Nghiên cứu biến động tài nguyên rừng ở lưu vực sông Hương, tỉnh Thừa Thiên Huế và đề xuất giải pháp sử dụng hợp lý.doc

Viết thuê đề tài giá rẻ trọn gói - KB Zalo/Tele : 0973.287.149
Luanvanmaster.com – Cần Kham Thảo - Kết bạn Zalo/Tele : 0973.287.149
ĐẠI HỌC HUẾ
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
-------------------
CAO VŨ MẠNH CƢỜNG
NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG TÀI NGUYÊN RỪNG Ở
LƢU VỰC SÔNG HƢƠNG, TỈNH THỪA THIÊN
HUẾ VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP SỬ DỤNG HỢP LÝ
LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐỊA LÍ
THEO ĐỊNH HƢỚNG NGHIÊN CỨU
Thừa Thiên Huế, năm

ĐẠI HỌC HUẾ
TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM
-------------------
CAO VŨ MẠNH CƢỜNG
NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG TÀI NGUYÊN RỪNG Ở
LƢU VỰC SÔNG HƢƠNG, TỈNH THỪA THIÊN
HUẾ VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP SỬ DỤNG HỢP LÝ
Chuyên ngành: Địa lí tự nhiên
Mã số :84 44 02 17
LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐỊA LÍ
THEO ĐỊNH HƢỚNG NGHIÊN CỨU
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. NGUYỄN ĐĂNG ĐỘ
Thừa Thiên Huế, năm

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả
nghiên cứu đƣợc trình bày trong luận văn này là trung thực, khách quan và chƣa
từng đƣợc ai công bố trong bất kì công trình nào khác.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã đƣợc
cám ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đƣợc chỉ rõ nguồn gốc.
Tác giả luận văn
Cao Vũ Mạnh Cƣờng

Để hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận được sự giúp đỡ tận tình
của lãnh đạo và các thầy, cô giáo trong khoa Địa Lý trường ĐHSP Huế và
một số cơ quan khác. Vì vậy, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến:
- Các thầy giáo đã trực tiếp giảng dạy các môn học trong chương
trình đào tạo cao học ngành Địa lý tự nhiên ở trường.
- TS. Nguyễn Đăng Độ - người thầy đầy tâm huyết và nhiệt tình,
người đã hướng dẫn và giúp đỡ tôi rất nhiều trong quá trình thực hiện đề
tài.
Xin bày tỏ lòng biết ơn tới gia đình và những người bạn đã động viên
hỗ trợ tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài này.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Tác giả luận văn
Cao Vũ Mạnh Cường

MỤC LỤC
A. MỞ ĐẦU......................................................................................................1
1. Đặt vấn đề......................................................................................................1
2. Mục tiêu, nhiệm vụ nghiên cứu.....................................................................2
2.1. Mục tiêu nghiên cứu...................................................................................2
2.2. Nhiệm vụ nghiên cứu .................................................................................2
3. Giới hạn nghiên cứu......................................................................................2
4. Quan điểm và phƣơng pháp nghiên cứu.......................................................2
4.1. Quan điểm nghiên cứu ...............................................................................2
4.1.1. Quan điểm lịch sử - viễn cảnh.................................................................2
4.1.2. Quan điểm tổng hợp................................................................................3
4.1.3. Quan điểm hệ thống ................................................................................3
4.1.4. Quan điểm phát triển bền vững...............................................................3
4.2. Phƣơng pháp nghiên cứu...........................................................................3
4.2.1. Phƣơng pháp thu thập, phân tích và xử lý tài liệu, số liệu .....................3
4.2.2. Phƣơng pháp bản đồ ...............................................................................4
4.2.3. Phƣơng pháp Viễn thám (RS) và Hệ thống thông tin địa lý (GIS). .......4
4.2.4. Phƣơng pháp khảo sát thực địa...............................................................4
4.2.5. Phƣơng pháp phân tích chuỗi .................................................................5
NỘI DUNG.......................................................................................................6
CHƢƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆC NGHIÊN CỨU BIẾN
ĐỘNG TÀI NGUYÊN RỪNG .......................................................................6
1.1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM ĐƢỢC SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI .................6
1.1.1. Rừng ........................................................................................................6
1.1.2 Tài nguyên rừng .......................................................................................7
1.1.3 Phân loại rừng ..........................................................................................8
1.2 CÁC LOẠI BIẾN ĐỘNG TÀI NGUYÊN RỪNG...................................10
1.3 NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN BIẾN ĐỘNG TÀI NGUYÊN
RỪNG .............................................................................................................11

1.4. TỔNG QUAN CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU CÓ LIÊN QUAN
ĐẾN ĐỀ TÀI...................................................................................................12
1.4.1. Trên thế giới..........................................................................................12
1.4.2. Ở Việt Nam ...........................................................................................13
1.4.3 Ở Thừa Thiên Huế..................................................................................15
1.5. QUY TRÌNH NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI ..........................................16
1.5.1. Thu thập tƣ liệu ảnh viễn thám.............................................................16
1.5.2. Giải đoán ảnh viễn thám. ......................................................................19
1.5.3. Xây dựng bản đồ cơ cấu các loại rừng bằng GIS. ................................29
1.5.4. Xây dựng bản đồ biến động rừng..........................................................29
1.5.5. Đánh giá biến động. ..............................................................................30
CHƢƠNG 2. KHÁI QUÁT ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ - XÃ
HỘI ẢNH HƢỞNG ĐẾN BIẾN ĐỘNG TÀI NGUYÊN RỪNG Ở LƢU
VỰC SÔNG HƢƠNG..................................................................................31
2.1. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN..........................................................................31
2.1.1. Vị trí địa lý. ...........................................................................................31
2.1.2. Địa chất .................................................................................................31
2.1.3. Địa hình, địa mạo ..................................................................................37
2.1.4 Khí hậu. ..................................................................................................39
2.1.5. Thủy văn................................................................................................42
2.1.6. Thổ nhƣỡng...........................................................................................43
2.1.7. Sinh vật..................................................................................................46
2.2. ĐIỀU KIỆN KINH TẾ - XÃ HỘI. ..........................................................48
2.2.1. Tình hình phát triển các ngành triển kinh tế. ........................................48
2.2.2. Dân số và nguồn lao động.....................................................................51
2.2.3. Tình hình phân bố dân cƣ.....................................................................52
2.3. ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA CÁC NHÂN TỐ TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ
- XÃ HỘI ĐẾN TÀI NGUYÊN RỪNG TẠI LƢU VỰC SÔNG HƢƠNG. 52
2.3.1. Tích cực.................................................................................................52

2.3.2. Tiêu cực.................................................................................................53
CHƢƠNG 3. BIẾN ĐỘNG TÀI NGUYÊN RỪNG GIAI ĐOẠN 1987-
2017 VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP SỬ DỤNG RỪNG BỀN VỮNG Ở
LƢU VỰC SÔNG HƢƠNG .......................................................................55
3.1. XÂY DỰNG BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG TÀI NGUYÊN RỪNG Ở LƢU
VỰC SÔNG HƢƠNG TRÊN CƠ SỞ TƢ LIỆU VIỄN THÁM VÀ GIS.....55
3.1.1. Phƣơng pháp xây dựng bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng. ................55
3.1.2. Tƣ liệu viễn thám và GIS phục vụ cho việc xây dựng bản đồ hiện trạng
tài nguyên rừng................................................................................................55
3.1.3. Bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng và đánh giá hiện trạng tài nguyên
rừng ở lƣu vực sông Hƣơng qua các năm 1987, 2002 và 2017.....................66
3.2. XÂY DỰNG BẢN ĐỒ BIẾN ĐỘNG VÀ ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG TÀI
NGUYÊN RỪNG Ở LƢU VỰC SÔNG HƢƠNG QUA CÁC GIAI ĐOẠN.
.........................................................................................................................74
3.2.1. Phƣơng pháp và quy trình xây dựng bản đồ biến động rừng. ..............74
3.2.2. Bản đồ biến động tài nguyên rừng của lƣu vực sông Hƣơng qua các giai
đoạn 1987 – 2002, 2002 – 2017......................................................................75
3.2.3. Đánh giá tình hình biến động tài nguyên rừng ở lƣu vực sông Hƣơng.
.........................................................................................................................78
3.3. ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP SỬ DỤNG RỪNG HỢP LÝ Ở LƢU VỰC
SÔNG HƢƠNG..............................................................................................81
3.3.1. Cơ sở khoa học của việc đề xuất giải pháp...........................................81
3.3.2. Một số giải pháp sử dụng hợp lý tài nguyên rừng ở lƣu vực sông Hƣơng .. 84
PHẦN 3: KẾT LUẬN ...................................................................................89
3.1. Kết quả nghiên cứu ..................................................................................89
3.2. Hạn chế của đề tài. ...................................................................................89
TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................................................90
PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Hệ thống các thiết bị thu và tính chất cơ bản của vệ tinh Landsat 19
Bảng 2.1: Lƣợng mƣa trung bình tháng tại lƣu vực sông Hƣơng (mm) ......... 40
Bảng 2.2 : Nhiệt độ không khí trung bình nhiều năm ở lƣu vực sông Hƣơng (0
C)
.................................................................................................................. 41
Bảng 2.3: Số dân và mật độ dân số của Thừa Thiên Huế giai đoạn 2013 -
2016 ................................................................................................................. 51
Bảng 2.4: Dân số thành thị, nông thôn của Thừa Thiên Huế giai đoạn .......... 52
2013 – 2016..................................................................................................... 52
Bảng 3.1. Một số thông tin cơ bản của các ảnh vệ tinh đƣợc thu thập ........... 55
Bảng 3.2. Bảng mô tả các nhóm đất và rừng .................................................. 58
Bảng 3.3. Các mẫu giải đoán ảnh vệ tinh........................................................ 59
Bảng 3.4. Ma trận sai số phân loại ảnh năm 198t ........................................... 64
Bảng 3.5.Ma trận sai số phân loại ảnh năm 2002 ........................................... 65
Bảng 3.6.Ma trận sai số phân loại ảnh năm 2017 ........................................... 65
Bảng 3.7. Thống kê cơ cấu các loại rừng đƣợc giải đoán từ ảnh vệ tinh năm 1987
67 Bảng 3.8. Thống kê cơ cấu các loại rừng đƣợc giải đoán từ ảnh vệ tinh năm
2002 ................................................................................................................. 68
Bảng 3.9. Thống kê cơ cấu các loại rừng đƣợc giải đoán từ ảnh vệ tinh năm
2017 ................................................................................................................. 69
Bảng 3.10. Diện tích và tỷ lệ các loại rừng tại lƣu vực sông Hƣơng năm 1987 . 70
Bảng 3.13. Ma trận xác định sự biến động các nhóm loại rừng ở từng giai
đoạn ................................................................................................................. 75

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1: Sơ đồ phân loại tài nguyên thiên nhiên [21].....................................8
Hình 1.2. Sơ đồ nguyên lý trộn màu ...............................................................21
Hình 1.3. Quy trình thành lập bản đồ cơ cấu tài nguyên rừng........................29
Hình 1.4. Quy trình thành lập bản đồ biến động tài nguyên rừng ..................30
Hình 2.1: Bản đồ lƣu vực sông Hƣơng..........................................................38
Hình 2.2: Bản đồ thổ nhƣỡng lƣu vực sông Hƣơng......................................46
Hình 2.3: Bản đồ lớp phủ thực vật tại lƣu vực sông Hƣơng..........................47
Hình 3.1. Ảnh Landsat 4 chụp ngày 17/02/1987 đƣợc hiển thị bằng tổ hợp
kênh 752 khi chƣa đƣợc xử lý........................................................................56
kênh 752 sau khi đƣợc xử lý và cắt theo ranh giới lƣu vực sông Hƣơng. ....56
Hình 3.7: Ảnh vệ tinh Landsat năm 1987 sau khi đƣợc phân loại bằng ........63
phƣơng pháp Maximum Likelihood...............................................................63
Hình 3.8: Ảnh vệ tinh Landsat năm 2002 sau khi đƣợc phân loại bằng phƣơng
pháp Maximum Likelihood.............................................................................63
Hình 3.9: Ảnh vệ tinh Landsat năm 2017 sau khi đƣợc phân loại bằng phƣơng
pháp Maximum Likelihood.............................................................................64

Hình 3.10: Bản đồ hiện trạng tài nguyên tại lƣu vực sông Hƣơng năm 1987 67
Hình 3.11: Bản đồ hiện trạng rừng ở lƣu vực sông Hƣơng năm 2002.............. 68
Hình 3.12: Bản đồ hiện trạng rừng ở lƣu vực sông Hƣơng năm 2017.............. 69
Hình 3.13: Bản đồ biến động các nhóm lọai rừng giai đoạn 1987 - 2002........ 76
Hình 3.14: Bản đồ biến động các nhóm lọai rừng giai đoạn 2002 - 2017........ 77

A. MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Rừng là một yếu tố cấu thành cơ bản của cảnh quan địa lý, là nguồn tài nguyên
thiên nhiên có vai trò hết sức quan trọng đối với sự phát triển kinh tế - xã hội và đời
sống của con ngƣời. Trong giới hạn một lƣu vực sông, sự biến đổi của thảm thực
vật rừng ở mức độ nhất định có thể dẫn đến sự thay đổi của nhiều yếu tố khác nhƣ
xói mòn đất, chế độ dòng chảy, chất lƣợng nguồn nƣớc… từ đó ảnh hƣởng đến đời
sống, sinh hoạt và sản xuất của ngƣời dân trong lƣu vực. Vì vậy, nghiên cứu biến
động tài nguyên rừng nhằm tìm ra giải pháp quản lý và sử dụng hiệu quả vừa mang
ý nghĩa khoa học lẫn thực tiễn.
Lƣu vực sông Hƣơng nằm trong phần núi cao Trƣờng Sơn và kéo dài ra tới
biển nên địa hình trên lƣu vực sông Hƣơng chủ yếu là đồi núi (chiếm khoảng 70%).
Độ cao bình quân của lƣu vực là 330m nhƣng độ dốc bình quân đạt tới 28,5% - so
với các sông suối đổ trực tiếp ra biển thì đây là sông có độ dốc bình quân lƣu vực
lớn nhất [3]. Mặt khác, đây là khu vực có lƣợng mƣa trung bình năm vào loại lớn
nhất Việt Nam, kèm theo đó là hiện tƣợng lũ lụt, hạn hán, bão, xói mòn, trƣợt lở
đất… đã làm thiệt hại rất lớn về tài sản và tính mạng cũng nhƣ sinh kế của ngƣời
dân.
Với diện tích chiếm 63,77% và tập trung 67,91% dân số toàn tỉnh,đây là lƣu
vực sông lớn nhất và có vị trí quan trọng đối với sự phát triển kinh tế xã hội địa
phƣơng. Tuy nhiên, quá trình khai thác bất hợp lý trên lãnh thổ, sự gia tăng dân số
và quá trình đô thị hóa đã làm cho tài nguyên rừng có sự biến động cả về cơ cấu,
diện tích và chất lƣợng, làm suy giảm vai trò tự nhiên của rừng và ảnh hƣởng đến
sự phát triển bền vững trên toàn lƣu vực.Do đó, việc điều tra, theo dõi, đánh giá và
phân tích sự thay đổi lớp phủ thảm thực vật rừng là một trong những nhiệm vụ trọng
tâm trong công tác quả lý rừng trên địa bàn.
Tài nguyên rừng và đất rừng luôn biến động theo không gian và thời gian, do
đó, việc đo vẽ, thành lập các bản đồ rừng bằng phƣơng pháp truyền thống làm mất
nhiều công sức, thời gian và không đáp ứng đƣợc tính cập nhật, thời sự. Ứng dụng
phƣơng pháp viễn thám và GIS đáp ứng đƣợc nhu cầu này và có khả năng giúp giải
quyết những vấn đề ở tầm vĩ mô trong thời gian ngắn.
1

Xuất phát từ những lý do nêu trên tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu biến động tài
nguyên rừng ở lưu vực sông Hương, tỉnh Thừa Thiên Huế và đề xuất giải pháp
sử dụng hợp lý” làm luận văn thạc sĩ của mình.
2. Mục tiêu, nhiệm vụ nghiên cứu
2.1. Mục tiêu nghiên cứu
Đánh giá đƣợc tình hình biến động tài nguyên rừng ở lƣu vực sông Hƣơng
tỉnh Thừa Thiên Huế, giai đoạn 1987 -2017, trên cơ sở đó đề xuất giải pháp sử dụng
hợp lý.
2.2. Nhiệm vụ nghiên cứu
Để đạt đƣợc những mục tiêu đề ra, đề tài thực hiện các nhiệm vụ chính sau:
- Tổng quan cơ sở lý luận của việc nghiên cứu biến động tài nguyên rừng.
- Phân tích các nhân tố ảnh hƣởng đến quá trình biến động tài nguyên rừng ở
lƣu vực sông Hƣơng, tỉnh Thừa Thiên Huế.
- Nghiên cứu tình hình biến động tài nguyên rừng ở lƣu vực sông Hƣơng,
giai đoạn 1987- 2017.
- Đề xuất giải pháp sử dụng tài nguyên rừng hợp lý ở lƣu vực sông Hƣơng.
3. Giới hạn nghiên cứu
- Giới hạn về không gian: Phạm vi không gian lƣu vực đƣợc xác định dựa vào
bản đồ địa hình và mạng lƣới thủy văn sông Hƣơng.
- Giới hạn về thời gian: Đề tài nghiên cứu biến động tài nguyên rừng trong
phạm vi 30 năm,giai đoạn từ năm 1987 đến năm 2017.
- Giới hạn về nội dung: Đề tài nghiên cứu sự biến động về diện tích các loại
rừng, cụ thể là quần thể các loại thực vật rừng ở lƣu vực sông Hƣơng. Việc phân
chia các loại rừng ở địa bàn nghiên cứu đƣợc dựa vào nguồn gốc hình thành theo
Thông tƣ 34/2009/TT-BNNPTNT quy định tiêu chí xác định và phân loại rừng của
Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn.
4. Quan điểm và phƣơng pháp nghiên cứu
4.1. Quan điểm nghiên cứu
4.1.1. Quan điểm lịch sử - viễn cảnh
Các đặc điểm mỗi thành phần tự nhiên hay của các lãnh thổ không phải là bất
biến nên các kết quả nghiên cứu chỉ đúng trong một thời điểm nhất định. Do đó cần
2

phải phân tích và nhận định về xu thế phát triển của đối tƣợng trong tƣơng lai làm
cơ sở cho những định hƣớng tài nguyên rừng.
4.1.2. Quan điểm tổng hợp
Lớp vỏ cảnh quan là một hệ thống thống nhất hoàn chỉnh, trong hệ thống đó
còn có các thành phần hợp thành. Các thành phần đó không tồn tại độc lập mà luôn
có mối quan hệchặt chẽ với nhau. Khi một thành phần thay đổi sẽ kéo theo sự thay
đổi của các thành phần khác. Đồng thời sự tồn tại và phát triển của tài nguyên rừng
chịu tác động của nhiều nhân tố. Vì vậy khi nghiên cứu, đánh giá cũng nhƣ đề xuất
các giải pháp cần đứng trên quan điểm tổng hợp nhằm khai thác, sử dụng hợp lý
nguồn tài nguyên rừng.
4.1.3. Quan điểm hệ thống
Hệ thống tự nhiên đƣợc cấu thành từ nhiều thành phần, có quan hệ chặt chẽ
với nhau theo những quy luật nhất định tạo thành những đơn vị địa tổng thể. Mỗi
địa tổng thể lại là những thành phần của một hệ thống lớn hơn. Vì vậy, nếu không
nghiên cứu các thành phần tự nhiên trong mối quan hệ với các lãnh thổ xung quanh
thì sẽ không có những nhận định đúng về đặc điểm của địa lý tự nhiên, nguyên nhân
và diễn biến các mối tƣơng quan giữa chúng.
4.1.4. Quan điểm phát triển bền vững
Phát triển bền vững là một khái niệm mới nhằm định nghĩa một sự phát triển
về mọi mặt trong xã hội không những ở hiện tại mà còn phải bảo đảm sự tiếp tục
phát triển trong tƣơng lai xa. Sau khi nghiên cứu đƣợc tình hình biến động của tài
nguyên rừng tại lƣu vực sông Hƣơng thì cần đƣa ra đƣợc các hƣớng khai thác, sử
dụng tài nguyên, và các đề xuất của đề tài dựa trên quan điểm phát triển bền vững
nhằm mục đích khai thác tối đa tiềm năng tài nguyên nhƣng vẫn đảm bảo đƣợc ổn
định môi trƣờng, tránh gây ra những hệ quả tiêu cực đến sinh thái môi trƣờng và xã
hội khi tiền hành khai thác tài nguyên.
4.2. Phƣơng pháp nghiên cứu
4.2.1. Phương pháp thu thập, phân tích và xử lý tài liệu, số liệu
Trên cơ sở yêu cầu mục đích và nhiệm vụ của đề tài, tác giả tiến hành thu
thập, tổng hợp các tài liệu từ các sách báo, tạp chí, các trang web… Từ đó chọn lọc
3

những thông tin quan trọng cần thiết cho sự nghiên cứu nhằm tạo đƣợc sự logic và
tính chính xác khoa học của đề tài.
Đặc biệt với tính chất của đề tài, tác giả tiến hành thu thập các ảnh vệ tinh từ
trang web của cục địa chất Hoa Kì (https://glovis.usgs.gov) để làm cơ sở xây dựng
các bản đồ hiện trạng và bản đồ biến động tài nguyên rừng qua các năm và các thời
kì.
4.2.2. Phương pháp bản đồ
“Địa lý là khoa học xuất phát từ bản đồ và cũng kết thúc ở bản đồ” – câu nói
đó đã nêu đƣợc tầm quan trọng của bản đồ trong việc nghiên cứu những vấn đề
thuộc khoa học địa lý. Bản đồ là phƣơng tiện trực quan và là nguồn cung cấp thông
tin quan trọng. Thông qua bản đồ giúp chúng ta hiểu đƣợc đặc tính đối tƣợng, sự
phân bố đối tƣợng theo không gian. Trong đề tài này, phƣơng pháp bản đồ đƣợc
thể hiện bằng cách thu thập các bản đồ liên quan đến tài nguyên rừng nhƣ bản đồ
địa hình, bản đồ thổ nhƣỡng. Và mục đích cuối cùng cũng là thành lập đƣợc các
bản đồ biến động tài nguyên rừng qua các năm và các giai đoạn.
4.2.3. Phương pháp Viễn thám (RS) và Hệ thống thông tin địa lý (GIS).
RS và GIS là phƣơng pháp ứng dụng công nghệ thông tin trong nghiên cứu
địa lí, cho phép xử lý khối lƣợng dƣc liệu không gian lớn để thành lập bản đồ
nhanh chóng và có độ chính xác cao.
Phƣơng pháp này đƣợc sử dụng để thành lập các bản đồ thành phần tự
nhiên, bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng, bản đồ biến động tài nguyên rừng, trên cơ
sở đó truy nhiều số liệu liên quan phục vụ cho việc phân tích, xử lý của đề tài.
Ảnh viễn thám trong luận văn đƣợc lấy từ trang web:
https://glovis.usgs.govcủa Cục địa chất Hoa Kỳ. Để tiến hành xây dựng các bản đồ,
tác giả đã sử dụng 3 phần mềm chính đó là ENVI để xử lý và giải đoán ảnh viễn
thám và ARCGIS và MAPINFO.
4.2.4. Phương pháp khảo sát thực địa
Mục đích khảo sát thực địa nhằm thu thập, hoàn chỉnh tài liệu, kiểm chứng kết
quả nghiên cứu so với thực tiễn. Sau khi tiến hành phân loại ảnh viễn thám, đề tài đã
lựa chọn một số địa điểm để khảo sát, chụp ảnh để đối chiếu với ảnh phân
4

loại nhằm kiểm tra tính chính xác của kết quả phân loại cũng nhƣ các bản đồ đã xây
dựng.
4.2.5. Phương pháp phân tích chuỗi
Để có đƣợc kết quả đánh giá về tình hình một sự vật hay hiện tƣợng thì phải
trải qua một chuỗi các công đoạn, giai đoạn trƣớc là tiền đề cho giai đoạn sau.
Trong việc tìm hiểu tình hình biến động tài nguyên rừng tại lƣu vực sông Hƣơng
cũng nhƣ vậy, cần thực hiện những chuỗi công việc mới có thể đánh giá đúng và
đầy đủ về sự biến động tài nguyên.
5

NỘI DUNG
CHƢƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VIỆCNGHIÊN CỨU
BIẾN ĐỘNG TÀI NGUYÊN RỪNG
1.1. MỘT SỐ KHÁI NIỆM ĐƢỢC SỬ DỤNG TRONG ĐỀ TÀI
1.1.1. Rừng
Rừng là quần xã sinh vật trong đó cây rừng là thành phần chủ yếu. Quần xã
sinh vật phải có diện tích đủ lớn. Giữa quần xã sinh vật và môi trƣờng, các thành
phần trong quần xã sinh vật phải có mối quan hệ mật thiết để đảm bảo khác biệt
giữa hoàn cảnh rừng và các hoàn cảnh khác.
Năm 1930, Morozov đƣa ra khái niệm: Rừng là một tổng thể cây gỗ, có mối
liên hệ lẫn nhau, nó chiếm một phạm vi không gian nhất định ở mặt đất và trong khí
quyển. Rừng chiếm phần lớn bề mặt Trái Đất và là một bộ phận của cảnh quan địa lý.
Năm 1952, M.E. Tcachenco phát biểu: Rừng là một bộ phận của cảnh quan
địa lý, trong đó bao gồm một tổng thể các cây gỗ, cây bụi, cây cỏ, động vật và vi
sinh vật.
Trong quá trình phát triển của mình chúng có mối quan hệ sinh học và ảnh
hƣởng lẫn nhau và với hoàn cảnh bên ngoài.
Năm 1974, I.S. Mê-lê-khôp cho rằng: Rừng là sự hình thành phức tạp của tự
nhiên, là thành phần cơ bản của sinh quyển địa cầu.
Theo Luật bảo vệ và phát triển tài nguyên rừng ban hành năm 2004, tại điều
3, khoản 2 đã định nghĩa nhƣ sau:
Rừng là một hệ sinh thái bao gồm quần thể thực vật rừng, động vật rừng, vi
sinh vật rừng, đất rừng và các yếu tố môi trƣờng khác. Trong đó cây gỗ, tre nứa
hoặc hệ thực vật đặc trƣng là thành phần chính có độ che phủ của tán rừng từ 0,1
trở lên. Rừng gồm rừng trồng và rừng tự nhiên trên đất rừng sản xuất, đất rừng
phòng hộ, đất rừng đặc dụng.[7]
Một đối tƣợng đƣợc xác định là rừng nếu đạt đƣợc cả 3 tiêu chí sau:
1. Là một hệ sinh thái, trong đó thành phần chính là các loài cây lâu năm
thân gỗ, cau dừa có chiều cao vút ngọn từ 5,0 mét trở lên (trừ rừng mới trồng và
một số loài cây rừng ngập mặn ven biển), tre nứa,…có khả năng cung cấp gỗ, lâm
6

sản ngoài gỗ và các giá trị trực tiếp và gián tiếp khác nhƣ bảo tồn đa dạng sinh học,
bảo vệ môi trƣờng và cảnh quan.
Rừng mới trồng các loài cây thân gỗ và rừng mới tái sinh sau khai thác rừng
trồng có chiều cao trung bình trên 1,5 m đối với loài cây sinh trƣởng chậm, trên 3,0
m đối với loài cây sinh trƣởng nhanh và mật độ từ 1.000 cây/ha trở lên đƣợc coi là
rừng.
Các hệ sinh thái nông nghiệp, nuôi trồng thủy sản có rải rác một số cây lâu
năm là cây thân gỗ, tre nứa, cau dừa,… không đƣợc coi là rừng.
2. Độ tàn che của tán cây là thành phần chính của rừng phải từ 0,1 trở lên.
3. Diện tích liền khoảnh tối thiểu từ 0,5 ha trở lên, nếu là dải cây rừng phải
có chiều rộng tối thiểu 20 mét và có từ 3 hàng cây trở lên.
Cây rừng trên các diện tích tập trung dƣới 0,5 ha hoặc dải rừng hẹp dƣới 20
mét đƣợc gọi là cây phân tán [1]
1.1.2 Tài nguyên rừng
Tài nguyên là tất cả các dạng vật chất, tri thức đƣợc sử dụng để tạo ra của
cải, vật chất, hoặc tạo ra giá trị sử dụng mới của con ngƣời. Phân loại theo quan hệ
với con ngƣời thì tài nguyên đƣợc chia thành hai loại là tài nguyên thiên nhiên và
tài nguyên xã hội.
Tài nguyên thiên nhiên, đó là các thành phần của tự nhiên (các vật thể và các
lực tự nhiên) mà ở trình độ nhất định của sự phát triển lực lƣợng sản xuất chúng
đƣợc sử dụng hoặc có thể sử dụng làm phƣơng tiện sản xuất (đối tƣợng lao động
và tƣ liệu lao động) và làm đối tƣợng tiêu dùng. [21]
Có nhiều cách phân loại tài nguyên thiên nhiên:
- Theo thuộc tính: Tài nguyên nƣớc, tài nguyên đất, tài nguyên khí hậu,
tài nguyên khoáng sản, tài nguyên sinh vật…
- Theo mục đích sử dụng: Tài nguyên nông nghiệp, tài nguyên công
nghiệp, tài nguyên du lịch…
- Theo tính chất có thể bị hao kiệt thì tài nguyên thiên nhiên đƣợc phân
thành 2 nhóm, bao gồm tài nguyên không hao kiệt và tài nguyên có thể bị hao kiệt.
7

Trong nhóm tài nguyên có thể bị hao kiệt, tiếp tục đƣợc phân chia thành tài nguyên
không khôi phục đƣợc và tài nguyên khôi phục đƣợc.
- Dựa vào cách phân loại theo khả năng có thể bị hao kiệt thì tài nguyên
rừng là một phần của tài nguyên thiên nhiên và thuộc nhóm tài nguyên có thể khôi
phục đƣợc. Tuy nhiên, nếu sử dụng và khai thác không hợp lý thì tài nguyên rừng
có thể bị suy thoái và không thể tái tạo lại.
Tài nguyên thiên nhiên
Tài nguyên có thể bị hao kiệt Tài nguyên không bị hao kiệt
Tài nguyên
không khôi
phục đƣợc
Tài nguyên
khôi phục đƣợc
Hình 1.1: Sơ đồ phân loại tài nguyên thiên nhiên [21]
1.1.3 Phân loại rừng
1.1.3.1 Phân loại rừng căn cứ vào mục đích sử dụng
- Rừng phòng hộ: Theo quy định tại khoản 1 Điều 4 Luật Bảo vệ và phát triển
rừng năm 2004 quy định "Rừng phòng hộ đƣợc sử dụng chủ yếu để bảo vệ nguồn
nƣớc, bảo vệ đất chống xói mòn, chống sa mạc hóa, hạn chế thiên tai, điều hòa khí
hậu, góp phần bảo vệ môi trƣờng" [7].
Rừng phòng hộ đầu nguồn là nơi phát sinh hoặc bắt đầu nguồn nƣớc tạo thành
các dòng chảy cấp nƣớc cho các hồ chứa trong mùa khô, hạn chế lũ lụt, chống xói
mòn và bảo vệ đất. Rừng phòng hộ gồm những rừng có sẵn trong tự nhiên, chủ yếu
là rừng hỗn giao gồm nhiều tầng, không đều tuổi, mật độ dày, có rễsâu, bền, chắc;
rừng phòng hộ chắn gió, chắn cát bay là rừng phòng hộ ven biển đƣợc thành lập với
mục đích chống gió hạn, cát bay, ngăn chặn sự xâm mặn của biển; rừng phòng hộ
chắn sóng, lấn biển là rừng phòng hộ ven biển đƣợc thành lập với mục đích chống
8

sóng lấn biển, chống sạt lở, bảo vệ các công trình ven biển; rừng phòng hộ bảo vệ
môi trƣờng nhằm mục đích điều hòa khí hậu, chống ô nhiễm môi trƣờng trong các
khu dân cƣ, khu đô thị và khu du lịch.
- Rừng đặc dụng: Theo quy định tại khoản 2 Điều 4 Luật Bảo vệ và phát triển
rừng năm 2004 quy định:
Rừng đặc dụng đƣợc sử dụng chủ yếu để bảo tồn thiên nhiên, mẫu chuẩn hệ
sinh thái rừng của quốc gia, nguồn gen sinh vật rừng; nghiên cứu khoa học, bảo vệ
di tích lịch sử, văn hóa, danh lam thắng cảnh, phục vụ nghỉ ngơi, du lịch, kết hợp
phòng hộ, góp phần bảo vệ môi trƣờng, bao gồm: Vƣờn quốc gia, khu bảo tồn thiên
nhiên gồm khu dự trữ thiên nhiên, khu bảo tồn loài sinh cảnh; khu bảo vệ cảnh quan
gồm khu di tích lịch sử, văn hóa, danh lam thắng cảnh; khu rừng nghiên cứu, thực
nghiệm khoa học [16].
Theo nhƣ mục đích sử dụng của rừng đặc dụng thì nơi đây đƣợc sử dụng là
nơi nghiên cứu khoa học, học tập, thực tập, bảo tồn nguồn gen, bảo vệ nguồn nƣớc,
bảo tồn đa dạng sinh học, bảo tồn những nét văn hóa. Đó là chức năng, vai trò, hiệu
quả sử dụng của rừng đặc dụng.
- Rừng sản xuất: Theo quy định tại khoản 3 Điều 4 Luật Bảo vệ và phát triển
rừng năm 2004 quy định:
Rừng sản xuất đƣợc sử dụng chủ yếu để sản xuất, kinh doanh gỗ, lâm sản
ngoài gỗ và kết hợp phòng hộ, góp phần bảo vệ môi trƣờng, bao gồm: rừng sản xuất
là rừng tự nhiên, rừng sản xuất là rừng trồng rừng giốnggồm rừng trồng và rừng tự
nhiên qua bình tuyển, công nhận [16].
Mục đích của rừng sản xuất để phát triển kinh doanh, sản xuất đồng thời góp
phần vào gìn giữ và bảo vệ môi trƣờng. Tùy từng loại rừng sản xuất là rừng tự
nhiên hay rừng trồng mà đƣợc đƣa vào sử dụng để quản lý, kinh doanh bảo vệ và
phát triển.
Nhƣ vậy tùy theo mục đích sử dụng mà pháp luật quy định về việc phân loại
rừng. Rừng phòng hộ thì đƣợc sử dụng để bảo vệ hệ sinh thái, bảo vệ cuộc sống con
ngƣời. Rừng đặc dụng đƣợc sử dụng với mục đích bảo tồn thiên nhiên. Rừng sản
xuất đƣợc sử dụng với mục đích sản xuất, phát triển kinh doanh đồng thời kết hợp
với bảo vệ môi trƣờng.
9

1.1.3.2.Phân loại rừng căn cứ theo nguồn gốc hình thành
- Rừng tự nhiên: là rừng có sẵn trong tự nhiên hoặc phục hồi bằng tái sinh tự nhiên.
+ Rừng nguyên sinh: là rừng chƣa hoặc ít bị tác động bởi con ngƣời, thiên
tai; Cấu trúc của rừng còn tƣơng đối ổn định.
+ Rừng thứ sinh: là rừng đã bị tác động bởi con ngƣời hoặc thiên tai tới
mức làm cấu trúc rừng bị thay đổi.
 Rừng phục hồi: là rừng đƣợc hình thành bằng tái sinh tự nhiên trên đất đã
mất rừng do nƣơng rẫy, cháy rừng hoặc khai thác kiệt;
 Rừng sau khai thác: là rừng đã qua khai thác gỗ hoặc các loại lâm sản khác.

- Rừng trồng: là rừng đƣợc hình thành do con ngƣời trồng, bao gồm:
+ Rừng trồng mới trên đất chƣa có rừng;
+ Rừng trồng lại sau khi khai thác rừng trồng đã có;
+ Rừng tái sinh tự nhiên từ rừng trồng đã khai thác.
Theo thời gian sinh trƣởng, rừng trồng đƣợc phân theo cấp tuổi, tùy từng loại
cây trồng, khoảng thời gian quy định cho mỗi cấp tuổi khác nhau.
1.1.3.3. Phân loại rừng theo điều kiện lập địa
- Rừng núi đất: là rừng phát triển trên các đồi, núi đất.
- Rừng núi đá: là rừng phát triển trên núi đá, hoặc trên những diện tích đá
lộ đầu không có hoặc có rất ít đất trên bề mặt.
- Rừng ngập nƣớc: là rừng phát triển trên các diện tích thƣờng xuyên ngập
nƣớc hoặc định kỳ ngập nƣớc.
+ Rừng ngập mặn: là rừng phát triển ven bờ biển và các cửa sông lớn có
nƣớc triều mặn ngập thƣờng xuyên hoặc định kỳ.
+ Rừng trên đất phèn: là rừng phát triển trên đất phèn, đặc trƣng là rừng
Tràm ở Nam Bộ.
+ Rừng ngập nƣớc ngọt: là rừng phát triển ở nơi có nƣớc ngọt ngập thƣờng
xuyên hoặc định kỳ.
- Rừng trên đất cát: là rừng trên các cồn cát, bãi cát.
1.2CÁC LOẠI BIẾN ĐỘNG TÀI NGUYÊN RỪNG
Tùy vào cơ sở hay mục đích nghiên cứu mà có nhiều cách phân loại biến động:
10

- Biến động về diện tích: xem xét sự tăng lên hay giảm xuống về quy mô, diện
tích rừng.
- Biến động về chất lƣợng: xét xét sự thay đổi về diện tích của từng loại rừng
phân loại theo trữ lƣợng sinh khối (rừng giàu, rừng trung bình, rừng nghèo).
- Biến động về chức năng: xét xét sự thay đổi về diện tích của từng loại rừng
phân loại theo chức năng (rừng phòng hộ, rừng đặc dụng, rừng sản xuất).
- Biến động về nguồn gốc: xét xét sự thay đổi về diện tích của từng loại rừng
phân loại theo nguồn gốc hình thành (rừng nguyên sinh, rừng trồng).
1.3 NHỮNG YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN BIẾN ĐỘNG TÀI NGUYÊN
RỪNG
Các yếu tố ảnh hƣởng đến biến động tài nguyên rừng bao gồm 2 nhóm: Nhóm
yếu tố tự nhiên và nhóm yếu tố con ngƣời.
Yếu tố tự nhiên bao gồm các thiên tai, các hoạt động do các quy luật vận động tự
nhiên tạo nên… gây ra các biến động về diện tích rừng, chẳng hạn nhƣ: Quá trình trƣợt
lở đất do mƣa lũ, giảm diện tích rừng do hạn hán hoặc bão lũ. Nhìn chung, khi xuất
hiện các hiện tƣợng thiên tai này, diện tích bị mất đi nhƣng với quy mô rất nhỏ và
không đáng kể, tính liên tục không cao do các thiên tai thƣờng xuất hiện theo mùa.
Trong các nhân tố làm suy giảm diện tích rừng thì nhân tố con ngƣời có tác động
mạnh mẽ và liên tục hơn hẳn. Ở Việt Nam, trong thời kỳ chiến tranh, đặc biệt là giai
đoạn 1954 – 1975, rừng bị tàn phá nặng nề bởi việc phá hoại bằng các loại vũ khí có
sức tàn phá lớn, đặc biệt là các loại hóa chất gây rụng lá do quân đội mỹ rải xuống. Sau
năm 1975, chiến tranh cũng là nguyên nhân gây biến động rừng, tuy nhiên nó không
còn là nguyên nhân chính nữa, mà thay vào đó là các hoạt động sản xuất, sinh hoạt theo
nhu cầu của con ngƣời cộng với việcchƣa có những các quy định, chế tài cụ thể trong
việc bảo vệ rừng, chính vì vậy mà các cánh rừng nguyên sinh bị khai thác với mức độ
nghiêm trọng khiến cho diện tích và chất lƣợng rừng bị suy giảm nhanh chóng. Trong
giai đoạn hiện nay, việc khai thác rừng phần nào đã đƣợc quản lý chặt chẽ hơn rất
nhiều nhờ việc ban hành các văn bản luật trong việc bảo vệ tài nguyên rừng, cụ thể là
luật bảo vệ và phát triển rừng do Quốc hội ban hành năm 2004…. Tuy nhiên việc khai
thác trái phép vẫn còn tiếp diễn và đang đe
dọa đến sự đa dạng sinh học nói chung và suy giảm diện tích, chất lƣợng rừng nói riêng.
11

1.4. TỔNG QUAN CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU CÓ LIÊN QUAN
ĐẾN ĐỀ TÀI
1.4.1. Trên thế giới
Từ sau năm 1972, ngay khi có đƣợc những bức ảnh của vệ tinh Landsat, nhiều
quốc gia đã thử nghiệm và sử dụng chúng cho việc lập bản đồ rừng và các hoạt động
quan trắc. Trong Hội nghị về quan sát rừng thế giới (World Forest Watch) tại Brazil
năm 1992, các nhà khoa học đã tập trung đánh giá về các tiếp cận trong quan trắc bằng
vệ tinh và đƣa ra kết luận rằng, viễn thám là sự tiến bộ về phƣơng pháp và công nghệ
có khả năng đáp ứng đƣợc hệ thống giám sát phù hợp cả về mặt khoa học cũng nhƣ
những yêu cầu về công tác quản lý lớp phủ rừng ở các quốc gia.
Tại Châu Âu, dự án TREES (The Tropical Ecosystem Environment
Observations by Satellites) dƣới sự đỡ đầu của Uỷ ban Châu Âu và do Viện ứng
dụng không gian thuộc Trung tâm nghiên cứu hội nhập Ý thực hiện năm 1993 đƣợc
xem nhƣ một dẫn chứng cụ thể về tính khả thi trong ứng dụng công nghệ quan sát
không gian trong quan trắc lớp phủ mặt đất và đặc điểm sinh khối. Dự án sử dụng
nhiều sensor khác nhau cho quan trắc lớp phủ. Ngoài ra dự án còn chú trọng cả sử
dụng các kênh nhiệt trong phát hiện cháy rừng và kết hợp với một số các chỉ tiêu
khác để phát hiện việc phá rừng.
Dự án có quy mô lớn nhất gần đây phải kể đến là dự án về biến đổi sử dụng
đất và lớp phủ LUCC (Land-use and Land-cover Change) đƣợc triển khai trong giai
đoạn 1993-2005, lấy các khu vực nghiên cứu điểm ở Thái Lan, Malaysia, Indonesia
và Philippin. Mục tiêu của dự án là nghiên cứu về những phƣơng thức khác nhau
của biến đổi sử dụng đất và lớp phủ ở các quy mô không gian khác nhau, từ quy mô
toàn cầu đến quy mô vùng địa phƣơng.
Trong đề tài “Remote sensing-based quantification of land-cover and land-
use change for planning” (Bjorn Prenzel, 2003), tác giả đã đƣa ra những cơ sở khoa
học về lựa chọn phƣơng pháp đƣợc sử dụng để đƣa ra các kết quả mang tính định
lƣợng trong việc nghiên cứu biến động LPTV và sử dụng đất dựa vào cơ sở viễn
thám. Theo đó, tùy vào trƣờng hợp mà ta sử dụng các phƣơng pháp theo thuyết xác
định hay dựa vào kinh nghiệm. Một điểm đáng chú ý mà tác giả có đề cập đến là
12

yêu cầu về dữ liệu khi đánh giá biến động: dữ liệu thu thập phải có cùng đặc điểm
(về không gian, về độ phân giải phổ,…), dữ liệu phải đạt đƣợc những tiêu chuẩn
nhất định về bóng mây hay sƣơng mù, dữ liệu thu thập phải cùng khu vực nghiên
cứu. Trong nghiên cứu “Land Use/ Land Cover Changes Detection And Urban
Sprawl Analysis” (M. Harika, et al., 2012) đã đánh giá sự biến động loại hình sử
dụng đất/bề mặt đất tại các thành phố Vijayawada, Hyderabad và Visakhapatnam ở
vùng Đông Nam Ấn Độ. Bên cạnh sử dụng dữ liệu ảnh viễn thám để giải đoán, đề
tài còn kết hợp sử dụng chuỗi Markov để dự đoán các khu vực có thể bị biến đổi
trong tƣơng lai. Trong nghiên cứu “Monitoring Land Use Change By Multi-
temporal Landsat Remote Sensing Imagery” (Tayyebi, 2008), nhóm tác giả đã sử
dụng ảnh landsat đa thời gian đề đánh giá biến động đất đô thị trong quá khứ (giai
đoạn 1980-2000) để đƣa ra những dự đoán cho tƣơng lai (năm 2020). Trong đề tài
“Analyzing Land Use/ Land Cover Chang Using Remote Sensing and GIS in Rize,
North-East Turkey” (Selcuk Reis, 2008), tác giả đã thành lập bản đồ biến động sử
dụng đất/ lớp phủ mặt đất ở vùng Rize, Đông Bắc Thổ Nhĩ Kỳ với 7 loại lớp phủ.
Dữ liệu tác giả đã sử dụng trong đề tài này là ảnh Landsat MSS (1976) và Landsat
ETM+ (2000) với độ phân giải lần lƣợt là 79m và 30m. Tuy nhiên, ở đề tài này, tác
giả không trình bày rõ về phƣơng pháp thực hiện mà chỉ chú trọng về đánh giá,
thống kê biến động với những thay đổi sâu sắc đối với đất nông nghiệp, đô thị, đồng
cỏ và đất lâm nghiệp, những nơi gần biển và có độ dốc thấp. [10]
1.4.2. Ở Việt Nam
Ở Việt Nam, ngày nay công nghệ viễn thám đã đƣợc ứng dụng rộng rãi trong
nhiều lĩnh vực khác nhau, bao gồm:
Nghiên cứu môi trƣờng: Điều tra về sự biến đổi sử dụng đất và lớp phủ; vẽ
bản đồ thực vật; nghiên cứu các quá trình sa mạc hoá và phá rừng; giám sát thiên tai
(hạn hán, cháy rừng, bão, mƣa đá...); nghiên cứu ô nhiễm nƣớc và không khí;
nghiên cứu môi trƣờng biển (đo nhiệt độ, màu nƣớc biển, gió sóng)...
Nghiên cứu thực vật rừng: nghiên cứu LPTV theo ngày, mùa vụ, năm, tháng
và theo giai đoạn; điều tra phân loại rừng, diễn biến của rừng; nghiên cứu về côn
trùng và sâu bệnh phá hoại rừng...
13

Nghiên cứu thuỷ văn: điều tra và giám sát sự phân bố các đối tƣợng thủy văn
và các nguồn nƣớc ngầm, khối lƣợng và chất lƣợng diễn biến theo mùa, theo thời
gian, các hiện tƣợng thuỷ văn: lũ lụt, nhiễm mặn, biến động lòng sông, lòng hồ,…
Sử dụng tƣ liệu viễn thám để thành lập bản đồ hiện trạng SDĐ, phát hiện
biến động lớp phủ bề mặt: Các đặc trƣng của tƣ liệu viễn thám nhƣ tính đa thời
gian, đa phổ, có khả năng trùm phủ lớn, đặc trƣng cấu trúc và các chỉ số nhƣ
NDVI,... thỏa mãn các nhu cầu thành lập các loại bản đồ chuyên đề ở tỷ lệ khác
nhau, đảm bảo nhanh chóng, chính xác.
Đặc biệt việc thành lập bản đồ thảm thực vật trong bằng công nghệ này cũng
đƣợc quan tâm rất nhiều. Các nghiên cứu trong nƣớc đã ứng dụng công nghệ RS và
GIS để thành lập bản đồ thảm thực vật đã đƣợc thực hiện không ít trong các năm
gần đây trên cả nƣớc:
- Đề tài “Ứng dụng GIS và viễn thám trong việc thành lập bản đồ hiện trạng
thảm thực vật năm 2008 tỉ lệ 1/50.000 ở huyện Kỳ Anh, tỉnh Hà Tĩnh” do Nguyễn
Quang Tuấn, Trần Văn Do, Đỗ Thị Việt Hƣơng, Trƣờng Đại học Khoa học, Đại
học Huế.
- Đề tài “Ứng dụng công nghệ GIS và Viễn thám trong quy hoạch sử dụng
đất rừng tại thƣợng nguồn lƣu vực sông Cả, tỉnh Nghệ An” do Phạm Tiến Đạt, Trần
Trung Kiên, Nông Hữu Dƣơng, Trần Đức Viên, Nguyễn Thanh Lâm và Võ Hữu Công
- Trung tâm Sinh thái Nông nghiệp, Trƣờng Đại học Nông nghiệp Hà Nội.
- Các đề tài nghiên cứu về lớp phủ mặt đất và biến động đất đô thị cũng đã
bƣớc đầu mang lại những kết quả. Trong đề tài “Ứng dụng viễn thám theo dõi biến
động đất đô thị của thành phố Vinh, tỉnh Nghệ An” (Nguyễn Ngọc Phi, 2009) dùng
phƣơng pháp phân loại gần đúng nhất để phân ra 5 lớp đối tƣợng. Điểm đáng chú ý
của đề tài này là sử dụng kết hợp nhiều loại ảnh viễn thám nhƣ Landsat (1992,
2000) và SPOT (2005) để cho ra kết quả giải đoán, đồng thời có sự so sánh về độ
chính xác, chi tiết giữa các loại ảnh. Với chỉ số Kappa ~ 0,9, dữ liệu ảnh SPOT có
độ chính xác sau phân loại cao hơn hẳn so với Landsat (Kappa ~ 0,7).
Trong đề tài “Sử dụng tƣ liệu ảnh vệ tinh MODIS nghiên cứu mùa vụ cây
trồng, lập bản đồ hiện trạng và biến động lớp phủ vùng đồng bằng sông Hồng giai
14

đoạn 2008 – 2010” (Vũ Hữu Long, Phạm Khánh Chi, Trần Hùng, 2011), tác giả đã
phân loại lớp phủ dựa trên bộ dữ liệu NDVI tổ hợp tháng theo phƣơng pháp phân
loại có kiểm định sử dụng thuật toán phân loại gần đúng nhất. Đề tài đã phân loại
đƣợc 9 loại lớp phủ với chỉ số Kappa ~ 0,9. Để đánh giá độ chính xác, tác giả đã sử
dụng kết hợp cả dữ liệu mẫu khảo sát, điều tra thực địa với bản đồ hiện trạng sử
dụng đất năm gần nhất.
- Đề tài “Ứng dụng viễn thám và GIS đánh giá biến động lớp phủ thực vật
tỉnh Đồng Nai” của tác giả Lê Văn Hải và đề tài “Đánh giá biến động sử dụng đất
huyện Bình Sơn, tỉnh Quảng Ngãi trên cơ sở tƣ liệu viễn thám và GIS” của tác giả
Lê Văn Lợi là hai công trình khoa học có ý nghĩa thiết thực, giúp tác giả có cái nhìn
tổng thể về lớp phủ thực vật và hƣớng nghiên cứu hoàn chỉnh để áp dụng cho luận
văn này.
1.4.3 Ở Thừa Thiên Huế
Đề tài nghiên cứu “Ứng dụng viễn thám và GIS thành lập bản đồ lớp phủ mặt
đất khu vực Chân Mây, huyện Phú Lộc, tình Thừa Thiên Huế” (Nguyễn Huy Anh,
Đinh Thanh Kiên, 2012), tác giả đã đã sử dụng phƣơng pháp phân loại gần đúng
nhất với dữ liệu ảnh Landsat TM độ phân giải 10 m, kết hợp với lấy mẫu thực địa để
phân ra 13 loại lớp phủ với độ chính xác tƣơng đối cao.
Đề tài “ Nghiên cứu sự thay đổi lớp phủ thảm thực vật rừng tại vƣờn quốc
gia Bạch Mã, tỉnh Thừa Thiên Huế” (Đặng Ngọc Quốc Hưng, Hồ Đắc Thái Hoàng,
2008), đã sử dụng hiệu quả công nghệ GIS vào nghiên cứu và đã xây dựng đƣợc hệ
thống bản đồ hiện trạng và biến động rừng tại vƣờn quốc gia Bạch Mã trong giai
đoạn 1989 – 2007.
Trong đề tài “Ứng dụng viễn thám và GIS thành lập bản đồ biến động các
loại thực phủ địa bàn thành phố Huế - Tỉnh Thừa Thiên Huế” (2013) tác giả Nguyễn
Xuân Trung Hiếu đã tiến hành xây dựng hệ thống bản đồ hiện trạng và biến động
dựa trên 6 loại thực phủ là: Đƣờng giao thông, đất rừng, mặt nƣớc, lúa- hoa màu,
đất trống và khu dân cƣ với tỉ lệ 1:60.000 giai đoạn từ 2001-2010
Nhƣ vậy, trên địa bàn tỉnh Thừa Thiên Huế đã có các đề tài nghiên cứu về
lớp phủ mặt đất, bƣớc đầu áp dụng công nghệ viễn thám và GIS trong nghiên cứu
15

các đối tƣợng địa lí, trong đó tập trung nghiên cứu sự thay đổi lớp phủ mặt đất,
trong đó có lớp phủ thực vật, tuy nhiên các đề tài vẫn chỉ nghiên cứu trên quy mô
hẹp và dựa vào ranh giới hành chính mà chƣa đi sâu nghiên cứu sự biến động các
nhóm loại rừng tại khu vực lƣu vực sông Hƣơng.
1.5. QUY TRÌNH NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
1.5.1. Thu thập tư liệu ảnh viễn thám
1.5.1.1. Khái quát về ảnh viễn thám
a. Khái niệm
Ảnh viễn thám (ảnh vệ tinh): là ảnh số thể hiện các vật thể trên bề mặt Trái
Đất đƣợc thu nhận bởi các bộ cảm biến đặt trên vệ tinh.
b. Nguyên tắc thu nhận ảnh vệ tinh
Do tính chất của các vật thể (nhà, đất, cây, nƣớc…) có thể đƣợc xác định
thông qua năng lƣợng bức xạ hay phản xạ từ vật thể nên viễn thám là một công
nghệ nhằm xác định và nhận biết đối tƣợng hoặc các điều kiện môi trƣờng thông
qua những đặc trƣng riêng về phản xạ và bức xạ.
Nguồn năng lƣợng chính thƣờng sử dụng trong viễn thám là bức xạ Mặt
Trời. Năng lƣợng điện từ phát ra bởi Mặt Trời tƣơng tác với các thành phần bầu khí
quyển trƣớc khi đến đƣợc mặt đất, năng lƣợng sóng điện từ do các vật thể phản xạ
hay bức xạ đƣợc thu nhận bởi sensor đặt trên vật mang.
Bộ cảm biến chỉ thu nhận năng lƣợng sóng điện từ phản xạ hay bức xạ từ vật
thể theo từng bƣớc sóng xác định năng lƣợng sóng điện từ sau khi tới đƣợc bộ cảm
biến đƣợc chuyển thành tín hiệu số và truyền về trạm thu mặt đất.
Ngoài các yếu tố trên thì trong quá trình thu nhận ảnh viễn thám ta phải quan
tâm đến các yếu tố thời tiết, không nên thu nhận ảnh viễn thám trong các yếu tố thời
tiết xấu. Ảnh quang học khi thu nhận thông tin chủ yếu dựa vào năng lƣợng mặt trời
nên khi thời tiết xấu thì sẽ không thu nhận đƣợc hoặc thu nhận kém. Ảnh radarít hoặc
không chịu ảnh hƣởng của các yếu tố thời tiết. Do sử dụng sóng microwave, cùng với
đặc điểm tần số dao động và tính phân cực nên việc thu nhận ảnh Radar ít chịu ảnh
hƣởng bởi các yếu tố thời tiết, có thể xuyên qua mây, sƣơng mù, mƣa…[18].
16

c. Phân loại ảnh viễn thám
Phân loại ảnh viễn thám theo nguồn năng lƣợng và chiều dài bƣớc sóng, ta
có thể chia ảnh vệ tinh thành 3 loại cơ bản:
- Ảnh quang học là loại ảnh đƣợc tạo ra bởi việc thu nhận các bƣớc sóng ánh
sáng nhìn thấy (bƣớc sóng 0.4 – 0.76 micromet). Nguồn năng lƣợng chính là bức xạ
- Ảnh hồng ngoại (ảnh nhiệt) là loại ảnh đƣợc tạo ra bởi việc thu nhận các
bƣớc sóng hồng ngoại phát ra từ vật thể (bƣớc sóng 8 – 14 micromet). Nguồn năng
lƣợng chính là bức xạ nhiệt của các vật thể.
- Ảnh radar là loại ảnh đƣợc tạo ra bởi việc thu nhận các bƣớc sóng trong dải
sóng cao tần (bƣớc sóng từ 1mm – 1m). Nguồn năng lƣợng chính là sóng rada phản xạ
từ các vật thể do vệ tinh tự phát xuống theo những bƣớc sóng đã đƣợc xác định.
1.5.1.2. Phương pháp lựa chọn ảnh viễn thám trong đề tài
Việc lựa chọn nguồn tƣ liệu ảnh trong nghiên cứu luôn phụ thuộc vào đối
tƣợng nghiên cứu và nguồn tƣ liệu ảnh sẵn có. Theo đánh giá trong nhiều công
trình khoa học ứng dụng công nghệ viễn thám, mỗi loại ảnh thƣờng chỉ có giá trị sử
dụng cho từng đối tƣợng cụ thể. Vì vậy, ngƣời sử dụng cần quan tâm không chỉ tới
độ phân giải không gian (kích thƣớc pixel) mà còn tới cả những tính năng phản xạ
riêng biệt của mỗi đối tƣợng. Ví dụ, đối với các đối tƣợng nghiên cứu là thực vật
cần có các kênh ảnh cận hồng ngoại nhƣ: ảnh SPOT, Landsat TM, ETM, MSS và
NOAA. Nhƣng nếu nghiên cứu trƣờng nhiệt độ bề mặt và dòng chảy ven bờ thì
kênh ảnh phải sử dụng là loại hồng ngoại nhiệt có ở các vệ tinh NOAA, MOS,
MODIS, Landsat TM, ETM…[20].
Trong nghiên cứu về hiện trạng biến động tài nguyên rừng, những nguồn tƣ
liệu ảnh đƣợc sử dụng phải dễ dàng cho thấy đƣợc sự khác biệt giữa các loại đất
theo mục đích sử dụng và phải phân biệt rõ ràng giữa các loại lớp phủ khác nhau
nhƣ: rừngtrung bình với rừng nghèo, rừng trồng dựa vào mức độ phản xạ (độ sáng,
độ xanh,…). Để thấy đƣợc sự khác biệt trên chúng ta có thể sử dụng các loại ảnh vệ
tinh Landsat thông qua tính chỉ số thực vật (NDVI).Ngoài ra, để dễ dàng phân biệt
các loại đất khác nhau theo loại hình sử dụng, chúng ta cần phải biết cách tổ hợp
17

các màu. Phƣơng pháp tổ hợp màu thể hiện tính ƣu điểm của việc dùng các kênh
ảnh đa phổ của các ảnh vệ tinh hiển thị cùng một lúc trên ba kênh ảnh đƣợc gắn ba
loại màu chính là đỏ, lục và xanh lam còn gọi là RGB. Trong một ảnh vệ tinh có
nhiều kênh ảnh khác nhau, ví dụ ảnh vệ tinh Landsat-5, Landsat-7 có 6 kênh phổ
(các kênh 1-5, và 7) có thể dùng để tổ hợp màu theo tổ hợp chập 3 của 6. Nếu trong
tổ hợp màu kênh phổ có dải sóng đƣợc gắn đúng với màu thì gọi là tổ hợp màu thật
và trong các trƣờng hợp khác gọi là tổ hợp giả màu [20]. Nhƣ vậy, có rất nhiều
cách tổ hợp màu khác nhau nên cách hiển thị các đối tƣợng cũng khác nhau tạo
thuận lợi cho sự phân biệt các đối tƣợng.
Với những đặc điểm nêu trên, đề tài đã lựa chọn sử dụng ảnh vệ tinh Landsat
để giải đoán phục vụ cho việc thành lập các loại bản đồ cơ cấu các loại rừng.
* Landsat : Là hệ thống vệ tinh chụp ảnh Trái Đất. Chƣơng trình viễn thám
Landsat đƣợc phát triển bởi NASA (Cơ quan hàng không và không gian Hoa Kỳ).
Dữ liệu Landsat đƣợc lƣu giữ ở dạng file .BIL hoặc .BIP. File dạng BIL và BIP
đƣợc hỗ trợ bởi ARC/INFO và ArcView. Cho đến nay đã có nhiều thế hệ vệ tinh
Landsat đƣợc nghiên cứu và phát triển. Các đặc trƣng kỹ thuật của vệ tinh Landsat
đƣợc thể hiện ở bảng 1.1.
18

Bảng 1.1. Hệ thống các thiết bị thu và tính chất cơ bản của vệ tinh Landsat
Các
Các dải phổ Thời gian
Có ở Độ phân giải thu ảnh
máy
Dải sóng (m)
vệ tinh Kênh không gian (m) của các
thu
trạm
1,2 0,475 - 0,575 80
RBV
0,580 - 0,680 80
9h42’
0,690 - 0,830 80
3 0,505 - 0,750 30
1 - 5
4
0,5 - 0,6 79/82
0,6 - 0,7 79/82
5
MSS 0,7 - 0,8 79/82 9h42’
6
0,8 - 1,1 79/82
7
3 10,4 - 12,6 240
1 0,45 - 0,52 30
2 0,52 - 0,60 30
3 0,63 - 0,67 30
TM 1-5 4 0,76 - 0,90 30 10h30’
5 1,55 - 1,75 30
6 10,4 - 12,5 120
7 2,08 - 2,35 30
7 kênh giống nhƣ 10 m, 2.5 m và 10h30’
ETM 6 1-7 TM và kênh toàn 60 m cho band 6 (IR)
sắc Panchromatic
Nguồn [20]
1.5.2. Giải đoán ảnh viễn thám.
Giải đoán ảnh viễn thám là quá trình tách thông tin định tính cũng nhƣ định
lƣợng từ ảnh dựa trên các tri thức chuyên ngành hoặc kinh nghiệm của ngƣời đoán
đọc điều vẽ. Giải đoán ảnh viễn thám bao gồm các giai đoạn sau:
19

- Nhập số liệu: Có hai nguồn tƣ liệu chính đó là ảnh tƣơng tự do các máy
chụp ảnh cung cấp và ảnh số do các máy quét cung cấp. Trong trƣờng hợp ảnh số
thì tƣ liệu ảnh đƣợc chuyển từ các băng từ lƣu trữ mật độ cao và các băng từ. Ở
dạng này máy tính nào cũng đọc đƣợc số liệu. Các ảnh tƣơng tự cũng đƣợc chuyển
thành dạng số thông qua các máy quét. Giai đoạn này đƣợc thực hiện ở các Trung
tâm thu số liệu vệ tinh.
- Khôi phục và hiệu chỉnh ảnh: Đây là giai đoạn mà các tín hiệu số đƣợc hiệu
chỉnh hệ thống nhằm tạo ra một tƣ liệu ảnh có thể sử dụng đƣợc. Giai đoạn này
thƣờng đƣợc thực hiện trên các máy tính lớn tại các Trung tâm thu số liệu vệ tinh.
- Biến đối ảnh: Các quá trình xử lý nhƣ tăng cƣờng chất lƣợng, biến đổi
tuyến tính... là giai đoạn tiếp theo. Giai đoạn này có thể thực hiện trên các máy tính
nhỏ nhƣ máy vi tính trong khuôn khổ của một phòng thí nghiệm.
- Phân loại và đánh giá độ chính xác kết quả phân loại: Phân loại đa phổ để
tách các thông tin cần thiết phục vụ việc theo dõi các đối tƣợng hay lập bản đồ
chuyên đề là khâu then chốt của việc khai thác tƣ liệu viễn thám. Trƣớc khi xuất
kết quả, các ảnh phân loại phải đƣợc đánh giá độ chính xác thông qua việc đối
chiếu với thực tế, cũng nhƣ sử dụng chỉ số Kappa (chỉ số đánh giá tính chất sai sót
phạm phải trong quá trình phân loại).
- Xuất kết quả: Sau khi hoàn tất các khâu xử lý cần phải xuất kết quả. Ảnh sau
khi xuất phải ở những định dạng phù hợp với các phần mềm thành lập bản đồ.
Đề tài đã sử dụng ảnh vệ tinh Landsat đƣợc tải về trên trang web của Cục địa
chất Hoa Kì, các ảnh đƣợc tải về này đã đƣợc xử lý qua hai giai đoạn là nhập số
liệu và khôi phục, hiệu chỉnh ảnh. Vì vậy, quá trình giải đoán ảnh trong đề tài chỉ
tập trung chủ yếu vào các giai đoạn biến đổi ảnh, phân loại và xuất kết quả.
1.5.2.1 Biến đổi ảnh
a. Tăng cường chất lượng và chiết tách đặc tính
Tăng cƣờng chất lƣợng ảnh là thao tác chuyển đổi nhằm tăng tính dễ đọc, dễ
hiểu của ảnh cho ngƣời đoán đọc điều vẽ. Còn chiết tách đặc tính là thao tác nhằm
phân loại, sắp xếp các thông tin có sẵn trong ảnh theo các yêu cầu hoặc chỉ tiêu đƣa
ra dƣới dạng các hàm số.
20

- Tăng cƣờng chất lƣợng ảnh: Những phép tăng cƣờng chất lƣợng ảnh thƣờng
đƣợc sử dụng là biến đổi cấp độ xám, biến đổi histogram, tổ hợp màu, biến đổi màu
giữa 2 hệ RGB và HIS.
- Chiết tách đặc tính: đƣợc thực hiện đối với 3 loại đặc tính chính:
+ Đặc tính phổ: Các màu sắc đặc biệt, gradient, tham số phổ.
+ Đặc tính hình học: Các cấu trúc đƣờng, hình dáng, kích thƣớc...
+ Đặc tính cấu trúc: Mẫu, tần suất phân bố không gian, tính đồng nhất...
b. Thể hiện màu trên tư liệu ảnh vệ tinh
Để thể hiện màu trên tƣ liệu ảnh viễn thám ngƣời ta phải tổ hợp màu và hiện
màu giả.
- Tổ hợp màu : Một bức ảnh màu có thể đƣợc tổ hợp trên cơ sở gán 3 kênh
phổ nào đó cho 3 màu cơ bản. Có hai phƣơng pháp trộn màu đó là cộng màu và trừ
màu. Trên hình 1.2 chỉ ra sơ đồ nguyên lý của việc trộn màu.
Nếu ta chia toàn bộ dải sóng nhìn thấy thành 3 vùng cơ bản là đỏ, lục, chàm
và sau đó lại dùng ánh sáng trắng chiếu qua kính lọc đỏ, lục, chàm tƣơng ứng ta
thấy hầu hết các màu tự nhiên đều đƣợc khôi phục lại. Phƣơng pháp tổ hợp màu đó
đƣợc gọi là phƣơng pháp tổ hợp màu tự nhiên.
Hình 1.2. Sơ đồ nguyên lý trộn màu
Trong viễn thám, các kênh phổ không đƣợc chia đều trong dải sóng nhìn
thấy nên không thể tái tạo lại đƣợc các màu tự nhiên mặc dù cũng sử dụng 3 màu
cơ bản đỏ, lục, chàm. Tổ hợp màu nhƣ vậy đƣợc gọi là tổ hợp màu giả. Tổ hợp màu
giả thông dụng nhất trong viễn thám là tổ hợp màu giả khi gán màu đỏ cho kênh
hồng ngoại, màu lục cho kênh đỏ và màu chàm cho kênh lục. Trên tổ hợp màu này
các đối tƣợng đƣợc thể hiện theo các gam màu chuẩn nhƣ thực vật có màu đỏ. Với
các mức độ khác nhau của màu đỏ thể hiện mức độ dày đặc của thảm thực vật.
21

- Hiện màu giả: Tổ hợp màu chỉ thực hiện đƣợc trong trƣờng hợp có 3 kênh
phổ trở lên. Trong trƣờng hợp chỉ có một kênh phổ, để có thể thể hiện đƣợc trong
không gian màu ngƣời ta sử dụng phƣơng pháp hiện màu giả, phƣơng pháp này ứng
với một khoảng cấp độ xám nhất định sẽ đƣợc gán một màu nào đó. Cách gán màu
nhƣ vậy không có quy luật và hoàn toàn phụ thuộc vào ngƣời thiết kế. Thông thƣờng
cách này hay đƣợc sử dụng cho ảnh sau phân loại, ảnh chỉ số thực vật, ảnh nhiệt...
c. Các phép biến đổi ảnh
Các phép biến đổi giữa các kênh của một ảnh hoặc giữa các ảnh chụp tại
nhiều thời điểm khác nhau rất hữu ích cho việc tăng cƣờng chất lƣợng và chiết tách
đặc tính. Có hai nhóm biến đổi chính là biến đổi số học và biến đổi logic.
- Biến đổi số học dựa trên các phép tính cộng, trừ, nhân, chia và sự phối hợp
giữa chúng đƣợc sử dụng cho nhiều mục đích kể cả loại trừ một số loại nhiễu. Kết
quả của một số phép biến đổi thƣờng là số thực, cho nên lại phải chuyển chúng về
không gian số nguyên dựa trên các phép tăng cƣờng chất lƣợng.
- Các phép biến đổi logic sử dụng các toán tử OR và toán tử AND nhiều trong
việc phân tích tƣ liệu đa thời gian hoặc để chồng ảnh lên bản đồ.
d. Phân tích cấu trúc
Cấu trúc là một tập hợp liên kết của các hình mẫu nhỏ đƣợc lặp lại một cách
đều đặn. Trong thực tế đoán đọc điều vẽ bằng mắt, ngƣời đoán đọc điều vẽ thƣờng
cảm nhận đƣợc các cấu trúc mịn, trơn hoặc sần sùi khi đoán đọc điều vẽ các thảm
rừng hoặc các cấu trúc cành cây khi đoán đọc điều vẽ mạng lƣới thuỷ văn...
Phân tích cấu trúc là việc phân loại hay chia tách các đặc tính cấu trúc trên
ảnh trong mối liên quan tới hình dáng các hình mẫu cơ bản, mật độ và lƣợng phân
bố của chúng.
Trong đoán đọc điều vẽ bằng mắt, việc cảm nhận các cấu trúc và phân loại chúng
do ngƣời đoán đọc điều vẽ thực hiện. Bộ óc ngƣời có khả năng khái quát, nhận biết và
tổng hợp các cấu trúc một cách tuyệt vời cho nên kết quả thƣờng đƣợc chấp nhận.
Trong khi đó việc đoán đọc điều vẽ bằng máy tính do khả năng định nghĩa các cấu trúc
về mặt toán học gặp rất nhiều khó khăn, khả năng lƣu trữ thông tin trong bộ nhớ còn
hạn chế, khả năng các ngôn ngữ lập trình cho phép thực hiện các tƣ duy
22

tƣơng tự con ngƣời trong quá trình khái quát, tổng hợp còn quá ít cho nên việc tự
động phân tích cấu trúc trên máy tính ít nhiều vẫn chƣa mang lại kết quả nhƣ mong
muốn.
- Phân tích thống kê dựa trên ma trận: Các chỉ số sau của ma trận đƣợc coi
nhƣ các thông tin cấu trúc:
+ Khoảng cấp độ sáng của histogram.
+ Ma trận phƣơng sai - hiệp phƣơng sai.
+ Ma trận nén cốt chạy.
- Phân tích chuỗi phổ: Các cấu trúc đƣợc phân tích dựa trên việc ứng dụng
chuỗi Furie nhằm tìm ra các thành phần phân bố theo các hƣớng, mật độ [20].
1.5.2.2 Xây dựng bản đồ chỉ số thực vật
Bất kỳ vật thể nào trên bề mặt đất đều có tác dụng điện từ . Đồng thời bất kỳ vật
thể nào có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ không tuyệt đối (nhiệt độ k =-273,160
C) đều liên
tục phát ra sóng điện từ (nhiệt bức xạ). Do thành phần cấu tạo của các vật thể trên bề
mặt trái đất khác nhau nên sự hấp thu hoặc phát xạ các sóng điện từ là khác nhau, ngay
nhƣ thảm thực vật mỗi loại thực vật khác nhau cũng hấp thu và phát xạ các sóng điện
từ cũng khác nhau. Vì vậy trên cơ sở các dữ liệu viễn thám ta có thể xác định đƣợc các
đặc trƣng quang phổ khác nhau của của bề mặt trái đất. Trong đó một trong những đặc
trƣng quang phổ quan trọng nhất của viễn thám là quang phổ thực vật. Từ những đặc
trƣng này làm cơ sở để xây dựng lên các chỉ số thực vật, là những thông tin quan trọng
trong nghiên cứu và phục vụ khí tƣợng nông nghiệp.
Các chỉ số phổ thực vật đƣợc phân tách từ các băng cận hồng ngoại, hồng
ngoại và dải đỏ là các tham số trung gian mà từ đó có thể thấy đƣợc các đặc tính
khác nhau của thảm thực vật nhƣ: sinh khối, chỉ số diện tích lá, khả năng quang
hợp, tổng các sản phẩm sinh khối theo mùa mà thực vật có thể tạo ra. Những đặc
tính đó có liên quan và phụ thuộc rất lớn vào dạng thực vật bao phủ và thời tiết, đặc
tính sinh lý, sinh hoá và sâu bệnh…Công nghệ gần đúng để giám sát đặc tính các hệ
sinh thái khác nhau là phép nhận dạng chuẩn và phép so sánh giữa chúng.
Cách tính Chỉ số thực vật NDVI (normalized difference vegetation index)
NDIV = (IR-R)/(IR+R)
23

Trong đó IR là giá trị bức xạ của bƣớc sóng cận hồng ngoại (near infrared),
R là giá trị bức xạ của bƣớc sóng nhìn thấy (visible).Chỉ số thực vật đƣợc dùng rất
rộng rãi để xác định mật độ phân bố của thảm thực vật, đánh giá trạng thái sinh
trƣởng và phát triển của cây.
1.5.2.3 Phân loại ảnh viễn thám
Xử lý thông tin viễn thám cũng có hai phƣơng pháp cơ bản: phân tích bằng
mắt và xử lý số. Giải đoán bằng mắt (Visual Interpretation) có thể áp dụng cho cả
hai dạng tƣ liệu (dạng hình ảnh và hình ảnh tạo nên bằng phƣơng pháp quét ), xử lý
số (Digital image Processing) thì chỉ áp dụng cho ảnh số.
Giải đoán bằng mắt là sử dụng mắt ngƣời cùng với trí tuệ để tách chiết các
thông tin từ tƣ liệu viễn thám dạng hình ảnh. Trong việc xử lý thông tin viễn thám
thì giải đoán bằng mắt (Visual interpretaion) là công việc đầu tiên, phổ biến nhất và
có thể áp dụng trong mọi điều kiện có trang thiết bị từ đơn giản đến phức tạp. Việc
phân tích ảnh bằng mắt có thể đƣợc trợ giúp bằng một số thiết bị quang học. Trong
giải đoán bằng mắt phải nắm bắt và phân biệt đƣợc dấu hiệu giải đoán và chìa khoá
giải đoán. Công việc đó yêu cầu ngƣời giải đoán phải có kiến thức chuyên môn
vững để có thể kết hợp nhuần nhuyễn các kiến thức trong quá trình giải đoán ảnh và
chỉ có nhƣ vậy mới đƣa ra kết quả chính xác.
Xử lý ảnh số là sự điều khiển và phân tích các thông tin ảnh dạng số với sự
trợ giúp của máy tính. Xử lý ảnh số là một công việc rất quan trọng trong viễn thám
và có vai trò tƣơng tự nhƣ phân tích ảnh bằng mắt [20].
Việc giải đoán ảnh bằng mắt đòi hỏi ngƣời giải đoán phải có chuyên môn
cao và có các thiết bị chuyên dụng. Trong khi đó, việc sử dụng máy tính đã trở nên
phổ biến và phần mềm càng đƣợc phát triển nhiều, nguồn tƣ liệu số lại rất đa dạng
nên kỹ thật xử lý ảnh số ngày càng đƣợc áp dụng rộng rãi, đặc biệt là đƣợc kết hợp
chặt chẽ với việc xử lý hệ thông tin địa lý (GIS). Do đó, đề tài đã lựa chọn phân loại
ảnh bằng phƣơng pháp số.
a. Khái quát về phân loại ảnh viễn thám bằng phương pháp số
Phân loại ảnh số là quá trình tự động gộp các pixel ảnh theo lớp hoặc chủ đề
dựa theo đặc tính phổ của chúng với sự trợ giúp của máy tính và dƣới sự điều hành
24

của chuyên gia. Thông thƣờng phân loại ảnh số đƣợc tiến hành trên ảnh vệ tinh đa
phổ, hoặc ảnh radar. Thông tin về một đối tƣợng không gian đƣợc chứa đựng trong
mỗi pixel bởi đặc tính phổ của chúng trên một hoặc nhiều kênh phổ khác nhau. Kết
quả là nhiều thông tin thông qua các kênh phổ này sẽ cho kết quả giải đoán đối
tƣợng một cách chính xác hơn.
Có hai phƣơng pháp phân loại đa phổ, đó là phƣơng pháp phân loại có kiểm
định và phƣơng pháp phân loại không kiểm định.
Trong phƣơng pháp phân loại có kiểm định (Classification Supervised)
ngƣời giải đoán ảnh sẽ "kiểm tra" quá trình phân loại pixel bằng việc quy định cụ
thể theo thuật toán máy tính, các chữ số mô tả bằng số các thể loại lớp phủ mặt đất
khác nhau có mặt trên một cảnh. Để làm việc này, các điểm lấy mẫu đại diện của
loại lớp phủ đã biết (gọi là các vùng mẫu) đƣợc sử dụng để biên tập thành một
"khóa giải đoán" bằng số mô tả các thuộc tính phổ cho mỗi thể loại điển hình. Sau
đó mỗi pixel trong tập hợp dữ liệu sẽ đƣợc so sánh với mỗi chủng loại trong khóa
giải đoán và đƣợc gán nhãn bằng tên của chủng loại mà nó "có vẻ giống nhất".
Còn phƣơng pháp phân loại không kiểm định (ClassificationUnsupervised)
không giống nhƣ phƣơng pháp phân loại có kiểm định, quy trình phân loại không
kiểm định gồm hai bƣớc riêng biệt. Điểm khác biệt cơ bản giữa hai phƣơng pháp
này là ở chỗ phƣơng pháp phân loại có kiểm định bao gồm bƣớc lấy mẫu và bƣớc
phân loại, còn trong phƣơng pháp phân loại không kiểm định, trƣớc tiên dữ liệu
ảnh đƣợc phân loại bằng cách nhóm chúng thành các nhóm tự nhiên hoặc thành các
cụm có mặt trên cảnh. Sau đó ngƣời giải đoán ảnh sẽ xác định tính đồng nhất của
lớp phủ mặt đất của các nhóm phổ này bằng cách so sánh các dữ liệu hình ảnh đã
phân loại với các dữ liệu tham khảo mặt đất [7].
Đề tài đã sử dụng phƣơng pháp phân loại có kiểm định nên sẽ phân tích cụ
thể về phƣơng pháp này.
b. Phương pháp phân loại có kiểm định
Phƣơng pháp này gồm 2 giai đoạn chính là: giai đoạn lấy mẫu và giai đoạn
phân loại.
25

* Giai đoạn lấy mẫu:Trong khi việc phân loại dữ liệu ảnh đa phổ là một quá
trình tự động hóa cao thì việc lắp ráp thu thập các dữ liệu mẫu cần cho việc phân loại là
một công việc không có tính chất tự động. Việc lấy mẫu đòi hỏi một dữ liệu tham khảo
đáng kể và một tri thức sâu sắc toàn diện về khu vực mà dữ liệu đó sẽ áp dụng. Chất
lƣợng của quá trình lấy mẫu sẽ quyết định thành công của giai đoạn phân loại.
Các mẫu phân loại đƣợc nhận biết qua vùng mẫu để thành lập các "chìa khóa
giải đoán ảnh". Mỗi pixel ảnh trong lớp dữ liệu sau đó đƣợc đối sánh về số với các chìa
khóa giải đoán đƣợc đặt tên mà chúng có xác suất thuộc về nhóm lớn nhất [20].
Để có đƣợc kết quả phân loại đúng, dữ liệu mẫu cần phải vừa đặc trƣng vừa
đầy đủ. Việc chọn lọc bộ mẫu là biện pháp để nâng cao độ chính xác phân loại. Tuy
nhiên, nếu một loại lớp phủ nào đó xuất hiện trên một ảnh có những mẫu phản xạ
phổ tƣơng tự, thì không thể dùng vùng mẫu đó hoặc chọn lọc để làm cho chúng có
thể tách biệt về phổ. Khi đó để phân biệt các loại lớp phủ này phải đoán đọc bằng
mắt hoặc kiểm tra ngoại nghiệp.
Các mẫu đƣợc chọn phải đảm bảo sự khác biệt thì kết quả phân loại mới
chính xác. Để đánh giá sự khác biệt mẫu phân loại, đề tài sử dụng chức năng
Compute ROI Separability của ENVI. Sử dụng chức năng này kết quả cho ra một
bảng so sánh sự khác biệt giữa các mẫu phân loại. Mỗi mẫu phân loại sẽ đƣợc so
sánh với các mẫu còn lại thông qua các cặp giá trị thể hiện sự khác biệt.
- Nếu cặp giá trị này trong khoảng từ 1.9-2.0 chứng tỏ các mẫu đã đƣợc chọn
có sự khác biệt tốt.
- Nếu cặp giá trị này trong khoảng từ 1.0-1.9 thì các mẫu đƣợc chọn bị lẫn,
nên chọn lại mẫu.
- Nếu cặp giá trị < 1.0 chứng tỏ các mẫu không có sự khác biệt, khi đó ta nên
gộp mẫu. [9]
* Giai đoạn phân loại:Bản chất của quá trình này là so sánh các pixel chƣa biết
với mẫu phổ của các đối tƣợng đƣợc xây dựng ở giai đoạn lấy mẫu, sau đó quy các
pixel này về loại đối tƣợng mà chúng gần giống nhất.
Việc phân loại đa phổ trong phƣơng pháp phân loại có kiểm định thƣờng
dùng các thuật toán sau:
26

- Sắp xếp theo khoảng cách gần nhất (Nearest distance classified).
- Sắp xếp theo nguyên tắc ở gần nhất (Nearest neightbour classified).
- Sắp xếp theo nguyên tắc hình hộp phổ (Box classified ).
- Sắp xếp theo xác suất giống nhau nhất (Maximum likelihood classified).
1.5.2.4 Đánh giá độ chính xác kết quả phân loại
Để kiểm tra và đánh giá độ chính xác kết quả phân loại thì phƣơng pháp
chính xác và hiệu quả nhất là kiểm tra thực địa. Mẫu kiểm tra thực địa không đƣợc
trùng với vị trí mẫu đã sử dụng khi phân loại và đảm bảo phân bố đều trên khu vực
nghiên cứu [13].
Độ chính xác phân loại ảnh không những phụ thuộc vào độ chính xác các
vùng mẫu mà còn phụ thuộc vào mật độ và sự phân bố các ô mẫu. Độ chính xác của
các mẫu và ảnh phân loại đƣợc thể hiện bằng hệ số Kappa và ma trận sai số.
Hệ số Kappa (K) là hệ số dùng để đánh giá tính chất của các sai sót phạm
phải trong quá trình phân loại, hệ số này nằm trong khoảng từ 0 đến 1. Khi K = 1,
nghĩa là độ chính xác phân loại tuyệt đối. Hệ số Kappa có 3 nhóm giá trị:
+ K > 0,8: độ chính xác cao
+ 0,4 < K < 0,8: độ chính xác vừa phải
+ K < 0,4: độ chính xác thấp
Ma trận sai số (ma trận nhầm lẫn) là ma trận thể hiện sai số nhầm lẫn sang lớp
khác (đƣợc thể hiện theo hàng) và sai số bỏ sót của lớp mẫu (đƣợc thể hiện theo cột).
Do vậy, để đánh giá hai nguồn sai số này có hai độ chính xác phân loại tƣơng ứng là độ
chính xác phân loại có tính đến sai số nhầm lẫn và độ chính xác phân loại có tính đến
sai số bỏ sót. Trong ma trận sai số, các số liệu trên đƣờng chéo in đậm là số pixel phân
loại đúng tƣơng ứng của các loại đất, các số còn lại trong các hàng là số pixel phân loại
nhầm sang loại đất khác. Tổng hàng là tổng số pixel phân loại đúng và số pixel phân
loại nhầm của các loại đất có trong tệp mẫu.Tổng cột là tổng số pixel từng loại đất sau
phân loại, bao gồm số pixel phân loại đúng và số pixel bị bỏ sót.
1.5.2.5. Xuất kết quả
Công dụng của bất kỳ phƣơng pháp phân loại hình ảnh nào cuối cùng sẽ phụ
thuộc vào sản phẩm các kết quả đƣa ra. Có thể lựa chọn một cách không hạn chế
27

các sản phẩm đầu ra. Ba dạng tổng quát thƣờng đƣợc sử dụng là: các sản phẩm đồ
họa, các bảng số liệu thống kê khu vực và các file dữ liệu bằng số.
- Các sản phẩm đồ họa: các dữ liệu đƣợc phân loại nằm dƣới dạng mảng dữ
liệu hai chiều, kết quả đồ họa dễ dàng đƣợc đƣa ra bằng máy vi tính bằng cách hiển
thị các màu các tông hoặc các chữ cho mỗi ô trong mảng theo loại lớp phủ đối
tƣợng đã đƣợc gán cho. Có thể sử dụng một loạt thiết bị cho mục đích này nhƣ các
màn hình thể hiện màu, các máy in, các máy ghi phim và các máy quét cỡ lớn.
Những cách hiển thị đó trình bày các kết quả phân loại một cách rất hữu hiệu và
ngƣời phân tích có thể chọn cách hiển thị một cách tƣơng tác chỉ các tập con (tập
hợp con) của file ban đầu hoặc dễ dàng thay đổi cách gán màu sắc, tạo nhóm các
loài... Khi muốn có sản phẩm đầu ra copy giấy đối với các dữ liệu trên có thể sử
dụng máy in tĩnh điện hoặc in laze. Các bản in ra có thể là trắng đen hoặc in màu.
Ta cũng có thể sử dụng máy chụp phim màu để sản xuất các bản in cứng có độ
chính xác cao về màu và hình học.
- Các dữ liệu đƣa ra bằng bảng: Một hình thức chung nữa về kết quả đầu ra
là dùng một bảng liệt kê tóm tắt các số liệu thống kê về diện tích của các loại lớp
phủ có mặt trên cảnh tƣợng hoặc trong các DT nhỏ hơn cảnh tƣợng mà ngƣời sử
dụng đã xác định. Ta có thể rút ra các số liệu thống kê về DT từ file dữ liệu đã giải
đoán dựa theo từng ô lƣới. Trƣớc hết ranh giới của một vùng đang quan tâm (nhƣ
là một lƣu vực, thung lũng hoặc một tỉnh) đƣợc số hóa đối với các tọa độ ma trận
ảnh. Trong ranh giới đó, số lƣợng các ô trong mỗi loại lớp phủ sẽ đƣợc lập bảng và
nhân với DT mặt đất của một ô tƣơng ứng. Quá trình này đơn giản hơn việc đo thủ
công các vùng trên một bản đồ và là ƣu điểm chủ yếu của xử lý dữ liệu lớp phủ mặt
đất dƣới dạng số.
- Các file thông tin bằng số: Một thể loại cuối cùng để đƣa ra kết quả là các
file dữ liệu đã giải đoán chứa các kết quả phân loại đƣợc ghi lại trên một số phƣơng
tiện lƣu trữ bằng máy tính. Dữ liệu đƣợc giải đoán dƣới dạng này, có thể dễ dàng
nhập vào hệ thống GIS để hòa nhập với các file dữ liệu địa lý khác.
28

1.5.3. Xây dựng bản đồ cơ cấu các loạirừng bằng GIS.
Bản đồ cơ cấu các loại rừng là bản đồ chuyên đề phản ánh diện tích, chất
lƣợng… tài nguyên rừng theo không gian của một khu vực cụ thể. Xây dựng bản đồ
hiện trạng tài nguyên rừng là bƣớc cơ bản trong công tác đánh giá biến động và bảo
vệ tài nguyên rừng.
Có nhiều phƣơng pháp khác nhau để xây dựng bản đồ hiện trạng tài nguyên
rừng nhƣ: phƣơng pháp đo vẽ trực tiếp, phƣơng pháp sử dụng bản đồ địa chính,
phƣơng pháp hiệu chỉnh bản đồ tài nguyên rừng đã có những năm trƣớc, phƣơng
pháp sử dụng tƣ liệu viễn thám và GIS. Đề tài xây dựng bản đồ hiện trạng tài
nguyên rừng theo các bƣớc nhƣ hình 1.3.
Bƣớc 1
Bƣớc 2
Bƣớc 3
Ảnh viễn thám
Xử lý ảnh
Phân loại ảnh
Đánh giá độ chính xác
của kết quả phân loại
Xuất và xử lý dữ liệu thuộc
tính và dữ liệu không gian
Số liệu thực địa
Bƣớc 4 Biên tập bản đồ hiện trạng sử dụng
Hình 1.3. Quy trình thành lập bản đồ cơ cấu tài nguyên rừng
1.5.4. Xây dựng bản đồ biến động rừng.
Sau khi xây dựng đƣợc các bản đồ hiện trạng rừng ở các thời điểm khác nhau,
đề tài tiến hành thành lập bản đồ biến động rừng qua các giai đoạn. Quá trình thành
lập đƣợc thực hiện theo các bƣớc nhƣ hình 1.4.
29

Bƣớc 1
Ảnh viễn
Ảnh viễn thám Hệ số NDVI thám
Bƣớc 2
Bƣớc 3
Xử lý, phân loại
thông tin từ ảnh
Thành lập bản đồ hiện trạng
sử dụng đất năm thứ 1
Xử lý, phân loại
thông tin từ ảnh
Thành lập bản đồ hiện trạng
sử dụng đất năm thứ 2
Bƣớc 4
Xuất và thống kê số
Chồng xếp bản đồ,
phân tích và xử lý
biến động
Bản đồ biến động sử dụng đất
từ năm thứ 1 đến năm thứ 2
Bƣớc 5 Lƣu trữ và in bản
Hình 1.4. Quy trình thành lập bản đồ biến động tài nguyên rừng
1.5.5. Đánh giá biến động.
Để đánh giá biến động tài nguyên rừng, đề tài căn cứ vào những nội dung sau:
- Bản đồ biến động: cho thấy sự phân bố theo không gian diện tích và chất
lƣợng tài nguyên rừng.
- Ma trận biến đổi diện tích các loại rừng: Bảng ma trận cho thấy diện tích
chuyển đổi qua lại giữa các loại rừng khác nhau, từ đó nhận xét đƣợc sự biến động
và hiện trạng sử dụng các loại rừng.
30

CHƢƠNG 2. KHÁI QUÁT ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ-XÃ HỘI
ẢNH HƢỞNG ĐẾN BIẾN ĐỘNG TÀI NGUYÊN RỪNG Ở LƢU VỰC
SÔNG HƢƠNG
2.1. ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN.
2.1.1. Vị trí địa lý.
Lƣu vực sông Hƣơng nằm trong khoảng tọa độ địa lý: 1070
09’
đến 1070
51’
kinh Đông,150
59’
đến 160
36’
vĩ độ Bắc.
Đƣợc giới hạn bởi: Phía Bắc giáp với lƣu vực sông Ô Lâu, phía Đông giáp
với biển Đông, phía Nam giáp với núi Bạch Mã, Tây và Tây Nam giáp với dãy
Trƣờng Sơn.
Lƣu vực sông Hƣơng bao gồm các huyện Phong Điền, Quảng Điền, Hƣơng
Trà, Thành phố Huế, Nam Đông, Hƣơng Thủy, Phú Vang, gần 50% diện tích của
huyện Phú Lộc và một số xã của huyện A Lƣới.
2.1.2. Địa chất
Theo sơ đồ kiến tạo của Trần Văn Trị và CTV (1993) [8], khu vực TTH nói
chung và lƣu vực sông Hƣơng nói riêng nằm về phía Đông Nam miền kiến tạo
Trƣờng Sơn (một phần hệ kiến tạo Việt - Lào) và nằm trọn trên hai đới cấu trúc
Long Đại và A Vƣơng
2.1.2.1 Đới cấu trúc Long Đại
Phần diện tích thuộc đới Long Đại (Trần Đức Lƣơng, Nguyễn Xuân Bao,
1982) phân bố chủ yếu ở phía Bắc, Đông Bắc và Đông của lƣu vực sông Hƣơng,
đƣợc ngăn cách với đới cấu trúc A Vƣơng ở phía Tây và Tây Nam qua đứt gãy sâu
phân đới Rào Quán – A Lƣới. Đới đƣợc tạo nên bởi các thành tạo trầm tích -
macma thuộc 5 phức hệ thạch học kiến tạo:
- Phức hệ Paleozoi hạ - trung: gồm các đá lục nguyên xen phun trào
felsit và andesit hệ tầng Long Đại tạo thành một phức nếp lồi Long Đại không hoàn
chỉnh, phát triển theo phƣơng Tây Bắc - Đông Nam, kéo dài khoảng 100km. Các
cánh của phức nếp lồi lộ khá rộng, bị cắt xén bởi những hệ thống đứt gãy theo
phƣơng Tây Bắc - Đông Nam hoặc á vĩ tuyến. Các thành tạo trầm tích lục nguyên
silic có cấu tạo dạng flysh cùng với các đá phun trào felsit và andesit Paleozoi hạ -
trung tạo thành một tập hợp cung đảo núi lửa.
31

Nghiên cứu biến động tài nguyên rừng ở lưu vực sông Hương, tỉnh Thừa Thiên Huế và đề xuất giải pháp sử dụng hợp lý.doc

Nghiên cứu biến động tài nguyên rừng ở lưu vực sông Hương, tỉnh Thừa Thiên Huế và đề xuất giải pháp sử dụng hợp lý.doc

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Nghiên cứu biến động tài nguyên rừng ở lưu vực sông Hương, tỉnh Thừa Thiên Huế và đề xuất giải pháp sử dụng hợp lý.doc

Similar to Nghiên cứu biến động tài nguyên rừng ở lưu vực sông Hương, tỉnh Thừa Thiên Huế và đề xuất giải pháp sử dụng hợp lý.doc (7)

More from Dịch vụ viết thuê đề tài trọn gói 🥰🥰 Liên hệ ZALO/TELE: 0917.193.864 ❤❤

More from Dịch vụ viết thuê đề tài trọn gói 🥰🥰 Liên hệ ZALO/TELE: 0917.193.864 ❤❤ (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

Nghiên cứu biến động tài nguyên rừng ở lưu vực sông Hương, tỉnh Thừa Thiên Huế và đề xuất giải pháp sử dụng hợp lý.doc