GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
Mục tiêu của đề tài
2.1.1 Mục tiêu tổng quát Đề tài được thực hiện nhằm mục đích đánh giá được mức độ hạn và xác định các vùng đất trồng lúa có nguy cơ hạn hán, ảnh hưởng của hạn hán đến biến động diện tích đất trồng lúa ở huyện Hòa Vang, thành phố Đà Nẵng.
- Xác định được mức độ hạn thông qua chỉ số chuẩn hóa giáng thủy (SPI) ở huyện Hòa Vang;
- Phân tích được sự thay đổi sử dụng đất trồng lúa ở địa bàn huyện Hòa Vang giai đoạn
1997 - 2016 ứng dụng GIS và viễn thám;
- Đánh giá được ảnh hưởng của hạn hán đến thay đổi diện tích đất trồng lúa ở địa bàn nghiên cứu.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu được thu hẹp là là diện tích đất trồng lúa vụ Đông Xuân và
Vụ Hè Thu tại huyện Hòa Vang, Thành phố Đà Nẵng, chủ yếu diễn ra trên diện tích đất trồng lúa Tuy nhiên, vụ này thường bị ảnh hưởng nặng nề bởi hiện tượng hạn hán, gây khó khăn cho nông dân trong việc canh tác và sản xuất lương thực.
- Dữ liệu khí tượng và thủy văn thuộc vùng nghiên cứu.
- Phạm vi thời gian: từ ngày 1/2017 đến ngày 12/2017
- Phạm vi không gian: Địa bàn Huyện Hòa Vang - Thành phố Đà Nẵng.
Nội dung nghiên cứu
- Thực trạng hạn hán thông qua chỉ số chuẩn hóa giáng thủy (SPI) ở huyện Hòa Vang.
- Biến động sử dụng đất trồng lúa ở huyện Hòa Vang trong giai đoạn 1997-2016.
- Ảnh hưởng của hạn hán đến thay đổi diện tích đất trồng lúa ở huyện Hòa Vang.
- Các giải pháp pháp nhằm giảm thiểu sự ảnh hưởng của hạn hán đến thay đổi diện tích đất trồng lúa ở huyện Hòa Vang.
Phương pháp nghiên cứu
2.4.1 Phương pháp thu thập số liệu
Thu thập số liệu liên quan đến điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội, hiện trạng sử dụng đất và tài liệu về diện tích đất trồng lúa tại phòng Tài nguyên và Môi trường huyện là bước quan trọng nhằm đánh giá và quản lý hiệu quả tài nguyên đất.
Thu thập các tài liệu của cơ quan Nhà nước ở cấp Trung ương và địa phương về chính sách quản lý nguồn nước tưới là cần thiết để đảm bảo hiệu quả trong hoạt động quản lý nước tại huyện Việc này giúp nắm bắt các quy định, hướng dẫn và chiến lược liên quan, từ đó nâng cao chất lượng và hiệu quả sử dụng nguồn nước tưới cho sản xuất nông nghiệp.
Kế thừa số liệu thống kê và kiểm kê từ các cơ quan ban ngành trên địa bàn huyện, bao gồm dữ liệu số và các loại bản đồ cùng với các văn bản pháp lý liên quan đến đề tài.
2.4.2 Phương pháp tính chỉ số hạn hán
Chỉ số hạn hán SPI (Standardized Precipitation Index), được McKee và cộng sự giới thiệu vào năm 1993, hiện đang được áp dụng rộng rãi trong các nghiên cứu về hạn hán toàn cầu SPI được tính bằng cách so sánh lượng mưa thực tế với giá trị trung bình nhiều năm, sau đó chia cho độ lệch tiêu chuẩn, giúp đánh giá tình trạng hạn hán trong khu vực nghiên cứu một cách chính xác.
Trong đó: R là lượng mưa thực tế;
R´ là lượng mưa trung bình nhiều năm (thời đoạn tính); σ là độ lệch tiêu chuẩn.
Chỉ số SPI được tính toán dựa trên xác suất của lượng mưa quan trắc cho các
(2.1) khoảng thời gian khác nhau như 1 tháng, 3 tháng, 6 tháng, 12 tháng
Bảng 2.1 Phân ngưỡng mức độ hạn hán dựa vào chỉ số SPI
Phân ngưỡng hạn Giá trị của SPI
2.4.3 Phương pháp giải đoán ảnh viễn thám
Tư liệu ảnh viễn thám từ các nguồn như RapidEye và Landsat TM5 được sử dụng để xây dựng bản đồ hiện trạng và biến động sử dụng đất trồng lúa.
Bảng 2.2 Nguồn dữ liệu viễn thám để thành lập bản đồ biến động đất trồng lúa
STT Tên dữ liệu ID ảnh Ngày chụp Độ phân giải (m)
5 Ảnh Landsat 5 TM LT51250492006159BKT01 8/6/2006 30 x 30
6 Ảnh Landsat 5 TM LT51250491997134BKT00 14/05/1997 30 x 30
- Ảnh RapidEye: Ảnh RapidEye được cung cấp bởi Dự án Nghiên cứu
"RapidPlanning" là một dự án được thực hiện bởi Trường Đại học Tuebingen của Đức, sử dụng ảnh RapidEye được mua từ Trung tâm Hàng Không Vũ trụ Đức với sự tài trợ kinh phí của Bộ Kinh tế và Năng lượng và Bộ Giáo dục và Nghiên cứu Đức.
- Ảnh Landsat: được tải miễn phí từ trang web https://earthexplorer.usgs.gov/
- Các ảnh viễn thám được giải đoán để thành lập bản đồ hiện trạng và bản đồ biến động đất trồng lúa theo quy trình sau:
Tư liệu viễn thám Số liệu điều tra thực địa
Sơ đồ 2.1 Quy trình giải đoán ảnh viễn thám được áp dụng trong đề tài
Dữ liệu mưa trong nghiên cứu này được thu thập từ ảnh viễn thám TRMM (Tropical Rainfall Measurement Mission), một vệ tinh đo mưa vùng nhiệt đới được NASA và JAXA hợp tác phát triển từ năm 1997 TRMM sử dụng vệ tinh LEO để đo mưa với độ chính xác cao Kể từ ngày 27/02/2014, vệ tinh GPM (Global Precipitation Measurement Core Observatory) đã thay thế TRMM, với sự tham gia của nhiều cơ quan vũ trụ quốc tế như CNES, ISRO, NOAA và EUMETSAT Dữ liệu mưa từ TRMM được tải về từ trang web http://waterdata.dhigroup.com và nghiên cứu này sử dụng 4 trạm TRMM để nội suy và xây dựng bản đồ phân bố hạn hán, với vị trí các trạm được thể hiện trong Hình 2.1.
Tăng cường chất lượng ảnh
Chọn vùng mẫu Nắn chỉnh hình học
Phân loại có kiểm định
Tính số liệu thống kê vùng mẫu Đánh giá độ chính xác
Thành lập bản đồ hiện trạng đất trồng lúa và biến động đất trồng lúa
Phần mềm SPI-SL-6 Phần mềm SPI-SL-6
Dữ liệu mưa vệ tinh Dữ liệu mưa quan trắc
Hình 2.1 Sơ đồ các trạm quan trắc mô phỏng và quan trắc về lượng mưa 2.4.4 Phương pháp ứng dụng GIS
Nghiên cứu này áp dụng các công cụ phân tích không gian trong phần mềm ArcGIS để tạo ra bản đồ đất trồng lúa và xác định diện tích đất trồng lúa theo từng xã tại huyện Hòa Vang.
P: là bản đồ chồng lớp; xi: trọng số của yếu tố i;
Bên cạnh đó, ArcGIS còn được sử dụng để biên tập các bản đồ sản phẩm trong quá trình thực hiện đề tài.
2.4.5 Phương pháp xử lý số liệu
Bản đồ Hệ thống thủy văn Phỏng vấn, điều tra, khảo sát
Bản đồ hạn hán khí tượng
Bản đồ hiện trạng hạn hán đất trồng lúa giai đoạn 1997 - 2016
- Phương pháp tính trọng số:
Dựa vào tài liệu tham khảo trong và ngoài nước về hạn hán và kết quả thảo luận với các chuyên gia, các yếu tố ảnh hưởng đến hạn hán đã được xếp hạng từ 1 đến 4 Lượng mưa được xác định là yếu tố quan trọng nhất với mức độ 1, tiếp theo là mật độ sông với mức độ 2, độ dốc ở mức 3, và loại đất có mức độ quan trọng thấp nhất là 4 Trọng số của từng yếu tố được tính toán theo phương pháp Ranking theo công thức 2.3.
Công thức tính trọng số theo phân hạng thẳng:
+ wj là trọng số của tiêu chí j (0 < wj