Nghiên cứu ứng dụng của công nghệ viễn thám và phương pháp trắc lượng hình thái trong xây dựng bộ tiêu chí giám sát quá trình suy thoái chất lượng rừng ngập mặn phục vụ công tác bảo tồn, phục hồi rừng ngập mặn và sử dụng hợp lý đất ngập nước ven biển

Mã đề tài  VT-UD.08/18-20
Hướng nghiên cứu  Ứng dụng công nghệ vũ trụ
Chủ nhiệm đề tài  TS. Đỗ Thị Hoài
Cơ quan chủ trì  Viện Khoa học Đo đạc và Bản Đồ, Bộ Tài Nguyên và Môi Trường
Thời gian  2018-2021
Mục tiêu đề tài - Nghiên cứu giám sát quá trình suy thoái chất lượng thảm RNM phục vụ công tác bảo tồn, phục hồi rừng ngập nước ven biển bằng công nghệ viễn thám và phương pháp trắc lượng hình thái.
- Xây dựng được bộ tiêu chí giám sát chất lượng RNM bằng phương pháp viễn thám và trắc lượng hình thái.
Kết quả đạt được

1. Đề xuất bộ tiêu chí đánh giá về chất lượng của rừng ngập mặn
Đề tài đã đề xuất bộ tiêu chí phục vụ đánh giá chất lượng RNM trên cơ sở phương pháp thống kê từ các nghiên cứu đã công bố trong và ngoài nước về chất lượng RNM, phương pháp khảo sát thực địa và phỏng vấn người dân địa phương, phương pháp chuyên gia. Các kết quả nghiên cứu trong các công trình này đã được phân tích, tổng hợp để đề xuất được bộ Tiêu chí đánh giá chất lượng RNM. Theo các phương pháp phân tích, đánh giá, thu thập ý kiến chuyên gia, các tiêu chí liên quan đến chất lượng RNM được định nghĩa trong đề tài như sau:
1) Độ che phủ của cây:
Độ che phủ của rừng là là mức độ che kín của tán cây rừng theo phương thẳng đứng trên một đơn vị diện tích rừng.

Hình 1
Hình 1. Minh họa độ che phủ rừng theo định nghĩa của đề tài

Tỷ lệ che phủ rừng là tỷ lệ phần trăm giữa diện tích rừng so với tổng diện tích đất tự nhiên trên một phạm vi địa lý nhất (Khoản 2, điều 3 Luật Bảo vệ và Phát triển Rừng, 2004)”. Sự suy giảm về độ che phủ làm cho thảm thực vật rừng trở nên trơ trọi, đất đai bị phát quang làm gia tăng quá trình rửa trôi do mưa (Đặng Thái Dương, 2011).
2) Kết cấu đồng nhất lớp thảm thực vật:
Là cấu trúc rừng đồng nhất trước khi bị chia cắt phân tán thành nhiều thảm nhỏ thay bằng các đối tượng khác. (Justice Camillus Mensah, 2013).

Hình 2
Hình 2. Minh họa về kết cấu đồng nhất của thảm thực vật

Kết quả của quá trình biến động về kết cấu đồng nhất sẽ làm ảnh hưởng đến các yếu tố như:
- Độ che phủ mặt đất của cây giảm
- Thảm thực vật rừng trở nên trơ trọi, đất đai bị phát quang làm gia tăng quá trình rửa trôi do mưa.
- Hiện tượng xói lở bờ biển.
3) Mật độ trung bình cây:
Là số cây ngập mặn trên một đơn vị diện tích (ha). Sự suy giảm về mật độ trung bình cây sẽ tăng khả năng xói mòn bờ, rửa trôi chất dinh dưỡng, tăng nguy cơ phèn hóa trong đất (Đặng Thái Dương, 2011).

Hình 3
Hình 3. Minh họa mật độ trung bình cây

4). Tán cây:
Cấu trúc tán là sự sắp xếp về mặt không gian ba chiều của tán trong một quần thể thực vật. Sự biến động của tầng tán trên sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến tầng cây bụi bên dưới. Bên cạnh đó, sự suy giảm chiều cao của tầng phủ của cây cũng phản ánh sự biến đổi chất lượng cây theo thời gian (Trần Trung Thành và ctv, 2010).

Hình 4
Hình 4. Minh họa về cấu trúc tầng tán

5) Sinh khối:
Là tổng lượng chất hữu cơ có được trên một đơn vị diện tích tại một thời điểm được tính bằng tấn/ha theo khối lượng khô (Ong, J.E và ctv, 1984). Sinh khối bao gồm tổng khối lượng thân, cành, lá, hoa, quả, rễ trên mặt đất, dưới mặt đất. Việc nghiên cứu sinh khối cây rừng là cơ sở đánh giá lượng carbon tích lũy của cây rừng, do vậy có ý nghĩa lớn trong việc đánh giá chất lượng rừng, phục vụ cho quản lý và sử dụng tài nguyên rừng.
6) Thành phần loài:
Thành phần các loài cây ngập mặn góp phần cấu thành nên sự đa dạng sinh học của RNM (Nguyễn Xuân Hòa và ctv, 2010).

Hình 5
Hình 5. Minh họa sự thay đổi thành phần loài trong thái hóa RNM

7) Tình trạng cây:
Cây bị sâu bệnh, hoạc do xói lở sẽ dần bị thưa lá và chết. Nếu không được vệ sinh và trồng bổ sung kịp thời thì dịch bệnh lây lan, dẫn đến mất rừng (Trần Thanh Cao, 2014).

Hình 6
Hình 6. Cây Đước bị chết tại xã Đồng Rui, Huyện Tiên Yên do làm đường

Có 7 tiêu chí được đánh giá và phân tích phù hợp cho mục đích giám sát chất lượng của RNM. Việc đề xuất bộ tiêu chí đánh giá chất lượng RNM được tổng hợp từ các tiêu chí thành phần như trên. Với việc ứng dụng công nghệ viễn thám, sử dụng ảnh vệ tinh cho phép quan trắc các đối tượng từ trên cao, đối với tiêu chí tán cây phương pháp này gặp phải khó khăn trong công tác đo đạc dữ liệu về tán cây, vốn chỉ thực hiện được với phương pháp quan trắc trực tiếp trên mặt đất. Do đó, bộ tiêu chí đánh giá chất lượng RNM trong nghiên cứu này được đề xuất bao gồm 6 tiêu chí sau:
- Độ che phủ của RNM;
- Kết cấu đồng nhất của RNM;
- Mật độ trung bình của RNM;
- Sinh khối RNM;
- Thành phần loài;
- Tình trạng cây ngập mặn;
2. Bộ bản đồ chuyên đề về chất lượng rnm tỷ lệ 1:50.000 cho 2 khu vực thử nghiệm
Các bản đồ chất lượng RNM được thành lập bằng phương pháp xử lý dữ liệu từ các bản đồ chất lượng RNM và bản đồ cấu trúc RNM từng thời kỳ. Bảng chú giải của bản đồ được phân thành 4 cấp với các ngưỡng giá trị được trình bày trên bảng 7.
Sau khi tính toán 6 tiêu chí để thành lập 6 bản đồ thành phần đầu vào của 8 thời điểm cho cả hai khu vực thử nghiệm, nhóm thực hiện đề tài tiến hành tính toán thành lập bản đồ chất lượng RNM theo công thức được phát triển ở trên.
Bộ bản đồ chất lượng RNM được thực hiện tại xã Đất Mũi, Huyện Ngọc Hiển, Tỉnh Cà Mau như sau:

Hình 7
Hình 7. Bộ bản đồ chất lượng RNM được thực hiện tại xã Đất Mũi, Huyện Ngọc Hiển, Tỉnh Cà Mau năm 1998

Hình 8
Hình 8. Bộ bản đồ chất lượng RNM được thực hiện tại xã Đất Mũi, Huyện Ngọc Hiển, Tỉnh Cà Mau năm 2017

Bộ bản đồ chất lượng RNM được thực hiện tại xã Đồng Rui, Huyện Tiên Yên, Tỉnh Quảng Ninh như sau:

Hình 9
Hình 9. Bản đồ chất lượng RNM được thực hiện tại xã Đồng Rui, Huyện Tiên Yên, Tỉnh Quảng Ninh năm 1998

Hình 10
Hình 10. Bản đồ chất lượng RNM được thực hiện tại xã Đồng Rui, Huyện Tiên Yên, Tỉnh Quảng Ninh năm 2017

3. Bộ bản ðồ suy thoái chất lượng rừng ngập mặn tỷ lệ 1:50.000 cho 2 khu vực thử nghiệm
Các bản dồ chất luợng RNM được thành lập bằng phuong pháp xử lý dữ liệu từ các bản dồ chất luợng RNM và bản dồ cấu trúc RNM từng thời kỳ. Bảng chú giải của bản đồ được phân thành 4 cấp. Sau khi tính toán 6 tiêu chí dể thành lập 6 bản dồ thành phần dầu vào của 8 thời điểm cho cả hai khu vực thử nghiệm, nhóm thực hiện dề tài tiến hành tính toán thành lập bản dồ chất luợng RNM theo công thức được phát triển. Bản dồ suy thoái chất luợng RNM được thực hiện tại xã Ðất Mũi, Huyện Ngọc Hiển, Tỉnh Cà Mau như sau:

Hình 11
Hình 11. Bản dồ suy thoái chất luợng RNM tại xã Ðất Mũi, Huyện Ngọc Hiển, Tỉnh Cà Mau

Bản dồ suy thoái chất luợng RNM được thực hiện tại xã Đồng Rui, Huyện Tiên Yên, Tỉnh Quảng Ninh như sau:

Hình 12
Hình 12. Bản dồ suy thoái chất luợng RNM tại xã Đồng Rui, Huyện Tiên Yên, Tỉnh Quảng Ninh

4. Báo cáo phân tích diễn biến suy thoái của thảm rnm và định hướng phục hồi, phát triển rừng ngập mặn cho 2 khu vực nghiên cứu
Khu vực xã Đồng Rui, Huyện Tiên Yên, Tỉnh Quảng Ninh:
Từ năm 1998 đến 2007, nỗ lực trong công tác quản lý mà diện tích và chất lượng RNM đã được cải thiện. Từ năm 2011 đến 2017 diện tích RNM đáng kể, nhận thức của người dân về RNM về các giá trị của RNM mang lại được nâng lên, chính quyền địa phương đã tranh thủ huy động mọi nguồn lực để khôi phục và phát triển RNM. Bên cạnh đó, được sự quan tâm giúp đỡ tài trợ của các tổ chức quốc tế, phi chính phủ, của các cơ quan như tổ chức KWT của Hà Lan và JICA của Nhật Bản, diện tích RNM đã được trồng mới tăng lên 910 ha trong giai đoạn này. Tuy nhiên, diện tích tăng lên chủ yếu là RNM được trồng theo các dự án, chất lượng còn thấp trong khi đó diện tích rừng tự nhiên bị mất đi là rất lớn. Để so sánh biến đổi về phân bố và độ giàu của thảm thực vật theo thời gian, nhóm sử dụng chỉ số mật độ và độ che phủ, kết quả cho thấy hai tiêu chí này cao nhất vào năm 2008 (0,59, 1000 cây/ha), giá trị này chênh lệch không nhiều so với năm 2011 nhưng lại chênh lệch khá lớn so với năm 2017 (0,46, 700 cây/ha). Điều đó cho thấy xét về toàn diện các chỉ số, suy giảm chất lượng RNM (độ che phủ, mật độ) đến năm 2017 không nhiều, tuy mật độ cây có giảm đi so với thời điểm 2008. Bên cạnh đó qua quá trình đi thực địa và thu thập số liệu, nhóm nghiên cứu nhận thấy, quá trình phục hồi rừng tự nhiên diễn ra khá tốt trong giai đoạn này, nếu tiếp tục quản lý tốt các hoạt động của con người, tránh các tác động tiêu cực vào rừng thì các quần xã thực vật ngập mặn tại khu vực nghiên cứu hoàn toàn có khả năng tự phục hồi tự nhiên mà không cần đến các giải pháp kỹ thuật hỗ trợ.
Khu vực xã Đất Mũi Huyện Ngọc Hiển, Tỉnh Cà Mau
Từ 1995 đến 2017, nhóm nghiên cứu nhận thấy diện tích rừng tự nhiên tại khu vực này dần bị mất đi và ít hơn nhiều so với diện tích rừng trồng. Thảm thực vật trồng tại khu vực gồm có rừng Mắm trồng, rừng Đước trồng. Kết quả này phản ánh sự suy giảm diện tích rừng tự nhiên của khu vực. Nguyên nhân suy giảm diện tích rừng chủ yếu là do phá RNM làm đầm nuôi tôm quảng canh, phá RNM lấy đất sản xuất nông nghiệp, đô thị hoá, ô nhiễm môi trường và một số nguyên nhân khác do nhận thức và chính sách không đúng đối với bảo vệ RNM. Tuy nhiên từ sau thời điểm năm 1995, Chính phủ và chính quyền địa phương đã ban hành chính sách về phục hồi RNM, trồng rừng tại những khu vực bị tàn phá và tái sinh rừng tự nhiên trên các bãi bồi mới tại khu vực Mũi Cà Mau. Nhờ đó RNM tại khu vực này được phục hồi
5. Báo cáo phân tích tác động của biến động sử dụng đất đến sự suy giảm chất lượng thảm rnm tại 2 khu vực nghiên cứu
Sau khi phân tích Phân tích tác động của biến động sử dụng đất đến sự suy giảm chất lượng RNM tại hai khu vực thử nghiệm, nhóm thực hiện đề tài nhận thấy sự tác động của quá trình biến động sử dụng đất như sau:
Khu vực xã Đồng Rui, Huyện Tiên Yên, Tỉnh Quảng Ninh
Từ năm 2011 đến 2017 diện tích RNM đáng kể, nhận thức của người dân về RNM về các giá trị của RNM mang lại được nâng lên, chính quyền địa phương đã tranh thủ huy động mọi nguồn lực để khôi phục và phát triển RNM. Bên cạnh đó, được sự quan tâm giúp đỡ tài trợ của các tổ chức quốc tế, phi chính phủ, của các cơ quan như tổ chức KWT của Hà Lan và JICA của Nhật Bản, diện tích RNM đã được trồng mới tăng lên 910 ha trong giai đoạn này. Tuy nhiên, diện tích tăng lên chủ yếu là RNM được trồng theo các dự án, chất lượng còn thấp trong khi đó diện tích rừng tự nhiên bị mất đi là rất lớn. Để so sánh biến đổi về phân bố và độ giàu của thảm thực vật theo thời gian, nhóm sử dụng chỉ số mật độ và độ che phủ, kết quả cho thấy hai tiêu chí này cao nhất vào năm 2008 (0,59, 1000 cây/ha), giá trị này chênh lệch không nhiều so với năm 2011 nhưng lại chênh lệch khá lớn so với năm 2017 (0,46, 700 cây/ha). Điều đó cho thấy xét về toàn diện các chỉ số, suy giảm chất lượng RNM (độ che phủ, mật độ) đến năm 2017 không nhiều, tuy mật độ cây có giảm đi so với thời điểm 2008. Bên cạnh đó qua quá trình đi thực địa và thu thập số liệu, nhóm nghiên cứu nhận thấy, quá trình phục hồi rừng tự nhiên diễn ra khá tốt trong giai đoạn này, nếu tiếp tục quản lý tốt các hoạt động của con người, tránh các tác động tiêu cực vào rừng thì các quần xã thực vật ngập mặn tại khu vực nghiên cứu hoàn toàn có khả năng tự phục hồi tự nhiên mà không cần đến các giải pháp kỹ thuật hỗ trợ.
Khu vực xã Đất Mũi, Huyện Ngọc Hiển, Tỉnh Cà Mau
Do ảnh hưởng của dự án MAM (Bảo tồn RNM dựa vào nuôi tôm bền vững và giảm phát thải) được thực hiện tại tỉnh Cà Mau nhằm hỗ trợ việc nuôi tôm sinh thái kết hợp với RNM nhằm phát triển kinh tế cho người nông dân và phục hồi, mở rộng diện tích rừng ngậm mặn đã mất. Mô hình nuôi tôm sinh thái trong RNM của MAM kết hợp nuôi tôm truyền thống quảng canh với môi trường ngập mặn tự nhiên, trong ao nuôi tôm phải có 50% độ che phủ RNM Qua phân tích ta thấy, cho tới nay diện tích RNM tại vườn Quốc gia Đất Mũi có xu hướng tăng. Đến nay nhờ công tác bảo vệ môi trường biển, trồng rừng bảo vệ đê điều, chống xói mòn, lũ lụt được tuyên truyền hưởng ứng mạnh mẽ tại Cà Mau, bên cạnh đó là việc ráo riết ngăn chặn các mô hình kinh tế nuôi trồng thủy sản tại vườn Quốc gia Đất Mũi dẫn đến cho tới nay diện tích RNM tăng mạnh mẽ trong giai đoạn 2004 – 2017, đó là con số rất đáng mừng cho công tác bảo vệ môi trường, đê biển, chống xói lở của nước ta nói chung và tỉnh Cà Mau. Trồng RNM về cơ bản có ý nghĩa tích cực là phục hồi hệ sinh thái RNM với các chức năng là nơi cư trú và kiếm ăn cho nhiều nhóm động vật vùng triều, cửa sông và ven bờ, đặc biệt ở giai đoạn còn non. Những mặt trái của phát triển RNM là làm thu hẹp các bãi triều ngập nước không có RNM vốn là bãi đậu, nơi cư trú kiếm ăn cho các đối tượng là chim di cư có giá trị bảo tồn...Quá trình phát triển cơ sở hạ tầng, đặc biệt hệ thống đường bê tông ở khu vực VQG bên cạnh mặt lợi ích có thể là tác nhân gây phân cắt hệ sinh thái vùng đất ngập nước cũng như thay đổi chế độ lưu thông nước mặt ở đây. Dựa vào kết quả xây dựng bản dồ biến động rừng ngập mặn, có thể thấy rằng các khu vực ít chịu biến động là khu vực đất mũi Cà Mau (khu bảo tồn đất mũi Năm Căn). Các khu vực biến động mạnh là những khu vực càng đi sâu vào đất liền, nguyên nhân dẫn tới biến động là do sự lan tỏa của đô thị và các hoạt động sản xuất của người dân vào việc nuôi tôm và khai thác không đúng mức dẫn tới sự phân bố của rừng ngập mặn. Tuy nhiên đến nay nhờ công tác bảo vệ môi trường biển, trồng rừng bảo vệ đê điều, chống xói mòn, lũ lụt được tuyên truyền hưởng ứng mạnh mẽ tại Cà Mau, bên cạnh đó là việc ráo riết ngăn chặn các mô hình kinh tế nuôi trồng thủy sản tại vườn Quốc gia Đất Mũi dẫn đến cho tới nay diện tích RNM tăng mạnh mẽ trong giai đoạn 2004 – 2017, đó là con số rất đáng mừng cho công tác bảo vệ môi trường, đê biển, chống xói lở của nước ta nói chung và tỉnh Cà Mau. Trồng RNM về cơ bản có ý nghĩa tích cực là phục hồi hệ sinh thái RNM với các chức năng là nơi cư trú và kiếm ăn cho nhiều nhóm động vật vùng triều, cửa sông và ven bờ, đặc biệt ở giai đoạn còn non. Những mặt trái của phát triển RNM là làm thu hẹp các bãi triều ngập nước không có RNM vốn là bãi đậu, nơi cư trú kiếm ăn cho các đối tượng là chim di cư có giá trị bảo tồn...Quá trình phát triển cơ sở hạ tầng, đặc biệt hệ thống đường bê tông ở khu vực VQG bên cạnh mặt lợi ích có thể là tác nhân gây phân cắt hệ sinh thái vùng đất ngập nước cũng như thay đổi chế độ lưu thông nước mặt ở đây.
6. Đề xuất giải pháp bảo tồn, phục hồi rừng ngập mặn tại 2 khu vực nghiên cứu
Từ các kết qua nghiên cứu, đề tài đễ suất các giải pháp bảo tồn, phục hồi rừng ngập mặn khu vực vùng cửa sông Tiên Yên-Ba Chẽ và Mũi Cà Mau:
(1) Nghiên cứu hiện trạng RNM vùng cửa sông Tiên Yên-Ba Chẽ và Mũi Cà Mau là cơ sở để đánh giá, lựa chọn giải pháp sinh học phục hồi RNM phù hợp với khu vực nghiên cứu, trong đó lựa chọn loài Đước đôi, Mắm biển, Mắm đen, Bần chua,…là những loài cây phù hợp với đặc điểm lập địa khu vực. Cách tiếp cận của đề tài đã mở ra hướng mới trong khai thác các tính chất về cấu trúc của đối tượng trên ảnh vệ tinh (texture) bên cạnh hướng tiếp cận truyền thống về phổ của ảnh. Giám sát được sự thay đổi của cấu trúc các đối tượng trên ảnh không những cung cấp thông tin về sự biến động về diện tích của đối tượng, mà là các nguyên nhân là động lực gây ra những biến động đó.
(2) Xác định được một số nguyên nhân suy giảm RNM tại khu vực nghiên cứu trong đó do con người chuyển đổi mục đích sử dụng rừng sang NTTS kết hợp với vấn đề sạt lở ven biển, ven sông là cơ sở thực tiễn để xây dựng giải pháp về kỹ thuật lâm sinh, thủy lợi, cơ chế chính sách trong khôi phục và phát triển RNM. Đề tài đã xây dựng được bộ tiêu chí đánh giá chất lượng RNM có cơ sở khoa học và thực tiễn trên cơ sở phương pháp thống kê từ các nghiên cứu đã công bố trong và ngoài nước về chất lượng RNM, phương pháp khảo sát thực địa và phỏng vấn người dân địa phương, phương pháp chuyên gia. Các kết quả nghiên cứu đã được phân tích, tổng hợp để đề xuất được bộ Tiêu chí đánh giá chất lượng RNM. Bộ 6 tiêu chí đánh giá chất lượng RNM đã được chọn lựa như: tiêu chí độ che phủ của RNM; tiêu chí kết cấu đồng nhất của RNM; tiêu chí mật độ trung bình của RNM; tiêu chí sinh khối RNM; tiêu chí thành phần loài; và tiêu chí tình trạng cây ngập mặn.
(3) Giải pháp mềm (tường mềm giảm sóng, gây bồi) hỗ trợ hữu hiệu cho giải pháp phát triển RNM tại các vị trí xói lở bờ biển. Là giải pháp có khả năng gây bồi tốt (30-40 cm/năm), điều kiện áp dụng phù hợp, hiệu quả kinh tế tốt do giá thành xây dựng thấp (5-10 triệu đồng/m). Là giải pháp sinh học thân thiện với môi trường.
(4) Đề xuất được một số giải pháp trồng rừng ngập mặn phù hợp với đặc điểm lập địa (thuận lợi, khó khăn, rất khó khăn và đặc biệt khó khăn). Nhận thức được tầm quan trọng của một trong những giải pháp bảo tồn, phục hồi RNM được đề xuất là nâng cao nhận thức của người dân và cán bộ quản lý RNM tại địa phương, nhóm thực hiện đề tài đã hiện thực hóa các thông tin về hiện trạng phân bố, biến động, chất lượng RNM , thông tin dự báo biến động RNM sẽ được hiển thị trên WebGIS. WebGIS được thành lập từ đề tài sẽ có đầy đủ các chức năng hiển thị, tra cứu và cập nhật các nội dung liên quan đến thông tin RNM tại hai khu vực thực nghiệm. Trang webgis được xây dựng mở, đảm bảo khả năng cập nhật được dữ liệu để hiện trạng chất lượng RNM được theo dõi thường xuyên.
7. BẢN ĐỒ DỰ BÁO BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT NGẬP MẶN 2 KHU VỰC NGHIÊN CỨU ĐẾN 2025
Phương pháp hồi quy logic mô phỏng sự thay đổi sử dụng đất dựa trên định lượng thực tế các mối quan hệ giữa hiện trạng sử dụng đất và các nhân tố liên quan đến sự thay đổi sử dụng đất hay là các nhân tố để đánh giá phù hợp đối với việc phân bố loại hình sử dụng đất cụ thể (bao gồm nhân tố tự nhiên và các nhân tố khác). Ngoài ra, mô hình này còn liên kết với động lực là mức độ cạnh tranh giữa các loại hình sử dụng đất. Sự thay đổi sử dụng đất tại một vị trí cụ thể (1 pixel) sẽ tùy thuộc vào mức độ tương quan giữa các nhân tố đánh giá phù hợp của pixel đó với 1 loại hình sử dụng đất cụ thể, mức độ tương quan càng cao thì càng phù hợp cho khả năng thay đổi sang loại sử dụng đất đó.
Mạng nơ ron nhân tạo được xây dựng từ những năm 1940. Với việc ứng dụng thuật toán lan truyền ngược (back propagation algorithm) năm 1988, ANN đã trở nên quen thuộc và được sử dụng nhiều trong ngành tài nguyên tài nguyên môi trường, đặc biệt là dự báo lớp phủ/sử dụng đất. Phương pháp ANN hiện là một trong các hệ thống có thể ra quyết định gần đây được nghiên cứu nhiều và cũng minh chứng được mức độ ổn định và là mô hình tương đối thành công khi so sánh với các mô hình dự báo truyền thống khác. Mô hình này hiện cũng được tích hợp vào các phần mềm GIS, được coi là một giải pháp mạnh trong các bài toán dự báo. Do ANN có ý nghĩa về mặt cấu trúc và kiến trúc học được mô phỏng giống não bộ con người và có thể chuyển đổi xử lý rất nhanh nhờ công nghệ máy tính hiện nay. Nên hiện tại ANN là phương pháp được sử dụng tương đối phổ biến và cũng mang lại độ tin cậy nhất định.
Kết quả mô phỏng năm 2025 cho khu vực Cà Mau sử dụng phương pháp ANN như sau:

Hình 13
Hình 14
Hình 13. Kết quả mô phỏng năm 2025 cho khu vực Cà Mau

8. CƠ SỞ DỮ LIỆU GIS VÀ WEBGIS VỀ CHẤT LƯỢNG RNM VÀ ĐÁNH GIÁ SỰ SUY THOÁI RNM QUA CÁC GIAI ĐOẠN
Để phục vụ mục tiêu hiện thực hóa các kết quả sản phẩm được thực hiện trong đề tài, nhóm nghiên cứu sẽ thành lập cơ sở dữ liệu RNM được xây dựng tại xã Đồng Rui, Huyện Tiên Yên, Tỉnh Quảng Ninh và xã Đất Mũi, Huyện Ngọc Hiển, Tỉnh Cà Mau trên cơ sở các sản phẩm bản đồ thành lập trong nghiên cứu. Các thông tin về hiện trạng phân bố, biến động, chất lượng RNM , thông tin dự báo biến động RNM sẽ được hiển thị trên WebGIS. WebGIS được thành lập từ đề tài sẽ có đầy đủ các chức năng hiển thị, tra cứu và cập nhật các nội dung liên quan đến thông tin RNM tại hai khu vực thực nghiệm. Với các file bản đồ được biên tập có khuôn dạng shape file, nhóm thực hiện đề tài sẽ xây dựng WebGIS trên nền tảng ArcGIS Server. Đây là nền tảng để xây dựng hệ thống thông tin địa lý (GIS) có quy mô lớn, trong đó các ứng dụng GIS được quản lý tập trung, hỗ trợ đa người dùng, tích hợp nhiều chức năng GIS mạnh. ArcGIS Server cung cấp một bộ các Web controls. Đây là các bộ chức năng này làm đơn giản đi các công đoạn xây dựng tích hợp bản đồ vào các ứng dụng Web, giúp cho các lập trình viên tập trung vào xây dựng các chức năng GIS theo mục đích của mình. ArcGIS Server hỗ trợ nhiều ngôn ngữ lập trình, bao gồm cả Java để phát triển các ứng dụng, dịch vụ Web.
Website được xây dựng với tên miền: www.rungngapman.vn

Hình 15
Hình 14. Giao diện Website được xây dựng

Nội dung hiển thị dựa trên CSDL được xây dựng dựa trên các lớp đối tượng về bản đồ địa hình, bản đồ hiện trạng sử dụng đất, bộ bản đồ cấu trúc RNM, bộ bản đồ chất lượng RNM và bộ bản đồ suy thoái chất lượng RNM tại xã Đồng Rui, Huyện Tiên Yên, Tỉnh Quảng Ninh và xã Đất Mũi, Huyện Ngọc Hiển, Tỉnh Cà Mau.
9. Bài báo và sách chuyên khảo đã công bố

Bảng 1. Các công trình khoa học được công bố

 

Tên bài báo

Tên tạp chí

Danh mục

Số ấn bản, số trang

Năm

1

Mangrove forest classification and above ground biomass estimation using atom search algorithm and adaptive neural fuzzy inference system

PLOS ONE

Link: https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0233110

Tạp chí quốc tế

Danh mục ISI

IF: 2.776

ISSN: 1932-6203

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0233110

2020

2

Monitoring Land-Cover Changes Using Multi-Temporal Sentinel-1 Data in U Minh Thuong National Park

FIG Working Week 2019

Hội thảo Quốc tế

ISBN 978-87-92853-90-5

 

2019

3

Ứng dụng phương pháp viễn thám và trắc lượng hình thái trong phân tích ảnh hưởng của thay đổi lớp phủ thực vật và phân mảnh môi trường sống

Tạp chí Khoa học Đo đạc và Bản đồ

Tạp chí trong nước

ISSN: 0866-7705

46, 7-13

2020

4

Nguyên cứu cơ sở khoa học trong lựa chọn chỉ số cảnh quan phù hợp phục vụ công tác giám sát biến đổi cấu trúc rừng ngập mặn. Thục hiện tại rừng ngập mặn mũi Cà Mau 

Tạp chí Khoa học Đo đạc và Bản đồ

Tạp chí trong nước

ISSN: 0866-7705

42, 20-25

2019

5

Nghiên cứu ứng dụng phương pháp học máy (Machine Learning) trong phân loại rừng ngập mặn trên ảnh viễn thám SPOT6 với khu vực thử nghiệm tại Tỉnh Cà Mau

Tạp chí Khoa học Đo đạc và Bản đồ

Tạp chí trong nước

ISSN: 0866-7705

39, 15-19

2019

10. Kết quả tham gia đào tạo
10.1. Tiến sĩ
[1]. Phạm Văn Mạnh, đề tài luận án: “Ứng dụng công nghệ viễn thám và phương pháp trắc lượng hình thái trong nghiên cứu đô thị hóa”, Ngành Bản đồ viễn thám (2020).
10.2. Thạc sĩ
[1]. Trần Hoàng Minh, đề tài luận văn “Nghiên cứu xây dựng bản đồ phân vùng nguy cơ cháy rừng bằng công nghệ viễn thám và GIS”, Ngành Bản đồ viễn thám (2019).
11. Tình hình chuyển giao công nghệ
Kết quả của đề tài đã được chuyển giao cho Cục Bảo tồn thiên nhiên và Đa dạng sinh học, Tổng cục Môi trường, Bộ Tài Nguyên và Môi Trường.
12. Kết quả của đề tài được lưu trữ tại
- Thư viện Đại học Quốc gia Hà Nội
- Văn phòng Chương trình KHCN Vũ trụ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt nam
- Cục thông tin khoa học và công nghệ Quốc gia.