Ứng dụng viễn thám và gis (geographic information system) để phát hiện sớm mất rừng, góp phần nâng cao hiệu quả quản lý rừng tại một số xã của huyện sơn động, tỉnh bắc giang

LỜI CẢM ƠN
Để hồn thành chƣơng trình đào tạo Đại học tại trƣờng, gắn liền với
đào tạo thực tiễn, đƣợc sự nhất trí của trƣờng Đại học Lâm Nghiệp, khoa
Quản lý tài nguyên rừng và môi trƣờng, ngành Khoa học môi trƣờng em tiến
hành thực hiện đề tài: Ứng dụng viễn thám và GIS( Geographic Information
System) để phát hiện sớm mất rừng, góp phần nâng cao hiệu quả quản lý
rừng tại một số xã của huyện Sơn Động, tỉnh Bắc Giang.
Nhân dịp này em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy giáo, cơ
giáo đã tận tình hƣớng dẫn, giảng dạy trong suốt quá trình học tập, rèn luyện
tại trƣờng Đại học Lâm Nghiệp Việt Nam, cảm ơn các cán bộ và ngƣời dân,
UBND huyện Sơn Động, Hạt Kiểm lâm huyện Sơn Động tỉnh Bắc Giang, gia
đình và bạn bè đã giúp đỡ tạo mọi điều kiện để em hồn thành tốt khóa luận
tốt nghiệp. Đặc biệt xin chân thành cảm ơn thầy giáo hƣớng dẫn PGS TS
Phùng Văn Khoa ngƣời đã tận tình giúp đỡ, hƣớng dẫn em trong suốt q
trình thực hiện khóa luận.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng để hồn thành đề tài khóa luận tốt nghiệp
một cách hồn chỉnh nhất. Tuy nhiên, do thời gian có hạn, kinh nghiệm và
trình độ bản thân cịn hạn chế do đó khơng thể tránh khỏi những thiếu sót nhất
định. Em rất mong nhận đƣợc sự đóng góp ý kiến của các thầy cơ giáo và bạn
bè để đề tài khóa luận đƣợc hồn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 09 tháng 05 năm 2018
Sinh viên thực hiện
Lâm
Triệu Văn Lâm


MỤC LỤC
ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................................................. 1
PHẦN I ........................................................................................................................................... 3
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ........................................................................ 3

1.1 Khái niệm viễn thám và GIS ....................................................................................... 3
1.1.1 Khái niệm viễn thám ...................................................................................................... 3
1.1.2 Khái niệm GIS .................................................................................................................. 4
1.2 Lịch sử phát triển và hình thành của viễn thám và GIS ................................... 5
1.2.1 Trên thế giới ...................................................................................................................... 5
1.2.2 Ở Việt Nam ...................................................................................................................... 12
1.3 Ứng dụng công nghệ viễn thám trong quản lý bảo vệ rừng ......................... 13
1.3.1 Trên thế giới .................................................................................................................... 13
1.3.2 Ở Việt Nam ...................................................................................................................... 13
1.4 Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu .................................................................... 14
PHẦN II ....................................................................................................................................... 16
MỤC TIÊU – NỘI DUNG – PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ......................... 16
2.1 Mục tiêu nghiên cứu ..................................................................................................... 16
2.1.1 Mục tiêu chung ............................................................................................................... 16
2.1.2 Mục tiêu cụ thể ............................................................................................................... 16
2.2 Phạm vi nghiên cứu....................................................................................................... 16
2.2.1 Phạm vi về nội dung ..................................................................................................... 16
2.2.2 Phạm vi về phương pháp............................................................................................ 16
2.2.3 Phạm vi về không gian và thời gian ...................................................................... 16
2.3 Nội dung nghiên cứu .................................................................................................... 16
2.3.1 Nghiên cứu hiện trạng rừng tại huyện Sơn Động, tỉnh Bắc Giang. ......... 17
2.3.2 Nghiên cứu lịch sử mất rừng .................................................................................... 17
2.3.3 Nghiên cứu quy trình kỹ thuật phát hiện sớm mất rừng trên cơ sở viễn
thám và GIS ................................................................................................................................ 17
2.3.4 Đề xuất một số giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý rừng tại địa phương . 17


2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu ............................................................................................ 17
2.4.1 Phương pháp luận......................................................................................................... 17
2.4.2 Phƣơng pháp nghiên cứu cụ thể .............................................................................. 18

2.4.2.1 Nghiên cứu hiện trạng rừng tại huyện Sơn Động, tỉnh Bắc Giang ...... 18
PHẦN III ..................................................................................................................................... 24
ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN – DÂN CƢ – KINH TẾ - XÃ HỘI ............................... 24
3.1 Điều kiện tự nhiên ......................................................................................................... 24
3.1.1 Vị trí địa lý ....................................................................................................................... 24
3.1.2 Đặc điểm địa hình ......................................................................................................... 24
3.1.3 Khí hậu .............................................................................................................................. 25
3.1.4 Thủy văn............................................................................................................................ 26
3.1.5Dân cƣ................................................................................................................................. 27
3.2 Kinh tế - xã hội ............................................................................................................... 28
3.2.1 Thực trạng phát triển các ngành kinh tế ............................................................. 28
3.2.4 Đánh giá chung về điều kiện kinh tế - xã hội..................................................... 35
PHẦN IV ..................................................................................................................................... 36
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .................................................................................................. 36
4.1 Hiện trạng rừng tại huyện Sơn Động, tỉnh Bắc Giang .................................... 36
4.1.1 Hiện trạng rừng và đất lâm nghiệp ....................................................................... 36
4.1.2 Đánh giá công tác quản lý rừng tại địa phương .............................................. 37
4.2 Lịch sử mất rừng của khu vực .................................................................................. 39
4.2.1 Diễn biến rừng tại khu vực trong những năm gần đây .................................. 39
4.2.2 Nguyên nhân mất rừng................................................................................................ 41
4.3 Quy trình kỹ thuật phát hiện sớm mất rừng ........................................................ 43
4.3.1 Xây dựng bản đồ hiện trạng rừng .......................................................................... 43
4.3.2 Định vị vị trí mất rừng ......................................................................................46
4.3.3 Đánh giá độ chính xác ................................................................................................ 48
4.4 Đề xuất một số giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý rừng tại địa phƣơng .... 52
4.4.1 Giải pháp quản lý.......................................................................................................... 52


4.4.2 Giải pháp kỹ thuật......................................................................................................... 52
PHẦN V ....................................................................................................................................... 54

KẾT LUẬN, TỒN TẠI, KIẾN NGHỊ ............................................................................. 54
5.1 Kết luận .............................................................................................................................. 54
5.2 Tồn tại ................................................................................................................................. 54
5.3 Kiến nghị ........................................................................................................................... 54
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................... 56


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 4.1 Diện tích rừng và đất lâm nghiệp của huyện Sơn Động.................. 36
Bảng 4.2 Biến động diện tích rừng của huyện Sơn Động (Đơn vị: ha ) ........ 40
Bảng 4.3 Thông tin về các điểm mất rừng thu thập đƣợc trên thực địa..........42
Bảng 4.4 Diện tích rừng khu vực nghiên cứu tính đƣợc trên ảnh Landsat 8 và
Sentinel 2. ........................................................................................................ 46
Bảng 4.5 Độ chính xác của các điểm mất rừng thực tế so với ảnh Landsat8 . 50


DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 2.1 Quy trình kỹ thuật phát hiện sớm mất rừng ...............................................23
Hình 4.1 Biểu đồ biến động diện tích rừng huyện Sơn Động giai đoạn 2005-2017 ....40
Hình 4.2 Biểu đồ biến động diện tích rừng huyện Sơn Động từ 2014 đến 2017 .....41
Hình 4.3 Bản đồ hiện trạng rừng ngày 31/7/2017 thực hiện với ảnh Landsat 8 ....44
Hình 4.4 Bản đồ hiện trạng rừng ngày 06/12/2017 thực hiện với ảnh Landsat 8 ... 44
Hình 4.5 Bản đồ hiện trạng rừng này 30/7/2017 thực hiện với ảnh Sentinel 45
Hình 4.6 Bản đồ hiện trạng rừng ngày 17/12/2017 thực hiện với ảnh Sentinel 2. 45
Hình 4.7 Bản đồ khu vực bị mất rừng trong khoảng thời gian từ 31/7-06/12
năm2017 tại các xã An Lạc, An Lập, Lệ Viễn, An Châu, Yên Định, Cẩm Đàn,
Chiên Sơn với ảnh Landsat 8. .....................................................................................47
Hình 4.8 Bản đồ khu vực bị mất rừng trong khoảng thời gian từ ngày 30/7-17/12
năm 2017 tại các xã An Lạc, An Lập, Lệ Viễn, An Châu, Yên Định, Cẩm Đàn,

Chiên Sơn với ảnh Sentinel 2......................................................................................48
Hình 4.9 Bản đồ vị trí khu vực bị mất rừng trên ảnh Landsat .................................49
Hình 4.10 Bản đồ vị trí khu vực mất rừng trên ảnh Sentinel ...................................50


DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

STT

Từ viết tắt

Nghĩa

1

GIS

Geographic Information System- Hệ thống thông
tin địa lý

2

Aeropian Remote sensing Agency- Cơ quan vũ

ESA

trụ châu Âu
3

NASA

National Aeronautics and Space AdministrationChƣơng trình nghiên cứu vũ trụ Mỹ

4

Normalized Difference Vegetation Index – Chỉ

NDVI

số thực vật
5

QLBV
PTR

và

Quản lý bảo vệ và phát triển rừng


TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM
KHOA QUẢN LÝ TÀI NGUN RỪNG VÀ MƠI TRƢỜNG

TĨM TẮT KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
1. Tên khóa luận: Ứng dụng viễn thám và GIS (Geographic Information
System) để phát hiện sớm mất rừng, góp phần nâng cao hiệu quả quản lý
rừng tại một số xã của huyện Sơn Động, tỉnh Bắc Giang.
2. Sinh viên thực hiện: Triệu Văn Lâm
3. Giáo viên hƣớng dẫn: PGS TS Phùng Văn Khoa
4. Mục tiêu nghiên cứu

+ Xác định đƣợc quy trình kĩ thuật phát hiện sớm mất rừng trên cơ sở
viễn thám và GIS.
+ Đề xuất đƣợc một số giải pháp nâng cao hiệu quả công tác quản lý
rừng.
5. Nội dung nghiên cứu
+ Nghiên cứu hiện trạng rừng tại huyện Sơn Động, tỉnh Bắc Giang.
+ Nghiên cứu lịch sử mất rừng.
+ Nghiên cứu quy trình kỹ thuật phát hiện sớm mất rừng trên cơ sở viễn
thám và GIS.
+ Đề xuất một số giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý rừng tại địa
phƣơng.
6. Kết quả đạt đƣợc
+ Đánh giá hiện trạng rừng và thực trạng quả lý rừng tại địa phƣơng.
+ Lịch sử mất rừng tại khu vực nghiên cứu.
+ Quy trình kỹ thuật phát hiện sớm mất rừng trên cơ sở viễn thám và
GIS.
+ Đề xuất một số giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý rừng.


ĐẶT VẤN ĐỀ
Nhƣ chúng ta đã biết thì rừng là tài nguyên quý báu của quốc gia, là
một bộ phận quan trọng của mơi trƣờng sinh thái, có giá trị to lớn về kinh tế xã hội. Rừng có vai trò rất quan trọng đối với cuộc sống của con ngƣời cũng
nhƣ môi trƣờng: cung cấp nguồn gỗ, củi, điều hịa khơng khí, tạo ra oxy, điều
hịa nƣớc, là nơi cƣ trú của động thực vật và lƣu trữ các nguồn gen quý hiếm,
bảo vệ và ngăn chặn gió bão, chống xói mịn đất, đảm bảo cho sự sống, bảo
vệ sức khỏe của con ngƣời…
Theo số liệu công bố về diễn biến rừng cho thấy, diện tích rừng Việt
Nam đã giảm mạnh trong giai đoạn 1943 – 1995. Trong giai đoạn này Việt
Nam mất khoảng 5 triệu ha rừng và độ che phủ rừng đã giảm từ 43% xuống
còn 28%. Tốc độ mất rừng bình quân trong giai đoạn này ƣớc tính khoảng

100.000 ha/năm. Tuy nhiên, trong thời gian từ 1995 – 2008, diện tích rừng
Việt Nam liên tục gia tăng. Từ năm 2005 đến nay diện tích rừng đặc dụng cơ
bản đƣợc giữ ổn định, diện tích rừng phịng hộ giảm từ 6,1 triệu ha xuống còn
4,5 triệu ha; rừng sản xuất tăng từ 4,5 triệu ha lên trên 6,6 triệu ha ( Cục kiểm
lâm 2016).
Nguyên nhân của mất rừng rất đa dạng và phức tạp, thay đổi trong suốt
quá trình lịch sử của đất nƣớc. Hiện nay nguyên nhân chính gây mất rừng và
suy thối rừng đƣợc xác định là: Chuyển đổi sang canh tác nông nghiệp, khai
thác rừng không bền vững (đặc biệt là khai thác gỗ bất hợp pháp), phát triển
cơ sở hạ tầng, phát triển cây cơng nghiệp và cháy rừng.....Vì vậy, phát hiện
sớm tình trạng mất rừng để có đƣợc những biện pháp ngăn chặn kịp thời là
nhiệm vụ cấp bách của bảo vệ và phát triển rừng.
Trong giai đoạn hiện nay, sự phát triển của công nghệ viễn thám và hệ
thống thông tin địa lý (GIS) đã mở ra nhiều hƣớng ứng dụng trong nhiều
nghành khoa học và công tác quản lý, đặc biệt với lĩnh vực tài nguyên rừng và
môi trƣờng thay thế phƣơng pháp truyền thống trong công tác giám sát, quản
lý và bảo vệ rừng. Nhu cầu ứng dụng công nghệ viễn thám trong lĩnh vực điều
1


tra nghiên cứu, khai thác, sử dụng, quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi
trƣờng ngày càng gia tăng nhanh chóng khơng những trong phạm vi Quốc gia,
mà cả phạm vi Quốc tế. Với hiệu quả nhƣ thế thì việc ứng dụng công nghệ
viễn thám và GIS kết hợp với phƣơng pháp truyền thống sẽ giúp ta giám sát,
phát hiện sớm mất rừng.
Sơn Động là một huyện vùng cao của tỉnh Bắc Giang, cách trung tâm
TP Bắc Giang 80km về phía Đơng Bắc, diện tích tự nhiên 844,32 km2 ( chiếm
22% diện tích tồn tỉnh). Diện tích đất lâm nghiệp chiếm 82,67% diện tích đất
tự nhiên, độ che phủ của rừng đạt trên 61%, trong đó có Khu bảo tồn thiên
nhiên Tây Yên tử với hệ động thực vật phong phú. Với lợi thế về diện tích

rừng và đất lâm nghiệp rộng lớn tạo điều kiện để kinh tế rừng phát triển góp
phần vào cơng cuộc xóa đói giảm nghèo của địa phƣơng. Tuy nhiên diện tích
rừng và đất lâm nghiệp lớn cũng là một khó khăn trong cơng tác quản lý và
bảo vệ rừng của cán bộ lâm nghiệp tại địa phƣơng, tình trạng mất rừng vẫn
cịn xảy ra và có dấu hiệu gia tăng. Vì vậy, việc phát hiện sớm mất rừng giúp
giảm thiểu mất rừng cho địa phƣơng là hết sức cấp thiết.
Theo điều tra thì hiện chƣa có nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ viễn
thám và GIS nào trên địa bàn. Xuất phát từ ý nghĩa khoa học và thực tiễn em
thực hiện khóa luận tốt nghiệp: Ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS để
phát hiện sớm mất rừng góp phần nâng cao hiệu quả quản lý rừng tại huyện
Sơn Động, tỉnh Bắc Giang. Đề tài tập trung nghiên cứu về hiện trạng rừng và
quy trình kỹ thuật để phát hiện sớm mất rừng tại địa phƣơng làm cơ sở khoa
học cho công tác quản lý bảo vệ rừng bền vững.

2


PHẦN I
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1 Khái niệm viễn thám và GIS
1.1.1 Khái niệm viễn thám
Viễn thám (Remote sensing) đƣợc hiểu là một khoa học và nghệ thuật
để thu nhận thông tin về một đối tƣợng, một khu vực hoặc một hiện tƣợng
thơng qua việc phân tích tài liệu thu nhận đƣợc bằng các phƣơng tiện. Những
phƣơng tiện này khơng có sự tiếp xúc trực tiếp với đối tƣợng, khu vực hoặc
với hiện tƣợng đƣợc nghiên cứu. Hay hiểu đơn giản: viễn thám là thăm dò từ
xa về một đối tƣợng hoặc một hiện tƣợng mà khơng có sự tiếp xúc trực tiếp
với đối tƣợng hoặc hiện tƣợng đó.
Có rất nhiều định nghĩa khác nhau về viễn thám, Dƣới đây là định
nghĩa về viễn thám theo quan niệm của các tác giả khác nhau:

+ Barret và Curtis (1976) viễn thám là quan sát về một đối tƣợng bằng
một phƣơng tiện cách xa vật trên một khoảng cách nhất định.
+ D. A. Land Grete (1978) viễn thám là một khoa học về lấy thông tin
từ một đối tƣợng, đƣợc đo từ một khoảng cách cách xa vật không cần tiếp xúc
với nó. Năng lƣợng đƣợc đo trong các hệ viễn thám hiện nay là năng lƣợng
điện từ phát ra từ vật quan tâm...
+ Janes B. Capbell (1996) định nghĩa viễn thám là ứng dụng vào việc
lấy thông tin về mặt đất và mặt nƣớc của trái đất, bằng việc sử dụng các ảnh
thu đƣợc từ một đầu chụp ảnh sử dụng bức xạ phổ điện từ, đơn kênh hoặc đa
phổ, bức xạ hoặc phản xạ từ bề mặt trái đất.
+ Viễn thám là "khoa học và nghệ thuật thu nhận thông tin về một vật
thể, một vùng, hoặc một hiện tƣợng, qua phân tích dữ liệu thu đƣợc bởi
phƣơng tiện không tiếp xúc với vật, vùng, hoặc hiện tƣợng khi khảo sát ".(
Lillesand và Kiefer, 1986).

3


+ Phƣơng pháp viễn thám là phƣơng pháp sử dụng năng lƣợng điện từ nhƣ
ánh sáng, nhiệt, sóng cực ngắn nhƣ một phƣơng tiện để điều tra và đo đạc
những đặc tính của đối tƣợng (Theo Floy Sabin, 1987).
1.1.2 Khái niệm GIS
Khái niệm hệ thống thông tin địa lý (GIS – Geographic Information System)
đƣợc hình thành từ ba khái niệm: địa lý, thông tin, hệ thống.
+ Địa lý ( geographic) liên quan đến các đối tƣợng về không gian: vật lý, văn
hóa, xã hội ...
+ Thơng tin (information) đề cập đến khối lƣợng dữ liệu do GIS quản lý bao
gồm dữ liệu về thuộc tính và các đặc trƣng khơng gian của đối tƣợng.
+ Hệ thống (system) đề cập đến phƣơng thức tiếp cận của GIS bao gồm các
Modul đƣợc tích hợp thành hệ thống thống nhất và tồn vẹn, giúp thuậnlợi

cho việc quản lý.
GIS đƣợc ứng dụng cho rất nhiều nghành khoa học mà dựa vào các lĩnh vực
cụ thể, các nhà khoa học đã định nghĩa khái niệm GIS nhƣ sau:
+ Theo Calkins & Tomlinson (1977) GIS là gói phần mềm tích hợp đƣợc
thiết kế đặc biệt để sử dụng với các dữ liệu địa lý nhằm thực hiện các tác vụ
một cách có hiệu quả và tồn diện.
+ Theo Pavlidis (1982) thì hệ thống thơng tin địa lý (GIS) là một hệ thống có
chức năng xử lý các thông tin địa lý nhằm phục vụ quy hoạch, trợ giúp quyết
định trong một lĩnh vực chuyên môn nhất định.
+ Theo ESRI, tập đoàn nghiên cứu và phát triển các phần mềm GIS nổi
tiếng, Hệ thông tin địa lý (GIS – Geographic Information System) là một tập
hợp có tổ chức, bao gồm hệ thống phần cứng, phần mềm máy tính, dữ liệu
địa lý và con ngƣời, đƣợc thiết kế nhằm mục đích nắm bắt, lƣu trữ, cập nhật,
điều khiển, phân tích, và hiển thị tất cả các dạng thơng tin liên quan đến vị
trí địa lý.

4


+ Brrough (1986) định nghĩa GIS là một công cụ dùng để lƣu trữ và truy vấn
tùy ý, biến đổi và hiển thị dữ liệu không gian từ thế giới thực cho những mục
tiêu đặc biệt.
Tóm lại thì hệ thống thông tin địa lý (Geographical Information System
- gọi tắt là GIS) là một phần của công nghệ thông tin đƣợc hình thành vào
những năm 1960 và phát triển rộng rãi trong 10 năm trở lại đây. Ngày nay,
GIS là một công cụ trợ giúp quyết định sự thành công trong nhiều hoạt động
kinh tế - xã hội, quốc phòng của nhiều quốc gia trên thế giới. Hệ thống thông
tin địa lý GIS có khả năng đánh giá hiện trạng của quá trình, các thực thể của
tự nhiên, kinh tế - xã hội thông qua chức năng thu thập, quản lý, truy vấn,
phân tích và tích hợp các thơng tin đƣợc gắn với nền hình học (bản đồ) nhất

quán trên cơ sở tọa độ của các dữ liệu đầu vào. Do đó, việc ứng dụng hệ
thống thơng tin địa lý là rất cần thiết, phù hợp với xu thế và yêu cầu phát triển
kinh tế - xã hội.
1.2 Lịch sử phát triển và hình thành của viễn thám và GIS
1.2.1 Trên thế giới
- Về viễn thám
Viễn thám là một khoa học, thực sự phát triển mạnh mẽ qua hơn ba thập
kỷ gần đây, khi mà công nghệ vũ trụ đã cho ra các ảnh số, bắt đầu đƣợc thu
nhận từ các vệ tinh trên quĩ đạo của trái đất vào năm 1960. Tuy nhiên, viễn
thám có lịch sử phát triển lâu đời, bắt đầu bằng việc chụp ảnh sử dụng phim
và giấy ảnh, do đó sự phát triển của kỹ thuật viễn thám gắn liền với sự phát
triển của công nghệ viễn thám tuy nhiên có thể tóm tắt sơ lƣợc nhƣ sau:

5


Bảng 1.1 Tóm tắt lịch sử phát triển của viễn thám.
STT

Thời gian

Sự kiện

1

1800

Phát hiện tia hồng ngoại

2

1839

Bắt đầu phát minh kỹ thuật chụp đen trắng

3

1847

Phát hiện cả dải phổ hồng ngoại và phổ nhìn thấy

4

1850-1860

Chụp ảnh từ khinh khí cầu

5

1873

Xây dựng học thuyết về phổ điện từ

6

1909

Chụp ảnh từ máy bay

7

1910-1920

Giải đốn từ khơng trung

8

1920-1930

Phát triển ngành chụp và đo ảnh hàng không

9

1930-1940

Phát triển kỹ thuật radar (Đức, Mỹ, Anh)

10

1940

Phân tích và ứng dụng ảnh chụp từ máy bay

11

1950

Xác định dải phổ từ vùng nhìn thấy đến khơng nhìn thấy

12

1950-1960

Nghiên cứu sâu về ảnh cho mục đích qn sự

13

12/4/1961

Liên xơ phóng tàu vũ trụ có ngƣời lái và chụp ảnh trái đất từ
ngoài vũ trụ

14

1960-1970

Lần đầu tiên sử dụng thuật ngữ viễn thám

15

1972

Mỹ phóng vệ tinh Landsat-1

16

1970-1980

Phát triển mạnh mẽ phƣơng pháp xử lý ảnh số

17

1980-1990

Mỹ phát triển thế hệ mới của vệ tinh Landsat

18

1986

Pháp phóng vệ tinh SPOT vào quĩ đạo

19

1990 đến nay

Phát triển bộ cảm thu đa phổ, tăng dải phổ và kênh phổ, tăng
độ phân giải bộ cảm biến. Phát triển nhiều kỹ thuật xử lý mới.
Nguồn: Nguyễn Khắc Thời và cộng sự (2007).

Từ thể kỷ XIX, vào năm 1839, Louis Daguerre (1789 - 1881) đã đƣa ra
báo cáo cơng trình nghiên cứu về số hóa ảnh, khởi đầu cho ngành chụp ảnh.
Bức ảnh đầu tiên, chụp bề mặt trái đất từ khinh khí cầu, đƣợc thực hiện vào
6


năm 1858 do Gaspard Felix Tournachon - nhà nhiếp ảnh ngƣời Pháp. Tác giả
đã sử dụng khinh khí cầu để đạt tới độ cao 80m, chụp ảnh vùng Bievre,
Pháp. Một trong những bức ảnh tiếp theo chụp bề mặt trái đất từ khinh
khí cầu là ảnh vùng Bostom của tác giả James Wallace Black, 1860.

Năm 1894, Aine Laussedat đã khởi dẫn một chƣơng trình sử dụng ảnh
cho mục đích thành lập bản đồ địa hình.
Việc ra đời của ngành hàng không đã thúc đẩy nhanh sự phát triển
mạnh mẽ ngành chụp ảnh sử dụng máy ảnh quang học với phim và giấy ảnh,
là các nguyên liệu nhạy cảm với ánh sáng (photo). Công nghệ chụp ảnh từ
máy bay tạo điều kiện cho nghiên cứu mặt đất bằng các ảnh chụp chồng phủ
kế tiếp nhau và cho khả năng nhìn ảnh nổi (stereo). Khả năng đó giúp cho
việc chỉnh lý, đo đạc ảnh, tách lọc thơng tin từ ảnh có hiệu quả cao. Một
ngành chụp ảnh, đƣợc thực hiện trên các phƣơng tiện hàng khơng nhƣ máy
bay, khinh khí cầu và tàu lƣợn hoặc một phƣơng tiện trên không khác, gọi là
ngành chụp ảnh hàng không. Các ảnh thu đƣợc từ ngành chụp ảnh hàng
không gọi là không ảnh. Bức ảnh đầu tiên chụp từ máy bay, đƣợc thực hiện
vào năm 1910, do Wilbur Wright, một nhà nhiếp ảnh ngƣời Ý, bằng việc thu
nhận ảnh di động trên vùng gần Centoceli thuộc nƣớc Ý .
Chiến tranh thế giới thứ nhất (1914 - 1918) đánh dấu giai đoạn khởi
đầu của công nghệ chụp ảnh từ máy bay cho mục đích quân sự. Công nghệ
chụp ảnh từ máy bay đã kéo theo nhiều ngƣời hoạt động trong lĩnh vực này,
đặc biệt trong việc làm ảnh và đo đạc ảnh. Những năm sau đó, các thiết kế
khác nhau về các loại máy chụp ảnh đƣợc phát triển mạnh mẽ. Đồng thời,
nghệ thuật giải đoán không ảnh và đo đạc từ ảnh đã phát triển mạnh, là cơ sở
hình thành một ngành khoa học mới là đo đạc ảnh (photogrametry).
Trong chiến tranh thế giới thứ hai (1939 - 1945) không ảnh đã dùng
chủ yếu cho mục đích qn sự. Trong thời kỳ này, ngồi việc phát triển cơng
nghệ radar, cịn đánh dấu bởi sự phát triển ảnh chụp sử dụng phổ hồng ngoại.
Các bức ảnh thu đƣợc từ nguồn năng lƣợng nhân tạo là radar, đã đƣợc sử
7


dụng rộng rãi trong quân sự. Các ảnh chụp với kênh phổ hồng ngoại cho ra
khả năng triết lọc thông tin nhiều hơn. Ảnh mầu, chụp bằng máy ảnh, đã đƣợc

dùng trong chiến tranh thế giới thứ hai. Việc chạy đua vào vũ trụ giữa Liên
Xô cũ và Hoa Kỳ đã thúc đẩy việc nghiên cứu trái đất bằng viễn thám với các
phƣơng tiện kỹ thuật hiện đại. Các trung tâm nghiên cứu mặt đất đƣợc ra đời,
nhƣ cơ quan vũ trụ châu Âu ESA (Aeropian Remote sensing Agency), Chƣơng
trình Vũ trụ NASA (National Aeronautics and Space Administration) Mỹ.
Ngoài các thống kê ở trên, có thể kể đến các chƣơng trình nghiên cứu
trái đất bằng viễn thám tại các nƣớc nhƣ Canada, Nhật, Pháp, Ấn Độ và Trung
Quốc.
Sự phát triển của viễn thám, đi liền với sự phát triển của công nghệ
nghiên cứu vũ trụ, phục vụ cho nghiên cứu trái đất, các hành tinh và quyển
khí. Các ảnh chụp nổi (stereo), thực hiện theo phƣơng đứng và xiên, cung cấp
từ vệ tinh Gemini (1965), đã thể hiện ƣu thế của công việc nghiên cứu trái
đất. Tiếp theo, tầu Apolo cho ra sản phẩm ảnh chụp nổi và đa phổ, có kích
thƣớc ảnh 70mm, chụp về trái đất, đã cho ra các thơng tin vơ cùng hữu ích
trong nghiên cứu mặt đất. Ngành hàng khơng vũ trụ Nga đã đóng vai trò tiên
phong trong nghiên cứu Trái Đất từ vũ trụ.
Việc nghiên cứu trái đất đã đƣợc thực hiện trên các con tàu vũ trụ có
ngƣời nhƣ Soyuz, các tàu Meteor và Cosmos (từ năm 1961), hoặc trên các
trạm chào mừng Salyut. Sản phẩm thu đƣợc là các ảnh chụp trên các thiết bị
quét đa phổ phân giải cao, nhƣ MSU-E (trên Meteor - priroda). Các bức ảnh
chụp từ vệ tinh Cosmos có dải phổ nằm trên 5 kênh khác nhau, với kích thƣớc
ảnh 18 x 18cm. Ngồi ra, các ảnh chụp từ thiết bị chụp KATE-140, MKF-6M
trên trạm quỹ đạo Salyut, cho ra 6 kênh ảnh thuộc dải phổ 0.40 đến 0.89μm.
Độ phân giải mặt đất tại tâm ảnh đạt 20 x 20m.
Tiếp theo vệ tinh nghiên cứu trái đất ERTS (sau đổi tên là Landsat-1),
là các vệ tinh thế hệ mới hơn nhƣ Landsat-2, Landsat-3, Landsat-4 và
Landsat-5. Ngay từ đầu, ERTS-1 mang theo bộ cảm quét đa phổ MSS với bốn
8

kênh phổ khác nhau, và bộ cảm RBV (Return Beam Vidicon) với ba kênh phổ
khác nhau. Ngoài các vệ tinh Landsat-2, Landsat-3, cịn có các vệ tinh khác là
SKYLAB (1973) và HCMM (1978). Từ 1982, các ảnh chuyên đề đƣợc thực
hiện trên các vệ tinh Landsat TM-4 và Landsat TM-5 với 7 kênh phổ từ dải
sóng nhìn thấy đến hồng ngoại nhiệt. Điều này tạo nên một ƣu thế mới trong
nghiên cứu trái đất từ nhiều dải phổ khác nhau. Ngày nay, ảnh vệ tinh chuyên
đề từ Landsat-7 và Landsat-8 đã đƣợc phổ biến với giá rẻ hơn các ảnh vệ tinh
Landsat TM-5, cho phép ngƣời sử dụng ngày càng có điều kiện để tiếp cận
với phƣơng pháp nghiên cứu môi trƣờng qua các dữ liệu vệ tinh.
Dữ liệu ảnh vệ tinh Sentinel thuộc chƣơng trình quan sát trái đất
Copernicus của Cơ quan Khơng gian Châu Âu (ESA). Hiện có Sentinel-1 và
Sentinel-2 trên quỹ đạo.
+ Sentinel-1A là vệ tinh đầu tiên trong loạt các vệ tinh thuộc chƣơng
trình Copernicus, đã đƣợc lên quĩ đạo ngày 3/4/2014. Thiết bị thu nhận ảnh
radar khẩu độ mở tổng hợp, kênh C, có nhiệm vụ giám sát băng, tràn dầu, gió
và sóng biển, thay đổi sử dụng đất, biến dạng địa hình và đáp ứng các trƣờng
hợp khẩn cấp lũ và động đất. Do là dữ liệu radar nên có các chế độ phân cực
đơn (VV hoặc HH) và phân cực đôi (VV+HH hoặc HH+VV).
+ Sentinel-2A đƣợc phóng lên quĩ đạo ngày 23/6/2015. Đây là vệ tinh
gắn thiết bị thu nhận ảnh đa phổ với 13 kênh phổ (443nm-2190nm) từ dải ánh
sáng nhìn thấy và cận hồng ngoại đến dải hồng ngoại sóng ngắn với các độ
phân giải không gian khác nhau, đầu thu đa phổ của Sentinel-2A mang lại khả
năng giám sát mặt đất ở cấp độ chƣa từng có. Sentinel-2 là vệ tinh quan sát
Trái đất quang học đầu tiên có ba băng phổ nằm trong dải “rìa đỏ” (red edge),
cung cấp thông tin quan trọng về trạng thái của thực vật có nhiệm vụ giám sát
các hoạt động canh tác nơng nghiệp, rừng, sử dụng đất, thay đổi phủ thực
vật...
Sự phát triển trong lĩnh vực nghiên cứu trái đất bằng viễn thám đƣợc
đẩy mạnh do áp dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật mới với việc sử dụng các ảnh
9

radar. Viễn thám radar tích cực, thu nhận ảnh bằng việc phát sóng dài siêu tần
và thu tia phản hồi, cho phép thực hiện các nghiên cứu độc lập, không phụ
thuộc vào mây. Sóng radar có đặc tính xun qua mây, lớp đất mỏng và thực
vật và là nguồn sóng nhân tạo, nên nó có khả năng hoạt động cả ngày và đêm,
không phụ thuộc vào nguồn năng lƣợng mặt trời. Các bức ảnh tạo nên bởi hệ
radar kiểu SLAR đƣợc ghi nhận đầu tiên trên bộ cảm Seasat. Đặc tính của
sóng radar là thu tia phản hồi từ nguồn phát với góc xiên rất đa dạng. Sóng
này hết sức nhạy cảm với độ ghồ ghề của bề mặt vật, đƣợc chùm tia radar
phát tới, vì vậy nó đƣợc ứng dụng cho nghiên cứu cấu trúc một khu vực nào
đó.
Cơng nghệ máy tính ngày nay đã phát triển mạnh mẽ cùng với các sản
phẩm phần mềm chuyên dụng, tạo điều kiện cho phân tích ảnh vệ tinh dạng số
hoặc ảnh radar. Thời đại bùng nổ của Internet, công nghệ tin học với kỹ thuật
xử lý ảnh số, kết hợp với hệ thông tin địa lý (GIS), cho khả năng nghiên cứu
trái đất bằng viễn thám ngày càng thuận lợi và đạt hiệu quả cao hơn.
- Hệ thống thông tin địa lý (GIS):
Trong những năm đầu thập kỉ 60 (1963-1964) các nhà khoa học ở
Canada đã cho ra đời hệ thông tin địa lý. Hệ thống thông tin địa lý kế thừa
mọi thành tựu trong ngành bản đồ cả về ý tƣởng lẫn thành tựu của kỹ thuật
bản đồ. Hệ thông tin địa lý bắt đầu hoạt động cũng bằng việc thu thập dữ liệu
theo định hƣớng tuỳ thuộc vào mục tiêu đặt ra.
Bên cạnh Canada, nhiều trƣờng đại học ở Mỹ cũng tiến hành nghiên
cứu và xây dựng Hệ thông tin địa lý. Trong các Hệ thông tin địa lý đƣợc tạo
ra cũng có rất nhiều hệ khơng tồn tại đƣợc lâu vì nó đƣợc thiết kế cồng kềnh
mà giá thành lại cao. Lúc đó ngƣời ta đặt lên hàng đầu việc khắc phục những
khó khăn nảy sinh trong quá trình xử lý các số liệu đồ họa truyền thống. Họ
tập trung giải quyết vấn đề đƣa bản đồ, hình dạng, hình ảnh, số liệu vào máy
tính bằng phƣơng pháp số để xử lý các dữ liệu này. Tuy kỹ thuật số hóa đã

đƣợc sử dụng từ năm 1950 nhƣng điểm mới của giai đoạn này chính là các
10


bản đồ đƣợc số hóa có thể liên kết với nhau để tạo ra một bức tranh tổng thể
về tài nguyên thiên nhiên của một khu vực. Từ đó máy tính đƣợc sử dụng và
phân tích các đặc trƣng của các nguồn tài ngun đó, cung cấp các thơng tin
bổ ích, kịp thời cho việc quy hoạch. Việc hoàn thiện một Hệ thơng tin địa lý
cịn phụ thuộc vào cơng nghệ phần cứng mà ở thời kỳ này các máy tính IBM
1401 cịn chƣa đủ mạnh. Giai đoạn đầu những năm 60 của thế kỷ trƣớc đánh
dấu sự ra đời của Hệ thông tin địa lý chủ yếu đƣợc phục vụ cho công tác điều
tra quản lý tài nguyên. Đến giữa thập kỷ 60 thì Hệ thơng tin địa lý đã phát
triển, có khả năng phục vụ cơng tác khai thác và quản lý đô thị nhƣ DIME của
cơ quan kiểm toán Mỹ, GRDSR của cơ quan thống kê Canada,… Năm 1968,
Hội địa lý quốc tế đã quyết định thành lập Uỷ ban thu thập và xử lý dữ liệu
địa lý.
Trong những năm 70 ở Bắc Mỹ đã có sự quan tâm nhiều hơn đến việc
bảo vệ môi trƣờng và phát triển Hệ thông tin địa lý. Cũng trong khung cảnh
đó, hàng loạt yếu tố đã thay đổi một cách thuận lợi cho sự phát triển của Hệ
thông tin địa lý, đặc biệt là sự giảm giá thành cùng với sự tăng kích thƣớc bộ
nhớ, tăng tốc độ tính tốn của máy tính. Chính nhờ những thuận lợi này mà
Hệ thơng tin địa lý dần dần đƣợc thƣơng mại hóa. Đứng đầu trong lĩnh vực
thƣơng mại phải kể đến các cơ quan, cơng ty: ESRI, GIMNS, Intergraph….
Chính ở thời kỳ này đã xảy ra “loạn khuôn dạng dữ liệu” và vấn đề phải
nghiên cứu khả năng giao diện giữa các khn dạng. Năm 1977 đã có 54 Hệ
thơng tin địa lý khác nhau trên thế giới. Bên cạnh Hệ thông tin địa lý, thời kỳ
này còn phát triển mạnh mẽ các kỹ thuật xử lý ảnh viễn thám. Một hƣớng
nghiên cứu kết hợp Hệ thông tin địa lý và viễn thám đƣợc đặt ra và cùng bắt
đầu thực hiện.
Thập kỷ 80 đƣợc đánh dấu bởi các nhu cầu sử dụng hệ thông tin địa lý

ngày càng tăng với các quy mô khác nhau. Ngƣời ta tiếp tục giải quyết những
tồn tại của những năm trƣớc mà nổi lên là vấn đề số hóa dữ liệu: sai số,
chuyển đổi khn dạng… Thời kỳ này có sự nhảy vọt về tốc độ tính tốn, sự
11


mềm dẻo trong việc xử lý dữ liệu không gian. Thập kỷ này đƣợc đánh dấu bởi
sự nảy sinh các nhu cầu mới trong ứng dụng hệ thông tin địa lý nhƣ: Khảo sát
thị trƣờng, đánh giá khả thi các phƣơng án quy hoạch, sử dụng tối ƣu các
nguồn tài ngun, các bài tốn giao thơng, cấp thốt nƣớc… Có thể nói đây là
thời kỳ bùng nổ hệ thơng tin địa lý.
Những năm đầu của thập kỷ 90 đƣợc đánh dấu bằng việc nghiên cứu sự
hoà nhập giữa viễn thám và hệ thống thông tin địa lý. Các nƣớc Bắc Mỹ và
châu Âu gặt hái đƣợc nhiều thành công trong lĩnh vực này. Khu vực châu Á –
Thái Bình Dƣơng cũng đã thành lập đƣợc nhiều trung tâm nghiên cứu viễn
thám và hệ thống thông tin địa lý. Rất nhiều hội thảo quốc tế về ứng dụng
viễn thám và hệ thống thông tin địa lý đƣợc tổ chức nhằm trao đổi kinh
nghiệm và thảo luận về khả năng phát triền các ứng dụng của công nghệ hệ
thống thông tin địa lý.
1.2.2 Ở Việt Nam
Công nghệ viễn thám và GIS đã du nhập vào nƣớc ta và phát triển
nhanh trong khoảng 15 năm trở lại đây. Có thể tóm tắt lịch sử hình thành và
phát triển qua các giai đoạn nhƣ sau:
1979-1980: Bắt đầu tiếp cận công nghệ viễn thám.
1980-1990: Đã triển khai các nghiên cứu thử nghiệm nhằm xác định
khả năng và phƣơng pháp sử dụng tƣ liệu viễn thám để giải quyết các nhiệm
vụ của mình.
1990-1995: Nhiều ngành đã đƣa công nghệ viễn thám vào sử dụng
trong thực tiễn và đến nay đã thu đƣợc một số kết quả rõ rệt về khoa học công
nghệ và kinh tế nhƣ: các lĩnh vực khí tƣợng, đo đạc bản đồ, địa chất khoáng

sản, quản lý tài nguyên rừng,.... Trong các ứng dụng thực tế, ngồi ảnh vệ tinh
khí tƣợng NOAA và GMS, thì các cơ quan đã sử dụng nhiều ảnh vệ tinh
quang học nhƣ Lansat, Spot, KFA-1000, ADEOS, còn ảnh vệ tinh radar nhƣ
RADASAT, ERT mới đƣợc ứng dụng thử nghiệm trong những năm gần đây.
Riêng ảnh vệ tinh có độ phân giải cao (1-2m) hầu nhƣ chƣa đƣợc sử dụng.
12


Công nghệ viễn thám kết hợp với hệ thống thông tin địa lý đƣợc ứng dụng để
thực hiện nhiều đề tài nghiên cứu khoa học và nhiều dự án có liên quan đến
điều tra giám sát tài nguyên, giám sát môi trƣờng giảm thiểu tới mức thấp
nhất thiên tai ở một số vùng. Từ năm 1990 viễn thám ở nƣớc ta chuyển dần
từng bƣớc từ công nghệ thông tin tƣơng tự sang công nghệ số kết hợp hệ
thống thông tin địa lý, vì vậy hiện nay chúng ta có thể xử lý nhiều loại ảnh đạt
yêu cầu cao về độ chính xác với quy mơ sản suất cơng nghiệp.
Từ năm 1995 đến nay công nghệ viễn thám và GIS đƣợc ứng dụng rất
nhiều trong nhiều lĩnh vực: Địa chất, Hàng hải, Lâm nghiẹp, Nông nghiệp,
Môi trƣờng.... Đến nay ở nƣớc ta tuy đã có Trung tâm Viễn thám Quốc gia
nhƣng do yêu cầu cấp thiết của nghành nên đã hình thành rất nhiều trung tâm
và phịng viễn thám, do đó là cơ sở nghiên cứu và đƣa tiến bộ kỹ thuật viễn
thám vào ứng dụng vào chuyên môn nhƣ: Trung tâm viễn thám tổng cục địa
chính, Phịng viễn thám của viện điều tra quy hoạch rừng Bộ Nông nghiệp và
Phát triển Nông Thôn.
1.3 Ứng dụng công nghệ viễn thám trong quản lý bảo vệ rừng
1.3.1 Trên thế giới
Trên thế giới có rất nhiều đề tài nghiên cứu khoa học ứng dụng GIS và
viễn thám trong quản lý và bảo vệ tài nguyên rừng:
+ Mohan Sundara Rajan (1991) “Viễn thám và GIS cho quản lý tài
nguyên thiên nhiên” ADB Manila.
+ Chuvieco E, Congalton RG (1989) Ứng dụng hệ thống thông tin viễn

thám và địa lý để lập bản đồ nguy cơ cháy rừng.
+Wachiye SA, Ndegwa DK, Musiega D (2013) Tính tốn sự thay đổi
độ che phủ rừng dựa trên GIS và phân tích tính dễ bị tổn thƣơng của rừng:
Một nghiên cứu điển hình về khu rừng Bắc Nandi, Kenya.
1.3.2 Ở Việt Nam
Ở nƣớc ta cũng đã có nhiều đề tài nghiên cứu khoa học ứng dụng GIS
và viễn thám trong quản lý bảo vệ rừng có thể kể tới:
13


+ Đề tài “Nghiên cứu sử dụng ảnh viễn thám và công nghệ GIS trong việc
giám sát hiện trạng tài nguyên rừng, thử nghiệm tại một khu vực cụ thể” của
Nguyễn Trƣờng Sơn, 2007 – Trung tâm viễn thám quốc gia. Đề tài đã sử
dụng ảnh viễn thám Landsat ETM (1999), SPOT -5 (2003) và GIS để xây
dựng quy trình báo cáo nhanh về biến động rừng tại khu vực Yên Thế, tỉnh
Bắc Giang.
+ Đề tài thạc sỹ của Nguyễn Đắc Triển chuyên ngành Lâm học (2009)
“Nghiên cứu sủ dụng tƣ liệu viễn thám để theo dõi mất rừng do làm nƣơng
rẫy tại huyện Kim Bơi, tỉnh Hịa Bình”. Trong đề tài, tác giả sử dụng ảnh
Landsat ETM năm 1999, 2003, 2007 và sử dụng phƣơng pháp phân loại theo
chỉ số thực vật.
+ Ứng dụng viễn thám Lansat đa thời gian và GIS đánh giá biến động diện
tích rừng ngập mặn ven biển huyện Tiên Yên, tỉnh Quảng Ninh giai đoạn
1994 - 2015 của TS. Nguyễn Hải Hòa. Dữ liệu ảnh viễn thám Landsat với
phƣơng pháp phân loại ảnh bằng phƣơng pháp phân loại không kiểm định
(Unsupervised Classification).
+ Đề tài “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS xây dựng bản đồ
hiện trạng tài nguyên thiên nhiên phục vụ công tác quy hoạch bảo vệ môi
trƣờng cấp tỉnh” của TS. Nguyễn Quốc Khánh. Ảnh vệ tinh SPOT đƣợc coi là
tƣ liệu chính trong nghiên cứu xây dựng bản đồ hiện trạng tài nguyên thiên

nhiên phục vụ quy hoạch bảo vệ môi trƣờng cấp tỉnh của đề tài này. Với
phƣơng pháp dùng chỉ số thực vật NDVI (Normalized Difference Vegetation
Index) và phƣơng pháp phân loại có kiểm định.
1.4 Tính cấp thiết của vấn đề nghiên cứu
Trƣớc đây, do thiếu tƣ liệu về ảnh vệ tinh, thiếu những phƣơng pháp và
công nghệ sử lý dữ liệu mà việc phát hiện sớm mất rừng đƣợc thực hiện chủ
yếu qua các cuộc tuần tra, khảo sát, tổng hợp báo cáo diễn biến rừng hàng
năm của các cơ quan kiểm lâm và qua các đợt tổng điều tra rừng với những

14


chu kỳ 5 năm. Số liệu thƣờng có độ chính xác thấp, khơng kịp thời và ít hiệu
quả trong ngăn chặn mất rừng.
Ngày nay, sự ra đời của hàng loạt vệ tinh có khả năng cung cấp nguồn
ảnh viễn thám với độ phân giải ngày càng cao và chu kỳ bay chụp ngắn đã mở
ra triển vọng lớn cho phát hiện sớm mất rừng. Nghiên cứu sử dụng tƣ liệu ảnh
viễn thám vào xác định biến động tài nguyên rừng đã đƣợc thực hiện ở nhiều
nơi. Tuy nhiên, phần lớn quan tâm đến biến động diện tích rừng sau một năm
hoặc một số năm. Hiện có ít nghiên cứu xác định sớm mất rừng trong khoảng
thời gian ngắn nhƣ hàng tuần hay hàng tháng. Đây mới là những nghiên cứu
có ý nghĩa lớn cho quản lý rừng hiện nay. Sơn Động là một huyện vùng núi
của tỉnh Bắc giang, với diện tích rừng và đất lâm nghiệp lớn, chiếm 71,92%
diện tích tự nhiên của huyện. Những năm gần đây, tình trạng mất rừng, suy
thối rừng tại địa phƣơng có chiều hƣớng gia tăng. Xuất phát từ những vấn đề
trên do vậy em đã thực hiện khóa luận tốt nghiệp “Ứng dụng công nghệ viễn
thám và GIS để phát hiện sớm mất rừng góp phần nâng cao hiệu quả quản lý
rừng tại huyện Sơn Động, tỉnh Bắc Giang”.

15

PHẦN II
MỤC TIÊU – NỘI DUNG – PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1 Mục tiêu nghiên cứu
2.1.1 Mục tiêu chung
Góp phần xây dựng cơ sở khoa học cho việc ứng dụng công nghệ viễn
thám và GIS để phát hiện sớm mất rừng nhằm nâng cao hiệu quả quản lý
rừng.
2.1.2 Mục tiêu cụ thể
Để đạt đƣợc mục tiêu chung đề ra đề tài tập chung vào những mục tiêu
cụ thể nhƣ sau:
+ Xác định đƣợc quy trình kĩ thuật phát hiện sớm mất rừng trên cơ sở
viễn thám và GIS.
+ Đề xuất đƣợc một số giải pháp nâng cao hiệu quả công tác quản lý
rừng.
2.2 Phạm vi nghiên cứu
2.2.1 Phạm vi về nội dung
Nghiên cứu về hiện trạng mất rừng tại huyện Sơn Động và nghiên cứu
quy trình kỹ thuật phát hiện sớm mất rừng.
2.2.2 Phạm vi về phương pháp
Sử dụng dữ liệu ảnh viễn thám Landsat và Sentinel thông qua phần
mềm ArcGiS 10.3.
2.2.3 Phạm vi về không gian và thời gian
Do điều kiện về thời gian, kinh nghiệm thực hiện cũng nhƣ trình độ
chun mơn và kinh phí làm khóa luận nên đề tài chỉ tập chung nghiên cứu 7
trên tổng số 23 xã, thị trấn của huyện Sơn Động là: An Lạc, An Châu, An
Lập, Lệ Viễn, Chiêm Sơn, Cẩm Đàn, Yên Định.
2.3 Nội dung nghiên cứu
Để đạt đƣợc những mục tiêu đã đề ra, đề tài tiến hành thực hiện một số

nội dung nghiên cứu nhƣ sau:
16


2.3.1 Nghiên cứu hiện trạng rừng tại huyện Sơn Động, tỉnh Bắc Giang.
+ Hiện trạng rừng và đất lâm nghiệp của địa phƣơng.
+ Đánh giá công tác quản lý rừng tại địa phƣơng.
2.3.2 Nghiên cứu lịch sử mất rừng
+ Ngiên cứu lịch sử mất rừng của khu vực thông qua kế thừa các tài
liệu điều tra, kiểm kê rừng của hạt kiểm lâm.
+ Phỏng vấn ngƣời dân về lịch sử, nguyên nhân mất rừng.
2.3.3 Nghiên cứu quy trình kỹ thuật phát hiện sớm mất rừng trên cơ sở
viễn thám và GIS
+ Xây dựng quy trình kỹ thuật phát hiện sớm mất rừng thông qua phần
mềm ArcMap 10.3.
+ Đánh giá độ chính xác của quy trình kỹ thuật.
2.3.4 Đề xuất một số giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý rừng tại địa
phương
+ Giải pháp quản lý.
+ Giải pháp kỹ thuật.
2.4 Phƣơng pháp nghiên cứu
2.4.1 Phương pháp luận
Ảnh viễn thám 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. Nó đƣợc biết đến nhƣ cách thể
hiện bề mặt trái đất dựa trên phƣơng pháp tổ hợp màu giữa các kênh phổ.
Phƣơng pháp tổ hợp màu là phƣơng pháp đƣợc sử dụng rộng rãi dựa trên
chuẩn nền màu của viễn thám để hỗ trợ cho công tác giải đoán ảnh. Lợi thế
của ảnh chụp đa phổ là có thể sử dụng tích hợp các kênh phổ khác nhau để
phân tích giải đốn các đối tƣợng theo các đặc trƣng bức xạ phổ. Ƣu điểm của
phƣơng pháp tổ hợp màu là sử dụng các kênh ảnh đa phổ hiển thị cùng một

lúc trên 3 kênh ảnh đƣợc gắn tƣơng ứng với 3 loại màu cơ bản là đỏ, xanh lá
cây và xanh lam hay còn gọi là RGB. Phƣơng pháp này có thể tổ hợp hiển thị
3 kênh ảnh của cùng một loại ảnh vệ tinh, của các ảnh vệ tinh khác nhau cùng
17