CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Tính cần thiết của đề tài Ngày nay, các nông trại trên khắp thế giới dần được nâng cấp và phát triển tỷ lệ thuận cùng với sự phát triển của khoa học công nghệ. Nhiều chủ nông trại xem việc nuôi trồng như cuộc đầu tư mạo hiểm hơn là xem nó đơn thuần như hoạt động cung cấp thực phẩm cho tiêu dùng trong nước. Giống với nhiều loại hình kinh doanh khác, ngành nghề nuôi trồng cũng phải đối diện với nhiều thách thức lớn, điển hình như việc giới hạn về nguồn lực, kỹ thuật và khả năng quản lý. Cụ thể An Giang một trong những tỉnh hàng đầu về sản xuất nông nghiệp của vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long, đặc biệt là sản xuất lúa và nuôi thủy sản nước ngọt.
Tuy nhiên, trong những năm gần đây, những ảnh hưởng tiêu cực từ biến đổi khí hậu, vấn đề an ninh nguồn nước sông Mê Kông là những thách thức lớn đối với nền nông nghiệp tỉnh An Giang. Việc xây dựng một hệ thống thông tin cho ngành nông nghiệp dựa trên nền tảng GIS là một hướng đi phù hợp. Hệ thống ứng dụng công nghệ WebGIS [1] [2] [3] [4], cung cấp các chức năng quản lý và cập nhật dữ liệu trực tuyến. Bên cạnh đó, việc phát triển ứng dụng giúp theo dõi tình hình dịch bệnh tại hiện trường.
Các ứng dụng được liên kết thành một cổng thông tin hoàn chỉnh, giúp chia sẻ các thông tin hữu ích đến cán bộ quản lý, doanh nghiệp và người dân. Bên cạnh đó, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ Web, công nghệ Webgis ngày càng được sử dụng rộng rãi nhằm đáp ứng nhu cầu thông tin địa lý ngày càng tăng cho các mục đích phân tích và giám sát môi trường trực tuyến. Việc tích hợp công nghệ mạng cảm biến không dây lên WebGIS sẽ phát huy được ưu thế tự động hoá của cảm biến trong quan trắc môi trường và ưu thế của Webgis trong quản lý, chia sẻ thông tin trực quan [5] [6]. Xuất phát từ những thực tế nêu trên, đề tài “Nghiên cứu và xây dựng hệ thống webgis phục vụ quản lý môi trường sản xuất nông nghiệp của nông trại” được triển khai và tiến hành thực hiện bởi nhóm dự án của khoa.
Đề tài là một ứng dụng dựa trên nền WebGIS để quản lý nông trại, lập kế hoạch và lưu trữ hồ sơ với mục đích cung cấp một nền tảng tiêu chuẩn để thu thập và quản lý dữ liệu nông nghiệp [7]. Qua đó có thể giúp các nông dân, nhà phát triển, nhà nghiên cứu và tổ chức thuận lợi hơn trong việc quản lý thông tin các thửa đất, các thông tin cần thiết liên quan đến vùng sản xuất nguyên liệu của nông dân; trong khi đó nông dân thuận lợi trong việc cập nhật thông tin thửa đất, chính sách nông nghiệp. Ngoài ra, hệ thống còn giúp bà con nông dân biết được điều kiện môi trường hiện tại của thửa đất, quản lý nước canh tác trên đồng ruộng [7] [8].2 Mục tiêu nghiên cứu 1.1 Mục tiêu tổng quát Nghiên cứu, ứng dụng công nghệ WebGIS phục vụ quản lý môi trường nông nghiệp nông trại Việt Nam.2 Mục tiêu cụ thể Nghiên cứu, xây dựng và cải tiến FarmOS ứng dụng WebGIS nhằm quản lý, lưu trữ hồ sơ nhật ký, tài sản và cung cấp thông tin về môi trường thu được từ hệ thống mạng cảm biến trên từng thửa đất.3 Đối tượng nghiên cứu − Môi trường sản xuất nông nghiệp nông trại. − Trang web quản lý nông trại FarmOS.
− Thông tin về yêu cầu các chức năng cụ thể để đáp ứng quá trình quản lý vùng nguyên liệu của nông trại cũng như yêu cầu về chức năng phục vụ sản xuất hiệu quả cho nông dân. − Thông tin các sản phẩm chăm sóc nông nghiệp như phân bón, thuốc trừ sâu, thuốc dưỡng bệnh,. − Thông tin các địa điểm tập trung chứa sản phẩm nông sản. − Các công nghệ, phương tiện, kho bãi phục vụ việc vận hành nông sản sau mỗi mùa vụ sản xuất.4 Nội dung nghiên cứu − Nghiên cứu, tìm kiếm và xây dựng các giải pháp cải thiện hiệu năng web FarmOS.
− Ứng dụng WebGIS tích hợp với mạng cảm biến không dây quản lý thông tin môi trường. − Việt hóa FarmOS phù hợp với người dân Việt Nam. − Xác định và phân tích các phân hệ chính của đề tài.5 Những đóng góp của đề tài 1.1 Về cơ sở lý luận và khoa học Xác lập được cơ sở khoa học, phương pháp luận và giải pháp kỹ thuật xây dựng ứng dụng WebGIS phục vụ quản lý môi trường trong các hệ thống canh tác.2 Về thực tiễn Kết quả nghiên cứu có thể ứng dụng FarmOS xây dựng WebGIS phục vụ quản lý môi trường sản xuất nông nghiệp nông trại trong các hệ thống chăn nuôi, canh tác ở Việt Nam nói chung và huyện Thoại Sơn tỉnh An Giang nói riêng. 2 CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.1 Đặt vấn đề Hiện nay, các cán bộ quản lý, nông dân đã ứng dụng những thành tựu công nghệ thông tin vào các lĩnh vực sản xuất nông trại trên địa bàn huyện Thoại Sơn để mang lại hiệu quả sản xuất, quản lý cao hơn.
Tuy nhiên quy trình nghiệp vụ của công tác quản lý thông tin về môi trường sản xuất nông nghiệp của nông trại trên địa bàn hiện nay vẫn chưa được tin học hóa một cách đầy đủ và đồng bộ, nhiều kế hoạch giấy, sổ nợ vật tư hay các biểu mẫu quy trình canh tác,… vẫn đang lưu hành một cách rườm rà, điều kiện thời tiết diễn biến phức tạp mưa, nắng xen kẽ đã tạo điều kiện thuận lợi cho nhiều đối tượng sâu bệnh hại phát sinh, phát triển và gây hại trên cây trồng,. hoặc một số công tác đã được tin học hóa nhưng chưa thật sự hiệu quả. Cùng với đó, công nghệ WebGIS ngày càng được sử dụng rộng rãi nhằm đáp ứng nhu cầu thông tin địa lý ngày càng tăng cho các mục đích phân tích và giám sát môi trường trực tuyến. Vì vậy, việc nghiên cứu và thực hiện đề tài “Nghiên cứu và xây dựng hệ thống webgis phục vụ quản lý môi trường sản xuất nông nghiệp của nông trại” là một yêu cầu mang tính thực tiễn cao.2 LƯỢT KHẢO VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2.1 Tình hình nông trại 2.1 Trên thế giới Kinh tế nông trại có lịch sử phát triển lâu đời, các chuyên gia về sử học và kinh tế học thế giới đã chứng minh từ thời đế quốc La Mã, các nông trại đã hình thành trong đó lực lượng sản xuất chủ yếu là các nô lệ.
Ở Trung Quốc nông trại có từ đời nhà Đường. Với nước ta, nông trại hình thành và phát triển dưới thời nhà Trần với tên gọi chung là các “thái ấp”. Nông trại trên thế giới bắt đầu phát triển mạnh khi chế độ tư bản chủ nghĩa ra đời.000 nông trại, năm 1882 ở Tây Đức có 5.000, năm 1963 Thái Lan có 3.000 và Ấn Độ có hơn 44 triệu nông trại. Quá trình phát triển công nghiệp, số lượng các nông trại giảm, nhưng quy mô về diện tích và quy mô về doanh thu tăng lên.
Hiện nay ở Mỹ có 2,2 triệu nông trại, sản xuất mỗi năm 50% sản lượng đậu tương và ngô trên thế giới; ở Pháp có 0,98 triệu nông trại, sản xuất một lượng nông sản gấp 2,2 lần nhu cầu trong nước; 1.500 nông trại của Hà Lan mỗi năm sản xuất 7 tỷ bông hoa, 600 triệu chậu hoa; 4 triệu lao động trong các nông trại của Nhật Bản (chiếm 3,7% dân số cả nước) nhưng bảo đảm lương thực, thực phẩm cho hơn 100 triệu người. Như vậy, nông trại là một mô hình tổ chức sản xuất phổ biến trong nông nghiệp, xu thế tất yếu của sản xuất nông nghiệp hàng hoá.2 Việt Nam Theo báo cáo của Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, đến nay cả nước có khoảng 150.000 nông trại với diện tích đất sử dụng khoảng 900. Kinh tế nông trại phát triển nhanh cả về số lượng và chất lượng đã góp phần chuyển dịch cơ cấu kinh tế nông nghiệp nông thôn. Các nông trại chuyên trồng cây nông nghiệp chiếm 55,3%, chăn nuôi gia súc, gia cầm chiếm 10,3%, lâm nghiệp 3 chiếm 2,2%, nuôi trồng thuỷ sản chiếm 27,3% và sản xuất kinh doanh tổng hợp chiếm 4,9%.
Ở Việt Nam kinh tế trang trại ra đời và phát triển đã đóng một vai trò rất quan trọng trong sự nghiệp phát triển nông nghiệp và nông thôn nước ta theo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa. Vai trò của các trang trại thể hiện trên những khía cạnh chủ yếu sau đây. Góp phần cung cấp nhiều sản phẩm nông nghiệp với năng suất, chất lượng và hiệu quả vượt trội so với kinh tế nông hộ. Góp phần chuyển dịch cơ cấu kinh tế trong nông nghiệp, nông thôn, tạo ra những vùng sản xuất hàng hóa lớn tập trung, gắn nông nghiệp với công nghiệp chế biến, từng bước thực hiện nội dung công nghiệp hóa, hiện đại hóa nông nghiệp, nông thôn nước ta[10].
Trang trại trồng cây hàng năm và cây lâu năm có xu hướng giảm, tăng tỷ trọng trang trại chăn nuôi, nuôi trồng thuỷ sản và sản xuất kinh doanh thuỷ sản. Năm 2001 tỷ trọng trang trại trồng cây hàng năm chiếm 35,6% đến năm 2006 chiếm 28,7%, trang trại chăn nuôi năm 2001 chiếm tỷ trọng 2,9% đến năm 2006 chiếm tỷ trọng 14,6%. Xu hướng chăn nuôi lợn và gia cầm tiếp tục phát triển theo huớng sản xuất quy mô lớn với mô hình gia trại và trang trại ngày cảng tăng. Theo kết quả điều tra trang trại, tại thời điểm 01/7/2010, số trang trại chăn nuôi của cá nước tăng 13% so với cùng thời diểm năm 2009.
Các vùng có uố trang trại chăn nuôi tăng nhanh là: Vùng Trung du và miền núi phía Bắc tăng 26,7%: Đông bằng sông Hồng tăng 15,7%, Đồng bằng sông Cu Long tang 14,4%. Theo kết quả điều tra chấn nuối, tại thời điểm 01/10/2010 đàn lợn cả nước có 27,37 triệu con, giảm 0,99% so với cùng thời điểm năm 2009. Đàn gia cầm có 300,5 triệu con, tăng 7,3%. Đàn trâu có 29134 nghìn con, làng 0,9%, Đàn bò có 5916,3 nghìn con, giàm 3,1%.
Sản lượng thịt trâu hơi xuất chuồng năm 2010 uớc tính 84,2 nghin tấn, tăng 6,5% so với năm 2009[11].2 Tình hình nghiên cứu ứng dụng Webgis mã nguồn mở Trên thế giới cũng như ở nước ta, công nghệ Webgis mã nguồn mở được nghiên cứu, ứng dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực [12].1 Trên thế giới Ashwin Dhakal (2010) [1] đã sử dụng các bộ ,mã nguồn mở GeoServer, Openlayers, PostGIS để xây dựng trang WebGIS về quản lý thuỷ lợi, cung cấp cho người nông dân vùng Alentejo – Bồ Đào Nha các thông tin về thời tiết, sự bốc thoát hơi, có thể hỗ trợ cho việc lập kế hoạch tưới tiêu.