Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) để xây dựng cơ sở dữ liệu tài nguyên rừng phục vụ quản lý rừng và đất lâm nghiệp tại xã ngọc tem, huyện kon plong, tỉnh kon tum

Bộ Giáo dục và đào tạo
Bộ Nông nghiệp và ptNt
Tr-ờng đại học lâm nghiệp

Bộ Giáo dục và đào tạo

Bộ Nông nghiệp và ptNt

Tr-ờng đại học lâm nghiệp

Đỗ Thị Thanh Bình

Đỗ Thị Thanh Bình

ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) để xây
dựng cơ sở dữ liệu tài nguyên rừng phục vụ quản
ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) để xây

lý rừng và đất lâm nghiệp tại xã ngọk tem, huyện

dựng cơ sở dữ liệu tài nguyên rừng phục vụ quản

Kon Plong, tỉnh Kon tum

lý rừng và đất lâm nghiệp tại xã ngọk tem, huyện
Kon Plong, tỉnh Kon tum
Chuyên nghành:Lâm học
Mã số: 60.62.60
Tóm tắt Luận văn thạc sỹ khoa học lâm nghiệp
Tóm tắt Luận văn thạc sỹ khoa học lâm nghiệp

Ng-ời h-ớng dẫn khoa học
TS: Chu Thị Bình

Hà tây, tháng 8 - 2007
Hà tây, tháng 8 - 2007


1

Đặt vấn đề
Rừng là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá, nó có tác dụng nhiều mặt
đến đời sống kinh tế, xã hội loài người. Nó không chỉ có tác dụng với các cư
dân sống ở gần rừng mà cả các cư dân sống ở rất xa rừng như đồng bằng,
thành phố. Vai trò của rừng với đời sống xã hội ngày càng được khẳng định.
Ngoài những giá trị ai cũng nhìn thấy được như cung cấp gỗ, củi, dược liệu, là
nơi du lịch sinh thái, dự trữ nguồn gen..., góp phần bảo vệ an ninh quốc phòng
thì rừng còn có tác dụng khác mà chúng ta chưa thể đo đếm hết được như điều
hòa nguồn nước, điều hòa không khí, giảm thiểu lũ lụt...
Mặc dù rừng có tác dụng rất nhiều mặt đến đời sống xã hội loài người
nhưng diện tích và chất lượng rừng tự nhiên ngày càng suy giảm trước sự tàn
phá và sử dụng bất hợp lí tài nguyên rừng của xã hội loài người. Diện tích
rừng mất đi dẫn đến sự giảm nhanh chóng về số lượng các loài động vật vì
chúng không còn nơi cư trú.
Đến ngày 31 tháng 12 năm 2005, diện tích rừng toàn quốc là 12.61
triệu ha, trong đó khoảng 10,28 triệu ha rừng tự nhiên và 2,33 triệu ha rừng
trồng; độ che phủ rừng là 37%. Tổng trữ lượng gỗ là 813,3 triệu m3 (rừng tự
nhiên chiếm 94%) và khoảng 8,5 tỷ cây tre nứa. Tuy diện tích rừng có tăng,
nhưng chất lượng rừng tự nhiên cũng như rừng trồng còn thấp, chưa đáp ứng
yêu cầu sản xuất và phòng hộ. Diện tích đất chưa sử dụng toàn quốc còn 6.76
triệu ha, trong đó đất trống đồi núi trọc là 6.17 triệu ha, chiếm 18,59% diện

tích tự nhiên của cả nước [8, tr.1].
Việt Nam có tổng diện tích tự nhiên 33.12 triệu ha, trong đó diện tích
có rừng là 12.61 triệu ha và 6,16 triệu ha đất trống đồi núi trọc là đối tượng
của sản xuất nông, lâm nghiệp. Diện tích đất lâm nghiệp phân bố chủ yếu ở
trên các vùng đồi núi của cả nước, đây cũng là nơi sinh sống của 25 triệu
người với đủ các thành phần dân tộc, có trình độ dân trí thấp, phương thức


2

canh tác lạc hậu, kinh tế phát triển trì trệ và đời sống gặp nhiều khó khăn[9,
tr.1].
Theo các số liệu được công bố hiện nay GDP lâm nghiệp chỉ chiếm hơn
1% tổng GDP quốc gia nhưng diện tích đất sản xuất của ngành lâm nghiệp
thuộc diện lớn nhất trong các ngành kinh tế của cả nước. Tuy nhiên giá trị lâm
nghiệp theo cách tính hiện nay mới tính giá trị các hoạt động sản xuất chính
thức theo kế hoạch, chưa tính được giá trị các lâm sản do dân khai thác, chế
biến và lưu thông trên thị trường, đặc biệt khâu công nghiệp chế biến lâm sản
cũng không được tính đến. Những hiệu quả rất to lớn của rừng như tác dụng
phòng hộ đầu nguồn, ven biển và môi trường đô thị, giá trị bảo tồn đa dạng
sinh học, bảo tồn nguồn gen, du lịch sinh thái...chưa được thống kê vào GDP
của lâm nghiệp. Điều đó làm cho các cấp, các ngành và xã hội hiểu chưa đầy
đủ về hiệu quả của một ngành với đối tượng quản lý là lâm nghiệp chiếm hơn
1/2 diện tích lãnh thổ, với nguồn tài nguyên rừng phong phú và có hơn 25
triệu dân sinh sống trên địa bàn. Nhận thức không đầy đủ này có ảnh hưởng
đến việc hoạch định chính sách phát triển và đầu tư của Nhà nước cho ngành
Lâm nghiệp.[9, tr1]
Để đáp ứng được mục tiêu theo chiến lược phát triển lâm nghiệp Việt
Nam giai đoạn 2006-2020 "nâng tỷ lệ đất có rừng lên 42-43% vào năm 2010
và 47% vào năm 2020" thì việc thiết lập, quản lý, bảo vệ, phát triển và sử dụng

bền vừng tài nguyên rừng là nhiệm vụ cần thiết và cấp bách.
Tài nguyên rừng khác với các nguồn tài nguyên khác là nó có khả năng
tự tái tạo và nâng cao chất lượng nếu chúng ta biết khai thác và sử dụng hợp lí.
Ngày nay, công nghệ thông tin ứng dụng mà trực tiếp là hệ thông tin địa
lý (HTTĐL) có thể giúp tổ chức, sắp xếp các dữ liệu địa lý thành một cơ sở dữ
liệu (CSDL) hoàn chỉnh, có thể xử lý tự động trên máy tính. Hệ thống này cho
phép nhập, lưu trữ, cập nhật một khối lượng thông tin lớn, đa dạng. Đồng thời
có thể xử lý và phân tích nhằm phát hiện ra mối tương quan giữa các đối tượng


3

và hiện tượng nghiên cứu, phát hiện ra những quy luật của chúng. Từ đó có thể
nhanh chóng đưa ra những giải pháp hoặc những quyết sách cho vấn đề cụ thể
về sử dụng hợp lý tài nguyên rừng cùng các vấn đề thực tiễn khác.
Để quản lí tài nguyên rừng có hiệu quả, giúp các nhà quản lí đưa ra các
quyết sách kịp thời, nắm bắt được tình hình tài nguyên rừng nhanh chóng và
chính xác thì việc ứng dụng HTTĐL (Geographical Infomation System) vào
việc xây dựng CSDL phục vụ quản lí tài nguyên rừng là một việc làm cần
thiết. Vì vậy chúng tôi nghiên cứu ứng dụng công nghệ thông tin địa lý vào
xây dựng CSDL tài nguyên rừng mà cụ thể là chúng tôi thực hiện đề tài ứng
dụng hệ thống thông tin địa lí (HTTĐL) để xây dựng CSDL tài nguyên
rừng phục vụ quản lí rừng và đất lâm nghiệp tại xã Ngọk Tem, huyện Kon
Plông, tỉnh Kon Tum


4

Chương 1. Tổng quan vấn đề nghiên cứu

1.1. Khái niệm hệ thông tin địa lý
HTTĐL là một nhánh của công nghệ thông tin, được hình thành vào
những năm 60 của thế kỷ XX và phát triển rất mạnh trong những năm gần
đây. HTTĐL được sử dụng nhằm xử lý đồng bộ các lớp thông tin không gian
(bản đồ) gắn với các thông tin thuộc tính, phục vụ nghiên cứu, quy hoạch và
quản lý các hoạt động theo lãnh thổ.
Có nhiều quan niệm khác nhau khi định nghĩa HTTĐL.
"Hệ thông tin địa lý là một hệ thống thông tin bao gồm một số hệ thống
phụ (subsystem) có khả năng biến đổi các dữ liệu địa lý thành những thông tin
có ích" - theo Calkin và Tomlinson, 1977.
"Hệ thông tin địa lý là một hệ thống quản trị CSDL bằng máy tính để
thu thập, lưu trữ, phân tích và hiển thị không gian" (theo định nghĩa của
National Center for Geographic Information and Analysis, 1988)
Theo định nghĩa của ESRI (Environmental System Research Institute) thì Hệ
thông tin địa lý là một tập hợp có tổ chức bao gồm phần cứng, phần mềm máy
tính, dữ liệu địa lý và con người, được thiết kế nhằm mục đích nắm bắt, lưu
trữ, cập nhật, điều khiển, phân tích và kết xuất.
Cho đến nay, đã thống nhất quan niệm chung là : HTTĐL là một hệ
thống kết hợp giữa con người và hệ thống máy tính cùng các thiết bị ngoại vi
để lưu trữ, xử lý, phân tích, hiển thị các thông tin địa lý để phục vụ cho một
mục đích nghiên cứu nhất định.
Nếu xét dưới góc độ hệ thống thì HTTĐL có thể được hiểu như một hệ
thống gồm các hợp phần: Phần cứng, Phần mềm, CSDL và Cơ sở tri thức
chuyên gia, nơi tập hợp các định hướng, chủ trương ứng dụng của nhà quản
lý, các kiến thức chuyên ngành và các kiến thức về công nghệ thông tin. Chính
tập hợp các tri thức chuyên gia này sẽ quyết định xem HTTĐL sẽ được xây


5

dựng theo mô hình ứng dụng nào, lộ trình và phương thức tổ chức thực hiện
như thế nào. Chỉ trên cơ sở đó người ta mới quyết định xem HTTĐL định xây
dựng sẽ phải đảm đương các chức năng trợ giúp quyết định gì và cũng mới có
thể có các quyết định về nội dung, cấu trúc các hợp phần còn lại của hệ thống
cũng như cơ cấu tài chính cần đầu tư cho việc hình thành và phát triển hệ
thống HTTĐL.
Xét dưới góc độ ứng dụng trong quản lý nhà nước, HTTĐL có thể được
hiểu như là một công nghệ xử lý các dữ liệu có tọa độ (bản đồ) để biến chúng
thành các thông tin trợ giúp quyết định cho các nhà quản lý. Cách hiểu này có
thể khái quát lại trong hình 1.1 dưới đây.

Sơ đồ 1.1: Các thành phần của hệ thông tin địa lý

Do các ứng dụng HTTĐL trong thực tế quản lý nhà nước có tính đa
dạng và phức tạp xét cả về khía cạnh tự nhiên, xã hội lẫn khía cạnh quản lý,
những năm gần đây HTTĐL thường được hiểu như một hệ thống thông tin đa
quy mô và đa tỷ lệ. Tuỳ thuộc vào nhu cầu của người sử dụng mà hệ thống có
thể phải tích hợp thông tin ở nhiều mức khác nhau, nói đúng hơn, là ở các tỷ lệ
khác nhau.


6

1.2. Lịch sử phát triển HTTĐL quốc tế và trong nước.
1.2.1. Lịch sử phát triển HTTĐL quốc tế.
HTTĐL là một nhánh của công nghệ thông tin và được hình thành vào
đầu những năm 60 của thế kỉ XX.
Vào những năm 70 của thế kỉ XX ở Bắc Mỹ đã có sự quan tâm nhiều hơn đến
việc bảo vệ môi trường và nhu cầu quản lí tài nguyên thiên nhiên mà chính
phủ ở đây đã có sự quan tâm đến sự phát triển của HTTĐL. Đặc biệt sự tăng

nhanh của ứng dụng máy tính với kích thước bộ nhớ lớn và tốc độ nhanh.
Chính những thuận lợi này mà HTTĐL đã được thương mại hóa. Năm 1977 đã
có nhiều HTTĐL khác nhau trên thế giới.
Đến những năm 80 của thế kỉ trước được đánh dấu bởi nhu cầu sử dụng
ngày càng tăng với các quy mô khác nhau. Thập kỉ này được đánh dấu bởi sự
nảy sinh các nhu cầu mới trong ứng dụng HTTĐL: theo dõi tối ưu các nguồn
tài nguyên, đánh giá khả thi các phương án quy hoạch, các bài toán về quản lý
xã hội, an ninh quốc phòng. HTTĐL đã trở thành một công cụ hữu hiệu trong
việc quản lý và ra cac quyết định.
Từ những năm 1990 trở lại đây thì HTTĐL đã phát triển mạnh mẽ trong
tất cả các lĩnh vực.
1.2.2. Lịch sử phát triển HTTĐL ở Việt Nam.
Vào cuối những năm 80 của thế kỉ XX HTTĐL đã bắt đầu được ứng
dụng ở Việt Nam trong lĩnh vực quản lí tài nguyên thiên nhiên và một số lĩnh
vực khác. Phải kể đến những ứng dụng HTTĐL sớm tại Viện điều tra quy
hoạch rừng và học viện Kỹ thuật quân sự (hệ CAMAPS/FEWHTTĐL) và hệ
POPMAP ứng dụng trong lĩnh vực điều tra dân số.
Từ 1990 đến nay thì ở Việt Nam đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác
nhau như: lâm nghiệp, nông nghiệp, địa chất, địa chính...
Các ứng dụng HTTĐL ở các cơ quan khác nhau phát triển rất nhanh và
đa dạng trong những năm gần đây nhưng đa phần theo hướng tự phát triển và


7

quy mô nhỏ theo từng yêu cầu riêng biệt của đơn vị mình. Những công trình dự án ứng dụng HTTĐL trên quy mô lớn có thiết kế và đầu tư theo một hệ
thống thống nhất không nhiều, dưới đây là một số công trình - dự án ứng dụng
HTTĐL triển khai trên quy mô lớn:
- Dự án GIS quốc gia phục vụ quản lý tài nguyên thiên nhiên và giám
sát môi trường (1995-1999), Bộ Khoa học công nghệ và môi trường.

- Chương trình điều tra theo dõi diễn biến tài nguyên rừng toàn quốc
(1991 đến nay), Viện Điều tra quy hoạch rừng.
- Chương trình Lưu trữ, quản lý hồ sơ và bản đồ địa giới hành chính các
cấp bằng công nghệ tin học (1997-2001), Ban tổ chức cán bộ chính phủ.
- Đánh giá độ nhạy cảm dải ven biển với sự cố tràn dầu (1995-1996),
SIDA.
- Các chương trình quản lý đất đai và số hoá bản đồ địa hình của Tổng
cục địa chính.

1.3. ứng dụng HTTĐL trong quản lý tài nguyên rừng trên thế
giới và ở Việt Nam
1.3.1 ứng dụng HTTĐL trong quản lý tài nguyên rừng trên thế giới
Theo iu tra lâm nghip truyn thng, mi nm ngi ta tin hnh
iu tra v o c mt vùng hay mt phn no ó ca khu rng. V c nh
vy, có khi phi mt n 20 nm mi hon thnh o c v lên bn rng
cho mt quc gia. Vi công ngh HTTĐL, vic cp nht bn che ph rng
n gin v nhanh hn nhiu. Tt c các phn không thay i c ly
nguyên t bn c v ch hiu chnh v cp nht trên nhng vùng có thay
i. Nh vy, thi gian v công sc cp nht bn che ph rng s gim
xung rt nhiu. Không ch có yu t thi gian v nhân công, HTTĐL cũng
giúp cho vic phân tích d liu theo nhng chui thi gian v theo tng nhân
t c xác nh bi các nh phân tích. Chính vì vy, sn phm m c s d


8

liu HTTĐL a ra cho các nh qun lý l rt a dng v chính xác, giúp cho
h a ra nhng quyt nh úng n trong nhng khong thi gian ngn. Tôi
xin điểm qua ứng dụng HTTĐL vào quản lí tài nguyên rừng sớm nhất ở Mĩ và
tình hình ứng dụng HTTĐL ở Cana đa.

Tại Mĩ vào giữa những 80 của thế kỉ XX ba cơ quan được chọn thí điểm
đưa ứng dụng GIS vào quản lý rừng là: Rng quc gia George Washington
Virginia, rng quc gia Tongass Alaska v rng quc gia Siuslaw Oregon.
3 c quan ny, GIS ó c s dng vo vic xây dng c s d liu tng
hp v lâm nghip v các ti nguyên thiên nhiên khác. ây l ba n v c
chn lm n v thí im áp dng HTTĐL trong qun lý trong giai on 3
nm th nghip. Sau giai on th nghim ny, HTTĐL ó c áp dng cho
tt c các c quan lâm nghip trên ton nc M. Cho n nm 1991, ã có
n 600 c quan lâm nghip s dng GIS nh mt cụng c quan trng trong
công tác qun lý, quy hoch, giám sát lâm nghip.
ở Canada, cho n nay tt c các n v hot ng trong lnh vc lâm

nghip u s dng cụng ngh HTTĐL. c bit mt s c quan lâm nghip
cũng t phát trin phn mm HTTĐL cho mình. Nh chúng ta ã bit, Canada
l nc có din tích rng ln (50 triu ha). Ton b din tích ny ó c xây
dng bn vi các t l khác nhau v c s hóa lu tr v cp nht
trong các c s d liu theo tng vùng lãnh th.
Từ năm 2000 vừng rừng Amazon cũng được ứng dụng công nghệ
HTTĐL vào quản lí tài nguyên rừng. Ngày nay thì hầu hết các quốc gia đều
ứng dụng HTTĐL vào quản lý rừng.
1.3.2 ứng dụng HTTĐL trong quản lý tài nguyên rừng trên ở Việt Nam
ở nước ta đã có rất nhiều ứng dụng HTTĐL trong lĩnh vực theo dõi diễn
biến tài nguyên rừng và đất lâm nghiệp, ngoài những ứng dụng theo từng khu
vực hoặc từng đề tài nhỏ đã có các công trình ứng dụng ở phạm vi rộng gồm:


9

- Xây dựng các bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng các tỉnh, vùng và toàn
quốc trong chương trình điều tra diễn biến tài nguyên rừng toàn quốc từ năm

1990 đến nay.
- ứng dụng hệ thông tin địa lý trong tổng kiểm kê rừng nguyên liệu
giấy: Số hoá các bản đồ của 34 lâm trường trồng rừng nguyên liệu giấy tỷ lệ
1/10.000.
- Cơ sở dữ liệu GIS quản lý chương trình trồng rừng PAM 4304 trên 13
tỉnh duyên hải miền trung (1992-1996)
- Quản lý giao đất giao rừng tỉnh Thanh Hóa (1996-1999), tỷ lệ bản đồ
1/10.000.
- Cơ sở dữ liệu GIS về rừng và đa dạng sinh học, điều kiện tự nhiên 7
vườn quốc gia: Ba Vì, Ba Bể, Cúc Phương, Cát Bà, Côn Đảo, Bạch Mã, Nam
Cát Tiên-Dự án VIE/G31-Trung tâm Tư Vấn TTLN (1995-1997)
- Theo dõi din bin rng và t lâm nghip trong c nc theo chỉ thị
số 32/2000/CT-BNN-KL ngày 27 tháng 3 nm 2000.

1.4. Sự cần thiết của vấn đề nghiên cứu.
Để quản lý tài nguyên rừng có hiệu quả giúp cho việc xây dựng những
quyết sách của các nhà quản lý trong việc quy hoạch phát triển rừng thì việc
xây dựng CSDL tài nguyên rừng phục vụ quản lý đất lâm nghiệp là một vấn đề
cần thiết.
CSDL tài nguyên rừng nhằm giúp cho các cơ quan quản lý nắm rõ loại
đất, loại rừng, cập nhật thông tin về sự thay đổi trạng thái của rừng theo không
gian và thời gian từ đó đưa ra các chiến lược phát triển lâm nghiệp bền vững.
Kỹ thuật bản đồ số cũng đã được ngành Lâm nghiệp đưa vào sử dụng trong
nhiều năm qua. Song do không có những quy trình kỹ thuật cụ thể nên hiện tại
các bản đồ số hóa quản lý trên máy vi tính hầu hết mới chỉ dừng lại ở khâu
trình bày một bản đồ trên máy tính và in ra trang bản đồ đó chứ chưa phải là
các bản đồ có kèm theo cơ sở dữ liệu dạng HTTĐL. Một số tỉnh cũng đã xây


10

dựng CSDL theo dõi diễn biến rừng theo chỉ thị 32/2000/CT-BNN-KL như
Lào Cai, Quảng Ninh, Lạng Sơn, Bắc Giang, Quảng Trị... Xong việc thiết lập
CSDL chưa rõ ràng đồng bộ dẫn đến việc nhìn vào cấu trúc dữ liệu người sử
dụng không hiểu hết được cấu trúc của nó để khai thác thông tin một cách
hiệu quả. Vậy chúng tôi nghiên cứu đề tài này nhằm đưa ra một hệ thống
CSDL tổng hợp giúp các nhà quản lý, nhà quy hoạch có thể khai thác tối đa và
nhanh nhất những thông tin từ bản đồ số.
Xã Ngọk Tem là một xã miền núi với hơn 90% diện tích tự nhiên là đất
Lâm nghiệp. Nhưng người dân trên địa bàn lại sống chủ yếu nhờ vào nông
nghiệp. Theo thống kê của xã Ngọk Tem 98% thu nhập của người dân là từ
nông nghiệp, chỉ có 2% thu nhập là từ phi nông nghiệp. Điều đó cho thấy
chính sách đầu tư phát triển lâm nghiệp trên địa xã chưa được chú trọng.
Để giúp các nhà quản lí có cái nhìn tổng quát mang tính trực quan cao
nhằm mục đích cho quy hoạch phát triển lâm nghiệp của địa bàn xã có hiệu
quả thì việc xây dựng CSDL tài nguyên rừng là một nguồn thông tin rất quý
báu mang giá trị thực tiễn cao. Từ trước đến nay cơ sở dữ liệu tài nguyên rừng
tại xã Ngọk Tem cũng chưa được xây dựng. Vậy chúng tôi tiến hành xây dựng
CSDL tài nguyên rừng tại xã Ngọk Tem. Đây là một địa bàn miền núi, tài
nguyên về đất lâm nghiệp là chủ yếu. Với CSDL ban đầu này có thể dễ dàng
cập nhật thông tin tài nguyên rừng tại xã một cách hệ thống và liên tục.


11

Chương 2. mục tiêu, Nội Dung và phương pháp
nghiên cứu

2.1. Mục tiêu nghiên cứu
- Xây dựng thành công bản đồ số và CSDL về hiện trạng tài nguyên

rừng xã Ngọk Tem, huyện Kon Plông, tỉnh Kon Tum ở một số thời điểm từ
năm 1998 đến năm 2006, phục vụ theo dõi diễn biến tài nguyên rừng.
- Xây dựng thành công hệ thống bản đồ chuyên đề về đai cao, độ dốc,
hướng phơi giúp cho các nhà quản lí có cái nhìn tổng quan hơn về tiềm năng
tài nguyên rừng tại khu vực nghiên cứu, làm cơ sở quy hoạch phát triển lâm
nghiệp hiệu quả.
- Thống kê được diện tích các loại đất, loại rừng theo quy phạm 84 của
ngành lâm nghiệp.

2.2. Giới hạn và phạm vi nghiên cứu
Để đạt được những mục tiêu đạt ra của đề tài cần phải giải quyết khá
nhiều vấn đề rộng và sâu trong khuôn khổ của nghiên cứu này được giới hạn
như sau:
Việc xây dựng bản đồ hiện trạng và CSDL tài nguyên rừng phục vụ theo
dõi diễn biến tài nguyên rừng chỉ được thực hiên trong phạm vị cấp xã mà cụ
thể là xã Ngọk Tem, huyện Kon Plông, tỉnh Kon Tum.
Dung lượng thu thập cơ sở dữ liệu tài nguyên rừng của khu vực nghiên
cứu chỉ được giới hạn trong khoảng thời gian từ năm 1998 đến năm 2006, với
hệ thống phân loại theo trạng thái.
Trong nghiên cứu này chỉ dừng lại ở việc tổng hợp và xây dựng tương
đối hoàn chỉnh hệ thống bản đồ nền và bản đồ chuyên đề. Đồng thời thống kê
được diện tích các loại đất, loại rừng theo quy phạm 84 của ngành lâm nghiệp.


12

2.3. Nội dung nghiên cứu
1. Thu thập tài liệu liên quan đến tài nguyên rừng tại xã Ngọk Tem,
huyện Kon Plông, tỉnh Kon Tum.
2. Số hóa bản đồ hiện trạng rừng theo chỉ thị 286-TTg ngày 2 tháng 5

năm 1997 bằng một số phần mềm làm bản đồ.
3. Xây dựng bản đồ số và CSDL tài nguyên rừng tại thời điểm 1998 từ
bản đồ hiện trạng rừng theo chỉ thị 286-TTg ngày 2 tháng 5 năm 1997 và các
số liệu kèm theo.
4. Cập nhật các thông tin rừng trồng năm 2001 và năm 2002 từ sở nông
nghiệp và phát triển nông thôn huyện Kon Plông, tỉnh Kon Tum để xây dựng
bản đồ hiện trạng rừng năm 2002.
5. Dùng bản đồ hiện trạng rừng năm 2002 đi thực địa bổ sung trực tiếp
những biến động về diện tích của các trạng thái rừng.
6. Xây dựng bản đồ số và CSDL tài nguyên rừng tại thời điểm 2006.
7. Xây dựng bản đồ đai cao, độ dốc, hướng phơi của khu vực nghiên
cứu
8. Bước đầu tổng hợp và phân tích giá trị các thông tin tài nguyên rừng.

2.4. Phương pháp nghiên cứu
2.4.1. Phương pháp thu thập số liệu
Để xây dựng CSDL tài nguyên rừng công việc đầu tiên không thể thiếu
được là công tác chuẩn bị cho việc lập CSDL. Nhiệm vụ chủ yếu của bước này
là thu thập, kiểm tra, đánh giá các tài liệu, số liệu sẵn có và điều tra khảo sát
thực địa theo những yêu cầu đặt ra về nội dung CSDL tài nguyên rừng.
Chúng tôi đã sử dụng phương pháp: Kế thừa có chọn lọc các bản đồ, tài
liệu đã có tại khu vực nghiên cứu. Các tài liệu để xây dựng CSDL tài nguyên
rừng là các bản đồ hiện trạng rừng đã có, bản đồ địa giới hành chính theo hệ
toạ độ nhà nước. Các tài liệu này được chọn làm cơ sở ban đầu xây dựng dữ
liệu rừng. Đồng thời sử dụng tài liệu này để đối soát với thực địa, chỉnh lý các


13

biến động về tài nguyên rừng cho cho phù hợp với tình hình tài nguyên rừng

tại thời điểm tạo lập CSDL tài nguyên rừng.
2.4.2. Phương pháp xử lý số liệu
Để đạt được mục tiêu và các nội dung đặt ra của đề tài một cách thuận
lợi thì phương pháp xử lý số liệu trong nghiên cứu hoàn toàn ứng dụng công
nghệ tin học nhờ sự trợ giúp của máy tính.
Cụ thể như sau:
Để chuyển những bản đồ tài liệu trên giấy thành bản đồ số thì nghiên
cứu đã sử dụng phương pháp quét bản đồ giấy tạo ra các file bản đồ ảnh tương
ứng được lưu trữ ở dạng raster và được định vị về hệ tọa độ mặt đất dựa vào
bản đồ nền địa hình số đã có trên khu vực.
Để định vị bản đồ về hệ tọa độ mặt đất thì phần mềm IRASC đã được sử
dụng cho nghiên cứu và các bước thực hiện tuân theo các tiêu chí sau đây:
-Lựa chọn hệ quy chiếu mặt đất. Trong nghiên cứu này chúng tôi đã
chọn hệ quy chiếu UTM WGS-84.
- Đơn vị dùng để định vị có thể chọn mét hoặc độ trong nghiên cứu này
chúng tôi định vị chọn đơn vị là mét.
- Số lượng điểm dùng để định vị phải lớn hơn hoặc bằng 4 và phải phân
bố đều trên khu vực, trong nghiên cứu này chúng tôi đã dùng định vị 6 điểm.
Sau khi nắn ảnh đảm bảo sai số cho phép chúng tôi tiến hành số hóa.
- Sử dụng phương pháp số hóa trên màn hình nhờ phần mềm đồ họa
Microstation để tạo ra CSDL không gian về hiện trạng tài nguyên rừng của
khu vực nghiên cứu.
- Lấy bản đồ năm 1998 làm cơ sở cập nhật bổ sung những biến động để
tạo ra bản đồ cho những năm tiếp theo.
- Bổ sung kết quả rừng trồng năm 2001 và năm 2002 từ bản đồ giấy lên
bản đồ số năm 1998 ta có bản đồ tại thời điểm 2002


14

- Đối chiếu bản đồ 2002 với thực địa để bổ sung sự thay đổi trạng thái
rừng trên khu vực nghiên cứu sẽ được bản đồ hiện trạng năm 2006.(Việc này
do chi cục kiểm lâm Kon Tum và Trung tâm Tư vấn TTLN phối hợp thực
hiện).
- Tạo lập cơ sở dữ liệu hiện trạng rừng cho các năm
- Thống kê diện tích các trạng thái theo năm, phân tích đánh giá sự thay
đổi này.
- Chồng xếp bản đồ rừng năm 2006 với bản đồ đai cao và thống kê diện
tích các trạng thái theo đai cao.
- Chồng xếp bản đồ rừng năm 2006 với bản đồ cấp độ dốc sau đó thống
kê diện tích các trạng thái theo cấp độ dốc.


15

Chương 3. Cơ sở khoa học trong xây dựng csdl
tài nguyên rừng
CSDL tài nguyên rừng chính là một bản đồ hiện trạng rừng dưới dạng
số được lưu trữ dưới dạng không gian, cấu trúc dữ liệu của chúng có quan hệ
mật thiết với nhau. Cấu trúc bản đồ theo không gian được thể hiện đầy đủ như
một bản đồ giấy. Cấu trúc dữ liệu được xây dựng phụ thuộc vào khả năng ứng
dụng của người sử dụng và mục đích của việc ứng dụng đó. Để có cơ sở khoa
học trong việc ứng dụng HTTĐL vào xây dựng CSDL tài nguyên rừng tôi xin
điểm qua một số khái niệm có liên quan đến.

3.1. Bản đồ số
3.1.1. Khái niệm bản đồ số
Theo truyền thống bản đồ được vẽ trên giấy, các thông tin được thể hiện
nhờ các màu sắc, đường nét, kí hiệu và các ghi chú do bàn tay con người làm
trên giấy bằng phương pháp thủ công.

Trong xã hội hiện đại cùng với sự phát triển của ngành điện tử tin học,
tốc độ máy tính ngày càng mạnh, các thiết bị đo, ghi tự động, các loại máy in,
máy vẽ kỹ thuật có chất lượng cao không ngừng được hoàn thiện. Trên cơ sở
đó người ta xây dựng hệ thống thông tin địa lý mà phần quan trọng của nó là
CSDL bản đồ.
Các đối tượng địa lý được thể hiện trên bản đồ dựa trên cơ sở mô hình
hóa toán học trong không gian hai chiều hoặc ba chiều. Thế giới thực thu nhỏ
các đối tượng được chia thành nhóm, tổng hợp các nhóm lại ta được nội dung
bản đồ.
Ta có thể định nghĩa: Bản đồ số là một tập hợp có tổ chức các dữ liệu
bản đồ trên thiết bị có khả năng đọc bằng máy tính và được thể hiện dưới dạng
hình ảnh bản đồ.
Bản đồ số bao gồm các thành phần cơ bản sau:


16

- Thiết bị ghi dữ liệu
- Máy tính
- CSDL bản đồ
- Thiết bị thể hiện bản đồ
Bản đồ số được lưu trữ gọn nhẹ, bản đồ số chỉ là các file dữ liệu lưu
trong bộ nhớ máy tính hoặc trên đĩa ghi.
Nhờ máy tính có khả năng lưu trữ khối lượng thông tin lớn, khả năng
tập hợp, cập nhật phân tích thông tin và xử lý dữ liệu bản đồ phong phú nên
bản đồ số được ứng dụng rộng rãi
3.1.2. Bản đồ số có một số đặc điểm sau:
- Đáp ứng đầy đủ các yêu cầu của một bản đồ truyền thống
- Linh hoạt hơn hẳn bản đồ truyền thống:
+ Tính toán diện tích nhanh chóng

+ Tra cứu các thông tin nhanh chóng
+ Có khả năng cập nhật thông tin trên từng lớp bản đồ riêng biệt
+ Bất cứ khi nào cũng có thể dễ dàng biên tập ra các bản đồ số có
tỷ lệ theo ý muốn và in ra với số lương không hạn chế.
+ Có khả năng liên kết sử dụng trong mạng máy tính
+ Hình ảnh sinh động hơn
+ Chuyển đổi hệ thống lưới chiếu, toạ độ ...

3.2. Giới thiệu bản đồ hiện trạng rừng
Bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng thuộc nhóm bản đồ chuyên đề có nội
dung chính thể hiện hiện trạng phân bố và mức độ tài nguyên các loại rừng và
một số dạng sử dụng đất chính trong cả nước hoặc trong một phạm vi lãnh thổ
cụ thể.
Bản đồ hiện trạng rừng được phân loại thành: rừng và đất rừng theo quy
phạm 84 (QPN 6- 84) ngày 20 tháng 6 năm 1984 và Biện pháp kỹ thuật tổng


17

kiểm kê rừng toàn quốc (Ban hành kèm theo quyết định 2961 NN-KHQH/QĐ
ngày 14 tháng 11 năm 1997) được thể hiện trong bảng sau:
Bảng 3.1: Phân loại đất, loại rừng
STT

Nội dung

Chỉ tiêu phân loại chính

A

Đất có rừng tự nhiên

I

Rừng gỗ (Thường xanh, rụng lá, nửa rụng lá, lá kim)

1

Rừng nguyên sinh (kiểu
IVA)

2

Rừng thứ sinh phục hồi
(kiểu IVB)

3

Rừng giàu (kiểu IIIB)

Bị tác động nhẹ, cấu trúc rừng hầu như chưa
thay đổi, giàu về trữ lượng với thành phần
gỗ lớn nhiều (gỗ xẻ)

4

Rừng giàu (kiểu IIIA3)

Bị tác động vừa (hoặc từ IIIA2 phát triển
lên), quần thụ tương đối khép kín với 2 hoặc

nhiều tầng, số lượng cây nhiều và có một số
cây có đường kính lớn (>35cm)

5

Rừng trung bình (kiểu
IIIA2)

Rừng đã qua khai thác nhưng đã phục hồi
tốt, đã hình thành tầng giữa vươn lên chiếm
ưu thế sinh thái, đại bộ phận cây có đường
kính 20-30cm. Rừng có 2 tầng trở lên, tầng
trên có tán không liên tục do những cây của
tầng giữa trước đây phát triển lên, rải rác
còn có cây to khỏe vượt tán của tầng rừng cũ
để lại

6

7

Rừng nghèo

Rừng nguyên sinh hoặc thứ sinh thành thục
chưa khai thác, có cấu trúc ổn định, nhiều
tầng, nhiều cấp kính nhưng đôi khi thiếu
tầng giữa và tầng dưới

(kiểu IIIa1)

Rừng bị khai thác kiệt quệ, tán bị phá vỡ
từng mảng lớn. Tầng trên có thể còn sót lại
một số cây to nhưng phẩm chất xấu, nhiều
dây leo, bụi rậm, tre nứa xâm lấn

Rừng phục hồi sau

Đặc trưng bởi lớp cây tiên phong ưa sáng,


18

nương rẫy (kiểu IIa)
8

Rừng phục hồi sau khai
thác kiệt
(kiểu IIb)

mọc nhanh, đều tuổi, 1 tầng. D1.3<10cm
Những quần thụ non với những loài cây ưa
sáng, thành phần loài phức tạp không đều
tuổi, độ ưu thế không rõ ràng. Đường kính
phổ biến không quá 20 cm.
Rừng tre nứa

II
1

Tre, luồng

- D 3cm và N 1.000 cây

2

Nứa

- D > 5cm và N > 5.000 cây
- D 5cm và N 10.00 cây

3

Vầu

- D từ 2-4cm và N 5.000 cây
- D 4cm và N 1.00 cây

4

Lồ Ô

- D 2cm và N 5.000 cây

5

Cây khác (giang, le ..)

- D < 3cm và N 6.000 cây
- D 3cm và N 3.00 cây
Rừng hỗn giao

III
1

Hỗn giao tre nứa gỗ

- Rừng tre nứa xen gỗ
- Rừng gỗ xen nứa

2

Hỗn giao lá rộng, lá kim

Rừng ngập mặn

IV
1

- Số lượng cây của một trong hai thành phần
loài lá rộng hoặc lá kim chiếm không quá
75%

Rừng tràm

- D < 6cm và N 2.500 cây
- D từ 6 đến 14cm và N > 1.500 cây
- D từ > 14cm và N > 1.000 cây

2

Rừng Sát

3

Rừng Đước, Sú, Vẹt,

- D < 6cm và N 2.500 cây


19

thuần loại

- D từ 6 đến 14cm và N > 1.500 cây
- D từ > 14cm và N > 1.000 cây

4

Rừng Sát hỗn giao

B

1

Rừng trồng

Rừng gỗ có trữ lượng

Cấp tuổi II trở lên
- Nhóm gỗ cứng tăng trưởng chậm 15 năm 1

cấp (lát hoa, lim, sao, dầu..)
- Nhóm gỗ cứng tăng trưởng Trung bình 10
năm 1 cấp (giổi, xoan đào, xà cừ, sau xau..)
- Nhóm gỗ mềm tăng trưởng nhanh 5 năm 1
cấp (mỡ, thông, sa mộc, phi lao..)
- Nhóm gỗ mềm tăng trưởng rất nhanh 3
năm 1 cấp (bạch đàn, bồ đề, keo, xoan..)

2

Rừng gỗ chưa có trữ
lượng

3

Rừng tre nứa trồng

4

Rừng đặc sản

C

Cấp tuổi I

Đất trống đồi núi trọc

1

Đất trống có cỏ (Kiểu Ia) Thực bì là cỏ, lau lách hoặc chuối rừng

2

Đất trống có cây bụi
(Kiểu Ib)

Thực bì là cây bụi, có thể có một số cây gỗ,
tre mọc rải rác

3

Đất trống có cây gỗ rải
rác (Kiểu Ic)

Thực bì giống 2 kiểu trên nhưng có số lượng
cây tái sinh cao trên 1m đạt 1.000 cây/ha trở
lên.

4

Núi đá có cây

Có cây gỗ

5

Núi đá trọc

Cây bụi, cỏ và trơ trụi đá

6

Đất nông nghiệp

Phục vụ sản xuất nông nghiệp

7

Nương, rẫy

Đất rừng chuyển sang trồng cây lương thực.


20

8

Dân cư

Đất ở

9

Đất khác

Ngoài các loại kể trên

10

Mặt nước (hồ, ao, sông)

3.2.1. Phương pháp thành lập bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng.
Bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng được thành lập dựa trên nền cơ sở địa
lý là bản đồ địa hình theo 3 phương pháp chính sau đây:
- Thành lập bằng phương pháp khoanh vẽ trực tiếp ở thực địa theo phương pháp dốc đối diện hoặc khoanh theo tuyến điều tra.
- Thành lập bằng phương pháp khoanh vẽ ảnh hàng không, ảnh vũ trụ
kết hợp với kiểm tra thực địa.
- Thành lập bằng phương pháp biên tập, biên vẽ và khoanh vẽ bổ sung từ

các tài liệu điều tra cũ.
3.2.2. Nội dung cơ bản của bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng
* Nội dung nền cơ sở địa lý
Các yếu tố nội dung phải biểu thị trên bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng
gồm toàn bộ các yếu tố có trên bản đồ địa hình sử dụng làm nền cơ sở:
- Lưới toạ độ Km
- Điểm khống chế tọa độ, độ cao các cấp
- Địa hình
- Địa giới hành chính các cấp
- Mốc quy hoạch, chỉ giới quy hoạch...
- Thuỷ văn
- Giao thông
- Các công trình văn hoá, xã hội khác
- Các ghi chú thuyết minh


21

* Nội dung chuyên đề lâm nghiệp
Hệ thống phân loại của bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng thể hiện mức
độ tài nguyên của rừng và một số loại hình sử dụng đất khác như bảng 3.1. Lô

là đơn vị nhỏ nhất trong thống kê tài nguyên rừng và thiết kế các biện pháp kỹ
thuật lâm sinh, diện tích khoanh vẽ tối thiểu là 0,5 ha. Lô rừng trồng thường
có diện tích từ 1 đến 5 ha, có địa hình, đất và hiện trạng thực bì tương đối
giống nhau, được bố trí các loài cây trồng áp dụng biện pháp kỹ thuật lâm sinh
như nhau.
Đối với bản đồ gốc tỷ lệ 1/25.000 cấp xã, các lô trạng thái cần ghi rõ
như ví dụ
3-IIIA2

Số hiệu lô - ký hiệu loại đất, loại rừng

13.5

Diện tích lô

Đối với bản đồ gốc tỷ lệ 50.000 cấp huyện các lô trạng thái cần ghi rõ
ký hiệu loại đất, loại rừng (ví dụ: IIIA2)
Bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng còn phải thể hiện các yếu tố chuyên
đề lâm nghiệp khác gồm:
- Ranh giới quy hoạch 3 loại rừng (Phòng hộ, đặc dụng, sản xuất)
- Ranh giới lâm truờng, nông truờng
- Ranh giới phân truờng
- Ranh giới tiểu khu
- Ranh giới khoảnh

3.3. Cơ sở khoa học của HTTĐL trong xây dựng CSDL tài nguyên rừng
Xây dựng CSDL tài nguyên rừng phục vụ quản lý rừng và đất lâm
nghiệp là xây dựng bản đồ tài nguyên rừng dưới dạng số. Ngoài việc thể hiện
như một bản đồ thông thường ở dạng không gian ta cần có cấu trúc dữ liệu địa
lí mà nó không thể thể hiện hết được trên một bản đồ giấy thông thường, nhờ

22

khả năng chứa đựng các thông tin trong các trường dữ liệu mà ta có thể mô tả
đầy đủ được các đối tượng tài nguyên rừng.
HTTĐL là một nhánh của công nghệ thông tin, đã được phát triển mạnh
nhằm đáp ứng nhanh chóng và chính xác yêu cầu lưu trữ xử lý trên máy tính,
ngoài ra nó còn đáp ứng đầy đủ cácnhu cầu sử dụng bản đồgiấytruyền thống.
Ngoài ra công nghệ HTTĐL còn cho phép thực hiện nhiều nội dung
khai thác, xử lý thông tin bản đồ mới mà công nghệ truyền thống không có
điều kiện thực hiện.
Cấu trúc dữ liệu gắn với thông tin bản đồ cho phép truy xuất, in ra các
bản đồ, biểu thống kê, phiếu mô tả một cách cực kỳ nhanh chóng chính xác
nhờ các câu lệnh đã được thiết kế trong phần mềm ứng dụng.
3.3.1.Các thành phần chính của HTTĐL
-Hệ thống phần cứng :
Bao gồm hệ thống máy tính và các thiết bị ngoại vi có khả năng thực
hiện các chức năng vào, ra và xử lý thông tin của phần mềm tại hình 3.1.

Băng
từ

Máy
chủ

Hiển thị

Bàn vẽ

Máy quét

Đĩa

Mạng

Máy
in màu

Hình 3.1. Hệ thống phần cứng trong HTTĐL

-Hệ thống phần mềm :
Đi kèm với hệ thống thiết bị trong HTTĐL ở trên là một hệ thống phần
mềm có tối thiểu 4 nhóm chức năng sau đây :
- Nhập thông tin không gian và thông tin thuộc tính từ các nguồn khác nhau.


23

- Lưu trữ, điều chỉnh, cập nhật và tổ chức các thông tin không gian và
thông tin thuộc tính.
- Phân tích biến đổi thông tin trong CSDL nhằm giải quyết các bài toán
tối ưu và mô hình mô phỏng không gian- thời gian
- Hiển thị và trình bày thông tin dưới các dạng khác nhau, với các biện
pháp khác nhau.
Phần mềm được phân thành ba lớp : hệ điều hành, các chương trình tiện
ích đặc biệt và các chương trình ứng dụng.
-Cơ sở dữ liệu
HTTĐL phải bao gồm một cơ sở dữ liệu chứa các thông tin không gian
(thông tin địa lý) và các thông tin thuộc tính liên kết chặt chẽ với nhau và

được tổ chức theo một ý đồ chuyên ngành nhất định.(hình 3.2)

- Cơ sở tri thức của HTTĐL phục vụ xây dựng CSDL tài nguyên rừng
Cấu trúc của cơ sở tri thức (CSTT) trong HTTĐL được thể hiện tại hình 3.3.
Cơ sở tri thức là linh hồn của của một hệ thông tin địa lý; cơ sở tri thức
ở đây bao hàm các kiến thức chuyên gia chuyên ngành cơ bản về đo đạc bản
đồ, địa lý, tin học và các kiến thức chuyên ngành lâm nghiệp ứng dụng hệ
thông tin địa lý. Chỉ có sự phối hợp chặt chẽ giữa các chuyên gia này thì mới


24

có thể tạo được một CSDL HTTĐL có chất lượng và đáp ứng được các yêu cầu
đặt ra. Có 3 nhóm người làm việc và tác động lên HTTĐL là:

- Các kỹ thuật viên: thao tác trực tiếp với phần cứng và phần mềm của hệ.
- Các nhà quản trị hệ thống: giải quyết các bài toán phân tích, đánh giá
theo các mục tiêu xác định, đặt ra các yêu cầu cụ thể để kỹ thuật viên thao tác.
- Các nhà lãnh đạo: sử dụng HTTĐL như một công cụ trợ giúp ra quyết
định, đặt ra các bài toán yêu cầu nhà quản trị hệ thống giải quyết.
Trong phạm vi của đề tài, chỉ xét đến CSTT phục vụ xây dựng CSDL tài
nguyên rừng:
- Phân loại các loại rừng và đất lâm theo trạng thái.
- Thiết kế các trường dữ liệu phục vụ cho việc lưu trữ, tra cứu thông tin
về rừng một cách nhanh chóng và hiệu quả.
- Các mô hình cơ sở về phân tích bản đồ ( mô hình số độ cao DEM, độ
dốc, hướng phơi)
3.3.2.Cơ sở dữ liệu hệ thông tin địa lý
-Đặc điểm của thông tin địa lý :
Đây là những thông tin về các đối tượng địa lý. Các đối tượng địa lý là

những vật thể xác định trên bề mặt đất hay ở gần mặt đất hoặc trong không