Nghiên cứu tích hợp công nghệ viễn thám và GIS trong xây dựng mô hình dự báo ngư trường khai thác cá ngừ đại dương (thunnus albacares và t obesus)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TÀO BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG VIỆN KHOA HỌC ĐO ĐẠC VÀ BẢN ĐỒ NGUYỄN DUY THÀNH NGHIÊN CỨU TÍCH HỢP CƠNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS TRONG XÂY DỰNG MƠ HÌNH DỰ BÁO NGƯ TRƯỜNG KHAI THÁC CÁ NGỪ ĐẠI DƯƠNG (Thunnus albacares T.obesus) LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT i ii BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TÀO VIỆN KHOA HỌC ĐO ĐẠC VÀ BẢN ĐỒ NGUYỄN DUY THÀNH NGHIÊN CỨU TÍCH HỢP CƠNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS TRONG XÂY DỰNG MƠ HÌNH DỰ BÁO NGƯ TRƯỜNG KHAI THÁC CÁ NGỪ ĐẠI DƯƠNG (Thunnus albacares T.obesus) NGÀNH: KỸ THUẬT TRẮC ĐỊA - BẢN ĐỒ MÃ SỐ: 9.52.05.03 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS TS NGUYỄN ĐÌNH DƯƠNG TS CHU TIẾN VĨNH HÀ NỘI, NĂM 2020 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng thân tơi Tồn trình nghiên cứu tiến hành cách khoa học, số liệu, kết trình bày luận án xác, trung thực chưa cơng bố cơng trình Các thơng tin trích dẫn luận án có nguồn gốc rõ ràng Tác giả luận án Nguyễn Duy Thành ii LỜI CẢM ƠN Luận án hồn thành tại phịng Nghiên cứu Đo vẽ ảnh Viễn thám - Viện Khoa học Đo đạc Bản đồ hướng dẫn khoa học PGS TS Nguyễn Đình Dương TS Chu Tiến Vĩnh Trong trình thực hiên luận án, tác giả nhận giúp đỡ cán thuộc phòng Nghiên cứu Đo vẽ ảnh Viễn thám, phòng Khoa học, Đào tạo, Hợp tác quốc tế Tạp chí thuộc Viện Khoa học Đo đạc Bản đồ; Viện nghiên cứu Hải sản Xin chân thành cảm ơn chủ nhiệm Đề tài/Dự án: Dự án Điều tra chung Việt Nam - Trung Quốc, Điều tra tổng thể biến động nguồn lợi hải sản ven biển Việt Nam từ năm 2016 đến 2020, Điều tra ngư trường, Nghiên cứu giải pháp nâng cao chất lượng dự báo cá ngừ đại dương… cho phép Nghiên cứu sinh khai thác sử dụng số liệu để hoàn thiện luận án; Cảm ơn Chi Cục bảo vệ nguồn lợi thủy sản tỉnh Bình Định, Phú Yên Khánh Hòa tạo điều kiện cho tơi q trình triển khai thu thập số liệu đội tàu khai thác biển tại cảng cá Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc đến tất nhà khoa học, thầy cô giáo, quan, bạn đồng nghiệp người thân tận tình giúp đỡ nghiên cứu sinh hồn thành luận án iii MỤC LỤC ii LỜI CAM ĐOAN i LỜI CẢM ƠN ii MỤC LỤC .iii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ .vii DANH MỤC CÁC BIỂU BẢNG ix MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết luận án Mục tiêu luận án Nội dung nghiên cứu vụ luận án 4 Đối tượng nghiên cứu 5 Phương pháp nghiên cứu .5 Hướng tiếp cận Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án 7.1 Ý nghĩa khoa học 7.2 Ý nghĩa thực tiễn Luận điểm bảo vệ Điểm luận án 10 Kết cấu luận án CHƯƠNG TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tình hình nghiên cứu giới 1.1.1 Đặc điểm sinh học, sinh thái cá ngừ vây vàng 1.1.2 Đặc điểm sinh học, sinh thái cá ngừ mắt to 13 1.1.3 Dự báo ngư trường 18 1.1.4 Viễn thám nghiên cứu dự báo ngư trường khai thác 22 1.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam 30 1.2.1 Dự báo ngư trường 30 1.2.2 Viễn thám nghiên cứu dự báo ngư trường khai thác 40 CHƯƠNG CƠ SỞ KHOA HỌC XÂY DỰNG MƠ HÌNH DỰ BÁO NGƯ TRƯỜNG KHAI THÁC CÁ NGỪ ĐẠI DƯƠNG 43 2.1 Cơ sở khoa học nghiên cứu 43 2.2 Thông tin, liệu nghiên cứu 45 iv 2.2.1 Thông tin, liệu nghề cá ngừ đại dương 45 2.2.2 Thông tin, liệu hải dương học 48 2.2.3 Tri thức địa 52 2.3 Phương pháp viễn thám nghiên cứu biển 53 2.5 Tích hợp tri thức địa, liệu nghề cá, liệu viễn thám để xây dựng mơ hình dự báo 55 2.6 Đề xuất quy trình dự báo 59 Bước bao gồm 04 bước: 60 Bước bao gồm 04 bước: 62 Bước bao gồm 04 bước: 63 CHƯƠNG XÂY DỰNG VÀ KIỂM CHỨNG MƠ HÌNH DỰ BÁO NGƯ TRƯỜNG KHAI THÁC CÁ NGỪ ĐẠI DƯƠNG 67 3.1 Khu vực thực nghiệm 67 3.2 Dữ liệu thực nghiệm 69 3.2.2 Dữ liệu nhiệt độ bề mặt nước biển (SST) 77 3.2.3 Dữ liệu Chlorophyll-a 80 3.3 Kết thực nghiệm mơ hình 83 3.3.1 Dữ liệu đầu vào 83 3.3.2 Xác định mối liên hệ cá mơi trường phương pháp phân tích không gian 84 3.4 Đánh giá so sánh, kiểm chứng 100 3.4.1 Kết kiểm chứng độc lập dự báo thực nghiệm ngư trường nghề câu 101 3.4.2 Kết đánh giá kiểm chứng độc lập tàu câu khai thác cá ngừ mắt to (CNMT) 102 3.4.3 Kết đánh giá kiểm chứng độc lập tàu câu khai thác cá ngừ vây vàng (CNVV) 103 3.5 Đề xuất số giải pháp áp dụng kết dự báo ngư trường 105 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .107 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ 109 LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 109 TÀI LIỆU THAM KHẢO 110 v DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ALMRV AHP Bathy CSDL CLS CPUE Curts CHLa DVPD EKE GIS GHRSST LCA MERIS MGET MODIS AQUA vi MOVIMAR NOAA SEAFDEC SSH SST TVPD WCPFC vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Hướng tiếp cận nghiên cứu luận án Hình 2.1 Dự liệu hải dương tỷ lệ với thời gian chồng xếp xác định vị trí đánh bắt (Robinson Mugo cộng sự, 2011) 44 Hình 2.2 Hệ thống trạm điều tra nguồn lợi cá lớn 47 Hình 2.3 Số lượt trạm quan trắc yếu tố khí tượng-hải dương 51 Hình 2.4 Lập qerry để chiết rút liệu tools MGET phần mềm ArcGIS 54 Hình 2.5 Phân bố sản lượng khai thác cá ngừ 56 Hình 2.6 Phân bố sản lượng khai thác cá ngừ số hải dương .57 Hình 2.7 Kết dự báo ngư trường khai thác cá ngừ đại dương .57 Hình 2.8 Quy trình dự báo ngư trường khai thác cá ngừ đại đương vùng biển Việt Nam 59 Hình 3.1 Phạm vi nghiên cứu .68 Hình 3.2 Ngư trường khai thác truyền thống mùa gió Đơng Bắc (trái) Tây Nam (phải) từ điều tra kiến thức địa .73 Hình 3 Sản phẩm MOD09GA hiểu chỉnh phổ 74 Hình Các cảnh ảnh chụp khu vực nghiên cứu .75 Hình Tổ hợp màu thực cảnh ảnh sản phẩm MOD09GA 75 Hình 3.6 Dữ liệu nhiệt độ bề mặt nước biển trung bình tháng 79 Hình 3.7 Dữ liệu Chlorophyll a trung bình tháng 82 Hình 3.8 Số liệu phân bố điểm khai thác giai đoạn 2013-2015 85 Hình Dữ liệu nhiệt độ bề mặt biển 87 Hình 3.10 Phân cấp liệu hải dương học: SST (A); CHL (B); SSH (C); EKE (D) 88 Hình 3.11 Phân bố liệu nội suy sản lượng khai thác cá ngừ trung bình thàng nhiều (2013- 2015) liệu hải dương học tương ứng (A): SST, (B) CHL(C): SSH, (D):EKE 93 viii Hình 3.12 Kết dự báo ngư trường khai thác cá ngừ mắt to cá ngừ vây vàng, tháng 11 năm 2017 .99 Hình 13 Hiệu áp dụng công tác dự báo hoạt động khai thác nghề câu tại tỉnh khảo sát 100 Hình 3.14 Số lượng mẻ câu cá ngừ đại dương (2015-2017) 101 Hình 3.15 Hiệu dự báo theo tháng với câu cá ngừ mắt to 102 Hình 3.16 Hiệu dự báo theo tháng với cá ngừ vây vàng .103 Hình 17 Kiểm chứng nghề lưới câu, 2017 .104 Hình 3.18 Dự báo ngư trường khai thác cá ngừ mắt to tháng 12/2017 105 133 134 135 136 PHỤ LỤC Bản đồ dự báo ngư trường khai thác cá ngừ vây vàng 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 ... Xây dựng mơ hình dự báo ngư trường khai thác tiềm t? ?? liệu hải dương chi? ?t tách t? ?? viễn thám theo quy mô thời gian (hạn tuần, tháng) T? ?? thông tin kinh nghiệm thực tiễn sản xu? ?t ngư dân khai thác. .. BỘ T? ?I NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO T? ?O VIỆN KHOA HỌC ĐO ĐẠC VÀ BẢN ĐỒ NGUYỄN DUY THÀNH NGHIÊN CỨU T? ?CH HỢP CƠNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS TRONG XÂY DỰNG MƠ HÌNH DỰ BÁO NGƯ TRƯỜNG KHAI THÁC... cá ngừ đại dương FAO mô t? ?? chi ti? ?t đặc t? ?nh sinh v? ?t học, khai thác sử dụng cá ngừ (WWW1, 2014) trang web t? ?? chức Công t? ?c dự báo ngư trường khai thác cá có cá ngừ đại dương t? ? liệu viễn thám