đánh giá khả năng sử dụng các loại ảnh modis trong việc xác định cơ cấu mùa vụ các vùng đất trồng lúa ở đồng bằng sông cửu long

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌCỨNG DỤNG BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT Chứng nhận đã chấp thuận luận văn thạc sỹ với đề tài : “ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG CÁC LOẠI ẢNH MODIS TRONG

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NÔNG NGHIỆP

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG CÁC LOẠI ẢNH MODIS TRONG VIỆC XÁC ĐỊNH CƠ CẤU MÙA VỤ CÁC VÙNG ĐẤT TRỒNG LÚA Ở

ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG

Mã số ngành : 60 62 01 03

MSHV : 120902 LỚP : KHĐ K16

Cần Thơ - 2012

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC

ỨNG DỤNG BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT

Chứng nhận đã chấp thuận luận văn thạc sỹ với đề tài :

“ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG CÁC LOẠI ẢNH MODIS TRONG VIỆC XÁC ĐỊNH CƠ CẤU MÙA VỤ CÁC VÙNG ĐẤT TRỒNG LÚA

Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG”

Do học viên NGUYỄN HỮU LONG thực hiện và đề nạp.

Kính trình hội đồng chấm luận văn thạc sỹ xem xét

Cần Thơ, ngày 23 tháng 10 năm 2012

Cán bộ hướng dẫn khoa học

PGS TS VÕ QUANG MINH

LÝ LỊCH KHOA HỌC

I LÝ LỊCH SƠ LƯỢC:

Ngày, tháng, năm sinh: 06/12/1980 Nơi sinh: Đồng ThápQuê quán: Mỹ Tân – tp.Cao Lãnh – Đồng Tháp Dân tộc:Kinh

Chức vụ, đơn vị công tác trước khi đi học tập, nghiên cứu: Cán bộ

Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 10/1998 đến 10/2002

Nơi học (trường, thành phố): Trường Đại học Cần Thơ

Ngành học: Quản lý đất đai

3 Thạc sĩ:

Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 5/2009 đến 5/2012

Nơi học (trường, thành phố): Trường Đại học Cần Thơ

Ngành học: Khoa học đất

Tên luận án: “ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG CÁC LOẠI ẢNH MODIS

TRONG VIỆC XÁC ĐỊNH CƠ CẤU MÙA VỤ CÁC VÙNG ĐẤT TRỒNG LÚA Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG”

Ngày và nơi bảo vệ luận văn: / /2012 tại Hội trường 007, Khoa Nông nghiệp

và SHƯD, Trường Đại học Cần Thơ Người hướng dẫn: PGS Ts.Võ Quang

Minh

5 Trình độ ngoại ngữ: Anh văn B1 – Châu Âu

6 Học vị, học hàm, chức vụ kỹ thuật được chính thức cấp; số bằng, ngày và nơi cấp: Kỹ sư

Cần Thơ, ngày 06 tháng 10 năm 2012

Người khai

Nguyễn Hữu Long

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi dưới sự hướng dẫn của thầyhướng dẫn Các số liệu, kết quả trình bày trong luận án là trung thực và chưa từngđược ai công bố trong bất kỳ công trình luận văn nào trước đây

Tác giả luận án

Nguyễn Hữu Long

LỜI CẢM TẠ

Xin được gởi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu, quý Thầy Cô của Trường Đại học CầnThơ, Thầy Cô Bộ môn Khoa học đất – Khoa Nông nghiêp và Thầy cô Bộ môn Tàinguyên đất đai – Khoa Môi trường và Tài nguyên thiên nhiên, những người đã trựctiếp giảng dạy, hướng dẫn, truyền đạt cho tôi những kiến thức quý báu, bổ ích vềlĩnh vực chuyên ngành

Xin cám ơn các anh chi em trong Bộ môn Khoa Học Đất, Khoa Nông nghiệp vàSHƯD; Bộ môn Tài nguyên đất đai – Khoa Môi trường và Tài nguyên thiên nhiên,Trường Đại học Cần Thơ

Xin gửi lời cám ơn đến: Ks Trần Thanh Dân, ThS Trần Thị Hiền đã giúp đỡ vàhướng dẫn về chuyên môn để Tôi thực hiện tốt đề tài

Xin gởi về các anh chị, các bạn lớp cao học Khoa học đất khóa 16 tình cảm sâu sắc

và xin chúc các anh chị và các bạn thành công tốt đẹp trong mọi lĩnh vực

Đặc biệt, xin gởi lời cám ơn sâu sắc đến:

Thầy PGS TS Võ Quang Minh, người Thầy đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ dạy tận tình

về chuyên môn, giúp tôi có được rất nhiều kiến thức mới trong lĩnh vực nghiên cứu

TÓM LƯỢC Nguyễn Hữu Long, 2012 “Đánh giá khả năng sử dụng các loại ảnh MODIS trong việc xác định cơ cấu mùa vụ các vùng đất lúa ở ĐBSCL” Luận văn Thạc

sĩ Khoa học đất Khoa Nông Nghiệp và Sinh Học Ứng Dụng, Trường Đại Học Cần Thơ.

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS TS Võ Quang Minh.

Đề tài thực hiện nhằm mục tiêu (i) Nghiên cứu khả năng sử dụng các loại ảnh vệ tinh MODIS, độ phân giải thấp, đa phổ, đa thời gian để theo dõi tiến độ xuống giống lúa ở ĐBSCL, (ii) Xác định mối quan hệ giữa các đặc điểm của các loại ảnh MODIS theo không gian và thời gian với sự thay đổi của hiện trạng sinh trưởng và tiến độ xuống giống lúa, (iii) Đánh giá khã năng của các loại ảnh vệ tinh MODIS trong theo dõi tiến độ xuống giống và cơ cấu mùa vụ ở ĐBSCL, (iv) Thành lập bản đồ hiện trạng sinh trưởng và tiến độ xuống, cơ cấu mùa vụ lúa ở ĐBSCL từ một số loại ảnh MODIS.

Các ảnh vệ tinh MODIS (các ảnh có tên là MOD09A1 độ phân giải 250 m, 8 ngày lập ; MOD09Q1 độ phân giải 500 m, 8 ngày lập ; MOD13A1 độ phân giải 500 m, 16 ngày lập ; MOD13Q1 độ phân giải 250 m, 16 ngày lập) ở khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long chụp

từ tháng 9/2009 đến hết tháng 12/2010 được sử dụng để theo dõi tiến độ xuống giống Khảo sát để kiểm tra kết quả giải đoán 100 điểm tại đa số các vùng trồng lúa một số tỉnh đồng bằng ghi nhận lại hiện trạng và cơ cấu mùa vụ.

Kết quả giải đoán cho thấy ảnh MODIS-MOD13Q1 là một trong bốn ảnh nghiên cứu so sánh có độ tin cậy cao nhất Do đó, nên tăng cường khả năng sử dụng loại ảnh này phục

vụ cho quá trình theo dõi tiến độ xuống giống, cơ cấu mùa vụ và cách lĩnh vực khác có liên quan trong sự kết hợp với các loại chỉ số thực vật khác.

Từ khóa: MODIS, NDVI, thời gian xuống giống lúa, ĐBSCL

ABSTRACT Nguyen Huu Long, 2012 “ASSESSMENT OF THE MODIS DATA ABILITY IM MONITORING THE PROGRESS OF RICE SOWING IN THE MEKONG DELTA” Master thesis of Soil science School of Agriculture and Applied Biology, Cantho University Supervisor: Assoc Prof Dr Vo Quang Minh

The objectives of this study are: (i) to study the possibility of using MODIS satellite images, which are low ground resolution, multispectral and multi-temporal data to monitor sowing progress of rice in Mekong Delta, (ii) to identify the relationship between the characteristic of MODIS satellite images in spatial, temporal data and the change of growing, sowing of rice, (iii) to evaluate the ability of MODIS satellite images for monitoring the sowing progress and cropping structure in the Mekong Delta, (iv) to build the actuality map of the growing, sowing progress and cropping structure of rice in Mekong Delta from many MODIS satellite images.

The MODIS satellite images, namely MOD09A1 with 250m spatial resolution and repeated after 8-days; MOD09Q1 with 500m spatial resolution and repeated after 8-days; MOD13A1 with 500m spatial resolution and repeated after 16-days and MOD13Q1 with 250m spatial resolution and repeated after 16-days in Mekong Delta from September,

2009 to December, 2010 Repeated after was used to monitor rice sowing progress We validate the result of interpreting images in 100 points which are located in most of rice growing in Mekong Delta In addition, we recorded the actuality and cropping calendar of rice.

The result of interpreting images show that MODIS-MOD13Q1 is the highest reliability in comparison with other images Therefore, we should enhance the possibility of using this image for monitoring the sowing progress, cropping calendar and other related fields in combination with vegetation index.

Keyword: MODIS, NDVI, sowing time of rice, Mekong Delta.

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 3

1.1 Tổng quan về đất ở ĐBSCL 3

1.1.1 Khái quát về ĐBSCL 3

1.1.2 Khái quát về đất ĐBSCL 3

1.1.3 Địa hình ĐBSCL 3

1.1.4 Thuỷ văn 4

1.1.5 Thực trạng sử dụng đất vùng ĐBSCL trong thời gian qua 6

1.2 Sơ lược về cây lúa và phương pháp xác định lịch thời vụ ở ĐBSCL 7

1.2.1 Các giai đoạn sinh trưởng của cây lúa 7

1.2.2 Mùa vụ sản xuất lúa ở ĐBSCL 9

1.2.3 Phương pháp xây dựng lịch thời vụ cho từng địa phương 10

1.3 Tổng quan về kỹ thuật viễn thám 10

1.3.1 Định nghĩa viễn thám 10

1.3.2 Ưu điểm của công nghệ viễn thám 11

1.3.3 Ứng dụng của viễn thám 11

1.3.3.1 Ứng dụng trên thế giới 11 1.3.3.2 Ứng dụng công nghệ viễn thám để giám sát tài nguyên thiên nhiên

1.3.4 Phương pháp xử lý ảnh viễn thám 13

1.3.5 Ảnh chỉ số thực vật và phương pháp tính 13

1.3.5.1 Chỉ số thực vật 13

1.3.5.2 Chỉ số khác biệt thực vật (NDVI) 14

1.3.6 Giới thiệu về phần mềm xử lý ảnh ENVI 16

1.4 Khái quát về vệ tinh MODIS 16

1.5 Các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước về ứng dụng viễn thám MODIS trong theo dõi hiện trạng cơ cấu mùa vụ lúa 19

1.5.1 Các kết quả nghiên cứu ngoài nước 19

1.5.2 Các kết quả nghiên cứu trong nước 20

1.5.3 Các kết quả nghiên cứu ở khu vực ĐBSCL 22

1.5.3 Ưu khuyết điểm của kết quả nghiên cứu 24

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP 26

2.1 Phương tiện 26

2.1.1 Dữ liệu ảnh MODIS 26

2.1.2 Đặc điểm ảnh MODIS 26

2.1.3 Các loại tư liệu khác 26

2.1.4 Các phần mềm chuyên dụng và phương tiện khác 26

2.2 Phương pháp 27

2.2.1 Phương pháp thu thập số liệu 27

2.2.2 Phương pháp xử lý số liệu 27

2.2.3 Phương pháp kiểm tra, khảo sát thực địa 27

2.2.4 Phương pháp thống kê so sánh 27

2.2.5 Phương pháp phương pháp bản đồ - biểu đồ 28

2.2.6 Phương pháp đánh giá độ tin cậy 28

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 43

3.1 Kết quả thu thập dữ liệu và ảnh viễn thám 43

3.2 Kết quả xử lý ảnh 45

3.2.1 Cắt ghép ảnh 45

3.2.2 Nắn tọa độ 48

3.2.3 Che ảnh 51

3.2.4 Ảnh chỉ số thực vật và tạo chuỗi ảnh chỉ số thực vật đa thời gian 53

3.3 Giải đoán ảnh 63

3.3.1 Ảnh chỉ số khác biệt thực vật (NDVI) 63

3.3.2 Phân loại không kiểm soát 67

3.3.3 Kết quả khảo sát thực địa 72

3.3.4 Mối quan hệ giữa giá trị NDVI và giai đoạn phát triển của cây lúa 72

3.3.5 Phân loại có kiểm soát 74

3.4 Kết quả giải đoán 74

3.4.1 Cách xác định thời gian xuống giống của các vùng trồng lúa ĐBSCL 74

3.4.2 Thời gian xuống giống của các vùng trồng lúa ĐBSCL 76

3.4.3 Cơ cấu mùa vụ của các vùng trồng lúa ĐBSCL 105

3.4.4 Kết quả so sánh các loại ảnh khác nhau về diện tích 110

3.4.5 Kiểm tra độ tin cậy của kết quả giải đoán 110

3.5 Đánh giá chung của việc sử dụng các loại ảnh viễn thám MODIS để giải đoán cơ cấu mùa vụ 113

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 114

4.1 Kết luận 114

4.2 Đề nghị 114

TÀI LIỆU THAM KHẢO 115

PHỤ CHƯƠNG 119

DANH SÁCH HÌNH

2 Biến động chỉ số NDVI qua các năm 2001 – 2005 ở ĐB sông Hồng 21

3 Biến động chỉ số NDVI qua các năm (2001 – 2005) ở ĐBSCL 21

4 Biến đổi theo thời gian của σo của dữ liệu SAR trong các vùng lúa ba vụ 23

5 Biến đổi theo thời gian của NDVI (dữ liệu NOAA-AVHRR) lúa ba vụ 23

6 Mối quan hệ giữa chỉ số NDVI với sự hiện diện của thực vật 30

8 Mối quan hệ giữa độ phủ thực vật và giá trị NDVI 30

12 Giá trị NDVI tương đối đồng nhất trong cùng một ROI 35

13 Giá trị NDVI không đồng nhất trong cùng một ROI 36

15 Biển đồ thể hiện sự thay đổi giá trị NDVI của vùng có giá trị NDVI thấp 38

16 Biểu đồ thể hiện sự thay đổi giá trị NDVI của vùng trồng lúa 3 vụ 39

17 Biểu đồ thể hiện sự thay đổi giá trị NDVI của vùng trồng lúa 2 vụ 39

18 Biển đồ thể hiện sự thay đổi giá trị NDVI của vùng trồng lúa 1 vụ 39

19 Sơ đồ các bước thực hiện trong việc giải đoán ảnh viễn thám theo dõi thời 42

vụ và tiến độ xuống giống ở ĐBSCL

20 Cách hiển thị ảnh bằng phần mềm ENVI và các thông tin ảnh 44

21 Ảnh tổ hợp màu theo thứ tự các band NIR-Blue-Red phía trên khu vực 45ĐBSCL chụp ngày 01/01/2010

22 Ảnh tổ hợp màu theo thứ tự các band NIR-Blue-Red phía dưới khu vực 45ĐBSCL chụp ngày 01/01/2010

25 Ảnh phía dưới khu vực ĐBSCL trước khi ghép 47

35a Ảnh NDVI – MOD09A1 (Band 1 – chụp ngày 13/9/2009) 5435b Ảnh NDVI – MOD09Q1 (Band 1 – chụp ngày 13/9/2009) 5436a Ảnh NDVI – MOD13A1 (Band 1 – chụp ngày 13/9/2009) 5436b Ảnh NDVI – MOD13Q1 (Band 1 – chụp ngày 13/9/2009) 54

43 Ảnh NDVI - MOD13Q1 ở ĐBSCL trong 6 tháng đầu năm 2010 65

44 Ảnh NDVI - MOD13Q1 ở ĐBSCL trong 6 tháng cuối năm 2010 66

45 Biểu đồ phân bố Histogram của đối tượng từ 1 đến 7 6846a Kết quả phân loại không kiểm soát điển hình 6 tháng đầu năm 2010 7046b Kết quả phân loại không kiểm soát điển hình 6 tháng cuối năm 2010 71

48a Sự phát triển của lúa vụ Đông xuân - Hè Thu và sự biến động chỉ số 7348b Tương quan giữa sự phát triển của lúa ở vụ Đông xuân và Hè Thu và sự 73

49 Biểu đồ thể hiện sự thay đổi NDVI theo thời gian của vụ Đông Xuân sớm 75

50 Biểu đồ thể hiện sự thay đổi NDVI theo thời gian của vụ ĐX chính vụ 76

51 Biểu đồ thể hiện sự thay đổi NDVI theo thời gian của vụ ĐX muộn 76

52 Sự biến động giá trị NDVI theo thời gian tại vùng lúa 1 vụ của 4 loại ảnh 77

53 Thời vụ điển hình của vùng trồng lúa 1 vụ năm 2010 ở ĐBSCL 77

54 Bản đồ thời gian xuống giống lúa 1 vụ (ảnh MOD09A1) 78

55 Bản đồ thời gian xuống giống lúa 1 vụ (ảnh MOD09Q1) 78

56 Bản đồ thời gian xuống giống lúa 1 vụ (ảnh MOD13A1) 78

57 Bản đồ thời gian xuống giống lúa 1 vụ (ảnh MOD13Q1) 78

58 Sự biến động giá trị NDVI theo thời gian tại những vùng lúa 2 vụ (Hè 79

59 Bản đồ thời gian xuống giống vụ TĐ - lúa 2 vụ (ảnh MOD09A1) 80

60 Bản đồ thời gian xuống giống vụ TĐ - lúa 2 vụ (ảnh MOD09Q1) 80

61 Bản đồ thời gian xuống giống vụ TĐ - lúa 2 vụ (ảnh MOD13A1) 80

62 Bản đồ thời gian xuống giống lúa vụ TĐ - lúa 2 vụ (ảnh MOD13Q1) 80

63 Bản đồ thời gian xuống giống lúa vụ HT - lúa 2 vụ (ảnh MOD09A1) 81

64 Bản đồ thời gian xuống giống lúa vụ HT - lúa 2 vụ (ảnh MOD09Q1) 81

65 Bản đồ thời gian xuống giống lúa vụ HT - lúa 2 vụ (ảnh MOD13A1) 82

66 Bản đồ thời gian xuống giống lúa vụ HT - lúa 2 vụ (ảnh MOD13Q1) 82

67 Sự biến động giá trị NDVI theo thời gian tại những vùng lúa lúa 2 vụ 82

68 Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐXCV - lúa 2 vụ (ảnh MOD09A1) 83

69 Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐXCV - lúa 2 vụ (ảnh MOD09Q1) 83

70 Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐXCV - lúa 2 vụ (ảnh MOD13A1) 83

71 Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐXCV - lúa 2 vụ (ảnh MOD13Q1) 83

72 Bản đồ thời gian xuống giống vụ HT sớm - lúa 2 vụ (ảnh MOD09A1) 84

73 Bản đồ thời gian xuống giống vụ HT sớm - lúa 2 vụ (ảnh MOD09Q1) 84

74 Bản đồ thời gian xuống giống vụ HT sớm - lúa 2 vụ (ảnh MOD13A1) 84

75 Bản đồ thời gian xuống giống vụ HT sớm - lúa 2 vụ (ảnh MOD13Q1) 84

76 Sự biến động giá trị NDVI theo thời gian tại những vùng lúa 2 vụ (Đông 85

77 Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐX sớm - lúa 2 vụ (ảnh MOD09A1) 86

78 Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐX sớm - lúa 2 vụ (ảnh MOD09Q1) 86

79 Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐX sớm - lúa 2 vụ (ảnh MOD13A1) 86

80 Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐX sớm - lúa 2 vụ (ảnh MOD13Q1) 86

81 Bản đồ thời gian xuống giống vụ HT muộn - lúa 2 vụ (ảnh MOD09A1) 87

82 Bản đồ thời gian xuống giống vụ HT muộn - lúa 2 vụ (ảnh MOD09Q1) 87

83 Bản đồ thời gian xuống giống vụ HT muộn - lúa 2 vụ (ảnh MOD13A1) 87

84 Bản đồ thời gian xuống giống vụ HT muộn - lúa 2 vụ (ảnh MOD13Q1) 87

85 Sự biến động giá trị NDVI theo thời gian tại những vùng lúa 2 vụ (Đông 88

86 Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐX muộn - lúa 2 vụ (ảnh MOD09A1) 89

87 Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐX muộn - lúa 2 vụ (ảnh MOD09Q1) 89

88 Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐX muộn - lúa 2 vụ (ảnh MOD13A1) 89

89 Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐX muộn - lúa 2 vụ (ảnh MOD13Q1) 89

90 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Hè Thu CV - lúa 2 vụ (ảnh MOD09A1) 90

91 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Hè Thu CV - lúa 2 vụ (ảnh MOD09Q1) 90

92 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Hè Thu CV - lúa 2 vụ (ảnh MOD13A1) 91

93 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Hè Thu CV - lúa 2 vụ (ảnh MOD13Q1) 91

94 Một số thời vụ điển hình của vùng trồng lúa 2 vụ năm 2010 ở ĐBSCL 91

95 Sự biến động giá trị NDVI theo thời gian tại những vùng lúa 3 vụ (Đông 92Xuân sớm – Xuân Hè – Hè Thu) của 4 loại ảnh

96 Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐX sớm - lúa 3 vụ (ảnh MOD09A1) 93

97 Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐX sớm - lúa 3 vụ (ảnh MOD09Q1) 93

98 Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐX sớm - lúa 3 vụ (ảnh MOD13A1) 93

99 Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐX sớm - lúa 3 vụ (ảnh MOD13Q1) 93

100 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Xuân Hè - lúa 3 vụ (ảnh MOD09A1) 94

101 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Xuân Hè - lúa 3 vụ (ảnh MOD09Q1) 94

102 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Xuân Hè - lúa 3 vụ (ảnh MOD13A1) 95

103 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Xuân Hè - lúa 3 vụ (ảnh MOD13Q1) 95

104 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Hè Thu - lúa 3 vụ (ảnh MOD09A1) 96

105 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Hè Thu - lúa 3 vụ (ảnh MOD09Q1) 96

106 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Hè Thu - lúa 3 vụ (ảnh MOD13A1) 96

107 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Hè Thu - lúa 3 vụ (ảnh MOD13Q1) 96

108 Sự biến động giá trị NDVI theo thời gian tại những vùng lúa 3 vụ (Đông 97Xuân chính vụ– Hè Thu – Thu Đông) của 4 loại ảnh

109 Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐXCV - lúa 3 vụ (ảnh MOD09A1) 98

110 Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐXCV - lúa 3 vụ (ảnh MOD09Q1) 98

111 Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐXCV - lúa 3 vụ (ảnh MOD13A1) 98

112 Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐXCV - lúa 3 vụ (ảnh MOD13Q1) 98

113 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Hè Thu - lúa 3 vụ (ảnh MOD09A1) 101

114 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Hè Thu - lúa 3 vụ (ảnh MOD09Q1) 101

115 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Hè Thu - lúa 3 vụ (ảnh MOD13A1) 102

116 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Hè Thu - lúa 3 vụ (ảnh MOD13Q1) 102

117 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Thu Đông - lúa 3 vụ (ảnh MOD09A1) 101

118 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Thu Đông - lúa 3 vụ (ảnh MOD09Q1) 101

119 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Thu Đông - lúa 3 vụ (ảnh MOD13A1) 101

120 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Thu Đông - lúa 3 vụ (ảnh MOD13Q1) 101

121 Sự biến động giá trị NDVI theo thời gian tại những vùng lúa 3 vụ (Đông 102Xuân muộn – Hè Thu – Thu Đông) của 4 loại ảnh

122 Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐX muộn - lúa 3 vụ (ảnh MOD09A1) 102

123 Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐX muộn - lúa 3 vụ (ảnh MOD09Q1) 102

124 Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐX muộn - lúa 3 vụ (ảnh MOD13A1) 103

125 Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐX muộn - lúa 3 vụ (ảnh MOD13Q1) 103

126 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Hè Thu - lúa 3 vụ (ảnh MOD09A1) 103

127 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Hè Thu - lúa 3 vụ (ảnh MOD09Q1) 103

128 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Hè Thu - lúa 3 vụ (ảnh MOD13A1) 104

xii

130 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Thu Đông - lúa 3 vụ (ảnh MOD09A1) 104

131 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Thu Đông - lúa 3 vụ (ảnh MOD09Q1) 104

132 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Thu Đông - lúa 3 vụ (ảnh MOD13A1) 105

133 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Thu Đông - lúa 3 vụ (ảnh MOD13Q1) 105

134 Một số thời vụ điển hình của vùng trồng lúa 3 vụ năm 2010 ở ĐBSCL 105

135 Bản đồ cơ cấu mùa vụ của các vùng trồng lúa ĐBSCL (ảnh MOD09A1) 106

136 Bản đồ cơ cấu mùa vụ của các vùng trồng lúa ĐBSCL (ảnh MOD09Q1) 107

137 Bản đồ cơ cấu mùa vụ của các vùng trồng lúa ĐBSCL (ảnh MOD13A1) 108

138 Bản đồ cơ cấu mùa vụ của các vùng trồng lúa ĐBSCL (ảnh MOD13Q1) 109

DANH SÁCH BẢNG

1 Các phương pháp tính toán chỉ số thực vật (Vegetation Index) 14

6 Tiêu chuẩn sử dụng đất

8 Kết quả chuyển đổi tọa độ từ hệ tọa độ lat/long sang UTM 50

9 Thông số độ phân giải không gian của các loại ảnh chuyễn toạ độ 50

12 Thống kê mô tả các vùng đặc trưng của 7 nhóm đối tượng từ kết 69

quả phân loại không kiểm soát (ảnh chụp ngày 02/02/2010)

13 Diện tích (ha) xuống giống lúa 1 vụ từ 29/7/2010 đến 14/9/2010 77

14 Diện tích (ha) xuống giống lúa 2 vụ (vụ Thu Đông từ 13/9/2009 79

31 So sánh khác biệt về diện tích giải đoán của các loại ảnh 105

32 Đánh giá hệ số Kappa và độ chính xác toàn cục ảnh MOD09A1 111

33 Đánh giá hệ số Kappa và độ chính xác toàn cục ảnh MOD09Q1 111

34 Đánh giá hệ số Kappa và độ chính xác toàn cục ảnh MOD13A1 112

35 Đánh giá hệ số Kappa và độ chính xác toàn cục ảnh MOD13Q1 112

DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT

AVHRR Advanced Very Hign Resolutin Máy quét phân giải phổ cao

RadiometerCGMSF The Cropwatn crop growth Hệ thống bổ sung quan sát mùa

CRISP Centre for Remote Imaging, Trung tâm giải đoán xử lý ảnh

Sensing and Processing viễn thám

DVI Difference Vegetation Index Chỉ số thực vật

ENVI The Environment for Visualizing Môi trường thể hiện ảnh

ImagesERS Earth resource satellite Vệ tinh tài nguyên trái đấtESA European Space Agency Cơ quan Không gian châu ÂuEVI Enhanced Vegetation Index Chỉ số nổi bật thực vật

GIS Geography Information System Hệ thống thông tin địa lý

GPS Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầuIDL Interactive Data Language Ngôn ngữ lập trình cấu trúcIPVI Infrared Percentage Vegetation Chỉ số thực vật phần trăm hồng

IRRI The International Rice Research Viện nghiên cứu lúa quốc tế

Institute

LAT/LONG Latitude and Longitude Kinh độ và vĩ độ

MODIS Moderate-resolution Imaging Hệ thống quét ảnh đa phổ độ

Spectroradiometer phân giải trung bìnhMTC Maximum Temporal Change Giá trị biến đổi theo thời gianNDVI The Normalized Difference Chỉ số khác biệt thực vật

Vegetation Index

NOAA The National Oceanic and Trung tâm khí tượng hải văn

Atmospheric Administration quốc gia MỹPVI Perpendicular Vegetation Index Chỉ số thực vật vuông góc

ROI Region Of Interest Vùng đại diện

RVI The Ratio Vegetation Index Tỉ lệ chỉ số thực vật

SAR Synthetic Aperture Radar Rada khẩu độ tổng hợp

SAVI the Soil Adjusted Vegetation Chỉ số đất có điều chỉnh bởi

SPOT Systeme Pour l’ Observation De Hệ thống giám sát mặt đất

La TerreTSAVI Transformed Soil Adjusted Chỉ số chuyển đổi có điều chỉnh

TVI Transformed Vegetation Index Chỉ số biến đổi thực vật

UTM Universal Transverse Mercator Hệ tọa độ chuyển đổi tổng hợp

của MỹVCI Vegetation condition index Chỉ số trạng thái thực vật

WGS-84 World Geodetic Systerm 84 Hệ tọa độ thế giới xây dựng

năm 1984

MỞ ĐẦU

Trong suốt giai đoạn lịch sử hàng triệu năm cách ngày nay, trước khi xuất hiện hìnhthức khai thác nguồn sống bằng trồng trọt và chăn nuôi, bản thân đất đai đối với conngười không có giá trị, chúng chỉ như các thành phần khác của tự nhiên như rừngcây, nguồn nước, không khí…Hiện nay đất đai phục vụ cho nông nghiệp là rất quantrọng Tuy nhiên với sự bùng nổ dân số làm cho diện tích đất đai ngày càng hạn hẹp

và nhất là diện tích đất nông nghiệp giảm rất nhiều, vấn đề biến đổi khí hậu toàn cầucũng như hiện tượng nước biển dâng cũng làm giảm đáng kể đến diện tích đất nôngnghiệp Do đó phải sử dụng nguồn tài nguyên đất đai như thế nào để đảm bảo anninh lương thực là một bài toán khó cho các nhà hoạch định chính sách

Ở Việt Nam có hai đồng bằng lớn là Đồng bằng sông Hồng và Đồng bằng sông CửuLong (ĐBSCL), trong đó ĐBSCL có nhiều tiềm năng và là vùng trọng điểm sản

xuất lương thực phục vụ cho nhu cầu cả nước và xuất khẩu Tuy nhiên, thời gianqua việc sản xuất lúa tại ĐBSCL gặp nhiều trở ngại như sự xuất hiện nhiều loài dịchhại với mức độ bộc phát, lan truyền ngày càng cao và liên tục đã làm suy giảm đáng

kể năng suất và sản lượng lúa của toàn vùng, có những vùng bị dịch rầy nâu, vànglùn phải huỷ bỏ cả vụ lúa Tình hình dịch hại này đang đặt ra những vấn đề cần phảigiải quyết như: cần đưa ra các dự báo thời gian xuất hiện của dịch hại, thời gianxuống giống lúa phù hợp trong sản xuất lúa ĐBSCL để phòng tránh, bảo vệ mùamàng

Do đó, cần phải có bản đồ hiện trạng cơ cấu mùa vụ để lãnh đạo các địa phươngquản lý một cách tốt nhất Trước đây, lập các bản đồ cơ cấu mùa vụ chủ yếu dựavào điều tra, khảo sát thực địa, báo cáo ở các địa phương, các công việc này tốnkém về thời gian, kinh phí và độ tin cậy không cao, không kịp thời cung cấp số liệu

để đáp nhu cầu ra quyết định, hoạch định chính sách của lãnh đạo địa phương.Trên thế giới và ở Việt Nam cũng có nhiều nghiên cứu ứng dụng tư liệu viễn thámtrong theo dõi mùa màng nói chung và mùa vụ lúa nói riêng Việc nghiên cứu ứngdụng viễn thám, để theo dõi thời vụ xuống giống là rất cần thiết vì nó góp phần gópphần phát triển nông nghiệp để đảm bảo cho chương trình an toàn lương thực quốcgia, khu vực và thế giới Ngoài ra, có thể tiết kiệm thời gian và công sức cho việcđiều tra thực tế Bên cạnh đó, với sự phát triển của hệ thống ảnh MODIS có độ phângiải cao và có thể thu thập miễn phí trực tiếp từ cơ quan hàng không vũ trụ quốc giaHoa Kỳ (NASA), vì vậy sẽ giúp gia tăng khả năng sử dụng, khai thác Tuy nhiên,các loại ảnh này có độ phân giải không gian thấp (250m – 1km) nhưng độ phân giải

thời gian cao (8-16 ngày) nên có khả năng áp dụng trên địa bàn rộng lớn như ở ĐBSCL.

Do đó đề tài: “Đánh giá khả năng sử dụng các loại ảnh MODIS trong việc xác

định cơ cấu mùa vụ các vùng đất lúa ở ĐBSCL” được thực hiện với mục tiêu :

+ Đánh giá khã năng về độ tin cậy của các loại ảnh vệ tinh MODIS trong theo dõi tiến độ xuống giống và cơ cấu mùa vụ ở ĐBSCL

+ Thành lập bản đồ hiện trạng sinh trưởng và tiến độ xuống, cơ cấu mùa vụlúa ở ĐBSCL từ một số loại ảnh MODIS

CHƯƠNG 1 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU1.1 Tổng quan về đất ở ĐBSCL

1.1.1 Khái quát về ĐBSCL

Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) nằm trong tiểu vùng sông MeKong, 3 mặt tiếpgiáp biển, ở vào vị trí trung tâm của ASEAN, thuận lợi cho giao thương quốc tế.ĐBSCL gồm 13 tỉnh thành (Long An, Bến Tre, Tiền Giang, Vĩnh Long, Trà Vinh,Đồng Tháp, An Giang, Kiên Giang, Hậu Giang, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau và

TP Cần Thơ) ĐBSCL nằm trong vùng từ 8030’-110 vĩ độ Bắc và từ 104030’-1070kinh độ Đông, được giới hạn từ biên giới Việt Nam - Campuchia ở phía Bắc, biểnĐông ở phía Nam, vịnh Kiên Giang ở phía Tây và sông Vàm Cỏ ở phía Đông với 4triệu ha đất tự nhiên; trong đó có trên 3,8 triệu ha đất nông nghiệp (Văn Thái, 1997)

Xét về diện tích và ưu thế phát triển, ĐBSCL có diện tích tự nhiên gần 4 triệu ha,trong đó đất nông nghiệp 2,6 triệu ha; đất lâm nghiệp 253.000 ha; bãi bồi, ven sông,ven biển, đầm lầy 160.000 ha Đây là vùng đồng bằng lớn nhất nước ta và là đồngbằng lớn của Đông Nam Á và Châu Á So với các vùng khác trên cả nước, ĐBSCL

có ưu thế hơn hẳn để phát triển một nền nông nghiệp có tỷ suất hàng hóa cao theohướng sinh thái đa dạng, phong phú về lương thực, cây ăn trái, chăn nuôi, nuôitrồng thủy sản và cả nghề rừng (Trần Thanh Cảnh, 2000)

Theo Bùi Bá Bổng (2001), phù sa bồi đắp với trầm tích biển qua các thời kỳ mựcnước biển thay đổi và nguồn vật liệu hữu cơ từ rừng và rừng ngập mặn đã hìnhthành một đồng bằng phù sa phì nhiêu xen lẫn với các vùng nhiễm mặn Đất phù sachiếm 1,2 triệu ha, đất phèn 1,6 triệu ha, đất mặn 0,75 triệu ha, đất than bùn 0,35triệu ha Diện tích đất nông nghiệp là 2,4 triệu ha với cây trồng chính là lúa, cây ăntrái, bắp, đậu, mía, khóm, rừng tràm 120.000 ha chiếm 60% diện tích rừng của đồngbằng

1.1.2 Khái quát về đất ĐBSCL

ĐBSCL có các nhóm đất như: nhóm đất phù sa ven sông Tiền và sông Hậu, nhómđất phù sa xa sông Tiền và sông Hậu, nhóm đất phèn, nhóm đất nhiễm mặn, nhómđất phèn nhiễm mặn, nhóm đất giồng, nhóm đất xám bạc màu, nhóm đất than bùn(Ngô Ngọc Hưng, 2006)

1.1.3 Địa hình ĐBSCL

Theo Tôn Sơn (2010), ĐBSCL được hình thành do quá trình bồi đắp phù sa củasông Mekong, nên có địa hình thấp và khá bằng phẳng, độ cao trung bình khoảng

2m so với mặt nước biển Có thể nhận thấy, bề dày của lớp phù sa mới càng ra phíabiển càng lớn, ở Nam châu thổ dày hơn ở phía Bắc châu thổ (20m ở Long An, 70m

ở Mỹ Tho, 110m ở Bạc Liêu, 200m ở Cà Mau…)

Địa hình bề mặt châu thổ với nhiều vùng đất trũng lầy bùn (Đồng Tháp Mười, tứgiác Long Xuyên, U Minh…) và hàng loạt các cồn cát duyên hải Các vùng trũngnày thường bị ngập nước trong mùa mưa, mùa lũ thường bị ngập sâu tới 2 – 3m Vềphía cực Tây (An Giang, Kiên Giang), lẻ tẻ nhô lên vài ngọn núi thấp kế tiếp vớidãy Con Voi trên lãnh thổ Campuchia, tiêu biểu như: núi Cấm (705m), núi Cô Tô(614m), núi Dài (554m)…

Do có địa hình thấp và khá bằng phẳng nên ĐBSCL thoát lũ chậm vào mùa mưa,đôi khi còn làm ngập úng cả một vùng rộng lớn hàng chục nghìn km2 và gây nhiềuthiệt hại cho mùa màng Ngược lại, vào mùa khô nước mặn lại có điều kiện xâmnhập sâu vào đất liền từ 20 – 65km, ảnh hưởng đến hơn một triệu hecta đất venbiển Thêm vào đó, do sự bồi tụ không đều nhau nên bề mặt đồng bằng còn có sựphân hóa thành các vùng cao thấp khác nhau như vùng trũng Đồng Tháp Mười, tứgiác Long Xuyên…và vùng đất cao giữa sông Tiền, sông Hậu

Hiện nay, bề mặt ĐBSCL vẫn còn tiếp tục được phù sa mùa lũ bồi đắp hàng năm,riêng mũi Cà Mau hàng năm lấn ra biển trung bình từ 60 – 80m Tuy nhiên, cũngcần phải nói rằng ở bờ biển ĐBSCL không phải nơi nào cũng được bồi tụ phù sa,

mà ở một số nơi bờ biển bị sạt lở do tác dụng phá hủy của sóng biển và thủy triều(tiêu biểu như ở Cà Mau từ xóm Rạch Gốc đến cửa sông Gành Hào, vùng biển TràVinh thuộc các huyện Cầu Ngang và huyện Duyên Hải…) Hơn nữa, cùng với việcxây dựng ngày càng nhiều các đập thủy điện lớn ở vùng thượng nguồn sông MêCông của các quốc gia trong vùng, đã có tác dụng làm ngăn chặn và giảm bớt lượngphù sa tràn về bồi đắp cho vùng đồng bằng trù phú này Hậu quả là đất đai ngàycàng bị xấu đi, môi trường sống của nhiều loài sinh vật bị hủy hoại và ảnh hưởnglớn đến các hoạt động sản xuất cũng như sinh hoạt của nhân dân trong vùng

1.1.4 Thuỷ văn

Theo Tôn Sơn (2010), ở ĐBSCL, đặc điểm thủy văn phản ánh rõ nét tính chất khíhậu nhiệt đới ẩm gió mùa, với thủy chế của sông ngòi gồm hai mùa rõ rệt (mùa cạn

và mùa lũ) tương ứng với hai mùa khô và mùa mưa của khí hậu nhiệt đới

Do có địa hình thấp và bằng phẳng, lại nằm ở hạ lưu của sông Mekong nên ĐBSCL

có mạng lưới sông ngòi, kênh rạch chằng chịch, đan xen lẫn nhau, có nguồn nướcdồi dào, nhiều phù sa Đặc biệt, ở đây có một hệ thống sông lớn với diện tích lưuvực trên 10.000 km2 là hệ thống sông Mekong Đây là hệ thống sông lớn nhất Đông

Dương, diện tích lưu vực tới 795.000 km2, trong đó phần nằm trên lãnh thổ ViệtNam là 68.725 km2 (chiếm 8,64%) Chiều dài dòng chính tới 4.500 km, nhưng đoạnchảy qua nước ta chỉ có 230 km (chiếm 5,1%) nằm trong vùng hạ lưu và cửa sông.Sông Mekong bắt nguồn từ cao nguyên Tây Tạng (Trung Quốc) ở độ cao khoảng5.000m, chảy qua 6 quốc gia gồm Trung Quốc, Mianma, Lào, Thái Lan, Campuchia

và Việt Nam Ở Việt Nam, sông Mekong chảy qua vùng ĐBCSL với hai dòng chính

là sông Tiền và sông Hậu, theo hướng Tây Bắc – Đông Nam trước khi đổ ra biểnĐông thông qua chín cửa nên gọi là sông Cửu Long (gồm cửa Tiểu, cửa Đại, cửa BaLai, Hàm Luông, Cổ Chiên, Cung Hầu, Định An, Bát Xắc và cửa Tranh Đề)

Hai nhánh sông quan trọng hơn cả là sông Tiền và sông Hậu, vì các sông này đãnhận nước của toàn bộ hệ thống sông Mekong, với tổng lượng dòng chảy hết sứcphong phú, lên tới 507 tỷ m3/năm (chiếm 60,4% tổng lượng nước sông ngòi ở ViệtNam) Trong tổng lượng nước này, phần từ nước ngoài chảy vào là 451 tỷ/m3/năm(chiếm 89%), còn phần sản sinh tại Việt Nam là 56 tỷ/m3/năm (chiếm 11%) Khichảy vào lãnh thổ Việt Nam ở ĐBSCL, lượng nước của sông Tiền tại Tân Châuchiếm gần 80%, còn của sông Hậu tại Châu Đốc chỉ có 20% Chỉ đến khi sông Tiềnchia nước cho sông Hậu qua sông Vàm Nao thì lượng nước của hai sông này mớitương đương nhau, lượng nước của sông Tiền tại Mỹ Thuận là 50,52% và lượngnước của sông Hậu tại Cần Thơ tăng lên 49,48% tổng lượng nước của sông CửuLong

Tổng lượng phù sa của sông Cửu Long rất lớn (đạt 70 triệu tấn/năm), nhưng độ đụctrung bình của nó không cao, chỉ vào khoảng 100 – 150 g/m3, hệ số xâm thực đạt 76– 100 tấn/km2/năm Khối lượng phù sa đồ sộ này vẫn không ngừng bồi đắp chovùng đồng bằng châu thổ sông Cửu Long thêm màu mỡ và hàng năm tiến ra biển tớihàng trăm mét

Chế độ nước của sông Cửu Long đơn giản và điều hòa Mùa lũ kéo dài khoảng 5 – 6tháng (từ tháng 7 – tháng 11,12), với lượng nước chiếm khoảng 80% tổng lượngnước cả năm, đỉnh lũ thường rơi vào tháng 9 hoặc tháng 10 Mùa cạn kéo dài 6 – 7tháng (từ tháng 12, tháng 1 – tháng 6), chiếm khoảng 20% tổng lượng nước cả năm

và tháng kiệt nhất là tháng 3, tháng 4 Lũ trên sông Cửu Long khi lên và khi rút đềudiễn ra từ từ vì lưu vực sông dài có dạng hình lông chim, diện tích lớn, độ dốc bìnhquân nhỏ và chủ yếu là do tác dụng điều hòa của biển Hồ tại Campuchia Điều đángchú ý là sông Cửu Long cũng chịu tác động mạnh mẽ của thủy triều, nhất là trongcác tháng mùa cạn Mức độ nhiễm mặn 10/00 có thể vào sâu trên sông Tiền đến 50

km, trên sông Hậu là 60 km; hoặc mức độ nhiễm mặn 40/00 cũng có thể vào sâutrong các sông đến 30 km

Ngoài hệ thống sông Cửu Long còn có rất nhiều sông nhỏ như sông Cái Lớn, Cái

Bé, Ông Đốc, Bẩy Hạp, Cửa Lớn, Gành Hào, Mỹ Thạnh Các sông nối với nhaubằng hệ thống kênh rạch (tự nhiên hay nhân tạo), chảy ra cả biển Đông và vịnh TháiLan Mạng lưới kênh rạch ở ĐBSCL rất chằng chịt, giống như một “mạng nhện”,trong đó lớn nhất là các kênh Vĩnh Tế, Tri Tôn, Ba Thê, Hà Tiên – Rạch Giá, RạchSỏi, Cái Bè, Ô Môn, Xã Nô, Chắc Bằng, Phụng Hiệp, Cà Mau – Bạc Liêu…Hệthống này có vai trò rất quan trọng trong việc thoát nước vào mùa lũ, tích trữ vàcung cấp nước vào mùa khô, là hệ thống giao thông đường thủy, nguồn cung cấptôm cá tự nhiên và mặt nước nuôi trồng thủy sản Đối với khí hậu, chúng có vai tròđiều hòa khí hậu trong vùng, nhờ vậy mà ĐBSCL có khí hậu mát mẻ và ít khắcnghiệt hơn so với các khu vực khác trong cả nước

Như vậy, sông ngòi ở ĐBSCL có chế độ nước theo hai mùa rõ rệt, tương ứng vớicác mùa khí hậu Mùa lũ diễn ra từ tháng 7 đến tháng 11, trùng với thời kỳ mùamưa; mùa cạn từ tháng 12 đến tháng 6, trùng với thời kỳ mùa khô Trong mùa lũ,nước lớn, mực nước sông dâng cao, đồng thời sông cũng vận chuyển nhiều phù sa.Ngược lại vào mùa cạn, mực nước sông xuống thấp, lòng sông thu hẹp, phơi bãi cátngổn ngang, nước trong và hàm lượng phù sa nhỏ Tuy nhiên, chế độ nước của sôngngòi ở ĐBSCL hay có những biến động thất thường, có những năm lũ về rất sớmnhưng cũng có những năm lũ xảy ra muộn, làm đảo lộn mọi sinh hoạt của một vùngnông thôn rộng lớn, mùa màng bị thất thu, nhiều nơi còn bị mất trắng, ảnh hưởng rõrệt đến đời sống nhân dân

1.1.5 Thực trạng sử dụng đất vùng ĐBSCL trong thời gian qua

Theo Trần An Phong (1986), từ trước và sau năm 1975 sử dụng đất ở ĐBSCL nhưsau:

- Trước 1975: Trong lịch sử khai thác vùng ĐBSCL trước đây, thực dân Pháp đãcoi nơi đây là vựa lúa của nước ta và khai thác tài nguyên vùng này, làm cho tốc độ

mở mang diện tích và dân số ở đây trong một thời gian ngắn đã tăng lên rất nhanh

Từ năm 1867- 1880, diện tích canh tác chỉ có 420.000 ha, chỉ đến năm 1930 đã lênđến 2.110,000 ha, dân số từ 1.700,000 (1880) đã tăng lên đến 4.500,000 vào năm

1930 Lịch sử khai thác sử dụng đất cho thấy ĐBSCL là vùng đất trẻ mới được khaithác, chủ yếu trong 2-3 thế kỷ nay Đặc biệt trong vòng 30 năm đầu của thế kỷ này,công cuộc khai phá tăng rất nhanh, nhưng đến 50 năm gần đây (1930 - 1984), diệntích canh tác mới tăng thêm 24 vạn ha

- Sau năm 1975: Dựa trên kết quả điều tra thống kê ruộng đất năm 1978 - 1980 vàsau 4 năm (1980 - 1984) cho thấy đất trồng cây hàng năm toàn vùng chiếm 87,4%

diện tích đất nông nghiệp, trong đó tuyệt đại đa số là đất trồng lúa 81% chiếm gần1/2 diện tích canh tác lúa của cả nước.

Vào năm 2000, diện tích gieo trồng ở ĐBCSL hiện có khoảng 4 triệu ha, nếu so vớinăm 1995 đã tăng được 60 vạn ha, nhưng cơ cấu diện tích hàng năm hầu như khôngthay đổi, năm nào cây hàng năm cũng chiếm trên 91% tổng số diện tích gieo trồng,cây lương thực chiếm 86% Cây lương thực, trong đó diện tích lúa là 3,76 triệu hanăm 1998, hay diện tích lúa chiếm trên 99% diện tích cây lương thực Diện tích câycông nghiêp lâu năm và cây ăn quả có tăng khoảng 7 – 8 %, nhưng về cơ cấu diệntích thì giảm chút ít (Nguyễn Văn Luật, 2000)

Theo Lê Quang Trí (1998), áp lực lên nguồn tài nguyên đất đai của hành tinh chúng

ta sẽ gia tăng một cách đáng kể trong một vài thập niên tới Do đó, lượng đất hữudụng để cung cấp lương thực và các nhu cầu khác của con người sẽ bị giảm Sự suythoái đất đai gây ra bởi con người đã được tính đến trong vài thập kỷ qua Hiệntượng rõ nhất trong đất là sự mất dần chất hữu cơ và dinh dưỡng là những chất cầnthiết để tạo sinh khối do quá trình quản lý đất không đúng kèm theo là những tácđộng ảnh hưởng của sự xói mòn bởi gió và nước Nguyên nhân chính hiện nay gâynên sự suy thoái chất lượng đất chính yếu trên bề mặt của trái đất là do: Mặn hóa,phèn hóa và gia tăng nồng độ kim loại nặng và các chất khác trong đất

1.2 Sơ lược về cây lúa và phương pháp xác định lịch thời vụ ở ĐBSCL

1.2.1 Các giai đoạn sinh trưởng của cây lúa.

Theo Nguyễn Ngọc Đệ (2009), đời sống cây lúa bắt đầu từ lúc hạt nảy mầm cho đếnkhi lúa chín Có thể chia ra thành 3 giai đoạn chính: Giai đoạn tăng trưởng (sinhtrưởng dinh dưỡng), giai đoạn sinh sản (sinh dục) và giai đoạn chín

 Giai đoạn tăng trưởng

Giai đoạn tăng trưởng bắt đầu từ khi hạt nảy mầm đến khi cây bắt đầu phân hóađòng Giai đoạn này cây bắt đầu phát triển về thân lá, chiều cao tăng dần và ra nhiềuchồi mới (nở bụi) Cây ra lá ngày càng nhiều và kích thước lá ngày càng lớn giúpcây lúa nhận nhiều ánh sáng mặt trời để quang hợp, hấp thụ dinh dưỡng, gia tăngchiều cao, nở bụi và chuẩn bị cho các giai đoạn sau Thời gian sinh trưởng của cácgiống lúa kéo dài hay ngắn khác nhau chủ yếu là do giai đoạn tăng trưởng này dàihay ngắn

 Giai đoạn sinh sản

Giai đoạn sinh sản bắt đầu từ lúc phân hóa đồng đến khi lúa trổ bông Giai đoạn nàykéo dài khoảng 27 – 35 ngày, trung bình 30 ngày và giống lúa dài ngày hay ngắn

ngày thường không khác nhau nhiều Lúc này, số chồi vô hiệu giảm nhanh, chiềucao tăng lên rõ rệt do sự vươn dài của 5 lóng trên cùng Đòng lúa hình thành và pháttriển qua nhiều giai đoạn, cuối cùng thoát ra khỏi bẹ của lá cờ - lúa trổ bông.

 Giai đoạn chín

Giai đoạn chín bắt đầu từ lúc trổ bông đến lúc thu hoạch Giai đoạn này trung bìnhkhoảng 30 ngày đối với hầu hết các giống lúa ở vùng nhiệt đới Giai đoạn này câylúa trải qua các thời kỳ sau:

- Thời kỳ chính sữa (ngậm sữa): Các chất dự trữ trong thân lá và sản phẩm quanghợp được chuyển vào trong hạt Kích thước và trọng lượng hạt gạo tăng dần làm

đầy vỏ trấu Bông lúa nặng cong xuống Hạt gạo chứa một dịch lỏng màu trắng đục như sữa, nên gọi là thời kỳ lúa ngậm sữa

- Thời kỳ chín sáp: Hạt mất nước, tự cô đặc lại, lúc bấy giờ vỏ trấu vẫn còn xanh

- Thời kỳ chín vàng: Hạt tiếp tục mất nước, gạo cứng dần, trấu chuyển sang màuvàng đặc thù của giống lúa, bắt đầu từ những hạt cuối cùng ở chót bông lan dần xuống các hạt ở phần cổ bông, lá già rụi dần

- Thời kỳ chín hoàn toàn: Hạt gạo khô cứng lại, ẩm độ hạt khoảng 20% hoặc thấphơn, tùy ẩm độ môi trường, lá xanh chuyển vàng và rụi dần Thời điểm thu hoạch tốt nhất

là khi 80% hạt lúa ngả sang màu trấu đặc trưng của giống

Một cách phân chia khác của Ngân hàng kiến thức trồng lúa (2009), nếu tính theo giai đoạn sinh trưởng thì cây lúa có 10 giai đoạn sinh trưởng:

1 Giai đoạn trương hạt

2 Giai đoạn hạt nảy mầm

3 Giai đoạn đẻ nhánh

4 Gian đoạn phát triển lóng thân

5 Giai đoạn phân hoá ra hoa

6 Giai đoạn trổ bông

7 Giai đoạn nở hoa thụ phấn, thụ tinh

8 Giai đoạn hạt chín sữa

9 Giai đoạn hạt chín sáp

10 Giai đoạn hạt chín hoàn toàn

Ngâm ủ hạt giống Gieo mạ Cấy lúa Phát triển lóng thân

Hình 1 : Sơ đồ phát triển cây lúa

1.2.2 Mùa vụ sản xuất lúa ở ĐBSCL

Theo Cục trồng trọt (2006) về thực trạng sản xuất lúa ở ĐBSCL như sau:

ĐBSCLvới 6 tiểu vùng sinh thái là Đồng Tháp Mười; Tứ giác Long Xuyên; Phù sagiữa sông Tiền, sông Hậu; Ven biển Nam Bộ; Bán đảo Cà Mau Từng tiểu vùng cóđiều kiện tự nhiên về đất đai, thời tiết, khí tượng thủy văn, hệ canh tác, kỹ thuật, tậpquán canh tác… khác nhau do vậy mùa vụ canh tác lúa cũng mang tính đặc thù củatừng tiểu vùng

Trong nhiều năm qua, do điều kiện tự nhiên, ưu thế của từng vùng và do sự pháttriển kinh tế nông nghiệp của địa phương mà hình thành cơ cấu cây trồng và thời vụlúa khác nhau trong năm Hệ thống mùa vụ lúa của các tỉnh ĐBSCL đã trở nên rấtphức tạp

Vụ Đông Xuân: Được sản xuất hầu hết ở các tỉnh (trừ Cà Mau với diện tích chỉ có

50 ha) Thời vụ xuống giống chính từ 15/10 đến 15/01 Xuống giống sớm nhất vàođầu tháng 10 (một số vùng của Vĩnh Long, Sóc Trăng, Kiên Giang, Long An, HậuGiang) Xuống giống muộn nhất vào giữa tháng 1 năm sau (một số diện tích củatỉnh Đồng Tháp và An Giang)

Vụ Hè Thu: Thời vụ xuống giống chính từ 01/03 đến 30/05 Một số tỉnh có diện tíchxuống giống sớm hơn vào đầu tháng 02 (Tiền Giang, Đồng Tháp, Long An, KiênGiang, Hậu Giang, Sóc Trăng, Bạc Liêu) có nơi gọi diện tích xuống giống sớm này

là vụ Xuân Hè, có nơi gọi là vụ Hè Thu sớm Xuống giống muộn nhất vào nửa cuốitháng 6 có các tỉnh (Bến Tre, Trà Vinh, Kiên Giang, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau)một số nơi gọi diện tích xuống giống muộn này là vụ Hè Thu muộn và thống kê vào

vụ lúa Hè Thu, có nơi thống kê vào diện tích lúa Thu Đông

Vụ Thu Đông: Một số tỉnh Đồng Tháp, An Giang, Tiền Giang, Vĩnh Long, KiênGiang, Cần Thơ, Hậu Giang xuống giống phổ biến vào 15/06 đến 30/08 An Giang

và Đồng Tháp có diện tích xuống giống sớm vào cuối tháng 5 kết thúc vào cuốitháng 8 Các tỉnh ven biển Trà Vinh, Sóc Trăng, Bạc Liêu, Cà Mau thường bắt đầumuộn hơn vào tháng đầu tháng 8 và kết thúc vào cuối tháng 9

Vụ Mùa: Các tỉnh Đồng Tháp, Tiền Giang, Vĩnh Long, Cần Thơ và Hậu Giang đãkhông còn sản xuất vụ mùa Vụ mùa thường bắt đầu sạ, cấy vào đầu tháng 6 – 7 vàkết thúc vào cuối tháng 9

1.2.3 Phương pháp xây dựng lịch thời vụ cho từng địa phương

Theo Cục trồng trọt (2006), lịch thời vụ được xây dựng theo các bước sau:

a Điều tra xác định hiện trạng đất đai, hệ thống thủy lợi nội đồng, chế độ thủy văntrong từng khu vực

b Điều tra cơ cấu mùa vụ hiện tại và dự kiến kế hoạch mùa vụ sắp tới

c Xác định cơ cấu cây trồng, giống cây trồng, cơ cấu mùa vụ Xây dựng lịch thời vụcho từng loại cây, lấy thời vụ lúa Đông Xuân và Hè Thu làm trọng tâm Các mùa vụ

và cơ cấu cây trồng khác được bố trí xoay quanh hai mùa vụ này

d Lập bản đồ xuống giống (đơn giản bằng phác thảo vùng đất), thông báo rộng rãicho nông dân trong vùng tham khảo Lấy ý kiến nông dân và nếu có thể thì điềuchỉnh cho phù hợp

e Theo dõi việc thực hiện xuống giống như kế hoạch đã dự kiến, ghi chép nhữngthuận lợi và bất lợi trong thời điểm xuống giống, sinh trưởng của cây lúa, thu hoạch,kết hợp với việc theo dõi tình hình thời tiết, thủy văn trong thời kỳ sản xuất và điềuchỉnh cho hợp lý ở những vụ sau

f Hình thành lịch thời vụ cho nhiều vụ sản xuất trong năm, điều chỉnh trong từngnăm cho đến khi có được lịch thời vụ hoàn chỉnh

g Trong quá trình xây dựng lịch thời vụ cần thiết có những đề xuất với chính quyềnđịa phương hỗ trợ về các công trình thủy lợi phục vụ sản xuất nông nghiệp để lịchthời vụ mang tính khả thi

1.3 Tổng quan về kỹ thuật viễn thám

1.3.1 Định nghĩa viễn thám

Theo Võ Quang Minh (1999), viễn thám (Remote Sensing) được định nghĩa là sựthu thập và phân tích thông tin về các đối tượng, sự thu thập và phân tích này được

thực hiện từ một khoảng cách không gian không có sự tiếp xúc trực tiếp đến các vậtthể.

Phương pháp viễn thám là phương pháp sử dụng bức xạ điện từ như một phươngtiện để điều tra và đo đạc đặc tính của đối tượng

1.3.2 Ưu điểm của công nghệ viễn thám

Viễn thám là phương pháp thu nhận thông tin khách quan về bề mặt Trái đất và cáchiện tượng trong khí quyển nhờ các máy thu (sensor) được đặt trên máy bay, vệ tinhnhân tạo, tàu vũ trụ hoặc đặt trên các trạm quỹ đạo Công nghệ viễn thám có những

ưu việt cơ bản sau:

- Độ phủ trùm không gian của tư liệu bao gồm các thông tin về tài nguyên, môitrường trên diện tích lớn của trái đất gồm cả những khu vực rất khó đến được như rừng nguyên sinh, đầm lầy và hải đảo

- Có khả năng giám sát sự biến đổi của tài nguyên, môi trường trái đất do chu kỳquan trắc lặp và liên tục trên cùng một đối tượng trên mặt đất của các máy thu viễnthám Khả năng này cho phép công nghệ viễn thám ghi lại được các biến đổi của tàinguyên, môi trường giúp công tác giám sát, kiểm kê tài nguyên thiên nhiên và môitrường

- Sử dụng các dải phổ đặc biệt khác nhau để quan trắc các đối tượng (ghi nhận đốitượng), nhờ khả năng này mà tư liệu viễn thám được ứng dụng cho nhiều mục đích, trong

đó có nghiên cứu về khí hậu, nhiệt độ của Trái đất

- Cung cấp nhanh các tư liệu ảnh số có độ phân giải cao và siêu cao, là dữ liệu cơbản cho việc thành lập và hiệu chỉnh hệ thống bản đồ quốc gia và hệ thống cơ sỡ dữ liệu (CSDL) địa lý quốc gia

Với những ưu điểm trên, công nghệ viễn thám đang trở thành công nghệ chủ đạo cho quản lý, giám sát tài nguyên thiên nhiên và môi truờng ở nước ta hiện nay

- Nghiên cứu môi trường biển.

- Thành lập bản đồ địa hình

- Xác định vị trí trong không gian của các vật thể bởi các phép đo trên ảnh

- Phân loại đất

- Giải đoán các mục đích đặc biệt trong quốc phòng, an ninh, quân sự,…

- Nghiên cứu tình hình ngập nước

- Theo dõi sự lấn chiếm của sa mạc

- Theo dõi sự di chuyển của các tảng băng ở các vùng cực

1.3.3.2 Ứng dụng công nghệ viễn thám để giám sát tài nguyên thiên nhiên và môi trường ở Việt Nam

Theo Lê Minh và ctv (2002), ở Việt Nam, các cơ quan ứng dụng viễn thám sử dụngnhiều loại tư liệu ảnh vệ tinh, trong số đó các tư liệu vừa nêu trên là phổ biến Các

tư liệu này mới được ứng dụng cho việc điều tra nghiên cứu các đối tượng trên đấtliền như để hiệu chỉnh bản đồ tại Trung tâm Viễn thám, lập bản đồ địa chất tại CụcĐịa chất Việt Nam và Viện nghiên cứu Địa chất và Khoáng sản, sử dụng trong quản

lý tổng hợp vùng bờ ở Cục Bảo vệ Môi trường Tại các cơ quan ngoài Bộ, các tưliệu viễn thám được sử dụng tại các Viện nghiên cứu và một số Trường Đại học.Tuy nhiên, việc ứng dụng các tư liệu này chủ yếu cho việc quan sát sử dụng đất,môi trường, đô thị Cũng có một số thí nghiệm ảnh viễn thám nghiên cứu về biểnnhưng lẻ tẻ, chủ yếu tập trung ở một số địa điểm ven bờ như Hải Phòng, QuảngNinh, Nha Trang, Vũng Tàu Có một số đề tài nghiên cứu ứng dụng ảnh MODISnghiên cứu các thông số trường nhiệt độ, sóng nhưng mới chỉ làm ví dụ chưa đượckiểm chứng nghiêm túc

Theo Lê Quang Trí và ctv (1999), ngành viễn thám đóng vai trò hết sức quan trọng

là công cụ phục vụ và hỗ trợ đắc lực cho các ngành khác nhau như: Quân sự, quốcphòng an ninh, địa chất, mõ, môi trường, bản đồ, sản xuất nông nghiệp và các ngànhkhoa học kỹ thuật khác

Theo Võ Quang Minh (1999), ở Việt Nam hiện nay viễn thám đã được ứng dụngtrong các lĩnh vực khác như:

- Nghiên cứu ở vùng núi Ba Vì và Tam Đảo về cấu trúc địa chất trong khuôn khổmột đề án với Canada 1998

- Cuối năm 1996 ảnh Radar được chụp từ vệ tinh RADARSAT và ERS được sửdụng để nghiên cứu ngập lụt, hiện trạng cơ cấu cây trồng ở Đồng Bằng Sông Cửu Long.

- Sử dụng ảnh Radar đa thời gian để theo dõi diễn biến lũ ở Đồng bằng sông CửuLong

1.3.4 Phương pháp xử lý ảnh viễn thám

Phân loại theo mục đích sử dụng, theo Nguyễn Ngọc Thạch và ctv (1997), cho rằng quá trình xử lý thông tin ảnh viễn thám có thể chia thành 5 loại cơ bản sau:

- Phân loại: Là quá trình tách, gộp thông tin dựa trên các tính chất phổ, không gian

và thời gian cho bởi ảnh của đối tượng cần nghiên cứu (lớp phủ, hiện trạng sử dụng…)

- Phát hiện biến động: Là sự phát hiện và tách các sự biến động (thay đổi) dựa trên

dữ liệu ảnh đa thời gian (biến động lớp phủ đất, thực vật, đường bờ…)

- Tách các đại lượng vật lý: Chiết tách các thông tin tự nhiên được cung cấp bởiảnh như đo nhiệt độ, trạng thái khí quyển, độ cao của vật thể dựa trên các đặc trưng

phổ hoặc thị sai của ảnh lập thể

- Tách các chỉ số: Tính toán xác định các chỉ số mới (chỉ số thực vật, độ đục của nước…) đáp ứng yêu cầu của từng lĩnh vực ứng dụng khác nhau

- Xác định các đặc điểm: Xác định thiên tai, các dấu hiệu phục vụ tìm kiếm khảo

độ sáng và độ xanh có sự khác biệt lớn nhất về giá trị DN (Digital Number) Thôngthường tổng độ sáng của các band cao hay thấp liên quan đến các loại đất khácnhau, còn sự khác biệt về giá trị DN giữa band Green và gần hồng ngoại liên quanđến độ xanh Để hình dung rõ được ý nghĩa sự khác biệt đó, người ta tạo ra ảnh chỉ

số khác biệt thực vật (Normal Different Vegetation Index - NDVI)

Bất kỳ vật thể nào trên bề mặt đất và khí quyển đều có tác dụng điện từ Đồng thời,

bất kỳ vật thể nào có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ tuyệt đối đều liên tục phát ra sóng

điện từ (nhiệt bức xạ) Do thành phần cấu tạo của các vật thể trên bề mặt trái đất và

các thành phần vật chất trong bầu khí quyển là khác nhau nên sự hấp thu hoặc phát

xạ các sóng điện từ cũng khác nhau Dựa trên tính chất vật lý này ta có thể xác định

được các đặc trưng quang phổ khác nhau của bề mặt trái đất và khí quyển bằng các

dữ liệu viễn thám Một trong những đặc trưng quang phổ quan trọng nhất của viễn

thám là quang phổ thực vật, quang phổ phát xạ và phản xạ Albedo Từ những đặc

trưng này ta có thể tính toán được các chỉ số thực vật, làm cơ sở cho việc phân loại,

đánh giá sự biến động của lớp phủ bề mặt Có nhiều phương pháp tính toán NDVI

Bảng 1: Các phương pháp tính toán chỉ số thực vật (Vegetation Index)

Vegetation Index - Chỉ số đất có SAVI= (1 +L) Huete (1988)

Adjusted Vegetation Index - Chỉ số TSAVI=

Baret et al (1989)chuyển đổi có điều chỉnh bởi thực (RED+aNIR−a b)

PVI (Perpendicular Vegetation

NIR−aRED−b+2a

Richarson &PVI=

1 a 2

1.3.5.2 Chỉ số khác biệt thực vật (The Normalized Difference Vegetation Index)

14

Theo Dương Văn Khảm và ctv (2007), chỉ số khác biệt thực vật được xác định :

- Các chỉ số phổ thực vật được phân tách từ các band nhìn thấy, cận hồng ngoại,hồng ngoại và dải đỏ là các tham số trung gian mà từ đó có thể thấy được các đặctính khác nhau của thảm thực vật như: sinh khối, chỉ số diện tích lá, khả năng quanghợp các sản phẩm sinh khối theo mùa Những đặc tính đó có liên quan và phụ thuộcrất nhiều vào dạng thực vật bao phủ và thời tiết, đặc tính sinh lý, sinh hoá và sâubệnh…Công nghệ gần đúng để giám sát đặc tính các hệ sinh thái khác nhau là phépnhận dạng chuẩn và phép so sánh giữa chúng

- Có nhiều chỉ số thực vật khác nhau, nhưng chỉ số khác biệt thực vật (NDVI) đượctrung bình hoá trong một chuỗi số liệu theo thời gian sẽ là công cụ cơ bản để giámsát sự thay đổi trạng thái lớp phủ thực vật, trên cơ sở đó biết được tác động của thờitiết, khí hậu đến sinh quyển

- Chỉ số khác biệt được tính theo công thức:

NIR−REDNDVI =

NIR+ RED

Trong đó:

+ NIR là phổ phản xạ của kênh cận hồng ngoại gần (Near Infrared) và

+ RED là phổ phản xạ của kênh đỏ

+ -1< NDVI < 1

Từ các giá trị định lượng của NDVI ta có thể xác định được trạng thái sinh trưởng

và phát triển của thực vật nói chung và cây trồng nói riêng Giá trị NDVI càng lớnđối với những vùng có độ che phủ thực vật càng cao và càng bé đối với những vùngthực vật thưa thớt Ví dụ: nếu cây xanh tốt chỉ số khác biệt thực vật (NDVI=0,72)lớn hơn rất nhiều so với cây bị úa vàng (NDVI=0,14) Như vậy từ giá trị định lượngcủa NDVI có thể xác định trạng thái sinh trưởng và phát triển của của thực vật nóichung và cây trồng nói riêng

Hiện nay, ngoài việc sử dụng chỉ số NDVI còn có các thuật ngữ khác như: TVI(Transformed Vegetation Index), IPVI (Infranred Percentage Vegetation), DVI(Differece Vegetation Index) và PVI (Perpendicular Vegetation Index) Thực ra cácthuật ngữ này chỉ là tên mới nhằm phù hợp cho việc tính toán nhanh hơn, tách lyđược các đặc trưng cụ thể của nhiều thực vật khác nhau và chỉ ra được yêu cầu riêngcủa nhiều lĩnh vực ứng dụng (Võ Quang Minh, 2008)

1.3.6 Giới thiệu về phần mềm xử lý ảnh ENVI

Theo Lê Văn Trung và ctv (2006), Envi “The Environment for Visualizing Images”

là một phần mềm chuyên nghiệp và có rất nhiều chức năng xử lý ảnh viễn thám,được viết bằng ngôn ngữ IDL (Interactive Data Language) IDL là ngôn ngữ lậptrình cấu trúc mạnh được dùng cho việc xử lý ảnh tổng hợp để đáp ứng nhu cầu xử

lý ảnh máy bay, ảnh vệ tinh và đáp ứng đầy đủ nhu cầu cần thiết cho việc ứng dụngviễn thám trong môi trường thân thiện và sáng tạo Hiện nay, ENVI được sử dụngphổ biến trong công tác quản lý tài nguyên thiên nhiên và giám sát môi trường vìENVI là một phần mềm được thiết kế tốt để đáp ứng cho các nhu cầu xử lý ảnh vàcung cấp các công cụ cho việc hiển thị dữ liệu và phân tích ảnh ở các kích thước vàcác loại ảnh khác nhau trong một môi trường thân thiện với người sử dụng

Các ưu điểm của ENVI được thể hiện ở cách tiếp cận trong công tác xử lý ảnh, đó làviệc kết hợp các kỹ thuật dựa trên kênh phổ và kỹ thuật dựa trên tập tin Khi dữ liệuđược mở, các kênh phổ được lưu vào danh sách chờ xử lý của chương trình, hoặckhi các tập tin được mở, các kênh phổ của các tập tin được xử lý như một nhóm.ENVI có tất cả các chức năng xử lý ảnh cơ bản, trong chế độ tương tác với người sửdụng về đồ họa Đặc biệt trong khi xử lý, ENVI không có giới hạn về kênh phổđược xử lý đồng thời do vậy các dữ liệu ảnh siêu phổ cũng có thể được xử lý vàphân tích bằng ENVI Hiện nay, ENVI phiên bản mới có nhiều cải tiến hơn so vớinhững phiên bản trước, có thêm nhiều chức năng và đặc biệt là tốc độ đọc và xử lý

dữ liệu nhanh hơn nhiều so với phiên bản trước (Lê Văn Trung và ctv, 2006)

1.4 Khái quát về vệ tinh MODIS

Theo John J Qu and Menas Kafatos (2005), MODIS là bộ cảm đặt trên vệ tinhTERRA được phóng vào quỹ đạo tháng 12 năm 1999 và vệ tinh AQUA được phóngvào quỹ đạo tháng 5 năm 2002 Là hai vệ tinh nghiên cứu môi trường của NASA(Hoa Kỳ), mang đầu đo quang học là MODIS (Moderate Resolution ImagingSpectroradiometer), với mục đích quan trắc, theo dõi các thông tin về mặt đất, đạidương và khí quyển trên phạm vi tòan cầu Độ rộng của cảnh chụp MODIS là 2330

km, gồm 36 băng phổ từ bước sóng 0,4 đến 14 micromét trong các dải phổ nhìnthấy, hồng ngoại gần và sóng ngắn và kênh nhiệt với độ phân giải không gian là250m (băng 1, 2), 500m (băng 3 đến băng 7) và 1000m (băng 8 đến băng 36), đượcứng dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực và tuỳ vào mục đích nghiên cứu có thể sửdụng các kênh phổ khác nhau trong số các kênh phổ này của MODIS Các dữ liệuMODIS thường được sử dụng trong công tác theo dõi mây, nghiên cứu chất lượngkhí quyển, chỉ số thực vật, nhiệt độ bề mặt lục địa, nhiệt độ mặt nước biển, ngập lụt,cháy rừng

Theo Nasa, (2010), các thông số kỹ thuật của vệ tinh MODIS trình bày ở bảng 2:

Bảng 2: Các thông số kỹ thuật của vệ tinh MODIS

Vệ tinh TERRA mang đầu đo MODIS ban ngày đi từ bắc xuống nam, qua xích đạokhoảng 10h30’ giờ địa phương, thời gian bay hết một vòng quanh trái đất xấp xỉ1h40’ Còn về ban đêm thì chiều bay của vệ tinh ngược lại Như vậy vệ tinhTERRA sẽ bay qua lãnh thổ Việt Nam một ngày hai lần vào lúc 10h30 sáng và10h30 tối, do đó ở Việt Nam sẽ thu được ảnh MODIS hai lần trong một ngày Đặctính chụp phủ vùng rộng lớn (2330 km), độ phân giải thời gian cao, cộng thêmnhiều kênh thiết kế chuyên, để hiệu chỉnh ảnh hưởng khí quyển đã làm tăng khảnăng sử dụng ảnh MODIS trong nghiên cứu những vùng nhiệt đới nhiều mây Bộ dữliệu MODIS khá lớn, hầu hết các file dữ liệu MODIS được lưu trữ với định dạngHierarchical Data Format Earth Observing System (HDF-EOS), một định dạng tậptin lưu trữ chuẩn dựa trên đối tượng nghiên cứu được phát triển bởi The NationalCenter for Supercomputing Applications (NCSA) của trường Đại Học Illinois Cácdòng sản phẩm MODIS đất và đại dương được thể hiện trong một dạng quy chiếubản đồ mới được gọi hệ quy chiếu Integerized Sinusoidal (ISIN) (John J Qu andMenas Kafatos (2005)) Với 16 kênh nhiệt có khả năng nghiên cứu nhiệt độ của lớpphủ mặt đất hoặc trường nhiệt mặt biển có độ chính xác bằng hoặc hơn 1% Độchính xác này là yêu cầu của chương trình EOS/ESE Các dữ liệu này phải phụthuộc vào bộ cảm, cho nên việc hiệu chỉnh phổ và hình học được quan tâm đặc biệt

Dữ liệu MODIS bao gồm các loại sau: (bảng 3)

Bảng 3: Các kênh cuả bộ cảm MODIS