Đề tài Ứng dụng phần mềm mapinfo chồng xếp bản đồ phân cấp phòng hộ cho xã Hợp Thành - Sơn dương - tuyên quang

“ Ứng dụng phần mềm mapinfo chồng xếp bản đồ phân cấp phòng hộ cho xã hợp thành - sơn dương - tuyên quang” Phần 1MỞ ĐẦU1.1. ĐẶT VẤN ĐỀRừng phũng hộ được xây dựng chủ yếu để bảo vệ nguồn nước, bảo vệ đất, chống xói mũn, chống sa mạc húa, hạn chế thiờn tai, điều hũa khớ hậu, gúp phần bảo vệ môi trường.Theo Điều 4 Luật bảo vệ và phát triển rừng năm 2004, rừng phũng hộ bao gồm bốn loại (1) Rừng phũng hộ đầu nguồn; (2) Rừng phũng hộ chắn giú, chắn cỏt bay; (3) Rừng phũng hộ chắn súng, lấn biển; (4) Rừng phũng hộ bảo vệ mụi trường.- Rừng phũng hộ đầu nguồn nhằm tăng cường khả năng điều tiết nguồn nước cho các dũng chảy, các hồ chứa nước để hạn chế lũ lụt, giảm xói mũn, bảo vệ đất, hạn chế bồi lấp các lũng sụng, lũng hồ.- Rừng phũng hộ chắn giú, chắn cỏt bay nhằm chống giú hại, chắn cỏt bay, phũng hộ nụng nghiệp, bảo vệ cỏc khu dõn cư, các khu đô thị, các vùng sản xuất và cỏc cụng trỡnh khỏc.- Rừng phũng hộ chắn súng, lấn biển nhằm ngăn cản sóng, chống sạt lở, bảo vệ các công trỡnh ven biển.- Rừng phũng hộ bảo vệ mụi trường nhằm điều hũa khớ hậu, chống ụ nhiễm ở khu đông dân cư, các đô thị và các khu công nghiệp, kết hợp phục vụ du lịch, nghỉ ngơi.Mỗi loại rừng phũng hộ đều có một chức năng riêng của nó, rừng phũng hộ ngoài ý nghĩa phũng hộ ra nú cũn cú nhiều ý nghĩa khỏc như sản xuất ( thu hái lâm sản ngoài gỗ, tận thu sản phẩm trung gian…), du lịch sinh thái bảo vệ cảnh quan, môi trường …Chớnh vỡ thế mà vấn đề quy hoạch, quản lí, bảo vệ và phát triển rừng phũng hộ luôn được quan tâm và đặt lên hàng đầu. Hiện nay rừng phũng hộ đó được giao cho các tổ chức cá nhân, hộ gia đỡnh, cỏc cơ quan quản lý theo nghị định 02 ngày 15/01/1994 về giao đất khoán rừng. Cụ thể: những nơi có diện tích tập trung >=20.000 ha thỡ thành lập hạt kiểm lõm, cũn những nơi có diện tích 350 > 250 > 150 2. Dốc – Nguy hại 260-350 150-250 80-150 3. Ít dốc – Ít nguy hại 150-250 80cm- Đất thịt nhẹ hoặc thịt trung bỡnh độ dày 30cm-80cm 3 Ít nguy hại Đ3 - Đất thịt nặng hoặc sét độ dày >30cm- Đất thịt nhẹ hoặc trung bỡnh, độ dày tầng đất >80cm 3.5.2.5. Tiờu chớ 5: Thực vật3.5.3. Phõn cấp phũng hộ đầu nguồn3.5.3.1. Xác định điểm số cho các cấp mức độ nguy hại* Đối với các chỉ tiêu thông thường sẽ cho:- Cấp rất nguy hại: 3 điểm- Cấp nguy hại: 2 điểm- Cấp ít nguy hại: 1 điểm* Đối với các chỉ tiêu có ảnh hưởng quan trọng đến xói mũn, dũng chảy… như lượng mưa,độ dốc… sẽ dùng hệ số 2 để xác định điểm cho các cấp nguy hại khác nhau:- Cấp rất nguy hại: 6 điểm- Cấp nguy hại: 4 điểm- Cấp ít nguy hại: 2 điểm3.5.3.2. Thiết lập bảng điểmBất kỡ một đơn vị lónh thổ nào của khu vực điều tra, cũng đều gánh chịu những nguy hại ở mức độ khác nhau vủa các nhân tố tham gia phân cấp phũng hộ đầu nguồn. Điểm số mức độ nguy hại của mỗi khu phũng hộ là tổng số điểm của các cấp nguy hại tương ứng trong các tiêu chí đó trỡnh bày trờn. Theo đó bảng điểm được thiết lập như sau:TT Vị trớ Kớ hiệu Độ dốc ( độ cao tương đối, dạng đất, lượng mưa, thực vật) Mức nguy hại Điểm 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 3.5.3.3.Phõn cấp phũng hộ đầu nguồnPhân cấp điểm số theo mức độ xung yếu về phũng hộ đầu nguồn: Từ số điểm trong các bảng đánh giá cho điểm của từng chỉ tiêu phân cấp, tổng cộng điểm theo các chỉ tiờu và tiờu chớ trỡnh bày trờn, cỏc mức độ xung yếu đầu nguồn được quy định như sau:- Rất xung yếu >14 điểm- Xung yếu 9-13 điểm- Ít xung yếu <9 điểm3.5.4. Phương pháp tiến hành xây dựng bản đồ phũng hộ3.5.4.1. Chuẩn bị tài liệu.- Thu thập tài liệu nghiên cứu bằng phương pháp kế thừa có chọn lọc các tài liệu có sẵn.+ Thu thập các tài liệu về điều kiện tự nhiên tại phũng Địa chính huyện sơn Dương- tỉnh Tuyên Quang và trạm khí tượng, thủy văn của tỉnh.+ Thu thập các tài liệu về đặc điểm kinh tế ( tăng trưởng kinh tế chung, thực trạng phát triển của các ngành, cơ sở hạ tầng) tại phũng Kế hoạch Đầu tư, phũng Thống kế, điều tra phỏng vấn người dân khảo sát thực tế.+ Thu thập các thông tin tư liệu bản đồ hiện trạng3.5.4.2. Quét bản đồ và định vị bản đồ* Quét bản đồ.- Mục đích của quá trỡnh quột bản đồ là chuyển dữ liệu đồ họa lưu trên giấy thành File dữ liệu ở dạng raster và được ghi theo tọa độ hàng cột.- Tùy theo từng loại bản đồ thành lập khi quét phụ thuộc vào chất lượng của tài liệu gốc và mục đích sử dụng. Độ phân giải của ảnh quét tùy thuộc vào yêu cầu của nghiên cứu mà quét ảnh với độ phân giải phù hợp để không mất thông tin.Thông thường độ phân giải càng cao sẽ cho chất lượng dữ liệu raster tốt hơn cho quá trỡnh số húa sau này, nhưng đồng thời nó cũng làm cho độ lớn của File ảnh tăng lên. Thông thường với bản đồ địa hỡnh, bản đồ chuyên đề được quét với độ phân giải từ 200dpi đến 300dpi.* Định vị bản đồ.- Mục đích của định vị bản đồ là chuyển đổi các ảnh quét từ mặt phẳng của hệ quy chiếu này sang mặt phẳng của hệ quy chiếu khác và đưa các đơn vị đo lường về các đơn vị đo phù hợp của bản đồ cần thành lập.- Để định vị bản đồ về phương pháp phải chọn ít nhất 4 điểm khống chế hoặc những điểm đặc trưng về địa hỡnh, địa vật đó biết tọa độ đều được dùng để định vị. Tuy nhiên nếu chỉ chọn 4 điểm sẽ không đảm bảo được độ tin cậy. Tùy theo mức độ phân giải của ảnh mà sai số của mỗi điểm định vị là khác nhau nhưng sai số của mỗi ảnh không được vượt quá 1 Pixel.- Trong nghiên cứu này phương pháp hiệu quả là định vị bản đồ địa hỡnh trước để làm nền cho định vị bản đồ hiện trạng. Vỡ Bản đồ Địa hỡnh chớnh là bản đồ địa lý chung có tỷ lệ lớn hơn và bằng 1/50.000 do nhà nước quản lý cú lưới tọa độ và khung ở 4 góc của bản đồ. Có thể dễ dàng định vị bản đồ địa hỡnh dựa vào 4 gúc tờ bản đồ.- Sau đó định vị bản đồ hiện trạng rừng theo bản đồ địa hỡnh thụng qua vị trớ cỏc địa vật. Tọa độ để định vị bản đồ hiện trạng rừng là tọa độ trên bản đồ địa hỡnh đó được định vị.3.5.4.3. Số hóa bản đồ Có nhiều phương pháp số hóa bản đồ. Đề tài sử dụng phương pháp quét ảnh và số hóa trực tiếp trên màn hỡnh mỏy vi tớnh. - Bản đồ được số hóa với nhiều lớp thông tin khác nhau và một bản đồ được số hóa ít nhất là 4 loại lớp thông tin: vùng, đoạn thẳng, điểm, ghi chú. Số lượng các lớp thông tin càng cao càng đảm bảo độ chính xác của bản đồ. Tùy thuộc vào mức độ cần thiết mà số lượng các lớp thông tin được số hóa là khác nhau.- Có 3 nguyên tắc cần tuân theo khi số hóa các đối tượng trên bản đồ hiện trạng rừng:+ Chọn đúng loại đối tượng cần số hóa.+ Số hóa đúng thứ tự trong trường hợp đường cần số hóa tham gia vào nhiều đối tượng.+ Số hóa bản đồ đúng với các chỉ tiêu kỹ thuật mà quy phạm đó quy định.- Trên bản đồ gốc tiến đồ gốc tiến hành tách lớp thông tin và số hóa riêng cho từng lớp 1- Sau khi số húa xong tất cả cỏc lớp thụng tin tiến hành tổ hợp chồng xếp cỏc lớp thụng tin tạo thành một lớp thụng tin hiện trạng rừng.3.5.4.4. Kiểm tra, sửa lỗi và hoàn thiện cỏc dữ liệu.Sau khi số hoỏ cỏc dữ liệu sẽ xuất hiện những sai xút, vỡ vậy phải kiểm tra lại và chỉnh sửa dữ liệu.* Sửa các dữ liệu dạng đường:Các dữ liệu dạng đường thường xảy ra các lỗi như: Thừa điểm, Không khớp với bản đồ nền, cắt nhau, đường bị gián đoạn.... Khi thừa điểm có thể xoá bằng lệnh Delete, nếu một đường bị gián đoạn dùng lệnh Object/combine, làm chơn đường dùng lệnh Object/smooth..* Sửa cỏc dữ liệu dạng vựng: Các dữ liệu dạng vùng thường hay mắc các lỗi như: Ranh giới các vùng chưa khớp nhau, cũn đè lên nhau, chưa khớp ranh giới ...- Nếu cỏc vùng chưa khớp nhau, ta chọn các vùng cần chỉnh sửa, sau đó chọn biểu tượng Reshape trên thanh Drawing và tiến hành kéo các điểm lệch trùng với điểm gốc.- Nếu các vùng đè lên nhau tiến hành xoá các vùng trùng nhau bằng lệnh Object/erase.* Sửa cỏc dữ liệu dạng Text:Các đối tượng dạng Text thường măc các lỗi sai Font chữ và cỡ chữ, sửa bằng cách chọn Text style trên thanh Drawing.3.5.4.5. Tạo các cơ sở dữ liệu bản đồSau khi số hóa các thông tin về không gian cần thực hiện thành lập các cơ sở dữ liệu thuộc tính cho bản đồ. Đây là cơ sở của việc phân tích, nghiên cứu và lưu trữ các thông tin của đối tượng nghiên cứu. Quá trỡnh thực hiện diễn ra theo 2 bước là: tạo ra các trường dữ liệu và nhập các trường dữ liệu.* Tạo các trường dữ liệu:Tạo các trường dữ liệu bằng các bước sau:- Chọn chế độ đăng ký trường dữ liệu.- Lựa chọn các trường dữ liệu (Field) thích hợp.- Lựa chọn các kiểu trường (Type of Field) thích hợp.* Nhập các dữ liệu của bản đồ:Sau khi đó lập đựơc bảng cơ sở dữ liệu cho các lớp thông tin hiện trạng của bản đồ, tiến hành nhập các dữ liệu có sẵn và bảng cơ sở dữ liệu đó. Có hai phương pháp nhập dữ liệu cho bản đồ đó là:- Nhập trực tiếp:Sau khi lập đựơc các trường dữ liệu, ta có các trường dữ liệu rỗng. Chúng được thể hiện trong bảng cơ sở dữ liệu của bản đồ. Ta có thể gọi trực tiếp bảng cơ sở dữ liệu rỗng đó hoặc nhập trực tiếp cho từng lô bằng các công cụ trong máy tính.- Nhập giỏn tiếp:Một đặc điểm của Mapinfo là khả năng lựa chọn các đối tượng theo các đặc điểm cho trước. Vỡ vậy có thể lựa chọn các đối tượng có cùng đặc điểm. Sau đó tiến hành nhập thông tin cho chúng cùng một lúc.3.5.4.6. Tạo bản đồ chuyên đề.Chức năng chính của GIS là khả năng phân tích và xử lý của hệ thống. Chức năng phân tích và xử lý số liệu mang tớnh chất không gian đó làm cho GIS khỏc hoàn toàn so với cỏc hệ thụng tin khỏc. Chớnh sự kết nối giữa cỏc dữ liệu khụng gian và dữ liệu thuộc tớnh đó tạo ra sự khỏc biệt đó. Để kết nối các dữ liệu không gian và các dữ liệu thuộc tính, ta tiến hành lập bản đồ chuyên đề cho đối tượng số hoá. Để thành lập bản đồ chuyên đề và một trường dữ liệu kết nối với nó.3.5.4.7. Phương pháp điều tra thực địa.Điều tra dựa vào 5 tiêu chí: lượng mưa, độ dốc, độ cao, đất, thực vật: dựa vào phương phát sau đây:- Điều tra theo tuyến - Điều tra theo điểmSƠ ĐỒ CÁC BƯỚC THỰC HIỆN BẢN ĐỒTHU THẬP TÀI LIỆU PHỤC VỤ NGHIấN CỨU Bản đồ địa hỡnh Bản đồ hiện trạng Số liệu điều tra thực địa Quét bản đồ, định vị về hệ QC mặt đất Số hóa bản đồ 1. Lớp TT địa hỡnh2. Lớp TT G.thông-T.văn3. Lớp TT địa danh 4. Lớp TT H.trạng rừng5.Lớp TT ranh giới khoảnh, Tkhu, khu vực NC Xõy dựng CSDL rừng phũng hộ đầu nguồn Cỏc lớp TT bổ trợ (Khung, lưới, chú giải…) Bản đổ số Thiết kế biên tập bản đồ Bản đồ rừng phũng hộ đầu nguồn Phần 44.1. ĐÁNH GIÁ CHUNG VỀ HIỆN TRẠNG RỪNG VÀ ĐẤT XÃ HỢP THÀNH4.1.1. Hiện trạng RPH đầu nguồn xó Hợp thành4.1.2. Đánh giá hiện trạng đất4.2.KẾT QUẢ THU THẬP SỐ LIỆUTrên bản đồ kiểm kê rừng và đất Lâm nghiệp, lớp thông tin về địa hỡnh là lớp thụng tin quan trọng nhất, bờn cạnh đó cũn cú lớp thụng tin về ranh giới hành chớnh, thủy văn, mạng lưới giao thông… ở đây dữ liệu đầu vào là bản đồ kiểm kê rừng và đất Lâm nghiệp do Ban quản lý rừng phũng hộ của xó Hợp Thành cung cấp được lưu trên giấy.Bằng phần mềm đồ họa Mapinfo và chương trỡnh xử lý số liệu trờn Excel, tiến hành số húa cỏc lớp thụng tin hiện cú và quản lý cơ sở dữ liệu.Kết quả thu thập bản đồ, tài liệu đó cú trờn khu vực đo đó đạt được:4.2.1. Quét bản đồ.Bản đồ địa hỡnh và bản đồ hiện trạng đó được chuyển từ bản đồ giấy thành dạng file ảnh bản đồ đưa vào máy tính phục vụ cho quá trỡnh thành lập bản đồ thông qua quá trỡnh scanner bản đồ. Bản đồ trong đề tài được quét với độ phân giải là 250dpi.4.2.2.Định vị bản đồ.Kết quả định vị được thể hiện trong hỡnh 4.1 dưới đây: Hỡnh 4.1 - Kết qủa định vị bản đồ xó Hợp thànhBảng 4.1 - Toạ độ các điểm sử dụng trong định vịĐiểm Toạ độ X Toạ độ Y 1 4,390.00 2,403.00 2 4,450.00 2,400.00 3 4,470.00 2,394.00 4 4,420.00 2,399.00 4.2.3. Số hoá bản đồ.Trên cơ sở bản đồ gốc tiến hành tách lớp thông tin và số hoá các lớp theo thứ tự như sau:- Ranh giới xó.- Địa hỡnh.- Hệ thống thuỷ văn.- Hệ thống giao thụng.- Ranh giới cỏc khoảnh - Ranh giới cỏc lụ rừng4.2.3.1. Kết quả số hoỏ lớp thụng tin ranh giới xó Phỳ nhuận.Toàn bộ ranh giới xó bao khu vực nghiờn cứu cú diện tớch là 8338.00ha. Lớp thụng tin này được số hoá bằng công cụ số hoá có sẵn trong phần mềm Mapinfo. Kết quả thu được thể hiện ở hỡnh 4.2 dưới đây:Hỡnh 4.2 – Ranh giới xóHỡnh 4.2 - Lớp thụng tin ranh giới4.2.3.2. Kết qủa số hoá lớp thông tin địa hỡnh.Các thông tin về địa hỡnh được thể hiện thông qua các đường đồng mức vỡ vậy trong đề tài đó sử dụng cụng cụ số hoá đối tượng đường, để số hoá đường đồng mức và công cụ đối tượng điểm để số hoá các đỉnh . Kết quả địa hỡnh đượcthể hiện trờn hỡnh 4.3 như sau:Hỡnh 4.3 - Lớp thụng tin địa hỡnh4.2.3.3. Kết qủa số hoá lớp thông tin thuỷ văn.Các thông tin về thuỷ văn được thể hiện gồm hệ thống các sông suối, ao hồ và các đập nước ở khu vực nghiên cứu. Các thông tin này được thể hiện trên bản đồ bằng các đối tượng đường (với các sông suối nhỏ) và các đối tượng vùng (với các hồ đập, sông suối lớn). Được thể hiện ở hỡnh 4.4 dưới đây:Hỡnh 4.4 - Lớp thông tin thủy văn4.2.3.4. Kết qủa số hoá lớp thông tin đường giao thông.Hệ thống giao thông được thể hiện qua hệ thống cầu, đường trên địa bàn xó gồm các loại đường như: Đường nhựa, đường đất lớn, đường đất nhỏ và đường mũn. Cỏc thụng tin này được số hoá bằng biểu tượng đường trên thanh Drawing, với các loại đường khác nhau sẽ có kí hiệu khác nhau. Kết quả được thể hiện ở hỡnh 4.5 dưới đây:Hỡnh 4.5 - Lớp thông tin đường giao thông4.2.3.5.Lớp thụng tin về danh giới cỏc khoảnhHỡnh 4.6 - Lớp thụng tin khoảnh rừng4.2.3.5. Lớp thụng tin ranh giới lụ rừng.Hỡnh 4.7 - Lớp thụng tin lụ rừng4.2.3.6. Kết quả số húa lớp thụng tin hiờn trạngCác thông tin vê hiện trạng được số hóa bằng biểu tượng vùng ( polygon) trên thanh công cụ Drawing của Mapinfo. Kết quả số hóa lớp thông tin này được thể hiện trong hỡnh 4-8:Hỡnh 4 -8. Lớp thụng tin về hiện trạngSauk hi số hóa xong các lớp thông tin cần thiết cho việc thành lập bản đồ phân cấp phũng hộ, ta tiến hành đánh giá cho điểm các tiêu chí phân cấp để đưa ra được kết quả cuối cùng là bản đồ phân cấp phũng hộ cho xó Hợp Thành.4.3. ĐÁNH GIÁ CÁC CHỈ SỐ PHÂN CẤP4.3.1.Đánh giá, cho điểm các tiêu chí phân cấp4.3.1.1. Tiêu chí 1: Lượng mưaLượng mưa được coi là nhân tố ảnh hưởng lớn tới xói mũn đất, hạn hỏn và dũng chảy. Nguyờn nhõn cho thấy lượng mưa trung bỡnh của khu vực nghiờn cứu là 1700 – 2200mm/năm. Bảng 4-1. Kết quả đánh giá tiêu chí phân cấp mức độ nguy hại của lượng mưaCấp nguy hại Kớ hiệu Chỉ tiờu Điểm Rất nguy hạiM1 Lượng mưa trung bỡnh 1700-2200mm/năm 6 4.3.1.2. Tiên chí 2: Độ dốcXác định độ dốc: chia bản đồ thành 5 ô đánh số từ 1 đến 5, xác định độ dốc trung bỡnh của mỗi ụ bằng đo độ dốc tại 3 điểm khác nhau trong mỗi ô sau đó lấy trị số trung bỡnh, làm lần lượt như vậy với 5 ô. Kết quả được tổng hợp và đánh giá qua bảng sau:Stt Vị trớ Ký hiệu Độ dốc Mức độ nguy hại Điểm 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 Bản đồ phân cấp theo tiêu chí dộ dốc, kết quả xử lý trờn phần mềm Mapinfo thu được bản đồ sau:Bản đồ phân cấp theo tiêu chí độ dốc4.3.1.3. Tiờu chí 3: Độ cao tương đốiViệc xác định độ cao tương đối dựa vào sự chênh lệch độ cao giữa mức cao nhất và thấp nhất trong phạm vi từng vị trí phân chia ( độ cao từ đỉnh núi, dông núi cao nhất xuống nhánh sông, lũng hồ hay chõn bằng phẳng). Kết quả được đánh giỏ và tổng hợp ở bảng sau:Bảng 4-03. Kết quả tổng hợp và đánh giá tiêu chí phân cấp mức độ nguy hại do ảnh hưởng của độ caoStt Vị trớ Ký hiệu Chỉ tiêu đánh giá Cấp nguy hại Điểm 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 Ứng dụng chức năng của Mapinfo ta thiết lập được bản đồ phân cấp phũng hộ đâu nguồn theo tiêu chí độ cao tương đối. Kết quả xử lý được thể hiện trên tờ bản đồ phân cấp theo tiêu chí độ cao tương đối sau:Bản đồ phân cấp theo tiêu chí độ cao tương đối