BMT, 2009 *** LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM NGHIỆP *** Tác giả: PHẠM NGỌC TÙNG BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN - PHẠM NGỌC TÙNG ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIS TRONG ĐIỀU CHẾ RỪNG TẠI CÔNG TY LÂM NGHIỆP NAM TÂY NGUYÊN, TỈNH ĐĂK NÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP Buôn Ma Thuột, tháng 10 / 2009 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN PHẠM NGỌC TÙNG ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIS TRONG ĐIỀU CHẾ RỪNG TẠI CÔNG TY LÂM NGHIỆP NAM TÂY NGUYÊN, TỈNH ĐĂK NÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM NGHIỆP Buôn Ma Thuột, năm 2009 i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY NGUYÊN PHẠM NGỌC TÙNG ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ GIS TRONG ĐIỀU CHẾ RỪNG TẠI CÔNG TY LÂM NGHIỆP NAM TÂY NGUYÊN, TỈNH ĐĂK NÔNG CHUYÊN NGÀNH: LÂM HỌC Mã số: 60.62.60 LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM NGHIỆP Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Bảo Huy Buôn Ma Thuột, năm 2009 ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam ñoan ñây công trình nghiên cứu riêng tôi, số liệu kết nghiên cứu nêu luận văn trung thực, ñược ñồng tác giả cho phép sử dụng chưa ñược công bố công trình khác Họ tên tác giả Phạm Ngọc Tùng iii LỜI CẢM ƠN Đề tài ñược hoàn thành Trường Đại học Tây Nguyên năm 2009, theo chương trình ñào tạo cao học khóa I Trong trình thực hoàn thành luận văn, tác giả ñược quan tâm, giúp ñỡ Khoa sau ñại học - Đại học Tây Nguyên; Công ty Lâm nghiệp Nam Tây Nguyên Đạt ñược kết xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc ñến PGS TS Bảo Huy, người thầy ñã truyền ñạt kiến thức vô quý báu suốt thời gian học tập, tận tình hướng dẫn, bảo thời gian thực ñề tài Xin chân thành cảm ơn thầy cô môn Quản lý tài nguyên rừng, Trường Đại học Tây nguyên; cán Xí nghiệp Khảo sát thiết kế - Công ty lâm ngiệp Nam tây Nguyên ñã tạo ñiều kiện, giúp ñỡ suốt trình thu thập xử lý liệu số liệu phục vụ ñề tài nghiên cứu iv MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ii LỜI CẢM ƠN iii DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH viii ĐẶT VẤN ĐỀ Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Ngoài nước 1.1.1 Hệ thống thông tin ñịa lý 1.1.2 Điều chế rừng 1.2 Trong nước 1.2.1 Hệ thống thông tin ñịa lý: 1.2.2 Điều chế rừng 12 1.3 Thảo luận vấn ñề nghiên cứu 13 Chương 2: ĐỐI TƯỢNG - ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU 15 2.1 Địa ñiểm, ñối tượng phạm vi nghiên cứu 15 2.2 Đặc ñiểm khu vực nghiên cứu 15 2.2.1 Khu vực nghiên cứu 15 2.2.2 Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu 16 2.2.3 Điều kiện kinh tế xã hội, văn hóa khu vực nghiên cứu 20 Chương 3: MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23 3.1 Mục tiêu nghiên cứu 23 3.2 Nội dung nghiên cứu 23 3.3 Phương pháp nghiên cứu 24 3.3.1 Phương pháp luận tiếp cận nghiên cứu 24 3.3.2 Phương pháp nghiên cứu cụ thể 25 Chương 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 33 4.1 Phân loại trạng thái rừng dựa vào ảnh viễn thám 33 4.1.1 Đăng ký tọa ñộ tăng cường chất lượng ảnh 33 v 4.1.2 Chuyển ñổi ảnh 37 4.1.3 Phân loại trạng thái rừng ảnh 40 4.1.4 Xử lý sau phân loại trạng thái ảnh 44 4.2 Xây dựng mô hình cấu trúc, tăng trưởng hồi quy ña biến quan hệ nhân tố ñiều tra lâm phần 47 4.2.1 Mô hình cấu trúc ñịnh hướng tiêu kỹ thuật khai thác chặt nuôi dưỡng rừng 47 4.2.2 Mô hình xác ñịnh lượng tăng trưởng 56 4.2.3 Mô hình xác ñịnh giải pháp lâm sinh (GPLS) 62 4.3 Thiết lập công cụ GIS ñể quản lý tổ chức ñiều chế rừng 64 4.3.1 Tạo lập sở liệu GIS 64 4.3.2 Kết ñiều chế rừng ñược quản lý GIS 71 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO 89 vi DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Band: Kênh ảnh (Band) CSDL: Cơ sở liệu FAO: Tổ chức Nông lương giới (Food and Agriculture Organization) GCP: Điểm khống chế mặt ñất (Ground Control Point) GIS: Hệ thống thông tin ñịa lý (Geographic Information System) GPS: Hệ thống ñịnh vị toàn cầu (Global Positioning System) NDVI: Chỉ số thực vật (Normalized Difference Vegetation Index) PCA: Phân tích thành phần (Principal Component Analysis) UNDP: Chương trình phát triển Liên Hiệp quốc (United Nation Development Programme) UTM: Hệ lưới chiếu (Universal Transverse Mercator) WGS 84: Hệ tọa ñộ giới xây dựng năm 1984 (World Geodetic System) WRI (World Resouce Institute): Viện Tài nguyên Thế giới Ký hiệu D, D1.3 (cm): Đường kính vị trí 1.3m N (cây), n: Số cây, dung lượng mẫu quan sát G (m2): Tiết diện ngang vị trí 1.3m Hvn (m): Chiều cao vút Ln(): Logarit tự nhiên (cơ số e) M (m ): trữ lượng lâm phần R, R2 Hệ số tương quan, Hệ số xác ñịnh Pm: Suất tăng trưởng χ2 Tiêu chuẩn bình phương Pearson V (m3) Thể tích Zd, Zd năm (mm/5năm) Tăng trưởng ñường kính năm Zm Lượng tăng trưởng thường xuyên hàng năm vii DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1 Thống kê diện tích theo trạng thái rừng Công ty LN Nam Tây Nguyên 20 Bảng 3.1 Thông tin liệu ảnh vệ tinh 25 Bảng 4.1 Tổng hợp diện tích theo trạng thái kết giải ñoán ảnh SPOT 44 Bảng 4.2 Kết kiểm tra ô tiêu chuẩn ñưa vào xây dựng mô hình rừng ñịnh hướng theo tiêu chuẩn χ2 47 Bảng 4.3 Sắp xếp số theo cỡ kính 48 Bảng 4.4 Điều chỉnh cấu trúc N/D khai thác chọn rừng thường xanh, trạng thái rừng giàu (IIIb, IIIa3) 50 Bảng 4.5 Điều chỉnh cấu trúc N/D khai thác chọn rừng thường xanh, trạng thái rừng trung bình (IIIa2) 51 Bảng 4.6 Điều chỉnh cấu trúc N/D chặt nuôi dưỡng rừng thường xanh, trạng thái rừng nghèo (IIIa1) 52 Bảng 4.7 Điều chỉnh cấu trúc N/D chặt nuôi dưỡng rừng thường xanh, trạng thái rừng non (IIb) 53 Bảng 4.8 Điều chỉnh cấu trúc N/D chặt nuôi dưỡng rừng thường xanh, trạng thái IIIa2 hỗn giao tre nứa (IIIa2+L) 54 Bảng 4.9 Cự ly cấp kính thay ñổi theo Zd năm ñể cấp kính chuyển hết lên cấp kinh 58 Bảng 4.10 Tính toán lượng tăng trưởng lâm phần năm cho trạng thái rừng giàu (IIIa3, IIIb) 59 Bảng 4.11 Tính lượng tăng trưởng lâm phần năm cho trạng thái 60 Bảng 4.12 Kết mô hình mã hóa biện pháp lâm sinh theo ñặc ñiểm ñiều tra lâm phần 63 Bảng 4.13 Công thức nhập trường liệu dự báo 68 Bảng 4.14 Kế hoạch giải pháp lâm sinh theo không gian thời gian 74 Bảng 4.15 Cơ sở liệu giải pháp khai thác theo thời gian 77 Bảng 4.16 Cơ sở liệu giải pháp lâm sinh theo thời gian từ năm 2015 83 viii DANH MỤC CÁC HÌNH Trang Hình 2.1: Bản ñồ khu vực nghiên cứu 16 Hình 2.2: Bản ñồ trạng rừng khu vực nghiên cứu 19 Hình 3.1: Sơ ñồ tiếp cận nghiên cứu 24 Hình 3.2: Sơ ñồ phương pháp phân loại trạng thái rừng dựa vào ảnh viễn thám 27 Hình 4.1: Ảnh SPOT trước sau ñăng ký tọa ñộ UTM WGS – 84 (tổ hợp màu 3:4:2) 33 Hình 4.2: Ảnh Landsat tổ hợp màu 3:2:1 khu vực nghiên cứu 34 Hình 4.3: Ảnh Landsat ñược tăng cường ñộ phân giải không gian kênh toàn sắc khu vực nghiên cứu – Tổ hợp màu 3:2:1 35 Hình 4.4: Ảnh SPOT thể khu vực nghiên cứu – Tổ hợp màu 3:4:2 36 Hình 4.5: Ảnh NDVI SPOT 38 Hình 4.6: Ảnh NDVI Landsat ñộ phân giải 14.5m 39 Hình 4.7: Ảnh SPOT tổ hợp màu kênh PCA 1-NDVI – Band 1(gốc) 41 Hình 4.8: Kết phân loại trạng thái ảnh SPOT 42 Hình 4.9: Gộp nhóm, phân tích ña số, thiểu số ảnh SPOT ñã phân loại 45 Hình 4.10: Bản ñồ trạng rừng sở giải ñoán ảnh SPOT 46 Hình 4.11: Mô hình N/D ñịnh hướng theo hàm Mayer 49 Hình 4.12: So sánh cấu trúc trạng thái rừng giàu với cấu trúc ñịnh hướng 51 Hình 4.13: So sánh cấu trúc thực trạng thái IIIa2 với cấu trúc ñịnh hướng 52 Hình 4.14: So sánh cấu trúc thực trạng thái IIIa1 với cấu trúc ñịnh hướng 53 Hình 4.15: So sánh cấu trúc thực trạng thái IIb với cấu trúc ñịnh hướng 54 Hình 4.16: So sánh cấu trúc thực trạng thái IIIa2+L với cấu trúc ñịnh hướng 55 Hình 4.17: So sánh cấu trúc thực trạng thái IIIa1+L với cấu trúc ñịnh hướng 56 Hình 4.18: Mô hình quan hệ Zd/D theo D1.3 57 Hình 4.19: Mô hình quan hệ Pm theo M 61 Hình 4.20: Tạo trường bảng sở liệu lớp trạng thái rừng 65 Hình 4.21: Nhập liệu cho bảng CSDL ArcGIS 66 ix Hình 4.22: Trích bảng sở liệu phục vụ ñiều chế rừng ñược tạo ArcGIS 70 Hình 4.23: Tạo ñồ giải pháp lâm sinh 71 Hình 4.24: Bản ñồ giải pháp lâm sinh bắt ñầu từ thời ñiểm 2009 72 Hình 4.25: Chuyển ñịnh dạng CSDL ArcGIS sang Exel 73 Hình 4.26: Tạo sở liệu giải pháp khai thác 75 Hình 4.27: Bản ñồ khai thác theo luân kỳ 76 Hình 4.28: Bản ñồ giải pháp chặt nuôi dưỡng rừng theo thời gian 78 Hình 4.29: Bản ñồ giải pháp làm giàu rừng theo thời gian 79 Hình 4.30: Bản ñồ giải pháp lâm sinh Tiểu khu 1482 81 Hình 4.31: Bản ñồ giải pháp lâm sinh từ năm 2015 82 Hình 4.32: Sơ ñồ kỹ thuật phối hợp mô hình hồi quy với GIS phục vụ ñiều chế rừng 84 ĐẶT VẤN ĐỀ Tài nguyên rừng toàn giới bị suy thoái nghiêm trọng thập niên 90 kỷ XX, theo thống kê FAO (2003), năm có 0,38% diện tích rừng bị chuyển sang mục ñích sử dụng khác, có nhiều nguyên nhân khác làm rừng bị suy thoái xử lý lâm sinh không hiệu làm giảm sức sản xuất rừng, quản lý khai thác không tốt làm giảm giá trị ña dạng sinh học, khai thác gỗ, củi, thực phẩm chăn nuôi; ñó nhu cầu phát triển kinh tế gia tăng dân số có ý nghĩa hàng ñầu Việt Nam quốc gia không tránh khỏi thực trạng trên, diện tích rừng bị giảm liên tục từ 1943 ñến 2000, rừng tự nhiên giai ñoạn 1980 - 1990, diện tích rừng trồng có tăng không ñủ bù ñắp lại rừng tự nhiên bị Ngoài diện tích rừng bị mất, chất lượng rừng bị suy thoái Theo thống kê năm 1943, diện tích rừng tự nhiên Việt Nam 14,3 triệu ñến năm 2000 diện tích rừng giảm xuống 9,444 triệu [7], khu vực Tây nguyên giảm 440 nghìn từ năm 1975 ñến năm 20031 Một nguyên nhân dẫn ñến suy thoái tài nguyên rừng Việt Nam quản lý sử dụng rừng không hợp lý, sách ñộng lực chưa phù hợp với nhu cầu phát triển xã hội Ngày nay, quan tâm nhiều việc tổ chức quản lý rừng bền vững nhằm không ngừng phát huy với hiệu cao, ổn ñịnh liên tục tác dụng lợi ích rừng lĩnh vực môi trường, kinh tế, văn hoá, xã hội tương lai Một sở ñóng góp vào tiến trình xây dựng phương án ñiều chế rừng khoa học, phù hợp với thực tiễn sản xuất ñơn vị Từ năm 80 kỷ XX bắt ñầu trọng vào khoa học ñiều chế rừng, tức cố gắng tổ chức rừng khoa học không gian thời gian, tránh kinh doanh rừng ñể làm rừng Hầu hết Theo công bố Bộ Nông nghiệp PTNT năm 2003 lâm trường ñều phải xây dựng phương án ñiều chế rừng hàng năm ñều có thiết kế sản xuất, hoạt ñộng ñã ñóng góp tích cực vào việc quản lý kinh doanh rừng ổn ñịnh Tuy nhiên với phương pháp xây dựng ñiều chế rừng truyền thống việc thu thập, cập nhật thông tin, sở liệu chủ yếu dựa vào trình ñiều tra, khảo sát, tổng hợp thông tin thu thập ñược mẫu biểu ñiều tra, ñồ giấy thể loại ñất ñai, loại rừng, kết hợp biểu tổng hợp ñồ giấy ñể mô tả ñối tượng ñiều chế Công việc ñỏi hỏi phải tiêu tốn nhiều thời gian, kinh phí, nhân lực ñộ xác không cao Hơn việc lưu giữ, phục hồi, chia sẻ thông tin cập nhật liệu không gian ñịa lýnhững biến ñộng tài nguyên ñể quản lý ñề giải pháp khó, giai ñoạn nhu cầu xã hội áp lực dân số, ñô thị hóa, nhu cầu ñất sản xuất, , làm cho diện tích rừng ngày thu hẹp nhanh chóng, ñó cần có phương pháp, công nghệ có ñộ tin cậy ñể quản lý, cập nhật, xử lý, hỗ trợ ñịnh quản lý tài nguyên cách khoa học, nhanh chóng, hiệu xác Với phát triển vượt bậc hệ thống máy tính, với công nghệ thông tin ñã ñang ñược nhiều nước giới áp dụng Một công nghệ ñáng quan tâm việc quản lý tài nguyên thiên nhiên hệ thống thông tin ñịa lý (Geographic Information System - GIS) Trong ñó sử dụng ảnh viễn thám (Remote Sensing) công nghệ GIS kết hợp hệ thống ñịnh vị toàn cầu GPS (Global Positioning System) nhu cầu khách quan, ñiều chế rừng tổ chức không gian thời gian, liên quan ñến yếu tố ñịa lý ñặc ñiểm cấu trúc ñộng thái rừng, vận dụng ñược vấn ñề giải pháp hữu hiệu không cho quản lý vĩ mô mà quản lý vi mô sở quản lý, phát triển rừng có khoa học, có sở liệu thông tin ñược cập nhật giúp cho việc xác ñịnh giải pháp kỹ thuật hỗ trợ ñịnh nhanh chóng, có ñộ tin cậy Những thuận lợi ñáng kể sử dụng GIS như: Dễ dàng lưu giữ, bảo quản sở liệu; chỉnh sửa; cập nhật; tìm kiếm có khả phân tích chuyên ñề, phân tích không gian; dễ chia sẻ trao ñổi, Xuất phát từ thực tế trên, với mục tiêu ứng dụng công nghệ vào trình phân loại trạng thái rừng, quản lý ñiều chế rừng, thực ñề tài “Ứng dụng công nghệ GIS ñiều chế rừng Công ty Lâm nghiệp Nam Tây Nguyên, tỉnh Đăk Nông” nhằm góp phần xây dựng công cụ quản lý liệu ñưa giải pháp phục vụ cho công tác ñiều chế rừng phù hợp với khu vực nghiên cứu 4 Chương 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Nghiên cứu ứng dụng công nghệ GIS xây dựng công cụ ñiều chế rừng xem xét cách có hệ thống vấn ñề: Quan ñiểm, khái niệm hệ thống thông tin ñịa lý (GIS); ứng dụng GIS lĩnh vực quản lý tài nguyên môi trường; khả ứng dụng ảnh viễn thám ñể xây dựng liệu cho GIS; nghiên cứu ñiều chế rừng, khả áp dụng công nghệ ñể quản lý ñiều chế Trên sở luận văn tổng quan kết nghiên cứu nước theo chủ ñề liên quan ñến vấn ñề nói trên, từ ñây phản ảnh ñược cách chung tình hình ứng dụng công nghệ GIS khả ứng dụng vào công tác ñiều chế rừng 1.1 Ngoài nước 1.1.1 H th ng thông tin ñ a lý Hệ thống thông tin ñịa lý (GIS) ñược hình thành từ ngành khoa học Địa lý, Bản ñồ, Tin học Toán học, GIS bắt ñầu ñược xây dựng Canada từ năm sáu mươi kỷ XX, từ ñây có nhiều khái niệm GIS sau: Theo Ducker (1979) ñịnh nghĩa: “GIS trường hợp ñặc biệt hệ thống thông tin ñó sở liệu bao gồm quan sát ñặc trưng phân bố không gian, hoạt ñộng kiện ñược xác ñịnh khoảng không ñường, ñiểm, vùng” [15,16 ,18] Burrough (1986) ñịnh nghĩa: “GIS công cụ mạnh dùng ñể lưu trữ truy vấn, biến ñổi, hiển thị liệu không gian từ giới thực cho mục tiêu khác nhau” [25] Aronoff (1993) ñịnh nghĩa: “GIS hệ thống gồm chức năng: Nhập liệu , quản lý lưu trữ liệu, phân tích liệu, xuất liệu” [24] Cowen (1988) ñịnh nghĩa rộng “ GIS hệ thống hỗ trợ ñịnh bao gồm tích hợp liệu không gian ñể giải vấn ñề môi trường, ”[26] 5 Như GIS công cụ phân tích, cải tạo giới thực, cho phép xác ñịnh mối quan hệ không gian hình ảnh ñối tượng ñồ quản lý hệ thống GIS không lưu giữ ñồ theo kịch cổ truyền không lưu giữ hình ảnh cụ thể theo tầm nhìn cho lãnh thỗ ñịa lý, GIS lưu giữ liệu mà từ liệu ñó tạo ñồ theo nhu cầu ñặt cho mục tiêu cụ thể Trong GIS không quản lý hình ảnh cụ thể mà quản lý sở liệu, thường sở liệu GIS sở liệu quan hệ tập trung ñược tạo lập liệu không gian ñi kèm theo thông tin thuộc tính chúng Hiện nay, giới công nghệ GIS ñang ñược phát triển mạnh lĩnh vực quản lý tài nguyên như: Viện Tài nguyên Thế giới (World Resouce Institute –WRI) ñã sử dụng GIS ñể ñánh giá ảnh hưởng phá rừng với quốc gia người dân toàn Thế giới Ứng dụng GIS ñể kiểm soát diện tích rừng toàn cầu Ngoài GIS hỗ trợ phân tích so sánh diện tích rừng với diện tích rừng khứ, cho thấy xu hướng thu hẹp ngày nhanh diện tích tốc ñộ thu hẹp vùng khác nhau, từ ñó dự báo tốc ñộ rừng nơi mà biên giới rừng tồn Với phần mềm GIS, dự báo ñược phân tích dạng ñồ biểu ñồ Sử dụng phương trình ñất GIS ñể ước lượng phân bố không gian xói mòn ñất vùng lưu vực sông Gichobo, Kenya; Quản lý xói mòn ñất lưu vực sông Masinga – Kenya; Ứng dụng viễn thám GIS nghiên cứu xói mòn ñất lưu vực sông Romero – Philippin; Ứng dụng Viễn thám GIS ñể ñánh giá xói mòn ñất lưu vực sông Bata - Ấn Độ; Ứng dụng Viễn thám GIS thành lập ñồ phân cấp xói mòn lưu vực Phewa – Nepan… Phương pháp ñược sử dụng rộng rãi nghiên cứu ñó lồng ghép phương trình ñất phổ dụng phương trình ñất sửa ñổi vào công nghệ GIS ñể tính toán xói mòn ñất Phương pháp chủ yếu tập trung nghiên cứu số nhân tố thổ nhưỡng, thủy sa ñịa hình, ñó ưu ñiểm ước lượng ñược cách tương ñối xác lượng ñất bị xói mòn lưu vực [36] Tại Malaysia, công nghệ GIS ñã ñược coi nhiệm vụ quan trọng cho ngành công nghiệp liên quan ñến dầu khí, quản lý thiên tai, GIS hữu ích cho Chính phủ ñồn ñiền lớn nhằm nỗ lực việc hướng tới mục tiêu thân thiện môi trường Nhiều công ty Malaysia ñang tạo lợi nhuận từ giải pháp công nghệ lập ñồ máy tính sử dụng hệ thống ñịnh vị toàn cầu (GPS) hệ thống thông tin ñịa lý GIS hoạt ñộng như: Xác ñịnh trồng phù hợp theo ñịa phương theo mùa, tối ưu hóa phân bón số lượng thuốc trừ sâu, tính toán xác suất cho loại trồng Dự báo ảnh hưởng ô nhiễm không khí ñối với phát triển thực vật: Với GIS, nhà khoa học phủ liệu cho vùng (các liệu tăng trưởng, phân bố loài thực vật, ) theo thời gian, tạo nên ñồ ñánh giá biến ñổi sinh trưởng loài Những phân tích hữu ích dự báo ảnh hưởng lâu dài ô nhiễm không khí không ñối với thực vật, mà ñối với ñộng vật người Sự cố ñịa chấn: Bằng trình ñịnh danh ñịa hình, vị trí ñịa lý, kỹ thuật xây dựng, GIS giúp dự báo thời gian ñịa ñiểm xảy cố ñộng ñất, núi lửa, hậu có Cơ quan kiểm soát cố ñịa chấn Portland, bang Oregon, Hoa Kỳ ñã sử dụng phần mềm ARC/INFO, ArcView GIS Map Objects ñể trợ giúp dự báo chuẩn bị ñối phó với cố Ô nhiễm không khí: Ô nhiễm không khí phát tán xa từ nguồn thải, gây tác hại ñối với sức khoẻ môi trường phạm vi toàn cầu Công nghệ GIS ñã hỗ trợ nhiều việc kiểm soát ô nhiễm không khí Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ (EPA) ñã sử dụng phần mềm ARC/INFO ñể nghiên cứu ảnh hưởng ô nhiễm không khí ñối với phát triển hậu lâu dài khói ñối với rừng Kiểm soát ô nhiễm không khí từ khói: Đầu tiên, miền Đông nước Mỹ ñược phân thành vùng khác ARC/INFO ñược dùng ñể tạo thành lưới ô nhiễm bao phủ toàn vùng này, ô có diện tích 20 km2 Các liệu chất lượng không khí ñược thu thập từ trạm quan trắc vùng ñược lưu vào sở liệu Dựa vào sở liệu này, với công cụ GIS, nhà khoa học tạo ñồ phát tán NOx, mây, nhiệt ñộ hàng ngày, hướng gió, ñộ cao khoảng cách khói từ nguồn phát thải Ngoài ra, sử dụng GIS, liệu ñược phân tích kết hợp với ñiều kiện ñịa hình khí hậu vùng Ô nhiễm nước: GIS ñược dùng ñể giám sát phân bố ñịnh lượng chất gây ô nhiễm nước khác khu vực Bộ môn Kỹ thuật Nông nghiệp Trường Đại học Natal dùng số xói lở ñất, mức ñộ Photpho, số sử dụng ñất lượng vi khuẩn E.coli, làm thông số thành phần mô hình chất lượng nước cho vùng châu thổ Mgeni Bang Massachusetts – Mỹ ñang sử dụng GIS giám sát chất lượng nước toàn vùng lưu vực sông Merrimack Vị trí trạm thu mẫu, bãi bồi, lò ñốt rác, ao, phụ lưu ñều ñược lưu GIS GIS biểu diễn ñối tượng, ñồng thời tìm kiếm mối quan hệ không gian chất lượng nước nguồn gây ô nhiễm tiềm tàng Tràn dầu: Những tác ñộng bất lợi ô nhiễm, chẳng hạn tràn dầu, ñược ước ñịnh GIS Với thông tin này, GIS mô tiềm ô nhiễm ñịa ñiểm khác phát triển chiến lược ước ñịnh rủi ro Công nghệ GIS ñược Hội ñồng Sự cố tràn dầu Exxon Valdez sử dụng ñể xác ñịnh vùng ưu tiên cần bảo vệ khôi phục loài chịu thiệt hại 8 Với ứng dụng rộng rãi, GIS ñã trở thành công nghệ quan trọng Nó tham gia vào hầu hết lĩnh vực sống người ngày ñược quảng bá rộng rãi Hơn với xu phát triển nay, GIS không dừng lại quốc gia ñơn lẻ mà ngày mang tính toàn cầu hóa 1.1.2 Đi u ch r ng Khoa học ñiều chế rừng ñã xuất từ lâu hình thành vào cuối kỷ 18 nước phương tây Ở nước, tùy theo quan ñiểm, góc ñộ kinh doanh lợi dụng rừng trình ñộ kỹ thuật nên ñịnh nghĩa ñiều chế rừng có khác Định nghĩa tổng quát theo GS Rucareanu: “Điều chế rừng khoa học thực tiễn tổ chức rừng phù hợp với nhiệm vụ quản lý kinh doanh rừng” [11] Điều chế rừng môn khoa học mang tính ứng dụng việc tổ chức rừng Nó dựa sở quy luật phát triển sinh học quần thể rừng ñể khai thác, nuôi dưỡng, bảo vệ, phục hồi tái sinh rừng, tác ñộng ñúng hướng vào rừng ñể rừng phát triển ñi lên, dẫn dắt rừng ñi ñến trạng thái cân ñó bảo ñảm vốn rừng ổn ñịnh ñạt suất cao, ñất rừng ngày phì nhiêu, tác dụng nhiều mặt rừng ngày ñược phát huy [11] Trong ñiều chế rừng, nghiên cứu ñộng thái cấu trúc rừng ñể dẫn dắt rừng vấn ñề cốt lõi, ñồng thời với nghiên cứu sinh trưởng, tăng trưởng lâm phần; hầu hết tập trung chủ yếu nghiên cứu cho lâm phần loài ñều tuổi, phần lớn nghiên cứu ñều xây dựng thành mô hình toán học chặt chẽ, ñiểm qua số công trình: Mayer (1952), Stevenson (1943), Schumacher & Coile (1960), Fao (1980) [31,32,34,35] Các công trình nghiên cứu ñộng thái cấu trúc rừng thường ñược nghiên cứu ñịnh vị tổ chức quốc tế CIFOR, ITTO [28,29] Tuy nhiên kết chủ yếu ñể ñưa kết suất, sản lượng, sinh khối rừng mưa ITTO chủ yếu ñưa giải pháp quản lý công nghệ khai thác rừng mưa, ñược gọi “giảm thiểu tác ñộng khai thác – Reduce Impact Logging (RIL)” Về nghiên cứu quản lý rừng bền vững (Sustainable Forest Management): Nghiên cứu quản lý rừng bền vững ñã ñược ñề cập kỷ qua, ñặt biệt vào giai ñoạn cuối kỷ, mà khu rừng tự nhiên vùng nhiệt ñới bị giảm sút nghiêm trọng Nội dung quản lý rừng bền vững bao gồm nhiều khía cạnh liên quan ñến kinh tế, xã hội, kỹ thuật, môi trường, sách luật pháp Trong ñó khía cạnh kỹ thuật ñã ñược xem xét chi tiết ñể bảo ñảm lập kế hoạch quản lý rừng chặt chẽ, khai thác rừng ñúng lượng tăng trưởng ổn ñịnh ñược sản lượng Để giải ñược yêu cầu ñòi hỏi nghiên cứu cấu trúc tăng trưởng kiểu rừng khu vực, mà cụ thể ñược phản ảnh tiêu chí chứng rừng FSC Tuy nhiên tổ chức chứng rừng nêu lên tiêu chí rừng bền vững yêu cầu thể lập kế hoạch sử dụng, mô hình cấu trúc, sinh trưởng, giám sát ñộng thái ổn ñịnh rừng phải quốc gia, tổ chức, công ty lập ñược kiểm ñịnh tổ chức 1.2 Trong nước 1.2.1 H th ng thông tin ñ a lý: Tại Việt Nam, ñược biết ñến từ sớm, phải ñến sau năm 2000, tức sau có ñược kết ñầu tiên việc tổng kết chương trình GIS quốc gia Việt Nam, GIS thực ñược ý ñến bước ñầu phát triển Từ ñó có quan ñiểm GIS sau: Bảo Huy (2009) Hệ thống thông tin ñịa lý (Geographic Information System - GIS) nhánh công nghệ thông tin ngày ñược phát triển rộng rải GIS ngày công cụ trợ giúp ñịnh nhiều hoạt ñộng kinh tế - xã hội, quản lý môi trường nhiều quốc gia giới [...]... Xuất phát từ thực tế trên, với mục tiêu ứng dụng các công nghệ vào quá trình phân loại trạng thái rừng, quản lý ñiều chế rừng, chúng tôi thực hiện ñề tài Ứng dụng công nghệ GIS trong ñiều chế rừng tại Công ty Lâm nghiệp Nam Tây Nguyên, tỉnh Đăk Nông nhằm góp phần xây dựng một bộ công cụ quản lý dữ liệu và ñưa ra các giải pháp phục vụ cho công tác ñiều chế rừng phù hợp với khu vực nghiên cứu 4 Chương... NGHIÊN CỨU Nghiên cứu ứng dụng công nghệ GIS xây dựng bộ công cụ ñiều chế rừng là xem xét một cách có hệ thống các vấn ñề: Quan ñiểm, khái niệm về hệ thống thông tin ñịa lý (GIS) ; các ứng dụng của GIS trong lĩnh vực quản lý tài nguyên môi trường; khả năng ứng dụng ảnh viễn thám ñể xây dựng dữ liệu cho GIS; các nghiên cứu về ñiều chế rừng, khả năng áp dụng công nghệ ñể quản lý ñiều chế Trên cơ sở này luận... trên thế giới công nghệ GIS ñang ñược phát triển mạnh trên các lĩnh vực quản lý tài nguyên như: Viện Tài nguyên Thế giới (World Resouce Institute –WRI) ñã sử dụng GIS ñể ñánh giá ảnh hưởng của phá rừng với các quốc gia và người dân trên toàn Thế giới Ứng dụng GIS ñể kiểm soát diện tích rừng trên toàn cầu Ngoài ra GIS còn hỗ trợ phân tích so sánh diện tích rừng hiện nay với diện tích rừng trong quá khứ,... sông Romero – Philippin; Ứng dụng Viễn thám và GIS ñể ñánh giá xói mòn ñất tại lưu vực sông Bata - Ấn Độ; Ứng dụng Viễn thám và GIS trong thành lập bản ñồ phân cấp xói mòn tại lưu vực Phewa – Nepan… Phương pháp ñược sử dụng rộng rãi trong các nghiên cứu này ñó là lồng ghép phương trình mất ñất phổ dụng hoặc phương trình mất ñất sửa ñổi vào trong công nghệ GIS ñể tính toán xói mòn ñất Phương pháp này... tiễn về tổ chức rừng phù hợp với nhiệm vụ quản lý kinh doanh rừng [11] Điều chế rừng là một môn khoa học mang tính ứng dụng của việc tổ chức rừng Nó dựa trên cơ sở quy luật phát triển sinh học của quần thể rừng ñể khai thác, nuôi dưỡng, bảo vệ, phục hồi tái sinh rừng, tác ñộng ñúng hướng vào rừng ñể rừng luôn phát triển ñi lên, dẫn dắt rừng ñi ñến trạng thái cân bằng và do ñó bảo ñảm vốn rừng ổn ñịnh... rừng của những nơi mà biên giới rừng vẫn còn tồn tại Với phần mềm GIS, các dự báo có thể ñược phân tích dưới dạng bản ñồ hoặc biểu ñồ Sử dụng phương trình mất ñất và GIS ñể ước lượng phân bố không gian của xói mòn ñất ở vùng lưu vực sông Gichobo, Kenya; Quản lý xói mòn ñất tại lưu vực sông Masinga – Kenya; Ứng dụng viễn thám và GIS trong nghiên cứu xói mòn ñất lưu vực sông Romero – Philippin; Ứng dụng. .. quan các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước theo từng chủ ñề liên quan ñến các vấn ñề nói trên, từ ñây phản ảnh ñược một cách chung nhất tình hình ứng dụng công nghệ GIS và khả năng ứng dụng nó vào công tác ñiều chế rừng 1.1 Ngoài nước 1.1.1 H th ng thông tin ñ a lý Hệ thống thông tin ñịa lý (GIS) ñược hình thành từ các ngành khoa học Địa lý, Bản ñồ, Tin học và Toán học, GIS bắt ñầu ñược xây dựng... mòn của lưu vực [36] Tại Malaysia, công nghệ GIS ñã ñược coi như là một nhiệm vụ quan trọng cho các ngành công nghiệp liên quan ñến dầu khí, quản lý thiên tai, GIS cũng rất hữu ích cho Chính phủ và các ñồn ñiền lớn nhằm nỗ lực hơn trong việc hướng tới mục tiêu thân thiện môi trường Nhiều công ty ở Malaysia ñang tạo ra lợi nhuận từ các giải pháp công nghệ lập bản ñồ trên máy tính sử dụng hệ thống ñịnh... hội trong hiện tại và tương lai Một trong những cơ sở ñóng góp vào tiến trình này là xây dựng phương án ñiều chế rừng khoa học, phù hợp với thực tiễn sản xuất của từng ñơn vị Từ những năm 80 của thế kỷ XX chúng ta bắt ñầu chú trọng vào khoa học ñiều chế rừng, tức là cố gắng tổ chức rừng khoa học hơn về không gian và thời gian, tránh kinh doanh rừng ñể làm mất rừng Hầu hết 1 Theo công bố của Bộ Nông nghiệp. .. diện tích rừng bị giảm liên tục từ 1943 ñến 2000, nhất là rừng tự nhiên trong giai ñoạn 1980 - 1990, diện tích rừng trồng tuy có tăng nhưng không ñủ bù ñắp lại rừng tự nhiên bị mất Ngoài diện tích rừng bị mất, chất lượng rừng cũng bị suy thoái Theo thống kê năm 1943, diện tích rừng tự nhiên của Việt Nam là 14,3 triệu ha ñến năm 2000 diện tích rừng giảm xuống còn 9,444 triệu ha [7], khu vực Tây nguyên