Phân vùng bảo tồn theo mức độ nhạy cảm tại vùng đệm vườn quốc gia Ba Bể bằng công nghệ GIS và viễn thám

1
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM




ĐỖ THỊ THẢO



PHÂN VÙNG BẢO TỒN THEO MỨC ĐỘ NHẠY CẢM
TẠI VÙNG ĐỆM VƢỜN QUỐC GIA BA BỂ BẰNG
CÔNG NGHỆ GIS VÀ VIỄN THÁM

Chuyên ngành: Quản lý đất đai
Mã số: 60.85.01.03






LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

Thái Nguyên - 2012
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

2
MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài
Nước ta có khoảng 94 khu bảo tồn thiên nhiên, trong đó có 11 vườn quốc
gia. Các khu này đã đem lại giá trị lớn về kinh tế, môi trường và là nơi lưu trữ
nguồn gen động thực vật quý hiếm. Những giá trị này chịu ảnh hưởng rất lớn
từ vùng nằm sát ranh giới (vùng đệm) với các khu bảo tồn. Vùng đệm các khu
bảo tồn thiên nhiên là vùng nhạy cảm. Bảo vệ vùng đệm là vấn đề có tầm
quan trọng trên cả hai khía cạnh: bảo tồn tài nguyên thiên nhiên và bảo đảm
về lợi ích sống còn và trách nhiệm, bổn phận của cộng đồng dân cư sống
trong vùng vì sự phát triển bền vững. Ở nước ta, vấn đề này đã có sự quan
tâm của Đảng và Nhà nước trong quản lý vùng đệm nhưng vẫn là vấn đề có
nhiều thách thức: ý thức cộng đồng, thể chế chính sách, tình trạng gia tăng
dân số
Vào đầu thế kỷ 21, chúng ta đã nhận thấy tài nguyên sinh học là có giới
hạn và chúng ta đang khai thác vượt quá những giới hạn này, do đó đang làm
giảm tính đa dạng sinh học. Mỗi năm, dân số loài người ngày càng tăng hơn
so với trước đây, các loài đang bị diệt vong với tốc độ nhanh nhất trong lịch
sử. Các hoạt động của con người ngày càng làm suy giảm khả năng chu cấp
cho sự sống của Trái đất, sự tăng dân số và nhu cầu tiêu dùng lại đòi hỏi ngày
càng nhiều tài nguyên thiên nhiên. Những tác động có tính hủy diệt cùng lúc
gây ra bởi một số lượng lớn những người nghèo và một số ít người giàu có
nhu cầu tiêu thụ tài nguyên thiên nhiên đang dần phá vỡ sự cân bằng vốn đã
và đang tồn tại giữa nhu cầu tiêu thụ tài nguyên của con người và khả năng

đáp ứng của Trái đất.
Quần thể Vườn quốc gia Ba Bể rộng 10.048 ha, khu vực lõi Vườn có hồ
nước rộng khoảng 500 ha, ba nhánh sông từ các ngọn núi chảy vào hồ tạo nên
một vùng sơn thủy hùng vĩ, nơi đây được coi là nơi trú ngụ an toàn của cá loài
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

3
cá tôm, chim, thú. Công tác bảo tồn đa dạng sinh học đã được thực hiện tương
đối tốt ở vùng lõi, tuy nhiên việc thực hiện bảo tồn ở vùng đệm vẫn còn gặp
phải nhiều khó khăn do vùng đệm có diện tích rộng mà nguồn nhân lực và tài
chính còn nhiều hạn chế. Nhiệm vụ đặt ra là phải có chiến lược, kế hoạch thực
hiện các chương trình, dự án bảo tồn đa dạng sinh học đem lại hiệu quả cao
nhất dựa trên nguồn lực sẵn có. Để được như vậy, phải xác định thứ tự ưu tiên
cho các vùng trong việc bảo tồn đa dạng sinh học căn cứ vào mức độ nhạy cảm
của từng vùng. Các phương pháp thủ công cũng đã được áp dụng trong việc
phân vùng ưu tiên bảo tồn nhưng đòi hỏi chi phí về thời gian, tài chính và
nguồn nhân lực lớn mà hiệu quả đem lại chưa cao, chưa đáp ứng yêu cầu thực
tiễn. Yêu cầu đặt ra là phải áp dụng những thành tựu khoa học công nghệ của
nhân loại để đem lại hiệu quả cao hơn.
Ngày nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của cuộc cách mạng khoa học
công nghệ, các ứng dụng GIS (Geographic Infomation System) được liên tục
phát triển trong lĩnh vực quản lý và bảo vệ tài nguyên môi trường Xu hướng
hiện nay trong quản lý tài nguyên và môi trường là sử dụng tối đa khả năng cho
phép của GIS.
Công nghệ viễn thám, một trong những thành tựu khoa học vũ trụ, đã đạt
đến trình độ cao và trở thành kỹ thuật phổ biến được ứng dụng rộng rãi trong
nhiều lĩnh vực kinh tế - xã hội ở nhiều nước trên thế giới. Nhu cầu ứng dụng
công nghệ viễn thám trong lĩnh vực điều tra nghiên cứu, khai thác, sử dụng,
quản lý tài nguyên và môi trường ngày càng gia tăng nhanh.
Xuất phát từ thực tiễn trên, được sự đồng ý của Ban giám hiệu nhà

trường, Khoa Sau đại học và sự giúp đỡ của thầy giáo PGS.TS. Nguyễn Thế Hùng
và các thầy cô giáo, tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Phân vùng bảo tồn theo
mức độ nhạy cảm tại vùng đệm Vườn quốc gia Ba Bể bằng công nghệ
GIS và viễn thám”.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

4
2. Mục đích, mục tiêu của đề tài
- Ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS xây dựng bản đồ phân vùng bảo
tồn theo mức độ nhạy cảm tại vùng đệm Vườn quốc gia Ba Bể thuộc hai xã
Khang Ninh và Cao Thượng của huyện Ba Bể.
- Khoanh vùng bảo tồn đa dạng sinh học theo các mức độ nhạy cảm.
- Đề xuất phương hướng bảo tồn đa dạng sinh học tại vùng đệm Vườn
quốc gia Ba Bể thuộc hai xã Khang Ninh và Cao Thượng của huyện Ba Bể.
- Xây dựng một hệ thống cơ sở dữ liệu bản đồ tạo điều kiện thuận lợi cho
công tác bảo tồn đa dạng sinh học tại vùng đệm Vườn quốc gia Ba Bể.
3. Ý nghĩa của đề tài
*/ Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học
- Đây là cơ hội cho học viên vận dụng những kiến thức đã học và những
hiểu biết của mình vào thực tiễn, đồng thời cũng có cơ hội nâng cao sự hiểu biết
về việc bảo tồn đa dạng sinh học, bảo vệ môi trường và tài nguyên thiên nhiên.
- Nâng cao kỹ năng sử dụng và tích hợp các phần mềm tin học ứng dụng.
*/ Ý nghĩa trong thực tiễn
- Kết quả nghiên cứu có thể giúp cho các nhà hoạch định chính sách đưa
ra các quyết định đúng đắn trong việc thực hiện các chương trình, dự án bảo
tồn đa dạng sinh học tại vùng đệm Vườn quốc gia Ba Bể.
- Quy trình thực hiện có thể áp dụng để phân vùng bảo tồn cho toàn vùng
đệm Vườn quốc gia Ba Bể và các Vườn quốc gia, Vườn di sản, khu danh
thắng, khu bảo tồn khác
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

5
Chƣơng 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1. Các khái niệm có liên quan
1.1.1. Vùng đệm và đa dạng sinh học
1.1.1.1. Khái niệm vùng đệm
Một trong các sản phẩm thực tiễn của tư tưởng chung về bảo tồn và phát
triển bền vững là các khái niệm vùng đệm. Vùng đệm không nằm trong khu
bảo tồn, không chịu sự quản lý của ban quản lý khu bảo tồn. Vùng đệm
thường được coi là vùng đất nằm ngay sát và thường bao quanh những vùng
có giá trị bảo tồn như vườn quốc gia, khu bảo tồn thiên nhiên, các khu dự trữ
cho các mục đích đặc biệt.
Vùng đệm là vùng được xác định rõ ràng, có hoặc không có rừng, nằm
ngoài ranh giới khu bảo tồn và được quản lý để nâng cao việc bảo vệ các khu
bảo tồn và cho chính vùng đệm, mang lại lợi ích cho nhân dân sống xung
quanh khu bảo tồn, để bảo vệ và phát triển một cách bền vững. Vùng đệm
chịu sự quản lý của chính quyền địa phương và các đơn vị kinh tế khác nằm
trong vùng đệm. Nhìn chung, vùng đệm phải được quy hoạch theo ranh giới
của các xã nằm ngay bên ngoài khu bảo tồn.
Các chức năng chính của vùng đệm là: Góp phần vào việc bảo vệ khu
bảo tồn, nâng cao giá trị bảo tồn của chính bản thân vùng đệm, tạo điều kiện
mang lại cho những người dân xung quanh những lợi ích từ khu bảo tồn (Lê
Trọng Cúc, 2002) [4].
1.1.1.2. Những khó khăn trong quản lý vùng đệm
Vùng đệm các khu bảo tồn thiên nhiên là vùng nhạy cảm. Bảo vệ vùng
đệm là vấn đề có tầm quan trọng trên cả hai khía cạnh: Bảo tồn tài nguyên
thiên nhiên, bảo đảm lợi ích sống còn và trách nhiệm, bổn phận của cộng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

6
đồng dân cư sống trong vùng vì sự phát triển bền vững. Điều khó khăn nhất
gặp phải trong việc quản lý vùng đệm của vườn quốc gia và khu bảo tồn nước
ta hiện nay là:
Hầu hết vùng đệm đều có đông dân cư sinh sống. Vùng đệm thuộc
quyền quản lý của chính quyền địa phương (xã, huyện, tỉnh) nhưng thường
chính quyền địa phương ít quan tâm đến khu bảo tồn vì họ không hiểu rõ tầm
quan trọng của khu bảo tồn đối với địa phương và coi việc bảo vệ các khu
rừng đặc dụng là việc của ban quản lý các khu rừng đó.
Nhân dân địa phương, đa số là nghèo, dân số tăng nhanh, dân trí thấp,
trong một số trường hợp họ cho rằng việc thành lập khu bảo tồn không đem
lại lợi ích gì cho họ, mà chỉ bị thiệt vì họ không được tự do khai thác một
phần tài nguyên thiên nhiên như trước.
Hầu hết ban quản lý các khu bảo tồn chưa có giải pháp hữu hiệu để lôi
kéo người dân vùng đệm tham gia công tác bảo tồn, chẳng những thế mà
trong nhiều trường hợp vùng đệm là nơi chứa chấp bọn phá rừng, là tụ điểm
thu gom động vật hoang dã trái phép.
Tập quán canh tác của người dân sống trong vùng đệm ở một số nơi quá
lạc hậu, vẫn tồn tại phương thức đốt nương làm rẫy, chọc lỗ tra hạt vì vậy năng
suất mùa màng rất thấp, tỷ lệ hộ đói nghèo cao (Nguyễn Bá Thụ, 2008) [11].
1.1.1.3. Các vấn đề cần giải quyết đối với vùng đệm
Các cơ quan quản lý môi trường cấp trung ương cần phải soạn thảo trình
Chính phủ ban hành càng sớm càng tốt quy chế quản lý vùng đệm các khu
bảo tồn nhằm giải quyết những vấn đề cơ bản như: Khái niệm vùng đệm,
phạm vi vùng đệm các khu bảo tồn và chính sách đầu tư cho vùng đệm.
Dự án đầu tư vùng đệm phải được xây dựng đồng thời và được phê
duyệt cùng với vùng lõi, để tránh tình trạng khi được phê duyệt dự án vùng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

7
lõi các chủ đầu tư chỉ quan tâm đầu tư cơ sở hạ tầng như nhà cửa, đường
sá mà bỏ quên vấn đề vùng đệm (Nguyễn Bá Thụ, 2008) [11].
Những vấn đề chính trong việc lập kế hoạch và thực hiện các hoạt động
phát triển trong vùng đệm:
Các hoạt động phải được thiết kế, xây dựng để nâng cao điều kiện kinh
tế - xã hội của cư dân sống trong vùng đệm, nhằm giảm sự phụ thuộc của họ
vào các nguồn tài nguyên trong khu bảo tồn.
Các hoạt động được xác định phải có sự tham khảo ý kiến của các cộng
đồng địa phương và phải được thiết kế nhằm đáp ứng các nhu cầu của họ, bao
trùm một loạt các khả năng như cải thiện vườn nhà, cải thiện các hệ thống
canh tác, phát triển các ngành nghề thủ công, giới thiệu các hoạt động du lịch
sinh thái, v.v
Trọng tâm chính của các hoạt động phải nhằm vào những cá nhân và các
nhóm người sử dụng nhiều các nguồn tài nguyên thiên nhiên lấy từ khu bảo tồn.
Cách tiếp cận phải linh hoạt vì nhu cầu của người dân thay đổi theo thời
gian và khả năng tham gia của họ sẽ tăng lên khi lòng tin của họ tăng lên.
Bất kỳ hoạt động nào, chẳng hạn như du lịch sinh thái phải được lập kế
hoạch sao cho có thể làm tăng đến tối đa lợi nhuận cho cộng đồng và các cấp
chính quyền địa phương (kể cả thu phí, thuế và dịch vụ trực tiếp).
Các hoạt động phải đi kèm với các chương trình giáo dục và tập huấn cho
các cộng đồng và các cán bộ địa phương nhạy cảm về tầm quan trọng của bảo tồn
trong công cuộc phát triển đất nước. Ban quản lý vườn quốc gia có thể là cơ quan
chính, chỉ đạo những hoạt động này và phải có những ưu tiên trong việc tuyển
dụng người địa phương vào công tác quản lý vườn (Lê Trọng Cúc, 2002) [4].
1.1.1.4. Khái niệm đa dạng sinh học
Đa dạng sinh học (Biodiversity) là sự giàu có, phong phú và đa dạng về
nguyên liệu di truyền, về loài và các hệ sinh thái. Vì vậy, đa dạng sinh học
bao gồm đa dạng ở mức độ trong loài là sự đa dạng, phong phú các gen trong
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

8
quần thể gọi là đa dạng di truyền hay đa dạng gen; đa dạng ở mức độ loài là
sự phong phú các loài gọi là đa dạng loài; và sự phong phú về các hệ sinh thái
gọi là đa dạng sinh thái (Lê Trọng Cúc, 2002) [4].
1.1.1.5. Giá trị của đa dạng sinh học
- Duy trì các dịch vụ sinh thái quan trọng
- Cung cấp cơ sở cho sức khỏe con người
- Là nguồn cho năng suất và tính bền vững nông nghiệp
- Cơ sở cho sự ổn định kinh tế và sự giàu có
- Giúp cho sự ổn định các hệ thống chính trị, xã hội
- Làm giàu chất lượng cuộc sống của chúng ta
(Lê Trọng Cúc, 2002) [4].
1.1.2. Tổng quan về GIS - Geographic Infomation System
1.1.2.1. GIS là gì?
Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System - GIS) là một
nhánh của công nghệ thông tin được hình thành vào những năm 1960 và phát
triển rất rộng rãi trong 10 năm lại đây. GIS là một công cụ máy tính để lập
bản đồ và phân tích sự vật, hiện tượng thực trên Trái đất. Công nghệ GIS kết
hợp các thao tác cơ sở dữ liệu thông thường (như cấu trúc hỏi đáp) và các
phép phân tích thống kê, phân tích địa lý, trong đó phép phân tích địa lý và
hình ảnh được cung cấp duy nhất từ các bản đồ.
GIS cho phép tạo lập bản đồ, phối hợp thông tin, khái quát các viễn
cảnh, giải quyết các vấn đề phức tạp và phát triển các giải pháp hiệu quả mà
trước đây không thực hiện được. Nhờ khả năng xử lý các tập hợp dữ liệu lớn
từ các cơ sở dữ liệu phức tạp nên GIS thích hợp với các nhiệm vụ quản lý tài
nguyên và môi trường. Các mô hình phức tạp cũng dễ dàng cập nhật thông tin
nhờ sử dụng GIS.
Lập bản đồ và phân tích địa lý không phải là kỹ thuật mới, nhưng GIS
thực thi các công việc này tốt hơn và nhanh hơn các phương pháp thủ công cũ.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

9
Trước công nghệ GIS, chỉ có một số ít người có những kỹ năng cần thiết để sử
dụng thông tin địa lý giúp ích cho việc giải quyết những vấn đề và đưa ra các
quyết định. GIS được sử dụng để cung cấp thông tin nhanh hơn và hiệu quả
hơn cho các nhà hoạch định chính sách (Đàm Xuân Vận, 2008) [13].
1.1.2.2. Các thành phần của GIS
GIS được kết hợp bởi 5 thành phần chính:
- Phần cứng: là hệ thống máy tính trên đó có một hệ GIS hoạt động.
Ngày nay, phần mềm GIS có khả năng chạy trên rất nhiều dạng phần cứng,
từ máy chủ trung tâm đến các máy trạm hoạt động độc lập hoặc liên kết
mạng.
- Phần mềm: Phần mềm GIS cung cấp các chức năng và các công cụ cần thiết
để lưu trữ, phân tích và hiển thị thông tin địa lý. Các thành phần chính trong phần
mềm GIS là:
+ Công cụ nhập và thao tác trên các thông tin địa lý.
+ Hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS - Database Management System).
+ Công cụ hỗ trợ hỏi đáp, phân tích và hiển thị địa lý.
+ Giao diện đồ họa người máy để truy cập các công cụ dễ dàng.
- Dữ liệu: Có thể coi là thành phần quan trọng nhất trong một hệ GIS.
Các dữ liệu địa lý và dữ liệu thuộc tính liên quan có thể được người sử dụng
tự tập hợp hoặc được mua từ nhà cung cấp dữ liệu thương mại. Hệ GIS sẽ kết
hợp dữ liệu không gian với các nguồn dữ liệu khác, thậm chí có thể sử dụng
DBMS để tổ chức lưu trữ và quản lý dữ liệu.
- Con người: Yếu tố con người trong công nghệ GIS không những chỉ là
những người có nhiệm vụ tập hợp dữ liệu một cách đầy đủ và chính xác, mà
còn là những người có khả năng ứng dụng các kết quả từ GIS để đưa ra những
quyết định đúng đắn cho những ứng dụng cụ thể. Con người ở đây vừa có thể
là yếu tố tham gia vào ứng dụng công nghệ, như các chuyên gia về bản đồ,

đội ngũ nhân viên kỹ thuật tin học, các chuyên gia trong các lĩnh vực ứng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

10
dụng GIS mà còn cả những con người là mục đích của ứng dụng công nghệ
GIS. Công nghệ GIS sẽ bị hạn chế nếu không có con người tham gia quản lý
hệ thống và phát triển những ứng dụng GIS trong thực tế.
- Các chương trình đào tạo: Các trung tâm ứng dụng GIS cần phải mở
các lớp đào tạo sử dụng GIS và cơ sở dữ liệu của GIS. Đặc biệt là với các hệ
thống GIS trực tuyến, việc giới thiệu và đào tạo đội ngũ sử dụng một cách
hiệu quả GIS thậm chí có tính chất quyết định cho hiệu quả của công nghệ
này (Đàm Xuân Vận, 2008) [14].
1.1.2.3. Cách làm việc của GIS
GIS lưu giữ thông tin về thế giới thực dưới dạng tập hợp các lớp chuyên
đề có thể liên kết với nhau nhờ các đặc điểm địa lý.
- Tham khảo địa lý: Mã hóa địa lý là quá trình tự động thường được
dùng để tạo ra các tham khảo địa lý hiện (vị trí bội) từ các tham khảo địa lý ẩn
(là những mô tả như địa chỉ). Các tham khảo địa lý cho phép định vị đối
tượng (như khu vực rừng hay địa điểm thương mại) và sự kiện (như động đất)
trên bề mặt quả đất phục vụ mục đích phân tích.
- Mô hình Vector và Raster: Hệ thống thông tin địa lý làm việc với hai
dạng dữ liệu địa lý khác nhau về cơ bản mô hình vector và mô hình raster.
Trong mô hình vector, thông tin về điểm, đường và vùng được mã hóa và lưu
dưới dạng tập hợp các tọa độ x, y. Vị trí của đối tượng điểm có thể được biểu
diễn bởi một tọa độ x, y. Đối tượng dạng đường (như đường giao thông, sông
suối,…) có thể được lưu dưới dạng tập hợp các tọa độ điểm. Đối tượng dạng
vùng được lưu như một vòng khép kín của các điểm tọa độ. Mô hình vector
rất hữu ích đối với việc mô tả các đối tượng riêng biệt, nhưng kém hiệu quả
hơn trong miêu tả các đối tượng có sự chuyển đổi liên tục. Mô hình raster
được phát triển cho mô phỏng các đối tượng liên tục. Một ảnh raster là một

tập hợp các ô lưới. Cả mô hình vector và raster đều được dùng để lưu trữ dữ
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

11
liệu địa lý với những ưu điểm, nhược điểm riêng. Các hệ GIS hiện đại đều có
khả năng quản lý cả hai mô hình này (Đàm Xuân Vận, 2008) [14].
1.1.2.4. Các nhiệm vụ của GIS
Mục đích chung của hệ thống thông tin địa lý GIS là thực hiện các nhiệm
vụ sau:
- Nhập dữ liệu
- Thao tác dữ liệu
- Quản lý dữ liệu
- Hỏi đáp và phân tích
- Hiển thị
1.1.2.5. Dữ liệu cho GIS
Nhìn chung, có một số loại dữ liệu bản đồ phổ biến cần thiết sau:
- Bản đồ nền: bao gồm các bản đồ đường phố, đường quốc lộ; đường
ranh giới hành chính, ranh giới vùng dân cư; sông, hồ; mốc biên giới; tên địa
danh và bản đồ raster.
- Bản đồ và dữ liệu thương mại: bao gồm dữ liệu liên quan đến dân số
/nhân khẩu, người tiêu thụ, dịch vụ thương mại, bảo hiểm sức khỏe, bất động
sản, truyền thông, quảng cáo, cơ sở kinh doanh, vận tải, tình trạng tội phạm
- Bản đồ và dữ liệu môi trường: bao gồm các dữ liệu liên quan đến môi
trường, thời tiết, sự cố môi trường, ảnh vệ tinh và các nguồn tài nguyên thiên
nhiên.
- Bản đồ tham khảo chung: bản đồ thế giới và quốc gia, các dữ liệu nền
cho cơ sở dữ liệu riêng (Đàm Xuân Vận, 2008) [14].
1.1.2.6. Các công nghệ liên quan đến GIS
GIS liên quan mật thiết với một số hệ thống thông tin khác, nhưng khả
năng thao tác và phân tích các dữ liệu địa lý chỉ có công nghệ GIS là thực

hiện được. Mặc dù không có quy tắc chính tắc về cách phân loại các hệ thống
thông tin, nhưng những giới thiệu dưới đây sẽ giúp phân biệt GIS với các
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

12
công nghệ Desktop Mapping, trợ giúp thiết kế nhờ máy tính (Computer Aided
Design - CAD), viễn thám (Remote sensing), hệ quản trị cơ sở dữ liệu
(DBMS - Database Management System) và hệ thống định vị toàn cầu
(Global Positioning Systems - GPS) (Đàm Xuân Vận, 2008) [14].
1.1.3. Tổng quan về viễn thám
1.1.3.1. Viễn thám là gì?
Viễn thám (Remote Sensing - RS) là sự thu thập và phân tích thông tin
về một đối tượng mà không cần có sự tiếp xúc trực tiếp đến đối tượng. Viễn
thám là phương pháp sử dụng bức xạ điện từ như một phương tiện để điều tra
và đo đạc những đặc tính của đối tượng.
Công nghệ viễn thám, một trong những thành tựu khoa học vũ trụ đã đạt
đến trình độ cao và đã trở thành kỹ thuật phổ biến được ứng dụng rộng rãi
trong nhiều lĩnh vực kinh tế - xã hội ở nhiều nước trên thế giới. Những kết
quả thu được từ công nghệ viễn thám giúp các nhà khoa học và các nhà hoạch
định chính sách có được các phương án lựa chọn có tính chiến lược về sử
dụng và quản lý tài nguyên và môi trường. Vì vậy, viễn thám được sử dụng
như là một công nghệ đi đầu rất có ưu thế hiện nay.
1.1.3.2. Các phần tử của hệ thống viễn thám
Hệ thống viễn thám thường bao gồm 7 phần tử có quan hệ chặt chẽ với
nhau. Theo trình tự hoạt động của hệ thống, chúng ta có:
+ Nguồn năng lượng
+ Những tia phát xạ và khí quyển
+ Sự tương tác với đối tượng
+ Thu nhận năng lượng bằng bộ cảm
+ Sự truyền tải, thu nhận và xử lý

+ Giải đoán và phân tích ảnh
+ Ứng dụng
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

13
1.1.3.3. Ưu điểm của công nghệ viễn thám
Viễn thám là khoa học thu nhận, xử lý và suy giải các hình ảnh thu nhận
từ trên không của Trái đất để nhận biết được các thông tin về đối tượng trên
bề mặt đất mà không cần tiếp xúc nó. Như vậy, viễn thám là phương pháp thu
nhận thông tin khách quan về bề mặt Trái đất và các hiện tượng trong khí
quyển nhờ các máy thu sensor được đặt trên máy bay, vệ tinh nhân tạo, tàu vũ
trụ hoặc đặt trên các trạm quỹ đạo. Công nghệ viễn thám có những ưu việt cơ
bản sau:
- Độ phủ trùm không gian của tư liệu bao gồm các thông tin về tài
nguyên, môi trường trên diện tích lớn của trái đất gồm cả những khu vực rất
khó đến được như rừng nguyên sinh, đầm lầy, hải đảo,
- Có khả năng giám sát sự biến đổi của tài nguyên, môi trường Trái đất
do chu kỳ quan trắc lặp và liên tục trên cùng một đối tượng trên mặt đất của
các máy thu viễn thám. Khả năng này cho phép công nghệ viễn thám ghi lại
được các biến đổi của tài nguyên, môi trường giúp cho công tác giám sát,
kiểm kê tài nguyên thiên nhiên và môi trường.
1.1.3.4. Các ảnh vệ tinh quan sát Trái đất
Quan sát bề mặt Trái Đất đã đạt được những thành công đáng kể trong
vài thập niên qua nhờ vào sự phát triển của một ngành khoa học và công nghệ
toàn cầu, đặc biệt là công nghệ viễn thám. Hiện nay, có một số vệ tinh chiếm
ưu thế như Quickbird, Worldview, Ikonos, IRS, và GeoEye đều có độ phân
giải hình ảnh nhỏ hơn 1m (Hà Văn Thuân, 2009) [12].
Ikonos là một vệ tinh quan sát Trái đất thương mại đưa vào sử dụng năm
1999. Hình ảnh được thu thập bởi vệ tinh này có độ phân giải cao (1m toàn
sắc và 4m đa phổ). Với chiều rộng swath là 11x11 km và chu kỳ chụp lặp là

3-5 ngày, vệ tinh này di chuyển gần 7 km /giây và thu thập dữ liệu với tốc độ
trên 2000 km
2
/ phút. Ikonos cung cấp một hình ảnh 4 băng tần (màu xanh
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

14
dương, xanh lá cây, đỏ và hồng ngoại gần) và là một nguồn hình ảnh lý tưởng
cho việc học tập không ngừng thay đổi tính năng (Hà Văn Thuân, 2009) [12].
Quickbird, được phóng vào năm 2001, là một vệ tinh cho hình ảnh với
độ phân giải cao thuộc sở hữu của DigitalGlobe. Vệ tinh này có thể thu thập
cả hai đơn sắc (đen và trắng) hình ảnh ở độ phân giải 60 cm, và hình ảnh đa
phổ ở độ phân giải 2,4 - 2,8 m (tùy thuộc vào vĩ độ). Vệ tinh này có thể cung
cấp các hình ảnh độ phân giải cao thứ hai sau Worldview -1. Ngoài ra,
Quickbird còn được gọi là một vệ tinh hiệu quả nhờ chu kì chụp lặp ngắn
(1,0-3, 5 ngày) và rộng (16.5 x 16.5km) (Hà Văn Thuân, 2009) [12].
Worldview-1 là vệ tinh thế hệ tiếp theo cũng thuộc sở hữu của
DigitalGlobe. Vệ tinh này được phóng lên năm 2007, có thể cung cấp hình
ảnh với độ phân giải cao nhất hiện nay (0,5 m). Trong khi đó, chu kỳ chụp
lặp ngắn hơn (1, 7 ngày) và Worldview -1 có thể chụp 750.000 km
2
mỗi
ngày (Hà Văn Thuân, 2009) [12].
IRS hay vệ tinh viễn thám ấn Độ, là một chuỗi gồm 14 vệ tinh quan sát
Trái đất được xây dựng và duy trì bởi Tổ chức Nghiên cứu Không gian ấn Độ.
Tuy nhiên, hiện nay chỉ có 8 vệ tinh còn hoạt động tốt, trong số đó Cartosat -2
được phóng lên quỹ đạo năm 2007 là một vệ tinh viễn thám tiên tiến. Sản
phẩm của vệ tinh này có chất lượng tương đương nhưng có giá thấp hơn 20
lần so với Ikonos. Trong năm 2008, hai vệ tinh nhỏ mới được đưa ra bao gồm
Castosat -2A và IMS1. IMS1 mang 2 máy ảnh để thu thập hình ảnh đa phổ và

siêu quang phổ cung cấp hình ảnh với 4 dải quang phổ với độ phân giải 37 m,
cung cấp các hình ảnh siêu quang phổ với độ phân giải 505,6 m (Hà Văn
Thuân, 2009) [12].
Mới đây nhất, sự phát triển của vệ tinh viễn thám đã được đánh dấu bằng
sự ra mắt của GeoEye-1, với tính năng công nghệ tinh vi nhất từng được sử
dụng trong một hệ thống viễn thám thương mại. GeoEye -1 có thể thu thập
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

15
35.000 Km
2
mỗi ngày với độ phân giải 41 cm toàn sắc và hình ảnh đa phổ
1,65m (Hà Văn Thuân, 2009) [12].
SPOT-5 được coi là vệ tinh lý tưởng, cung cấp sự cân bằng tốt nhất giữa
các độ phân giải cao (5 - 20 m) và chiều rộng 60 x 120 km. SPOT -5 hoạt
động từ năm 2002 và điều hành bởi Spot Image, Pháp (Hà Văn Thuân, 2009)
[12].
Fomosat-2 của Trung Quốc do Tổ chức Không gian Quốc gia quản lý và
phóng thành công vào năm 2004. Nó có thể thu nhận hình ảnh trong các kênh
toàn sắc và đa phổ (5 kênh) với độ phân giải 2 - 8 m với khả năng chụp lặp
hàng ngày. Fomosat -2 phù hợp với nghiên cứu phân bổ sử dụng đất, tài
nguyên thiên nhiên, lâm nghiệp, bảo vệ môi trường và phòng chống thiên tai
(Hà Văn Thuân, 2009) [12].
ASTER được xây dựng và ra mắt vào năm 1999 bởi một dự án Chính
phủ Nhật Bản. ASTER bao gồm ba hệ thống dụng cụ riêng biệt cho việc đạt
được hình ảnh trong 14 kênh, gồm vùng nhìn thấy, cận hồng ngoại, sóng
ngắn hồng ngoại, và hồng ngoại nhiệt. Dữ liệu của ASTER hứa hẹn sẽ đóng
góp lớn cho các lĩnh vực ứng dụng toàn cầu liên quan tới cả thực vật và hệ
sinh thái (Hà Văn Thuân, 2009) [12].
CBERS-2 là một vệ tinh được phát triển bởi sự hợp tác giữa Cơ quan Vũ

trụ của Brazil và Học viện Công nghệ Vũ trụ Trung Quốc. Nó có thể cung cấp
hình ảnh trong một phổ rộng với độ phân giải không gian 2,7-260 m.
CBERS-2 có ba máy ảnh đa phổ là Wide field imager, High resolution, and
Infrared multispectral (Hà Văn Thuân, 2009) [12].
1.1.4. Hiệu quả ứng dụng công nghệ GIS và viễn thám
Việc áp dụng công nghệ thông tin trong lĩnh vực dữ liệu không gian đã
tiến những bước dài, từ hỗ trợ lập bản đồ (CAD mapping) sang hệ thống
thông tin địa lý (GIS). Cho đến nay cùng với việc tích hợp các khái niệm của
công nghệ thông tin như hướng đối tượng, GIS đang có bước chuyển từ cách
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

16
tiếp cận cơ sở dữ liệu (database aproach) sang hướng tri thức (knowledge
aproach) (Mai Thị Ái Tuyết, 2009) [13].
Hệ thống thông tin địa lý là hệ thống quản lý, phân tích và hiển thị tri thức
địa lý, tri thức này được thể hiện qua các tập thông tin: Các bản đồ, giao diện
trực tuyến với dữ liệu địa lý để tra cứu, trình bày kết quả và sử dụng như là một
nền thao tác với thế giới thực; các tập thông tin địa lý dạng file và dạng cơ sở
dữ liệu gồm các yếu tố, mạng lưới, topology, địa hình, thuộc tính; các mô hình
xử lý; các mô hình dữ liệu, GIS cung cấp công cụ mạnh hơn là một cơ sở dữ
liệu thông thường bao gồm quy tắc và sự toàn vẹn giống như các hệ thông tin
khác; lược đồ, quy tắc và sự toàn vẹn của dữ liệu địa lý đóng vai trò quan
trọng; metadata hay tài liệu miêu tả dữ liệu, cho phép người sử dụng tổ chức,
tìm hiểu và truy nhập được tới tri thức địa lý (Mai Thị Ái Tuyết, 2009) [13].
Hệ thống thông tin địa lý (GIS) sử dụng cơ sở dữ liệu địa lý
(Geodatabase) làm dữ liệu của mình. Lập bản đồ và phân tích địa lý không
phải là kỹ thuật mới, nhưng GIS thực thi các công việc này tốt hơn và nhanh
hơn các phương pháp thủ công cũ. GIS cung cấp cả khả năng hỏi đáp đơn
giản và các công cụ phân tích tinh vi để cung cấp kịp thời thông tin cho những
người quản lý và phân tích. Các hệ GIS hiện đại có nhiều công cụ phân tích

hiệu quả, trong đó có hai công cụ quan trọng đặc biệt là phân tích liền kề và
phân tích chồng xếp. Nhóm này tạo nên ứng dụng quan trọng đối với nhiều ứng
dụng mang tính phân tích. Quá trình chồng xếp sử dụng một số bản đồ để sinh
ra thông tin mới và các đối tượng mới. Phân tích chồng xếp khá tốn thời gian
và thuộc vào nhóm các ứng dụng có tính chất sâu, khi hệ thống được khai thác
sử dụng ở mức độ cao hơn là được sử dụng cho từng vùng cụ thể hoặc cả nước
với tỷ lệ bản đồ phù hợp. Chồng xếp là quá trình tích hợp các lớp thông tin
khác nhau. Các thao tác phân tích đòi hỏi một hoặc nhiều lớp dữ liệu phải được
liên kết vật lý (Mai Thị Ái Tuyết, 2009) [13].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

17
Với nhiều thao tác trên dữ liệu địa lý, kết quả cuối cùng được hiển thị tốt
nhất dưới dạng bản đồ hoặc biểu đồ. Bản đồ khá hiệu quả trong lưu giữ và
trao đổi thông tin địa lý. GIS cung cấp nhiều công cụ mới để mở rộng tính
nghệ thuật và khoa học của ngành bản đồ. Bản đồ hiển thị có thể được kết hợp
với các bản báo cáo, hình ảnh ba chiều, ảnh chụp và những dữ liệu khác. Các
mô hình phức tạp cũng có thể dễ dàng cập nhật thông tin nhờ sử dụng GIS.
Các lớp dữ liệu GIS được sử dụng để cung cấp thông tin nhanh hơn và hiệu
quả hơn cho các nhà hoạch định chính sách.
1.2. Giới thiệu các phần mềm sử dụng
1.2.1. Phần mềm giải đoán ảnh ENVI 4.5
Phần mềm ENVI - Environment for Visualizing Images là một phần mềm
xử lý ảnh viễn thám mạnh, với các đặc điểm chính như sau:
- Hiển thị, phân tích ảnh với nhiều kiểu dữ liệu và kích cỡ ảnh khác nhau.
- Môi trường giao diện thân thiện.
- Cho phép làm việc với từng kênh phổ riêng lẻ hoặc toàn bộ ảnh. Khi
một file ảnh được mở, mỗi kênh phổ của ảnh đó có thể được thao tác với tất
cả các chức năng hiện có của hệ thống. Với nhiều file ảnh được mở, ta có thể
dễ dàng lựa chọn các kênh từ các file ảnh để xử lý cùng nhau.

- ENVI có các công cụ chiết tách phổ, sử dụng thư viện phổ, và các chức năng
chuyên cho phân tích ảnh phân giải phổ cao (high spectral resolution images).
- Phần mềm ENVI được viết trên ngôn ngữ IDL - Interactive Data
Language. Đây là ngôn ngữ lập trình cấu trúc, cung cấp khả năng tích hợp
giữa xử lý ảnh và khả năng hiển thị với giao diện đồ hoạ dễ sử dụng.
1.2.2. Phần mềm ArcGIS
Arcgis Desktop là một sản phẩm của Viện Nghiên cứu hệ thống môi
trường (ESRI). Có thể nói đây là một phần mềm về GIS hoàn thiện nhất.
ArcGIS cho phép người sử dụng thực hiện những chức năng của GIS ở bất cứ
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

18
nơi nào họ muốn: trên màn hình, máy chủ, trên web, trên các field. Phần mềm
ArcGIS Desktop bao gồm 3 ứng dụng chính sau:
- ArcMap để xây dựng, hiển thị, xử lý và phân tích các bản đồ.
+ Tạo các bản đồ từ các rất nhiều các loại dữ liệu khác nhau
+ Truy vấn dữ liệu không gian để tìm kiếm và hiểu mối liên hệ giữa các
đối tượng không gian
+ Tạo các biểu đồ
+ Hiển thị trang in ấn
- ArcCatalog: dùng để lưu trữ, quản lý hoặc tạo mới các dữ liệu địa lý
+ Tạo mới một cơ sở dữ liệu
+ Explore và tìm kiếm dữ liệu
+ Xác định hệ thống toạ độ cho cơ sở dữ liệu
- ArcToolbox: cung cấp các công cụ để xử lý, xuất - nhập các dữ liệu từ
các định dạng khác như MapInfo, MicroStation, AutoCad (Trần Quốc Bình,
2004) [2].
1.3. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nƣớc
1.3.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Một số lĩnh vực ứng dụng điển hình của công nghệ GIS và viễn thám trong

quản lý và bảo vệ tài nguyên thiên nhiên và môi trường ở một số nước trên thế
giới:
* Dầu mỏ và khí đốt
Dầu mỏ và khí đốt là nguồn tài nguyên đang được khai thác rộng khắp
trên toàn thế giới và luôn phải đảm bảo hạn chế những sự cố môi trường. Bởi
lẽ đó, quản lý chặt chẽ nguồn tài nguyên này luôn là vấn đề được quan tâm.
Với công nghệ GIS, công việc này đã được hỗ trợ rất nhiều, nâng cao hiệu
quả quản lý cũng như khai thác. Sử dụng GIS và các công nghệ khoan thăm
dò hiện đại, người ta có thể định vị và tiến hành xử lý các dữ liệu bề mặt một
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

19
cách dễ dàng, cách xa vùng nhạy cảm mà vẫn đảm bảo đạt được những yêu
cầu chuyên môn có giá trị của vùng dưới mặt đất.
Các số liệu thu được từ quan trắc địa chấn được thu thập để tạo nên các
bản đồ 3 chiều dưới mặt đất. Các chuyên gia có thể sử dụng những ảnh 3
chiều này để đưa ra các quyết định về vị trí có thể của các túi dầu mà không
cần tiến hành khoan nhiều lần.
* Tài nguyên nước
GIS có thể hỗ trợ đánh giá mực nước ngầm, mô phỏng hệ thống sông hồ
và nhiều ứng dụng liên quan đến quản lý tài nguyên nước khác. Ứng dụng
GIS trong kiểm soát mức nước ngầm, duy trì mực nước ngầm thích hợp trong
các vùng khai khoáng. Trường Đại học Kỹ thuật Aachen, Đức đã sử dụng GIS
để kiểm soát mực nước ngầm cho các vùng khai thác than, tạo các bản đồ
mực nước ngầm, kết hợp với các dữ liệu khác như thổ nhưỡng, địa hình, quy
mô khai thác mỏ, công nghệ kỹ thuật được sử dụng, cung cấp công cụ đắc lực
cho các nhà phân tích; kiểm soát sự phục hồi mực nước ngầm có sự hỗ trợ của
công nghệ GIS sẽ trở nên dễ dàng hơn. Umlandverband Frankfurt, Đức, đã
dùng GIS để xây dựng các lớp bản đồ cho mỗi tính toán về sự phục hồi mực
nước ngầm. Những lớp này sau đó được kết hợp lại để tạo nên một bản đồ

cuối cùng biểu diễn sự phục hồi của mỗi vùng. GIS giúp cho các nhà nghiên
cứu dễ dàng tính toán và mô phỏng đồng thời tốc độ phục hồi mực nước
ngầm của các vùng khác nhau.
Tại Mỹ, GIS được dùng để quản lý sự phân bố của các nguồn nước, nhờ
đó các nhà khoa học có thể dễ dàng xác định vị trí các nguồn nước này trong
toàn bộ hệ thống.
Đánh giá tác động của sóng thần năm 2004 vào rừng ngập mặn bằng
cách sử dụng GIS và kỹ thuật viễn thám - một nghiên cứu trường hợp của
Phang Nga, Thái Lan: Sử dụng GIS và kỹ thuật viễn thám, biên dịch dữ liệu
từ nhiều nguồn khác nhau và phát hiện những thay đổi bìa đất để xác định
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

20
mức độ thiệt hại tại các khu vực có và không có rừng ngập mặn. Phương pháp
mới được đề xuất tích hợp gần GIS phân tích và phát hiện thay đổi với các kỹ
thuật viễn thám vùng đệm một cách sáng tạo khoanh định từ bờ biển thành
bốn tiểu vùng đồng nhất. Những kỹ thuật này có thể cung cấp một cách dễ
dàng để so sánh các mô hình thiệt hại trong khu vực với các đặc tính đất khác
nhau và khoảng cách khác nhau từ bờ biển. Trong nghiên cứu này, cho thấy
rằng rừng ngập mặn có thể chịu được sức mạnh của sóng thần tốt hơn nhiều
so với thảm thực vật thường xuyên và các khu vực phía sau rừng ngập mặn
cũng được hưởng lợi từ việc bảo vệ (Sirikulchayanon, P., W. Sun and T. J.
Oyana, 2008) [20].
* Tài nguyên sinh vật
Kiểm soát các khu bảo tồn: Tổ chức Bảo tồn quốc tế và Chính phủ
Malagasy đã sử dụng GIS để kiểm soát sự phân bố của các loài thực vật ở
Madagascar. Bản đồ này biểu diễn các loài thực vật của miền nam
Madagascar bằng các màu khác nhau và biểu diễn các khu bảo tồn bằng nền
chéo. Với những thông tin này, có thể dễ dàng xác định các vùng cần được
bảo vệ hoặc các vùng hiện được bảo vệ có khả năng bị xâm hại.

Kiểm soát đa dạng sinh học: Một số tổ chức đã sử dụng GIS để phân tích
sự phân bố và mức độ bảo tồn đối với một số thành phần của đa dạng sinh học.
GIS giúp các nhà nghiên cứu xác định các loài có khả năng hiện diện trong
vùng quản lý hay không (vùng gián đoạn). Những loài này được dùng làm chỉ
thị cho đa dạng sinh học hoặc cho sự vắng mặt, đối với một vùng cụ thể.
Bảo tồn những loài đang bị đe doạ: Hiện nay ô nhiễm môi trường đang
đe doạ sự tồn tại của nhiều loài sinh vật, trong đó có nhiều loài cá. GIS đã hỗ
trợ tích cực trong công việc bảo tồn những loài cá đang bị đe doạ. Các dữ liệu
bao gồm thông tin về độ rộng và độ sâu của dòng chảy, chất lượng và nhiệt độ
nước, sự phân bố của các loài cá. Các chuyên gia ở Corvallis, Oregon đã sử
dụng dữ liệu GIS để phát triển chiến lược bảo tồn loài cá hồi Coho, một loài
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

21
cá hồi màu hồng bạc được tìm thấy chủ yếu ở vùng cửa sông của Oregon và
Washington. Công việc bảo tồn được bắt đầu với việc xác định nơi cư trú của
các quần thể và giúp cho chúng mở rộng quần thể. GIS được sử dụng để hiển
thị và phân tích thông tin về điều kiện sống của loài.
Tìm kiếm nơi sống phù hợp: Các nhà phân tích đã tạo ra các bảng biểu
và bản đồ chi tiết về hệ thống dòng chảy, từ đó tìm kiếm những nơi thích hợp
cho cá hồi Coho. Các yếu tố đặc trưng của dòng chảy ảnh hưởng trực tiếp đến
cá hồi Coho đều được đưa đồng thời vào bản đồ.
Công cụ phối hợp hoạt động: GIS trở thành công cụ hữu ích để trao đổi
phối hợp, tạo các ấn phẩm đồ hoạ để phát hành cũng như để thảo luận và là
công cụ chia sẻ các thông tin mới, đưa các dữ liệu lên Internet. Các cơ quan
quản lý các cấp, các nhà khoa học, những người hoạt động môi trường và
những đối tượng khác đều có thể sử dụng và đóng góp thông tin trực tiếp vào
cơ sở dữ liệu của hệ thống.
Sử dụng hệ thống thông tin địa lý để xây dựng kế hoạch nuôi trồng thủy
sản: Lựa chọn địa điểm nuôi trồng thủy sản quy hoạch là một nhiệm vụ phức

tạp liên quan đến việc xác định các khu vực kinh tế, xã hội và môi trường phù
hợp, có sẵn để nuôi trồng thủy sản và thương mại thực hiện. Một trường hợp
nghiên cứu trong việc lựa chọn trang web cho nuôi tôm trên đất liền trong
vùng ven biển của Úc chứng minh rằng GIS có khả năng để hỗ trợ nuôi trồng
thủy sản quy hoạch. Phân tích được dựa trên một phương pháp tiếp cận liên
tiếp hai giai đoạn. Giai đoạn đầu tiên loại bỏ phần hiể n nhiên không ph ù hợp
của khu vực nghiên cứu thông qua chọn lọc trước với độ phân giải thấp, giá rẻ
và dữ liệu một cách dễ dàng có sẵn. Giai đoạn thứ hai sau đó tập trung vào và
xếp hạng các khu vực còn lại bằng cách sử dụng độ phân giải cao, dữ liệu có
thể đắt hơn. Cuối cùng, sử dụng GIS để trình bày các kết quả phân tích trong
một hình thức dễ dàng tiếp cận (McLeod, Ian, Francis Pantus and Nigel
Preston, 2002) [17].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

22
* Quản lý tài nguyên rừng
Kiểm kê trạng thái rừng hiện tại: Với GIS có thể kiểm kê trạng thái gỗ,
thuỷ hệ, đường giao thông, đường tàu hoả và các hệ sinh thái và sử dụng
những thông tin này để đánh giá về mùa vụ, chi phí vận chuyển, hoặc điều
kiện sống của các động vật hoang dã đang bị đe doạ.
Hỗ trợ phát triển chiến lược quản lý: Với GIS có thể đánh giá các đặc
điểm của một khu rừng dựa trên các điều kiện quản lý khác nhau. Trên cơ sở
các dự báo này, có thể quan sát tương tai của khu rừng dưới dạng bản đồ và
số liệu phân tích, từ đó vạch ra chiến lược quản lý và phát triển các nguồn tài
nguyên rừng sao cho đạt được hiệu quả cao.
Mô hình hoá hệ sinh thái rừng: GIS có thể được dùng như một thành
phần của hệ thống hỗ trợ quyết định trong quản lý lâm nghiệp, chẳng hạn,
được dùng để mô hình hoá các thành phần không gian.
Sở Bảo vệ môi trường Alberta, Trung tâm đào tạo môi trường Alberta
(Canada) đã dùng GIS để mô hình hoá các quần hợp hệ sinh thái, các điều kiện

sống, làm cơ sở cho việc dự báo. Dùng mô hình GIS như một phần của hệ
thống hỗ trợ quyết định cho phép nâng cao chất lượng quản lý tài nguyên rừng.
* Quản lý tài nguyên đất
GIS được dùng để mô phỏng và quy hoạch sử dụng tài nguyên đất của
một thành phố, một quốc gia hay một vùng ở một số khía cạnh sau:
Quản lý phân vùng các dạng đất: GIS có thể được dùng để lập bản đồ
phân loại đất của một vùng. Mỗi loại đất được biểu diễn bởi một màu và nền
khác nhau theo quy định. Những thông tin dưới dạng bản đồ giúp cho các nhà
quản lý phân tích dễ dàng những xu hướng biến đổi do các tác động của thiên
nhiên hoặc của con người.
Quy hoạch sử dụng tài nguyên đất: Công nghệ GIS hỗ trợ rất nhiều trong
công việc quy hoạch sử dụng đất. Những dữ liệu về hiện trạng sử dụng đất
được thu thập từ những quan trắc không gian được xử lý trong hệ GIS, lập
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

23
bản đồ hiện trạng, kèm đó là những số liệu phân tích. Dựa vào đó các nhà quy
hoạch có thể dễ dàng quản lý và phát triển các kế hoạch sử dụng đất hợp lý.
Thành phố Brno, Cộng hoà Czech, đã dùng công nghệ GIS để phát triển quy
hoạch tổng thể của thành phố và hiển thị thông tin theo cơ sở dữ liệu GIS địa
chính của thành phố.
Mlada, Cộng hoà Czech cũng sử dụng GIS để hỗ trợ kế hoạch quy hoạch
lại một khu sân bãi quân sự, đánh giá và mô phỏng các loại tài nguyên đất.
Viện địa lý "Agustin Codazzi" (IGAC) của Colombia đã dùng công nghệ GIS
để hiển thị và kiểm soát hiện trạng sử dụng đất hiện nay và trong tương lai
của thành phố Ibague.
Phân tích xu hướng xây dựng: Sở Phát triển Nhà và đô thị Adelaide,
Australia sử dụng GIS để phân tích xu hướng xây dựng của thành phố, từ đó
chỉ ra sự mở rộng của thành phố và ảnh hưởng của nó đối với cơ sở hạ tầng.
Kiểm soát tài nguyên đất: Các dự án phát triển được đề xuất dọc theo

biên giới Mexico và Mỹ được hỗ trợ bởi các thông tin của GIS, chẳng hạn để
kiểm kê, lập bản đồ các nguồn tài nguyên, chế độ thuỷ văn, tác động của con
người, cơ sở hạ tầng dọc theo biên giới.
Phát triển hệ thống thông tin địa lý đánh giá tác động sử dụng đất trong
điều kiện ngập nước: Hệ thống thông tin địa lý công nghệ (GIS) được sử dụng
để phát triển các phương pháp tự động để định lượng sự thay đổi không gian
của những khu vực có nguy cơ bị lũ lụt. Một mô-đun giao diện phát triển
trong GIS kết hợp với độ cao nước lũ dự đoán từ một mô phỏng thủy lực và
các chức năng mô phỏng để đánh giá các chính sách kiểm soát lũ lụt thay thế.
Một nghiên cứu trường hợp từ Town Dundas, Ontario, Canada, được sử dụng
để chứng minh những lợi thế có được là do việc áp dụng các mô-đun này
Cách tiếp cận được đề xuất sẽ cung cấp chiến lược quản lý tài nguyên nước
với cái nhìn sâu sắc được cải thiện dựa vào điều kiện lũ lụt, tăng cường quá
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

24
trình đánh giá rủi ro và quản lý các hoạt động của con người trong vùng đồng
bằng bị ngập lũ (Boyle, S. J., I. K. Tsanis, and Member, 2001) [15].
Sử dụng kỹ thuật viễn thám và GIS để đánh giá việc thay đổi sử dụng
đất vùng đầu nguồn sông Nan, Thái Lan: Nghiên cứu này sử dụng kỹ thuật
viễn thám và GIS để đánh giá việc sử dụng đất và thực phủ, những yếu tố ảnh
hưởng đến độ che phủ đất và xác định các khu vực có nguy cơ tiềm năng bị
xói mòn ở lưu vực Nan từ năm 1995 và 2005. Lưu vực sông Nan đã được lựa
chọn là khu vực nghiên cứu, vì đầu nguồn này đã được trải qua tình trạng phá
rừng và suy thoái đất cao do sự gia tăng ngày càng cao của diện tích đất nông
nghiệp và các khu vực đô thị. Hơn nữa, địa hình của lưu vực, bao gồm núi,
đồi, và các vùng đất dốc, làm cho lưu vực sông Nan trở thành một địa điểm
thú vị để kiểm tra các khu vực có nguy cơ tiềm năng của sự xói mòn đất
(Chamaporn Paiboonvorachat, 2004) [16].
Việc thay đổi sử dụng đất từ năm 1990 đến 2003 ở vùng miền núi nhiệt

đới thuộc khu vực trung tâm Veracruz (Mexico) được phân tích bằng ảnh
Landsat TM bằng cách tiếp cận Hệ thống thông tin địa lý và viễn thám. Ảnh
vệ tinh cảm biến đã chứng tỏ có thể dùng để tách mô hình quang phổ khác
nhau liên quan đến các loại hình sử dụng đất trong không gian cảnh quan
phức tạp. Sử suy giảm của rừng nhiệt đới và chuyển đổi sang đồng cỏ và đất
nông nghiệp là sự thay đổi rõ rệt và quan trọng nhất trong giai đoạn nghiên
cứu (Munoz-Villers, L. E. và J. Lopez-Blanco, 2008) [18].
Viễn thám và GIS để lập bản đồ và giám sát độ che phủ đất và thay đổi
sử dụng đất ở vùng ven biển Tây Bắc của Ai Cập: Một phân loại giám sát
được tiến hành trên sáu band màu phản chiếu hai ảnh vệ tinh với sự trợ giúp
của các dữ liệu thật mặt đất. Mặt đất thật cung cấp thông tin thu thập trong
sáu chuyến đi thực địa được tiến hành từ năm 1998 đến năm 2002 và bản đồ
che phủ năm 1987 đã được sử dụng để đánh giá tính chính xác của các kết
quả phân loại. Sử dụng dữ liệu phụ trợ, giải thích hình ảnh và kiến thức
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên

25
chuyên môn của khu vực thông qua GIS tiếp tục tinh chế các kết quả phân
loại. Kỹ thuật phát hiện thay đổi sau phân loại được sử dụng để sản xuất hình
ảnh thay đổi thông qua cross-tabulation. Thay đổi giữa các lớp che phủ đất
khác nhau được đánh giá (Shalaby, Adel and Ryutaro Tateishi, 2007) [19].
1.3.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
Đề tài “Ứng dụng công nghệ GIS trong phân cấp rừng phòng hộ tại huyện
Sơn Động, tỉnh Bắc Giang” trên cơ sở ứng dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật của
máy tính và công nghệ GIS kết hợp phương pháp chuyên gia theo các quy
định, quy trình quy phạm kỹ thuật đã thể hiện tính khách quan, khoa học và rất
phù hợp với điều kiện địa phương. Phương pháp phân cấp rừng phòng hộ trên
cơ sở ứng dụng công nghệ hiện đại đã đánh giá mức độ quan trọng của các
nhân tố ảnh hưởng đến xói mòn, so sánh mức độ quan trọng giữa các nhân tố
tham gia phân cấp rừng phòng hộ từ đó đưa ra trọng số cho từng nhân tố đó,

mang tính khoa học, có khả năng ứng dụng thực tế cao, đặc biệt trong công tác
rà soát quy hoạch ba loại rừng trên toàn quốc (Vũ Tiến Điển và cs, 2006) [6].
Đề tài “Ứng dụng công nghệ GIS thành lập bản đồ nhạy cảm trượt lở
đất các tỉnh biên giới Tây Bắc” đã xây dựng được bản đồ nhạy cảm trượt lở
đất các tỉnh biên giới Việt Nam, thể hiện một cách tổng quát về mức độ nhạy
cảm trượt lở đất, trong đó vai trò của các đới đứt gãy hoạt động rất rõ nét,
các vùng nhạy cảm trượt lở mạnh đến rất mạnh thường tập trung dọc theo
các đới đứt gãy này. Việc kết hợp phương pháp tính xác suất xuất hiện và
đưa mức độ chế ngự vào chỉ số đánh giá tổng hợp đã loại bỏ hoàn toàn
những khu vực thiếu số liệu để tính xác suất xuất hiện do đi lại khó khăn.
Kết quả cuối cùng đã phản ánh được chính xác tính thực tế khách quan của
đối tượng. Từ các kết quả nghiên cứu này cho phép đưa ra các quyết định về
quy hoạch lãnh thổ, khai thác và sử dụng hợp lý tài nguyên thiên nhiên cũng
như tìm biện pháp phòng chống và giảm thiểu các sự cố về môi trường, đặc
biệt là trượt lở đất (Nguyễn Tứ Dần và cs, 2008) [45].
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên