ĐẶT VẤN ĐỀ Đạo Trù là một xã miền núi của huyện Lập Thạch, khu vực có vị trí địa hình phức tạp, với tổng diện tích đất Lâm nghiệp đứng đầu huyện là 6057.22 ha (trong tổng số 12.577,6 ha diện tích đất lâm nghiệp của huyện). Và đây cũng là nơi có dân số đông nhất huyện với 11.663 người (trong tổng dân số của huyện là 67.523 người), với 97% dân số trong xã sống chủ yếu bằng sản xuất nông - lâm nghiệp, nên đời sống của người dân rất khó khăn, hầu hết là sống dựa vào rừng [15]. Do vậy, sự tác động của người dân đối với rừng hàng năm là rất lớn làm cho diện tích và trạng thái các loại rừng có nhiều thay đổi. Chính vì vậy việc quản lý, theo dõi và cập nhật diễn biến tài nguyên rừng hàng năm ở đây là rất quan trọng và cần thiết nhằm định lượng một cách chính xác nhất về cả số lượng và chất lượng rừng phục vụ cho công tác lập quy hoạch, kế hoạch phát triển rừng và cải thiện đời sống người dân.
Tuy nhiên, để thực hiện công việc này đối với cấp xã còn gặp rất nhiều khó khăn. Vì từ trước đến nay việc nắm bắt thông tin về hiện trạng rừng thường thông qua các bảng biểu thống kê, các loại bản đồ giấy, các báo cáo và các tài liệu khác. Với các phương pháp truyền thống đó việc nắm bắt thông tin gặp rất nhiều hạn chế, chậm chạp, đồng thời việc khai thác thông tin phục vụ cho công tác quản lý, quy hoạch phát triển nông - lâm nghiệp và bảo tồn, bảo vệ rừng rất khó khăn. Do đó, vấn đề đặt ra là cần có một công cụ quản lý tài nguyên rừng gọn nhẹ, đảm bảo tính kịp thời và chính xác.
Ngày nay, với sự phát triển cao của khoa học kỹ thuật đòi hỏi các thông tin phải chính xác, nhanh chóng và kịp thời nên việc sử dụng bản đồ truyền thống không còn phù hợp nữa và thay thế nó là bản đồ số. Vì bản đồ số có tính linh hoạt hơn hẳn bản đồ truyền thống, nó có thể dễ dàng thực hiện được các công việc như: Cập nhật và hiện chỉnh thông tin, chồng xếp hoặc tách lớp LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 2 thông tin theo ý muốn, đặc biệt là bất cứ lúc nào cũng có thể dễ dàng biên tập tạo ra bản đồ số khác và in ra bản đồ mới theo tỷ lệ lựa chọn. Với tính năng ưu việt hơn hẳn này bản đồ số rất thuận lợi cho công tác theo dõi diễn biến tài nguyên rừng, quản lý, bảo vệ và phát triển rừng trên địa bàn xã nói riêng và trên toàn tỉnh nói chung. Để đáp ứng được các nhu cầu trên thì bộ công cụ dùng để thành lập, xây dựng bản đồ số và cơ sở dữ liệu bản đồ đã ra đời đó chính là hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information Systems) viết tắt là GIS.
Hệ thống này còn có các chức năng cơ bản là tự động tìm kiếm, thu thập và quản lý thông tin theo ý muốn, đặc biệt có khả năng chuẩn hóa và biểu thị các số liệu không gian từ thế giới thực tại phục vụ cho các mục đích khác nhau trong sản xuất và trong nghiên cứu khoa học. Việc ứng dụng công nghệ GIS vào thực tiễn quản lý, bảo vệ, phát triển tài nguyên rừng cả nước nói chung và tại xã Đạo Trù nói riêng là một tất yếu khách quan và hết sức cần thiết. Ngày nay công nghệ GIS đã và đang tạo điều kiện cho các đơn vị lâm nghiệp chủ động hơn trong việc quản lý, theo dõi và cập nhật thông tin về diễn biến rừng. Do vậy, chúng tôi quyết định chọn giải pháp sử dụng công cụ GIS bởi phần mềm MAPINIFO để số hóa bản đồ hiện trạng rừng ở một số thời điểm tại xã Đạo Trù, huyện Lập Thạch, tỉnh Vĩnh Phúc nhằm phục vụ công tác theo dõi diễn biến, đánh giá sự biến động tài nguyên rừng trên địa bàn xã.
Trên cơ sở yêu cầu của thực tiễn như vậy, chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu đề tài: “Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) trong đánh giá biến động diện tích rừng tại xã Đạo Trù, huyện Lập Thạch, tỉnh Vĩnh Phúc”. Nhằm đáp ứng được phần nào nhu cầu của công tác theo dõi diễn biến rừng và đất lâm nghiệp nói riêng, việc quản lý bảo vệ rừng nói chung, góp phần nâng cao đời sống của người dân và phát triển rừng bền vững. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 3 Chƣơng 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU “ Ứng dụng Hệ thống thông tin địa lý trong đánh giá biến động hiện trạng rừng” thực chất là xét việc ứng dụng GIS (Geographic Information Systems) để xây dựng bản đồ hiện trạng rừng qua các thời điểm rồi từ đó đưa ra bản đồ biến động thể hiện sự thay đổi hiện trạng tại khu vực nghiên cứu. Đồng thời điểm qua việc ứng dụng GIS trong công tác theo dõi diễn biến tài nguyên rừng trên thế giới, ở Việt Nam và cụ thể là việc đánh giá biến động bằng việc sử dụng công nghệ này tại khu vực nghiên cứu.
Hệ thống thông tin địa lý và những ứng dụng trong quản lý tài nguyên rừng: 1. Khái niệm về Hệ thống thông tin địa lý (GIS): GIS ra đời chính là sự kế tục các ý tưởng trong ngành địa lý mà nhất là ngành địa lý bản đồ trong thời đại mà công nghệ thông tin đủ mạnh để tạo ra các công cụ định lượng và có khả năng thực thi hầu hết các phép phân tích bản đồ bằng công cụ định lượng mới. Từ trước tới nay có nhiều khái niệm về hệ thống thông tin địa lý GIS như: Theo Meaden và Kapetsky (2005) [18] GIS là một môn khoa học luôn luôn thay đổi. Chúng ta không thể nhận ra một định nghĩa chính xác về GIS cũng như các công cụ mà GIS đảm nhận.
Hai ông cũng đã thống kê các tên gọi của GIS đã được sử dụng trong quá trình phát triển như: - Hệ thống thông tin địa lý cơ sở (Geog-based Information System) - Hệ thống thông tin tài nguyên thiên nhiên (Natural Resourse Information Systems) - Hệ thống dữ liệu trái đất (Geo data Systems) - Hệ thống thông tin không gian (Spatial Information Systems) LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 4 - Hệ thống dữ liệu địa lý (Geographic Data Systems) - Hệ thống thông tin đất đai (Land Information Systems) Tuy nhiên ở mức độ tương đối chúng ta có thể hiểu GIS theo định nghĩa như sau: “ Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một hệ thống các thông tin được sử dụng để thu thập, lưu trữ, xây dựng lại, thao tác, phân tích, biểu diễn các dữ liệu địa lý phục vụ công tác quy hoạch hoặc lập các quyết định sử dụng đất, các nguồn tài nguyên thiên nhiên môi trường, giao thông, đô thị và nhiều thủ tục hành chính” (Định nghĩa của Nitin Kumar Triphthi (2000 học viện Công nghệ Châu Á) [9]. Nói một cách dễ hiểu Hệ thống thông tin địa lý là tập hợp các thông tin có liên quan đến yếu tố địa lý một cách đồng bộ và lôgic; là công cụ được dùng để tập hợp, lưu trữ, xử lý và phân tích thông tin (không gian và phi không gian) thông qua các thiết bị máy tính và tin học; cho phép đánh giá tổng thể với nhiều yếu tố theo không gian và thời gian [13]. Lược sử ra đời và sự phát triển của hệ thống thông tin địa lý. Sự phát triển kỳ diệu của thông tin trong những thập kỷ cuối cùng của thế kỷ XX đã đặt nền móng cho sự ra đời và phát triển nhanh chóng của Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information Systems - GIS).
GIS ra đời năm 1960, khởi đầu là một phương tiện lưu trữ đơn thuần thông tin đồ họa. Cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin, nhu cầu số hóa và lượng hóa thông tin trên bản đồ ngày càng cao. Đặc biệt là những bản đồ chuyên đề đã cung cấp những thông tin hữu ích để khai thác và quản lý tài nguyên. Ngày nay, phần mềm GIS đang hướng tới đưa công nghệ GIS trở thành hệ tự động thành lập bản đồ và xử lý dữ liệu, hệ chuyên gia, hệ trí tuệ nhân tạo và hướng đối tượng.
Phần cứng của GIS phát triển mạnh theo giải pháp máy tính để LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 5 bàn, nhất là những năm gần đây ra đời các bộ vi xử lý cực mạnh, thiết bị lưu trữ dữ liệu, hiển thị và in ấn tiên tiến đã làm cho công nghệ GIS thay đổi về chất. Có thể nói trong suốt quá trình hình thành và phát triển của mình, công nghệ GIS đã luôn tự hoàn thiện từ thấp đến cao, từ đơn giản đến phức tạp để phù hợp với các tiến bộ mới nhất của khoa học kỹ thuật và những ứng dụng của nó trong thời gian gần đây [14]. Với sự phát triển ngày càng cao của công nghệ thông tin, GIS đã trở thành một công cụ mạnh, đáng tin cậy không chỉ của các nhà khoa học mà còn của các nhà quản lý, các nhà lập pháp và được ứng dụng rộng rãi trong các ngành, lĩnh vực hoạt động kinh tế - xã hội, đặc biệt là trong lĩnh vực quản lý tài nguyên. Một số ứng dụng GIS trong quản lý tài nguyên: 1.
Trên thế giới: Từ cuối những năm 70, trên thế giới đã có những đầu tư vào phát triển và ứng dụng máy tính trong bản đồ, đặc biệt là ở Bắc Mỹ, do các công ty tư nhân và nhà nước thực hiện, lúc đó khoảng 1000 hệ thống thông tin địa lý được sử dụng, tới năm 1990 con số này là 4000. Ở Châu Âu công nghệ này phát triển ở các nước Thụy Sỹ, Na Uy, Đan Mạch, Pháp, Anh và Đức…[6]. Ở Châu Á, GIS tập trung ở các nước có tin học và viễn thám phát triển như: Trung Quốc, Nhật Bản, Ấn Độ, Thái Lan, Indonesia… Những ứng dụng của GIS tập trung vào các lĩnh vực sau: - Môi trường: GIS được nhiều tổ chức môi trường trên thế giới cũng như nhiều quốc gia sử dụng để đánh giá hiện trạng môi trường các khu vực trên trái đất, mô hình hóa các tiến trình xói đất, cảnh báo sự lan truyền ô nhiễm môi trường… - Khí tượng thủy văn: GIS được dùng như một hệ thống đáp ứng nhanh phục vụ phòng chống thiên tai, lũ lụt, phát hiện tâm bão, dự đoán luồng chảy. LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 6 - Nông nghiệp: Được sử dụng vào giám sát thu hoạch, quản lý sử dụng đất, nghiên cứu đất trồng, kiểm tra tưới tiêu, kiểm soát nguồn nước.