GIS trờn thế giới
Việc sử dụng kết hợp viễn thỏm và GIS cho nhiều mục ủớch khỏc nhau
ủó trở nờn rất phổ biến trờn toàn thế giới trong thời ủại ngày nay.
GIS bắt ủầu ủươc xõy dựng ở Canada từ những năm 60 của thế kỷ XX và ủó ủược ứng dụng ở rất nhiều lĩnh vực khỏc nhau trờn toàn thế giới. Sau
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học nụng nghiệpẦẦẦẦẦ 35
khi vệ tinh quan sỏt Trỏi ủất Landsat ủầu tiờn ủược phúng vào năm 1972, cỏc dữ liệu viễn thỏm ủược xem là nguồn thụng tin ủầu vào quan trọng của GIS nhờ những tiến bộ về kỹ thuật của nú. Ngày nay, Trỏi ủất ủược nghiờn cứu
thụng qua một dải quang phổ rộng với nhiều bước súng khỏc nhau từ dải súng nhỡn thấy ủược ủến dải súng hồng ngoại nhiệt. Cỏc thế hệ vệ tinh mới ủược bổ sung thờm cỏc tớnh năng quan sỏt trỏi ủất tốt hơn với những quy mụ khụng gian khỏc nhau. Vệ tinh cung cấp một lượng thụng tin khổng lồ và phong phỳ về cỏc phản ứng quang phổ của cỏc hợp phần của trỏi ủất như ủất, nước, thực vật. Chớnh cỏc phản ứng này sau ủú sẽ phản ỏnh bản chất sinh lý của trỏi ủất và cỏc hiện tượng diễn ra trong tự nhiờn bao gồm cả cỏc hoạt ủộng của con
người. Nhờ khả năng phõn tớch khụng gian, thời gian và mụ hỡnh hoỏ, GIS cho phộp tạo ra những thụng tin cú giỏ trị gia tăng cho cỏc thụng tin ủược triết xuất từ dữ liệu vệ tinh.
Cú thể núi lõm nghiệp là một trong những lĩnh vực ủầu tiờn ỏp dụng
thành tựu của cụng nghệ viễn thỏm. Hiện nay, việc sử dụng tư liệu viễn thỏm trong thành lập bản ủồ rừng, theo dừi biến ủộng, chặt phỏ rừng...ủó trở thành cụng nghệ phổ biến trờn thế giới. Tớch hợp dữ liệu viễn thỏm với hệ thống thụng tin ủịa lý (GIS) cú thể dự bỏo những khu vực cú nguy cơ chỏy rừng; dự bỏo sự suy giảm diện tớch rừng trờn quy mụ toàn cầu do biến ủổi khớ hậu và sự gia tăng dõn số. Xột một vớ dụ về kết hợp giữa viễn thỏm và GIS trong nghiờn cứu chỏy rừng: nhờ cú cụng nghệ viễn thỏm con người ủó sử dụng
những tấm ảnh viễn thỏm chụp ủược ủể phõn loại rừng. Cũn dữ liệu GIS sẽ
cung cấp cỏc thụng tin về ủịa hỡnh, khớ hậu, mạng lưới thuỷ văn, những thụng tin về khu vực nghiờn cứu. Trờn cơ sở ủú cỏc thụng tin tớch hợp sẽ chỉ ra cỏc khu vực cú nguy cơ chỏy rừng ở mức ủộ khỏc nhau.
Trong nghiờn cứu ủịa chất: người ta sử dụng tư liệu viễn thỏm kết hợp với GIS ủể thành lập cỏc bản ủồ kiến tạo, cỏc cấu trỳc ủịa chấtẦ
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học nụng nghiệpẦẦẦẦẦ 36
trờn thế giới ủể quản lý và quy hoạch sử dụng ủất một cỏch hợp lý, cú hiệu quả họ ủó sử dụng cụng nghệ viễn thỏm kết hợp với dữ liệu GIS. Như ở
Nhật Bản ủể ủưa ra những ủỏnh giỏ về năng suất thực ban ủầu cho cỏc nước Chõu Á người ta sử dụng viễn thỏm và GIS kết hợp với dữ liệu thống kờ về cỏc sản phẩm nụng nghiệp [26]. Hay ở Trung Quốc ủó sử dụng ảnh SAR ở
cỏc thời ủiểm khỏc nhau trờn cơ sở kết hợp với bản ủồ ủịa hỡnh, bản ủồ sử
dụng ủất ủể cập nhật nhanh bản ủồ ủất trồng lỳa cho cỏc tỉnh...[27]. Ngoài ra
ủể ủỏnh giỏ mức ủộ thớch hợp của ủất ủối với cỏc loại cõy trồng nụng nghiệp
thỡ tư liệu viễn thỏm ủược sử dụng ủể phõn loại cỏc ủối tượng sử dụng ủất
cũn dữ liệu GIS là cỏc bản ủồ nụng hoỏ thổ nhưỡng, bản ủồ ủịa hỡnh, bản ủồ chế ủộ tưới tiờu [28].
Trong nghiờn cứu mụi trường, tài nguyờn thiờn nhiờn: Trong vài năm trở lại ủõy thiờn nhiờn cú nhiều biến ủộng bất thường xảy ra và ủó gõy hậu
quả thiệt hại về người và của vụ cựng to lớn ủối với con người. Những thảm hoạ xảy ra như súng thần, lũ lụt, hiện tượng hiệu ứng nhà kớnhẦXuất phỏt từ thực tế ủú việc ứng dụng cụng nghệ viễn thỏm và GIS trong nghiờn cứu mụi
trường toàn cầu là vụ cựng cần thiết, cú ý nghĩa quan trọng. Những ứng dụng quan trọng ủược kể ủến là thành lập bản ủồ ủộ sõu ngập lụt, dự bỏo nguy cơ trượt lở ủấtẦ
2.4.2 Tỡnh hỡnh nghiờn cứu ứng dụng cụng nghệ viễn thỏm kết hợp với
GIS ở Việt Nam
Từ thập kỷ 50 của thế kỷ XX (vệ tinh nhõn tạo ủầu tiờn ủược phúng lờn quỹ ủạo) ủến nay trong khụng gian ủang tồn tại hàng trăm vệ tinh khỏc nhau của cỏc quốc gia. Khả năng khai thỏc vệ tinh là vụ cựng to lớn, từ mục ủớch quõn sự ủến viễn thụng, thương mại, phỏt triển kinh tế. đặc biệt là những bức
ảnh do vệ tinh chụp giỳp con người ủiều tra tài nguyờn thiờn nhiờn, giỏm sỏt ủược sự biến ủộng của thời tiết, thiờn nhiờn, mụi trườngẦSự biến ủộng khỏc
thường của tự nhiờn trong những năm qua ủó thỳc ủẩy mạnh mẽ sự phỏt triển và ứng dụng cỏc cụng nghệ hiện ủại trờn thế giới nhằm dự bỏo sớm nhất
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học nụng nghiệpẦẦẦẦẦ 37
những thảm họa cú thể xảy ra do sự biến ủộng tiờu cực của thiờn nhiờn. Việt Nam - ủất nước ủang trong giai ủoạn phỏt triển nhanh chúng cho nờn việc
giỏm sỏt biến ủộng phức tạp về tài nguyờn, mụi trường ngày càng vụ cựng
quan trọng ủặc biệt là với sự trợ giỳp của cụng nghệ viễn thỏm và hệ thống
thụng tin ủịa lý. Trước nhu cầu cấp bỏch của thực tế Chớnh phủ Việt Nam và Chớnh phủ Phỏp ủó ký một nghị ủịnh thư tài chớnh ủể thực hiện ủề tài ỘXõy
dựng hệ thống giỏm sỏt tài nguyờn và mụi trường tại Việt NamỢ [14]. Mục tiờu của dự ỏn là xõy dựng một hệ thống cụng nghệ viễn thỏm - hệ thống thụng tin ủịa lý ủủ mức hiện ủại, phự hợp với ủiều kiện Việt Nam trong giai ủoạn 10 năm trước mắt, cú khả năng cung cấp cho giai ủoạn sau; nhằm thu
nhận cỏc loại ảnh vệ tinh chủ yếu, xử lý ảnh; thành lập hệ thống thụng tin;
nõng cấp hệ thống viễn thỏm ứng dụng cho cỏc ngành ở nước ta phục vụ mục tiờu phỏt triển kinh tế - xó hội và bảo vệ mụi trường. Sau hơn 3 năm xõy dựng, ngày 09/7/2009 Trạm thu ảnh vệ tinh Việt Nam và Trung tõm dữ liệu viễn thỏm Quốc gia chớnh thức ủi vào hoạt ủộng. đõy là hai sản phẩm chớnh của dự ỏn ỘXõy dựng hệ thống giỏm sỏt tài nguyờn và mụi trường tại Việt NamỢ. Nú khụng chỉ là niềm tự hào của những cơ quan, ủơn vị tham gia xõy dựng, cung cấp thiết bị cụng nghệ, quản lý, vận hành, khai thỏc sử dụng mà cũn là niềm tự hào của ủất nước ta. Cú thể núi ủõy là bước khởi ủầu quan
trọng, ủặt nền múng cơ bản cho việc ứng dụng và phỏt triển cụng nghệ viễn thỏm ở tầm Quốc gia. Là trạm thu thứ 5 trong khối ASEAN nhưng Trạm thu ảnh vệ tinh Việt Nam ủược lắp ủặt cỏc thiết bị kỹ thuật sử dụng cụng nghệ
mới nhất từ Chõu Âu, Mỹ và những thiết bị chuyờn ngành do Tập ủoàn hàng khụng vũ trụ quốc phũng EADS-DSC (Phỏp) lập riờng cho dự ỏn, ủó tạo ra
tớnh năng tự ủộng cao. Hầu như toàn bộ quỏ trỡnh thu nhận tớn hiệu, xử lý tớn hiệu và dữ liệu ảnh ban ủầu ủều tự ủộng. Trạm thu ủược 5 loại ảnh vệ tinh là Spot 2, Spot 4, Spot 5, ENVISAT ASAR và ENVISAT MERIS cú ủộ phõn
giải 2,5m; 10m; 20m; 30mẦcú thể phục vục cho nhiều nhiệm vụ trong lĩnh vực ủiều tra cơ bản, giỏm sỏt tài nguyờn thiờn nhiờn và mụi trường.
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học nụng nghiệpẦẦẦẦẦ 38
Hỡnh 2.14. Trạm thu ảnh vệ tinh &Trung tõm Quản lý Dữ liệu quốc gia
Ngoài ra sự kết hợp giữa viễn thỏm và hệ thống thụng tin ủịa lý (GIS) cũn ủem lại nhiều ứng dụng to lớn như:
- Trong nghiờn cứu lõm nghiệp:
Ngày 25 thỏng 6 năm 2005, Cụng ty GeoInfo và Trung tõm Tài nguyờn & Mụi trường, Viện ủiều tra quy hoạch rừng ủó phối hợp thực hiện hợp ủồng:
Ứng dụng viễn thỏm và hệ thụng tin ủịa lý trong việc thiết kế hệ thống hỗ trợ
ra quyết ủịnh kế hoạch trồng rừng 5 năm của Ban Quản lý rừng phũng hộ ủầu nguồn sụng Bồ.
- Trong quản lý tổng hợp ủới bờ (QLTHđB):
Từ thỏng 9 năm 2000 dự ỏn Việt Nam - Hà Lan về quản lý tổng hợp ủới bờ (VNICZM) do Bộ Tài nguyờn và Mụi trường thụng qua Cục Bảo vệ Mụi trường phối hợp với tập ủoàn tư vấn NEDECO bắt ủầu ủược triển khai tại 3
tỉnh ven biển Việt Nam là Nam định, Thừa Thiờn Huế, Bà Rịa Vũng Tàu. Mục tiờu của dự ỏn là hướng tới xõy dựng một chương trỡnh QLTHđB dài hạn nhằm hỗ trợ Việt Nam trong quy hoạch và phỏt triển một cỏch bền vững ủới bờ cựng với tài nguyờn thiờn nhiờn và cộng ủồng dõn cư sinh sống trong khu vực này [16]. Việc ỏp dụng cỏc phương tiện tiờn tiến hỗ trợ cho QLTHđB như viễn thỏm và GIS ủược xỏc ủịnh là một trong những nhiệm vụ trọng tõm thuộc kế
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học nụng nghiệpẦẦẦẦẦ 39
- Trong quan trắc sự cố tràn dầu:
Theo ủề nghị của Cục Bảo vệ Mụi trường, cuộc họp khẩn cấp giữa ủại diện Cục Bảo vệ Mụi trường và Viện Vật lý và điện tử ủó họp vào ngày
08/02/2007 ủể ủỏnh giỏ và xỏc ủịnh nguyờn nhõn sự cố tràn dầu tại Quảng Nam trong giai ủoạn cuối thỏng 1 ủến ủầu thỏng 2 năm 2007 bằng cụng nghệ viễn
thỏm sử dụng ảnh MoDis kết hợp với GIS [22]. Ảnh MoDis với ủộ phủ rộng,
ủa phổ và quan trắc hàng ngày sẽ cung cấp nhiều thụng tin về khụng gian và
thời gian kết hợp với dữ liệu GIS sẽ ủưa ra cỏc phương ỏn xử lý tràn dầu xa bờ. - Trong quản lý dải ven biển:
Dự ỏn do Trung tõm Viễn thỏm thực hiện từ thỏng 2/2000 ủến thỏng
6/2002. Mục tiờu của dự ỏn nhằm tăng cường năng lực cho Trung tõm Viễn thỏm trong việc ứng dụng cụng nghệ viễn thỏm ủể thành lập bản ủồ phục vụ
cụng tỏc quản lý dải ven biển, nhằm gúp phần hỗ trợ Việt Nam trong cụng tỏc quản lý và phỏt triển bền vững dải ven biển. Kết quả thực hiện dự ỏn là ủó cung cấp tư liệu và phần mềm xử lý ảnh vệ tinh. đó nhận 67 cảnh ảnh vệ tinh radar
của cơ quan vũ trụ Chõu Âu và 19 cảnh ảnh vệ tinh Landsat 7; ủó tiếp nhận 3 phần mềm ENVI xử lý ảnh vệ tinh radar và ảnh quang học. Việc kết hợp tư liệu
ảnh viễn thỏm và dữ liệu GIS ủó thành lập ủược bộ bản ủồ chuyờn ủề phục vụ
cụng tỏc quản lý dải ven biển tại 3 vựng là: Vựng 1 (vựng Miền Bắc) bao gồm dải ven biển Quảng Ninh - Hải Phũng - Thỏi Bỡnh - Nam định - Ninh Bỡnh, vựng 2 (vựng Miền Trung) bao gồm dải ven biển tỉnh Quảng Trị - Thừa Thiờn Huế - đà Nẵng, vựng 3 (vựng Miền Nam) bao gồm dải ven biển Bà Rịa Vũng Tàu - TP.Hồ Chớ Minh - Tiền Giang và Trà Vinh - Súc Trăng - Bạc Liờu. Bản
ủồ ủược thành lập ở tỷ lệ 1/100.000 trong hệ quy chiếu HN-72 với 9 chủ ủề là ủịa lý chung, hiện trạng sử dụng ủất, ủụ thị húa và cơ sở hạ tầng, ủất ngập
nước, rừng ngập mặn và rừng tràm, bồi tụ - xúi lở dải ven biển, ngập lụt, sinh thỏi dải ven bờ và nhạy cảm mụi trường [15].
Trường đại học Nụng nghiệp Hà Nội Ờ Luận văn thạc sỹ khoa học nụng nghiệpẦẦẦẦẦ 40
Hỡnh 2.15. Bản ủồ ngập lụt tỷ lệ 1/100.000 thu nhỏ (Huế) 2.5 Khỏi quỏt chung về biến ủộng