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

Chuyên ngành:
Mã số ngành : 60 62 01 03

Cán bộ hướng dẫn khoa học
PGS TS. VÕ QUANG MINH

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:
Họ và tên: NGUYỄN HỮU LONG
Giới tính: Nam
Ngày, tháng, năm sinh:
06/12/1980
Nơi sinh: Đồng Tháp
Quê 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
Chổ ở: số 245, tổ 2 - ấp 2 – xã Mỹ Tân – tp.Cao Lãnh – tỉnh Đồng Tháp
Di động: 0918855720
Điện thoại nhà riêng: 0673.896616
E-mail:
II. Q TRÌNH ĐÀO TẠO
1. Đại học:
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

i


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của tôi dưới sự hướng dẫn của thầy
hướng dẫn. Các số liệu, kết quả trình bày trong luận án là trung thực và chưa từng
được ai công bố trong bất kỳ cơng trình luận văn nào trước đây.
Tác giả luận án

Nguyễn Hữu Long

i


LỜI CẢM TẠ
Xin được gởi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu, quý Thầy Cô của Trường Đại học Cần

Thơ, Thầy Cô Bộ môn Khoa học đất – Khoa Nông nghiêp và Thầy cô Bộ môn Tài
nguyên đất đai – Khoa Môi trường và Tài nguyên thiên nhiên, những người đã trực
tiếp giảng dạy, hướng dẫn, truyền đạt cho tôi những kiến thức quý báu, bổ ích về
lĩnh vực chuyên ngành.
Xin cám ơn các anh chi em trong Bộ môn Khoa Học Đất, Khoa Nông nghiệp và
SHƯD; 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 và
hướng 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 chun mơn, giúp tơi có được rất nhiều kiến thức mới trong lĩnh vực nghiên cứu
và hồn thành đề tài.
Tơi bày tỏ sự biết ơn sâu sắc với tấm lịng trân trọng và mãi ln ln ghi nhớ
những cơng ơn q báu này !
Nguyễn Hữu Long

ii


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

iii


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.

iv


Lời cam đoan
Cảm tạ
Tóm lược
Abstract
Mục lục
Danh sách hình
Danh sách bảng
Danh sách từ viết tắt

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
và môi trường ở Việt Nam............................................................................................................... 12

v


1.3.4Phương pháp xử lý ảnh viễn thá
1.3.5 Ảnh chỉ số thực vật và phương pháp tính .................................................

1.3.5.1 Chỉ số thực vật .............

1.3.5.2 Chỉ số khác biệt thực vậ

1.3.6Giới thiệu về phần mềm xử lý ả
1.4 Khái quát về vệ tinh MODIS ..........................................................................

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 ..........................................................

1.5.1Các kết quả nghiên cứu ngo

1.5.2Các kết quả nghiên cứu tro

1.5.3Các kết quả nghiên cứu ở k

1.5.3Ưu khuyết điểm của kết qu
CHƯƠNG 2. PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP............................................
2.1 Phương tiện .....................................................................................................

2.1.1Dữ liệu ảnh MODIS...........

2.1.2Đặc điểm ảnh MODIS.......

2.1.3Các loại tư liệu khác .........

2.1.4Các phần mềm chuyên dụn
2.2 Phương pháp....................................................................................................

2.2.1Phương pháp thu thập số li
2.2.2Phương pháp xử lý số liệu

2.2.3Phương pháp kiểm tra, khả

2.2.4Phương pháp thống kê so s

2.2.5Phương pháp phương pháp


2.2.6Phương pháp đánh giá độ t
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN..........................................................
3.1 Kết quả thu thập dữ liệu và ảnh viễn thám ......................................................
3.2 Kết quả xử lý ảnh ............................................................................................

vi


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 khơng kiểm sốt.......................................................................................... 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 sốt.................................................................................................. 74
3.4 Kết quả giải đốn........................................................................................................................ 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

vii


DANH SÁCH HÌNH
STT

Tên hình
1

Sơ đồ phát triển cây lúa

2

Biến động chỉ số NDVI qua các năm 2001 – 2005 ở

3

Biến động chỉ số NDVI qua các năm (2001 – 2005)

4

Biến đổi theo thời gian của σo của dữ liệu SAR trong

5

Biến đổi theo thời gian của NDVI (dữ liệu NOAA-A


6

Mối quan hệ giữa chỉ số NDVI với sự hiện diện của

7

Mối quan hệ giữa chiều cao cây và giá trị NDVI

8

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

9

Khối lượng thực vật tươi và giá trị NDVI

10

Diện tích thực vật xanh và giá trị NDVI

11

Vị trí các điểm khảo sát

12

Giá trị NDVI tương đối đồng nhất trong cùng một R

13


Giá trị NDVI không đồng nhất trong cùng một ROI

14

Tiêu chuẩn sử dụng để phân loại sử dụng đất

15

Biển đồ thể hiện sự thay đổi giá trị NDVI của vùng c

16

Biểu đồ thể hiện sự thay đổi giá trị NDVI của vùng t

17

Biểu đồ thể hiện sự thay đổi giá trị NDVI của vùng t

18

Biển đồ thể hiện sự thay đổi giá trị NDVI của vùng t

19

Sơ đồ các bước thực hiện trong việc giải đoán ảnh vi
vụ và tiến độ xuống giống ở ĐBSCL

20

Cách hiển thị ảnh bằng phần mềm ENVI và các thôn


21

Ảnh tổ hợp màu theo thứ tự các band NIR-Blue-Red
ĐBSCL chụp ngày 01/01/2010

22

Ảnh tổ hợp màu theo thứ tự các band NIR-Blue-Red
ĐBSCL chụp ngày 01/01/2010

23

Cách ghép ảnh bằng phần mềm ENVI

24

Ảnh phía trên khu vực ĐBSCL trước khi ghép

viii


25

Ảnh phía dưới khu vực ĐBSCL trước khi ghép

26

Ảnh sau khi ghép


27

Ảnh trước khi cắt

28

Ảnh sau khi cắt

29

Các bước đăng ký hệ toạ độ UTM (x,y)-zone 48N cho

30

Kết quả nắn toạ độ ảnh

31

Ảnh khu vực ĐBSCL trước khi nắn tọa độ

32

Ảnh khu vực ĐBSCL sau khi nắn chỉnh tọa độ

33

Cách che ảnh bằng phầm mềm ENVI

34


Ảnh chỉ số thực vật NDVI

35a

Ảnh NDVI – MOD09A1 (Band 1 – chụp ngày 13/9/2

35b

Ảnh NDVI – MOD09Q1 (Band 1 – chụp ngày 13/9/2

36a

Ảnh NDVI – MOD13A1 (Band 1 – chụp ngày 13/9/2

36b

Ảnh NDVI – MOD13Q1 (Band 1 – chụp ngày 13/9/2

37

Chuỗi ảnh NDVI đa thời gian

38

Các bước tạo ảnh NDVI bằng phần mềm ENVI

39

Chuổi ảnh NDVI đa thời gian


40

Ảnh tổ hợp RGB theo thứ tự band 4, 8, 11

41

Các ảnh MODIS trước và sau khi lọc nhiễu

42a

Ảnh MODIS MOD09A1 sau khi kéo dãn

42b

Ảnh MODIS MOD09Q1 sau khi kéo dãn

42c

Ảnh MODIS MOD13A1 sau khi kéo dãn

42d

Ảnh MODIS MOD13Q1 sau khi kéo dãn

43

Ảnh NDVI - MOD13Q1 ở ĐBSCL trong 6 tháng đầu

44


Ảnh NDVI - MOD13Q1 ở ĐBSCL trong 6 tháng cuố

45

Biểu đồ phân bố Histogram của đối tượng từ 1 đến 7

46a

Kết quả phân loại không kiểm sốt điển hình 6 tháng

46b

Kết quả phân loại khơng kiểm sốt điển hình 6 tháng

47

Hình ảnh về các giai đoạn phát triển của cây lúa (trướ

ix


48a

Sự phát triển của lúa vụ Đông xuân - Hè Thu và sự bi

48b

Tương quan giữa sự phát triển của lúa ở vụ Đông xuâ

49


Biểu đồ thể hiện sự thay đổi NDVI theo thời gian của

50

Biểu đồ thể hiện sự thay đổi NDVI theo thời gian của

51

Biểu đồ thể hiện sự thay đổi NDVI theo thời gian của

52

Sự biến động giá trị NDVI theo thời gian tại vùng lúa

53

Thời vụ điển hình của vùng trồng lúa 1 vụ năm 2010

54

Bản đồ thời gian xuống giống lúa 1 vụ (ảnh MOD09A

55

Bản đồ thời gian xuống giống lúa 1 vụ (ảnh MOD09Q

56

Bản đồ thời gian xuống giống lúa 1 vụ (ảnh MOD13A


57

Bản đồ thời gian xuống giống lúa 1 vụ (ảnh MOD13Q

58

Sự biến động giá trị NDVI theo thời gian tại những vù

59

Bản đồ thời gian xuống giống vụ TĐ - lúa 2 vụ (ảnh M

60

Bản đồ thời gian xuống giống vụ TĐ - lúa 2 vụ (ảnh M

61

Bản đồ thời gian xuống giống vụ TĐ - lúa 2 vụ (ảnh M

62

Bản đồ thời gian xuống giống lúa vụ TĐ - lúa 2 vụ (ả

63

Bản đồ thời gian xuống giống lúa vụ HT - lúa 2 vụ (ả

64


Bản đồ thời gian xuống giống lúa vụ HT - lúa 2 vụ (ả

65

Bản đồ thời gian xuống giống lúa vụ HT - lúa 2 vụ (ả

66

Bản đồ thời gian xuống giống lúa vụ HT - lúa 2 vụ (ả

67

Sự biến động giá trị NDVI theo thời gian tại những vù

68

Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐXCV - lúa 2 vụ (ả

69

Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐXCV - lúa 2 vụ (ả

70

Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐXCV - lúa 2 vụ (ả

71

Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐXCV - lúa 2 vụ (ả


72

Bản đồ thời gian xuống giống vụ HT sớm - lúa 2 vụ (

73

Bản đồ thời gian xuống giống vụ HT sớm - lúa 2 vụ (

74

Bản đồ thời gian xuống giống vụ HT sớm - lúa 2 vụ (

x


75

Bản đồ thời gian xuống giống vụ HT sớm - lúa 2 vụ (

76

Sự biến động giá trị NDVI theo thời gian tại những vù

77

Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐX sớm - lúa 2 vụ (

78


Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐX sớm - lúa 2 vụ (

79

Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐX sớm - lúa 2 vụ (

80

Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐX sớm - lúa 2 vụ (

81

Bản đồ thời gian xuống giống vụ HT muộn - lúa 2 vụ

82

Bản đồ thời gian xuống giống vụ HT muộn - lúa 2 vụ

83

Bản đồ thời gian xuống giống vụ HT muộn - lúa 2 vụ

84

Bản đồ thời gian xuống giống vụ HT muộn - lúa 2 vụ

85

Sự biến động giá trị NDVI theo thời gian tại những vù


86

Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐX muộn - lúa 2 vụ

87

Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐX muộn - lúa 2 vụ

88

Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐX muộn - lúa 2 vụ

89

Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐX muộn - lúa 2 vụ

90

Bản đồ thời gian xuống giống vụ Hè Thu CV - lúa 2 v

91

Bản đồ thời gian xuống giống vụ Hè Thu CV - lúa 2 v

92

Bản đồ thời gian xuống giống vụ Hè Thu CV - lúa 2 v

93


Bản đồ thời gian xuống giống vụ Hè Thu CV - lúa 2 v

94

Một số thời vụ điển hình của vùng trồng lúa 2 vụ năm

95

Sự biến động giá trị NDVI theo thời gian tại những vù
Xuân sớm – Xuân Hè – Hè Thu) của 4 loại ảnh

96

Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐX sớm - lúa 3 vụ (

97

Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐX sớm - lúa 3 vụ (

98

Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐX sớm - lúa 3 vụ (

99

Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐX sớm - lúa 3 vụ (

100

Bản đồ thời gian xuống giống vụ Xuân Hè - lúa 3 vụ


101

Bản đồ thời gian xuống giống vụ Xuân Hè - lúa 3 vụ

102

Bản đồ thời gian xuống giống vụ Xuân Hè - lúa 3 vụ

xi


103 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Xuân Hè - lúa 3 vụ

104 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Hè Thu - lúa 3 vụ (ả

105 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Hè Thu - lúa 3 vụ (ả

106 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Hè Thu - lúa 3 vụ (ả

107 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Hè Thu - lúa 3 vụ (ả

108 Sự biến động giá trị NDVI theo thời gian tại những vù
Xn chính vụ– Hè Thu – Thu Đơng) của 4 loại ảnh

109 Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐXCV - lúa 3 vụ (ả

110 Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐXCV - lúa 3 vụ (ả

111 Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐXCV - lúa 3 vụ (ả


112 Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐXCV - lúa 3 vụ (ả

113 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Hè Thu - lúa 3 vụ (ả

114 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Hè Thu - lúa 3 vụ (ả

115 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Hè Thu - lúa 3 vụ (ả

116 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Hè Thu - lúa 3 vụ (ả

117 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Thu Đông - lúa 3 vụ

118 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Thu Đông - lúa 3 vụ

119 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Thu Đông - lúa 3 vụ

120 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Thu Đông - lúa 3 vụ

121 Sự biến động giá trị NDVI theo thời gian tại những vù
Xuân muộn – Hè Thu – Thu Đông) của 4 loại ảnh

122 Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐX muộn - lúa 3 vụ

123 Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐX muộn - lúa 3 vụ

124 Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐX muộn - lúa 3 vụ

125 Bản đồ thời gian xuống giống vụ ĐX muộn - lúa 3 vụ


126 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Hè Thu - lúa 3 vụ (ả

127 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Hè Thu - lúa 3 vụ (ả

128 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Hè Thu - lúa 3 vụ (ả

129 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Hè Thu - lúa 3 vụ (ả


xii


130 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Thu Đông - lúa 3 vụ

131 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Thu Đông - lúa 3 vụ

132 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Thu Đông - lúa 3 vụ

133 Bản đồ thời gian xuống giống vụ Thu Đông - lúa 3 vụ

134 Một số thời vụ điển hình của vùng trồng lúa 3 vụ năm

135 Bản đồ cơ cấu mùa vụ của các vùng trồng lúa ĐBSCL

136 Bản đồ cơ cấu mùa vụ của các vùng trồng lúa ĐBSCL

137 Bản đồ cơ cấu mùa vụ của các vùng trồng lúa ĐBSCL

138 Bản đồ cơ cấu mùa vụ của các vùng trồng lúa ĐBSCL


xiii


DANH SÁCH BẢNG
Bảng

Tựa

1

6

Các phương pháp tính tốn chỉ

2
3
4
5
Tiêu chuẩn sử dụng đất

Các thông số kỹ thuật của vệ tin
Các kênh cuả bộ cảm MODIS
Đặc tính của các loại ảnh MOD
Thống kê vị trí khảo sát hiện trạ

7
8
9
10
11

12

Đặc tính các loại ảnh thu thập
Kết quả chuyển đổi tọa độ từ hệ tọa đ
Thông số độ phân giải không gian củ
Số lượng ảnh trong một chuỗi ảnh
Khoảng giá trị NDVI trước và sau kh
Thống kê mô tả các vùng đặc trưng c
quả phân loại khơng kiểm sốt (ảnh c
Diện tích (ha) xuống giống lúa 1 vụ
Diện tích (ha) xuống giống lúa 2 vụ
đến 16/10/2009)
Diện tích (ha) xuống giống vụ Hè Th
đến 25/5/2010)
Diện tích (ha) xuống giống vụ Đơng
02/11/2009 đến 03/12/2009)
Diện tích (ha) xuống giống vụ Hè Th
23/3/2010 đến 07/4/2010)
Diện tích (ha) xuống giống vụ Đơng
17/10/2009 đến 01/11/2009)
Diện tích (ha) xuống giống vụ Hè Th
10/5/2010 đến 25/5/2010)
Diện tích (ha) xuống giống vụ Đơng
04/12/2009 đến 01/01/2010)
Diện tích (ha) xuống giống vụ Hè Th
23/3/2010 đến 07/4/2010)
Diện tích (ha) xuống giống vụ Đơng
18/11/2009 đến 03/12/2009)
Diện tích (ha) xuống giống vụ Xuân
đến 22/3/2010)


13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23

xiv


Bảng

Tựa

24

Diện tích (ha) xuống giống vụ H
đến 10/6/2010)
Diện tích (ha) xuống giống vụ Đ
04/12/2009 đến 19/12/2009)
Diện tích (ha) xuống giống vụ H
đến 23/4/2010)
Diện tích (ha) xuống giống vụ T
đến 13/8/2010)

Diện tích (ha) xuống giống vụ Đ
18/01/2010 đến 02/02/2010)
Diện tích (ha) xuống giống vụ H
đến 25/5/2010)
Diện tích (ha) xuống giống vụ T
đến 14/9/2010)
So sánh khác biệt về diện tích g
Đánh giá hệ số Kappa và độ chí
Đánh giá hệ số Kappa và độ chí
Đánh giá hệ số Kappa và độ chí
Đánh giá hệ số Kappa và độ chí
So sánh độ tin cậy giữa các loại

25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36

xv


DANH SÁCH TỪ VIẾT TẮT

Từ viết tắt
AVHRR
CGMSF
CRISP
ĐBSCL
DN
DVI
ENVI
ERS
ESA
EVI
GCP
GIS
GPS
IDL
IPVI
IR
IRRI
LAI
LAT/LONG
MODIS
MTC
NDVI
NIR
NOAA
PVI
RGB

xvi



ROI
RVI
SAR
SAVI
SPOT
TSAVI
TVI
UTM
VCI
WGS-84

xvii


MỞ ĐẦU
Trong suốt giai đoạn lịch sử hàng triệu năm cách ngày nay, trước khi xuất hiện hình
thức khai thác nguồn sống bằng trồng trọt và chăn nuôi, bản thân đất đai đối với con
người khơng có giá trị, chúng chỉ như các thành phần khác của tự nhiên như rừng
cây, nguồn nước, khơng khí…Hiện nay đất đai phục vụ cho nông nghiệp là rất quan
trọng. Tuy nhiên với sự bùng nổ dân số làm cho diện tích đất đai ngày càng hạn hẹp
và nhất là diện tích đất nơng nghiệp giảm rất nhiều, vấn đề biến đổi khí hậu toàn cầu
cũng như hiện tượng nước biển dâng cũng làm giảm đáng kể đến diện tích đất nơng
nghiệp. Do đó phải sử dụng nguồn tài nguyên đất đai như thế nào để đảm bảo an
ninh lương thực là một bài tốn khó cho các nhà hoạch định chính sách.
Ở Việt Nam có hai đồng bằng lớn là Đồng bằng sơng Hồng và Đồng bằng sơng Cửu
Long (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 gian
qua việc sản xuất lúa tại ĐBSCL gặp nhiều trở ngại như sự xuất hiện nhiều loài dịch
hại 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, vàng
lùn phải huỷ bỏ cả vụ lúa. Tình hình dịch hại này đang đặt ra những vấn đề cần phải
giải quyết như: cần đưa ra các dự báo thời gian xuất hiện của dịch hại, thời gian
xuống giống lúa phù hợp trong sản xuất lúa ĐBSCL để phịng tránh, bảo vệ mùa
màng.
Do đó, cần phải có bản đồ hiện trạng cơ cấu mùa vụ để lãnh đạo các địa phương
quản lý một cách tốt nhất. Trước đây, lập các bản đồ cơ cấu mùa vụ chủ yếu dựa vào
điều tra, khảo sát thực địa, báo cáo ở các địa phương, các công việc này tốn kém 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 thám
trong theo dõi mùa màng nói chung và mùa vụ lúa nói riêng. Việc nghiên cứu ứng
dụng viễn thám, để theo dõi thời vụ xuống giống là rất cần thiết vì nó góp phần góp
phần phát triển nơng nghiệp để đảm bảo cho chương trình an tồn lương thực quốc
gia, khu vực và thế giới. Ngồi ra, có thể tiết kiệm thời gian và công sức cho việc
điều tra thực tế. Bên cạnh đó, với sự phát triển của hệ thống ảnh MODIS có độ phân
giải cao và có thể thu thập miễn phí trực tiếp từ cơ quan hàng khơng vũ trụ quốc gia
Hoa Kỳ (NASA), vì vậy sẽ giúp gia tăng khả năng sử dụng, khai thác. Tuy nhiên,
các loại ảnh này có độ phân giải khơng gian thấp (250m – 1km) nhưng độ phân giải

1


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 :
- Mục tiêu chung :
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.

-

Mục tiêu cụ thể :

+
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.
+

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 vụ
lúa ở ĐBSCL từ một số loại ảnh MODIS.

2


CHƯƠNG 1 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
1.1 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 tiếp
giáp 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 8 030’-110 vĩ độ Bắc và từ 104030’-1070
kinh độ Đông, được giới hạn từ biên giới Việt Nam - Campuchia ở phía Bắc, biển

Đơng ở phía Nam, vịnh Kiên Giang ở phía Tây và sơng Vàm Cỏ ở phía Đơng với 4
triệu 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 đồng
bằng 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 nơng nghiệp có tỷ suất hàng hóa cao theo
hướng sinh thái đa dạng, phong phú về lương thực, cây ăn trái, chăn nuôi, nuôi
trồng 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 mực
nước biển thay đổi và nguồn vật liệu hữu cơ từ rừng và rừng ngập mặn đã hình
thành một đồng bằng phù sa phì nhiêu xen lẫn với các vùng nhiễm mặn. Đất phù sa
chiếm 1,2 triệu ha, đất phèn 1,6 triệu ha, đất mặn 0,75 triệu ha, đất than bùn 0,35
triệu ha. Diện tích đất nơng nghiệp là 2,4 triệu ha với cây trồng chính là lúa, cây ăn
trái, bắp, đậu, mía, khóm, rừng tràm 120.000 ha chiếm 60% diện tích rừng của đồng
bằng.
1.1.2 Khái quát về đất ĐBSCL
ĐBSCL có các nhóm đất như: nhóm đất phù sa ven sơng Tiền và sơng Hậu, nhóm
đất phù sa xa sơng Tiền và sơng Hậu, nhóm đất phèn, nhóm đất nhiễm mặn, nhóm
đất phèn nhiễm mặn, nhóm đất giồng, nhóm đất xám bạc màu, nhóm đất than bùn
(Ngơ Ngọc Hưng, 2006).
1.1.3 Địa hình ĐBSCL
Theo Tơn Sơn (2010), ĐBSCL được hình thành do q trình bồi đắp phù sa của
sơng Mekong, nên có địa hình thấp và khá bằng phẳng, độ cao trung bình khoảng

3


2m so với mặt nước biển. Có thể nhận thấy, bề dày của lớp phù sa mới càng ra phía
biển 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, tứ
giác Long Xuyên, U Minh…) và hàng loạt các cồn cát duyên hải. Các vùng trũng
này thường bị ngập nước trong mùa mưa, mùa lũ thường bị ngập sâu tới 2 – 3m. Về
phía cực Tây (An Giang, Kiên Giang), lẻ tẻ nhô lên vài ngọn núi thấp kế tiếp với
dãy 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 thốt lũ chậm vào mùa mưa,
đơi khi cịn làm ngập úng cả một vùng rộng lớn hàng chục nghìn km 2 và gây nhiều
thiệt hại cho mùa màng. Ngược lại, vào mùa khơ nước mặn lại có điều kiện xâm
nhập sâu vào đất liền từ 20 – 65km, ảnh hưởng đến hơn một triệu hecta đất ven
biển. Thêm vào đó, do sự bồi tụ khơng đều nhau nên bề mặt đồng bằng cịn có sự
phân hóa thành các vùng cao thấp khác nhau như vùng trũng Đồng Tháp Mười, tứ
giác Long Xuyên…và vùng đất cao giữa sông Tiền, sơng Hậu.
Hiện nay, bề mặt ĐBSCL vẫn cịn 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, cũng
cần 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 Trà
Vinh thuộc các huyện Cầu Ngang và huyện Duyên Hải…). Hơn nữa, cùng với việc
xây dựng ngày càng nhiều các đập thủy điện lớn ở vùng thượng nguồn sông Mê
Công của các quốc gia trong vùng, đã có tác dụng làm ngăn chặn và giảm bớt lượng
phù sa tràn về bồi đắp cho vùng đồng bằng trù phú này. Hậu quả là đất đai ngày
càng bị xấu đi, môi trường sống của nhiều loài sinh vật bị hủy hoại và ảnh hưởng
lớn 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 khí
hậu nhiệt đới ẩm gió mùa, với thủy chế của sơng ngịi 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 sơng Mekong nên ĐBSCL

có mạng lưới sơng ngịi, kênh rạch chằng chịch, đan xen lẫn nhau, có nguồn nước
dồi dào, nhiều phù sa. Đặc biệt, ở đây có một hệ thống sơng lớn với diện tích lưu
vực trên 10.000 km2 là hệ thống sông Mekong. Đây là hệ thống sông lớn nhất Đông

4