Đánh giá tình hình diễn biến diện tích và trạng thái rừng bằng phần mềm GIS tại huy ện bảo lạc, tỉnh cao bằng giai đoạn 2012 2014

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

HÀ MẠNH QUANG
Tên đề tài:
ĐÁNH GIÁ TÌNH HÌNH DIỄN BIẾN DIỆN TÍCH VÀ
TRẠNG THÁI RỪNG BẰNG PHẦN MỀM GIS
TẠI HUYỆN BẢO LẠC, TỈNH CAO BẰNG GIAI ĐOẠN 2012-2014

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo

: Chính quy

Chuyên ngành

: Lâm nghiệp

Khoa

: Lâm nghiệp

Khóa học

: 2011 – 2015

Thái Nguyên, năm 2015


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

HÀ MẠNH QUANG
Tên đề tài:
ĐÁNH GIÁ TÌNH HÌNH DIỄN BIẾN DIỆN TÍCH VÀ
TRẠNG THÁI RỪNG BẰNG PHẦN MỀM GIS
TẠI HUYỆN BẢO LẠC, TỈNH CAO BẰNG GIAI ĐOẠN 2012-2014

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo

: Chính quy

Chuyên ngành

: Lâm nghiệp

Khoa

: Lâm nghiệp

Khóa học

: 2011 – 2015

Giảng viên hướng dẫn

: ThS. Nguyễn Tuấn Hùng

Thái Nguyên, năm 2015


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

HÀ MẠNH QUANG
Tên đề tài:
ĐÁNH GIÁ TÌNH HÌNH DIỄN BIẾN DIỆN TÍCH VÀ
TRẠNG THÁI RỪNG BẰNG PHẦN MỀM GIS
TẠI HUYỆN BẢO LẠC, TỈNH CAO BẰNG GIAI ĐOẠN 2012-2014

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo

: Chính quy

Chuyên ngành

: Lâm nghiệp

Khoa

: Lâm nghiệp

Khóa học

: 2011 – 2015

Giảng viên hướng dẫn

: ThS. Nguyễn Tuấn Hùng

Thái Nguyên, năm 2015


i

LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian học tập và nghiên cứu tại trường Đại học Nông Lâm
Thái Nguyên, tôi đã trang bị cho mình kiến thức cơ bản về chuyên môn dưới
sự giảng dạy và chỉ bảo tận tình của toàn thể thầy cô giáo. Để củng cố lại
những khiến thức đã học cũng như làm quen với công việc ngoài thực tế thì
việc thực tập tốt nghiệp là một giai đoạn rất quan trọng, tạo điều kiện cho sinh
viên cọ sát với thực tế nhằm củng cố lại kiến thức đã tích lũy được trong nhà
trường đồng thời nâng cao tư duy hệ thống lý luận để nghiên cứu ứng dụng
một cách có hiệu quả những tiến bộ khoa học kỹ thuật vào thực tiễn sản xuất.
Xuất phát từ nguyện vọng của bản thân, được sự nhất trí của nhà trường,
ban chủ nhiệm khoa Lâm Nghiệp và sự hướng dẫn trực tiếp của thầy giáo
Th.S Nguyễn Tuấn Hùng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài:‘‘Đánh giá tình
hình diễn biến diện tích và trạng thái rừng bằng phần mềm GIS tại
huyện Bảo Lạc, tỉnh Cao Bằng giai đoạn 2012 -2014 ’’
Trong thời gian nghiên cứu đề tài, được sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của
thầy giáo Th.S Nguyễn Tuấn Hùng và các thầy cô giáo trong khoa cùng với
sự phối hợp giúp đỡ của các cán bộ, lãnh đạo các cơ quan ban ngành của Chi
Cục Kiểm Lâm Tỉnh Cao Bằng và Hạt Liểm Lâm các huyện đã tạo mọi điều
kiện cho tôi thu thập thông tin liên quan đến đề tài nghiên cứu. Qua đây tôi
xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc nhất đến các thầy cô giáo trong khoa Lâm
Nghiệp, đặc biệt là thầy giáo Th.S Nguyễn Tuấn Hùng người thầy đã trực tiếp

hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện khóa luận. Do trình độ chuyên
môn và kinh nghiệm thực tiễn còn hạn chế do vậy khóa luận không tránh khỏi
những thiếu sót. Tôi kính mong nhận được sự giúp đỡ của các thầy cô giáo
cùng toàn thể các bạn đồng nghiệp để khóa luận này được hoàn thiện hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày 30 tháng 5 năm 2015
Sinh viên

Hà Mạnh Quang


ii

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 4.1. Tổng hợp diện tích các rừng, loại đất, huyện Bảo Lạc năm 2014.................... 28
Bảng 4.2. Diện tích loại đất, loại rừng theo đơn vị hành chính 2014 ...................... 30
Bảng 4.3: Diện tích loại đất, loại rừng theo chức năng năm 2014 .......................... 31
Bảng 4.4: Diện tích rừng và đất lâm nghiệp theo chủ quản lí năm 2014 ................. 33
Bảng 4.5: Biến động diện tích các loại rừng giai đoạn 2012 – 2014 ....................... 37
Bảng 4.6: Biến động diện tích rừng tự nhiên đơn vị hành chính
giai đoạn 2012-2014 .............................................................................................. 39
Bảng 4.7: Biến động diện tích rừng trồng đơn vị hành chính giai đoạn 2012-2014 41


iii

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1. Sơ đồ cấu trúc của GIS............................................................................. 4
Hình 2.2. Sơ đồ tổ chức cấu thành một hệ phần cứng GIS ....................................... 5
Hình 2.3. Sơ đồ tổ chức hệ thống phần mềm ........................................................... 7

Hình 2.4. Các thành phần của một cơ sở dữ liệu ...................................................... 8
Hình 4.1: Biểu đồ tỉ lệ loại rừng, loại đất huyện Bảo Lạc năm 2014 ...................... 29
Hình 4.2: Tỉ lệ diện tích theo 3 loại rừng năm 2014 ............................................... 32
Hình 4.3: Biểu diễn sự biến động diện tích loại rừng
Huyện Bảo Lạc giai đoạn 2012 - 2014 ................................................................... 38
Hình 4.4. So sánh diện tích rừng tự nhiên biễn động giữa các đơn vị ..................... 40
Hình 4.5. Biểu đồ so sánh diện tích rừng của các đơn vị ........................................ 42
Hình 4.6. Hình ảnh của bản đồ huyện Bảo Lạc ...................................................... 49
Hình 4.7. Hình ảnh của bản đồ tỷ lệ 1:10.000 ....................................................... 49


iv

CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT

Từ, cụm từ viết tắt

Bộ NN&PTNT

Giải thích

Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông
thôn

FAO

Food and Agriculture Organization. (Tổ
chức Lương nông Liên hợp quốc)

GIS

Geographic Information System
(Hệ thông tin địa lý)

GPS

Globalposition system(Hệ
thống địnhvị toàn cầu )

UBND

Uỷ ban nhân dân

M3

Mét Khối

VĐTQHR

Viện điều tra quy hoạch rừng

Ha

Héc ta

D

Đường kính

TK

Tiểu khu

H

Chiều cao

Dbq

Đường kính bình quân

Hbq

Chiều cao bình quân

VACR

Vườn- ao- chuồng- rừng


v

MỤC LỤC
Phần 1. MỞ ĐẦU .................................................................................................... 1
1.1. Đặt vấn đề ........................................................................................................ 1
1.2. Mục đích nghiên cứu ........................................................................................ 2
1.3. Mục tiêu nghiên cứu ......................................................................................... 3
1.4. Ý nghĩa nghiên cứu ........................................................................................... 3
Phần 2. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ................................................................... 4
2.1. Khái quát về GIS .............................................................................................. 4

2.1.1. Khái niệm về GIS .......................................................................................... 4
2.1.2. Mô hình công nghệ GIS ................................................................................. 4
2.1.3. Các thành phần của GIS ................................................................................. 5
2.1.4. Phần mềm và chức năng của phần mềm ......................................................... 6
2.1.5. Cơ sở dữ liệu địa lý ........................................................................................ 7
2.1.6. Khả năng của công nghệ GIS ......................................................................... 8
2.1.7. Ứng dụng của GIS trong các ngành................................................................ 8
2.2. Trên thế giới .................................................................................................. 10
2.3. Ở Việt Nam ................................................................................................... 13
2.3.1. Phạm vi cả nước ......................................................................................... 13
2.3.2. Ở tỉnh Cao Bằng ........................................................................................ 16
2.4.Tổng quan khu vực nghiên cứu ........................................................................ 17
2.5. Thực trạng Lâm nghiệp giai đoạn 2012 - 2014 ............................................... 17
2.5.1. Sản xuất lâm nghiệp.................................................................................... 18
2.5.2. Theo dõi diễn biến rừng và đất lâm nghiệp .................................................. 18
Phần 3. ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ........... 20
3.1. Đối tượng nghiên cứu ..................................................................................... 20
3.2. Nội dung ........................................................................................................ 20
3.3. Phương pháp nghiên cứu ............................................................................... 20
Phần 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ PHÂN TÍCH ........................................... 28


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu khoa học của bản thân
tôi. Các số liệu và kết quả nghiên cứu là quá trình điều tra trên thực địa hoàn
toàn trung thực, chưa công bố trên các tài liệu, nếu có gì sai tôi xin chịu hoàn
toàn trách nhiệm.

Thái Nguyên, năm 2015

XÁC NHẬN CỦA GVHD
Đồng ý cho bảo vệ kết quả

Người viết cam đoan

trước Hội đồng khoa học!

ThS.Nguyễn Tuấn Hùng

Hà Mạnh Quang

XÁC NHẬN CỦA GV CHẤM PHẢN BIỆN
Giáo viên chấm phản biện xác nhận sinh viên
đã sửa chữa sai sót sau khi Hội đồng chấm yêu cầu!
(Ký, họ và tên)


1

Phần 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Trong những năm qua, công tác quản lý bảo vệ và phát triển rừng trên
địa bàn tỉnh Cao Bằng đặc biệt được quan tâm, thể hiện ở nhiều chương trình,
kế hoạch đã được ban hành và triển khai, nâng cao hiệu quả của công tác quản
lý bảo vệ và phát triển rừng. Tỉnh Cao Bằng đã quy hoạch được các khu rừng
phòng hộ, rừng đặc dụng bảo đảm được chức năng phòng hộ và bảo tồn thiên
nhiên, bảo tồn đa dạng sinh học, góp phần bảo vệ môi trường và phát triển
kinh tế- xã hội của tỉnh.
Ngày nay, nhu cầu về bảo vệ và phát triển tài nguyên rừng ngày càng

trở nên cấp thiết và không chỉ trong phạm vi một quốc gia mà đó trở thành
vấn đề đang được chú trọng trong mỗi châu lục và toàn cầu. Để làm tốt công
việc này, công tác điều tra theo dõi và đánh giá biến động rừng là một trong
những nhiệm vụ quan trọng hàng đầu. Mặc dù hàng năm đều có các báo cáo
về hiện trạng và tình hình biến động rừng, nhưng các báo cáo này chủ yếu
dựa trên việc tính toán số liệu diện tích và đo vẽ, thành lập bản đồ rừng
bằng phương pháp truyền thống, đó là một công việc phức tạp, mất nhiều
công sức và đòi hỏi nhiều thời gian. Hơn nữa, khi sử dụng các tài liệu
thống kê và các tư liệu bản đồ không phải bao giờ cũng có thể khai thác
được những thông tin hiện thời nhất và trạng thái rừng luôn luôn biến động.
Sử dụng ảnh viễn thám kết hợp công nghệ GIS đang dần khắc phục được
những nhược điểm này. Kỹ thuật viễn thám với khả năng quan sát các đối
tượng ở các độ phân giải phổ và không gian khác nhau, từ trung bình đến
siêu cao và chu kỳ chụp lặp cho phép ta quan sát và xác định nhanh chóng
từng nơi biến động rừng. Độ chính xác sẽ cao hơn khi kết hợp sử dụng máy


2

định vị GPS (Hệ thống định vị toàn cầu) để xác định nơi trạng thái rừng
biến đổi.
Trên cơ sở các dữ liệu mới cập nhật, đem so sánh với dữ liệu kì trước
chúng ta có thể đánh giá được diễn biến rừng của từng giai đoạn. Từ đó hoàn
thành dữ liệu cho công tác theo dõi lâu dài biến động diện tích rừng, đất rừng
trong phạm vi toàn quốc, tỉnh, huyện và xã. Dựa trên những thông tin bản đồ,
xây dựng số liệu về diện tích rừng làm cơ sở cho việc xây dựng các phương án
quy hoạch và chiến lược phát triển lâm nghiệp nhằm phục vụ cho việc phát
triển kinh tế - xã hội, bảo vệ môi trường và thống kê rừng ở các cấp quản lý
Nhà nước.
Nhằm phục vụ trong công tác theo dõi diễn biến tài nguyên rừng, công

nghệ 3S (viễn thám: remote sensing, GIS: Geographic infomation system,
GPS: Global position system) ra đời và đáp ứng trong việc theo dõi và phân
tích diễn biến tài nguyên rừng, biên tập bản đồ hiện trạng rừng trên địa bàn
nhiều tỉnh, thành của cả nước. Từ đầu năm 2012 Chi cục Kiểm lâm tỉnh Cao
Bằng đã tiến hành ứng dụng phương pháp viễn thám kết hợp công nghệ GIS
trong công tác theo dõi diễn biến tài nguyên rừng trên địa bàn toàn tỉnh,
phương pháp viễn thám kết hợp GIS đang dần khắc phục được những nhược
điểm như thời gian theo dõi, tính chính xác của diện tích các loại rừng, hiện
trạng rừng... Qua đó các ngành chuyên môn có thể lập kế hoạch trong công
tác quản lý, bảo vệ và phát triển rừng tại địa phương được tốt hơn.
Xuất phát từ thực tiễn đó, đề tài: ‘‘Đánh giá tình hình diễn biến diện
tích và trạng thái rừng bằng phần mềm GIS tại huyện Bảo Lạc, tỉnh Cao
Bằng giai đoạn 2012 -2014’’ được thực hiện nhằm đánh giá diễn biến tài
nguyên rừng trên địa bàn tỉnh Cao Bằng.
1.2. Mục đích nghiên cứu
Cung cấp những thông tin có cơ sở khoa học nhằm nâng cao hiệu quả


3

công tác quản lý bảo vệ rừng nói chung và công tác quản lý bảo vệ rừng
huyện Bảo Lạc tỉnh Cao Bằng nói riêng
1.3. Mục tiêu nghiên cứu
- Xác định được diện tích các loại đất lâm nghiệp, loại rừng hiện tại
và đánh giá mức độ biến động rừng giai đoạn 2012 – 2014 của huyện Bảo
Lạc, tỉnh Cao Bằng.
- Xây dựng cơ sở dữ liệu đồng bộ làm công cụ phục vụ công tác quản
lý, bảo vệ và theo dõi diễn biến rừng tại huyện Bảo Lạc, tỉnh Cao Bằng.
1.4. Ý nghĩa nghiên cứu
Thông qua nghiên cứu đề tài giúp cho sinh viên làm quen với thực tiễn

công tác ứng dụng công nghệ mới vào trong sản xuất và quản lý. Qua nghiên
cứu giúp cho sinh viên rèn luyện kỹ năng sử dụng GIS và viết báo cáo khoa học.


4

Phần 2
TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU

2.1. Khái quát về GIS
2.1.1. Khái niệm về GIS
GIS là hệ thống máy tính bao gồm các thiết bị phần cứng và phần mềm
để thu thập, lưu trữ, phân tích và hiển thị các thông tin địa lý, tức là các thông
tin về hình dạng, vị trí và các tính chất của các đối tượng trên bề mặt trái đất
Hay có thể nói: Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một hệ thống với sự
trợ giúp của máy tính phục vụ cho mục đích thu thập, xử lý, phân tích, lưu trữ
và hiển thị các loại dữ liệu mang tính chất không gian cũng như phi không
gian (như vị trí, hình dạng, các mối quan hệ về không gian như kề nhau, gần
nhau, nối với nhau…).
2.1.2. Mô hình công nghệ GIS
Ta có thể hiểu về GIS theo mô hình sau:

MÔI TRƯỜNG GIS
Bảng
Phân
biểu

Đầu
vào

Quản
lý
Số

Xử lý
số liệu

tích
và
mô

Số
liệu
đầu
ra

hình

Bản
đồ

liệu

Hình 2.1. Sơ đồ cấu trúc của GIS
Số liệu đầu vào: Số liệu được nhập từ các nguồn khác nhau như chuyển
đổi số hóa, quét, viễn thám, ảnh, hệ thống định vị toàn cầu GPS.


5

Quản lý số liệu: Sau khi số liệu được thu thập và tổng hợp, GIS cần
cung cấp các thiết bị có thể lưu và bảo trì dữ liệu.
Xử lý số liệu: Các thao tác xử lý số liệu được thực hiện để tạo ra thông
tin. Nó giúp người sử dụng quyết định các công việc tiếp theo. Xử lý số liệu
tạo ra từ ảnh, báo cáo, bản đồ.
Phân tích và mô hình hóa: Số liệu tổng hợp và chuyển đổi chỉ là một
phần của GIS. Những yêu cầu tiếp theo là khả năng giải mã và phân tích về
mặt định tính và định lượng thông tin đã thu thập. Khả năng phân tích không
gian để có được sự nhận thức, cũng có khả năng để sử dụng các quan hệ đã
biết, để mô hình hóa đặc tính địa lý đầu ra của một tập hợp các điều kiện.
Số liệu đầu ra: Bảng biểu và đồ thị, bản đồ và ảnh ba chiều. Việc sử
dụng công nghệ máy tính số cho phép thông tin này có thể được quan sát trên
màn hình máy tính, được vẽ ra như bản đồ giấy, nhận được như một ảnh địa
hình hoặc dùng để tạo ra một số liệu.
2.1.3. Các thành phần của GIS
GIS gồm 3 thành phần chính đó là: Phần cứng, phần mềm và cơ sở dữ
liệu. Thiết bị phần cứng – Máy tính và các thiết bị ngoại vi.

TRẠM XỬ LÝ

ĐẦU ĐỌC ĐĨA MỀM,
CDROM

THIẾT BỊ SỐ HÓA
MÁY CHỦ
(CPU)

TỦ ĐỌC BĂNG TỪ

THIẾT BỊ IN KẾT QUẢ

HIỂN THỊ DVU

Hình 2.2. Sơ đồ tổ chức cấu thành một hệ phần cứng GIS


6

2.1.4. Phần mềm và chức năng của phần mềm
Phần mềm của GIS là một tập hợp các câu lênh, chỉ thị nhằm điều
khiển phần cứng của máy tính thực hiện một nhiệm vụ xác định. Phần mềm
được lưu trữ trong máy tính như là các chương trình trong bộ nhớ của hệ
thống nhằm cung cấp các thư mục hoạt động trong hệ thống cơ sở của máy
tính. Phần mềm chua làm 2 lớp:
+ Lớp phần mềm phức thấp: Hệ điều hành cơ sở.
+ Lớp phần mềm phức cao: Các chương trình ứng dụng, dùng thực hiện
thành lập bản đồ và các thao tác phân tích không gian địa lý.
Vai trò và đặc tính của phần mềm được gắn liền với kiến trúc của phần
lớn các phần mềm GIS là giao diện thân thiện với người sử dụng. Trong hệ
thống thông tin địa lý phần mềm có những chức năng cơ bản như quản lý, lưu
trữ, tìm kiếm, thể hiện , trao đổi và xử lý các dữ liệu không gian cũng như dữ
liệu thuộc tính. Quá trình thực hiện được tiến hành qua các bước sau: Nhập số
liệu và kiểm tra số liệu; Lưu trữ số liệu và quản lý cơ sở dữ liệu; Xuất dữ liệu
và trình bày dữ liệu; Biến đổi dữ liệu; Đối tác với người sử dụng


7

MODUL
nhận dữ liệu

Nhu cầu cần

Quản lý

MODUL xử lý

giải quyết

cơ sở dữ liệu

các dữ liệu

Hiển thị và in các
kết quả

Hình 2.3. Sơ đồ tổ chức hệ thống phần mềm
2.1.5. Cơ sở dữ liệu địa lý
Cơ sở dữ liệu địa lý có thể chia thành 2 nhóm tách biệt: Nhóm thông tin
hình học và nhóm thông tin thuộc tính. Nhóm thông tinh hình học bao gồm
thông tin về vị trí và topo (cấu trúc quan hệ). Do tính chất khác nhau của các
đối tượng nên nhóm thông tin hình học được phân thành các lớp khác nhau.
NHẬP DỮ LIỆU

CƠ SỞ DỮ LIỆU

NHẬP

CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐỊA LÝ

CÂU

VỊ TRÍ

HỎI

TÌM KIẾM

XỬ LÝ, BIẾN ĐỔI


8

Hình 2.4. Các thành phần của một cơ sở dữ liệu
2.1.6. Khả năng của công nghệ GIS
- Công nghệ GIS dùng để phân tích địa lý như là kính hiển vi, kính tiềm
vọng và máy tính điện tử đối với các môn khoa học khác.
- GIS có thể coi như là một chất xúc tác cần để hòa nhập những sự tách
biệt có tính chất vật lý và có tính chất địa lý với các lĩnh vực khác sử dụng
thông tin bản đồ.
- Bằng cách tạo ra bản đồ và các dạng khác của lớp thông tin về dạng
số, GIS cho phép chúng ta tạo ra và hiển thị kiến thức về mặt địa lý theo
những phương pháp đã có và những phương pháp mới.
- GIS tạo ra những liên hệ giữa các hiện tượng xảy ra trên các vùng địa
lý khác nhau.
- Quan sát số liệu có gắn vị trí địa lý có thể thường nảy sinh những ý
tưởng, những giải thích mới. Những sự liên hệ này thường không nhận thấy
khi không có GIS. Nhưng nhờ GIS chúng ta có thể quan sát thấy để giúp cho
việc quản lý các hoạt động và quản lý các nguồn tài nguyên.
- GIS cho phép khả năng quản lý và cung cấp vị trí các đối tượng theo
yêu cầu bằng các cách khác nhau như tên địa danh, mã vị trí hoặc tọa độ.

2.1.7. Ứng dụng của GIS trong các ngành
Vì GIS được thiết kế như một hệ thống chung để quản lý dữ liệu không
gian, nó có rất nhiều ứng dụng trong việc phát triển đô thị và môi trường tự
nhiên như là: quy hoạch đô thị, quản lý nhân lực, nông nghiệp, điều hành hệ
thống công ích, lộ trình, nhân khẩu, bản đồ, giám sát vùng biển, cứu hoả và


i

LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian học tập và nghiên cứu tại trường Đại học Nông Lâm
Thái Nguyên, tôi đã trang bị cho mình kiến thức cơ bản về chuyên môn dưới
sự giảng dạy và chỉ bảo tận tình của toàn thể thầy cô giáo. Để củng cố lại
những khiến thức đã học cũng như làm quen với công việc ngoài thực tế thì
việc thực tập tốt nghiệp là một giai đoạn rất quan trọng, tạo điều kiện cho sinh
viên cọ sát với thực tế nhằm củng cố lại kiến thức đã tích lũy được trong nhà
trường đồng thời nâng cao tư duy hệ thống lý luận để nghiên cứu ứng dụng
một cách có hiệu quả những tiến bộ khoa học kỹ thuật vào thực tiễn sản xuất.
Xuất phát từ nguyện vọng của bản thân, được sự nhất trí của nhà trường,
ban chủ nhiệm khoa Lâm Nghiệp và sự hướng dẫn trực tiếp của thầy giáo
Th.S Nguyễn Tuấn Hùng tôi tiến hành nghiên cứu đề tài:‘‘Đánh giá tình
hình diễn biến diện tích và trạng thái rừng bằng phần mềm GIS tại
huyện Bảo Lạc, tỉnh Cao Bằng giai đoạn 2012 -2014 ’’
Trong thời gian nghiên cứu đề tài, được sự giúp đỡ, chỉ bảo tận tình của
thầy giáo Th.S Nguyễn Tuấn Hùng và các thầy cô giáo trong khoa cùng với
sự phối hợp giúp đỡ của các cán bộ, lãnh đạo các cơ quan ban ngành của Chi
Cục Kiểm Lâm Tỉnh Cao Bằng và Hạt Liểm Lâm các huyện đã tạo mọi điều
kiện cho tôi thu thập thông tin liên quan đến đề tài nghiên cứu. Qua đây tôi
xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc nhất đến các thầy cô giáo trong khoa Lâm
Nghiệp, đặc biệt là thầy giáo Th.S Nguyễn Tuấn Hùng người thầy đã trực tiếp

hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện khóa luận. Do trình độ chuyên
môn và kinh nghiệm thực tiễn còn hạn chế do vậy khóa luận không tránh khỏi
những thiếu sót. Tôi kính mong nhận được sự giúp đỡ của các thầy cô giáo
cùng toàn thể các bạn đồng nghiệp để khóa luận này được hoàn thiện hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Thái Nguyên, ngày 30 tháng 5 năm 2015
Sinh viên

Hà Mạnh Quang


10

lớn nhất hay thấp nhất. Lĩnh vực này đòi hỏi những dữ liệu cơ sở khác nhau
như là hình thức vi phạm luật pháp, địa chất học, thời tiết và giá trị tài sản.
+ Y tế: Ngoại trừ những ứng dụng đánh gía, quản lý mà GIS hay được
dùng, GIS còn có thể áp dụng trong lĩnh vực y tế. Ví dụ như, nó chỉ ra được lộ
trình nhanh nhất giữa vị trí hiện tại của xe cấp cứu và bệnh nhân cần cấp cứu,
dựa trên cơ sở dữ liệu giao thông. GIS cũng có thể được sử dụng như là một
công cụ nghiên cứu dịch bệnh để phân tích nguyên nhân bộc phát và lây lan
bệnh tật trong cộng đồng.
+ Chính quyền địa phương: Chính quyền địa phương là một trong
những lĩnh vực ứng dụng rộng lớn nhất của GIS, bởi vì đây là một tổ chức sử
dụng dữ liệu không gian nhiều nhất. Tất cả các cơ quan của chính quyền địa
phương có thể có lợi từ GIS. GIS có thể được sử dụng trong việc tìm kiếm và
quản lý thửa đất, thay thế cho việc hồ sơ giấy tờ hiện hành. Nhà cầm quyền
địa phương cũng có thể sử dụng GIS trong việc bảo dưỡng nhà cửa và đường
giao thông. GIS còn được sử dụng trong các trung tâm điều khiển và quản lý
các tình huống khẩn cấp.
+ Giao thông: GIS có khả năng ứng dụng đáng kể trong lĩnh vực vận

tải. Việc lập kế hoạch và duy trì cở sở hạ tầng giao thông rõ ràng là một ứng
dụng thiết thực, nhưng giờ đây có sự quan tâm đến một lĩnh vực mới là ứng
dụng định vị trong vận tải hàng hải, và hải đồ điện tử. Loại hình đặc trưng này
đòi hỏi sự hỗ trợ của GIS.
Một tổ chức dù có nhiệm vụ là lập kế hoạch và bảo dưỡng mạng lưới
vận chuyền hay là cung cấp các dịch vụ về nhân lực, hỗ trợ cho các chương
trình an toàn công cộng và hỗ trợ trong các trường hợp khẩn cấp, hoặc bảo vệ
môi trường, thì công nghệ GIS luôn đóng vai trò cốt yếu bằng cách giúp cho
việc quản lý và sử dụng thông tin địa lý một cách hiệu quả nhằm đáp ứng các
yêu cầu hoạt động và mục đích chương trình của tổ chức đó.
2.2. Trên thế giới


11

Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System - GIS) nằm
trong hệ thống công nghệ thông tin, nhưng được phát triển chuyên sâu cho việc
quản lý cơ sở dữ liệu gắn với các yếu tố địa lý, không gian và bản đồ. GIS ngày
càng được phát triển rộng rãi bởi khả năng tích hợp, phân tích thông tin sâu và
giải quyết được nhiều vấn đề tổng hợp. Thông qua GIS như thu thập, phân tích,
tổng hợp, tìm kiếm, tổ hợp thông tin, cơ sở dữ liệu gắn với yếu tố địa lý, giúp
cho việc đánh giá các quá trình, dự báo những khả năng xảy ra, cũng như đưa
ra những giải pháp mới; do vậy GIS ngày càng được ứng dụng trong nhiều hoạt
động cả về kinh tế - xã hội, quản lý và môi trường. Trong Lâm nghiệp nhờ có
ứng dụng GIS, viễn thám và GPS mà công tác theo dõi, đánh giá diễn biến tài
nguyên rừng, xây dựng bản đồ hiện trạng trở nên dễ dàng hơn và hiệu quả hơn.
Trong giai đoạn thế chiến thứ nhất, đã có ứng dụng ảnh hàng
không xây dựng bản đồ rừng ở vùng Maurice thuộc Canada, bản đồ thực
vật rừng ở Anh (1924), điều tra trữ lượng rừng từ ảnh hàng không của
Mỹ (1940). Thí nghiệm các phương pháp đo tán, đo chiều cao trên ảnh

của Seely, Hugershoff,… Tuy nhiên, giai đoạn này chưa xây dựng được
hoàn chỉnh hệ thống lý luận cũng như các phương pháp đọc đoán ảnh hàng
không. (Vũ Tiến Hinh & Phạm Ngọc Giao, 1997)[2]
Kết quả theo dõi từ năm 1972 đến năm 1991, nhờ ứng dụng công nghệ
RS và GIS trong đánh giá biến động rừng và độ che phủ rừng cho thấy ở Ấn
Độ diện tích rừng từ 14,12 triệu ha xuống còn 11,72 triệu ha, giảm 2,4
triệu ha. Từ kết quả đó Ấn độ đã xây dựng hệ thống bản đồ hiện trạng với
chu kỳ 2 năm để quản lý, bảo vệ và phát triển rừng hiệu quả. (Dutt,
Udayalakshmt, 1994)[11]
Theo Devendra Kumar (2011), việc ước tính sự thay đổi về độ che
phủ rừng dựa trên dữ liệu vệ tinh có thể giúp các nhà nghiên cứu thấy được
khả năng tích lũy cacbon, biến đổi khí hậu, mối đe dọa đến đa dạng sinh học


12

và mức độ biến động rừng thông qua dữ liệu vệ tinh. Bản đồ lớp phủ rừng của
các vùng được xây dựng dựa trên ba loại nguồn dữ liệu: thu thập ý kiến
chuyên gia, dựa vào các sản phẩm viễn thám và thống kê quốc gia.[10]
Hansen và DeFries (2004), sử dụng ảnh vệ tinh để theo dõi sự thay đổi
độ che phủ rừng trong thời gian 1982-1990 và cuối cùng kết luận rằng, trái
ngược với Liên Hiệp Quốc Tổ chức Nông Lương (FAO) báo cáo về một sự
gia tăng toàn cầu về độ che phủ rừng. Mỹ Latinh và vùng nhiệt đới châu Á là
hai khu vực phá rừng chiếm ưu thế. Paraguay cho thấy tỷ lệ cao nhất liên
quan đến mất rừng, trong khi Indonesia đã có sự gia tăng lớn nhất trong việc
phá rừng từ những năm 1980 đến năm 1990. [12]
Su-Fen Wang (2004), khi tiến hành giải đoán ảnh Spot 4 và Spot
5 theo phương pháp phân loại có kiểm định cho những vùng núi ở phía Bắc
Đài Loan, kết quả cho thấy độ chính xác của ảnh Spot 5 (74%) cao hơn ảnh
Spot 4 (71%) do ảnh Spot 5 có độ chính xác cao hơn. Kết quả phân loại ra 3

trạng thái là rừng Chamaecyparis formosensis, rừng trồng cây thuộc họ tùng,
rừng cây lá rụng. [13]
Bodart et al (2009), theo dõi sự thay đổi độ che phủ rừng nhiệt đới ở
châu Mỹ Latinh, Nam Á và châu Phi năm 1990-2000 bằng cách sử
dụng ảnh vệ tinh và phát triển một cách tiếp cận hoạt động và mạnh mẽ có
thể trước khi một quá trình rất lớn số lượng dữ liệu từ các điều kiện khác nhau
một cách tự động để đưa các dữ liệu multitemporal và đa cảnh trên quy mô
tương tự và phân khúc xạ hình ảnh trước khi phân loại giám sát. [9]
Ở Nhật Bản, đã ứng dụng RS và GIS để xây dựng bản đồ địa hình và
bản đồ lớp phủ rừng, đây là cơ sở cho việc theo dõi và đánh giá sự phục hồi
sinh thái của Siri Kawala Ierd, K.Fujiwara.[14]
Đức là một quốc gia có nền Lâm nghiệp phát triển trên thế giới, các
công đoạn trong việc quản lý tài nguyên rừng như dự báo cháy rừng, thống


13

kê rừng, theo dõi biến động của đất rừng,... đều được thực hiện với sự hỗ trợ
của công nghệ viễn thám và GIS. Vì thế họ đã quản lý và phát triển tốt 10,7
triệu ha rừng hiện có.
Để phân tích sự biến động độ che phủ rừng trong quá khứ và tương
lai của Chandra, P.Giri và Surendra Shrestha – U.N.E.P – Thái Lan đã chọn
giải pháp công nghệ viễn thám và GIS. Kết quả cho thấy, độ che phủ rừng
biến động là do tổng hợp các yếu tố (tự nhiên, kinh tế - xã hội) gây nên. Ứng
dụng viễn thám và GIS vào điều tra, đánh giá, theo dõi diễn biến tài
nguyên rừng của F.A.O theo chu kỳ 10 năm.
Ở Nhật Bản công nghệ GIS và ảnh vệ tinh đã được ứng dụng để xây dựng
bản đồ địa hình và bản đồ lớp phủ rừng. Để làm cơ sở cho việc theo dõi và
đánh giá sự phục hồi sinh thái của Sirin Kawala Ierd, K.Fujiwara – trường
tổng hợp Tokyo Nhật Bản [13].

Kết quả của các công trình này đã giúp phần bảo vệ, phát triển môi
trường bền vững gắn với phát triển kinh tế - xã hội ở các khu vực và trên toàn cầu.
2.3. Ở Việt Nam
2.3.1. Phạm vi cả nước
Việt Nam là nước tiếp cận với RS và GIS muộn hơn các nước trong khu
vực và trên thế giới. Việc tiếp cận công nghệ viễn thám và GIS của Việt Nam
chậm hơn so với nhiều nước trong khu vực. Tuy nhiên nhờ sự giúp đỡ về mặt
kỹ thuật cũng như tài chính của một số tổ chức quốc tế, đặc biệt là tổ chức
FAO thì GIS được ứng dụng ở Việt Nam ngày càng mạnh mẽ và nở rộ vào
những thập niên cuối của thế kỷ 20. VĐTQHR đã tiến hành điều tra, thu thập
thông tin ngoại nghiệp và xử lý tính toán nội nghiệp dựa trên cơ sở các quy
trình, biện pháp kỹ thuật đã được hội đồng khoa học của viện thông qua. Hoàn
thành kết quả từng giai đoạn của chương trình, kết quả đó được công bố và
đưa vào sử dụng phục vụ công tác quản lý tài nguyên rừng ở cấp bộ, ngành và


ii

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 4.1. Tổng hợp diện tích các rừng, loại đất, huyện Bảo Lạc năm 2014.................... 28
Bảng 4.2. Diện tích loại đất, loại rừng theo đơn vị hành chính 2014 ...................... 30
Bảng 4.3: Diện tích loại đất, loại rừng theo chức năng năm 2014 .......................... 31
Bảng 4.4: Diện tích rừng và đất lâm nghiệp theo chủ quản lí năm 2014 ................. 33
Bảng 4.5: Biến động diện tích các loại rừng giai đoạn 2012 – 2014 ....................... 37
Bảng 4.6: Biến động diện tích rừng tự nhiên đơn vị hành chính
giai đoạn 2012-2014 .............................................................................................. 39
Bảng 4.7: Biến động diện tích rừng trồng đơn vị hành chính giai đoạn 2012-2014 41


15

ARCGIS để đánh giá biến động diện tích. Kết quả cho thấy diện tích rừng tự
nhiên giảm 5.36% , diện tích rừng trồng tăng 5.36%.[3]
Hoàng Phượng Vĩ (2010), tác giả sử dụng công nghệ 3s trong
đánh giá diễn biến tài nguyên rừng tại tỉnh Cao Bằng. Trong quá trình
giải đoán ảnh tác giả cũng sử dụng phần mềm ERDAS image với phương
pháp phân loại có kiểm định và thuật toán gần đúng nhất cho ảnh Spot 4. Tác
giả đánh giá biến động diện tích rừng dựa vào phần mềm Arcview 3.2a cho
giai đoạn 2005 – 2009. Kết quả cho thấy diện tích đất có rừng tăng 30.903,19
ha.[8]
Những đề xuất và kiến nghị của chương trình về các biện pháp trong
quản lý, sử dụng, phát triển lâu bền và có hiệu quả hơn nguồn tài nguyên
rừng. Đây là các căn cứ quan trọng để xây dựng chiến lược phát triển lâm
nghiệp đến 2020 và những năm sau. Nhiều thông tin của chương trình đã
được sử dụng trong việc xây dựng các phương án quy hoạch như: quy
hoạch 3 loại rừng; quy hoạch đất trống đồi núi trọc tại 40 tỉnh trong cả nước;
quy hoạch các vùng nguyên liệu để phục vụ chế biến sản xuất và sản phẩm
xuất khẩu. Đồng thời cung cấp thông tin cho việc xây dựng các Dự án đầu
tư rừng phòng hộ, rừng đặc dụng, rừng sản xuất và các chương trình phát
triển Tây Bắc, Tây Nguyên; Đề án phát triển vùng nguyên liệu giấy toàn
quốc; Đề án trồng rừng nguyên liệu phục vụ chế biến, sản xuất sản phẩm
gỗ xuất khẩu; Xây dựng tiêu chí rừng phòng hộ, rừng đặc dụng,... Thông tin
về rừng cũng đó cung cấp cho ngành trong việc chuẩn bị xây dựng chiến
lược phát triển ngành Lâm nghiệp tầm nhìn đến năm 2020. Đặc biệt, kết
quả số liệu tài nguyên rừng của giai đoạn III là cơ sở cho việc hoạch định
những chính sách lợi dụng và sử dụng rừng cho kế hoạch giai đoạn 4 (20062010). Chương trình đã đánh giá và dự báo được khả năng lợi dụng rừng
trong thời gian tới. Từ đó đề xuất những giải pháp quản lý hữu hiệu nguồn


16

tài nguyên thiên nhiên, nhất là tài nguyên rừng của Việt Nam.
2.3.2. Ở tỉnh Cao Bằng
Để phù hợp với quy định của Nhà nước, thực hiện Quyết định số
83/2000/QĐ-TTg, ngày 12-7-2000 của Thủ tướng Chính phủ về việc áp
dụng Hệ quy chiếu và Hệ toạ độ quốc gia VN-2000. Chi cục Kiểm lâm Cao
Bằng tiến hành chuyển đổi nền bản đồ số địa hình, có tỉ lệ 1:25.000 hệ tọa độ
WGS-84 sang hệ tọa độ quốc gia VN-2000, bằng phần mềm chuyển đổi tọa
độ do Bộ Tài nguyên & môi trường ban hành. Theo hướng dẫn của Thông
tư số 973/2001/TT-TCĐC, ngày 20 tháng 06 năm 2001 của Tổng cục địa
chính, về hướng dẫn áp dụng Hệ quy chiếu và Hệ toạ độ quốc gia VN-2000.
[5] [6].
Hàng năm Chi cục Kiểm lâm Cao Bằng triển khai công tác theo dõi
diễn biến rừng theo Quyết định số 78/2002/QĐ-BNN-KL, ngày 28 tháng 08
năm 2002, về việc ban hành quy phạm kĩ thuật theo dõi diễn biến rừng và đất
lâm nghiệp trong lực lượng Kiểm lâm. Sau 4 năm thực hiện công tác này
(2005-2008) thông qua tổng kết từng năm, Chi cục Kiểm lâm thấy rằng sự
biến động rừng tại Cao Bằng ngày càng phức tạp, dưới sự tác động của con
người và các hoạt động của xã hội. Với mục tiêu ghi lại sự thay đổi phù hợp
và chính xác. Cần ứng dụng những phần mềm mới để xử lý, lưu trữ số liệu về
diện tích và trữ lượng. Sử dụng ảnh vệ tinh mới nhất, có độ phân giải cao
hơn lần trước đó (LANSAT-ETM+ độ phân giải 30m, 2004) để biết rõ hơn
phần lâm phần hiện có .
Thành quả của Dự án "Theo dõi diễn biến rừng và đất lâm nghiệp
tỉnh Cao Bằng" và dữ liệu các năm tiếp theo đã phục vụ cho công tác quy
hoạch Lâm nghiệp, kiểm kê đất đai của tỉnh năm 2005; quy hoạch 3 loại
rừng năm 2008; Kiểm k ê rừng năm 2010 ... Và đây là bước đầu đánh dấu
việc ứng dụng công nghệ thông tin trong ngành Lâm nghiệp tỉnh Cao Bằng.