Nghiên cứu ứng dụng viễn thám phát hiện đất nhiễm mặn nhằm hỗ trợ quản lý đất đai bền vững

I H C QU C GIA THĨNHăPH H CHệăMINH TR NGă I H CăBỄCHăKHOA HU NH H U M NH NGHIểNăC U PHỄTăHI Nă TR NG D NG VI NăTHỄMă T NHI M M N NH M H QU NăLụă Tă AIăB N V NG ChuyênăngƠnh: Qu nălỦăTƠiăNguyênăvƠăMôiăTr Mƣăs 60850101 : ng LU NăV NăTH CăS TP.H CHệăMINHă– 08/2015 Cơngătrìnhăđ Cánăb h căhoƠnăthƠnhăt i: Tr ngă i h căBáchăkhoaăậ HQG-HCM TS TR N TH VỂN ng d n khoa h c: Cánăb ch m nh năxétă1: Cánăb ch m nh năxétă2:ă Lu nă v nă th că s ă đ c b o v t iă Tr ngă i h că Báchă Khoa,ă HQGă Tp.ă HCM, ngƠyă01 thángă08 n mă2015 ThƠnhăph n H iăđ ngăđánhăgiáălu năv năth căs ăg m: Ch t ch h iăđ ng: PGS.TSăLểăV NăTRUNG 2.ăCánăb nh năxétă1:ă TS.ăLểăMINHăV NH 3.ăCánăb nh năxétă2:ăă PGS.TSăVÕăLểăPHÚ yăviênăh iăđ ng: TS.ăV 5.ăTh ăkỦăh iăđ ng: TS TR N TI NăKHỌI NGăQUANGăVI T Xácă nh n c a Ch t ch H iă đ ngă đánhă giáă LVă vƠă Tr ngƠnhăsauăkhiălu năv năđƣăđ CH T CH H Iă ng Khoa qu nă lỦă chuyênă c s a ch a (n uăcó) NG TR NG KHOA MỌIăTR VĨăTĨIăNGUYểN NG C NG HọAăXĩăH I CH NGH AăVI T NAM I H C QU C GIA TP.HCM TR NGă c l p - T - H nhăphúc I H CăBỄCHăKHOA NHI M V LU NăV NăTH CăS H tênăh c viên:ăăHU NH H U M NH NgƠyăsinh:ăăăăăăăăăăăă20/05/1990 ChuyênăngƠnh:ăăăăQu nălỦăTƠiăNguyênăvƠăMôiăTr I ng MSHV: 13263103 N i sinh: TPHCM Mƣăs : 60850101 TểNă TĨI: NGHIểNă C U NG D NG VI Nă THỄMă PHỄTă HI N T NHI M M N NH M H TR QU NăLụă Tă AIăB N V NG NHI M V VĨăN I DUNG: Nhi m v : ng d ng vi nă thámă phátă hi nă đ t nhi m m nă thôngă quaă qă trìnhă l p b nă đ mơă ph ngă đ t m nă đ nhă tínhă vƠă đ nhă l ng,ă đ ng th iă đ xu t ng d ng c a hai lo i b năđ nƠyăvƠoăcôngătácăqu nălỦăđ tăđaiăb n v ng N i dung: (1) Xácăđ nhăcácăch s phùăh pătrongăphátăhi năđ t nhi m m n B n Tre (2) ThƠnh l p b năđ phơnăvùngăđ t m năđ nhătính.ă (3) ThƠnhăl p b năđ phơnăvùngăđ t m năđ nhăl ng (4) xu t cácă ng d ng c a b năđ phơnăvùngăm n h tr côngătácăqu nălỦă đ tăđaiăb n v ng II NGĨYăGIAOăNHI M V : 19/01/2015 III NGĨYăHOĨNăTHĨNHăNHI M V : 14/06/2015 IV CỄNăB H NG D N: TS TR N TH VỂN CỄNăB H TP.HCM, ngày….tháng…n m 2015 CH NHI M B MỌNă ĨOăT O NG D N TR NG KHOA i L IăC Mă N oOo Trong tr nh th r t nhi u ng Gi i T i xin g i nh, tr nh h c t p hi n u n v n t t nghi p, t i Khoa M i Tr nh ng n m h c t p n: u n bên nh, nâng tr su t i p ung t nh ng ki n th h ho ih quý báu su t p ho t i nh ng tài i u tham kh o b í h ng pháp xu t nh ng ý t Th y Nguy n V n nhi t t nh vi ng ng ng d n v ph ng xuyên góp ý, ng Tài Nguyên, Tr t n t nh truy n C Tr n Th Vân, ng T p th s gi p ng nh th c hi n lu n v n thành ph H Chí Minh th m n c bi t Ba M t i Quý th y tr c ti p h i nh n ng nh n i dung c ng ho tài u n v n tài C ng t i , b n Nguy n Anh Duy ùi Th C m Nhi h tr t m ki m s li u, tài i u oh qu n ý m i tr ng 2013 gi p t i tr nh g ng h t s hoàn thi n lu n h c t p th c hi n lu n v n Trong tr nh th c hi n, m v n, tr o dù i ti p thu ý ki n óng góp kh o nhi u tài i u song Quý Th y C b n bứ, th m ng kh ng th tránh kh i s i sót T i r t mong nh n nh ng th ng tin óng góp, ph n h i quý báu t quý Th y C T i xin g i l i c m n hân thành n t t c m i ng i Hu nh H u M nh c ii TịMăT T t nhi m m nălƠăm t hi năt đ ng nôngănghi p ng t nhiên gơyă nhăh ngătiêuăc căđ n h at h u h tăcácăqu c gia Hi n nay, m cădùăquáătrìnhănƠyădi n ngƠyăcƠngăm nh m d iătácăđ ng c a bi năđ iăkhíăh uănh ngăcácăbi năphápăqu n lỦ,ăng aăvƠăgi m thi u v năcònăr t h n ch Lu năv nătrìnhăbƠyăk t qu nghiênă c u ng d ngăcôngăngh vi năthámăkh oăsátăcácăđ iăt đ t nhi m m n khu v c t nh B năTreăvƠoăn mă2009.ăGiáătr ph n x trênăcácăkênhă nhăLandsatăvƠăgiáătr đ m n EC th c t trongăđ tăđ trìnhănhi m m năđ nhăl khu v c ngăđ t b m tăđ phátăhi n căápăd ngăđ mơăph ngăqă ngăvƠăđ nhătính.ăK t qu cho th y r ng,ăđ i v i B n Tre, vùngănhi tăđ i măvƠăch u nhăh ng m nh c a ch đ tri u bi nă ông,ă cácăch s phùăh pălƠăNDVI,ăMNDWI,ăSI4ăvƠăSI11.ă vƠătáchăcácăđ iăt h tr qătrìnhăphơnătíchă ng m u, lu năv năđƣăápăd ng b sung cácăb năđ l p ph b m t, cácăkênh nhăthƠnhăph năchínhăc ngănh ăd li u t nh Google Earth, hi n tr ngăvƠă quy ho ch s d ngăđ tầăD aătrênăcácăthôngătinăt nh v tinhăvƠăcácăs li u th ng kêăv giáătr EC th c t , hai b năđ phơnăvùngăm năđ nhătínhăvƠăđinhăl ngăđƣăđ c thƠnhăl p B năđ đ nhătínhăcungăc păthơngătinăkháiăqtăv m căđ m n gi aăcácă đ iăt ngăđ t b m tătrongăcùngănhómă(nhómăđ t ng păn vƠănhómăđ t tr ng) B năđ đ nhăl quaă ph ngăxácăđ nhăđ c,ănhómăđ tăcóăth c ph căgiáătr EC t i t ng v tríăthơngă ngă trìnhă h i quy nă tính.ă Haiă lo i b nă đ nƠyă cóă th h tr quáă trìnhă qu nălỦăđ tăđaiăb n v ng cácăl nhăv c: qu nălỦăsuyăthoáiăđ t,ă cơyătr ngăvƠăquyăho ch s d ngăđ tătrongăt n mă 2009,ă tìnhă hìnhă đ t nhi m m n cătínhăn ngăsu t ngăl i D aăvƠoăk t qu phơnătích,ăvƠoă B n Tre v nă cịnă ch aă nghiêmă tr ng, nhiên,ă nh ngă n mă g nă đơy,ă d i nhă h ng c a bi nă đ iă khíă h u,ă qă trìnhă xơmă nh p m năvƠăth c tr ng thi uăn c ng tăđ r a m n m căbáoăđ ngăđƣălƠmăchoăđ t đaiă đơyăb m năhóaănghiêmătr ng.ăDoăđó,ălu năv năđƣăđ xu t m t s bi năphápă nh măng aăvƠăgi m thi u nhăh c a lu năv năcóăth đ ng c aăđ t nhi m m n K t qu nghiênăc u c s d ngăđ h tr côngătácăqu nălỦ cơngătácăqu nălỦăđ t m nănóiăriêngăvƠăqu nălỦăđ t b n v ngănóiăchung iii ABSTRACT Soil salinity is a natural phenomena that negatively affects the agricultural sector in many countries around the world Although this process currently takes place more intensely under the impacts of climate change, management, prevention and mitigation methods are still limited This thesis presents the results of using remote sensing technology surveying soil objects to detect soil surface salinity in Ben Tre province in 2009 Digital numbers on channels of Landsat TM image along with realistic salinity values of EC in the soil areapplied to simulate the processes of quantitative and qualitative salinization The results showed that in Ben Tre province, which is in humid tropics and strongly influenced by the South China Sea tidal regime, relevant indicators are NDVI, MNDWI, SI4 and SI11 To support the analysis and extraction of soil objects, this thesis applied land cover map, the channels of principal component image as well as information from Google Earth image, land-use and land-use planning maps Based on information from satellite images and statistics about the actual values of EC, a qualitatively zoning salinity map and a quantitatively zoning salinity map were established The first map provides a qualitative overview of the salinity between soil objects in the same land surface (wetlands, crop lands and vacant lands) The second one determines the value of EC at each position through the linear regression equation Two types of maps can be efficiently supportive for sustainable land management in three directions: degraded land management, crop yield estimation and land use planning in the future Based on the outcomes, in 2009, the status of soil salinity in Ben Tre is still acceptable, however, in recent years, due to the influence of climate change, the process of salinization and lack of fresh water, happening more frequently, led to serious salinization in this area Therefore, the thesis has proposed a number of solutions to prevent and mitigate the effects of soil salinity Those results of the thesis can be used for supporting salinity management in particular and sustainable land management in general iv L IăCAMă OANă oOo Tơiă xină camă đoană đơyă lƠă cơngă trìnhă nghiênă c u c aă tôiăd tr c ti p c a TS Tr n Th Vơn.ăNgo iătr ănh ngăn iădungăđƣăđ is h ng d n cătríchăd n,ăcácăs li u, k t qu đ cătrìnhăbƠyătrongălu năv nănƠyălƠăhoƠnătoƠnăchínhăxác,ătrungăth c vƠăch aăt ngăđ căcơngăb trongăcácăcơngătrìnhănghiênăc uănƠoăkhácătr căđơy Tơiăxinăl y danh d c a b năthơnăđ đ m b o cho l iăcamăđoanănƠy Hu nh H u M nh v M CL C L I C Mă N i TịMăT T ii ABSTRACT .iii L IăCAMă OAN iv DANH M C CỄC KụăHI UăVĨăT VI T T T ix DANH M C B NG BI U x DANH M C HỊNH NH xi M U 1 Tínhăc p thi t c aăđ tƠi M cătiêuănghiênăc u iăt ngăvƠăph măviănghiênăc u ụăngh aăkhoaăh căvƠăỦăngh aăth c ti n CH NGă1: T NGăQUANăăCỄCăV Nă 1.1 QUỄăTRỊNHă NGHIểNăC U T NHI M M NăVĨăTỄCă NG 1.1.1 Quáătrìnhăđ t nhi m m n 1.1.2 Tácăđ ng c aăquáătrìnhăđ t nhi m m n 1.2 TỊNHă HỊNHă NGHIểNă C U V T NHI M M N S D NG NH V TINH 10 1.2.1 Nghiênăc uătrênăth gi i 10 1.2.2 Nghiênăc u 1.3 Vi t Nam 13 T NG QUAN V KHU V CăNGHIểNăC U 18 1.3.1 V tr đ aălỦ 18 1.3.2 căđi măđ aăhình 18 vi 1.3.3 Khíăh u 19 1.3.4 Th yăv n 21 1.3.5 Th nh 1.3.6 Kinh t xƣăh i 23 1.3.7 V năđ m n 24 ng 22 CH NGă2: 31 C ăS KHOA H CăăVĨăăPH 2.1 NGăPHỄPăNGHIểNăC U 31 C ăS KHOA H C 32 2.1.1 C ăs vi năthámăvƠăthôngătinăđ iăt 2.1.2 PhơnătíchăthƠnhăph năchính 35 2.1.3 Phơnălo iăcóăgiámăsát 37 2.1.4 Phơnălo iătheoăcơyăquy tăđ nh 39 2.1.5 C ăs khoa h c v đ m nătrongăđ t 41 2.1.6 Vi năthámătrongănghiênăc uăđ m nătrongăđ t 44 2.1.7 nh v tinh quang h c 46 2.1.8 C ăs khoa h c v th ngăkêăh i quy 48 2.2 D ng 32 LI UăNGHIểNăC U 49 2.2.1 Ch n l a nh v tinh 49 2.2.2 Cácăd li uăkhác 50 2.3 PH NGăPHỄPăNGHIểNăC U 51 2.3.1 Quyătrìnhăth c hi n 53 2.3.2 Cácăch s dùngătrongănghiênăc u 55 2.3.3 Xácăđ nhăphơnăb đ t m nătheoăđ nhătính 59 2.3.4 Xácăđ nhăphơnăb đ t m năđ nhăl 2.3.5 ng 60 ánhăgiáăđ chínhăxác 62 vii CH NGă3: 64 NG D NG VI NăTHỄMăăPHỄTăHI Nă T NHI M M N 64 Lụă NH V TINH 65 3.1 TI N X 3.2 HI N TR NG L P PH B M T 67 3.2.1 H th ngăphơnălo i b năđ l p ph t nh B n Tre 67 3.2.2 PhơnătíchăthƠnhăph năchínhăvƠăt h pămƠuăxácăđ nhăđ iăt 3.2.3 Phơnălo iăcóăgiámăsát 69 3.2.4 ánhăgiáăđ chínhăxácăphơnălo i 73 3.2.5 K t qu phơnălo i l p ph b m t t nh B n Tre 75 3.3 HI N TR NGăPHỂNăB T M NăTHEOă ng 67 NHăTệNH 77 3.3.1 T o nh cácăch s 77 3.3.2 Phơnătíchăđ cătínhăm năđ tătheoănhómăđ iăt 3.3.3 Cơyăquy tăđ nhăxácăđ nhăphơnăb đ cătínhăm n c aăđ t 88 3.3.4 K t qu 90 3.4 HI N TR NGăPHỂNăB M Nă ng b m t 79 TăTHEOă NHăL NG 93 3.4.1 C ăs đ nhăl 3.4.2 Phơnătíchăh i quy 95 3.4.3 Mơăph ngăqătrìnhăđ t nhi m m n theoăđ nhăl 3.4.4 K t qu vƠăth o lu n 105 CH ngăđ m nătrongăđ t 93 ng 104 NGă4: 111 GI IăPHỄPăQU NăLụăă Tă AIăB N V NG T B Nă MỌăPH NGăVỐNGă T M N 111 4.1 QU NăLụă 4.2 Tă AIăB N V NG 112 NG D NG B Nă PHỂN VỐNGăM Nă H TR QU NăLụă Tă AIă B N V NG 114 4.2.1 Qu nălỦăsuyăthoáiăđ tăđai 114 ... ngăcácăchínhăsáchăqu nălỦăđ t? ?đai? ?b n v ng t hi n t iăvƠă ngălai Xu t? ?phát? ?t nh ngălỦădoănêuătrên,ăđ tƠiă? ?Nghiên c u ng d ng vi n thám phát hi n đ t nhi m m n nh m h tr qu n lý đ t đai b n v ngẰă đƣă đ... t qu nghiên? ?c u s h tr t tăchoăcôngătácăqu nălỦăđ t? ?đai? ?b n v ngăc ngănh ăđ xu tăcácăbi năphápăc i thi n k p th i nh m b oăđ măanăninhăl ngăth c cho khu v c M cătiêu? ?nghiên? ?c u Nghiên? ?c u? ?phát? ?hi... tăđ nh ch n l a d li u cho khu v c? ?nghiên? ?c u 47 B ng 2.5: S li u EC th c t t iăcácăđi m quan tr c m tăđ t 51 B ngă2.6:ăCác? ?nghiên? ?c u v vi n? ?thám? ?phát? ?hi năđ t nhi m m n 56 B ngă2.7:ăCácăch