Đánh giá nguy cơ hạn hán huyện Lục Ngạn – tỉnh Bắc Giang bằng công nghệ viễn thám

Để đánh giá nguy cơ hạn hán huyện Lục Ngạn, tỉnh Bắc Giang trên cơ sở lượng hóa mối quan hệ giữa nhiệt độ thực bề mặt và lớp phủ, nghiên cứu đã sử dụng chỉ số khô hạn nhiệt độ thực vật (TVDI) được khai thác trực tiếp từ nguồn dữ liệu ảnh vệ tinh Landsat. Kết quả nhận được là 3 bản đồ phân bố nhiệt độ thực bề mặt và 3 bản đồ phân cấp mức độ khô hạn cho huyện Lục Ngạn, tỉnh Bắc Giang ngày 24/05/1999, 03/05/2010, 28/05/2017, làm căn cứ để đánh giá nguy cơ hạn hán và hỗ trợ đề xuất các giải pháp tích cực trong giảm thiểu thiệt hại đến sản xuất nông nghiệp do hạn hán gây ra.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Đánh giá nguy cơ hạn hán huyện Lục Ngạn – tỉnh Bắc Giang bằng công nghệ viễn thám Vietnam J. Agri. Sci. 2018, Vol. 16, No. 9: 820-829 Tạp chí Khoa học Nông nghiệp Việt Nam 2018, 16(9): 820-829 www.vnua.edu.vn ĐÁNH GIÁ NGUY CƠ HẠN HÁN HUYỆN LỤC NGẠN - TỈNH BẮC GIANG BẰNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM Nguyễn Đức Thuận*, Phạm Quý Giang Khoa Quản lý đất đai, Học viện Nông nghiệp Việt Nam * Tác giả liên hệ: nguyenducthuan@vnua.edu.vn Ngày chấp nhận đăng: 20.11.2018 Ngày nhận bài: 19.04.2018 TÓM TẮT Nhiệt độ thực bề mặt và lớp phủ thực vật là những yếu tố quan trọng cung cấp thông tin về độ ẩm tại bề mặt đất. Nhiệt độ có thể tăng lên rất nhanh khi bề mặt đất khô hạn hoặc cây trồng bị thiếu nước. Để đánh giá nguy cơ hạn hán huyện Lục Ngạn, tỉnh Bắc Giang trên cơ sở lượng hóa mối quan hệ giữa nhiệt độ thực bề mặt và lớp phủ, nghiên cứu đã sử dụng chỉ số khô hạn nhiệt độ thực vật (TVDI) được khai thác trực tiếp từ nguồn dữ liệu ảnh vệ tinh Landsat. Kết quả nhận được là 3 bản đồ phân bố nhiệt độ thực bề mặt và 3 bản đồ phân cấp mức độ khô hạn cho huyện Lục Ngạn, tỉnh Bắc Giang ngày 24/05/1999, 03/05/2010, 28/05/2017, làm căn cứ để đánh giá nguy cơ hạn hán và hỗ trợ đề xuất các giải pháp tích cực trong giảm thiểu thiệt hại đến sản xuất nông nghiệp do hạn hán gây ra. Từ khóa: Hạn hán, viễn thám, nhiệt độ bề mặt đất, chỉ số khô hạn nhiệt độ thực vật (TVDI), chỉ số khác biệt thực vật (NDVI). Assessment of the Occurence of Drought in Luc Ngan District, Bac Giang Province Using Remote Sensing Technology ABSTRACT Real surface temperature and vegetation are important factors providing information on soil moisture. Surface temperature may increase quickly when land surface is waterless or plants are not supplied with enough water. In this study, the surface drought situation in Luc Ngan District, Bac Giang Province was assessed by quantifying the relationship between real temperature and vegetation cover using Temperature Vegetation Dryness Index (TVDI) derived from Landsat satellite images. The study produced three maps of surface temperature distribution and three maps of surface drought classification of Luc Ngan district on 24 May 1999, 3 May 2010 and 28 May 2017 as the scientific basis for the assessment of drought situation and solutions to minimize the damage of drought to agricultural production. Keywords: Drought, Remote Sensing, Land Surface Temperature, Temperature Vegetation Dryness Index (TVDI), Normalized Difference Vegetation Index (NDVI). 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Theo Wan et al. (2004), hän hán là do ânh hþćng cûa khí hêu, đþĉc mô tâ bći ba đặc điểm: cþąng độ, thąi gian, không gian. Hän hán thþąng xây ra trên diện rộng nên việc quan tríc bìng phþĄng pháp truyền thống là rçt khó khën, vĆi nhĂng hän chế trong việc đæu tþ hệ thống quan tríc, thu thêp các tham số môi trþąng nên khâ nëng dă báo chính xác là chþa 820 cao, gây nhiều rûi ro nhþ làm giâm nëng suçt cây trồng, mçt khâ nëng canh tác, dén tĆi nguy cĄ sa mäc hóa, hoang mäc hóa. Theo Thiruvengadachari & Gopalkrishne (1993), sā dýng dĂ liệu tÿ các vệ tinh viễn thám quan sát trái đçt rçt có ích và rçt đáng đþĉc quan tâm, dĂ liệu này luôn có sẵn và có thể đþĉc sā dýng để phát hiện să khći đæu cûa hän hán, câ về thąi gian và cþąng độ. Tþ liệu viễn thám cung cçp thông tin về bề mặt Trái đçt ć nhiều Nguyễn Đức Thuận, Phạm Quý Giang kênh phổ khác nhau và độ phû trùm không gian rộng nên đþĉc sā dýng hiệu quâ trong quân lý tài nguyên và giám sát môi trþąng. Đã có nhiều nghiên cĀu trên thế giĆi sā dýng ânh viễn thám hồng ngoäi nhiệt trong xác đðnh nhiệt độ và độ èm đçt nhìm đánh giá mĀc độ khô hän cûa bề mặt (Arnon et al., 2009; Van de Griend & Owen, 1993; Yuhai et al., 2013). Ở Việt Nam, cüng đã có rçt nhiều nghiên cĀu về hän hán, tuy nhiên các nghiên cĀu hän hán đþĉc khai thác tÿ dĂ liệu ânh vệ tinh còn rçt ít và hæu hết là sā dýng ânh vệ tinh MODIS (Bùi Quang Huy và cs., 2016; HuĊnh Thð Thu HþĄng và cs., 2012) có độ phân giâi không gian (1.000 m) rçt thçp nên không thích hĉp cho các nghiên cĀu chi tiết. Việc sā dýng ânh hồng ngoäi nhiệt cûa vệ tinh Landsat vĆi độ phân giâi không gian trung bình (120 m đối vĆi ânh Landsat 5, 60 m đối vĆi ânh Landsat 7 và 100 m đối vĆi ânh Landsat 8) sẽ cung cçp các thông tin rõ ràng hĄn về hän hán so vĆi ânh vệ tinh MODIS. Lýc Ngän là huyện miền núi cûa tînh Bíc Giang, hai phæn ba diện tích đçt nông nghiệp cách xa sông lĆn Lýc Nam. Trên khu văc này, hai hồ Cçm SĄn (2.600 ha) và Khuôn Thæn (140 ha) tuy có diện tích rộng nhþng nþĆc trong hồ chî đþĉc cung cçp tÿ các khe, läch, suối nhỏ trên nhĂng ngọn núi quanh hồ chây về. Mặt khác, vĆi lþĉng mþa trung bình thçp (912 mm), hệ thống thûy lĉi nhiều nĄi xuống cçp do xây dăng đã låu và không có kinh phí sāa chĂa nên không đáp Āng đû nhu cæu tþĆi tiêu trong khi nhiều diện tích cây trồng cæn nhiều nþĆc nhþ cåy lúa, do đó tình träng hän hán, thiếu nþĆc tþĆi vén thþąng xuyên diễn ra. Điển hình nhþ xã Phong Vân có 80 ha lúa, do thiếu nþĆc nên chî cçy đþĉc 54 ha, nhiều diện tích vâi thiều cüng bð rýng quâ (Quang Huçn, 2015), thôn Đồng Mêm - xã SĄn Hâi, cây vâi thiều cùng chung số phên vĆi cåy lúa cüng mçt đến 80% sân lþĉng (Tùng Lâm, 2017)... Vì vêy, đánh giá nguy cĄ hän hán huyện Lýc Ngän bìng công nghệ viễn thám trć nên cçp thiết và là cën cĀ để hỗ trĉ và đề xuçt các giâi pháp tích căc trong giâm thiểu thiệt häi đến sân xuçt nông nghiệp. Tuy nhiên, trong nghiên cĀu này chî dÿng läi ć việc khai thác tối đa các đặc tính mà ânh vệ tinh Landsat mang läi và coi các loäi cây trồng có đặc tính nhþ nhau, vì 1 pixel cûa ânh vệ tinh Landsat có thể đäi diện cho một vùng vĆi nhiều loäi cây trồng khác nhau. 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP 2.1. Vật liệu nghiên cứu Mặc dù ânh vệ tinh Landsat có chu kĊ lặp là 16 ngày, nhþng để thăc hiện nghiên cĀu này cæn ânh vào thąi điểm mà nhiệt độ bề mặt cao nhçt trong nëm và có độ phû mây là 0%. Mặt khác, để thçy rõ să khác biệt thì khoâng giãn cách thąi gian cüng phâi lĆn. Do đó, dĂ liệu nghiên cĀu đþĉc lăa chọn cho huyện Lý ...