháp nội dung 1: Nghiên cứu đặc điểm hiện trạng rừng và diện tích rừng được khai thác hàng năm tại chi nhánh lâm trường Khe Giữa
• 2.5.2. Phương pháp nội dung 2: Nghiên cứu đặc điểm khai thác rừng và ảnh hưởng của các yếu tố đến khai thác rừng tại chi nhánh lâm trường Khe Giữa
• 2.5.3. Phương pháp nội dung 3: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ địa không gian trong giám sát khai thác rừng tại chi nhánh lâm trường Khe Giữa
• 2.5.4. Phương pháp nội dung 4: Đề xuất một số giải pháp kỹ thuật nâng cao hiệu quả công tác quản lý khai thác rừng tại chi nhánh lâm trường Khe Giữa
• 3. ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU
• 3.1. Vị trí địa lý và đặc điểm tự nhiên
• 3.2. Khái quát điều kiện tự nhiên
• 3.3. Đặc điểm kinh tế - xã hội
• 3.3.1. Dân số, dân tộc, lao động
• 3.3.2. Kết cấu hạ tầng
• 3.3.3. Đánh giá chung về tình hình kinh tế xã hội
• 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Nghiên cứu đặc điểm hiện trạng rừng và diện tích rừng được khai thác hàng năm tại chi nhánh lâm trường Khe Giữa
• 4.1.1. Đặc điểm hiện trạng rừng tại chi nhánh lâm trường Khe Giữa
• 4.1.2. Diện tích rừng khai thác tại chi nhánh lâm trường Khe Giữa
• 4.2. Nghiên cứu đặc điểm khai thác rừng và ảnh hưởng của các yếu tố đến khai thác rừng tại chi nhánh lâm trường Khe Giữa
• 4.2.1. Đặc điểm khai thác rừng tại chi nhánh lâm trường Khe Giữa
• 4.2.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến khai thác rừng tại chi nhánh lâm trường Khe Giữa
• 4.3. Nghiên cứu ứng dụng công nghệ địa không gian trong giám sát khai thác rừng tại chi nhánh lâm trường Khe Giữa
• 4.3.1. Hiện trạng ảnh Landsat 8 khu vực chi nhánh lâm trường Khe Giữa
• 4.3.2. Xác định ngưỡng phát hiện mất rừng
• 4.3.3. Đánh giá độ chính xác của phương pháp phát hiện mất rừng
• 4.4. Đề xuất một số giải pháp kỹ thuật nâng cao hiệu quả công tác quản lý khai thác rừng tại chi nhánh lâm trường Khe Giữa
• 4.4.1. Giải pháp về tổ chức quản lý
• 4.4.2. Giải pháp về khoa học kỹ thuật
• KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KHUYẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Công nghệ địa không gian

Công nghệ địa không gian bao gồm ba hệ thống chính: Hệ thống định vị toàn cầu (GPS), Hệ thống viễn thám (RS), và Hệ thống thông tin địa lý (GIS). Các công nghệ này có tính độc lập tương đối nhưng bổ sung lẫn nhau trong việc thu thập, phân tích và quản lý dữ liệu không gian. Công nghệ địa không gian đã trở thành công cụ quan trọng trong quản lý tài nguyên thiên nhiên, đặc biệt là trong lĩnh vực quản lý rừng.

1.1 Công nghệ viễn thám RS

Công nghệ viễn thám cho phép thu thập thông tin về đối tượng từ xa mà không cần tiếp xúc trực tiếp. Nó được ứng dụng rộng rãi trong nghiên cứu địa chất, môi trường, khí hậu, và đặc biệt là giám sát rừng. Công nghệ này giúp theo dõi biến động thảm thực vật và phát hiện sớm các vấn đề như mất rừng hoặc cháy rừng.

1.2 Hệ thống thông tin địa lý GIS

Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là công cụ mạnh mẽ trong việc lưu trữ, phân tích và hiển thị dữ liệu không gian. GIS được sử dụng để quản lý các lớp thông tin về rừng, từ đó hỗ trợ quy hoạch và quản lý tài nguyên thiên nhiên một cách hiệu quả. Nó cũng giúp tạo ra các bản đồ chuyên đề phục vụ công tác bảo vệ rừng.

1.3 Hệ thống định vị toàn cầu GPS

Hệ thống định vị toàn cầu (GPS) được sử dụng để xác định vị trí chính xác của các đối tượng trên bề mặt Trái Đất. Trong quản lý rừng, GPS giúp xác định vị trí các khu vực khai thác, khoanh vùng bảo vệ, và theo dõi biến động rừng. Công nghệ này cũng hỗ trợ trong việc lập bản đồ và điều tra thực địa.

II. Quản lý rừng tại Quảng Bình

Quảng Bình là tỉnh có diện tích rừng lớn với độ che phủ đạt 67%. Chi nhánh lâm trường Khe Giữa là đơn vị quản lý rừng hiệu quả, với nhiệm vụ bảo vệ và phát triển rừng bền vững. Tuy nhiên, việc quản lý rừng tại đây gặp nhiều thách thức do diện tích rộng, điều kiện địa hình phức tạp và lực lượng cán bộ mỏng.

2.1 Hiện trạng rừng tại Khe Giữa

Chi nhánh lâm trường Khe Giữa quản lý 41.670,5 ha rừng, với độ che phủ đạt 96,5%. Tuy nhiên, việc khai thác rừng và các yếu tố như chuyển đổi đất lâm nghiệp sang nông nghiệp đang gây áp lực lên tài nguyên rừng. Công tác giám sát rừng cần được tăng cường để đảm bảo bảo tồn sinh thái.

2.2 Ứng dụng công nghệ địa không gian

Việc ứng dụng công nghệ địa không gian như GIS, RS, và GPS đã giúp cải thiện hiệu quả quản lý rừng tại Quảng Bình. Các công nghệ này hỗ trợ theo dõi biến động rừng, phát hiện mất rừng, và đánh giá tác động của khai thác rừng. Điều này góp phần vào phát triển bền vững và bảo vệ rừng.

III. Giải pháp kỹ thuật và quản lý

Để nâng cao hiệu quả quản lý rừng tại Chi nhánh lâm trường Khe Giữa, cần áp dụng các giải pháp kỹ thuật và tổ chức. Các giải pháp này bao gồm việc tăng cường sử dụng công nghệ địa không gian, cải thiện hệ thống giám sát, và đào tạo nguồn nhân lực.

3.1 Giải pháp về tổ chức quản lý

Cần tăng cường năng lực quản lý của cán bộ lâm trường thông qua đào tạo và hỗ trợ kỹ thuật. Việc phân công nhiệm vụ rõ ràng và xây dựng kế hoạch quản lý rừng dài hạn sẽ giúp nâng cao hiệu quả công tác bảo vệ rừng.

3.2 Giải pháp về khoa học kỹ thuật

Áp dụng các công nghệ tiên tiến như GIS, RS, và GPS để giám sát và quản lý rừng. Sử dụng dữ liệu vệ tinh để phát hiện sớm các vấn đề như mất rừng hoặc cháy rừng, từ đó đưa ra các biện pháp can thiệp kịp thời.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Tài nguyên rừng đóng vai trò thiết yếu trong bảo vệ môi trường sinh thái, duy trì đa dạng sinh học và phát triển kinh tế xã hội. Tỉnh Quảng Bình, với độ che phủ rừng đạt khoảng 67%, sở hữu tổng diện tích rừng và đất lâm nghiệp lên tới 615.530,15 ha tính đến giữa năm 2019. Chi nhánh lâm trường Khe Giữa, trực thuộc Công ty TNHH MTV Lâm nghiệp Long Đại, quản lý 41.670,5 ha rừng tự nhiên và rừng trồng, với độ che phủ rừng đạt 96,5%. Tuy nhiên, việc quản lý khai thác rừng còn gặp nhiều khó khăn do địa hình phức tạp, lực lượng cán bộ mỏng và phương pháp giám sát truyền thống tốn nhiều thời gian, công sức.

Mục tiêu nghiên cứu là ứng dụng công nghệ địa không gian (RS, GIS, GPS) để nâng cao hiệu quả quản lý khai thác rừng tại chi nhánh lâm trường Khe Giữa trong giai đoạn 2014-2018. Nghiên cứu tập trung vào việc giám sát diện tích khai thác, thời gian, địa điểm và loại rừng khai thác, đồng thời đề xuất các giải pháp kỹ thuật nhằm cải thiện công tác quản lý. Việc ứng dụng công nghệ địa không gian hứa hẹn mang lại tính cập nhật, minh bạch và chính xác cao, góp phần bảo vệ tài nguyên rừng bền vững, giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường và nâng cao hiệu quả kinh tế từ rừng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên ba hệ thống công nghệ địa không gian chính: Viễn thám (Remote Sensing - RS), Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System - GIS) và Hệ thống định vị toàn cầu (Global Positioning System - GPS).

• Viễn thám (RS): Thu thập dữ liệu về hiện trạng và biến động rừng thông qua ảnh vệ tinh, cho phép giám sát diện tích rừng và phát hiện mất rừng kịp thời với độ phân giải không gian từ 10m đến 30m, sử dụng ảnh Landsat 8 SR.
• Hệ thống thông tin địa lý (GIS): Quản lý, phân tích và trực quan hóa dữ liệu không gian địa lý, hỗ trợ lập bản đồ phân bố rừng, xác định vùng khai thác và đánh giá tác động.
• Hệ thống định vị toàn cầu (GPS): Xác định tọa độ chính xác các điểm khai thác, hỗ trợ kiểm tra thực địa và xây dựng khóa giải đoán ảnh viễn thám.

Các khái niệm chính bao gồm: chỉ số thực vật khác biệt chuẩn hóa (NDVI), ngưỡng phát hiện mất rừng (KB), trữ lượng rừng, và phân loại rừng theo chức năng (rừng phòng hộ, rừng sản xuất).

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng dữ liệu ảnh vệ tinh Landsat 8 SR từ năm 2014 đến 2018, kết hợp với số liệu kiểm kê rừng năm 2015 và cập nhật diễn biến rừng từ Chi cục Kiểm lâm Quảng Bình. Cỡ mẫu gồm 34 vùng mẫu mất rừng được lựa chọn để xác định ngưỡng phát hiện mất rừng và đánh giá độ chính xác phương pháp.

Phương pháp phân tích bao gồm:

• Tính toán chỉ số NDVI và chỉ số KB để phát hiện mất rừng dựa trên sự khác biệt NDVI giữa hai thời điểm.
• Sử dụng phần mềm ArcGIS Desktop 10.1 để phân tích không gian và xác định ngưỡng KB.
• Ứng dụng Google Earth Engine để lọc ảnh, loại bỏ mây và phân tích chuỗi thời gian NDVI.
• Kiểm chứng kết quả bằng đối chiếu diện tích mất rừng phát hiện từ ảnh vệ tinh với số liệu thực địa.
• Phỏng vấn 30 cán bộ quản lý và người dân liên quan để thu thập thông tin về đặc điểm khai thác và các yếu tố ảnh hưởng.

Timeline nghiên cứu kéo dài từ 2017 đến 2019, bao gồm thu thập dữ liệu, phân tích ảnh vệ tinh, kiểm chứng thực địa và đề xuất giải pháp.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiện trạng rừng và diện tích khai thác: Tổng diện tích rừng tự nhiên tại chi nhánh lâm trường Khe Giữa năm 2015 là 35.625,7 ha, chiếm 97,98% tổng diện tích rừng. Diện tích rừng trồng chiếm 3,02% với 1.110,8 ha. Độ che phủ rừng đạt 96,5%. Giai đoạn 2014-2018, diện tích khai thác rừng trung bình hàng năm khoảng 214 ha, với trữ lượng khai thác dao động từ 4.000 đến 5.000 m³ mỗi năm.

2. Phát hiện mất rừng qua công nghệ địa không gian: Ảnh Landsat 8 SR cho thấy tỷ lệ mây trung bình dưới 30% trong các tháng từ tháng 1 đến tháng 12, phù hợp cho giám sát mất rừng. Ngưỡng phát hiện mất rừng (KB) được xác định trong khoảng 30-50%, giúp phát hiện các vùng mất rừng có diện tích từ 0,3 ha trở lên. Độ chính xác phương pháp phát hiện mất rừng đạt trên 85% khi so sánh với số liệu thực địa.

3. Ảnh hưởng của các yếu tố đến khai thác rừng: Địa hình phức tạp với độ dốc trung bình 15-30 độ, khí hậu nhiệt đới gió mùa với lượng mưa trung bình 3.250 mm/năm và các yếu tố xã hội như dân số 2.692 người, tỷ lệ hộ nghèo 82% ảnh hưởng đến hoạt động khai thác và bảo vệ rừng. Việc khai thác chủ yếu tập trung ở các khu vực gần đường giao thông thuận tiện, trong khi các vùng sâu khó tiếp cận có nguy cơ khai thác trái phép cao hơn.

4. Hiệu quả ứng dụng công nghệ địa không gian: Việc sử dụng RS, GIS và GPS giúp cập nhật nhanh chóng, chính xác biến động rừng, giảm thời gian và chi phí so với phương pháp truyền thống. Công nghệ này hỗ trợ giám sát liên tục, cảnh báo sớm các hoạt động khai thác trái phép, góp phần nâng cao hiệu quả quản lý tài nguyên rừng.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy công nghệ địa không gian là công cụ hữu hiệu trong quản lý khai thác rừng tại chi nhánh lâm trường Khe Giữa. Việc phát hiện mất rừng dựa trên chỉ số NDVI và ngưỡng KB phù hợp giúp xác định chính xác các vùng biến động rừng, đồng thời giảm thiểu sai số do ảnh hưởng của mây và các yếu tố nhiễu khác. So với các nghiên cứu trong nước và quốc tế, kết quả này tương đồng với hiệu quả ứng dụng công nghệ viễn thám trong giám sát tài nguyên rừng tại các khu vực có điều kiện địa hình phức tạp.

Việc phân tích các yếu tố ảnh hưởng như địa hình, khí hậu và điều kiện kinh tế xã hội giúp hiểu rõ nguyên nhân dẫn đến biến động rừng, từ đó đề xuất các giải pháp quản lý phù hợp. Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ thay đổi diện tích và trữ lượng khai thác rừng theo năm, bản đồ phân bố vùng mất rừng và biểu đồ chuỗi thời gian NDVI để minh họa sự biến động rừng.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường ứng dụng công nghệ địa không gian trong giám sát rừng: Đẩy mạnh sử dụng ảnh vệ tinh Landsat 8 và các công cụ GIS, GEE để giám sát liên tục biến động rừng, phát hiện sớm các hoạt động khai thác trái phép. Mục tiêu giảm tỷ lệ mất rừng hàng năm dưới 5% trong vòng 3 năm tới. Chủ thể thực hiện: Chi nhánh lâm trường phối hợp với Chi cục Kiểm lâm Quảng Bình.

2. Nâng cao năng lực cán bộ quản lý rừng: Tổ chức đào tạo chuyên sâu về công nghệ viễn thám, GIS và GPS cho cán bộ quản lý và kỹ thuật viên nhằm nâng cao kỹ năng phân tích, xử lý dữ liệu không gian. Thời gian thực hiện trong 12 tháng. Chủ thể thực hiện: Trường Đại học Lâm nghiệp và Chi nhánh lâm trường Khe Giữa.

3. Cải thiện hạ tầng giao thông và thiết bị giám sát: Đầu tư nâng cấp hệ thống đường lâm nghiệp và trang bị thiết bị GPS hiện đại để thuận tiện cho công tác kiểm tra, giám sát thực địa. Mục tiêu hoàn thành trong 2 năm. Chủ thể thực hiện: Công ty TNHH MTV Lâm nghiệp Long Đại và UBND tỉnh Quảng Bình.

4. Tăng cường tuyên truyền, nâng cao nhận thức cộng đồng: Phối hợp với chính quyền địa phương tổ chức các chương trình tuyên truyền về bảo vệ rừng, giảm thiểu khai thác trái phép, nâng cao ý thức bảo vệ tài nguyên rừng cho người dân. Mục tiêu giảm thiểu các hành vi xâm hại rừng trong 3 năm. Chủ thể thực hiện: Chi nhánh lâm trường, chính quyền xã và các tổ chức cộng đồng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Cán bộ quản lý tài nguyên rừng: Nghiên cứu cung cấp phương pháp ứng dụng công nghệ địa không gian trong giám sát và quản lý khai thác rừng, giúp nâng cao hiệu quả công tác quản lý và bảo vệ rừng.

2. Nhà nghiên cứu và sinh viên chuyên ngành lâm nghiệp, môi trường: Luận văn trình bày chi tiết về ứng dụng RS, GIS, GPS trong quản lý tài nguyên rừng, là tài liệu tham khảo quý giá cho các đề tài nghiên cứu liên quan.

3. Cơ quan quản lý nhà nước về lâm nghiệp và môi trường: Cung cấp cơ sở khoa học và thực tiễn để xây dựng chính sách, quy hoạch và giám sát tài nguyên rừng hiệu quả, đặc biệt trong bối cảnh biến đổi khí hậu và phát triển bền vững.

4. Doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực lâm nghiệp: Hướng dẫn áp dụng công nghệ hiện đại để giám sát khai thác, nâng cao tính minh bạch và hiệu quả kinh tế, đồng thời giảm thiểu rủi ro pháp lý và bảo vệ môi trường.

Câu hỏi thường gặp

1. Công nghệ địa không gian gồm những thành phần nào?
   Công nghệ địa không gian bao gồm Viễn thám (RS), Hệ thống thông tin địa lý (GIS) và Hệ thống định vị toàn cầu (GPS). RS thu thập dữ liệu ảnh vệ tinh, GIS quản lý và phân tích dữ liệu không gian, GPS xác định vị trí chính xác trên mặt đất.

2. Làm thế nào để phát hiện mất rừng bằng ảnh vệ tinh?
   Mất rừng được phát hiện thông qua sự thay đổi chỉ số thực vật NDVI giữa hai thời điểm. Chỉ số KB được tính dựa trên sự khác biệt NDVI, với ngưỡng phát hiện mất rừng được xác định để phân biệt vùng rừng bị mất.

3. Độ chính xác của phương pháp phát hiện mất rừng là bao nhiêu?
   Phương pháp sử dụng ảnh Landsat 8 SR và phân tích chỉ số KB đạt độ chính xác trên 85% khi so sánh với số liệu kiểm chứng thực địa, phù hợp cho giám sát biến động rừng quy mô lớn.

4. Các yếu tố nào ảnh hưởng đến khai thác rừng tại chi nhánh lâm trường Khe Giữa?
   Địa hình phức tạp, khí hậu nhiệt đới gió mùa, điều kiện kinh tế xã hội như tỷ lệ hộ nghèo cao và cơ sở hạ tầng hạn chế là những yếu tố chính ảnh hưởng đến hoạt động khai thác và bảo vệ rừng.

5. Giải pháp nào được đề xuất để nâng cao hiệu quả quản lý khai thác rừng?
   Các giải pháp bao gồm tăng cường ứng dụng công nghệ địa không gian, đào tạo cán bộ, cải thiện hạ tầng giao thông và thiết bị giám sát, cùng với tuyên truyền nâng cao nhận thức cộng đồng.

Kết luận

• Ứng dụng công nghệ địa không gian (RS, GIS, GPS) giúp giám sát biến động rừng tại chi nhánh lâm trường Khe Giữa chính xác, kịp thời và tiết kiệm chi phí.
• Diện tích rừng tự nhiên chiếm gần 98% tổng diện tích, với độ che phủ đạt 96,5%, tuy nhiên vẫn có sự giảm nhẹ do khai thác và tác động xã hội.
• Ngưỡng phát hiện mất rừng dựa trên chỉ số KB từ ảnh Landsat 8 SR được xác định phù hợp, đạt độ chính xác trên 85%.
• Các yếu tố địa hình, khí hậu và kinh tế xã hội ảnh hưởng đáng kể đến hoạt động khai thác và bảo vệ rừng.
• Đề xuất các giải pháp kỹ thuật và quản lý nhằm nâng cao hiệu quả công tác quản lý khai thác rừng trong vòng 3 năm tới.

Luận văn khuyến khích các cơ quan quản lý, nhà nghiên cứu và doanh nghiệp lâm nghiệp áp dụng công nghệ địa không gian để nâng cao hiệu quả quản lý tài nguyên rừng, góp phần phát triển bền vững và bảo vệ môi trường sinh thái.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ Tài nguyên rừng là yếu tố quan trọng đóng vai trò to lớn trong hệ sinh thái, môi trường, sự sống của con người và sự phát triển của nền kinh tế xã hội. Quảng Bình là tỉnh có nguồn tài nguyên rừng đa dạng, phong phú, độ che phủ rừng được xếp vào hàng đầu cả nước với 67%. Tính đến thời điểm giữa năm 2019, tổng diện tích rừng và đất lâm nghiệp của tỉnh là 615.530,15 ha; trong đó đất rừng đặc dụng 144.310,83 ha; đất rừng phòng hộ 151.888,88 ha; rừng sản xuất 319. Đã và đang góp phần giảm nhẹ thiên tai, bảo vệ môi trường sinh thái, ứng phó với biến đổi khí hậu, tạo việc làm, tăng thu nhập, góp phần xóa đói giảm nghèo, cải thiện sinh kế cho người dân làm nghề rừng.

Chi nhánh lâm trường Khe Giữa là đơn vị trực thuộc Công ty TNHH một thành viên LCN Long Đại tỉnh Quảng Bình. Được đánh giá là một trong những đơn vị thực hiện tốt công tác quản lý và sử dụng rừng hiệu quả của tỉnh Quảng Bình. Hiện nay chi nhánh lâm trường đang quản lý 41.670,5 ha diện tích tự nhiên. Nhiệm vụ chủ yếu là quản lý bảo vệ, xây dựng phát triển rừng, khai thác, tận thu các loại lâm sản theo chỉ tiêu được giao và các hoạt động dịch vụ khác.

Công tác quản lý bảo vệ rừng của chi nhánh lâm trường được đầu tư thích đáng và rất có hiệu quả, rừng cơ bản được giữ vững, độ che phủ trên toàn chi nhánh lâm trường đạt 96.5%, đảm bảo tính đa dạng sinh học. Tuy nhiên, sự phát triển kinh tế gắn với bảo vệ tài nguyên thiên nhiên và môi trường phục vụ phát triển bền vững đang là vấn đề hết sức cấp thiết được đặt ra. Để làm tốt công việc này, công tác điều tra, theo dõi và đánh giá biến động rừng là một trong những nhiệm vụ quan trọng hàng đầu. Trong khi diện tích rừng thuộc chi nhánh lâm trường Khe Giữa lại phân bố trên diện rộng, điều kiện đi lại khó khăn, lực lượng cán bộ chuyên trách mỏng.

Hàng năm đều có các báo cáo về hiện trạng và tình hình biến động rừng, 2 hầu hết chủ yếu dựa trên việc đo vẽ, thành lập bản đồ cập nhật hiện trạng diện tích rừng bằng phương pháp truyền thống, đó là một công việc phức tạp, mất nhiều công sức và đòi hỏi nhiều thời gian. Quá trình thực hiện kế hoạch khai thác có những thay đổi do nhiều nguyên nhân khác nhau, chưa được giám sát, đánh giá thường xuyên và liên tục. Do đó, cần phải có phương pháp khắc phục những nhược điểm của phương pháp truyền thống. Hiện nay, tư liệu viễn thám với những ưu việt là tính cập nhật và đồng bộ về thông tin, khái quát hóa tự nhiên các đối tượng và khả năng phủ trùm rộng, độ chính xác cao, đã đem lại giá trị trong nghiên cứu các đối tượng biến động thảm thực vật, tài nguyên rừng,.

đem lại khả năng thực tiễn cho quản lý rừng tại lâm trường.Hệ thống thông tin địa lý có khả năng thu thập, cập nhật, quản trị và phân tích, thể hiện dữ liệu địa lý phục vụ các bài toán ứng dụng có liên quan tới vị trí địa lý của các đối tượng trên bề mặt trái đất là công cụ hỗ trợ đắc lực cho công tác quản lý, quy hoạch tài nguyên thiên nhiên và môi trường. Để chủ động trong công tác quản lý khai thác rừng, bảo vệ tài nguyên rừng và giữ vững cân bằng sinh thái. Với sự giúp đỡ của nền khoa học công nghệ phát triển mạnh như hiện nay việc quản lý khai thác rừng đảm bảo tính cập nhật, tính minh bạch và tính chính xác tại tỉnh Quảng Bình nói chung và Chi nhanh lâm trường Khe Giữa nói riêng có tính cấp thiết và tính thực tế hơn bao giờ hết. Chính vì vậy, tôi chọn tiến hành đề tài “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ địa không gian trong quản lý khai thác rừng tại chi nhánh lâm trƣờng Khe Giữa, Quảng Bình” góp phần tích cực nâng cao hiệu quả các hoạt động giám sát, cảnh báo sự thay đổi rừng phục vụ công tác quản lý khai thác rừng.

3 Chƣơng 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Công nghệ địa không gian (RS, GIS và GPS) Công nghệ địa không gian có thể được hiểu là công nghệ thu thập, tổng hợp, phân tích, trình diễn, diễn giải, chia sẻ và quản lý các dữ liệu không gian và các các dữ liệu thuộc tính có liên quan. Công nghệ không gian địa lý bao gồm 3 hệ thống cơ bản đó là Hệ thống định vị toàn cầu (GPS), Hệ thống viễn thám (RS) và Hệ thống thông tin địa lý (GIS). Xét về bản chất ứng dụng thực tiễn, ba hệ thống cơ bản đó có tính độc lập tương đối nhưng chúng có mối liên hệ chặt chẽ và bổ sung cho nhau, tuỳ theo từng ứng dụng trong mỗi trường hợp nhất định [10].

Công nghệ địa không gian đã và đang là một trong những công nghệ thu hút sự quan tâm lớn nhất trên thế giới, bởi những công dụng và tính năng vượt trội của nó phục vụ quá trình phát triển kinh tế - xã hội, nhất là lĩnh vực quản lý tài nguyên thiên nhiên[10]. Công nghệ viễn thám (RS) Viễn thám là sự kết hợp khoa học và kỹ thuật để thu nhận thông tin về một đối tượng, một khu vực hoặc một hiện tượng thông qua việc phân tích tư liệu thu nhận được bằng các phương tiện dù không có sự tiếp xúc trực tiếp với đối tượng, khu vực hoặc với hiện tượng được nghiên cứu.Công nghệ viễn thám là một trong những thành tựu khoa học vũ trụ đã đạt đến trình độ cao và đã trở thành kỹ thuật phổ biến được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực kinh tế - xã hội trên thế giới. Nhu cầu ứng dụng công nghệ viễn thám trong lĩnh vực điều tra nghiên cứu, khai thác, sử dụng, quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường ngày càng caotrên phạm vi quốc tế. Những kết quả thu được từ công nghệ viễn thám giúp các nhà khoa học và các nhà hoạch định chính sách các phương án lựa chọn có tính chiến lược về sử dụng và quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường [1].

4 Hiện nay, viễn thám được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành, nhiều lĩnh vực khác nhau, trong đó bao gồm: địa chất, môi trường, khí hậu và quyển khí (đặc điểm tầng ozon, mây, mưa, nhiệt độ, quyển khí), dự báo bão và nghiên cứu khí hậu qua dữ liệu thu từ vệ tinh khí tượng, thực vật, rừng, thủy văn,. Hệ thống thông tin địa lý (GIS) Hệ thống thông tin địa lý - Geographic Information System (GIS) là một nhánh của công nghệ thông tin, đã hình thành từ những năm 60 của thế kỷ trước và phát triển rất mạnh trong những năm gần đây. Có nhiều định nghĩa về GIS, nhưng nói chung đã thống nhất quan niệm chung: GIS là một hệ thống kết hợp giữa con người và hệ thống máy tính cùng các thiết bị ngoại vi để lưu trữ, xử lý, phân tích, hiển thị các thông tin địa lý để phục vụ một mục đích nghiên cứu, quản lý nhất định. GIS được sử dụng nhằm xử lý đồng bộ các lớp thông tin không gian (bản đồ) gắn với các thông tin thuộc tính, phục vụ nghiên cứu, quy hoạch và quản lý các hoạt động theo lãnh thổ.

GIS là CSDL số chuyên dụng trong đó hệ trục tạo độ không gian là phương tiện tham chiếu chính. GIS bao gồm các công cụ để thực hiện các công việc sau đây: Nhập dữ liệu từ bản đồ giấy, ảnh vệ tinh, ảnh máy bay, số liệu điều tra và các nguồn khác; Lưu trữ dữ liệu, khai thác, truy vấn CSDL; Biến đổi dữ liệu, phân tích, mô hình hóa, bao gồm các dữ liệu thống kê và dữ liệu không gian; Lập báo cáo, bao gồm các bản đồ chuyên đề, các bảng biểu, biểu đồ và kế hoạch [1]. Mục tiêu của GIS là cung cấp cấu trúc một cách hệ thống để quản lý các thông tin địa lý khác nhau và phức tạp, đồng thời cung cấp các công cụ, các thao tác hiển thị, truy vấn, mô phỏng. Cái GIS cung cấp là cách thức suy nghĩ mới về không gian.

Phân tích không gian không chỉ là truy cập mà còn cho phép khai thác các quan hệ và tiến trình biến đổi của chúng. GIS lưu trữ thông tin thế giới thực thành các tầng bản đồ chuyên đề mà chúng có khả năng liên kết địa lý với nhau [1]. Hệ thống định vị toàn cầu (GPS) Hệ thống định vị toàn cầu (GPS) là hệ thống xác định vị trí dựa trên vị trí của các vệ tinh nhân tạo, do Bộ Quốc Phòng Hoa Kỳ thiết kế, xây dựng, vận hành và quản lý. Trong cùng một thời điểm, ở cùng một vị trí trên mặt đất nếu xác định được khoảng cách đến ba vệ tinh (tối thiểu) thì sẽ tính được tọa độ của vị trí đó [4],[16].

Ngày nay, hệ thống định vị toàn cầu được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau như điều tra nguồn tài nguyên, lập các loại bản đồ, giao thông, xây dựng.Đặc biệt từ sau khi Bộ quốc phòng Mỹ bỏ sai số cố ý gây nhiễu thì độ chính xác của các dữ liệu thu thập được là rất cao, đáp ứng được nhiều mục đích sử dụng. Dựa trên các nguyên lý hoạt động và các chức năng cơ bản của hệ thống GPS cho thấy khả năng ứng dụng thiết bị GPS ngày càng được ứng dụng rộng rãi trên thế giới với nhiều mục đích khác nhau:lĩnh vực quân sự; lĩnh vực giao thông, dịch vụ, thương mại, nghiên cứu khoa học; giải trí. Đối với lĩnh vực Quản lý tài nguyên thiên nhiên, công nghệ GPS chứng tỏ được tính cần thiết và hữu hiệu nhờ vào khả năng định vị tọa độ các điểm, dẫn đường.tăng hiệu suất lao động, giảm chi phí, nâng cao chất lượng sản phẩm. Theo Phùng Văn Khoa và Đỗ Xuân Lân (2013) [10] ứng dụng của GPS trong quản lý tài nguyên và môi trường lưu vực, chẳng hạn như có thể dung thiết bị này để: + Xác định vị trí và độ cao tuyệt đối của điểm đầu ra của lưu vực, các khu vực xảy ra biến động tài nguyên rừng, cháy rừng.

+ Xác định các điểm điều tra mẫu, xây dựng khóa giải đoán ảnh viễn thám phục vụ công tác phân loại bề mặt thảm phủ. + Khoanh vẽ và xây dựng bản đồ dưới dạng điểm, đường và vùng cho các đối tượng quan tâm. Tổng quan về diễn biến rừng ở Việt Nam Rừng là hệ sinh thái trên cạn phức tạp nhất trên trái đất, có một vai trò sinh thái quan trọng trong việc bảo tồn đa dạng sinh học, chúng lưu trữ một số lượng lớn cacbon, chống xói mòn đất.