2.1. Tổng quan về GIS
2.1.5. Tổng quan về phần mềm QGIS
Quantum GIS viết tắt là QGIS, đƣợc biết đến nhƣ là một trong những phần mềm GIS mã nguồn mở phổ biến nhất hiện nay, đƣợc phát hành phiên bản đầu tiên vào năm 2009. Đây là dự án đƣợc duy trì bởi một nhóm các nhà lập trình mã nguồn mở. Đƣợc phát triển dựa trên ngôn ngữ lập trình C++, QGIS đƣợc phát hành miễn phí, và chạy trên các hệ điều hành khác nhau nhƣ Linux, Unix, Mac OSX, và Windows.
Một trong những ƣu điểm của QGIS so với các phiên bản phần mềm GIS thương mại đó là các tập tin của QGIS thường chiếm không gian lưu trữ ít hơn , QGIS cũng không yêu cầu cấu hình phần cứng máy tính cao để có thể chạy chương trình . Và một điều không thể tuyệt vời hơn là nó hoàn toàn miễn phí , cũng nhƣ được hỗ trợ rất tốt từ cộng đồng người dùng trên thế giới
Các chức năng của QGIS :
Xem dữ liệu ở nhiều định dạng khác nhau mà không cần chuyển đổi qua một dịnh dạng dữ liệu chung . Các định dạng đƣợc hỗ trợ bao gồm :
1. Spatially-enabled tables và views sử dụng PostGIS, SpatiaLite và MS SQL Spatial, Oracle Spatial, các định dạng vector đƣợc hỗ trợ bởi thƣ viện OGR, bao gồm ESRI shapefiles, MapInfo, SDTS, GML .
2. Raster và các định dạng ảnh đƣợc hỗ trợ bởi thƣ viện GDAL (Geospatial Data Abstraction Library), nhƣ GeoTIFF, ERDAS IMG, ArcInfo ASCII GRID, JPEG, PNG...
3. GRASS raster và vector từ GRASS .
4. Các dữ liệu không gia trực tuyến nhƣ OGC Web Services, bao gồm WMS, WMTS, WCS, WFS, và WFS-T.
Tạo, quản lý, chỉnh sửa và xuất dữ liệu ra một vài định dạng khác nhau nhƣ:
OGR GRASS vector layers, shapefiles, geocode images, GPX format, OpenStreetMap , spatial database tables, attribute tables, georeferenced images, dxf.
Phân tích dữ liệu không gian trên các cơ sở dữ liệu không gian hoặc các định dạng khác đƣợc hỗ trợ bởi OGR. Hiện tại QGIS đang hỗ trợ phân tích vector, sampling, geoprocessing, geometry và các công cụ quản lý database. Ngoài ra , bạn
có thể sử dụng công cụ GRASS với hơn 400 module hỗ trợ khác nhau , hoặc làm việc với Processing Plugin, một công cụ phân tích dữ liệu không gian địa lý mạnh mẽ đƣợc QGIS phát triển nhƣ GDAL, SAGA, GRASS, fTools ….
Xuất bản dữ liệu bản đồ lên Internet: QGIS có thể đƣợc sử dụng nhƣ một WMS, WMTS, WMS-C, WFS, WFS-T client, WMS, WCS hoặc WFS server.
Ngoài ra chúng ta có thể đƣa dữ liệu lên Internet, bằng cách sử dụng webserver nhƣ UMN MapServer hoặc GeoServer.
Ngoài các plugin có sẵn, QGIS còn có khá nhiều plugin đƣợc phát triển bởi cộng đồng người dùng trên toàn thế giới. Các plugin này có thể được tìm thấy và cài đặt trong Plugins Repository. Bên cạnh đó QGIS cung cấp các mô hình và thƣ viện, giúp chúng ta có thể phát triển thêm các phần mở rộng sử dụng ngôn ngữ lập trình nhƣ C++ hoặc Python.
Các thành phần của QGIS bao gồm :
QGIS Desktop: Tạo chỉnh sửa, quản lý và phân tích dữ liệu không gian.
QGIS Browser: Dùng để duyệt và xem trước dữ liệu từ các nguồn khác nhau.
QGIS Server: Dùng để quản lý layer, thuộc tính, các bản thiết kế, hệ thống khi dữ liệu đƣợc xuất bản.
QGIS Web Client: Xuất bản dữ liệu không gian lên web, với các tính năng mạnh mẽ nhƣ symbology, labeling and blending features giúp tạo ra các bản đồ ấn tƣợng và chuyên nghiệp.
QGIS on Android: Đƣợc xây dựng để làm việc với các thiết bị Android.
Với các tính năng khá đầy đủ và được hỗ trợ tốt bởi cộng đồng người dùng trên toàn thế giới, QGIS đƣợc xem là một lựa chọn tối ƣu so với các phần mềm ứng dụng GIS thương mại hiện nay - vốn khá tốn kém khi xây dựng và phát triển hệ thống GIS.
Những ƣu điểm của phần mềm GIS mã nguồn mở
Phần mềm mã nguồn mở là các phần mềm miễn phí mà người dùng có thể sử dụng, chỉnh sửa hay phát hành lại nó. Trong những năm gần đây, xu hướng sử dụng phần mềm mã nguồn mở đang ngày càng tăng cao do chi phí sử dụng thấp và khả năng tùy biến và tái sử dụng của nó. Những phần mềm mã nguồn mở đã có những
sự thành công nhất định và có chỗ đứng của mình trên thị trường phần mềm có thể kể đến như Apache hay MySQL… Đặc biệt, tại các nước đang phát triển như nước ta, phần mềm mã nguồn mở là một sự lựa chọn phù hợp do các giải pháp công nghệ với chi phí thấp thường được ưu tiên, các kỹ sư có tay nghề cao có thể tận dụng tốt khả năng tùy biến của nó. Qua đó, thay vì bỏ chi phí lớn để mua quyền sử dụng các phần mềm độc quyền, việc sử dụng phần mềm mã nguồn mở có thể tiết kiệm chi phí để phát triển ngành công nghiệp phần mềm trong nước.
Các ứng dụng GIS mã nguồn mở - Hệ quản trị cơ sở dữ liệu
Trong hệ thống thông tin địa lý thì hệ quản trị CSDL không chỉ quản lý dữ liệu thuộc tính mà còn phải có chức năng quản lý dữ liệu không gian.
Ứng dụng mạnh mẽ nhất và đƣợc sử dụng nhiều nhất trong lĩnh vực này chính là PostGIS, công cụ này cho phép lưu trữ và quản lý dữ liệu địa lý trực tiếp trong cơ sở dữ liệu. Việc nhập và xuất dữ liệu shapefile có thể thực hiện trực tiếp trên ứng dụng.
- Các phần mềm máy trạm
Các phần mềm chạy trên máy trạm là phương tiện để người sử dụng khai thác,xử lý và hiển thị thông tin.
+ GRASS: phần mềm GIS mã nguồn mở đƣợc biết đến sớm nhất, từ những năm 1980. Hiện tại, GRASS là một phần mềm hoàn thiện với đầy đủ các chức năng chuyên dụng cần thiết từ quản lý và phân tích dữ liệu không gian đến phân tích hình ảnh, từ việc xuất bản bản đồ và biểu đồ cho đến việc mô hình hóa bản đồ 2D,3D…
+ QuantumGIS: đây là một trong những phần mềm có cộng đồng người dùng khá lớn. Điểm nổi bật của phần mềm này là có khả năng tương tác với nhiều kiểu dữ liệu vector và raster ( kể cả dữ liệu shapefile hay PostGIS geodatabase), đặc biệt phần mềm này hỗ trợ tiếng Việt giúp việc tìm hiểu và sử dụng phần mềm đƣợc dễ dàng hơn.
- Hệ thống GPS
Có rất nhiều phần mềm mã nguồn mở có khả năng tương tác với các thiết bị GPS với nhiều mục đích khác nhau có thể kể đến nhƣ gpstrans, gpsbabel, gpsdrive… Do đặc tính của các phần mềm mã nguồn mở, việc tích hợp giữa các phần mềm này với các phần mềm lớn nhƣ GRASS và QGIS để theo dõi tín hiệu từ các thiết bị là khá dễ dàng.
Tiềm năng của các phần mềm mã nguồn mở.
Với sự phát triển mạnh mẽ công nghệ GIS thời gian qua, hệ thống GIS mã nguồn mở đã có những phát triển vƣợt bậc, đáp ứng đƣợc nhu cầu để thiết kế, xây dựng hệ thống quản lý thông tin địa lý. Với nhiều tính năng nhƣ chi phí thấp, dễ dàng hiệu chỉnh, tính tương tác cao với các hệ thống dữ liệu khác, phần mềm GIS mã nguồn mở là một sự lựa chọn hợp lý cho các cơ quan quản lý nhà nước về quản lý cơ sở dữ liệu không gian.
2.2. Tổng quan về cây dƣợc liệu tại Việt Nam
Việt Nam nằm trong miền khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa, thích hợp cho sự phát triển của thực vật nói chung và cây thuốc nói riêng. Một số vùng cao lại có khí hậu á nhiệt đới, phù hợp với việc trồng cây thuốc ƣa khí hậu mát mẻ. Đặc biệt là nước ta có dãy núi Trường Sơn rộng lớn là nơi có rất nhiều cây thuốc phục vụ cho đồng bào nhân dân sống gần ở trong rừng mà họ sống xa các trạm xá, bệnh viện thì việc cứu chữa tại chỗ là vô cùng cần thiết và cấp bách.
Ở nước ta số loài cây thuốc được ghi nhận trong thời gian gần đây không ngừng tăng lên, theo báo cáo kết quả điều tra nghiên cứu về dƣợc liệu và tài nguyên cây thuốc (Viện dược liệu, 2003).
- Năm 2000 Việt Nam đã biết có 3.800 loài.
Theo Trung tâm Nghiên cứu và phát triển cây thuốc Dân tộc cổ truyền (CREDEP) từ trước đến nay khá nhiều địa phương trong nước đã có truyền thống trồng cây thuốc và có nhiều nghiên cứu về cây thuốc, bài thuốc chữa các bệnh thường gặp hằng ngày.
Theo Nguyễn Văn Tập trong nguồn Lâm sản ngoài gỗ ở Việt Nam, cây thuốc chiếm một vị trí quan trọng về thành phần loài cũng nhƣ về giá trị sử dụng và kinh tế.
Theo điều tra cơ bản của Viện Dƣợc liệu (Bộ Y tế) đến năm 2004 đã phát hiện đƣợc ở nước ta có 3.948 loài thuộc 1.572 chi và 307 họ thực vật (kể cả Rêu và Nấm) có công dụng làm thuốc. Trong số đó trên 90% tổng số loài là cây thuốc mọc tự nhiên chủ yếu trong các quần thể rừng. Rừng cũng là nơi tập hợp hầu hết cây thuốc quý có giá trị sử dụng và kinh tế cao. Tuy nhiên, do khai thác không chú ý đến tái sinh trong nhiều năm qua cùng với nhiều nguyên nhân khác, nguồn cây thuốc mọc tự nhiên ở Việt Nam đã bị giảm sút nghiêm trọng, biểu hiện qua các thực tế sau:
- Vùng phân bố tự nhiên của cây thuốc bị thu hẹp: Do nạn phá rừng làm nương rẫy, nhất là việc mở rộng diện tích trồng Cà phê, Cao su ở các tỉnh phía Nam đã làm mất đi những vùng rừng rộng lớn vốn có nhiều cây thuốc mọc tự nhiên chƣa kịp khai thác.
- Hầu hết các cây thuốc có giá trị sử dụng và kinh tế cao, mặc dù có vùng phân bố rộng lớn, trữ lƣợng tự nhiên tới hàng ngàn tấn, nhƣ Vằng đắng, các loài Bình vôi hoặc hàng trăm tấn nhƣ Hoằng đắng nhƣng do khai thác quá mức, không chú ý bảo vệ tái sinh, dẫn đến tình trạng mất khả năng khai thác. Một số loài thuộc nhóm này nhƣ Ba kích, Đẳng sâm…đã phải đƣa vào Sách đỏ Việt Nam (1996) và Danh lục Đỏ cây thuốc Việt Nam (1996, 2001, 2004) nhằm khuyến cáo bảo vệ.
- Đặc biệt đối với một số loài cây thuốc nhƣ Ba kích, Tam thất và Sâm mọc tự nhiên, Hoàng liên, Lan một lá,…đang đứng trước nguy cơ bị tuyệt chủng cao (Nguyễn Văn Tập, 2006).
Việt Nam là một nước có tài nguyên rừng rất đa dạng và phong phú nhưng vì ở trong những khu rừng hay gần rừng lại thường tập trung nhiều thành phần dân tộc sinh sống, có nhiều nền văn hóa đặc sắc khác nhau, kiến thức bản địa trong việc sử dụng cây làm thuốc cũng rất đa dạng và phong phú, mỗi dân tộc có các cây thuốc và bài thuốc riêng biệt, cách pha chế và sử dụng khác nhau. Nên hiện nay nguồn tài nguyên rừng của chúng ta đang bị giảm sút nghiêm trọng, kéo theo sự đa dạng sinh học cũng bị suy giảm trong đó có cả một số cây thuốc bản địa có giá trị chƣa kịp nghiên cứu cũng đã mất dần, vậy việc nghiên cứu phát hiện và bảo tồn sử dụng tài nguyên cây thuốc bản địa là một việc rất cần thiết. Đối với các cộng đồng dân tộc thiểu số, họ có những bài thuốc kinh nghiệm rất hay, đơn giản nhƣng chữa bệnh lại hiệu quả rất cao. Thanh Hóa
cũng là một tỉnh tập trung nhiều dân tộc thiểu số sinh sống, huyện Nhƣ Xuân nơi có khá nhiều cộng đồng dân tộc thiểu số sinh sống trong rừng và gần rừng, trong đó có dân tộc Thái. Chính vì vậy, đây là một nơi lý tưởng cho nghiên cứu kiến thức bản địa về khai thác và sử dụng tài nguyên cây thuốc, các bài thuốc dân gian từ thiên nhiên cuả cộng đồng dân tộc địa phương nơi đây.
2.3. Tổng quan về khu vực nghiên cứu 2.3.1. Vị trí địa lý
Xã Tân Bình là xã miền núi nghèo nằm ở phía Đông nam của huyện Nhƣ Xuân cách trung tâm huyện 10km.
Vị trí tọa độ 19039’7”B 105029’18”Đ.
- Phía đông giáp xã Xuân Khang -Nhƣ Thanh.
- Phía Tây giáp xã Bình Lương - Như Xuân.
- Phía nam giáp Vườn quốc gia Bến En.
- Phía bắc giáp xã Yên Lễ và thị trấn Yên Cát- Nhƣ Xuân.
2.3.2. Địa hình địa thế
Tân Bình là xã miền núi nghèo có dạng địa hình đồi núi trung bình, độ cao trung bình so với mặt nước biển 500m có nhiều đỉnh đồi cao > 300m. Đỉnh cao nhất là đỉnh dốc trực 1.541m phần lớn đất đai của xã có độ dốc > 20 độ. Địa hình chia cắt mạnh, đất nông nghiệp chiếm diện tích rất nhỏ, chủ yếu là phù hợp với sản xuất lâm nghiệp.
2.3.3. Khí hậu thủy văn
Tân Bình nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa vùng núi mùa đông lạnh và khô, mùa hè nóng ẩm và mƣa nhiều.
- Nhiệt độ: Nhiệt độ trung bình năm là 22,5 độ C nên nhiệt độ phân hóa theo 2 mùa rõ rệt, mùa hè nóng ẩm thừ tháng 5 đến tháng 9, mùa khô lạnh từ tháng 10 đến tháng 4 năm sau.
- Lƣợng mƣa: Lƣợng mƣa trung bình là 2.200mm cao nhất trong toàn huyện và phân bố không đều, lƣợng mƣa từ tháng 6 đến tháng 9 chiếm 76% tổng lƣợng mƣa cả năm.
2.3.4. Điều kiện kinh tế - xã hội
Xã Tân Bình có 11 thôn, có 668 hộ, với 2.703 nhân khẩu, có 4 dân tộc thái, thổ, mường, kinh cùng sinh sống. Đời sống nhân dân còn gặp nhiều khó khăn, tỷ lệ hộ nghèo năm 2014 chiếm khoảng 31,9% tổng số hộ trong toàn xã. Có 3 thôn nằm trong vùng lõi vườn Quốc gia Bến En thiếu đất sản xuất, đời sống gặp nhiều khó khăn yếu là sản xuất nông, lâm nghiệp kết hợp với chăn nuôi. Lực lƣợng lao động cơ bản có việc làm chủ yếu là lao động lâm nghiệp đa số chƣa qua đào tạo, trình độ dân trí thấp.
2.3.5. Trình độ văn hóa – phong tục tập quán
Toàn xã có 11 thôn bản có 4 dân tộc thái, thổ, mường, kinh cùng sinh sống, chủ yếu là lao động lâm nghiệp, chƣa qua đào tạo, trình độ dân trí thấp.
Các tập quán, hủ tục lạc hậu, mê tín, dị đoan, ma chay, cưới xin đang từng bước được cải thiện và xóa bỏ. Nhân dân đã xây dựng quy ước, hương ước thôn bản cùng nhau thực hiện khu dân cƣ văn hóa, phù hợp với tập tục và đúng với Luật pháp của nhà nước.
2.3.6. Cơ sở hạ tầng và các công trình đầu tƣ
- Hệ thống điện hạ thế đã đƣợc kéo đến từng hộ gia đình 11/11 thôn bản đạt 100%.
- Hệ thống đường liên thôn, liên xã còn nhỏ hẹp, xấu và dốc đi lại khó khăn về mùa mưa chưa đáp ứng được nhu cầu đi lại của người dân và vận chuyển hàng hóa.
- Xã có 2 trường tiểu học, 1 trường THCS.
- Về khám chữa bệnh có 1 trạm y tế xã.
2.3.7. Đất đai tài nguyên rừng, đất lâm nghiệp
Xã Tân Bình có tổng diện tích đất tự nhiên: 3.101,71ha.
Trong đó:
* Diện tích đất lâm nghiệp: 2.786,87ha + Đất có rừng:1.806,38ha
- Rừng tự nhiên:1.306,38ha - rừng trồng: 500ha
+ Đất khác:980,49ha
* Đất chƣa có rừng: 314,84ha
* Phân theo chức năng quản lý:
+ Rừng đặc dụng: 1.368,98ha, chiếm 49,12% đất lâm nghiệp.
+ Rừng sản xuất: 1.417,89ha, chiếm 50,88% đất lâm nghiệp.
Tân Bình là xã vùng cao, Diện tích đất rừng chiếm phần lớn diện tích đất tự nhiên của xã. Vì vậy xã có những thế mạnh nhất định về lâm nghiệp nhƣ: khai thác gỗ rừng trồng (keo), các cây dƣợc liệu, các loại cây có giá trị kinh tế cao thuận lợi cho phát tiển mô hình VACR (vườn – ao – chuồng – rừng).