Ứng dụng công nghệ viễn thám và gis trong nghiên cứu biến động hiện trạng tài nguyên rừng tại huyện nghĩa hành, tỉnh quảng ngãi giai đoạn 2006 2012

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
––––––––––––––––––

PHẠM ĐỨC CHÍNH

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS
TRONG NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG HIỆN TRẠNG
TÀI NGUYÊN RỪNG TẠI HUYỆN NGHĨA HÀNH,
TỈNH QUẢNG NGÃI GIAI ĐOẠN 2006-2012

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP

THÁI NGUYÊN - 2013
Số hóa bởi trung tâm học liệu

/


ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƢỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
––––––––––––––––––

PHẠM ĐỨC CHÍNH

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS
TRONG NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG HIỆN TRẠNG
TÀI NGUYÊN RỪNG TẠI HUYỆN NGHĨA HÀNH,
TỈNH QUẢNG NGÃI GIAI ĐOẠN 2006-2012
Chuyên ngành: LÂM HỌC
Mã số: 60 62 02 01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. DƢƠNG TIẾN ĐỨC

THÁI NGUYÊN - 2013
Số hóa bởi trung tâm học liệu

/


i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan nội dung báo cáo cũng như số liệu trong báo cáo của tôi
chưa công bố trên bất kì tài liệu nào. Nếu vi phạm tôi xin hoàn toàn chịu trách
nhiệm và nhận mọi hình thức kỉ luật theo quy định của Nhà trường.
Thái Nguyên, tháng 10 năm 2013
Tác giả luận văn

Phạm Đức Chính

Số hóa bởi trung tâm học liệu

/


ii

LỜI CẢM ƠN
Luận văn này được hoàn thành tại Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên

theo chương trình đào tạo Cao học Lâm nghiệp khoá 19, giai đoạn 2011 - 2013.
Trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn, tác giả đã nhận được sự
quan tâm, giúp đỡ của Ban giám hiệu Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên,
Phòng ĐT&QL sau Đại học Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, cùng toàn
thể các thầy, cô giáo Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên; Viện nghiên cứu và
phát triển lâm nghiệp nhiệt đới; Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Chi cục
Lâm nghiệp, chi cục Kiểm lâm tỉnh Quảng Ngãi; Phòng Nông nghiệp, Phòng Tài
nguyên - môi trường huyện Nghĩa Hành, tỉnh Quảng Ngãi nhân dịp này tác giả xin
chân thành cảm ơn về sự giúp đỡ quý báu đó.
Trước tiên, tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới TS. Dương Tiến
Đức - người hướng dẫn khoa học, đã trực tiếp hướng dẫn, tận tình chỉ bảo, giúp đỡ,
truyền đạt những kiến thức quý báu và dành những tình cảm tốt đẹp cho tác giả
trong suốt thời gian học tập cũng như trong thời gian thực hiện luận văn.
Tác giả xin gửi lời cảm ơn tới Khoa đào tạo sau đại học cùng toàn thể các
thầy cô giáo của Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã tạo mọi điều kiện giúp
đỡ tác giả trong quá trình hoàn thành luận văn.
Xin gửi lời cảm ơn tới Viện nghiên cứu và phát triển lâm nghiệp nhiệt đới,
Sở Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Chi cục Lâm nghiệp tỉnh Quảng Ngãi,
Phòng Nông nghiệp, Phòng Tài nguyên - môi trường huyện Nghĩa Hành tỉnh Quảng
Ngãi ... đã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi cho tác giả trong quá trình triển khai
thu thập số liệu ngoại nghiệp phục vụ cho luận văn.
Cuối cùng tác giả xin chân thành cảm ơn các đồng nghiệp, bạn bè và người
thân trong gia đình đã luôn bên cạnh giúp đỡ, động viên tác giả trong suốt thời gian
học tập và hoàn thành luận văn.
Thái Nguyên, tháng 9 năm 2013
Tác giả luận văn

Phạm Đức Chính
Số hóa bởi trung tâm học liệu

/


iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ i
LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................ii
MỤC LỤC ................................................................................................................. iii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ........................................................................... vi
DANH MỤC CÁC BẢNG........................................................................................vii
DANH MỤC CÁC HÌNH ....................................................................................... viii
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 1
1. Đặt vấn đề ............................................................................................................... 1
2. Mục đích nghiên cứu ............................................................................................... 2
3. Mục tiêu nghiên cứu................................................................................................ 2
4. Đối tượng nghiên cứu.............................................................................................. 2
5. Ý nghĩa của đề tài .................................................................................................... 2
Chƣơng 1: TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU.............................................................. 3
1.1. Cơ sở khoa học vấn đề nghiên cứu ...................................................................... 3
1.1.1. Cơ sở khoa học của công nghệ viễn thám (RS), hệ thống thông tin
địa lý (GIS) và biến động rừng ................................................................................ 3
1.1.1.1. Viễn thám (RS) ........................................................................................ 3
1.1.1.2. Ảnh số viễn thám ..................................................................................... 8
1.1.1.3. Hệ thống thông tin địa lí (GIS) .............................................................. 10
1.1.1.4. Bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng ........................................................ 13
1.1.1.5. Biến động rừng ...................................................................................... 14
1.2. Tổng quan vấn đề nghiên cứu ............................................................................ 15
1.2.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới .............................................................. 15
1.2.2. Tình hình nghiên cứu ở Việt Nam ............................................................... 20

1.3. Tổng quan khu vực nghiên cứu .......................................................................... 25
1.3.1. Điều kiện tự nhiên khu vực nghiên cứu ....................................................... 25
1.3.1.1. Vị trí địa lý khu vực nghiên cứu ............................................................ 25
1.3.1.2. Địa hình ................................................................................................. 25
Số hóa bởi trung tâm học liệu

/


iv

1.3.1.3. Điều kiện địa chất - thổ nhưỡng ............................................................ 26
1.3.1.4. Điều kiện khí hậu - thủy văn ................................................................ 27
1.3.1.5. Dân cư .................................................................................................. 28
1.3.2. Tình hình kinh tế - xã hội khu vực nghiên cứu ............................................ 29
1.3.2.1. Kinh tế ................................................................................................... 29
2.3.2.2. Xã hội .................................................................................................... 36
Chƣơng 2: NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................... 38
2.1. Nội dung nghiên cứu .......................................................................................... 38
2.2. Phương pháp nghiên cứu.................................................................................... 38
2.2.1. Thu thập, kế thừa tài liệu ............................................................................. 38
2.2.1.1. Thu thập tài liệu liên quan đến bản đồ .................................................. 38
2.2.1.2. Thu thập tài liệu liên quan về điều kiện tự nhiên, dân sinh kinh tế
xã hội .................................................................................................................. 38
2.2.2. Điều tra ngoại nghiệp ................................................................................... 38
2.2.2.1. Lập ô tiêu chuẩn .................................................................................... 38
2.2.2.2. Điều tra .................................................................................................. 39
2.2.3. Phương pháp nội nghiệp .............................................................................. 39
2.2.3.1. Xây dựng mẫu khóa giải đoán ảnh ........................................................ 39
2.2.3.2. Thành lập bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng........................................ 40

2.2.3.3. Đánh giá biến động tài nguyên rừng ..................................................... 41
Chƣơng 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................................. 43
3.1. Hệ thống mẫu khóa ảnh giải đoán ...................................................................... 43
3.2. Hiện trạng tài nguyên rừng năm 2006 của 3 xã Hành Tín Đông, Hành
Tín Tây và Hành Thiện ............................................................................................. 44
3.3. Đánh giá hiện trạng tài nguyên rừng năm 2012 của 03 xã: Xã Hành
Thiện, Xã Hành Tín Đông, Xã Hành Tín Tây của Huyện Nghĩa Hành, Tỉnh
Quảng Ngãi ............................................................................................................... 45
3.3.1. Xã Hành Tín Đông ....................................................................................... 45
3.3.2. Xã Hành Tín Tây ......................................................................................... 49
Số hóa bởi trung tâm học liệu

/


v

3.3.3. Xã Hành Thiện ............................................................................................. 52
3.4. Đánh giá biến động tài nguyên rừng năm 2006-2012 cho 03 xã: xã Hành
Thiện, xã Hành Tín Đông, xã Hành Tín Tây của huyện Nghĩa Hành, tỉnh
Quảng Ngãi ............................................................................................................... 55
3.4.1. Biến động tài nguyên rừng giai đoạn 2006 - 2012 ...................................... 55
3.4.1.1. Xã Hành Tín Đông ............................................................................... 55
3.4.1.2. Xã Hành Tín Tây ................................................................................... 60
3.4.1.3. Xã Hành Thiện ...................................................................................... 64
3.4.2. Phân tích nguyên nhân gây biến động nguồn tài nguyên rừng, giải
pháp quản lí phát triển nguồn tài nguyên rừng bền vững ...................................... 68
3.4.2.1. Nguyên nhân gây biến động tài nguyên rừng khu vực nghiên cứu ....... 68
3.4.2.2. Giải pháp quản lí, phát triển bền vững tài nguyên rừng khu vực
nghiên cứu .......................................................................................................... 68

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................ 70
1. Kết luận ................................................................................................................. 70
2. Kiến nghị ............................................................................................................... 70
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...................................................................................... 71
PHỤ LỤC

Số hóa bởi trung tâm học liệu

/


vi

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Viết tắt

Nghĩa đầy đủ

RS

Remote sensing - Công nghệ viễn thám

GIS

Geographic Infomation System-Hệ thống thông tin địa lý

FOV

Field of view - Trường nhìn

IFOV

Instantaneous field of view - Trường nhìn không đổi

CSDL

Cơ sở dữ liệu

D1,3

Đường kính ngang ngực

GPS

Hệ thống định vị toàn cầu

Hvn

Chiều cao vút ngọn

CHDC Đức

Cộng hòa dân chủ Đức

FAO

Tổ chức nông nghiệp và lương thực Liên hợp quốc

Viện ĐTQH

Viện Điều tra quy hoạch

ÔTC

Ô tiêu chuẩn

BNN-PTNT

Bộ nông nghiêp- phát triển nông thôn

Số hóa bởi trung tâm học liệu

/


vii

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Tình hình sử dụng đất ở các xã - thị trấn của huyện Nghĩa Hành tỉnh
Quảng Ngãi năm 2011................................................................................ 27
Bảng 1.2. Diện tích, dân số năm 2011 phân bố ở các xã, thị trấn ............................. 29
Bảng 1.3. Thống kê về một số cây trồng chính của huyện Nghĩa Hành tỉnh
Quảng Ngãi................................................................................................. 30
Bảng 1.4. Thống kê về một số vật nuôi chính của huyện Nghĩa Hành tỉnh
Quảng Ngãi................................................................................................. 31
Bảng 1.5. Thống kê một số sản phẩm công nghiệp chủ yếu ở Nghĩa Hành năm
2011 ............................................................................................................ 34
Bảng 1.6. Thống kê giáo dục của huyện Nghĩa Hành tỉnh Quảng Ngãi ................... 36
Bảng 3.1. Bảng số lượng mẫu khóa ảnh ................................................................... 44
Bảng 3.2. Điểm kiểm tra độ chính xác sau phân loại................................................ 44

Bảng 3.3. Diện tích loại đất loại rừng xã Hành Tín Đông - huyện Nghĩa Hành tỉnh Quảng Ngãi ......................................................................................... 45
Bảng 3.4. Diện tích loại đất loại rừng xã Hành Tín Tây - huyện Nghĩa Hành tỉnh Quảng Ngãi ......................................................................................... 49
Bảng 3.5. Diện tích loại đất loại rừng xã Hành Thiện - huyện Nghĩa Hành - tỉnh
Quảng Ngãi................................................................................................. 52
Bảng 3.6. Ma trận biến động diện tích loại đất loại rừng giai đoạn 2006 - 2012 ..... 56
Bảng 3.7. Ma trận biến động diện tích loại đất loại rừng giai đoạn 2006 - 2012 ..... 62
Bảng 3.8. Ma trận biến động diện tích loại đất loại rừng giai đoạn 2006 - 2012 ..... 66

Số hóa bởi trung tâm học liệu

/


viii

DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Bức xạ sóng điện từ..................................................................................... 4
Hình 1.2. Sự phân bố các dải sóng trong quang phổ điện từ ...................................... 5
Hình 1.3. Đặc điểm phổ phản xạ của nhóm các đối tượng tự nhiên chính ................. 7
Hình 1.4. Quan hệ giữa các nhóm chức năng của GIS ............................................. 12
Hình 2.1. Các phương pháp đánh giá biến động lớp phủ thực vật từ ảnh
viễn thám ................................................................................................. 42
Hình 3.1. Diện tích loại đất, loại rừng xã Hành Tín Đông huyện Nghĩa Hành .............. 46
Hình 3.2. Tỷ lệ loại đất, loại rừng xã Hành Tín Đông huyện Nghĩa Hành ............... 46
Hình 3.3. Diện tích loại đất, loại rừng xã Hành Tín Tây huyện Nghĩa Hành ........... 50
Hình 3.4. Tỷ lệ loại đất, loại rừng xã Hành Tín Tây huyện Nghĩa Hành ................. 50
Hình 3.5. Diện tích loại đất, loại rừng xã Hành Thiện huyện Nghĩa Hành .............. 53
Hình 3.6. Tỷ lệ loại đất, loại rừng xã Hành Thiện huyện Nghĩa Hành ..................... 53
Hình 3.7. Biểu đồ biến động diện tích loại đất loại rừng giai đoạn 20062012 Xã Hành Tín Đông huyện Nghĩa Hành .......................................... 57
Hình 3.8. Biểu đồ biến động diện tích loại đất loại rừng giai đoạn 20062012 Xã Hành Tín Tây huyện Nghĩa Hành ............................................. 60

Hình 3.9. Biểu đồ biến động diện tích loại đất loại rừng giai đoạn 20062012 Xã Hành Thiện huyện Nghĩa Hành ................................................ 64

Số hóa bởi trung tâm học liệu

/


1

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Như chúng ta đã biết, rừng là một tài nguyên vô cùng quý giá và quan trọng
đối với xã hội loài người. Trên thế giới đã xuất hiện nhiều khu bảo tồn thiên nhiên,
nhiều vườn quốc gia đã thành lập với mục đích bảo tồn và giữ gìn nhiều nguồn tài
nguyên phong phú đang bị đe doạ. Ở nước ta theo cẩm nang ngành lâm nghiệp và
số liệu diễn biến tài nguyên rừng của bộ nông nghiệp và phát triển nông thôn năm
2005: Năm 1943, rừng bao phủ 14 triệu héc ta, chiếm tới 43% diện tích Việt Nam.
Năm 1976, diện tích rừng giảm xuống 33.8% và đến đầu những năm 90 thì chỉ còn
27.2%, diên tích thấp nhất từng được ghi nhận. Sự suy giảm này là do việc khai thác
quá mức gỗ, chuyển đổi đất rừng sang đất nông nghiệp, tập tục du canh du cư, di
dân khai hoang (trong kế hoạch và tự phát), và xây dựng cơ sở hạ tầng, đường xá và
các nhà máy thủy điện. Nhận thức được tầm quan trọng của tài nguyên rừng, Đảng
và Nhà nước ta đã có những chính sách đổi mới, quan tâm hơn tới công tác bảo vệ
và phát triển nguồn tài nguyên này. Do đó, trong những năm gần đây diện tích rừng
tăng lên đáng kể độ che phủ của rừng năm 2009 là 39,1 %, năm 2010 là 39,5 % và
năm 2011 là 39,7 % (nguồn: Diện tích rừng toàn quốc năm 2011, NXB Nông
nghiệp). Từ những số liệu thống kê tài nguyên rừng qua các năm ta thấy rằng biến
động tài nguyên rừng qua các thời kì có sự thay đổi khá lớn do đó cẩn phải có biện
pháp theo dõi, đánh giá sự biến động này để có biện pháp, chính sách phát triển tài
nguyên rừng bền vững về cả kinh tế, xã hội và môi trường.

Ngày nay, cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, đòi hỏi các thông tin
phải nhanh chóng, chính xác và kịp thời. Trong khi đó việc sử dụng, lưu giữ các
loại giấy tờ, bản đồ giấy truyền thống đang dần bộc lộ những yếu điểm không còn
phù hợp. Do đó, chúng ta cần phải có sự thay đổi trong cách quản lý tài nguyên
rừng sao cho thông tin luôn được cập nhật liên tục, đầy đủ và chính xác nhất. Việc
sử dụng công nghệ viễn thám (Remote sensing) và hệ thống thông tin địa lý
(Geographic Infomation System) viết tắt là GIS đang được sử dụng rộng rãi trên thế
giới đó là phương pháp tìm hiểu, thu thập và quản lý thông tin theo ý muốn, nó giúp
chúng ta lập cơ sở dữ liệu một cách nhanh chóng và chính xác nhất.
Số hóa bởi trung tâm học liệu

/