Ứng dụng gis – viễn thám thành lập bản đồ thảm thực vật trên địa bàn huyện con cuông

CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ ỨNG DỤNG GIS – VIỄN THÁM

Khái quát về bản đồ thảm thực vật

1.1.1 Khái niệm thảm thực vật

Có rất nhiều định nghĩa khác nhau về thảm thực vật:

Theo TSchmithusen (1959) thì thảm thực vật là lớp thực bì của trái đất và các bộ phận cấu thành khác nhau của nó [21]

Thái Văn Trừng (1978) cho rằng thảm thực vật là các quần hệ thực vật phủ trên mặt đất như một tấm thảm xanh[12]

Theo Trần Đình Lý (1998), thảm thực vật được định nghĩa là lớp phủ thực vật bao gồm toàn bộ cây cối và thực vật ở một khu vực cụ thể, hoặc trên toàn bộ bề mặt trái đất.

Tóm lại, thảm thực vật là tập hợp toàn bộ các loài thực vật khác nhau cùng chung sống trên một vùng rộng lớn

1.1.2 Hệ thống phân loại thảm thực vật

Trên thế giới đã có nhiều hệ thống phân loại thảm thực vật khác nhau, có thể nêu một số hệ thống như sau:

H.G Champion (1936) khi nghiên cứu các kiểu rừng Ấn Độ - Miến Điện đã phân chia 4 kiểu thảm thực vật lớn theo nhiệt độ đó là: nhiệt đới, á nhiệt đới, ôn đới và núi cao[18]

J Beard (1938) đưa ra hệ thống phân loại gồm 3 cấp (quần hợp, quần hệ và loạt quần hệ) Ông cho rằng rừng nhiệt đới có 5 loạt quần hệ: loạt quần hệ rừng xanh từng mùa; loạt quần hệ khô thường xanh; loạt quần hệ miền núi; loạt quần hệ ngập từng mùa và loạt quần hệ ngập quanh năm [8]

Maurand (1943) trong nghiên cứu về thảm thực vật Đông Dương đã phân chia khu vực này thành ba vùng chính: Bắc Đông Dương, Nam Đông Dương và vùng trung gian Ông cũng đã xác định và liệt kê tám kiểu quần lạc đặc trưng trong từng vùng.

Chevalier (1918) là người đầu tiên xây dựng bảng phân loại thảm thực vật rừng Bắc Bộ Việt Nam, đánh dấu bảng phân loại thảm thực vật rừng nhiệt đới Châu Á đầu tiên trên thế giới Theo bảng phân loại này, rừng miền Bắc Việt Nam được chia thành 10 kiểu khác nhau.

Bảng phân loại đầu tiên về thảm thực vật rừng tại Việt Nam được xây dựng bởi Cục điều tra và quy hoạch rừng, đánh dấu bước tiến quan trọng trong ngành Lâm nghiệp.

(1960) Theo bảng phân loại này rừng trên toàn lãnh thổ Việt Nam được chia làm 4 loại lớn:

Loại I: đất đai hoang trọc, những trảng cỏ và cây bụi, trên loại này cần phải trồng rừng

Loại II: gồm những rừng non mới mọc, cần phải tra dặm thêm cây hoặc tỉa thưa

Loại III: gồm tất cả các loại hình rừng bị khai thác mạnh trở nên nghèo kiệt tuy còn có thể khai thác lấy gỗ, trụ mỏ, củi, nhưng cần phải xúc tiến tái sinh, tu bổ, cải tạo

Loại IV: gồm những rừng già nguyên sinh còn nhiều nguyên liệu, chưa bị phá hoại, cần khai thác hợp lý

Phan Nguyên Hồng (1970) đã phân loại thảm thực vật ven biển miền Bắc Việt Nam thành ba nhóm chính: rừng ngập mặn, rừng gỗ ven biển và thực vật bãi cát trống.

Trần Ngũ Phương (1970) đã phân loại rừng ở Miền Bắc Việt Nam thành ba đai lớn dựa trên độ cao, bao gồm: đai rừng nhiệt đới mưa mùa, đai rừng á nhiệt đới mưa mùa, và đai rừng á nhiệt đới mưa mùa núi cao.

Thái Văn Trừng (1970) đã phân loại thảm thực vật thành 5 kiểu quần lạc lớn, bao gồm quần lạc thân gồ kín tán, quần lạc thân gỗ thưa, quần lạc thân cỏ kín rậm, quần lạc thân cỏ thưa, và các kiểu hoang mạc Năm 1975, tại Hội nghị thực vật học quốc tế lần thứ XII ở Leningrat, ông đã đưa ra bảng phân loại thảm thực vật rừng Việt Nam dựa trên các điều kiện lập địa, được coi là bảng phân loại sinh thái phù hợp nhất cho đến nay.

Theo Vũ Tự Lập và cộng sự (1995), khí hậu đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành và phân bố các kiểu thực bì, chịu ảnh hưởng bởi nhiệt độ và độ ẩm Dựa trên mối liên hệ giữa hình thái thực bì và khí hậu, có 15 kiểu thực bì được phân loại, bao gồm: rừng rậm nhiệt đới gió mùa rụng lá, rừng rậm nhiệt đới ẩm thường xanh, rừng rậm nhiệt đới gió mùa nửa rụng lá, rừng khô nhiệt đới gió mùa khô rụng lá, rừng thưa nhiệt đới khô lá kim, sa van nhiệt đới khô, truông nhiệt đới khô, rừng nhiệt đới trên đất đá vôi, rừng nhiệt đới trên đất mặn, rừng nhiệt đới trên đất phèn, rừng rậm á nhiệt đới ẩm lá rộng thường xanh, rừng rậm á nhiệt đới ẩm hỗn giao, rừng thưa á nhiệt đới hơi ẩm lá kín, rừng rêu á nhiệt đới mưa mùa, và rừng lùn đỉnh cao.

Thái Văn Trừng (1998) trong nghiên cứu về hệ sinh thái rừng nhiệt đới Việt Nam đã áp dụng hai hệ thống phân loại khác nhau: một dựa trên đặc điểm cấu trúc ngoại mạo và một dựa trên yếu tố thực vật Ông đã phân chia thảm thực vật Việt Nam thành 5 kiểu thảm (5 nhóm quần hệ) với 14 kiểu quần hệ (14 quần hệ) Bảng phân loại này của ông cung cấp cái nhìn tổng quan về sự đa dạng sinh học của rừng nhiệt đới Việt Nam.

Khóa luận tốt nghiệp bậc quần hệ trở lên gần phù hợp với hệ thống phân loại của UNESCO (1973)[13]

1.1.3 Đặc điểm của thảm thực vật nhiệt đới ở Việt Nam

Theo Thái Văn Trừng (1971), thảm thực vật rừng Việt Nam rất phong phú với 50% thành phần thực vật đặc hữu thuộc khu hệ thực vật đệ tam Bắc Việt Nam – Nam Trung Hoa Đồng thời, thảm thực rừng cũng là nơi hội tụ của nhiều luồng di cư thực vật từ các hướng khác nhau, bao gồm cả các loài từ Malaysia-Indonesia di chuyển từ hướng Nam lên.

Luồng di cư từ phía Bắc xuống Việt Nam chủ yếu do các nhân tố từ Vân Nam-Quý Châu, trong khi luồng từ hướng Tây và Tây Nam chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố từ Ấn Độ-Miến Điện Dựa trên quan điểm sinh thái phát sinh, Thái Văn Trừng (1971) đã xây dựng hệ thống phân loại và lập bản đồ phân loại thảm thực vật rừng Việt Nam Dưới đây là tóm tắt các kiểu thảm thực vật rừng chủ yếu.

- Kiểu rừng kín thường xanh mưa ẩm nhiệt đới phân bố ở Quảng Ninh, Lạng Sơn, Vĩnh Phú (cũ), Hà Giang, Thừa Thiên, Đà Nẵng

- Kiểu rừng kín nửa rụng lá, ẩm nhiệt đới phân bố ở Ba Chẽ (Quảng

Ninh), An Châu, Biển Động (Bắc Giang), Bến Chuông (Thanh Hóa), Qùy Châu (Nghệ An)

- Kiểu rừng kín rụng lá hơi ẩm nhiệt đới phân bố ở Nghệ An, Bắc Giang, Đăk Lăk, Đồng Nai…

- Kiểu rừng kín hơi khô nhiệt đới phân bố ở Đồng Tháp Mười, U Minh, Quảng Bình (trên các loại đất phèn và đất cát)

- Kiểu rừng thưa cây lá rộng hơi khô nhiệt đới, phân bố ở Tây Nguyên,

Mường Xén, Con Cuông, Cò Nòi Kiểu này hình thành trên điều kiện mùa khô kéo dài, khắc nghiệt

- Kiểu rừng thưa cây lá kim hơi khô nhiệt đới phân bố ở Quảng Yên, Hoàng Mai, Bố Trạch…

- Kiểu trảng cây to, cây bụi, cỏ cao, khô nhiệt đới phân bố tập trung ở Phan Rang, Phan Thiết, Cheo Reo, Đăk Lăk, Mường Xén, An Châu, Tây Bắc

- Truông bụi gai hạn nhiệt đới phân bố ở vùng khô kiệt Phan Rang, Phan Thiết

- Rừng kín thường xanh mưa ẩm á nhiệt đới núi thấp

- Rừng kín hỗn hợp cây lá rộng lá kim ẩm á nhiệt đới núi thấp

- Kiểu rừng kín cây lá kim ẩm ôn đới núi cao hơn 1800 m Điển hình là rừng kín Pơ Mu ở Fanxipan, Thông nàng, Thông ba lá ở Đà Lạt

- Kiểu rừng thưa cây lá kim hơi khô á nhiệt đới núi thấp phân bố ở Mộc Châu, Yên Châu, Đà Lạt

Kiểu quần hệ khô vùng cao bao gồm các loại hình sinh thái như rú cây nhỡ, rừng rụng lá, rừng lá cứng khô ròn, cùng với trảng cỏ cao và trảng cỏ thấp, thường phát triển trên đất xấu và nông cạn.

- Kiểu quần hệ lạnh vùng cao phân bố trên các đỉnh núi cao Fanxipan, Tây Côn Lĩnh, Chư Yang Sin.

Tổng quan về GIS – Viễn thám

Viễn thám (Remote Sensing RS) là một lĩnh vực khoa học chuyên nghiên cứu các kỹ thuật thu thập, đo lường và phân tích thông tin về các đối tượng mà không cần tiếp xúc trực tiếp.

Nguyên lý cơ bản của viễn thám là sự phản xạ và bức xạ của các đối tượng tự nhiên qua các giải phổ khác nhau Việc giải đoán thông tin phụ thuộc vào mối tương quan giữa đặc trưng phản xạ phổ và bản chất của các đối tượng Thông tin về đặc trưng phản xạ này giúp các chuyên gia lựa chọn các kênh ảnh tối ưu, chứa nhiều thông tin nhất cho nghiên cứu, đồng thời là cơ sở để phân tích và phân loại các tính chất của đối tượng.

G = Geographic = Địa lý: Dữ liệu dùng trong GIS là dữ liệu địa lý, có thể trình bày dữ liệu dưới dạng bản đồ mạnh về xử lí không gian

I = Information = Thông tin: GIS lưu trữ và xử lý hai loại thông tin: Đặc trưng không gian và thuộc tính

S = System = Hệ thống: GIS là một hệ thống được sử dụng để thực hiện các chức năng khác nhau của thông tin địa lý

Hệ thống thông tin địa lý (GIS) được định nghĩa bởi Theo Borough (1986) là một tập hợp các công cụ cho phép thu thập, lưu trữ, thể hiện và chuyển đổi dữ liệu không gian từ thế giới thực nhằm phục vụ các mục đích cụ thể.

Theo Nguyễn Kim Lợi (2009), GIS là hệ thống thông tin sử dụng dữ liệu đầu vào và các thao tác phân tích để xử lý và hiển thị thông tin không gian từ thế giới thực Hệ thống này hỗ trợ thu nhận, lưu trữ và phân tích dữ liệu địa lý, giúp giải quyết các vấn đề liên quan đến quy hoạch, quản lý và sử dụng đất cũng như tài nguyên thiên nhiên.

1.2.2.2 Cơ sở dữ liệu GIS

CSDL GIS là tập hợp các dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính, được tổ chức trong một cấu trúc của phần mềm quản lý cơ sở dữ liệu.

Dữ liệu không gian là các mô tả số về hình ảnh bản đồ, bao gồm tọa độ, quy luật và ký hiệu để xác định một hình ảnh cụ thể trên bản đồ.

- Dữ liệu thuộc tính: diễn tả đặc tính, số lượng, mối quan hệ của các hình

1.2.3 Các phần mềm được sử dụng để thành lập bản đồ thảm thực vật Ảnh Landsat TM có độ phân giải không gian là 30m đối với kênh đa phổ (Multispettral), kênh toàn sắc (panchromatic) có độ phân giải 15m Có thể sử dụng ảnh Landsat TM để thành lập bản đồ thảm thực vật ở tỷ lệ 1: 50.000 hoặc nhỏ hơn

Trong việc xây dựng bản đồ thảm thực vật, GIS là công cụ quan trọng giúp thu thập và phân tích dữ liệu Cơ sở dữ liệu được tạo ra nhằm tổng hợp và hệ thống hóa nguồn thông tin Điểm mạnh của GIS thể hiện rõ qua khả năng phân tích không gian và mối liên hệ giữa các thông tin địa lý.

1.2.3.1 Phần mềm giải đoán ảnh

Phần mềm ENVI – Environment for Visualizing Images là một phần mềm xử lý ảnh viễn thám mạnh, với các đặc điểm chính như sau:

- Hiển thị, phân tích ảnh với nhiều kiểu dữ liệu và kích cỡ ảnh khác nhau

- Môi trường giao diện thân thiện

Bài viết cho phép người dùng thao tác với từng kênh phổ riêng lẻ hoặc toàn bộ ảnh, giúp tối ưu hóa quá trình chỉnh sửa Khi mở một file ảnh, tất cả các kênh phổ của ảnh có thể được xử lý bằng các chức năng của hệ thống Đặc biệt, khi làm việc với nhiều file ảnh, người dùng có thể dễ dàng chọn lựa các kênh từ các file khác nhau để thực hiện xử lý đồng thời (Trần Vân Anh, 2009).

ENVI cung cấp các công cụ chiết tách phổ hiệu quả, sử dụng thư viện phổ và các chức năng chuyên biệt để phân tích ảnh có độ phân giải phổ cao.

Phần mềm ENVI được phát triển bằng ngôn ngữ lập trình IDL (Interactive Data Language), một ngôn ngữ cấu trúc cho phép tích hợp hiệu quả giữa xử lý ảnh và hiển thị thông qua giao diện đồ họa thân thiện với người dùng.

ArcGIS Desktop là một sản phẩm của Viện Nghiên cứu hệ thống môi trường (ESRI) Có thể nói đây là một phần mềm về GIS hoàn thiện nhất

ArcGIS cho phép người dùng thực hiện các chức năng GIS ở bất kỳ đâu, bao gồm trên màn hình, máy chủ, web và các thiết bị di động Phần mềm ArcGIS Desktop bao gồm ba ứng dụng chính.

- ArcMap để xây dựng, hiển thị, xử lý và phân tích các bản đồ

+ Tạo các bản đồ từ các rất nhiều các loại dữ liệu khác nhau

+ Truy vấn dữ liệu không gian để tìm kiếm và hiểu mối liên hệ giữa các đối tượng không gian

+ Hiển thị trang in ấn

- ArcCatalog: dùng để lưu trữ, quản lý hoặc tạo mới các dữ liệu địa lý + Tạo mới một cơ sở dữ liệu

+ Explore và tìm kiếm dữ liệu

+ Xác định hệ thống toạ độ cho cơ sở dữ liệu

- ArcToolbox: cung cấp các công cụ để xử lý, xuất – nhập các dữ liệu từ các định dạng khác như MapInfo, MicroStation, AutoCad, ENVI,…

KHÁI QUÁT VỀ ĐỊA BÀN NGHIÊN CỨU VÀ ĐẶC ĐIỂM THẢM THỰC VẬT HUYỆN CON CUÔNG

Khái quát về khu vực nghiên cứu

Con Cuông là huyện miền núi thuộc tỉnh Nghệ An, nằm ở tọa độ 18°46' đến 19°24' vĩ độ Bắc và 104°32' đến 105°03' kinh độ Đông Huyện có diện tích tự nhiên là 1.738,53 km².

- Phía tây bắc giáp huyện Tương Dương

- Phía tây nam giáp CHDCND Lào

- Phía đông và đông nam giáp huyện Anh Sơn

- Phía bắc và đông bắc giáp huyện Quỳ Châu và Quỳ Hợp

2.1.2.1 Địa hình Địa hình chủ yếu là đồi núi, cao ở hai phía Đông Bắc và Tây Nam, thấp dần về phía trung tâm lãnh thổ Toàn bộ lãnh thổ Con Cuông phân cách bởi Sông Cả tạo thành hai vùng hữa ngạn và tả ngạn rõ rệt:

Vùng hữu ngạn Sông Lam bao gồm các xã Môn Sơn, Lục Dạ, Yên Khê, Chi Khê, Châu Khê, Lạng Khê và thị trấn Con Cuông, nổi bật với địa hình đa dạng gồm các dãy núi chạy theo hướng tây bắc – đông nam.

- Vùng tả ngạn Sông Lam: Gồm các xã Cam Lâm, Đôn Phục, Mậu Đức,

Thạch Ngàn và Bình Chuẩn Vùng này địa hình thấp, ít hiểm trở hơn, có nhiều thung lũng và khe suối lớn

Tài nguyên đất ở huyện Con Cuông rất phong phú, với tổng diện tích điều tra thổ nhưỡng đạt 158.000 ha, chiếm 90,89% tổng diện tích tự nhiên của khu vực Phần diện tích còn lại bao gồm các sông, suối và núi đá Các loại đất trong khu vực đã được thống kê và phân loại chi tiết.

Bảng 2.1 Các loại đất có ở huyện Con Cuông

TT Tên loại đất Kí hiệu Diện tích

1 Đất đỏ vàng biến đổi do trồng lúa nước Fl 598,00 0,34

2 Đất đỏ vàng trên đá sét Fs 62.090 35,72

3 Đất vàng nhạt trên đá cát kết Fq 82.030 47,19

4 Đất nâu đỏ trên núi đá vôi Fv 1.219 0,70

5 Đất mùn vàng nhạt trên đá cát Hq 8.893 5,11

6 Đất mùn đỏ vàng trên đá sét Hs 6.530 3,76

7 Đất phù sa ngòi suối Py 2.583 1,49

8 Đất phù sa không được bồi lắng P 1.031 0,59

9 Đất phù sa được bồi hàng năm chua Pb 424,8 0,24

10 Đất thung lũng do sản phẩm dốc tụ D 613,1 0,35

(Nguồn: Bản đồ đất huyện Con Cuông, Sở Tài nguyên môi trường Tỉnh Nghệ An) 2.1.2.3 Khí hậu

Con Cuông nằm trong tiểu vùng khí hậu Bắc Trung Bộ với đặc điểm chung là nhiệt đới ẩm gió mùa

Việt Nam có hai mùa rõ rệt: mùa nóng từ tháng 4 đến tháng 10 với lượng mưa nhiều, và mùa lạnh từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau với mưa ít Giữa hai mùa này là hai mùa chuyển tiếp Mùa hạ chịu ảnh hưởng mạnh mẽ của gió mùa tây nam, mang đến thời tiết khô và nóng, trong khi mùa đông bị chi phối bởi gió mùa đông bắc lạnh, kèm theo mưa phùn.

- Nhiệt độ trung bình năm: dao động từ 23 0 C - 25 0 C

- Lượng mưa: dao động trong khoảng 1200 – 1600mm

Con Cuông sở hữu hệ thống sông ngòi phong phú, trong đó Sông Cả là con sông lớn nhất chảy qua huyện này, với chiều dài 30km Các phụ lưu của Sông Cả bao gồm khe Thơi, khe Choang và khe Khặng, góp phần tạo nên cảnh quan thiên nhiên đa dạng và hấp dẫn của khu vực.

Cơ cấu kinh tế đang chuyển biến theo hướng tăng tỷ trọng ngành Dịch vụ - Thương mại, trong khi tỷ trọng Nông lâm ngư nghiệp giảm Tuy nhiên, quá trình chuyển dịch này diễn ra chậm và không ổn định, đặc biệt là ngành Công nghiệp - Xây dựng đang có xu hướng giảm.

Tỷ trọng ngành Nông, lâm ngư nghiệp từ 48,92% năm 2010, giảm xuống 48,54% năm 2014

Tỷ trọng ngành CNXD đạt 14,05% năm 2010, năm 2014 đạt 13,41%

Tỷ trọng ngành dịch vụ tăng nhẹ từ 37,04% năm 2010 tăng lên 38,05% vào năm 2014

Năm 2013, huyện Con Cuông có dân số 71.712 người, đứng thứ 16 trong 20 huyện, thị xã, thành phố của tỉnh Nghệ An, chiếm 2,22% tổng dân số toàn tỉnh Dân cư huyện được phân bố trên 125 thôn (bản) và bao gồm 3 dân tộc chính: Thái, Kinh và Đan Lai.

Đặc điểm thảm thực vật huyện Con Cuông

Năm 2010, rừng Con Cuông tại tỉnh Nghệ An có diện tích đứng thứ 3, với tổng diện tích rừng đạt 135.284,02 ha, trong đó rừng tự nhiên chiếm 129.315,62 ha và rừng trồng là 5.968,4 ha Độ che phủ rừng ở khu vực này đạt khoảng 76,9%.

2.2.1 Kiểu thảm thực vật rừng kín cây lá rộng thường xanh

Kiểu thảm này chủ yếu phân bố ở các sườn núi và thung lũng, ít bị ảnh hưởng bởi con người, tập trung chủ yếu ở phía hữu ngạn sông Lam, tại các xã như Môn Sơn, Châu Khê, và Bình Chuẩn ở phía tả ngạn, với địa hình cao khoảng 500m trở lên.

Rừng kín cây lá rộng thường xanh á nhiệt đới ở độ cao trên 700m có thảm thực vật đa dạng, với sự thay đổi rõ rệt so với rừng ở chân núi Thảm thực vật ở đây bao gồm hai trạng thái: gần nguyên sinh và thứ sinh Các loài cây đặc trưng như pơ mu (Fokienia hodginsii), sa mộc dầu (Cunninghamia konishii), dẻ lá tre (Quercus blakei), và sến mật (Madhucapasquieri) tạo nên một tầng thực vật dày đặc, xen lẫn với các loài giang (Dendrocalamus patellaris) và sặt (Arundinaria) Cấu trúc tầng thực vật chủ yếu là cây gỗ thường xanh với tán lá kín như chẹo (Engelhardtia sp.) và ràng ràng (Ormosia sp.).

Trâm (Syzygium sp.), tầng dưới tán phát triển các loài họ Re (Lauraceae); Tầng cây bụi gồm các loài thuộc họ Cà phê (Rubiaceae), họ Thầu dầu

Họ Euphorbiaceae, họ Cỏ (Poaceae) và họ Pandanaceae chứa nhiều loài cây ưa sáng và mọc nhanh Trạng thái tác động đến các loài cây này khá phức tạp và không đồng đều, với sự hiện diện của nhiều đại diện từ các họ khác nhau.

Rừng tre nứa phát triển mạnh mẽ ở độ cao khoảng 800m, thường phân bố dọc theo hai bên sông suối hoặc gần các làng bản Sự xuất hiện của rừng tre nứa thường xảy ra sau khi nương rẫy bị bỏ hoang lâu ngày, với các loài đặc trưng như Nứa Neohouzeana dulloa, Lùng Bambusa và Giang Dendrocalamus patellaris.

Rừng kín cây lá rộng thường xanh nhiệt đới núi thấp, đai dưới 700m:

Khóa luận tốt nghiệp rừng cao cho thấy rằng rừng có cấu trúc 5 tầng, bao gồm 3 tầng cây gỗ, một tầng cây bụi và một tầng cỏ quyết Thành phần loài trong rừng rất phức tạp và không đồng đều, với nhiều họ thực vật khác nhau Các loài cây ưa sáng mọc nhanh thuộc các họ như Thầu dầu (Euphorbiaceae), Sim (Myrtaceae), Xoan (Meliaceae), Dâu tằm (Moraceae), Đậu (Fabaceae), Re (Lauraceae) và Dẻ (Fagaceae) được phát hiện.

Ở độ cao từ 600 đến 700m, rừng tre nứa phát triển mạnh mẽ, thường phân bố dọc theo các con sông suối hoặc gần các làng bản Các loài tre nứa phổ biến trong khu vực này bao gồm Nứa Neohouzeana dulloa, Lùng Bambusa và Giang Dendrocalamus patellaris.

2.2.2 Kiểu thảm thực vật rừng trồng

Thảm thực vật chủ yếu phân bố ở các khu vực núi thấp, sườn núi thoải và chân núi, ven khe sông, suối như Đôn Phục, Mậu Đức Nó được hình thành từ đất nương rẫy bỏ hoá hoặc phục hồi từ rừng bị khai thác kiệt Quần hệ rừng trồng này tập trung tại đồi và sườn núi thấp với độ cao địa hình từ 250 đến 500m, chủ yếu bao gồm các loài như Keo và Bạch Đàn.

2.2.3 Kiểu thảm thực vật cây hằng năm

Ngô, lúa và một số cây hoa màu khác là những loại cây chủ yếu được trồng ở các bãi bồi ven sông Lam và dọc các phụ lưu của sông này, tại khu vực có địa hình dưới 250m Tuy nhiên, diện tích trồng những loại cây này chiếm tỷ lệ rất nhỏ trong tổng thể.

2.2.4 Kiểu thảm trảng cỏ và cây bụi

Phân bố rải rác trên địa bàn huyện, ở khu vực đồi núi thấp, bãi bồi bỏ hoang…

Kiểu thảm thực vật này xuất hiện do tác động của việc khai thác kiệt quệ hoặc nương rẫy bỏ hoang, dẫn đến sự chuyển đổi sang giai đoạn diễn thế để hình thành rừng non hoặc rừng thứ sinh Trong quần hệ thực vật này, các cây gỗ lớn đã bị khai thác, chỉ còn lại các cây gỗ nhỏ cao từ 2 đến 5m, cây bụi và cỏ quyết, cùng với sự hiện diện của thực vật ngoại tầng, chủ yếu là dây leo.

2.2.5 Kiểu thảm thực vật trong khu dân cư Độ cao địa hình: thường dưới 250m

Khu vực ven sông suối có địa hình thấp và bằng phẳng, nơi tập trung nhiều cư dân Thực vật chủ yếu ở đây là các loại cây ăn quả như mít, xoài, đu đủ, chanh, bưởi, chuối, na, vải, và hồng xiêm Những loại cây này phân bố tại các điểm dân cư và chủ yếu được trồng theo thói quen và tập quán địa phương.

ỨNG DỤNG GIS VÀ VIỄN THÁM THÀNH LẬP BẢN ĐỒ THẢM PHỦ HUYỆN CON CUÔNG NĂM 2010

Khái quát về tư liệu nghiên cứu

Ảnh Landsat 5 TM được chụp vào ngày 08 tháng 11 năm 2010, khu vực Nghệ An[19]

Bảng 3.1 Các thông số kỹ thuật của bộ cảm TM [15, 4]

(micromet) Phổ điện từ Độ phân giải

- Vệ tinh LANDSAT bay ở độ cao 705km

- Mỗi cảnh TM có độ bao phủ mặt đất là 185km x 170km với chu kỳ chụp lặp là 16 ngày

- Có thể nói TM là bộ cảm quan trọng nhất trong việc nghiên cứu tài nguyên và môi trường

- Tư liệu TM được cung cấp dưới dạng CCT, CD ROM và băng từ 8mm

Quy trình xử lý ảnh để thành lập bản đồ thảm thực vật huyện Con Cuông

Hình 3.1.Quy trình thành lập bản đồ thảm thực vật[14]

- Xây dựng bản đồ nền

Biên vẽ bản đồ thảm thực vật sơ bộ Điều tra, khảo sát thực địa Phân tích giải đoán ảnh

Các bước thực hiện

- Tài liệu: ảnh vệ tinh Landsat, file vector giao thông tỉnh Nghệ An

- Sản phẩm: bản đồ thảm thực vật huyện Con Cuông năm 2010, Tỷ lệ 1: 350.000

- Xây dựng đề cương chi tiết thành lập bản đồ

3.3.2 Tiền xử lý, xây dựng hệ thống phân loại và xây dựng bản đồ nền

Khởi động phần mềm envi 4.5, xuất hiện thanh menu chính

Hình 3.2 Thanh menu chính của envi

Để mở ảnh cần gói, bạn thực hiện theo các bước sau: Truy cập vào File, chọn Open External File, sau đó chọn Landsat và Geo TIFF Tiếp theo, bạn tìm đến đường dẫn thư mục chứa ảnh và chọn các kênh ảnh cần thiết, loại trừ những kênh không sử dụng, sau đó nhấn Open.

Basic Tools\Layer Stacking, XHHT Layer Stacking Parmeters

Import File\ bôi đen tất cả các kênh

Reoder Files… \ sắp xếp lại các kênh ảnh theo thứ tự tăng dần từ trên xuống

Hình 3.3 Hộp thoại Layer Starking Parameters

Choose \ chọn đường dẫn đến thư mục lưu ảnh\ OK

+ Hiển thị ảnh đã gói: tổ hợp màu 4-3-2

- Nắn ảnh Đưa ảnh về tọa độ chuẩn VN2000 Sử dụng phương pháp nắn ảnh theo bản đồ

Sau khi gói ảnh, mở file vector giao thông huyện Con Cuông

Hình 3.5 Hộp thoại file vector giao thông tỉnh Nghệ An

Trên menu chính chọn Map \ ReGIS tration\ Select GCPs Image To Map , XHHT Image to Map ReGIS tration chọn các thông số như hình dưới và nhấn

Hình 3.6 Hộp thoại Image to Map ReGIS tration

XHHT Ground control Points Selection

Hình 3.7 Hộp thoại Ground control Points Selection

Tiến hành chọn các điểm khống chế: chọn điểm trên ảnh cần nắn, sau đó

Khóa luận tốt nghiệp thoại Ground control Points Selection chọn Add Point để lưu điểm (cần chọn ít nhất 10 điểm, với sai số RMS phải Open Vector File, sau đó tìm đường dẫn đến thư mục lưu trữ file vector ranh giới hành chính huyện Con Cuông và nhấn Open để xem danh sách các vector có sẵn.

Hình 3.12 Hộp thoại Available Vectors List

Nhấp chuột chọn Layer ranh giới\ Load Selected

Xuất hiện một hộp thoại, chọn Display #1\ OK

Trên hộp thoại Available Vectors List chọn File\ Export Layer to ROI, XHHT Select Data File to Associate with New ROIs

Hình 3.13 Hộp thoại Select Data File to Associate with New ROIs

Chọn na2010\ OK, chọn như hình sau\ OK

Hình 3.14 Hộp thoại Export EVF Layers to ROI

Trên hộp thoại Display #1 chọn Overlay\ Region of Interest…

XHHT #1 ROI Tool, chọn File\ Subset Data Via ROIs

Hình 3.15 Hộp thoại #1 ROI Tool

XHHT Select Input File to Subset via ROI, chọn na2010\ OK

Hình 3.16 Hộp thoại Select Input File to Subset via ROI

To create an XHHT Spatial Subset using ROI parameters, select "All Items" and choose "Yes" for masking pixels outside the ROI This will prompt you to enter a mask background value of 1 Next, specify the directory path where you want to save the cropped images, and then click "OK" to complete the process.

Hình 3.17 Hộp thoại Sapatial Subset via ROI Parameters

Hình 3.18 Ảnh vệ tinh huyện Con Cuông

- Xây dựng hệ thống phân loại

Hệ thống phân loại trong bản đồ thảm thực vật huyện Con Cuông:

Rừng kín cây lá rộng thường xanh

Thực vật trong khu dân cư

3.3.3 Giải đoán ảnh bằng công nghệ phân loại ảnh số

 Lớp 1: Rừng kín cây lá rộng thường xanh

 Lớp 2: Trảng cỏ, cây bụi

 Lớp 5: Thực vật trong khu dân cư

- Một số khóa giải đoán

Bảng 3.2 Một số khóa giải đoán

STT Ảnh mẫu Loại thực phủ Ảnh thực địa

1 Rừng kín cây lá rộng thường xanh

3 Thực vật trong khu dân cư

Bảng 3.3 Một số tổ hợp màu

Các kiểu tổ hợp màu Đặc trưng nhận biết/Ứng dụng

Màu hồng ngoại giúp phân tích các yếu tố quan trọng trong môi trường, bao gồm việc nhận diện đường giao thông, mặt nước, và phân biệt giữa rừng cây lá rụng với vùng cây ăn quả Ngoài ra, nó còn hỗ trợ dễ dàng nhận biết vùng đất nông nghiệp và phi nông nghiệp.

2,4,3 Màu giả Đường giao thông, phân biệt được rừng cây lá rụng với vùng cây ăn quả là khó khăn hơn so với tổ hợp kênh 4, 3, 2

5,4,3 Màu giả Giải đoán toàn bộ các đối tượng thực vật

4,5,3 Màu giả Có gam màu cam; giải đoán các yếu tố thực vật, đường giao thông dễ dàng hơn tổ hợp 5, 4, 3

Việc xác định các vùng cháy và các khu vực tái trồng rừng sau khai thác trở nên dễ dàng hơn so với tổ hợp kênh 3, 4, 5, do tổ hợp này cho phép nhận diện rõ ràng các khu vực thực vật bị xâm hại.

3,2,1 Màu tự nhiên Chỉ phân biệt được rõ nét giữa thực vật và vùng đất trống, rất ít thông tin khác về thực vật

Hệ thống 7,5,3 Màu giả giúp đánh giá thiệt hại từ các vụ cháy rừng, với màu đỏ khoanh vùng các đám cháy, màu xanh chỉ vùng rừng an toàn và màu vàng nhạt thể hiện khu vực cháy đang diễn ra giữa kênh 5 và 7.

Tông màu tím thể hiện kết quả của vùng cháy, trong khi màu đỏ tươi chỉ ra khu vực rừng đang cháy Khói xung quanh có màu xanh lam, và vùng thực vật không bị ảnh hưởng bởi cháy được thể hiện qua tông màu xanh lá cây.

(Nguồn:http://ledaingoc.blogspot.com/2013/04/to-hop-mau-e-giai-oan-anh-ve- tinh.html)

Trên thanh menu chính chọn Basic Tools\Region of Interest…\ROI Tool

Hình 3.19 Hộp thoại ROI Tool

Chọn New Region để đánh tên các lớp mẫu, Fill chọn None

Để chọn mẫu, hãy nhấp chuột vào lớp cần thiết Sử dụng cửa sổ Zoom để phóng to và nhìn rõ các pixel Nhấp chuột trái để chọn điểm và nháy đúp chuột phải để kết thúc Nếu muốn xóa vùng mẫu đã chọn, hãy di chuột vào ô tương ứng.

Khóa luận tốt nghiệp vùng mẫu và nháy đúp chuột giữa Ta có thể thay đổi các kênh hiển thị để dễ dàng giải đoán

Các vùng được chọn sẽ hiện thị trên ảnh, cứ làm tương tự như vậy ta sẽ lần lượt chọn hết được tất cả vùng mẫu cho các lớp

Hình 3.20 Chọn các vùng mẫu

Kiểm tra độ chính xác

 XHHT Select Input File For Roi Separability: chọn ảnh\ OK

 XHHT Roi Separability Calarlation\ Select All Items\OK

 XHHTROI Separability Report, sai số càng gần 2 càng tốt

Hình 3.21 Hộp thoại ROI Separability Report

Lựa chọn phương pháp phân loại

Trên thanh menu chính chọn Classification\Supervised\Maximum Likelehood

Hình 3.22 Hộp thoại Classification Input File

Phương pháp phân loại Maximum Likelihood dựa trên giả thuyết hàm mật độ xác suất tuân theo phân bố chuẩn, rất phổ biến trong phân loại ảnh viễn thám và được coi là thuật toán chuẩn để so sánh với các thuật toán khác Phương pháp này sử dụng dữ liệu mẫu để xác định hàm mật độ phân bố xác suất cho mỗi lớp cần phân loại Đối với mỗi pixel, xác suất thuộc về một lớp được tính toán và pixel sẽ được gán vào lớp có xác suất cao nhất.

 Chọn ảnh cần phân loại, chọn 1 band bất kỳ ở Select Mask Band\OK

 Ảnh sau khi phân loại:

Hình 3.23 Kết quả phân loại

 Lọc nhiễu: Trên thanh menu chính của Envi, chọn Classification\ Post

Classification\ Majority/Minority/Parameters XHHT, chọn ảnh đã phân loại\OK XHHT Majority/Minority Parameters, chọn các lớp như hình dưới

Choose,chỉ ra đường dẫn để lưu kết quả\OK để tiến hành lọc nhiễu

Hình 3.24 Hộp thoại Majority/Minority Parameters

 Xuất ra file vector và file có đuôi shp: trên thanh menu chính của ENVI chọn

Classification\Post Classification\ Classification to Vector

At this point, a dialog box labeled "Raster to Vector Input Band" appears on the screen Next, select the "loc" file and click OK to convert it to vector format In the vector image window, navigate to File and choose "Export Active Layer to Shapefile " to complete the process.

 XHHT , Choose, chỉ ra đường dẫn để lưu kết quả\ OK,

Hình 3.26 Xuất file có đuôi evf, shp

3.3.4 Biên vẽ bản đồ thảm thực vật

- Đưa bản đồ lên ArcMap

Chọn Add Data \ chọn đến thư mục chứa file đuôi shp

Hình 3.27 Đưa bản đồ lên Arc Map

Để gộp lớp, bạn cần nhấp chuột phải vào file concuong2010 và chọn "Open Attribute Table" để mở bảng thuộc tính Tiếp theo, vào "Table Options" và chọn "Add Field" để thêm trường thuộc tính mới Cuối cùng, tiến hành gộp các lớp lại với nhau.

Lớp 1: mặt nước Lớp 2: rừng trồng Lớp 3: cây hằng năm Lớp 4: rừng kín cây lá rộng thường xanh: rừng kín clrtx + bóng núi Lớp 5: cây hằng năm

Lớp 6: thực vật khu dân cư

- Biên tập bản đồ trên ArcGIS

Kết quả thành lập bản đồ

Hình 3.28 Bản đồ thảm thực vật huyện Con Cuông năm 2010

Một số định hướng sử dụng hợp lý và bảo vệ thảm thực vật

Tái định cư cho đồng bào sống trong vùng bảo tồn là nhiệm vụ quan trọng nhằm ngăn chặn sự gia tăng diện tích rừng bị tàn phá.

- Cần đưa ra các biện pháp phòng chống cháy rừng trên địa bàn huyện, nhất là vào mùa khô hạn

- Tích cực cải tạo đất, phủ xanh đất trống đồi trọc làm tăng độ che phủ của thảm thực vật, cũng như chất lượng thảm thực vật

Nâng cao nhận thức về tầm quan trọng của đa dạng sinh học và bảo tồn tài nguyên thiên nhiên là cần thiết cho tất cả các cấp chính quyền, các ban ngành và người dân Điều này có thể đạt được thông qua các hội thảo chuyên đề, giúp mọi đối tượng hiểu rõ hơn về việc sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên thiên nhiên.

- Cần có những phương án quy hoạch lãnh thổ một cách hợp lý nhằm tiến tới phát triển bền vững

Tăng cường phổ biến pháp luật về vai trò của thảm thực vật và tài nguyên rừng trong đời sống cộng đồng là cần thiết Đồng thời, cần nâng cao đời sống người dân khu vực giáp rừng thông qua việc giao đất, giao rừng để họ trực tiếp quản lý và khai thác tài nguyên rừng theo chỉ đạo của nhà nước.

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Trong quá trình nghiên cứu, đề tài “Ứng dụng GIS và viễn thám vào thành lập bản đồ thảm thực vật huyện Con Cuông” đã đạt được những kết quả quan trọng, bao gồm việc xác định và phân loại các loại thảm thực vật, cũng như xây dựng bản đồ chi tiết về sự phân bố của chúng trong khu vực Những kết quả này không chỉ góp phần nâng cao hiểu biết về hệ sinh thái địa phương mà còn hỗ trợ cho công tác quản lý và bảo tồn tài nguyên thiên nhiên tại huyện Con Cuông.

Công nghệ GIS và viễn thám đang ngày càng trở nên quan trọng trong nhiều lĩnh vực và nghiên cứu khoa học Chúng là công cụ hữu ích để xây dựng bản đồ thảm thực vật từ dữ liệu ảnh viễn thám, giúp giảm đáng kể chi phí so với phương pháp truyền thống.

Huyện Con Cuông, thuộc tỉnh Nghệ An, nổi bật với tỉ lệ thảm phủ cao và có khu dự trữ sinh quyển cùng vườn quốc gia Pù Mát Đặc điểm thảm thực vật nơi đây không chỉ có giá trị lớn trong nghiên cứu nguồn tài nguyên thực vật của Nghệ An mà còn của Việt Nam Thảm thực vật huyện Con Cuông mang nhiều đặc trưng của thảm thực vật nhiệt đới, tạo nên sự phong phú và đa dạng cho khu vực.

Bản đồ thảm thực vật huyện Con Cuông, tỉnh Nghệ An năm 2010 được xây dựng dựa trên nghiên cứu chính của đề tài, sử dụng công nghệ GIS và viễn thám Nghiên cứu này đã đóng góp quan trọng vào việc hiểu rõ sự thay đổi thảm thực vật trong khu vực huyện Con Cuông.

Dựa trên kết quả nghiên cứu, tác giả đề xuất các định hướng quản lý và bảo vệ thảm thực vật tại huyện, nhằm đảm bảo sự phát triển bền vững và bảo tồn hệ sinh thái địa phương.

Hướng nghiên cứu tiếp theo: Thành lập bản đồ biến động thảm thực vật huyện Con Cuông giai đoạn 2010 – 2015

1 UBND huyện Con Cuông, Báo cáo điều chỉnh bổ sung quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội huyện Con Cuông, tỉnh Nghệ An đến năm 2020

2 Phan Nguyên Hồng (1970), Đặc điểm phân bố sinh thái của hệ thực vật và thảm thực vật miền Bắc Việt Nam, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội

3 Trần Hùng và Phạm Quang Lợi (2008), Tài liệu hướng dẫn thực hành xử lý và phân tích dữ liệu viễn thám với phần mềm ENVI, Công ty TNHH tư vấn – GEO Việt

4 Nguyễn Xuân Lâm (1999), Công nghệ viễn thám ứng dụng trong địa chính và bản đồ, Trung tâm viễn thám – Tổng cục địa chính

5 Vũ Tự Lập và cộng sự (1995), Địa lý tự nhiên Việt Nam, NXBBĐHSP I HN

6 Nguyễn Kim Lợi (2009), Ứng dụng mã nguồn mở trong đánh giá tác động của môi trường, trường Đại học Nông lâm, thành phố Hồ Chí Minh

7 Trần Đình Lý (1998), Sinh thái thảm thực vật, giáo trình cao học, Viện sinh thái và Tài nguyên sinh vật Hà Nội

8 Nguyễn Thị Ngọc (2000), Nghiên cứu một số mô hình rừng phục hồi tự nhiên sau nương rẫy ở Bắc Cạn, Luận văn thạc sĩ sinh học, Đại học Sư phạm Thái Nguyên

9 Trần Ngũ Phương (1970), Bước đầu nghiên cứu rừng miền Bắc Việt Nam,

NXB khoa học và kỹ thuật, Hà Nội

10 Lê Văn Trung (2010), Viễn thám, NXB Đại học Quốc gia TP.HCM

11 Thái Văn Trừng (1975), Báo cáo khoa học trình bày tại hội nghị thực vật học quốc tế lần thứ 12

12 Thái Văn Trừng (1975), Thảm thực vật rừng Việt Nam, NXB khoa học và kỹ thuật Hà nội

13 Thái Văn Trừng (1998), Những hệ sinh thái rừng nhiệt đới ở Việt Nam,

NXB khoa học và kỹ thuật, TP Hồ Chí Minh.