6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
3.2.3. Quy trình thành lập bản đồ chuyên đề
Trong xây dựng bản đồ chuyên đề, có nhiều phƣơng pháp khác nhau: i) sử dụng số liệu điều tra, đặc biệt là các đợt sƣơng muối nặng ảnh hƣởng đến cây trồng, căn cứ vào việc tính toán tần suất xuất hiện các đợt sƣơng muối này để gán cho các bản đồ các giá trị tƣơng ứng, việc áp dụng phƣơng pháp này cho kết quả tốt, song vì số liệu điều tra rất ít nên khó thực hiện, các kết quả điều tra chủ yếu phục vụ cho việc đánh giá và hiệu chỉnh bản đồ; ii) Dựa vào việc phân tích các điều kiện ngoại cảnh, các hình thế thời tiết khả năng xuất hiện sƣơng muối...để xây dựng bản đồ, phƣơng pháp này yêu cầu ngƣời xây dựng phải hiểu sâu sắc về khu vực nghiên cứu và có chuyên môn tốt về lĩnh vực, chủ yếu đƣợc sử dụng nhƣ là phƣơng pháp chuyên gia; iii) Phƣơng pháp kết hợp giữa ảnh vệ tinh, mô hình số độ cao DEM cùng với các số liệu quan trắc khí tƣợng đã đƣợc phân tích để xây dựng bản đồ. Việc xây dựng bản đồ theo các phƣơng pháp trên đều cần sự hỗ trợ đắc lực của hệ thống tin địa lý- GIS, đặc biệt là modun phân tích không gian đi kèm. Quy trình xây dựng bản đồ chuyên đề đƣợc thể hiện ở các hình 3.15.
Hình 3.15. Sơ đồ khối thành lập bản đồ chuyên đề
3.2.4. Kết quả xây dựng các bản đồ chuyên đề về sương muối ở 2 tỉnh Sơn La và Điện Biên
Các bản đồ về đặc trƣng sƣơng muối, ở 2 tỉnh Sơn La và Điện Biên đƣợc xây dựng trên cơ sở bản đồ nền địa hình, hành chính, thuỷ hệ, rừng, hiện trạng sử dụng đất, đất và các dữ liệu quan trắc từ các trạm kết hợp với tƣ liệu ảnh vệ tinh đƣợc xử lý và nội suy theo các phƣơng pháp đã nêu ở trên. Một phần không thể thiếu của cơ sở dữ liệu trong quá trình thành lập các bản đồ là số liệu khảo sát thực địa. Sau khi xác định các đối tƣợng bằng tƣ liệu ảnh vệ tinh, ta cần dữ liệu khảo sát thực địa để tăng tính chính xác và tính hiện thời của bản đồ nghiên cứu. Tuân thủ các nguyên tắc xây dựng bản đồ trên nền
Bản đồ nền: địa hình, giao thông, thủy hệ, dân cƣ...(1/50.000) Ảnh viễn thám Số liệu điều tra, khảo sát Số liệu khí tƣợng MODIS NOAA Tiền xử lý ảnh viễn thám Phân tích thống kê
Nội suy không gian
Kiến thức Chuyên gia
GIS nhƣ đã trình bày ở trên và theo sơ đồ khối trong việc thực hiện xây dựng bản đồ chuyên đề (hình 3.15). Tập bản đồ đƣợc đƣợc biên tập phù hợp với tỷ lệ và đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật của quy phạm thành lập bản đồ chuyên đề.
3.2.4.1. Bản đồ ngày bắt đầu, kết thúc sương muối
Suất bảo đảm ngày bắt đầu, kết thúc sƣơng muối là tổng các giá trị xác suất (%) của ngày bắt đầu, kết thúc sƣơng muối lớn hơn (đối với ngày bắt đầu), nhỏ hơn (đối với ngày kết thúc) một ngày nhất định. Qua suất bảo đảm có thể biết khả năng dao động của ngày xuất hiện sƣơng muối tƣơng ứng với suất bảo đảm sớm hơn hoặc muộn hơn ngày nào đó so với trung bình nhiều năm (so với chuẩn).
Bản đồ ngày bắt đầu, ngày kết thúc sƣơng muối ứng với mỗi suất bảo đảm thể hiện khả năng xuất hiện ngày bắt đầu hoặc ngày kết thúc sƣơng muối đối với từng khu vực cụ thể trên bản đồ. Ví dụ tại khu vực có độ cao trên 1500m ngày bắt đầu sƣơng muối với suất bảo đảm 80% là ngày 23 tháng 12, có nghĩa là tại khu vực này trong 10 năm có đến 8 năm sƣơng muối xảy ra trƣớc ngày 23/12.
Kết quả xây dựng bản đồ ngày bắt đầu và kết thúc sƣơng muối với các suất bảo đảm khác nhau ở 2 tỉnh Sơn La và Điện Biên đƣợc thể hiện trên hình 3.16, 3.17
3.2.4.2. Bản đồ xác suất xuất hiện sƣơng muối
Là bản đồ thể hiện khả năng xuất hiện sƣơng muối tại mỗi khu vực cụ thể trên bản đồ. Ví dụ tại khu vực Mai Sơn xác suất xảy ra sƣơng muối là 20%, có nghĩa là tại khu này trong 10 năm có 2 năm sƣơng muối có khả năng xảy ra.
3.2.4.3. Bản đồ mức độ khắc nghiệt của sƣơng muối
Thể hiện phân bố mức độ ảnh hƣởng của sƣơng muối theo các mức độ ảnh hƣởng khác nhau (không ảnh hƣởng, ảnh hƣởng nhẹ, ảnh hƣởng trung bình, ảnh hƣởng nặng và ảnh hƣởng rất nặng) đối với cà phê ở từng khu vực cụ thể. Bản đồ này nhằm quy hoạch các vùng gieo trồng cà phê thích hợp, né tránh đƣợc tác hại của sƣơng muối gây ra.
3.3. ĐỀ XUẤT VÙNG AN TOÀN SƢƠNG MUỐI Ở 2 TỈNH SƠN LA VÀ ĐIỆN BIÊN VÀ ĐIỆN BIÊN
Để có cơ sở khoa học trong việc quy hoạch phát triển cây cà phê ở Sơn La và Điện Biên, căn cứ các kết quả nghiên cứu đã đƣợc trình bày ở trên, trên cơ sở bản đồ khắc nghiệt của sƣơng muối theo các mức độ ảnh hƣởng khác nhau, trên cơ sở khoa học trong việc quy hoạch và phát triển cây cà phê, cùng với quy trình sản xuất của cà phê ở đai cao dƣới 800 m [7], luận văn đề xuất vùng an toàn sƣơng muối cho cây cà phê ở đai này. Từ các bản đồ khắc nghiệt của sƣơng muối đã tính toán đƣợc diện tích vùng an toàn sƣơng muối cho cây cà phê ở từng huyện của các tỉnh nhƣ sau:
3.3.1. Tỉnh Sơn La
Trên cơ sở hình 3.20 và bảng 3.6, đề xuất vùng phát triển cây cà phê chè: - Huyện Bắc Yên:
+ Diện tích có thể phát triển cây cà phê chè an toàn với sƣơng muối ở độ cao dƣới 800m là 180.6 km2 tập trung chủ yếu ở vùng Đông Nam của huyện.
+ Diện tích có thể phát triển cây cà phê chè với mức độ ảnh hƣởng nhẹ của sƣơng muối ở độ cao dƣới 800m là 231 km2 tập trung chủ yếu ở vùng Tây Nam và Đông Nam của huyện.
- Huyện Mộc Châu: Phần lớn diện tích của huyện (độ cao dƣới 800m) có thể phát triển cây cà phê chè với mức độ an toàn với sƣơng muối là 341.7 km2 và mức ảnh hƣởng nhẹ là 471.7 km2.
- Huyện Mƣờng La: Ngoại trừ khu vực Đông Nam và Tây Nam (khoảng 680 km2) là không thể gieo trồng đƣợc cà phê, các khu vực còn lại có thể trông cà phê với diện tích an toàn với sƣơng muối là 96.9 km2 và diện tích bị ảnh
hƣởng nhẹ là 581.6 km2.
- Huyện Mai Sơn: có khoảng 240km2 ở khu vực phía Đông Nam của huyện có thể trồng cà phê với mức độ ảnh hƣởng nhẹ của sƣơng muối.
- Huyện Phù Yên: Phần lớn diện tích của huyện có thể trồng đƣợc cà phê với mức độ an toàn sƣơng muối là 439.8km2 tập trung ở khu vực Đông Nam, Tây Bắc và Tây Nam của huyện. Diện tích bị ảnh hƣởng nhẹ là 449.7km2
- Huyện Quỳnh Nhai: đây là huyện có tiềm năng phát triển cây cà phê ít bị ảnh hƣởng của sƣơng muối với diện tích an toàn là: 460km2 và diện tích bị ảnh hƣởng nhẹ là: 364.3 km2
- Huyện Sốp Cộp: khu vực này gần nhƣ không có khả năng phát triển cây cà phê chè
- Huyện Sông Mã: có 677.6km2 có thể trồng cà phê chè với mức độ ảnh hƣởng của sƣơng muối nhẹ, tapạ trung ở 2 bên bờ sông Mã.
- Huyện Thuận Châu: chỉ có một số ít diện tích (62 km2) an toàn với sƣơng muối và 462.6km2 bị ảnh hƣởng nhẹ của sƣơng muốitập trung ở khu vực Đông Bắc của huyện.
- TP. Sơn La: cũng giống huyện Sốp Cộp, gần nhƣ không thể trồng đƣợc cà phê.
3.3.2. Tỉnh Điện Biên
Trên cơ sở hình 3.21 và bảng 3.7, có thể đề xuất vùng phát triển cây cà phê chè theo các huyện nhƣ sau:
- TP. Điện Biên và thị xã Mƣờng Lay chỉ có 20-50 km2 có thể trồng đƣợc cà phê
thể trồng đƣợc cà phê chè với mức độ ảnh hƣởng nhẹ của sƣơng muối.
- Huyện Tủa Chùa: có khoảng 124.7 km2 an toàn với sƣơng muối tập trung ở vùng Đông Bắc của huyện
- Huyện Mƣờng Nhé: ngoại trừ hơn 1000km2 dọc biên giới Lào là không có khả năng trồng cà phê, các khu vực khác (1100km2) có thể trồng cà phê với mức độ an toàn hoặc bị ảnh hƣởng nhẹ của sƣơng muối.
- Huyện Mƣờng Chà có khoảng 400km2 trồng cà phê chè an toàn hoặc bị ảnh hƣởng nhẹ của sƣơng muối
- Huyện Điện Biên Đông: có 270km2 ở khu vực phía đông và Tây Nam của huyện có thể chồng cà phê với mức độ an toàn nhẹ.
- Huyện Điện Biên: có khoảng 216.8km2 bị ảnh hƣởng nhẹ của sƣơng muối ở khu vực phía Đông và Đông Nam của huyện.
kÕt luËn vµ kiÕn nghÞ Kết luận:
Cà phê là cây công nghiệp có giá trị kinh tế cao, tuy nhiên, việc phát triển cây cà phê chè ở 2 tỉnh Sơn La và Điện Biên bị ảnh hƣởng lớn do hiện tƣợng sƣơng muối gây ra. Qua các kết quả nghiên cứu, luận văn rút ra một số kết luận sau:
1. Với chuỗi dữ liệu khí tƣợng liên quan đến các đặc trƣng sƣơng muối, yếu tố nhiệt độ là yếu tố quan trọng quyết định đến sự hình thành sƣơng muối, với các ngƣỡng nhiệt độ 00C, 20C, 50C, và tƣơng ứng với các ngƣỡng này là khả năng suất xuất hiện sƣơng muối 96%, 48%, và 22% cùng với các điều kiện khí tƣợng khác nhƣ: độ ẩm không khí trong khoảng 75-95%, tốc độ gió từ 0 đến 2m/s, và trời quang mây đến mây thay đổi.
2. Ảnh vệ tinh MODIS và NOAA với độ phân giải lần lƣợt là (1x1 km) và (1,1 x1,1 km) dùng để bổ sung và nội suy dữ liệu tại các khu vực không có trạm quan trắc là phù hợp.
3. Việc ứng dụng các thuật toán LST và độ ẩm không khí từ dữ liệu ảnh MODIS và NOAA đang đƣợc ứng dụng rộng rãi trên thế giới vào tính toán trƣờng nhiệt độ, độ ẩm cho khu vực nghiên cứu cho kết quả khá chính xác, sai số quân phƣơng với nhiệt độ không vƣợt quá 1.3 0C đối với MODIS, và 1.4 0C đối với NOAA, và với độ ẩm không vƣợt quá 8.1% cho cả hai loại vệ tinh này. Nhƣ vậy hoàn toàn có khả năng ứng dụng thuật toán này trong việc tính toán trƣờng nhiệt, ẩm, để nội suy dữ liệu, bổ sung các số liệu tại các vị trí không thể quan trắc đƣợc nhằm nâng cao mức độ chính xác khi xây dựng bản đồ chuyên đề với tỷ lệ cao.
cụ thể phục vụ công tác quy hoạch và phát triển cà phê ở 2 tỉnh Sơn la và Điện Biên. Vùng an toàn trồng cà phê ở tỉnh Sơn La và Điện Biên với đai cao dƣới 800 mét. Tổng số diện tích an toàn cho cà phê ở tỉnh Sơn La là 3688,7 km2 và tỉnh Điện Biên là: 2297,1 km2.
Kiến nghị:
1. Các kết quả nghiên cứu về sƣơng muối có thể đƣợc tham khảo trong quá trình qui hoạch phát triển cây cà phê ở 2 tỉnh Sơn La và Điện Biên. Bản đồ mức độ khắc nghiệt của sƣơng muối chủ yếu chủ yếu là sự ƣớc lƣợng mức độ sƣơng muối cho đại bộ phận đất đai phổ biến trong từng đơn vị hành chính cấp huyện. Vì vậy, khi xác định các địa điểm có thể phát triển cà phê cần có sự xem xét cụ thể điều kiện đất đai, địa mạo, cảnh quan,... cũng nhƣ các điều kiện khí hậu thủy văn khác.
2. Các kết quả nghiên cứu của luận văn không những phục vụ trực tiếp cho việc qui hoạch và phát triển cây cà phê mà còn có thể phục vụ cho việc chỉ đạo qui hoạch và sản xuất các cây trồng khác ở 2 tỉnh Sơn La và Điện Biên .
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1. 10TCN 84-87, Quy trình kỹ thuật trồng cà phê.
2. Phạm Quang Anh và nnk (1985), Hệ sinh thái cà phê Đắc Lắc, Báo cáo khoa học, Trƣờng Địa học Tổng hợp Hà Nội - Trƣờng Đại học Tổng hợp Huế, 1985.
3. Lại Văn Chuyển, Vƣơng Hải, Nguyễn Trọng Hiệu (1999), Điều tra khoanh vùng sương muối gây hại cây cà phê tỉnh Sơn La, Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu cấp tỉnh.
4. Nguyễn Duy Chinh (2009), Xây dựng cơ sở dự liệu và đánh giá tài nguyên khí hậu phục vụ phát triển kinh tế xã hội tỉnh Điện Biên, Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu cấp Bộ, Viện khoa học Khí tƣợng Thuỷ văn và Môi trƣờng.
5. http://www.thoitietnguyhiem.net/
6. Khí tƣợng học (1963), Nhà xuất bản Nha Khí tƣợng
7. Nguyễn Võ Linh (2005), Nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật phát triển cà phê chè đạt hiệu quả kinh tế cao, Đề tài cấp Nhà nƣớc, mã số KC.06.19NN.
8. Nguyễn Sĩ Nghị, Trần An Phong (1996), Cây cà phê Việt Nam, Nhà xuất bản Nông nghiệp.
9. Nguyễn Viết Phổ và nnk (1988), Báo cáo tổng kết "Chương trình độc lập cấp Nhà nước 42A", Tổng cục KKTV.
10. Dƣơng Văn Khảm, Chu Minh Thu (2004), Ứng dụng ảnh vệ tinh TERRA-AQUAR (MODIS) trong việc tính toán độ ẩm không khí, Hội nghị Khoa học Viện Khí tƣợng Thủy văn lần thứ 8.
11. Dƣơng Văn Khảm, Đỗ Thanh Tùng (2009), Ứng dụng ảnh vệ tinh MODIS trong tính toán nhiệt độ lớp phủ bề mặt, Tạp chí Khí tƣợng Thủy văn.
12. Phan Văn Tân (2005), Phương pháp thống kê trong khí hậu, Nhà xuất bản Đại học Quốc gia Hà Nội.
13. Nguyễn Ngọc Thạch (2005), Cơ sở viễn thám, Nhà xuất bản Nông nghiệp, Hà Nội.
14. Nguyễn Văn Viết (2010), Tài nguyên khí hậu nông nghiệp Việt Nam, NXB Nông nghiệp.
Tiếng nƣớc ngoài
15. C. Domenikiotis1, M. Spiliotopoulos, E. Kanelou and N. R. Dalezios (2005), Frost Risk Mapping Using Satellite Data, University of Thessaly Volos, Greece.
16. Frost protection: fundamentals, practice, and economics, Copies of FAO publications from Sales and Marketing Group - Information Division Food and Agriculture Organization of the United Nations Viale delle Terme di Caracalla - Rome, Italy.
17. G. Antolini, V. Marletto (2005), Frost mapping with NOAA- AVHRR data, Workshop on climatic analysis and mapping for agriculture, Meteorological Service – Enviromental Protection and Prevention Agency.
18. Lebedep A.N (1964), Cơ sở khoa học của toán đồ các yếu tố khí hậu,
GGO tập 103
19. Shaohua Zhao, Qiming Qin, Yonghui Yang, Yujiu Xiong, Guoyu Qiu in Earth (2009), Comparison of two split window methods forretrieving land surfacetemperature from MODIS data. EarthSyst.Sci. 118, pp.345– 353, No.4.
20. Star J. , Estes J. (1998), Geographic Information Systems on Introduction, prentice-Hall, New Jersey.
21. Z. Li, H. Liu, L. Xu, J. Ding, and X. Deng (2008), Estimation of Total Atmospheric Water Vapor Content Using MODIS Channels 31 and 32. Atmospheric Radiation & Satellite Remote Sensing Lap.
22. W. Timothy Liu (1984), Remote sensing of near surface humidity over North Pacific. IEEE trans, Geosci. Remote Sens.