Thử nghiệm ứng dụng viễn thám và GIS vào dự báo ngư trường khai thác cá ngừ đại dương ở vùng biển xa bờ trung bộ việt nam

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN  NGUYỄN DUY THÀNH THỬ NGHIỆM ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS VÀO DỰ BÁO NGƯ TRƯỜNG KHAI THÁC CÁ NGỪ ĐẠI DƯƠNG Ở VÙNG BIỂN XA BỜ TRUNG BỘ VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Hà Nội, 2013 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN  NGUYỄN DUY THÀNH THỬ NGHIỆM ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS VÀO DỰ BÁO NGƯ TRƯỜNG KHAI THÁC CÁ NGỪ ĐẠI DƯƠNG Ở VÙNG BIỂN XA BỜ TRUNG BỘ VIỆT NAM Chuyên ngành: Bản đồ - Viễn thám Hệ thông tin địa lý Mã số: 60.44.76 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Người hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Ngọc Thạch Hà Nội, 2013 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH PHẦN MỞ ĐẦU Mục tiêu nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Các k t đạ đề tài C u trúc đề tài CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Tổng quan cơng trình nghiên cứu 22 Nước ệ Na 1.3 Phương pháp nghiên cứu 11 1.3.1 P ươ g uyê g a 11 1.3.2 P ươ g áp phân tích thống kê 12 1.3.3 P ươ g v ễn thám 14 1.3.4 P ươ g GIS 14 1.3.5 P ươ g bả đồ 15 1.4 Giới hạn phạm vi nghiên cứu 16 1.4.1 Khu vực nghiên cứu 16 1.4.2 Thời gian nghiên cứu 17 43 l ệu, liệu sử dụng 17 CHƯƠNG II: ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU 21 2.1 Vị trí địa lý 21 2.1.1 Mô tả vùng biển nghiên cứu 21 2.1.2 Tiề ă g vùng nghiên cứu nghề cá xa bờ 21 2.1.3 Vị trí an ninh chủ quyền lãnh hải 21 2.2 Điều kiện tự nhiên 22 22 K ượng vă 22 2.2.2 Phân bố nhiệ độ 22 2.2.3 Dòng chảy 23 2 Hà lượng chlorophyll-a tầngmặt 23 2.2.5 Nguồn lợi cá lớn vùng biển xa bờ 25 2.3 Các đặc điểm sinh học sinh thái cá ngừ đại dương 26 23 Cá đặ đ ểm sinh học sinh thái cá ngừ vây vàng 26 Cá đặ đ ểm sinh học sinh thái cá ngừ mắt to 32 2.3.3 Sả lượ g đá bắ gư ụ đá bắt 35 CHƯƠNG III: THỬ NGHIỆM ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS VÀO DỰ BÁO CÁ ĐẠI DƯƠNG Ở VÙNG BIỂN XA BỜ TRUNG BỘ VIỆT NAM 37 3.1 Một số yếu tố hải dương học 37 3.2 Sản lượng suất khai thác cá ngừ đại dương 40 3.2.1 Sả lượng khai thác cá ngừ đạ dươ g 40 2 Nă g su t khai thác xu th bi độ g ă g su t cá ngừ đạ dươ g 42 3.3 Phương trình tương quan cá số yếu tố môi trường 44 3.4 Kết nghiên cứu 45 3.4.1 Mơ hình nghiên cứu quy trình dự báo 45 3.4.2 K t dự báo gư rường khai thác cá ngừ đại dươ g thử nghiệm 48 3.4.3 Kiểm g đá g k t dự báo thử nghiệm 50 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 53 Kết luận 53 Kiến nghị 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT AATSR - the Advanced Along Track Scanning Radiometer ALMRV – Assessment of the Living Marine Resources in Vietnam AMSRE - the Advanced Microwave Scanning Radiometer-EOS AVHRR Advanced Very High Resolution Radiometer CLS Collecte localization satellite CPUE Catch per unit effort GHRSST - A Group for High Resolution Sea Surface Temperature MOVIMAR monitor the ocean and water resources of Vietnam project NOAA The National Oceanic and Atmospheric Administration NWP - Numerical Weather Prediction OSTIA -The Operational Sea Surface Temperature and Sea Ice Analysis SEAFDEC Southeast Asian Fisheries Development Center SEVIRI - the Spinning Enhanced Visible and Infrared Imager SST - Sea Surface Temperature TMI - the Tropical Rainfall Measuring Mission Microwave Imager VASEP – Vietnam Association Seafood Exporters and Producers, DANH MỤC BẢNG Bảng Thành phần sản lượng (Tỷ lệ % so với tổng sản lượng) cá ngừ bắt bảng nghề qua số liệu điều tra độc lập giám sát hoạt động khai thác Bảng Bảng thống kê sản lượng nghề khai thác theo thời gian 13 Bảng Bảng thống kê CPUE theo không gian (ô lưới) 13 Bảng Nguồn số liệu câu vàng cá ngừ 18 Bảng Giá trị cực trị chlorophyll-a tháng năm vùng biển xa bờ Trung 24 Bảng Tỷ lệ % thành phần sản lượng cá ngừ khai thác câu vàng qua số liệu điều tra độc lập giám sát hoạt động khai thác 41 Bảng Tỷ lệ % thành phần sản lượng cá ngừ khai thác câu vàng qua số liệu điều tra độc lập, tháng 4/5 giai đoạn 2000- 2008 41 Bảng Tỷ lệ % thành phần sản lượng cá ngừ khai thác câu vàng qua số liệu giám sát hoạt động khai thác, tháng 4/5 giai đoạn 2000- 2009 42 Bảng Tỷ lệ % thành phần sản lượng cá ngừ khai thác câu vàng qua số liệu nhật ký khai thác, tháng 4/5 giai đoạn 2000- 2009 42 Bảng 10 Biến động suất trung bình khai thác cá đại dương từ 2000 đến 2009 chuyến biển tháng 4/5 43 Bảng 11 Các yếu tố môi trường biển 44 Bảng 12 Tổng hợp thông tin liên quan cá mơi trường trung bình tháng nhiều năm nghề lưới câu vàng 45 Bảng 13 Cấp chia dự báo 51 Bảng 14 Kết đánh giá cấp dự báo 51 Bảng 15 Sai số tương đối 51 Bảng 16 Sai số tuyệt đối 52 DANH MỤC HÌNH Hình Giới hạn vùng biển nghiên cứu 16 Hình Phần mềm chuyên dụng Themsis viewer dung để chiết rút liệu hải dương 17 Hình Bản đồ ký hiệu khu phạm vi dự báo 20 Hình Nhiệt độ đặc trưng tháng năm vùng biển xa bừ Trung 23 Hình Xu biến động hàm lượng chlorophyll-a nhiệt độ tằng mặt qua tháng năm vùng nghiên cứu 25 Hình Nhiệt độ bề mặt trung bình tháng 3/2013 37 Hình Nhiệt độ bề mặt trung bình tháng 4/2013 37 Hình Nhiệt độ trung bình tầng 50m tháng 3/2013 38 Hình 10 Nhiệt độ dòng chảy 3D tháng (trái) tháng (phải) năm 2013 39 Hình Nhiệt độ trung bình tầng 50m tháng 4/2013 38 Hình 11 Chlorophyll tháng năm 2013 40 Hình 12 Biểu đồ xu biến động 43 Hình 13 Sơ đồ quy trình cơng nghệ xây dựng đồ dự báo khai thác hạn tháng 48 Hình 14 Bản dự báo cá ngừ đại dương thử nghiệm (tháng – trái) (tháng phải) 50 Trang PHẦN MỞ ĐẦU Khai thác tiềm từ biển nói chung khai thác nguồn lợi hải sản nói riêng đã, đối mặt với nhiều yếu tố rủi ro biển Chính vậy, an tồn biển để hoạt động sản xuất quan tâm Dự báo ngư trường khai thác nguồn lợi hải sản (sau gọi tắt dự báo khai thác) góp phần cảnh báo nguy xảy tượng thời tiết bất thường biển dự báo trường hải dương khí tượng phần không tách rời dự báo ngư trường khai thác, ngư trường khai thác cá ngừ đại dương thường ngư trường xa bờ Bên cạnh đó, việc tổ chức điều phối hoạt động khai thác dựa vào kết dự báo góp phần giảm bớt áp lực ngư trường truyền thống, có nghĩa giảm nguy mâu thuẫn khai thác Trước bối cảnh, giá nhiên liệu ln có diễn biến khó lường thường có xu tăng nhiều giảm, đó, sản lượng khai thác đánh bắt lại tăng khơng đáng kể Do đó, hiệu hoạt động khai thác hải sản dần hấp dẫn, đặc biệt hoạt động khai thác hải sản xa bờ Dự báo khai thác cung cấp thông tin không gian thời gian khai thác, giúp cho người hoạt động khai thác có thơng tin cần thiết nhằm giảm chi phí cho việc tìm kiếm ngư trường vốn trở lên tốn an toàn Dữ liệu để thiết lập dự báo khai thác sử dụng thông qua việc thiết lập chương trình điều tra, khảo sát, giám sát nhật ký khai thác, thực tế, nguồn liệu sử dụng cho việc kiểm chứng, đánh giá chất lượng dự báo có hiệu Thực tế, liệu thu thập qua chương trình gặp phải số hạn chế chi phí lớn, nhiều người thực hiện, chuỗi liệu theo thời gian gián đoạn, ảnh hưởng nhiều yếu tố thời tiết…dẫn đến việc lập dự báo khai thác thiếu tính xác khơng đủ thơng tin Bên cạnh đó, ứng dụng cơng nghệ khoa học công tác thành lập đồ chuyên đề GIS, phương pháp thống kê không gian, mơ hình dự báo…vào lĩnh vực cịn hạn chế vơ hình làm giảm tính xác, suất lao động thấp (lập dự báo theo phương pháp truyền thống nhiều thời gian) Trang Hoạt động khai thác dựa kết dự báo không làm giảm thiểu va chạm không đáng có biển mà cịn có ý nghĩa quan trọng việc bảo vệ chủ quyền lãnh hải, ngư dân biển chiến sỹ canh giữ vùng nước, vùng trời Tổ quốc Trước đòi hỏi yêu cầu thực tiễn, trước diễn biến phức tạp quyền - chủ quyền lãnh hải trước phát triển khả ứng dụng phương tiện công nghệ đại “thử nghiệm ứng dụng viễn thám GIS vào dự báo ngư trường khai thác cá ngừ đại dương vùng biển xa bờ Trung Việt Nam” có ý nghĩa khoa học, trị kính tế xã hội, lý chọn cho luận văn tốt nghiệp với nội dung Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu chung Bước đầu xây dựng thử nghiệm mô hình ứng dụng liệu ảnh viễn thám độ phân giải thấp GIS vào dự báo khai thác cá ngừ đại dương (Thunnus albacares Thunnus obesus) vùng biển xa bờ Trung Việt Nam Mục tiêu cụ thể Ứng dụng liệu ảnh viễn thám độ phân giải thấp từ dự án MOVIMAR (MODIS, NOAA-AVHRRH, SEAWIFF…) vào nghiên cứu trường nhiệt mặt biển (SST), chlorophyll dòng chảy Ứng dụng cơng nghệ GIS để mơ hình hóa liệu từ ảnh viễn thám độ phân giải thấp kết hợp với liệu thống kế phục vụ dự báo ngư trường cá ngừ đại dương Kiểm chứng đánh gía kết dự báo thử nghiệm Nhiệm vụ nghiên cứu Điều tra, thu thập thông tin, tài liệu, tư liệu, liệu lịch sử có liên quan nhiệt độ, chlorophyll dòng chảy Điều tra, thu thập thông tin, tài liệu, tư liệu, liệu lịch sử có liên quan nguồn lợi nghề cá ngừ đại dương Trang Nghiên cứu đặc trưng sinh học sinh thái cá ngừ đại dương (Thunnus albacores Thunnus obesus) Nghiên cứu xác định mối tương quan biến động ngư trường với trường nhiệt mặt biển phục vụ xây dựng dự báo Xây dựng thử nghiệm dự báo khai thác ngắn hạn quy mô tháng cho đối tượng cá ngừ đại dương Kiểm chứng, đánh giá kết dự báo thử nghiệm Các k t đạt đề tài Đưa mơ hình quy trình dự báo ngư trường khai thác cá ngừ đại dương vùng biển xa bờ Trung Việt Nam Bản dự báo thử nghiệm ngư trường khai thác cá ngừ địa dương tháng tháng năm 2013 C u trúc đề tài Phần mở đầu Chương I Tổng quan vấn đề phương pháp nghiên cứu Chương II Đặc điểm khu vực liên quan đến nội dung nghiên cứu Chương III Thử nghiệm ứng dụng viễn thám GIS vào dự báo cá ngừ đại dương vùng biển xa bờ trung Việt Nam Trang 43 Bảng 10 Biến động suất trung bình khai thác cá đại dương từ 2000 đến 2009 chuyến biển tháng 4/5 Chuyến biển Năng suất trung bình chuyến biển (kg/100 lưỡi câu) 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 TB I 9,0 II 6,4 9,5 III 6,3 8,4 9,3 9,3 6,5 18,2 5,3 13,4 11,7 8,6 11,6 5,6 9,1 6,9 11,6 8,5 9,7 8,8 7,7 8,5 I: C ươ g rì k ảo sát II: C ươ g rì g sá oạ động khai thác III: Chương trình thu nhật ký khai thác Xu hướng biến động qua chuyến khảo sát tháng 4/5 giai đoạn 2000-2009 thể xu giảm từ 9,0kg/100 lưới câu (2000) xuống 5,6kg/100 lưới câu (2008), cao đọt biến 18,2kg/100 lưỡi câu (2006) (Hình 12) Đối với Chương trình giám sát hoạt động khai thác, suất có xu giảm qua năm chuyến biển tháng 4/5 thể giảm 9,5 kg/100 lưỡi câu (2001) xuống 6,9 kg/100 lưỡi câu (2008) tăng 11,6kg/100 lưỡi câu (2009) Hình cho thấy xu hướng biến động suất thể không rõ rang xu (giao động 10 kg/100 lưỡi câu) Hình 12 Biểu đồ xu biến động suất khai thác Trang 44 3.3 Phương trình tương quan cá số yếu tố mơi trường Trong nghiên cứu nguồn lợi nói chung nghiên cứu dự báo khai thác nói riêng, nghiên cứu mối quan hệ yếu tố hải dương học đến phân bố, di cư, suất đánh bắt, biến động nguồn lợi vấn đề phức tạp Nghiên cứu có ý nghĩa lớn nghiên cứu thực tiễn sản xuất, quản lý bảo vệ nguồn lợi hải sản Tuy vậy, cơng trình nghiên cứu mối quan hệ cịn hạn chế, chưa giúp nhiều cho thực tế sản xuất nghề cá Giai đoạn gần đây, có nhiều chương trình điều tra, nghiên cứu nhằm thu thập nguồn tài liệu có liên quan, tiến hành phân tích, xem xét mối quan hệ bước đầu đưa số kết quả, đánh giá có ý nghĩa mặt khoa học Nhưng kết cần nghiên cứu bổ sung, kiểm nghiệm trước đưa vào áp dụng thực tế sản xuất ươ g qua g ữa ă g su đá bắ (CPUE) vớ y u ố ô rườ g; Đoàn Văn Bộ (2010) số đưa vào phân tích mối tương quan CPUE nghề câu với 26 yếu tố môi trường biển (Bảng 11) Phương trình: CPUE = A0 + A1*T0+A2*Ano+ + A26*Grad150 Bảng 11 Các yếu tố môi trường biển TT 10 11 12 13 14 15 Ký hiệu T0 Ano H0 T1 H1 H0H1 Gradz H15 H20 H24 H15-20 H20-24 TV DV Đơn vị đo O C O C m O C m m O C/m m m m m m mg-tươi/m3 mg-tươi/m3 ToTV g-tươi/m2 16 ToDV g-tươi/m2 Các yếu tố Nhiệt độ nước biển bề mặt Dị thường nhiệt độ nước biển bề mặt Độ dày lớp tựa đồng Nhiệt độ biên lớp đột biến Độ sâu biên lớp đột biến Độ dày lớp đột biến Gradien trung bình nhiệt độ lớp đột biến Độ sâu mặt đẳng nhiệt 15 OC Độ sâu mặt đẳng nhiệt 20 OC Độ sâu mặt đẳng nhiệt 24 OC Khoảng cách mặt đẳng nhiệt 15-20OC Khoảng cách mặt đẳng nhiệt 20-24OC Sinh khối thực vật trung bình lớp quang hợp Sinh khối động vật trung bình lớp quang hợp Tổng sinh khối thực vật cột nước thiết diện 1m2 lớp quang hợp Tổng sinh khối động vật cột nước Trang 45 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 NNSC NSTC ToNSC ToNTC Grad0 Grad25 Grad50 Grad75 Grad100 Grad150 mgC/m3/ngày mgC/m3/ngày gC/m2/ngày gC/m2/ngày O C/10km O C/10km O C/10km O C/10km O C/10km O C/10km Năng suất sơ cấp trung bình lớp quang hợp Năng suất thứ cấp trung bình lớp quang hợp Tổng suất sơ cấp cột nước Tổng suất thứ cấp cột nước Gradien cực đại theo phưong ngang nhiệt bề mặt Gradien cực đại theo phưong ngang nhiệt tầng 25m Gradien cực đại theo phưong ngang nhiệt tầng 50m Gradien cực đại theo phưong ngang nhiệt tầng 75m Gradien cực đại theo phưong ngang nhiệt tầng 100m Gradien cực đại theo phưong ngang nhiệt tầng 150m Bảng 12 Tổng hợp thông tin liên quan cá môi trường trung bình tháng nhiều năm nghề lưới câu vàng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng Tháng 10 Tháng 11 Tháng 12 Hệ số tương quan chung 0,60 0,56 0,51 0,55 0,50 0,55 0,57 0,55 0,54 0,45 0,67 0,58 Sai số cho phép 5,61 5,50 7,69 6,78 8,57 6,42 7,48 7,73 7,83 7,36 4,85 8,03 Độ bảo đảm (%) 78 77 83 70 92 85 78 88 84 86 75 93 Độ dài chuỗi số liệu (số ô lưới) 99 132 131 85 159 143 157 136 141 145 96 133 Đoàn Văn Bộ, 2010 3.4 Kết nghiên cứu 3.4.1 Mơ hình nghiên cứu quy trình dự báo a Mơ hình nghiên cứu Hiện nay, giới có nhiều mơ hình đề xuất áp dụng thành công đánh giá trữ lượng dự báo khả khai thác quần thể cá kinh tế, song chủ yếu theo hướng [8]: Một là; Dựa vào nguyên lý Russel cải tiến sở thống kê nghề cá Hai là; Quá trình trao đổi lượng (dinh dưỡng) cá chế sinh lý-sinh thái thích nghi cá với môi trường Ba là; Tương tác tổng hợp cá-môi trường-khai thác tác động không dừng môi trường Trang 46 T eo ướ g ứ khơng xét đến q trình di cư-nhập cư việc đánh giá sinh khối đàn cá chủ yếu dựa vào đánh giá riêng biệt tham số phương trình biến động số lượng cá thể (N) đàn cá: dN/dt = R + W – (F + M) +  R – lượng bổ sung, W – lượng tăng trưởng, F – hệ số chết khai thác, M – hệ số chết tự nhiên, - biến động không lường trước eo ướ g ứ a đánh giá biến động nguồn lợi cá thơng qua q trình trao đổi lượng (dinh dưỡng) cá với sinh vật khác hệ sinh thái biển, nhằm giải quan hệ lưới thức ăn chuyển hóa lượng qua bậc Những mơ hình theo hướng thường chặt chẽ logic phản ánh chất quy luật tự nhiên Tuy nhiên, tính phức tạp, tinh vi mối quan hệ dinh dưỡng mà mơ hình khơng thể thâu tóm hết được, đồng thời cồng kềnh thuật tốn đưa đến khơng khó khăn cho việc giải toán nhằm đánh giá trữ lượng đàn cá khai thác eo ướ g ứ ba nghiên cứu tác động tổng hợp môi trường-sinh vật-con người trở thành hướng nghiên cứu đầy triển vọng để dự báo biến động nguồn lợi cá vài chục năm gần [15] Phương pháp luận nghiên cứu thừa nhận ngun lý tồn mối quan hệ có tính quy luật điều kiện môi trường cá, thay đổi điều kiện môi trường dẫn đến biến động số lượng phân bố chúng Đề tài giải mục tiêu nhiệm vụ theo hướng nghiên cứu sở bước tiếp cận tới chất mối quan hệ ngư trường - sinh học - môi trường”, vận dụng đắn quy luật tự nhiên vào nghề cá nói chung, nghề cá xa bờ nói riêng P ươ g p cận xây dựng mô hình Như nêu, phương pháp luận nghiên cứu thừa nhận nguyên lý ngư trường điều kiện mơi trường có tồn mối quan hệ chặt chẽ có tính quy luật Nghiên cứu xây dựng mơ hình cần tiến hành xem xét vấn đề theo khuynh hướng Trang 47 tương tác tổng hợp “ngư trường - sinh học - môi trường” tác động không dừng môi trường Ở vùng biển nhiệt đới Việt Nam, có đặc điểm phức tạp phân bố biến động đàn cá biển xa bờ (cá ngừ) hạn chế chuỗi liệu môi trường - nghề cá, song cách tiếp cận khách quan tốt nhất, sở định hướng cho nghiên cứu mơ hình dự báo ngư trường khai thác xa bờ nước ta Việc lựa chọn thông tin, liệu môi trường cho toán dự báo ngư trường kết nghiên cứu sinh học, sinh thái đối tượng khai thác, nghiên cứu đặc biệt quan trọng tiếp cận vấn đề theo quan điểm tổng hợp “ngư trường-sinh học-mơi trường” Xây dựng mơ hình thống kê dự báo hạn ngắn Yêu cầu số liệu Nguồn liệu thu thập phạm vi vùng nghiên cứu (hình 1.1), vùng biển chia thành lưới có độ phân giải 0,5 độ kinh vĩ toàn số liệu ban đầu kết dự báo triển khai truy xuất theo quy mô không gian (hình 1.2) Để xác lập tương quan cá-mơi trường, cần có số liệu đồng theo quy mơ khơng-thời gian đại lượng Có loại số liệu cần chuẩn bị cho xây dựng dự báo khai thác theo quy mô hạn tháng gồm; Số liệu cá, giá trị trung bình tháng 4-5 năm 2013 CPUE (kg/100 lưới câu) theo nghề ô lưới 0,5 độ sử dụng cho mục đích với nguồn liệu ban đầu từ CSDL nghề cá (đã nêu mục 1.4.3 chương 1) Số liệu mơi trường, giá trị trung bình tháng 3-4 năm 2013 nhiệt độ bề mặt, nhiệt độ tầng thẳng đứng ô lưới tương ứng với số liệu cá (đã nêu mục 3.1, chương 3) Xây dự g ươ g qua á- ô rường hạn tháng Từ loại số liệu chuẩn bị phân tích tương quan CPUE theo nghề với đặc trưng môi trường biển cho ô lưới đồng có loại số liệu cá Trang 48 môi trường Tuy nhiên tất ô lưới có liệu đồng để đưa vào phân tích tương quan, có lưới có số liệu cá đưa vào phân tích Thêm vào đó, số liệu dịng chảy mang tính mơ trực quan hỗ trỡ thong tin lập dự báo Các biến phép phân tích tương quan phải có quy mơ thời gian thời điểm (cùng tháng) Từ phương trình hồi quy dự báo ngư trường (CPUE) cho tháng 4, năm 2013 sở dự báo (phân tích) yếu tố mơi trường b Quy trình xây dựng dự báo hạn tháng Yếu tố mơi trường trung bình tháng CPUE trung bình tháng Tương quan cá ngừ đại dương với môi trường Mối tương quan cá - môi trường Dự báo ngư trường hạn tháng Kiểm chứng kết Dự báo Hình 13 Sơ đồ quy trình cơng nghệ xây dựng đồ dự báo khai thác hạn tháng 3.4.2 K t dự báo gư rường khai thác cá ngừ đại dương thử nghiệm Phân tích ma trận tương quan tháng 4-5 năm 2013, phương trình tương quan suất mơi trường Dự báo gư rường khai thác cá ngừ đạ dươ g P ươ g rì ươ g qua g ữa ă g su g 4-5 ăm 2013 ô rườ g tháng CPUE:= -207.33 + 0.85*T0 - 1.73*Ano + 36.58*H0 + 1.33*T1 - 36.48*H1 + 36.55*H0H1 - 81.30*GRAD + 0.44*H15 + 0.81*H20 - 0.52*H24 - 0.36*H1520 0.96*H2024 + 0.12*TV + 3.11*DV - 10.56*NSSC + 171.93*NSTC + 4.03*ToTV29.69*ToDV + 29.77*ToNSC + 40.57*ToNTC + 17.14*Gra0 - 3.26*Gra25 - 7.47*Gra50 - 16.43*Gra75 + 4.01*Gra100 + 2.51*Gra150 Trang 49 Trang 50 Hình 14 Bản dự báo cá ngừ đại dương thử nghiệm (tháng – trái) (tháng - phải) Dự báo gư rường khai thác cá ngừ đạ dươ g g ăm 2013 P ươ g rì ươ g qua g ữa ă g su ô rườ g tháng CPUE = -725.12 - 2.31*T0 + 2.23*Ano - 4.59*H0 + 8.85*T1 + 5.11*H1 4.62*H0H1 + 153.88*GRAD + 1.04*H15 + 0.34*H20 - 0.57*H24 - 1.04*H1520 0.93*H2024 + 0.25*TV - 16.38*DV + 33.25*NSSC + 224.89*NSTC + 8.43*ToTV 172.81*ToDV - 328.82*ToNSC + 100.40*ToNTC + 22.36*Gra0 + 5.05*Gra25 11.71*Gra50 + 11.76*Gra75 + 2.06*Gra100 + 16.67*Gra150 3.4.3 Kiểm chứng đá + - giá k t dự báo thử nghiệm Kể ứ g; Từ bảng 12 thấy hệ số tương quan chung (R) không cao song đủ ý nghĩa thống kê để sử dụng phương hồi quy làm dự báo Đá g chung; Sai số cho phép (SSCP) tháng tháng 8.19 8,57; Sai số BPTB quan trắc va tính 5.49 5,45; Hệ số tương quan chung R 0.40 0,48; Số dự báo có sai số < SSCP 90 % 91% Trang 51 - Dự báo chia thành cấp (mức độ cho suất khai thác đạt kg/100 lưỡi câu); tổng số dự báo 292 va 293 khu ô Bảng 13 Cấp chia dự báo Cấp Cấp Cấp Cấp Cấp Cấp Cấp Tổng Tháng 119 164 0 292 Tháng 114 154 14 1 293 - Kiểm tra dự báo theo cấp quy đổi từ suất khai thác trung bình lưới Bảng 14 Kết đánh giá cấp dự báo Nội dung ổ g số lầ k ểm Số lần Số lần sai Sai Cấp Sai Cấp Sai Cấp Sai Cấp 131 70 61 56 0 Tháng 100% 53,4 % 46,6 % 91,1% 8,9 % 0% 0% 105 35 70 57 13 0 Tháng 100% 33,3 % 66,7 % 81,4% 18,6 % 0% 0% - Đánh giá tương đối mức độ đạt hay không đạt theo sai số tương đối sai số tuyệt đối cách kiểm tra trực tiếp suất trung bình ô lưới Bảng 15 Sai số tương đối Tháng Tháng 4/2013 Tháng 5/2013 Sai số 40% 40% Số lần 51 29 19 32 24 18 14 49 Xếp loại dự báo tốt đạt Không đạt tốt đạt Không đạt Tỷ lệ % 38.93 22.14 14.50 24.43 22.86 17.14 13.33 46.67 Luỹ kế tỷ lệ % 38.93 61.07 75.57 24.43 22.86 40.00 53.33 46.67 Trang 52 Bảng 16 Sai số tuyệt đối Tháng Tháng 4/2013 Tháng 5/2013 Sai số 7.5 7.5 Số lần 58 37 21 15 28 25 29 23 Xếp loại dự báo tốt đạt Không đạt tốt đạt Không đạt Tỷ lệ % 44,27 28,24 16.03 11.45 26,67 23,81 27,60 21,90 Luỹ kế tỷ lệ % 44,27 72.52 88.55 11.45 26,67 50,48 78,10 21,90 Trang 53 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ K luậ Hệ thống thông tin dự báo gư rường xa bờ Thử nghiệm ứng dụng liệu viễn thám phục vụ công tác xây dựng hệ thống thông tin dự báo ngư trường khai thác hải sản đề tài hình thành, phát triển bước nghiên cứu ứng dụng sở hải dương học liệu nghề cá Đây xem bước mang tính tất yếu việc khai thác liệu công nghệ cao để phục vụ công tác chuyên môn này, việc đồng liệu có liên quan từ CSDL kết hợp liên ngành chuyên môn hải dương học, sinh học nguồn lợi biển - điều mà giới làm từ lâu Việt Nam phải kỳ vọng Bước đầu đề tài tích hợp vào hệ thống tổ hợp hệ công cụ (do đề tài KC.09.14/06/10 thực hiện) để khai thác xử lý đồng thông tin nghề cá mơi trường biển, phân tích, tính tốn triển khai xây dựng dự báo kiểm chứng dự báo với quy trình khép kín Mơ hình quy trình cơng nghệ dự báo gư rường xa bờ Phương pháp luận nghiên cứu thừa nhận nguyên lý có tồn mối quan hệ mang tính quy luật ngư trường điều kiện môi trường, cấu trúc nhiệt biển nguồn thức ăn có vai trị quan trọng bậc chi phối đến đặc trưng biến động ngư trường Mơ hình dự báo ngư trường xa bờ xây dựng quan điểm định hướng tiếp cận mối quan hệ "ngư trường - sinh học - môi trường" điều kiện Định hướng đề tài cụ thể hóa việc phân tích tương quan đa chiều CPUE nghề câu vàng cá ngừ đại dương với 26 đặc trưng cấu trúc nhiệt biển suất sinh học bậc thấp hình thành mơ hình dự báo theo quy mô không gian (xa bờ trung bộ) -thời gian (tháng 4/5 năm 2013) với độ phân giải không gian 0,5 độ kinh vĩ Mặc dù số vấn đề liên quan đến chất lượng số liệu, song phương trình hồi quy nhận đủ ý nghĩa thống kê để thiết lập dự báo Trang 54 Về k t dự báo thử nghiệ đá g dự báo Sản phẩm dự báo thử nghiệm ngư trường khai thác cá ngừ đại dương 02 tháng (tháng năm 2013) đánh giá chung đạt chất lượng Kết kiểm chứng dự báo nêu theo quy trình khép kín cho thấy, số lưới có dự báo đạt u cầu trở lên chiếm 50%, cao 88,5% Đá gá u g Mặc dù đay đề tài mang tính thử nghiệm liệu viễn thám cơng tác nghiên cứu, đề tài hoàn thành số nội dung khoa học, đáp ứng đạt yêu cầu ý tưởng mục tiêu đề Các kết nhận lý luận thực nghiệm mở khả việc phát triển mơ hình quy trình dự báo có sử dụng công nghệ cao, tiến tới nghiên cứu áp dụng vào thực tiễn dự báo nghiệp vụ với tin dự báo ngày có độ tin cậy cao, phục vụ có hiệu cho q trình khai thác xa bờ công tác quản lý nghề cá Ki nghị 2.1 Cần ti p tục nghiên cứu thực nhiệm vụ triển khai ứng dụng Như thấy, mơ hình quy trình dự báo ngư trường xa bờ đề tài xây dựng bước tạo dự báo thử nghiệm kiểm chứng cho độ tin chấp nhận Tuy nhiên, dự báo hạn tháng cá ngừ đại dương triển khai với số lượng càn hạn chế, Do chưa thể khẳng định mức độ tính xác từ liệu ảnh viễn thám với độ phân giải thấp, liệu mơ hình nhiệt 3D, năm gần (và nhiều năm sau) có biến động khác thường điều kiện thời tiết khí hậu chu kỳ dài (mùa, năm), nhân tố có tác động trực tiếp đến cấu trúc nhiệt biển suất sinh học bậc thấp Điều đồng nghĩa với việc cần tiếp tục triển khai khai thác liệu ảnh có chất lượng liệu từ mơ hình phải cho độ xác cao dự báo thử nghiệm kiểm chứng mơ hình quy trình dự báo Một khâu quan trọng quy trình dự báo nghiên cứu sinh học, sinh thái đối tượng khai thác thông tin từ điều tra, khảo sát, giám sát từ sản xuất phải thường xuyên cập nhật, nhằm kiểm nghiệm, hiệu chỉnh, hoàn thiện mơ hình quy trình, nâng cao hiệu dự báo tiến tới dự báo nghiệp vụ Trang 55 Xuất phát từ u cầu đó, tơi đề xuất nhiệm vụ tiếp tục “nghiên cứu triển khai ứng dụng liệu ảnh viễn thám vào quy trình cơng nghệ dự báo gư rường kiểm chứng nâng cao hiệu dự báo” với nội dung chủ yếu là: 1) Triển khai thường xuyên hàng năm có chọn lọc nghiên cứu sinh học, sinh thái đối tượng nghề khai thác xa bờ để bổ sung làm liệu đầu vào cho toán dự báo 2) Thu thập cập nhật số liệu hải dương học, nghề cá viễn thám biển hàng tháng phục vụ kiểm chứng, hiệu chỉnh dự báo triển khai liên tục dự báo ngư trường, bao gồm: - Triển khai nghiên cứu xử lý số liệu viễn thám biển - Triển khai chuyến điều tra khảo sát hải dương học nguồn lợi - Triển khai hàng tháng đợt giám sát nghề cá - Tổ chức chương trình thu thập nhật ký khai thác hàng tháng từ ngư dân, doanh nghiệp sở khai thác xa bờ 2.2 Về nghiên cứu sinh họ , s đố ượng cá khai thác Đặc tính sinh học, sinh thái đối tượng cá khai thác tham số thiếu toán dự báo ngư trường khai thác Thực tế khẳng định từ nghiên cứu trước 2.3 Về tổ chức thu thập cải thiện ch lượng liệu nghề cá Hiện tại, chất lượng liệu nghề cá thu thập băng chương trình khảo sát, giám sát hoạt động khai thác tốt, số lượng lại hạn chế Trong liệu từ chương trình thu sổ nhật ký khai thác với số lượng chưa nhiều, chất lượng đáng lo ngại Do vậy, mật độ số liệu tháng có số liệu không đủ ý nghĩa thống kê Đây nguyên nhân mà việc triển khai dự báo thử nghiệm ngư trường hạn ngắn cho đối tượng theo phương pháp xây dựng hạn chế Những khiếm khuyết nêu định hướng triển khai tổ chức thu thập liệu nghề cá cải thiện chất lượng liệu Trang 56 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tên tiếng Việt [1] ALMRV and RIMF (2005) Dự án đánh giá nguồn lợi sinh vật biển Việt Nam Hải Phòng: Viện Nghiên cứu Hải sản [2] DANIDA & RIMF (2005) Dự án đánh giá nguồn lợi sinh vật biển Việt Nam Hải Phòng: Viện Nghiên cứu Hải sản [3] Bộ Thuỷ sản (2001), "Chi Văn phòng Bộ, Hà Nội lược phát triển Thủy sản Việ Na đ ă 20 0", [4] Đoàn Văn Bộ nnk (2010), "Ứng dụng hồn thiện quy trình cơng nghệ dự báo gư rường khai thác hải sản xa bờ", Viện Nghiên cứu Hải sản, Hải Phịng [5] Chính phủ (2010), "Chi Chính phủ, Hà Nội lược phát triển thủy sản Việ Na đ ă 2020", [6] Chính phủ CHXHCN Việt Nam (2010), "Nghị định số 33/20 0/NĐ-CP quản lý hoạ động khai thác thuỷ sản tổ chức, cá nhân Việt Nam vùng biển", Văn phịng Chính phủ, Hà Nội [7] Mai Văn Điện Bách Văn Hạnh (2008), "Báo áo đá g ă g su t khai thác cá ngừ vùng biển Việt Nam", Viện Nghiên cứu Hải sản, Hải Phòng [8] Nguyễn Văn Hướng (2010), "Phân tích liệu viễn thám nhằm tìm hiệu khả ă g ập trung cá ngừ đạ dươ g ại vùng biển xa bờ Trung bộ", Đại học Quốc gia - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Hà Nội [9] Nguyễn Xuân Huấn (2008), "Thu thập, cập nhậ vào sở liệu số liệu lịch sử đặ đ ểm sinh học, sinh thái học cá ngừ", Đại học Quốc gia - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Hà Nội [10] Nguyễn Viết Nghĩa (2010), "Dự báo khai thác cá số loà đặc sản biển Việt Nam", Viện Nghiên cứu Hải sản, Hải Phòng [11] Đào Mạnh Sơn (2004), "Nghiên cứu, ă dò guồn lợi hải sản lựa chọn công nghệ khai thác phù hợp phục vụ triển khai nghề cá xa bờ Việt Nam", Viện Nghiên cứu Hải sản, Hải phòng [12] Nguyễn Ngọc Thạch (1997) Viễn thám nghiên cứu tài nguyên môi trường Hà Nội, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [13] Nguyễn Duy Thành (2008), "Kết dự báo ngư trường khai thác cá ngừ vằn vùng biển Việt Nam giai đoạn 2002-2008.", Tuyển tập Nghề cá biển Việt Nam, Tập 5, pp 183-194 [14] Lê Đức Tố ctv (1995), "Luận chứng khoa học cho việc dự báo bi sả lượng phân bố nguồn lợi cá", Đại học Khoa học Tự nhiên, Hà Nội động Trang 57 [15] Lê Đức Tố nnk (1999), "Khả dự báo cá khai thác vùng biển Việt Nam", Tuyển tập Hội nghị khoa học cơng nghệ biển tồn quốc lần thứ 4, Tập 2, pp 1186-1199 [16] Đinh Văn Ưu nnk (2000), "Nghiên cứu c u trúc ba chiều nhiệt muối lưu Biể Đơ g ứng dụng", Viện Nghiên cứu Hải sản, Hải Phòng [17] Đinh Văn Ưu nnk (2004), "Xây dựng mơ hình cá khai thác c u trúc hải dươ g ọc có liên quan phục vụ đá bắt xa bờ vùng biển Việt Nam", Viện Nghiên cứu Hải sản, Hải Phòng [18] Trung tâm Xúc tiến Thương mại Đầu tư Thành phố Hồ Chí Minh (2012), "Xu t cá ngừ Việ Na ă g gần 50%", Thành phố Hồ Chí Minh, Trung tâm Xúc tiến Thương mại Đầu tư, http://www.itpc.gov.vn/exporters/news/tintrongnuoc/2012-01-04.259580/2012-0801.652892/2012-08-27.893784 [19] Chu Tiến Vĩnh (2005), "Dự báo khai thác cá số loà đặc sản biển Việt Nam", Viện Nghiên cứu Hải sản, Hải Phòng Tên tiếng Anh [19] FAO (1983), "Species catalogue Vol Scombridae of the world", Fisheries Synopsis, 2(125), 12 [20] Nurdin S., Lihan, T., Mustapha, A.M (2012), "Mapping of Potential Fishing Grounds of Rastrelliger kanagurta (Cuvier, 1816) in the Archipelagic Waters of Spermonde Indonesia Using Satellite Images", Kuala Lumpur, Malaysia Geospatial Forum, 6-7 March, 2012, www.malaysiageospatialforum.org [21] Rajapaksha H U , Nishda T and Samarakoon L (2010), "Environmental preferences of yellowfin tuna (Thunnus albacores) in the northeast indian Ocean: an application remote sensing data to longline catches.", Indian Ocean Tuna Commission (IOTC), National Aquatic Resources Research and Development Agency (Sri Lanka) - National Research Institute of Far Seas Fisheries (Japan) Asian institute of Technology (Thailand), 19 October, 2010, http://www.iotc.org/files/proceedings/2010/wptt/IOTC-2010-WPTT-R[E].pdf [22] Russell G Congalton and Krass Green (1992), "ABCs of GIS", Journal of Forestry 90 (11), 13-19 [23] Solanlki H U , R M Dwivedi, S R Nayak (2001), "Application of Ocean Colour Monitor chlorophyll and AVHRR SST for fishery forecast: Preliminary validation results off Gujarat coast, northwest coast of India", Indian Journal of Marine Sciences, vol 30, pp 132-138 ... III: THỬ NGHIỆM ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS VÀO DỰ BÁO CÁ ĐẠI DƯƠNG Ở VÙNG BIỂN XA BỜ TRUNG BỘ VIỆT NAM 37 3.1 Một số yếu tố hải dương học 37 3.2 Sản lượng suất khai thác cá ngừ đại dương. ..ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN  NGUYỄN DUY THÀNH THỬ NGHIỆM ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS VÀO DỰ BÁO NGƯ TRƯỜNG KHAI THÁC CÁ NGỪ ĐẠI DƯƠNG Ở VÙNG BIỂN XA BỜ TRUNG BỘ... hải trước phát triển khả ứng dụng phương tiện công nghệ đại ? ?thử nghiệm ứng dụng viễn thám GIS vào dự báo ngư trường khai thác cá ngừ đại dương vùng biển xa bờ Trung Việt Nam? ?? có ý nghĩa khoa học,