ỨNG DỤNG KỸ THUẬT GIS TRONG VIỆC TÌM HIỂU QUY LUẬT PHÂN BỐ KHÔNG GIAN CỦA CÁC TRẠNG THÁI RỪNG TỰ NHIÊN THEO NHÂN TỐ ĐỊA HÌNH TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN LÂM HÀ, TỈNH LÂM ĐỒNG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
***************

PHAN XUÂN PHỔ

ỨNG DỤNG KỸ THUẬT GIS TRONG VIỆC TÌM
HIỂU QUY LUẬT PHÂN BỐ KHÔNG GIAN
CỦA CÁC TRẠNG THÁI RỪNG TỰ NHIÊN
THEO NHÂN TỐ ĐỊA HÌNH TRÊN ĐỊA
BÀN HUYỆN LÂM HÀ, TỈNH
LÂM ĐỒNG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH LÂM NGHIỆP

Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 06/2012
1


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH

PHAN XUÂN PHỔ

ỨNG DỤNG KỸ THUẬT GIS TRONG VIỆC TÌM HIỂU
QUY LUẬT PHÂN BỐ KHÔNG GIAN CỦA CÁC
TRẠNG THÁI RỪNG TỰ NHIÊN THEO
NHÂN TỐ ĐỊA HÌNH TRÊN ĐỊA BÀN
HUYỆN LÂM HÀ, TỈNH

LÂM ĐỒNG
Ngành: Lâm Nghiệp

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Người hướng dẫn: TS. PHẠM TRỊNH HÙNG

Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 06/2012

i


LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành đề tài nghiên cứu này, tôi đã trải qua 4 năm học tập và rèn
luyện dưới sự hướng dẫn tận tình của các thầy cô cùng với sự quan tâm, lo lắng
từ phía gia đình và sự nổ lực học tập của bản thân. Ngoài ra, còn có sự giúp đỡ
chân tình của những người bạn trong lớp DH08LN đã cùng tôi trải qua những khó
khăn trên con đường học tập. Nhân dịp này, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành
đến:
Chân thành cảm ơn Cha – Mẹ đã hết mực lo lắng, giúp đỡ và động viên tôi
trong suốt quá trình học tập tại trường.
Chân thành cảm ơn các thầy cô khoa Lâm Nghiệp đã tận tình dạy dỗ và
truyền đạt không những kiến thức quý bác về lĩnh vực chuyên ngành mà còn dạy
cách sống, cách làm người trong suốt quá trình tôi học tập tại trường. Và đó,
chính là nền tảng cho tôi vững bước sau này trong công việc và trong cuộc sống
của tôi.
Xin chân thành cảm ơn thầy TS. Phạm Trịnh Hùng và cô Th.S Nguyễn Thị
Mộng Trinh đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tôi hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp
này.

Cuối cùng cho tôi gửi lời cảm ơn đến tập thể lớp DH08LN và các bạn sinh viên
đồng nghiệp cùng làm đề tài với tôi đã giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và
thực hiện đề tài.
Do thời gian thực hiện và trình độ chuyên môn còn hạn chế nên khó tránh
khỏi những thiếu sót. Rất mong được sự nhận xét, đóng góp ý kiến của quý Thầy
Cô giáo và các bạn để khóa luận được hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn!

ii


TÓM TẮT
Đề tài nghiên cứu “Ứng dụng kỹ thuật GIS trong việc mô tả quy luật phân bố
không gian của các trạng thái rừng tự nhiên theo nhân tố địa hình trên địa bàn huyện
Lâm Hà, tỉnh Lâm Đồng” được thực hiện từ ngày 20/02/2012 – 20/06/2012.
Đề tài ứng dụng GIS để mô tả quy luật phân bố của các loại rừng giàu, rừng
trung bình, rừng nghèo… theo nhân tố địa hình mà cụ thể ở các cấp độ dốc từ 0 –
30, 3 – 80, 8 – 150, 15 – 200, 20 – 250 và trên 250.
Kế thừa từ bản đồ thứ cấp năm 1992 của tỉnh Lâm Đồng tại thời điểm mà
hiện trạng rừng tự nhiên chưa bị tác động nhiều bởi yếu tố kinh tế - xã hội.
Dựa vào phần mềm đánh giá MapInfo cùng với phần mềm Vertical Mapper
chạy trên nền MapInfo và phương pháp nội suy tự nhiên từ số liệu của lớp cao độ
điểm.
Kết quả đạt được:
Cơ sở dữ liệu về hiện trạng rừng tự nhiên và địa hình từ các dữ liệu thứ cấp
năm 1992 của huyện Lâm Hà.
Quy luật phân bố không gian của các trạng thái rừng tự nhiên theo nhân tố
địa hình trên địa bàn huyện Lâm Hà.

iii

SUMMARY
The research "Application of GIS techniques in describing the spatial
distribution laws of the state of natural forests by topographic factors Lam Ha
district, Lam Dong province" is made from 20/02/2012 – 20/06/2012.
Thread GIS applications to describe the distribution of the rule of the rich
forest, medium forest, forest poverty… that factors specific terrain slope at all levels
from 0-30, 3-80, 8-150, 15-200, 20-250 and up 250.
Inherited from the secondary map of Lam Dong province in 1992 at the time
that the current status of natural forest have not been affected much by economic
factors - social.
Based on the evaluation software with MapInfo Vertical Mapper software
runs on MapInfo and interpolation methods from the natural layer elevation data
points.
The results were:
Database on the status of natural forests and terrain from the secondary data
of Lam Ha district in 1992.
Law of spatial distribution of natural forests by state factors terrain Lam Ha
district.

iv


MỤC LỤC
TRANG
Trang tựa .............................................................................................................. i
Lời cảm ơn .......................................................................................................... ii
Tóm tắt ............................................................................................................... iii
Summary…………………………………………………………………….....iv

Mục lục ................................................................................................................v
Danh sách các chữ viết tắt .............................................................................. viiii
Danh sách các hình ............................................................................................ ix
Danh sách các bảng .......................................................................................... xii
1. MỞ ĐẦU ................................................................................................................1
1.1. Đặt vấn đề .........................................................................................................1
1.2. Mục tiêu đề tài ..................................................................................................3
1.3. Ý nghĩa của đề tài .............................................................................................3
1.4. Giới hạn của đề tài ............................................................................................3
2. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU .............................................................................5
2.1. Lý thuyết về GIS ..............................................................................................5
2.1.1. Khái niệm...................................................................................................5
2.1.2. Thành phần ................................................................................................6
2.1.3. Mô hình dữ liệu..........................................................................................8
2.2. Các nghiên cứu về ứng GIS trong quản lý tài nguyên rừng ...........................10
2.3. Thảo luận tổng quan .......................................................................................14
3. ĐỊA ĐIỂM NGHIÊN CỨU ................................................................................16
3.1. Giới thiệu ........................................................................................................16
3.2. Vị trí địa lý......................................................................................................16
3.3. Khí hậu ...........................................................................................................18

v


3.4. Diễn biến tài nguyên rừng ..............................................................................18
3.5. Lý do chọn điểm nghiên cứu ..........................................................................19
4. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..........................................20
4.1. Cơ sở dữ liệu hiện trạng rừng tự nhiên từ các dữ liệu thứ cấp năm 1992 của
huyện Lâm Hà. ......................................................................................................20
4.2. Quy luật phân bố không gian của các trạng thái rừng tự nhiên theo nhân tố

địa hình trên địa bàn huyện Lâm Hà .....................................................................22
5. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ............................................................................26
5.1. Kết quả............................................................................................................26
5.1.1. Cơ sở dữ liệu về hiện trạng rừng tự nhiên và địa hình từ các dữ liệu thứ
cấp năm 1992 của huyện Lâm Hà......................................................................26
5.1.1.1. Cơ sở dữ liệu về hiện trạng rừng tự nhiên ........................................26
5.1.1.2. Cơ sở dữ liệu về hiện trạng rừng phân bố theo cấp độ dốc từ bản đồ
thứ cấp năm 1992 của huyện Lâm Hà............................................................28
5.1.1.2.1. Hiện trạng rừng phân bố ở cấp độ dốc từ 0 – 30 ........................29
5.1.1.2.2. Hiện trạng rừng phân bố ở cấp độ dốc từ 30 – 80 .......................31
5.1.1.2.3. Hiện trạng rừng phân bố ở cấp độ dốc từ 8 – 150 ......................33
5.1.1.2.4. Hiện trạng rừng phân bố ở cấp độ dốc từ 150 – 200 ...................35
5.1.1.2.5. Hiện trạng rừng phân bố ở cấp độ dốc từ 20 – 250 ....................37
5.1.1.2.6. Hiện trạng rừng phân bố ở cấp độ dốc lớn hơn 250 ..................39
5.2. Thảo luận ........................................................................................................41
5.2.1. Quy luật phân bố không gian của các trạng thái rừng tự nhiên theo nhân
tố địa hình trên địa bàn huyện Lâm Hà..............................................................41
5.2.1.1. Quy luật phân bố hiện trạng rừng giàu theo các cấp độ dốc .............41
5.2.1.2. Quy luật phân bố hiện trạng rừng trung bình theo các cấp độ dốc ...42
5.2.1.3. Quy luật phân bố hiện trạng rừng nghèo theo các cấp độ dốc ..........43
5.2.1.4. Quy luật phân bố hiện trạng rừng thông theo các cấp độ dốc...........44
5.2.1.5. Quy luật phân bố hiện trạng rừng non theo các cấp độ dốc ..............45
5.2.1.6. Quy luật phân bố hiện trạng rừng tre nứa theo các cấp độ dốc ........46

vi


5.2.1.7. Quy luật phân bố hiện trạng rừng hỗn giao theo các cấp độ dốc ......47
5.2.1.8. Quy luật phân bố hiện trạng rừng trồng theo các cấp độ dốc ...........48
6. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................50

6.1. Kết luận ..........................................................................................................50
6.2. Kiến nghị ........................................................................................................50
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................52

vii


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT
GIS

: Geographics Information System

CSDL

: Cơ sở dữ liệu

CAD

: Computer Aid Design

AMLTM

:

ARC Marco Language

viii


DANH SÁCH CÁC HÌNH

HÌNH

TRANG

Hình 2.1: Sơ đồ mô tả các thành phần của GIS .........................................................6
Hình 3.1: Chụp từ Google Earth và một phần huyện Lâm Hà được cắt ra từ tỉnh
Lâm Đồng..................................................................................................................17
Hình 4.1: Sơ đồ mô tả phương pháp xây dựng cơ sở dữ liệu hiện trạng rừng .........21
Hình 4.2: Bản đồ địa hình huyện Lâm Hà năm 1992...............................................22
Hình 4.3: Sơ đồ phương pháp xây dựng quy luật phân bố hiện trạng rừng theo cấp
độ dốc ........................................................................................................................25
Hình 5.1: Bản đồ hiện trạng rừng huyện Lâm Hà tỉnh Lâm Đồng năm 1992 .........26
Hình 5.2: Biểu đồ thể hiện diện tích sử dụng đất của huyện Lâm Hà năm 1992 ....27
Hình 5.3: Bản đồ phân cấp độ dốc huyện Lâm Hà năm 1992 .................................28
Hình 5.4: Bản đồ phân bố hiện trạng rừng theo cấp độ dốc từ 0 - 30.......................29
Hình 5.5: Biểu đồ diện tích trên cấp độ dốc từ 0 - 30 ...............................................30
Hình 5.6: Bản đồ phân bố hiện trạng rừng theo cấp độ dốc từ 3 - 80.......................31
Hình 5.7: Biểu đồ diện tích trên cấp độ dốc từ 3 - 80 ...............................................32
Hình 5.8: Bản đồ phân bố hiện trạng rừng theo cấp độ dốc từ 8 - 150.....................33
Hình 5.9: Biểu đồ diện tích trên cấp độ dốc từ 8 - 150 .............................................34
Hình 5.10: Bản đồ phân bố hiện trạng rừng theo cấp độ dốc từ 15 - 200.................35
Hình 5.11: Biểu đồ diện tích trên cấp độ dốc từ 15 - 200 .........................................36
Hình 5.12: Bản đồ phân bố hiện trạng rừng theo cấp độ dốc từ 20 - 250.................37
Hình 5.13: Biểu đồ diện tích trên cấp độ dốc từ 20 - 250 .........................................38
Hình 4.14: Bản đồ phân bố hiện trạng rừng theo cấp độ dốc từ lớn hơn 250...........39
Hình 5.15: Biểu đồ diện tích trên cấp độ dốc từ lơn hơn 250 ...................................40
Hình 5.16: Biểu đồ mô tả tương quan giữa rừng giàu và cấp độ dốc ......................42
Hình 5.17: Biểu đồ mô tả tương quan giữa rừng trung bình và cấp độ dốc.............43
Hình 5.18: Biểu đồ mô tả tương quan giữa rừng nghèo và cấp độ dốc ...................44

ix


Hình 5.19: Biểu đồ mô tả tương quan giữa rừng thông và cấp độ dốc ....................45
Hình 5.20: Biểu đồ mô tả tương quan giữa rừng non và cấp độ dốc .......................46
Hình 5.21: Biểu đồ mô tả tương quan giữa rừng tre nứa và cấp độ dốc ..................47
Hình 5.22: Biểu đồ mô tả tương quan giữa rừng hỗn giao và cấp độ dốc ...............48
Hình 5.23: Biểu đồ mô tả tương quan giữa rừng trồng và cấp độ dốc .....................49

x


DANH SÁCH CÁC BẢNG
BẢNG

TRANG

Bảng 5.1: Thống kê diện tích hiện trạng rừng của huyện Lâm Hà năm 1992..........27
Bảng 5.2: Thống kê diện tích phân bố trên độ dốc 0 – 30 ........................................30
Bảng 5.3: Thống kê diện tích phân bố trên độ dốc 3 – 80 ........................................32
Bảng 5.4: Thống kê diện tích phân bố trên độ dốc 8 - 150 .......................................34
Bảng 5.5: Thống kê diện tích phân bố trên độ dốc 15 - 200 .....................................36
Bảng 5.6: Thống kê diện tích phân bố trên độ dốc 20 - 250 .....................................38
Bảng 5.7: Thống kê diện tích phân bố trên độ dốc lớn hơn 250 ...............................40
Bảng 5.8: Thống kê diện tích rừng giàu phân bố trên các cấp độ dốc .....................41
Bảng 5.9: Thống kê diện tích rừng trung bình phân bố trên các cấp độ dốc ............42
Bảng 5.10: Thống kê diện tích rừng nghèo phân bố trên các cấp độ dốc ................43
Bảng 5.11: Thống kê diện tích rừng thông phân bố trên các độ dốc ........................44
Bảng 5.12: Thống kê diện tích rừng non phân bố trên các cấp độ dốc ....................45
Bảng 5.13: Thống kê diện tích rừng tre nứa phân bố trên các cấp độ dốc ...............46

Bảng 5.14: Thống kê diện tích rừng hỗn giao phân bố trên các cấp độ dốc ............47
Bảng 5.15: Thống kê diện tích rừng trồng phân bố trên các cấp độ dốc ..................48

xi


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Hiện tại các kỹ thuật GIS đang được áp dụng vào nhiều lĩnh vực và tỏ ra cho
hiệu quả cao trong quản lý đặc biệt là tài nguyên rừng. Những nghiên cứu có liên
quan đến việc sử dụng kỹ thuật GIS như ứng dụng phần mềm MapInfo trong việc
đánh giá và theo dõi hiện trạng rừng tại lâm trường Tam Hiệp, huyện Di Linh, tỉnh
Lâm Đồng (Đào Xuân Nam, 2005) thì với việc đề tài ứng dụng kỹ thuật GIS đã mô
tả tương đối chính xác các trạng thái rừng đang còn tồn tại ở lâm trường Tam Hiệp,
làm giảm đi nhiều chi phí cho công tác quản lý rừng mà vẫn đem lại hiệu quả cao
hay ứng dụng GIS và chuỗi MARKOV đánh giá diễn biến tài nguyên rừng tại lâm
trường Mã Đà tỉnh Đồng Nai (Huỳnh Văn Bin, 2006) và kết quả của đề tài đã cung
cấp thông tin quan trọng lâm trường Mã Đà về hiện trạng rừng hiện có cũng như dự
đoán được chuyển biến của tài nguyên rừng trong tương lai thông qua công cụ GIS
và chuỗi MARKOV hay ứng dụng GIS trong xây dựng bản đồ chuyên đề phục vụ
công tác bảo tồn loài trắc ở rừng đặc dụng Đăk Uy – Kon Tum (Trần Duy Đắc,
2009) và mục tiêu đề tài nghiên cứu này muốn bảo tồn loài Trắc đang trước nguy cơ
bị biến mất do tác động phần lớn của con người vào rừng. Bên cạnh đó, đề tài còn
mô tả hiện trạng rừng đặc dụng Đăk Uy – Kon Tum để ban quản lý dễ kiểm soát
hay ứng dụng GIS trong nghiên cứu sạt lở tại khu dự trữ sinh quyển rừng ngập mặn
Cần Giờ, TP. Hồ Chí Minh (Lê Quốc Trí, 2011) và mục tiêu đề tài là tìm hiểu tình
hình sạt lở giai đoạn từ năm 1953 đến 2010 dựa trên cơ sở đó để cung cấp thông tin
cho các cơ quan quản lý rừng ngập mặn Cần Giờ nhằm có biện pháp khắc phục,
giảm thiểu thiệt hại cho người dân ở nơi đây… Những nghiên cứu trên đều có xu

hướng chung là góp phần cung cấp cơ sở dữ liệu phục vụ cho công tác quản lý tài

1


nguyên rừng. Qua đây, chúng ta cũng có thể thấy sự cần thiết phải có của kỹ thuật
GIS trong việc quản lý tài nguyên rừng nói riêng và trong nhiều lĩnh khác nói
chung.
Trong quy hoạch tài nguyên rừng thì việc hiểu biết về phân bố của các trạng
thái rừng khác nhau theo địa hình sẽ góp phần quan trọng trong việc xác định các
ranh giới phòng hộ. Thật vậy, ở những độ vĩ - độ cao khác nhau thì có các quần thể
thực vật khác nhau (Thái Văn Trừng, 1978) và bên cạnh nhân tố địa hình quần thể
thực vật còn chịu ảnh hưởng của các nhân tố sinh thái khác như lượng mưa, độ ẩm,
cấu trúc của đất, khu hệ thực vật, sinh vật và con người… dẫn đến hình thành nên
những trạng thái rừng khác nhau. Đề tài nghiên cứu về sự ảnh hưởng của độ dốc tới
sự sinh trưởng của thực vật như ứng dụng GIS trong phân tích quần thụ rừng trồng
Thông ba lá trên các loại đất và độ dốc khác nhau tại Công ty Lâm nghiệp Đơn
Dương, huyện Đơn Dương, tỉnh Lâm Đồng (Nguyễn Văn Hoàn, 2011) thì kết quả
phân tích sự sinh trưởng đường kính của Thông ba lá trên các độ dốc khác nhau cho
thấy: trên các loại đất khác nhau ảnh hưởng của độ dốc đến sinh trưởng Thông ba lá
có sự khác biệt. Dựa vào các nhân tố sinh thái đó làm hình thành nên các trạng thái
rừng khác nhau và kèm với địa hình (thung lũng, đồi núi, dong…) để làm dấu hiệu,
từ đó người quản lý có thể xác định những ranh giới phòng hộ cho hợp lý.
Các hiểu về mặt định lượng liên quan đến phân bố trạng thái rừng tự nhiên
trên bàn huyện Lâm Hà là còn chưa đầy đủ. Có thể nói tỉnh Lâm Đồng là nơi được
thiên nhiên ưu đãi hơn so với những tỉnh khác (Bình Thuận, Ninh Thuận, Phú
Yên…) và đây cũng là nơi nghiên cứu của nhiều nhà khoa học, sinh viên về tài
nguyên thiên nói chung và tài nguyên rừng nói riêng. Nhưng các đề tài ít đi sâu vào
nghiên cứu địa hình có ảnh hưởng như thế nào đến sự phân bố trạng thái rừng, đặc
biệt là ở địa bàn Lâm Hà.

Việc ứng dụng kỹ thuật phân tích không gian của GIS trong việc phân tích
ảnh hưởng của nhân tố địa hình trên phân bố các trạng thái rừng tự nhiên là chưa
nhiều trong điều kiện Việt Nam nói chung và địa bàn huyện Lâm Hà nói riêng. Một
số đề tài có liên quan về địa hình như ứng dụng GIS ước lượng xói mòn đất tại Lâm

2


trường Tân Phú, tỉnh Đồng Nai (Nguyễn Thị Hạnh, 2006) hay ứng dụng GIS tính
xói mòn đất tại Lâm trường Mã Đà, tỉnh Đồng Nai (Nguyễn Đức Tú, 2006) hay ứng
dụng công nghệ hệ thống thông tin địa lý (GIS) để dự báo xói mòn đất huyện Sơn
Động – tỉnh Bắc Giang (Hoàng Tiến Hà, 2009)… cũng quan tâm đến nhân tố địa
hình nhưng không xét với địa hình có độ dốc như vậy sẽ ảnh hưởng đến phân bố
của trạng thái rừng như thế nào.
Trong khung cảnh này, chúng tôi tiến hành thực đề tài “Ứng dụng kỹ thuật
GIS trong việc mô tả quy luật phân bố không gian của các trạng thái rừng tự
nhiên theo nhân tố địa hình trên địa bàn huyện Lâm Hà, tỉnh Lâm Đồng” để
hiểu được với địa hình cao như ở huyện Lâm Hà tỉnh Lâm Đồng sẽ tạo nên các
trạng thái rừng như thế nào. Đồng thời, dựa trên cơ sở đó góp phần giúp cho Ban
quản lý nơi đây có thể đưa ra phương án trong việc quản lý rừng dựa trên quy luật
phân bố các trạng thái rừng tự nhiên theo nhân tố địa hình một cách hợp lý.
1.2. Mục tiêu đề tài
Đề tài này được thực hiện với sự trợ giúp của kỹ thuật GIS nhằm:
- Xây dựng cơ sở dữ liệu về hiện trạng rừng tự nhiên và địa hình từ các dữ
liệu thứ cấp năm 1992 của huyện Lâm Hà.
- Xác định quy luật phân bố không gian của các trạng thái rừng tự nhiên theo
nhân tố địa hình trên địa bàn huyện Lâm Hà.
1.3. Ý nghĩa của đề tài
Về mặt lý thuyết: đề tài sẽ góp phần kiểm chứng sự phân bố không gian của
các trạng thái rừng tự nhiên theo các nhân tố địa hình và cụ thể trên địa bàn của

huyện Lâm Hà.
Về thực tiễn: đề tài sẽ chỉ ra khả năng ứng dụng của kỹ thuật GIS trong thực
tiễn định hướng quy hoạch sử dụng tài nguyên rừng theo hướng bền vững về mặt
sinh thái.
1.4. Giới hạn của đề tài
Việc phân bố các trạng thái rừng tự nhiên sẽ có quan hệ chặt chẽ với các
nhân tố sinh thái bao gồm thổ nhưỡng, địa hình, lượng mưa, nhiệt độ và ngay cả với

3


tình hình phát triển kinh tế xã hội của từng vùng. Tuy nhiên, trong đề tài này chúng
tôi chỉ giới hạn trong phạm vi tìm hiểu quy luật phân bố không gian của các trạng
thái rừng tự nhiên theo nhân tố địa hình.
Tùy thuộc vào tình hình thực tế của việc thu thập số liệu thứ cấp và mục tiêu
phát hiện khả năng phân tích không gian của GIS nên các bản đồ đầu vào của đề tài
sẽ được thu thập cho năm 1992, vào thời điểm này các hiện trạng rừng vẫn còn hiện
diện và chưa chịu nhiều tác động của các yếu tố kinh tế xã hội.
Các khóa phân loại trên bản đồ hiện trạng của năm này chỉ quan tâm đến khả năng
phân loại theo tiêu chí rừng gỗ giàu, trung bình, nghèo.

4


Chương 2
TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
2.1. Lý thuyết về GIS
2.1.1. Khái niệm
GIS - Geographic Information System hay hệ thống thông tin địa lý được
hình thành từ ba khái niệm địa lý, thông tin và hệ thống.

- Khái niệm “địa lý” liên quan đến các đặc trưng về không gian, vị trí. Các
đặc trưng này ánh xạ trực tiếp đến các đối tượng trong không gian. Chúng có thể là
vật lý, văn hoá, kinh tế… trong tự nhiên.
- Khái niệm “thông tin” đề cập đến phần dữ liệu được quản lý bởi GIS. Đó là
các dữ liệu về thuộc tính và không gian của đối tượng.
- GIS có tính “hệ thống” tức là hệ thống GIS được xây dựng từ các mô đun.
Việc tạo các mô đun giúp thuận lợi trong việc quản lý và hợp nhất. GIS là một hệ
thống có ứng dụng rất lớn. Từ năm 1980 đến nay đã có rất nhiều các định nghĩa
được đưa ra. Tuy nhiên, có rất nhiều định nghĩa về GIS tùy theo quan điểm và cách
tiếp cận. ví dụ:
 Quan tâm đến vai trò của GIS:


“Hệ thống Thông tin Địa Lý là một hệ thống thông tin bao gồm một con số

hệ con (subsystem) có khả năng biến đổi các dữ kiệu địa lý thành những thông tin
có ích” (Calkins and Tomlinson, 1977)
 Quan tâm đến mục đích của hệ:


“Hệ thống Thông tin Địa Lý là một hệ thống có chức năng xử lý các thông

tin địa lý nhằm phục vụ việc quy hoạch, trợ giúp quyết định trong lĩnh vực chuyên
môn nhất định” (Pavlidis, 1982)
 Quan tâm đến các chức năng trong hệ:

5




“Hệ thống Thông tin Địa Lý là một hệ thống quản trị cơ sở dữ liệu bằng máy

tính để thu thập, lưu trữ, phân tích và hiển thị dữ liệu khôn gian” (National Center
for Geographic Information and Analysis, 1988)
2.1.2. Thành phần
GIS bao gồm 5 thành phần:
Phương pháp
phân tích
(Analysis)
Con người
(People)

Phần cứng
(Hardware)
GIS
(Geographic
Information System)

Dữ liệu
(Data)

Phần mềm
(Software)
Hình 2.1: Sơ đồ mô tả các thành phần của GIS

Các thành phần này kết hợp với nhau nhằm tự động quản lý và phân phối
thông tin thông qua biểu diễn địa lý.
 Con người
Con người là thành phần quan trọng nhất, là nhân tố thưc hiện các thao tác

điều hành sự hoạt động của hệ thống GIS.
Người dùng GIS là những người sử dụng các phần mềm GIS để giải quyết
các bài toán không gian theo mục đích của họ. Họ thường là những người được đào
tạo tốt về lĩnh vực GIS hay là các chuyên gia.
Người xây dựng bản đồ: sử dụng các lớp bản đồ được lấy từ nhiều nguồn
khác nhau, chỉnh sửa dữ liệu để tạo ra các bản đồ theo yêu cầu.
Người xuất bản: sử dụng phần mềm GIS để kết xuất ra bản đồ dưới nhiều
định dạng xuất khác nhau.

6


Người phân tích: giải quyết các vấn đề như tìm kiếm, xác định vị trí…
Người xây dựng dữ liệu: là những người chuyên nhập dữ liệu bản đồ bằng
các cách khác nhau: vẽ, chuyển đổi từ định dạng khác, truy nhập CSDL…
Người quản trị CSDL: quản lý CSDL GIS và đảm bảo hệ thống vận hành tốt.
Người thiết kế CSDL: xây dựng các mô hình dữ liệu lôgic và vật lý.
Người phát triển: xây dựng hoặc cải tạo các phần mềm GIS để đáp ứng các
nhu cầu cụ thể.
 Dữ liệu
Một cách tổng quát, người ta chia dữ liệu trong GIS thành 2 loại:
- Dữ liệu không gian (spatial) cho ta biết kích thước vật lý và vị trí địa lý của
các đối tượng trên bề mặt trái đất.
- Dữ liệu thuộc tính (non-spatial) là các dữ liệu ở dạng văn bản cho ta biết
thêm thông tin thuộc tính của đối tượng.
 Phần cứng
Là các máy tính điện tử: PC, mini Computer, MainFrame … là các thiết bị
mạng cần thiết khi triển khai GIS trên môi trường mạng. GIS cũng đòi hỏi các thiết
bị ngoại vi đặc biệt cho việc nhập và xuất dữ liệu như: máy số hoá (digitizer), máy
vẽ (plotter), máy quét (scanner)…

 Phần mềm
Hệ thống phần mềm GIS rất đa dạng. Mỗi công ty xây dựng GIS đều có hệ
phần mềm riêng của mình. Tuy nhiên, có một dạng phần mềm mà các công ty phải
xây dựng là hệ quản trị CSDL địa lý. Dạng phần mềm này nhằm mục đích nâng cao
khả năng cho các phần mềm CSDL thương mại trong việc: sao lưu dữ liệu, định
nghĩa bảng, quản lý các giao dịch do đó ta có thể lưu các dữ liệu đồ địa lý dưới dạng
các đối tượng hình học trực tiếp trong các cột của bảng quan hệ và nhiều công việc
khác.
 Phương pháp phân tích
Những phương pháp thực hiện sẽ quyết định sự thành công một dự án hệ
thống thông tin địa lý, tùy thuộc vào những kế hoạch thiết kế, luật lệ chuyển giao…

7


2.1.3. Mô hình dữ liệu
Mô hình dữ liệu địa lý là một kiểu trừu tượng hóa thế giới thực, nó sử dụng
một tập hợp dữ liệu của đối tượng, hỗ trợ trình bày bản đồ, vấn tin, chỉnh sữa và
phân tích. Trong các phần mềm GIS, ArcInfo 8 đưa ra mô hình dữ liệu hướng đối
tượng mới. Nó có khả năng biểu diễn những luật lệ của tự nhiên và mối quan hệ
giữa các đối tượng địa lý. Để hiểu được tác động của mô hình mới này, ta xem lại 3
thế hệ của mô hình dữ liệu địa lý.
 Mô hình dữ liệu CAD (The CAD Data Model)
Hệ thống vẽ bản đồ dạng vector sớm nhất bằng máy tính bằng các đường
biểu diễn trên ống tia điện tử của màn hình máy tính và bản đồ raster. Vào những
năm 60 và 70 của thế kỷ XX, với phần cứng máy tính và phần mềm xây dựng bản
đồ tinh xảo đã cho những bản đồ với độ trung thực cao.
Ở thời điểm đó, bản đồ thường được tạo ra bởi phần mềm đa năng của CAD
(Computer-aid design). Mô hình dữ liệu CAD lưu dữ liệu địa lý trong file dạng nhị
phân bằng cách biểu diễn điểm, đường và diện tích. Một lượng thông tin ít ỏi về

thuộc tính được giữ trong những files này, các lớp (layer) bản đồ và nhãn chú giải là
biểu diễn ban đầu của thuộc tính.
 Mô hình dữ liệu kết hợp (The Coverage Data Model)
Năm 1981 hãng Esri giới thiệu phần mềm GIS thương phẩm của họ ArcInfo, đó là công cụ thứ hai tạo ra mô hình dữ liệu địa lý. Mô hình dữ liệu kết
hợp còn được coi là mô hình dữ liệu quan hệ. Mô hình này có hai khía cạnh căn
bản:


Dữ liệu không gian được kết hợp với dữ liệu thuộc tính. Dữ liệu không gian

được kết hợp với dữ liệu thuộc tính. Dữ liệu không gian được cất trong file nhị phân
chỉ mục, nó là cách tối ưu để trình diễn và truy cập dữ liệu. Dữ liệu thuộc tính được
cất trong các bảng với số hàng tương ứng với số đối tượng trên bảng nhị phân và
nối bởi căn cước chung.


Quan hệ hình học giữa các đối tượng vector được lưu giữ. Điều đó có nghĩa

là hồ sơ dữ liệu không gian của đường bao gồm thông tin về các nút xác định nên

8


đường đó, đường được nối từ các nút đó. Hồ sơ còn bao gồm thông tin về những đa
giác nào ở bên phải và bên trái.
Ưu điểm của mô hình dữ liệu kết hợp
Người sử dụng có thể tùy biến được bảng đối tượng không những về trường
mà cả cơ sở dữ liệu liên kết có thể đặt cho bảng dữ liệu bên ngoải.
Bởi vì hạn chế của phần cứng máy tính và phần mềm tin học hiện tại, không
thể thực hiện cất dữ liệu không gian trực tiếp trong cơ sở dữ liệu quan hệ. Hơn nữa,

mô hình dữ liệu kết hợp kết hợp với dữ liệu không gian trong những files liệt kê nhị
phân với dữ liệu thuộc tính trong các bảng.
Mặc dù có sự khác biệt giữa dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc, sự kết hợp
của hai loại dữ liệu này đã mang lại cho mô hình dữ liệu kết hợp trở thành mô hình
dữ liệu có ưu thế trong GIS. Điều đó giải thích lý do mô hình dữ liệu kết hợp tạo ra
tính năng cao cho GIS, lưu giữ dữ liệu hình học một cách dễ dàng, nâng cao khả
năng phân tích địa lý, tăng cường độ chính xác của dữ liệu.
Hạn chế của mô hình dữ liệu kết hợp
Tuy nhiên mô hình dữ liệu kết hợp có một điều bất cập cơ bản đó là các đối
tượng được kết hợp trong những tập hợp đồng nhất của điểm, đường và đa giác với
cùng loài ứng xử (behavior). Thực tế, cũng là đường (line) biểu diễn một con đường
sẽ phải có ứng xử khác line biểu diễn một con suối.
Ứng xử theo loài được hỗ trợ bởi mô hình dữ liệu kết hợp bắt buộc tuân theo
tính bảo toàn hình học của tạp dữ liệu. Ví dụ nếu ta thêm một đường (line) cắt qua
một đa giác (polygon), nó tự động chia thành 2 polygons.
Tuy nhiên mong muốn cần hỗ trợ ứng xử đặc biệt đối với suối, đường và
những đối tượng của thế giới thực. Ví dụ khi dòng suối chảy từ trên xuống, hay khi
hai con suối hợp thành một, dòng chảy của con suối hợp lại là sự hợp thành của hai
dòng chảy. Ví dụ khác là khi hai con đường cắt nhau, dòng giao thông nơi giao cắt
phài là nối với nhau trừ khi giao vượt hoặc giao chui.
Tùy biến đối tượng trong mô hình kết hợp

9


Với mô hình dữ liệu kết hợp, phần mềm ArcInfo có một số thành công được
ghi nhận trong việc thêm dạng ứng xử cho đối tượng thông qua vĩ mã (marco code)
được viết trong ARC Marco Language (AMLTM). Nhiều thành công, tỷ lệ lớn
(large-scale), đặc tính công nghiệp (industry-specific) cũng được thiết lập.
Tuy nhiên, ứng dụng trở nên phức tạp hơn, nó trở thành hiển nhiên rằng một

cách tốt hơn kết hợp ứng xử với đối tượng cần phải có. Vấn đề là việc phát triển có
nhiệm vụ giữ mã ứng dụng đồng với đối tượng (feature class) là nhiệm vụ không dễ
dàng. Thời điểm cho ra đời một mô hình dữ liệu địa lý mới với hạ tầng kết hợp chặt
chẽ ứng xử với đối tượng.
 Mô hình dữ liệu cơ sở dữ liệu địa lý (The Geodatabase Data Model)
ArcInfo 8 đưa vào mô hình dữ liệu mới – mô hình dữ liệu hương đối tượng
và đặt tên là: Mô hình dữ liệu cơ sở dữ liệu địa lý (The Geodatabase Data Model).
Yêu cầu định rõ của mô hình này là cho phép người sử dụng tạo ra những đối tượng
(features) trong tâp hợp dữ liệu GIS, kết hợp mau lẹ với ứng xử tự nhiên, và cho
phép mọi loại quan hệ có thể được kết hợp với đối tượng.
Mô hình dữ liệu cơ sở dữ liệu địa lý mang mô hình dữ liệu vật thể gắn bó với
mô hình dữ liệu logic. Dữ liệu đối tượng trong cơ sở dữ liệu địa lý hầu như là giống
những đối tượng ta xác định trong mô hình dữ liệu logic, như chủ sở hữu, công
trình, thửa đất và đường xá.
Hơn thế nữa, mô hình dữ liệu cơ sở dữ liệu địa lý cho phép ta thực hiện phần
lớn ứng xử theo ý muốn, không cần phải viết bất kỳ mã (code) nào. Phần lớn những
ứng xử được thực hiện thông qua domain (lĩnh vực), validation rule (luật lệ hợp lý)
và những chức năng khác của cơ cấu (fraimeword) được cung cấp trong Arcinfo.
Việc viết mã phần mềm chỉ cần thiết đối với các ứng xử đặc biệt của đối tượng.
2.2. Các nghiên cứu về ứng GIS trong quản lý tài nguyên rừng
Hiện nay, từ sự phát triển công nghệ thông tin như vũ bão thì hầu như trong
tất cả các lĩnh vực đều có mặt của nó (như chỉ thị 58-CT/TW năm 2000 về đẩy
mạnh: “Ứng dụng và phát triển công nghệ thông tin phục sự nghiệp công nghiệp
hóa, hiện đại hóa” do Ban chấp hành Trung ương ban hành hay chỉ thị số

10


88/2006/CT-BNN ngày 27/9/2006 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn về
tăng cường ứng dụng công nghệ thông tin trong lực lượng kiểm lâm). Quản lý tài

nguyên rừng không phải là trường hợp ngoại lệ, với việc áp dụng hệ thống thông tin
địa lý (GIS) trong quản lý tài nguyên rừng đã mang lại hiệu quả nhất định. Thông
qua việc sử dụng kỹ thuật GIS người quản lý dễ dàng quy hoạch vùng trồng rừng
hay đánh giá sinh trưởng của loài cây nào đó trên nhiều loại đất khác nhau hay tìm
hiểu về diễn biến tài nguyên rừng… và nó tiết kiệm chi phí nhiều hơn so với việc sử
dụng bản đồ giấy truyền thống. Nhận thấy sự vượt trội này, nhiều đề tài nghiên cứu
đã ứng dụng kỹ thuật GIS để quản lý cũng như đánh giá tài nguyên rừng ngày càng
nhiều.
Một số đề tài đã được nghiên cứu:
- Ứng dụng GIS trong thiết kế, chăm sóc và quản lý rừng trồng tại lâm
trường Bảo Lộc, Lâm Đồng (Trần Thị Thúy Hằng, 2005) việc ứng dụng GIS vào đã
làm giảm đi hầu như mọi chi phí từ khâu thiết kế cho đến chăm sóc, quản lý so với
cách làm của Lâm trường là giai đoạn thủ công từ giai đoạn thiết kế cho đến quản
lý. Quản lý bản đồ số hóa bằng GIS rất thuận tiện cho việc cập nhật dữ liệu thuộc
tính từ diện tích trồng mới, diện tích cắt xén, cập nhật mới… đề tài này không
những dùng trong thiết kế chi tiết trồng rừng, xử lý thực bì mà còn có thể dự báo và
phòng chống cháy rừng…
- Ứng dụng GIS đánh giá diễn biến tài nguyên rừng tại ban quản lý rừng
phòng hộ Quan Hàm-Thuận Bắc, tỉnh Bình Thuận (Trần Minh Lễ, 2007) thì đã
đánh giá được hình thức sử dụng đất Lâm nghiệp tại ban quản lý rừng chủ yếu là đất
Lâm nghiệp chiếm gần 80% tổng diện tích trong đó rừng tự nhiên chiếm gần 90%.
Đất không có rừng, đất giành cho sản xuất nông nghiệp là rất ít chiếm 13,4% tổng
diện tích. Về hình thức canh tác hay loại hình sử dụng đất có ý nghĩa rất lớn đến xói
mòn đất, chuyển đổi khí hậu. Cần khắc phục diện tích các loại đất 2, 3 để giữ lại
phần diện tích rừng có trữ lượng lớn nếu không trong tương lai sẽ bị khai thác cạn
kiệt. Còn đối với loại 1, 2, các vùng đất trống đồi trọc và vùng đất dốc sớm có biện
pháp trồng rừng phủ xanh để tránh tình trạng mất do xói mòn nhằm tăng độ che phủ

11

của rừng. Còn loại đất 5 (đất nông nghiệp) cần quản lý chặt diện tích hiện có không
cho người dân phát vào rừng…
- Ứng dụng Georgaphic Information System và Analytic Hierarchy Process
xác định sự thích nghi của Thông ba lá (Pinus kesya), Thông hai lá (Pinus merkusii)
và Keo lá tràm (Acacia auriculiformis) tại huyện Di Linh, tỉnh Lâm Đồng (Vũ Minh
Tuấn, 2007) cho thấy Thông 3 lá với lượng mưa từ 1500 – 2000 mm, độ dốc 0 –
150, độ dày 70cm, độ cao 900 m và đất phù hợp là đất phù sa cổ thì quy hoạch
Thông 3 lá chỉ ở mức trung bình. Còn Thông 2 lá có lượng mưa >2000 mm, độ cao
từ 1500 – 2000m thì khu vực này kém thích nghi nhưng ở độ dốc 0 – 150, độ dày
100 cm, độ cao từ 300 – 900 m, phù hợp cho các loại đất phù sa, bazan thì khu vực
Di Linh là phù hợp với sự phân bố của loài Thông 2 lá cho nên quy hoạch ở mức độ
cao. Còn đối với Keo là tràm ở độ dốc 0 – 150, độ dày >100 cm, độ cao <300 m,
lượng mưa 2000 mm, phù hợp là cho các loại đất bazan, đất xám, đất phù sa thì Di
Linh Keo lá tràm ở mức độ thấp.
- Ứng dụng GIS trong xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ cho công tác quản lý
bảo vệ rừng tại tiểu khu 702, 716 xã Mô Rai, huyện Sa Thầy, tỉnh Kon Tum
(Nguyễn Thị Thanh Tâm, 2009). Với việc ứng dụng GIS đã xây dựng được cơ sở
dữ liệu cho khu vực nghiên cứu gồm 2 tiểu khu là 702, 716 với tổng diện tích là
1813,9 ha nằm ở 4 kiểu trạng thái rừng (IIB, IIA1, IIIA1, IIIA1 + Lo + Le). Hiện tại
trạng thái rừng phục hồi IIB, IIA1 chiếm diện tích lớn và 2 trạng thái rừng hỗn giao
(IIIA1 + Lo + Le), IIIA1 chiếm diện tích nhỏ nằm rải rác ở tiểu khu 716. Tổ thành
loài thực vật ở trạng thái IIB chủ yếu là Chò chai, Trường, Trâm, Săng đen, Bình
linh lông và trạng thái IIIA1 chủ yếu là Bằng lăng, Chò chai, Trường, Cám… Ở 2
trạng thái này cho giá trị kinh tế thấp, phẩm chất kém. Cần lòng ghép công nghệ
GIS vào cách làm truyền thống để công tác quản lý chặt chẽ, ổn định hơn.
- Tìm hiểu ứng dụng hệ thống thông tin địa lý trong quản lý tài nguyên rừng
tại trạm tài nguyên Lâm nghiệp Thạnh Hóa-Long An (Phạm Đình Hòe, 2010) thì
việc ứng dụng GIS vào quản lý tài nguyên rừng tại Thạnh Hóa – Long An đã mang
lại như trong quản lý thiết kế trồng rừng, số công thực hiện bằng phương pháp

12


truyền thống mất 155 công trong khi đó với sự hỗ trợ của GIS chỉ mất 37 công.
Trong thiết khai thác rừng theo phương pháp truyền thống mất 114 công còn GIS
chỉ mất 7 công. Trong phòng chống cháy rừng theo phương pháp truyền thống mất
90 công còn GIS mất 7 công. Mặt khác, dữ liệu có thể sử dụng lâu dài, dễ hiệu
chỉnh, có thể thay đổi ở hiện trạng, tiết kiệm chi phí thực hiện dự án và nhiều mục
đích khác trong quản lý tài nguyên rừng tại tạm Lâm nghiệp Thạnh Hóa – Long An.
- Ứng dụng PGIS trong quy hoạch sử dụng đất rừng tại tiểu khu 150A phân
trường Trảng Táo thuộc ban quản lý rừng phòng hộ Xuân Lộc, tỉnh Đồng Nai
(Nguyễn Thị Hồng Thủy, 2010) cho thấy sự khác biệt trong cách sử dụng đất của
người dân và lâm trường là ít, tiềm năng sử dụng đất do hai nhóm tham gia là người
dân và lâm trường đưa ra không làm tăng thêm sự đa dạng cho cây trồng mà chỉ
xoay quanh 3 loại cây trồng chính là Điều, Cao su, Keo lá tràm. Kinh tế người dân
được đảm bảo như trồng cây công nghiệp trên đất rừng và cây rừng cũng là thu
nhập lớn cho người dân.
- Sử dụng ảnh landsat theo dõi diễn biến tài nguyên rừng ở rừng đặc dụng
Đăk Uy, tỉnh Kon Tum (Lê Bá Nam, 2011) đã mô tả được rừng đặc dụng Đắk Uy
có tổng diện tích tự nhiên 690 ngàn ha, chia làm 6 khoảnh với 8 trạng thái rừng và
diện tích rừng vẫn còn tương đối lớn chiếm 56,24% nhưng đa phần nghèo thoái hóa
(IIIA1 với 53,62%), trữ lượng bình quân khoảng 92,39 m3/ha.... Rừng đặc dụng Đắk
uy vẫn bị tác động bởi yếu tố con người như nạn khai thác rừng trái phép, chiếm đất
rừng làm nương rẫy… Tuy nhiên, các loài ưu thế sinh thái đa phần là các loài cây
gỗ quí, có giá trị.
- Ứng dụng GIS trong đánh giá sinh trưởng Thông ba lá (Pinus keysia Royle
ex Gordon) trên các loại đất khác nhau tại ban quản lý rừng phòng hộ Bắc Biển Hồ
tỉnh Gia Lai (Nguyễn Thế Tuấn Kiệt, 2011) với mục tiêu xây dựng cơ sở dữ liệu
hiện trạng rừng và thổ nhưỡng tại khu vực của ban quản lý rừng phòng hộ đồng thời

đánh giá sinh trưởng quần thụ Thông 3 lá (Pinus keysia) theo từng loại đất và xác
định các vùng trồng rừng Thông tiềm năng dựa vào điều tra sinh trưởng qua các
năm 1998, 1999, 2001, 2002, 2003, 2004 trên 3 loại đất (đất vàng đỏ trên đá granit,

13