Ứng dụng viễn thám và GIS trong xác định hiện trạng và nguy cơ sạt lở khu vực huyện Vân Canh- Bình Định Để xác định hiện trạng và nguy cơ sạt lở đất cho một khu vực quan tâm là một công tác khá phức tạp và đòi hỏi giám sát thường xuyên. Bài báo nhằm giới thiệu giải pháp ứng

dụng dữ liệu viễn thám kết hợp với GIS để xây dựng bản đồ hiện trạng sạt lở khu vực huyện Vân Canh của tỉnh Bình Định. Ảnh quang học AVNIR2 và ảnh radar Palsar đã được phối hợp (sử dụng thuật toán Fusion), để cập nhật và cung cấp dữ liệu phục vụ công tác xây dựng bản đồ nguy cơ sạt lở sử dụng công nghệ GIS và mô hình SIMAP (Stability Index Mapping). Kết quả cho thấy giải pháp được đề xuất có khả năng áp dụng hiệu quả trong công tác cảnh báo sớm để xác định hiện trạng và đáng giá nguy cơ sạt lở đất.

Hình ảnh AVNIR2 -RGB241(10m), thu nhận ngày 20 tháng 8 năm 2009 - Ảnh Hữu Hà

1. ĐẶT VẤN ĐỀ:

Tai biến địa chất nói chung, tai biến trượt lở, sạt lở nói riêng từ lâu đã được ghi nhận là một trong những hiểm họa có tính chất toàn cầu. Sự phát triển của công nghệ thông tin địa lý (GIS - Geographic Information Systems) và Viễn thám đã cung cấp những công cụ hữu hiệu cho

việc lập bản đồ chuyên đề. Đặc biệt, trong thành lập bản đồ nguy cơ sạt lở đất, việc ứng dụng GIS và Modun SINMAP (Stability Index Mapping) sẽ tạo giải pháp hiệu quả trong thành lập bản đồ và quản lý các thông tin về hiện trạng sạt lở một cách đầy đủ, bao quát và khoa học [1]. Đồng thời việc thiết lập hệ thống cảnh báo sớm có thể đưa ra các dự báo về các nguy cơ có khả năng sạt lở cao nhằm có những giải pháp thích hợp hạn chế các thiệt hại người và cơ sở vật chất do sạt lở gây ra là một điều hết sức cần thiết.

Do đặc điểm địa hình và tập quán canh tác trên đất dốc của người dân, nên tại khu vực huyện Vân Canh - tỉnh Bình Định thường hay xảy ra sạt lở ở các cấp độ khác nhau. Hiện nay, công tác phân tích sạt lở đất cho khu vực này đang gặp nhiều khó khăn trong việc

thu thập thường xuyên các tham số phục vụ dự báo vị trí có khả năng xảy ra sạt lở đất [3]. Bài báo nhằm giới thiệu giải pháp ứng dụng dữ liệu viễn thám quang học AVNIR2 và ảnh radar Palsar để cung cấp dữ liệu phục vụ công tác xây dựng bản đồ nguy cơ sạt lở đất sử dụng công nghệGISvà mô hình SIMAP (Stability Index Mapping). Giải pháp đề xuất có khả năng áp dụng hiệu quả trong công tác cảnh báo sớm để xác định hiện trạng và đáng giá nguy cơ sạt lở đáp ứng những yêu cầu quản lý và giám sát sạt lở trên địa bàn

tỉnh Bình Định.

2.PHƢƠNG PHÁP THỰC HIỆN:

2.1. Ảnh vệ tinh đƣợc sử dụng:sạt lở đất thường xảy ra vào các thời kỳ mưa lớn, bầu

trời phủ đầy mây do đó việc sử dụng ảnh viễn thám quang học thường gặp nhiều hạn chế. Để đáp ứng nhu cầu giám sát thường xuyên và phân tích chiết trích thông tin liên quan từ ảnh thu nhận gần thời gian thực (near real time) việc sử dụng ảnh Radar thường được kết hợp với ảnh quang học. Ảnh viễn thám quang học AVNIR2 (độ phân giải 10m) được thử

nghiệm sử dụng kết hợp với ảnh radar Palsar (độ phân giải 6,5m) dựa trên phương pháp gộp ảnh (Fusion) để cung cấp dữ liệu phục vụ công tác xây dựng bản đồ nguy cơ sạt lở đất, sử dụng công nghệGISvà mô hình SIMAP trong khoanh vùng sạt lở theo nhiều cấp độ khác nhau.

2.2. Phƣơng pháp tạo ảnh fusion:

Quy trình kỹ thuật tạo ảnh Fusion thể hiện ở hình 2, bao gồm các bước sau: tiền xử lý và nắn chỉnh

hình học ảnh theo cùng hệ tham chiếu. Sử dụng 4 thuật toán (GSF, PCF, IHSF và BF) trộn (gộp ảnh) nhằm tạo ra ảnh fusion phù hợp nhất cho công tác giải đoán và trích xuất các thông tin hửu ích. Kết quả chi tiết thể hiện ở hình 4 cho thấy: Phương pháp Gram - Smith (GSF) và phương pháp thành phần chính (PCF) có kết quả khá tương đồng nhau, nhưng hình ảnh thực hiện trên phương pháp GSF thể hiện các vân sạt lở trên ảnh tương đối rõ nét hơn. Đối với phương pháp IHSF trong trường hợp này cho kết quả không tốt so

với thực tế yêu cầu, nên không được chọn để cung cấp thông tin.Tương tự đối với phương pháp Brovey (BF) ảnh fusion nhận được không thể hiện rõ các đối tượng trên ảnh, nhưng lại thể hiện rõ thông tin về các vết có khả năng là vết sạt lở trên ảnh rất rõ. Nếu người sử dụng có kinh nghiệm giải đoán ảnh tốt, có thể thu được thông tin về các vết sạt lở một cách đầy đủ (trên ảnh) để xác định hiện trạng sạt lở cho khu vực.

(Kỳ sau: Xây dựng cơ sở dữ liệu GIS phục vụ phân tích sạt lở )

HỮU HÀ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Nicola Casagli. I Filippo Catani, I Chiara Del Ventisette, I Guido Luzi. Monitoring, prediction, and early warning using ground-based radar interferometry, Springer-Verlag, 2010

2. Nguyễn Quốc Khánh, Landslide hazard assessment in Muong Lay, Vietnam Applying GIS and Remote sensing, Trường Đại học Greifswald- Đức, 2009.

3. Bùi Nguyễn Lâm Hà và Lê Văn Trung, Sử dụng GIS và mô hình SINMAP thành lập bản đồ hiểm hoạ sạt lở đất thành phố Đà Lạt, Tạp chí KH&CN, 2011.

4. Ivaca Milevski,Application of Remote sensing and GIS detection of potential Lanslide areas, University Ss. Cyril and Methodius, Republic Macedonia, 2008.

5. Nick Rengers,Remote sensing and GIS applied to mountain hazard mapping, Spain (1992).

6. Suree Teerarungsigul,Landslide prediction model using Remote sensing, GIS and field geology: A case study of Wang Chin district, phrae province, Northern Thailand (2007).

7. Nora Tasetti, Use Remote sensing data and GIS technology for assessment of Landslide hazards in Susa valley, Italy, 2008.

8. Erna S. Adiningsih, I. R. Permana, Model landslide risks based on

complementary use of satellite and spatial data . In proceeding of JAXA – RESTEC Conference in Jakarta on August, 16th, 2006.

9. R.T. Pack, Terratech Consulting Ltd, A stability index approach to terrain stability hazard mapping (SINMAP), Utah State University.

Nicola Casagli. I Filippo Catani, I Chiara Del Ventisette, I Guido Luzi. Monitoring, prediction, and early warning using ground-based radar interferometry, Springer-Verlag, 2010

Nguyễn Hữu Hà , Lê Văn Trung , Tống Phƣớc Hoàng Sơn (Cập nhật ngày 20-12-

2011)

http://stnmt.binhdinh.gov.vn/newsdetail.php?newsid=343&id=4

Nghiên cứu ứng dụng GIS trong đánh giá phạm vi thích nghi một số nhóm

giống lúa chịu mặn có triển vọng của Sóc Trăng

ABSTRACT

There was a great difference in rice yield and varieties distribution used among SocTrang province, some villages are suitable with a specific rice variety, but unsuitable in other area. The reason could be the differences of soil, saline and water regime, and social conditions. The question is how to locate the suitable area for developing or

distributing of a variety in an area which highly suitable, and also extrapolate a suitable technology to the other area based on physical, social, and environmental conditions. GIS (Geographic Information System) has been known to develop a powerful set of tools for collecting, storing, retrieving at will, transforming, and displaying spatial data from the real world for a particular set of purposes. It has been known as a powerful tool to understand spatial data analysis and thus this tool is recently applied to agricultural

sector as well. GIS may play an important role to solve a spatial difference based on different sites and factors. Thus, this tool has been applied to evaluate and locate the suitable area for developing the promissing rice variety within SocTrang province based on soil, water regime, environment and social conditions. It may determine difference among province and clarify a constraint and limitation for high rice yield production of a variety which would be introduced to a strategy for high yield production in the rice

plant. Two methods of suitability evaluation have been developed and recommended and both gave good results on locating the suitable and unsuitable of rice variety in the province, in which method of weighting grade is mostly fixed with field situations. Key word: GIS, rice, yield, spatial analysis

TÓM TẮT Việc đánh giá khả năng và phạm vi ứng dụng của các giống lúa có triển vọng trong tỉnh

là công việc cần thiết và thường xuyên của ngành nông nghiệp, công việc này trước đây và hiện nay được thực hiện hầu như mang tính cảm tính hoặc dựa trên kinh nghiệm để có thể chọn được vùng có khả năng phát triển các giống lúa để góp phần tăng năng suất, sản lượng lúa có chất lượng cao. Công việc này sẽ gặp những trở ngại khi có những thay đổi về chính sách, điều kiện xã hội đặc biệt là điều kiện tự nhiên trong bối cảnh biến đổi khí hậu toàn cầu như hiện nay thì việc chọn lựa các vùng có khả năng canh tác hoặc phát

triển các giống lúa phù hợp sẽ gặp khó khăn. Do đó, việc nghiên cứu ứng dụng GIS trong đánh giá phạm vi thích nghi một số nhóm giống lúa có triển vọng dưới tác động của xâm nhập mặn của Sóc Trăng là cần thiết. Nghiên cứu này được thực hiện qua hai phương pháp: phương pháp yếu tố giới hạn và phương pháp tham số. Kết quả cho thấy cả hai phương pháp đều có những ưu điểm cũng như hạn chế riêng, phương pháp tham số thể hiện được mức độ ảnh hưởng của từng yếu

tố nhưng lại không thể hiện được yếu tố giới hạn của vùng nghiên cứu nhưng phương pháp yếu tố giới hạn lại chỉ ra được những khó khăn hạn chế đó. Kết quả nghiên cứu chỉ ra từng nhóm giống lúa chịu mặn khác nhau sẽ thích nghi với từng vùng đất khác nhau của Sóc Trăng và đề xuất giải pháp cho các hạn chế của từng vùng để việc canh tác lúa ngày càng đạt được hiệu quả cao hơn. Qua đây cũng cho thấy kỹ thuật GIS là một công cụ vô cùng hiệu quả và hữu ích cho việc phân vùng thích nghi

được nhanh chóng hơn.

1. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ:

Nông nghiệp đóng vai trò hết sức quan trọng đối với người dân. Tuy nhiên ngành nông nghiệp của Tỉnh ngày càng đứng trước nhiều áp lực, như thiên tai, địch hại,… đặc biệt về

việc dân số ngày càng tăng càng tạo áp lực đối với nông nghiệp của Tỉnh. Do đó, việc lai tạo ra các giống lúa cho năng suất cao, phẩm chất tốt là yêu cầu cấp thiết và xuyên suốt trong quá trình nghiên cứu và lai tạo ra các giống lúa mới đáp ứng được yêu cầu cả nước nói chung và Tỉnh Sóc Trăng nói riêng. Tuy nhiên, khi đã tạo ra được những giống lúa

đạt yêu cầu thì việc lựa chọn và đưa ra canh tác ngoài thực tế là khâu cuối cùng và hết sức quan trọng. Do đó, Gis là một công cụ hiệu quả và đóng vai trò không nhỏ trong việc đánh giá và xác định phạm vi thích nghi của các giống lúa đối với điều kiện tự nhiên cũng như xã hội của vùng.

1. 2. PHƢƠNG TIỆN PHƢƠNG PHÁP:

2.1 Phƣơng tiện

Bản đồ đơn vị đất đai tỉnh Sóc Trăng năm 2008. Đặc tính tự nhiên của các giống lúa triển vọng. Phần mềm Idrisi, MapInfo, Excel, … 2.2. Phƣơng pháp: Bước 1: Sử dụng phần mền Irisiw chồng lắp các bản đồ đơn tính về điều kiện tự nhiên hiên có cho ra bản đồ đơn vị đất đai.

Bước 2: Dựa và việc tuyển chọn và thực nghiệm các giống lúa mới tuyển chọn ra các giống lúa triển vọng đối với điều kiện tự nhiên của Sóc Trăng. Bước 3: Căn cứ theo khả năng chịu mặn của các giống lúa để phân loại các nhóm giống lúa trong vùng. Bước 4: Đánh giá thích nghi cho các nhóm giống lúa triển vọng đã được phân loại ở trên theo hai phương pháp: Phương pháp tham số và phương pháp yếu tố giới hạn.

Bước 5: So sánh tổng hợp từ hai phương pháp cho ra kết quả cuối cùng.

1. 3. KẾT QUẢ THẢO LUẬN:

3.1. Chọn lựa đƣợc một số nhóm giống lúa triển vọng

Dựa vào các khuyến cáo cũng như sản xuất thử trong một vài nơi ở Tỉnh Sóc Trăng chọn lọc ra được 11 giống lúa triển vọng trên với những đặc tính cơ bản được liệt kê tại bảng 3.1. Đây là những giống lúa có khả năng thích nghi tương đối rộng và năng suất cũng khá ổn định. Tuy nhiên những giống lúa này còn khá mới so với người dân Sóc Trăng do đó,

cần được khuyến cáo và hướng dẫn trong quá trình canh tác. 3.2 Phân cấp thích nghi các nhóm giống lúa triển vọng của Sóc Trăng Dựa vào đặc tính và kết quả đánh giá tính chịu mặn của 11 nhóm giống lúa triển vọng do trung tâm nghiên cứu giống cây trồng mà các nhóm giống lúa này được chia thành 3 nhóm: Nhóm giống lúa chịu mặn kém: OM5976, OM 8923, OM 5472.

Nhóm giống lúa chịu mặn trung bình: OM4900,OMCS 2009, OM 6162, MTL 547. Nhóm giống lúa chịu mặn cao: OM 5464, OM 4218, OM 6677, MTL 576. Việc phân cấp thích nghi của các nhóm giống lúa với từng đặc tính của đất đai được thể hiện qua bảng 3.2, bảng 3.3 bảng 3.4:

3.3. Đánh giá phạm vi ứng dụng của các nhóm giống lúa 3.2.1 Phương pháp yếu tố giới hạn

So sánh sự thích nghi của các nhóm giống lúa với các yếu tố được đánh giá. Xác định tổng thích nghi đối với từng đơn vị đất đai (đvđđ) bằng yếu tố có cấp thích nghi thấp nhất. Qua phương pháp này kết quả cho thấy: Nhóm giống lúa chịu mặn kém có khả năng chịu mặn không cao và bị ảnh hưởng bởi các yếu tố tự nhiên khác tỷ lệ đơn vị đất đai có cấp thích nghi S3 là 66,7%, S2 là 33,3 % và

không có cấp thích nghi S1. Nhóm giống lúa chịu mặn trung bình có các tỷ lệ: S3: 48,2%, S2: 51,8%, S1: 0%. Nhóm giống lúa chịu mặn cao S3: 29,6%, S2: 70,4%, S1: 0%.

Đánh giá bằng phương pháp này không thu được các đơn vị có khả năng thích nghi S1, vì đvđđ được phân cấp theo yếu tố có cấp thích nghi thấp nhất, nên hầu hết các đvđđ bị hạn chế bởi khả năng tưới, nhiễm mặn và loại đất. 3.2.2 Phương pháp tham số

Phương pháp này xác định tổng thích nghi của từng đvđđ bằng cách tính tổng số điểm của các yếu tố đã được gán những giá trị dựa theo mức độ ảnh hưởng. Đề nghị cho điểm các yếu tố chuẩn đoán được tổng hợp lại qua Bảng 3.5

Căn cứ và bảng cho điểm Huỳnh Ngọc Vân (2005), đề xuất thang điểm đối với các cấp thích nghi như sau - Vùng thích nghi cao S1 > 27 điểm. - Vùng thích nghi trung bình S2 = 24-27điểm. - Vùng kém thích nghi S1 < 24 điểm. Do phương pháp này có ưu điểm là đánh giá khá chính xác mức độ của từng yếu tố, tuy

nhiên để tạo ra thang điểm đòi hỏi cán bộ quy hoạch phải có kinh nghiệm và khả năng chuyên môn cao mới có thể đưa ra được thang điểm chuẩn xác. Nhìn chung cả hai phương pháp đều có ưu và khuyết điểm riêng. Tuy nhiên kết hợp cả hai phương pháp và đánh giá thì sẽ cho cái nhìn chuẩn xác và toàn diện hơn. Bảng 3.6 và 3.7 thể hiện sự khác biệt về kết quả của hai phương pháp. Qua đó, tiếp tục chồng lắp hai bản đồ hiện trạng xây dựng được ở mỗi phương pháp đối chiếu với các yêu cầu của cây

lúa và đặc tính của đất đai cho ra bản đồ hiện trạng và khuyến cáo về phạm vi của các nhóm giống lúa.

Kết quả của việc tổng hợp này rất phù hợp với những nhận định ở trên do làm rỏ phương pháp yếu tố giới hạn do chỉ phản ánh được yếu tố còn hạn chế của vùng nên diện tích thích nghi khi tổng hợp có nhiều khác biệt và phương pháp tham số có ưu thế hơn trong việc phân vùng thích nghi cho các nhóm giống lúa do đó kết quả đạt được chỉ có khác biệt rất nhỏ ở một số huyện của tỉnh Sóc Trăng. Do đó, kết quả nhận được chỉ căn cứ chủ yếu ở phương pháp tham số và có những khác biệt cụ thể như

Ở nhóm giống lúa chịu mặn kém thì phần diện tích thích nghi có thay đổi ở những huyện Mỹ Tú, Thạnh Tri và Ngã Năm. Phần diện tích này giảm ở cấp thích nghi cao và tăng thêm ở cấp kém thích nghi cụ thể ở huyện Mỹ Tú bằng phương pháp tham số thì diện tích thích nghi S1 là 24.256,75 ha, S2 là4.653,5 ha và S3 là 10.560,5 ha nhưng khi tổng hợp kết quả giữa hai phương pháp tham số và yếu tố giới hạn thì chỉ còn 23.660,25 ha cho S1, 4.653,5 ha cho S2 và 111.57 ha cho cấp thích nghi S3. Còn ở huyện Thạnh Trị thì kết quả

của phương pháp tham số là S1 là 7.500,25 ha, S2 là 7.570,5 ha và S3 là 4.729,5 ha nhưng khi tổng hợp lại thì những diện tích này có những thay đổi như sau S1 là 7.436,25 ha, S2 vẫn là 7.570,5 ha và thích nghi kém S3 tăng lên là 4.793,5 ha, ở huyện Ngã Năm cũng có những thay đổi tương tự như vậy. Ở nhóm giống lúa chịu mặn trung bình cũng có thay đổi nhưng ở mức rất nhỏ ở các hai huyện Mỹ Tú và Ngã Năm. Huyện Mỹ Tú sau khi tổng hợp lại thì chỉ có những khác biệt

ở cấp thích nghi S2 là 4.776,05 ha giảm so với phương pháp tham số là 0.7 ha, và phần diện tích giảm này cũng chính là phần diện tích tăng lên cho cấp thích nghi kém là 10.423,7 ha còn ở huyện Ngã Năm thì sự khác biệt này chỉ ở mức khoảng 2 ha. Ở nhóm giống lúa chịu mặn cao thì phần diện tích khi đã tổng hợp không có thay đổi nào

so với kết quả của phương pháp tham số. Qua việc tổng hợp cho thấy cái nhìn toàn diện hơn và cũng như nhận định được những khác biệt từ hai phương pháp. Sự tổng hợp này được thể hiện ở Hình 3.9, Hình 3.10 và Hình 3.11, cho kết quả cụ thể ứng với ba nhóm giống lúa chịu mặn kém chịu mặn trung bình và chịu mặn cao.

1. 1. KẾT LUẬN

Dựa vào bản đồ phân vùng thích nghi cho các nhóm giống lúa chịu mặn sau khi chồng

lắp kết quả của hai phương pháp đưa ra được khuyến cáo: Các nhóm giống lúa chịu mặn kém có thể được canh tác ở những vùng có điều kiện tự nhiên thuận lợi như Huyện Kế Sách, Huyện Ngã Năm và phía Tây Bắc của Huyện Mỹ Tú, tuy các giống này khả năng

thích nghi không rộng bằng hai nhóm còn lại nhưng phẩm chất hạt gạo tốt hơn. Các giống lúa chịu mặn cao có thể canh tác ở những vùng bị ảnh hưởng, khó khăn như Long Phú, Tây Nam Mỹ Tú và Phía Bắc Huyện Mỹ Xuyên. Nhóm giống lúa chịu mặn trung bình bố trí trồng ở những vùng còn lại.

Tài liỆU tham khẢo Bộ Môn Khoa học đất và Quản lý đất đai kết hợp với sở Nông nghiệp và PTNT Bạc Liêu, Ủy ban Nhân dân huyện Giá Rai (2000), tiến hành cuộc điều tra, khảo sát đất, đánh giá khả năng thích nghi đất đai và đưa ra các phương án quy hoạch đất đai cho vùng lúa – tôm huyện Giá Rai, Tỉnh Bạc Liêu. Huỳnh Ngọc Vân (2005), Xây dựng hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu và phương pháp đánh

giá khả năng ứng dụng của Giống lúa cao cản ở Tỉnh Sóc Trăng bằng hệ thống thông tin địa lý GIS. Kim Hồng Phượng, 2002, Xây dựng các yêu cầu sử dụng đất đai sử dụng trong ngoại suy mô hình Lúa – Tôm Huyện Mỹ Xuyên Tỉnh Sóc Trăng bằng kỹ thuật GIS. Nguyễn Trọng Thuật (2008), Đánh giá tài nguyên đất đai và phân vùng thích nghi cho phát triển lúa cao sản Tỉnh Trà Vinh. Khoa Nông Nghiệp và Sinh học Ứng dụng, Đại học

Cần Thơ. Võ Quang Minh, 2004. Đánh giá khả năng ứng dụng mô hình lúa – Tôm trong huyện Mỹ xuyên,Sóc trăng. Bộ môn Khoa học đất và QLĐĐ-Khoa Nông nghiệp, Đại học Cần Thơ. http:www.soctrang.gov.vn/ http://home.vnn.vn/giong_lua_moi_cua_vien_lua_dbscl-33554432-627196841-0 [1] Khoa Môi Trường & Tài Nguyên Thiên Nhiên, ĐH Cần Thơ

[2] Trung Tâm Giống Cây Trồng Tỉnh Sóc Trăng. Nhóm tác giả: Trần Thị Ngọc Trinh[1], Huỳnh Ngọc Vân[2], Võ Quang Minh1, Quách Phương Thảo1

Nguồn: http://vietan-enviro.com