SỬ DỤNG ẢNH VIỄN THÁM MODIS THEO DÕI ẢNH HƯỞNG CỦA KHÔ HẠN VÀ NGẬP LŨ ĐẾN CƠ CẤU MÙA VỤ LÚA DƯỚI TÁC ĐỘNG CỦA BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG

B GIÁO D C VÀ ÀO T O
TR
NGă IăH CăC NăTH
TịMăT TăLU NăỄNăTI NăS
Chuyên ngành Môiătr ngă tăvƠăN
Mã ngành: 62440303

HU NHăTH ăTHUăH

c

NG

S ăD NGă NHăVI NăTHỄMăMODISăTHEO DÕI
NHăH
NGăC AăKHỌăH NăVÀăNG PăL
Nă
C ăC UăMỐAăV ăLÚA D
I TỄCă
NG C Aă
BI Nă IăKHệăH U ă NGăB NG
SỌNGăC UăLONG

C n Th , 2017


CỌNGăTRỊNHă
TR
NGă

CăHOÀNăTHÀNHăT I

IăH CăC NăTH

Ng

ih

ng d n chính: PGS.TS. Võ Quang Minh

Ng

ih

ng d n ph : PGS.TS. Lê Anh Tu n

Lu n án đ
tr ng

c b o v tr

c h i đ ng ch m lu n án ti n s c p

H p t i: ……………………………………………………………
Vào lúc ….. gi ….. ngày ….. tháng ….. n m …..

Ph n bi n 1: …………………………………………………
Ph n bi n 2: …………………………………………………
Ph n bi n 3: …………………………………………………

Có th tìm hi u lu n án t i th vi n:
Trung tâm H c li u, Tr ng i h c C n Th .

Th vi n Qu c gia Vi t Nam.


DANHăM CăCỄCăCỌNGăTRỊNHă ÃăCỌNGăB
1. Hu nhăTh ăThuăH ng, Tr ng Chí Quang, Tr n Thanh Dân.
2012. ng d ng nh MODIS theo dõi s thay đ i nhi t đ b m t
đ t và tình hình khô h n vùng
ng b ng sông C u Long. T p chí
Khoa h c Tr ng
i h c C n Th s 24a/2012. Trang 49-59.
ISSN 1859-2333
/>2. Hu nh Th Thuă H ng, Võ Quang Minh, H V n Chi n.
2013. Theo dõi ti n đ xu ng gi ng và c c u mùa v ph c v
c nh báo s m d ch h i lúa
BSCL trên c s nh vi n thám. H i
th o ng d ng GIS toàn qu c 2013. NXB i h c Nông Nghi p.
Trang 128-139. ISBN 978-604-924-039-3.
/>3. Hu nh Th ThuăH ng, Võ Quang Minh, Lê Anh Tu n. 2016.
ng d ng nh vi n thám MODIS trong phân vùng canh tác lúa có
nh h ng c a đi u ki n khô h n và ng p l khu v c
ng b ng
sông C u Long. T p chí Khoa h c Tr ng
i h c C n Th s
45a/2016. Trang 52-65. ISSN 1859-2333
/>
1


Ch ngă1
GI IăTHI U

1.1. Tínhăc păthi tăc aăđ ătƠi
Bi n đ i khí h u (B KH) liên quan đ n nh l l t, khô h n và
xâm nh p m n đã là m t m i đe d a liên t c v i cu c s ng và s n
xu t nông nghi p c a Vi t Nam nói chung và BSCL nói riêng.
Theo báo cáo c a B NN&PTNT (2000) thì d báo đ n n m 2060,
B KH toàn c u s làm môi tr ng t nhiên, KTXH BSCL thay
đ i l n. H n hán s xu t hi n nhi u h n, n c l s cao h n và
th i gian ng p l c ng kéo dài h n hi n nay, vi c tiêu thoát n c
mùa m a l c ng khó kh n (Th
t, 2001). N u n c bi n dâng
cao thêm 1m, kho ng 70% di n tích đ t
BSCL b xâm nh p
m n, m t kho ng hai tri u hecta đ t nông nghi p. Khi m c n c
bi n dâng, n c l có th b d n l i, rút ch m h n, th i đi m
xu ng gi ng s b nh h ng. Khi xâm nh p m n đi vào sâu h n
và s m h n, th i gian canh tác hai, ba v trong n m nh tr c đây
có th không còn (Hu nh Quang c, 2011).
Vi c nghiên c u nh ng tác đ ng c a B KH nh l l t và khô h n
đ n s bi n đ ng c a hi n tr ng, c c u s d ng đ t h t s c c n
thi t nh m đánh giá đ c m c đ nh h ng và t đó đ xu t các
gi i pháp ng phó k p th i.
đ t đ c m c tiêu trên, c n thi t
ph i có nh ng gi i pháp hi u qu , nhanh chóng, chính xác và ti t
ki m chi phí. Tr c đây Vi t Nam, vi c đánh giá phân vùng
ng p l và h n hán ch y u d a vào các s li u quan tr c các
tr m khí t ng th y v n. Trong khi đó, các tr m khí t ng th y
v n này l i cách xa nhau, bình quân m i tr m đ i di n cho kho ng
1.650km2 lãnh th (Nguy n Ng c Th ch, 2010).
Ngày nay, vi c s d ng các s li u t các v tinh quan tr c Trái đ t
r t có ích và r t đáng đ c quan tâm. Các d li u v tinh vi n thám

luôn có s n và có th đ c s d ng đ phát hi n s kh i đ u c a
khô h n và ng p l , c v th i gian và c ng đ . B c m MODIS
(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometers) đ t trên v tinh
TERRA và AQUA cung c p hàng ngày t li u v i nhi u kênh ph
đ c ng d ng r t r ng rãi, có th cung c p thông tin v b m t trái
đ t, có chu k th i gian ng n h n và ph n ph m t đ t l n h n.
2


c bi t là m c đ chi ti t c a k t qu t nh vi n thám đ c th
hi n trên toàn vùng, hi u qu h n so v i ch s đo t i đi m quan
tr c, do đó vi n thám có th đ c xem là ph ng pháp ti p c n u
vi t h tr cho ph ng pháp đo đ c truy n th ng t các tr m quan
tr c khí t ng hi n nay.
1.2.ăM cătiêuănghiênăc u
(1) ánh giá nh h ng c a khô h n và ng p l đ n bi n đ ng c
c u mùa v lúa
BSCL d i tác đ ng c a B KH.
(2) ánh giá kh n ng ng d ng c a d li u nh vi n thám
MODIS trong theo dõi c c u mùa v lúa, khô h n và l l t
BSCL.
(3) nh h ng nghiên c u mô hình s n xu t lúa phù h p phân
vùng sinh thái và gi i pháp giám sát góp ph n gi m thi u thi t h i
cho s n xu t lúa do tác đ ng c a khô h n và ng p l
BSCL.
1.3. iăt ngăvƠăph măvi nghiênăc u
i t ng nghiên c u: di n bi n c a khô h n và l l t theo th i
gian d i tác đ ng c a B KH trên vùng đ t canh tác lúa khu
v c BSCL
- Ph m vi nghiên c u: Vùng s n xu t lúa khu v c BSCL t

n m 2000 đ n n m 2011
1.4.ăN iădungănghiênăc u
- Phân tích nh ng tác đ ng c a B KH đ n thay đ i c c u mùa
v lúa
BSCL, trong đó t p trung ch y u vào v n đ khô
h n và ng p l
BSCL.
- Phân tích kh n ng ng d ng c a nh vi n thám MODIS trong
theo dõi hi n tr ng, c c u mùa v lúa c ng nh v n đ khô
h n và ng p l
BSCL.
- Phân vùng canh tác lúa ch u nh h ng c a khô h n và ng p l
BSCL trên c s các b n đ xây d ng t d li u nh vi n
thám đ ng th i có các đ xu t phù h p v i t ng vùng có đi u
ki n khô h n hay ng p l khác nhau làm c s đ gi m thi u
thi t h i cho s n xu t lúa
BSCL.
1.5.ăC uătrúcălu năán
- Ch ng 1. Gi i thi u
3


- Ch ng 2. T ng quan tài li u
- Ch ng 3. Ph ng ti n và ph ng pháp nghiên c u
- Ch ng 4. K t qu và th o lu n
- Ch ng 5. K t lu n và đ xu t
1.6.ăGi ăthuy tănghiênăc u
- Tác đ ng c a B KH trên c s khô h n và l l t đ n chuy n
đ i c c u mùa v lúa
BSCL nh th nào?

- Vi c ng d ng d li u nh vi n thám MODIS có kh n ng h
tr công tác qu n lý và theo dõi nh m gi m thi u nh ng tác
đ ng c a B KH đ n s n xu t lúa
BSCL đ c hay không?
- Nh ng mô hình s n xu t nào phù h p và nh ng gi i pháp giám
sát các bi n đ ng do thiên tai hi u qu
đi u ki n c th
BSCL là gì?
1.7.ă i măm iăc aălu năán
+
ã có cách ti p c n khoa h c trong vi c áp d ng tích h p các
thu t toán tính toán các ch s NDVI, TVDI và LSWI đ giám
sát và tìm ra các bi n đ ng v c c u mùa v , khô h n và ng p
l c th cho vùng BSCL. Trong khi các công trình nghiên
c u khác ch phân tích t ng v n đ riêng l , lu n án đã k t h p
phân tích cùng lúc 03 v n đ v bi n đ ng c c u mùa v lúa,
khô h n và ng p l nh m tìm ra s tác đ ng qua l i c a chúng
trên cùng m t khu v c nghiên c u
BSCL.
+
ã ng d ng phân tích chu i d li u MODIS v i th i gian 12
n m (t 2000 đ n 2011) trong giám sát bi n đ ng c c u mùa
v , khô h n và ng p l trong đi u ki n c th
BSCL.
tài
đã ng d ng phân tích chu i d li u đa th i gian nh m tìm ra
đ c qui lu t bi n đ ng c a các đ i t ng quan sát trong t ng
n m và qua các n m khu v c nghiên c u. K t qu đã cho
th y s bi n đ ng và tác đ ng rõ r t v c c u mùa v lúa, khô
h n và ng p l

BSCL t đó đ tài đã có nh ng k t lu n m i
h n so v i các công trình nghiên c u tr c đây.
+
ã nêu đ c đ nh h ng mô hình canh tác lúa phù h p trên
t ng vùng sinh thái nông nghi p
BSCL và gi i pháp theo
h ng ti p c n m i đó là s d ng công ngh vi n thám và GIS
trong theo dõi, giám sát c c u mùa v lúa c ng nh v n đ
4


khô h n và l l t nh m làm c s cho các bi n pháp gi m thi u
thi t h i cho s n xu t lúa
BSCL.
Ch ngă2
T NGăQUANăTÀIăLI U
2.1 S L
CV
C I M SXNN
BSCL
2
BSCL có di n tích 39.747km , chi m trên 12% di n tích c n c.
H ng n m, di n tích gieo c y lúa c a nông dân Nam b kho ng 4,4
tri u ha, trong đó trên 93% là
BSCL. Có ba v lúa chính trong
n m g m lúa X, HT, và T hay lúa Mùa (T ng c c th ng kê
Vi t Nam, 2011). Các h th ng canh tác lúa chính khu v c
BSCL là 1) Lúa m t v n c tr i; 2) Lúa 2 v n c tr i; 3) Lúa
2 v có t i; và 4) Lúa 3 v có t i. H th ng lúa 2-3 v có t i
canh tác trên nh ng vùng nh n n c t i d dàng.

i v i h
th ng lúa 3 v , n u khu v c có đi u ki n th y l i thu n l i có th
đ c tr ng xen vào nh ng cây tr ng ph .
i v i 2 v lúa n c
t n d ng n c m a th ng phân b d c các khu v c ven bi n là
n i có l ng m a và đi u ki n th y l i là tr ng i chính cho vi c
tr ng lúa ng n ngày (Son, 2011).
2.2ă NH NGă TỄCă
NGă C Aă BI Nă
Iă KHệă H Uă
Nă
THAYă IăC ăC UăMỐAăV ă BSCL
Vi t Nam n m trong nhóm 5 qu c gia ch u nh h ng cao nh t do
bi n đ i khí h u (Dasgupta et al., 2007). R i ro
BSCL bao g m
c h n hán và l l t, s gia t ng v i các tr n m a có c ng đ cao
và các ngày h n kéo dài (Peter và Greet, 2008). Hanh và Furukawa
(2007) d a vào nh ng ghi nh n tr m đo thu tri u Vi t Nam đã
có nh ng k t lu n trung bình m i n m m c n c bi n Vi t Nam
đã t ng trong kho ng 1,75 – 2,56 mm/n m. D báo đ n n m 2060,
bi n đ i khí h u toàn c u s làm môi tr ng t nhiên, kinh t - xã
h i BSCL thay đ i l n. N c bi n s dâng cao trên d i 1m,
làm ng p l t ph n l n BSCL v n đã b ng p l t hàng n m, d n
đ n m t nhi u đ t nông nghi p. S có t 15.000 – 20.000 km2 đ t
th p ven bi n b ng p hoàn toàn. L u l ng n c sông Mê Kông
gi m t 2 – 24% trong mùa khô, t ng t 7- 15% vào mùa l . H n
hán s xu t hi n nhi u h n, n c l s cao h n và th i gian ng p l
c ng kéo dài h n hi n nay. Vi c tiêu thoát n c mùa m a l c ng
5

khó kh n (Th
t, 2001). Tình hình nhi t đ gia t ng, m a gi m,
di n tích l m r ng và m c n c bi n dâng cao s tác đ ng r t
l n đ n h sinh thái và s n xu t nông nghi p, t o ra các v n đ khó
kh n cho s phát tri n KTXH khu v c. Theo Nguy n Ph c Tuyên
(2011), xu th thay đ i c c u mùa v d i tác đ ng B KH nh
sau:
- Di n tích canh tác nông nghi p nh lúa, màu, cây n trái và nuôi
tr ng th y s n s b thu h p.
gi m r i ro liên quan đ n ng p l t và h n hán, nh ng n i
thâm canh t 3 v có th gi m xu ng còn 2 v n m.
- Các khu v c dùng n c tr i: phát tri n các h th ng canh tác t n
d ng t i đa ngu n n c m a.
- Các khu v c d ng p úng: phát tri n h th ng lúa-nuôi tr ng thu
s n.
- Các khu v c nhi m m n: phát tri n h th ng lúa–tôm và h
th ng lúa–cây tr ng khác.
- Các h th ng cho đ t phèn: phát tri n h th ng lúa – cây ch u
phèn.
2.3ăPH
NGăPHỄPăVI NăTHỄMăTRONGăPHỄTăHI N VÀ
THEOă DÕIă CỄCă TỄCă
NGă C Aă BI Nă
Iă KHệă H Uă
NăC ăC UăMỐAăV ăLÚA
2.3.1 ngăd ngăk ăthu t vi năthámătrong theoădõiăc ăc uămùaă
v lúa
N m 2005, Xiao đã cùng các c ng s s d ng nh MODIS v i đ
phân gi i không gian 500m, nghiên c u xây d ng b n đ vùng

tr ng lúa. Nghiên c u phát tri n thu t toán xây d ng b n đ lúa
g o s d ng chu i nh th i gian c a ba ch s th c v t (LSWI,
EVI, và NDVI) đ c phân tích t d li u nh MODIS đ xác đ nh
các giai đo n sinh tr ng c a lúa. Các ch s đ c tính theo công
th c bên d i (Xiao et al., 2005). K t qu nghiên c u c a Xiao et
al. (2005) cho th y nh MODIS có kh n ng theo dõi các giai đo n
sinh tr ng c a cây lúa thông qua s bi n thiên có tính chu k c a
giá tr ch s th c v t NDVI.

6


NDVI 

 nir   red
 nir   red

LWSI 

nir   swir
nir   swir

EVI  2,5 
Trong đó:

2.3.2

nir

nir  red

 6  red  7,5  blue  1
nir :

Ph n x ph kênh c n h ng ngo i;
red: Ph n x ph kênh đ ;
swir : Ph n x ph kênh h ng ngo i sóng ng n;
blue: Ph n x ph kênh ánh sáng xanh.
ng d ng k thu t vi n thám theo dõi khô h n

Hình 2.1 Nguyên lý xây d ng b n đ TVDI d a trên nguyên t c ng
d ng tam giác không gian [Ts, NDVI] trong d báo khô h n nông nghi p
(Sandholt et al., 2002).

Sandholt và c ng s (2002) đã đ xu t ph ng pháp vi n thám
trong phân tích vùng có kh n ng khô h n t ch s khô h n
(TVDI). Trong đó, vi c xác đ nh giá tr ch s th c v t NDVI t
các b c m bi n nhìn th y và h ng ngo i cùng v i nhi t đ b m t
đ t t các c m bi n h ng ngo i nhi t t o nên m t tam giác không
gian [Ts-NDVI] (Hình 2.1). Tam giác không gian này có liên quan
ch t ch đ n s b c thoát h i b m t (Evapotranspiration), đ m
7


t ng đ t m t, đ bay h i và m t đ bao ph c a th c v t. S phân
tán c a các giá tr ph n t nh trong không gian [Ts-NDVI] s cung
c p thông tin v đi u ki n th c v t và đ m b m t c ng nh tình
tr ng h n hán x y ra (Sandholt et al, 2002). Giá tr TVDI dao đ ng
trong kho ng t 0 đ n 1, TVDI=1, t ng ng v i “rìa khô”,
TVDI=0 t ng ng v i “rìa t”. Ch s TDVI càng l n cho th y
kh n ng x y ra khô h n càng cao.

2.3.3 ngăd ngăk ăthu t vi năthámătheoădõiăl ăl t

Hình 2.2 Thu t toán x lý nh vi n thám thành l p b n đ ng p l theo
Sakamoto et al. (2007).

Sakamoto et al. (2007) đã tìm ra m t cách ti p c n m i đ đánh giá
di n bi n v m t không gian và th i gian c a l l t. Thu t toán
WFFI phân lo i b m t n c thành hai lo i, h n h p và l l t d a
trên s xác đ nh các ch s EVI, LSWI và DVEL. i m nh đ c
phân lo i nh l l t khi th a m t trong hai đi u ki n: Smoothed
DVEL ≤ 0,05 và smoothed EVI ≤ 0,1 ho c Smoothed LSWI ≤ 0 và
smoothed EVI ≤ 0,05 (Hình 2.2). B n đ k t qu đ c xây d ng
giúp xác đ nh khá chính xác ngày b t đ u, ngày k t thúc, và th i
8


gian l l t hàng n m c a khu v c nghiên c u.
ng th i k t qu
này c ng đ c ki m ch ng v i k t qu gi i đoán t
nh
2
LANDSAT, RADARSAT cho th y h s xác đ nh R dao đ ng
t ng ng t 0,77 – 0,97 và 0,89 – 0,92 (Sakamoto et al., 2007).
Tómăt tăcác v năđ ăchínhăchoălu năánănh ăsau:
- V ă đ iă t ngă nghiênă c uă liênă quană đ nă bi nă đ iă khíă h uă ă
BSCL: Tuy v n đ khô h n g n li n v i xâm nh p m n khu
v c nh ng v i cách ti p c n giám sát đ i t ng trên n n d li u
nh vi n thám thì kh n ng phát hi n vùng b xâm nh p m n trên
nh khó kh thi do tác gi v n ch a đ các c s lý lu n c ng nh
b d li u phù h p đ tìm ra đ c các ch th nh m ch ra vùng

ch u nh h ng c a xâm nh p m n trên nh vi n thám. Tuy nhiên,
tác gi cho r ng đây là m t n i dung nghiên c u r t c p thi t c n
đ c đ xu t cho h ng nghiên c u ti p theo c a đ tài nh m t ng
hi u qu ng d ng th c t c a lu n án
BSCL.
- V ăch năl aă d ăli uăvi nă thámătrongănghiênă c u: Tác gi k
th a các nguyên lý c b n c a các k t qu nghiên c u c a nhi u
tác gi và áp d ng cho d li u vi n thám quang h c MODIS d a
trên m t s th m nh c a d li u này. Bên c nh đó, m t s nh c
đi m c a vi c s d ng d li u nh MODIS c ng s đ c tác gi
l u ý đ kh c ph c trong quá trình th c hi n:
+ V n đ v đ phân gi i không gian c a nh MODIS khi áp d ng
cho khu v c BSCL c n có b d li u b tr nh nh có đ phân
gi i không gian cao; t ng s l ng đi m kh o sát th c đ a; d li u
b tr t các b n đ chuyên đ m i nh t các đ a ph ng vùng
nghiên c u.
+ M t s ít đi m mây bao ph v n còn trên nh MODIS t h p 8
ngày s đ c vô hi u hóa thông qua vi c x lý nh trên c s
chu i nh đa th i gian.
- V ăc ăc uămùaăv ălúaătrongăphơnălo iăh ăth ngăcanhătácănôngă
nghi p:
th ng nh t v i s phân chia th i v theo T ng c c
th ng kê Vi t Nam, đ tài phân nhóm c c u canh tác lúa
BSCL ch y u g m h th ng canh tác lúa 3 v ( X-HT-T ); h
th ng canh tác lúa 2 v ( X-HT hay HT-T ); h th ng canh tác

9


lúa 1 v (g m Lúa-Tôm và Lúa m t v n c tr i). L ch th i v c

b n nh sau:
- V HT: t tháng 4 đ n tháng 8 d ng l ch
- V T : t tháng 8-9 đ n tháng 11-12 d ng l ch
- V X: t tháng 11-12 đ n tháng 3-4 d ng l ch
- V XH: t tháng 3 đ n tháng 7 d ng l ch s là HT s m.
Ngoài ra, tùy theo th i đi m xu ng gi ng c th
t ng đ a
ph ng, các v lúa còn đ c chia ra thành chính v , v s m hay
v mu n.
Riêng đ i v i h th ng canh tác Lúa-Màu, v i nh ng vùng có di n
tích chuyên canh l n, h th ng Lúa-Màu s đ c phân tách nh b
d li u b tr t các b n đ hi n tr ng m i nh t đ a ph ng cùng
v i công tác th c đ a.
Các ki u s d ng đ t không ph i lúa s đ c b qua trong quá
trình phân tích b ng cách x lý che nh (m t n ) nh m t p trung
quan sát vào các vùng canh tác lúa.
- V ăph ngăphápă căl ngăđ ă măc aăb ăm tăđ t: V i cách lý
gi i nguyên lý c a không gian LST-NDVI c a Sandholt (Sandholt
et al., 2002) và Han (Han et al., 2010) cho th y ph ng pháp
TVDI là khái ni m và tính toán đ n gi n. Các d li u b tr cho
công tác c l ng đ m b m t đ t khi áp d ng cho d li u nh
MODIS LST có th là d li u đo m l p đ t b m t t i cùng đ a
đi m và th i gian ch p (10g30 t i đ a ph ng) ho c thu th p d
li u nhi t đ quan tr c trong không khí t i các tr m đo các đ a
ph ng thu c vùng nghiên c u. Công tác đánh giá đ tin c y cho
k t qu
c l ng đ m b m t b ng ch s TVDI có th th c
hi n thông qua vi c ch n l a so sánh v i các ch s d báo khô h n
khác (nh ch s chu n hóa giáng th y SPI, ch s khô h n Palmer,
WDI,…) hay d li u kh o sát th c đ a.

- V ăph ngăphápăti păc nătrongăcôngătácăphơnăvùngăng păl :
Theo Tr n Nh H i (2011),
BSCL th ng có các ki u ng p
nh 1) Ng p do l ; 2) Ng p do m a; 3) Ng p do tri u; 4) Ng p ch
đ ng do canh tác. Theo cách ti p c n m i c a Sakamoto et al.
(2007) và Islam et al. (2009) đã xác đ nh v m t không gian và
10


th i gian c a l l t khu v c BSCL theo h
ch s EVI, LSWI và DVEL theo 4 nhóm đ i t
th a có ch nh s a cho phù h p v i đi u ki n c a
s ngày ng p liên t c đ phân bi t gi a ng p l
(sông, h )
BSCL đ c ch nh s a thành 180
ngày theo Islam et al. (2009).
PH
3.1 Ph

ng phân lo i các
ng.
tài đã k
BSCL, trong đó
và ng p dài h n
ngày thay vì 120

Ch ngă3
NGăPHỄPăTH CăHI N

ngăphápăk ăth a:

Áp d ng có ch n l c s n ph m khoa h c và công ngh hi n có trên
th gi i/trong n c.
3.2 Ph

ngăphápăth căđ aăvƠăđi uătraănôngăh :

Thu th p thông tin v c c u mùa v , khô h n và ng p l , nh ng
thi t h i và các bi n pháp gi m nh thi t h i do khô h n hay l l t
đã đ c áp d ng đ a ph ng.
3.3 Ph

ngăphápăvi năthám:

S d ng nh vi n thám MODIS nh m phân tích hi n tr ng c c u
mùa v lúa d a trên ch s NDVI đa th i gian; phân tích vùng có
kh n ng khô h n th c v t d a trên chu i ch s khô h n (TVDI)
đ c phân tích t l p nh nhi t đ b m t (LST) và ch s khác
bi t th c v t chu n (NDVI); phân tích ch s n c EVI, LSWI và
DVEL đ phân vùng có kh n ng ng p l .
3.4 Ph

ngăphápăh ăth ngăthôngătinăđ aălỦă(GIS):

Phân tích không gian nh h
đ n s n xu t lúa.
3.5 Ph

ng c a vùng có khô h n và ng p l

ngăphápăchuyênăgia:

Th c hi n các chuyên đ nghiên c u liên quan đ tài đ có s đánh
giá và góp ý c a h i đ ng chuyên đ cho lu n án.

11


Hình 3.2 L u đ các b

c th c hi n ph

12

ng pháp nghiên c u.


Ch ngă4
K TăQU ăVÀăTH OăLU N
4.1ă NHă H
NGă C Aă KHỌă H Nă VÀă NG Pă L ă
Nă
THAYă
IăC ăC UăMỐAăV ăLÚA D
IăTỄCă
NGăC Aă
BI Nă IăKHệăH Uă ă BSCL
4.1.1 Tácă đ ngă c aă nhi tă đ ă vƠă khôă h nă ă BSCLă giaiă đo nă
2000-2011
B c x nhi t t l p ph m t đ t có s t ng quan v i nhi t đ

không khí. K t qu so sánh s bi n đ ng nhi t đ b m t và nhi t
đ đo trong không khí t tr m quan tr c khí t ng t nh Sóc
Tr ng t n m 2004 đ n 2007 cho th y có s t ng quan cao (Hình
4.1). Nhi t đ b m t c c ti u, c c đ i và trung bình n m các
n m t ng gi m b t th ng không theo qui lu t. Tuy nhiên, qua k t
qu tính toán trong kho ng th i gian 12 n m cho th y nhi t đ c c
đ i có xu h ng t ng trong khi nhi t đ trung bình và nhi t đ c c
ti u có xu h ng gi m (Hình 4.3).
Xu h ng gia t ng di n tích vùng xu t hi n khô h n các mùa khô
t n m 2000 đ n 2011 khu v c BSCL cho th y có s t ng
quan v i xu h ng gia t ng nhi t đ l p ph b m t đ t hay nói
khác đi s gia t ng nhi t đ theo th i gian d i tác đ ng c a
B KH c ng d n đ n s gia t ng v di n tích khô h n vùng
nghiên c u (Hình 4.4).
K t qu kh o sát 100 đi m th c đ a vùng đ c xác đ nh có kh
n ng ch u nh h ng c a khô h n các t nh B c Liêu, Sóc Tr ng,
Trà Vinh, B n Tre và An Giang cho th y c c u canh tác b nh
h ng khô h n vùng đ t nhi m m n ven bi n ch y u là Lúa 2
v n c tr i và Lúa 1 v (Lúa-Tôm). Trên vùng đ t không nhi m
m n, c c u có kh n ng b nh h ng b i khô h n ch y u là Lúa
1v
vùng núi thu c t nh An Giang. Các vùng canh tác Lúa 2 hay
3v
An Giang ít ch u nh h ng c a khô h n (Hình 4.5).

13


Hình 4.1 T ng quan gi a nhi t đ
trung bình tháng b m t đ t t nh

vi n thám MODIS và nhi t đ
trung bình tháng trong không khí
t nh Sóc Tr ng t 2004-2007.

Hình 4.2 Bi n đ ng nhi t đ b
m t đ t trung bình và cao
nh t/ngày trong n m
BSCL t
d li u nh MODIS LST (DOY_
ngày trong n m)

Hình 4.3 Bi n thiên nhi t đ l p
ph b m t khu v c BSCL giai
đo n 2000-2011 phân tích t nh
MODIS LST

Hình 4.4 Bi n thiên di n tích vùng
xu t hi n khô h n các mùa khô
t 2000-2011 phân tích t nh
MODIS LST

Hình 4.5 Phân b vùng canh tác lúa b nh h ng khô h n trong mùa
khô 2010-2011
BSCL phân tích t nh MODIS LST.

14


4.1.2 Tácăđ ngăng păl ă ă BSCL giaiăđo nă2000-2011
K t qu phân tích t d li u MODIS cho th y l

BSCL có xu
h ng thay đ i v v trí ng p so v i tr c đây (Hình 4.7). M c dù
m c n c trên sông chính t i các t nh th ng ngu n cao nh ng
di n tích ng p l i gi m so v i nh ng n m có cùng quy mô l (Hình
4.8) cho th y các công trình th y l i đã có tác đ ng đáng k đ n tình
tr ng l l t
BSCL.

Hình 4.6 Bi n đ ng di n tích ng p Hình 4.7 Bi n đ ng vùng ng p l
l /n m
BSCL t 2000-2011 tính
BSCL t n m 2000-2011 gi i
toán t nh MODIS
đoán t nh MODIS

Hình 4.8 Bi n đ ng di n tích ng p l tính toán t nh MODIS t ng ng
v i m c n c đo trên sông m t s t nh BSCL t n m 2000 đ n 2011

Th i gian ng p l liên t c có s thay đ i gi a các n m. Nh ng
n m v i quy mô l l n (n m 2000 và 2011) luôn có th i gian ng p
l dài h n so v i các n m quy mô l trung bình và nh (n m 2005
và 2010).
c bi t, th i gian ng p l d c theo sông chính và các
t nh đ u ngu n c a BSCL (t nh An Giang,
ng Tháp và Long
An) luôn k t thúc tr h n so v i các n i khác (Hình 4.9). Nhìn
chung, di n tích ng p l
BSCL gi m qua các n m. Trong vòng
12 n m tính t 2000 đ n 2011, di n tích ng p l
BSCL đã gi m

15


kho ng 700 nghìn ha ch y u do vi c gia t ng di n tích vùng bao
đê. Các vùng đ c bao đê đã chuy n t canh tác Lúa 2 v sang
Lúa 3 v . Nh ng vùng ng p l hàng n m h u h t ch canh tác Lúa
2 v X-HT (Hình 4.10).

N m 2010

N m 2000

Hình 4.9 Di n ti n ng p l n m 2000 và n m 2010 gi i đoán t
thám MODIS.

Hình 4.10 Hi n tr ng canh tác lúa vùng ng p l n m 2011
đoán t nh vi n thám MODIS.

16

nh vi n

BSCL gi i


4.1.3.ă Thayă đ iă c ă c uă mùaă v ă lúaă khuă v că BSCLă t ă n mă
2000ăđ nă2011
Xu h ng chuy n đ i c c u mùa v lúa ch y u giai đo n 20002011 đó là Lúa 2 v chuy n sang Lúa 3 v ; Lúa 1 v chuy n sang
canh tác khác (Tôm-R ng hay Chuyên tôm); Lúa 1 v chuy n sang
Lúa-Tôm hay Lúa 2 v . Nh ng đ a ph ng có s chuy n đ i m nh

m đó là t nh An Giang, Kiên Giang, C n Th ,
ng Tháp, Sóc
Tr ng, B n Tre, B c Liêu và Cà Mau. Trong đó, nh ng t nh
chuy n đ i nhi u nh t t Lúa 2 v sang Lúa 3 v là An Giang,
Kiên Giang, C n Th , ng Tháp và Sóc Tr ng. Các t nh B n Tre,
Cà Mau, Kiên Giang và B c Liêu là nh ng đ a ph ng có di n tích
Lúa-Tôm t ng rõ r t giai đo n 2000-2011.

Hình 4.11 Phân b vùng có s chuy n đ i c c u canh tác lúa
giai đo n 2000-2011.

17

BSCL


B ngă4.5ăCác ki u chuy n đ i c c u canh tác lúa
BSCL giai đo n
n m 2000-2011 phân tích đ c t nh vi n thám MODIS.
Stt
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

11
12

C ăc uăcanhătác
C ăc uăcanhătác
Di nătích
Di nătích
Stt
N mă2000 N mă2011 (ha)
N mă2000 N mă2011 (ha)
Lúa 2 v
Lúa 3 v
470.704 13 Lúa 2 v
Lúa Màu
14.044
Lúa 1 v
SD khác
128.688 14 Lúa Màu Lúa 3 v
13.711
SD khác Lúa 2 v
114.027 15 SD khác
Lúa Màu
13.287
Lúa 1 v
Lúa Tôm
93.264 16 Lúa Màu SD khác
8.989
Lúa 1 v
Lúa 2 v
89.030 17 Lúa 1 v

Lúa 3 v
5.420
Lúa 2 v
Lúa Tôm
77.825 18 Lúa 3 v
Lúa Màu
4.626
SD khác Lúa Tôm
73.370 19 Lúa Màu Lúa 2 v
4.240
Lúa 3 v
SD khác
56.793 20 Lúa Tôm SD khác
3.875
Lúa 3 v
Lúa 2 v
47.617 21 Lúa 1 v
Lúa Màu
2.560
Lúa 2 v
SD khác
43.248 22 Lúa 3 v
Lúa Tôm
1.148
SD khác Lúa 3 v
33.159 23 Lúa 2 v
Lúa 1 v
172
SD khác Lúa 1 v
28.646 24 Lúa Màu Lúa 1 v

64

4.2ăKH ăN NGă NGăD NGă NHăMODISăTHEOăDÕIăC ă
C UăMỐAăV ăLÚA,ăKHỌăH NăVÀăNG PăL ă ă BSCLă
+ B n đ hi n tr ng gi i đoán t nh MODIS 250m đ t m c đ chi
ti t c p vùng, phân lo i đ c các c c u canh tác lúa v i đ tin c y
cao (Kappa = 0,88). Các d li u tính toán v di n tích canh tác
t ng mùa v lúa trong n m t vi c gi i đoán nh MODIS có đ
chênh l ch th p so v i d li u th ng kê (t 4,4% đ n 7,1%) (Hình
4.12).

Hình 4.12 T

ng quan di n tích mùa v đ c tính toán t nh MODIS
v i d li u t Niên giám th ng kê Vi t Nam

+ Chu i nhi t đ b m t khu v c BSCL tính toán t nh MODIS
phù h p v i xu th bi n thiên nhi t đ không khí đo đ c t i các
tr m (R2=0,9). Ch s khô h n TVDI có t ng quan v i d li u
m a c a các tr m đo và t ng quan v i ch s khô h n khác nh
WDI (Hình 4.13 và Hình 4.14). Nh ng vùng có ch s khô h n

18


TVDI cao trên b n đ gi i đoán c ng phù h p v i k t qu kh o sát
hi n tr ng canh tác th c t t i cùng th i đi m.

Hình 4.13 S t

ng quan gi a ch s TVDI và l ng m a t nh Sóc Tr ng,
Trà Vinh và B n Tre mùa khô 2010-2011.

Hình 4.14 S bi n thiên WDI và TVDI theo th i gian (11/2010-4/2011)
các t nh Sóc Tr ng, B n Tre và Trà Vinh.

+ D li u nh MODIS ph n ánh khá t t tình tr ng bi n đ ng l l t
giai đo n 2000-2011, t ng quan gi a di n tích ng p và m c n c
th c đo v i R2 đ t t 0,79 – 0,90 (Hình 4.15).

Hình 4.15 T

ng quan gi a di n tích ng p t nh An Giang và m c n
th c đo t i tr m Châu c mùa l n m 2011.

19

c


4.3ă ăXU TăNH MăGI MăTHI UăTHI TăH IăCHOăS Nă
XU TăLÚAăDOăKHỌăH NăVÀăNG PăL ă ă BSCLă
4.3.1ă ăxu tămôăhìnhăcanhătácălúaăphùăh păv iăđi uăki năt ă
nhiên theo vùng sinh thái
có c s đ xu t các mô hình canh tác phù h p trên các vùng có
đi u ki n t nhiên khác nhau, đ tài xây d ng b n đ phân vùng
sinh thái s n xu t lúa n m 2011 d a trên 03 b n đ đ n tính: 1)
b n đ hi n tr ng c c u canh tác lúa n m 2011; 2) b n đ phân b
các vùng có t n xu t x y ra khô h n cao; và 3) b n đ phân vùng
ng p l n m 2011. B n đ k t qu phân vùng sinh thái canh tác lúa

xây d ng t 03 b n đ đ n tính nói trên đ c trình bày Hình
4.16. K t qu có 9 vùng sinh thái khác nhau trình bày B ng 4.9.

Hình 4.16 B n đ phân vùng sinh thái đ t lúa BSCL n m 2011.
20


B ngă4.9ă
KÝ
HI U
Ia
Ib
IIa
IIb
IIc
IId
IIIa
IIIb
IIIc

n v sinh thái đ t canh tác lúa BSCL n m 2011

C ăc uăcanhătác
Lúa 1 v , lúa màu
Lúa Tôm
Lúa 2 v
Lúa 2 v
Lúa 2 v
Lúa 2 v
Lúa 3 v

Lúa 3 v
Lúa 3 v

PHÂN VÙNG SINH THÁI
Ng păl
Không ng p l
Không ng p l (ng p m n)
Không ng p l
Ng p s m và dài h n
Ng p tr và ng n h n
Không ng p l
Không ng p l
Không ng p l
Ng p tr và ng n h n

Khôăh n
Có khô h n
Không khô h
Không khô h
Không khô h
Không khô h
Có khô h n
Không khô h
Có khô h n
Không khô h

n
n
n
n

n
n

Di nătíchă
(ha)
92.308
255.862
116.570
420.500
146.177
325.486
320.168
294.570
227.747

C c u mùa v lúa
BSCL mang tính đ c thù t p quán canh tác
c a t ng đ a ph ng và ch u nh h ng l n t đ c đi m t nhiên
c a nh ng ti u vùng sinh thái nh v n đ n c t i và đi u ki n
ng p khác nhau. Ngoài ra, s ph c t p c c u mùa v lúa
BSCL còn do s không đ ng đ u c a các th a ru ng, chênh l ch
ngày gieo s trong m t vùng sinh thái (t vài ngày đ n vài tu n) và
c s khác nhau v s d ng gi ng lúa. Chín vùng sinh thái đ c
xây d ng t 03 b n đ đ n tính v c c u canh tác, đ c đi m ng p
l và khô h n t ng ng s cho th y nh ng v n đ tr ng i chính
trong đi u ki n canh tác c a m i vùng làm c s đ đ xu t các
gi i pháp. Nói chung, canh tác lúa
BSCL hàng n m ph i đ i
m t v i hai thiên tai chính là ng p l mùa m a và khô h n kèm
xâm nh p m n mùa khô. Bi n đ i khí h u s ngày càng làm gia

t ng c ng đ thiên tai và m c đ thi t h i. C n có nh ng bi n
pháp đ i phó nh m thích ng v i B HK nh :
- B trí c c u mùa v , l ch canh tác h p lý t ng vùng sinh thái
nh m tránh đ c l và né h n hàng n m.
- Nghiên c u gi ng cây tr ng có tính ch ng ch u t t nh ch u m n,
h n canh tác trên các vùng ven bi n hay ch u ng p các t nh đ u
ngu n.
- Nghiên c u chuy n đ i mô hình canh tác v a phù h p v i đi u
ki n t nhiên v a hi u qu kinh t và b n v ng môi tr ng nh mô
hình Lúa-Màu, Lúa-Th y s n.
- Nâng cao hi u qu công tác d báo l , h n và m n đ ng th i
thông báo k p th i đ n ng i dân.

21


4.3.2ă ăxu tătheoăh ngăgi iăphápăchoănhuăc uăthôngătinăv ăh ă
th ngă canhă tácă lúa,ă thôngă tină v ă vùngă khôă h nă vƠă ng pă l ă ă
BSCL
Nâng cao hi u qu công tác d báo l , h n, m n và thông báo k p
th i đ n ng i dân v i các gi i pháp theo h ng ti p c n m i đó là
áp d ng tích h p các thu t toán tính toán các ch s NDVI, TVDI
và LSWI đ giám sát và tìm ra các bi n đ ng v c c u mùa v
liên quan đ n khô h n và ng p l nh m có bi n pháp gi m thi u
thi t h i cho s n xu t lúa
BSCL.

Hình 4.17: L u đ c s d li u và qui trình nh p, x lý và truy xu t k t
qu xây d ng các b n đ phân vùng sinh thái canh tác lúa
BSCL.

22


Ch

ngă5

KểTăLU NăVÀă

ăNGH

5.1 K TăLU N
M c tiêu 1: nh h
c c u mùa v lúa

ng c a khô h n và ng p l đ n hi n tr ng
BSCL d i tác đ ng B KH

C c u canh tác lúa b nh h ng b i khô h n khu v c ven bi n
ch y u là Xs-HTm và Lúa m t v (Lúa-Tôm). Trên vùng đ t
không nhi m m n, c c u b nh h ng b i khô h n th ng là lúa
m tv
vùng đ a hình núi cao. Trong vòng 12 n m t 2000-2011,
di n tích ng p l
BSCL đã gi m kho ng 700 nghìn ha ch y u
do vi c gia t ng di n tích vùng bao đê ph c v thâm canh t ng v .
Xu h ng chuy n đ i c c u mùa v lúa giai đo n 2000-2011 đó
là Lúa 2 v chuy n sang Lúa 3 v ; Lúa m t v chuy n sang LúaTôm, Lúa 2 v hay canh tác khác (Tôm-R ng hay Chuyên tôm).
M c tiêu 2: kh n ng ng d ng c a nh MODIS trong theo dõi

c c u mùa v lúa, khô h n và l l t
BSCL
B n đ c c u mùa v lúa gi i đoán t nh MODIS 250m đ t m c
đ chi ti t c p vùng, phân lo i đ c các c c u canh tác lúa v i đ
tin c y cao (Kappa = 0,88). Các d li u tính toán v di n tích canh
tác t ng mùa v lúa trong n m t vi c gi i đoán nh MODIS có đ
chênh l ch th p so v i d li u th ng kê (t 4,4% đ n 7,1%). Chu i
nhi t đ b m t tính toán t nh MODIS khu v c BSCL phù h p
v i xu th bi n thiên nhi t đ không khí đo đ c t i các tr m
(R2=0,9). Ch s khô h n TVDI tính toán có t ng quan cao ch s
d báo khô h n khác nh ch s WDI. Nh ng vùng có ch s khô
h n TVDI cao trên b n đ gi i đoán c ng phù h p v i k t qu
kh o sát hi n tr ng canh tác th c t t i cùng th i đi m. D li u nh
MODIS đã ph n ánh khá t t tình tr ng bi n đ ng l l t giai đo n
2000-2011, t ng quan gi a di n tích ng p và m c n c th c đo v i
R2 đ t t 0,79 – 0,90.
M c tiêu 3: đ xu t mô hình s n xu t phù h p v i t ng đi u
ki n c th và gi i pháp giám sát nh m gi m thi u thi t h i cho
s n xu t lúa do tác đ ng c a khô h n và ng p l
BSCL.
23