Phùng  Nam Thắng. Ứng dụng ảnh vệ tinh trong quản lý diện tích rừng. Bảo vệ 16/11/2010.

Ngày nay khoa học công nghệ và sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật giúp con người quản lý tốt hơn các nguồn tài nguyên, trong đó có khoa học kỹ thuật viễn thám. Kỹ thuật viễn thám được ứng dụng vào nhiều lĩnh vực nghiên cứu của Việt Nam đã mang lại nhiều ứng dụng to lớn trong quản lý tài nguyên. Trong lĩnh vực lâm nghiệp, kỹ thuật viễn thám đã được sử dụng để thành lập các loại bản đồ hiện trạng rừng, phân loại trạng thái rừng, phân vùng trọng điểm cháy rừng, theo dõi diễn biến tài nguyên rừng.

Năm 1943, Việt Nam có 14,3 triệu ha rừng, độ che phủ là 43% nhưng đến năm 1990 chỉ còn 9,18 triệu ha, độ che phủ rừng là 27,2%. Theo công bố tại quyết định số 1970/QĐ/BNN-KL-LN ngày 06 tháng 7 năm 2006, tính đến 31/12/2005, diện tích rừng toàn quốc là 12,61 triệu ha, độ che phủ rừng là 37%, trong đó mất rừng là nguyên nhân gây ra một loạt các hiện tượng như: lũ lụt, hạn hán, mất mùa, … kéo theo đó là các tai biến về môi trường đã làm ảnh hưởng rất lớn đến quá trình sản xuất và sinh hoạt của người dân. Chính vì vậy, nhiệm vụ đặt ra đối với các cơ quan chức năng, những nhà quản lý lâm nghiệp là cần phát triển bền vững nguồn tài nguyên này làm cơ sở để đưa ra các phương án quy hoạch, đề xuất các giải pháp kỹ thuật, kinh tế - xã hội và định hướng cho việc sử dụng và quản lý bền vững tài nguyên rừng.

Hiện trạng về công tác quản lý rừng ở Việt Nam

Ở nước ta, các chương trình theo dõi diễn biến tài nguyên rừng đã được tiến hành từ những năm 1976 với chương trình đánh giá diễn biến tài nguyên rừng toàn quốc giai đoạn 1976 - 1990 - 1995, chương trình điều tra, đánh giá và theo dõi diễn biến tài nguyên rừng toàn quốc 5 năm các giai đoạn 1996 – 2000 và 2000 - 2005 và hiện nay đang thực hiện chương trình điều tra, đánh giá và theo dõi diễn biến tài nguyên rừng toàn quốc giai đoạn 2006 - 2010. Những năm trước đây để điều tra theo dõi diễn biến tài nguyên rừng chủ yếu vẫn dựa trên việc đo vẽ, thành lập bản đồ hiện trạng rừng bằng phương pháp thủ công vì vậy công việc này đòi hỏi tốn rất nhiều thời gian, công sức, tiền bạc, độ chính xác không cao và thông tin thường không được cập nhật vì tình hình rừng và đất rừng luôn biến động. Trong những năm gần đây, khi khoa học công nghệ viễn thám phát triển mạnh thì việc áp dụng công nghệ viễn thám vào lâm nghiệp là rất cần thiết vì kỹ thuật viễn thám với khả năng quan sát các đối tượng ở các độ phân giải phổ và không gian khác nhau, từ trung bình đến siêu cao và chu kỳ chụp lặp từ một tháng đến một ngày cho phép ta quan sát và xác định nhanh chóng hiện trạng lớp phủ rừng, từ đó có thể dễ dàng xác định được biến động rừng và đặc biệt là xu hướng của biến động. Tuy nhiên, các nghiên cứu về ứng dụng công nghệ viễn thám trong lâm nghiệp còn rất thiếu đặc biệt là công nghệ xử lý ảnh số viễn thám tự động và bán tự động và hầu hết đều sử dụng các sản phẩm phần mềm xử lý ảnh thương mại có giá thành cao từ vài chục đến hàng trăm nghìn đô la Mỹ.

Mục tiêu của luận văn

Nhìn chung, những nghiên cứu, ứng dụng công nghệ viễn thám trong phân loại và điều tra rừng ở Việt Nam đã được thực hiện từ rất sớm. Tuy nhiên, từ trước đến nay thành lập bản đồ rừng vẫn chủ yếu áp dụng phương pháp truyền thống là giải đoán bằng mắt, điều tra ngoại nghiệp, sử dụng các phần mềm thương mại có giá thành cao và sử dụng các dạng tư liệu viễn thám chủ yếu có độ phân giải thấp hoặc trung bình nên chỉ có thể thành lập được bản đồ tỷ lệ thấp, không đáp ứng đuợc yêu cầu về độ chính xác và tính cập nhật của bản đồ hiện trạng rừng. Hiện nay, công nghệ viễn thám đang phát triển mạnh, nhiều ảnh vệ tinh có độ phân giải cao cho phép thành lập được các bản đồ có tỷ lệ lớn. Tuy nhiên, các nghiên cứu về phương pháp phân loại để thành lập bản đồ rừng; các dạng chỉ số thực vật có thể sử dụng để phân loại rừng; cách thành lập các dạng bản đồ tài nguyên rừng như bản đồ phân bố trữ lượng, sinh khối; nghiên cứu về phương pháp đánh giá biến động rừng từ ảnh vệ tinh có độ phân giải cao bằng các giải pháp phần mềm mã nguồn mở vẫn còn thiếu nhiều và hầu như chưa có các nghiên cứu như vậy. Chính vì vậy, tôi mạnh dạn thực hiện đề tài “Ảnh vệ tinh ứng dụng trong điều tra, quản lý diện tích rừng” nhằm đưa ra giải pháp thành lập bản đồ tài nguyên rừng từ ảnh vệ tinh có độ phân giải cao bằng các công cụ mã nguồn mở, tìm ra được một số dạng chỉ số thực vật dùng để phân loại rừng cho ảnh vệ tinh có độ phân giải cao, đưa ra được quy trình đánh giá biến động rừng từ ảnh vệ tinh có độ phân giải cao từ  đó góp phần vào việc ứng dụng vào thực tiễn sản xuất để thay thế các phương pháp truyền thống đặc biệt cho công tác điều tra, kiểm kê rừng trong giai đoạn mới hiện nay.

Đối tượng và nhiệm vụ của luận văn là:

·        Nghiên cứu về viễn thám - ảnh vệ tinh

·        Nghiên cứu các phương pháp xử lý và giải đoán ảnh vệ tinh

·        Nghiên cứu và sử dụng phần mềm mã nguồn mở Grass để xử lý và giải đoán ảnh vệ tinh

·        Xây dựng hệ thống thông tin quản lý tài nguyên rừng dựa trên ảnh vệ tinh và hệ thống thông tin địa lý

Phương pháp và nội dung nghiên cứu được sử dụng trong suốt quá trình làm luận văn là:

·        Nghiên cứu về viễn thám, ảnh vệ tinh các đặc điểm của ảnh vệ tinh, phân loại ảnh vệ tinh, các phương pháp tổ chức dữ liệu của ảnh vệ tinh

·        Tìm hiểu các phương pháp xử lý ảnh vệ tinh như hiệu chỉnh bức xạ, hiệu chỉnh hình học, tăng cường chất lượng ảnh, biến đối giữa các ảnh, phân loại ảnh

·        Tìm hiểu về phần mềm mã nguồn mở GRASS để xử lý và giải đoán ảnh vệ tinh

·        Xây dựng hệ thống thông tin quản lý tài nguyên rừng dựa trên các giải pháp GIS nguồn mở

Bố cục của luận văn được trình bày như sau:

Mở đầu:  Đặt vấn đề về ý nghĩa, tính cấp thiết, nhiệm vụ và tính thực tiễn của đề tài.

Chương 1: Tổng quan về viễn thám và ảnh vệ tinh

·         Giới thiệu chung về viễn thám

·         Khái niệm về tư liệu ảnh số

·         Một số loại ảnh vệ tinh

Chương 2: Phương pháp xử lý ảnh vệ tinh

·         Phương pháp giải đoán ảnh vệ tinh

·         Phương pháp phân loại ảnh vệ tinh

·         Phương pháp đánh giá biến động

Chương 3: Xây dựng hệ thống thông tin quản lý tài nguyên rừng

·         Đặt vấn đề bài toán

·         Các công cụ hỗ trợ bằng nguồn mở

·         Xây dựng hệ thống mô phỏng

Kết luận: Đánh giá kết quả đạt được, xác định những ưu, nhược điểm và định hướng phát triển.