- Trang Chủ
- Môi trường
- Một số tiêu chí đề xuất khi xây dựng định hướng phát triển ứng dụng viễn thám Việt Nam trên trên cơ sở xu thế phát triển ứng dụng viễn thám trên thế giới qua hai giai đoạn
Xem mẫu
- Trao đổi, Tin tức & Sự kiện
MỘT SỐ TIÊU CHÍ ĐỀ XUẤT KHI XÂY DỰNG ĐỊNH
HƯỚNG PHÁT TRIỂN ỨNG DỤNG VIỄN THÁM VIỆT NAM
TRÊN TRÊN CƠ SỞ XU THẾ PHÁT TRIỂN ỨNG DỤNG
VIỄN THÁM TRÊN THẾ GIỚI QUA HAI GIAI ĐOẠN
Lê Quốc Hưng, Nguyễn Dương Anh
Cục Viễn thám quốc gia, Bộ Tài nguyên và Môi trường
Tóm tắt
Hện nay, nhiều nước phát triển đã bắt đầu chuyển sang văn minh tri thức - trí
tuệ. Các quốc gia đang phát triển cũng tích cực áp dụng những tiến bộ mới của khoa
học công nghệ đặc biệt là công nghệ viễn thám nhằm tạo cơ hội đi tắt đón đầu, phát
huy lợi thế cạnh tranh, đẩy nhanh quá trình công nghiệp hoá và chủ động hội nhập.
Cùng với những thành tựu trong nghiên cứu vũ trụ và phát triển công nghệ
thông tin, công nghệ viễn thám hiện đại đã hình thành và phát triển, đem lại hiệu
quả cao cho nhiều hoạt động kinh tế xã hội quan trọng như: Điều tra cơ bản, khai
thác và quản lý tài nguyên, giám sát và bảo vệ môi trường, phòng chống và giảm
nhẹ thiên tai, quốc phòng - an ninh. Nhờ đó công nghệ viễn thám có một vị trí quan
trọng trong chiến lược phát triển lâu bền của mọi quốc gia.
Bài báo giới thiệu một số ứng dụng trong hai (02) giai đoạn phát triển viễn thám
trên thế giới, đề xuất các tiêu chí phục vụ định hướng phát triển viễn thám tại Việt Nam.
Từ khóa: Viễn thám, ảnh máy bay, ảnh vệ tinh.
Abstract
Some recommended criteria for buiding Vietnam remote sensing development
strategy based on remote sensing application development in the world during
two main periods
Nowadays, many developed countries have begun to move to information civilization
stage. Developing countries have also been actively adopting new advances in science
and technology, especially remote sensing technologies. This provides opportunities for
promoting competitive advantages during industrialization and integration process.
With achievements in space technology research and development, remote
sensing technology has been highly developed and applied in many important socio-
economic activities such as basic investigation, natural resources exploitation and
management, environmental monitoring and protection, natural disaster prevention
and mitigation, defense and security. As a result, remote sensing technology has
played an important role in the long-term development strategy of every country.
This article reviewed some main applications from two remote sensing
development stages in the world and proposed some criteria for remote sensing
development in Vietnam.
Keywords: Remote sensing, Photogrammetry, satellite image.
1. Đặt vấn đề ngành khoa học Viễn thám đã bắt đầu từ
Viễn thám là một trong những những năm 1800 khi phát hiện và phát
ngành khoa học phát triển đặc biệt mạnh triển kỹ thuật hồng ngoại. Kỹ thuật chụp
mẽ trên thế giới. Lịch sử phát triển của ảnh đen trắng phát minh năm 1839, đến
100
Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường - Số 16 - năm 2017
- Trao đổi, Tin tức & Sự kiện
năm 1847 khi dải phổ hồng ngoại và dải nhau và cho khả năng nhìn hình ảnh nổi.
phổ nhìn thấy được phát hiện thì năm Nhờ khả năng này giúp chúng ta có thể
1850 đến năm 1860 ảnh được chụp trên chỉnh lý, đo đạc và tách lọc thông tin có
kinh khí cầu; năm 1909 bức ảnh đầu tiên hiệu quả cao. Lúc này các thiết bị chụp
được chụp từ máy bay, đến năm 1920 - ảnh có thể được đặt trên kinh khí cầu,
1930 ngành đo đạc ảnh hàng không bắt máy bay, hoặc một phương tiên trên
đầu được ứng dụng và phát triển. Tuy không khác gọi là chụp ảnh hàng không
nhiên, đến những năm 1970 khoa học và ảnh thu được gọi là ảnh hàng không.
viễn thám mới bắt đầu bùng nổ đánh dấu Cho đến Chiến tranh Thế giới lần
sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thứ hai, lĩnh vực viễn thám vẫn chủ yếu
vũ trụ cho cả mục đích dân sự và quân phục vụ cho mục đích quân sự. Trong
sự. Đây cũng là những năm bắt đầu kỷ thời kỳ này công nghệ radar và công nghệ
nguyên của công nghệ Viễn thám trên chụp ảnh sử dụng phổ hồng ngoại cũng
vệ tinh. Lúc này các dữ liệu ảnh vệ tinh bắt đầu phát triển. Các bức ảnh chụp từ
bắt đầu được thu nhận từ các vệ tinh trên nguồn năng lượng radar cũng như các
quỹ đạo của Trái Đất. bức ảnh chụp với kênh phổ hồng ngoại
Đến nay, các nước trên thế giới đã với khả năng nhận biết thông tin nhiều
và đang đầu tư mạnh mẽ và có những hơn vẫn chủ yếu phục vụ cho mục đích
định hướng sâu, rộng cho các ứng dụng quân sự. Trong giai đoạn này công nghệ
cụ thể theo từng giai đoạn. Vì vậy, cần chụp ảnh màu bằng máy ảnh cũng đã ra
thiết định hướng phát triển đời tuy nhiên mục đích chính của viễn
2. Các giai đoạn hình thành và thám vẫn chủ yếu phục vụ cho quân sự.
phát triển
2.1. Thời kỳ trước những năm 1970
Viễn thám là ngành khoa học có sự
phát triển mạnh mẽ từ những năm 1960
của thế kỷ 20. Tuy nhiên, viễn thám có
lịch sử phát triển từ những năm 1880 bắt
đầu bằng việc chụp ảnh sử dụng phim
và giấy ảnh. Bức ảnh chụp bề mặt Trái
Đất được chụp từ kinh khí cầu vào năm
1858 ở độ cao 80m so với mặt đất ở Hình 1: Tư liệu viễn thám chụp từ máy
vùng Bievre thuộc Pháp. bay tại Ontario, Canada (07/1968)
2.1.1. Công nghệ chụp ảnh từ 2.1.2. Công nghệ chụp ảnh từ vũ trụ
máy bay Bức ảnh đầu tiên chụp Trái Đất
Việc ra đời của tia hồng ngoại đã nhìn từ Vũ trụ được cung cấp bởi tàu
con thoi Explorer-6 của Hoa Kỳ năm
góp phần không nhỏ thúc đẩy sự phát
1959. Tiếp theo Explorer-6 tàu con thoi
triển mạnh mẽ viễn thám chụp ảnh sử Apolo của Hoa Kỳ chụp ảnh Trái Đất
dụng máy ảnh quang học với phim và nổi và đa phổ, kích thước 70mm phục
giấy ảnh. Công nghệ chụp ảnh từ máy vụ chiết tách các thông số phục vụ
bay tạo điều kiện cho nghiên cứu mặt nghiên cứu các đối tượng trên mặt đất
đất bằng cách chụp chồng phủ kế tiếp như lớp phủ. Tuy nhiên, không thể phủ
101
Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường - Số 16 - năm 2017
- Trao đổi, Tin tức & Sự kiện
nhận ngành hàng không vũ trụ của Liên Cung cấp thông tin cho công tác
Xô (cũ) đóng vai trò tiên phong thúc quản lý nuôi trồng thủy sản ven bờ và
đẩy việc ứng viễn thám trong nghiên phục vụ đánh bắt hải sản xa bờ, thông
cứu Trái Đất. Cho đến khi kỷ nguyên vũ tin về mùa màng phục vụ xuất khẩu
trụ bắt đầu phát triển thì công nghệ viễn nông sản, thông tin điều tra tổng hợp
thám vẫn chủ yếu phục vụ cho mục đích phục vụ quản lý dải ven bờ cũng như
quân sự.
quy hoạch vùng, quy hoạch ngành phục
2.2. Viễn thám trong kỷ nguyên vụ chuyển dịch cơ cấu kinh tế [4].
vũ trụ
Ảnh viễn thám còn được sử dụng
Đến nay, hàng nghìn vệ tinh và tàu như một công cụ thành lập bản đồ để
vũ trụ bao gồm các vệ tinh khí tượng, phân loại cây trồng, kiểm tra và giám sát
các vệ tinh tài nguyên và các vệ tinh sự phát triển cũng như phát hiện kịp thời
quân sự đã phóng lên khoảng không vũ vùng sâu bệnh.
trụ nhằm cung cấp ảnh vệ tinh phục vụ
Bản đồ hiện trạng sử dụng đất thường
các mục đích khác nhau. Để đáp ứng
được xây dựng cho mục đích kiểm kê và
yêu cầu thực tiễn, ảnh vệ tinh không
đánh giá hiện trạng của khu vực.
ngừng được đa dạng hoá và được hoàn
thiện theo hướng nâng cao độ phân
giải không gian, độ phân giải phổ và
độ phân giải về thời gian. Hiện nay, độ
phân giải của ảnh viễn thám từ hàng
km đến dưới 1m; ảnh từ toàn sắc đến
siêu phổ (hyperspectral). Bên cạnh đó,
thời gian lặp lại (độ phân giải về thời
gian) của vệ tinh đã được rút ngắn nhờ
sử dụng phương pháp biến đổi góc chụp
hay sử dụng chùm vệ tinh. Công nghệ Hình 2: Sự đa dạng về phân giải không
viễn thám đã trở thành công nghệ hiệu gian của ảnh viễn thám
quả nhất để giám sát các đối tượng biến
động trong không gian và thời gian cho
các mục đích quản lý tài nguyên, giám
sát môi trường và thiên tai [1].
2.2.1. Viễn thám trong công tác
giám sát tài nguyên thiên nhiên
Giám sát hiện tượng sạt lở bờ biển,
bờ sông, các tai biến địa chất, cháy rừng
và điều tra hiện trạng môi trường, giám
sát biến động lớp phủ mặt đất, xói mòn
đất, hoang mạc hóa, địa chất, tài nguyên Hình 3: Hình ảnh tâm bão Katrina chụp
rừng... Các hiện tượng này thường diễn bởi vệ tinh Envisat tại vịnh Mexico, 2005
ra trên phạm vi rộng, vùng xa và thời 2.2.2. Viễn thám trong công tác nghiên
gian dài nên chỉ có công nghệ viễn thám cứu và xác định các thông số khí hậu
với khả năng bao quát các vùng rộng
lớn, và có chu kỳ quan sát lặp lại khác Các ảnh vệ tinh cho phép xác định
nhau cũng như quan sát trong bất kỳ các thông số khí hậu như mây, bão nhiệt
thời tiết nào [2, 3]. đới, tuyết, cháy, khói, sương mù.... [5, 6].
102
Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường - Số 16 - năm 2017
- Trao đổi, Tin tức & Sự kiện
Cụ thể, ảnh hồng ngoại được chụp bằng đã có sự đồng bộ phát triển rõ nét. Tại
các sensor cho phép các nhà phân tích xác Việt nam, cần thiết phải đồng bộ hóa
định độ cao và loại mây, tính nhiệt độ mặt việc ứng dụng và phát triển viễn thám
từ trung ương đến địa phương. Một số
đất và nước. Hiện tượng El Niño cũng có
tiêu chí phát triển viễn thám trong giai
thể được xác định từ loại ảnh này. đoạn tới cần thực hiện đề xuất như sau:
2.2.3. Viễn thám trong giám sát và 3.1. Bảo đảm tính hợp hiến, hợp
phòng chống thiên tai pháp, tính thống nhất, tính đồng bộ
Viễn thám ứng dụng trong giám sát của văn bản quy phạm pháp luật viễn
và phòng chống thiên tai phải kể đến là thám trong hệ thống pháp luật
các vệ tinh Radar, cho phép nghiên cứu Bất kỳ một quy phạm hay văn bản
các dòng hải lưu, đo tốc độ và hướng quy phạm pháp luật nào cũng được tạo ra
và tác động không phải trong sự độc lập,
gió, nhiệt độ biển và độ cao sóng. Bên riêng rẽ mà trong một tổng thể những
cạnh đó, vệ tinh viễn thám cho phép xác mối liên hệ và những sự ràng buộc nhất
định chính xác về băng tan để vạch ra định. Do vậy, tính toàn diện và đồng bộ
những đường hàng hải an toàn trong của hệ thống pháp luật có ảnh hưởng rất
những vùng biển có nhiều núi băng. lớn tới tính khả thi và hiệu quả của việc
Các ảnh Radar còn cho phép phát thực hiện pháp luật.
hiện ô nhiễm dầu, hải triều đen. Khi có 3.2. Nội dung phải tương thích với
ô nhiễm môi trường bởi Hydrocacbua, điều ước quốc tế
váng dầu làm thay đổi tín hiệu phản xạ Định hướng phát triển viễn thám
về Radar [7], [8]. không chỉ phù hợp với các điều kiện
Các vệ tinh Radar còn được dùng kinh tế - xã hội của đất nước hệ thống
vào nhiều ứng dụng khác như: quan trắc pháp luật quốc gia còn phải phù hợp với
các cơn bão lớn với tốc độ gió trên 120 pháp luật quốc tế. Trong xu hướng hội
km/h; đo độ nhám của mặt đất để đánh nhập và hợp tác hiện nay, vấn đề này
giá ngập lụt; theo dõi sự phá rừng, sụt lở luôn đòi hỏi phải được chú trọng và
tuyết, sụt lún, trượt lở..... [9]. trong những giới hạn có thể hệ thống
pháp luật quốc gia cần phải phù hợp với
2.2.4. Viễn thám trong giám sát
các công ước, điều ước và thông lệ quốc
đại dương
tế mà quốc gia đã ký kết hoặc tham gia.
Dữ liệu viễn thám là công cụ tốt nhất Hệ thống pháp luật quốc gia phải được
hiện nay có thể giám sát được biến động xây dựng phù hợp với các nguyên tắc cơ
mực nước biển với tần suất cao. Bên cạnh bản của các điều ước và thông lệ quốc
đó, các thông số đại dương cũng cho phép tế, tiếp thu và sử dụng có hiệu quả lý
chiết xuất từ thông tin viễn thám [2], [6],. luận, kinh nghiệm điều chỉnh pháp luật
2.2.5. Công nghệ viễn thám trong của các nước khác trên thế giới.
chương trình thám hiểm không gian 3.3. Phù hợp với điều kiện kinh tế,
Đến nay, sự phát triển trong khoa học xã hội
không gian của nhiều nước trên thế giới Sự phù hợp của các định hướng
còn nhằm mục đích nghiên cứu không phát triển ứng dụng viễn thám với các
gian phục vụ hòa bình và đóng góp vào quy luật khách quan của sự phát triển
sự tiến bộ của loài người [6], [9].. kinh tế - xã hội là điều kiện vô cùng
quan trọng bảo đảm cho tính khả thi và
3. Đề xuất tiêu chí khi xây dựng hiệu quả, vừa phản ánh được những quy
định hướng phát triển viễn thám cho luật chung vừa phản ánh được những
Việt Nam quy luật đặc thù của sự phát triển ứng
Trên thế giới, công nghệ viễn thám dụng viễn thám trong nước.
103
Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường - Số 16 - năm 2017
- Trao đổi, Tin tức & Sự kiện
3.4. Tính khả thi của định hướng nghệ viễn thám ở nước ta đã phát triển,
ứng dụng viễn thám tuy nhiên việc đồng bộ hóa phát triển
Tính khả thi của hệ thống quy viễn thám còn hạn chế, chưa tương
định, quy trình công nghệ viễn thám xứng với tiềm năng và chưa đáp ứng
phải đúng lúc, kịp thời đáp ứng những được yêu cầu thực tiễn. Tình hình đó đòi
nhu cầu đặt ra, đồng thời phải phù hợp hỏi đánh giá thực trạng và đề xuất định
với cơ chế thực hiện và áp dụng trong hướng phát triển công nghệ viễn thám
các cơ sở nghiên cứu, ứng dụng. Chất trong thời kỳ công nghiệp hoá hiện đại
lượng quy định, quy chuẩn, quy trình hoá, đưa công nghệ viễn thám trở thành
động lực phát triển kinh tế xã hội trên cơ
ứng dụng công nghệ viễn thám là một
sở các tiêu chí nêu trên.
trong những cơ sở để bảo đảm cho việc
thực hiện và áp dụng đạt được kết quả Lời cảm ơn: Các tác giả bài báo
cao trong thực tiễn, đồng thời cho phép xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ và
dự báo được khả năng đồng bộ hóa hệ cung cấp các tư liệu từ nhóm nghiên cứu
thống viễn thám trên phạm vi cả nước. thuộc đề tài “Nghiên cứu cơ sở khoa học
và thực tiễn định hướng phát triển ứng
3.5. Nội dung quy định phải dụng công nghệ viễn thám trong giám
minh bạch, cụ thể, rõ ràng, dễ hiểu, sát, điều tra cơ bản tài nguyên thiên
dễ thực hiện nhiên - môi trường và phòng chống
Hệ thống quy định phải có nội dung thiên tai”, mã số 2015.08.02.
thể hiện, có hình thức rõ ràng, có nội TÀI LIỆU THAM KHẢO
dung được kết cấu chặt chẽ, lôgíc, các [1]. Trang thông tin điện tử của Viện Công
thuật ngữ chính xác. Đó là những công nghệ vũ trụ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công
cụ, phương tiện được sử dụng trong thực nghệ Việt Nam: http://www.sti.vast.ac.vn.
tiễn phát triển viễn thám thời gian tới [2]. "Earth observations in support
of national strategies for disaster rrisk
3.6. Quy định phải hợp lý management" Final Issue, dated 25
Hệ thống quy định, định hướng phát February 2015.
triển viễn thám tại Việt Nam phải phù hợp [3]. "Earth Observation Strategic
với các quy định và tiêu chuẩn các lĩnh vực Implementation Plan 2015-2017" UK
liên quan. Chẳng hạn, để giải quyết những Space Agency, Version 1 July 2015.
tranh chấp, xử lý những vi phạm pháp luật [4]. "Science for Environment
Policy Future Brief: Earth Observation's
trong lĩnh vực quản lý và sử dụng đất đai potential for the EU Environment" Science
có thể sử dụng tư liệu viễn thám đúng thời Communication Unit, University of the
điểm, hình ảnh rõ nét trên cơ sở sử dụng West of England, Bristol (2012).
đúng quy trình, quy định kỹ thuật. Vì vậy [5]. "Strategy for Earth Observation
đòi hỏi phải quy trình, quy định kỹ thuật from Space 2013-16" UK Space Agency.
nào và giao cho đơn vị nào giải quyết thì [6]. "NASA Strategic Plan 2014"
phù hợp hơn, có hiệu quả cao hơn. National Aeronautics and Space
Administration
4. Kết luận [7]. "Europe unveils British
Bên cạnh sự phát triển có định astronaut". BBC News. 20 May 2009.
Retrieved 27 April 2010.
hướng về viễn thám rõ nét của các nước
[8]. "Canadian Space Agency Act".
trên thế giới, ở nước ta, viễn thám bắt Department of Justice. Retrieved 2011-05-29.
đầu được ứng dụng từ những năm 1980, [9]. "ESA and Canada renew
đã đem lại những kết quả đáng khích partnership in space science and
lệ và khẳng định tính ưu việt của công technology". European Space Agency. 15
nghệ viễn thám về mọi mặt. Song công December 2010. Retrieved 2014-02-02.
BBT nhận bài: Ngày 5/3/2017; Phản biện xong: 25/4/2017
104
Tạp chí Khoa học Tài nguyên và Môi trường - Số 16 - năm 2017
nguon tai.lieu . vn