MỞ ĐẦU Việt Nam là nƣớc có tính đa dạng sinh học cao và đã đƣợc công nhận là một trong các quốc gia cần đƣợc ƣu tiên cho bảo tồn toàn cầu. Chính vì nhận thức đƣợc sự cần thiết đó, từ đầu những năm 1960 của thế kỷ trƣớc, Đảng và nhà nƣớc đã có những chính sách bảo tồn. Tuy nhiên, quyết tâm và cam kết bảo tồn ĐDSH của nhà nƣớc đƣợc chú trọng hơn sau khi Việt Nam trở thành viên công ƣớc về Đa dạng sinh học (Convention on Biological Diversity - CBD) và Công ƣớc về thƣơng mại quốc tế các loài động, thực vật hoang dã nguy cấp (Convention on International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora - CITES) năm 1994. Một hệ thống các vƣờn quốc gia và khu bảo tồn của Việt Nam đã đƣợc quy hoạch và thành lập trên toàn quốc (theo Luật Bảo vệ và Phát triển rừng, Luật Thủy sản).
Đến nay, Việt Nam đã có 164 khu bảo tồn rừng đặc dụng với tổng diện tích gần 2,2 triệu ha [2]. Cách Hà Nội khoảng 150km về phía Nam, Vƣờn quốc gia (VQG) Xuân Thủy (Nam Định) là vùng đất và bãi bồi nơi sông Hồng đổ ra biển thuộc huyện Giao Thủy, tỉnh Nam Định, có tổng diện tích tự nhiên là 15.100 ha bao gồm: 7.100 ha vùng lõi VQG Xuân Thủy và 8.000 ha vùng đệm. Năm 1989, vùng đất này đã đƣợc ghi nhận vào danh sách 50 điểm tham gia công ƣớc quốc tế Ramsar. Đến tháng 10/2004, VQG Xuân Thủy tiếp tục đƣợc UNESCO công nhận là vùng lõi của Khu dự trữ sinh quyển thế giới liên tỉnh ven biển châu thổ sông Hồng (bao gồm các vùng đất ngập nƣớc ven biển của 3 tỉnh: Nam Định, Thái Bình và Ninh Bình).
Nơi đây là vùng đất đƣợc đánh giá có sự đa dạng sinh học cao, có nhiều loài chim di trú, đặc biệt là có những loài quý hiếm trong sách đỏ. Tuy nhiên, Vƣờn Quốc gia Xuân Thủy đang đứng trƣớc những thực trạng khó khăn, do dân số quá đông, sức ép về khai thác nguồn lợi từ tự nhiên và sinh kế của ngƣời dân vùng đệm tác động lên vùng lõi, các hoạt động sản xuất phát triển kinh tế đã gây tác động đến môi trƣờng tự nhiên và tác động tiêu cực đến cân bằng sinh thái tự nhiên nơi đây. Hiện nay, với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin, đặc biệt trong việc thu nhận và xử lý số, việc tích hợp từ dữ liệu Viễn thám (Remote Sensing-RS), hệ thống định vị toàn cầu (Global Possition System - GPS), hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System - GIS) đã và đang đƣợc áp dụng rộng rãi trong công tác giám sát, điều tra, đánh giá diễn biến tài nguyên nói chung cũng nhƣ các hệ 1 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com sinh thái rừng nói riêng nhằm hỗ trợ công tác bảo tồn và quản lý tài nguyên thiên nhiên. GIS là công cụ đắc lực trong quản lý tài nguyên thiên nhiên.
GIS có thể đƣợc dùng để tạo bản đồ phân bố tài nguyên, kiểm kê, đánh giá trữ lƣợng tài nguyên,.Để đạt đƣợc mục đích quản lý, sử dụng tài nguyên thiên nhiên một cách hiệu quả, cần phải một cơ sở dữ liệu đầy đủ và đƣợc xây dựng trong một hệ thống thông tin hiện đại, đáp ứng các nhu cầu diễn biến mạnh mẽ trong thời đại hiện nay. Với ƣu điểm nổi trội về khả năng cập nhật, lƣu trữ, phân tích, hiển thị và chia sẻ thông tin, GIS đã thực sự trở thành công cụ hiện đại và có hiệu quả hỗ trợ công tác xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ bảo tồn và phát triển nguồn tài nguyên. Xuất phát từ thực tiễn trên, đề tài luận văn “Nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu hệ thống thông tin địa lý (GIS)phục vụ cho bảo tồn và phát triển bền vững Vườn Quốc gia Xuân Thủy - Nam Định”đƣợc thực hiện nhằm nghiên cứu, đánh giá đƣợc hiện trạng các hệ sinh thái Vƣờn Quốc gia Xuân Thủy, nhằm bảo tồn và phát triển bền vững các hệ sinh thái bằng phƣơng pháp xây dựng cơ sở dữ liệu GIS. Từ những lí do trên, mục tiêu nghiên cứu của đề tài gồm: Sử dụng phƣơng pháp xây dựng cơ sở dữ liệu GIS để xây dựng các bản đồ chuyên đề nhằm phục vụ bảo tồn và phát triển bền vững Vƣờn Quốc gia Xuân Thủy.
Để đáp ứng những mục tiêu của đề tài, luận văn thực hiện các nội dung chính sau: - Nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu nền địa lý - Xây dựng cơ sở dữ liệu chuyên đề hiện trạng các hệ sinh thái - Đánh giá khái quát hiện trạng đa dạng sinh học Vƣờn Quốc gia Xuân Thủy + Hiện trạng đa dạng các kiểu hệ sinh thái + Hiện trạng đa dạng thành phần loài sinh vật - Xây dựng cơ sở dữ liệu chuyên đề định hƣớng sử dụng hợp lý các hệ sinh thái Vƣờn Quốc gia Xuân Thủy. 2 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Tổng quan về hệ thống thông tin địa lý GIS 1. Khái niệm về GIS Hệ thống thông tin địa lý - Geographic Information System (GIS) là một nhánh của công nghệ thông tin, đã hình thành từ những năm 60 của thế kỷ trƣớc và phát triển rất mạnh trong những năm gần đây.Từ năm 1980 đến nay đã có rất nhiều các định nghĩa đƣợc đƣa ra, tuy nhiên không có định nghĩa nào khái quát đầy đủ về GIS vì phần lớn chúng đều đƣợc xây dựng trên khía cạnh ứng dụng cụ thể trong từng lĩnh vực [8].
Theo Viện nghiên cứu môi trƣờng Mỹ (Environmental System Research Institute - ESRI, 1994) “Hệthông tin địa lý (HTTĐL) - Geographical Information System (GIS) là một tổ chức tổng thể của bốn hợp phần: phần cứng máy tính, phần mềm, tƣ liệu địa lý và ngƣời điều hành, đƣợc thiết kế hoạt động một cách có hiệu quả nhằm tiếp nhận, lƣu trữ, điều khiển, phân tích và hiển thị toàn bộ các dạng dữ liệu địa lý. HTTĐL cómục tiêu đầu tiên là xử lý hệ thống dữ liệu trong môi trƣờng không gian địa lý”. Từ các tiếp cận khác nhau, nhiều nhà khoa học đã cho những định nghĩa khác nhau về GIS: - Những nhà khoa học trong các lĩnh vực địa chất, môi trƣờng, tài nguyên,. sử dụng GIS nhƣ là những công cụ phục vụ cho những công trình nghiên cứu của mình đã định nghĩa GIS: “GIS là một hộp công cụmạnh đƣợc dùng để lƣu trữ và truy vấn tùy ý, biến đổi và hiển thị dữ liệu không gian từ thế giới thực cho những mục tiêu đặc biệt”.“Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống có chức năng xử lý các thông tin địa lý nhằm phục vụ việc quy hoạch, trợ giúp quyết định trong một lĩnh vực chuyên môn nhất định”.
- Từ những chức năng cần có của một hệ thống thông tin địa lý, một số nhà khoa học đã định nghĩa: “Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống chứa hàng loạt chức năng phức tạp dựa vào khả năng của máy tính và các toán tử xử lý thông tin không gian”.“Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống tự động thu thập, lƣu trữ, truy vấn, phân tích và hiển thị dữ liệu không gian”.“Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống quản trị 3 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com cơ sở dữ liệu bằng máy tính để thu thập, lƣu trữ, phân tích, và hiển thị dữ liệu không gian”. “Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống bao gồm bốn khả năng xử lý dữ liệu địa lý sau: (1) nhập dữ liệu, (2) quản lý dữ liệu (bao gồm lƣu trữ và truy xuất), (3) gia công và phân tích dữ liệu, (4) xuất dữ liệu”. - Theo quan điểm hệ thống thông tin, một số nhà khoa học đã định nghĩa: “GIS là một hệ thống thông tin đƣợc thiết kế để làm việc với dữ liệu có tham chiếu tọa độ địa lý. Nói cách khác, GIS là hệ thống gồm hệ cơ sở dữ liệu với những dữ liệu có tham chiếu không gian và một tập những thuật toán để làm việc trên dữ liệu đó”.“GIS là một hệ thống thông tin đặc biệt với cơ sở dữ liệu gồm những đối tƣợng, những hoạt động hay những sự kiện phân bố trong không gian đƣợc biểu diễn nhƣ những điểm, đƣờng, vùng trong hệ thống máy tính.
Hệ thống thông tin địa lý xử lý, truy vấn dữ liệu theo điểm, đƣờng, vùng phục vụ cho những hỏi đáp và phân tích đặc biệt”(Dueker, 1979). Những định nghĩa trên cho thấy rằng hệ thống thông tin địa lý có những khả năng của một hệ thống máy tính (phần cứng, phần mềm và các thiết bị ngoại vi) dùng để nhập, lƣu trữ, truy vấn, xử lý, phân tích và hiển thị hoặcxuất dữ liệu. Trong đó, cơ sở dữ liệu của hệ thống là những dữ liệu về các đối tƣợng, các hoạt động kinh tế, xã hội, nhân văn phân bố trong không gian tại những thời điểm nhất định. Lịch sử hình thành và phát triển của hệ thống thông tin địa lí Hệ thống địa lí đƣợc sử dụng sớm nhất vào năm 1854 bởi một ngƣời Anh tên là John Snow.
Ông đã mô tả sự lây lan của bệnh dịch tả ở Luân Đôn bằng cách đánh dấu các điểm dịch lên bản đồ, và cách làm của ông đã mang lại hiệu quả trong việc xác định hƣớng lây lan của dịch bệnh và kịp thời ngăn chặn. Năm 1962, hệ thống thông tin địa lí đầu tiên hoạt động thực sự trên thế giới đƣợc ra đời tại Canada, đƣợc phát triển bởi cục phát triển nông lâm nghiệp Canada.Đó là công trình nghiên cứu của tiến sĩ Roger Tomlinson có tên là Canada Geographic Information System (CGIS). Hệ thống này đƣợc sử dụng để lƣu trữ, phân tích và quản lý các dữ liệu đƣợc thu thập cho Canada Land Inventory (CLI), một tổ chức xác định tiềm năng đất đai cho nền nông nghiệp Canada bằng cách ánh 4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com xạ các thông tin về đất, rừng, các loại động vật, sông suối, đất nông nghiệp… vào bản đồ với tỉ lệ 1:50.Fisher thành lập phòng thí nghiệm đồ họa máy tính và phân tích không gian tại trƣờng Harvard Graduate School of Design, nơi mà một số khái niệm lý thuyết quan trọng về vận dụng dữ liệu không gian đƣợc phát triển. Vào năm 1970, họ đã đƣa ra code của hệ thống còn sơ khai và các hệ thống nhƣ 'SYMAP', 'GRID', 'ODYSSEY' nhƣ là một sự phát triển thƣơng mại đến các trƣờng đại học, các trung tâm nghiên cứu và các tổ chức trên thế giới.Năm 1968, Hội địa lý quốc tế đã quyết định thành lập Uỷ ban thu thập và xử lý dữ liệu địa lý.