ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN  NGUYỄN DUY THÀNH THỬ NGHIỆM ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS VÀO DỰ BÁO NGƯ TRƯỜNG KHAI THÁC CÁ NGỪ ĐẠI DƯƠNG Ở VÙNG BIỂN XA BỜ TRUNG BỘ VIỆT NAM LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Hà Nội, 2013 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN  NGUYỄN DUY THÀNH THỬ NGHIỆM ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS VÀO DỰ BÁO NGƯ TRƯỜNG KHAI THÁC CÁ NGỪ ĐẠI DƯƠNG Ở VÙNG BIỂN XA BỜ TRUNG BỘ VIỆT NAM Chuyên ngành: Bản đồ - Viễn thám và Hệ thông tin địa lý Mã số: 60.44.76 LUẬN VĂN THẠC SỸ KHOA HỌC Người hướng dẫn: PGS. TS. Nguyễn Ngọc Thạch Hà Nội, 2013 MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH PHẦN MỞ ĐẦU 1  1 2. Mc tiêu nghiên cu 2 3. Nhim v nghiên cu 2 4. Các kt qu c c tài 3 5. Cu trúc c tài 3 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 4 1.1. Đặt vấn đề 4 1.2. Tổng quan các công trình nghiên cứu 7 c ngoài 7  9 1.3. Phương pháp nghiên cứu 11 1.3.1.  11 1.3.2. p phân tích thng kê 12 1.3.3. n thám 14 1.3.4.  14 1.3.5.  15 1.4. Giới hạn phạm vi nghiên cứu 16 1.4.1. Khu vc nghiên cu 16 1.4.2. Thi gian nghiên cu 17 u, d liu s dng 17 CHƯƠNG II: ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU 21 2.1. Vị trí địa lý 21 2.1.1. Mô t vùng bin nghiên cu 21 2.1.2. Tia vùng nghiên cu trong ngh cá xa b 21 2.1.3. V trí v an ninh và ch quyn lãnh hi 21 2.2. Điều kiện tự nhiên 22 ng h 22 2.2.2. Phân b nhi 22 2.2.3. Dòng chy 23 ng chlorophyll-a tngmt 23 2.2.5. Ngun li cá ni ln vùng bin xa b 25 2.3. Các đặc điểm sinh học sinh thái cá ngừ đại dương 26 m sinh hc sinh thái cá ng vây vàng 26 m sinh hc sinh thái cá ng mt to 32 2.3.3. S t 35 CHƯƠNG III: THỬ NGHIỆM ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS VÀO DỰ BÁO CÁ ĐẠI DƯƠNG Ở VÙNG BIỂN XA BỜ TRUNG BỘ VIỆT NAM 37 3.1. Một số yếu tố hải dương học 37 3.2. Sản lượng và năng suất khai thác cá ngừ đại dương 40 3.2.1. Sng khai thác cá ng  40 t khai thác và xu th bit cá ng  42 3.3. Phương trình tương quan giữa cá và một số yếu tố môi trường 44 3.4. Kết quả nghiên cứu 45 3.4.1. Mô hình nghiên cu và quy trình d báo 45 3.4.2. Kt qu d ng khai thác cá ng i  th nghim. 48 3.4.3. Kim chkt qu d báo th nghim. 50 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 53 1. Kết luận 53 2. Kiến nghị 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 56 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT AATSR - the Advanced Along Track Scanning Radiometer ALMRV – Assessment of the Living Marine Resources in Vietnam AMSRE - the Advanced Microwave Scanning Radiometer-EOS AVHRR Advanced Very High Resolution Radiometer CLS Collecte localization satellite CPUE Catch per unit effort GHRSST - A Group for High Resolution Sea Surface Temperature MOVIMAR monitor the ocean and water resources of Vietnam project NOAA The National Oceanic and Atmospheric Administration NWP - Numerical Weather Prediction OSTIA -The Operational Sea Surface Temperature and Sea Ice Analysis SEAFDEC Southeast Asian Fisheries Development Center SEVIRI - the Spinning Enhanced Visible and Infrared Imager SST - Sea Surface Temperature TMI - the Tropical Rainfall Measuring Mission Microwave Imager VASEP – Vietnam Association Seafood Exporters and Producers, DANH MỤC BẢNG Bảng 1. Thành phần sản lượng (Tỷ lệ % so với tổng sản lượng) cá ngừ bắt được bảng các nghề qua số liệu điều tra độc lập và giám sát hoạt động khai thác 6 Bảng 2. Bảng thống kê sản lượng của từng nghề khai thác theo thời gian 13 Bảng 3. Bảng thống kê CPUE theo không gian (ô lưới) 13 Bảng 4. Nguồn số liệu câu vàng cá ngừ 18 Bảng 5. Giá trị cực trị chlorophyll-a các tháng trong năm ở vùng biển xa bờ Trung bộ 24 Bảng 6. Tỷ lệ % thành phần sản lượng cá ngừ khai thác bằng câu vàng qua số liệu điều tra độc lập và giám sát hoạt động khai thác 41 Bảng 7. Tỷ lệ % thành phần sản lượng cá ngừ khai thác bằng câu vàng qua số liệu điều tra độc lập, tháng 4/5 giai đoạn 2000- 2008 41 Bảng 8. Tỷ lệ % thành phần sản lượng cá ngừ khai thác bằng câu vàng qua số liệu giám sát hoạt động khai thác, tháng 4/5 giai đoạn 2000- 2009 42 Bảng 9. Tỷ lệ % thành phần sản lượng cá ngừ khai thác bằng câu vàng qua số liệu nhật ký khai thác, tháng 4/5 giai đoạn 2000- 2009 42 Bảng 10. Biến động năng suất trung bình khai thác cá đại dương từ 2000 đến 2009 trong chuyến biển tháng 4/5 43 Bảng 11. Các yếu tố môi trường biển cơ bản 44 Bảng 12. Tổng hợp thông tin cơ bản liên quan cá môi trường trung bình tháng nhiều năm của nghề lưới câu vàng 45 Bảng 13. Cấp chia dự báo 51 Bảng 14. Kết quả đánh giá cấp dự báo 51 Bảng 15. Sai số tương đối 51 Bảng 16. Sai số tuyệt đối 52 DANH MỤC HÌNH Hình 1. Giới hạn vùng biển nghiên cứu 16 Hình 2. Phần mềm chuyên dụng Themsis viewer dung để chiết rút dữ liệu hải dương 17 Hình 3. Bản đồ ký hiệu khu ô trong phạm vi dự báo 20 Hình 4. Nhiệt độ đặc trưng các tháng trong năm ở vùng biển xa bừ Trung bộ 23 Hình 5. Xu thế biến động hàm lượng chlorophyll-a và nhiệt độ tằng mặt qua các tháng trong năm ở vùng nghiên cứu 25 Hình 6. Nhiệt độ bề mặt trung bình tháng 3/2013 37 Hình 7. Nhiệt độ bề mặt trung bình tháng 4/2013 37 Hình 8. Nhiệt độ trung bình tầng 50m tháng 3/2013 38 Hình 10. Nhiệt độ và dòng chảy 3D trong tháng 3 (trái) và tháng 4 (phải) năm 2013. . 39 Hình 9. Nhiệt độ trung bình tầng 50m tháng 4/2013 38 Hình 11. Chlorophyll tháng 4 năm 2013. 40 Hình 12. Biểu đồ xu thế biến động 43 Hình 13. Sơ đồ quy trình công nghệ xây dựng bản đồ dự báo khai thác hạn tháng . 48 Hình 14. Bản dự báo cá ngừ đại dương thử nghiệm (tháng 4 – trái) và (tháng 5 - phải). 50 Trang 1 PHẦN MỞ ĐẦU 1.  Khai thác tiềm năng từ biển nói chung và khai thác nguồn lợi hải sản nói riêng đã, đang và sẽ đối mặt với rất nhiều yếu tố rủi ro trên biển. Chính vì vậy, an toàn trên biển để hoạt động sản xuất luôn được quan tâm. Dự báo ngư trường khai thác nguồn lợi hải sản (sau đây gọi tắt là dự báo khai thác) sẽ góp phần cảnh báo nguy cơ có thể xảy ra hiện tượng thời tiết bất thường trên biển vì dự báo các trường hải dương và khí tượng là phần không tách rời của dự báo ngư trường khai thác, ngư trường khai thác cá ngừ đại dương thường là ngư trường xa bờ. Bên cạnh đó, việc tổ chức và điều phối hoạt động khai thác dựa vào kết quả dự báo sẽ góp phần giảm bớt áp lực ở những ngư trường truyền thống, có nghĩa là sẽ giảm nguy cơ mâu thuẫn trong khai thác. Trước bối cảnh, giá nhiên liệu luôn có những diễn biến khó lường và thường có xu thế tăng nhiều hơn giảm, trong khi đó, sản lượng khai thác đánh bắt được lại tăng không đáng kể. Do đó, hiệu quả hoạt động khai thác hải sản đang dần kém hấp dẫn, đặc biệt là hoạt động khai thác hải sản xa bờ. Dự báo khai thác sẽ cung cấp cả thông tin về không gian và thời gian khai thác, giúp cho người hoạt động khai thác có được thông tin cần thiết nhằm giảm chi phí cho việc tìm kiếm ngư trường vốn đang trở lên tốn kém và mất an toàn. Dữ liệu để thiết lập dự báo khai thác được sử dụng thông qua việc thiết lập chương trình điều tra, khảo sát, giám sát và nhật ký khai thác, thực tế, nguồn dữ liệu này nếu sử dụng cho việc kiểm chứng, đánh giá chất lượng dự báo là rất có hiệu quả. Thực tế, dữ liệu thu thập qua các chương trình này sẽ gặp phải một số hạn chế như chi phí lớn, nhiều người thực hiện, chuỗi dữ liệu theo thời gian gián đoạn, ảnh hưởng nhiều bởi yếu tố thời tiết…dẫn đến việc lập dự báo khai thác thiếu tính chính xác vì không đủ thông tin. Bên cạnh đó, ứng dụng công nghệ khoa học mới trong công tác thành lập bản đồ chuyên đề như GIS, phương pháp thống kê không gian, các mô hình dự báo…vào lĩnh vực này còn hạn chế đã vô hình làm giảm tính chính xác, năng suất lao động thấp (lập bản dự báo theo phương pháp truyền thống mất nhiều thời gian). Trang 2 Hoạt động khai thác dựa trên kết quả dự báo sẽ không chỉ làm giảm thiểu va chạm không đáng có trên biển mà còn có ý nghĩa hết sức quan trọng trong việc bảo vệ chủ quyền lãnh hải, mỗi ngư dân trên biển là một chiến sỹ canh giữ vùng nước, vùng trời của Tổ quốc. Trước đòi hỏi yêu cầu thực tiễn, trước diễn biến phức tạp về quyền - chủ quyền lãnh hải và trước sự phát triển về khả năng ứng dụng các phương tiện và công nghệ hiện đại “thử nghiệm ứng dụng viễn thám và GIS vào dự báo ngư trường khai thác cá ngừ đại dương ở vùng biển xa bờ Trung bộ Việt Nam” có ý nghĩa cả về khoa học, chính trị và kính tế xã hội, đó cũng chính là lý do được chọn cho luận văn tốt nghiệp với nội dung này. 2. Mc tiêu nghiên cu Mc tiêu chung Bước đầu xây dựng thử nghiệm mô hình ứng dụng dữ liệu ảnh viễn thám độ phân giải thấp và GIS vào dự báo khai thác cá ngừ đại dương (Thunnus albacares và Thunnus obesus) ở vùng biển xa bờ Trung bộ Việt Nam. Mc tiêu c th Ứng dụng dữ liệu ảnh viễn thám độ phân giải thấp từ dự án MOVIMAR (MODIS, NOAA-AVHRRH, SEAWIFF…) vào nghiên cứu trường nhiệt mặt biển (SST), chlorophyll và dòng chảy. Ứng dụng công nghệ GIS để mô hình hóa dữ liệu từ ảnh viễn thám độ phân giải thấp kết hợp với dữ liệu thống kế phục vụ dự báo ngư trường cá ngừ đại dương. Kiểm chứng và đánh gía kết quả dự báo thử nghiệm. 3. Nhim v nghiên cu Điều tra, thu thập các thông tin, tài liệu, tư liệu, dữ liệu lịch sử có liên quan về nhiệt độ, chlorophyll và dòng chảy. Điều tra, thu thập các thông tin, tài liệu, tư liệu, dữ liệu lịch sử có liên quan về nguồn lợi nghề cá ngừ đại dương. Trang 3 Nghiên cứu các đặc trưng sinh học sinh thái cá ngừ đại dương (Thunnus albacores và Thunnus obesus). Nghiên cứu xác định mối tương quan giữa biến động ngư trường với trường nhiệt mặt biển phục vụ xây dựng dự báo. Xây dựng thử nghiệm bản dự báo khai thác ngắn hạn quy mô tháng cho đối tượng là cá ngừ đại dương. Kiểm chứng, đánh giá kết quả dự báo thử nghiệm. 4. Các kt qu t c ca  tài Đưa ra được mô hình và quy trình dự báo ngư trường khai thác cá ngừ đại dương vùng biển xa bờ Trung bộ Việt Nam. Bản dự báo thử nghiệm ngư trường khai thác cá ngừ địa dương tháng 4 và tháng 5 năm 2013. 5. Cu trúc ca  tài Phần mở đầu Chương I. Tổng quan về vấn đề và phương pháp nghiên cứu Chương II. Đặc điểm khu vực liên quan đến nội dung nghiên cứu Chương III. Thử nghiệm ứng dụng viễn thám và GIS vào dự báo cá ngừ đại dương ở vùng biển xa bờ trung bộ Việt Nam [...]... khả năng khai thác nguồn lợi cá nổi (chủ yếu là cá ngừ vằn, ngừ vây vàng và cá ngừ mắt to) và hiện trạng cơ cấu nghề nghiệp khu vực biển xa bờ miền Trung và Đông Nam Bộ Đề tài Nghiên cứu cải tiến và ứng dụng công nghệ mới trong nghề câu cá ngừ đại dương ở vùng biển miền Trung và Đông Nam Bộ Số liệu giám sát HĐKT Số liệu nhật ký khai thác Xây dựng mô hình dự báo cá khai thác và các cấu trúc hải dương có... là vùng biển giới hạn từ vỹ tuyến 60N đến 170N và kinh tuyến 1090E đến 1170E [4] Trên cơ sở đó, với Hình 1 Giới hạn vùng biển nghiên cứu tên đề tài Thử nghiệm ứng dụng viễn thám và GIS vào dự báo ngư rường khai thác cá ngừ đại dương ở vùng biển xa bờ Trung bộ Việt Nam được giới hạn từ vỹ tuyến 60N đến 170N và kinh tuyến 1100E đến 1170E (Hình 1) Trang 17 1.4.2 ờ ga g ê ứu Dự báo ngư trường khai thác. .. bắt xa bờ ở vùng biển Việt Nam Dự án Đánh giá Nguồn lợi sinh vật biển Việt Nam (ALMRV) Nghiên cứu, thăm dò nguồn lợi hải sản và lựa chọn công nghệ khai thác phù hợp phục vụ phát triển nghề cá xa bờ Việt Nam Đề tài điều tra hiện trang nguồn lợi và môi trường vùng biển quần đảo Trường Sa Xây dựng mô hình dự báo cá khai thác và các cấu trúc hải dương có liên quan phục vụ đánh bắt xa bờ ở vùng biển Việt Nam. .. bộ, Trung bộ, Đông Nam bộ, Tây Nam bộ và Giữa Biển Đông [3] Nghị định số 33 /2010/NĐ-CP của Chính Phủ về quản lý hoạt động khai thác thuỷ sản của tổ chức, cá nhân Việt Nam trên các vùng biển, vùng biển phân chia gồm vùng biển ven bờ, vùng lộng và vùng biển khơi [6] Vùng biển xa bờ, Đề tài cấp Nhà nước Ứng dụng và hoàn thiện quy trình công nghệ dự báo ngư trường phục vụ khai thác hải sản xa bờ , được... khai thác Ba là đề tài “Xây dựng mô hình dự báo cá khai thác và các c u trúc hải dươ g ó l ê qua ục vụ đá bắt xa bờ ở vùng biển Việt Nam , giai đoạn 2001- 2004 (Đinh Văn Ưu chủ nhiệm) [17] Đề tài đã triển khai và đánh dấu sự khởi đầu về xây dựng cơ sở khoa học của mô hình dự báo cá khai thác tại vùng biển xa bờ, đồng thời bước đầu thiết lập hệ thống thông tin dự báo khai thác và các cấu trúc hải dương. .. và các cơ sở dữ liệu (CSDL) nghề cá và hải dương học vào trong môi trường GIS (ArcGIS, Mapinfo…) phục vụ công tác dự báo Do vậy, dự báo khai thác có hiệu quả và phát triển nghề cá biển bền vững cần xây dựng được một quy trình dự báo khai thác phù hợp với điều kiện thực tế của Việt Nam Trong khuôn khổ luận văn tốt nghiệp này, tác giả tập trung vào khai thác dữ liệu viễn thám độ phân giải thấp, ứng dụng. .. chứng, them vào đó, mô hình ứng dụng dữ liệu viễn thám của đề tài vẫn chưa thể hiện rõ tính ưu việt của nguồn tư liệu viễn thám Cá ngừ đại dương được xem là đối tượng khai thác chính của các loại nghề xa bờ trong đó có nghề câu vàng cá ngừ đại dương (sau đây gọi tắt là nghề câu vàng), rê trôi và vây khơi Có 3 loài thuộc họ cá thu ngừ (Scombridae) nằm trong nhóm cá ngừ đại dương gồm có cá ngừ vây vàng... từ các đề tài, dự án: Dự báo khai thác hải sản và một số loài đặc hải sản” [10, 18]; “Nghiên cứu, thăm dò nguồn lợi hải sản và lựa chọn công nghệ khai thác phù hợp phục vụ triển khai nghề đánh băt cá xa bờ Việt Nam [11], Dự án đánh giá nguồn lợi sinh vật biển Việt Nam [1, 2], “Xây dựng mô hình cá khai thác và cấu trúc hải Trang 19 dương học có liên quan, phục vụ đánh bắt xa bờ ở vùng biển Việt Nam ... Bản đồ số vùng biển xa bờ Trung Bộ, Việt Nam được sử dựng làm bản đồ nền địa lý, làm hệ thống thông tin không gian của GIS, trong quá trình thành lập bản đồ dự báo ngư trường khai thác cá ngừ đại dương cho nghề câu vàng vùng biển nói trên cũng được xây dựng theo những nguyên tắc và yêu cầu này Nhóm Trang 16 bản đồ dự báo ngư trường khai thác được thành lập trên cơ sở những nguyên tắc và yêu cầu đó Do... đưa ra quy trình dự báo đa quy mô ( hạn dài, hạn vừa và hạn ngắn) ở vùng biển xa bờ miền Trung và Đông Nam bộ Kết quả đề tài cũng đã xây dựng được các tập bản đồ điều kiện hải dương học nghề cá vùng biển xa bờ; các bản dự báo vụ cá Nam năm 2004 (mùa, quý, tháng); sổ tay hướng dẫn khai thác nghề câu vàng Tuy vậy, đề tài còn có một số tồn tại như; một là các CSDL hải dương và CSDL nghề cá còn tồn tại độc . III: THỬ NGHIỆM ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS VÀO DỰ BÁO CÁ ĐẠI DƯƠNG Ở VÙNG BIỂN XA BỜ TRUNG BỘ VIỆT NAM 37 3.1. Một số yếu tố hải dương học 37 3.2. Sản lượng và năng suất khai thác cá ngừ đại dương. công nghệ hiện đại thử nghiệm ứng dụng viễn thám và GIS vào dự báo ngư trường khai thác cá ngừ đại dương ở vùng biển xa bờ Trung bộ Việt Nam có ý nghĩa cả về khoa học, chính trị và kính tế xã. THÀNH THỬ NGHIỆM ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VÀ GIS VÀO DỰ BÁO NGƯ TRƯỜNG KHAI THÁC CÁ NGỪ ĐẠI DƯƠNG Ở VÙNG BIỂN XA BỜ TRUNG BỘ VIỆT NAM Chuyên ngành: Bản đồ - Viễn thám và Hệ thông tin địa