Luận Văn Thạc Sĩ: Ứng Dụng Công Nghệ GIS Trong Theo Dõi Diễn Biến Rừng Tỉnh Cao Bằng (2012-2014)

Luận văn thạc sĩ ứng dụng công nghệ GIS theo dõi diễn biến rừng tại Cao Bằng giai đoạn 2012-2014, phân tích hiệu quả và đề xuất giải pháp quản lý bền vững.

• Tác giả: Bế Văn Hiếu
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Thanh Tiến
• Trường học: Đại học Thái Nguyên
• Chuyên ngành: Lâm học
• Đề tài: Ứng Dụng Công Nghệ GIS Theo Dõi Diễn Biến Rừng Tại Cao Bằng Giai Đoạn 2012-2014
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Thái Nguyên

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC BẢNG
• DANH MỤC CÁC HÌNH
• MỞ ĐẦU
• Mục đích nghiên cứu
• Mục tiêu nghiên cứu
• Ý nghĩa nghiên cứu
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
• 1.1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu
• 1.1.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
• 1.1.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam
• 1.2. Tổng quan khu vực nghiên cứu
• 1.2.1. Môi trường
• 2. CHƯƠNG 2: NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu
• 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.1.2. Phạm vi nghiên cứu
• 2.2. Nội dung nghiên cứu
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3.1. Phương pháp nghiên cứu hiện trường về việc đánh giá ứng dựng công nghệ GIS
• 2.3.2. Phương pháp xử lý số liệu
• 2.3.3. Phương pháp điều tra ngoại nghiệp để xây dựng bản đồ hiện trạng rừng và cập nhập số liệu theo dõi diễn biến rừng
• 2.3.4. Phương pháp xây dựng cơ sở dữ liệu trên phần mềm DBR
• 2.3.5. Phương pháp xây dựng bản đồ và cập nhật số liệu
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Đánh giá thực trạng việc ứng dụng công nghệ GIS tại Chi cục kiểm lâm tỉnh Cao Bằng
• 3.1.1. Ứng dụng công nghệ GIS tại Chi cục kiểm lâm tỉnh Cao Bằng
• 3.2. Kết quả kiểm tra ngoài thực địa và cập nhập số liệu DBR
• 3.2.1. Kết quả kiểm tra sự thay đổi hiện trạng ngoài thực địa
• 3.2.2. Kết quả thành cập nhập số liệu diễn biến rừng năm 2014
• 3.3. Đánh giá biến động rừng giai đoạn 2012 - 2014 trên cơ sở bản đồ hiện trạng rừng
• 3.3.1. Biến động về diện tích loại rừng
• 3.3.2. Biến động về độ che phủ rừng
• 3.3.3. Nguyên nhân gây ra biến động rừng trong quản lý bảo vệ và phát triển rừng
• 3.4. Kết quả thiết lập hồ sơ quản lý rừng tại địa phương
• 3.4.1. Hồ sơ quản lý rừng tại xã
• 3.4.2. Hồ sơ quản lý rừng huyện
• 3.4.3. Hồ sơ quản lý rừng tỉnh
• 3.5. Kết quả xây dựng bản đồ hiện trạng rừng của tỉnh, huyện
• 3.6. Đề xuất một số biện pháp nhằm nâng cao hiệu quả trong công tác theo dõi diễn biến rừng trên địa bàn nghiên cứu
• 3.6.1. Về nhân lực, chuyên môn
• 3.6.2. Trang thiết bị
• 3.6.3. Cơ sở hạ tầng
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Công nghệ GIS và ứng dụng trong theo dõi diễn biến rừng

Công nghệ GIS đã trở thành công cụ quan trọng trong quản lý tài nguyên rừng, đặc biệt là tại tỉnh Cao Bằng giai đoạn 2012-2014. GIS cho phép tích hợp, phân tích và quản lý dữ liệu không gian, giúp theo dõi diễn biến rừng một cách chính xác và hiệu quả. Việc ứng dụng GIS trong công tác theo dõi diễn biến rừng đã khắc phục được những hạn chế của phương pháp truyền thống, như thời gian dài và độ chính xác thấp. GIS kết hợp với viễn thám và GPS tạo thành hệ thống 3S, mang lại hiệu quả cao trong việc giám sát và đánh giá tài nguyên rừng.

1.1. Vai trò của GIS trong quản lý rừng

Công nghệ GIS đóng vai trò quan trọng trong việc quản lý và bảo vệ tài nguyên rừng. Tại Cao Bằng, GIS được sử dụng để xây dựng bản đồ hiện trạng rừng, cập nhật dữ liệu và phân tích biến động rừng. Nhờ GIS, các nhà quản lý có thể đưa ra các giải pháp kịp thời để bảo vệ và phát triển rừng. GIS cũng giúp phân tích không gian, xác định nguyên nhân gây biến động rừng và đề xuất các biện pháp quản lý hiệu quả.

1.2. Ứng dụng GIS trong bảo vệ môi trường

Ứng dụng GIS trong bảo vệ môi trường tại Cao Bằng đã góp phần giảm thiểu tác động tiêu cực đến tài nguyên rừng. GIS giúp theo dõi và đánh giá tình trạng rừng, từ đó đưa ra các biện pháp bảo tồn và phát triển bền vững. Việc sử dụng GIS cũng hỗ trợ trong việc quản lý tài nguyên thiên nhiên, đặc biệt là trong bối cảnh biến đổi khí hậu đang diễn ra mạnh mẽ.

II. Phân tích diễn biến rừng tại Cao Bằng giai đoạn 2012 2014

Giai đoạn 2012-2014, tỉnh Cao Bằng đã ứng dụng GIS để theo dõi và phân tích diễn biến rừng. Kết quả cho thấy sự biến động về diện tích và độ che phủ rừng, cũng như các nguyên nhân gây ra sự thay đổi này. Việc sử dụng GIS đã giúp cập nhật dữ liệu địa lý một cách nhanh chóng và chính xác, từ đó đưa ra các giải pháp quản lý rừng hiệu quả.

2.1. Biến động diện tích rừng

Theo dõi diễn biến rừng tại Cao Bằng giai đoạn 2012-2014 cho thấy sự biến động đáng kể về diện tích rừng. GIS đã giúp xác định các khu vực rừng bị suy giảm và nguyên nhân chính như khai thác trái phép, cháy rừng và biến đổi khí hậu. Kết quả này là cơ sở để đề xuất các biện pháp bảo vệ và phục hồi rừng.

2.2. Độ che phủ rừng và nguyên nhân biến động

Độ che phủ rừng tại Cao Bằng giai đoạn 2012-2014 cũng có sự thay đổi đáng kể. GIS đã giúp phân tích và xác định các yếu tố ảnh hưởng đến độ che phủ rừng, bao gồm cả tác động của con người và tự nhiên. Kết quả phân tích này là cơ sở để đưa ra các giải pháp quản lý và bảo vệ rừng hiệu quả.

III. Giá trị và ứng dụng thực tiễn của nghiên cứu

Nghiên cứu ứng dụng GIS trong theo dõi diễn biến rừng tại Cao Bằng giai đoạn 2012-2014 có giá trị khoa học và thực tiễn cao. Kết quả nghiên cứu là cơ sở để các nhà quản lý đưa ra các chiến lược quản lý và bảo vệ rừng hiệu quả. Nghiên cứu cũng là tài liệu tham khảo quan trọng cho các nhà khoa học và sinh viên trong lĩnh vực lâm nghiệp.

3.1. Đóng góp khoa học

Nghiên cứu đã góp phần bổ sung kiến thức về ứng dụng GIS trong quản lý tài nguyên rừng. Kết quả nghiên cứu là cơ sở để phát triển các phương pháp mới trong theo dõi và đánh giá diễn biến rừng, đặc biệt là trong bối cảnh biến đổi khí hậu.

3.2. Ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu đã đưa ra các giải pháp cụ thể để nâng cao hiệu quả quản lý rừng tại Cao Bằng. Việc ứng dụng GIS đã giúp cải thiện công tác theo dõi diễn biến rừng, từ đó đưa ra các biện pháp bảo vệ và phát triển rừng bền vững. Kết quả nghiên cứu cũng là cơ sở để xây dựng các chính sách quản lý tài nguyên rừng hiệu quả.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Tỉnh Cao Bằng sở hữu tổng diện tích tự nhiên là 670.785 ha, trong đó diện tích quy hoạch cho lâm nghiệp chiếm tới 534.300 ha (tương đương khoảng 79,65% diện tích toàn tỉnh). Trước năm 2011, công tác quản lý và theo dõi diễn biến rừng tại địa phương chủ yếu dựa trên phương pháp thống kê thủ công và đo vẽ truyền thống theo các khoảnh hoặc tiểu khu lớn. Phương thức này bộc lộ nhiều hạn chế về thời gian thực hiện, độ trễ thông tin và sự thiếu đồng bộ dữ liệu giữa các cơ quan quản lý nhà nước.

Nghiên cứu được thực hiện nhằm đánh giá toàn diện thực trạng ứng dụng Hệ thống Thông tin Địa lý (GIS) tại Chi cục Kiểm lâm tỉnh Cao Bằng, đồng thời số hóa và cập nhật dữ liệu biến động tài nguyên rừng trong giai đoạn 2012–2014. Phạm vi nghiên cứu bao quát 197 xã, phường, thị trấn thuộc 13 huyện và thành phố trên địa bàn toàn tỉnh, tập trung làm rõ diễn biến của 339.017 ha đất có rừng và 224.199 ha đất chưa có rừng.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài thể hiện qua việc chuyển đổi phương thức quản lý không gian từ cấp tiểu khu sang cấp lô rừng với diện tích tối thiểu 0,01 ha. Kết quả nghiên cứu chứng minh độ che phủ rừng toàn tỉnh đã tăng từ 49,80% năm 2008 lên 50,57% vào năm 2014. Đây là cơ sở dữ liệu quan trọng phục vụ công tác quy hoạch lâm nghiệp bền vững và hoạch định chính sách bảo vệ tài nguyên thiên nhiên tại địa phương.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu vận dụng học thuyết quần lạc sinh địa của Sukachev và lý thuyết hệ sinh thái rừng của Tansley để phân tích cấu trúc, động thái phục hồi của thảm thực vật nhiệt đới gió mùa vùng núi đá vôi Đông Bắc. Hệ thống phân loại rừng được xây dựng dựa trên Quy phạm thiết kế kinh doanh rừng QPN 6-84 kết hợp tiêu chí phân định trạng thái rừng theo Thông tư số 34/2009/TT-BNNPTNT của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn.

Mô hình nghiên cứu cốt lõi là sự tích hợp công nghệ không gian 3S bao gồm: Viễn thám (Remote Sensing), Hệ thống Thông tin Địa lý (GIS) và Hệ thống Định vị Toàn cầu (GPS). Nghiên cứu chuẩn hóa năm khái niệm chuyên ngành chính: Diễn biến tài nguyên rừng (DBR), Trạng thái thảm phủ (từ nhóm đất trống Ia, Ib, Ic đến rừng phục hồi IIa, IIb và rừng thứ sinh IIIa, IIIb), Cấp trữ lượng gỗ lâm phần, Độ tàn che và Đơn vị quản lý lô rừng (0,01 ha).

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của đề tài bao gồm bản đồ hiện trạng rừng số hóa năm 2012, tư liệu ảnh vệ tinh SPOT-5 độ phân giải 2,5 m kết hợp ảnh Landsat và hệ thống số liệu kiểm kê thực tế. Khảo sát xã hội học được thực hiện trên cỡ mẫu gồm 38 cán bộ chuyên môn tại 14 đơn vị trực thuộc và 3 phòng chức năng của Chi cục Kiểm lâm tỉnh Cao Bằng theo phương pháp điều tra toàn bộ có chủ đích nhằm thu thập bức tranh tổng thể về năng lực ứng dụng công nghệ.

Công tác điều tra ngoại nghiệp sử dụng phương pháp chọn mẫu phân tầng kết hợp tuyến khảo sát thực địa, bao phủ từ 10% đến 20% diện tích rừng biến động tại 3 huyện trọng điểm: Trùng Khánh, Thạch An và Phục Hòa. Tại mỗi sinh cảnh biến động, nhóm nghiên cứu thiết lập các ô tiêu chuẩn (OTC) hình chữ nhật diện tích 1.000 m² (25 m x 40 m) tại ba vị trí chân, sườn và đỉnh núi để đo đếm đường kính thân cây (D1.3) và chiều cao vút ngọn (Hvn), tính toán thể tích thân cây với hệ số hình f = 0,45 cho rừng tự nhiên và f = 0,50 cho rừng trồng. Dữ liệu được xử lý bằng phần mềm MapInfo 10.5 và phần mềm chuyên dụng DBR do tính tương thích cao với hệ thống cơ sở dữ liệu ngành kiểm lâm toàn quốc, cho phép đồng bộ hóa dữ liệu thuộc tính và dữ liệu không gian. Toàn bộ quy trình thu thập, xử lý và kiểm chứng diễn ra liên tục từ đầu năm 2014 đến tháng 11 năm 2015.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Khảo sát thực trạng cho thấy 92,11% cán bộ kiểm lâm (35/38 phiếu điều tra) thường xuyên sử dụng phần mềm Theo dõi diễn biến rừng chuyên ngành, trong khi phần mềm MapInfo và MapSource đạt tỷ lệ sử dụng 86,84%. Mức độ ứng dụng công nghệ GIS đạt mức độ cao tại 64,71% đơn vị (11/17 đơn vị), tập trung tại Phòng Quản lý bảo vệ rừng và các Hạt Kiểm lâm Trùng Khánh, Phục Hòa, Nguyên Bình.

Biến động diện tích giai đoạn 2012–2014 ghi nhận sự chuyển dịch tích cực của thảm phủ thực vật. Tổng diện tích đất có rừng toàn tỉnh đạt 339.017 ha, góp phần nâng tỷ lệ che phủ rừng lên 50,57%. Điển hình tại xã Đình Phong (huyện Trùng Khánh), diện tích rừng tự nhiên phục hồi tăng thêm 16 ha, diện tích đất trống cây bụi giảm tương ứng từ 165,01 ha xuống còn 149,01 ha.

Kết quả đo đếm tại 6 ô tiêu chuẩn ở xã Đình Phong xác định trữ lượng gỗ bình quân của rừng tự nhiên phục hồi đạt 4,5 m³/OTC (tương đương khoảng 45 m³/ha). Nghiên cứu đã số hóa và hoàn thiện bộ hồ sơ quản lý rừng chi tiết cho toàn bộ 197 xã, phường, thị trấn, phân định chính xác ranh giới của 3 loại rừng: đặc dụng, phòng hộ và sản xuất đến từng chủ quản lý cụ thể.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính thúc đẩy sự phục hồi tài nguyên rừng tại Cao Bằng là hiệu quả từ các chương trình giao đất giao rừng, chính sách chi trả dịch vụ môi trường rừng và việc tăng cường tuần tra của lực lượng kiểm lâm địa bàn. Tuy nhiên, tình trạng khai thác gỗ nhỏ lẻ trái phép và nguy cơ cháy rừng vào mùa khô hanh tại các vùng núi đá vôi vẫn tạo ra những điểm biến động giảm cục bộ.

Khi so sánh với các nghiên cứu giai đoạn 2005–2009 tại miền núi phía Bắc, việc ứng dụng MapInfo 10.5 kết hợp phần mềm DBR đã giúp rút ngắn thời gian cập nhật bản đồ từ 6 tháng xuống còn dưới 15 ngày, đồng thời giảm sai số diện tích từ mức trên 15% của phương pháp giải đoán thủ công xuống dưới 5%. Dữ liệu biến động được trực quan hóa tối ưu thông qua các biểu đồ phân bố trữ lượng theo cấp tuổi và hệ thống bản đồ chuyên đề thảm phủ tỷ lệ 1:25.000 cấp xã và 1:100.000 cấp tỉnh, tạo công cụ giám sát trực quan cho các nhà quản lý lâm nghiệp.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm nâng cao hiệu quả công tác theo dõi diễn biến rừng và hiện đại hóa ngành lâm nghiệp địa phương, bốn nhóm giải pháp hành động được đề xuất:

1. Chuẩn hóa trang thiết bị công nghệ: Đầu tư nâng cấp 100% hệ thống máy vi tính cấu hình cao và trang bị máy định vị GPS độ chính xác cao cho 13 Hạt Kiểm lâm huyện, thành phố trong thời gian 12 tháng do Chi cục Kiểm lâm tỉnh Cao Bằng chủ trì thực hiện.
2. Nâng cao năng lực cán bộ chuyên môn: Tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu về phân tích không gian trên MapInfo, ArcGIS và phần mềm DBR phiên bản mới cho khoảng 120 cán bộ kiểm lâm địa bàn, hướng tới mục tiêu 95% cán bộ làm chủ thao tác biên tập bản đồ số trong vòng 2 năm.
3. Thiết lập quy trình kiểm tra ngoại nghiệp định kỳ: Ban hành quy chuẩn giám sát hiện trường 6 tháng/lần, trong đó lực lượng kiểm lâm cơ sở phối hợp cùng Ủy ban nhân dân cấp xã tiến hành kiểm tra thực địa tối thiểu 15% diện tích có dấu hiệu biến động trên ảnh viễn thám.
4. Tích hợp công nghệ viễn thám độ phân giải siêu cao: Triển khai thử nghiệm ứng dụng ảnh viễn thám quang học đa thời gian kết hợp công nghệ cảnh báo cháy rừng tự động, phấn đấu giảm thời gian phát hiện các điểm mất rừng bất thường xuống dưới 24 giờ kể từ thời điểm phát sinh.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình nghiên cứu mang lại giá trị thực tiễn và học thuật cho bốn nhóm đối tượng chính:

1. Cán bộ quản lý ngành Lâm nghiệp và Kiểm lâm: Cung cấp quy trình chuẩn hóa các bước nhập liệu, chuyển đổi mã trạng thái theo Thông tư 25/2009/TT-BNN và phương pháp biên tập bản đồ diễn biến rừng cấp cơ sở.
2. Học viên cao học và nhà nghiên cứu lâm nghiệp: Là tài liệu tham khảo giá trị về phương pháp tích hợp công nghệ 3S trong điều tra tài nguyên thực vật, kỹ thuật thiết lập ô tiêu chuẩn định lượng và giải thuật tính toán sinh khối gỗ.
3. Cơ quan hoạch định chính sách cấp tỉnh: Cung cấp bức tranh toàn cảnh về hiện trạng 534.300 ha đất lâm nghiệp tại Cao Bằng, hỗ trợ xây dựng quy hoạch bảo vệ và phát triển rừng giai đoạn 10 năm tiếp theo.
4. Các tổ chức phi chính phủ và ban quản lý dự án bảo tồn: Vận dụng khung đánh giá biến động thảm phủ để giám sát các dự án bảo tồn đa dạng sinh học và các chương trình giảm phát thải khí nhà kính (REDD+) tại vùng Đông Bắc.

Câu hỏi thường gặp

Hỏi: Ưu điểm nổi bật của việc ứng dụng GIS so với phương pháp theo dõi rừng truyền thống là gì?
Đáp: Công nghệ GIS cho phép tích hợp dữ liệu thuộc tính và dữ liệu không gian, quản lý chi tiết đến từng lô rừng diện tích 0,01 ha thay vì cấp khoảnh hay tiểu khu lớn. Phương pháp này giảm thiểu sai sót chủ quan, rút ngắn hơn 80% thời gian tổng hợp báo cáo và cho phép cập nhật biến động thảm phủ liên tục theo thời gian thực.

Hỏi: Vì sao phần mềm MapInfo và DBR lại được sử dụng phổ biến nhất tại Chi cục Kiểm lâm Cao Bằng?
Đáp: Khảo sát thực tế chỉ ra 92,11% đơn vị lựa chọn phần mềm DBR và 86,84% sử dụng MapInfo do hai công cụ này đáp ứng đúng quy chuẩn quản lý của Cục Kiểm lâm, giao diện dễ thao tác, dung lượng nhẹ và khả năng đồng bộ dữ liệu hồ sơ quản lý rừng từ cấp xã lên cấp tỉnh rất thuận tiện.

Hỏi: Phương pháp thiết lập ô tiêu chuẩn (OTC) trong luận văn được tiến hành như thế nào?
Đáp: Nhóm nghiên cứu thiết lập các OTC diện tích 1.000 m² (25 m x 40 m) tại ba vị trí địa hình đặc trưng (chân, sườn, đỉnh núi). Toàn bộ cây gỗ được đo đếm chỉ tiêu D1.3 và Hvn, ghi nhận tọa độ GPS độc lập để đối chiếu chính xác với trạng thái khoanh vẽ trên bản đồ năm 2012.

Hỏi: Động lực chính giúp độ che phủ rừng tại Cao Bằng tăng lên 50,57% vào năm 2014 là gì?
Đáp: Sự gia tăng độ che phủ rừng bắt nguồn từ hiệu quả của các chương trình trồng rừng phòng hộ, chính sách giao khoán quản lý bảo vệ rừng cho cộng đồng dân cư và sự chuyển dịch tự nhiên từ các trạng thái đất trống cây bụi (nhóm Ic) sang trạng thái rừng phục hồi (nhóm IIa, IIb).

Hỏi: Cơ sở dữ liệu của nghiên cứu có thể tích hợp vào hệ thống theo dõi diễn biến rừng quốc gia không?
Đáp: Hoàn toàn có thể. Bộ cơ sở dữ liệu được xây dựng chuẩn hóa theo cấu trúc của Thông tư 25/2009/TT-BNN và Thông tư 34/2009/TT-BNNPTNT, đảm bảo tính liên thông và tương thích hoàn toàn với hệ thống cơ sở dữ liệu kiểm kê rừng toàn quốc của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn.

Kết luận

• Đánh giá toàn diện hiện trạng ứng dụng công nghệ thông tin tại Chi cục Kiểm lâm tỉnh Cao Bằng với 92,11% cán bộ sử dụng thành thạo phần mềm chuyên ngành DBR.
• Chuẩn hóa thành công hệ thống dữ liệu không gian và hồ sơ quản lý rừng cho 197 đơn vị hành chính cấp xã, chi tiết hóa đơn vị quản lý đến từng lô 0,01 ha.
• Xác định chính xác diễn biến tài nguyên rừng giai đoạn 2012–2014, ghi nhận tỷ lệ che phủ rừng toàn tỉnh tăng lên 50,57% trên tổng diện tích 534.300 ha đất lâm nghiệp.
• Kiểm chứng thực địa bằng 6 ô tiêu chuẩn tại các vùng biến động trọng điểm, tính toán độ tin cậy của trữ lượng gỗ đạt mức bình quân 45 m³/ha đối với trạng thái rừng phục hồi.
• Đề xuất 4 nhóm giải pháp chiến lược về hạ tầng, đào tạo nhân lực, quy chuẩn kiểm tra và tích hợp viễn thám nhằm tối ưu hóa công tác quản lý tài nguyên.

Đóng góp lớn nhất của luận văn là hoàn thiện bộ dữ liệu số hóa hiện trạng rừng đồng bộ, cung cấp cơ sở khoa học xác thực cho công tác kiểm kê và quy hoạch lâm nghiệp tại tỉnh Cao Bằng. Hướng nghiên cứu tiếp theo cần tập trung phát triển hệ thống WebGIS kết hợp ảnh vệ tinh thời gian thực nhằm tự động hóa công tác giám sát tài nguyên rừng trong giai đoạn chuyển đổi số. Bạn đọc và các nhà nghiên cứu quan tâm có thể khai thác tài liệu này để phục vụ công tác chuyên môn và phát triển các đề tài lâm nghiệp ứng dụng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương 1 TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu 1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới Hệ thống thông tin địa lý Geographic Information System (được viết tắt là GIS) nằm trong hệ thống công nghệ thông tin, nhưng được phát triển chuyên sâu cho việc quản lý cơ sở dữ liệu gắn với các yếu tố địa lý, không gian và bản đồ. Công nghệ GIS ngày càng được phát triển rộng rãi bởi khả năng tích hợp, phân tích thông tin sâu và giải quyết được nhiều vấn đề tổng hợp.

Thông qua công nghệ GIS như thu thập, phân tích, tổng hợp, tìm kiếm, tổ hợp thông tin, cơ sở dữ liệu gắn với yếu tố địa lý, giúp cho việc đánh giá các quá trình, dự báo những khả năng xảy ra, cũng như đưa ra những giải pháp mới; do vậy GIS ngày càng được ứng dụng trong nhiều hoạt động cả về kinh tế - xã hội, quản lý và môi trường. Trong Lâm nghiệp nhờ có ứng dụng GIS, viễn thám và GPS mà công tác theo dõi, đánh giá diễn biến tài nguyên rừng, xây dựng bản đồ hiện trạng trở nên hiệu quả hơn và có tính chính xác cao hơn. Trong giai đoạn thế chiến thứ nhất, đã có ứng dụng ảnh hàng không xây dựng bản đồ rừng ở vùng Maurice thuộc Canada, bản đồ thực vật rừng ở Anh (1924), điều tra trữ lượng rừng từ ảnh hàng không của Mỹ (1940). Thí nghiệm các phương pháp đo tán, đo chiều cao trên ảnh của Seely, Hugershoff,… Tuy nhiên, giai đoạn này chưa xây dựng được hoàn chỉnh hệ thống lý luận cũng như các phương pháp đọc đoán ảnh hàng không (Vũ Tiến Hinh & Phạm Ngọc Giao, 1997).

Kết quả theo dõi từ năm 1972 đến năm 1991, nhờ ứng dụng công nghệ RS và GIS trong đánh giá biến động rừng và độ che phủ rừng cho thấy ở Ấn Độ diện tích rừng từ 14,12 triệu ha xuống còn 11,72 triệu ha, giảm 2,4 triệu ha. Từ kết quả đó Ấn độ đã xây dựng hệ thống bản đồ hiện trạng với 5 chu kỳ 2 năm để quản lý, bảo vệ và phát triển rừng hiệu quả. (Dutt, Udayalakshmt, 1994) Theo Devendra Kumar (2011), việc ước tính sự thay đổi về độ che phủ rừng dựa trên dữ liệu vệ tinh có thể giúp các nhà nghiên cứu thấy rõ được khả năng tích lũy carbon, biến đổi khí hậu, mối đe dọa đến đa dạng sinh học và mức độ biến động rừng thông qua dữ liệu vệ tinh. Bản đồ lớp phủ rừng của các vùng được xây dựng dựa trên ba loại nguồn dữ liệu: thu thập ý kiến chuyên gia, dựa vào các sản phẩm viễn thám và thống kê quốc gia.

Bodart et al (2009), theo dõi sự thay đổi độ che phủ rừng nhiệt đới ở châu Mỹ Latinh, Nam Á và châu Phi năm 1990-2000 bằng cách sử dụng ảnh vệ tinh và phát triển một cách tiếp cận hoạt động và mạnh mẽ có thể trước khi một quá trình rất lớn số lượng dữ liệu từ các điều kiện khác nhau một cách tự động để đưa các dữ liệu multitemporal và đa cảnh trên quy mô tương tự và phân khúc xạ hình ảnh trước khi phân loại giám sát. Ở Nhật Bản, đã ứng dụng RS và GIS để xây dựng bản đồ địa hình và bản đồ lớp phủ rừng, đây là cơ sở cho việc theo dõi và đánh giá sự phục hồi sinh thái của Siri Kawala Ierd, K. Su-Fen Wang (2004), khi tiến hành giải đoán ảnh Spot 4 và Spot 5 theo phương pháp phân loại có kiểm định cho những vùng núi ở phía bắc Đài Loan, kết quả cho thấy độ chính xác của ảnh Spot 5 (74%) cao hơn ảnh Spot 4 (71%) do ảnh Spot 5 có độ chính xác cao hơn.