Ứng Dụng Công Nghệ GIS và Viễn Thám Trong Xây Dựng Bản Đồ Trạng Thái Rừng Tại Vườn Quốc Gia Ba Bể

• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Hải Châu
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Công nghệ thông tin
• Đề tài: Ứng Dụng Công Nghệ GIS Và Viễn Thám Trong Xây Dựng Bản Đồ Trạng Thái Rừng Tại Vườn Quốc Gia Ba Bể
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2011
• Địa điểm: Hà Nội

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ BẢN ĐỒ, CÔNG NGHỆ GIS VÀ VIỄN THÁM
• 1.1. Giới thiệu về bản đồ
• 1.2. Các phương pháp biểu diễn bản đồ
• 1.3. Phân loại bản đồ
• 1.4. Các thành phần của bản đồ
• 1.5. Độ chính xác của bản đồ
• 1.6. Các chú giải trên bản đồ
• 1.7. Phương pháp thể hiện thông tin trên bản đồ
• 1.8. Sự khái quát hóa và sự phóng đại
• 1.9. Dữ liệu về GIS
• 1.9.1. Các khái niệm cơ bản
• 2. CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT BÀI TOÁN XÂY DỰNG BẢN ĐỒ TRẠNG THÁI RỪNG
• 2.1. Phát biểu bài toán
• 2.2. Phân loại rừng theo trạng thái
• 2.3. Khái niệm về rừng
• 2.4. Phân loại rừng theo mục đích sử dụng
• 2.5. Phân loại rừng theo nguồn gốc hình thành
• 2.6. Phân loại rừng theo điều kiện lập địa
• 2.7. Phân loại rừng theo loài cây
• 2.8. Phân loại rừng theo trữ lượng
• 2.9. Đất chưa có rừng
• 2.10. Phân loại rừng theo Loeschau
• 2.11. Khảo sát bài toán
• 2.12. Các công cụ để giải quyết bài toán
• 2.12.1. Phần mềm giải đoán ảnh ENVI 4
• 2.12.2. Phần mềm ArcGIS 9
• 2.12.3. Ngôn ngữ lập trình Javascript
• 3. CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIS VÀ VIỄN THÁM ĐỂ THÀNH LẬP BẢN ĐỒ TRẠNG THÁI RỪNG
• 3.1. Phương pháp xây dựng bản đồ trạng thái rừng
• 3.1.1. Phương pháp nội nghiệp
• 3.1.2. Phương pháp ngoại nghiệp
• 3.2. Thiết bị, công nghệ và tư liệu sử dụng trong nghiên cứu
• 3.3. Thử nghiệm và kết quả
• 3.3.1. Xử lí ảnh viễn thám
• 3.3.1.1. Thu thập ảnh viễn thám
• 3.3.1.2. Kết quả đăng ký ảnh và nắn chỉnh không gian
• 3.3.1.3. Kết quả việc tăng cường khả năng hiển thị của ảnh
• 3.3.1.4. Kết quả dã ngoại sơ bộ và phân lớp
• 3.3.1.5. Kết quả phân lớp ảnh
• 3.3.1.6. Phân lớp đối tượng trên toàn ảnh
• 3.3.1.7. So sánh hiện trạng sử dụng đất với kết quả sau giải đoán
• 3.3.2. Kết quả việc véc tơ hoá đối tượng
• 3.3.3. Biên tập bản đồ trạng thái rừng
• 3.3.3.1. Kết quả thống kê các lớp trạng thái
• 3.3.3.2. Thống kê diện tích các xã liên quan trong khu vực nghiên cứu
• 3.3.3.3. Kết quả tách bản đồ vùng lõi Vườn Quốc Gia Ba Bể
• 3.3.4. Xây dựng website bản đồ trạng thái rừng
• 3.3.4.1. Chức năng chính
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tổng Quan Ứng Dụng GIS Viễn Thám Xây Dựng Bản Đồ Rừng

Công nghệ GIS và Viễn thám đang phát triển mạnh mẽ, ứng dụng vào nhiều lĩnh vực. Thế kỷ XXI được xem là kỷ nguyên của công nghệ vũ trụ, khai thác thông tin vệ tinh hiệu quả trong khoa học, công nghệ, đời sống, sản xuất và kiểm soát tài nguyên – môi trường. GIS và viễn thám tích hợp các phần mềm mạnh mẽ, ứng dụng đa ngành, phục vụ quản lý, xây dựng và sử dụng tài nguyên quốc gia bền vững. Trong xây dựng cơ sở dữ liệu bản đồ, đây là những công cụ ưu việt, đặc biệt ở những vùng khó khăn tiếp cận bằng phương pháp thông thường.

1.1. Giới Thiệu Khái Niệm Bản Đồ và Các Thành Phần Chính

Bản đồ là mô hình thu nhỏ của các thực thể và hiện tượng trên trái đất. Nó chứa thông tin về vị trí và các tính chất của vật thể, hiện tượng. Theo tài liệu gốc, bản đồ giúp chúng ta thấy cấu trúc và dạng của không gian dễ hơn, từ đó đưa ra quyết định đúng đắn. Bản đồ có hai dạng chính: dạng đường nét và dạng ảnh. Các thành phần của bản đồ bao gồm thành phần chính (chủ đề), thành phần thứ hai (bản đồ nền) và thành phần phụ trợ (thông tin chú thích, tỉ lệ).

1.2. Ưu Điểm Vượt Trội Của Công Nghệ Viễn Thám Hiện Đại

Công nghệ Viễn thám mang lại nhiều ưu điểm so với phương pháp truyền thống. Nó cho phép thu thập dữ liệu trên diện rộng một cách nhanh chóng và hiệu quả, đặc biệt ở những khu vực khó tiếp cận. Ảnh vệ tinh cung cấp thông tin đa dạng về địa hình, thảm thực vật, và các yếu tố môi trường khác. Dữ liệu này rất hữu ích trong việc xây dựng bản đồ trạng thái rừng và theo dõi biến động rừng theo thời gian.

II. Thách Thức Quản Lý Rừng Ba Bể Cần Bản Đồ Trạng Thái

Vườn Quốc Gia Ba Bể là khu dự trữ sinh quyển lớn, nơi có đa dạng sinh học cao, bao gồm nhiều loài thực vật quý hiếm. Việc quản lý và bảo vệ khu bảo tồn này vô cùng quan trọng. Theo tài liệu gốc, cơ sở dữ liệu bản đồ là công cụ quan trọng nhất để làm tốt việc đó. Bản đồ trạng thái rừng giúp xác định diện tích, mật độ, và loại hình rừng, từ đó đưa ra các biện pháp quản lý và bảo tồn phù hợp.

2.1. Phân Loại Rừng và Các Tiêu Chí Đánh Giá Trạng Thái Rừng

Việc phân loại rừng theo trạng thái là cần thiết để đánh giá hiện trạng và đưa ra các giải pháp quản lý phù hợp. Các tiêu chí phân loại rừng có thể dựa trên mục đích sử dụng, nguồn gốc hình thành, điều kiện lập địa, loài cây, hoặc trữ lượng. Ngoài ra, việc xác định diện tích đất chưa có rừng cũng quan trọng để có kế hoạch phục hồi và phát triển rừng. Dữ liệu phân loại rừng kết hợp với thông tin thảm thực vật sẽ tạo ra bức tranh tổng quan về hiện trạng rừng.

2.2. Bài Toán Xây Dựng Bản Đồ Trạng Thái Rừng Vườn Ba Bể

Bài toán đặt ra là xây dựng cơ sở dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính về trạng thái rừng cho Vườn Quốc Gia Ba Bể một cách chính xác và dễ quản lý. Điều này đòi hỏi việc sử dụng các công cụ và phương pháp phù hợp, bao gồm phần mềm GIS và viễn thám, dữ liệu ảnh vệ tinh, và các loại bản đồ khu vực. Kết quả sẽ là cơ sở để tìm ra các vùng ưu thế, phục vụ phát triển sản xuất nông lâm ngư nghiệp và xây dựng các phương án quy hoạch chiến lược.

III. Cách Ứng Dụng GIS và Viễn Thám Xây Dựng Bản Đồ Rừng

Phương pháp xây dựng bản đồ trạng thái rừng kết hợp cả phương pháp nội nghiệp (xử lý dữ liệu trong phòng thí nghiệm) và phương pháp ngoại nghiệp (khảo sát thực địa). Theo tài liệu gốc, việc xử lý ảnh viễn thám, thu thập ảnh vệ tinh, và đăng ký ảnh là những bước quan trọng. Ngoài ra, việc tăng cường khả năng hiển thị của ảnh và phân lớp đối tượng cũng cần được thực hiện cẩn thận để đảm bảo độ chính xác của bản đồ.

3.1. Xử Lý Ảnh Viễn Thám Bước Quan Trọng Để Phân Loại Rừng

Xử lý ảnh viễn thám là bước quan trọng để trích xuất thông tin về trạng thái rừng. Các kỹ thuật xử lý bao gồm nắn chỉnh hình học, hiệu chỉnh bức xạ, và tăng cường độ tương phản. Việc lựa chọn phương pháp nắn ảnh phù hợp và chọn các tham số địa lý và hình học chính xác là rất quan trọng. Ảnh vệ tinh sau hiệu chỉnh sẽ được sử dụng để phân loại các loại rừng và thảm thực vật.

3.2. Phương Pháp Phân Loại Rừng Dựa Trên Ảnh Vệ Tinh

Việc phân loại rừng dựa trên ảnh vệ tinh đòi hỏi việc xây dựng khóa phân lớp và lựa chọn các điểm mẫu đại diện trên ảnh. Các thuật toán phân loại khác nhau có thể được sử dụng, chẳng hạn như phân loại có giám sát hoặc không giám sát. Ma trận đánh giá độ chính xác được sử dụng để đánh giá độ tin cậy của kết quả phân loại. Dữ liệu sau phân loại sẽ được chuyển đổi sang dạng vector để biên tập và tạo bản đồ.

IV. Bí Quyết Biên Tập và Thống Kê Bản Đồ Trạng Thái Rừng GIS

Sau khi phân loại ảnh và vector hóa đối tượng, bước tiếp theo là biên tập bản đồ trạng thái rừng. Theo tài liệu gốc, việc biên tập bao gồm chỉnh sửa các lỗi phân loại, gán nhãn cho các đối tượng, và tạo chú giải cho bản đồ. Sau đó, dữ liệu được thống kê để tính diện tích các loại rừng và các xã liên quan trong khu vực nghiên cứu. Kết quả thống kê sẽ cung cấp thông tin quan trọng cho việc quản lý và bảo tồn rừng.

4.1. Vector Hóa và Chuyển Dữ Liệu Sang Định Dạng Shapefile

Sau khi phân loại, dữ liệu ở dạng raster cần được chuyển đổi sang dạng vector để dễ dàng chỉnh sửa và phân tích trong phần mềm GIS. Quá trình vector hóa tạo ra các đối tượng dạng điểm, đường, hoặc vùng đại diện cho các loại rừng khác nhau. Dữ liệu sau vector hóa được chuyển sang định dạng Shapefile, một định dạng phổ biến trong GIS, để đảm bảo khả năng tương thích với nhiều phần mềm khác nhau.

4.2. Thống Kê Diện Tích Rừng và Xây Dựng Bảng Thuộc Tính

Sau khi biên tập bản đồ, cần thống kê diện tích các loại rừng và xây dựng bảng thuộc tính chi tiết. Bảng thuộc tính chứa thông tin về diện tích, mật độ, loại hình rừng, và các thông tin khác liên quan đến từng đối tượng trên bản đồ. Dữ liệu này rất quan trọng cho việc đánh giá hiện trạng rừng và theo dõi sự thay đổi theo thời gian. Kết quả thống kê được trình bày dưới dạng bảng biểu và biểu đồ để dễ dàng so sánh và phân tích.

V. Kết Quả Bản Đồ GIS Trạng Thái Rừng Ba Bể Năm 2009

Kết quả của nghiên cứu là bản đồ trạng thái rừng khu vực Vườn Quốc Gia Ba Bể năm 2009. Bản đồ này cung cấp thông tin chi tiết về diện tích, mật độ, và loại hình rừng trong khu vực. Theo tài liệu gốc, bản đồ này là cơ sở để tìm ra các vùng ưu thế, phục vụ phát triển sản xuất nông lâm ngư nghiệp và xây dựng các phương án quy hoạch chiến lược.

5.1. Ứng Dụng Bản Đồ Rừng Trong Quản Lý và Bảo Tồn Rừng

Bản đồ cung cấp thông tin chính xác về sự phân bố các loại rừng, giúp các nhà quản lý rừng đưa ra các quyết định bảo tồn phù hợp. Thông tin về diện tích rừng bị mất hoặc suy thoái có thể giúp xác định các khu vực cần ưu tiên phục hồi. Ngoài ra, bản đồ còn được sử dụng để theo dõi biến động rừng theo thời gian và đánh giá hiệu quả của các biện pháp quản lý.

5.2. Xây Dựng Website Bản Đồ Trạng Thái Rừng Ba Bể

Để chia sẻ thông tin về trạng thái rừng với công chúng, một website bản đồ GIS đã được xây dựng. Website này cho phép người dùng xem bản đồ, truy vấn thông tin về các loại rừng, và tải dữ liệu về. Website là công cụ hữu ích để nâng cao nhận thức về tầm quan trọng của việc bảo tồn rừng và khuyến khích sự tham gia của cộng đồng vào công tác quản lý rừng.

VI. Tiềm Năng và Hướng Phát Triển Ứng Dụng GIS Quản Lý Rừng

Ứng dụng GIS và viễn thám trong xây dựng bản đồ trạng thái rừng mang lại nhiều lợi ích, bao gồm tiết kiệm thời gian và chi phí, cung cấp thông tin chính xác và kịp thời, và hỗ trợ ra quyết định hiệu quả. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều tiềm năng để phát triển ứng dụng này hơn nữa. Trong tương lai, có thể tích hợp dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau, sử dụng các thuật toán phân tích tiên tiến hơn, và phát triển các ứng dụng di động để tiếp cận người dùng một cách dễ dàng hơn.

6.1. Kết Hợp Dữ Liệu GIS Với Các Nguồn Dữ Liệu Khác

Để có cái nhìn toàn diện hơn về trạng thái rừng, có thể kết hợp dữ liệu GIS với các nguồn dữ liệu khác, chẳng hạn như dữ liệu về khí hậu, địa hình, đất đai, và dân cư. Việc tích hợp dữ liệu này cho phép phân tích mối quan hệ giữa rừng và các yếu tố môi trường khác, từ đó đưa ra các giải pháp quản lý bền vững hơn.

6.2. Phát Triển Ứng Dụng Di Động Theo Dõi Biến Động Rừng

Ứng dụng di động cho phép người dùng theo dõi biến động rừng trực tiếp trên điện thoại thông minh hoặc máy tính bảng. Người dùng có thể xem bản đồ, báo cáo các trường hợp khai thác rừng trái phép, và đóng góp vào công tác bảo tồn rừng. Ứng dụng di động giúp tăng cường sự tham gia của cộng đồng vào công tác quản lý rừng và nâng cao hiệu quả bảo tồn.

Tổng quan nghiên cứu

Vườn Quốc gia Ba Bể, thuộc huyện Ba Bể, tỉnh Bắc Kạn, là một khu bảo tồn sinh quyển quốc gia với đa dạng sinh học phong phú, bao gồm khoảng 1.281 loài thực vật thuộc 162 họ và 672 chi, trong đó có nhiều loài quý hiếm được ghi vào Sách Đỏ Việt Nam và thế giới. Việc quản lý và bảo vệ tài nguyên rừng tại đây đóng vai trò quan trọng trong bảo tồn đa dạng sinh học và phát triển bền vững. Tuy nhiên, địa hình phức tạp và diện tích rộng lớn khiến việc xây dựng bản đồ trạng thái rừng bằng phương pháp truyền thống gặp nhiều khó khăn.

Nghiên cứu này nhằm ứng dụng công nghệ GIS (Geographic Information System) và viễn thám (Remote Sensing) để xây dựng bản đồ trạng thái rừng tại Vườn Quốc gia Ba Bể, phục vụ công tác quản lý, bảo tồn và quy hoạch phát triển tài nguyên rừng. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào khu vực Vườn Quốc gia Ba Bể và vùng đệm, sử dụng dữ liệu ảnh vệ tinh SPOT-5 chụp năm 2009 với độ phân giải 2,5 m. Mục tiêu cụ thể là xây dựng cơ sở dữ liệu không gian và thuộc tính về trạng thái rừng, phân loại các trạng thái rừng theo tiêu chuẩn hiện hành, đồng thời phát triển hệ thống bản đồ số phục vụ quản lý và chia sẻ thông tin qua website.

Việc ứng dụng GIS và viễn thám không chỉ giúp nâng cao độ chính xác, tiết kiệm thời gian và nhân lực mà còn tạo điều kiện thuận lợi cho việc giám sát biến động rừng theo thời gian, góp phần bảo vệ tài nguyên thiên nhiên hiệu quả hơn. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa thiết thực trong việc hỗ trợ Ban quản lý Vườn Quốc gia Ba Bể và các cơ quan chức năng trong công tác quản lý tài nguyên rừng bền vững.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên hai nền tảng lý thuyết chính: công nghệ GIS và viễn thám. GIS là hệ thống thông tin địa lý cho phép thu thập, lưu trữ, phân tích và trình bày dữ liệu không gian và thuộc tính liên quan đến các đối tượng địa lý. Các khái niệm quan trọng trong GIS bao gồm mô hình dữ liệu vector (điểm, đường, vùng), mô hình dữ liệu raster (lưới điểm ảnh), hệ tọa độ, hệ quy chiếu bản đồ, và các lớp dữ liệu (layer).

Viễn thám là kỹ thuật thu nhận và phân tích thông tin về đối tượng mà không cần tiếp xúc trực tiếp, thông qua các cảm biến trên vệ tinh hoặc máy bay. Các chỉ số phổ như NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) được sử dụng để đánh giá mức độ che phủ thực vật. Công nghệ viễn thám cung cấp dữ liệu ảnh đa phổ với độ phân giải cao, giúp phân loại và giám sát trạng thái rừng hiệu quả.

Ngoài ra, nghiên cứu áp dụng các mô hình phân loại ảnh kỹ thuật số như phương pháp phân lớp khoảng cách nhỏ nhất tới số trung bình (Minimum Distance to Mean) để phân loại trạng thái rừng dựa trên phổ màu của ảnh vệ tinh. Các thuật toán raster hóa và vector hóa được sử dụng để chuyển đổi dữ liệu ảnh sang dạng bản đồ số phục vụ biên tập và phân tích.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm ảnh vệ tinh SPOT-5 chụp tháng 4 năm 2009 với độ phân giải 2,5 m, dữ liệu bản đồ nền địa hình, bản đồ hiện trạng sử dụng đất, và số liệu thực địa thu thập bằng thiết bị GPS. Phần mềm ENVI 4.5 được sử dụng để xử lý ảnh viễn thám, phân lớp ảnh và tính toán chỉ số thực vật NDVI. Phần mềm ArcGIS 9.2 dùng để biên tập, thống kê và chuyển đổi dữ liệu sang định dạng shapefile phục vụ xây dựng bản đồ trạng thái rừng.

Quy trình nghiên cứu gồm các bước: tiền xử lý ảnh (đăng ký ảnh, nắn chỉnh không gian, tăng cường độ tương phản), xây dựng bảng phân lớp trạng thái rừng dựa trên dữ liệu thực địa, phân lớp ảnh bằng phương pháp Minimum Distance to Mean, kiểm định độ chính xác phân lớp qua ma trận sai số với 100 điểm kiểm tra thực địa, chuyển đổi dữ liệu raster sang vector, biên tập bản đồ và thống kê diện tích các trạng thái rừng. Cuối cùng, xây dựng website bản đồ trạng thái rừng để chia sẻ thông tin.

Cỡ mẫu kiểm định gồm 100 điểm lấy mẫu thực địa phân bố đều trên vùng nghiên cứu nhằm đánh giá độ chính xác phân lớp ảnh. Phương pháp chọn mẫu kết hợp giữa lấy mẫu ngẫu nhiên có kiểm soát và lấy mẫu theo đặc điểm phổ màu trên ảnh. Thời gian nghiên cứu kéo dài từ năm 2009 đến 2011.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Phân loại trạng thái rừng thành 16 lớp thông tin bao gồm các trạng thái rừng rất giàu, giàu, trung bình, nghèo, chưa có trữ lượng, rừng tái sinh, đất trống có cây gỗ tái sinh, đất trống không có cây gỗ tái sinh, thảm cỏ, cây bụi, đất nông nghiệp, đất thổ cư, sông hồ, giao thông, ao và núi đá không rừng cây. Tổng diện tích vùng nghiên cứu là khoảng 39.086 ha.

2. Diện tích rừng giàu chiếm phần lớn, với rừng giàu khoảng 11.972 ha (30,6%), rừng trung bình 8.582 ha (22%), rừng rất giàu 3.620 ha (9,3%), rừng nghèo 2.737 ha (7%). Diện tích đất trống và đất chưa có rừng chiếm tỷ lệ nhỏ, lần lượt là 28,85 ha và 738 ha.

3. Độ chính xác phân lớp ảnh đạt 85%, trong đó các lớp dễ nhận biết như sông suối, ao hồ đạt độ chính xác 100%. Một số lớp như đất nông nghiệp, đất trống không có cây gỗ tái sinh và rừng nghèo có độ chính xác thấp hơn do đặc điểm phổ màu tương tự nhau.

4. Kết quả vector hóa và biên tập bản đồ trên ArcGIS 9.2 cho phép thống kê diện tích chính xác theo từng trạng thái rừng và phân vùng hành chính cấp xã. Có 16 xã thuộc 4 huyện của tỉnh Bắc Kạn và Tuyên Quang nằm trong phạm vi nghiên cứu với diện tích dao động từ 156 ha đến hơn 6.400 ha.

Thảo luận kết quả

Kết quả phân loại trạng thái rừng dựa trên ảnh vệ tinh SPOT-5 và xử lý bằng phần mềm ENVI 4.5 cho thấy công nghệ GIS và viễn thám là công cụ hiệu quả trong việc xây dựng bản đồ trạng thái rừng tại khu vực có địa hình phức tạp như Vườn Quốc gia Ba Bể. Độ chính xác 85% là mức chấp nhận được trong các nghiên cứu phân loại ảnh viễn thám đa phổ với độ phân giải trung bình cao.

Việc phân loại chi tiết 16 lớp trạng thái rừng giúp Ban quản lý có cơ sở dữ liệu không gian và thuộc tính phục vụ công tác bảo tồn, quy hoạch và phát triển bền vững. So sánh với các nghiên cứu tương tự trong nước và quốc tế, kết quả này tương đồng về độ chính xác và tính ứng dụng.

Hạn chế của nghiên cứu là số lượng lớp thông tin còn hạn chế, một số lớp có phổ màu gần giống nhau gây khó khăn trong phân loại. Ngoài ra, bóng vật do địa hình núi cao gây ảnh hưởng đến chất lượng ảnh và kết quả phân lớp. Tuy nhiên, việc kết hợp kiểm tra thực địa và sử dụng các thuật toán phân lớp hiện đại đã giảm thiểu sai số này.

Dữ liệu được trình bày có thể minh họa qua các biểu đồ tròn thể hiện tỷ lệ diện tích từng trạng thái rừng, bảng thống kê diện tích theo xã, và bản đồ phân bố trạng thái rừng dạng vector trên nền GIS. Các biểu đồ này hỗ trợ trực quan hóa và phân tích sâu hơn cho công tác quản lý.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường cập nhật dữ liệu viễn thám định kỳ nhằm giám sát biến động trạng thái rừng theo thời gian, giúp phát hiện sớm các hiện tượng suy thoái hoặc phục hồi rừng. Thời gian cập nhật đề xuất là 2-3 năm/lần, do Ban quản lý Vườn Quốc gia Ba Bể phối hợp với các cơ quan chuyên môn thực hiện.

2. Mở rộng phạm vi ứng dụng GIS và viễn thám cho các khu vực lân cận và toàn tỉnh Bắc Kạn để xây dựng hệ thống bản đồ trạng thái rừng toàn diện, phục vụ quy hoạch phát triển lâm nghiệp và bảo vệ môi trường. Chủ thể thực hiện là Sở Tài nguyên và Môi trường, Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn.

3. Đào tạo nâng cao năng lực sử dụng phần mềm GIS và viễn thám cho cán bộ quản lý rừng và kỹ thuật viên tại các cấp nhằm đảm bảo vận hành hiệu quả hệ thống bản đồ số và phân tích dữ liệu. Thời gian đào tạo nên được tổ chức hàng năm.

4. Phát triển hệ thống website bản đồ trạng thái rừng tương tác để cung cấp thông tin minh bạch, hỗ trợ công tác quản lý và nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo vệ rừng. Cần bổ sung các chức năng phân tích, báo cáo và cảnh báo biến động rừng.

5. Tăng cường phối hợp điều tra thực địa và kiểm định dữ liệu nhằm nâng cao độ chính xác bản đồ, đặc biệt với các lớp trạng thái rừng có phổ màu tương tự. Việc này cần được thực hiện song song với công tác phân loại ảnh.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Ban quản lý Vườn Quốc gia Ba Bể và các cơ quan quản lý tài nguyên rừng: Sử dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng cơ sở dữ liệu bản đồ trạng thái rừng, phục vụ công tác bảo tồn, giám sát và quy hoạch phát triển bền vững.

2. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Công nghệ thông tin, Hệ thống thông tin địa lý, Viễn thám và Lâm nghiệp: Tham khảo phương pháp xử lý ảnh viễn thám, phân lớp ảnh và ứng dụng GIS trong quản lý tài nguyên thiên nhiên.

3. Cơ quan quản lý nhà nước về tài nguyên môi trường và quy hoạch đất đai: Áp dụng công nghệ GIS và viễn thám để cập nhật bản đồ hiện trạng sử dụng đất, hỗ trợ công tác quy hoạch và giám sát biến động tài nguyên.

4. Các tổ chức phi chính phủ và doanh nghiệp hoạt động trong lĩnh vực bảo vệ môi trường và phát triển bền vững: Sử dụng bản đồ trạng thái rừng làm công cụ đánh giá tác động môi trường, lập kế hoạch bảo vệ và phát triển tài nguyên rừng.

Câu hỏi thường gặp

1. Công nghệ GIS và viễn thám có ưu điểm gì trong xây dựng bản đồ trạng thái rừng?
   GIS và viễn thám cho phép thu thập và xử lý dữ liệu không gian với độ chính xác cao, tiết kiệm thời gian và nhân lực so với phương pháp truyền thống. Ví dụ, ảnh vệ tinh SPOT-5 với độ phân giải 2,5 m giúp phân loại trạng thái rừng chi tiết và cập nhật nhanh chóng.

2. Độ chính xác phân loại ảnh viễn thám trong nghiên cứu này đạt bao nhiêu?
   Độ chính xác toàn bộ đạt khoảng 85%, trong đó các lớp như sông suối, ao hồ đạt 100%. Độ chính xác này được đánh giá qua ma trận sai số và kiểm tra thực địa với 100 điểm mẫu.

3. Phần mềm nào được sử dụng để xử lý và phân tích ảnh viễn thám?
   Phần mềm ENVI 4.5 được sử dụng để xử lý ảnh, phân lớp và tính toán chỉ số thực vật NDVI. Phần mềm ArcGIS 9.2 dùng để biên tập bản đồ, thống kê diện tích và chuyển đổi dữ liệu sang định dạng vector.

4. Làm thế nào để kiểm định độ chính xác của bản đồ trạng thái rừng?
   Kiểm định được thực hiện bằng cách so sánh kết quả phân lớp ảnh với dữ liệu thực địa tại 100 điểm lấy mẫu phân bố đều trong vùng nghiên cứu, đồng thời sử dụng ma trận sai số để đánh giá độ chính xác từng lớp.

5. Website bản đồ trạng thái rừng có những chức năng gì?
   Website cho phép người dùng phóng to, thu nhỏ, xoay bản đồ và xem thông tin chi tiết về trạng thái rừng tại từng vị trí. Đây là công cụ hỗ trợ quản lý, chia sẻ dữ liệu và nâng cao nhận thức cộng đồng về bảo vệ rừng.

Kết luận

• Ứng dụng thành công công nghệ GIS và viễn thám trong xây dựng bản đồ trạng thái rừng tại Vườn Quốc gia Ba Bể với độ chính xác phân lớp đạt 85%.
• Phân loại chi tiết 16 trạng thái rừng và sử dụng ảnh vệ tinh SPOT-5 độ phân giải 2,5 m làm nguồn dữ liệu chính.
• Xây dựng cơ sở dữ liệu không gian và thuộc tính phục vụ công tác quản lý, bảo tồn và quy hoạch phát triển tài nguyên rừng.
• Phát triển website bản đồ trạng thái rừng tương tác hỗ trợ chia sẻ và quản lý thông tin hiệu quả.
• Đề xuất mở rộng ứng dụng công nghệ GIS và viễn thám, tăng cường cập nhật dữ liệu và đào tạo cán bộ quản lý để nâng cao hiệu quả bảo vệ rừng.

Tiếp theo, cần triển khai cập nhật dữ liệu định kỳ, mở rộng phạm vi nghiên cứu và hoàn thiện hệ thống bản đồ số phục vụ quản lý tài nguyên rừng toàn diện. Mời các cơ quan quản lý và nhà nghiên cứu tiếp cận và ứng dụng kết quả nghiên cứu để nâng cao hiệu quả công tác bảo tồn và phát triển bền vững tài nguyên rừng.