Ứng dụng ảnh viễn thám landsat đa thời gian đánh giá biến động diện tích rừng tại khu dự trữ sinh quyển langbiang tỉnh lâm đồng giai đoạn 2002 2017

LỜI CẢM ƠN
Đƣợc sự đồng ý của Ban giám hiệu nhà trƣờng và sự nhất trí của Khoa
Quản lý tài ngun rừng và mơi trƣờng tơi đã thực hiện khóa luận với đề tài:
“Ứng dụng ảnh viễn thám Landsat đa thời gian đánh giá biến động diện
tích rừng tại khu dự trữ sinh quyển lang biang tỉnh Lâm Đồng, giai đoạn
2002- 2017”.
Để hồn thành tốt khóa luận là sự giúp đỡ rất lớn của các thầy cô giáo và
Ban quản lí khu DTSQ LangBiang. Đặc biệt tơi xin cảm ơn PGS.TS. Nguyễn
Hải Hịa ngƣời đã ln theo dõi, hƣớng dẫn giúp đỡ tơi trong suốt q trình thực
hiện đề tài nghiên cứu. Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám đốc khu DTSQ
Langbiang Lâm Đồng đã tạo điều kiện cho tơi hồn thành tốt khố luận tốt
nghiệp và đặc biệt là anh Lê Văn Sơn - cán bộ công tác tại khu DTSQ Lang
biang đã nhiệt tình giúp đỡ tơi trong q trình điều tra thực điạ.
Đề tài đã hồn thành nhƣng cịn có nhiều thiếu sót và hạn chế do bản thân
chƣa có nhiều kinh nghiệm thực địa cũng nhƣ do địa điểm nghiên cứu xa và thời
gian hạn hẹp. Vì thế tơi rất mong nhận đƣợc sự đóng góp của các thầy cơ giáo
để đề tài đƣợc hồn thiện hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 18 tháng 06 năm 2018
Sinh viên thực hiện

\
Cao Thị Thúy Hằng

i


TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM
KHOA QUẢN LÝ TÀI NGUN RỪNG VÀ MƠI TRƢỜNG
TĨM TẮT KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP
1. Tên đề tài: Ứng dụng ảnh viễn thám Landsat đa thời gian đánh giá biến động

diện tích rừng tại khu dự trữ sinh quyển LangBiang tỉnh Lâm Đồng, giai đoạn
2002- 2017.
2. Sinh viên thực hiện: Cao Thị Thúy Hằng MSV: 1453100918
3. Giáo viên hƣớng dẫn: PGS. TS. Nguyễn Hải Hòa
4. Mục tiêu nghiên cứu:
a. Mục tiêu chung
Ứng dụng công nghệ viễn thám trong xây dựng cơ sở dữ liệu về biến
động diện tích rừng tại khu vực nghiên cứu góp phần cung cấp cơ sở khoa học
phục vụ công tác quản lý rừng tại khu dự trữ sinh quyển Việt Nam.
b. Mục tiêu cụ thể
Đánh giá hiện trạng và thực trạng công tác quản lý rừng tại Khu dự trữ
Sinh quyển Thế giới Lang Biang, tỉnh Lâm Đồng.
Đánh giá biến động diện tích rừng và nguyên nhân biến động tại Khu dự
trữ Sinh quyển Thế giới Lang Biang, tỉnh Lâm Đồng.
Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý rừng tại khu dự trữ sinh
quyển Thế giới Lang Biang, tỉnh Lâm Đồng.
5. Phạm vi nghiên cứu
Phạm vị về nội dung: Đánh giá biến động diện tích rừng.
Phạm vị về phƣơng pháp: Sử dụng các phần mềm hệ thống thông tin địa
lý ArcGIS 10.2.
Phạm vi về không gian và thời gian: Sử dụng ảnh viễn thám qua các năm
giai đoạn từ năm 2002 - 2017. Khơng gian tồn bộ diện tích rừng khu dự trữ
sinh quyển LangBiang, tỉnh Lâm Đồng.
6. Nội dung cơ bản của đề tài
Nghiên cứu hiện trạng và thực trạng công tác quản lý rừng tại Khu dự trữ Sinh
quyển Thế giới Lang Biang, tỉnh Lâm Đồng
ii


Nghiên cứu xây dựng bản đồ hiện trạng khu vực nghiên cứu qua các năm

Nghiên cứu biến động diện tích rừng và nguyên nhân tại Khu dự trữ Sinh
quyển Thế giới Lang Biang, tỉnh Lâm Đồng
Nghiên cứu đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý rừng tại khu dự
trữ sinh quyển Thế giới Lang Biang, tỉnh Lâm Đồng
7. Những kết quả đạt đƣợc
Qua nghiên cứu đề tài đã đạt đƣợc những kết quả sau:
Đề tài đã đánh giá đƣợc hiện trạng rừng, hoạt động quản lý, vai trò ngƣời
quản lý, các chính sách dự án đƣợc thực hiện tại khu vực nghiên cứu.
Xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2002; 2008; 2011; 2014 và
2017 tại khu vực nghiên cứu. Xác định đƣợc các nhân tố ảnh hƣởng đến biến
động diện tích rừng.
Xây dựng bản đồ biến động diện tích rừng theo từng giai đoạn: 2002–
2005; 2005 – 2008; 2008 – 2011; 2011 – 2014 và giai đoạn 2014 – 2017. Đánh
giá biến động và nguyên nhân thay đổi diện tích rừng.
Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý rừng khu vực nghiên cứu :
Giải pháp quản lý, cơng nghệ, kỹ thuật, về chính sách,…

iii


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ........................................................................................................ i
TÓM TẮT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ............................................................ ii
MỤC LỤC ............................................................................................................ iv
DANH MỤC VIẾT TẮT .................................................................................... vii
DANH MỤC BẢNG .......................................................................................... viii
DANH MỤC HÌNH ............................................................................................. ix
DANH MỤC SƠ ĐỒ ............................................................................................ x
ĐẶT VẤN ĐỀ ....................................................................................................... 1
PHẦN I TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ............................................... 3

1.1 Khái niệm GIS và viễn thám ........................................................................... 3
1.1.2. Khái niệm GIS ............................................................................................. 3
1.1.3. Khái niệm viễn thám ................................................................................... 5
1.2. Lịch sử phát triển hệ thống thông tin địa lý ................................................... 5
1.2.1. Trên thế giới ................................................................................................ 5
1.2.2. Tại Việt Nam ............................................................................................. 11
1.2.3. Tại khu vực nghiên cứu ............................................................................. 13
1.3. Tổng quan về công tác đánh giá biến động ở Việt Nam .............................. 13
1.4. Sự cần thiết của vấn đề nghiên cứu .............................................................. 16
PHẦN II MỤC TIÊU, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...... 17
2.1. Mục tiêu nghiên cứu ..................................................................................... 17
2.1.1. Mục tiêu chung .......................................................................................... 17
2.1.2. Mục tiêu cụ thể .......................................................................................... 17
2.2. Phạm vi nghiên cứu ...................................................................................... 17
2.3. Nội dung nghiên cứu .................................................................................... 17
2.3.1. Nghiên cứu hiện trạng và thực trạng công tác quản lý rừng tại Khu dự trữ
Sinh quyển Thế giới Lang Biang, tỉnh Lâm Đồng .............................................. 17
2.3.2. Nghiên cứu xây dựng bản đồ hiện trạng khu vực nghiên cứu qua các năm
............................................................................................................................. 17

iv


2.3.3. Nghiên cứu biến động diện tích rừng và nguyên nhân tại Khu dự trữ Sinh
quyển Thế giới Lang Biang, tỉnh Lâm Đồng ...................................................... 18
2.3.4. Nghiên cứu đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý rừng tại khu dự
trữ sinh quyển Thế giới Lang Biang, tỉnh Lâm Đồng ......................................... 18
2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu .............................................................................. 18
2.4.1. Đánh giá hiện trạng và thực trạng công tác quản lý rừng tại Khu dự trữ
Sinh quyển Thế giới Lang Biang, tỉnh Lâm Đồng .............................................. 18

2.4.2. Xây dựng bản đồ hiện trạng khu vực nghiên cứu qua các năm nghiên cứu
............................................................................................................................. 19
2.4.3. Đánh giá biến động diện tích rừng và nguyên nhân tại Khu dự trữ Sinh
quyển Thế giới Lang Biang, tỉnh Lâm Đồng ...................................................... 23
2.4.4. Đề xuất giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý rừng tại khu dự trữ sinh
quyển Thế giới Lang Biang, tỉnh Lâm Đồng ...................................................... 25
PHẦN III ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, KINH TẾ XÃ HỘI .............. 26
KHU VỰC NGHIÊN CỨU ................................................................................ 26
3.1. Điều kiện tự nhiên ........................................................................................ 26
3.1.1 Vị trí địa lí & điạ hình ................................................................................ 26
3.1.2. Khí hậu ...................................................................................................... 27
3.1.3.Thủy văn ..................................................................................................... 28
3.2. Điều kiện kinh tế - xã hội và văn hóa .......................................................... 29
3.2.1. Dân số và lao động .................................................................................... 29
3.2.3. Các giá trị văn hóa ..................................................................................... 32
PHẦN IV KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ................................. 34
4.1. Hiện trạng và thực trạng quản lí khu dự trữ sinh quyển thế giới Langbiang,
tỉnh Lâm Đồng .................................................................................................... 34
4.1.1. Hiện trạng sử dụng đất và kế hoạch tƣơng lai .......................................... 34
4.1.2. Thực trạng quản lí khu dự trữ sinh quyển thế giới Lang Biang, tỉnh Lâm
Đồng .................................................................................................................... 35
4.2. Xây dựng bản đồ hiện trạng qua các năm và đánh giá độ chính xác của bản
đồ. ........................................................................................................................ 37
v


4.2.1. Xây dựng bản đồ hiện trạng qua các năm ................................................ 37
4.2.2 Đánh giá độ chính xác của bản đồ ............................................................ 50
4.2. Biến động diện tích rừng và nguyên nhân giai đoạn 2002 - 2017 ............... 51
4.2.1. Biến động diện tích rừng giai đoạn 2002 đến 2017 .................................. 51

4.2.2 Biểu đồ thể hiện biến động diện tích rừng ................................................. 60
4.2.3. Những nguyên nhân ảnh hƣởng đến phát triển bền vững và mục tiêu quản
lý .......................................................................................................................... 61
4.4. Giải pháp nâng cao hiệu quả quản lý rừng tại khu DTSQ Lang biang Lâm
Đồng .................................................................................................................... 64
4.3.1. Giải pháp về cơ chế chính sách ................................................................. 64
4.3.2. Giải pháp về quản lý.................................................................................. 64
4.3.3 Giải pháp về khoa học công nghệ .............................................................. 65
4.3.4. Giải pháp tuyền truyền giáo dục nâng cao nhận thức của ngƣời dân ....... 65
PHẦN V KẾT LUẬN, TỒN TẠI, KIẾN NGHỊ................................................. 66
5.1. Kết luận ........................................................................................................ 66
5.2. Tồn tại........................................................................................................... 66
5.3. Kiến nghị ...................................................................................................... 67
TÀI LIỆU THAM KHẢO

vi


DANH MỤC VIẾT TẮT

DTSQ

Dự trữ sinh quyển

CSDL

Cơ sở dữ liệu

SWOT

S trengths (Điểm mạnh), W eaknesses
(Điểm yếu), O pportunities (Cơ hội) và T
hreats (Thách thức) - là một mơ hình nổi
tiếng trong phân tích kinh doanh của
doanh nghiệp.

UBQG

Uỷ ban Quốc gia

UBND

Uỷ ban nhân dân

BQL

Ban quản lí

ĐDSH

Đa dạng sinh học

GIS (Geographic Information System)

Hệ thống thông tin địa lý

RS (Remote sensing)

Viễn thám

PLKKD

Phân loại không kiểm định

vii


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Dữ liệu viễn đƣợc sử dụng trong đề tài. ............................................. 20
Bảng 2.4: Bảng biến động diện tích đất.............................................................. 24
Bảng 3.1. Các vùng khí hậu sinh học ở khu DTSQ TG Langbiang. .................. 28
Bảng 3.2. Thành phần các hộ gia đình và mức thu nhập của ngƣời dân trong khu
DTSQ TG Langbiang .......................................................................................... 31
Bảng 5.3. Phân tích SWOT đối với Phát triển bền vững của khu DTSQ TG
Langbiang. ........................................................................................................... 33
Bảng 4.1.Kết quả đánh giá độ chính xác bản đồ theo NDVI năm 2017. ........... 42
Bảng 4.2. Kết quả đánh giá độ chính xác bản đồ theo SAVI năm 2017. ........... 42
Bảng 4.3. Kết quả đánh giá độ chính xác bản đồ theo EVI năm 2017. .............. 43
Bảng 4.4: Kết quả đánh giá độ chính xác bản đồ theo phân loại không kiểm định
năm 2017. ............................................................................................................ 43
Bảng 4.5: Diện tích sử dụng đất giai đoạn 2002-2017 (Ha). ............................. 44
Bảng 4.3. Kết quả đánh giá độ chính xác bản đồ hiện trạng năm 2017. ............ 50
Bảng 4.4. Kết quả đánh giá độ chính xác bản đồ hiện trạng năm 2014. ............ 50
Bảng 4.5. Kết quả đánh giá độ chính xác bản đồ hiện trạng năm 2008. ............ 51
Bảng 4.6 Biến động diện tích sử dụng đất các năm và các giai đoạn (Ha). ....... 52
Bảng 4.7. Gán các giá trị. ................................................................................... 59

viii

DANH MỤC HÌNH
Hình 4.1: Vị trí khu vực nghiên cứu. ................................................................. 26
Hình 4.1: Hiện trạng sử dụng đất khu DTSQ LangBiang năm 2017 Phân loại
không kiểm định (Landsat 8-07/02/2017). .......................................................... 38
Hình 4.2: Hiện trạng sử dụng đất khu DTSQ LangBiang năm 2017
NDVI(Landsat 8-07/02/2017). ............................................................................ 39
Hình 4.3: Hiện trạng sử dụng đất khu DTSQ LangBiang năm 2017 SAVI
(Landsat 8 - 07/02/2017). .................................................................................... 40
Hình 4.4: Hiện trạng sử dụng đất khu DTSQ LangBiang năm 2017 EVI
(Landsat 8-07/02/2017). ...................................................................................... 41
Hình 4.5 : Bản đồ hiện trạng sử dụng đất khu DTSQ LangBiang năm 2011
(Landsat5:07/02/2011). ....................................................................................... 46
Hình 4.6: Hiện trạng sử dụng đất khu DTSQ LangBiang năm 2008 (Landsat 502/03/2008). ........................................................................................................ 47
Hình 4.7 :Hiện trạng sử dụng đất khu DTSQ LangBiang năm 2005 (Landsat
5:10/03/2005). ..................................................................................................... 48
Hình 4.8 : Hiện trạng sử dụng đất khu DTSQ LangBiang năm 2002 (Landsat 7
:10/03/2002). ....................................................................................................... 49
Hình 4.8 : Biến động diện tích rừng khu DTSQ LangBiang giai đoạn 20022005. .................................................................................................................... 53
Hình 4.9: Biến động diện tích rừng khu DTSQ LangBiang giai đoạn 2005-2008.
............................................................................................................................. 54
Hình 4.10: Biến động diện tích rừng khu DTSQ LangBiang giai đoạn 20082011. .................................................................................................................... 55
Hình 4.11: Biến động diện tích rừng khu DTSQ LangBiang giai đoạn 20112014. .................................................................................................................... 56
Hình 4.12: Biến động diện tích rừng khu DTSQ LangBiang ............................ 57
giai đoạn 2014-2017. ........................................................................................... 57
Hình 4.13: Biến động diện tích rừng khu DTSQ LangBiang giai đoạn 20022017. .................................................................................................................... 58

ix


Hình 4.14: Biểu đồ biến động diện tích rừng giai đoạn 2002-2017............ Error!

Bookmark not defined.
DANH MỤC SƠ ĐỒ
Sơ đồ 2.1. Tổng quan phƣơng pháp xây dựng bản đồ hiện trạng và biến động
khu vực nghiên cứu. ............................................................................................ 18

x


ĐẶT VẤN ĐỀ
Rừng là tài nguyên quý báu của quốc gia, là bộ phận quan trọng của môi
trƣờng sinh thái, có giá trị to lớn về kinh tế-xã hội. Do vậy tài nguyên rừng cần
đƣợc quản lý, bảo vệ và phát triển bền vững và đây cũng là xu thế phát triển lâm
nghiệp của thế giới hiện nay. Tuy nhiên, các nguồn lợi từ rừng đang bị suy giảm
nghiêm trọng biểu hiện trong việc suy giảm diện tích rừng. Vì vậy công tác điều
tra theo dõi và đánh giá biến động diện tích rừng để đƣa ra các giải pháp quản lý
bảo vệ nguồn tài nguyên thiên nhiên một cách bền vững là rất cần thiết.
Công nghệ viễn thám là một trong những thành tựu khoa học không gian
vũ trụ đƣợc áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực kinh tế xã hội ở nhiều nƣớc
trên thế giới. Ngày nay với những phát triển nghiên cứu ứng dụng GIS và viễn
thám, nó khơng cịn dừng lại là cơng cụ quản lý tài nguyên mà đã phát triển theo
hƣớng trí thức GIS. Có nghĩa là nó chứa đựng các kinh nghiệm, kiến thức trong
quản lý bền vững tài nguyên kết hợp với cơng nghệ thơng tin để hình thành nên
những sản phẩm mới phục vụ phát triển kinh tế xã hội và bảo vệ mơi trƣờng..
Chính vì vậy, viễn thám và GIS đƣợc sử dụng nhƣ là một công cụ hiệu quả trong
quản lý và giám sát tài nguyên rừng hiện nay.
Khu dự trữ sinh quyển Langbiang là Khu dự trữ sinh quyển thế giới thứ 9
của Việt Nam đƣợc công nhận tại Kỳ họp lần thứ 27 ngày 9/6/2015 của Hội
đồng Điều phối Quốc tế Chƣơng trình Con ngƣời và Sinh quyển thuộc
UNESCO. Đây là Khu dự trữ sinh quyển thế giới đầu tiên tại miền đất Tây
Nguyên đƣợc UNESCO cơng nhận. Khu dự trữ sinh quyển thế giới Langbiang

có diện tích 275.439 ha, bao gồm một vùng rừng nguyên sinh rộng lớn nằm ở
phía bắc tỉnh Lâm Đồng, thuộc khu vực nam Tây Nguyên, Việt Nam và đƣợc
đánh giá là một trong bốn trung tâm đa dạng sinh học của Việt Nam. Các giá trị
đa dạng sinh học nổi bật tại đây rất quan trọng và mang tính tồn cầu.
Các nhà khoa học đã ghi nhận khu vực này có 153 lồi động thực vật nằm trong
Sách đỏ Việt Nam và 154 lồi có tên trong Danh lục đỏ (IUCN). Quỹ Bảo vệ
động vật hoang dã thế giới (WWF) cũng đã xác định đây là khu vực ƣu tiên bảo
tồn số một trong Chƣơng trình bảo tồn các dãy núi chính nam Trƣờng Sơn của
1


Việt Nam. Bên cạnh đó, việc cơng nhận cũng đặt ra trách nhiệm bảo tồn gìn giữ
các giá trị mơi trƣờng cảnh quan, các quần thể động thực vật quý hiếm nhằm
duy trì các chức năng của một khu dự trữ sinh quyển mang tầm thế giới và công
tác quản lí bảo vệ rừng là vấn đề hết sức quan trọng.
Với vai trò và tầm quan trọng của khu dự trữ sinh quyển Lang biang thì
cơng tác quản lí là rất quan trọng. Vì thế tơi đã thực hiện đề tài khóa luận tốt
nghiệp “Ứng dụng ảnh viễn thám Landsat đa thời gian đánh giá biến động
diện tích rừng tại khu dự trữ sinh quyển Lang Biang tỉnh Lâm Đồng, giai
đoạn 2002-2017” nhằm đƣa ra các cơ sở khoa học góp phần đề ra giải pháp
quản lý rừng tại khu vực nghiên cứu.

2


PHẦN I
TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1 Khái niệm GIS và viễn thám
1.1.2. Khái niệm GIS
“Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một hệ thống các thông tin đƣợc sử

dụng để thu thập, lƣu trữ, xây dựng lại, thao tác, phân tích, biểu diễn các dữ liệu
địa lý phục vụ công tác quy hoạch hoặc lập các quyết định sử dụng đất, các
nguồn tài nguyên thiên nhiên môi trƣờng, giao thơng, đơ thị và nhiều thủ tục
hành chính” [10].
Hệ thống thơng tin địa lý có thể hiểu một cách đơn giản là tập hợp các
thơng tin có liên quan đến yếu tố địa lý một cách đồng bộ và logic; là công cụ
đƣợc dùng để tập hợp, lƣu trữ, xử lý và phân tích thơng tin (khơng gian và phi
khơng gian) thơng qua các thiết bị máy tính và tin học; cho phép đánh giá tổng
thể với nhiều yếu tố theo không gian và thời gian. Nhƣ vậy, về ý tƣởng nó đƣợc
xuất hiện rất sớm cùng với sự phát minh ra bản đồ. Nhƣng sự hình thành rõ nét
của hệ thống thơng tin địa lý một cách hồn chỉnh và đƣa vào ứng dụng có hiệu
quả thì cũng chỉ đƣợc nghiên cứu phát triển trong một số năm gần đây.
Với nhiều thao tác trên dữ liệu địa lý, kết quả cuối cùng đƣợc hiển thị tốt
nhất dƣới dạng bản đồ hoặc biểu đồ. Bản đồ khá hiệu quả trong lƣu giữ và trao
đổi thông tin địa lý. GIS cung cấp nhiều cơng cụ mới để mở rộng tính nghệ thuật
và khoa học của ngành bản đồ. Bản đồ hiển thị có thể đƣợc kết hợp với các bản
báo cáo, hình ảnh ba chiều, ảnh chụp và những dữ liệu khác. Nhờ khả năng xử
lý các tập hợp dữ liệu lớn từ các cơ sở dữ liệu phức tạp, nên GIS thích hợp với
các nhiệm vụ quản lý tài ngun mơi trƣờng. Các mơ hình phức tạp cũng có thể
dễ dàng cập nhật thông tin nhờ sử dụng GIS.
GIS đƣợc sử dụng để cung cấp thông tin nhanh hơn và hiệu quả hơn cho
các nhà hoạch định chính sách. Các cơ quan chính phủ dùng GIS trong quản lý
các nguồn tài nguyên thiên nhiên, trong các hoạt động quy hoạch, mơ hình hố
và quan trắc.

3


Thông tin địa lý là những thông tin quan trọng để đƣa ra những quyết định
một cách nhanh chóng. Các phân tích GIS phụ thuộc vào chất lƣợng, giá trị và

tính tƣơng thích của các dữ liệu địa lý dạng số. Việc chia sẻ dữ liệu sẽ kích thích
sự phát triển các nhu cầu về sản phẩm và dịch vụ GIS. Các nguồn dữ liệu tăng
thêm nhờ sự kết hợp của GIS với GPS (hệ thống định vị toàn cầu) và công nghệ
viễn thám, đã cung cấp các công cụ thu thập dữ liệu hiệu quả hơn. GIS đã đƣợc
công nhận là một hệ thống với nhiều lợi ích khơng chỉ trong các công tác thu
thập đo đạc địa lý mà cịn trong các cơng tác điều tra tài ngun thiên nhiên,
phân tích hiện trạng và dự báo xu hƣớng diễn biến tài nguyên môi trƣờng.
GIS đƣợc sử dụng nhằm xử lý đồng bộ các lớp thông tin không gian (bản
đồ) gắn với các thơng tin thuộc tính, phục vụ nghiên cứu, quy hoạch và quản lý
các hoạt động theo lãnh thổ.
Ngày nay, ở nhiều quốc gia trên thế giới, GIS đã trở thành công cụ trợ
giúp quyết định trong hầu hết các hoạt động kinh tế-xã hội, an ninh, quốc phịng,
đối phó với thảm hoạ thiên tai,... GIS có khả năng trợ giúp các cơ quan chính
phủ, các nhà quản lý, các doanh nghiệp, các cá nhân,... đánh giá đƣợc hiện trạng
của các quá trình, các thực thể tự nhiên, kinh tế - xã hội thông qua các chức năng
thu thập, quản lý, truy vấn, phân tích và tích hợp các thông tin đƣợc gắn với một
nền bản đồ số nhất quán trên cơ sở toạ độ của các dữ liệu bản đồ đầu vào.
Có nhiều định nghĩa về GIS, nhƣng nói chung đã thống nhất quan niệm
chung: GIS là một hệ thống kết hợp giữa con ngƣời và hệ thống máy tính cùng
các thiết bị ngoại vi để lƣu trữ, xử lý, phân tích, hiển thị các thơng tin địa lý để
phục vụ một mục đích nghiên cứu, quản lý nhất định.
Xét dƣới góc độ là cơng cụ, GIS dùng để thu thập, lƣu trữ, biến đổi, hiển
thị các thông tin không gian nhằm thực hiện các mục đích cụ thể.
Xét dƣới góc độ là phần mềm, GIS làm việc với các thông tin không
gian, phi không gian, thiết lập quan hệ không gian giữa các đối tƣợng. Có thể
nói các chức năng phân tích khơng gian đã tạo ra diện mạo riêng cho GIS.

4

Xét dƣới góc độ ứng dụng trong quản lý nhà nƣớc, GIS có thể đƣợc hiểu
nhƣ là một cơng nghệ xử lý các dữ liệu có toạ độ để biến chúng thành các thông
tin trợ giúp quyết định phục vụ các nhà quản lý.
Xét dƣới góc độ hệ thống, GIS là hệ thống gồm các hợp phần: Phần cứng,
Phần mềm, Cơ sở dữ liệu và Cơ sở tri thức chuyên gia.
1.1.3. Khái niệm viễn thám
Viễn thám (Remote sensing – RS) đƣợc hiểu là một khoa học và nghệ
thuật để thu nhận thông tin về một đối tƣợng, một khu vực hoặc một hiện tƣợng
thơng qua việc phân tích tài liệu thu nhận đƣợc bằng các phƣơng tiện. Những
phƣơng tiện này khơng có sự tiếp xúc trực tiếp với đối tƣợng, khu vực hoặc với
hiện tƣợng đƣợc nghiên cứu [1].
Viễn thám điện từ là khoa học và công nghệ sử dụng sóng điện từ để
chuyển tải thơng tin từ vật cần nghiên cứu tới thiết bị thu nhận thông tin cũng
nhƣ công nghệ xử lý để các thông tin thu nhận có ý nghĩa. Viễn thám điện từ
bao gồm viễn thám quang học và viễn thám rada.
1.2. Lịch sử phát triển hệ thống thông tin địa lý
1.2.1. Trên thế giới
Trong khoảng 3 thập kỷ gần đây khi công nghệ vũ trụ đã cho ra đời các
ảnh số thu nhận từ các vệ tinh trên quỹ đạo của trái đất viễn thám đã thực sự
phát triển mạnh mẽ. Nhƣng thực ra viễn thám đã có lịch sử lâu đời. Ảnh chụp
(film) đƣợc sử dụng cho nghiên cứu mặt đất đã xuất hiện từ thế kỷ 19. Năm
1839, Louis Daguere (1789-1881) đƣa ra báo cáo về thí nghiệm hố ảnh của
mình khởi đầu cho ngành chụp ảnh. Ảnh chụp về bề mặt trái đất từ khinh khí
cầu bắt đầu sử dụng từ năm 1858. Bức ảnh chụp đầu tiên về Trái đất từ khinh
khí cầu chụp vùng Bostom vào năm 1860 bởi James Wallace Black, 1860.
Giai đoạn phát triển ngành chụp ảnh photo từ xa đánh dấu bằng sự ra đời
của ngành hàng không. Chụp ảnh từ máy bay tạo điều kiện cho việc chồng phủ
ảnh, chỉnh lý ảnh và chiết suất thông tin từ ảnh nổi. Ảnh chụp từ máy bay đầu
tiên mà lịch sử ghi nhận đƣợc thực hiện vào năm 1910 bởi Wilbur Wright bằng
việc chụp ảnh di động trên vùng gần Centoceli tại Italia.

5


Việc chạy đua vào vũ trụ giữa Liên Xô cũ và Hoa Kỳ đã thúc đẩy việc
nghiên cứu trái đất bằng viễn thám với các phƣơng tiện kỹ thuật hiện đại. Các
trung tâm nghiên cứu trái đất bằng công nghệ viễn thám đã ra đời, nhƣ cơ quan
vũ trụ châu Âu ESA (European Space Agency), chƣơng trình vũ trụ của Mỹ
NASA (National Aeronautics and Space Administration). Ngồi ra có thể kể đến
các chƣơng trình nghiên cứu trái đất bằng viễn thám tại các nƣớc nhƣ Canada,
Nhật, Pháp, Ấn Độ và Trung Quốc.
Kết quả theo dõi từ năm 1972 đến năm 1991 nhờ ứng dụng công nghệ
viễn thám và GIS trong đánh giá biến động rừng và độ che phủ rừng cho thấy
diện tích rừng của Ấn Độ giảm từ 14,12 triệu ha xuống còn 11,72 triệu ha giảm
mất 2,4 triệu ha. Từ kết quả đó Ấn Độ đã xây dựng hệ thống bản đồ hiện trạng
với chu kỳ 2 năm để quản lý, bảo vệ và phát triển rừng hiệu quả. (Dutt,
Udayalakshmt, 1994) [9].
Bức ảnh đầu tiên từ vũ trụ chụp về trái đất đƣợc cung cấp bởi Explorrer-6
vào năm 1959. Tiếp theo là chƣơng trình vũ trụ Mercury (1960) cho ra các sản
phẩm ảnh chụp từ quỹ đạo chất lƣợng cao, ảnh mầu kích thƣớc 70mm từ một
máy tự động. Vệ tinh khí tƣợng đầu tiên (TIOS-1) đƣợc phóng lên quỹ đạo trái
đất vào tháng tƣ năm 1960 mở đầu cho việc quan sát dự báo khí tƣợng trái đất.
Ảnh chụp từ vệ tinh khí tƣợng NOAA (National Oceanic & Atmospheric
Administration) đã đƣợc sử dụng từ sau năm 1972 đánh dấu cho việc nghiên
cứu khí tƣợng trái đất từ vũ trụ một cách tổng thể và cập nhật hàng ngày.
Sự phát triển của viễn thám đi liền với sự phát triển của công nghệ vũ trụ
phục vụ cho việc nghiên cứu trái đất và vũ trụ. Các ảnh chụp nổi stereo theo
phƣơng đứng và xiên cung cấp bởi GEMINI (1965) đã thể hiện ƣu thế của công
việc nghiên cứu Trái đất bằng các bức ảnh của nó. Tiếp theo, tầu Apolo cho ra
sản phẩm ảnh chụp nổi và đa phổ kích thƣớc 70mm. Ngành hàng khơng vũ trụ
của Liên Xơ cũ và hiện nay là Nga góp phần tích cực vào việc nghiên cứu trái

đất từ vũ trụ. Các nghiên cứu đã đƣợc thực hiện trên các con tàu vũ trụ có ngƣời
nhƣ Soynz, các tàu Meteor, Cosmos hoặc trên các trạm “Chào mừng” (Salyut).
Sản phẩm thu đƣợc là các ảnh chụp trên các thiết bị quét đa phổ phân dải cao
6


nhƣ MSU_E. Ảnh chụp từ vệ tinh Cosmos trên 5 kênh phổ khác nhau với kích
thƣớc ảnh 18*18 cm. Ngồi ra các ảnh chụp từ thiết bị chụp KATE-140, MKF6M trên trạm quỹ đạo Salyut cho ra sau kênh ảnh thuộc dải phổ 0.40 đến 0.89
mm với độ phân giải mặt đất tại tâm ảnh đạt 20 m .
Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System - gọi tắt là
GIS) đƣợc hình thành vào những năm 1960 và phát triển rất rộng rãi trong 10
năm lại đây. GIS ngày nay là công cụ trợ giúp quyết định trong nhiều hoạt động
kinh tế - xã hội, quốc phòng của nhiều quốc gia trên thế giới. GIS có khả năng
trợ giúp các cơ quan chính phủ, các nhà quản lý, các doanh nghiệp, các cá
nhân,... đánh giá đƣợc hiện trạng của các quá trình, các thực thể tự nhiên, kinh tế
- xã hội thông qua các chức năng thu thập, quản lý, truy vấn, phân tích và tích
hợp các thơng tin đƣợc gắn với một nền hình học (bản đồ) nhất quán trên cơ sở
toạ độ của các dữ liệu đầu vào.
GIS ra đời chính là sự kế tục các ý tƣởng trong ngành địa lý mà nhất là
ngành địa lý bản đồ trong thời đại mà công nghệ thông tin đủ mạnh để tạo ra các
công cụ định lƣợng mới và có khả năng thực thi hầu hết các phép phân tích bản
đồ bằng cơng cụ định lƣợng mới
Trong những năm 70 ở Bắc Mỹ đã có sự quan tâm nhiều hơn đến việc bảo
vệ môi trƣờng và 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 thƣớc bộ nhớ và tốc độ lớn. Chính những thuận lợi
này mà GIS dần dần đƣợc thƣơng mại hóa. Vệ tinh nghiên cứu trái đất ERTS1(Earth Reosourcer Technology Satellite) đƣợc phóng lên quỹ đạo trái đất vào
năm 1972. Sau vệ tinh này đổi tên là Landsat 1, rồi các vệ tinh thế hệ mới hơn
là Landsat 2, Landsat 3, Landsat 4 và Landsat 5. Ngay từ đầu ERTS-1 mang
theo bộ cảm MSS (máy quét đa phổ) với bốn kênh phổ khác nhau và bộ cảm

RBV (Return Beam Vidicon) với ba kênh phổ khác nhau. Ngoài Landsat 2,
Landsat3 cịn có các vệ tinh khác nhƣ SKYLAB (1973) và HCMM (1978).
Vào cuối những năm 1970, kích thƣớc bộ nhớ và khả năng đồ họa đã đƣợc
cải thiện. Các sản phẩm máy tính lập bản đồ mới bao gồm GIMMS (Geographic
7


Information Making and Management Systems), MAPICS, SURFACE, GRID,
IMGRID, GEOMAP và MAP. Năm 1977 đã có nhiều hệ thống thơng tin địa lý
khác nhau trên thế giới. Bên cạnh GIS, thời kỳ này còn phát triển mạnh mẽ các kỹ
thuật xử lý ảnh Viễn Thám, một hƣớng nghiên cứu kết hợp giữa GIS và Viễn
Thám đƣợc đặt ra. Một số nƣớc đã có những đầu tƣ đáng kể cho việc phát triển
ứng dụng làm bản đồ, hay quản lý dữ liệu có sự trợ giúp của máy tính là Canada
và Mỹ sau đó đến các nƣớc Thuỵ Điển, Đan Mạch, Pháp…
Đầu những năm 1980 M&S Computer (mà sau này trở thành Intergraph)
cùng với Bentley Systems Incorporated xây dựng nền tảng CAD,
(Environmental Systems Research Institute) ESRI, (Computer Aided Resource
Information System) CARIS, (Earth Resource Data Analysis System) ERDAS
nổi lên nhƣ những phần mềm thƣơng mại GIS, đã thành công trong việc kết hợp
nhiều đặc trƣng của CGIS, kết hợp phƣơng pháp thời kỳ đầu là tách thơng tin
khơng gian và thuộc tính với phƣơng pháp thời kỳ thứ hai là sắp xếp thuộc tính
vào trong những cấu trúc CSDL. Song song đó, sự phát triển của hai hệ thống
công cộng (MOSS và GRASS GIS) bắt đầu từ những năm 1970 đến đầu những
năm 1980. Các ảnh vệ tinh của Nhật nhƣ MOS-1 phục vụ cho quan sát biển
(Marine Observation Satellite) và các ảnh chụp từ các vệ tinh của Ấn Độ I-1A
tạo ra các ảnh vệ tinh nhƣ LISS thuộc nhiều hệ khác nhau.
Sự phát triển trong lĩnh vực nghiên cứu trái đất bằng viễn thám đƣợc đẩy
mạnh do áp dụng kỹ nghệ mới với việc sử dụng các ảnh RADAR. Viễn thám
RAĐAR tích cực thu nhận ảnh bằng việc phát sóng dài siêu tần và thu tia phản
hồi cho phép thực hiện các nghiên cứu độc lập không phụ thuộc vào mây. Sóng

RADAR có khả năng xuyên qua mây, lớp đất mỏng và là nguồn sóng nhân tạo
nên có thể hoạt động cả ngày và đêm, không chịu ảnh hƣởng của năng lƣợng
mặt trời.
Một trong những nhà cung cấp phần mềm GIS là ESRI – hiện là công ty
phần mềm GIS lớn nhất trên thế giới. Năm 1982, ARC/INFO chạy trên máy tính
mini đƣợc phát hành và vào năm 1986, PC ARC/INFO đã đƣợc giới thiệu chạy
trên các máy tính chạy bộ vi xử lý của Intel. ESRI hiện tại là chuyên gia hàng
8


đầu thế giới trong việc phát triển phần mềm GIS và đã đóng một vai trị quan
trọng trong lịch sử của GIS.
Ở thời điểm này, có các hội nghị đầu tiên và các xuất bản về GIS. Hội
nghị đầu tiên của GIS diễn ra ở Anh năm 1975, với sự tham gia của các nhóm
nghiên cứu nhỏ. Hội thảo ESRI tổ chức đầu tiên vào năm 1981 thu hút sự tham
gia của 18 thành viên. Các nhà tƣ vấn về GIS đã bắt đầu xuất hiện. Thuật ngữ
“Geographic Information System” đƣợc Roger Tomlinson đƣa ra đầu tiên trong
bài báo của ông năm 1968 “A Geographic Information System for Regional
Planning”. Vào cuối những năm 1980, phân khúc này đƣợc đánh dấu bằng việc
tăng đáng kể các nhà cung cấp phần mềm GIS.
Thập kỷ 80 đƣợc đánh dấu bởi các nhu cầu sử dụng Hệ thông tin địa lý
ngày càng tăng với các quy mô khác nhau. Từ 1982 là các ảnh chuyên đề đƣợc
thực hiện trên các các vệ tinh Landsat TM 4 và Landsat TM 5 với 7 kênh phổ
khác nhau từ dải sóng nhìn thấy đến hồng ngoại nhiệt. Điều này cho phép
nghiên cứu trái đất từ nhiều dải phổ khác nhau. Đồng thời với việc phát triển của
các ảnh vệ tinh Landsat, các ảnh vệ tinh của Pháp là vệ tinh SPOT (1986) đã đƣa
ra sản phẩm ảnh số thuộc hai kiểu ảnh đơn kênh với độ phân giải không gian
10m và ảnh đa kênh SPOT-XS với ba kênh (hai kênh thuộc dải phổ nhìn thấy,
một kênh thuộc dải phổ hồng ngoại) với độ phân giải không gian 20m. Đặc tính
của ảnh vệ tinh SPOT là cho ra các cặp ảnh nổi Stereo cung cấp một khả năng

tạo ảnh nổi ba chiều. Điều này giúp cho việc nghiên cứu bề mặt trái đất đạt kết
quả cao, nhất là việc nghiên cứu bề mặt địa hình.
Ngƣời ta tiếp tục giải quyết những tồn tại của những năm trƣớc mà nổi lên
là vấn đề số hóa dữ liệu: sai số, chuyển đổi khn dạng,… Thời kỳ này có sự
nhảy vọt về tốc độ tính tốn, sự mềm dẻo trong việc xử lý dữ liệu không gian.
Thập kỷ này đƣợc đánh dấu bởi sự nảy sinh các nhu cầu mới trong ứng dụng Hệ
thông tin địa lý nhƣ: Khảo sát thị trƣờng, đánh giá khả thi các phƣơng án quy
hoạch, sử dụng tối ƣu các nguồn tài nguyên, các bài toán giao thơng, cấp thốt
nƣớc,… Có thể nói đây là thời kỳ bùng nổ Hệ thông tin địa lý.

9


Những năm đầu của thập kỷ 90 đƣợc đánh dấu bằng việc nghiên cứu hoà
nhập giữa GIS và Viễn thám. Các nƣớc Bắc Mỹ và Châu Âu thu đƣợc nhiều
thành công trong lĩnh vực này. Khu vực Châu Á – Thái Bình Dƣơng cũng đã
thành lập nhiều trung tâm nghiên cứu Viễn thám và GIS. Ở các nƣớc nhƣ Trung
Quốc, Nhật Bản, Thái lan,… đã chú ý nghiên cứu đến GIS chủ yếu vào lĩnh vực
quản lý, đánh giá Tài nguyên thiên nhiên và Môi trƣờng.
Những năm 1990 - 2010 là thời kỳ quan trọng đánh dấu sự cất cánh thực
sự của GIS. Nhƣng những tiến bộ trong công nghệ đã vƣợt qua khả năng ngƣời
dùng thông thƣờng. Ngƣời sử dụng GIS đã không biết cách làm thế nào để tận
dụng đầy đủ các ƣu điểm công nghệ GIS. Các công ty đều e ngại áp dụng phần
mềm GIS. Các quốc gia khơng có quyền truy cập vào dữ liệu địa hình
Nhƣng qua thời gian những vấn đề này dần đƣợc giải quyết
Gần đây nhất là sự ra đời của ảnh vệ tinh IKONOS của Mỹ. Các ảnh
IKONOS có độ phân giải đặc biệt cao so với các loại ảnh trƣớc đây. Hiện tại các
ảnh IKONOS đã đạt tới độ phân giải 1m, trong thời gian sắp tới sẽ có các ảnh
IKONOS độ phân giải 0,5m. Ảnh IKONOS có thể đƣợc sử dụng để cập nhật và
hiệu chỉnh các bản đồ tỷ lệ trung bình hay làm bản đồ ảnh về hiện trạng sử dụng

đất rất tốt.
Dần dần, tầm quan trọng của phân tích khơng gian để ra quyết định đƣợc
công nhận. Rồi GIS đã đƣợc giới thiệu đến các lớp học và các cơng ty. Phần
mềm đã có thể xử lý cả dữ liệu vector và raster. Có nhiều vệ tinh đƣợc phóng lên
quỹ đạo, dữ liệu đƣợc thu thập từ khơng gian có thể đƣợc sử dụng trong GIS.
Cùng với sự kết hợp của hệ thống định vị tồn cầu (GPS) đem lại cho ngƣời sử
dụng nhiều cơng cụ hơn nhiều so với trƣớc đây. GPS đã dẫn đƣờng cho các sản
phẩm sáng tạo vĩ đại nhƣ hệ thống định vị xe hơi và máy bay không ngƣời lái.
Từ năm 2010 đến nay, sự bùng nổ phần mềm nguồn mở. Cánh cửa cho
GIS và GPS phát triển đã bắt đầu mở. Điều này đƣa chúng ta đến giai đoạn phát
triển tiếp theo trong lịch sử của GIS: sự bùng nổ phần mềm nguồn mở. Bộ vi xử
lý hiện nay có tốc độ hàng GigaHertz. Card đồ họa mạnh hơn rất nhiều so với
trƣớc đây. Bây giờ chúng ta nghĩ về GIS lƣu trữ dữ liệu trong TeraBytes, chứ
10


khơng cịn MegaBytes. Dữ liệu GIS đã trở nên phổ biến hơn. Dữ liệu TIGER,
hình ảnh vệ tinh Landsat và thậm chí cả dữ liệu LiDAR có thể tải về miễn phí.
Kho trực tuyến nhƣ ArcGIS Online với khối lƣợng rất lớn các dữ liệu khơng
gian. Đó là một vấn đề kiểm soát chất lƣợng và phù hợp cho nhu cầu của bạn.
Các chức năng, các yêu cầu mới dƣờng nhƣ là vơ tân và dƣờng nhƣ vƣợt ra
ngồi khả năng của các sản phẩm phần mềm GIS thƣơng mại.
Nhƣng nổi lên với sự thay đổi lớn của ngƣời sử dụng GIS trong việc xây
dựng phần mềm GIS của riêng họ theo dạng cộng tác, hay gọi là phần mềm
nguồn mở. Ƣu điểm lớn nhất là ngƣời sử dụng đƣợc dùng miễn phí. Nguồn mở
đang trở thành xu hƣớng chủ đạo ngày nay. Chúng ta đang dần bƣớc vào một kỷ
nguyên của phần mềm GIS nguồn mở ví dụ nhƣ phần mềm QGIS. Mặc dù vậy
vẫn ln có một chỗ cho các phần mềm GIS thƣơng mại. Các công ty phần mềm
giống nhƣ ESRI cung cấp các giải pháp đến thực tế bất kỳ các bài tốn về khơng
gian tồn tại ngày nay.

Jianhua Zhao, Kaifen Shi, Fenghua We, Nghiên cứu và ứng dụng công
nghệ viễn thám trong nông nghiệp Trung Quốc. Thống kê nông nghiệp là một
trong số những điểm chính của cơng trình thống kê Trung Quốc. Ngày nay, Hệ
thống Quan sát Trái đất Toàn cầu (EOS) Cục Thống kê Quốc gia Trung Quốc
viễn thám đã đƣợc cải thiện ngày càng nhiều và EOS đa thời gian và độ phân
giải cao cũng đang hình thành. Sự phát triển nhanh chóng của cơng nghệ Viễn
thám làm việc nhƣ một nền tảng công nghệ để áp dụng chiều sâu số liệu thống
kê nơng nghiệp Trung Quốc. Và những khó khăn của Công nghệ cảm biến trong
thống kê nông nghiệp cũng đƣợc phân tích về tình hình của Trung Quốc.
1.2.2. Tại Việt Nam
Tại Việt Nam cơng nghệ GIS cũng đƣợc thí điểm khá sớm và phát triển
trong vòng 15 năm trở lại, và đến nay đã đƣợc ứng dụng trong khá nhiều ngành
nhƣ quy hoạch nông lâm nghiệp, quản lý rừng, lƣu trữ tƣ liệu địa chất, đo đạc
bản đồ, địa chính, quản lí đơ thị,... Tuy nhiên các ứng dụng có hiệu quả nhất mới
giới hạn ở các lĩnh vực lƣu trữ, in ấn các tƣ liệu bản đồ bằng công nghệ GIS.
Các ứng dụng GIS thuộc lĩnh vực quản lý, điều hành, trợ giúp quyết định hầu
11


nhƣ mới dừng ở mức thử nghiệm, còn cần thời gian và đầu tƣ mới có thể đƣa
vào ứng dụng chính thức.
Viễn thám đƣợc áp dụng đầu tiên ở Viện Điều tra quy hoạch rừng với tƣ
liệu ảnh máy bay. Hệ thống mẫu giải đoán đơn giản đƣợc xây dựng cho từng
loại rừng theo kiểu chụp ảnh, kiểu tán lá,… Các bản đồ về tài nguyên rừng, sinh
khối rừng đã đƣợc thành lập.
Từ năm 1978, ảnh vệ tinh đƣợc đƣa vào Việt Nam thì ngành Lâm nghiệp
là một trong những cơ sở áp dụng đầu tiên trong chƣơng trình quốc gia về
nghiên cứu không gian và đề án tài trợ của Thụy Điển. Hệ thống máy điều vẽ
tổng hợp màu và các tƣ liệu Landsat đƣợc phân tích giải đốn, xây dựng bản đồ
rừng trong phạm vi toàn quốc và cấp tỉnh.

Tuy nhiên việc nghiên cứu và ứng dụng GIS cũng chỉ mới bắt đầu và chỉ
đƣợc triển khai ở những cơ quan lớn nhƣ: Bộ Tài nguyên và Môi trƣờng, trƣờng
Đại học Mỏ Địa Chất, Viện điều tra quy hoạch rừng, Cục kiểm lâm, Viện địa
chất,… Đồng thời mức độ ứng dụng cịn hạn chế, và mới chỉ có ý nghĩa nghiên
cứu hoặc ứng dụng để giải quyết một số nhiệm vụ trƣớc mắt.
Trần Anh Tuấn với đề tài Đánh giá biến động lớp phủ rừng huyện Côn
Đảo, tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu bằng công nghệ viễn thám và GIS. - Ảnh vệ tinh
SPOT3 - P thu nhận vào năm 1996; Landsat 7 - ETM thu nhận năm 2000;
SPOT2 thu nhận năm 2006. - Bản đồ địa hình tỷ lệ 1/50.000, 01 mảnh có số hiệu
6326 III do cục Đo đạc và Bản đồ Nhà nƣớc in lại năm 1981 từ bản đồ quân sự
Mỹ thành lập năm 1964. Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên Luận văn ThS
chuyên ngành: Địa chính [2].
Nhƣ vậy, hầu hết các nƣớc trên thế giới đều quan tâm nghiên cứu hệ
thống thông tin địa lý và ứng dụng của nó vào nhiều ngành. Ngày nay, phần
mềm GIS đang hƣớng tới đƣa công nghệ GIS trở thành hệ tự động thành lập bản
đồ, và xử lý dữ liệu. Phần cứng của GIS phát triển mạnh theo giải pháp máy tính
để bàn, nhất là những năm gần đây ra đời các bộ vi xử lý cực mạnh, thiết bị lƣu
trữ dữ liệu, hiển thị và in ấn tiên tiến đã làm cho công nghệ GIS thay đổi về chất.
Có thể nói trong suốt q trình hình thành và phát triển của mình, cơng nghệ
12


GIS đã ln tự hồn thiện từ thấp đến cao, từ đơn giản đến phức tạp để phù hợp
với các tiến bộ mới nhất của khoa học kỹ thuật và những ứng dụng của nó trong
thời gian gần đây thật đáng ghi nhận.
1.2.3. Tại khu vực nghiên cứu
Trong những năm gần đây việc ứng dụng hệ thống thông tin địa lí đã
đƣợc phổ biến hơn tại khu vực nghiên cứu nhằm lƣu trữ, quản lí hiện trạng sử
dụng đất và rừng. Điều này đã giúp ban quản lí lƣu trữ thơng tin một cách tốt
nhất, dễ dàng và nhanh chóng và nó có nhiều ƣu điểm hơn so với các phƣơng

pháp truyền thống. Qua đó giúp cho cơng tác giám sát quản lí tài nguyên thiên
nhiên đƣợc chặt chẽ và có nhiều phƣơng án bảo vệ tốt hơn. Tuy nhiên công nghệ
này chƣa đƣợc khai thác nhiều thế mạnh để áp dụng rộng rãi, vì thế việc có
nhiều cơng trình nghiên cứu
1.3. Tổng quan về công tác đánh giá biến động ở Việt Nam
Từ trƣớc đến nay chƣa có một khái niệm chính xác về đánh giá biến động.
Nhƣng đánh giá biến động có thể đƣợc hiểu là : Việc theo dõi, giám sát và quản
lý đối tƣợng nghiên cứu để từ đó thấy đƣợc sự thay đổi về đặc điểm, tính chất
của đối tƣợng nghiên cứu, sự thay đổi có thể định lƣợng đƣợc. Ví dụ nhƣ : Diện
tích đất chuyển mục đích sử dụng, diện tích rừng mất đi hay đƣợc trồng mới...
Đánh giá biến động hiện trạng sử dụng đất : là đánh giá đƣợc sự thay đổi về loại
hình sử dụng đất (đất sản xuất nơng nghiệp, đất ở nông thôn, đất giao thông, đất
thuỷ lợi, đất cơ sở sản xuất kinh doanh,... qua các thời điểm.
Hiện nay trên thế giới, đặc biệt là các nƣớc công nghiệp phát triển, việc
đánh giá hiện trạng sử dụng đất, hiện trạng rừng và theo dõi diễn biến tài nguyên
thiên nhiên đƣợc tiến hành thƣờng xuyên trên cơ sở sử dụng phƣơng pháp
truyền thống trên bản đồ giấy dựa vào các số liệu thống kê ngoài thực địa. Gần
đây cơng việc này đã đƣợc hiện đại hố, đã ứng dụng công nghệ thông tin trong
đánh giá biến động. Và đặc biệt đó là ứng dụng hệ thống thơng tin địa lý (GIS)
hoặc kết hợp với công nghệ Viễn thám đã đem lại hiệu quả hết sức to lớn.
Ở nƣớc ta việc theo dõi, đánh giá biến động hiện trạng sử dụng đất đƣợc
quan tâm đáng kể. Tuy nhiên từ trƣớc đến nay công việc này thƣờng đƣợc thực
13


hiện bằng phƣơng pháp truyền thống nên kết quả nhận đƣợc chƣa thực sự chính
xác, và thậm chí cịn chậm hơn vài năm so với hiện tại, ít có ý nghĩa trong việc
đƣa ra các biện pháp thích hợp để phục vụ cho công tác quản lý hay quy hoạch
sử dụng đất.
Từ năm 2000 đến nay Viện Điều tra Quy họach rừng, Viện Khoa học Lâm

nghiệp cũng đã triển khai một số đề tài ứng dụng viễn thám và GIS.
Việc áp dụng viễn thám – GIS trong quản lý và dự báo cháy rừng cũng
đƣợc triển khai ở Cục kiểm lâm, Đại học Lâm nghiệp.
Viễn thám – GIS hiện nay đang đƣợc áp dụng ở nhiều quy mô khác nhau,
ở mức độ lâm trƣờng, các bản đồ lập địa đã đƣợc áp dụng phục vụ cho công tác
quản lý tài nguyên rừng đến cấp tiểu khu.
Một số đề tài nghiên cứu đánh giá biến động diện tích rừng:
Tác giả Trần Quang Bảo và các cộng sự „‟Ứng dụng GIS và viễn thám
trong phân tích thực trạng và đánh giá diễn biến tài nguyên rừng tại huyện Vĩnh
Cửu tỉnh Đồng Nai‟‟. Tác giả trình bày kết quả ứng dụng Gis và viễn thám trong
việc phân tích thực trạng tài nguyên rừng năm 2016 và phân tích diễn biến rừng
giai đoạn 2000 – 2016 tại huyện Vĩnh Cửu tỉnh Đồng Nai.
Đề tài sử dụng tƣ liệu ảnh Google Earth độ phân giải cao với sự hỗ trợ của
phần mềm ecognition developer và ArcGIS [3].
Qua nghiên cứu tác giả đã đƣa ra đƣợc từ năm 2000 đến 2016 diện tích
rừng trong và ngồi quy hoạch đều tăng lên trong đó chủ yếu là diện tích rừng
trồng. Ngồi ra trong giai đoạn này diện tích rừng mất đi là 1.651.55 ha, diện
tích rừng đƣợc nâng cao chất lƣợng là 16.352.78 ha. Bài báo đã xác định đƣợc
một số nguyên nhân trực tiếp và gián tiếp gây ra biến động diện tích rừng tại khu
vực nghiên cứu và đề xuất đƣa ra đƣợc giải pháp.
Tác giả Trần Thu Hà và các cộng sự (2016) đã thực hiện đề tài ứng dụng
GIS và viễn thám trong giám sát biến động diện tích rừng huyện Cao Phong –
tỉnh Hịa Bình giai đoạn 2005 – 2015. Nghiên cứu sử dụng ảnh Landsat 5 và
Landsat 8 kết hợp sử dụng chỉ số NDVI để phân loại ảnh. Qua đề tài có thể thấy
đƣợc sự thay đổi diện tích tại khu vực nghiên cứu. Cụ thể, tổng diện tích đất có
14


rừng sau 10 năm đã tăng từ 7975,77 ha lên 10300,64 ha (tăng 2324,87 ha). Nâng
độ che phủ của rừng từ 31,32

lên 40,24 . Tuy nhiên, nghiên cứu chỉ phân tích

hai năm 2005 và 2015 nhƣ vậy sẽ khơng thấy rõ đƣợc sự biến động diện tích
một cách chi tiết trong tồn giai đoạn [4].
Tác giả Nguyễn Hải Hịa (2016) đã thực hiện đề ứng dụng viễn thám
Landsat đa thời gian và GIS đánh giá biến động diện tích rừng ngập mặn ven
biển huyện Tiên Yên, Tỉnh Quảng Ninh giai đoạn 1994 – 2015. Nghiên cứu sử
dụng ảnh vệ tinh Landsat 5, Landsat 7, Landsat 8 và dùng phƣơng pháp phân
loại không kiểm định. Đề tài xây dựng thành công bản đồ hiện trạng cũng nhƣ
bản đồ biến động diện tích rừng tại khu vực nghiên cứu giai đoạn từ 1994 đến
2015. Tuy nhiên, đề tài chỉ sử dụng duy nhất ảnh viễn thám Landsat mà không
sử dụng thêm các loại ảnh có độ phân giải cao hơn [5].
Đề tài „‟Sử dụng ảnh landsat đa thời gian đánh giá biến động diện tích
rừng dƣới ảnh hƣởng của xây dựng đập thủy điện Tuyên Quang, tỉnh Tuyên
Quang giai đoạn 2000 – 2016‟‟của sinh viên Đỗ Thị Hoài Thu Trƣờng Đại học
Lâm nghiệp Việt Nam. Qua việc ứng dụng GIS và ảnh Landsat trong đánh giá
biến động diện tích rừng, nghiên cứu đã xây dựng bản đồ hiện trạng rừng và bản
đồ biến động diện tích rừng khu vực Thủy điện Tuyên Quang, tỉnh Tuyên Quang
giai đoạn 2000 – 2016. Kết quả nghiên cứu cho thấy diện tích rừng khu vực đập
thủy điện Tuyên Quang bị biến động mạnh, cụ thể diện tích rừng suy giảm là
946.54 ha. Đặc biệt là giai đoạn 2002 – 2007, diện tích rừng giảm 883.44ha mà
nguyên nhân chính là do ảnh hƣởng của q trình xây dựng thủy điện Tuyên
Quang [6].
Đề tài “ Ứng dụng ảnh viễn thám Landsat đa thời gian đánh giá biến động
diện tích rừng ngập mặn giai đoạn 2000- 2016 tại Huyện Thái Thụy, Tỉnh Thái
Bình” do sinh viên Trình Xuân Hồng Trƣờng Đại học Lâm nghiệp thực hiện
năm 2016. Đề tài đã sử dụng ảnh vệ tinh Landsat 5 (2000, 2003, 2006, 2009,
2011), Landsat 8 (2014, 2015, 2016) với độ phân giải ảnh là 30m. Phƣơng pháp
xử lý số đƣợc sử dụng là phƣơng pháp phân loại không co kiểm định, chỉ số

thực vật NDVI, SAVI, chỉ số khác biệt thực vật NDBI [7].
15