ỨNG DỤNG GIS TRONG XÂY DỰNG BẢN ĐỒ QUY HOẠCH PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG KHU BẢO TỒN THIÊN NHIÊN LUNG NGỌC HOÀNG (2012 – 2020), HUYỆN PHỤNG HIỆP, TỈNH HẬU GIANG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

************

TRẦN THỊ THU HÀ

ỨNG DỤNG GIS TRONG XÂY DỰNG BẢN ĐỒ QUY HOẠCH
PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG KHU BẢO TỒN THIÊN NHIÊN
LUNG NGỌC HOÀNG (2012 – 2020), HUYỆN
PHỤNG HIỆP, TỈNH HẬU GIANG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
NGÀNH QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG

Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 6/2012

a


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

************
TRẦN THỊ THU HÀ

ỨNG DỤNG GIS TRONG XÂY DỰNG BẢN ĐỒ QUY HOẠCH
PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG KHU BẢO TỒN THIÊN NHIÊN
LUNG NGỌC HOÀNG (2012 – 2020), HUYỆN
PHỤNG HIỆP, TỈNH HẬU GIANG

Ngành: Quản lý tài nguyên rừng
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Người hướng dẫn: Th.S TRƯƠNG VĂN VINH
Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 6/2012

b


LỜI CẢM ƠN
Xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến những người thầy, người cô đã giảng
dạy và chấp cánh cho ước mơ của tôi thành hiện thực.
Chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong Bộ Môn Quản Lý Tài Nguyên
Rừng, các thầy cô giáo Khoa Lâm Nghiệp trường ĐHNL, TP. HCM đã tận tình giảng
dạy và giúp đỡ tơi trong suốt q trình học tập và thực hiện đề tài.
Cảm ơn thầy Trương Văn Vinh đã tận tình giúp đỡ và hướng dẫn tơi hồn
thành cuốn luận văn này.
Cảm ơn các cô chú, anh chị trong Phân Viện Điều Tra Quy Hoạch Rừng Nam
Bộ, ban quản lý khu BTTN Lung Ngọc Hồng đã tận tình giúp đỡ và tạo mọi điều kiện
cho tơi trong q trình thực hiện đề tài.
Cảm ơn tập thể lớp Quản lý tài nguyên rừng đã chia sẻ mọi niềm vui trong quá
trình sinh hoạt và học tập.
Cuối cùng, xin gửi lời biết ơn đến những người thân trong gia đình đã hỗ trợ
và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn.
Xin chân thành cảm ơn.

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2012
Sinh viên

Trần Thị Thu Hà

i


TÓM TẮT
Đề tài “Ứng dụng GIS trong xây dựng bản đồ quy hoạch phát triển bền
vững khu bảo tồn thiên nhiên Lung Ngọc Hoàng (2012 – 2020), huyện Phụng
Hiệp, tỉnh Hậu Giang” được thực hiện tại khu bảo tồn thiên nhiên Lung Ngọc Hoàng
từ tháng 3 đến tháng 6 năm 2012.
Mục tiêu của đề tài là ứng dụng GIS xây dựng bản đồ hiện trạng rừng phục vụ
cho công tác quản lý, bảo vệ tài nguyên rừng hiện có và nâng cao năng lực, hiệu quả
của công tác quản lý bảo vệ tài nguyên rừng, bảo tồn đa dạng sinh học vùng đất ngập
nước đặc trưng tiếp giáp giữa 2 vùng sinh thái Tây Sông Hậu và bán đảo Cà Mau.
Kết quả nghiên cứu đạt được gồm:
- Xây dựng được bản đồ hiện trạng rừng năm 2012 dựa vào phần mềm Mapinfo
10.5, ảnh vệ tinh Spot 5 chụp năm 2009 từ Google Earth kết hợp với máy định vị GPS
76CSx để kiểm chứng các điểm tọa độ ngoài thực địa.
- Điều tra dọc theo tuyến 36 ô tiêu chuẩn tạm thời với diện tích mỗi ơ 100 m2
(10m x 10m) rải đều từ khoảnh 1 đến khoảnh 36 ở phân khu sinh thái (937,1 ha). Tính
tốn thống kê mơ tả bằng phần mềm Statgraphics các chỉ tiêu Dbq, Hbq, Mbq/ha.
- Xây dựng được kế hoạch tỉa thưa cho 2 kiểu trạng thái TIIc và TIII.
- Sử dụng các chức năng trong Mapinfo 10.5 trích lọc, tổng hợp diện tích phục
vụ cho tỉa thưa rừng.
- Xây dựng được bản đồ quy hoạch và cơ sở dữ liệu về diện tích tỉa thưa cho
tiểu khu I, tính trữ lượng, mật độ, xác định vị trí khoảnh sẽ tiến hành tỉa thưa trên bản
đồ phục vụ cho việc quản lý bền vững.

ii

SUMMARY
The thesis on “Application of GIS in building sustainable development
planing map at Lung Ngoc Hoang nature conservation areas (2012 – 2020), Phung
Hiep District, Hau Giang Province” was carried out at the Lung Ngoc Hoang nature
reserve from March to June 2012.
The objective is the application of GIS in building forest status map for the
management, protection of existing forest resources and capacity building, effective
management of forest resources protection, biodiversity conservation wetland
characteristics of the junction between the two ecoregions Hau River West and
peninsula of Ca Mau.
Research results achieved are as follows:
- Develop a forest status map in 2012 based on Mapinfo 10.5 software, Spot 5
satellite imagery from Google Earth taken in 2009 in conjunction with GPS 76CSx to
verify waypoints in the field.
- Investigation along the 36 temporary plots with an area of 100 m2 each cell
(10m x 10m) are widely from moment 1 to moment 36 in an ecological sub – zone
(937,1 ha). Calculate descriptive statistics oftargets Dbq, Hbq, Mbq/ha by Statgraphics
software.
- Develop a plan of thinning for two types TIII and TIIc status.
- Using the functions in Mapinfo 10.5 software to filter, aggregate area for forest
thinning.
- Develop a plan map and database of the thinning area, volume, density, plot
locate thinning will proceed on the map for sustainable management.

iii


MỤC LỤC
TRANG

Lời cảm ơn ....................................................................................................................... i
Tóm tắt ............................................................................................................................ ii
Mục lục........................................................................................................................... iv
Danh sách các chữ viết tắt và ký hiệu ........................................................................... vii
Danh sách các bảng ...................................................................................................... viii
Danh sách các hình......................................................................................................... ix
Chương 1. MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
1.1. Đặt vấn đề ................................................................................................................ 1
1.2. Mục đích, mục tiêu của đề tài .................................................................................. 2
1.2.1. Mục đích................................................................................................................ 2
1.2.2. Mục tiêu ................................................................................................................ 2
Chương 2. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU........................................................................ 3
2.1. Khái quát chung về hệ thống thông tin địa lý (GIS) ................................................ 3
2.1.1. Khái niệm .............................................................................................................. 3
2.2.2. Lịch sử phát triển .................................................................................................. 3
2.2.3. Thành phần ............................................................................................................ 5
2.2.4. Nguyên lý làm việc của GIS ................................................................................. 6
2.2.5. Những thuận lợi của GIS so với phương pháp truyền thống ................................ 8
2.2.6. Nguồn dữ liệu cho GIS ......................................................................................... 8
2.2. Tình hình ứng dụng hệ thống thông tin địa lý.......................................................... 9
2.2.1. Trên thế giới .......................................................................................................... 9
2.2.2. Ở Việt Nam ......................................................................................................... 11
2.2.3. Ứng dụng của GIS ............................................................................................... 12
2.3. Giới thiệu phần mềm Mapinfo ............................................................................... 13
2.3.1. Tổ chức thông tin theo các tập tin ....................................................................... 13

iv


2.3.2. Tổ chức thông tin theo các lớp đối tượng ........................................................... 14

2.3.3. Sự liên kết thơng tin thuộc tính với các đối tượng bản đồ .................................. 14
2.4. Đặc điểm khu vực nghiên cứu ............................................................................... 15
2.4.1. Điều kiện tự nhiên ............................................................................................... 15
2.4.1.1. Vị trí ................................................................................................................. 15
2.4.1.2. Tọa độ địa lý..................................................................................................... 15
2.4.1.3. Địa hình, địa mạo ............................................................................................. 15
2.4.1.4. Khí hậu khu vực ............................................................................................... 15
2.4.2. Giá trị tài nguyên thiên nhiên .............................................................................. 16
2.4.3. Hiện trạng kinh tế – xã hội .................................................................................. 18
2.4.4. Chức năng của các phân khu ............................................................................... 19
2.4.5. Vùng đệm ............................................................................................................ 20
Chương 3. NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................................... 21
3.1. Nội dung nghiên cứu .............................................................................................. 21
3.2. Phương pháp nghiên cứu........................................................................................ 21
3.2.1. Phương pháp ngoại nghiệp .................................................................................. 21
3.2.2. Phương pháp nội nghiệp ..................................................................................... 23
3.2.2.1. Phương pháp xây dựng bản đồ hiện trạng rừng ............................................... 23
3.2.2.2. Thống kê tài nguyên rừng ................................................................................ 28
3.2.2.3. Bản đồ quy hoạch tỉa thưa ................................................................................ 29
3.3. Vật liệu nghiên cứu ................................................................................................ 33
3.3.1. Dụng cụ ngoại nghiệp ......................................................................................... 33
3.3.2. Dụng cụ nội nghiệp ............................................................................................. 33
Chương 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................................ 34
4.1. Bản đồ hiện trạng rừng tại Khu bảo tồn thiên nhiên Lung Ngọc Hoàng ............... 34
4.1.1. Kết quả đối chiếu hiện trạng 2006 với ảnh vệ tinh giải đoán 2009 .................... 34
4.1.2. Kết quả kiểm chứng bản đồ ngoại nghiệp........................................................... 35

v

4.1.2. Số hoá bản đồ ...................................................................................................... 38
4.1.3. Cơ sở dữ liệu thuộc tính cho vùng nghiên cứu ................................................... 39
4.1.4. Bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng ...................................................................... 39
4.2. Bảng biểu thống kê tài nguyên rừng ...................................................................... 41
4.2.1. Phân khu phục hồi sinh thái ................................................................................ 42
4.2.2. Phân khu bảo vệ nghiêm ngặt ............................................................................. 43
4.2.3. Phân khu hành chính dịch vụ .............................................................................. 44
4.3. Kết quả kế hoạch tỉa thưa rừng Tràm..................................................................... 46
4.4. Bản đồ quy hoạch bảo vệ và phát triển bền vững khu BTTN Lung Ngọc Hoàng
đến năm 2020 ................................................................................................................ 51
4.5. Các giải pháp bảo vệ rừng ...................................................................................... 53
Chương 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ....................................................................... 54
5.1. Kết luận .................................................................................................................. 54
5.2. Kiến nghị ................................................................................................................ 55
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................... 56
PHỤ LỤC

vi


DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU
GIS (Geographic Information System)

: Hệ thống thông tin địa lý

GPS (Global Positioning System)

: Hệ thống định vị toàn cầu

CSDL

: Cơ sở dữ liệu

BTTN

: Bảo tồn thiên nhiên

ÔTC

: Ô tiêu chuẩn

N/ha

: Mật độ bình qn

V

: Thể tích thân cây

D1,3

: Đường kính thân cây tại vị trí 1,3m

Hvn

: Chiều cao vút ngọn

f1,3

: Hình số thân cây

G

: Tiết diện ngang

K

: Khoảnh

TK

: Tiểu khu

PK

: Phân khu

PHST

: Phục hồi sinh thái

BVNN

: Bảo vệ nghiêm ngặt

HCDV

: Hành chính dịch vụ

RT

: Rừng Tràm

DK

: Đất khác

LDLR_BD

: Loại đất loại rừng trên bản đồ

LDLR_TD

: Loại đất loại rừng ngoài thực địa

QH

: Quy hoạch

DT

: Diện tích

TT

: Tỉa thưa

NN

: Nơng nghiệp

vii


DANH SÁCH CÁC BẢNG

BẢNG

TRANG

Bảng 3.1: Mẫu bảng các điểm kiểm chứng ảnh, phúc tra hiện trạng rừng................... 22
Bảng 3.2: Mẫu bảng điều tra rừng trồng ...................................................................... 22
Bảng 4.1: Bảng thống kê số điểm kiểm chứng............................................................. 36
Bảng 4.2: LDLR trong phân khu PHST ....................................................................... 42
Bảng 4.3: LDLR trong phân khu BVNN ..................................................................... 43
Bảng 4.4: LDLR trong phân khu HCDV ..................................................................... 44
Bảng 4.5: Bảng thống kê khoảnh và diện tích tỉa thưa giai đoạn 2012 – 2020 ............ 48
Bảng 4.6: Bảng tỷ lệ tỉa thưa và trữ sản lượng lấy ra hàng năm .................................. 50

viii


DANH SÁCH CÁC HÌNH
HÌNH

TRANG

Hình 2.1: Các thành phần cơ bản của GIS ..................................................................... 6
Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của GIS............................................................... 7
Hình 3.1: Bản đồ hiện trạng rừng năm 2006 ................................................................ 23

Hình 3.2: Giải đốn ảnh Spot 5 .................................................................................... 24
Hình 3.3: Một phần khu vực hiện trạng rừng năm 2006 và ảnh giải đốn 2009 ......... 25
Hình 3.4: Tạo trường cơ sở dữ liệu .............................................................................. 26
Hình 3.5: Cập nhật cơ sở dữ liệu cho các trường dữ liệu............................................. 26
Hình 3.6: Cập nhật tự động diện tích ........................................................................... 27
Hình 3.7: Nhập thuộc tính cho các trường ................................................................... 27
Hình 3.8: Cắt các lớp dữ liệu ....................................................................................... 29
Hình 3.9: Cập nhật mật độ từng khoảnh rừng .............................................................. 30
Hình 3.10: Khai báo thêm trường dữ liệu đặt coupe tỉa thưa ....................................... 31
Hình 3.11: Tìm coupe tỉa thưa hàng năm ..................................................................... 32
Hình 3.12: Cập nhật diện tích tỉa thưa ......................................................................... 32
Hình 4.1: Vị trí khu vực nghiên cứu ............................................................................ 34
Hình 4.2: Bản đồ ngoại nghiệp..................................................................................... 35
Hình 4.3: Vị trí kiểm chứng tại khu vực nghiên cứu ................................................... 37
Hình 4.4: Ảnh số hóa các lớp bản đồ ........................................................................... 38
Hình 4.5: Cơ sở dữ liệu cho lớp hiện trạng .................................................................. 39
Hình 4.6: Bản đồ hiện trạng rừng năm 2012 ................................................................ 40
Hình 4.7: Vị trí các phân khu ....................................................................................... 41
Hình 4.8: Diện tích LDLR trong phân khu PHST ....................................................... 42
Hình 4.9: Diện tích LDLR trong phân khu BVNN ...................................................... 43
Hình 4.10: Diện tích LDLR trong phân khu HCDV .................................................... 45

ix


Hình 4.11: Bản đồ phân khu phục hồi sinh thái sau trích lọc ...................................... 46
Hình 4.12: Tổng hợp coupe tỉa thưa theo tuổi rừng ..................................................... 47
Hình 4.13: Kết quả phân chia lại các coupe tỉa thưa .................................................... 47
Hình 4.14: Bản đồ tỉa thưa giai đoạn 2012 – 2020 ...................................................... 49
Hình 4.15: Bản đồ quy hoạch bảo vệ và phát triển ..................................................... 52

x


Chương 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Ngay từ thuở sơ khai, con người đã có những khái niệm cơ bản nhất về rừng.
Rừng là nơi cung cấp mọi thứ phục vụ cuộc sống của họ. Lịch sử càng phát triển,
những khái niệm về rừng được tích lũy, hồn thiện thành những học thuyết về rừng.
Theo M.E. Tcachenco (1952), rừng là một bộ phận của cảnh quan địa lý, trong đó
bao gồm một tổng thể các cây gỗ, cây bụi, cây cỏ, động vật và vi sinh vật. Trong
quá trình phát triển, chúng có mối quan hệ sinh học và ảnh hưởng lẫn nhau và với
hoàn cảnh bên ngoài. Nếu như tất cả thực vật trên trái đất đã tạo ra 53 tỷ tấn sinh
khối (ở trạng thái khô tuyệt đối là 64%) thì rừng chiếm 37 tỷ tấn (70%). Và các cây
rừng sẽ thải ra 52,5 tỷ tấn (hay 44%) oxy để phục vụ cho hô hấp của con người,
động vật và sâu bọ trên trái đất trong khoảng 2 năm (Lâm nghiệp đại cương – NXB
Nông nghiệp, 2004) [10].
Bên cạnh đó, rừng là thảm thực vật của những cây thân gỗ trên bề mặt trái
đất, giữ vai trò to lớn đối với con người như: Cung cấp nguồn gỗ, củi, điều hịa khí
hậu, tạo ra oxy, điều hịa nước, nơi cư trú của động thực vật và tàng trữ các nguồn
gen quý hiếm. Tất cả giá trị mà rừng mang lại vô cùng cần thiết đối với con người
và sinh vật trên trái đất.
Hậu Giang là một tỉnh nằm ở đồng bằng sông Cửu Long. Nơi đây là vùng
sinh thái trọng điểm tạo ra bầu khí quyển trong lành cho các tỉnh lân cận. Khu bảo
tồn thiên nhiên Lung Ngọc Hoàng được thành lập theo Quyết định số 13/2002/QĐ –
TTg ngày 14 tháng 01 năm 2002 của Thủ tướng Chính phủ. Cho đến nay khu bảo
tồn đã đi vào hoạt động theo quy chế quản lý rừng đặc dụng trong hệ thống rừng
đặc dụng quốc gia, nhờ đó mà các giá trị về đa dạng sinh học của khu bảo tồn đang

1


ngày càng được bảo vệ tốt hơn. Tuy nhiên, những hoạt động của khu bảo tồn cịn
gặp nhiều khó khăn.
Việc quản lý địi hỏi phải thống nhất, cập nhật thơng tin qua từng thời kỳ để
làm cơ sở xây dựng các phương án quy hoạch cụ thể. Với điều kiện như hiện nay thì
việc xây dựng và phân tích thơng tin trên bản đồ giấy rất phức tạp, khó đạt hiệu quả.
Ngày nay, công nghệ thông tin đang phát triển ồ ạt trở thành ứng dụng không thể
thiếu trong cuộc sống của con người. GIS là một công nghệ vượt bậc của con người,
mọi hình ảnh trên trái đất được thu nhận hàng giờ giúp con người dễ dàng quan sát
sự thay đổi đó. Mặc dù đã được thử nghiệm và áp dụng rộng rãi tại nhiều nước và
nhiều vùng tại Việt Nam, tuy nhiên trên địa bàn tỉnh Hậu Giang nói chung và khu
bảo tồn thiên nhiên Lung Ngọc Hồng nói riêng, các hiểu biết về ứng dụng GIS còn
mới, hơn nữa các nghiên cứu về sinh trưởng của rừng, quy hoạch các vùng tiềm
năng cho việc phát triển rừng qua ứng dụng GIS là chưa nhiều lắm. Chính vì lý do
này chúng tơi tiến hành đề tài nghiên cứu “Ứng dụng GIS trong xây dựng bản đồ
quy hoạch bảo vệ phát triển bền vững khu bảo tồn thiên nhiên Lung Ngọc Hoàng
(2012 – 2020), huyện Phụng Hiệp, tỉnh Hậu Giang” nhằm góp phần nâng cao hiệu
quả trong cơng tác quản lý bảo vệ rừng tại khu vực nghiên cứu.
1.2. Mục đích, mục tiêu của đề tài
1.2.1. Mục đích
Nhằm bảo vệ tài nguyên rừng hiện có và nâng cao năng lực, hiệu quả của
công tác quản lý bảo vệ tài nguyên rừng, bảo tồn đa dạng sinh học của vùng đất
ngập nước đặc trưng tiếp giáp giữa 2 vùng sinh thái Tây Sông Hậu và bán đảo Cà
Mau.
1.2.2. Mục tiêu
- Ứng dụng GIS trong xây dựng bản đồ hiện trạng rừng và cơ sở dữ liệu phục
vụ quản lý khu BTTN Lung Ngọc Hồng.
- Cung cấp thơng tin về sự phân bố hiện trạng để có được những tác động

lâm sinh giúp rừng sinh trưởng phát triển bền vững.

2


Chương 2
TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
2.1. Khái quát chung về hệ thống thông tin địa lý (GIS)
2.1.1. Khái niệm
Hệ thống thông tin địa lý (GIS – Geographic Information System) là một
công cụ máy tính để lập bản đồ và phân tích các sự vật, hiện tượng thực trên trái
đất. Công nghệ GIS kết hợp các thao tác cơ sở dữ liệu thông thường (như cấu trúc
hỏi đáp) và các phép phân tích thống kê, phân tích địa lý, trong đó phép phân tích
địa lý và hình ảnh được cung cấp duy nhất từ các bản đồ. Những khả năng này phân
biệt GIS với các hệ thống thông tin khác và khiến cho GIS có phạm vi ứng dụng
rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau (phân tích các sự kiện, dự đoán tác động và
hoạch định chiến lược trong tương lai).
2.2.2. Lịch sử phát triển
Hệ thống thông tin địa lý (GIS – Geographic Information System) là một
nhánh của công nghệ thông tin, được hình thành vào những năm 1960 của thế kỷ
XX và phát triển rộng rãi trong 10 năm trở lại đây, GIS ngày nay là công cụ hỗ trợ
giúp quyết định trong nhiều hoạt động kinh tế – xã hội, an ninh quốc phòng của
nhiều quốc gia trên thế giới.
Khoảng những năm 1960, một số người đã có ý tưởng mơ hình hố khơng
gian lưu trữ vào máy tính, đó là một bản đồ đơn giản có thể mã hố, lưu trữ trong
máy tính, sửa chữa khi cần thiết, có thể hiển thị trên màn hình và in ra giấy. Thời
gian đầu, bản đồ điện toán (computer cartography) thể hiện những điểm, các đường
thẳng (vector) và chữ (text). Các đồ thị phức tạp có thể được xây dựng từ những yếu
tố này. Ví dụ: Những đường khơng theo quy luật như sông, bờ biển sẽ được tạo ra
liên tiếp từ các yếu tố vector nhỏ.

3


Các nhà nghiên cứu đã nhận thấy rằng nhiều vấn đề địa lý địi hỏi thu thập và
phân tích một khối lượng lớn thơng tin khơng phải bản đồ. Ví dụ: Điều tra dân số
yêu cầu dữ liệu về người, hộ gia đình, ứng dụng địa chính u cầu thơng tin về
quyền sở hữu đất…
Vào lúc này thuật ngữ bản đồ máy tính được thay thế bởi thuật ngữ hệ thống
thông tin địa lý.
Hệ thống thông tin địa lý đầu tiên xuất hiện vào năm 1964 thuộc dự án
“Rehabilitation and Development Agency Program” của chính phủ Canada. Cơ
quan “Hệ thống thông tin địa lý Canada – CGIS” đã thiết kế để phân tích, kiểm kê
đất nhằm trợ giúp cho chính phủ trong việc sử dụng đất nông nghiệp. Dự án CGIS
hoàn thiện vào năm 1971 và phần mềm vẫn sử dụng tới ngày nay. Dự án CGIS gồm
nhiều ý tưởng sáng tạo mà đã được phát triển trong những phần mềm sau này.
Giữa những năm 60 và 70, GIS phát triển chủ yếu trong Chính phủ và các
phịng thí nghiệm.
Năm 1964, Ơng Howard Fisher thành lập “phịng thí nghiệm đồ họa máy
tính Harvard” phịng dẫn đầu về các cơng nghệ mới. Phịng thí nghiệm Harvard đã
tạo ra một loạt các ứng dụng chính GIS bao gồm: SYMAP (Synagraphic Mapping
System), CALFORM, SYMVU, GRID, POLYVRT và ODYSSEY. ODYSSEY là
mơ hình vector GIS đầu tiên và nó trở thành chuẩn cho các phần mềm thương phẩm
(GIS trong lâm nghiệp. TS. Nguyễn Văn Lợi, 2010) [17].
Hệ thống bản đồ tự động đã được phát triển bởi CIA trong cuối những năm
1960s. Dự án này tạo ra “ngân hàng dữ liệu thế giới của CIA”, thu thập thông tin
đường bờ biển, con sông, ranh giới hành chính và phần mềm trọn gói CAM tạo ra
những bản đồ với tỷ lệ khác nhau từ dữ liệu này. Đây là một hệ thống CSDL bản đồ
đầu tiên trên thế giới.
Năm 1969, Jack Dangermond, một người thuộc nhóm nghiên cứu tại phịng

thí nghiệm Harvard trong bộ phận đồ họa máy tính, đồng sáng lập (ESRI) cùng với
vợ là Laura. ESRI trong ít năm vượt trội trong thị trường GIS và tạo ra các sản
phẩm phần mềm ArcInfo và ArcView.

4


Từ năm 1977, các thử nghiệm sử dụng máy tính trong cơng tác bản đồ có
những bước tiến rõ rệt làm tăng tốc độ làm việc, hạ giá thành.
Trong những năm 1980s và 1990s, nhiều ứng dụng được phát triển là những
gói phần mềm phát triển bởi các cơng ty tư nhân như: ArcInfo, ArcView, Mapinfo,
Pamap GIS…Và rất nhiều ứng dụng đã chuyển từ hệ máy lớn vào sử dụng trong
máy tính cá nhân.
Ngày nay, GIS với phần cứng và phần mềm đồ họa hiện đại có sức mạnh
trong hiển thị thế giới thực, các kỹ thuật 3D mô tả cảnh quan, hình ảnh động thể
hiện sự thay đổi theo thời gian.
Thế giới ngày càng áp dụng rộng rãi các chức năng của GIS, dần dần phần
mềm của hệ thống thông tin địa lý lan rộng, thâm nhập vào Việt Nam từ những năm
cuối thập niên 80 của thế kỷ XX thông qua các dự án hợp tác quốc tế và được Việt
Nam ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như môi trường, cơ sở hạ tầng, lâm nghiệp…
2.2.3. Thành phần
GIS được kết hợp bởi 5 thành phần chính gồm: Phần cứng, phần mềm, dữ
liệu, con người và phương pháp.
- Phần cứng (Hardware): Là hệ thống máy tính trên đó một hệ GIS hoạt
động. Ngày nay, phần mềm GIS có khả năng chạy trên nhiều dạng phần cứng, từ
máy chủ trung tâm đến các máy trạm hoạt động độc lập hoặc liên kết.
- Phần mềm (Software): GIS cung cấp các chức năng và cơng cụ cần thiết để
lưu trữ, phân tích và hiển thị thông tin địa lý. Các thành phần chính trong phần mềm
GIS là:
 Cơng cụ nhập và các thao tác trên thông tin địa lý.

 Hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS).
 Công cụ hỗ trợ hỏi đáp, phân tích và hiển thị địa lý.
 Giao diện đồ họa người – máy (GUI) để truy cập các các cơng cụ dễ dàng.
- Dữ liệu (Data): Có thể coi là phần quan trọng nhất trong một hệ GIS, các
dữ liệu địa lý và dữ liệu thuộc tính liên quan có thể được người sử dụng tự tập hợp
hoặc mua từ nhà cung cấp dữ liệu thương mại. Hệ thống thông tin địa lý (GIS) sẽ

5


kết hợp dữ liệu không gian với các nguồn dữ liệu khác, thậm chí có thể sử dụng hệ
quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS) để tổ chức lưu trữ và quản lý dữ liệu.
- Con người (People): Công nghệ GIS sẽ bị hạn chế nếu khơng có con người
tham gia quản lý hệ thống và phát triển những ứng dụng GIS trong thực tế. Người
sử dụng GIS có thể là những chuyên gia kỹ thuật, người thiết kế và duy trì hệ thống,
hoặc những người dùng GIS để giải quyết các vấn đề trong cơng việc, lĩnh vực mà
mình đang phụ trách.
- Phương pháp (Methods): Những phương pháp thực hiện sẽ quyết định sự
thành công một dự án GIS, tuỳ thuộc vào những kế hoạch thiết kế, luật lệ chuyển
giao…

Hình 2.1: Các thành phần cơ bản của GIS
2.2.4. Nguyên lý làm việc của GIS
GIS lưu trữ thông tin về thế giới thực dưới dạng tập hợp các lớp chuyên đề
có thể liên kết với nhau nhờ các đặc điểm địa lý. Điều này đơn giản nhưng vô cùng
quan trọng và là một công cụ đa năng đã được chứng minh là rất có giá trị trong
việc giải quyết nhiều vấn đề thực tế, từ thiết lập tuyến đường phân phối của các
chuyến xe đến lập báo cáo chi tiết cho các ứng dụng quy hoạch, hay mô phỏng sự
lưu thơng của khí hậu tồn cầu.
Các thơng tin địa lý hoặc chứa những tham khảo địa lý hiện (chẳng hạn như

kinh độ, vĩ độ hoặc tọa độ lưới quốc gia), hoặc chứa những tham khảo địa lý ẩn
(như địa chỉ, mã bưu điện, tên vùng điều tra dân số, bộ định danh các khu vực rừng

6


hoặc tên đường). Mã hố địa lý là q trình tự động thường được dùng để tạo ra các
tham khảo địa lý hiện từ các tham khảo địa lý ẩn (là những mô tả, như địa chỉ). Các
tham khảo địa lý cho phép định vị đối tượng (như khu vực rừng hay địa điểm
thương mại) và sự kiện (như động đất) trên bề mặt quả đất phục vụ mục đích phân
tích.
Hệ thống thơng tin địa lý làm việc với hai dạng mơ hình dữ liệu địa lý khác
nhau về cơ bản – mơ hình vector và mơ hình raster. Trong mơ hình vector, thơng tin
về điểm, đường và vùng được mã hoá và lưu dưới dạng tập hợp các tọa độ x,y. Vị
trí của đối tượng điểm có thể được biểu diễn bởi một tọa độ đơn x,y. Ðối tượng
dạng đường như đường giao thơng, sơng suối, có thể được lưu dưới dạng tập hợp
các tọa độ điểm. Ðối tượng dạng vùng như khu vực buôn bán hay vùng lưu vực
sơng, được lưu như một vịng khép kín của các điểm tọa độ.
Mơ hình vector rất hữu ích đối với việc mô tả các đối tượng riêng biệt,
nhưng kém hiệu quả hơn trong miêu tả các đối tượng có sự chuyển đổi liên tục như
kiểu đất hoặc chi phí ước tính cho các bệnh viện. Mơ hình raster được phát triển cho
mô phỏng các đối tượng liên tục như vậy. Một ảnh raster là một tập hợp các ô lưới.
Cả mơ hình vector và raster đều được dùng để lưu dữ liệu địa lý với những ưu điểm,
nhược điểm riêng. Các hệ GIS hiện đại có khả năng quản lý cả hai mơ hình này.

Số
Liệu
Vào

Quản

Lý
Số Liệu

Xử Lý
Số Liệu

Phân Tích
Mơ Hình
Hóa

Hình 2.2: Sơ đồ nguyên lý hoạt động của GIS

7

Số
Liệu
Ra


2.2.5. Những thuận lợi của GIS so với phương pháp truyền thống
Những thuận lợi khi sử dụng GIS:
- Cơ sở dữ liệu không gian địa lý trong bản đồ số dễ dàng trong việc gìn giữ,
bảo quản.
- Dễ dàng trong việc chỉnh sửa và cập nhật.
- Các thông tin của cơ sở dữ liệu không gian địa lý dễ dàng tìm kiếm, phân
tích.
- Dễ dàng chia sẻ và trao đổi cơ sở dữ liệu.
- Dễ dàng trong việc phục hồi cơ sở dữ liệu.
- Thông tin được tổ chức theo từng lớp giúp dễ dàng hiển thị những lớp cần
thiết để quan sát, không phức tạp như bản đồ giấy.

- Tiết kiệm được tiền bạc và thời gian khi chỉ cần cập nhật bổ sung cơ sở dữ
liệu thay đổi theo thời gian mà không cần phải làm mới bản đồ như phương pháp
truyền thống.
2.2.6. Nguồn dữ liệu cho GIS
Khi số liệu thu nhận được hoặc số liệu đầu vào của cơ sở dữ liệu không gian
địa lý dạng số hố là tốn rất nhiều kinh phí (khoảng 80% của tổng kinh phí dự án
GIS) và tiến trình thực hiện thì mất nhiều thời gian, vì thế nguồn dữ liệu nên thận
trọng lựa chọn cho thật chi tiết về mục đích.
- Bản đồ: Bản đồ địa hình với các đường đồng mức và những đặc điểm địa
hình và các bản đồ có liên quan khác.
- Ảnh hàng khơng (Aerial Photographs): Phân tích hoặc kỹ thuật quan trắc
thì rất đắt tiền nhưng đây là phương pháp tốt nhất để cập nhật dữ liệu.
- Ảnh vệ tinh (Satellite Image): Ảnh vệ tinh hoặc cơ sở dữ liệu có thể giúp
cho sự phân loại các kiểu sử dụng đất, mơ hình độ cao, cập nhật mạng lưới đường…
- Khảo sát thực địa bằng GPS (Ground survey with GPS): Nó rất chính xác
khi khảo sát để đối chứng với bản đồ ngoại nghiệp.

8


2.2. Tình hình ứng dụng hệ thống thơng tin địa lý
2.2.1. Trên thế giới
GIS đã xâm nhập và phát triển một cách đáng kể vào các nước trên thế giới,
đặc biệt là Mỹ và Canada là những nước có kinh nghiệm lâu dài nhất về vấn đề này.
Ngay từ đầu những năm 70 ở Bắc Mỹ đã có sự quan tâm nhiều hơn đến việc phát
triển GIS. Thời kỳ này hàng loạt thay đổi một cách thuận lợi cho sự phát triển của
hệ thống thông tin địa lý, đặc biệt là sự gia tăng ứng dụng của máy tính với kích
thước bộ nhớ và tốc độ lớn, chính những thuận lợi này mà GIS dần dần và ngày
càng được hoàn thiện có khả năng phục vụ ngày càng nhiều các mục đích của con
người.

Năm 1977 đã có nhiều hệ thống thông tin địa lý khác nhau trên thế giới ra
đời. Ở Châu Âu, GIS có quy mơ nhỏ hơn nhưng đã có những bước dài trong việc
phát triển hệ thống này ở nhiều nước như: Anh, Pháp, Đức, Đan Mạch và Thụy
Điển.
Ở các nước này, GIS được ứng dụng vào rất nhiều ngành như: Theo dõi sử
dụng tối ưu các nguồn tài nguyên, đánh giá tính khả thi các phương án quy hoạch,
các bài tốn giao thơng.
Cũng như ở Châu Âu, tại khu vực Châu Á – Thái Bình Dương đã thành lập
nhiều trung tâm nghiên cứu viễn thám và GIS. Ở các nước Trung Quốc, Nhật Bản,
Thái Lan đã chú ý nghiên cứu GIS nhưng chủ yếu vào lĩnh vực quản lý, đánh giá tài
nguyên thiên nhiên và môi trường. Như vậy có thể nói hầu hết các nước trên thế
giới điều quan tâm nghiên cứu hệ thống thông tin địa lý và ứng dụng nó vào nhiều
ngành, nhiều lĩnh vực khác nhau.
Từ năm 1980 đến nay, Trung Quốc và Thái Lan rất thành công trong việc
ứng dụng GIS vào nông nghiệp, trang trại: Tăng cường sử dụng các bản đồ chi tiết
và những ảnh theo dõi mùa màng, phân tích sản lượng, có kế hoạch áp dụng hố
chất bảo vệ thực vật, hợp chất hoá học và những kỹ thuật dự báo nông nghiệp.
Hiện nay, đối với hầu hết các nước trên thế giới đã thành lập những hiệp hội
của những cá nhân, đơn vị, khu vực có sử dụng GIS nhằm gia tăng khả năng ứng

9


dụng và phối hợp thực hiện các chương trình sử dụng công nghệ GIS. Một số ứng
dụng của GIS trên thế giới trong thời gian qua:
- Ứng dụng GIS trong nghiên cứu xói mịn đất ở Đài Loan (Chung, 1992)
[9]. Kết quả nghiên cứu đã chỉ rõ mơ hình q trình xói mịn trên các dạng lập địa
khác nhau tại đảo Lục Nam và đã đưa ra được các bước hạn chế xói mịn.
- Ứng dụng GIS để thiết lập phương án đánh giá chất lượng GIS ở Nam
Triều Tiên (Kyehyun Kim, 1996) [8]. Ứng dụng này đã phát hiện ra những ưu điểm,

nhược điểm khi áp dụng GIS. Và đưa ra giải pháp khắc phục nhược điểm.
- Ứng dụng GIS trong đánh giá quan hệ giữa sử dụng đất và chất lượng nước
(Wang và cộng tác viên (CTV), 1997) [7]. Wang và cộng sự đã mơ phỏng được mơ
hình chất lượng nước tại Quảng Châu qua việc sử dụng đất đai tại địa phương trong
thời gian dài.
- Ứng dụng GIS trong đánh giá môi trường sống của cá ở Thái Bình Dương
(Beamer và CTV, 1997) [9]. Nghiên cứu đã đi đến so sánh, chồng lớp giữa các mực
nước với mức độ ảnh hưởng của ánh sáng mặt trời lên tập tính sống của các lồi cá
lớn ở đại dương.
- Ứng dụng GIS để dự đoán, dự báo và quản lý dịch hại ở Finland (Tilikala
và CTV, 1996) [7]. Từ những hình ảnh vệ tinh kết hợp với giải đốn hiện trạng,
hình dạng lá cây, thân cây. Nhóm nghiên cứu đã khoanh vẽ được khu vực sâu có
khả năng tấn công phá hoại và đề xuất giải pháp ngăn chặn dịch hại tại Finland.
- Ứng dụng GIS trong quản lý rừng, môi trường ở Trung Quốc (Kathleen
Hasting, 1996) [1]. Nghiên cứu đã thành công trong khoanh vẽ hiện trạng, chất
lượng mơi trường của khu vực bằng việc cập nhật hình ảnh thường xuyên và dự
đoán.
- Ứng dụng viễn thám và GIS trong đánh giá diện tích rừng cháy ở Rajai
National Park, Uttar Pradesh, India (Abhineet và CTV, 1996) [7]. Kết quả bước đầu
chỉ ra được khu vực dễ xảy ra cháy vào mùa khô tại vườn quốc gia Rajai, Ấn Độ.
Giúp cho cơng tác phịng chống cháy rừng ở vườn quốc gia đạt hiệu quả cao.

10


2.2.2. Ở Việt Nam
Tiến sĩ Nguyễn Thế Thuận [12] với cuốn sách: “Cơ sở hệ thống thông tin địa
lý GIS” xuất bản năm 1999, giới thiệu những khái niệm cơ bản nhất về GIS và các
thao tác trên phần mềm Mapinfo.
Năm 1998 tác giả Nguyễn Đình Dương, Lê Thị Thu Huyền, Lê Kim Thoa,

Nguyễn Hạnh Quyên [8] đã xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ đánh giá môi trường
chiến lược quy hoạch phát triển Hạ Long. Trong báo cáo này các tác giả trình bày
việc xây dựng cơ sở dữ liệu phần tự nhiên dựa vào giải đoán ảnh vệ tinh, ảnh máy
bay và thử nghiệm một số chức năng của hệ thống thông tin địa lý. Kết quả là các
tác giả đã xây dựng được bản đồ sử dụng đất với 32 đối tượng. Hơn thế nữa các tác
giả đã số hóa bản đồ với tỷ lệ 1:50.000, 1:10.000 bao gồm các đối tượng như giao
thông, hệ thống thủy văn, ranh giới hành chính…
Ứng dụng kỹ thuật GIS và kỹ thuật giải đoán ảnh vệ tinh Spot để nghiên cứu
hiện trạng sử dụng đất đai huyện Tân Thạnh – Vĩnh Long (Lê Quang Trí, 1996) [7].
Từ những ảnh vệ tinh cập nhật qua từng giai đoạn, tác giả đã giải đoán, khoanh vẽ
được hiện trạng huyện Tân Thạnh.
Năm 2000 tồn bộ khu vực Đơng Nam Bộ của Việt Nam đã được đo đạc và
xây dựng bản đồ phát triển chiến lược do Phân viện điều tra quy hoạch rừng Nam
Bộ xây dựng bước đầu đã đánh giá được tình hình phát triển lâm nghiệp ở từng khu
vực qua nhiều giai đoạn, giúp cho việc quy hoạch vùng tiềm năng phát triển lâm
nghiệp Việt Nam.
Cho đến nay thì đã có rất nhiều cơng trình nghiên cứu khoa học, dự án, đề tài
về GIS ở nhiều quy mô, mức độ ứng dụng khác nhau. Kết quả là đã cho ra đời nhiều
hệ thống thông tin địa lý với nhiều mục đích khác nhau ở từng địa phương chẳng
hạn như: Hệ thống thơng tin địa lý thành phố Hồ Chí Minh – SAGOGIS, hệ thống
thông tin hiện trạng công nghệ và môi trường của tỉnh Đồng Nai – DONAGIS, hệ
thống thông tin địa lý phục vụ quản lý của tỉnh Bến Tre – BETEGIS, Quảng Nam –
QANAGIS, phục vụ quản lý nông nghiệp của thành phố Đà Nẵng – DANAGIS, hệ
thống thông tin địa lý phục vụ phát triển kinh tế tỉnh Bình Dương – BIDOGIS.

11


2.2.3. Ứng dụng của GIS
Hiện nay trên thế giới cũng như ở Việt Nam GIS được ứng dụng hết sức

rộng rãi trên rất nhiều lĩnh vực khác nhau như: Viện thông tin tư liệu và Bảo tàng
địa chất đã ứng dụng GIS để thu thập và xây dựng các dữ liệu địa chất và mơi
trường, Tổng cục khí tượng thủy văn ứng dụng ở trung tâm Khí tượng thủy văn biển
để thu thập và xử lý số liệu, Viện điều tra quy hoạch rừng đã rất sớm ứng dụng và
tự phát triển phần mềm hệ thống thông tin địa lý FEWGIS, Tổng cục địa chính đã
xây dựng được hàng loạt bản đồ và đang thực hiện số hóa bản đồ nhờ việc ứng dụng
GIS, công ty DOLSOFT là công ty đã giới thiệu rộng rãi phần mềm GIS “WINGIS”
nhờ ứng dụng và phát triển GIS, hầu hết các Sở khoa học công nghệ và môi trường
đã và đang sử dụng rộng rãi công nghệ GIS, các trường đại học, viện nghiên cứu
đang coi GIS như là khoa học được ứng dụng rộng rãi nhiều nhất trong lĩnh vực của
mình.
Với cơng năng và ứng dụng rất lớn ấy từ GIS, trong lâm nghiệp đã ứng dụng
để: Xây dựng bản đồ hiện trạng, xây dựng bản đồ phân định Nông – Lâm, chồng
ghép các lớp thơng tin, phân tích diễn biến tài ngun, xác định các vùng tác động,
tính tốn diện tích và trữ lượng, cập nhật và tìm kiếm các thơng tin định tính, định
lượng. Trong phân tích diễn biến tài ngun có phân tích diễn biến tài ngun rừng
– đất lâm nghiệp không thể nào không thông qua việc ứng dụng GIS để tính tốn,
đây như là một ứng dụng không thể thiếu nhằm đạt được mục tiêu đề ra là đánh giá
diễn biến hiện trạng rừng, bởi vì khơng sử dụng các phần mềm trong GIS sẽ khơng
có các loại bản đồ cần thiết như bản đồ hiện trạng, bản đồ đất, bản đồ địa hình số
hóa để tính, theo dõi thông tin những cây gỗ phát triển, lập dự án khai thác rừng, lập
kế hoạch thiết lập đường vận chuyển, di chuyển gỗ theo luật môi trường, quản lý
rừng theo nhiều mục đích, bao gồm cả việc tái tạo lại.
Trong lĩnh vực môi trường sử dụng GIS cho nhiều ứng dụng khác nhau từ
kiểm kê đơn giản, chất vấn tới phân tích chồng lớp bản đồ, đưa ra quyết định như
mơ hình hố rừng, mơ hình hố nước, quan trắc môi trường, thành lập bản đồ phân
vùng nhạy cảm mơi trường, phân tích về mối tương tác giữa sự thay đổi kinh tế, khí

12

hậu, thuỷ văn, địa chất, phân tích tác động mơi trường, chọn vị trí chơn lấp chất
thải, giám sát sự thay đổi môi trường theo thời gian.
Những kỹ thuật GIS cũng được áp dụng rộng rãi trong việc thành lập các dự
án. Các cơ quan quản lý cơ sở hạ tầng tìm thấy ở GIS những cơng cụ mạnh mẽ để
lập dự án, ra quyết định, phục vụ khách hàng, những yêu cầu cần điều chỉnh như
điện lực, khí đốt, truyền thông, đường xá.
Trong kinh doanh và bán hàng GIS hiệu quả nhất trong một số lĩnh vực bao
gồm: Vị trí có khả năng cạnh tranh, tối ưu tuyến vận chuyển và phân phối.
Trong lĩnh vực giao thông, GIS giúp quản lý mạng giao thơng, duy trì tín
hiệu đèn giao thơng, phân tích điểm tai nạn, tìm kiếm các điểm nguy hiểm, quản lý
hệ thống ơ tơ, tìm vị trí, tuyến…
2.3. Giới thiệu phần mềm Mapinfo
Mapinfo là một công cụ khá hữu hiệu để tạo ra và quản lý một cơ sở dữ liệu
địa lý vừa và nhỏ trên máy tính cá nhân. Sử dụng cơng nghệ Mapinfo có thể thực
hiện xây dựng một hệ thống thông tin địa lý phục vụ cho nhiều mục đích nghiên
cứu khoa học và sản xuất của các tổ chức kinh tế – xã hội, của các ngành và địa
phương. Mapinfo là một phần mềm gọn nhẹ và dễ sử dụng, một phần mềm đang rất
phổ biến ở nước ta và trên thế giới.
2.3.1. Tổ chức thông tin theo các tập tin
Các thông tin trong Mapinfo được tổ chức theo từng bảng (Table), mỗi Table
là một tập hợp các tập tin (File) về thông tin đồ họa hoặc phi đồ họa chứa các bản
ghi (Record) dữ liệu mà hệ thống tạo ra. Tổ chức của các Table có chứa các đối
tượng địa lý được tổ chức theo các tập tin (ví dụ: Zone là tên của Table bất kỳ) gồm
các tập tin sau:
- Zone.tab: Chứa thông tin mô tả cấu trúc dữ liệu. Thao tác chính của
Mapinfo là trên dạng tập tin này.
- Zone.dat: Chứa thơng tin ngun thủy, phần mở rộng có thể ở dạng *.wks,
*.dbf, *.xls.
- Zone.map: Thông tin mô tả đối tượng dạng địa lý.

13