Ứng dụng công nghệ Viễn thám và GIS trong đánh giá các điều kiện sinh cảnh sống của loài cò Thìa (Platalea minor) tại vườn quốc gia Xuân Thủy – Nam Định

Phần 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Cùng với sự phát triển kinh tế xã hội thì sự suy giảm đang dạng sinh
học đang là mối quan tâm đặc biệt đối với nhân loại. Đặc biệt các loài chim
có giá trị về nguồn gen quý hiếm đang đứng trước nguy cơ đó. Trong tiến
trình tiếp theo đòi hỏi chúng ta phải có nhận thức và hành động đầy đủ hơn để
đạt được sự bền vững, trong đó nhu cầu nghiên cứu để bảo tồn các loài đặc
hữu, quý hiếm có nguy cơ truyệt chủng có nhiều giá trị không chỉ về sinh học
mà còn về sinh thái môi trường (Đặng Hùng Phi, 2010) [7].
Khu đất ngập nước Xuân Thủy thuộc tỉnh Nam Định là khu ngập nước
đầu tiên ở Việt Nam đăng ký tham gia Công ước quốc tế về Bảo tồn đất ngập
nước (Công ước Ramsar). Ngày 2-1-2003, TT Chính phủ đã ra quyết định số
01/2003 QĐ-TTg, về việc chuyển Khu bảo tồn đất ngập nước Xuân Thủy
thành Vườn quốc gia Xuân Thủy. Nhiệm vụ của VQG Xuân Thuỷ Nam Định
là bảo tồn hệ sinh thái đất ngập nước điển hình của vùng cửa sông Hồng, các
loài động, thực vật đặc trưng của hệ sinh thái đất ngập nước, đặc biệt là các
loài thuỷ sinh và chim di trú, chim nước.
Tại đây có 14 kiểu sinh cảnh chính, 116 loài thực vật bậc cao có mạch,
thuộc 99 chi, 12 họ. Thực vật nổi được công bố có 64 loài, chỉ có 2 ngành
thực vật là hạt kín và hạt trần. Rừng có 2 hệ sinh thái chính là rừng ngập mặn
trên đất lầy thụt (gồm các loài cây trang, sú, bần chua, mắm, ô rô, cóc
kèn,v.v ) và rừng phi lao trên giồng cát. Lúc đầu chỉ có rừng Trang trồng
thuần loại, sau đó có các loài cây khác phát tán tự nhiên hình thành rừng hỗn
loại có độ che phủ lên tới 80-90%. (Pedersen và Nguyjn Huy Thắng, 1996).
Đây là vùng đất có sự đa dạng sinh học cao và là nơi trú ngụ tránh rét về mùa
1
Đông của nhiều loài chim di cư, trong đó có loài cò Thìa (Platalea minor) một
loài chim được xếp tại mức EN (nguy cấp) theo thang đánh giá của IUCN.
Cò Thìa là một loài quý hiếm có tên trong sách đỏ Việt Nam đang đứng
trước nguy cơ tuyệt chủng cao. Mỗi năm tại VQG Xuân Thủy phát hiện trên

dưới 50 cá thể. Trước thực trạng đó, đã có nhiều nhà nghiên cứu trong và
ngoài nước đã thực hiện các khảo sát, đánh giá về môi trường thích nghi của
loài chim đang dần tuyệt chủng này. Tuy nhiên, hầu hết các nghiên cứu tiền lệ
đều chưa đi sâu vào mối tương quan giữa đặc tính sinh lý của loài cò Thìa với
sự đa dạng của sinh cảnh sống, cùng với mối liên hệ chặt chẽ giữa bảo tồn đa
dạng sinh học trong đó có mục tiêu bảo tồn loài đặc hữu của VQG Xuân thủy
hiện nay. Với ý nghĩa đó, tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Ứng dụng công
nghệ Viễn thám và GIS trong đánh giá các điều kiện sinh cảnh sống của
loài cò Thìa (Platalea minor) tại vườn quốc gia Xuân Thủy – Nam Định”.
1.2. Mục tiêu nghiên cứu
1.2.1. Mục tiêu tổng quá
- Góp phần xây dựng cơ sở dữ liệu khoa học để bảo tồn loài cò Thìa
(Platalea minor) (Temmink and schlegel, 1849).
1.2.2. Mục tiêu cụ thể
- Nghiên cứu điều kiện sinh cảnh sống và các yếu tố thích nghi với loài
cò Thìa (Platalea minor) (Temmink and schlegel, 1849).
- Đề xuất giải pháp bảo tồn loài cò Thìa (Platalea minor) tại vườn
quốc gia Xuân Thuỷ - Nam Định.
1.3. Mục đích nghiên cứu
- Phân tích các nhân tố sinh thái ảnh hưởng đến phân bố loài cò Thìa
(Platalea minor) trong Vườn Quốc gia Xuân Thuỷ.
2
- Đánh giá về thực trạng phân bố, phát triển tự nhiên của loài cò Thìa
(Platalea minor) ở Vườn Quốc gia Xuân Thuỷ.
- Lập cơ sở dữ liệu (CSDL) sinh thái bằng GIS về phân bố loài cò Thìa
(Platalea minor) trong Vườn Quốc gia Xuân Thuỷ.
- Đề xuất các giải pháp nhằm phục hồi và phát triển đàn cò đáp ứng
mục tiêu bảo tồn.
1.4. Ý nghĩa của đề tài
- Ý nghĩa trong học tập và nghiên cứu khoa học: Giúp cho sinh viên có

cơ hội tiếp cận với cách thức thực hiện một đề tài nghiên cứu khoa học, vận
dụng được những kiến thức đã học vào thực tế.
- Ý nghĩa trong thực tijn: Đề tài trang bị cho sinh viên những kiến thức
cơ bản về môi trường và hệ sinh thái rừng ngập mặn, hiểu thêm về đa dạng
sinh học của nước nước ta. Từ đó giúp cho địa phương định hướng được biện
pháp bảo tồn và duy trì loài cò Thìa quý hiếm trong thời gian tới.
3
Phần 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Cơ sở khoa học
2.1.1. Cơ sở lý luận
2.1.1.1. Một số khái niệm
* Khái niệm môi trường
Theo khoản 1 điều 3 Luật Bảo Vệ Môi trường Việt Nam năm 2005 môi
trường được định nghĩa như sau: “Môi trường bao gồm các yếu tố tự nhiên và
vật chất nhân tạo bao quanh con người, có ảnh hưởng tới đời sống sản xuất,
sự tồn tại, phát triển của con người và sinh vật”.
* Hệ sinh thái là hệ thống các quần thể sinh vật sống chung và phát
triển trong một môi trường nhất định, quan hệ tương tác với nhau và với môi
trường đó.
* Ða dạng sinh học là sự phong phú về nguồn gen, về giống, loài sinh
vật và hệ sinh thái trong tự nhiên.
* Theo Công ước Ramsar, vùng đất ngập nước được bảo vệ bởi Công
ước này được hiểu một cách rất rộng. Theo văn kiện của Công ước này (Điều
1.1), đất ngập nước được xác định là: “Những vùng đầm lầy, miền đầm lầy,
vùng đất than bùn, vùng đất tự nhiên hoặc nhân tạo, có thể tồn tại lâu dài hay
tạm thời, có nước tĩnh hoặc nước chảy, là nước ngọt, nước lợ hay nước mặn,
bao gồm cả những vùng nước biển có độ sâu không quá 6 mét khi triều kiệt”.
2.1.1.2. Các công ước quốc tế
- Việt Nam đã tham gia nhiều chương trình như chương trình con người

và sinh quyển (MAB - Man and Biosphere Programme) của UNESCO.
- Công ước CITES (Công ước về buôn bán quốc tế các loài động thực
vật hoang dã nguy cấp) vào năm 1994.
4
- Công ước về biến đổi khí hậu (Climate Change): thỏa thuận này
đòi hỏi các nước công nghiệp phải giảm đến mức tới hạn các chất gây ô
nhijm như dioxit cacbon và các khí nhà kính khác do họ ngây ra và phải
thường xuyên làm báo cáo về kết quả của tiến trình này. Công ước nêu rõ
các khí nhà kính phải được duy trì ổn định ở mức không làm ảnh hưởng
đến khí hậu trên trái đất.
- Công ước về đa dạng sinh học (Convention on Biological Diversity):
Công ước đa dạng sinh học được UNEP khởi thảo từ năm 1988, trải qua nhiều
lần gặp gỡ và bàn bạc giữa các quốc gia đến ngày 5/6/1992 tại hội nghị quốc
tế về môi trường và phát triển Rio, 168 nước đã ký vào bản công ước và được
thực thi vào ngày 28/11/1994. Công ước về đa dạng sinh học gồm có phần mở
đầu, 42 điều, 2 bản phụ lục. Việt Nam đã ký công ước đa dạng sinh học vào
tháng 10/1994 và đã trở thành thành viên thứ 99 của công ước này. Tất cả nội
dung của công ước đưa ra 3 mục tiêu chính.
- Công ước Ramsar thông qua ngày 02 tháng 02 năm 1971 tại thành
phố Ramsar, Iran. Là một công ước quốc tế về bảo tồn và sử dụng một cách
hợp lý và thích đáng các vùng đất ngập nước, với mục đích ngăn chặn quá
trình xâm lấn ngày càng gia tăng vào các vùng đất ngập nước cũng như sự
mất đi của chúng ở thời điểm hiện nay cũng như trong tương lai, công nhận
các chức năng sinh thái học nền tảng của các vùng đất ngập nước và các giá
trị giải trí, khoa học, văn hóa và kinh tế của chúng.
2.1.2. Cơ sở thực tiễn
- VQG Xuân Thuỷ nằm trong khu vực bờ biển thuộc lưu vực sông
Hồng, ngay tại cửa sông Hồng đổ ra biển, hay còn gọi là cửa Ba Lạt. Xuân
Thuỷ có 14 kiểu sinh cảnh, bao gồm các sinh cảnh tự nhiên và sinh cảnh nhân
tạo (Pedersen và Nguyjn Huy Thắng, 1996). Sinh cảnh có giá trị đa dạng sinh

học cao nhất là các bãi bồi và rừng ngập mặn tự nhiên.
5
- VQG là nơi thường xuyên ghi nhận 14 loài chim bị đe doạ và sắp bị
đe doạ ở mức toàn cầu, đó là: Cò thìa Platalea minor, Cò trắng Trung Quốc
Egretta eulophotes, Choắt lớn mỏ vàng Tringa guttifer, Mòng bể mỏ ngắn
Larus saudersi, Bồ nông chân xám Pelecanus philippensis, Rẽ mỏ thìa
Calidris pygmeus, Giang sen Mycteria leucocephala, Choắt chân màng lớn
Limnodromus semipalmatus (Birdlife , 2012). Ghi nhận đáng chú ý nhất ở
VQG Xuân Thuỷ là tồn tại quần thể loài cò Thìa (Platalea minor) lớn nhất tại
Việt Nam, trong một vài năm gần đây, số lượng lớn nhất được chính thức ghi
nhận tại khu vực là 65 cá thể (Nguyjn Đức Tú, 2003). Ngoài ra, VQG Xuân
Thuỷ là nơi tập hợp, trú chân quan trọng của nhiều loài chim nước phổ biến di
cư trong mùa đông như Choắt mỏ th‚ng đuôi đen Limosa limosa, Choắt chân
đỏ Tringa erythropus và Choắt mỏ cong lớn Numenius arquata. Do có tầm
quan trọng quốc tế trong công tác bảo tồn các loài chim, VQG Xuân Thuỷ đã
được công nhận là một trong số các vùng chim quan trọng tại Việt Nam.
2.1.3. Cở sở pháp lý
- Luật bảo vệ và phát triển rừng (có hiệu lực từ 1/4/2005).
- Luật bảo vệ môi trường 29/11/2005
- Luật Đa dạng sinh học 13/11/2008.
- Nghị định 18/HĐBT ngày 17/01/1992 của hội đồng bộ trưởng quy
định danh mục thực vật rừng, động vật rừng quý, hiếm và chế độ quản
lý, bảo vệ.
- Nghị định 48/2002/NĐ-CP ngày 22/4/2002 sửa đổi bổ sung danh mục
thực vật, động vật hoang dã quý hiếm.
- Nghị định số 32/2006/NĐ-CP ngày 30/3/2006 của chính phủ về quản
lý thực vật rừng, động vật rừng nguy cấp, quý, hiếm.
- Nghị định 80/2006/NĐ-CP ngày 09/08/2006 của chính phủ về
việc quy định chi tiết và hướng dẫn thi hành một số điều của luật bảo vệ
môi trường.

6
- Nghị định 81/2006/NĐ-CP ngày 09/08/2006 của chính phủ về việc xử
phạt vi phạm hành chính trong lĩnh vực bảo vệ môi trường.
- Nghị định 21/2008/NĐ-CP ngày 28/02/2008 của chính phủ sửa
đổi Nghị định 80/2006/NĐ-CP Hướng dẫn một số điều của luật bảo vệ
môi trường.
- Nghị định 117/2009/NĐ-CP ngày 31/12/2009 của chính phủ thay thế
Nghị định 81/2006/NĐ-CP về việc xử lý vi phạm hành chính trong lĩnh vực
bảo vệ môi trường.
- Quyết định 01/2003/QĐ-TTg của Thủ tướng chính phủ về việc
chuyển Khu bảo tồn đất ngập nước Xuân Thủy thành Vườn quốc gia Xuân
Thủy, tỉnh Nam Định.
- Quyết định 04/2004 của Bộ Tài Nguyên và Môi trường phê duyệt kế
hoạch hành động về bảo tồn và phát triển bền vững các vùng đất ngập nước
giai đoạn 2004 - 2010.
- Quyết định 126/QĐ-TTg ngày 2/2/2012 của Thủ tướng chính phủ về
việc thực hiện thí điểm chia sẻ lợi ích trong quản lý bảo vệ và phát triển bền
vững rừng đặc dụng.
- Thông tư 18/2004/TT-Bộ Tài Nguyên và Môi trường của Bộ Tài
Nguyên và Môi trường về việc bảo tồn và phát triển bền vững đất ngập nước
Việt Nam.
- Thông tư 18/2010/TT-BKHCN của Bộ Khoa học và Công nghệ quy
định về quản lý nhiệm vụ khoa học và công nghệ về quỹ gen.
- Thông tư 78/TT-BNN ngày 11/11/2011 của Bộ Nông nghiệp và Phát
triển nông thôn Quy định chi tiết thi hành Nghị định số 117/2010/NĐ-
CP ngày 31/12/2009 của Chính phủ về tổ chức và quản lý hệ thống rừng
đặc dụng.
7
2.2. Tổng quan về Viễn thám
2.2.1. Viễn thám là gì?

Ở Việt Nam, vijn thám là một ngành còn chưa phổ biến, chúng ta vẫn
thường nghe rất nhiều người hỏi vijn thám là gì. Nói một cách nôm na trong
“vijn thám” có hai từ “vijn” và “thám”. “Vijn” có nghĩa là xa, từ xa, không
tiếp xúc với đối tượng. “Thám” có nghĩa là tìm hiểu, lấy thông tin về đối
tượng. Ta có thể hiểu một cách đơn giản vijn thám là một ngành khoa học
nghiên cứu đối tượng mà không tiếp xúc trực tiếp với chúng. Trong tiếng
Anh, vijn thám là “remote sensing”, thường được viết tắt là RS (Nguyjn
Ngọc Thạch, 2009) [10].
Nếu nói một cách khoa học thì chúng ta có thể dùng định nghĩa sau:
“ Vijn thám là một khoa học thu nhận thông tin của bề mặt trái đất mà không
tiếp xúc trực tiếp với bề mặt ấy. Điều này được thực hiện nhờ vào việc quan
sát và thu nhận năng lượng phản xạ, bức xạ từ đối tượng và sau đó phân tích,
xử lý, ứng dụng những thông tin nói trên (theo CCRS) ”
2.2.2. Thành phần cơ bản và nguyên lý làm việc của
viễn thám
Hệ thống vijn thám thường bao gồm bảy phần tử có quan hệ chặt chẽ
với nhau (Nguyjn Ngọc Thạch, 2009) [10]. Theo trình tự hoạt động của hệ
thống, chúng ta có:
8
Hình 2.1: Nguyên lý thu nhận ảnh vệ tinh
- Nguồn năng lượng: Thành phần đầu tiên của một hệ thống vijn thám
là nguồn năng lượng để chiếu sáng hay cung cấp năng lượng điện từ tới đối
tượng quan tâm. Có loại vijn thám sử dụng năng lượng mặt trời, có loại tự
cung cấp năng lượng tới đối tượng. Thông tin vijn thám thu thập được là dựa
vào năng lượng từ đối tượng đến thiết bị nhận, nếu không có nguồn năng
lượng chiếu sáng hay truyền tới đối tượng sẽ không có năng lượng đi từ đối
tượng đến thiết bị nhận.
- Những tia phát xạ và khí quyển: Vì năng lượng đi từ nguồn năng
lượng tới đối tượng nên sẽ phải tác qua lại với vùng khí quyển nơi năng lượng
đi qua. Sự tương tác này có thể lặp lại ở một vị trí không gian nào đó vì năng

lượng còn phải đi theo chiều ngược lại, tức là từ đối tượng đến bộ cảm.
- Sự tương tác với đối tượng: Một khi được truyền qua không khí đến
đối tượng, năng lượng sẽ tương tác với đối tượng tuỳ thuộc vào đặc điểm của
cả đối tượng và sóng điện từ. Sự tương tác này có thể là truyền qua đối tượng,
bị đối tượng hấp thu hay bị phản xạ trở lại vào khí quyển.
- Thu nhận năng lượng bằng bộ cảm: Sau khi năng lượng được phát ra
hay bị phản xạ từ đối tượng, chúng ta cần có một bộ cảm từ xa để tập hợp lại
và thu nhận sóng điện từ. Năng lượng điện từ truyền về bộ cảm mang thông
tin về đối tượng.
- Sự truyền tải, thu nhận và xử lý. Năng lượng được thu nhận bởi bộ
cảm cần phải được truyền tải, thường dưới dạng điện từ, đến một trạm tiếp
nhận-xử lý nơi dữ liệu sẽ được xử lý sang dạng ảnh. Ảnh này chính là
dữ liệu thô.
- Giải đoán và phân tích ảnh: Ảnh thô sẽ được xử lý để có thể sử dụng
được. Để lấy được thông tin về đối tượng người ta phải nhận biết được mỗi
hình ảnh trên ảnh tương ứng với đối tượng nào. Công đoạn để có thể “nhận
9
biết” này gọi là giải đoán ảnh. Ảnh được giải đoán bằng một hoặc kết hợp
nhiều phương pháp. Các phương pháp này là giải đoán thủ công bằng mắt,
giải đoán bằng kỹ thuật số hay các công cụ điện tử để lấy được thông tin về
các đối tượng của khu vực đã chụp ảnh.
- Ứng dụng: Đây là phần tử cuối cùng của quá trình vijn thám, được
thực hiện khi ứng dụng thông tin mà chúng ta đã chiết được từ ảnh để hiểu rõ
hơn về đối tượng mà chúng ta quan tâm, để khám phá những thông tin mới,
kiểm nghiệm những thông tin đã có nhằm giải quyết những vấn đề cụ thể.
Như vậy, hệ thống vijn thám bao gồm bẩy phần tử có quan hệ chặt trẽ
với nhau và hoạt động theo nguyên lý sau:
- Nguồn năng lượng chính thường sử dụng cho các bộ cảm thụ động đó
là bức xạ mặt trời (quang học), các bộ cảm chủ động tự tạo ra nguồn năng
lượng nhân tạo như song rada, tia laze.

- Các nguồn năng lượng này tương tác với khí quyển và tương tác với
các đối tượng được quan tâm trên bề mặt trái đất. Năng lượng của sóng điện
từ do các vật thể phản xạ hay bức xạ được thu nhận bởi bộ cảm biến được đặt
trên vật mang.
- Thông tin về năng lượng phản xạ của các vật thể được ghi nhận bởi
ảnh vijn thám và thông qua phân tích tự động trên phần mềm hoặc giải đoán
trực tiếp dựa trên kinh nghiệm của chuyên gia.
- Cuối cùng các dữ liệu và các thông tin liên quan đến các vật thể và
các hiện tượng khác nhau trên măt đất sẽ được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực
khác nhau như nông lâm nghiệp, khí tượng, môi trường, thủy sản.
2.2.3. Các ngành khoa học liên quan
GIS được xây dựng trên cơ sở tri thức của nhiều ngành khoa học khác
nhau và GIS có mối liên quan mật thiết với một số ngành chính sau:
10
- Ngành địa lý: được liên hệ với sự nhận thức về thế giới, về vị trí con
người trên thế giới. GIS tạo ra kỹ thuật để phân tích và nghiên cứu địa lý.
- Ngành bản đồ học: Bản đồ là thành phần thể hiện các đối tượng địa lý
trên bề mặt trái đất của chúng ta trong hệ GIS. Dữ liệu bản đồ là thành phần
chính trong dữ liệu của GIS. Sự phát triển của bản đồ sẽ giúp GIS hoàn thiện
hơn cho các sản phẩm của mình.
- Công nghê vijn thám: Các ảnh vệ tinh và ảnh máy bay là nguồn dữ
liệu địa lý quan trọng cho hệ GIS. Vijn thám bao gồm cả kỹ thuật thu thập và
xử lý mọi dữ liệu trên trái đất. Các dữ liệu của hệ thống chuẩn đầu ra có thể
được trộn với các lớp dữ liệu GIS.
- Khoa học đo đạc: Nguồn cung cấp các vị trí cần quản lý cho hệ thống GIS.
- Ngành thống kê: Nhiều mô hình được xây dựng trên cơ sở về mặt bản
chất mang tính thống kê, Ngoài ra, nhiều kỹ thuật thống kê được sử dụng để
phân tích. Thống kê đóng vai trò quan trọng trong GIS.
- Ngành truyền thông thông tin: Các thông tin trong hệ GIS chỉ có thể
trao đổi với nhau qua phương tiện truyền thông. Sự phát triển của ngành này

có thể tạo ra năng lực liên kết với mạng trong máy tính, tạo ra các hệ GIS đa
ngành, đã làm cho các nhà quản lý thấy rõ thêm hiệu quả của GIS.
- Ngành khoa học quản trị dữ liệu: các nguồn dữ liệu trong GIS được tổ
chức và quản lý trên nền tảng nguyên tắc các phần mềm của quản lý dữ liệu.
Cơ sở dữ liệu cũng là môt thành phần cơ bản của GIS.
2.2.4. Viễn thám và một số ứng dụng của Viễn thám
2.2.4.1. Sử dụng ảnh vệ tinh để điều tra, giám sát tài nguyên đất
Nói đến tài nguyên đất cần đề cập đến hai khía cạnh: Lớp phủ thổ
nhưỡng và tình hình sử dụng đất. Để điều tra, giám sát hai khía cạnh này, ở
những mức độ khác nhau, đều có thể ứng dụng công nghệ vijn thám. Cho đến
11
nay, ảnh vệ tinh đã được nhiều cơ quan ở nước ta sử dụng để thành lập bản đồ
hiện trạng sử dụng đất. Những bản đồ này phủ trùm các vùng lãnh thổ khác
nhau, từ khu vực hẹp đến tỉnh, vùng và toàn quốc.
2.2.4.2 Sử dụng ảnh vệ tinh để điều tra, giám sát tài nguyên nước
Từ góc độ chức năng và nhiệm vụ của Bộ Tài nguyên và Môi trường,
khái niệm tài nguyên nước bao hàm nước mặt và nước ngầm. Để phục vụ các
mục đích quản lí và khai thác tài nguyên nước phải điều tra và giám sát sự
phân bố các đối tượng thủy văn và các nguồn nước ngầm, khối lượng và chất
lượng cũng như dijn biến theo mùa, theo thời gian của chúng, các hiện tượng
thuỷ văn có liên quan như lũ lụt, nhijm mặn, biến động lòng sông, lòng hồ,…
Ngày nay, ảnh vệ tinh có thể đem lại nhiều thông tin trực tiếp và gián tiếp về
các nguồn nước mặt cũng như nước ngầm. Các thông tin về chất lượng nước
và về nước ngầm cũng cần được nghiên cứu áp dụng, khai thác từ ảnh vệ tinh.
Khả năng sử dụng ảnh vệ tinh để điều tra, giám sát tài nguyên nước là một
phương pháp cho kết quả nhanh và kịp thời nhất.
2.2.4.3. Sử dụng ảnh vệ tinh để điều tra, giám sát môi trường
Điều tra, giám sát môi trường là một lĩnh vực rất lớn, rất khó khăn,
trong đó có những vấn đề có thể sử dụng ảnh vệ tinh như một công cụ hữu
hiệu. Xét về góc độ công nghệ vijn thám, việc phân tích, suy giải phổ cho

phép phát hiện những thay đổi của môi trường ở mức độ tổng thể, việc nghiên
cứu môi trường ở mức độ chi tiết cần có các nghiên cứu, đo đạc của nhiều bộ
môn khác. Điều tra, giám sát môi trường là nhiệm vụ liên quan đến
nhiều ngành.
2.3. Tổng quan về GIS (Geographic Information System)
Ở bất kỳ một ngành khoa học kỹ thuật hay kinh tế chúng ta đều có thể
bắt gặp các hệ thống thông tin và các phương pháp xử lý thông tin khác nhau
tuỳ theo từng lĩnh vực (hệ thống thông tin ngân hàng, hệ thống thông tin nhân
12
sự…) cùng với sự phát triển của công nghệ thông tin, các thông tin hiện nay
đã đáp ứng và giải quyết được những bài toán rất lớn mà thực tế đặt ra (Vũ
Văn Trọng, 2006) [17].
Trong lĩnh vực hoạt động của xã hội, thông tin là mạch máu chính của
các công cụ quản lý: Quản lý xã hội nói chung và quản lý đất đai nói riêng, dù
sử dụng công cụ nào thô sơ hay hiện đại đều là thu thập và xử lý thông in.
Thông tin đất là tất cả các thông tin liên quan đến đất đai, thông tin đất đai
thường được thể hiện bằng Hệ thống thông tin Địa lý, Hệ thống thông tin đất.
Hai vấn đề này là cơ sở chính của hệ thống thông tin định hướng theo từng ô
thửa và các hoạt động của nó (Vũ Văn Trọng, 2006) [17].
2.3.1. Khái niệm về Hệ thống thông tin địa lý
Có nhiều cách định nghĩa về Hệ thống thông tin địa lý:
Định nghĩa theo chức năng: GIS là một hệ thống bao gồm 4 hệ con: Dữ
liệu vào, quản trị dữ liệu, phân tích dữ liệu và dữ liệu ra.
Định nghĩa theo khối công cụ: GIS là tập hợp phức tạp của các
thuật toán.
Định nghĩa theo mô hình dữ liệu: GIS gồm các cấu trúc dữ liệu được sử
dụng trong các hệ thống khác nhau (cấu trúc dạng Raster và Vecter).
Định nghĩa về mặt công nghệ: GIS là công nghệ thông tin để lưu trữ,
phân tích và trình bày các thông tin không gian và thông tin phi không gian,
công nghệ GIS có thể nói là tập hợp hoàn chỉnh các phương pháp và các

phương tiện nhằm sử dụng và lưu trữ các đối tượng.
Định nghĩa theo sự trợ giúp và ra quyết định: GIS có thể coi là một hệ
thống trợ giúp việc ra quyết định, tích hợp các số liệu không gian trong một
cơ chế thống nhất.
13
Nói tóm lại theo BURROUGHT : “GIS như là một tập hợp các công cụ
cho việc thu nhập, lưu trữ, thể hiện và chuyển đổi các dữ liệu mang tính chất
không gian từ thế giới thực để giải quyết các bài toán ứng dụng phục vụ các
mục đích cụ thể”.
Hình 2.2 : Sơ đồ khái niệm về một hệ thống thông tin
địa lý
2.3.2 Các thành phần cơ bản của một Hệ thống thông
tin địa lý
Một hệ thống thông tin địa lý bao gồm những thành phần cơ bản sau:
- Phần cứng: bao gồm máy tính điều khiển mọi hoạt động của hệ thống
và các thiết bị ngoại vi.
- Phần mềm: cung cấp công cụ và thực hiện các chức năng:
+ Thu thập dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính từ các nguồn thông
tin khác nhau
+ Lưu trữ, cập nhật, điều chỉnh và tổ chức các cơ sở dữ liệu nói trên.
14
+ Phân tích biến đổi, điều chỉnh và tổ chức các cơ sở dữ liệu nhằm giải
quyết các bài toán tối ưu và mô hình mô phỏng không gian và thời gian.
+ Đưa ra các thông tin theo yêu cầu dưới dạng khác nhau.
Ngoài ra phần mềm cần phải có khả năng phát triển và nâng cấp theo
các yêu cầu đặt ra của hệ thống.
- Dữ liệu: đây là thành phần quan trọng nhất của GIS. Các dữ liệu
không gian (Spatial data) và các dữ liệu thuộc tính (No spatial data) được tổ
chức theo một mục tiêu xác định bởi một hệ quản trị cơ sở dữ liệu (Data Base
Management System).

- Con người: yếu tố con người có ảnh hưởng rất lớn đối với các hệ GIS,
đặc biệt trong việc điều khiển hệ thống và phát triển các ứng dụng.
- Phương pháp: phương pháp phụ thuộc vào ý tưởng của các xây dựng
hệ thống, sự thành công của một hệ GIS phụ thuộc vào phương pháp được sử
dụng để thiết kế hệ thống (Lê Văn Thơ và Trương Thành Nam, 2008) [14].
2.4. Cơ sở dữ liệu (CSDL)
2.4.1. Khái niệm
Một cơ sở dữ liệu là tập hợp các thông tin của đối tượng cần quản lý,
được lưu trữ trong các máy tính, được nhiều người sử dụng và cách tổ chức
của nó được chi phối bằng một mô hình. (Ngô Thị Hồng Gấm, 2009) [3].
2.4.2. Các tiêu chuẩn của một cơ sở dữ liệu
Không dư thừa thông tin: Thông tin khi thu thập có thể lấy ở nhiều
nguồn khác nhau, vì vậy cần phải loại bỏ thông tin dư thừa trước khi xây
dựng CSDL.
Có hai dạng dư thừa thông tin:
+ Dư thừa về mặt vật lý: Một thông tin có mặt nhiều lần trong
một CSDL
15
+ Dư thừa về mặt ngữ nghĩa: Một thông tin có nội dung như nhau
nhưng lại mang các tên khác nhau.
Đảm bảo tính an toàn và bí mật: Vì trong một cơ quan có nhiều người
sử dụng chung một máy tính, và sử dụng chung một CSDL, trong trường hợp
như vậy cần phải tuân thủ nguyên tắc sau:
+ Chỉ những người được quyền sử dụng mới được cập nhật và CSDL.
+ Người sử dụng CSDL không được làm hỏng thông tin của
người khác.
Khi có sự cố về máy tính, CSDL phải được bảo vệ và cất giữ sang một
máy khác.
Giữa các chương trình ứng dụng và CSDL phải có sự độc lập: Khi dữ
liệu có thay đổi thì chương trình không phải thay đổi theo và ngược lại.

Hiệu suất áp dụng tốt:
+ Mặc dù CSDL có nhiều người sử dụng nhưng đối với mỗi người
CSDL phải tạo ra cho họ cảm giác làm việc hoàn toàn độc lập.
+ CSDL phải cho câu trả lời chính xác nhất và kịp thời khi người sử
dụng truy vấn (Ngô Thị Hồng Gấm, 2009) [3].
2.5. Các nghiên cứu tương tự trên thế giới
Nghiên cứu của Giáo sư Chien-chung Cheng, Chủ tịch WBFT, Đài
Loan (2003), cho biết kể từ tháng 12/2002, bệnh ngộ độc Clostridium đã giết
chết 71 con tại Đài Loan, tương đương 7% số cò Thìa mặt đen của thế giới là
""một đòn mạnh giáng vào loài có nguy cơ tuyệt chủng này"". Liên minh toàn
cầu của các tổ chức phi chính phủ bảo vệ các loài chim (Birdlife
International) cho biết: ""Nhiệt độ mùa đông cao hơn bình thường dường như
đã gây ra bệnh này và nhất quán với những hình mẫu thay đổi khí
hậu"". Liên minh lo ngại nhiều vụ ngộ độc nữa thuộc loại này có thể
xảy ra trong tương lai.
16
Tiến sĩ HF Cheung Tiến sĩ Cornelis Swennen, Hồng Kông, 2008.
Dưới sự tài trợ của Quỹ bảo tồn môi trường đã nghiên cứu “ đánh giá bảo
tồn loài chim nước trú đông cò Thìa tại Hồng Kông” Nghiên cứu được
tiến hành vào giai đoạn năm 2007/2008. Cho thấy số lượng đàn cò Thìa
tại Hồng Kông là 1349 cá thể, trong đó có 767 cá thể tản cư, 463 cá thể
đang ăn và 119 cá thể đang bay.
Viện tài nguyên thế giới (World Resouce Institute –WRI) đã sử dụng
GIS để đánh giá ảnh hưởng của phá rừng với các quốc gia và người dân trên
toàn thế giới. Ứng dụng GIS để kiểm soát diện tích rừng trên toàn cầu. Ngoài
ra, GIS còn hỗ trợ phân tích so sánh diện tích rừng hiện nay với diện tích rừng
trong quá khứ, cho thấy xu hướng thu hẹp ngày càng nhanh của các diện tích
này và tốc độ thu hẹp của các vùng khác nhau. Với phần mềm GIS, các dự
báo có thể được phân tích dưới dạng bản đồ hoặc biểu đồ.
Alrabah and Alhamad sử dụng ảnh đa phổ để nghiên cứu thực phủ ven

biển địa trung hải với diện tích là 250.000 ha và chỉ rõ rằng phân tích đa biến
là cơ sở quan trọng để khử các sai số trong quá trình phân tích mẫu và phân
lớp ảnh. Trong nghiên cứu này tác giả đã giảm được 9% sai số so với các
phương pháp truyền thống. (Nguyjn Ngọc Thạch, 2009) [10].
2.6. Các nghiên cứu tương tự ở Việt Nam
Tại Việt Nam, hoạt động bảo tồn loài cò Thìa tự nguyện này
do Chương trình Birdlife Quốc tế tại Việt Nam điều phối. Việc đếm được
thực hiện tại hai khu vực ở đồng bằng Bắc Bộ là Xuân Thủy và Thái Thụy.
Cả hai khu đều là các Vùng Chim Quan trọng (IBA) và trước đây đã từng có
ghi nhận loài bị đe dọa ở mức Nguy cấp trên toàn cầu cò Thìa mặt
đen (Platalea minor). Tổng cộng có 63 cá thể cò Thìa mặt đen, trong đó có ít
nhất mười hai cá thể chưa trưởng thành đã được ghi nhận tại Việt Nam trong
đợt kiểm kê. Đáng chú ý là có ghi nhận của ba cá thể đeo vòng. Kiểm chứng
17
với các thông tin trên mạng lưới chuyên gia, các cá thể này được đeo vòng tại
vùng sinh sản của chúng ở Nam Triều Tiên (một cá thể) và Liên bang
Nga (hai cá thể). "Ghi nhận các cá thể này cho thấy mối liên hệ giữa quần thể
trú đông tại Việt Nam với các quần thể sinh sản tại bán đảo Triều Tiên và
Nga" ông Nguyjn Đức Tú, cán bộ chương trình phụ trách về đất ngập nước
(ĐNN) của chương trình Birdlife Quốc tế tại Việt Nam nhận định.
Nguyjn Văn Khang và Nguyjn Thanh Hùng, 2005. Cho là sử dụng ảnh
vệ tinh có độ phân giải trung bình (30x30) đa thời gian phân biệt được 20 loại
thực phủ trong đó chủ yếu là đất nông nghiệp, tác giả cũng cho rằng các phương
pháp sử dụng trong nghiên cứu tối ưu, kết quả của phương pháp phụ thuộc khá
nhiều vào sự am hiểu tác giả đối với vùng nghiên cứu và độ phân giải ảnh.
Lương Chi Lan, 2009, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên. “ Xây quy
trình công nghệ phối hợp giữa phần mềm ENVI và Mapinfo để dựng bản đồ
chuyên đề lớp phủ mặt đất khu vực Hà Nội cũ ”. Trong đề này tác giả đã Áp
dụng phương pháp vijn thám để nhận biết các dấu trong việc giải đoán ảnh vệ
tinh. Đồng thời ứng dụng các phần mềm thám và GIS như ENVI và Mapinfo

để phân loại lớp phủ mặt đất vàlập bản đồ. Dữ liệu ảnh sử dụng là ảnh Aster,
sản phẩm là bản đồ lớpmặt đất khu vực Hà Nội, 12 loại thực phủ trong đó chủ
yếu là đất dân thị và đất lúa nước với độ chính xác đạt được là 81% (Lương
Chi Lan, 2009) [5].
Hà Văn Thuân, 2009 [15], Đại học Nông Lâm Thái Nguyên. “ Nghiên
cứu đổi sử dụng đất và che phủ thực vật bằng công nghệ vijn thám và GIS
vườn Quốc gia Ba Bể - Bắc Kạn ” . Ứng dụng công nghệ vijn thám và GIS
hợp với hai ảnh Landsat ETM + trong các năm 2000 và 2007 tạo ra nguồn tin
nhanh và chuẩn xác về biến động sử dụng đất và phân loại thực vật ra trong
thời kỳ từ năm 2000 đến năm 2007 tại vườn quốc gia Ba Bể,đồ phân được 8
loại sử dụng đất và che phủ thực vật với độ chính xác của đồ phân loại được
đánh giá trên cơ sở kiểm tra ngẫu nhiên 100 điểm và quả đã chỉ ra được là
18
Kappa phù hợp của mẫu giải đoán đạt 91%, độ chính toàn cục của bản đồ năm
2000 là 85% và 2007 là 83%.
19
PHẦN 3
ĐỐI TƯỢNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN
CỨU
3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
3.1.1.Đối tượng nghiên cứu:
- Quần thể loài cò Thìa (Platalea minor) phân bố trong khu vực VQG
Xuân Thủy.
3.1.2. Phạm vi nghiên cứu:
Về yếu tố sinh thái ảnh hưởng đến loài nghiên cứu: Đề tài tiến hành
nghiên cứu 4 nhóm yếu tố sinh thái có ảnh hưởng đến phân bố và tái sinh tự
nhiên loài nghiên cứu:
- Yếu tố địa lý - địa hình: Tọa độ UTM, vị trí, và tiến hành thành lập
bản đồ phân bố và xây dựng cơ sở dữ liệu sinh thái loài Cò Thìa (Platalea
minor) bằng công nghệ GIS.

- Yếu tố khí hậu - Thủy văn: Lượng mưa trung bình năm, nhiệt độ
không khí, ánh sáng (Lux) và cự ly đến sông suối gần nhất.
- Yếu tố khu hệ thực vật: Kiểu rừng, trạng thái, độ tàn che, loài thảm
thực bì, tỷ lệ che phủ thực bì.
- Yếu tố sinh vật – con người: tham gia vào quá trình phát sinh những
kiểu phụ nhân tác, trong đó nhân tố con người là quan trọng nhất.
Về bảo tồn loài: Đề tài đề xuất một số giải pháp, biện pháp kỹ thuật
sinh thái học nhằm đánh giá hiện trạng sinh cảnh sống loài cò Thìa (Platalea
minor) tại VQG Xuân Thủy.
3.2. Địa điểm và thời gian tiến hành
3.2.1 Địa điểm:
20
Địa điểm nghiên cứu tại VQG Xuân Thủy - Nam Định. Vườn quốc gia
Xuân Thuỷ nằm phía Đông - Nam huyện Giao Thuỷ, tỉnh Nam Định, bao
gồm phần Bãi Trong , Cồn Ngạn, Cồn Lu, Cồn Xanh (Cồn Mơ).
Toạ độ địa lý:
- Từ 20
0
10' đến 20
0
15' vĩ độ bắc
- Từ 106
0
20' đến 106
0
32' kinh độ đông.
Hình 3.1: Ảnh viễn thám vườn quốc gia Xuân Thủy –
Nam Định
3.2.2. Thời gian thực hiện
Tuần từ ngày 9/1/2012 đến ngày 30/5 năm 2012.

3.3. Nội dung nghiên cứu và các chỉ tiêu theo dõi
- Điều kiện tự nhiên VQG Xuân Thủy – Nam Định.
- Đặc điểm hình thái của loài cò Thìa (Platalea minor).
- Tình trạng của loài cò Thìa tại VQG Xuân Thủy.
21
- Đặc điểm sinh cảnh sống của loài cò Thìa (Platalea minor) tại VQG
Xuân Thủy.
- Các yếu tố chủ quan và khách quan làm ảnh hưởng tới sự suy giảm về
số lượng loài cò Thìa (Platalea minor) tại VQG Xuân Thủy.
- Ứng dung công nghệ Vijn Thám và GIS để xây dựng bản đồ phân cấp
thích nghi đối với sinh cảnh sống cho loài cò Thìa (Platalea minor) tại VQG
Xuân Thủy.
3.4. Phương pháp nghiên cứu
3.4.1. Phương pháp luận nghiên cứu
- Phân bố vùng sinh thái loài cò Thìa (Platalea minor) phụ thuộc vào
sự ảnh hưởng của các nhân tố tổng hợp, ngoài các nhân tố có tính khu vực
như khí hâu, thì nó còn ảnh hưởng của các nhân tố tiểu hoàn cảnh rừng như
địa hình, nhiệt độ rừng, sinh cảnh sống, dinh dưỡng… và các nhân tố này lại
có mối quan hệ chặt chẽ qua lại. Do vậy nghiên cứu các nhân tố sinh thái
ảnh hưởng đến phân bố loài cò Thìa (Platalea minor) phải dựa trên quan
điểm tổng hợp, không tách rời từng nhân tố.
- Phương pháp tiếp cận vấn đề này của đề tài sẽ dựa vào thu thập số
liệu sinh thái tổng hợp liên quan đến phân bố và sinh thái loài trên hiện
trường. Sử dụng công cụ phân tích thống kê hồi quy đa biến để phát hiện định
lượng được các nhân tố sinh thái ảnh hưởng tổng hợp, khắc phục được nhược
điểm của phương pháp nghiên cứu truyền thống mô tả các nhân tố sinh thái
nhưng không chỉ ra mối quan hệ giữa chúng và một số chỉ tiêu định tính.
Đồng thời việc áp dụng công nghệ GIS nhằm hỗ trợ trong việc chồng ghép
các nhân tố sinh thái ảnh hưởng thành các điểm, tạo lập cơ sở dữ liệu sinh thái
phục vụ quy hoạch bảo tồn và phát triển loài nghiên cứu.

3.4.2. Phương pháp nghiên cứu cụ thể
22
3.4.2.1 Phương pháp GIS-RS:
- Kết hợp giữa dữ liệu GIS nối kết với các lớp thông tin môi trường và
xử lý bằng máy tính để đưa ra kết quả hiển thị một cách dj hiểu. Trong đó,
chúng tôi xây dựng các bản đồ hiển thị với tỷ lệ thích hợp các đối tượng
nghiên cứu. Sử dụng ảnh vijn thám LAND SAT (2003), SPOT (2007),
SPOT- 4 (2010) đưa các dữ liệu bổ sung vào GIS. Số hóa các lớp thông tin từ
các bản đồ nền, xây dựng cơ sở dữ liệu và bản đồ phân vùng sinh thái dựa
trên các tiêu chí thực.
3.4.2.2 Phương pháp thu thập số liệu:
- Thu thập số liệu sơ cấp: kết quả điều tra khảo sát, theo chu kì 2 tháng
1 lần tại các địa điểm khác nhau.
- Thu thập số liệu thứ cấp: thu thập các báo cáo, tài liệu, các niêm gián
thống kê, thông tin trên báo chí, truyền hình, internet và các nghiên cứu
trước đây.
3.4.2.3. Phương pháp tổng hợp, so sánh:
- Từ những số liệu thông tin thu thập được, ta tiến hành tổng hợp chúng
lại sau đó đem so sánh rồi đem phân tích các chỉ tiêu có được trong quá trình
so sánh, từ đó đưa ra nhận xét đánh giá rút ra kết luận hoặc nêu ra nguyên
nhân của sự thay đổi. Dựa trên các đặc điểm phù hợp về tính chất : hệ
thưc vật, nguồn thức ăn, mức độ ngập, độ mặn, tác động con người. Từ
đó, xây dựng tiêu chí và lên bản đồ đánh giác các sinh cảnh sống của
loài cò Thìa (Platalea minor). Phương pháp này làm nguồn cho GIS và
thẩm định độ tin cậy.
3.4.2.4 Cơ sở tiêu chí chấm điểm
23
- Mỗi điểm được chấm dựa trên sự tổ hợp các nhóm đặc trưng cho
từng đối tượng. Chỉ có các yếu tố tạo ra sự phân nhóm rõ ràng của các đối
tượng mới được chọn làm yếu tố cơ sở để phân điểm, có đối chiếu với các yêu

cầu tối thiểu đặc điểm sinh thái của một số loài khác trong từng điểm. Tổng
điểm càng cao thì điểm đó càng phù hợp với lối sinh sống của loài cò Thìa
(Platalea minor), các tiêu chí gồm:
1) Mức độ ngập: Phân vùng ngập dựa trên cơ sở mực nước thủy triều
(Hmax) và địa hình phù hợp với lối sống kiếm ăn của loài cò Thìa (Platalea
minor). Khả năng ngập nước được phân chia thành 4 mức độ (tổ hợp của 2
nhân tố: độ ngập + thời gian ngập) được thể hiện ở bảng 3.1
Bảng 3.1: Biểu phân cấp về mực nước để đánh giá lối
kiếm ăn
của loài cò Thìa (Platalea minor)
Cấp độ Độ ngập sâu Thời gian ngập
1
2
3
4
Ngập > 25cm
Ngập từ 15.1 - 20 cm
Ngập từ 20.1 - 25 cm
Không ngập hay ngập nông 0 - 15 cm
Từ tháng 9 đến tháng 5
Từ tháng 9 đến tháng 5
Từ tháng 9 đến tháng 5
Từ tháng 9 đến tháng 5
2) Độ mặn: Dựa vào thời gian xâm ngập mặn và bản đồ đ‚ng mặn 5
0
/
00
của các khu trong vùng nghiên cứu. Có 3 mức phân cấp được trình bày
trong bảng 3.2:
Bảng 3.2: Biểu phân cấp độ mặn theo thời gian để

phân vùng sinh thái loài cò Thìa (Platalea minor)
Mức
độ
Khả năng xâm nhập mặn
Độ mặn
(g/l)
thời gian ảnh
hưởng mặn
24
1
2
3
Mặn xâm nhập thường xuyên
Mặn xâm nhập bán thường xuyên
Không bị mặn xâm nhập
1.51- 2,2
1.11- 1.5
0.51-1
Hàng ngày
Trên 12h/ ngày
Dưới 12h/ngày
3) Lượng mưa: Lượng mưa/năm được chia thành 2 cấp: từ 1.520
-1.700mm và từ 1.701 - 1.850mm. Tuy nhiên, khi tổ hợp các tiêu chí khác thì
yếu tố lượng mưa không có sự phân nhóm rõ ràng đối với các vùng sinh thái
cò Thìa (Platalea minor).
4) Hệ thực vật: Độ che phủ thực vật, thành phần loài thực vật ảnh
hưởng đến chu trình thức ăn tự nhiên. Vai trò của lớp phủ thực vật là tạo
độ che bóng, cải thiện vi khí hậu, làm khu trú ngụ cho loài cò Thìa
(Platalea minor). Tiêu chí thảm thực vật đưa vào trong phân vùng được
chia thành 3 mức:

Bảng 3.3: Biểu phân cấp thảm thực vật theo (%) để
phân vùng sinh thái loài cò Thìa (Platalea minor)
Mức độ Thảm thực vật Độ che phủ
1
2
3
Thảm thực vật nghèo nàn
Thảm thực vật phát triển trung bình
Thảm thực vật đa dạng
< 30 %
30 –70 %
>70 %
5) Sinh cảnh: Ta nghiên cứu chuỗi thức ăn của loài cò Thìa (Platalea
minor) với các loài khác trong cùng sinh cảnh. Từ đó đánh giá được từng
vùng sinh cảnh sống có các lượng thức ăn khác nhau phù hợp với lối kiếm ăn
của từng sinh cảnh.
Bảng 3.4: Biểu phân cấp sinh cảnh theo nguồn thức ăn
để phân vùng sinh thái loài cò Thìa (Platalea minor)
Mức độ Sinh cảnh Nguồn thức ăn
25