Ứng dụng GIS trong lâm nghiệp không thể bỏ qua

GIS trong phân cấp nâng cao hiệu quả quản lý, theo dõi biến động rừng

Rừng là một hệ sinh thái năng động, liên tục thay đổi do tác động của cả tự nhiên lẫn con người. Vì vậy, việc phân chia thành các cấp quản lý ví dụ như vùng bảo vệ nghiêm ngặt, vùng phục hồi, vùng sản xuất đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát sử dụng tài nguyên hợp lý. Với sự hỗ trợ của GIS, việc phân cấp này trở nên linh hoạt hơn bao giờ hết khi mỗi khu vực đều có thể gắn với thông tin riêng: từ loại rừng, mức độ suy thoái, đến các quy định tác động cụ thể. 

Không chỉ vậy, GIS còn theo dõi biến động theo thời gian bằng cách kết hợp các ảnh vệ tinh định kỳ thành chuỗi quan sát dài hạn. Nhờ vậy, người quản lý có thể "nhìn lại" quá khứ của từng mảnh rừng: nơi nào từng bị khai thác, nơi nào phục hồi tốt, nơi nào có dấu hiệu xâm lấn nông nghiệp. Những thay đổi này không cần phải đo đạc thủ công như trước mà có thể phát hiện tự động bằng thuật toán xử lý ảnh, giúp tiết kiệm thời gian và tăng độ chính xác.

Một điểm đặc biệt là thông tin từ GIS có thể kết nối với bản đồ trực tuyến hoặc dữ liệu quản lý địa phương nên từng xã, phường đều có thể giám sát rừng của mình ngay trên máy tính hoặc điện thoại. Khi phát hiện có biến động như mất rừng hay thay đổi màu sắc tán cây hệ thống có thể gửi cảnh báo sớm, giúp các bên liên quan nhanh chóng kiểm tra thực địa và phản ứng phù hợp.

Giám sát đánh giá cảnh báo và chữa cháy rừng

Sự biến đổi khí hậu và nóng lên toàn cầu làm gia tăng thêm nhiều vụ cháy rừng lớn, thậm chí có sức tàn phá khủng khiếp như vụ cháy rừng Amazon 2019. Vì vậy rất cần thiết ứng dụng của các công nghệ mới, hiện đại để có giải pháp giảm thiểu thiệt hại hoặc khôi phục rừng kịp thời. Một trong những công nghệ nổi bật được sử dụng đó là các hệ thống giám sát sử dụng ảnh vệ tinh trên cao theo dõi biến động cháy rừng với tần suất cao, kết hợp áp dụng các chỉ số chuyên biệt để đánh giá mức độ thiệt hại sau cháy. 

Một dự án tại khu vực Tây Bắc Việt Nam đã sử dụng kỹ thuật AHP và phân tích đa tiêu chí, kết nối dữ liệu địa hình, loại rừng, địa hình, khoảng cách đường, độ ẩm, gió, nhiệt độ để xây dựng bản đồ nguy cơ cháy ở cấp phường/xã. Ở cấp độ hiện trường, các hệ thống cảm biến IoT và mạng lưới giám sát cộng đồng đang được triển khai để phát hiện cháy sớm và truyền dữ liệu theo thời gian thực về trung tâm điều phối.

Bảo vệ thực vật, động vật và đa dạng sinh học

Việc bảo tồn đa dạng sinh học và duy trì hệ sinh thái rừng ngày càng phụ thuộc vào việc ứng dụng các công nghệ không gian như GIS và viễn thám. Sử dụng trong thành lập bản đồ phân bố loài, đánh giá chất lượng môi trường sống và theo dõi xu hướng biến động sinh cảnh theo thời gian, dự đoán vùng sinh sống tiềm năng của nhiều loài quý hiếm hoặc nguy cấp, đặc biệt tại các khu vực chưa được điều tra kỹ lưỡng và phát hiện sự suy giảm tính đa dạng do mất rừng, xâm lấn sinh cảnh hoặc biến đổi khí hậu.

Đối với động vật hoang dã, việc sử dụng GIS kết hợp dữ liệu GPS từ thiết bị gắn theo dõi cho phép hiểu rõ hơn về tập tính di chuyển, khu vực sinh sản và các mối đe dọa từ môi trường hoặc hoạt động nhân sinh. 

Ngoài ra, những tiến bộ gần đây trong công nghệ học máy và học sâu ứng dụng trên nền tảng GIS đã mở ra khả năng tự động phân loại môi trường sống, nhận dạng loài qua ảnh vệ tinh và mô phỏng kịch bản suy giảm đa dạng sinh học trong tương lai. Tất cả những ứng dụng này đang góp phần nâng cao hiệu quả quản lý tài nguyên sinh học.

Ứng dụng thành lập bản đồ hiện trạng rừng

Trong quản lý lâm nghiệp hiện đại, việc xây dựng bản đồ hiện trạng rừng chi tiết và chính xác là nền tảng thiết yếu để có chính sách quy hoạch sử dụng đất và đánh giá trữ lượng sinh khối rừng. Các nghiên cứu tiên tiến đã kết hợp dữ liệu lấy mẫu thực địa cùng với các công nghệ quét LiDAR để tạo ra bản đồ diện tích che phủ, mật độ cây, chiều cao cây và thể tích gỗ ở mức độ chi tiết chưa từng có. 

Các hệ thống GIS tích hợp công cụ xử lý dữ liệu LiDAR đã được phát triển để tự động hóa quá trình lập bản đồ hiện trạng rừng. Không chỉ dừng lại ở mức độ mô tả không gian, các hệ thống này còn cho phép phân tích cấu trúc tầng tán, xác định phân bố cá thể cây, tính toán chỉ số cấu trúc rừng, mật độ tán lá hay hệ số hấp thụ ánh sáng, phục vụ cho mô hình hóa năng suất sinh học.

Tính toán sinh khối khai thác và trữ lượng rừng

Thay thế cho các phương pháp kiểm kê truyền thống tốn chi phí và thời gian, ngày nay, hệ thống thông tin địa lý hiện đại đã giúp mở rộng khả năng dự báo sinh khối trên phạm vi lớn.

Các mô hình hồi quy không gian, phân tích raster trọng số, hoặc mô hình tuyến tính kết hợp độ dốc địa hình, loại đất, độ cao, và kiểu thảm thực vật đang ngày càng được áp dụng rộng rãi để lập bản đồ tiềm năng sinh khối. Bên cạnh đó, các tham số của đường kính thân cây và chiều cao được tích hợp vào GIS nhằm tính toán thể tích và khối lượng gỗ khai thác ở cấp lâm phần hoặc toàn vùng.

Quan trọng hơn, những bản đồ sinh khối không chỉ là công cụ kỹ thuật phục vụ quản lý lâm nghiệp, mà còn là nền tảng để định giá dịch vụ hệ sinh thái, theo dõi các dự án bù đắp carbon và đánh giá hiệu quả của chính sách tái trồng rừng hoặc ngăn chặn suy thoái rừng. Nhờ GIS, toàn bộ quá trình từ thu thập, xử lý đến hiển thị và phân tích dữ liệu sinh khối giờ đây có thể được số hóa, trực quan và chia sẻ trên nhiều nền tảng web.

Việc ứng dụng GIS trong quản lý tài nguyên rừng đang từng bước thay thế phương thức quản lý truyền thống bằng một mô hình khoa học, gọn gàng hơn giúp truy xuất thông tin nhanh chóng, chính xác và hiệu quả. Nhờ khả năng liên kết chặt chẽ giữa dữ liệu bản đồ và thông tin thuộc tính, hệ thống đảm bảo việc lưu trữ, cập nhật an toàn, giảm bớt các thao tác thủ công.

​