Viễn thỏm là một khoa học, thực sự phỏt triển mạnh mẽ qua hơn ba thập kỷ gần ủõy, khi mà cụng nghệ vũ trụ ủó cho ra ảnh số, bắt ủầu ủược thu nhận từ cỏc vệ tinh trờn quỹ ủạo Trỏi ủất vào năm 1960. Tuy nhiờn, viễn thỏm cú lịch sử phỏt triển lõu ủời, sự xuất hiện của phương phỏp viễn thỏm ủược
bắt ủầu khi loài người phỏt minh ra kỹ thuật chụp ảnh vào năm 1826. Từ thế kỷ XIX, vào năm 1839, Louis Daguerre (1789-1881) ủó ủưa ra bỏo cỏo cụng trỡnh nghiờn cứu về hoỏ ảnh, khởi ủầu cho ngành chụp ảnh. Bức ảnh ủầu tiờn chụp bề mặt Trỏi ủất từ khinh khớ cầu ủược thực hiện vào năm 1858 do
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nụng nghiệp…………… 30
chụp bề mặt Trỏi ủất từ khinh khớ cầu vựng Bostom năm 1860 của James
Wallace Black. Năm 1894, Aine Laussedat ủó khởi dẫn một chương trỡnh sử dụng ảnh cho mục ủớch thành lập bản ủồ ủịa hỡnh [11].
Sự ra ủời và phỏt triển của ngành hàng khụng ủó tạo nờn một cụng cụ tuyệt vời trong việc chụp ảnh từ trờn khụng những vựng lựa chọn và cú ủiều
khiển. Cụng nghệ chụp ảnh từ mỏy bay tạo ủiều kiện cho nghiờn cứu mặt ủất bằng cỏc ảnh chụp chồng phủ kế tiếp nhau và cho khả năng nhỡn ảnh nổi. Khả năng ủú giỳp cho việc chỉnh lý, ủo ủạc ảnh, tỏch lọc thụng tin từ ảnh cú hiệu quả cao. Bức ảnh ủầu tiờn chụp từ mỏy bay ủược thực hiện vào năm 1910, do Wilbur Wright - nhà nhiếp ảnh người í, bằng việc thu nhận ảnh di ủộng trờn vựng gần Centocalli thuộc nước í.
Chiến tranh thế giới thứ nhất (1914-1918) ủỏnh dấu giai ủoạn khởi ủầu của cụng nghệ chụp ảnh từ mỏy bay cho mục ủớch quõn sự. Cụng nghệ chụp
ảnh từ mỏy bay ủó kộo theo nhiều hoạt ủộng trong lĩnh vực này, ủặc biệt trong
việc làm ảnh và ủo ủạc ảnh. Năm 1929, ở Liờn Xụ ủó thành lập Viện nghiờn
cứu ảnh hàng khụng Leningrad, Viện ủó sử dụng ảnh hàng khụng ủể nghiờn cứu ủịa mạo, thực vật thổ nhưỡng. Vào giữa những năm 1930 người ta ủó
sỏng chế ra chụp ảnh màu và ủồng thời thực hiện nhiều nghiờn cứu nhằm tạo ra cỏc lớp cảm quang nhạy với bức xạ gần hồng ngoại, cú tỏc dụng hữu hiệu trong việc loại bỏ ảnh hưởng tỏn xạ và mự khớ quyển. Cỏc loại mỏy ảnh tự ủộng cú ủộ chớnh xỏc cao dần dần ủược ủưa vào thay thế cỏc mỏy ảnh chụp
bằng tay. Những năm sau ủú cỏc thiết kế khỏc nhau về cỏc loại mỏy chụp ảnh
ủược phỏt triển mạnh mẽ. ðồng thời, nghệ thuật giải ủoỏn khụng ảnh và ủo ủạc từ ảnh ủó phỏt triển mạnh, là cơ sở hỡnh thành một ngành khoa học mới là ủo ủạc ảnh (photogrametry).
Trong chiến tranh thế giới thứ hai (1939-1945) khụng ảnh ủó dựng chủ
yếu cho mục ủớch qũn sự. Trong thời kỳ này ngồi việc phỏt triển cụng nghệ radar cũn ủỏnh dấu bởi sự phỏt triển ảnh chụp sử dụng phổ hồng ngoại. Cỏc
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nụng nghiệp…………… 31
bức ảnh thu ủược từ nguồn năng lượng nhõn tạo là radar ủó ủược sử dụng
rộng rói trong qũn sự (ngày nay ủược ứng dụng trong lĩnh vực thăm dũ tài
nguyờn ủó trở nờn phong phỳ và ủa dạng). Cỏc ảnh chụp với kờnh phổ hồng
ngoại cho khả năng triết lọc thụng tin nhiều hơn.
Việc chạy ủua vào vũ trụ giữa Liờn Xụ cũ và Hoa Kỳ ủó thỳc ủẩy việc nghiờn cứu Trỏi ủất bằng viễn thỏm với cỏc phương tiện kỹ thuật hiện ủại.
Cỏc trung tõm nghiờn cứu mặt ủất ủược ra ủời như cơ quan vũ trụ Chõu Âu
ESA, chương trỡnh vũ trụ NASA. Ngoài ra, cũn kể ủến cỏc chương trỡnh
nghiờn cứu Trỏi ủất bằng viễn thỏm tại cỏc nước như Canada, Nhật, Phỏp, Ấn
ðộ, Trung Quốc.
Bức ảnh ủầu tiờn chụp về Trỏi ủất từ vũ trụ ủược cung cấp từ tàu
Explorer-6 vào năm 1959. ðến ủầu những năm 60, khi mà cỏc vệ tinh Trỏi ủất
ủầu tiờn ủược phúng vào quỹ ủạo ủó mở ra một hướng mới cho việc ứng dụng
những thành tựu của cụng nghệ vũ trụ trong việc nghiờn cứu cỏc ủối tượng
của bề mặt Trỏi ủất. Tiếp theo là chương trỡnh vũ trụ Mercury (1960), cho ra cỏc sản phẩm ảnh chụp từ quỹ ủạo Trỏi ủất cú chất lượng cao, ảnh màu cú
kớch thước 70mm, ủược chụp từ một mỏy tự ủộng. Vệ tinh khớ tượng ủầu tiờn (TIR0S-1) ủược phúng lờn quỹ ủạo Trỏi ủất vào thỏng 4/1960 ủó mở ủầu cho việc quan sỏt và dự bỏo khớ tượng, nú cung cấp những hỡnh ảnh ủầu tiờn về
mõy và bề mặt Trỏi ủất. Vào cỏc năm 1962, 1964 cỏc chương trỡnh MA-6 và
GT-4 ủược thực hiện, trong cỏc chương trỡnh này người ta chụp ủược 1100
tấm ảnh màu chất lượng cao, cú tỷ lệ 1/2.400.000, phục vụ cho việc nghiờn cứu cỏc ủối tượng ủịa chất như kiến tạo, nỳi lửa, ủịa mạo. Vệ tinh khớ tượng NOAA, ủó hoạt ủộng từ sau năm 1972, cho ra dữ liệu cú ủộ phõn giải thời
gian cao nhất, ủỏnh dấu cho việc nghiờn cứu khớ tượng Trỏi ủất từ vũ trụ một cỏch tổng thể và cập nhật từng ngày.
Sự phỏt triển của viễn thỏm gắn liền với sự phỏt triển của cụng nghệ nghiờn cứu vũ trụ, phục vụ cho nghiờn cứu Trỏi ủất và cỏc hành tinh, khớ
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nụng nghiệp…………… 32
quyển. Vệ tinh Gemini (1965) ủó thể hiện ưu thế của cụng việc nghiờn cứu Trỏi
ủất với khả năng cung cấp cỏc ảnh nổi thực hiện theo phương ủứng và xiờn.
Tiếp theo, tầu Apolo cho ra sản phẩm ảnh chụp nổi và ủa phổ, cú kớch thước ảnh 70mm, chụp về Trỏi ủất ủó cung cấp cỏc thụng tin vụ cựng hữu ớch trong
nghiờn cứu mặt ủất. Ngành hàng khụng vũ trụ Nga ủó ủúng vai trũ tiờn phong
trong nghiờn cứu Trỏi ủất từ vũ trụ. Cỏc bức ảnh chụp từ vệ tinh Cosmos cú dải phổ nằm trờn 5 kờnh khỏc nhau, với kớch thước ảnh 18 x 18cm.
Giai ủoạn từ năm 1970 - 1982 là thời kỳ hoàn thiện phương phỏp giải ủoỏn ảnh hàng khụng, bước sang giai ủoạn nghiờn cứu và sử dụng cỏc tài liệu
chụp ảnh mặt ủất từ vệ tinh ủể nghiờn cứu tài nguyờn thiờn nhiờn Trỏi ủất. ðặc biệt năm 1972, khi vệ tinh Erts (tiền thõn của hệ thống vệ tinh Landsat
sau này) ủược phúng vào ngày 23/7/1972 ủi vào hoạt ủộng và cung cấp những hỡnh ảnh ủa phổ dạng số ủầu tiờn về bề mặt Trỏi ủất, ủó mở ra một trang mới của cụng nghệ xử lý ảnh số trong nghiờn cứu tài nguyờn, mụi trường. Tiếp
theo là cỏc thế hệ vệ tinh mới hơn như Landsat2, Landsat3, Landsat4 và Landsat5. Ngay từ ủầu Erts-1 mang theo bộ cảm quột ủa phổ MSS với bốn
kờnh phổ khỏc nhau, và bộ cảm RBV với ba kờnh phổ khỏc nhau. Từ năm 1982 cỏc ảnh chuyờn ủề ủược thực hiện trờn cỏc vệ tinh Landsat TM-4 và
Landsat TM-5 với bẩy kờnh phổ từ dải súng nhỡn thấy ủến hồng ngoại nhiệt. ðiều này tạo nờn một ưu thế mới trong nghiờn cứu Trỏi ủất từ nhiều dải phổ
khỏc nhau. Ngày nay, ảnh vệ tinh chuyờn ủề từ Landsat-7 ủó ủược phổ biến
với giỏ rẻ hơn cỏc ảnh vệ tinh Landsat TM-5, cho phộp người sử dụng ngày càng cú ủiều kiện ủể tiếp cận với phương phỏp nghiờn cứu mụi trường qua
cỏc dữ liệu vệ tinh.
Trong vũng hơn thập kỷ gần ủõy kỹ thuật viễn thỏm ủược hoàn thiện
dần dần khụng những với những thiết bị thu nhận ủặc biệt mà nhiều nước ủó phúng vệ tinh ủiều tra tài nguyờn như nước Phỏp (vệ tinh Spot), nước Nhật
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học nụng nghiệp…………… 33
ủầu từ năm 1986, trải qua cỏc thế hệ Spot1, Spot2, Spot3, Spot4 và Spot5, ủó ủưa ra sản phẩm ảnh số thuộc hai kiểu phổ là ủơn kờnh với ủộ phõn giải
khụng gian từ 10 x 10m ủến 2,5 x 2,5m và ủa kờnh Spot-XS với ủộ phõn giải khụng gian 20x20m. ðặc tớnh của ảnh vệ tinh Spot là cho ra cỏc cặp ảnh phủ chồng cho phộp nhỡn ủối tượng nổi trong khụng gian ba chiều. ðiều này giỳp cho việc nghiờn cứu bề mặt Trỏi ủất ủạt kết quả cao, nhất là trong việc phõn tớch cỏc yếu tố ủịa hỡnh.
Tổ chức EOS phúng vệ tinh mang mỏy thu MODIS (100 kờnh) lờn quỹ
ủạo, nhiều phần mềm xử lý ảnh số ủó ra ủời làm cho viễn thỏm trở thành một
kỹ thuật quan trọng trong việc ủiều tra ủiều kiện và ủỏnh giỏ tài nguyờn thiờn nhiờn, quản lý và bảo vệ mụi trường.
Cú thể núi từ những thế hệ vệ tinh ủầu tiờn cung cấp những tấm ảnh
cũn cú nhiều hạn chế về chất luợng (hỡnh ảnh chưa rừ nột, ủộ phõn giải khụng gian thấp, chưa cú nhiều kờnh phổ...) cho ủến nay sau vài thập kỷ, phương
phỏp viễn thỏm ủó cú những tiến bộ vượt bậc cả vệ kỹ thuật thu nhận hỡnh ảnh lẫn cụng nghệ xử lý vỡ vậy nú ủược ứng dụng rộng rói trong nhiều lĩnh vực, trong nhiều quốc gia cả về diện rộng và chiều sõu. Thời ủại bựng nổ của
Internet, cụng nghệ tin học với kỹ thuật xử lý ảnh số, kết hợp với hệ thống
thụng tin ủịa lý cho khả năng nghiờn cứu Trỏi ủất bằng viễn thỏm ngày càng thuận lợi và ủạt hiệu quả cao hơn.