Ứng Dụng Công Nghệ Địa Không Gian Trong Quản Lý Tài Nguyên Rừng Ngập Mặn Tại Quảng Yên, Quảng Ninh

LỜI CAM ĐOAN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. Khái niệm công nghệ địa không gian

1.2. Khái niệm về GPS

1.3. Khái niệm về viễn thám

1.4. Khái niệm về GIS

1.5. Ứng dụng viễn thám và GIS trên thế giới

1.6. Ứng dụng viễn thám và GIS ở Việt Nam trong đánh giá biến động tài nguyên rừng

2. CHƯƠNG II: MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1. Mục tiêu nghiên cứu

2.1.1. Mục tiêu chung

2.1.2. Mục tiêu cụ thể

2.2. Đối tượng điều tra khảo sát

2.3. Phạm vi nghiên cứu

2.3.1. Phạm vi không gian

2.3.2. Phạm vi về thời gian

2.3.3. Phạm vi nội dung

2.4. Nội dung nghiên cứu

2.4.1. Đánh giá hiện trạng rừng và đất rừng ngập mặn tại khu vực nghiên cứu giai đoạn 1990 – 2015

2.4.2. Đánh giá biến động tài nguyên rừng và đất rừng ngập mặn giai đoạn 1990 – 2015 tại khu vực nghiên cứu

2.4.3. Dự báo xu thế biến động tài nguyên rừng các năm tiếp theo (10 năm tiếp theo)

2.4.4. Đề xuất một số giải pháp quản lý sử dụng hợp lý rừng và đất ngập mặn tại khu vực nghiên cứu

2.4.4.1. Giải pháp kỹ thuật

2.4.4.2. Giải pháp quản lý

2.4.4.3. Giải pháp về mặt xã hội

2.5. Phương pháp nghiên cứu

2.5.1. Phương pháp kế thừa tài liệu

2.5.2. Phương pháp viễn thám

2.5.3. Phương pháp xây dựng khóa giải đoán

2.5.4. Phương pháp giải đoán ảnh viễn thám

2.5.5. Phương pháp thành lập bản đồ biến động rừng

2.5.6. Các bước tiến hành

2.5.6.1. Thu thập số liệu

2.5.6.2. Nhập dữ liệu

2.5.6.3. Chồng lớp và phân tích dữ liệu

3. CHƯƠNG III: ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU

3.1. Điều kiện tự nhiên

3.1.1. Vị trí địa lý

3.1.2. Địa hình, địa mạo

3.1.3. Các nguồn tài nguyên khác

3.1.3.1. Tài nguyên du lịch

3.1.3.2. Tài nguyên rừng

3.1.3.3. Tài nguyên khoáng sản

3.2. Thực trạng phát triển kinh tế xã hội

3.2.1. Về kinh tế

3.2.1.1. Ngành nông nghiệp

3.2.1.2. Ngành Công nghiệp

3.2.1.3. Xây dựng nông thôn mới

3.2.1.4. Công tác lập quy hoạch

3.2.1.5. Công tác quản lý đất đai - Tài nguyên môi trường, đô thị

3.2.2. Về Văn hoá - Xã hội

3.2.2.1. Công tác giáo dục

3.2.2.2. Công tác Y tế, Dân số

4. CHƯƠNG IV: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN

4.1. Giải đoán ảnh viễn thám

4.1.1. Tư liệu ảnh viễn thám phục vụ nghiên cứu

4.1.2. Tiền xử lý ảnh viễn thám

4.1.3. Xây dựng khóa giải đoán ảnh

4.1.4. Xác định mẫu khóa giải đoán cho từng đối tượng

4.1.5. Đánh giá mẫu khóa giải đoán

4.1.6. Thực hiện giải đoán ảnh viễn thám theo mẫu khóa giải đoán

4.1.7. Đánh giá độ chính xác kết quả sau phân loại

4.1.8. Thành lập mẫu khóa giải đoán NDVI

4.1.9. Thành lập bản đồ hiện trạng rừng giai đoạn năm 1990 đến năm 2015

4.1.10. Biến động diện tích rừng giai đoạn 1990 đến năm 2015

4.1.11. Cơ sở thành lập bản đồ biến động rừng

4.1.12. Kết quả thành lập bản đồ biến động diện tích rừng

4.1.13. Xu hướng biến động rừng giai đoạn 2015 đến năm 2025

4.1.14. Giải pháp quản lý sử dụng rừng và đất rừng ngập mặn hợp lý

4.1.14.1. Giải pháp về quản lý

4.1.14.2. Giải pháp về kỹ thuật

4.1.14.2.1. Nâng cao chất lượng rừng ngập mặn

4.1.14.2.2. Phục hồi lại hiện trạng rừng ngập mặn trong đầm đã bị mất

5. CHƯƠNG V: KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KHUYẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng Quan Ứng Dụng Công Nghệ Địa Không Gian RNM Quảng Yên

Rừng ngập mặn (RNM) là hệ sinh thái đặc biệt, quan trọng đối với Việt Nam. Chúng bảo vệ bờ biển, cung cấp nguồn lợi thủy sản, và đóng vai trò trong việc giảm thiểu biến đổi khí hậu. Tuy nhiên, quá trình đô thị hóa và phát triển kinh tế đã gây áp lực lên diện tích và chất lượng RNM. Tại Quảng Yên, Quảng Ninh, nơi có diện tích RNM lớn, việc quản lý hiệu quả nguồn tài nguyên này là vô cùng cần thiết. Ứng dụng công nghệ địa không gian giúp thành lập bản đồ hiện trạng, đánh giá biến động, và đề xuất giải pháp quản lý RNM hợp lý. GIS, GPS, và viễn thám là những công cụ quan trọng trong việc này. Các nghiên cứu trước đây đã chứng minh tính hiệu quả của các công nghệ này trong quản lý tài nguyên và môi trường.

1.1. Khái niệm và vai trò của công nghệ địa không gian GIS GPS Viễn thám

Công nghệ địa không gian bao gồm các công cụ như Hệ thống Thông tin Địa lý (GIS), Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS), và viễn thám. GIS giúp thu thập, quản lý, phân tích và hiển thị thông tin không gian. GPS xác định vị trí chính xác trên mặt đất. Viễn thám thu thập thông tin từ xa mà không cần tiếp xúc trực tiếp. Các công nghệ này, khi kết hợp, cung cấp một nền tảng mạnh mẽ để quản lý tài nguyên thiên nhiên, đặc biệt là RNM.

1.2. Ứng dụng công nghệ địa không gian trong quản lý tài nguyên rừng trên thế giới

Trên thế giới, công nghệ địa không gian được sử dụng rộng rãi trong quản lý tài nguyên rừng. Các nước như Mỹ, Nga, Ấn Độ, Canada, Nhật Bản và Trung Quốc đã ứng dụng viễn thám và GIS để theo dõi biến động rừng, kiểm kê tài nguyên, và dự báo các thay đổi. Sự kết hợp giữa viễn thám và GIS đã trở thành công nghệ hoàn chỉnh, hỗ trợ quản lý tài nguyên trên đất liền và ven biển.

II. Thách Thức Quản Lý Rừng Ngập Mặn tại Quảng Yên Hiện Nay

Hệ thống cơ sở dữ liệu quản lý RNM tại Quảng Yên còn nhiều hạn chế. Chủ yếu dựa vào bản đồ giấy và quan sát thực tế, thiếu cơ sở dữ liệu lưu trữ và ứng dụng kỹ thuật hiện đại. Biến động diện tích RNM do các yếu tố khách quan và chủ quan, đặc biệt là do chuyển đổi mục đích sử dụng đất cho nuôi trồng thủy sản, gây suy giảm vai trò của RNM trong bảo vệ môi trường và giảm thiểu biến đổi khí hậu. Việc tìm kiếm giải pháp quản lý và sử dụng hiệu quả RNM đang là vấn đề cấp thiết. Cần có những nghiên cứu và ứng dụng công nghệ mới để giải quyết các thách thức này. Theo nghiên cứu của Mai Trọng Thịnh (2016), việc khai thác quá mức RNM đã làm giảm chức năng bảo vệ môi trường sống.

2.1. Hạn chế trong cơ sở dữ liệu và phương pháp quản lý truyền thống

Cơ sở dữ liệu quản lý RNM tại Quảng Yên chủ yếu dựa vào bản đồ giấy và quan sát thực tế. Thiếu cơ sở dữ liệu lưu trữ, chưa ứng dụng các kỹ thuật hiện đại để theo dõi biến động tài nguyên rừng. Điều này gây khó khăn trong việc đánh giá chính xác hiện trạng và đưa ra các quyết định quản lý hiệu quả. Việc thiếu thông tin chi tiết về thành phần loài và phân bố cũng là một thách thức lớn. Cần xây dựng một hệ thống dữ liệu đầy đủ, chính xác và cập nhật.

2.2. Áp lực từ phát triển kinh tế và nuôi trồng thủy sản lên RNM

Quá trình phát triển kinh tế và nuôi trồng thủy sản gây áp lực lớn lên diện tích RNM. Việc chuyển đổi mục đích sử dụng đất để mở rộng các khu nuôi trồng thủy sản đã làm giảm diện tích RNM. Điều này dẫn đến suy giảm vai trò của RNM trong bảo vệ bờ biển, chắn sóng, và cung cấp nguồn lợi thủy sản. Tình trạng ô nhiễm môi trường do nuôi trồng thủy sản cũng ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe của hệ sinh thái RNM.

III. Cách Đánh Giá Biến Động Rừng Ngập Mặn bằng Công Nghệ Địa Không Gian

Đánh giá biến động RNM bằng công nghệ địa không gian bao gồm nhiều bước. Đầu tiên, thu thập tư liệu ảnh viễn thám đa thời gian. Sau đó, tiền xử lý ảnh và xây dựng khóa giải đoán ảnh. Tiếp theo, thực hiện giải đoán ảnh và đánh giá độ chính xác. Cuối cùng, thành lập bản đồ hiện trạng và bản đồ biến động RNM. Các phần mềm chuyên dụng như Erdas Imagine và ArcGIS được sử dụng để xử lý và phân tích dữ liệu. Phương pháp này cho phép xác định được biến động diện tích RNM theo thời gian, cũng như các yếu tố ảnh hưởng đến sự biến động này. Việc sử dụng chỉ số thực vật NDVI cũng giúp đánh giá chất lượng RNM.

3.1. Quy trình xử lý ảnh viễn thám để xác định biến động RNM

Quy trình xử lý ảnh viễn thám để xác định biến động RNM bao gồm các bước: Tiền xử lý ảnh (hiệu chỉnh hình học và khí quyển), xây dựng khóa giải đoán ảnh (dựa trên đặc điểm phổ của các đối tượng), giải đoán ảnh (phân loại các đối tượng trên ảnh), và đánh giá độ chính xác (kiểm tra sai số giữa kết quả giải đoán và thực địa). Các phần mềm chuyên dụng như Erdas Imagine và ArcGIS được sử dụng để thực hiện các bước này. Kết quả là bản đồ hiện trạng và bản đồ biến động RNM.

3.2. Sử dụng chỉ số thực vật NDVI để đánh giá chất lượng RNM

Chỉ số thực vật NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) được sử dụng để đánh giá chất lượng RNM. NDVI được tính toán dựa trên độ phản xạ của ánh sáng đỏ và ánh sáng cận hồng ngoại từ bề mặt thực vật. Giá trị NDVI cao cho thấy thực vật khỏe mạnh, còn giá trị NDVI thấp cho thấy thực vật bị suy yếu hoặc thưa thớt. Bản đồ NDVI giúp xác định các khu vực RNM có chất lượng tốt và các khu vực cần phục hồi.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu Biến Động RNM tại Quảng Yên 1990 2015

Nghiên cứu tại Quảng Yên sử dụng ảnh Landsat TM từ năm 1990 đến 2015 cho thấy sự biến động đáng kể về diện tích RNM. Diện tích RNM đã giảm do chuyển đổi sang các mục đích sử dụng đất khác, đặc biệt là nuôi trồng thủy sản. Kết quả giải đoán ảnh và thành lập bản đồ biến động cho thấy các khu vực bị mất RNM nhiều nhất và các khu vực có sự phục hồi. Phân tích xu hướng biến động cho phép dự báo tình hình RNM trong tương lai. Nghiên cứu này cung cấp cơ sở khoa học cho việc đề xuất các giải pháp quản lý RNM hiệu quả hơn.

4.1. Phân tích diện tích RNM qua các năm 1990 1995 2000 2005 2010 2015

Diện tích RNM tại Quảng Yên đã có sự biến động qua các năm. Dữ liệu từ ảnh Landsat TM cho thấy diện tích RNM giảm dần từ năm 1990 đến 2015. Sự giảm sút này chủ yếu do chuyển đổi sang các mục đích sử dụng đất khác, đặc biệt là nuôi trồng thủy sản. Các bản đồ hiện trạng RNM cho từng năm giúp so sánh và đánh giá mức độ biến động.

4.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến biến động diện tích và chất lượng RNM

Nhiều yếu tố ảnh hưởng đến biến động diện tích và chất lượng RNM tại Quảng Yên. Phát triển kinh tế, nuôi trồng thủy sản, khai thác quá mức, ô nhiễm môi trường, và biến đổi khí hậu là những yếu tố chính. Các chính sách quản lý đất đai và tài nguyên cũng có vai trò quan trọng. Cần có sự phối hợp giữa các ngành và các cấp để quản lý RNM hiệu quả.

V. Giải Pháp Quản Lý và Sử Dụng Hợp Lý Tài Nguyên Rừng Ngập Mặn

Để quản lý và sử dụng hợp lý tài nguyên RNM, cần có các giải pháp đồng bộ về quản lý, kỹ thuật, và xã hội. Về quản lý, cần tăng cường kiểm tra, giám sát, và xử lý nghiêm các vi phạm. Về kỹ thuật, cần nâng cao chất lượng RNM bằng các biện pháp lâm sinh và phục hồi RNM đã mất. Về xã hội, cần nâng cao nhận thức của cộng đồng về vai trò của RNM và khuyến khích sự tham gia của người dân vào công tác quản lý và bảo vệ. Các giải pháp này cần được thực hiện một cách liên tục và có sự phối hợp giữa các bên liên quan.

5.1. Giải pháp quản lý Tăng cường kiểm tra giám sát và xử lý vi phạm

Giải pháp quản lý cần tập trung vào việc tăng cường kiểm tra, giám sát và xử lý nghiêm các vi phạm về quản lý và sử dụng RNM. Cần có sự phối hợp giữa các cơ quan chức năng để phát hiện và ngăn chặn các hoạt động khai thác trái phép, chuyển đổi mục đích sử dụng đất không đúng quy định, và gây ô nhiễm môi trường. Các quy định pháp luật cần được thực thi một cách nghiêm minh.

5.2. Giải pháp kỹ thuật Nâng cao chất lượng và phục hồi RNM đã mất

Giải pháp kỹ thuật bao gồm các biện pháp nâng cao chất lượng RNM hiện có và phục hồi RNM đã mất. Các biện pháp lâm sinh như trồng bổ sung, tỉa thưa, và bảo vệ rừng cần được thực hiện để tăng cường khả năng sinh trưởng và phát triển của RNM. Các khu vực RNM bị suy thoái cần được phục hồi bằng cách trồng lại rừng và cải tạo đất.

VI. Kết Luận và Hướng Nghiên Cứu Ứng Dụng Công Nghệ Địa Không Gian

Nghiên cứu đã chứng minh tính hiệu quả của công nghệ địa không gian trong đánh giá biến động và đề xuất giải pháp quản lý RNM tại Quảng Yên. Kết quả nghiên cứu cung cấp thông tin quan trọng cho các nhà quản lý và hoạch định chính sách. Cần tiếp tục nghiên cứu và ứng dụng các công nghệ mới để quản lý RNM hiệu quả hơn. Hướng nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc sử dụng dữ liệu có độ phân giải cao, tích hợp dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau, và phát triển các mô hình dự báo biến động RNM.

6.1. Tóm tắt kết quả và ý nghĩa của nghiên cứu

Nghiên cứu đã đánh giá được biến động diện tích RNM tại Quảng Yên từ năm 1990 đến 2015 bằng công nghệ địa không gian. Kết quả nghiên cứu cho thấy diện tích RNM đã giảm do chuyển đổi sang nuôi trồng thủy sản. Nghiên cứu cũng đề xuất các giải pháp quản lý và sử dụng hợp lý tài nguyên RNM. Kết quả này có ý nghĩa quan trọng trong việc bảo vệ và phát triển bền vững RNM tại Quảng Yên.

6.2. Hướng nghiên cứu tiếp theo và khuyến nghị ứng dụng

Hướng nghiên cứu tiếp theo có thể tập trung vào việc sử dụng dữ liệu viễn thám có độ phân giải cao hơn, tích hợp dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau (ví dụ: dữ liệu địa hình, dữ liệu khí tượng thủy văn), và phát triển các mô hình dự báo biến động RNM. Khuyến nghị ứng dụng kết quả nghiên cứu vào công tác quản lý và quy hoạch sử dụng đất tại Quảng Yên.

Ứng Dụng Công Nghệ Địa Không Gian Trong Đánh Giá Biến Động Tài Nguyên Rừng Ngập Mặn Tại Quảng Yên, Quảng Ninh