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

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

TRẦN THỊ THU HÀ

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

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

Thành phố Hồ Chí Minh
Tháng 6/2012

a


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

************
TRẦN THỊ THU HÀ

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

Trần Thị Thu Hà

i


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

ii


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

iv


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

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

vi


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

: Hệ thống thông tin địa lý

GPS (Global Positioning System)

: Hệ thống định vị toàn cầu

CSDL


G

: Tiết diện ngang

K

: Khoảnh

TK

: Tiểu khu

PK

: Phân khu

PHST

: Phục hồi sinh thái

BVNN

: Bảo vệ nghiêm ngặt

HCDV

: Hành chính dịch vụ

RT


vii


DANH SÁCH CÁC BẢNG

BẢNG

TRANG

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

viii


DANH SÁCH CÁC HÌNH
HÌNH

TRANG

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


x


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


lâm sinh giúp rừng sinh trưởng phát triển bền vững.

2


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

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

4


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

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

6


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

Số
Liệu
Vào

Quản

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

8


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

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

10


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

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

12



13