Khóa luận tốt nghiệp ứng dụng công nghệ không gian địa lý viễn thám gis gps xác định suy thoái rừng và mất rừng tại khu dự trữ sinh quyển thế giới langbiang tỉnh lâm đồng

Luận văn tốt nghiệp kỹ thuật nghiên cứu tốt nghiệp ứng dụng công nghệ không gian địa lý viễn thám gis gps xác định suy thoái rừng và mất, điều tra thực trạng, phân tích số liệu,

• Tác giả: Chu Thị Hoài Linh
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Hải Hòa
• Trường học: Trường Đại Học Lâm Nghiệp Việt Nam
• Chuyên ngành: Quản Lý Tài Nguyên Thiên Nhiên
• Đề tài: Ứng Dụng Công Nghệ Không Gian Địa Lý (Viễn Thám, GIS, GPS) Xác Định Suy Thoái Rừng Và Mất Rừng Tại Khu Dự Trữ Sinh Quyển Thế Giới Lang Biang, Tỉnh Lâm Đồng Giai Đoạn 2017-2018
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

Tóm tắt

I. Tổng quan về ứng dụng GIS và Viễn thám trong quản lý rừng

Công nghệ GIS và viễn thám đã trở thành công cụ quan trọng trong việc quản lý tài nguyên rừng, đặc biệt là trong việc xác định tình trạng suy thoái và mất rừng. Tại Lang Biang, Lâm Đồng, việc ứng dụng các công nghệ này giúp theo dõi và đánh giá biến động rừng một cách hiệu quả. Nghiên cứu này không chỉ cung cấp thông tin chính xác về hiện trạng rừng mà còn hỗ trợ các nhà quản lý trong việc đưa ra các quyết định kịp thời nhằm bảo vệ tài nguyên thiên nhiên.

1.1. Khái niệm GIS và Viễn thám trong quản lý rừng

GIS (Hệ thống thông tin địa lý) và viễn thám là hai công nghệ chính giúp thu thập và phân tích dữ liệu không gian. GIS cho phép quản lý và phân tích thông tin địa lý, trong khi viễn thám cung cấp hình ảnh và dữ liệu từ xa về tình trạng rừng.

1.2. Lợi ích của việc ứng dụng GIS và Viễn thám

Việc ứng dụng GIS và viễn thám trong quản lý rừng mang lại nhiều lợi ích như giảm thiểu thời gian thu thập dữ liệu, nâng cao độ chính xác trong việc đánh giá hiện trạng rừng và hỗ trợ ra quyết định hiệu quả hơn.

II. Vấn đề suy thoái và mất rừng tại Lang Biang

Lang Biang, với diện tích rừng phong phú, đang phải đối mặt với tình trạng suy thoái và mất rừng nghiêm trọng. Các nguyên nhân chính bao gồm khai thác gỗ trái phép, phát triển nông nghiệp và biến đổi khí hậu. Việc hiểu rõ các vấn đề này là cần thiết để có các biện pháp bảo vệ hiệu quả.

2.1. Nguyên nhân chính dẫn đến suy thoái rừng

Các nguyên nhân chính dẫn đến suy thoái rừng tại Lang Biang bao gồm khai thác gỗ trái phép, sự phát triển của nông nghiệp và các hoạt động xây dựng hạ tầng. Những yếu tố này đã làm giảm diện tích rừng và ảnh hưởng đến đa dạng sinh học.

2.2. Tác động của suy thoái rừng đến môi trường

Suy thoái rừng không chỉ ảnh hưởng đến hệ sinh thái mà còn tác động tiêu cực đến đời sống của cộng đồng địa phương. Việc mất rừng dẫn đến giảm chất lượng không khí, nước và làm tăng nguy cơ thiên tai.

III. Phương pháp ứng dụng GIS và Viễn thám trong nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng các phương pháp GIS và viễn thám để thu thập và phân tích dữ liệu về tình trạng rừng tại Lang Biang. Các công nghệ này cho phép xây dựng bản đồ hiện trạng rừng và đánh giá biến động rừng qua các năm.

3.1. Quy trình thu thập dữ liệu viễn thám

Quy trình thu thập dữ liệu viễn thám bao gồm việc sử dụng các vệ tinh như Landsat và Sentinel để thu thập hình ảnh về khu vực nghiên cứu. Dữ liệu này sau đó được xử lý và phân tích để xác định tình trạng rừng.

3.2. Phân tích dữ liệu GIS để đánh giá hiện trạng rừng

Phân tích dữ liệu GIS cho phép xây dựng bản đồ hiện trạng rừng, từ đó đánh giá được mức độ suy thoái và mất rừng. Các chỉ số như NDVI được sử dụng để xác định sức khỏe của rừng.

IV. Kết quả nghiên cứu về suy thoái và mất rừng tại Lang Biang

Kết quả nghiên cứu cho thấy tình trạng suy thoái và mất rừng tại Lang Biang diễn ra nghiêm trọng trong giai đoạn 2017-2018. Bản đồ biến động rừng đã chỉ ra những khu vực bị ảnh hưởng nặng nề nhất, từ đó giúp các nhà quản lý có cái nhìn tổng quan về tình hình.

4.1. Bản đồ hiện trạng rừng năm 2017 và 2018

Bản đồ hiện trạng rừng được xây dựng từ dữ liệu viễn thám cho thấy sự thay đổi rõ rệt về diện tích rừng giữa hai năm. Điều này cho thấy sự cần thiết phải có các biện pháp bảo vệ kịp thời.

4.2. Đánh giá độ chính xác của bản đồ

Đánh giá độ chính xác của bản đồ hiện trạng rừng cho thấy tỷ lệ chính xác cao, giúp tăng cường độ tin cậy của dữ liệu trong việc ra quyết định quản lý rừng.

V. Giải pháp quản lý rừng bền vững tại Lang Biang

Để bảo vệ rừng tại Lang Biang, cần có các giải pháp quản lý bền vững. Việc áp dụng công nghệ GIS và viễn thám trong quản lý rừng sẽ giúp theo dõi và đánh giá tình trạng rừng một cách hiệu quả hơn.

5.1. Đề xuất giải pháp công nghệ

Đề xuất áp dụng công nghệ GIS và viễn thám trong việc theo dõi tình trạng rừng, từ đó đưa ra các biện pháp bảo vệ hiệu quả. Việc sử dụng công nghệ hiện đại sẽ giúp nâng cao hiệu quả quản lý tài nguyên rừng.

5.2. Tăng cường công tác tuyên truyền và giáo dục

Tăng cường công tác tuyên truyền về bảo vệ rừng cho cộng đồng địa phương là rất cần thiết. Việc nâng cao nhận thức sẽ giúp giảm thiểu các hoạt động khai thác trái phép và bảo vệ tài nguyên rừng.

VI. Kết luận và triển vọng tương lai của nghiên cứu

Nghiên cứu đã chỉ ra tầm quan trọng của việc ứng dụng GIS và viễn thám trong việc xác định suy thoái và mất rừng tại Lang Biang. Tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu và phát triển các giải pháp quản lý bền vững để bảo vệ tài nguyên rừng.

6.1. Tầm quan trọng của nghiên cứu trong quản lý rừng

Nghiên cứu này không chỉ cung cấp thông tin quan trọng về tình trạng rừng mà còn là cơ sở để xây dựng các chính sách quản lý hiệu quả hơn trong tương lai.

6.2. Hướng đi tương lai cho nghiên cứu và ứng dụng

Hướng đi tương lai cần tập trung vào việc phát triển các công nghệ mới và cải tiến phương pháp quản lý rừng, nhằm bảo vệ và phát triển bền vững tài nguyên rừng tại Lang Biang.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ Rừng là tài nguyên quý giá của quốc gia, là bộ phận quan trọng của môi trƣờng sinh thái, có giá trị to lớn đối với nền kinh tế quốc dân, gắn liền với đời sống của nhân dân và sự phát triền của xã hội. Rừng đƣợc xem là lá phổi xanh của thế giới giúp điều hòa khí hậu, cân bằng sinh thái cho môi trƣờng. Rừng làm dịu bớt nhiệt độ của luồng khí nóng ban ngày đồng thời duy trì đƣợc độ ẩm. Rừng có vai trò rất quan trọng trong bảo vệ môi trƣờng, bảo tồn đa dạng sinh học, điều tiết khí quyển, giảm hiệu ứng nhà kính, biến đổi khí hậu toàn cầu, nuôi dƣỡng duy trì nguồn nƣớc, bảo vệ và cải tạo đất, góp phần ổn định xã hội và an ninh quốc phòng; rừng góp phần quan trọng trong việc phát triển, mở rộng các ngành nghề nhƣ phát triển du lịch, dịch vụ, nông lâm kết hợp,.

Nằm ở phía Bắc tỉnh Lâm Đồng, thuộc khu vực Nam Tây Nguyên, Khu dự trữ sinh quyển thế giới Lang Biang có tổng diện tích 275.439 ha, trong đó vùng lõi là 39.943 ha, vùng đệm là 72.232 ha và vùng chuyển tiếp là 168. Nơi đây lƣu trữ những giá trị tiêu biểu về đa dạng sinh học, cảnh quan thiên nhiên hòa quyện với những nét văn hóa đặc sắc của Không gian Văn hóa Cồng chiêng Tây Nguyên đã đƣợc UNESCO công nhận là di sản văn hóa phi vật thể đại diện của nhân loại. Khu dự trữ sinh quyển thế giới Lang Biang bao gồm một vùng rừng nguyên sinh rộng lớn với vùng lõi là Vƣờn quốc gia Bidoup Núi Bà, nơi đƣợc đánh giá là một trong bốn trung tâm đa dạng sinh học của Việt Nam.Về động vật theo thống kê Langbiang có 748 loài động vật thuộc 507 giống, 123 họ, 6 lớp với 3 loài đặc hữu, 45 loài có tên trong sách đỏ Việt Nam, trong đó có 19 loài có giá trị bảo tồn cao. Một số loài quý hiếm nhƣ Chà vá chân đen (Pygathrix nigripes), Vƣợn đen má vàng (Nomascus gabriellae), Bò tót (Bos gaurus), Mi Lang Biang (Crocias langbianis), Khƣớu đầu đen má xám (Trochalopteron yersini).

Về thực vật Lang Biang còn là nơi sinh sống của 1940 loài thực vật thuộc 825 chi, 180 họ thuộc 4 ngành với 3 loài thực vật đặc hữu, 64 loài có tên trong Sách đỏ Việt Nam (2007) trong đó có 53 loài có giá trị bảo tồn cao nhƣ Thông hai lá dẹt (Pinus krempfii), Thông năm lá Đà Lạt (Pinus 1 dalatensis), Lan đốm (Gastrochilus calceolaris). Tại đây, các dịch vụ hệ sinh thái tự nhiên còn mang lại sinh kế bền vững cho cộng đồng bản địa thông qua chƣơng trình chi trả dịch vụ môi trƣờng rừng của Chính phủ Việt Nam. Hiện nay, chúng ta đang phải đƣơng đầu với những vấn đề về sự suy thoái của nguồn lợi tự nhiên và môi trƣờng. Sự phát triển kinh tế gắn với bảo vệ tài nguyên thiên nhiên và môi trƣờng phục vụ phát triển bền vững đang là vấn đề hết sức cấp thiết đƣợc các nhà quản lý đặt ra.

Để làm tốt công việc này, công tác điều tra, theo dõi và đánh giá mất rừng, suy thoái diện tích rừng là một trong những nhiệm vụ quan trọng hàng đầu. Hàng năm, các nhà quản lý đều có các báo cáo về hiện trạng và tình hình biến động diện tích rừng. Tuy nhiên, trƣớc đây khi công nghệ thông tin chƣa đƣợc phổ cập rộng thì việc đánh giá biến động mới chỉ dừng lại ở mức độ thô sơ dựa vào các số liệu thu thập đƣợc qua sổsách và bản đồ giấy, so sánh sự thay đổi bằng phƣơng pháp lấy số liệu từ năm trƣớc trừsố liệu của năm sau với các diện tích thay đổi để tìm xem diện tích đó thay đổi theo chiều hƣớng tăng hay theo chiều hƣớng giảm từ đó lập bản đồ chuyển đổi rừng. Đây làphƣơng pháp rất tốn kém, mất thời gian, tốn nhiều công sức, và chƣa thể hiện đƣợc các thông tin cần thiết của dữ liệu.

Phƣơng pháp đánh giá đã l i thời không còn phù hợp nữa vì vậy phải thay thế bằng các phƣơng pháp đánh giá mới đáp ứng đƣợc yêu cầu trên và phải đảm bảo kịp thời theo dõi sự thay đổi của đất rừng. Ngày nay cùng với sự phát triển không ngừng của nền khoa học hiện đại Sự ra đời của hàng loạt công nghệ thông tin địa lý đã giúp cho việc xác định biến động tài nguyên rừng trở nên dễ dàng. Xuất phát từ vấn đề đó, đề tài: “Ứng dụng công nghệ không gian địa lý (Viễn thám, GIS, GPS) xác định suy thoái rừng và mất rừng tại Khu dự trữ sinh quyển thế giới Lang Biang, tỉnh Lâm Đồng giai đoạn 2017- 2018” nghiên cứu để có cơ sở đề xuất các giải pháp quản lý hiệu quả nguồn tài nguyên thực vật rừng trên địa bàn. 2 PHẦN II TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.

Khái niệm GIS và viễn thám 2. Khái niệm GIS GIS (Geographic Information System) là hệ thống thông tin mà nó sử dụng dữ liệu đầu vào, các thao tác phân tích, cơ sở dữ liệu đầu vào liên quan về mặt địa lý không gian, nhằm trợ giúp việc thu nhận, lƣu trữ, quản lý, xử lý, phân tích và hiển thị các thông tin không gian từ thế giới thực để giải quyết vấn đề tổng hợp thông tin cho các mục đích của con ngƣời đặt ra (Nguyễn Kim Lợi và ctv, 2009). GIS là hệ thống quản lý không gian đƣợc phát triển dựa trên cơ sở công nghệ máy tính với mục đích lƣu trữ, hợp nhất, mô hình hoá, phân tích và miêu tả đƣợc nhiều dữliệu. GIS đƣợc gọi là công nghệ xúc tác vì tiềm năng to lớn của nó đối với phạm vi các ngành có liên quan.

GIS hợp nhất các số liệu mang tính liên ngành lại bằng tổng hợp, mô hình hoá và phân tích. Hệ thống thông tin địa lý và các ứng dụng của nó giúp đạt đƣợc nhiều yêu cầu của thực tiễn, với các ƣu điểm nổi bật nhƣ sau: Giảm hoặc loại bỏ các hoạt động thừa từ đó tiết kiệm đƣợc thời gian, công sức và tiền của. Số liệu có thể đƣợc cập nhật hoá một cách dễ dàng. Chất lƣợng số liệu đƣợc quản lý, xử lý và hiệu chỉnh tốt.

Dễ dàng truy cập, phân tích số liệu từ nhiều nguồn và nhiều loại khác nhau. Tổng hợp một lần đƣợc nhiều loại số liệu khác nhau để phân tích và tạo ra hanh chóng một lớp số liệu tổng hợp mới. Có thể làm bản đồ không cần kỹ xảo hoặc vắng kỹ thuật viên. Có thể làm cho bản đồ gần gũi với mục đích sử dụng.

Hạn chế sử dụng bản đồ in tránh tác hại làm giảm chất lƣợng dữ liệu. Khái niệm viễn thám Viễn thám (Remote sesing) đƣợc hiểu là một môn khoa học thu thập các thông tin trên bề mặt trái đất mà không cần tiếp xúc trực tiếp với chúng. Công nghệ này đƣợc thực hiện bằng việc thu nhận và đo đạc các năng lƣợng phản xạ hoặc phát xạ từ bề mặt vật thể hoặc trái đất sau đó tiến hành xử lý, phân tích và ứng dụng các thông tin đó trong lĩnh vực khác nhau. Các thông tin thu nhận là kết quả của việc giải mã hoặc đo đạc những biến đổi mà đối tƣợng tác động tới môi trƣờng chung quanh nhƣ trƣờng điện từ, trƣờng âm thanh hoặc trƣờng hấp dẫn.

Ngày nay kỹ thuật viễn thám đã đƣợc phát triển và ứng dụng rất nhanh, rất hiệu quả trong rất nhiều lĩnh vực đặc biệt là công nghệ chủ đạo trong quản lý giám sát tài nguyên thiên nhiên và môi trƣờng. Lƣợc sử hình thành và phát triển của GIS và viễn thám 2. Trên thế giới Thuật ngữ “viễn thám” đƣợc xuất hiện và đƣa vào năm 1960 bởi Evelyn Pruitt thuộc viện Hải quân Hoa Kỳ. Tuy nhiên, lịch sử hình thành nên viễn thám đã có từ rất lâu trƣớc đó và quá trình phát triển của nó gắn liền với sự phát triển của kỹ thuật chụp ảnh.

Chụp ảnh trên không đƣợc sử dụng với quy mô lớn và có hệ thống đã đƣợc bắt đầu vào những năm trong thế chiến thứ nhất. Chiến tranh thế giới thứ II đƣợc coi là điểm khởi đầu cho việc phát triển nhanh công nghệ viễn thám, trƣớc hết nhằm phục vụ cho mục đích quân sự. Vào những năm 1940, mạng lƣới rada đã đƣợc xây dựng với mục đích chủ yếu để cung cấp sớm những cảnh báo cho máy bay. Tiến bộ của công nghệ rada cho phép phát triển giám sát và nhận ra những thiết bị trong phạm vi hẹp.

Trong những năm 1950, hệ thống ảnh hồng ngoại đƣợc phát triển, nó cung cấp hình ảnh bức xạ của vật thể và địa hình. Hệ thống hồng ngoại không phụ thuộc vào ánh sáng nhƣng nó không thể vƣợt qua đám mây. Vào những năm 1956, ngƣời ta tiến hành một số cuộc bay nhằm thử nghiệm khả năng của máy bay trong việc phân loại và phát hiện kiểu thực vật. Năm 1957 đánh dấu mốc phát triển rất lớn của viễn thám khi U.R (Liên Xô 4 cũ) tung ra vệ tinh SPUTNIK-1, đánh dấu sự bắt đầu của “thời đại không gian”.

Sự tồn tại tƣơng đối lâu của vệ tinh trên quỹ đạo cũng nhƣ khả năng lặp lại đƣờng bay đã giúp cho vệ tinh có thể theo dõi đƣợc những động thái của nhiều hiện tƣợng hay những biến đổi theo mùa, theo chu ký năm, diễn biến của nhiều đối tƣợng nhƣ nạn phá rừng, biến đổi trong quy hoạch đất đai. Ngày nay, sự ứng dụng của viễn thám trong lĩnh vực thăm dò tài nguyên đã trở nên rất đa dạng và phong phú. Hiện nay, nhiều bộ cảm biến hiện đại đang đƣợc đầu tƣ nghiên cứu và phát triển trong đó phải kể đến phổ kế tạo ảnh – cho phép nâng số kênh phổ lên hàng trăm kênh khác nhau. GIS đầu tiên trên thế giới đƣợc xây dựng vào đầu những năm 60 của thế kỷ XX tại Canada với tên gọi CGIS (Canadian Geographic Infomational System).

Song song với Canada hàng loạt các trƣờng đại học Mỹ cũng tiến hành nghiên cứu và xây dựng các GIS của mình. Tuy nhiên rất nhiều trong số đóđã không tồn tại đƣợc lâu. Sự ra đời và phát triển các GIS trong những năm 60 của thể kỷ XX đãđƣợc quốc tế chấp nhận và đánh giá cao. Vì vậy, năm 1968 Hội Địa Lý Quốc tế đã quyết định thành lập uỷ ban thu nhận và xử lý dữ liệu địa lý nhằm mục đích phổ biến kiến thức trong lĩnh vực này trong những năm tiếp theo.