Đang tải... (xem toàn văn)
Tích hợp mô hình AquaCrop và ảnh viễn thám MODIS trong xác định cơ cấu mùa vụ và năng suất lúa trên các vùng đất Đồng bằng sông Cửu Long (LA tiến sĩ)Tích hợp mô hình AquaCrop và ảnh viễn thám MODIS trong xác định cơ cấu mùa vụ và năng suất lúa trên các vùng đất Đồng bằng sông Cửu Long (LA tiến sĩ)Tích hợp mô hình AquaCrop và ảnh viễn thám MODIS trong xác định cơ cấu mùa vụ và năng suất lúa trên các vùng đất Đồng bằng sông Cửu Long (LA tiến sĩ)Tích hợp mô hình AquaCrop và ảnh viễn thám MODIS trong xác định cơ cấu mùa vụ và năng suất lúa trên các vùng đất Đồng bằng sông Cửu Long (LA tiến sĩ)Tích hợp mô hình AquaCrop và ảnh viễn thám MODIS trong xác định cơ cấu mùa vụ và năng suất lúa trên các vùng đất Đồng bằng sông Cửu Long (LA tiến sĩ)Tích hợp mô hình AquaCrop và ảnh viễn thám MODIS trong xác định cơ cấu mùa vụ và năng suất lúa trên các vùng đất Đồng bằng sông Cửu Long (LA tiến sĩ)Tích hợp mô hình AquaCrop và ảnh viễn thám MODIS trong xác định cơ cấu mùa vụ và năng suất lúa trên các vùng đất Đồng bằng sông Cửu Long (LA tiến sĩ)Tích hợp mô hình AquaCrop và ảnh viễn thám MODIS trong xác định cơ cấu mùa vụ và năng suất lúa trên các vùng đất Đồng bằng sông Cửu Long (LA tiến sĩ)Tích hợp mô hình AquaCrop và ảnh viễn thám MODIS trong xác định cơ cấu mùa vụ và năng suất lúa trên các vùng đất Đồng bằng sông Cửu Long (LA tiến sĩ)
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ Chuyên ngành: KHOA HỌC ĐẤT Mã ngành: 62 62 01 03 TRẦN THỊ HIỀN TÍCH HỢP MƠ HÌNH AQUACROP VÀ ẢNH VIỄN THÁM MODIS TRONG XÁC ĐỊNH CƠ CẤU MÙA VỤ VÀ NĂNG SUẤT LÚA TRÊN CÁC VÙNG ĐẤT ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Cần Thơ, 2017 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ Người hướng dẫn chính: PGS.TS Võ Quang Minh Luận án bảo vệ trước hội đồng chấm luận án tiến sĩ cấp trường Họp tại: ……………………………………………………… Vào lúc … … ngày … tháng … năm … Phản biện 1: …………………………………………… Phản biện 2: …………………………………………… Phản biện 3: …………………………………………… Có thể tìm hiểu luận án thư viện: Trung tâm Học liệu, Trường Đại học Cần Thơ Thư viện Quốc gia Việt Nam DANH MỤC LIỆT KÊ CÁC BÀI BÁO ĐÃ CÔNG BỐ Tạp chí: Trần Thị Hiền, Võ Quang Minh (2014) Biến động trạng phân bố cấu mùa vụ lúa vùng Đồng sông Cửu Long sơ sở ảnh viễn thám MODIS Tạp chí Khoa học trường Đại học Cần Thơ Số chuyên đề 2014 (tập 3) NXB Đại học Cần Thơ ISSN: 1859-2333 Trần Thị Hiền, Võ Quang Minh (2016) Sự phân bố biến động cấu mùa vụ lúa vùng đất phù sa khu vực Đồng sơng Cửu Long Tạp chí Khoa học đất ISSN 0868-3743 Kỷ yếu Tran Thi Hien, Vo Quang Minh (2014) Rice crop monitoring for early warning pest occurence using Remote sensing and Geographic Information Systems The 2nd International Conference on Green Technology and Sustainable Development GTSD'14 Proceedings ISBN 978-604-73-2817-8 Trần Thị Hiền, Võ Quang Minh (2014) Ảnh viễn thám MODIS cảnh báo sớm dịch hại Đồng sông Cửu Long Kỷ yếu Hội thảo GIS toàn quốc 2014 tập NXB Đại hoạc Cần Thơ ISBN: 978-604-919-253-1 Trần Thị Hiền, Võ Quang Minh (2016) Ứng dụng mơ hình AQUACROP kết hợp với viễn thám GIS mô xây dựng đồ suất lúa vùng đất tỉnh An Giang Kỷ yếu Hội thảo Ứng dụng GIS toàn quốc 2016 Nhà xuất Đại học Huế ISBN 978-604-912-659-8 Tham gia biên soạn sách Công nghệ thông tin địa lý viễn thám nông nghiệp, tài nguyên, môi trường Võ Quang Minh (2016) Nhà xuất Đại học Cần Thơ ISBN 978-604-919-642-3 Chương 1: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ LUẬN ÁN 1.1 Tính cấp thiết đề tài Cây lúa từ lâu coi trồng chủ lực nông dân Đồng Bằng Sông Cửu Long (ĐBSCL) ĐBSCL với tiểu vùng sinh thái Từng tiểu vùng có điều kiện tự nhiên đất đai, thời tiết, khí tượng thủy văn, hệ canh tác, kỹ thuật, tập quán canh tác khác mùa vụ canh tác lúa mang tính đặc thù tiểu vùng (Nguyễn Ngọc Đệ, 2006) Hiện nay, cấu mùa vụ lúa ĐBSCL phức tạp khiến cho công tác thu thập thông tin sản suất trở nên khó khăn Do đó, cần có biện pháp tích cực nhằm theo dõi thay đổi cấu mùa vụ, ước đoán suất lúa làm sở đánh giá nhanh tình hình sản xuất, dự báo, quản lý cấu mùa vụ, trồng cách khoa học phù hợp với điều kiện thực tế địa phương nhằm cung cấp thông tin kịp thời nhu cầu định, hoạch định sách Do vậy, đề tài “Tích hợp mơ hình AquaCrop ảnh viễn thám MODIS xác định cấu mùa vụ suất lúa vùng đất Đồng Bằng Sông Cửu Long” thực 1.2 Mục tiêu đề tài Mục tiêu chung: Phát triển chương trình giám sát canh tác lúa cách hiệu cho ĐBSCL qua việc theo dõi cấu mùa vụ, dự đoán suất, sản lượng lúa Mục tiêu cụ thể: - Theo dõi biến động diện tích canh tác phân bố cấu mùa vụ lúa vùng đất khác nhau, khu vực ĐBSCL cụ thể: + Theo dõi đánh giá phân bố, biến động cấu mùa vụ vùng đất khác khu vực ĐBSCL từ năm 2000 – 2013; + Xác định khoảng biến động giá trị khác biệt thực vật theo vùng đất khác khu vực ĐBSCL; - Xây dựng phương pháp ước đoán suất, sản lượng lúa vùng đất khác nhau, khu vực ĐBSCL sở sử dụng ảnh viễn thám, GIS mơ hình mơ suất, cụ thể: + Mô suất lúa vùng đất khác nhau; + Xây dựng đồ suất dự đoán sản lượng lúa 1.3 Nội dung nghiên cứu Những nội dung nghiên cứu gồm: - Sử dụng ảnh viễn thám MODIS theo dõi biến động số khác biệt thực vật xác định cấu mùa vụ điển hình ĐBSCL; - Đánh giá biến động diện tích canh tác cấu mùa vụ lúa vùng đất khác nhau, khu vực ĐBSCL từ năm 2000 – 2013; - Ứng dụng mơ hình AquaCrop để mơ suất lúa vùng đất khác nhau; - Xây dựng phương pháp ước đoán suất, sản lượng lúa dựa tích hợp mơ hình AquaCrop ảnh viễn thám MODIS, ứng dụng cụ thể cho vụ Đông Xuân 2012 - 2013, Hè Thu 2013, Thu Đông 2013 địa bàn tỉnh An Giang 1.4 Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đề tài thực vùng canh tác lúa khu vực ĐBSCL cụ thể: - Theo dõi biến động cấu mùa vụ vùng đất thuộc tiểu vùng sinh thái khu vực ĐBSCL, thời gian: Từ năm 2000 đến 2013 - Mơ suất lúa vị trí thuộc nhóm đất phèn đất phù sa (1) Xã Lương An Trà, huyện Tri Tôn, tỉnh An Giang; (2) Xã Định Thành, huyện Thoại Sơn, tỉnh An Giang; (Thời gian: Vụ Đông Xuân 2012 -2013, vụ Hè Thu 2013, vụ Thu Đông 2013) - Xây dựng đồ năm suất lúa tỉnh An Giang; Thời gian: Vụ Đông Xuân 2012 2013, vụ Hè Thu 2013, vụ Thu Đông 2013 1.5 Ý nghĩa luận án Ý nghĩa khoa học Luận án cung cấp thông tin phân bố biến động cấu mùa vụ lúa, làm sở đánh giá nhanh tình hình sản xuất, dự báo, quản lý cấu mùa vụ, trồng cách khoa học phù hợp với điều kiện thực tế địa phương nhằm đáp ứng kịp thời nhu cầu định, hoạch định sách nhà quản lý quy hoạch Đồng thời, phát triển phương pháp tích hợp mơ hình tốn học ảnh viễn thám để xây dựng đồ suất, tính toán sản lượng lúa vùng đất vùng đất khác Ý nghĩa thực tế Luận án đánh giá biến động cấu mùa vụ vùng đất khác sở sử dụng công nghệ viễn thám hệ thống thông tin địa lý GIS cách tiết kiệm nhanh chóng, đồng thời đánh giá tác động điều kiện tự nhiên đến phân bố thay đổi mùa vụ lúa vùng đất khác Nghiên cứu xây dựng đồ suất dự đốn sản lượng góp phần quan trọng hỗ trợ định sản xuất nông nghiệp 1.6 Những điểm luận án - Xác định thang biến động giá trị khác biệt thực vật vùng đất khác khu vực ĐBSCL; - Ứng dụng viễn thám GIS theo dõi phân bố biến động cấu mùa vụ vùng đất khác Xác định yếu tố ảnh hưởng đến phân bố thay đổi mùa vụ lúa; - Xây dựng phương pháp tích hợp mơ hình AquaCrop ảnh viễn thám MODIS xây dựng đồ suất tính tốn sản lượng lúa Chương PHƯƠNG PHÁP 2.1 Các phương pháp sử dụng: - Phương pháp kế thừa; - Phương pháp thực địa điều tra nông hộ; - Phương pháp viễn thám; - Phương pháp hệ thống thông tin địa lý (GIS); - Phương pháp mơ hình; - Phương pháp chun gia 2.2 Phương pháp nghiên cứu nghiên cứu 2.2.1 Theo dõi trạng biến động mùa vụ lúa, tiến độ xuống giống, xác định diện tích vùng đất khác khu vực ĐBSCL Quy trình thành lập đồ cấu mùa vụ đồ tiến độ xuống giống thực Hình 2.1 Thu thập liệu Ảnh MODIS MOD09Q1 Bản đồ trạng, hành Số liệu báo cáo, thống kê diện tích lúa Phương pháp viễn thám Phương pháp GIS Phân tích so sánh số liệu Biên tập đồ, tính tốn diện tích So sánh diện tích giải đốn đồ với diện tích thống kê Cắt, ghép, nắn ảnh, tăng cường chất lượng ảnh,…) Tạo ảnh NDVI Tạo chuỗi ảnh NDVI Phân loại ảnh (ISODATA) Đánh giá khả ứng dụng Thang biến động giá trị NDVI Khảo sát thực tế Xác định tên đối tượng phân loại Kiểm tra độ tin cậy Bản đồ phân bố cấu mùa vụ Bản đồ tiến độ xuống giống Hình 2.1: Sơ đồ bước giải đoán ảnh thành lập đồ Phương pháp viễn thám Ảnh viễn thám MODIS (MOD09Q1) chụp từ năm 2000 đến 2013 thu thập sau tiến hành xử lý tạo ảnh số khác biệt thực vật (NDVI) Chỉ số thực vật NDVI tính theo cơng thức 2.1: NDVI NIR R NIR R (2.1) Trong đó: NIR, R phổ phản xạ kênh cận hồng ngoại kênh đỏ Chỉ số NDVI ảnh thể tình trạng lớp thực phủ thời gian định, để theo dõi cấu mùa vụ biến động số NDVI cần phải thiết lập chuỗi ảnh đa thời gian Hình 2.2 Sự biến động chi số NDVI theo thời gian vùng đất trồng lúa vụ Sau chuỗi ảnh NDVI đa thời gian phân loại kỹ thuật phân tích liệu ISODATA Kết phân loại nhiều nhóm đối tượng khác tương ứng với kiểu che phủ khác mặt đất Dựa số chu kỳ biến động thời gian biến động giá trị NDVI nhóm đối tượng phân loại để xác định kiểu mùa vụ lúa khác năm Phương pháp thực địa điều tra nông hộ Việc khảo sát nhằm kiểm tra lại kết phân loại khơng kiểm sốt làm sở cho việc xác định mối tương quan giá trị NDVI ảnh với trạng giai đoạn phát triển thực vật Khảo sát thực địa, điều tra nông hộ thực năm 2013 Với tổng số điểm khảo sát 400 điểm Phương pháp đánh giá độ tin cậy Sử dụng phương pháp xây dựng ma trận sai số để đánh giá độ tin cậy kết phân loại thơng qua việc tính tốn hai số độ xác tồn cục (T%) số Kappa (K) Việc đánh giá thực cho kết giải đoán năm 2013 dựa vào kết khảo sát thực tế Ngồi ra, để đánh giá kết giải đốn từ năm 2000 đến 2013, diện tích giải đốn tính tương quan với diện tích thống kê vụ theo đơn vị cấp tỉnh thông qua hệ số xác định R2 Phương pháp hệ thống thông tin địa lý (GIS) Phương pháp GIS sử dụng để theo dõi phân bố cấu mùa vụ theo vùng đất, tính tốn diện tích biên tập hoàn chỉnh đồ 2.2.2 Xác định biến động NDVI Để xác định thang biến động giá trị NDVI cho kiểu sử dụng cấu mùa vụ vùng đất khác khu vực ĐBSCL nghiên cứu kế thừa kết khảo sát 649 điểm từ năm 2009 đến 2011 khu vực ĐBSCL, chuỗi ảnh NDVI năm, kết phân loại điểm khảo sát 2.2.3 Sử dụng mơ hình AquaCrop để mô suất lúa vùng đất khác Dữ liệu đầu vào mô hình Gồm liệu: Dữ liệu khí hậu hàng tháng năm 2012 – 2013, liệu đất, liệu trồng, liệu quản lý Vận hành kiểm định mơ hình Dữ liệu đầu vào vị trí (1) Xã Lương An Trà, huyện Tri Tôn, tỉnh An Giang; (2) xã Định Thành, huyện Thọai Sơn, tỉnh An Giang sử dụng để mô suất vụ Đông Xuân 2012 -2013, Xuân Hè 2013, Hè Thu 2013, Thu Đơng 2013 liệu quản lý ngồi đồng vị trí xã Lương An Trà, huyện Tri Tôn mức độ đáp ứng độ phì hiệu chỉnh giảm mức 5%, 10% 15% Để kiểm định mơ hình suất thực tế thu thập vị trí 2.2.4 Tích hợp mơ hình AquaCrop viễn thám xây dựng đồ suất tính tốn sản lượng lúa Bản đồ suất xây dựng dựa chồng lắp đồ đơn tính, kết giải đốn từ ảnh MODIS mơ suất từ mơ hình AquaCrop cụ thể: - Mơ hình AquaCrop vận hành để mô suất lúa vùng mẫu để kiểm định hiệu chỉnh mơ hình - Phương pháp viễn thám ứng dụng để xác định thời gian xuống giống thu hoạch, thời gian sinh trưởng thông qua số NDVI - Các liệu đầu vào khác sử dụng liệu thu thập thực tế Dữ liệu quản lý đồng chia thành hai khu vực (khu vực đất phù sa khu vực đất phèn) Bản đồ suất lúa xây dựng dựa đồ khoanh đất khoanh đất có đặc điểm đặc tính đất, quản lý nước, trồng thời tiết Các liệu sử dụng làm liệu đầu vào để vận hành mơ hình AquaCrop nhằm mơ suất lúa, quy trình thực trình bày Hình 2.3 Dữ liệu ảnh MODIS, Các loại đồ Khí hậu, Đất, Quản lý Cây trồng Thu thập liệu Xử lý số liệu (ET0 calcular, SWC, excel) Giải đoán ảnh Số liệu thống kê - Thời gian xuống giống, - Thời gian thu hoạch, - Độ che phủ Năng suất thực tế Mơ hình AquaCrop Hiệu chỉnh Tính tương quan Kiểm định Mơ hình kiểm định Tính tốn suất trung bình Năng suất mơ Hình 2.3 Tích họp viễn thám mơ hình Aquacrop mơ suất lúa Đánh giá độ tin cậy Để phân tích đánh giá độ xác từ kết mơ hình tốn với số liệu thực đo, hệ số tương quan Pearson (r) đo lường mức độ tương quan tuyến tính hai biến bậc hai sai số trung bình bình phương (RMSE) bậc hai sai số trung bình bình phương chuẩn hóa – NRMSE Chương 3: KẾT QUẢ THẢO LUẬN 3.1 Sử dụng ảnh viễn thám theo dõi biến động diện tích canh tác cấu mùa vụ lúa vùng đất sinh thái khác ĐBSCL 3.1.1 Xác định biến động giá trị NDVI đối tượng sử dụng đất mùa vụ lúa Kết phân tích biến động giá trị NDVI số đối tượng ĐBSCL sau: Ở nơi có độ phủ thực vật thấp mặt nước, sông hồ, nuôi thủy sản, đất làm muối, đất đô thị giá trị NDVI < 0,4 Đối với khu vực có mức phủ thực vật cao quanh năm đất trồng lâu năm, đất rừng giá trị NDVI ổn định mức cao, dao động khoảng 0,6 - 0,9 Các khu vực trồng theo mùa vụ, giá trị NDVI thay đổi theo giai đoạn phát triển trồng, đất trồng lúa ĐBSCL giá trị NDVI thường dao động từ 0,1 – 0,9, giá trị thay đổi tùy vào mùa vụ vùng đất sản xuất Khoảng biến động giá trị NDVI kiểu sử dụng ĐBSCL trình bày Bảng 3.1 Bảng 3.1: Biến động giá trị NDVI kiểu sử dụng đất Kiểu sử dụng Đất lúa, hàng năm Đất trồng rừng/Cây lâu năm Đất làm muối Đất đô thị Tôm rừng Vuông tôm/ nuôi thủy sản Nước/Sông Giá trị NDVI 0,1< NDVI < 0,9 0,6 < NDVI < 0,9 -0,1 < NDVI < 0,15 0,1 < NDVI < 0,4 0,2 < NDVI < 0,6 -0,1 < NDVI < 0,3 NDVI < 0,1 Đối với vùng trồng lúa ĐBSCL giá trị NDVI biến động từ 0,1 đến 0,9 nhiên giá trị biến động khác theo mùa vụ vùng đất canh tác Bảng 3.2 Bảng 3.2: Biến động giá trị NDVI đất trồng lúa Đông Xuân - Hè Thu Thu Đông Đông Xuân - Hè Thu muộn - Thu Đông Đông Xuân muộn - Hè Thu muộn - Thu Đông Xuân Hè - Hè Thu muộn - Thu Đông muộn Đông Xuân - Xuân Hè Hè Thu muộn Đông Xuân Hè Thu Thu Đông /Mùa 0,2-0,87 0,19-0,87 0,14-0,79 Phù sa, TGLX 0,21-0,82 0,23-0,87 0,2-0,85 Phù sa, Ven biển 0,18-0,87 0,21-0,87 0,22-0,86 Phù sa, Ven biển 0,16-0,85 0,18-0,81 0,08-0,88 ĐTM 0,1-0,88 0,21-0,84 0,2-76 Phân bố Phù sa, trũng phèn Đông Xuân - Hè Thu Hè Thu - Mùa/Thu Đông/Đông Xuân sớm Đông Xuân Hè Thu 0,1-0,87 0,19-0,85 0,15-0,85 lúa vụ Mùa Thu Đông /Mùa Phân bố 0,15-0,86 TGLX, ĐTM, Phù sa Vùng trũng phèn giáp ranh BĐCM, Ven biển, BĐCM BĐCM, vùng trũng phèn giáp ranh BĐCM, Ven biển 0,12-0,76 3.1.2 Cơ cấu mùa vụ lúa ĐBSCL Trong nhiều năm qua, điều kiện tự nhiên, ưu vùng phát triển kinh tế nơng nghiệp địa phương mà hình thành cấu trồng thời vụ lúa khác năm Hệ thống mùa vụ lúa ĐBSCL từ năm 2000 đến 2013 chia thành nhóm cấu mùa vụ Hình 3.1 Hình 3.1: Các nhóm cấu mùa vụ điển hình ĐBSCL 3.1.3 Sự phân bố cấu mùa vụ từ năm 2000 đến năm 2013 vùng đất sinh thái ĐBSCL Đồng sông Cửu Long gồm tiểu vùng sinh thái nông nghiệp gồm Đồng Tháp Mười (ĐTM); Tứ giác Long Xuyên (TGLX); phù sa dọc sông Tiền, sông Hậu; vùng trũng Tây Nam sông Tiền, sông Hậu; Ven biển Nam Bán đảo Cà Mau (BĐCM) Từng tiểu vùng có điều kiện tự nhiên đất đai, thời tiết, khí tượng thủy văn, hệ canh tác, kỹ thuật, tập quán canh tác… khác mùa vụ canh tác lúa mang tính đặc thù tiểu vùng Sự phân bố cấu mùa vụ thể chia thành khu vực có phân bố mùa vụ tương đồng gồm: (1) vùng TGLX, ĐTM, phù sa dọc sông Tiền, sông Hậu (khu vực đầu nguồn); (2) vùng trũng Tây Nam sông Tiền, sông Hậu (trừ khu vực giáp ranh BĐCM), phù sa dọc sông Tiền, sông Hậu (khu vực nguồn); (3) vùng Ven biển, BĐCM, vùng trũng Tây Nam sông Hậu (khu vực giáp ranh BĐCM), phù sa dọc sông Tiền, sông Hậu (khu vực cuối nguồn) Sự phân bố cấu mùa vụ tiểu vùng sinh thái trình bày Hình 3.2 Hình 3.2: Bản đồ cấu mùa vụ ĐBSCL năm 2010 Bảng 3.4: Điều kiện đất, thủy văn, địa hình vùng sinh thái ĐBSCL Vùng sinh thái Tứ Giác Long Xuyên Đất - Đất phù sa - Đất phèn (tương đối đồng nhất) + Đất phèn tiềm tàng nội địa + Đất phèn tiềm tàng cận duyên hải Thủy văn Địa hình Chịu ảnh hưởng lũ - Mùa lũ tháng đến tháng 11 (có năm lũ lớn từ tháng đến tháng 1) Thấp tương đối phẳng cao trình mặt đất thay đổi từ 1,52,0 m phía Đơng đến 0,4-0,5 m phía Tây 10 Vùng sinh thái Đất + Đất phèn hoạt động + Đất phèn hoạt động nhiễm mặn tạm thời - Đất đồi núi - Đất than bùn - Đất phù sa cổ - Đất phèn + Đất phèn tiềm tàng (nông sâu); Đồng Tháp + Đất phèn hoạt động, Mười + Đất phèn chuyển tiếp (có lớp phù sa mặt) - Đất phù sa - Đất phù sa cổ - Đất phèn + Đất phèn trung bình; + Đất phèn nhẹ; + Đất phèn hoạt động Trũng phèn tây nông; Nam sông - Đất phù sa; Tiền, sông Hậu - Nhiễm mặn Vùng phù sa dọc sông Tiền sông Hậu Vùng Ven Biển Vùng bán đảo Cà Mau Thủy văn Địa hình - Mùa kiệt kèm theo xâm nhập mặn từ biển Tây từ 1,0 - 2,0 m phía Bắc đến 0,6 0,8 m phía Nam Chịu ảnh hưởng lũ (lũ lên xuống chậm) - Mùa lũ tháng đến tháng 10 (có năm đến tháng 1) Bồn trũng thấp gồm: - Các thềm phù sa; - Dãi phù sa mới; - Các đầm lầy chế độ thủy văn khu vực bán nhật triều, với mực thủy triều từ thấp đến cao thay đổi theo tháng ảnh hưởng sông MeKong mực thủy cấp lên cao vào tháng 10 - Đất phù sa (đang chịu ảnh hưởng bồi không thủy triều bồi), độ phì tự lũ nhiên cao tưới tiêu chủ - Đất phù sa nhiễm mặn động, - Đất phèn tiềm tàng - Đất phù sa nhiễm mặn nhẹ - Đất giồng cát - Không bị ảnh - Đất phù sa nhiễm mặn hưởng lũ, - Đất phèn tiềm tàng thiếu nguồn nước trung bình nhẹ nhiễm mặn tạm thời - Chịu ảnh hưởng mạnh thủy triều, chế độ mưa vùng - Đất phèn xuất Không bị ảnh kiêu da báo, xen kẽ hưởng lũ, đất mặn đất phù ngập úng cục bộ, sa trung tính; thiếu nguồn nước - Đất phèn nhiễm mặn - Đất mặn, bùn mặn Chịu ảnh hưởng xâm nhập mặn 11 Địa hình thấp trũng Địa hình thay đổi từ trung bình đến thấp (0,5-1,2m), có vùng đất cao cục (1,2 – 1,5m) Địa hình thay đổi từ trung bình đến thấp (0,5-1,0m), dòng cát chạy song song với biển có độ cao 1,0 – 3,0 m Địa hình thấp, phẳng độ cao trung bình từ 0,5 – 1,5m so với mực nước biển 3.1.4 So sánh biến động trạng mùa vụ lúa tiểu vùng sinh thái ĐBSCL Qua kết phân tích biến động trạng cấu mùa vụ lúa từ tiểu vùng sinh thái cho thấy: - Vùng TGLX, ĐTM có đặc điểm phân bố biến động mùa vụ, diện tích canh tác lúa hai vùng tăng hàng năm việc mở rộng diện tích canh tác vùng đất chưa sử dụng khu vực rừng tràm Diện tích lúa vụ (Đơng Xn – Hè Thu) chiếm diện tích cao tăng dần từ năm 2000 đến 2009, từ năm 2010 đến 2013 diện tích lúa vụ giảm chuyển sang canh tác lúa vụ vùng có hệ thống đê bao khép kín Lúa vụ có diện nhỏ giảm dần qua năm chuyển sang canh tác lúa vụ - Trũng phèn tây Nam sông Tiền, sông Hậu + Vùng trũng phèn sông Tiền sông Hậu phía Tây sơng Hậu (giáp với vùng phù sa): nơi tập trung chủ yếu lúa vụ vụ Trong lúa vụ chiếm ưu thế, vào số năm 2002 – 2006, 2011 – 2013 diện tích lúa vụ cao gần gấp đến lần diện tích lúa vụ + Vùng trũng phèn phía Tây sơng Hậu (phần giáp ranh với Bán đảo Cà Mau): Diện tích canh tác lúa hàng năm tăng tăng chủ yếu lúa vụ vụ Diện tích lúa vụ có xu hướng giảm - Vùng phù sa phù sa dọc sông Tiền sông Hậu nơi tập trung lúa vụ vụ, phân bố cấu mùa vụ lúa khác theo khu vực đầu nguồn cuối nguồn sơng Cửu Long Diên tích canh tác lúa ổn định từ năm 2000 – 2013 có biến động qua lại diện tích lúa vụ vụ Xu hướng biến động chung lúa vụ giảm, lúa vụ tăng Từ năm 2000 diện tích lúa vụ cao gần gấp đơi lúa vụ, sau giảm đến năm 2004, 2005 diện tích vụ vụ tương đương nhau, đến năm 2006 – 2007 diện tích lúa vụ tăng cao lúa vụ ảnh hưởng dịch bệnh mở đê xả lũ Sau diện tích lúa vụ giảm liên tục đến năm 2013 diện tích lúa vụ 1/2 diện tích lúa vụ - Vùng ven biển: Diện tích lúa giảm nhanh từ năm 2000 đến 2004 sau ổn định đến năm 2013 Tổng diện tích lúa vụ giảm người dân chuyển sang chuyên tôm Diện tích lúa vụ vụ biến động qua lại Xu hướng chung từ năm 2000 – 2003 diện tích lúa vụ tăng nguyên nhân ảnh hưởng lũ thời tiết nên người dân chủ động nước để canh tác lúa vụ Sau năm 2004 đến 2008 lúa vụ giảm chiếm diện tích thấp, năm 2009 – 2010 diện tích lúa vụ tăng trở lại ổn định đến năm 2013 Nguyên nhân hoàn chỉnh hệ thống thủy lợi, khu vục giáp vùng phù sa chủ động nguồn nước để canh tác lúa vụ - Vùng BĐCM nơi tập trung lúa vụ (1 vụ lúa Mùa, lúa – tôm) lúa vụ Hè Thu – Mùa Lúa vụ chiếm diện tích cao có nhiều biến động giai đoạn 2000 – 2013 Từ năm 2000 đến 2003 diện tích giảm mạnh chuyển từ vụ lúa Mùa sang lúa – tơm chun tơm, sau tăng dần trở lại việc mở rộng mơ hình lúa – tơm đến năm 2011 – 2013 tiếp tục giảm, nguyên nhân giảm việc dẫn nước mặn vào ruộng thời gian dài để nuôi tôm làm đất nhiễm mặn khơng thể canh tác lúa Nhìn chung, biến động diện tích canh tác lúa tiểu vùng sinh thái nước có xu hướng biến động, tăng diện tích lúa vụ giảm diện tích lúa vụ Trên vùng nước trời nhiễm mặn, vùng ven biển diện tích lúa vụ tăng việc hồn thành hệ thống thủy lợi, diện tích lúa vụ, vụ có xu hướng giảm Riêng vùng BĐCM diện tích lúa vụ tăng, diện tích lúa vụ ổn định 12 3.1.5 Đánh giá độ tin cậy kết giải đoán Đánh giá kết giải đoán số Kappa (K) Độ tin cậy kết giải đoán năm 2013 đánh giá với kết sau: + Độ xác tồn cục: T = 84,5% + Chỉ số kappa: K = 0,78 Tính tương quan với số liệu thống kê Kết cho thấy kết diện tích giải đốn có mối tương quan chặt với diện tích theo thống kê với hệ số xác định R2 cao từ 0,81 đến 0,98 cho vụ Đông Xuân, Hè Thu, Thu Đông Kết cho thấy ảnh MODIS có khả ứng dụng việc theo dõi thay đổi cấu mùa vụ vùng trồng lúa ĐBSCL 3.2 Tích hợp mơ hình AquaCrop ảnh viễn thám ước đoán suất lúa 3.2.1 Xây dựng phương pháp ước đoán suất, sản lượng lúa vùng đất khác sở sử dụng ảnh viễn thám MODIS mô hình AquaCrop 3.2.1.1 Chuẩn bị liệu Dữ liệu viễn thám: thời gian xuống giống thời gian sinh trưởng Dữ liệu mơ hình: thời tiết, đất, tưới, quản lý trồng Dữ liệu kiểm tra: liệu suất diện tích lúa chuẩn bị cho việc đánh giá xác 3.2.1.2 Xác định cấu mùa vụ, thời gian sinh trưởng xây dựng đồ tiến độ xuống giống lúa Sử dụng phương pháp viễn thám để xây dựng chuỗi biến động giá trị NDVI vùng trồng lúa, thơng qua phân tích chuỗi biến động NDVI xác định thời gian xuống giống thời gian sinh trưởng lúa (Hình 3.3) Hình 3.3: Xác định thời gian sinh trưởng thời gian xuống giống dựa vào số NDVI 3.2.1.3 Xây dựng đồ đơn vị đất Bản đồ đơn vị đất xác định dựa chồng lắp đồ đơn tính bao gồm đồ đất, khí hậu, quản lý, trồng Trong đó, liệu trồng bao gồm ngày xuống giống, ngày thu hoạch thời gian sinh trưởng giải đoán từ ảnh MODIS Mỗi đơn vị đồ đồng liệu đầu vào mơ hình AquaCrop (Hình 3.4) 13 Ghi chú: ĐV1 – Đơn vị 1, ĐV2 – Đơn vị 2,… Hình 3.4: Xây dựng đồ đơn vị đất 3.2.1.4 Vận hành hiệu chỉnh mơ hình AquaCrop Các thơng số biến số mơ hình điều chỉnh để kết đầu mơ hình phù hợp với quan sát thực tế, nhằm rút ngắn khoảng cách khác biệt cách đưa thơng số điều chỉnh mơ hình thích hợp 3.2.1.5 Ước đoán suất xây dựng đồ suất lúa Mơ hình AquaCrop sau hiệu chỉnh sử dụng để chạy mô suất Dữ liệu đầu vào đơn vị đất sử dụng để chạy mơ sau cập nhật lên đồ đơn vị đất để thành lập đồ suất lúa Sản lượng lúa tính tốn dựa vào suất diện tích sản xuất 3.2.1.6 Đánh giá kết Năng suất lúa trung bình tính tốn để so sánh với số liệu thống kê (hoặc số liệu báo cáo địa phương) Việc đánh giá kết mô suất thực thông qua thông số thống kê hệ số tương quan Pearson (r) bậc hai sai số trung bình bình phương (RMSE) Căn bậc hai sai số trung bình bình phương chuẩn hóa (NRMSE) 3.2.2 Ứng dụng mơ hình AquaCrop ảnh viễn thám MODIS mơ suất lúa vùng đất tỉnh An Giang 3.2.2.1 Thu thập liệu a) Dữ liệu viễn thám (đã trình bày phần phương pháp) b) Thời tiết Kết thu thập liệu Khí hậu Dữ liệu khí hậu năm 2012 – 2013 tỉnh An Giang thu thập từ cục Thống kê thể Hình 3.5, Hình 3.6 14 (nguồn: Cục Thống kê tỉnh An Giang năm 2013) Hình 3.5: Nhiệt độ, mưa bốc thoát tham chiếu ET0 tỉnh An Giang năm 2012 – 2013 (nguồn: Cục Thống kê tỉnh An Giang năm 2013) Hình 3.6: Độ ẩm, tốc độ gió, số nắng trung bình tỉnh An Giang năm 2012 – 2013 Đặc tính đất Tỉnh An Giang phân bố tiểu vùng TGLX vùng phù sa dọc sơng Tiền sơng Hậu Hai vị trí đại diện cho nhóm đất phù sa nhóm đất phèn chọn để thu thập suất lúa thực tế để đối chiếu với kết mô hiệu chỉnh số đầu vào mơ hình AquaCrop (1) Xã Lương An Trà, huyện Tri Tôn, tỉnh An Giang, (2) xã Định Thành, huyên Thọai Sơn, tỉnh An Giang Các tiêu vật lý điểm trình bày Bảng 3.5 Trong đó, tiêu dùng làm đầu vào cho vận hành mơ hình AquaCrop bao gồm: thành phần giới, ẩm độ điểm héo, ẩm độ thủy dung, ẩm độ bảo hòa hệ số thấm Bảng 3.5: Đặc tính vật lý đất điểm thuộc (1) xã Lương An Trà, huyện Tri Tôn (2) xã Định Thành, huyện Thọai Sơn, tỉnh An Giang Độ sâu Điểm (cm) (1) Thành phần giới Cát (%) Thịt (%) Sét (%) 0-15 43 55 15-35 33 61 35-60 42 54 Sa cấu Sét pha thịt Sét Sét pha thịt 15 PWP (%) FC (%) SAT Ksat (%) (mm/ngày) 31,8 34,5 43,6 44,9 55,4 55,3 92,2 59,8 31,3 43,4 54,8 84,2 Độ sâu Điểm (cm) Thành phần giới Cát (%) Thịt (%) Sét (%) Sa cấu PWP (%) FC (%) SAT Ksat (%) (mm/ngày) Sét pha thịt 31,9 43,6 54,8 76,6 Sét pha >90 44 53 thịt 30,8 43,1 54,9 91,7 0-20 37 60 Sét 34,5 44,8 55,7 70,1 20-40 35 61 Sét 34,5 44,8 55,7 70,1 40-60 37 59 Sét 33,9 44,5 55,8 77,8 Sét pha 60-80 44 53 (2) thịt 30,8 43,1 54,9 91,7 Sét pha 80-100 47 48 thịt 28,3 41,9 53,6 92,2 Thịt trung >100 75 24 bình 15,7 36,8 51,0 203,5 (Nguồn: Bản đồ đất tỉnh An Giang Tỉ lệ 1:100.000 năm 2005 tính tốn bổ sung số tiêu phần mềm Soil Water Characteristics) 60-90 40 55 Tại vị trí ấp Hồ Tân, xã Định Thành, huyện Thoại Sơn thuộc nhóm đất phù sa, loại đất Humi Umbric Gleysols Thành phần giới có tỉ lệ sét thịt cao, sa cấu tầng đất chủ yếu sét pha thịt Khả giữ nước cao, tốc độ thấm chậm Tại vị trí ấp Cây Gòn - xã Lương An Trà - huyện Tri Tơn thuộc nhóm đất phèn, loại đất Umbri–Orthi–Epi Thionic Fluvisols Trị số pH thấp, thành phần giới vị trí có tỉ lệ sét thịt cao, sa cấu tầng đất mặt sét, tầng bên sét pha thịt Khả giữ nước cao, hệ số thấm cho thấy tốc độ chảy chậm Đặc điểm vùng canh tác lúa số liệu trồng Theo kết điều tra số liệu báo cáo, giống lúa sản xuất thuộc nhóm ngắn ngày có chu kỳ sinh trưởng dao động từ 90 - 100 ngày Các giống lúa chủ lực tỉnh IR50404, OM6976, Jasmine 85, OM4218, nếp, OM2514 Vụ Đông Xuân: IR50404, OM6976, Jasmine 85, OM4218, nếp; vụ Hè Thu: IR50404, OM6976, OM4218, nếp, OM2514; vụ Thu Đông: OM6976, IR50404, nếp, OM4218, Jasmine 85 (Nguồn: Chi cục Bảo vệ thực vật tỉnh An Giang) Đặc tính giống lúa trình bày Bảng 3.6 Bảng 3.6: Đặc tính giống lúa sản xuất An Giang Thơng số Chu kỳ sinh trưởng (ngày) Mật độ trồng (cây/m2) Ngày nảy mầm (NSS)* Ngày đạt độ bao phủ tối đa (NSS) Ngày trổ hoa (NSS) Thời gian trổ hoa (ngày) Ngày chín (NSS) Năng suất nước trồng (g/m2) Độ sâu vùng rễ (m) * Ngày sau sạ IR50404 85-90 146-150 3-5 35-40 55-60 5-7 85-90 19 0,5 16 Giống lúa OM2514, OM4218 90-95 146-150 3-5 40-45 60-65 5-7 90-95 19 0,5 OM6976, Jasmine 85 95-100 146-150 3-5 40-45 65-70 5-7 95-100 19 0,5 3.2.2.2 Sử dụng ảnh viễn thám MODIS theo dõi tiến độ xuống giống tỉnh An Giang Cơ cấu mùa vụ thời gian sinh trưởng lúa Mỗi giống lúa khác có thời gian sinh trưởng khác nhau, địa bàn tỉnh An Giang hầu hết canh tác giống lúa ngắn ngày có chu kỳ sinh trưởng dao động từ 85-100 ngày Ngồi ra, lúa Mùa canh tác rải rác chân núi thuộc huyện Tịnh Biên, Tri Tôn Thời gian sinh trưởng kéo dài từ đến tháng Lúa mùa ● Vụ Mùa: Vụ Mùa thường bắt đầu làm đất gieo sạ tháng dứt điểm vào tháng 11 có nơi kéo dài qua tháng 12 Thường sử dụng loại giống có thời gian sinh trưởng dài từ – tháng trung bình 5,5 tháng Lúa vụ - Đông Xuân muộn – Hè Thu vụ: Thời gian sinh trưởng vụ Đơng Xuân 9095 ngày vụ Hè Thu 85-90 ngày; Đông Xuân muộn – Hè Thu sớm: Thời gian sinh trưởng vụ Đông Xuân Hè Thu 85-90 ngày; Đơng Xn vụ – Hè Thu sớm: Thời gian sinh trưởng vụ Đông Xuân 95-100 ngày, vụ Hè Thu 90-95 ngày Lúa vụ - Đơng Xn vụ – Hè Thu sớm – Thu Đông sớm: Thời gian sinh trưởng vụ Đông Xuân, Hè Thu 95-100 ngày, vụ Thu Đông 85-90 ngày - Đông Xuân muộn – Hè Thu vụ – Thu Đơng vụ: Thời gian sinh trưởng vụ 85-90 ngày - Đông Xn muộn – Hè Thu vụ – Thu Đơng muộn: Thời gian sinh trưởng vụ Hè Thu 95 – 100 ngày, vụ Đông Xuân Thu Đông 85-90 ngày - Đông Xuân muộn – Hè Thu muộn – Thu Đông muộn: Thời gian sinh trưởng vụ Đông Xuân 95-100 ngày, vụ Hè Thu Thu Đông 85-90 ngày - Đông Xuân muộn – Hè Thu sớm – Thu Đơng vụ: Thời gian sinh trưởng vụ Đơng Xn 85-90 ngày, vụ Hè Thu Thu Đông 90-95 ngày - Đơng Xn vụ – Hè Thu vụ – Thu Đơng vụ: Thời gian sinh trưởng vụ 90-95 ngày Xây dựng đồ tiến độ xuống giống lúa Tiến độ xuống giống xác định phương pháp viễn thám thơng qua phân tích biến động giá trị NDVI Vụ Đông Xuân Vụ Đông Xuân bắt đầu xuống giống từ khoảng cuối tháng 10 năm 2012, kết thúc vào khoảng tháng năm 2013, xuống giống tập trung vào khoảng tháng 11 đến cuối tháng 12 năm 2012 (Hình 3.7) 17 Hình 3.7: Bản đồ tiến độ xuống giống vụ Đông Xuân năm 2012 - 2013 tỉnh An Giang Tiến độ xuống giống vụ Đông Xuân năm 2012 - 2013 tỉnh An Giang cơ thể chia thành đợt sau: - Đợt 1: Xuống giống sớm khoảng từ cuối tháng 10 đến tuần đầu tháng 11 (tập trung chủ yếu vào tuần đầu tháng 11) - Đợt 2: Kéo dài từ tuần thứ tháng 11 đến cuối tháng 12 diện tích xuống giống chiếm 80% tổng diện tích lúa Đơng Xn Phân bố hầu hết khu vực sản xuất lúa tỉnh An Giang - Đợt 3: Xuống giống muộn vào nửa đầu tháng năm - Diện tích xuống giống từ tháng trở sau khơng đáng kể 18 Nhìn chung, thời gian xuống giống lúa vùng đất phèn sớm vùng đất phù sa khoảng tuần vùng phèn chủ yếu sản xuất lúa vụ (không sản xuất vụ Thu Đơng) nên chủ động thời gian xuống giống Kết so sánh diện lúa tích từ kết giải đoán với số liệu thống kê vụ Đơng Xn 2012 -2013 tỉnh An Giang trình bày Bảng 3.7 Bảng 3.7: Diện tích lúa vụ Đơng Xn 2012 -2013tỉnh An Giang STT Huyện Tri Tôn Tịnh Biên Châu Đốc Đơn vị tính: Diện tích Tỉ lệ chênh thống kê (ha) lệch (%) 40.836 40.316 -4 16.185 16.275 Diện tích giải đốn (ha) 7.146 7.003 An Phú Tân Châu 13.900 15.169 -5 12.678 11.708 10 Phú Tân Châu Phú 21.540 22.375 34.267 36.918 -5 Chợ Mới Châu Thành 18.845 16.714 14 28.676 29.192 10 Long Xuyên 11 Thoại Sơn 5.704 5.369 37.104 36.583 Tổng 236.451 238.051 Nghiên cứu theo dõi tiến độ xuống giống Vụ Hè Thu 2013 vụ Thu Đông 2013 Hệ số tương quan (r) diện tích giải đốn diện tích thống kê cho vụ Đông Xuân, Hè Thu, Thu Đông 0,863; 0,938; 0,855 độ tin cậy vụ đạt mức ý nghĩa 1% Kết cho thấy có tương quan cao kết giải đoán số liệu thống kê 3.2.2.3 Xây dựng đồ đơn vị đất Bản đồ đơn vị đất xác định dựa chồng lấp đồ đơn tính bao gồm đồ đất, khí hậu, quản lý, trồng Trong đó, khí hậu sử dụng chung liệu khí hậu tồn tỉnh An Giang, quản lý nước tưới đảm bảo cung cấp đủ nguồn nước tưới cho tất vụ Do đó, đồ đơn vị xác định dựa sở chồng lắp đồ đất, thời gian xuống giống, cấu mùa vụ (sử dụng liệu thời gian sinh trưởng) Bản đồ đơn vị đất xây dựng cho vụ Vụ Đông Xuân Bảo đồ đơn vị đất vụ Đơng Xn gồm 90 đơn vị đất (Hình 3.8) 19 Hình 3.8: Bản đồ đơn vị đất vụ Đơng Xn năm 2012 – 2013 tỉnh An Giang Vụ Hè Thu Bảo đồ đơn vị đất vụ Hè Thu gồm 86 đơn vị đất Vụ Thu Đông Bảo đồ đơn vị đất vụ Thu Đông gồm 84 đơn vị đất 3.2.2.4 Vận hành hiệu chỉnh mơ hình AquaCrop 20 Năng suất lúa mơ 02 vị trí: (1) xã Lương An Trà, huyện Tri Tôn, tỉnh An Giang thuộc vùng Tứ Giác Long Xuyên đại diện cho nhóm đất phèn, (2) xã xã Định Thành, huyện Thoại Sơn, tỉnh An Giang thuộc vùng phù sa dọc sông Tiền sơng Hậu đại diện cho nhóm đất phù sa Để mơ hình mơ gần thực tế, thơng số đầu vào mơ hình hiệu chỉnh dựa vào kết hợp đầu liệu thu thập thực tế Cụ thể, hiệu chỉnh khả đáp ứng độ phì giảm mức 5%, 10% 15% trí đất phèn xã Lương An Trà Kết mô suất vị trí xã Định Thành, huyện Thoại Sơn cho thấy suất mô vụ cao suất thực tế 1%, 13%, 11% vụ Đơng Xn, Hè Thu, Thu Đơng (Hình 3.9) Năng suất (tấn/ha) 10 Thực tế Mô Đông Xuân 7.6 7.65 Hè Thu Thu Đông 5.69 6.44 5.83 6.47 Hình 3.9: Kết mơ suất xã Định Thành, huyện Thoại Sơn Năng suất (tấn/ha) Tại vị trí xã Lương An Trà, huyện Tri Tôn bị hạn chế mặt dinh dưỡng nên khả đáp ứng độ phì hiệu chỉnh giảm mức 5%, 10% 15% Kết mơ suất thể Hình 3.10 Thực tế Mô (giảm 5%) Mô (giảm 10%) Mô (giảm 15%) Đông Xuân 6.44 7.1 6.67 6.31 Hè Thu 5.32 6.3 5.83 5.42 Thu Đông 5.1 6.23 5.95 5.65 Hình 3.10: Kết mơ suất xã Lương An Trà, huyện Tri Tơn 3.2.2.5 Ước đốn suất xây dựng đồ suất lúa tỉnh An Giang Xây dựng đồ suất lúa tỉnh An Giang Bản đồ suất lúa xây dựng theo vụ Đông Xuân 2012 – 2013, Hè Thu 2013, Thu Đông 2013; đồ suất vụ dựa đồ tiến độ xuống giống, đồ đất kết mô suất từ mơ hình AquaCrop cho khoanh đất có đặc tính đất, nước, trồng 21 Dữ liệu khí hậu sử dụng chung cho toàn tỉnh An Giang, nước đủ khả cung cấp tốt cho canh tác vụ lúa năm khoanh đất xác định chủ yếu dựa vào đặc tính đất trồng (được xác định thông qua đồ đất đồ cấu mùa vụ, tiến độ xuống giống) Tại khoanh đất liệu đầu vào sử dụng để vận hành mơ hình AquaCrop, kết mô sử dụng để xây dựng đồ suất lúa cho vụ năm Vụ Đông Xuân Kết xây dựng đồ dự đốn suất tỉnh An Giang vụ Đơng Xn năm 2012 – 2013 thể Hình 3.11 Hình 3.11: Bản đồ dự đốn suất lúa vụ Đơng Xn năm 2012 – 2013 tỉnh An Giang Kết cho thấy suất lúa qua vụ năm có khác biệt rõ giữ vùng đất phèn đất phù sa Vùng đất phèn huyện Tịnh Biên Tri Tơn thuộc vùng TGLX ln có suất thấp huyện lại thuộc vùng phù sa Tại vùng đất phèn suất trung bình 6,9 tấn/ha, vùng đất phù sa suất dao động từ 7,0 – 8,0 tấn/ha suất trung bình khoảng 7,6 tấn/ha Để đánh giá khả ứng dụng nghiên cứu, suất dự đốn trung bình huyện tính tốn để so sánh với suất thống kê (Bảng 3.8) 22 Bảng 3.8: So sánh suất lúa mô với suất thống kê vụ Đông Xuân năm 2012 – 2013 tỉnh An Giang Tri Tôn Tịnh Biên 6,86 Sản lượng ước đoán (tấn) 276.568 7,06 Châu Đốc An Phú Tân Châu Phú Tân Châu Phú Chợ Mới Châu Thành Long Xuyên 11 Thoại Sơn Trung bình tỉnh 7,44 7,82 7,58 7,60 7,56 7,51 7,72 7,76 STT Huyện 10 Năng suất mô (tấn/ha) 7,69 7,47 Năng suất thống kê (tấn/ha) Sản lượng thống kê (tấn) 6,83 278.548 114.902 6,69 108.350 53.166 108.698 96.099 163.704 259.059 141.526 221.379 44.263 285.330 1.766.289 6,99 7,02 7,72 7,56 7,63 7,37 7,6 7,24 48.924 106.447 90.339 169.185 281.808 123.179 221.743 38.883 7,7 7,35 281.627 1.749.033 Kết tính tương quan suất thống kê suất mơ trung bình theo huyện r=0,637 đạt mức ý nghĩ 5%, giá trị RMSE 0,35 tấn/ha NRMSE 4,7% giá trị cho thấy suất mô tốt, phản ánh tốt suất thực tế Vụ Hè Thu kết tính tương quan suất giải đốn suất thống kê r=0,77 (đạt mức ý nghĩa 1%), giá trị RMSE 0,78 tấn/ha NRMSE 13,9% mô mức độ tốt , Vụ Thu Đông r=0,73 (đạt mức ý nghĩa 1%), giá trị RMSE 0,61 tấn/ha giá trị chấp nhận được, NRMSE 10,7% mô mức độ tốt Nhìn chung, kết dự báo suất lúa cho thấy việc kết hợp viễn thám mô hình AquaCrop mơ suất tốt cho vụ năm với hệ số tương quan đạt ý nghĩa mức 1% 5% Tính tốn sản lượng theo đơn vị hành cấp huyện tỉnh An Giang Sản lượng lúa vụ theo đơn vị hành huyện tính tốn dựa diện tích xuống giống vụ giải đốn từ ảnh MODIS suất trung bình huyện (Bảng 3.8) Nghiên cứu tính tốn sản lượng lúa trung bình theo huyện cho vụ Hè Thu 2013 Thu Đơng 2013 Kết tính tương quan sản lượng lúa thống kê với sản lượng lúa dự đoán cao (r>0,9 vụ) Hầu hết sản lượng lúa dự đoán huyện cao sản lượng lúa thống kê, tỉ lệ chênh lệch khác theo vụ (thấp vụ Đông Xuân, vụ Thu Đông, cao vụ Hè Thu) Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Kết nghiên cứu cho thấy: Sử dụng ảnh viễn thám theo dõi cấu mùa vụ lúa vùng đất khác nhau, khu vực ĐBSCL, cụ thể: - Đã xác định nhóm cấu mùa vụ ĐBSCL - Qua kết nghiên cứu cho thấy canh tác lúa, nước yếu tố ảnh hưởng đến trình sinh trưởng, phát triển suất lúa; yếu tố quan trọng tác 23 động lên phân bố cấu mùa vụ vùng đất Sự phân bố cấu mùa vụ lúa ĐBSCL chia thành khu vực: (1) - khu vực đầu nguồn sông Cửu Long chịu ảnh hưởng mạnh lũ; (2) - khu vực sông Cửu Long chịu ảnh hưởng lũ với so với khu vực đầu nguồn; (3) khu vực chịu ảnh hưởng triều biển Đông biển Tây chịu tác động xâm nhập mặn thiếu nước vào mùa khô - Kết đánh giá độ tin cậy dựa kết khảo sát thực tế năm 2013 có độ xác tồn cục 84,5% số kappa 0,78, hệ số xác định diện tích giải đốn với thống kê theo đơn vị hành cấp tỉnh từ năm 2000 đến 2013 khu vực ĐBSCL cao (0.81 < R2 < 0.98), kết đánh giá cho thấy sử dụng ảnh MODIS theo dõi cấu mùa vụ cấp vùng có độ tin cậy cao, có khả ứng dụng vào thực tế - Xác định khoảng biến động số khác biệt thực vật cho kiểu sử dụng điển hình cấu mùa vụ theo vùng đất khác Nghiên cứu xây dựng phương pháp dự đoán suất, sản lượng lúa vùng đất khác nhau, khu vực ĐBSCL dựa tích hợp mơ hình AquaCrop ảnh viễn thám MODIS Cụ thể: - Viễn thám ứng dụng để theo dõi phân bố cấu mùa vụ, diện tích, thời gian xuống giống, độ phủ tán; - Kỹ thuật GIS ứng dụng để xây dựng đồ khoanh đất dựa sở chồng lấp đồ đơn tính (khí hậu, đất, trồng, quản lý), đảm bảo khoanh đất có đặc tính đầu vào mơ hình AquaCrop; - Mơ hình AquaCrop sử dụng để mô suất lúa khoanh đất để xây dựng đồ suất lúa - Trường hợp nghiên cứu tỉnh An Giang mô suất điểm (xã Lương An Trà, huyện Tri Tơn xã Định Thành huyện Thoại Sơn) thuộc nhóm đất phèn nhóm đất phù sa Trong đó, điểm thuộc nhóm đất phù sa giá trị đầu vào khơng hiệu chỉnh, điểm thuộc nhóm đất phèn khả đáp ứng với độ phì nhiêu đất hiệu chỉnh giảm mức 5%, 10% 15%, kết kiểm định với suất thực tế cho thấy giá trị hiệu chỉnh mức độ giảm 15% có suất gần với suất thực tế giá trị hiệu chỉnh sử dụng để xây dựng đồ suất vụ Đông Xuân 2012 – 2013, Hè Thu 2013, Thu Đông 2013 - Nghiên cứu tính tốn suất trung bình sản lượng lúa theo đơn vị hành cấp huyện Kết tính tương quan với số liệu thống kê cho thấy hệ số tương quan cao đạt mức ý nghĩa 5% kết dự đốn suất trung bình vụ Đơng Xn, 1% cho kết dự đốn suất trung bình vụ Hè Thu, Thu Đơng kết dự đốn sản lượng lúa cho tất vụ 4.2 Kiến nghị - Sớm ứng dụng công nghệ viễn thám, GIS vào công tác giám sát theo dõi phân bố biến dộng cấu mùa vụ cấp vùng Tùy vào phạm vi nghiên cứu để lựa chọn loại ảnh có độ phân giải phù hợp - Để kết có độ xác cao cần lựa chọn ảnh có độ phân giải phù hợp với phạm vi mục tiêu nghiên cứu; sử dụng thuật toán chia nhỏ pixel để ảnh tăng cường độ phân giải ảnh, sử dụng kết hợp nhiều loại ảnh phương pháp phân loại - Tự động hóa phương pháp xử lý ảnh viễn thám kết nối với mơ hình dự báo suất để cung cấp thơng tin dự báo suất, sản lượng nhanh chóng, kịp thời tiết kiệm - Cần có số liệu phân tích đất đặc biệt đặc tính vật lý tất vùng trồng lúa để xây dựng đồ suất lúa cho ĐBSCL 24 ... thông tin kịp thời nhu cầu định, hoạch định sách Do vậy, đề tài Tích hợp mơ hình AquaCrop ảnh viễn thám MODIS xác định cấu mùa vụ suất lúa vùng đất Đồng Bằng Sông Cửu Long thực 1.2 Mục tiêu đề... cấu mùa vụ vùng đất khác Xác định yếu tố ảnh hưởng đến phân bố thay đổi mùa vụ lúa; - Xây dựng phương pháp tích hợp mơ hình AquaCrop ảnh viễn thám MODIS xây dựng đồ suất tính tốn sản lượng lúa Chương... Mau): Diện tích canh tác lúa hàng năm tăng tăng chủ yếu lúa vụ vụ Diện tích lúa vụ có xu hướng giảm - Vùng phù sa phù sa dọc sông Tiền sông Hậu nơi tập trung lúa vụ vụ, phân bố cấu mùa vụ lúa khác