Luận Văn Ứng dụng ảnh viễn thám MODIS phân vùng ảnh hưởng xâm nhập mặn tỉnh Bến Tre năm 2012

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
NĂM 2013

MỤC LỤC
TRANG TỰA .i
LỜI CẢM ƠN iii
TÓM TẮT iii
DANH MỤC VIẾT TẮT vii
DANH MỤC BẢNG BIỂU . viii
DANH MỤC HÌNH .ix
Chương 1. MỞ ĐẦU 1
1.1 Tính cấp thiết của đề tài . 1
1.2 Mục tiêu nghiên cứu 2
1.3 Phạm vi nghiên cứu . 2
1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 2
1.4.1 Ý nghĩa khoa học . 2
1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn . 2

Chương 2. TỔNG QUAN 3
2.1 Tổng quan viễn thám . 3
2.1.1 Khái niệm cơ bản về viễn thám . 3
2.1.2 Nguyên tắc hoạt động 3
2.1.3 Đặc điểm của dữ liệu ảnh viễn thám 5
2.2 Vệ tinh MODIS, Ảnh viễn thám MODIS và Ưu điểm của dữ liệu ảnh MODIS trong xác định cơ cấu cây trồng . 6
2.2.1 Vệ tinh MODIS và Ảnh viễn thám MODIS . 6
2.2.2 Ưu điểm của dữ liệu ảnh MODIS trong xác định cơ cấu cây trồng . 7
2.3 Khái quát về xâm nhập mặn . 8
2.3.1 Khái niệm . 8
2.3.2 Nguyên nhân . 8
2.3.3 Thiệt hại 9
2.4 Đặc điểm khu vực nghiên cứu 9
2.4.1 Vị trí địa lý . 9
2.4.2 Địa hình . 10
2.4.3 Đặc điểm khí hậu . 11
2.4.4 Thủy văn 12
2.4.5 Đặc tính thổ nhưỡng . 12
2.5 Hiện trạng sử dụng đất tỉnh Bến Tre 14
2.6 Vấn đề mặn ở Bến Tre 15
2.6.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến xâm nhập mặn 15
2.6.2 Quy luật diễn biến 18
2.7 Mối quan hệ giữa mặn và cơ cấu cây trồng 19

2.8 Các vùng sinh thái nông nghiệp ở tỉnh Bến Tre . 20
2.8.1 Cơ sở phân vùng sinh thái . 20
2.8.2 Các hình thức canh tác nông nghiệp tương ứng với các vùng sinh thái 21
2.9 Một số nghiên cứu về xâm nhập mặn trong và ngoài nước 25
2.9.1 Ở Việt nam . 25
2.9.2 Trên thế giới 26

Chương 3. DỮ LIỆUVÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 28
3.1 Dữ liệu . 28
3.2 Phương pháp 29
3.2.1 Phương pháp xử lý ảnh 29
3.2.2 Phương pháp thành lập bản đồ hiện trạng cơ cấu mùa vụ . 30
3.2.3 Phương pháp thành lập bản đồ phân vùng ảnh hưởng xâm nhập mặn 34

Chương 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU . 35
4.1 Kết quả xử lý ảnh . 35
4.1.1 Ghép ảnh 35
4.1.2 Đăng ký tọa độ . 36
4.1.3 Cắt ảnh . 36
4.2 Kết quả tính chỉ số NDVI 37
4.3 Kết quả tạo chuỗi ảnh NDVI đa thời gian . 38
4.4 Kết quả phân loại không kiểm định . 38
4.5 Kết quả xây dựng khóa giải đoán 43
4.6 Kết quả giải đoán ảnh 45
4.7 Kết quả thành lập bản đồ hiện trạng cơ cấu mùa vụ 51
4.8 Đánh giá kết quả giải đoán bằng chỉ số Kappa (K) . 56
4.9 Kết quả thành lập bản đồ phân vùng ảnh hưởng xâm nhập mặn 57
4.10 Đánh giá khả năng ứng dụng ảnh MODIS thành lập bản đồ hiện trạng xâm nhập mặn 60

CHƯƠNG 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 62
5.1 Kết luận 62
5.2 Kiến nghị . 62
TÀI LIỆU THAM KHẢO . 64
PHỤ LỤC

MỞ ĐẦU
1.1 Tính cấp thiết của đề tài
Hiện nay, tình hình xâm nhập mặn đang diễn ra phức tạp và ảnh hưởng nghiêm trọng đến sản xuất cũng như đời sống sinh hoạt của người dân các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long. Tỉnh Bến Tre là địa phương chịu ảnh hưởng nhiều nhất của thực trạng này đặc biệt là vùng nông thôn ven biển - nơi mà chất lượng nước tưới cho cây trồng có ý nghĩa sống còn đối với nền kinh tế. Qua khảo sát hiện nay tại Bến Tre, nước mặn tiếp tục xâm nhập sâu vào các con sông lớn: Cổ Chiên, Hàm Luông, sông Cửa Đại, gây ảnh hưởng cho sản xuất nông nghiệp và đời sống sinh hoạt của nhân dân trên diện rộng. Bến Tre thường thiếu nước ngọt trong mùa khô và vấn đề xâm nhập mặn hầu như ảnh hưởng đến toàn bộ diện tích của tỉnh (Sở Tài nguyên Môi trường Bến Tre, 2009). Trước thực trạng trên đòi hỏi nhà nước cũng như địa phương cần có các biện pháp như: theo dõi diễn biến , dự báo, đánh giá mức độ xâm nhập mặn. Thành lập bản đồ mô tả hiện trạng xâm nhập mặn qua từng thời kì có thể xem như một phương pháp hiệu quả tạo tiền đề cho việc theo dõi quá trình diễn biến, giúp các nhà quản lý theo dõi, đánh giá mức độ gia tăng và có biện pháp ứng phó kịp thời. Lập bản đồ theo dõi hiện trạng xâm nhập mặn có nghĩa là xác định những khu vực bị ảnh hưởng dựa trên đặc tính đối tượng canh tác nông nghiệp từ đó rút ra nhận xét về tính chất cũng như mức độ ảnh hưởng của tình trạng xâm nhập mặn. Tuy nhiên nếu thực hiện bằng phương pháp như thu thập thông tin mẫu đất, độ mặn, thống kê, nhập liệu sẽ gây mất rất nhiều thời gian và chi phí. Những năm gần đây, dữ liệu viễn thám gây ra một cuộc cách mạng trong nghiên cứu liên quan đến nông nghiệp, đất đai, nước, biển, địa mạo. Đặc biệt dữ liệu ảnh viễn thám MODIS với ưu điểm được cung cấp đầy đủ và miễn phí cùng với độ phân giải thời gian cao được xem như một công cụ thích hợp và hiệu quả trong việc xác định cơ cấu cây trồng – đối tượng phản ánh tính chất, mức độ mặn trong đất và trong nước cũng như chịu ảnh hưởng trực tiếp từ tình trạng xâm nhập mặn. Do đó, nghiên cứu “Ứng dụng ảnh viễn thám MODIS phân vùng ảnh hưởng xâm nhập mặn tỉnh Bến Tre năm 2012” đã được tiến hành nhằm tạo cơ sở cho công tác quản lý, dự báo đánh giá tình hình và có những biện pháp ứng phó, thích nghi nhằm giảm thiểu thiệt hại ở mức thấp nhất.

1.2 Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu chung của nghiên cứu là ứng dụng công nghệ viễn thám, cụ thể là ảnh viễn thám MODIS thành lập bản đồ phân vùng ảnh hưởng của xâm nhập mặn. Cụ thể các mục tiêu như sau: Trên cơ sở phân tích biến động chỉ số thực vật NDVI thành lập bản đồ hiện trạng cơ cấu mùa vụ tỉnh Bến Tre năm 2012.
- Dựa trên mối liên quan và ảnh hưởng của xâm nhập mặn đến cơ cấu mùa vụ, thành lập bản đồ phân vùng ảnh hưởng xâm nhập mặn từ kết quả phân tích hiện trạng cơ cấu mùa.

1.3 Phạm vi nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu của đề tài được giới hạn trên địa bàn tỉnh Bến Tre.
1.4 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
1.4.1 Ý nghĩa khoa học
Nghiên cứu đã chứng minh tính khả thi của việc sử dụng ảnh viễn thám MODIS trong việc phân vùng ảnh hưởng xâm nhập mặn dựa trên hiện trạng cơ cấu cây trồng.
1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn
Từ kết quả phân vùng ảnh hưởng xâm nhập mặn đã thành lập, có thể lấy đó làm cơ sở trong nghiên cứu giám sát, đánh giá tình hình diễn biến xâm nhập mặn trên địa bàn tỉnh Bến Tre trong hiện tại và tương lai.