An ninh lương thực ở Việt Nam luôn được đặt ra là vấn đề quốc sách hàng đầu trong những năm gần đây. Việc bảo vệ, quản lý và sử dụng diện tích đất trồng lúa hiện nay đang là vấn đề vô cùng cấp bách. Với việc phát triển nhanh của nền kinh tế và sau nhiều năm thực hiện sự nghiệp Công nghiệp hóa - Hiện đại hóa đất nước, một phần rất lớn đất nông nghiệp trồng lúa đã bị thu hồi chuyển sang mục đích khác.

Do vậy, việc bảo vệ diện tích đất trồng lúa là yêu cầu cấp thiết hiện nay, cần phải làm ngay và hết sức nghiêm túc theo nội dung Nghị định số 42/2012/NĐ-CP của Chính phủ ban hành ngày 11 tháng 05 năm 2012 về quản lý, sử dụng đất trồng lúa, trong đó yêu cầu:

- “Hạn chế tối đa việc chuyển đất chuyên trồng lúa nước sang sử dụng vào các mục đích phi nông nghiệp; khuyến khích việc khai hoang mở rộng diện tích đất trồng lúa, cải tạo đất lúa khác thành đất chuyên trồng lúa nước”;

- “Đất chuyên trồng lúa nước phải được bảo vệ nghiêm ngặt trong kỳ quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất; chỉ được điều chỉnh quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất chuyên trồng lúa nước trong trường hợp phải chuyển đất chuyên trồng lúa nước sang sử dụng vào các mục đích phi nông nghiệp phải được cơ quan nhà nước có thẩm quyền cho phép”.

Như vậy, giám sát diện tích đất trồng lúa có ý nghĩa vô cùng quan trọng trợ giúp cho các nhà hoạch định chính sách và cho công tác thanh tra, kiểm tra việc quản lý và sử dụng đất trồng lúa của các địa phương.

Đã có nhiều các phương pháp dùng để theo dõi sự biến động về diện tích đất trồng lúa như: So sánh hai bản đồ hiện trạng sử dụng đất ở hai thời điểm được yêu cầu, thống kê số liệu hoặc sử dụng ảnh hàng không thành lập bản đồ hiện trạng... nhưng các phương pháp này thường tốn nhiều thời gian, tiền của và hết sức khó khăn, nên cần có một giải pháp mang lại hiệu quả cao hơn trong việc giám sát diện tích đất trồng lúa.

Công nghệ viễn thám ngày nay cho phép chúng ta giám sát nhanh trên diện rộng, việc giám sát đất trồng lúa bằng công nghệ viễn thám cho ta một kết quả khách quan, sát thực, có hình ảnh cụ thể trực quan cho phép thống kê diện tích gieo trồng từng mùa vụ trên bình diện cả nước. Chính vì vậy, Cục Viễn thám Quốc gia phối hợp cùng Chủ nhiệm đề tài ThS. Phạm Thị Hà Giang để thực hiện đề tài “Nghiên cứu giám sát diện tích đất trồng lúa bằng công nghệ viễn thám” nhằm mục tiêu: Đề xuất quy trình công nghệ giám sát đất trồng lúa bằng công nghệ viễn thám; Hướngdẫn báo cáo thực trạng biến động đất trồng lúa cho Cơ quan có thẩm quyền.

Nhóm nghiên cứu đề tài đã tiến hành các công tác cần thiết như khảo sát thực địa, nghiên cứu quy luật sinh trưởng của cây lúa, nghiên cứu điều kiện canh tác đồng ruộng, thu thập tư liệu thống kê phục vụ kiểm chứng kết quả, xây dựng phương pháp nghiên cứu giám sát lúa ở 3 khu vực khác nhau... Cụ thể:

- Đánh giá được thực trạng, xu hướng và nguyên nhân biến động sử dụng đất trồng lúa; cũng như công tác quản lý nhà nước về nhiệm vụ tổng hợp, báo cáo và hoạt động cho kiểm tra thanh tra trong quản lý và sử dụng đất trồng lúa.

- Đưa ra cơ sở khoa học và thực tiễn cho ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS trong giám sát đất trồng lúa ở Việt Nam ;

- Trong quá trình nghiên cứu, nhóm thực hiện đề tài đã khảo sát và phân tích khả năng ứng dụng kết hợp hai chỉ số thực vật và chỉ số nƣớc cho mục đích phân loại và chiết tách đất trồng lúa đảm bảo độ chính xác.

- Từ các kết quả khảo sát thực địa, kết hợp kiến thức chuyên gia về canh tác lúa nƣớc, nhóm nghiên cứu đã mô phỏng lại quy luật biến thiên của các chỉ số NDVI và NDWI xuyên suốt quá trình sinh trƣởng của cây lúa. Việc chiết tách vùng trồng lúa từ đó được căn cứ dựa trên biến thiên hình sin của chỉ số NDVI với biên độ dao động từ 0,4 đến 0,85 và độ rộng của pha trong khoảng 100 đến 140 ngày. Những theo dõi này đã được ứng dụng để phát triển phƣơng pháp theo dõi lúa của đề tài, và sau đó, tích hợp vào phần mềm GSLUA do nhóm thực hiện lập trình, giúp cho công tác giám sát lúa có thể được tiến hành một cách bán tự động.

- So sánh với các nghiên cứu trước đây ở Việt Nam, có thể thấy phương pháp giám sát lúa dựa trên chuỗi tư liệu ảnh vệ tinh đa thời gian thể hiện lợi thế vượt trội. Hơn thế nữa, chuỗi ảnh đa thời gian còn cho phép giám sát sự thay đổi của môi trường canh tác, trong trường hợp này là trạng thái nước trên đồng ruộng. Sự kết hợp của các chỉ số liên quan đến sinh trưởng của cây lúa (NDVI) và của môi trường canh tác (NDWI) xuyên suốt vòng đời cây lúa (100-140 ngày) đã cho phép nhóm nghiên cứu nhận dạng một cách chính xác các khu vực trồng lúa tại các điểm nghiên cứu.

- Đề tài cũng đã nghiên cứu và đề xuất được giải pháp bán tự động phân loại đất trồng lúa và giải đoán thông tin ảnh viễn thám cho giám sát đất trồng lúa; nghiên cứu và thử nghiệm một số phương pháp phân loại ảnh tự động chiết tách thông tin cho mục đích giám sát đất trồng lúa trên ảnh VNREDSat-1 và Landsat8-OLI;

- Dựa trên các kiến thức tổng hợp về đối tượng nghiên cứu, nhóm thực hiện đã xây dựng được phần mềm bán tự động phân loại đất trồng lúa (phần mềm GSLUA), trên cơ sở theo dõi tổ hợp các chỉ số NDVI và NDWI chiết xuất từ chuỗi ảnh viễn thám đa thời gian.

- Nhóm nghiên cứu đã đề xuất và hoàn thiện quy trình giám sát đất trồng lúa bằng công nghệ viễn thám đối với khu vực miền núi; khu vực đồng bằng sông Hồng và khu vực đồng bằng sông Cửu Long. Về cơ bản, quy trình giám sát lúa ở 3 vùng có đặc điểm địa hình, tiểu khí hậu và tập quán canh tác khác nhau này mang tính tương đồng cao.

- Ngoài ra, đề tài cũng đã đánh giá được tính khả thi của giải pháp công nghệ đã đề xuất, trong đó khẳng định được tính khả thi áp dụng trong thực tiễn với sự chủ động về dữ liệu viễn thám, tính hiện đại của giải pháp bán tự động phân loại đất trồng lúa tạo thành quy trình khép kín, cho phép chúng ta chủ động giám sát đất trồng lúa theo chu kỳ.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 13895/2016) tại Cục Thông tin KHCNQG.

Đ.T.V (NASATI)