Nghiên cứu xây dựng bản đồ hiện trạng rừng từ ảnh vệ tinh độ phân giải cao phục vụ công tác kiểm kê rừng tại công ty TNHH MTV lâm nghiệp la ngà, tỉnh đồng nai

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

HOÀNG THỊ HỒNG

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG RỪNG
TỪ ẢNH VỆ TINH ĐỘ PHÂN GIẢI CAO PHỤC VỤ CÔNG
TÁC KIỂM KÊ RỪNG TẠI CÔNG TY TNHH MTV
LÂM NGHIỆP LA NGÀ, TỈNH ĐỒNG NAI

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP

ĐỒNG NAI, 2017


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP

HOÀNG THỊ HỒNG

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG RỪNG
TỪ ẢNH VỆ TINH ĐỘ PHÂN GIẢI CAO PHỤC VỤ CÔNG
TÁC KIỂM KÊ RỪNG TẠI CÔNG TY TNHH MTV
LÂM NGHIỆP LA NGÀ, TỈNH ĐỒNG NAI

CHUYÊN NGÀNH: LÂM HỌC
MÃ SỐ: 60.62.02.01

LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC LÂM NGHIỆP

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
1. PGS. TS. TRẦN QUANG BẢO
2. TS. LÊ SỸ DOANH

Đồng Nai, 2017


i

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình do tôi thực hiện, những số liệu, kết
quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa có ai công bố trong bất cứ công
trình nào khác./.
Tác giả

Hoàng Thị Hồng


ii

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành chƣơng trình đạo tạo thạc sỹ khoa học lâm nghiệp khóa
2014-2016, đƣợc sự đồng ý của Khoa đào tạo sau đại học, Trƣờng Đại học
Lâm nghiệp, tôi thực hiện đề tài: “Nghiên cứu xây dựng bản đồ hiện trạng
rừng từ ảnh vệ tinh độ phân giải cao phục vụ công tác kiểm kê rừng tại Công

ty TNHH MTV Lâm nghiệp La Ngà, tỉnh Đồng Nai” với sự hƣớng dẫn của TS.
Lê Sỹ Doanh. Trong suốt quá trình học tập và làm luận văn tốt nghiệp, tôi
luôn nhận đƣợc sự quan tâm giúp đỡ của các thầy cô trong trƣờng, thầy giáo
hƣớng dẫn cũng nhƣ bạn bè đồng nghiệp tại Chi cục Kiểm lâm Đồng Nai, Hạt
Kiểm lâm thành phố Biên Hòa và Công ty TNHH MTV Lâm nghiệp La Ngà
nơi tôi làm việc, thực tập.
Nhân dịp này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Lê Sỹ Doanh
đã tận tình giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập cũng nhƣ thực hiện đề tài.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến các anh/chị làm việc tại Viện Sinh thái rừng
và Môi trƣờng, các anh/chị đã cung cấp cho đề tài một số dữ liệu cần thiết và
hƣớng dẫn tôi về các kỹ thuật liên quan đến xử lý ảnh, biên tập bản đồ. Tôi
xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã động viên, tạo mọi điều kiện về vật chất và
tinh thần để tôi hoàn thành luận văn đúng thời hạn.
Tôi xin chân thành cảm ơn Chi cục Kiểm lâm tỉnh Đồng Nai, Hạt Kiểm
lâm thành phố Biên Hòa đã tạo các điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá
trình học tập. Tôi cũng xin cảm ơn Ban lãnh đạo Công ty TNHH MTV Lâm
nghiệp La Ngà đã cung cấp tƣ liệu bản đồ, số liệu liên quan đến tài nguyên
rừng và giúp đỡ tôi trong thời gian đi ngoại nghiệp tại địa bàn của Công ty.
Trong khuôn khổ thời gian và kinh nghiệm còn hạn chế nên đề tài
không tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy, tác giả rất mong nhận đƣợc những
ý kiến đóng góp từ các thầy cô và đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Đồng Nai, ngày tháng 8 năm 2017
Tác giả


iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i

LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... ii
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .................................................................. v
DANH MỤC BẢNG ........................................................................................ vi
DANH MỤC HÌNH ........................................................................................ vii
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
Chƣơng 1. TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ....................................... 3
1.1. Nghiên cứu ứng dụng ảnh vệ tinh trong phân loại và thành lập bản đồ
hiện trạng rừng. ................................................................................................. 3
1.1.1. Các nghiên cứu trên thế giới. .................................................................. 3
1.1.2. Các nghiên cứu ở Việt Nam. ................................................................... 6
1.2. Nghiên cứu đánh giá diễn biến, biến động tài nguyên rừng. ................... 11
1.2.1. Các nghiên cứu trên thế giới. ................................................................ 11
1.2.2. Các nghiên cứu ở Việt Nam. ................................................................. 16
1.3. Nhận xét nghiên cứu phần tổng quan....................................................... 17
Chƣơng 2. MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19
2.1. Mục tiêu nghiên cứu................................................................................. 19
2.1.1. Mục tiêu tổng quát ................................................................................ 19
2.1.2. Mục tiêu cụ thể ...................................................................................... 19
2.2. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu............................................................ 19
2.2. 1. Đối tƣợng nghiên cứu........................................................................... 19
2.2.2. Phạm vi nghiên cứu ............................................................................... 19
2.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................ 20
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu.......................................................................... 20
Chƣơng 3. ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ KINH TẾ - XÃ HỘI
CÔNG TY TNHH MTV LÂM NGHIỆP LA NGÀ ....................................... 29
3.1. Điều kiện tự nhiên .................................................................................... 29


iv

3.1.1. Vị trí, địa lý ........................................................................................... 29
3.1.2. Địa hình ................................................................................................. 30
3.1.3. Khí hậu .................................................................................................. 31
3.1.4. Địa chất và thổ nhƣỡng ......................................................................... 31
3.2. Tình hình kinh tế - xã hội, môi trƣờng của Công ty ................................ 32
3.2.1. Tình hình dân số và mật độ dân số........................................................ 32
3.2.2. Tình hình số hộ gia đình và lao động .................................................... 33
3.2.3. Tình hình dân tộc .................................................................................. 33
3.2.4. Kết quả đánh giá tác động xã hội, kinh tế, môi trƣờng ......................... 34
3.3. Đánh giá chung ........................................................................................ 36
Chƣơng 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................ 37
4.1. Đặc điểm hiện trạng sử dụng rừng và đất lâm nghiệp Công ty TNHH
MTV LN La Ngà ............................................................................................. 37
4.2. Kết quả thành lập bản đồ hiện trạng rừng ................................................ 40
4.2.1. Xây dựng bộ mẫu khóa ảnh .................................................................. 40
4.2.2. Giải đoán ảnh phân loại hiện trạng rừng ............................................... 43
4.3. Đánh giá diễn biến tài nguyên rừng giai đoạn 2010 - 2016 ..................... 51
4.3.1. Đặc điểm hiện trạng rừng giai đoạn 2010 - 2016 ................................. 51
4.3.2. Đánh giá biến động tài nguyên rừng ..................................................... 57
4.3.3. Thành lập và biên tập bản đồ biến động tài nguyên rừng ..................... 62
4.4. Đề xuất quy trình thành lập bản đồ hiện trạng rừng và đánh giá biến động
tài nguyên rừng................................................................................................ 65
4.4.1. Đề xuất quy trình thành lập bản đồ hiện trạng rừng ............................. 65
4.4.2. Đề xuất mô hình đánh giá biến động tài nguyên rừng .......................... 68
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................... 70
1. Kết luận ....................................................................................................... 70
2. Tồn tại và kiến nghị..................................................................................... 71
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 72

v

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
Nghĩa

Từ viết tắt
BQL RPH

Ban quản lý rừng phòng hộ

CHDC

Cộng hòa Dân chủ

GE

Google Earth

GIS

(Geography Infomation System): Hệ thống thông tin địa lý

GPS

(Global Positioning System): Hệ thống định vị toàn cầu

GVI

(green vegetation index): Chỉ số màu xanh thực vật

HTR

Hiện trạng rừng

LN

Lâm nghiệp

MTV

Một thành viên

MKA

Mẫu khóa ảnh

NDVI

(Normalized Difference Vegetation Index): Chỉ số thực vật

NIR

Kênh cận hồng ngoại của ảnh vệ tinh

ÔTC

Ô tiêu chuẩn

TNHH

Trách nhiệm hữu hạn

RED

Kênh đỏ của ảnh

RS

(Remote Sensing): Viễn thám

RVI

(Ratio Vegetion Index): Tỷ số chỉ số thực vật

TRRI

(Total Ratio Reflectance Index): Tỷ số tổng giá trị cấp độ xám

UBND

Ủy ban nhân dân

VQG

Vƣờn quốc gia


vi

DANH MỤC BẢNG

Số hiệu
bảng

Tên bảng

Trang

2.1

Số lƣợng điểm điều tra theo trạng thái rừng và đất lâm
nghiệp

22

3.1

Thống kê dân số và mật độ dân số 2 xã Ngọc Định và
Thanh Sơn

32

3.2

Thống kê số hộ và lao động 2 xã Ngọc Định và Thanh
Sơn

33

3.3

Thống kê thành phần dân tộc 2 xã Thanh Sơn và Ngọc
Định

34

4.1

Diện tích các trạng thái rừng theo hệ thống phân loại cũ
và mới

38

4.2

Hiện trạng diện tích rừng và đất lâm nghiệp theo chức
năng

39

4.3

Hình ảnh bộ mẫu khóa ảnh cho các trạng thái rừng

41

4.4

Giá trị các kênh phổ trong lớp phân mảnh ảnh

44

4.5

Kết quả chọn mẫu giải đoán ảnh

46

4.6

Kết quả đánh giá phân loại rừng tại 90 điểm kiểm tra

47

4.7

Diện tích các trạng thái rừng sau hiệu chỉnh

48

4.8

Thống kê diện tích rừng năm 2010

51

4.9

Thống kê diện tích rừng năm 2016

54

4.10

So sánh diện tích các trạng thái rừng năm 2010 và 2016

57

4.11

Ma trận biến động tài nguyên rừng Công ty TNHH MTV
LN La Ngà giai đoạn 2010 - 2016

59

4.12

Ký hiệu 53 mã trong bản đồ biến động tài nguyên rừng

63

4.13

Một số chỉ số thực vật thƣờng sử dụng trong giải đoán
ảnh

66


vii

DANH MỤC HÌNH
Số hiệu
hình vẽ

Tên bảng

Trang

2.1

Quy trình xây dựng bản đồ hiện trạng rừng

21

2.2

Phân bố điểm điều tra ô tiêu chuẩn

23

3.1

Sơ đồ vị trí khu vực nghiên cứu

29

3.2

Phân bố độ cao địa hình khu vực nghiên cứu

30

3.3

Phân bố độ dốc địa hình khu vực nghiên cứu

31

4.1

Bản đồ HTR Công ty TNHH MTV LN La Ngà năm
2015

37

4.2

Kết quả phân mảnh ảnh thành từng lô trên ảnh GE

44

4.3

Biểu đồ so sánh diện tích các trạng thái rừng sau cập
nhật

49

4.4

Kết quả biên tập bản đồ hiện trạng rừng năm 2016

50

4.5

Biểu đồ tỷ lệ đất lâm nghiệp và các trạng thái rừng
năm 2010

52

4.6

Bản đồ hiện trạng rừng năm 2010

53

4.7

Biểu đồ tỷ lệ đất lâm nghiệp và các trạng thái rừng
năm 2016

55

4.8

Bản đồ hiện trạng rừng năm 2016

56

4.9

Biểu đồ so sánh diện tích rừng năm 2010 - 2016

62

4.10

Bản đồ biến động tài nguyên rừng giai đoạn 2010 2016

64

4.11

Sơ đồ quy trình xây dựng bản đồ hiện trạng rừng từ
ảnh vệ tinh có độ phân giải cao

65

4.12

Quy trình xây dựng và đánh giá biến động tài nguyên
rừng

68


1

MỞ ĐẦU

Rừng là tài nguyên quý giá của quốc gia, là bộ phận quan trọng của môi
trƣờng sinh thái, có giá trị lớn về kinh tế - xã hội và môi trƣờng. Trong bối
cảnh biến đổi khí hậu, ngƣời ta càng thấy rõ giá trị của tài nguyên rừng. Tài
nguyên rừng ở Việt Nam đang ngày càng đƣợc chú trọng về quản lý, bảo vệ
và phát triển bền vững và đây cũng là xu thế phát triển lâm nghiệp của thế
giới.
Trong chiếm lƣợc phát triển lâm nghiệp Việt Nam giai đoạn 2006 2020 đã xác định: “Quản lý, sử dụng và phát triển bền vững là nền tảng cho
phát triển lâm nghiệp. Mục tiêu đến năm 2020 đƣợc xác định: Thiết lập, quản
lý, bảo vệ, phát triển và sử dụng bền vững 16,24 triệu ha đất quy hoạch cho
lâm nghiệp; nâng tỷ lệ đất có rừng lên 42 - 43% vào năm 2010 và 47% đến
năm 2020”. Sự phát triển kinh tế gắn với bảo vệ tài nguyên thiên nhiên và môi
trƣờng phục vụ phát triển bền vững đang là vấn đề hết sức cần thiết đƣợc các
nhà lâm nghiệp đề ra. Để làm tốt công việc này, công tác điều tra, theo dõi và
phân tích biến động diện tích rừng là một trong những nhiệm vụ quan trọng
của ngành lâm nghiệp.
Những năm trƣớc đây, ở nƣớc ta việc điều tra theo dõi diễn biến tài
nguyên rừng chủ yếu vẫn dựa trên việc điều tra, đo vẽ, thành lập bản đồ hiện
trạng rừng bằng các phƣơng pháp thủ công, công việc này đòi hỏi tốn rất
nhiều thời gian, công sức, tiền bạc, độ chính xác chƣa cao và việc cập nhật
diễn biến rừng theo thời gian gặp nhiều khó khăn do tình hình quản lý bảo vệ
rừng có nhiều biến động lớn và diễn biến phức tạp. Trong những năm gần
đây, khi khoa học công nghệ viễn thám và GIS trên thế giới phát triển mạnh,
Việt Nam cũng là một trong những quốc gia có sự quan tâm lớn và tiếp cận
ứng dụng ngay công nghệ này vào trong lĩnh vực lâm nghiệp. Kỹ thuật viễn
thám với khả năng quan sát các đối tƣợng ở các độ phân giải phổ và không


2

gian khác nhau, chu kỳ chụp lặp từ một tháng đến một ngày cho phép quan

sát và xác định nhanh chóng hiện trạng lớp phủ rừng, và với sự hỗ trợ của các
phần mềm GIS có thể dễ dàng xác định đƣợc biến động rừng và đặc biệt là xu
hƣớng biến động tài nguyên rừng theo thời gian.
Đồng Nai là tỉnh thuộc vùng Đông Nam Bộ Việt Nam. Tỉnh Đồng Nai
nằm trong vùng kinh tế trọng điểm phía Nam, với diện tích tự nhiên là
5.907,2 km và có trên 197.000 ha rừng và đất lâm nghiệp. Rừng của tỉnh
Đồng Nai đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển kinh tế nông nghiệp và
là lá phổi xanh của vùng Đông Nam Bộ. Công ty TNHH MTV Lâm nghiệp
La Ngà nằm trên địa phận tỉnh Đồng Nai, hiện đang quản lý sử dụng 24.640,6
ha rừng và đất lâm nghiệp, chiếm 12% diện tích rừng của tỉnh Đồng Nai. Diện
tích rừng và đất lâm nghiệp của Công ty thuộc vùng có địa hình và độ dốc
thấp, thuận lợi cho phát triển lâm nghiệp cũng nhƣ các hoạt động sản xuất
khác. Tuy nhiên, giai đoạn 1990 - 2016, đây là khu vực có nhiều diễn biến
phức tạp về việc quản lý, bảo vệ, sử dụng tài nguyên rừng và đất lâm nghiệp ở
tỉnh Đồng Nai. Các số liệu về hiện trạng rừng cũng nhƣ số liệu về biến động
tài nguyên rừng của Công ty còn chƣa thống nhất, chƣa có độ tin cậy cao.
Nhận thấy tầm quan trọng của việc theo dõi, đánh giá và dự báo xu thế tài
nguyên rừng phục vụ lập kế hoạch phát triển rừng bền vững của Công ty
trong những giai đoạn tiếp theo là hết sức quan trọng, tác giả tiến hành thực
hiện đề tài “Nghiên cứu xây dựng bản đồ hiện trạng rừng từ ảnh vệ tinh độ
phân giải cao phục vụ công tác kiểm kê rừng tại Công ty TNHH MTV Lâm
nghiệp La Ngà, tỉnh Đồng Nai”.


3

Chƣơng 1
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Nghiên cứu ứng dụng ảnh vệ tinh trong phân loại và thành lập bản
đồ hiện trạng rừng

Phân loại và thành lập bản đồ các trạng thái rừng là các nội dung cơ
bản trong địa lý lâm nghiệp nói chung. Hệ thống phân loại rừng trên thế giới
có những điểm khác so với Việt Nam và ngay ở Việt Nam nó cũng có những
thay đổi theo từng giai đoạn do đó công nghệ để giám sát và thành lập bản đồ
tài nguyên rừng ở mỗi quốc gia, mỗi giai đoạn có những sự thay đổi phù hợp
với tình hình của thực tiễn. Cho đến nay, trên thế giới cũng nhƣ Việt Nam,
công nghệ Viễn thám đã đang và sẽ đƣợc nghiên cứu ứng dụng phổ biến và
ngày càng đƣợc sử dụng có hiệu quả trong lĩnh vực lâm nghiệp. Ở phần này,
tác giả trình bày tổng quan một số kết quả nghiên cứu về phân loại và thành
lập bản đồ hiện trạng rừng trên thế giới và Việt Nam.
1.1.1. Các nghiên cứu trên thế giới
Trên thế giới, công nghệ không gian địa lý đƣợc sử dụng rất sớm để
giám sát tài nguyên rừng. Từ đầu thế kỷ 20 ảnh hàng không bắt đầu đƣợc áp
dụng để khoanh vẽ các trạng thái rừng. Ảnh hàng không thƣờng đƣợc lƣu trên
giấy ảnh hoặc ảnh số. Từ những thử nghiệm lẻ tẻ về ứng dụng ảnh hàng
không trong lâm nghiệp vào thời gian đầu, đã có nhiều tác giả sử dụng thành
công ảnh hàng không để xây dựng bản đồ tài nguyên rừng ở các nƣớc nhƣ
Canada, Mỹ và Anh (Bickford, 1952). Ảnh hàng không thƣờng đƣợc giải
đoán bằng mắt với sự hỗ trợ của các thiết bị quang học nhƣ kính lúp, kính lập
thể, máy tổng hợp màu v.v... để xác định đối tƣợng. Các trạng thái rừng khác
nhau trên ảnh đƣợc khoanh vẽ dựa trên một số tiêu chí sau (Lillesand and
Kiefer, 2000): cấp độ sáng (tone); kích thƣớc (size) và hình dáng (shape) của
tán cây; biến đổi trong cấu trúc tán cây (texture); phân bố không gian của tán


4

cây (pattern); bóng cây (shadow). Ƣu điểm của việc sử dụng ảnh hàng không
so với điều tra mặt đất là: cung cấp một bức tranh toàn cảnh về phân bố của
rừng trên một diện tích rộng; lƣu giữ đƣợc những biến đổi về động thái của

rừng theo thời gian; ảnh hàng không có thể chụp với bƣớc sóng từ tia cực tím
đến hồng ngoại gần (0.3m - 0.9m), vì vậy có thể phản ánh những thông tin
mà mắt thƣờng không thấy đƣợc. Nhƣợc điểm của ảnh hàng không là rất khó
chụp, lƣu giữ, hiệu chỉnh và giải đoán. Ngoài ra việc giải đoán bằng mắt là rất
chủ quan phụ thuộc vào trình độ, kinh nghiệm ngƣời giải đoán, kết quả không
đồng nhất, thời gian thực hiện lâu và tốn kém nhiều nhân lực. Ở Việt Nam,
công nghệ giải đoán bằng mắt cũng đã và đang đƣợc áp dụng đối với ảnh vệ
tinh trong phân loại rừng và đã bộc lộ nhiều tồn tại.
Trong vòng khoảng 35 năm trở lại đây, ảnh vệ tinh với phƣơng pháp xử
lý số đã đƣợc sử dụng rộng rãi và dần thay thế ảnh hàng không trong xây
dựng các bản đồ tài nguyên rừng phục vụ công tác điều tra và kiểm kê rừng
(Lambin, 2001). Phƣơng pháp xử lý số có ƣu điểm nổi bật là thời gian xử lý
ngắn, việc phân loại các đối tƣợng đƣợc tiến hành nhanh chóng trên phạm vi
rộng mà không tốn công đi thực địa, công việc đƣợc thực hiện dựa vào cấp độ
xám của các pixel, nên kết quả thu đƣợc khách quan không phụ thuộc vào chủ
quan của nguời giải đoán. Tuỳ thuộc vào yêu cầu sử dụng, ảnh vệ tinh sẽ cho
phép xây dựng các bản đồ tài nguyên rừng với quy mô và tỷ lệ khác nhau một
cách nhanh chóng, hoặc đánh giá đƣợc biến động của hiện trạng rừng ở hiện
tại so sánh với các thời điểm trong quá khứ. Với những ƣu điểm nhƣ vậy, đã
có nhiều chuyên gia và các nhà nghiên cứu sử dụng ảnh vệ tinh để khoanh vẽ
lớp phủ thực vật trên bề mặt trái đất từ quy mô nhỏ đến toàn cầu (Yichun et
al., 2008). Hiện nay, trên thế giới có nhiều vệ tinh cung cấp ảnh có độ phân
giải không gian, phân giải phổ, số lƣợng kênh phổ và chu kỳ bay chụp khác
nhau, từ các ảnh đa phổ (multispectral sensors) tới ảnh siêu phổ


5

(hyperspectral), bƣớc sóng biến động từ nhìn thấy tới sóng siêu cao tần, độ
phân giải không gian từ dƣới 1m tới vài km, chu kỳ bay chụp có thể từ hàng

ngày tới hàng tuần hoặc hàng tháng. Navulur (2006) đã phân nhóm các loại
ảnh vệ tinh theo độ phân giải không gian nhƣ sau: (i) ảnh có độ phân giải
thấp: lớn hơn 30m, (ii) ảnh có độ phân giải trung bình: 10m - 30m; (iii) ảnh có
độ phân giải cao: 2 - 10 m; (iv) ảnh có độ phân giải rất cao: nhỏ hơn 2m. Mỗi
loại ảnh vệ tinh khác nhau lại có đặc điểm về độ phân giải không gian, bƣớc
sóng, chu kỳ bay chụp, giá thành khác nhau. Vì vậy, lựa chọn ảnh vệ tinh
thích hợp trong xây dựng bản đồ phân loại rừng là cần thiết. ngƣời ta thƣờng
dựa vào những căn cứ sau: (i) mục tiêu của bản đồ, (ii) giá thành của ảnh, (iii)
điều kiện khí quyển, (iv) những yêu cầu kỹ thuật trong việc giải đoán ảnh.
Trong xây dựng các bản đồ phân loại rừng, nhƣng loại ảnh viễn thám đƣợc sử
dụng phổ biến gồm Landsat TM và ETM+, SPOT, MODIS, NOAA-AVHRR,
IKONOS và QuickBird.
Dƣới đây là một số công trình trên thế giới đã ứng dụng công nghệ ảnh
vệ tinh trong việc xác định trữ lƣợng, độ che phủ rừng ... phục vụ xây dựng
bản đồ hiện trạng rừng:
Trotter và cộng sự (1997) sử dụng ảnh Landsat TM để tìm mối quan hệ
giữa trữ lƣợng lâm phần rừng ôn đới với 7 kênh của ảnh. Nghiên cứu sử dụng
ba phƣơng pháp: phân tích hồi quy tuyến tính, phi tham số và ngƣời láng
giềng gần nhất kNN. Tuy nhiên mô hình hồi quy tìm đƣợc có kết quả rất thấp
(R2 = 0.29) [32].
Donoghue và cộng sự (2002) đã tiến hành nghiên cứu để thiết lập mối
quan hệ hồi quy giữa ảnh vệ tinh Landsat và SPOT với chiều cao cây và tiết
diện ngang. Kết quả đạt đƣợc R2=0.86, P<0.01 và R2=0.61, P<0.01 [20].
Fransson và cộng sự (2004) đã nghiên cứu mô hình hồi quy giữa ảnh
SPOT5 và trữ lƣợng rừng phƣơng bắc tại Thụy Điển. Kết quả cho thấy sai số


6

trung phƣơng RMSE từ các mô hình đã đƣợc báo cáo là 30,8% [22].

Phƣơng pháp phi tham số K-nearest neighbor (kNN) cũng đã đƣợc sử
dụng trong ƣớc lƣợng nhân tố điều tra rừng ở các lâm phần rừng ôn đới.
Makela và Pekkarinen (2004) dự đoán trữ lƣợng các loài cây bằng cách sử
dụng phƣơng pháp kNN. Kết quả cho sai số trung phƣơng (RMSE) là 48%
trong khi ƣớc lƣợng ở các loài riêng biệt cao hơn (cho cây vân sam RMSE là
81%, cho các cây thông và cây lá rộng, RMSEs hơn 100 %). Để xác định giá
trị k thích hợp cho phƣơng pháp kNN, các giá trị k khác nhau đã đƣợc thử
nghiệm và họ kết luận rằng khi k tăng từ 1 đến 5, sai số trung phƣơng của trữ
lƣợng giảm nhanh, nhƣng giảm ít khi k =5 [28].
M. Saei jamalabad, A.A. Abkar đã sử dụng các ảnh chỉ số AVI (chỉ số
thực vật cấp cao), SI (chỉ số bóng), BI(chỉ số đất), TI (chỉ số nhiệt) để đánh
giá và giám sát độ che phủ rừng, đề tài đã đạt đƣợc độ chính xác là 83% và hệ
số kappa 0.78 cho hình ảnh TM+2002 [29].
Rikimaru và cộng sự (2002) đã sử dụng chỉ số thực vật cấp cao (AVI),
chỉ số về đất trống (BI), chỉ số bóng (SI) để ƣớc lƣợng độ che phủ rừng [30].
1.1.2. Các nghiên cứu ở Việt Nam
Ở Việt Nam, công nghệ viễn thám cũng đƣợc ứng dụng trong lĩnh vực
lâm nghiệp khá sớm. Năm 1958, với sự hợp tác của CHDC Đức đã sử dụng
ảnh máy bay đen trắng toàn sắc tỷ lệ 1/30.000 để điều tra rừng ở vùng Đông
Bắc (Chu Thị Bình, 2001). Đó là một bƣớc tiến bộ kỹ thuật rất cơ bản, tạo
điều kiện xây dựng các công cụ cần thiết để nâng cao chất lƣợng công tác
điều tra rừng ở nƣớc ta. Từ cuối năm 1958, bình quân mỗi năm đã điều tra
đƣợc khoảng 200.000 ha rừng, đã sơ thám đƣợc tình hình rừng và đất đồi núi,
lập đƣợc thống kê tài nguyên rừng đơn giản và vẽ đƣợc phân bố tài nguyên
rừng ở miền Bắc. Đến cuối năm 1960, tổng diện tích rừng ở miền Bắc đã điều
tra đƣợc vào khoảng 1,5 triệu ha. Ở Miền Nam ảnh máy bay đƣợc sử dụng từ


7

năm 1959, đã xác định tổng diện tích rừng miền Nam là 8 triệu ha.
Năm 1968 đã sử dụng ảnh máy bay trong công tác điều tra rừng cho
lâm trƣờng Hữu Lũng, Lạng Sơn. Dựa vào ảnh máy bay, khoanh ra các loại
rừng, sau đó ra thực địa kiểm tra và đo đếm cho từng loại rừng, xây dựng bản
đồ hiện trạng rừng thành quả.
Giai đoạn 1970 - 1975 ảnh máy bay đã đƣợc sử dụng rộng rãi để xây
dựng các bản đồ hiện trạng, bản đồ mạng lƣới vận xuất, vận chuyển cho nhiều
vùng thuộc miền Bắc (Vũ Tiến Hinh, Phạm Ngọc Giao, 1997) [6].
Từ năm 1981 đến năm 1983, lần đầu tiên ngành Lâm nghiệp tiến hành
điều tra, đánh giá tài nguyên rừng trên phạm vi toàn quốc. Trong đó đã kết
hợp giữa điều tra mặt đất và giải đoán ảnh vệ tinh do FAO hỗ trợ. Do vào đầu
những năm 1980, ảnh vệ tinh và ảnh hàng không còn rất hạn chế, chỉ đáp ứng
yêu cầu điều tra rừng ở một số vùng nhất định, mà chƣa có đủ cho toàn quốc.
Ảnh vệ tinh đƣợc sử dụng thời kỳ đó là Landsat MSS.
Từ năm 1991 - 1995 đã tiến hành theo dõi diễn biến tài nguyên rừng
toàn quốc và xây dựng bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng trên cơ sở kế thừa
những bản đồ hiện trạng rừng hiện có thời kỳ trƣớc năm 1990, sau đó dùng
ảnh vệ tinh Landsat MSS và Landsat TM có độ phân giải 30x30m để cập nhật
những khu vực thay đổi sử dụng đất, những nơi mất rừng hoặc những nơi có
rừng trồng mới hay mới tái sinh phục hồi. Ảnh vệ tinh Landsat MSS và
Landsat TM tỷ lệ 1: 250.000, đƣợc giải đoán khoanh vẽ trực tiếp trên ảnh
bằng mắt thƣờng. Kết quả giải đoán đƣợc chuyển hoạ lên bản đồ địa hình tỷ lệ
1: 100.000 và đƣợc kiểm tra tại hiện trƣờng. Thành quả đã thành lập đƣợc:
bản đồ sinh thái thảm thực vật rừng các vùng tỷ lệ 1: 250.000; bản đồ dạng
đất đai các tỉnh tỷ lệ 1: 100.000 và các vùng tỷ lệ 1: 250.000.
Từ năm 1996 - 2000, bản đồ hiện trạng rừng đƣợc xây dựng bằng
phƣơng pháp viễn thám. Ảnh vệ tinh đã sử dụng là SPOT3, có độ phân giải


8

15m x 15m, phù hợp với việc xây dựng bản đồ tỷ lệ 1:100.000. So với ảnh
Landsat MSS và Landsat TM, ảnh SPOT3 có độ phân giải cao hơn, các đối
tƣợng trên ảnh cũng đƣợc thể hiện chi tiết hơn. Ảnh SPOT3 vẫn đƣợc giải
đoán bằng mắt thƣờng nên kết quả giải đoán vẫn còn phụ thuộc nhiều vào
kinh nghiệm của chuyên gia giải đoán và chất lƣợng ảnh. Kết quả về bản đồ
ngƣời ta đã xây dựng đƣợc các bản đồ phân vùng sinh thái thảm thực vật cấp
vùng và toàn quốc; bản đồ phân loại đất cấp tỉnh, vùng và toàn quốc; bản đồ
hiện trạng rừng cấp tỉnh, vùng và toàn quốc và bản đồ hiện trạng rừng tỷ lệ
1:100.000; 1:250.000; 1:1.000.000.
Từ năm 2000 - 2005, phƣơng pháp xây dựng bản đồ trong lâm nghiệp
đã đƣợc phát triển lên một bƣớc. Bản đồ hiện trạng rừng đƣợc xây dựng từ
ảnh số vệ tinh Landsat ETM+. Độ phân giải ảnh là 30m x 30m. Việc giải đoán
ảnh đƣợc thực hiện trong phòng dựa trên những mẫu khóa ảnh đã đƣợc kiểm
tra ngoài hiện trƣờng. Ƣu điểm của phƣơng pháp giải đoán ảnh số là tiết kiệm
thời gian và có thể giải đoán thử nhiều lần trƣớc khi lấy kết quả chính thức.
(Nguyễn Ngọc Bình, 2006) [2].
Từ năm 2007 - 2010, với sự giúp đỡ của Pháp trong cung cấp trạm thu
ảnh vệ tinh SPOT5 ở Trung tâm Viễn thám Quốc gia. Chu kỳ 4 của chƣơng
trình điều tra theo dõi diễn biến tài nguyên rừng do Viện Điều tra Quy hoạch
rừng thực hiện, đã sử dụng ảnh vệ tinh SPOT5 để xây dựng bản đồ hiện trạng
rừng và quy hoạch rừng trên toàn quốc. Đây là bƣớc tiến lớn trong ứng dụng
ảnh vệ tinh có độ phân giải cao (2.5 x 2.5m), có quy mô lớn trong giám sát tài
nguyên rừng ở Việt Nam. Tuy nhiên, do chất lƣợng của ảnh nhiều khu vực
không cao, vì vậy bản đồ giải đoán vẫn còn nhầm lẫn trong việc phân loại các
trạng thái rừng rừng.
Sau khi kết thúc chƣơng trình điều tra kiểm kê rừng thí điểm ở Bắc Kạn
và Hà Tĩnh năm 2012. Thủ tƣớng Chính phủ đã phê duyệt Dự án “Tổng điều

9

tra, kiểm kê rừng toàn quốc giai đoạn 2013 - 2016”. Tƣ liệu ảnh đƣợc sử dụng
trong giai đoạn này là SPOT5, bổ sung SPOT6, VNREDSat, với kỹ thuật giải
đoạn tự động hƣớng đối tƣợng. Thành quả của dự án là bản đồ kiểm kiểm kê
rừng, trong đó xác định rõ ranh giới diện tích, chất lƣợng, trữ lƣợng rừng cho từng
chủ sở hữu đến tận hộ gia đình.
Nhƣ vậy, việc ứng dụng viễn thám nói riêng và công nghệ không gian
địa lý nói chung ở Việt Nam đã có nhiều bƣớc tiến rõ rệt theo thời gian. Song
song với điều tra mặt đất, đã có nhiều nghiên cứu thử nghiệm và từng bƣớc
ứng dụng có hiệu quả phƣơng pháp viễn thám trong xây dựng các bản đồ tài
nguyên rừng, theo dõi diễn biến tài nguyên rừng. Tuy nhiên, hệ thống các bản
đồ tài nguyên rừng Việt Nam hiện nay, do đƣợc xây dựng tại các thời điểm
khác nhau và đã sử dụng nhiều nguồn thông tin tƣ liệu, nhiều nguồn ảnh, từ
ảnh vệ tinh Landsat MSS, TM, SPOT, Aster, Radar, ảnh máy bay và hệ thống
phân loại rừng rất khác nhau qua các thời kỳ, nên đã tạo ra nhiều loại số liệu
không đồng bộ, gây khó khăn cho ngƣời sử dụng, đặc biệt trong việc theo dõi
biến động về diện tích của rừng qua các thời kỳ. Có thể điểm qua một số công
trình nghiên cứu liên quan đến ứng dụng ảnh vệ tinh trong phân loại các trạng
thái rừng gần đây nhƣ:
Công trình nghiên cứu của Nguyễn Mạnh Cƣờng (1996) [3], “Nghiên
cứu đánh giá khả năng ứng dụng phƣơng pháp xử lý ảnh số từ thông tin viễn
thám cho lập bản đồ rừng”. Tác giả đã sử dụng ảnh Landsat TM và phƣơng
pháp phân loại phổ có kiểm định nhằm khoanh vẽ các trạng thái rừng. Kết quả
giải đoán đƣợc so sánh với bản đồ đối chứng đƣợc giải đoán bằng mắt từ ảnh
tổ hợp màu Landsat TM ở tỷ lệ 1/250.000.
Luận án tiến sĩ chuyên ngành khoa học đia lý của Trần Văn Thuỵ
(1996) với đề tài “Ứng dụng phƣơng pháp viễn thám để thành lập bản đồ
thảm thực vật tỉnh Thanh Hoá, tỷ lệ 1/200.000”. Tác giả sử dụng phƣơng

10

pháp giải đoán ảnh bằng mắt trên ảnh tổ hợp màu của tƣ liệu vệ tinh Landsat
TM, KFA-1000, Landsat MSS, KT-200 và ảnh máy bay đen trắng để thành
lập bản đồ thảm thực vật tỉnh Thanh Hoá [9].
Đề tài hợp tác nghiên cứu với cơ quan thám hiểm vũ trụ Nhật Bản “Sử
dung ảnh đa phổ và đa thời gian để xây dựng bản đồ lớp phủ thực vật” của
Nguyễn Đình Dƣơng - Viện Địa Lý, thực hiện từ năm 1996 đến 1998. Tác giả
đã áp dụng phƣơng pháp phân loại đa phổ bán tự động với 2 tự liệu viễn thám
ADEOS, AVNIR xây dựng các bản đồ lớp phủ thực vật.
Chu Hải Tùng và cộng sự (2008) với nghiên cứu ứng dụng kết hợp ảnh
vệ tinh Radar và quang học để thành lập một số lớp thông tin về lớp phủ mặt
đất. Kết quả cho thấy phƣơng pháp kết hợp ảnh radar và ảnh quang học cải
thiện đáng kể chất lƣợng và hiệu quả của công tác thành lập bản đồ các lớp
thông tin lớp phủ mặt đất [10].
Nguyễn Văn Lợi (2008) đã nghiên cứu phân chia thảm phủ rừng thành
sáu loại là rừng dày, rừng bị suy thoái, rừng trồng, trảng cỏ, cây bụi và đất
trống bằng cách kết hợp phƣơng pháp phân loại không giám định ISODATA
và phân loại có giám định Maximum Likelihood. Độ chính xác toàn bộ đạt
đƣợc khá cao 84,6%, hệ số Kappa là 0,82 [26].
Nguyễn Thị Thanh Hƣơng (2009) đã sử dụng ảnh SPOT 5 để phân loại
rừng lá rộng thƣờng xanh tai Huyện Tuy Đức tỉnh Đăk Nông. Nghiên cứu sử
dụng phƣơng pháp phân loại phi giám định Isoda và phân loại có giám định
Maximum Likelihood để phân loại thảm phủ. Kết quả đã phân biệt 4 loại
trạng thái bao gồm rừng phục hồi, rừng nghèo, rừng trung bình và rừng dày,
ngoài ra một số thảm phủ cũng đã đƣợc phân biệt trên ảnh nhƣ đất nông
nghiệp, rừng trồng, rừng lô ô. Kết quả đánh giá sai số với độ chính xác khá tốt
(độ chính xác tổng thể 82% và hệ số Kappa là 0.79) [24].

11

Vũ Tiến Điển (2013) đã ứng dụng phƣơng pháp phân loại ảnh hƣớng
đối tƣợng với tƣ liệu ảnh vệ tinh SPOT5, để phân loại rừng và đánh giá độ
chính xác của kết quả phân loại cho các vùng nghiên cứu thí điểm. Kết quả
của đề tài là bƣớc tiến mới trong ứng dụng các kỹ thuật phân loại ảnh nhằm
nâng cao độ chính xác bản đồ giải đoán và giảm thiểu các sai số khách quan
khác [5].
Phạm Văn Duẩn và Phùng Văn Khoa (2014) đã sử dụng ảnh SPOT 5
phân loại rừng lƣu vực Sơn Diệm tỉnh Hà Tĩnh phục vụ xây dựng bản đồ
kiểm kê rừng. Kết quả các tác giả đã phân loại trạng thái rừng của lƣu vực
Sơn Diệm thành 6 loại theo Thông tƣ 34/2009/TT-BNNPTNT với độ chính
xác đạt 82% [4].
Nguyễn Văn Thị và Trần Quang Bảo (2014) đã ứng dụng kỹ thuật phân
loại ảnh hƣớng đối tƣợng giải đoán ảnh SPOT 5 nhằm phân loại trạng thái
rừng theo Thông tƣ 34/2009/TT-BNNPTNT cho 4 xã của huyện Hƣơng Sơn
tỉnh Hà Tĩnh. Kết quả giải đoán đã phân loại rừng cho khu vực nghiên cứu
thành 7 loại với sai số phân loại 24% [8].
1.2. Nghiên cứu đánh giá diễn biến, biến động tài nguyên rừng
Với sự phát triển và khả năng ứng dụng có hiệu quả của công nghệ địa
không gian (hệ thống thông tin địa lý - GIS, viễn thám - RS, hệ thống định vị
toàn cầu - GPS) trong lĩnh vực lâm nghiệp đã góp phần quan trọng trong công
tác quản lý tài nguyên rừng trên thế giới và Việt Nam trong đó có công tác
theo dõi diễn biến, biến động tài nguyên rừng theo thời gian. Ở phần này, tác
giả tổng quan một số công trình trên thế giới và Việt Nam đã sử dụng công
nghệ địa không gian trong nghiên cứu diễn biến và biến động tài nguyên rừng.
1.2.1. Các nghiên cứu trên thế giới
Trên thế giới, các nghiên cứu về đánh giá biến động tài nguyên rừng
khá phong phú, có thể kể đến một số công trình tiêu biểu nhƣ: nghiên cứu của

12

Bektas (2005) đã kết hợp công nghệ viễn thám (RS - Remote Sensing) với
công nghệ thông tin địa lý (GIS - Geographic Information System) để phân
tích sự thay đổi của lớp phủ thực vật ở Bozcaada Island, Turkey. Tác giả đã
phân loại thảm thực vật dựa vào ảnh vệ tinh Landsat và phân tích biến động
bằng các công cụ GIS. Kết quả nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc kết hợp tƣ liệu
viễn thám với hệ thống thông tin địa lý mang lại hiệu quả cao và là công cụ
mạnh để giám sát thay đổi lớp phủ thực vật và giám sát tác động môi trƣờng
của chúng [13].
Bartsch et al. (2009) sử dụng tƣ liệu ảnh vệ tinh ENVISAT ASAR để
giám sát đất ngập nƣớc toàn cầu trong một nghiên cứu về đất ngập nƣớc.
Nghiên cứu này đã chỉ ra ứng dụng của hệ thống ảnh vệ tinh Radar là giám sát
tình trạng ngập nƣớc theo thời gian cũng nhƣ hàng loạt các phân tích về tính
ẩm ƣớt của bề mặt [14].
Bodart et al. (2013) sử dụng tƣ liệu ảnh Landsat để theo đánh giá biến
động rừng trong giai đoạn từ 1990 đến 2000 ở châu Phi (African). Tác giả đã
tiến hành nghiên cứu ở khu rừng khô và vùng đất có cây gỗ rải rác giữa các
khu rừng ẩm và rừng bán khô hạn thuộc khu sinh thái ở Sudanian và
Zambezian. Các tác giả sử dụng 1600 mẫu ảnh Landsat, mỗi mẫu có kích
thƣớc 20 x 20 km, tại hai thời điểm: 1990 và 2000. Tại các vị trí lấy mẫu, các
đối tƣợng nhƣ rừng kín, rừng thƣa, vùng đất có cây gỗ rải rác và các dạng
thực vật khác đƣợc xác định bằng cách phân tích ảnh vệ tinh trong đó bao
gồm phân đoạn ảnh (Segmentation) và các bƣớc phân loại tự động (automatic
classification) mà các tác giả sử dụng theo điều chỉnh của liên hiệp lâm
nghiệp quốc gia. Kết quả nghiên cứu cho thấy, từ năm 1990 đến năm 2000 đã
có 3,3 triệu hecta rừng kín, 5,8 triệu hecta rừng thƣa và 8,9 triệu hecta đất cây
gỗ rải rác đã bị mất đi, trong đó có đến 3,3 triệu hecta bị suy thoái từ rừng kín

chuyển thành rừng thƣa. Kết quả này thấp hơn đáng kể so với 34 triệu hecta


13

rừng bị mất đi theo báo cáo đánh giá tài nguyên rừng toàn cầu năm 2010 của
tổ chức nông lƣơng của Liên hợp quốc (FAO - Food and Agriculture
Organization) [15].
Năm 2012, Carlson và các đồng nghiệp của ông đã sử dụng ảnh vệ tinh
Landsat để đánh giá sự thay đổi lớp phủ thực vật ở West Kalimantan,
Indonesian Borneo. Kết quả nghiên cứu cho thấy tỷ lệ mất rừng trung bình
2,9% mỗi năm từ 1989 đến 2008, đặc biệt có những năm đạt kỷ lục về tỷ lệ
mất rừng trung bình 9%/năm trong giai đoạn 1997 - 1998. Nguyên nhân của
sự mất rừng chủ yếu do cháy rừng, nguyên nhân này chiếm 98% [16].
Năm 2013, nghiên cứu về thay đổi sử dụng đất và sạt lở đất nhằm giảm
nhẹ thiên tai dựa vào cộng đồng của Chen C.Y. và Huang W. L. ở trƣờng đại
học quốc gia Chiayi, Đài Loan đã sử dụng tƣ liệu ảnh SPOT-5 độ phân giải
2,5 m để đánh giá thay đổi lớp phủ thực vật ở Typhoon Morakot trong giai
đoạn 1999 - 2009. Kết hợp giữa ảnh viễn thám với công nghệ GIS cùng với số
liệu điều tra thực địa để phân tích đặc điểm xạt lở đất với các loại hình sử
dụng đất khác nhau. Có đến 243 điểm sạt lở đất trong khu vực nghiên cứu với
diện tích 2,75km2. Diện tích này nằm trong khu vực có nền địa chất kết cấu
yếu đặc trƣng của sa thạch và phiến thạch sét. Sạt lở đất chủ yếu xảy ra ở các
vị trí có địa hình dốc cao có rừng tự nhiên và các khu vực trồng tre luồng, trà
và cau. Ở khu vực rừng tự nhiên lại có tỷ lệ sạt lở đất cao nhất, tiếp đó là khu
vực trồng tre luồng, cau và trà. Kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng, sự thay đổi sử
dụng đất có ảnh hƣởng đến cƣờng độ và diện tích sạt lở đất và với những
vùng bị thay đổi sử dụng đất có tỷ lệ sạt lở cao hơn so với vùng không có sự
thay đổi sử dụng đất [17].
Choi M. và Han S. (2013) sử dụng ảnh vệ tinh Landsat-5 và Landsat-7

để phân loại và đánh giá thay đổi thảm thực vật ở khu vực Saemangeum, Hàn
Quốc. Một phƣơng pháp phát hiện sự thay đổi đƣợc sử dụng để xác định tác


14

động của chƣơng trình khai hoang. Trong khi đất ngập nƣớc, đồng cỏ và khu
đô thị tăng lên thì rừng, nƣớc và diện tích đất nông nghiệp giảm đi trong suốt
quá trình khai hoang [18].
Chu H.J. và cộng sự (2009) thuộc trƣờng đại học quốc gia Đài Loan đã
nghiên cứu sự thay đổi lớp phủ thực vật dựa vào ảnh SPOT HRV bằng cách
dựa vào chỉ số NDVI. Chỉ số này đƣợc tính toán dựa vào kênh cận hồng ngoại
(Near InR) của ảnh đa phổ (MS) của ảnh SPOT-5 [19].
Efe R., Soykan A., Curebal I. và Sonmez S. (2012) sử dụng ảnh vệ tinh
Landsat ETM+ đê phát hiện hiện trạng và sự thay đổi sử dụng đất ở lƣu vực
sông Karinca, miền Tây - Bắc Thổ Nhĩ Kỳ. Sự thay đổi trong sử dụng đất
trong lƣu vực này là kết quả của sự phát triển các hoạt động du lịch ở Thổ Nhĩ
Kỳ trong những năm 1970. Các tác giả đã sử dụng kỹ thuật chồng xếp dữ liệu
bản đồ sử dụng đất ở 2 thời điểm để tìm ra sự thay đổi với sự hỗ trợ đắc lực
của phần mềm ArcGIS 9.3. Kết quả nghiên cứu cho thấy, thời điểm năm
1979, ở khu vực nghiên cứu có 43,4% là rừng, 26,5% là đồng cỏ, 18,3% rừng
ô-lƣu, 10,6% là đất nông nghiệp và 1,2% là các công trình xây dựng. So sánh
kết quả này với dữ liệu năm 2007 cho thấy sự thay đổi rõ ràng giữa các khu
dân cƣ, rừng ô-lƣu và rừng. Có thể thấy rằng đất nông nghiệp, đặc biệt là dọc
hai bên bờ sông, đã đƣợc chuyển thành các khu nghỉ mát, còn rừng ô-lƣu
chuyển từ vị trí thấp lên vị trí cao hơn [21].
Giriraj A. et al. (2010) đã sử dụng ảnh vệ tinh độ phân giải cao để đánh
giá sự phân tán của rừng và cấu trúc các quần xã thực vật ở rừng mƣa nhiệt
đới thuộc miền tây nam tỉnh Gats, Ấn Độ từ năm 1973 đến 2004. Kết quả
nghiên cứu đã chỉ ra sự thay đổi mạnh mẽ độ che phủ rừng ở khu vực này. Cụ

thể là trong khu vực nghiên cứu năm 1973 có tỷ lệ che phủ của rừng thƣờng
xanh là 90%, nhƣng đến năm 2004 con số này đã giảm xuống chỉ còn 67%
[23].


15

Ikiel, C. et, al. (2013) kết công nghệ viễn thám với GIS để phân tích
biến động lớp phủ ở tỉnh Duzce, Thổ Nhĩ Kỳ. Các tác giả đã sử dụng ảnh vệ
tinh Landsat TM để xác định lớp phủ thực vật ở 2 thời điểm: 1987 và 2010.
Công việc xử lý, phân tích ảnh đƣợc thực hiện trên phần mềm Erdas Imagine
10.0 và phần mềm ArcGIS 10.0. Các đối tƣợng phân loại đƣợc bao gồm (1)
khu đô thị, (2) khu công nghiệp, thƣơng mại, (3) đất nông nghiệp, (4) rừng và
(5) đất ngập nƣớc nội địa. Kết quả phân tích ảnh đƣợc kiêm chứng bằng các
cuộc điều tra thực địa. Theo kết quả nghiên cứu cho thấy diện tích rừng tự
nhiên bị giảm 33,5% diện tích (năm 1987 có 24.840,7 ha, giảm xuống còn
16,529.0 ha vào năm 2010) và đất nông nghiệp tăng 11,2% (năm 1987 có
47.702,7 ha, tăng lên 53.051,7 ha vào năm 2010). Nhƣ vậy diện tích rừng tự
nhiên bị giảm mạnh trong giai đoạn 1987 - 2010 bởi tốc độ đô thị hóa nhanh
và các hoạt động nông nghiệp [25].
Bằng sự phối hợp ảnh vệ tinh Landsat TM với ở ảnh vệ tinh SPOT
HRG, Lu D. et al. (2008) đã phát hiện đƣợc sự thay đổi của thảm thực vật ở
rừng rậm Amazon của Brazil. Các tác giả đã tích hợp ảnh TM với ảnh HRG
toàn sắc (Panchromatic), thực vật thay đổi hay không thay đổi đƣợc phát hiện
dựa trên phƣơng pháp sai khác về giữa ảnh TM và HRG đã hợp nhất (fusion)
với nhau so với ảnh TM tƣơng ứng. Nguyên tắc tiếp cận đƣợc sử dụng để
phân loại ảnh TM và HRG đa phổ và thành lập bản đồ chuyên đề là dựa vào 3
lớp dữ liệu thô: rừng, không phải thực vật rừng và đất không có thực vật. Kết
quả nghiên cứu đã cho thấy hiệu quả của kỹ thuật viễn thám trong giám sát
biến đổi thảm thực vật một cách hiệu quả ngay cả khi dữ liệu tham khảo hạn

chế [27].
Sanchez-Cuervo, A. M. et al. (2012) sử dụng ảnh vệ tinh MODIS độ
phân giải 250m và tham khảo dữ liệu ảnh QuickBird trong Google Earth để
xác định sự thay đổi lớp phủ thực vật ở Colombia trong giai đoạn 2001 -


16

2010. Ảnh QuickBird đƣợc sử dụng để giải thích một cách trực quan tỷ lệ che
phủ của các kiểu trạng thái khác nhau. Dựa trên bản đồ trạng thái đó, tác giả
đã xác định sự thay đổi lớp phủ thực vật theo bốn qui mô khác nhau: toàn
quốc, miền, vùng và tiểu vùng. Kết quả nghiên cứu cho thấy, trong số
820/1.117 tiểu vùng, có sự gia tăng về diện tích thực vật thân gỗ (28.092
km2), trong đó có 264/1.117 tiểu vùng bị suy giảm thực vật thân gỗ (11.129
km2), nhƣ vậy tính cho toàn quốc thì diện tích thực vật thân gỗ tăng lên đáng
kể (16.963 km2) [31].
1.2.2. Các nghiên cứu ở Việt Nam
Theo dõi diễn biến rừng và đất lâm nghiệp là nhiệm vụ quan trọng của
quản lý nhà nƣớc trong lĩnh vực bảo vệ và phát triển rừng đƣợc quy định tại
Luật bảo vệ và phát triển rừng. Những năm trƣớc đây, ngành lâm nghiệp chỉ
tổ chức thực hiện một số đợt kiểm kê rừng toàn quốc công bố vào các năm
1977, 1991 và 1999 (Nguyễn Hồng Quảng, 2008 - Cục Kiểm lâm). Từ năm
2000, chƣơng trình theo dõi diễn biến rừng đƣợc giao cho lực lƣợng kiểm lâm
tổ chức thực hiện theo Chỉ thị số 32/2000/CT/BNN-KL ngày 27/3/2000 của
Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn và thực hiện định kỳ 5 năm một lần.
Đề tài “Nghiên cứu sử dụng ảnh vệ tinh và công nghệ GIS trong việc
giám sát hiện trạng tài nguyên rừng, thử nghiệm tại 1 khu vực cụ thể” do
Nguyễn Trƣờng Sơn - Trung tâm Viễn Thám Quốc Gia làm chủ trì, kết quả
đƣợc công bố năm 2007. Đề tài đã sử dụng ảnh vệ tinh Landsat ETM (1999),
SPOT-5 (2003) và GIS để xây dựng quy trình báo cáo nhanh về biến động

diện tích rừng tại khu vực Yên Thế, tỉnh Bắc Giang. Phƣơng pháp xử lý số
đƣợc sử dụng là phƣơng pháp phân loại có kiểm định với thuận toán
Maximum Likelihood [7].
Luận án tiến sĩ chuyên ngành ảnh hàng không của Chu Thị Bình (2001)
với đề tài “Ứng dụng công nghệ tin học để khai thác thông tin cơ bản trên tƣ