Lời cảm ơn
hon thnh chng trỡnh o to Sau đại học tại trường Đại học Lâm
nghiệp, gắn đào tạo với thực tiễn sản xuất tôi thực hiện luận văn “Ứng dụng hệ
thống thông tin địa lý (GIS) trong đánh giá biến động diện tích rừng tại xã Bản
Qua huyện Bát Xát tỉnh Lào Cai”.
Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu trường Đại học Lâm nghiệp, Khoa
Đào tạo sau Đại học và các thầy cô giáo trường Đại học Lâm nghiệp, đặc biệt là TS.
Chu Thị Bình, người trực tiếp hướng dẫn khoa học đã tận tình giúp đỡ tơi trong q
trình thực hiện luận văn.
Nhân dịp này, tơi cũng xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới Lãnh đạo, cán bộ
Hạt Kiểm lâm huyện Bát Xát, BQL Dự án 661 huyện Bát Xát, Đảng Uỷ, UBND xã
Bản Qua và cán bộ Địa chính, Nơng Lâm nghiệp xã đã giúp đỡ, cung cấp những số
liệu chuẩn xác cho tơi trong q trình nghiên cứu đề tài này.
Mặc dù đã làm việc với tất cả sự nỗ lực của bản thân nhưng do trình độ và thời
gian hạn chế nên Luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Rất
mong nhận được những ý kiến đóng góp q báu của các nhà khoa học và đồng
nghiệp.
Tơi xin chân thành cảm ơn !

Hà Tây, tháng 6 năm 2007
Tác giả


Mơc lơc
Nội dung

Trang

Trang phụ bìa
Mục lục
Danh mục các biểu đồ, hình vẽ, bảng biểu

Đặt vấn đề

1

Chương 1: Tổng quan vấn đề nghiên cứu

4

1.1. Lược sử nghiên cứu biến động diện tích rừng trên thế giới và ở
Việt Nam
1.2. Lược sử ra đời và sự phát triển của Hệ thống thông tin địa lý
1.3. Những nghiên cứu ứng dụng GIS trong xây dựng bản đồ, đánh giá
biến động diện tích rừng ở Việt Nam
1.4. Sự cần thiết của vấn đề nghiên cứu
Chương 2: Mục tiêu, đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu

4
7
8
9
11

2.1. Mục tiêu nghiên cứu

11

2.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

11


2.3. Nội dung nghiên cứu

11

2.4. Phương pháp nghiên cứu

12

2.4.1. Phương pháp thu thập số liệu

12

2.4.2. Phương pháp xây dựng bản đồ biến động diện tích rừng

12

2.4.3. Phương pháp đánh giá biến động diện tích rừng

13

Chương 3: Cơ sở khoa học của việc ứng dụng hệ thống thông tin địa lý
(GIS) trong đánh giá biến động diện tích rừng và một số phần mềm đồ

14

hoạ được sử dụng trong nghiên cứu
3.1. Hệ thống thông tin địa lý (GIS) và khả năng ứng dụng GIS trong
công tác thành lập bản đồ hiện trạng rừng.

14


3.1.1. Khái quát về hệ thống thơng tin địa lý

14

3.1.2. Mục đích ứng dụng của GIS

15

3.1.3. Ứng dụng GIS trong công tác xây dựng bản đồ

18


3.2. Khái quát về bản đồ số

19

3.2.1. Khái niệm

19

3.2.2. Đặc điểm bản đồ số

20

3.2.3. Cơ sở dữ liệu bản đồ số

21


3.3 Cơ sở khoa học của đánh giá biến động diện tích rừng

25

3.3.1 Khái niệm về biến động và đánh giá biến động diện tích rừng

25

3.3.2 Ứng dụng cơng nghệ GIS để đánh giá biến động diện tích rừng

27

3.4 Bản đồ hiện trạng rừng

28

3.4.1 Khái niệm

28

3.4.2 Tỷ lệ bản đồ hiện trạng rừng

28

3.4.3. Nội dung bản đồ hiện trạng rừng

29

3.4.4 Khái niệm rừng, phân loại rừng


29

3.4.4.1 Hệ thống phân loại rừng
3. 5 Các phương pháp xây dựng bản đồ hiện trạng rừng

30
33

3.5.1. Phương pháp đo vẽ trực tiếp

33

3.5.2. Phương pháp sử dụng ảnh máy bay và ảnh vệ tinh

34

3.5.3. Phương pháp đo vẽ và chỉnh lý tài liệu bản đồ hiện có

35

3.5.4. Ứng dụng cơng nghệ bản đồ số để xây dựng bản đồ HT rừng

36

3.6 Một số phần mềm đồ hoạ được sử dụng trong nghiên cứu
3.6.1. Phần mềm đồ hoạ Mirostation và khả năng ứng dụng trong
thành lập bản đồ hiện trạng rừng

37
37


3.6.1.1. Giới thiệu chung:

37

3.6.1.2. Các bước số hố bản đồ bằng chương trình Microstation:

38

3.6.2. Phần mềm MAPINFO và khả năng ứng dụng để biên tập,
thành lập bản đồ hiện trạng rừng, đánh giá biến động diện tích rừng

44

3.6.2.1. Sơ bộ về bản đồ trong Mapinfo

45

3.6.2.2. Tổ chức thông tin bản đồ trong Mapinfo

48

3.6.2.3. Biên tập bản đồ bằng chương trình Mapinfo.

49

3.6.3. Phần mềm VDmap dùng để hỗ trợ biên tập nhanh bản đồ và

50



đánh giá biến động diện tích rừng
3.6.3.1. Các chức năng cơ bản của VDmap.
Chương 4: Kết quả xây dựng cơ sở dữ liệu bản đồ hiện trạng rừng và cơ
sở dữ liệu các năm 1999, 2001, 2004, 2007 tại khu vực nghiên cứu.

51
53

4.1. Sơ đồ các bước thực hiện

53

4.2. Đặc điểm đối tượng nghiên cứu

54

4.2.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội xã Bản Qua.

54

4.2.1.1. Điều kiện tự nhiên

54

4.2.1.2. Điều kiện kinh tế xã hội

56

4.2.2. Tài nguyên rừng và đất lâm nghiệp ở xã Bản Qua.


57

4.3. Tư liệu và thiết bị sử dụng

61

4.4. Kết quả thu thập số liệu

62

4.4.1. Thu thập dữ liệu đo đạc thực địa.

63

4.4.2. Kết quả thu thập bản đồ, tài liệu đã có trên khu vực nghiên cứu.

63

4.5. Kết quả xử lý số liệu

65

4.5.1. Phân tích đánh giá chất lượng tài liệu.

65

4.5.2. Quét bản đồ.

66


4.5.3. Nắn ảnh bản đồ

67

4.5.4. Số hoá bản đồ

70

4.6. Kết quả xây dựng bản đồ hiện trạng rừng xã Bản Qua
4.6.1. Kết quả tổ hợp các lớp thông tin bản đồ HT rừng dạng số
Chương 5 Kết quả Xây dựng bản đồ biến động diện tích rừng qua các
thới kỳ tại khu vực nghiên cứu
5.1 Sơ đồ các bước thực hiện
5.2 Xây dựng bản đồ biến động bằng phương pháp chồng xếp các lớp
thông tin

72
72
83
83
84

5.2.1 Chồng xếp các lớp thông tin hiện trạng rừng

84

5.2.2. Phân tích biến động diện tích rừng

90



5.2.2.1 Sự thay đổi về tổng diện tích rừng và đất rừng

90

5.2.2.2 Sự chuyển dịch giữa các trạng thái rừng và đất rừng

93

5.3 Sử dụng phần mềm VDmap trong xây dựng bản đồ biến động.

94

5.3.1 Khái quát chung về phần mềm VDmap.

94

5.3.2. Kết quả xây dựng bản đồ và ma trận biểu diễn biến động

96

5.3.2.1 Kết quả xây dựng bản đồ biến động cho các giai đọan
nghiên cứu.
5.3.2.2 Đánh giá biến động diện tích rừng

96
105

5.4. Sai số biến động giữa hai phương pháp


107

5.5. Sơ bộ xác định nguyên nhân gây biến động diện tích rừng

107

5.5.1. Nguyên nhân gián tiếp

108

5.5.2. Nguyên nhân trực tiếp

109

5.6. Xu hướng biến động diện tích rừng trong thời gian tới

110

5.7. Đề xuất những giải pháp giúp quản lý bền vừng tài nguyên rừng

110

Chương 6 Kết luận, tồn tại và kiến nghị

113

6.1. Những kết luận nghiên cứu của đề tài

113


6.2. Những vấn đề tồn tại

114

6.3. Kiến nghị

114

Tài liệu tham khảo
Phụ biểu

115


DANH MỤC CÁC BẢNG
TT

Tên bảng

Trang

3.1 So sánh giữa cấu trúc Vecter và Raster

23

3.2 Các lớp thông tin trong từng loại bản đồ Mapinfo

47


4.1 Hiện trạng đất đai phân theo mục đích sử dụng (số liệu năm 2006).

57

4.2 Tổng hợp các loại đất, loại rừng phân theo chức năng (số liệu năm 2007).

58

4.3 Tổng hợp các loại đất, loại rừng phân theo chủ quản lý (số liệu năm 2007)

60

4.4 Toạ độ các điểm sử dụng trong nắn ảnh

69

4.5 Tên các trường trong lớp thơng tin HTR

73

4.6 Trích dẫn CSDL lớp thơng tin HTR năm 1999 xã Bản Qua trong Mapinfo

75

4.7 Trích dẫn CSDL lớp thông tin HTR năm 2001 xã Bản Qua trong Mapinfo

77

4.8 Trích dẫn CSDL lớp thơng tin HTR năm 2004 xã Bản Qua trong Mapinfo


79

4.9 Trích dẫn CSDL lớp thông tin HTR năm 2007 xã Bản Qua trong Mapinfo

81

4.10 Diện tích rừng và đất lâm nghiệp theo 3 loại rừng

82

5.1 Biến động diên tích rừng xã Bản Qua các giai đoạn.

89

5.2 Cơ sở dữ liệu biến động diên tích rừng giai đoạn 1999 - 2001

96

5.3 Cơ sở dữ liệu biến động diên tích rừng giai đoạn 2001 - 2004

97

5.4 Cơ sở dữ liệu biến động diên tích rừng giai đoạn 2004 - 2007

98

5.5 Cơ sở dữ liệu biến động diên tích rừng giai đoạn 1999 - 2007

99


5.6 Ma trận biểu diễn biến động diên tích rừng giai đoạn 1999 - 2001

100

5.7 Ma trận biểu diễn biến động diên tích rừng giai đoạn 2001

101

5.8 Ma trận biểu diễn biến động diên tích rừng giai đoạn 2004

102

5.9 Ma trận biểu diễn biến động diên tích rừng giai đoạn 1999

103

DANH MỤC CÁC BI ỂU ĐỒ
TT

Tên biểu đồ

Trang

5.1 So sánh diện tích rừng và đất lâm nghiệp giai đoạn 1999

90

5.2 So sánh diện tích rừng và đất lâm nghiệp giai đoạn 2001

91


5.3 So sánh diện tích rừng và đất lâm nghiệp giai đoạn 2004

92


5.4 So sánh diện tích rừng và đất lâm nghiệp giai đoạn 1999

93

5.5 Sự hình thành các trạng thái rừng giai đoạn 1999

104

5.6 Diện tích đất trống bị biến đổi giai đoạn 1999

104

5.7 Sự hình thành các trạng thái rừng giai đoạn 2001

104

5.8 Diện tích đất trống bị biến đổi giai đoạn 2001

104

5.9 Sự hình thành các trạng thái rừng giai đoạn 2004

104


5.10 Diện tích đất trống bị biến đổi giai đoạn 2004

104

5.11 Sự hình thành các trạng thái rừng giai đoạn 1999

105

5.12 Diện tích đất trống bị biến đổi giai đoạn 1999

105

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
TT

Tên hình vẽ

Trang

3.1 Các dạng đối tượng trong Mapinfo

45

3.2 Chồng xếp các lớp TT trong Mapinfo

46

3.3 Phần mềm VDmap chạy trong môi trường Mapinfo

51


3.4 Thanh cơng cụ của VDmap

52

4.1 Sơ đồ hành chính xã Bản Qua.

54

4.2 Hình ảnh bản đồ hiện trạng rừng năm 1999

64

4.3 Hình ảnh bản đồ nền địa hình

65

4.4 Kết quả nắn ảnh

69

4.5 Ranh giới xã

71

4.6 Hệ thống giao thông

71

4.7 Hệ thống thuỷ văn


71

4.8 Lớp địa hình

71

4.9 Hệ thống địa danh

71

4.10 Ranh giới các lô rừng

71

4.11 Bản đồ hiện trạng rừng xã Bản Qua năm 1999

74

4.12 Bản đồ hiện trạng rừng xã Bản Qua năm 2001

76

4.13 Bản đồ hiện trạng rừng xã Bản Qua năm 2004

78


4.14 Bản đồ hiện trạng rừng xã Bản Qua năm 2007


80

5.1 Bản đồ biến động diện tích rừng xã Bản Qua giai đoạn 1999 - 2001

85

5.2 Bản đồ biến động diện tích rừng xã Bản Qua giai đoạn 2001 - 2004

86

5.3 Bản đồ biến động diện tích rừng xã Bản Qua giai đoạn 2004 - 2007

87

5.4 Bản đồ biến động diện tích rừng xã Bản Qua giai đoạn 1999 - 2007

88

5.5 Hộp thoại xây d ựng bản đồ biến động

94

5.6 Trích lục ma trận biểu diễn biến động

95

5.7 Lớp thơng tin biến động diện tích rừng.

95


5.8 Lớp thơng tin bản đồ biến động giai đoạn 1999 – 2001

96

5.9 Lớp thông tin bản đồ biến động giai đoạn 2001 – 2004

97

5.10 Lớp thông tin bản đồ biến động giai đoạn 2004 – 2007

98

5.11 Lớp thông tin bản đồ biến động giai đoạn 1999 - 2007

99

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ
TT

Tên sơ đồ

Trang

2.1 Trình tự xây dựng bản đồ biến động

13

3.1 Khái quát chung về việc làm bản đồ từ GIS

19


3.2 Quy trình thành lập bản đồ HTR từ số liệu đo ngoại nghiệp

33

3.3 Quy trình thành lập bản đồ HTR từ ảnh hàng khơng

34

3.4 Quy trình thành lập bản đồ HTR bằng công nghệ số

36

4.1 Các bước thực hiện xây dựng bản đồ HTR và CSDL tại khu vực nghiên cứu

53

4.2 Các bước nắn ảnh trong Microstation

67

5.1 Các bước thực hiện xây dựng bản đồ biến động các thời kỳ tại khu vực
nghiên cứu.

83


1

đặt vấn đề

Rng l ngun ti nguyờn vụ cựng quý giá, rừng cung cấp rất nhiều sản phẩm
có giá trị như: gỗ, lâm đặc sản, dược liệu,... Khơng chỉ có vậy rừng cịn có chức
năng bảo vệ nguồn nước, chống xói mịn, điều hồ khơng khí, là nơi bảo vệ cuộc
sống tự nhiên cho các loài động, thực vật hoang dã, bảo tồn các nguồn gen quý
hiếm. Ngoài ra rừng còn là nơi tạo ra cảnh quan để vui chơi giải trí, hoạt động thể
thao, tham quan du lịch và đặc biệt rừng cịn là một bộ phận của mơi trường sinh
thái.
Với những chức năng quan trọng và vai trò to lớn nhưng rừng ngày càng có
nguy cơ bị suy giảm cả về số lượng và chất lượng. Nguyên nhân là do tình trạng
khai thác khơng hợp lý, do sức ép dân số, do sự phát triển của nền kinh tế xã hội.
Cụ thể, ở nước ta hiện nay tổng diện tích đất có rừng là 12,6 triệu ha (chiếm 37%
tổng diện tích tự nhiên tồn quốc), trong đó diện tích đất có rừng tự nhiên là 10,2
triệu ha, đất có rừng trồng là 2,3 triệu ha, đất trống đồi núi trọc chiếm một diện tích
khá lớn là 6,4 triệu ha - chiếm 25,1% diện tích tồn quốc (kết quả Theo dõi diễn
biến rừng và đất lâm nghiệp theo Chỉ thị số 32 /2000/CT-BNN-KL, - Cục Kiểm
lâm công bố năm 2006).
Từ trước đến nay việc nắm bắt thông tin về hiện trạng rừng và thơng tin về
biến động diện tích rừng thường thông qua các bảng biểu thống kê, các loại bản đồ
giấy, các báo cáo và các tài liệu khác. Với các phương pháp truyền thống đó việc
nắm bắt thông tin gặp rất nhiều hạn chế, chậm chạp, đồng thời việc khai thác thông
tin phục vụ cho sản xuất kinh doanh là rất khó khăn. Ngày nay với sự phát triển của
khoa học kỹ thuật địi hỏi các thơng tin phải chính xác, nhanh chóng và kịp thời nên
việc sử dụng các phương pháp thủ công, truyền thống không cịn phù hợp nữa, một
bộ cơng cụ làm bản đồ mới ra đời, đáp ứng được các nhu cầu trên. Đó là hệ thống
thơng tin địa lý (Geographic Information Systems), viết tắt là GIS. Hệ thống này có
các chức năng cơ bản là tự động tìm kiếm, thu thập và quản lý thơng tin theo ý
muốn, đặc biệt có khả năng chuẩn hố và biểu thị các số liệu khơng gian từ thế giới
thực tại phục vụ cho các mục đích khác nhau trong sản xuất và trong nghiên cứu
khoa học.



2

Sự ra đời của Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một bước tiến hết sức to lớn
trên con đường đưa các ý tưởng và kết quả nghiên cứu địa lý, cách tiếp cận hệ
thống theo quan điểm địa lý học hiện đại vào cuộc sống. Hiện nay, GIS được ứng
dụng ở rất nhiều lĩnh vực khác nhau có liên quan đến địa lý như: thành lập bản đồ,
phân tích dữ liệu khơng gian đánh giá tài ngun đất, xây dựng, quy hoạch đô thị và
nông thôn... GIS được sử dụng trong rất nhiều ngành kỹ thuật trong đó có ngành
lâm nghiệp, địa chính, khoa học cơng nghệ và tập trung chủ yếu vào ba lĩnh vực
là: công nghệ thu thập thông tin, công nghệ xử lý thông tin và quản lý thơng tin.
Chính vì những lý do đó mà một trong những ứng dụng của công nghệ GIS được
sử dụng trong trong ngành lâm nghiệp là: Theo dõi diễn biến tài nguyên rừng.
Trong đó, đánh giá biến động diện tích rừng là một phần quan trọng trong cơng tác
Theo dõi diễn biến tài nguyên rừng.
Quản lý theo dõi hiện trạng và diễn biến rừng và đất lâm nghiệp về căn bản
gắn với việc thành lập và khai thác sử dụng các bản đồ rừng cho từng thời kỳ cỏc
t l thớch hp.
Hệ thống tích hợp MT
HT bản
đồ lưu
trong MT

Bản đồ
Thống kê

Bđồ giấy
Sổ lưu D.liệu
Nguồn tài liệu
Truy cập

dữ liệu
bản đồ
số
Phân
tích dữ
liệu

Kiểm tra thủ công

Phân tích
thủ công

So sánh phương pháp truyền thống và GIS

So sánh công nghệ GIS và phương pháp bản đồ truyền thống

Theo phng phỏp bn truyền thống, đây là loại cơng việc mang tính
chun nghiệp, tốn khá nhiều thời gian công sức khi xử lý, và thường khơng tránh
được sai số và sai sót, ví dụ các thao tác xử lý bản đồ thường gặp như:


3

- Thống kê từ bản đồ rừng diện tích cho từng loại đất loại rừng
- Nhân bản các bản đồ rừng để cung cấp cho người dùng
- Thu phóng bản đồ gốc để đưa ra các bản đồ rừng ở các tỷ lệ mới.
- Sửa chữa các thay đổi và sai sót trên bản đồ rừng để làm lại một bản đồ mới.
- Chồng xếp bản đồ rừng với các bản đồ khác để xây dựng bản đồ chủ đề mới.
- Chuyển đồi hệ thống lưới chiếu, toạ độ ...
Ngoài ra với chất liệu trên giấy, việc bảo quản lưu trữ lâu dài, tìm kiếm cung

cấp bản đồ rất khơng thuận lợi.
Chính vì những lẽ đó, cơng tác theo dõi hiện trạng diễn biến rừng và đất lâm
nghiệp mà thực chất là hàng năm đưa ra một bộ bản đồ rừng mới, đi kèm với việc
tính tốn lại diện tích, nhân bản, thu theo các tỷ lệ,... để cung cấp cho người dùng,
sẽ rất khó thực hiện nếu áp dụng công nghệ bản đồ truyền thống trên giấy. Để làm
bằng công nghệ bản đồ truyền thống sẽ cần chuẩn bị một đội ngũ khá lớn cán bộ
chuyên về bản đồ, thời gian thi cơng rất chậm, độ chính xác và chất lượng sản phẩm
khó đáp ứng được u cầu cơng việc.
Như vậy, GIS là cơng nghệ rất thích hợp để ứng dụng trong theo dõi diễn biến
rừng và đất lâm nghiệp trong đó có việc ứng dụng xây dựng bản đồ hiện trang rừng,
đánh giá biến động diện tích rừng, hơn thế cịn là yếu tố kỹ thuật cơng nghệ quyết
định. Để giải quyết yêu cầu của thực tiễn nói trên tôi tiến hành nghiên cứu đề tài:
“Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) trong đánh giá biến động diện tích
rừng tại xã Bản Qua huyện Bát Xát tỉnh Lào Cai”. Nhằm đáp ứng được phần nào
nhu cầu của công tác theo dõi diễn biến rừng và đất lâm nghiệp nói riêng, việc quản
lý bảo vệ rừng nói chung.


4

Chương 1
Tổng quan vấn đề nghiên cứu
Tng quan vn nghiên cứu về "Ứng dụng hệ thông tin địa lý trong đánh giá
biến động diện tích rừng” thực chất là hai công việc tách rời nhau; thứ nhất là ứng
dụng hệ thống thông tin địa lý để xây dựng bản đồ hiện trạng rừng. Thứ hai xây
dựng bản đồ biến động của các thời điểm thể hiện các khu vực có biến động trên
bản đồ số. Điểm qua cơng tác xây dựng bản đồ rừng ở Việt Nam. Đồng thời nêu ra
những bước tiến cơ bản trong việc ứng dụng kỹ thuật công nghệ mới vào công tác
thành lập bản đồ nói chung và thành lập bản đồ hiện trạng rừng nói riêng trên thế
giới cũng như ở Việt Nam.

1.1. Lược sử nghiên cứu biến động diện tích rừng trên thế giới và ở Việt Nam
Hiện nay trên thế giới, đặc biệt là các nước công nghiệp phát triển, việc đánh
giá hiện trạng rừng và theo dõi diễn biến tài nguyên thiên nhiên, mà trước hết là tài
nguyên rừng được tiến hành thường xuyên trên cơ sở sử dụng những phương pháp
truyền thống trên bản đồ giấy dựa vào các bộ số liệu được điều tra thống kê ngoài
thực địa. Gần đây công việc này thường sử dụng tư liệu viễn thám cùng với các
phần mềm xử lý số chuyên dụng. Bằng việc kết hợp giữa các chương trình xử lý
ảnh số với hệ thống thông tin địa lý (Geographical Infomation Systems viết tắt là
GIS) đã đem lại hiệu quả hết sức to lớn. ở một số nước tiên tiến trên thế giới đã kết
hợp phương pháp xử lý ảnh số và GIS để thường xuyên cập nhật thông tin theo dõi
biến động rừng, quản lý đất đai, v.v...
Ở nước ta việc theo dõi diễn biến tài nguyên rừng mà trước hết là biến động
về diện tích cũng như chất lượng rừng được quan tâm đáng kể. Tuy nhiên từ trước
đến nay công việc này thường được thực hiện bằng phương pháp truyền thống,
hoặc kết hợp giữa phương pháp truyền thống với kết quả giải đoán bằng mắt trên
ảnh máy bay, nên kết quả nhận được thường chậm, thậm chí vài năm so với hiện
tại, ít có ý nghĩa sử dụng trong việc đưa ra những biện pháp thích hợp để ngăn chặn
kịp thời nạn phá rừng hay cháy rừng.
Theo Báo cáo phân tích đánh giá diễn biến tài nguyên rừng toàn quốc giai
đoạn 1976 - 1990 - 1995 của Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn -Viện Điều


5

tra Quy hoạch rừng cơng bố năm 1995, thì cơng tác đánh giá biến động ở nước ta
trong những năm qua có thể tóm tắt như sau:
Theo dõi đánh giá biến động tài nguyên rừng là việc làm đầu tiên của ngành
Lâm nghiệp nói chung, và là việc làm thường xuyên của Viện Điều tra Quy hoạch
rừng và Cục Kiểm lâm nói riêng.
Đánh giá biến động rừng là một trong những nội dung quan trọng của tất cả

các cơng trình điều tra tài nguyên, nhằm phục vụ các mục đích khác nhau như;
nghiên cứu cơ bản, quản lý bảo vệ rừng, thiết kế kinh doanh, xây dựng các luận
chứng kinh tế kỹ thuật,... Từ trước đến nay ngành điều tra quy hoạch đã thực hiện
rất nhiều cuộc điều tra ở những phạm vi, địa bàn và mức độ khác nhau. Một số
cơng trình mà nội dung đánh giá diễn biến rừng được đề cập với quy mô lớn như:
- Công trình "Điều tra tài ngun rừng tồn quốc" đươc tiến hành trong ba
năm (1981 - 1983) với sự hỗ trợ của Tổ chức FAO.
- Cơng trình "Điều tra thống kê tài nguyên" phục vụ phân cấp quản lý do Viện
Điệu tra Quy hoạch rừng thực hiện năm 1986 - 1991.
- Cơng trình "Kiểm kê rừng tự nhiên" do liên Bộ Lâm nghiệp - Tài chính Tổng cục Thống kê tiến hành năm 1991 - 1992.
- Chương trình kiểm kê rừng toàn quốc theo Chỉ thị 286-TTg ngày 02/5/1997
của Thủ tướng Chính phủ. Do Viện Điều tra Quy hoạch rừng - Cục Kiểm tiến hành
từ năm 1997 đến năm 1999.
Ưu nhược điểm của các cơng trình trên là ở chỗ: Đã kế thừa được kết quả
điều tra trong quá khứ, sử dụng tổng hợp các phương pháp truyền thống và hiện đại
trong quá trình điều tra đánh giá. Vì vậy kết quả nghiên cứu bước đầu cũng đã được
cải thiện so với trước. Đồng thời xác định được tỷ lệ mất rừng và đưa ra xu hướng
biến động trong những năm tiếp theo. Về phương pháp, việc đánh giá biến động
rừng dựa trên cơ sở so sánh, phân tích kết quả điều tra ở các thời kỳ. Song các cuộc
điều tra này lại khơng giống nhau về mục đích, khơng đồng bộ về phương pháp,
không cùng hệ thống phân loại và mức độ chi tiết nên còn bị khập khiễng khi so
sánh, đánh giá. Cũng chính vì vậy dẫn tới việc thiếu số liệu để có thể chỉ ra một
cách cụ thể sự chuyển hoá giữa các loại đất đai, loại rừng với nhau. Đánh giá biến


6

động rừng mới chỉ dựa chủ yếu vào sự so sánh số liệu. Việc kết hợp giữa số liệu với
bản đồ rừng và các bản đồ chuyên đề khác chưa thật đầy đủ. Vì vậy chưa phản ánh
hết được các góc độ biến động rừng dưới tác động tổng hợp các yếu tố tự nhiên và

kinh tế xã hội.
Trong những năm qua, tài nguyên rừng nước ta biến đổi rất phức tạp, khó có
thể kiểm sốt được một cách chặt chẽ. Để có cơ sở tin cậy phục vụ xây dựng chiến
lược bảo vệ, phát triển và sử dụng tài nguyên rừng một cách hợp lý, bảo vệ môi
trường sinh thái, Nhà nước và ngành Lâm nghiệp giao cho viện Điều tra Quy hoạch
rừng thực hiện chương trình "Điều tra, đánh giá và theo dõi diễn biến tài nguyên
rừng toàn quốc" chu kỳ kéo dài 5 năm (1991 - 1995), trong đó nhiệm vụ "Đánh giá
biến động rừng giai đoạn 1976 - 1990 - 1995" là một nội dung quan trọng của
chương trình.
Trong các nghiên cứu này Viện Điều tra Quy hoach rừng đã sử dụng một cách
tổng hợp các phương pháp truyền thống kết hợp với kỹ thuật viễn thám trong q
trình thực hiện. Nhưng kết quả của cơng trình này vẫn đang cịn ở mức khiêm tốn.
Bởi vì thế mạnh của kỹ thuật viễn thám và sự kết hợp của nó với hệ thống thơng tin
địa lý phải được phát triển cùng phương pháp xử lý số 1.
Trong tất cả các cơng trình nghiên cứu biến động kể trên hầu như được tiến
hành trên những phạm vi lớn, cấp tỉnh, vùng và quốc gia, chưa có cơng trình nghiên
cứu nào ứng dụng hệ thống thông tin địa lý để xây dựng bản đồ biến động về diện
tích rừng cho khu vưc như cấp xã.
Trong theo dõi diễn biến tài nguyên rừng và đất lâm nghiệp thì bản đồ hiện
trạng rừng là tài liệu quan trọng và cần thiết cho công tác quản lý, bảo vệ và phát
triển rừng. Bản đồ hiện trạng rừng thường được xây dựng cho từng tiểu khu rừng,
các lâm trường, ban quản lý rừng phòng hộ, đặc dụng, vườn quốc gia và các cấp
hành chính: xã, huyện, tỉnh, cả nước và tỷ lệ bản đồ hiện trạng rừng thường được
chọn phù hợp với mục đích sử dụng và quy định chuyên ngành. Nội dung của bản
đồ hiện trạng rừng cần phải đáp ứng được các mục đích sử dụng của nó.
Xuất phát từ những nhu cầu sử dụng, quản lý rừng và đât lâm nghiệp vấn đề
nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu và thể hiện chúng lên bản đồ phục vụ công tác


7


bảo vệ và phát triển rừng, theo dõi diễn biến rừng ở Việt Nam trong thời gian hiện
nay là hết sức cần thiết.
1.2. Lược sử ra đời và sự phát triển của Hệ thống thông tin địa lý
Hệ thống thông tin địa lý (Geographycal Information Systems - Viết tắt là
GIS) 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. Như vậy, về ý tưởng nó được xuất hiện rất sớm
cùng với sự phát minh ra bản đồ. Nhưng sự hình thành rõ nét của hệ thơng tin địa lý
một cách hồn chỉnh, và đưa vào ứng dụng có hiệu quả thì cũng chỉ được nghiên
cứu phát triển trong một số năm gần đây.
Trong những năm 70 ở Bắc Mỹ đã có sự quan tâm nhiều hơn đến việc bảo vệ
môi trường 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 thước bộ nhớ và tốc độ lớn. Chính những thuận lợi này mà GIS
dần dần được thương mại hố. Năm 1977 đã có nhiều hệ thông 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 hướng nghiên cứu kết hợp giữa GIS và viễn thám được đặt ra. ở
thời kỳ này những nước có những đầu tư đáng kể cho việc phát triển ứng dụng làm
bản đồ, hay quản lý dữ liệu có sự trợ giúp máy tính là Canada và Mỹ sau đó đến các
nước như Thuỵ Điển, Đan Mạch, Pháp…
Thập kỷ 80 được đánh dấu bởi các nhu cầu sử dụng GIS ngày càng tăng với
các quy mô khác nhau. Người ta tiếp tục giải quyết những tồn tại của những năm
trước mà nổi lên là vấn đề số hoá dữ liệu. Thập kỷ này đánh dấu bởi sự nảy sinh các
nhu cầu mới trong ứng dụng GIS như: theo dõi sử dụng tối ưu các nguồn tài
nguyên, đánh giá khả thi các phương án quy hoạch, các bài tốn giao thơng…GIS
trở thành một cơng cụ hữu hiệu trong công tác quản lý và trợ giúp quyết định.
Những năm đầu của thập kỷ 90 được đánh dấu bằng việc nghiên cứu hoà nhập
giữa viễn thám và GIS. Các nước Bắc Mỹ và châu Âu thu được nhiều thành công
trong lĩnh vực này. Khu vực châu Á - Thái Bình Dương cũng đã thành lập nhiều
trung tâm nghiên cứu viễn thám và GIS. Ở các nước như Trung Quốc, Nhật Bản,



8

Thái Lan… đã chú ý nghiên cứu đến GIS chủ yếu vào lĩnh vực quản lý, đánh giá tài
nguyên thiên nhiên và môi trường.
Ở Việt Nam việc nghiên cứu và ứng dụng hệ thông tin địa lý cũng mới chỉ bắt
đầu, và chỉ được triển khai ở những cơ quan lớn như: Bộ Tài nguyên và Môi
trường, trường Đại học Mỏ Địa chất, Viện Điều tra Quy hoạch rừng, Cục Kiểm
lâm, Viện Địa chất…Đồng thời mức độ ứng dụng còn hạn chế, và mới chỉ có ý
nghĩa nghiên cứu hoặc ứng dụng để giải quyết mốt số nhiệm vụ trước mắt.
Như vậy, hầu hết các nước trên thế giới đều quan tâm nghiên cứu hệ thống
thông tin địa lý và ứng dụng nó vào nhiều ngành. Ngày nay, phần mềm GIS đang
hướng tới đưa 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 lưu 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 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.
1.3. Những nghiên cứu ứng dụng GIS trong công tác xây dựng bản đồ hiện
trạng rừng ở Việt Nam
Việc tiếp cận công nghệ viễn thám và GIS ở Việt Nam muộn hơn so với
Trung Quốc, Ấn Độ, Nhật Bản hay một số nước khác trong khu vực để xây dựng
các loại bản đồ hiện trạng. Tuy nhiên được sự giúp đỡ về mặt kỹ thuật cũng như tài
chính của các tổ chức quốc tế, đặc biệt là của FAO thì viễn thám và GIS được ứng
dụng vào Việt Nam mạnh hơn vào những năm 1980. Dự án VIE -76-014 lần đầu
tiên đã xây dựng bản đồ hiện trạng rừng và các trạng thái rừng trên cơ sở sử dụng
ảnh viễn thám Landsat và bước đầu tiếp cận cơng nghệ GIS. Đây chính là thời điểm

quan trọng đánh dấu sự phát triển của việc ứng dụng viễn thám và GIS vào lâm
nghiệp nói chung và điều tra quy hoạch rừng nói riêng ở Việt Nam. Từ đó đến nay,
cơng nghệ viễn thám và GIS đã được ứng dụng một cách rộng rãi hơn và trở thành
công cụ không thể thay thế trong lĩnh vực đánh giá theo dõi tài nguyên thiên nhiên,


9

trong đó có tài nguyên rừng. Đặc biệt từ những năm đầu thập niên 90 trở lại đây, sự
phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ cùng sự hợp tác giúp đỡ của các tổ
chức quốc tế, việc ứng dụng công nghệ GIS đã thu được những tiến bộ ở Trung tâm
Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia, Bộ Tài nguyên và Môi trường, Bộ
Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn,.. hàng loạt phần mềm mới đã được ứng dụng
như; ARC/VIEW, ILWIS, PCI, ERDAS image, ARC/INFOR dựa trên cơ sở của
máy tính hiện đại 7.
Cụ thể đối với ngành lâm nghiệp, các chương trình ứng dụng GIS như sau:
Chương trình điều tra nguyên liệu giấy (1972-1985), chương trình hợp tác lâm
nghiệp Việt Nam - Thụy Điển, Dự án ứng dụng viễn thám để theo dõi biến động các
khu bảo tồn thiên nhiên(1991-1995) - WWF, chương trình theo dõi, đánh giá biến
động tài nguyên rừng (1991-1995) - FIPI, Dự án theo dõi độ che phủ hạ lưu sông
Mê Kơng (1993-1995) - Ủy ban Mê Kơng, chương trình theo dõi, đánh giá diễn
biến tài nguyên rừng qua các thời kỳ - Viện Điều tra Quy hoạch rừng, đặc biệt
chương trình ứng dụng GIS trong theo dõi diễn biến rừng được Cục Kiểm lâm triển
khai từ năm 2000 đến nay đã thu được nhiều kết quả khả quan.
Những nghiên cứu của các nhà khoa học trong nước trong việc ứng dụng GIS
trong lâm nghiệp thời gian gần đây: Lại Huy Phương năm 1995 Luận án Phó tiến sĩ
Nơng nghiệp với nghiên cứu “Ứng dụng kỹ thuật tin học - GIS trong điều tra quy
hoạch và quản lý rừng Việt Nam”, Cơng trình khoa học kỹ thuật Điều tra Quy hoạch
rừng (1991 -1995) với đề tài “ Sử dụng kỹ thuật GIS để quy hoạch sử dụng đất lâm
nghiệp”. Nguyễn Mạnh Cường năm 1995 với nghiên cứu “ Xây dựng bản đồ rừng

trên cơ sở ứng dụng thông tin viễn thám”, Chu Thị Bình năm 2001 Luận án Tiến sĩ
Kỹ thuật “Ứng dụng công nghệ tin học để khai thác thông tin cơ bản trên tư liệu
viễn thám, nhằm phục vụ việc nghiên cứu một số đặc trưng về rừng Việt Nam”.
1.4. Sự cần thiết của vấn đề nghiên cứu
Hệ thống thông tin địa lý (viết tắt là GIS ) là hệ thống quản lý thông tin không
gian được phát triển dựa trên cơ sở cơng nghệ máy tính với mục đích lưu trữ, hợp
nhất, mơ hình hố, phân tích và miêu tả được nhiều dữ liệu. GIS là sự hội tụ các
lĩnh vực công nghệ và kỹ thuật làm bản đồ truyền thống, GIS được gọi là công nghệ


10

xúc tác vì tiềm năng to lớn của nó đối với phạm vi các ngành có liên quan đến dữ
liệu khơng gian. GIS hợp nhất các số liệu mang tính liên ngành lại bằng tổng hợp,
mơ hình hố và phân tích. Ứng dụng GIS chúng ta sẽ đạt được các tiến bộ sau trong
các hoạt động tác nghiệp của mình:
- Giảm hoặc loại bỏ các hoạt động thừa từ đó tiết kiệm được thời gian, công
sức và tiền của.
- Kết quả số liệu tốt hơn, với giá thành thấp hơn và trợ giúp quyết định, lập kế
hoạch.
- Nhanh chóng thu thập được nhiều thơng tin và phân tích chúng, lập báo cáo
cho mọi nhu cầu của công tác quản lý.
- Các lĩnh vực hoạt động mới của cơ quan có thể được tự động hoá dưới một
đối tượng đầy đủ số liệu bởi hệ thống thông tin địa lý.
- Tạo cầu nối giữa các công cụ và công nghệ nhằm cải tiến sản xuất.
- Tạo khả năng lưu trữ và xử lý số liệu, cải tiến, truyền thông tin.
- Tạo ra một loại dịch vụ mới là cung cấp thông tin.
- Ln có sẵn các sản phẩm phục vụ mục đích mới (như bản đồ, báo cáo, thơng
tin, số liệu).
- Truy xuất những thay đổi về diện tích, trạng thái rừng trong những thời điểm

cụ thể.
Với những lợi ích to lớn như vậy của GIS, cũng như các ngành khác ngành lâm
nghiệp cũng đã bước đầu nghiên cứu và phát triển ứng dụng GIS, nhưng chỉ mới có
những cơng trình nghiên cứu và ứng dụng trong việc thành lập bản đồ rừng. Cịn
trong cơng tác thành lập bản đồ hiện trạng rừng dựa trên đó để theo dõi đánh giá
biến động diện tích rừng trong phạm vi một xã là một lĩnh vực mang tính đặc trưng
cho ngành Lâm nghiệp thì chưa có cơng trình nghiên cứu nào. Vì thế đề tài nghiên
cứu “Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (GIS) trong đánh giá biến động diện
tích rừng tại xã Bản Qua huyện Bát Xát tỉnh Lào Cai” là một sản phẩm có tính
chất phát triển GIS trong ngành Lâm nghiệp ở lĩnh vực mới đặc trưng cho ngành và
có tính ứng dụng vào thực tiễn cao. Khơng những thế nó cịn góp phần hỗ trợ rất lớn
cho cơng tác quản lý rừng và phát triển lâm nghiệp ở quy mô nhỏ.


11

Chương 2
Mục tiêu, đối tượng, nội dung và phương pháp nghiªn cøu
2.1. Mục tiêu nghiên cứu
Về lý luận:
Góp phần khẳng định hơn nữa, tính ưu việt của phương pháp làm bản đồ hiện
đại so với phương pháp truyền thống, mà trước hết là việc ứng dụng hệ thông tin địa
lý trong công tác xây dựng, quản lý và khai thác thơng tin bản đồ nói chung và bản
đồ hiện trạng rừng nói riêng.
Góp phần hồn thiện phương pháp và các bước thực hiện trong xây dựng bản
đồ kỹ thuật số về hiện trạng và bản đồ biến động diện tích rừng cấp xã.
Về thực tiễn:
Xây dựng thành công bản đồ hiện trạng rừng xã Bản Qua năm 1999, 2001,
2004, 2007 và cơ sở dữ liệu tương ứng của nó bằng kỹ thuật số.
Thống kê biến động về diện tích, trạng thái, từ đó xây dựng bản đồ biến động

diện tích rừng của xã tại các chu kỳ 1999 - 2001, 2001 - 2004, 2004 - 2007 và 1999
- 2007, thông qua phần mềm ứng dụng làm bản đồ. Giúp cho địa phương tham
khảo và ứng dụng vào thực tiễn trong quá trình quản lý, sử dụng và phát triển bền
vững nguồn tài nguyên rừng và đất lâm nghiệp.
2.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là xã Bản Qua, huyện Bát Xát, tỉnh Lào Cai.
Phạm vi nghiên cứu là ứng dụng hệ thông tin địa lý để xây dựng bản đồ hiện
trạng rừng cấp xã năm 1999 từ tài liệu là bản đồ kiểm kê rừng theo Chỉ thị 286-TTg
ngày 02/5/1997 về tăng cường các biện pháp cấp bách để bảo vệ và phát triển rừng.
Kết hợp bản đồ hiện trạng rừng các năm 2001, 2004 và kết quả điều tra ngoại
nghiệp bổ xung năm 2007 để xây dựng bản đồ hiện trạng rừng và đánh giá biến
động diện tích rừng.
2.3. Nội dung nghiên cứu
- Phân tích những đặc điểm điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của xã.
- Phân tích, đánh giá chất lượng tài liệu, bản đồ đã thu thập.
- Số hoá bản đồ hiện trạng rừng cấp xã năm 1999, 2001, 2004, 2007 bằng một số


12

phần mềm ứng dụng làm bản đồ.
- Xây dựng cơ sở dữ liệu tương ứng của khu vực nghiên cứu qua các thời kỳ
bằng kỹ thuật số.
- Xác định những chuyển đổi về diện tích và vị trí của các kiểu trạng thái rừng
và đất rừng tại khu vực nghiên cứu giữa các chu kỳ 1999 - 2001, 2001 – 2004, 2004
- 2007 và 1999 - 2007.
- Xây dựng bản đồ biến động cho các thời kỳ theo dõi.
2.4. Phương pháp nghiên cứu
2.4.1. Phương pháp thu thập số liệu.
Để xây dựng bản đồ nói chung và bản đồ hiện trạng rừng nói riêng, cơng việc

đầu tiên khơng thể thiếu được là công tác chuẩn bị cho việc thành lập bản đồ.
Nhiệm vụ chủ yếu của bước này là thu thập, kiểm tra, đánh giá các tài liệu, số liệu
sẵn có và điều tra khảo sát thực địa theo những yêu cầu đặt ra về nội dung bản đồ hiện
trạng rừng.
Chúng tôi đã sử dụng phương pháp sau đây để thu thập số liệu:
- Kế thừa có chọn lọc các bản đồ, tài liệu đã có trên khu vực nghiên cứu. Các
tài liệu để xây dựng bản đồ hiện trạng rừng là bản đồ kiểm kê rừng 286 năm 1999,
bản đồ theo dõi diễn biến rừng các năm 2001, 2004, theo hệ toạ độ Nhà nước,
- Kế thừa một số kết quả kiểm kê rừng toàn quốc năm 1999, kết quả thống kê
diện tích rừng hàng năm của cơ quan quản lý Nhà nước, sử dụng số liệu đã được
lưu trữ trong chương trình theo dõi diễn biến rừng. Những thơng tin trong hồ sơ
diễn biến rừng giúp cho việc xây dựng bản đồ hiện trạng rừng, nắm được các yếu tố
pháp lý của các lơ rừng, diện tích, chức năng, vị trí, kích thước, chủ sử dụng, …
- Thu thập số liệu ngoại nghiệp bằng cách đo đạc trực tiếp ngoài thực địa, để
xây dựng bản đồ hiện trạng năm 2007 và bổ sung những biến động trên bản đồ cũ
so với thực tiễn.
2.4.2. Phương pháp xây dựng bản đồ biến động diện tích rừng.
Sau khi đánh giá chất lượng cho những bản đồ tài liệu đã thu thập được thì
phương pháp xử lý số liệu đối với từng loại tài liệu như sau:


13

- Đối với tài liệu là bản đồ, sử dụng phương pháp số hố để chuyển các thơng
tin trên bản đồ giấy vào máy tính và xử lý các thơng tin này nhờ phần mềm chuyên
dụng làm bản đồ.
- Đối với số liệu đo trực tiếp ngoài thực địa, tiến hành bình sai tính tốn và xử
lý trực tiếp trên máy tính, nhờ đó loại bỏ được tồn bộ sai số đồ giải. Vì vậy, kết
quả nhận được ln chính xác hơn so với phương pháp truyền thống.
- Để xác định sự biến động về diện tích rừng, bản đồ hiện trạng rừng của năm

1999, 2001, 2004 và năm 2007 được chồng xếp lên nhau. Bản đồ thành quả sẽ bao
gồm các thành phần như sau: Vùng không thay đổi, vùng mất rừng tự nhiên, thành rừng tự
nhiên, rừng trồng mới, chuyển đổi giữa các loại đất lâm nghiệp sang đất khác và ngược lại.
2.4.3. Phương pháp đánh giá biến động
Như chúng ta đã biết, các phương pháp đánh giá biến động trước đây thường
được xác định được bằng phương pháp điều tra mặt đất sau đó tổng hợp số liệu vào
các bảng biểu và tổng hợp trên bản đồ giấy, mỗi năm có biến động đều phải xây
dựng một bản đồ biến động riêng biệt, công việc này chưa được sử dụng trên bản đồ
số, chưa sử dụng các phần mềm trong hệ thống các phần mềm của công nghệ GIS
phân tách ra từng vị trí có biến động, đưa ra một bản đồ biến động chung dễ sử
dụng, tra cứu và dễ nhận biết. Điều tra biến động rừng liên quan đến việc sử dụng
một tập hợp dữ liệu đa thời gian để phân biệt các vùng có sự thay đổi thể hiện nó lên bản đồ số.
C¬ sở dữ liệu đầu vào
(Số liệu, bản đồ HTR các năm 1999, 2001, 2004 và 2007)
ng dụng
CN GIS
Xây dựng CSDL bản đồ hiện trạng rừng bằng công nghệ số
( các năm 1999, 2001, 2004 và 2007)
XD bản đồ biến động bằng chồng
xếp các lớp TT HTR

XD bản đồ biến động bằng
phần mềm VDmap

Bản đồ biến động các thời kỳ
1999 - 2001

2001 - 2004

2004 - 2007


Phân tích, đề xuất các giải pháp
quản lý bền vững

Sơ đồ 2.1 Trình tự xây dựng bản đồ biến động

1999 - 2007


14

Ch­¬ng 3
C¬ së khoa häc cđa viƯc øng dơng hƯ thống thông tin
địa lý (GIS) trong đánh giá biến động diện tích rừng và
một số phần mềm đồ hoạ được sư dơng trong nghiªn cøu
3.1. Hệ thống thơng tin địa lý (GIS) và khả năng ứng dụng GIS trong công tác
thành lập bản đồ hiện trạng rừng.
3.1.1. Khái quát về hệ thống thông tin địa lý
Theo Calkins, H.W. và R.F. Tomlinton (1977) [24] Hệ thống thông tin địa lý
là một hệ thông tin bao gồm một số phụ hệ (subsystems) có khả năng biến đổi các
dữ liệu địa lý thành các thơng tin có ích. Một cách lơgic, hệ thống theo cách định
nghĩa này phải bao gồm tất cả các thủ tục xử lý thông tin đầu vào và kết xuất dữ liệu
ở đầu ra theo yêu cầu của bài tốn.
Theo Nguyễn Thơ Các "GIS là một cơng nghệ, một kỹ thuật, cịn bản đồ là một bộ
mơn khoa học, nó có đối tượng nghiên cứu và phương pháp luận riêng của mình" [3].
Các tác giả tiếp cận với hệ thống thơng tin địa lý theo mục đích ứng dụng cho
rằng, hệ thống thông tin địa lý là một hệ có chức năng xử lý các thơng tin địa lý,
nhằm phục vụ việc trợ giúp quyết định trong một lĩnh vực chuyên môn nhất định.
Cách định nghĩa này giúp xác định rõ ứng dụng của hệ thống thông tin địa lý,
nhưng trong thực tế tính chuyên dụng của một hệ thống thơng tin địa lý cần được

phối hợp với tính tổng thể của các thông tin được xử lý và tính hệ thống của các
thực thể địa lý nhằm đảm bảo tính khách quan của q trình mơ phỏng các mối
quan hệ này.
Một hệ GIS là nhiều phần mềm gồm các chương trình máy tính với các giao
diện phục vụ truy cập dữ liệu có các chức năng khác nhau.
Người sử dụng có thể điều khiển các thao tác qua các giao diện đồ hoạ gọi
chung là GUI (Graphical Use Interface) hoặc qua ngôn ngữ lệnh gồm các câu lệnh
chương trình là tổ hợp tuần tự của các lệnh và các phép tốn.
GIS là các cơng cụ máy tính để vận dụng các bản đồ, các ảnh số và các bảng
dữ liệu đã được gắn mã địa lý (Geocode) với các khoản mục dữ liệu. GIS được thiết
kế để nhóm dữ liệu không gian từ nhiều nguồn dữ liệu khác nhau chuyển thành một


15

cơ sở dữ liệu hợp nhất. Thông thường việc dùng nhiều loại cấu trúc dữ liệu khác
nhau và không gian đặc trưng khác giống như một chuỗi của các lớp thông tin (Layer),
tất cả được đăng ký trong vùng không gian mà chúng chèn lên tại tất cả các vị trí.
Burrough (1986) đã định nghĩa: "GIS như là một tập hợp các công cụ cho
việc thu thập, lưu trữ, thể hiện và chuyển đổi các số liệu mang tính chất không gian
từ thế giới thực để phục vụ các mục đích cụ thể".
Aronoff (1989) đã định nghĩa: "GIS như là một hệ thống máy tính cơ bản tạo
cho chúng ta 4 khả năng để cất số liệu: Dữ liệu vào, Quản lý dữ liệu (lưu trữ và tìm
kiếm), Phân tích dữ liệu, Sản phẩm dữ liệu."
Hệ thông tin địa lý chủ yếu dựa vào chức năng mô phỏng các quá trình diễn ra
trong khơng gian địa lý và phục vụ trợ giúp quyết định chúng phụ thuộc vào:
- Đặc điểm cơng nghệ phần cứng
- Khả năng sẵn có của thơng tin đầu vào
- Các chức năng bên trong
Hệ thống thông tin địa lý bắt đầu hoạt động bằng việc thu thập dữ liệu một

cách định hướng tuỳ thuộc và mục tiêu đặt ra, các dữ liệu này sẽ được đưa vào một
cơ sở dữ liệu dưới dạng số (digital data) bởi các thiết bị nhập liệu chuyên dùng như
bàn số hoá, máy quét ảnh ... Sự khác nhau về vật lý của dữ liệu trong bản đồ truyền
thống và trong hệ thống thơng tin địa lý là ngun nhân chính của sự khác nhau về
phương tiện và phương pháp xử lý. Tuy nhiên, để tạo ra các bản đồ chuyên đề thì
hệ thống thơng tin địa lý cũng tư duy theo phương pháp truyền thống, nó sẽ phải
căn cứ vào mục tiêu để quyết định phương pháp xử lý. Quá trình chồng ghép thơng
tin trong hệ thống thơng tin địa lý, thực chất là q trình mơ phỏng tư duy của các
nhà chuyên môn bằng phương pháp định lượng nhằm thực hiện các mục tiêu đặt ra.
Vì vậy, có thể nói rằng hệ thống thơng tin địa lý ra đời nhờ một loạt thành tựu công
nghệ, nhưng điều quan trọng hơn cả là nó thừa kế mọi thành tựu trong ngành bản đồ
cả về ý tưởng lẫn kỹ thuật xây dựng bản đồ.
3.1.3. Mục đích ứng dụng của GIS
Mục đích ứng dụng của GIS là để giải quyết các bài tốn dựa trên dữ liệu
khơng gian. Ứng dụng của GIS có hiệu quả một hoặc nhiều lĩnh vực hoạt động với


16

dữ liệu khơng gian bao gồm sáu nhóm chức năng chính sau:
 Tổ chức dữ liệu
Khi thu thập một khối lượng lớn dữ liệu cho một mục đích phải biết cách tổ
chức dữ liệu rất quan trọng. Dữ liệu có thể sắp xếp theo nhiều cách khác nhau và ít
khi tổ chức theo kế hoạch để phù hợp cho các ứng dụng sắp tới. Lược đồ để tổ chức
dữ liệu được gọi là mơ hình dữ liệu. Đặc thù chính để tổ chức gọi là một cơ sở dữ
liệu GIS - toạ độ khơng gian. Bên cạnh đó, Cơ sở dữ liệu GIS cũng được tổ chức
theo các thuộc tính phi khơng gian. Các mơ hình dữ liệu phải được tổ chức cho cả
dữ liệu không gian và phi không gian. Hiệu quả và cách tổ chức dữ liệu ảnh hưởng
tới tất cả năm nhóm chức năng khác, do vậy đây là khâu quan trọng nhất.
 Hiển thị dữ liệu

GIS sử dụng cơng cụ đồ hoạ của máy tính để hiển thị dữ liệu của bản đồ. Khả
năng đồ hoạ của máy tính rất to lớn để giúp GIS hiển thị. Hiển thị mang lại hiệu quả
trong GIS với màu sắc, ký hiệu, các phương pháp đặc biệt như phóng to, thu nhỏ,
thay đổi hình thể hiển thị, sử dụng các phương pháp phối cảnh, hướng nhìn, mặt cắt
và nhiều cách thể hiện khác giúp cho con người sử dụng có thể nghiên cứu và giải
quyết vấn đề một cách trực quan, thuận lợi và có hiệu quả.
 Hỏi đáp không gian
Là bổ sung khả năng cho hiển thị dữ liệu. Nó cho phép người sử dụng tìm tình
huống của mỗi trường hợp bằng cách tìm ra tên và các chi tiết khác của các sự kiện
riêng biệt và các đặc trưng của các mẫu sự kiện riêng biệt trong khu vực được chọn.
Gồm hai dạng:
- Hỏi đáp vị trí này có đặc trưng gì ?
- Những đặc trưng này xuất hiện ở đâu?
Nhiều hệ GIS cho phép người sử dụng tạo ra một bảng tóm tắt và các đặc
trưng được lựa chọn xuất hiện trong cửa sổ hiển thị gắn liền với vị trí chỉ ra. Vị trí
thường nhận biết bởi con trỏ và bằng được cập nhật ngay đó như là con trỏ được
chuyển tới mỗi vị trí mới. Một đáp án khác của GIS là muốn biết tất cả các vị trí
trên bản đồ mà ở đó các điều kiện đặc trưng thoả mãn.


17

Nhiều hệ GIS đã sử dụng ngôn ngữ hỏi đáp có cấu trúc (SQL) cho các câu hỏi
được chỉ ra. Người sử dụng đưa vào một hoặc nhiều câu lệnh tạo ra một phép tìm
kiếm. Kết quả có thể là một bảng hoặc một bản đồ với các vị trí dữ liệu khơng gian
và dữ liệu thuộc tính (phi khơng gian) hợp lý nhất. Các loại hỏi đáp khác có thể liên
quan tới khoảng cách, tính lân cận, bao hàm. Các câu hỏi này địi hỏi khơng chỉ tìm
kiếm các khoản mục dữ liệu mà còn cả các yếu tố bắt nguồn hình học và các thuộc
tính địa hình của chúng.
 Tích hợp

Tích hợp q trình xử lý kết hợp các Layer của dữ liệu khơng gian được gọi là
tích hợp dữ liệu và có thể đưa ra bằng cách hiển thị phối hợp các loại khác nhau
hoặc với các mơ hình tích hợp mà kết quả tạo ra một bản đồ từ hai hoặc nhiều hơn
các bản đồ đã tồn tại. Các mơ hình tích hợp là các mơ hình tốn học tượng trưng sử
dụng các phép tốn số học và Logic để kết hợp các Layer dữ liệu với nhau.
Các phép toán đại số để kết hợp hai bản đồ thành bản đồ mới, các câu lệnh
được ghi trong một ngơn ngữ chương trình gọi là "Đại số bản đồ". Bản đồ được hợp
thành có thể đối xử như là một bản đồ đơn giản biểu hiện mối quan hệ không gian
của các đối tượng trên bản đồ đã được tích hợp.
Một khả năng liên kết nhiều câu lệnh đại số bản đồ có nhau thành một thuật
tốn phức hợp là đặc trưng quan trọng của GIS. Một bản đồ và các dạng bảng số
liệu thuộc tính có thể kết hợp theo các bước xử lý đơn giản. Xử lý kết hợp các bản
đồ với nhau thường gọi là mơ hình bản đồ.
 Phân tích
Phân tích là q trình xử lý các ý nghĩa phỏng đốn từ dữ liệu. Phân tích
thường đưa ra hình ảnh trong GIS như thực sự nó được biểu lộ. Phân tích trong GIS
cũng có thể đưa ra số lượng, tính tốn thống kê, các mơ hình điều chỉnh các giá trị
dữ liệu và các phép tốn khác.
 Dự đốn
Mục đích nghiên cứu của GIS là để dự báo. Dự báo trong GIS đòi hỏi sử dụng đại
số bản đồ để xác định các mơ hình tượng trưng mà biểu hiện các quy tắc để kết hợp các