Luận án tiến sĩ: Phân vùng ưu tiên bảo vệ phục hồi hệ sinh thái đất ngập nước dựa trên GIS và viễn thám - Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO - BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG VIỆN KHOA HỌC ĐO ĐẠC VÀ BẢN ĐỒ NGUYỄN THANH THUỶ NGHIÊN CỨU XÁC LẬP CƠ SỞ KHOA HỌC PHÂN VÙNG ƯU TIÊN BẢO VỆ, PHỤC HỒI HỆ SINH THÁI ĐẤT NGẬP NƯỚC DỰA TRÊN PHƯƠNG PHÁP PHÂN VÙNG CẢNH QUAN VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM, GIS LUẬN ÁN TIẾN SĨ Hà Nội, năm 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO - BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG VIỆN KHOA HỌC ĐO ĐẠC VÀ BẢN ĐỒ NGUYỄN THANH THUỶ NGHIÊN CỨU XÁC LẬP CƠ SỞ KHOA HỌC PHÂN VÙNG ƯU TIÊN BẢO VỆ, PHỤC HỒI HỆ SINH THÁI ĐẤT NGẬP NƯỚC DỰA TRÊN PHƯƠNG PHÁP PHÂN VÙNG CẢNH QUAN VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM, GIS NGÀNH: KỸ THUẬT TRẮC ĐỊA BẢN ĐỒ MÃ SỐ: 9.03 LUẬN ÁN TIẾN SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC Hướng dẫn 1: TS. Lê Anh Dũng Hướng dẫn 2: PGS. Trần Quốc Bình Hà Nội, năm 2023 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận án này là trung thực và chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào; các số liệu, dữ liệu mà nghiên cứu sinh đã thu thập được kế thừa và trích dẫn rõ ràng, đúng quy định. Phương pháp luận, kết quả thực hiện trong khuôn khổ của luận án này đã được sử dụng vào quá trình thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học và công nghệ cấp Bộ Tài nguyên và Môi trường “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ GIS, viễn thám và các công cụ phân tích cảnh quan thành lập bản đồ phân vùng ưu tiên bảo vệ, phục hồi hệ sinh thái đất ngập nước (Thử nghiệm tại Đồng Tháp Mười)”, mã số TNMT.01 do nghiên cứu sinh làm chủ nhiệm.

LỜI CẢM ƠN Luận án “Nghiên cứu xác lập cơ sở khoa học phân vùng ưu tiên bảo vệ, phục hồi hệ sinh thái đất ngập nước dựa trên phương pháp phân vùng cảnh quan và ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS” được tác giả thực hiện trong vòng hơn 6 năm, từ tháng 12/2016-03/2022. Để hoàn thành được luận án này, trong quá trình học tập, nghiên cứu, nghiên cứu sinh đã nhận được sự hỗ trợ rất lớn từ cơ sở đào tạo là Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ, Bộ Tài nguyên và Môi trường, cụ thể là Phòng Khoa học công nghệ và Hợp tác quốc tế (nay là Phòng Khoa học, Đào tạo, Hợp tác quốc tế và Tạp chí), Phòng Nghiên cứu Đo vẽ ảnh và Viễn thám. Đặc biệt là được sự tạo điều kiện của Lãnh đạo Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ qua các thời kỳ, sự hướng dẫn tận tình, sát sao của các giáo viên, sự giúp đỡ của các đồng nghiệp, người thân. Nghiên cứu sinh xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, những người đã trực tiếp hướng dẫn, định hướng nghiên cứu khoa học trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu là TS.

Lê Anh Dũng - Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ, PGS. Trần Quốc Bình - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội. Gia đình là những người luôn động viên, hỗ trợ, bên cạnh nghiên cứu sinh những lúc khó khăn, vất vả nhất trong cuộc sống và quá trình nghiên cứu, học tập để hoàn thành được luận án này. Nghiên cứu sinh xin được gửi tới họ lòng biết ơn, sự kính trọng, tình yêu chân thành nhất.

Trân trọng cảm ơn! Nghiên cứu sinh: Nguyễn Thanh Thuỷ MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT.i DANH MỤC BẢNG BIỂU.v DANH MỤC HÌNH. vi MỞ ĐẦU. Mục tiêu của luận án. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.

Phương pháp nghiên cứu. Điểm mới của luận án. Các luận điểm bảo vệ. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn.

TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU. Tổng quan về các khái niệm. Khái niệm hệ sinh thái và hệ sinh thái đất ngập nước. Khái niệm về cảnh quan và phân vùng cảnh quan.

Khái niệm phân vùng ưu tiên bảo vệ, phục hồi hệ sinh thái đất ngập nước. Chức năng, áp lực lên hệ sinh thái đất ngập nước Việt Nam. Chức năng của hệ sinh thái đất ngập nước Việt Nam. Những thách thức đối với hệ sinh thái đất ngập nước Việt Nam.

Tình hình nghiên cứu phân vùng ưu tiên bảo vệ, phục hồi hệ sinh thái đất ngập nước18 1. Các nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS liên quan đến việc phân vùng ưu tiên bảo vệ, phục hồi hệ sinh thái đất ngập nước. Các nghiên cứu phân tích cảnh quan liên quan đến phân vùng ưu tiên bảo vệ, phục hồi hệ sinh thái đất ngập nước. Các nghiên cứu xác định bộ tiêu chí đánh giá mức độ ưu tiên bảo vệ, phục hồi hệ sinh thái đất ngập nước.

Các văn bản pháp lý liên quan đến bảo vệ, phục hồi hệ sinh thái đất ngập nước ở Việt Nam. Tình hình nghiên cứu, ứng dụng các phương pháp đánh giá, xếp hạng ưu tiên bảo vệ, phục hồi hệ sinh thái đất ngập nước.28 Tiểu kết Chương 1:. XÁC LẬP CƠ SỞ KHOA HỌC ỨNG DỤNG PHÂN TÍCH CẢNH QUAN, CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM, GIS, ĐÁNH GIÁ ĐA TIÊU CHÍ PHÂN VÙNG ƯU TIÊN BẢO VỆ, PHỤC HỒI HỆ SINH THÁI ĐẤT NGẬP NƯỚC. Quy trình ứng dụng phân tích cảnh quan, công nghệ viễn thám, GIS, đánh giá đa tiêu chí phân vùng ưu tiên bảo vệ, phục hồi hệ sinh thái đất ngập nước.

Xây dựng bộ tiêu chí xác định mức độ ưu tiên bảo vệ, phục hồi hệ sinh thái đất ngập nước Việt Nam. Nguyên tắc, phương pháp xác định mục tiêu, tiêu chí, chỉ tiêu đánh giá mức độ ưu tiên bảo vệ, phục hồi hệ sinh thái đất ngập nước. Xác định mục tiêu ưu tiên bảo vệ, phục hồi hệ sinh thái đất ngập nước. Đề xuất bộ tiêu chí xác định mức độ ưu tiên bảo vệ, phục hồi hệ sinh thái đất ngập nước ở Việt Nam.

Xác định ranh giới hệ sinh thái đất ngập nước dựa trên phân tích cảnh quan, công nghệ viễn thám và GIS. Cơ sở lý luận về cảnh quan xác định ranh giới hệ sinh thái đất ngập nước. Quy trình và phương pháp xác định ranh giới hệ sinh thái đất ngập nước. Xây dựng dữ liệu theo các tiêu chí lựa chọn đánh giá mức độ ưu tiên bảo vệ, phục hồi hệ sinh thái đất ngập nước bằng công nghệ viễn thám và GIS.

Xây dựng dữ liệu dịch vụ hệ sinh thái đất ngập nước bằng công nghệ viễn thám và GIS. Xây dựng dữ liệu áp lực rủi ro lên hệ sinh thái bằng công nghệ viễn thám và GIS. Xây dựng dữ liệu tình trạng suy thoái của hệ sinh thái bằng công nghệ viễn thám và GIS. Xếp hạng ưu tiên bảo vệ, phục hồi các hệ sinh thái đất ngập nước.

Xác định trọng số các tiêu chí đánh giá bằng AHP. Xếp hạng mức độ ưu tiên bằng phương pháp TOPSIS. Phân vùng ưu tiên bảo vệ, phục hồi hệ sinh thái đất ngập nước.76 Tiểu kết Chương 2:. THỰC NGHIỆM PHÂN VÙNG ƯU TIÊN BẢO VỆ, PHỤC HỒI HỆ SINH THÁI ĐẤT NGẬP NƯỚC KHU VỰC ĐỒNG THÁP MƯỜI.

Tổng quan về khu vực Đồng Tháp Mười. Đặc điểm tự nhiên. Điều kiện kinh tế - xã hội. Áp lực tác động lên các vùng đất ngập nước Đồng Tháp Mười.

Tổng quan về dữ liệu nghiên cứu. Xác định các mục tiêu, tiêu chí và chỉ tiêu đánh giá phục vụ phân vùng ưu tiên bảo vệ, phục hồi hệ sinh thái đất ngập nước Đồng Tháp Mười. Xác định ranh giới hệ sinh thái đất ngập nước Đồng Tháp Mười bằng công nghệ GIS, viễn thám. Xử lý, ghép cắt ảnh vệ tinh.

Xây dựng, chuẩn hóa dữ liệu thành phần cảnh quan Đồng Tháp Mười. Chồng xếp, chuẩn hóa dữ liệu tích hợp. Phân loại cảnh quan. Xác định ranh giới hệ sinh thái đất ngập nước khu vực Đồng Tháp Mười.

Xây dựng dữ liệu theo các tiêu chí lựa chọn đánh giá mức độ ưu tiên bảo vệ, phục hồi hệ sinh thái đất ngập nước Đồng Tháp Mười. Xây dựng dữ liệu dịch vụ hệ sinh thái đất ngập nước bằng công nghệ viễn thám và GIS. Xây dựng các lớp dữ liệu áp lực rủi ro lên hệ sinh thái đất ngập nước Đồng Tháp Mười 103 3. Xây dựng các lớp dữ liệu tình trạng suy thoái của hệ sinh thái đất ngập nước Đồng Tháp Mười.

Tích hợp dữ liệu phục vụ đánh giá mức độ ưu tiên bảo vệ, phục hồi hệ sinh thái đất ngập nước khu vực Đồng Tháp Mười. Phân vùng ưu tiên bảo vệ, phục hồi hệ sinh thái đất ngập nước khu vực Đồng Tháp Mười. Phân vùng ưu tiên bảo vệ hệ sinh thái đất ngập nước. Phân vùng ưu tiên phục hồi hệ sinh thái đất ngập nước.

Kiểm chứng kết quả thành lập bản đồ phân vùng ưu tiên bảo vệ, phục hồi hệ sinh thái đất ngập nước Đồng Tháp Mười. Đề xuất giải pháp bảo vệ, phục hồi hệ sinh thái đất ngập nước Đồng Tháp Mười 120 Tiểu kết Chương 3:. 121 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.122 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH.125 CÔNG BỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA LUẬN ÁN.125 TÀI LIỆU THAM KHẢO. Các phương pháp, chỉ số, dữ liệu được trích xuất dựa trên ảnh viễn thám phục vụ xây dựng dữ liệu khả năng, áp lực rủi ro lên dịch vụ hệ sinh thái đất ngập nước.

Các phương pháp, chỉ số, dữ liệu được trích xuất dựa trên ảnh viễn thám phục vụ xây dựng dữ liệu mức độ suy thoái dịch vụ hệ sinh thái đất ngập nước 170 Phụ lục 3. Bảng chú giải phân loại cảnh quan khu vực Đồng Tháp Mười. Mẫu phiếu cho điểm mức độ quan trọng tương đối giữa các cặp chỉ tiêu đánh giá mức độ ưu tiên bảo vệ, phục hồi hệ sinh thái đất ngập nước khu vực Đồng Tháp Mười. Một số hình ảnh các khu đất ngập nước Đồng Tháp Mười.196 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TT Viết tắt Tiếng nước ngoài Tiếng Việt Phương pháp phân tích 1 AHP Analytic Hierarchy Process thứ bậc 2 ANP Analytical Network Process Phân tích mạng lưới Atmospherically Resistant Chỉ số thực vật kháng 3 ARVI Vegetation Index khí quyển 4 BUi Built-Up Index Chỉ số xây dựng Hàm lượng diệp lục 5 CCC Canopy Chlorophyll Content trong tán lá cây 6 Chl-a Chlorophyll a Concentration Nồng độ chất diệp lục a 7 CI Consistency Index Chỉ số nhất quán 8 COD Chemical Oxygen Demand Nhu cầu oxy hóa học 9 CP Compromise Programming Lập trình thỏa dụng (CP) 10 CR Consistency Ratio Tỷ số nhất quán 11 CSDLĐL Cơ sở dữ liệu địa lý 12 CT Chỉ tiêu 13 DEM Digital Elevation Model Mô hình số độ cao 14 ĐNN Đất ngập nước Lượng oxy hoà tan trong 15 DO Dissolved Oxygen nước Khung đánh giá Động lực - Áp lực - Hiện Driver - Pressure - State - 16 DPSIR trạng/Trạng thái - Tác Impact - Response động - Phản hồi/Đáp ứng.