Quản lý tài nguyên bằng công cụ mã nguồn mở Orfeo Toolbox. Nghiên cứu tình huống rừng quốc gia Tam Đảo

Qua bài viết "Quản lý tài nguyên bằng công cụ mã nguồn mở Orfeo Toolbox. Nghiên cứu tình huống rừng quốc gia Tam Đảo" nhóm tác giả minh chứng khả năng khai thác công cụ mã nguồn mở Orfeo Toolbox trong việc phân tích và xử lý ảnh hướng đối tượng để khoanh định chính xác các diện tích rừng và đất rừng cũng như kiểm nghiệm khả năng triển khai mở rộng cho Việt Nam. Kết quả nghiên cứu vùng Vườn quốc gia Tam Đảo cho thấy, phương pháp phân tích từ Orfeo Toolbox đạt độ chính xác cao và đạt 93,7%. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Quản lý tài nguyên bằng công cụ mã nguồn mở Orfeo Toolbox. Nghiên cứu tình huống rừng quốc gia Tam Đảo HỘI NGHỊ TOÀN QUỐC KHOA HỌC TRÁI ĐẤT VÀ TÀI NGUYÊN VỚI PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG (ERSD 2022) Quản lý tài nguyên bằng công cụ mã nguồn mở Orfeo Toolbox. Nghiên cứu tình huống rừng quốc gia Tam Đảo. Hạ Quang Hưng1,*, Hạ Phú Thịnh2, Nguyễn Đình Thưởng2, Đỗ Thị Minh Tâm2 1 Trường Đại học Fulbright Việt Nam 2 Công ty Luật TNHH Đại HàTÓM TẮTTrong bối cảnh nạn chặt phá rừng và lấn chiếm đất phòng hộ đang ngày càng phổ biến ở Việt Nam, việcquản lý và giám sát tài nguyên rừng và đất đai quốc gia đang là một nhiệm vụ đầy thách thức. Mặc dùnhận được nhiều sự quan tâm và đầu tư trong những năm qua, nhưng nguồn nhân lực và công cụ hỗ trợcông tác quản lý và giám sát tài nguyên ở Việt Nam đang vô cùng thiếu và kém hiệu quả. Do vậy, phântích và đánh giá định lượng tư liệu viễn thám, đặc biệt là các loại tư liệu miễn phí như Landsat haySentinel-1 và Sentinel-2, để phục vụ công tác quản lý tài nguyên rừng và đất đai là một lựa chọn vô cùnghiệu quả cho Việt Nam.Ở đây, chúng tôi minh chứng khả năng khai thác công cụ mã nguồn mở Orfeo Toolbox trong việc phântích và xử lý ảnh hướng đối tượng để khoanh định chính xác các diện tích rừng và đất rừng cũng nhưkiểm nghiệm khả năng triển khai mở rộng cho Việt Nam. Kết quả nghiên cứu vùng Vườn quốc gia TamĐảo cho thấy, phương pháp phân tích từ Orfeo Toolbox đạt độ chính xác cao và đạt 93,7%. Đồng thời,cách tiếp cận này tỏ ra hiệu quả khi yêu cầu các thiết bị máy tính có cấu hình thấp nhưng vẫn xử lý đượclượng dữ liệu lớn.Từ khóa: Vườn quốc gia Tam Đảo; quản lý tài nguyên rừng và đất đai; phân tích ảnh hướng đối tượng;mã nguồn mở; Orfeo Toolbox.1. Đặt vấn đề Trong những năm gần đây, vấn đề quản lý hiệu quả các nguồn tài nguyên thiên nhiên, đặc biệt là tàinguyên rừng và tài nguyên đất đai ở những nơi quanh rừng đang ngày càng trở nên cấp thiết do sự xa xôivà khó tiếp cận tới tài nguyên rừng cũng như sự hạn chế của các loại phương tiện và thiết bị được sử dụngđể giám sát tài nguyên rừng và đất đai. Việt Nam đang trên đà phát triển kinh tế và mở rộng đô thị một cách mạnh mẽ, rất nhiều phần đất rừnghoặc đất phòng hộ đang bị lấn chiếm hoặc chuyển đổi mục đích sử dụng một cách thiếu kiểm soát thànhđất ở hoặc đất kinh doanh. Bộ Tài nguyên và Môi trường cũng như các cơ quan liên quan khác của chínhPhủ Việt Nam đã có nhiều nỗ lực nâng cao năng lực quản lý, giám sát cũng như bảo vệ tài nguyên, tuynhiên nạn xâm hại và khai thác quá mức tài nguyên thiên nhiên (như khoáng sản rắn, rừng và đất đai)đang ngày càng trở nên phổ biến và lan rộng trên quy mô cả nước. Tháng 06/2022, tình trạng xây dựngtrái phép, chặt phá cây rừng trở nên nghiêm trọng ở xã Đạo Trù, huyện Tam Đảo (Hà Nội) (Thế Kha,2022), thị trấn Thanh Lãng, huyện Bình Xuyên (Hà Nội (Trần Hoàng, 2022). Nạn lấn chiếm và chuyểnđổi mục đích sử dụng đất rừng trái phép thành đất ở, đất du lịch hoặc kinh doanh cũng diễn ra phổ biến vàtrên quy mô lớn ở nhiều địa phương khác như tại xã Phước Dinh, huyện Thuận Nam (Ninh Thuận) vàotháng 08/2022 (Duy Ngọc, 2022), huyện Vĩnh Thạnh (Bình Định) vào tháng 07/2022 (Trương Định,2022), hay tại rừng tràm U Minh Thượng (Kiên Giang) vào tháng 09/2022 (Mộc Minh, 2022). Điểm đặc trưng liên quan đến nạn chặt phá hoặc lấn chiếm rừng và chuyển đổi sử dụng đất trái phép làdo các cơ quan chức năng như kiểm lâm, tài nguyên - môi trường, nông nghiệp và phát triển nông thônthiếu lực lượng chuyên trách hoặc do thiếu các công cụ hoặc công nghệ cần thiết để giám sát liên tục cácloại tài nguyên như rừng hoặc đất rừng. Đáng lưu ý hơn là khi có tranh chấp về quyền sử dụng đất liênquan đến điều 101 (Luật Đất đai 2013) quy định về việc cấp Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất, quyềnsở hữu nhà ở và tài sản khác gắn liền với đất: “… hộ gia đình, cá nhân đang sử dụng đất …có đất xácnhận là người đã sử dụng đất ổn định, không có tranh chấp thì được cấp Giấy chứng nhận….”, nhiềuphần được người dân sử dụng trong lịch sử nhưng gặp vướng mắc về giấy tờ pháp lý liên quan đến cácquyền về đất (ví dụ trường hợp điển hình ở huyện U Minh, tỉnh Kiên Giang (Kim Hà, 2022)).* Tác giả liên hệEmail: hung.ha@fulbright.edu.vn 418 Để xác định được giá trị pháp lý của việc sử dụng đất trong lịch sử, yêu cầu phải có dữ liệu đo đạchoặc bản đồ sử dụng đất trong quá khứ. Trong vụ tranh chấp sử dụng đất rừng ở huyện U Minh, căn cứ đểcơ quan chức năng giải quyết là sử dụng các tư liệu ảnh vệ tinh Landsat thu chụp trong quá khứ trong giaiđoạn 1983-1990. Mặc dù cách tiếp cận này dựa vào cơ sở khoa học vững chắc từ công nghệ viễn thám,nhưng quy trình xử lý và phân tích mới chỉ dừng lại ở những nội dung giải đoán và điều vẽ bằng mắtthường hoặc phân loại sử dụng đất dựa vào giá trị theo từng pixel ảnh (pixel-based image analysis). Trong bối cảnh giá trị của đất (kể cả đất rừng hay đất nông thôn) đang tăng lên theo từng ngày tínhtheo đơn vị mét vuông thì cách phân tích và lập bản đồ sử dụng đất dựa vào pixel (từ tư liệu Landsat độphân giải 30 x 30 m hoặc Sentinel-2 độ phân giải 10 x 10 m) sẽ có sai số khá lớn từ vài mét hoặc thậm chítới vài chục hoặc vài trăm mét vuông trên mỗi thửa đất. Như vậy, cách thức phân loại sử dụng đất tự độnghướng đối tượng (object-based image analysis) nhằm khoanh biên của các đối tượng trên ảnh trước khiphân loại sử dụng đất sẽ nâng cao được độ chính xác của các nhóm sử dụng đất trên từng thửa đất. Cáccông cụ phân loại sử dụng đất hướng đối tượng đã có trên thị trường từ nhiều năm qua với điển hình là e-Cognition. Tuy nhiên e-Cognition là công cụ thương mại có giá thành cao nên khó triển khai đại trà tớicác sở, ban, ngành ở các địa phương ở Việ ...