Ứng dụng công nghệ viễn thám và hệ thống thông tin địa lý trong dự báo và phân vùng hạn nông nghiệp tại huyện Tương Dương, Nghệ An

TONG QUAN VE LĨNH VỰC NGHIÊN CỨU VÀ VUNG

Hạn nông nghiệp thực chất là hạn sinh lý được xác định bởi điều kiện nước thích nghỉ hoặc không thích nghỉ của cây trồng, hệ canh tác nông nghiệp, thảm thực vật tự. Khi so sinh các đợt hạn hin, thông thường 3 đặc trưng được sử dụng l cường độ, thời gian và sự trải rộng theo không gian của hạn hán (Singh, 2006). Hạn hán là hiện tượng xay ra hàng năm tại Việt Nam, thường xuất hiện từ tháng 12 tới thẳng 4 năm sau, Hạn hin tác động lo lớn đến mọi linh vực mỗi trường, nh (2,.

Khảo sát của nghiên cứu nảy cho thấy trong những năm gần đây, lượng mưa trên các lưu vực sông trong các tháng cuối mùa, nhất là mùa khô thiểu hụt so với trung bình nhiều năm khá nhiề có nơi thiếu hụt nghiêm trọng. Cá biệt trong năm 2010, đợt hạn hắn lớn chưa từng có tinh tới thời điểm đồ đã gây áp lực nhiễu tỉnh thành trên cả nước din đến áp lực nghiêm trọng đối với sản lượng nông nghiệp và cung cấp điện, gây thiệt hại ước tính lên đến hàng ngàn. 'Vắn đề nghiên cứu, dự báo và dự tính (trong nghiên cứu biến đổi khí hậu) han hắn hiện nay được thực hiện ở hầu khắp các quốc gia trên thé giới, ty nhiên do tính phúc tạp rong bản chất của hiện tượng này nên chưa cỏ một phương pháp thống nhất ảo trong nghiên cứu hạn hắn.

Hạn hán ở mức độ trung bình thường xảy ra trong tắt cả các khoảng thời gian nhưng hạn hin nghiém trọng và cực kỷ ít phổ biến; trừ trường hợp han han nghiêm trọng vào mùa khô đã xảy ra nhiều lan,. Môi trường làm chủ nhiệm đã đánh giá được mức độ hạn hán ở các vùng khi hậu và chọn được các chỉ tiêu xác định hạn han phủ hợp với từng vùng khí hậu ở Việt Nam,. ‘Trung bộ và Tây Nguyên" 2005-2008 do Trin Thục, Viện khoa học khí tượng Thủy văn và Môi trường kim chủ nhiệm, đã đánh giá được mức độ hạn hán và thiểu nước sinh hoạt ở 9 tỉnh Nam Trung Bộ và Tây Nguyên.

[Nam chủ nhiệm, đã xây dựng hệ théng quản lý hạn hin ving đồng bằng sông Hing và hệ thống quản lý sa mạc hóa vùng Nam Trung Bộ và đề xuất các giải pháp chiến lược và tổng thé quan lý hạn Quốc gia, phòng ngừa chặn và phục hỗi các vùng hoang mac hóa, sa mặc hóa, sử dụng hiệu quả tải nguyên nước góp phần dn định sản xuất, phát. - Đề ti cắp Nhà nước; "Nghiên cứu tác động của biển đổi khí hậu toàn cầu đến các éu tố và hiện tượng khí hậu cực đoan ở Việt Nam, khả năng dự báo và giải pháp. Mặt độ dân số trung bình là 27 người km, Cơ cấu dân số trẻ, nguồn lao động dồi dio nhưng trinh độ dân tri không cao nên chủ yếu là lao động phỏ thông, lao động có tình độ kỹ thuật và tay nghề ít, Nghề nghiệp chủ yêu ở địa phương là sản xuất nông.

Độ đốc cảng lớn thì khả năng giữ Am, giữ nước trên bể mặt và trong đất cing kém, nói cách khác là khả năng xảy ra hạn cao.Trong sản xuất nông lâm nghiệp người ta phân chia dit dai thành 5 cấp độ dốc (Khoa et al. Như đã nêu ở mục 1.1, hiện nay cô nhiều chỉ số để đánh giá mức độ hạn hin và hầu như không có một chỉ số nào có ưu điểm vượt trội so với các chỉ số khác trong mọi điều kiện mà mỗi chỉ số thể hiện sự phù hợp cao với tỉnh hình hạn hán ở những, vig cụ thể. Do đó, việc áp dung các chỉ số/hệ số hạn phụ thuộc vào điều kiện cụ thể của từng vùng cũng như hệ thống cơ sở dữ liệu quan trắc sẵn có ở vùng đó (UN/ISRD,. 2007), Chỉ số khô hạn nhiệt độ thực vật TVDI là một công cụ hiệu quả trong việc đánh.

"rong không gian T/NDVI các đường hồi quy liền quan đến mức độ bay hơi của thực vật, đến kháng trở của lá cây và độ ấm trung bình của dat (trong hình 2.1,. NDVI tăng din trên trục hoành thì giá trị T, cực đại cũng giảm din, Với củng một điều kiện khí hậu, LST sẽ đạt giá tị nhỏ nhất tại các vị trí có độ bốc hơi (của bé mit) và sự thoát hơi nước (của lá cây) cực đại do lượng nước bão hòa tạo nên cạnh ướt trong không gian T/NDVI Ở những vị ti không có lớp phủ thực vật hoặc thực vật khô, độ.

4 RED) 001024 | -51208%

Chi sổ NDVI được xác định cya trên sự phân xạ khác nhau của thực vật thể hiện giữa kênh phổ thy được và kênh phd cận hồng ngoại dùng để biểu thị mức độ tập. ĐỀ tinh giá trị phân xạ phổ bề mặt đối với các kênh ảnh ở đài sóng đô và cận hồng ngoại, bước đầu tiên phải chuyển giá tị số của các kênh ảnh này vé gi tị bức xạ. Việc chuyển đổi giá trị số sang giá tị bức xạ phố đối với kênh ảnh ở đãi sóng cân.

Giá trị Grescale, Brescale (đối với ảnh LANDSAT TM), Luuy, Lwin (đối với ảnh LANDSAT ETM+), Mụ, A, (đối với ảnh LANDSAT 8) ở kênh cận hồng ngoại và. Giá trì bức xạ phố của di sóng đỏ, cân hồng ngoại các loại ảnh LANDSAT. Giá trị bức xạ phổ sẽ được sử dụng để xác định giá trị phản xa (reflectance).

ESUN là giá trị trung bình bức xạ quang phổ mặt trời (Wim? sr gum);. Giá trị phản xạ của các kênh ảnh ở dai sóng đỏ và cận hồng ngoại tiếp tục được. Dé loại bỏ những ảnh hưởng của điễu kiện khí quyễn đến chất lượng ảnh, trong.

Phương pháp này dựa vào các điều kiện ngay chính trên ảnh và "đối cứu nảy sử dụng thuật tượng tối” (DOS - dark object subtract). IIR cổ độ phân x9 cao hơn RED, thể hiện khu vục có độ phủ hực vật tốt. NDVI cổ giá t âm khi RED có độ phản xạ cao hơn NIR, trơng đương với thực thé mặt nước.

Sử dụng công cụ Clip (Data Management) để cắt lớp dữ liệu NDVI của huyện. “Tương Dương ta được kết qua tính NDVI. BAN BO NDVI HUYỆN TƯƠNG DƯƠNG NĂM 2015. Bản đổ NDVI huyện Tương Dương năm 2015. BAN DO NDVI HUYỆN TƯƠNG DƯƠNG NAM 2016. Bin đồ NDVI huyện Tương Dương năm 2016. BAN DO NDVI HUYỆN TƯƠNG DƯƠNG NAM 2017. Chỉ số TVDI. Để sác định T., và Tan sử dụng phương tình hồi. ến tính các giá trị nhiệt độ cực đại tại c. quy tụ c khoảng gid trị NDVI. Do chỉ quan. tâm đến mức độ khô hạn nên giá tị Tae có thể được ly bằng gid tị nhiệt độ nhỏ nhất. tai khu vực nghiên cứu. Tại cạnh khô, TVDI có giá trị bằng 1, trong khi đó tại cạnh. trớt giá trị của TVDI là 0. Quy trình thực hiện như sau:. Chuyên đãi giá trị số nguyên của ảnh sang giá trị thực của bức xạ. Việc chuyên đổi từ gi tị số nguyên của ảnh LANDSAT 5, LANDSAT TM và. LANDSAT ETM+ sang ii tị thực của bie xạ Wi um`được thực hiện như sau Iô2IéN + Bese 25). Los Lụụ là giá trị bức xạ phổ ứng với DN,„„ và DN,„ ở kênh 6 (giá trị này được lấy từ file metadata trong dữ liệu ảnh)(H.

34; LANDSATS 480,89 1201.14 6 LANDSATS 607,66 1260.56

‘ey - tương ứng là độ phát xạ đặc trưng cho đất và thực vat thuần nhất,. LST được xác định thông qua nhiệt độ độ sáng và độ phát xạ bề mặt theo cong thức sau.

LST=-HỆ— 2.12)

(Qua trình tinh toán chỉ số LST với phần mm AreGIS cho huyện Tương Dương. ap ca oA a TRL. —_ Nhập công thức tính nhiệt độ độ sáng Tạ vào công cụ Raster Calculator:. eị oe Qicce ss sos poxoseez 22020 0= 8) ewe sresrtistesserse ie sirsiralicalrslsinalte. La in ROHS). Số lượng khoảng chia cảng lớn, độ chính xác xác định T.„„„ càng cao, Thống kê kết quả chỉ số NDVI và LST để tính cạnh khô nhằm xác định him hồi. Tir kết quả hồi quy các giá trị nhiệt độ bE mặt cực đại tại các khoảng giá trị.

Nga My, phía Đông của huyện, nơi có nhiều thảm rừng che phủ, điều nay cũng phù. ‘han lại chiếm diện tích rat lớn, gần như toàn bộ diện tích của huyện ở mức độ hạn này.