1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Ứng dụng mô hình oryza2000 kết hợp ảnh viễn thám MODIS thành lập bản đồ năng suất lúa tỉnh sóc trăng

92 576 7

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 92
Dung lượng 3,63 MB

Nội dung

Ứng dụng mô hình oryza2000 kết hợp ảnh viễn thám MODIS thành lập bản đồ năng suất lúa tỉnh sóc trăng Ứng dụng mô hình oryza2000 kết hợp ảnh viễn thám MODIS thành lập bản đồ năng suất lúa tỉnh sóc trăng Ứng dụng mô hình oryza2000 kết hợp ảnh viễn thám MODIS thành lập bản đồ năng suất lúa tỉnh sóc trăng Ứng dụng mô hình oryza2000 kết hợp ảnh viễn thám MODIS thành lập bản đồ năng suất lúa tỉnh sóc trăng Ứng dụng mô hình oryza2000 kết hợp ảnh viễn thám MODIS thành lập bản đồ năng suất lúa tỉnh sóc trăng Ứng dụng mô hình oryza2000 kết hợp ảnh viễn thám MODIS thành lập bản đồ năng suất lúa tỉnh sóc trăng Ứng dụng mô hình oryza2000 kết hợp ảnh viễn thám MODIS thành lập bản đồ năng suất lúa tỉnh sóc trăng Ứng dụng mô hình oryza2000 kết hợp ảnh viễn thám MODIS thành lập bản đồ năng suất lúa tỉnh sóc trăng Ứng dụng mô hình oryza2000 kết hợp ảnh viễn thám MODIS thành lập bản đồ năng suất lúa tỉnh sóc trăng Ứng dụng mô hình oryza2000 kết hợp ảnh viễn thám MODIS thành lập bản đồ năng suất lúa tỉnh sóc trăng Ứng dụng mô hình oryza2000 kết hợp ảnh viễn thám MODIS thành lập bản đồ năng suất lúa tỉnh sóc trăng Ứng dụng mô hình oryza2000 kết hợp ảnh viễn thám MODIS thành lập bản đồ năng suất lúa tỉnh sóc trăng Ứng dụng mô hình oryza2000 kết hợp ảnh viễn thám MODIS thành lập bản đồ năng suất lúa tỉnh sóc trăng Ứng dụng mô hình oryza2000 kết hợp ảnh viễn thám MODIS thành lập bản đồ năng suất lúa tỉnh sóc trăng

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN

--

NGÔ HỮU LỢI

ỨNG DỤNG MÔ HÌNH ORYZA2000 KẾT HỢP ẢNH VIỄN THÁM MODIS THÀNH LẬP

BẢN ĐỒ NĂNG SUẤT LÚA

TỈNH SÓC TRĂNG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP CAO HỌC NGÀNH QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI

Năm 2015

Trang 2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA MÔI TRƯỜNG VÀ TÀI NGUYÊN THIÊN NHIÊN

--

NGÔ HỮU LỢI

ỨNG DỤNG MÔ HÌNH ORYZA2000 KẾT HỢP ẢNH VIỄN THÁM MODIS THÀNH LẬP

BẢN ĐỒ NĂNG SUẤT LÚA

Trang 3

Luận văn này, với đề tựa là“Ứng dụng mô hình Oryza2000 kết hợp ảnh

viễn thám MODIS thành lập bản đồ năng suất lúa tỉnh Sóc Trăng” do học viên

Ngô Hữu Lợi thực hiện theo sự hướng dẫn của Gs Ts Ngô Ngọc Hưng Luận văn

đã báo cáo và được Hội đồng chấm luận văn thông qua ngày………

Trang 4

ii

LỜI CẢM TẠ

Trãi qua thời gian học tập tại trường Đại học Cần Thơ đã giúp tôi hoàn thiện thêm kiến thức chuyên ngành của mình Để được kết quả như ngày hôm nay ngoài sự nổ lực của bản thân, là sự giúp đỡ tận tình của quý thầy cô, gia đình, bạn bè

Tôi xin chân thành cảm ơn đến thầy Ngô Ngọc Hưng đã tận tình hướng dẫn và tạo điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thành đề tài luận văn tốt nghiệp của mình một cách thuận lợi; thầy Võ Quang Minh và quý thầy cô Bộ môn Tài nguyên Đất đai, khoa Môi trường và Tài nguyên Thiên nhiên, cùng toàn thể quý thầy cô giảng dạy lớp Cao học Quản lý Đất đai K20 đã truyền đạt những kiến thức sâu rộng cho tôi làm hành trang sau này phục vụ cho xã hội, cho đất nước

Các bạn lớp Cao học Quản lý Đất đai K20 đã động viên, tạo niềm tin và giúp đỡ chúng tôi trong suốt thời gian qua

Cuối cùng kính gởi lòng biết ơn sâu sắc đến Cha, Mẹ và người thân đã động viên nhắc nhở con trong suốt quá trình học tập và tạo điều kiện tốt nhất để con có kết quả như ngày hôm nay

Chân thành cảm ơn!

Ngô Hữu Lợi

Trang 5

iii

LÝ LỊCH KHOA HỌC

I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC

Họ và tên: Ngô Hữu Lợi Giới tính: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 26/10/1990 Nơi sinh: Cần Thơ

Quê quán: Cờ Đỏ - Cần Thơ Dân tộc: Kinh

Thường trú: số 48, ấp Thới Hữu, xã Thới Đông, huyện Cờ Đỏ, TP.Cần Thơ Điện thoại di động: 0982 866 255 E-mail: hloiproct90@gmail com

II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO

1 Cao đẳng

Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo: 2008 - 2011

Nơi học: Cao đẳng Kinh tế - Kỹ thuật Cần Thơ

Ngành học: Quản lý Đất đai

Tên môn thi tốt nghiệp: Quy hoạch sử dụng đất, Đo đạc địa chính

Người hướng dẫn: Nguyễn Doanh Quyền, Phạm Văn Bé

2 Đại học

Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo: 2011 – 2013

Nơi học: Đại học Cần Thơ

Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo: 2013 - 2015

Nơi học: Đại học Cần Thơ

Ngành học: Quản lý Đất đai

Tên luận văn: Ứng dụng ảnh Viễn thám Modis kết hợp mô hình Oryza2000 thành lập bản đồ năng suất lúa tỉnh Sóc Trăng

Người hướng dẫn: Gs.Ts Ngô Ngọc Hưng

4 Trình độ ngoại ngữ : Anh văn trình độ B quốc gia, trình độ B1 khung

tham chiếu Châu Âu

Trang 6

iv

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân Các số liệu, kết quả trình bày trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào trước đây

Tác giả luận văn

Ngô Hữu Lợi

Trang 7

v

TÓM TẮT

Nghiên cứu này sử dụng phương pháp giải đoán ảnh viễn thám Modis (MOD09Q1) độ phân giải 250m, chu kỳ lặp 8 ngày để theo dõi biến động cơ cấu mùa vụ ở tỉnh Sóc Trăng từ tháng 9/2012 đến tháng 12/2013 Kết quả giải đoán

đã được kiểm tra thực địa nhằm đánh giá khả năng sử dụng ảnh Modis trong nghiên cứu thành lập bản đồ cơ cấu mùa vụ cũng như qua đó theo dõi các giai đoạn sinh trưởng của cây lúa nghiên cứu cho thấy khả năng ứng dụng của ảnh viễn thám Modis trong theo dõi sinh trưởng của cây lúa với độ chính xác cao Việc giải đoán ảnh sau đó được kết hợp với mô hình dự báo năng suất lúa Oryza2000 để dự báo sản lượng lúa Với 9 điểm thu mẫu hiện trạng và năng suất thu hoạch kết quả được đánh giá, so sánh với số liệu thống kê tại địa phương có

sự tương quan cao Điều này cho thấy khả năng ứng dụng ảnh viễn thám Modis (MOD09Q1) kết hợp với mô hình Oryza2000 để theo dõi tình hình sản xuất lúa trên một phạm vi rộng lớn, cấp vùng hoặc cấp quốc gia Kết quả nghiên cứu có thể làm nền tảng thực hiện các nghiên cứu tiếp theo vào công tác theo dõi diện tích, đề ra chính sách sản xuất lúa một cách hiệu quả tại tỉnh Sóc Trăng nói riêng

và ĐBSCL nói chung

Từ khóa: Oryza2000, ảnh viễn thám Modis, sinh trưởng lúa

Trang 8

vi

ABSTRACT

This research method is used MODIS remote sensing image interpretation (MOD09Q1) resolution of 250m, cycle repeats 8 days to track seasonal changes structure in Soc Trang from month 9/2012 to month 12/2013 Results interpretation has been field testing to assess usability research MODIS mapping crop structure and thereby track the growth stage of the rice plant Research shows that the applicability of MODIS remote sensing in monitoring the growth

of rice plants with high accuracy The image interpretation then be combined with predictive models to yield Oryza2000 forecast paddy output With 9-point sampling status and yield results are evaluated, compared with the statistics locally high correlation This suggests that the ability MODIS remote sensing applications (MOD09Q1) model combined with Oryza2000 to monitor rice production on a large scale, regional or national level Research results can implement the platform further studies on the monitoring area, set rice production policies effective in Soc Trang province in particular and the region

in general

Key words: Oryza2000, sensing image MODIS, growing rice

Trang 9

vii

MỤC LỤC

CHẤP THUẬN LUẬN VĂN CỦA HỘI ĐỒNG i

LỜI CẢM TẠ ii

LÝ LỊCH KHOA HỌC iii

LỜI CAM ĐOAN iv

TÓM TẮT v

ABSTRACT vi

MỤC LỤC vii

Danh sách bảng x

Danh sách hình xi

Danh mục từ viết tắt xiv

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu 1

1.2.1 Mục tiêu tổng quát 1

1.2.2 Mục tiêu cụ thể 1

1.2.3 Phạm vi nghiên cứu 2

1.3 Ý nghĩa nghiên cứu 2

1.4 Thời gian thực hiện 2

CHƯƠNG 2 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 3

2.1 Định nghĩa đất đai 3

2.2 Vai trò đất đai 4

2.3 An ninh lương thực 4

2.4 Mô hình Oryza2000 6

2.5 Tổng quan ảnh viễn thám 10

2.5.1 Khái niệm ảnh viễn thám 10

2.5.2 Nguyên lý cơ bản của viễn thám 11

2.5.3 Ảnh viễn thám Modis 12

2.5.4 Ảnh chỉ số thực vật (Normal Different Vegetation Index - NDVI) 12

2.6 Các giai đoạn sinh trưởng của cây lúa 13

2.7 Một số nghiên cứu ứng dụng trong và ngoài nước 15

Trang 10

viii

2.8 Đặc điểm vùng nghiên cứu 17

2.8.1 Vị trí địa lý 17

2.8.2 Đặc điểm địa hình 18

2.8.3 Khí hậu 18

2.8.4 Tài nguyên thiên nhiên 19

2.8.5 Hệ thống sông ngòi 19

2.8.6 Tình hình sản xuất lúa của tỉnh Sóc Trăng 19

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG TIỆN, PHƯƠNG PHÁP 21

3.1 Phương tiện 21

3.2 Phương pháp 21

3.2.1 Phương pháp kế thừa số liệu 21

3.2.2 Phương pháp thu thập ảnh MODIS 21

3.2.3 Phương pháp chọn mẫu nghiên cứu 23

3.2.4 Phương pháp xác định năng suất thực tế ngoài đồng 25

3.2.5 Thành lập bản đồ cơ cấu mùa vụ và phân bố năng suất 27

3.2.6 Phương pháp kiểm tra 28

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ THẢO LUẬN 29

4.1 Xử lý ảnh Modis 29

4.2 Thành lập bản đồ hiện trạng cơ cấu mùa vụ canh tác lúa tỉnh Sóc Trăng 2013 36 4.3 Mô phỏng năng suất lúa bằng mô hình Oryza2000 44

4.3.1 Dữ liệu đầu vào Oryza2000 44

4.3.2 Các bước sử dụng Oryza2000 46

4.3.3 Kết quả mô phỏng năng suất 47

4.3.4 Năng suất thu thực tế 50

4.4 Thành lập bản đồ phân bố năng suất lúa tỉnh Sóc Trăng 51

4.4.1 Phân bố năng suất vụ Đông Xuân 51

4.4.2 Phân bố năng suất vụ Xuân Hè 53

4.4.3 Phân bố năng suất vụ Hè Thu 55

4.5 Đánh giá độ tin cậy 57

Trang 11

ix

4.5.1 Độ chính xác của quá trình giải đoán 57

4.5.2 Diện tích xuống giống và sản lượng lúa 58

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 60

5.1 Kết luận 60

5.1 Kiến nghị 60

TÀI LIỆU THAM KHẢO 61

PHỤ LỤC 64

Trang 12

x

Danh sách bảng

Bảng 2 1 Modu Oryza2000 đƣợc thực hiện và yêu cầu các tập tin

dữ liệu đầu vào nhƣ là một chức năng cài đặt chuyển đổi chế độ chạy trong các tập tin dữ liệu thực nghiệm

9

Bảng 4.1 Bảng tiêu chuẩn sử dụng để phân loại cơ cấu sử dụng

Trang 13

Hình 3.2 Chọn vùng cần load ảnh và thời gian chụp ảnh 22 Hình 3.3 File ảnh MODIS cho phép được tải về 22 Hình 3.4 Vị trí các điểm thu mẫu tại tỉnh Sóc Trăng

Hình 3.5 Máy đo chỉ số diện tích lá (Ceptometer LP-80)

Hình 3.6 Diện tích khu vực lấy mẫu thu hoạch 26

Hình 3.8 Các bước xây dựng bản đồ phân bố năng suất 27 Hình 4.1 Ảnh Modis ĐBSCL trước và sau khi ghép lại 29 Hình 4.2 Ảnh được hiệu chỉnh về đúng toạ độ 30

Hình 4.5 Ảnh chỉ số thực vật NDVI 2013 tỉnh Sóc Trăng 33

Trang 14

xii

Hình 4.7 Phân loại không kiểm soát và phân lớp đối tƣợng 35

Hình 4.9 Quy trình chuyển đổi ảnh từ Raster sang Vector 36 Hình 4.10 Câu lệnh xem tập tin kết quả sau khi vector hoá 37 Hình 4.11 Thao tác xuất sang định dạng shp 37

Hình 4.12 Hiển thị dữ liệu trên phần mềm Mapinfo 38

Thu

55

Trang 15

xiii

Hình 4.26 Đánh giá độ tin cậy trên ENVI 57 Hình 4.27 Biểu đồ so sánh diện tích thực tế và giải đoán 58 Hình 4.28 Biểu đồ so sánh sản lƣợng thống kê và sản lƣợng ƣớc đoán 59

Trang 17

1

CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề

Việt Nam nói chung và Đồng bằng sông Cửu Long nói riêng có thế mạnh

về phát triển nông nghiệp Việc sản xuất nông nghiệp ngoài kinh nghiệm sản xuất của người dân thì năng suất lúa còn phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên ở nước

ta Vì vậy, vấn đề đặt ra hiện nay là làm thế nào có thể giữ vững và làm tăng năng suất lúa của khu vực Đồng bằng sông Cửu Long trong điều kiện biến đổi khí hậu của các tỉnh ven biển, đặc biệt Sóc Trăng là rất cần thiết Tuy nhiên, nếu chỉ nghiên cứu từ quan sát bằng mắt thường và theo dõi thực địa để đánh giá năng suất lúa sẽ mất rất nhiều thời gian, công sức và kinh phí thực hiện Hiện nay, công nghệ viễn thám với khả năng cung cấp thông tin trên nhiều kênh phổ

và đo chụp phủ vùng rộng lớn tại các thời điểm khác nhau đã và đang được ứng dụng rộng rãi trong nông nghiệp như xác định thành phần, cơ cấu cây trồng và kiểm kê diện tích trồng trọt, dự báo sản lượng, nghiên cứu độ ẩm của đất trồng và hiệu quả sử dụng nước trong nông nghiệp cũng như đánh giá thiệt hại mùa màng Trong đó việc ứng dụng ảnh viễn thám MODIS (MOD09Q1) đã được sử dụng rộng rãi ở nước ta vào công tác quản lý theo dõi cơ cấu mùa vụ Bên cạnh đó, với việc kết hợp mô hình dự đoán năng suất lúa Oryza2000 sẽ góp phần tiết kiệm được chi phí và nguồn nhân lực để thực hiện từ đó có thể ứng dụng vào thực tiễn

để quản lý và giám sát diện tích, năng suất và sản lượng lúa tại Việt Nam

Biến đổi khí hậu tất yếu dẫn đến những đặc tính đất đai, môi trường sản xuất sẽ ngày càng thay đổi làm ảnh hưởng năng suất lúa trong tương lai Vì vậy, nghiên cứu này dựa vào nhu cầu thực tế của vùng trồng lúa Sóc Trăng trong việc

áp dụng công nghệ vào việc quản lý và dự báo sản lượng lúa để đưa ra các chính

sách phù hợp Từ đó, đề tài “Ứng dụng mô hình Oryza2000 kết hợp ảnh viễn

thám MODIS thành lập bản đồ năng suất lúa tỉnh Sóc Trăng” được thực hiện

1.2 Mục tiêu và phạm vi nghiên cứu

1.2.1 Mục tiêu tổng quát

Sử dụng mô hình Oryza2000 kết hợp với công nghệ Viễn thám và GIS để giám sát quá trình sinh trưởng, phát triển của cây lúa qua đó dự báo năng suất và sản lượng lúa khu vực tỉnh Sóc Trăng nhằm đảm bảo vấn đề an ninh lương thực

1.2.2 Mục tiêu cụ thể

- Thành lập bản đồ hiện trạng cơ cấu mùa vụ tỉnh Sóc Trăng;

- Kết hợp mô hình Oryza2000 và ảnh viễn thám MODIS thành lập bản đồ phân bố năng suất lúa;

Trang 18

2

- Dự báo được sản lượng lúa làm cơ sở hoạch định chính sách an ninh lương thực phục vụ bảo hiểm nông nghiệp

1.2.3 Phạm vi nghiên cứu

Khu vực trồng lúa tỉnh Sóc Trăng

1.3 Ý nghĩa nghiên cứu

Ý nghĩa khoa học: Cung cấp phương pháp mới vào trong công tác giám sát diện tích và dự báo năng suất, sản lượng lúa

Ý nghĩa thực tiễn: Góp phần khẳng định và mở rộng khả năng ứng dụng phương pháp viễn thám vào việc giám sát mùa vụ và dự báo năng suất lúa phục

vụ an ninh lương thực cho địa phương

1.4 Thời gian thực hiện

Theo dõi quá trình sinh trưởng, phát triển và dự báo năng suất lúa của khu vực nghiên cứu từ tháng 9/2012 đến 9/2013

Trang 19

Tuy nhiên đến năm 1993, trong Hội nghị quốc tế về môi trường ở Rio de Janerio, Brazil, (1993), thì đất đai về mặt thuật ngữ khoa học được hiểu theo nghĩa rộng thì xác định đất đai là "diện tích cụ thể của bề mặt trái đất, bao gồm tất cả các cấu thành của môi trường sinh thái ngay trên bề mặt và dưới bề mặt đó, bao gồm: khí hậu bề mặt, thổ nhưỡng, dạng địa hình, mặt nước (hồ, sông, suối, đầm lầy), các lớp trầm tích sát bề mặt, cùng với nước ngầm và khoáng sản trong lòng đất, tập đoàn thực vật và động vật, trạng thái định cư của con người, những kết quả của con người trong quá khứ và hiện tại để lại (san nền, hồ chứa nước, hay hệ thống thoát nước, đường sá nhà cửa…)"

Như vậy đất đai có thể bao gồm:

* Điều kiện tự nhiên của đất đai

* Kết quả hoạt động của con người

- Mẫu hình ruộng canh tác

- Trạng thái định cư của con người

- Hệ thống thoát nước

- Đường sá

- Nhà cửa

Trang 20

4

2.2 Vai trò đất đai

Đất đai là tài sản quốc gia, là tư liệu sản xuất chủ yếu Trong quá trình lao động con người tác động vào đất đai để tạo ra các sản phẩm cần thiết phục vụ cho con người, vì vậy đất đai là sản phẩm của tự nhiên, là đối tượng lao động đồng thời cũng là sản phẩm lao động

Đất đai giữ một vai trò đặc biệt quan trọng, là tài nguyên quốc gia vô cùng quý giá, là tư liệu sản xuất đặc biệt, là thành phần quan trọng hàng đầu của môi trường sống, là địa bàn phân bố các khu dân cư, xây dựng các cơ sở kinh tế, văn hóa, xã hội, an ninh và quốc phòng

Sự khẳng định vai trò của đất đai như trên là hoàn toàn có cơ sở Đất đai là điều kiện chung đối với mọi quá trình sản xuất của các ngành kinh tế quốc doanh

và hoạt động của con người Đất đai là tài nguyên vô cùng quý giá, là điều kiện cho sự sống của động thực vật và con người trên trái đất Đất đai là điều kiện rất cần thiết để con người tồn tại và tái sản xuất các thế hệ kế tiếp nhau của loài người Bởi vậy việc sử dụng đất tiết kiệm có hiệu quả và bảo vệ lâu bền nguồn tài nguyên vô giá này là nhiệm vụ vô cùng quan trọng và cấp bách đối với mỗi quốc gia

Đất đai tham gia vào tất cả các ngành kinh tế của xã hội Tuy vậy, đối với từng ngành cụ thể đất đai có vị trí khác nhau Trong công nghiệp và các ngành khác ngoài nông nghiệp, trừ công nghiệp khai khoáng, đất đai nói chung làm nền móng, làm địa điểm, làm cơ sở để tiến hành các thao tác Trái lại, trong nông nghiệp đặc biệt là ngành trồng trọt đất đai có vị trí đặc biệt Đất đai là tư liệu sản xuất chủ yếu trong nông nghiệp, nó vừa là đối tượng lao động, vừa là tư liệu lao động

Theo Viện nghiên cứu quản lý kinh tế trung ương: an ninh lương thực của toàn dân tộc được hiểu là luôn luôn đảm bảo có sự cung cấp đầy đủ lương thực cho toàn dân tộc, đảm bảo trên phạm vi toàn quốc không ai bị đói và mọi người đều được hưởng thụ cuộc sống năng động và khỏe mạnh Để đảm bảo an ninh lương thực của một quốc gia thì quốc gia ấy phải đáp ứng được những điều kiện

cơ bản của an ninh lương thực nói chung, bao gồm:

Trang 21

5

- Sự sẵn có nguồn lương thực;

- Sự tiếp cận với nguồn lương thực;

- Sự ổn định của nguồn cung lương thực;

- Sự an toàn, chất lượng của nguồn lương thực cung ứng

Theo quan điểm toàn diện về an ninh lương thực của mỗi quốc gia, vấn đề không chỉ là sản xuất ra lượng lương thực để đáp ứng đủ nhu cầu tiêu dùng của người dân mà còn cần phải quan tâm đến cả ba vấn đề sau đây:

- Vấn đề sản xuất: Phải có đủ lương thực để cung cấp cho toàn xã hội trong mọi hoàn cảnh, ở tất cả các vùng miền, địa phương trong cả nước, tại mọi thời điểm

- Vấn đề phân phối: Phải có hệ thống cung ứng lương thực đến tay người tiêu dùng với mức giá mà cả người mua và người bán chấp nhận được

- Vấn đề thu nhập: Phải tạo điều kiện để mọi người đều có việc làm, có thu nhập để có đủ tiền mua lương thực đáp ứng nhu cầu của bản thân và gia đình Cũng theo Viện nghiên cứu quản lý kinh tế trung ương: ―Việc ổn định diện tích đất nông nghiệp là nhân tố quan trọng hàng đầu trong việc đảm bảo an ninh lương thực quốc gia hiện nay Nhận thức được tầm quan trọng của diện tích đất canh tác nông nghiệp, mới đây Chính phủ đã chính thức yêu cầu các địa phương hạn chế tối đa việc chuyển đổi đất nông nghiệp nhằm đảm bảo an ninh lương thực Theo đó, Chính phủ đã yêu cầu rà soát, kiểm tra đất đai trên toàn quốc Trong đó, chú trọng việc quản lý chặt chẽ đất nông nghiệp nói chung, đất trồng lúa nước nói riêng Bên cạnh đó, không xét duyệt quy hoạch chuyển đất chuyên trồng lúa nước sang sử dụng vào mục đích sản xuất, dịch vụ phi nông nghiệp ở những địa phương có điều kiện sử dụng các loại đất khác Trường hợp cần thiết phải chuyển đổi đất nông nghiệp, đặc biệt là đất trồng lúa nước, sang mục đích

sử dụng khác, hoặc khi thực hiện các dự án có ảnh hưởng đến khu vực đất sản xuất nông nghiệp liền kề, cần phải có các giải pháp sử dụng đất tiết kiệm và bảo đảm tính khả thi, an toàn cho sản xuất nông nghiệp‖

Từ vai trò đặc biệt quan trọng của an ninh lương thực đối với đời sống xã hội, Việt Nam đã xác định đảm bảo an ninh lương thực quốc gia là yếu tố quan trọng, là nền tảng để ổn định chính trị - xã hội, phát triển kinh tế bền vững Đại hội Đảng lần thứ X đã nêu: ―Thúc đẩy nhanh quá trình chuyển dịch cơ cấu nông nghiệp và kinh tế nông thôn, chuyển sang sản xuất các loại sản phẩm

có thị trường và hiệu quả kinh tế cao; đẩy mạnh thâm canh các loại cây trồng trên

cơ sở các quy trình sản xuất đồng bộ và tiên tiến; quy hoạch diện tích sản xuất

Trang 22

6

lương thực ổn định; bảo đảm an ninh lương thực; phát triển chăn nuôi quy mô lớn, an toàn dịch bệnh và bền vững về môi trường Xây dựng các vùng sản xuất nông sản hàng hóa tập trung gắn với việc chuyển giao công nghệ sản xuất‖ Đại hội Đảng lần thứ XI: ―Khai thác lợi thế của nền nông nghiệp nhiệt đới

để phát triển sản xuất hàng hóa lớn với năng suất, chất lượng, hiệu quả và khả năng cạnh tranh cao Tăng nhanh sản lượng và kim ngạch xuất khẩu nông sản, nâng cao thu nhập và đời sống nông dân, bảo đảm vững chắc an ninh lương thực quốc gia Xây dựng mô hình sản xuất kinh doanh phù hợp với từng loại cây, con Khuyến khích tập trung ruộng đất; phát triển trang trại, doanh nghiệp nông nghiệp phù hợp về quy mô và điều kiện của từng vùng Gắn kết chặt chẽ, hài hoà lợi ích giữa người sản xuất, người chế biến và người tiêu thụ, giữa việc áp dụng

kỹ thuật và công nghệ với tổ chức sản xuất, giữa phát triển nông nghiệp với xây dựng nông thôn mới‖

2.4 Mô hình Oryza2000

Theo Bouman (2001), Oryza2000 là một mô hình cây trồng, công cụ được

sử dụng để mô phỏng sự tăng trưởng, phát triển của lúa vùng đồng bằng dưới điều kiện tiềm năng sản xuất và hạn chế nước hoặc nitơ

Để mô phỏng tất cả những tình huống sản xuất này, một số module được kết hợp trong Oryza2000: module cho sự tăng trưởng cây trồng trên mặt đất, bốc hơi nước, động lực nitơ, cân bằng đất nước… Tất cả các module này liên kết và được lập trình trong môi trường mô phỏng FORTR N (FSE), môi trường này được phát triển bởi van Kraalingen vào năm 1995 (Bouman, 2001)

Oryza là một sản phẩm của hơn một thập kỷ cải tiến và thí nghiệm bởi các nhà khoa học khác nhau và các nhà nghiên cứu Truy tìm sự khởi đầu của nó từ một mô hình đơn giản cho sự tăng trưởng và sản xuất, về sau đã trở thành một công cụ toàn diện mô hình lúa được áp dụng để phân tích kịch bản khác nhau

Mô hình có khả năng mạnh mẽ về ước đoán hạn chế thời tiết, tăng trưởng

và năng suất lúa - tiềm năng tăng trưởng và năng suất Nó có khả năng tốt về ước lượng sự tăng trưởng và năng suất cây trồng trong điều kiện thực tế giới hạn nước hoặc điều kiện nitơ giới hạn Bên cạnh có thể được sử dụng để nghiên cứu quản lý mùa vụ lúa trên mặt nước (thủy lợi), phân đạm, sạ /cấy ngày Kế đến, có thể được sử dụng trong nghiên cứu định hướng ứng dụng như thiết kế của các kiểu cây trồng, việc phân tích các yếu tố ảnh hưởng năng suất, tối ưu hóa quản lý cây trồng, phân tích trước các tác động của biến đổi khí hậu đối với tăng trưởng cây trồng và phân vùng sinh thái nông nghiệp

Trang 23

D SETM

KD

SASTR

O SVPS1

SUWCM S2 SUBSL2

L SHRINK

SUWCH

K

SUMSK M2

SGPC1

SGPC2

SASTR

O SSKYC

Trang 24

8

Mục đích và tính hữu dụng của mô hình Oryza2000:

- Kiểm tra kiến thức và sự hiểu biết của nhà nghiên cứu

- Hỗ trợ phân tích dữ liệu thử nghiệm thông qua quá trình thí nghiệm

- Ngoại suy phát hiện thực nghiệm (thời gian, không gian)

- Tối ưu hóa quản lý

- Thiết kế lý tưởng hóa mùa vụ

- Phân tích chênh lệnh năng suất, dự đoán năng suất, dự báo những tác động biến đổi khí hậu vào phát triển cây trồng và sinh thái nông nghiệp

* Dữ liệu đầu vào, đầu ra các mô phỏng của mô hình Oryza2000

Mô hình tiềm năng sản xuất

Dữ liệu đầu vào:

- Dữ liệu thời tiết: nhiệt độ hàng ngày, bức xạ

- Dữ liệu thực nghiệm: ngày xuất hiện, mật độ…

- Dữ liệu cây trồng: đặc điểm cây trồng

Dữ liệu đầu ra:

- Diễn biến của chỉ số diện tích lá, sinh khối của các bộ phận

- Năng suất, năng suất các bộ phận

Mô hình hạn chế nước

Dữ liệu đầu vào:

- Dữ liệu thời tiết: nhiệt độ hàng ngày, bức xạ, (tốc độ gió, độ ẩm), lượng mưa

- Dữ liệu thực nghiệm: bổ sung ứng dụng thủy lợi

- Dữ liệu cây trồng: bổ sung các yếu tố phản ứng khô hạn

- Dữ liệu đất: các lớp, đặc tính lưu giữ, tính dẫn

Dữ liệu đầu ra:

- Diễn biến của chỉ số diện tích lá, sinh khối của các bộ phận

- Diễn biến của hàm lượng nước trong đất và sức căng nước trong đất, bốc hơi nước

- Năng suất, năng suất các bộ phận

- Lịch trình tưới

Mô hình hạn chế Nito sản xuất

Dữ liệu đầu vào:

Trang 25

9

- Dữ liệu thời tiết: nhiệt độ hàng ngày, bức xạ

- Dữ liệu thực nghiệm: N bón vào, N phục hồi, N đất

- Dữ liệu cây trồng: N cao nhất và thấp nhất của các bộ phận, N hấp thụ tối

đa, v.v…

- Dữ liệu đất: kết cấu, tỷ trọng, OC, ON

Dữ liệu đầu ra:

- Diễn biến của chỉ số diện tích lá, sinh khối của các bộ phận

- Diễn biến cây trồng chứa đựng N và hấp thụ N

- Năng suất, năng suất các bộ phận

Bảng 2.1: Modu Oryza2000 được thực hiện và yêu cầu các tập tin dữ liệu đầu vào như là một chức năng cài đặt chuyển đổi chế độ chạy trong các tập tin dữ liệu thực nghiệm

needed

Pontential Pontential ORYZA1, ET, NOSTRESS,

NNOSTRESS

Experimental, crop, weather

Water balance Pontential

ORYZA1, ET, WSTRESS, IRRIG, PADDY,

NNOSTRESS

Experimental, crop, weather, Soil, weather

Pontential Nitrogen

balance

ORYZA1, ET, WNOSTRESS, NCROP, NSOIL

Experimental, crop, weather

Water balance Nitrogen

balance

ORYZA1, ET, WSTRESS, IRRIG, PADDY, NCROP, NSOIL

Experimental, crop, weather, Soil, weather

b Dữ liệu đầu ra

Oryza2000 tạo ra năm tập tin đầu ra Hai trong số này có thể được đặt theo người sử dụng trong các tập tin điều khiển (dữ liệu đầu ra chính nằm trong tập tin này), ba tập tin còn lại được xác định trước Năng suất và thời gian canh tác được

in ra Biểu đồ các biến được mô phỏng

Sau khi mô phỏng kết quả sẽ xác định được: thời gian lịch trình của chỉ số diện tích lá, sinh khối của các cơ quan cây trồng; thời gian lịch trình của hàm

Trang 26

10

lượng nước và đất, sức căng nước trong đất; bốc hơi nước; năng suất, sản lượng các thành phần; lịch trình tưới tiêu

2.5 Tổng quan ảnh viễn thám

2.5.1 Khái niệm ảnh viễn thám

Mặc dù có rất nhiều định nghĩa khác nhau về viễn thám, nhưng mọi định nghĩa đều có nét chung, nhấn mạnh "viễn thám là khoa học thu nhận từ xa các thông tin về các đối tượng, hiện tượng trên trái đất" Dưới đây là định nghĩa về viễn thám theo quan niệm của các tác giả khác nhau:

Theo Thomas & Ralph (1996), viễn thám là khoa học và công nghệ thu thập thông tin về một vật thể, một vùng hay một hiện tượng thông qua sự phân tích của dữ liệu có được bởi một thiết bị mà không có sự tiếp xúc trực tiếp với vật thể, vùng hay một hiện tượng nghiên cứu

Theo Lê Quang Trí và ctv (1999), viễn thám được định nghĩa là sự thu thập

và phân tích thông tin về các đối tượng, sự thu thập và phân tích thông tin này được thực hiện từ một khoảng cách không gian không có sự tiếp xúc đến các vật thể

Theo Võ Quang Minh (1999), viễn thám là sự thu thập và phân tích thông tin về các đối tượng, sự thu thập và phân tích thông tin này từ một khoảng cách không gian không có sự tiếp xúc trực tiếp đến vật thể

Theo Nguyễn Ngọc Thạch (2009), viễn thám (Remote Sensing): là sự thu thập và phân tích thông tin về các đối tượng mà không có sự tiếp xúc trực tiếp đến đối tượng

Viễn thám là phương pháp sử dụng bức xạ điện từ như một phương tiện để điều tra và đo đạc những đặc tính của đối tượng Hay, viễn thám là thăm dò từ xa

về một đối tượng hoặc một hiện tượng mà không có sự tiếp xúc trực tiếp với đối tượng hoặc hiện tượng đó (Nguyễn Khắc Thời và ctv, 2011)

Các thành phần cơ bản của hệ thống viễn thám gồm: nguồn phát năng lượng (A), sóng điện từ và khí quyển (B), sự tương tác với đối tượng (C), việc ghi nhận năng lượng của bộ cảm biến (D), sự truyền, nhận và xử lý (E), sự giải đoán và phân tích (F), ứng dụng (G)

Trang 27

11

Hình 2.2 Các thành phần cơ bản của hệ thống viễn thám

(Nguồn: Lê Văn Trung, 2005)

2.5.2 Nguyên lý cơ bản của viễn thám

Lê Văn Trung (2005), Viễn thám siêu cao tần sử dụng bức xạ siêu cao tần với bước sóng từ một cho đến vài chục centimet cho phép quan sát vật thể trong mọi thời điểm trong ngày và không bị ảnh hưởng bởi các điều kiện thời tiết như mây hay mưa, đây là những ưu điểm cơ bản mà kỹ thuật viễn thám tạo ảnh quang học (dải sóng ánh sáng nhìn thấy hoặc hồng ngoại) không thể có được Việc thu nhận ảnh RADAR không phụ thuộc vào ánh sáng mặt trời và điều kiện khí quyển

đã thu hút sự quan tâm của các chuyên gia trong thu thập các thông tin quan trọng cho các nước đang phát triển nơi thường bị nhiều hạn chế về dữ liệu

Nguyên lý tổng quát của hệ thống viễn thám điện từ thu nhận thông tin được chia ra 2 trường hợp sau:

Hình 2.3 Phổ điện từ Viễn thám chủ động (Active-RS): bức xạ điện từ nhân tạo từ các phương tiện bay chụp trong không gian phát xuống mặt đất Sau khi tương tác với các đối

Trang 28

2.5.3 Ảnh viễn thám Modis

MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometers) là bộ cảm có

độ phân giải trung bình đặt trên vệ tinh TERRA được NASA phóng vào quỹ đạo tháng 12/1999 và vệ tinh AQUA được phóng vào quỹ đạo tháng 5/2002 với mục đích quan trắc, theo dõi các thông tin về mặt đất, đại dương và khí quyển trên phạm vi toàn cầu Các ứng dụng tiêu biểu có thể kể đến là: nghiên cứu khí quyển, mây, thời tiết, lớp phủ thực vật, biến động về nông nghiệp và lâm nghiệp, cháy rừng, nhiệt độ mặt nước biển và màu nước biển…

Dữ liệu ảnh MODIS gồm 36 kênh với độ dài sóng từ 0,4 µm đến 14,4 µm với các đặc tính chính, các bước sóng được ứng dụng để nghiên cứu đối tượng bao phủ bề mặt trái đất Với độ phủ vùng rộng lớn, độ phân giải thời gian cao, chụp ở nhiều kênh thiết kế chuyên để tính hiệu chỉnh ảnh hưởng khí quyển đã làm tăng khả năng sử dụng ảnh MODIS trong nghiên cứu những vùng nhiệt đới nhiều mây

Ảnh MODIS phản xạ bề mặt MOD09A1, MOD09Q1 đặc điểm dữ liệu có

độ phân giải không gian 500 m, 8 ngày lập và ảnh được chụp ở 7 band Trong đó, band 1, 2 (Red, NIR) được sử dụng để tính chỉ số khác biệt thực vật và 4 band (RED, NIR, BLUE, SWIR) được sử dụng để xác định các chỉ số EVI và LSWI

Để tải được ảnh phải tạo tài khoản đăng nhập và dữ liệu ảnh được cung cấp dưới dạng -hdf Với độ phân giải thời gian 8 ngày lặp và ảnh được chụp ở nhiều kênh phổ nên có thể sử dụng được tổ hợp các loại ảnh như: Ảnh chỉ số thực vật, ảnh chỉ số xây dựng, ảnh chỉ số ẩm độ Với độ phân giải không gian 250 – 1000m Đây là loại ảnh thích hợp cho các đối tượng canh tác theo mùa vụ thay đổi theo thời gian

2.5.4 Ảnh chỉ số thực vật (Normal Different Vegetation Index - NDVI)

Theo Nguyễn Ngọc Thạch (2005), chỉ số thực vật là thông tin tiêu biểu cho việc nghiên cứu lượng chlorophyl (diệp lục tố) Tính chất phổ biến của thực vật

có đặc điểm khác biệt với các đối tượng khác là có sự phản xạ mạnh ở dải Green (0,5 – 0,6 µm) Do đó, có sự khác biệt lớn về độ sáng giữa band gần hồng ngoại

và band Green Đặc điểm đó được gọi là tính chất xanh lá cây của đối tượng

Trang 29

13

Như vậy giữa độ sáng và độ xanh có sự khác biệt lớn nhất về giá trị DN (Digital Number) Thông thường tổng độ sáng của các band cao hay thấp liên quan đến các loại đất khác nhau, còn sự khác biệt về giá trị DN giữa band Green và gần hồng ngoại liên quan đến độ xanh Để hình dung rõ được ý nghĩa sự khác biệt đó, người ta tạo ra ảnh chỉ số khác biệt thực vật (Normal Different Vegetation Index

- NDVI)

Mỗi loại cây trồng có khoảng giá trị NDVI dao động trong một khoảng giới hạn nhất định (do trên mỗi loại đất có đặc tính khác nhau, trên những vùng đất màu mỡ thì cây trồng phát triển tốt giá trị NDVI sẽ đạt cao và ngược lại), nhìn chung quy luật biến động của chúng giống nhau Đối với các khu vực trồng lúa ở ĐBSCL chỉ số NDVI biến động theo nguyên tắc thấp vào đầu vụ, tăng dần và đạt cao nhất vào lúc cây lúa ở giai đoạn sau khi đẻ nhánh, và giảm khi cây lúa bắt đầu chín và thấp nhất vào cuối vụ

Các chỉ số phổ thực vật được phân tách từ các kênh nhìn thấy, cận hồng ngoại, hồng ngoại và dải đỏ là các tham số trung gian mà từ đó có thể thấy được các đặc tính khác nhau của thảm thực vật như: sinh khối, chỉ số diện tích lá, khả năng quang hợp các sản phẩm sinh khối theo mùa Những đặc tính đó có liên quan và phụ thuộc rất nhiều vào dạng thực vật bao phủ và thời tiết, đặc tính sinh

lý, sinh hoá và sâu bệnh (Dương Văn Khảm et al., 2007)

Chỉ số thực vật cũng là một chỉ tiêu khá quan trọng trong việc đánh giá khả năng hiện diện của nước, sự tồn tại của nước đồng thời cùng với thảm thực vật và các đối tượng khác, điều này đã được chứng minh qua các nghiên cứu của: Xiao (2002) và Sakamoto et al (2007; 2009) Tuy nhiên, để có được kết quả chính xác nhất về sự hiện diện của nước cũng như đánh giá tốt hơn về tình hình ngập lũ ta cần có sự kết hợp của nhiều chỉ tiêu khác nhau

2.6 Các giai đoạn sinh trưởng của cây lúa

Theo Nguyễn Ngọc Đệ (2009), đời sống cây lúa bắt đầu từ lúc hạt nảy mầm cho đến khi lúa chín Có thể chia ra thành 3 giai đoạn chính: Giai đoạn tăng trưởng (sinh trưởng dinh dưỡng), giai đoạn sinh sản và giai đoạn chín

* Giai đoạn tăng trưởng

Giai đoạn tăng trưởng bắt đầu từ khi hạt nảy mầm đến khi cây bắt đầu phân hóa đòng Giai đoạn này cây bắt đầu phát triển về thân lá, chiều cao tăng dần và

ra nhiều chồi mới (nở bụi) Cây ra lá ngày càng nhiều và kích thước lá ngày càng lớn giúp cây lúa nhận nhiều ánh sáng mặt trời để quang hợp, hấp thụ dinh dưỡng, gia tăng chiều cao, nở bụi và chuẩn bị cho các giai đoạn sau Thời điểm có chồi tối đa có thể đạt được trước, cùng lúc hay sau thời kỳ bắt đầu phân hóa đòng tùy

Trang 30

14

theo giống lúa Thời gian sinh trưởng của các giống lúa kéo dài hay ngắn khác nhau chủ yếu là do giai đoạn tăng trưởng này dài hay ngắn

* Giai đoạn sinh sản

Giai đoạn sinh sản bắt đầu từ lúc phân hóa đồng đến khi lúa trổ bông Giai đoạn này kéo dài khoảng 27 - 35 ngày, trung bình 30 ngày và giống lúa dài ngày hay ngắn ngày thường không khác nhau nhiều Lúc này, số chồi vô hiệu giảm nhanh, chiều cao tăng lên rõ rệt do sự vươn dài của 5 lóng trên cùng Đòng lúa hình thành và phát triển qua nhiều giai đoạn, cuối cùng thoát ra khỏi bẹ của lá cờ

- lúa trổ bông

* Giai đoạn chín

Giai đoạn chín bắt đầu từ lúc trổ bông đến lúc thu hoạch Giai đoạn này trung bình khoảng 30 ngày đối với hầu hết các giống lúa ở vùng nhiệt đới Giai đoạn này cây lúa trải qua các thời kỳ sau:

- Thời kỳ chính sữa (ngậm sữa): Các chất dự trữ trong thân lá và sản phẩm quang hợp được chuyển vào trong hạt Kích thước và trọng lượng hạt gạo tăng dần làm đầy vỏ trấu Bông lúa nặng cong xuống Hạt gạo chứa một dịch lỏng màu trắng đục như sữa, nên gọi là thời kỳ lúa ngậm sữa

- Thời kỳ chín sáp: Hạt mất nước, tự cô đặc lại, lúc bấy giờ vỏ trấu vẫn còn xanh

- Thời kỳ chín vàng: Hạt tiếp tục mất nước, gạo cứng dần, trấu chuyển sang màu vàng đặc thù của giống lúa, bắt đầu từ những hạt cuối cùng ở chót bông lan dần xuống các hạt ở phần cổ bông, lá già rụi dần

Hình 2.4 Các giai đoạn phát triển của cây lúa Thời kỳ chín hoàn toàn: Hạt gạo khô cứng lại, ẩm độ hạt khoảng 20% hoặc thấp hơn, tùy ẩm độ môi trường, lá xanh chuyển vàng và rụi dần Thời điểm thu hoạch tốt nhất là khi 80% hạt lúa ngả sang màu trấu đặc trưng của giống

Trang 31

15

2.7 Một số nghiên cứu ứng dụng trong và ngoài nước

Đối với việc giám sát vùng trồng lúa rộng lớn, thì những tư liệu viễn thám

có độ phân giải không gian trung bình hoặc thấp (250 – 1000 m) và chu kỳ lặp lại nhanh (hàng ngày) như ảnh NOAA/AVHRR hoặc MODIS thường được sử dụng cho việc theo dõi sự tăng trưởng của mùa vụ lúa Đặc tính chụp phủ vùng rộng lớn (ví dụ như khoảng 2230 km đối với dữ liệu MODIS), độ phân giải thời gian cao cộng với nhiều kênh thiết kế chuyên để tính hiệu chỉnh ảnh hưởng khí quyển

đã làm tăng khả năng sử dụng ảnh MODIS trong nghiên cứu những vùng nhiệt đới nhiều mây như Việt nam

Lâm Đạo Nguyên (2007), mục đích của nghiên cứu nhằm kiểm chứng phương pháp dự báo năng suất lúa đã được các nhà khoa học của Trung tâm Nghiên cứu Sinh quyển từ không gian phát triển ứng dụng cho ĐBSCL Phương pháp bao gồm sự kết hợp dữ liệu viễn thám ERS-SAR với mô hình sản xuất lúa Oryza nhằm mô phỏng quá trình phát triển của lúa và dự báo năng suất Vùng nghiên cứu được chọn là địa bàn tỉnh Sóc Trăng do vùng này đặc trưng cho tính phức tạp của hệ thống mùa vụ lúa ở Đồng bằng sông Cửu Long và thuộc trọn trong khuôn ảnh được chụp

Năm 2010, Trần Thị Hiền với đề tài “Nghiên cứu ứng dụng ảnh viễn thám

MODIS trong theo dõi tiến giống trên các vùng đất trồng lúa ở ĐBSCL trên ảnh MODIS theo dõi chỉ số NDVI với sự phát triển cây lúa” Kết quả nghiên cứu cho

thấp NDVI ở vùng đất lúa từ 0,1-0,9 Theo quy tắc từ thấp vào đầu vụ, tăngdần

và đạt cao nhất vào lúa phát triển tốt ở sau khi đẻ nhánh và giảm dần khi cây lúa bắt đầu chin và sẽ giảm dần đến mức thấp nhất vào cuối vụ Đối với các loại hình

sử dụng như: cây ăn trái, rừng…nói chung là các cây lâu năm thì chỉ số NDVI ổn định và dao động khoảng từ 0,5-1,0 Căn cứ vào quy luật biến động trên có thể xác định chính xác cơ cấu mùa vụ và ước đoán được thời gian xuống giống của những vùng trồng lúa dựa vào biểu đồ sự biến động chỉ số NDVI

Hình 2.5 Tương quan giữa NDVI và sự phát triển của lúa ở vụ Đông xuân và

Hè Thu

Trang 32

16

Theo Trần Thanh Thi (2012) với đề tài “Ứng dụng ảnh MODIS theo dõi

diễn biến cơ cấu mùa vụ lúa ở ĐBSCL” Tác giả nghiên cứu trên ảnh MODIS đã

xây dựng thành công bản đồ hiện trạng cơ cấu mùa vụ lúa ở ĐBSCL từ năm 2000-2010 bằng phương pháp phân tích NDVI Đề tài còn xây dựng được bản

đồ thay đổi hiện trạng cơ cấu mùa vụ mùa vụ cho cả ĐBSCL năm 2011, xây dựng quy trình xử lý ảnh Viễn thám MODIS để thành lập bản đồ cơ cấu mùa vụ cho cấp vùng và bản đồ cơ cấu mùa vụ cho cả nước

Nghiên cứu của C Wikarmpapraharn and E Kositsakulchai (2010) báo cáo kết quả so sánh hai mô hình tăng trưởng cây lúa CERES và ORYZA2000 ở đồng bằng miền Trung Thái Lan ORYZA2000 là công cụ nghiên cứu tương đối mới ở Thái Lan, trong khi CERESRice đã được thử nghiệm và áp dụng trong nhiều năm Bởi vì cả hai mô hình được phát triển từ phương pháp tiếp cận khác nhau,

so sánh giữa các mô hình dưới điều kiện đầu vào tương tự là cần thiết, nếu không đánh giá tác động có thể bị sai lệch Để hiệu chỉnh các thông số của mô hình cây trồng Oryza và so sánh hiệu suất của hai mô hình, hai thí nghiệm đã được thực hiện trong điều kiện tăng trưởng tiềm năng trực tiếp hạt giống trong mùa mưa năm 2007 và 2008, tại trạm nghiên cứu thủy lợi Mae Klong Yai ở tỉnh Nakhon Pathom, nằm ở đồng bằng miền Trung Thái Lan Trường hợp đầu tiên thử nghiệm được đặt ra trong thiết kế khối hoàn toàn ngẫu nhiên (RCBD) với 3 lần lặp lại trong 3 giống cây trồng Đó là 2 giống cây trồng thời gian trung bình và 1 loại cây trồng thời gian dài Trường thứ hai thử nghiệm cũng đã được đặt ra trong thiết kế khối hoàn toàn ngẫu nhiên (RCBD) với 4 lần lặp lại trong 4 giống lúa trung gian Kết quả cho thấy cả hai mô hình dự đoán thỏa đáng diện tích lá, ngày bắt đầu bông, ngày để ra hoa và năng suất hạt Sản lượng mô phỏng được trong khoảng ± 12% của các phép đo trong nhiệm kỳ của chỉ số thống kê RMSE Có thể kết luận rằng cả hai mô hình, là đủ để mô phỏng tăng trưởng và phát triển lúa gạo, đặc biệt ORYZA2000 có thể được sử dụng như một công cụ nghiên cứu thay thế để hỗ trợ quyết định quản lý tại đồng bằng miền Trung Thái Lan

Dương Văn Khảm và ctv (2011), đã lựa chọn phương pháp nghiên cứu mới

đã và đang được áp dụng ở các nước tiên tiến trên thế giới là sử dụng dữ liệu viễn thám quang học MODIS kết hợp với các số liệu khí tượng thủy văn trong việc xây dựng mô hình dự báo năng suất, sản lượng lúa ở Đồng bằng sông Hồng Kết quả dự báo với sai số năng suất dưới 5%, và sai số tổng sản lượng trong khoảng 5% đến10% đã chứng minh tính ưu việt của công nghệ viễn thám trong

dự báo năng suất, sản lượng lúa ở nước ta

Phạm Thị Lệ Huyền (2013), Nghiên cứu này thực hiện nhằm mô phỏng năng suất lúa ở Sóc Trăng, kết hợp với quan sát và so sánh với thực tế Đánh giá

Trang 33

17

khả năng ứng dụng của mô hình này tại Đồng bằng sông Cửu Long Mô hình được thực hiện với 3 vụ sản xuất: Đông Xuân, Xuân Hè và Hè Thu tại 9 điểm canh tác lúa Kết quả cho thấy mô hình Oryza2000 mô phỏng năng suất tương quan với sản lượng thực tế trong vụ Đông Xuân với hệ số tương quan r = 0,77 và

Hè Thu với r = 0,84 Vụ Xuân Hè chưa cho kết quả tương quan cao so với thực

tế do ảnh hưởng yếu tố sâu bệnh và xâm nhập mặn

2.8 Đặc điểm vùng nghiên cứu

2.8.1 Vị trí địa lý

Sóc Trăng là tỉnh thuộc khu vực đồng bằng sông Cửu Long, nằm trong vùng hạ lưu sông Hậu, trên trục lộ giao thông thủy bộ nối liền thành phố Hồ Chí Minh với các tỉnh miền Tây Nam bộ Cách thành phố Hồ Chí Minh 231km, cách Cần Thơ 62km, nằm trên tuyến Quốc lộ 1 nối liền các tỉnh Cần Thơ, Hậu Giang, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau Quốc lộ 60 nối Sóc Trăng với các tỉnh Trà Vinh, Bến Tre và Tiền Giang

Sóc Trăng có diện tích tự nhiên 3.311,76 km2

Đường bờ biển dài 72 km và

có 03 cửa sông lớn: Định An, Trần Đề, Mỹ Thanh đổ ra Biển Đông

Tỉnh có địa giới hành chính tiếp giáp như sau:

- Phía Bắc và Tây Bắc giáp tỉnh Hậu Giang;

- Phía Tây Nam giáp tỉnh Bạc Liêu;

- Phía Đông Bắc giáp tỉnh Trà Vinh;

- Phía Đông và Đông Nam giáp Biển Đông

Tỉnh hiện có 11 đơn vị hành chính trực thuộc gồm: thành phố Sóc Trăng, thị xã Ngã Năm, Vĩnh Châu và các huyện Châu Thành, Kế Sách, Mỹ Tú, Cù Lao Dung, Long Phú, Mỹ Xuyên, Thạnh Trị, Trần Đề Trong đó thành phố Sóc Trăng

là trung tâm chính trị kinh tế văn hóa xã hội của tỉnh

Trang 34

18

Hình 2.6 Bản đồ hành chính tỉnh Sóc Trăng

2.8.2 Đặc điểm địa hình

Sóc Trăng có địa hình thấp và tương đối bằng phẳng, trừ các vùng đất giồng

ở địa hình cao Độ cao trung bình so với mặt nước biển khoảng +2,5m, nơi cao nhất cũng chỉ khoảng 3m, độ dốc thay đổi khoảng 45 cm/km chiều dài Nhìn chung địa hình tỉnh Sóc Trăng có dạng lòng chảo, cao ở phía sông Hậu và biển Đông thấp dần vào trong, vùng thấp nhất là phía Tây và Tây Bắc Vùng đất phèn

có địa hình lòng chảo ở phía Tây và ven kinh Cái Côn có cao trình rất thấp, từ 0 - 0,5 m, mùa mưa thường bị ngập úng làm ảnh hưởng tới hoạt động sản xuất và đời sống nhân dân trong vùng Vùng cù lao trên sông Hậu cũng có cao trình thấp, thường bị ngập khi triều cường, vì vậy để đảm bảo sản xuất phải có hệ thống đê bao chống lũ

2.8.3 Khí hậu

Sóc Trăng nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới chịu ảnh hưởng gió mùa, hàng năm có mùa khô và mùa mưa rõ rệt, mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, mùa khô

từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau Nhiệt độ trung bình hàng năm là 26,80C, ít khi

bị bão lũ Lượng mưa trung bình hàng năm khoảng 1.489mm, 90% lượng mưa phụ thuộc các tháng từ tháng 5 đến tháng 11 Độ ẩm trung bình hàng năm là

Trang 35

19

84% Lượng nước bốc hơi trung bình hàng năm khoảng 1.126mm

Tốc độ gió trung bình khoảng 2,2 m/s Tốc độ này nhanh hay chậm từng khu vực khác nhau, càng gần biển thì tốc độ càng lớn, luồng gió ngược dòng song Hậu với tốc độ khoảng 6-11 m/s (khi cao nhất lên tới 17 m/s)

2.8.4 Tài nguyên thiên nhiên

Theo số liệu kiểm kê đất 1/1/2010, tổng diện tích đất tự nhiên của tỉnh là 331.118 ha (tương đương 3.311 km2), bằng 8,33% diện tích vùng ĐBSCL và bằng 1% diện tích cả nước Hiện đất nông nghiệp là 276.677 ha, chiếm 82,89%; trong đó, đất sản xuất nông nghiệp là 205.748 ha (chiếm 62,13%), đất lâm nghiệp có rừng 11.356 ha (chiếm 3,43%), đất nuôi trồng thuỷ sản 54.373 ha (chiếm 16,42%), đất làm muối và đất nông nghiệp khác chiếm 0,97% Trong tổng số 278.154 ha đất nông nghiệp có 144.156 ha sử dụng cho canh tác lúa, 21.401 ha cây hàng năm khác và 40.191 ha dùng trồng cây lâu năm và cây ăn trái Riêng đất phi nông nghiệp là 53.963 ha và 2.536 ha đất chưa sử dụng

Về tài nguyên rừng và biển ở Sóc Trăng có nguồn tài nguyên rừng với diện tích 11.356 ha với các loại cây chính: Tràm, bần, giá, vẹt, đước, dừa nước phân

bố ở thị xã Vĩnh Châu và các huyện Long Phú, Mỹ Tú và Cù Lao Dung Rừng của Sóc Trăng thuộc hệ rừng ngập mặn ven biển và rừng tràm ở khu vực đất nhiễm phèn

du lịch và tìm hiểu hệ sinh thái rừng tự nhiên Sông Hậu là con sông chính cung cấp nguồn nước ngọt và phù sa bồi đắp cho đồng ruộng Hệ thống sông Hậu chi phối sâu sắc đến chế độ thuỷ văn của tỉnh Sóc Trăng nói chung và huyện Mỹ Xuyên, thị xã Vĩnh Châu nói riêng

2.8.6 Tình hình sản xuất lúa của tỉnh Sóc Trăng

Sóc Trăng là một trong những tỉnh ở khu vực ĐBSCL có sản lượng trên 1 triệu tấn/năm, người nông dân ở đây có kinh nghiệm lâu đời trong việc trồng lúa Năm 2010, Sóc Trăng đạt gần 2 triệu tấn lương thực Theo Cục thống kê Sóc Trăng 2011, diện tích gieo trồng lúa năm là 348.980 ha, tăng 43,73% so với năm

1992, bằng 106.179 ha Tốc độ tăng bình quân hàng năm 1992 - 2011 là 2,07%

Trang 36

20

Kế hoạch năm 2012, diện tích gieo trồng lúa là 341.850 ha Năng suất lúa tăng nhanh, năng suất bình quân cả năm 2011 là 59,91 tạ/ha, tăng 75,95% so với năm

1992, bằng 25,86 tạ/ha Tốc độ tăng bình quân hàng năm 1992 - 2011 là 3,0%

Kế hoạch năm 2012, năng suất lúa cả năm là 58,51 tạ/ha

Sóc Trăng chú trọng áp dụng các tiến bộ kỹ thuật trong canh tác làm tăng năng suất và chất lượng lúa gạo nhằm tạo nguồn cung ứng gạo xuất khẩu cho các doanh nghiệp Lúa là sản phẩm chủ lực của nông nghiệp Sóc Trăng Sản lượng tăng bình quân 5,26%/năm, đến năm 2012 sản lượng lúa của tỉnh đạt trên 2,2 triệu tấn, tăng trên 285 ngàn tấn so năm 2010 Đặc biệt ở Sóc Trăng diện tích lúa đặc sản phát triển khá nhanh với 2 nhóm đặc sản chủ lực là nhóm giống lúa thơm

ST và giống lúa Tài nguyên mùa đã nâng cao thu nhập cho nông dân, đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng, cũng như góp phần vào việc tạo thương hiệu lúa, gạo chất lượng cao của Việt Nam để xuất khẩu ra thị trường thế giới

Trang 37

21

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG TIỆN, PHƯƠNG PHÁP 3.1 Phương tiện

- Địa điểm nghiên cứu: tỉnh Sóc Trăng

- Đối tượng nghiên cứu: cơ cấu mùa vụ, năng suất

- Trang thiết bị: máy vi tính, máy định vị toàn cầu GPS, máy ảnh

- Các phần mềm: Phần mềm Envi, MapInFo Professional, Phần mềm Microsoft Word, Exel

- Dữ liệu: dữ liệu ảnh MODIS năm 2012, 2013

- Số liệu thống kê và lịch canh tác mùa vụ của các tỉnh ĐBSCL

3.2 Phương pháp

3.2.1 Phương pháp kế thừa số liệu

Kế thừa số liệu, thu thập thông tin: tham khảo, tổng hợp tài liệu trên cơ sở các bản đồ, số liệu, tài liệu có liên quan trước đây của kết quả nghiên cứu khoa học đã có và của các cơ quan ban ngành địa phương nhằm ứng dụng và phát triển theo hướng nghiên cứu mới của đề tài Kế thừa có chọn lọc, thu thập, tổng hợp các tài liệu sẵn có về sản xuất lúa (diện tích, sản lượng, xâm nhập mặn…), điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội, lịch thời vụ, hệ thống canh tác lúa, bản đồ hành chính ở tỉnh Sóc Trăng

3.2.2 Phương pháp thu thập ảnh MODIS

Ảnh được thu thập từ cơ quan NASA (Mỹ) có ký hiệu MOD09Q1 với có độ phân giải không gian 250 m, độ phân giải thời gian với 8 ngày lập, với tổng số pixel là 4800 x 4800, hệ tọa độ kinh độ, vĩ độ (lat/long)

Hình 3.1 Trang chủ Dowload ảnh MODIS

Trang 38

hiện danh sách các ảnh MODIS cho phép đƣợc tải về có đuôi hdf có hình ảnh

nhƣ hình

Hình 3.3 File ảnh MODIS cho phép đƣợc tải về

Trang 39

23

Khi tải về thì trang web cho kết quả là địa chỉ các website để tải ảnh có đuôi

.hdf Ví dụ:

http://e4ftl01.cr.usgs.gov//MODIS_Composites/MOLT/MOD09Q1.005/201 3.06.26/MOD09Q1.A2013177.h28v08.005.2013186125708.hdf

Trong năm 2013 ta có 96 địa chỉ web tải ảnh (phụ lục 2) tương ứng với 96 ảnh cho khu vực nghiên cứu Tiếp tục copy lần lượt địa chỉ các website trên có

đuôi hdf dán vào trình duyệt web thì có thể tải các ảnh về

3.2.3 Phương pháp chọn mẫu nghiên cứu

Chọn mẫu cố định tại các điểm thu mẫu, mục đích để việc nghiên cứu được tiến hành qua nhiều giai đoạn tại một điểm, từ đó ta có thể theo dõi được sự biến động theo thời gian Các số liệu về năng suất, giai đoạn sinh trưởng, lịch thời vụ thực tế cấp huyện, số liệu thu thập tại địa phương Thí nghiệm được bố trí tại 9 cánh đồng (mẫu) ở tỉnh Sóc Trăng với các tiêu chí trọn mẫu như sau:

- Phải dễ dàng tiếp cận (đường giao thông thuận tiện), gần với biển (những cánh đồng có thể bị ảnh hưởng bởi độ mặn của nước)

- Phải có ít nhất một mùa vụ cho mỗi hệ sinh thái vùng

- Cánh đồng được lựa chọn phải có chiều rộng và chiều ngang 50m x 50m= 2.500m2

Bảng 3.1 Địa điểm thu mẫu nghiên cứu

1 Trại giống Kế Sách Huyện Kế Sách 105,9639; 9,77581

2 Trại giống Long Phú (Tân Hưng) Huyện Long Phú 106,09303; 9,61488

3 Tổ sản xuất giống Phú Tâm Huyện Châu Thành 105,96234; 9,72034

4 CLB sản xuất giống lúa Đại Tâm Huyện Mỹ Xuyên 105,91724; 9,54357

5 Điểm Viên Bình Huyện Trần Đề 106,07791; 9,49973

6 TP Sóc Trăng (P9) Thành phố Sóc Trăng 106,00467; 9,61250

7 Điểm Trường Khánh (Long Phú) Huyện Long Phú 106,00581; 9,66934

8 Thị trấn Long Phú Huyện Long Phú 106,14066; 9,60619

9 Điểm Lịch Hội Thượng Huyện Trần Đề 106,13735; 9,51881

Trang 40

24

Hình 3.4 Vị trí các điểm thu mẫu tại tỉnh Sóc Trăng

* Phương pháp lấy chỉ số diện tích lá LAI

Phương pháp mô phỏng năng suất lúa của mô hình Oryza2000 theo

Bouman (2001): Mô hình Oryza2000 sử dụng dữ liệu thời tiết hàng ngày để mô

phỏng, thời gian sinh trưởng của cây lúa, thời gian bắt đầu các giai đoạn sinh trưởng, chỉ số LAI biến động trong cả thời kỳ sinh trưởng; năng suất của lúa được tạo ra từ việc LAI sử dụng bức xạ mặt trời quang hợp tích lũy

Phương pháp xác định chỉ số diện tích lá (Leaf Area Index_LAI): Quang hợp tạo ra 90 - 95% tổng lượng chất hữu cơ trong cây Bề mặt lá là cơ quan quang hợp tạo chất hữu cơ tích lũy Tác dụng của bộ lá đối với quang hợp thể hiện ở chỉ

số diện tích lá Chỉ số diện tích lá là tỉ lệ giữa tổng diện tích lá còn xanh (tính bằng m2) trên diện tích đất ruộng (m2) Mô hình Oryza2000 mô phỏng năng suất lúa, LAI là một tham số đầu vào quan trọng cho mô hình LAI sẽ được xác định gián tiếp chiều dài nhân chiều rộng của lá và phương pháp quét Tất cả chiều dài

và chiều rộng lá trong khu vực mẫu sẽ được đo Lấy một số lượng nhỏ trong các

lá để quét, số lượng này sẽ phát triển để xây dựng độ dốc (hệ số chuyển đổi) dựa trên đường hồi quy để chuyển đổi số đo chiều dài và chiều rộng lá tính diện tích

Ngày đăng: 21/12/2015, 01:06

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w