Để quản lý, quy hoạch và bảo vệ tài nguyên rừng, tài nguyên đất nhà nước ta đã quy định 5 năm tiến hành một lần tổng kiểm kê đất trên phạm vi toàn quốc để theo dõi về biến động tình hình sử dụng đất. Tuy nhiên cho đến nay ta vẫn không có số liệu chính xác về diện tích rừng và diện tích các loại hình sử dụng đất làm cơ sở để hoạch định các chương trình phát triển kinh tế - xã hội, còn việc theo dõi biến động tài nguyên và biến động sử dụng đất thì hầu như không thực hiện được. Lý do là vì các phương pháp truyền thống không đủ khả năng đáp ứng yêu cầu. Biện pháp khả thi nhất để khắc phục tình trạng trên
115
Chương 7 MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA VIỄN THÁM trường đại học nông lâm thái nguyên
là ứng dụng rộng rãi và thường xuyên tư liệu ảnh vệ tinh, kết hợp với điều tra khảo sát, nâng cao độ tin cậy, tính đồng nhất về thời điểm của thông tin trên phạm vi cả nước, kể cả vùng hẻo lánh.
Ảnh vệ tinh và ảnh hàng không được sử dụng như một công cụ thành lập bản đồ để phân loại cây trồng, kiểm tra và giám sát sự phát triển cũng như phát hiện kịp thời vùng sâu bệnh. Nhìn chung hiện nay viễn thám cũng được ứng dụng khá hiệu quả trong nông lâm nghiệp, bao gồm:
• Phân loại cây trồng, quản lý và đánh giá năng suất thu hoạch.
• Thành lập bản đồ thích nghi cho từng loại cây trồng.
• Phân tách biến động các loại hình sử dụng đất.
Thành lập bản đồ loại cây trồng Bản đồ loại cây trồng là tài liệu cơ sở của ngành nông nghiệp dùng để lập kế hoạch hoặc thống kê loại cây gì, đã được trồng ở đâu, trồng khi nào và phát triển ra sao, cho một vùng đất cụ thể. Song đến nay nhu cầu về bản đồ cây trồng của nước ta vẫn chưa được đáp ứng đầy đủ một phần do còn thiếu bản đồ hoặc do bản đồ đã cũ. Trước tình hình đó đòi hỏi phải đẩy mạnh công tác thành lập bản đồ loại cây trồng ở nước ta một cách hệ thống theo các chu kỳ quy định.
Viễn thám cung cấp một biện pháp hiệu quả và tin cậy cho việc thu thập các thông tin cần thiết để thành lập bản đồ loại cây trồng mà các phương pháp truyền thống không đủ khả năng để đáp ứng nhu cầu này. Những phản xạ phổ của các vùng đất nông nghiệp (cánh đồng) sẽ thay đổi theo sự phát triển của cây trồng, loại cây và sự tươi tốt của cây…
do đó có thể cung cấp thông tin qua việc đo lường, theo dõi bởi các bộ cảm biến của ảnh vệ tinh. Ảnh đa thời được sử dụng để theo dõi sự phát triển của cây trồng, dữ liệu ảnh đa phổ giúp cho việc gia tăng độ chính xác phân loại và cung cấp nhiều thông tin hơn để phân biệt chi tiết các loại cây trồng cụ thể. Ví dụ, bước sóng nằm trong vùng khả kiến và hồng ngoại cung cấp thông tin liên quan đến hàm lượng chất diệp lục của cây và cấu trúc cành lá của chúng. Năng suất thu hoạch thường khác nhau rất nhiều giữa những vùng đất (đất bạc màu) hoặc khí hậu ảnh hưởng đến sự phát triển của cây trồng. Viễn thám cho phép xác định những vùng gặp khó khăn để chuyển đổi cây phù hợp hoặc có biện pháp tưới tiêu hay tăng lượng phân bón nhằm góp phần tăng năng suất.
7.6. MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA LIDAR
Khảo sát địa hình và lập bản đồ Với sản phẩm sơ cấp cơ bản là các mô hình số địa hình (DEM – Digital Elevation Model) và mô hình số bề mặt (DSM – Digital Surface Model) với độ phân giải và độ chính xác rất cao, LIDAR có thể được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực, đặc biệt các ứng dụng cần thành lập bản đồ tỷ lệ lớn, các ứng dụng liên quan tới phát triển hoặc quản lý duy trì hạ tầng cơ sở.
116
trường đại học nông lâm thái nguyên
Giáo trình Trắc địa ảnh và Viễn thám
Lâm nghiệp Chủ yếu ứng dụng LIDAR để đánh giá và thống kê sản lượng gỗ, phân tích điều kiện sống hoang dã, tương quan của các yếu tố như tán, độ dày tán, dạng lá…
tới sản lượng gỗ rừng; ước tính sinh khối, trữ lượng gỗ và các tham số lâm nghiệp khác.
Lập bản đồ ngập úng Dữ liệu LIDAR với độ chính xác và độ phân giải cao được sử dụng rất hiệu quả trong xây dựng các mô hình ngập úng, nâng cao độ chính xác của mô hình, xác định ranh giới ngập úng chính xác, cung cấp thêm nhiều thông tin về các đối tượng địa vật chịu ảnh hưởng; thành lập bản đồ nguy cơ ngập úng, vùng ưu tiên sơ tán, hoặc tiếp tục phân tích để thành các bản đồ suy dẫn như bản đồ mức bảo hiểm lũ lụt…
Các ứng dụng cho đới duyên hải Với các công cụ thành lập bản đồ phù hợp, dữ liệu LIDAR với độ chính xác cao, mật độ điểm dữ liệu dày đặc, thời gian thu thập dữ liệu ngắn… rất phù hợp cho các ứng dụng để quản lý và dự báo xói mòn bờ biển; đánh giá và dự báo bồi lắng, quan trắc và dự báo ngập lụt ven biển…
Địa hình đáy biển Công nghệ LIDAR có thể giúp lập bản đồ địa hình đáy biển tới độ sâu 70m, hữu ích trong các dự án xác định luồng lạch tàu vào, thiết kế quy hoạch cảng và các kênh giao thông thủy.
Trượt lở LIDAR có thể được sử dụng để quan trắc và dự báo trượt lở, đặc biệt với các sườn dốc, nhờ đặc điểm thu thập dữ liệu nhanh chóng với độ chính xác cao và mật độ dữ liệu dày đặc. Công nghệ này cũng có thể được sử dụng để đánh giá nhanh thiệt hại và thiết lập bản đồ thể hiện tình trạng hậu trượt lở nhanh chóng chính xác.
Các tuyến truyền tải Áp dụng công nghệ LIDAR nhanh chóng lập bản đồ các tuyến truyền tải trải dài, thể hiện chính xác vị trí các tháp truyền tải (cột điện), địa hình của hành lang truyền tải và các loại đối tượng tồn tại trong hành lang (cây xanh…) phục vụ điều chỉnh, sửa chữa duy tu và thiết kế nâng cấp tuyến.
Lập bản đồ giao thông Đặc điểm mật độ dữ liệu dày đặc và chính xác của công nghệ LIDAR rất phù hợp với yêu cầu của các ứng dụng trong ngành giao thông vận tải, do đó nó thường được sử dụng để quan trắc, giám sát, duy tu bảo dưỡng và quản lý các đối tượng như đường sắt, đường bộ, hệ thống tín hiệu biển báo, các điểm trạm đỗ dừng, nhà ga, bến cảng, sự xuống cấp mặt đường, điểm tai nạn, mật độ giao thông, bùng binh… mà không cần làm gián đoạn các dịch vụ liên quan.
Mạng điện thoại di động Quy hoạch và quản lý các mạng ĐTDĐ yêu cầu phải có thông tin chi tiết về bề mặt địa hình, lớp phủ thực vật, các tòa nhà và công trình. Để đảm bảo tầm nhìn và xác định các khu vực phát triển mạng, các CSDL chính xác và chi tiết chứa các thông tin về các chướng ngại vật tự nhiên và nhân tạo là cực kỳ quan trọng. Công nghệ LIDAR đã được chứng minh là rất phù hợp cho các mục đích này và ngày càng có nhiều công ty viễn thông khai thác sử dụng công nghệ này trong hoạt động của họ.
Lập mô hình đô thị và mô phỏng đô thị Các ứng dụng trong lĩnh vực này thường nhằm tạo ra một mô hình thành phố ảo với nền địa lý và các công trình xây dựng, kiến trúc như đô thị thực. Mô hình có thể được khai thác phục vụ rất nhiều đối tượng từ quy hoạch kiến trúc, xây dựng, giao thông tới game online (ví dụ: tựa game The Second Life).
117
Chương 7 MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA VIỄN THÁM trường đại học nông lâm thái nguyên
Cách phổ biến chia sẻ mô hình này cũng rất linh động, từ ứng dụng trên máy bàn tới qua web, sử dụng các chuẩn mở, dễ trao đổi và dễ cấu hình phù hợp từng đối tượng sử dụng.
Các ứng dụng khác với LIDAR Bên cạnh các ứng dụng đã trở nên phổ biến trên đây, dữ liệu LIDAR, với đặc trưng của nó, rất có tiềm năng được khai thác trong nhiều ứng dụng khác như mô phỏng tác động của bão, tạo mô hình 3 chiều đô thị (thành phố ảo), mô phỏng thiệt hại của động đất, khai khoáng, môi trường… Các ứng dụng đặc biệt hữu ích khi dữ liệu LIDAR được tích hợp vào môi trường của hệ thông tin địa lý (GIS) để quan trắc, dự báo và lên phương án ứng phó. Các lĩnh vực ứng dụng bao gồm:
• Cấu trúc địa điểm tham chiếu.
• GIS và hàng không công nghệ cao.
• Quy hoạch sân golf và khu nghỉ dưỡng.
• Các dự án thủy điện.
• Các dự án xây dựng dân dụng lớn.
• Các ứng dụng quân sự quốc phòng.
• Khai thác mỏ lộ thiên.
• Hành lang đường sắt.
• Các dịch vụ bay khảo sát đáy biển.
• Khảo sát đô thị tỷ lệ lớn.
• Lập bản đồ hồng ngoại nhiệt phòng chống cháy rừng.
118 Giáo trình Trắc địa ảnh và Viễn thám
1. Carlson, T.N. and Dodd, J.K (1981). Remote estimation of surface energy balance, moisture availability and thermal inertia. Journal of Applied Meteorology. Vol. 20, pp.67-87.
2. Canada Centre for Remote Sensing (2010). Fundamental of Remote Sensing.
3. Trương Hồng Danh (1989). Viễn thám trong giám sát cây trồng và dự báo năng suất. NXB Đại học Nông nghiệp Bắc Kinh.
4. Lê Văn Hường (2001). Phương pháp đo ảnh mặt đất. NXB Giao thông vận tải - Hà Nội.
5. Nguyễn Thị Kim Hiệp, Vũ Thị Thanh Thủy, Võ Quốc Việt, Phan Đình Binh, Lê Văn Thơ (2006). Giáo trình Bản đồ địa chính. NXB Nông nghiệp, Hà Nội.
6. Heywood, I., Cornelius, S. and Carver, S. (2011). An Introduction to Geographical Information Systems. 4th edition. Pearson, Harlow.
7. Trương Anh Kiệt (2001). Cơ sở đo ảnh. NXB Giao thông vận tải - Hà Nội.
8. Trương Anh Kiệt (2001). Công tác tăng dày khống chế ảnh. NXB Giao thông vận tải - Hà Nội.
9. Trương Anh Kiệt, Lê Văn Hường (2001). Công tác trắc địa ảnh ngoại nghiệp. NXB Giao thông vận tải - Hà Nội.
10. Phan Văn Lộc (2001). Phương pháp đo ảnh lập thể. NXB Giao thông vận tải - Hà Nội.
11. Liên hiệp các hội Khoa học và Kỹ thuật Việt Nam (2004). Sử dụng tư liệu ảnh viễn thám vệ tinh TERRA-MODIS và NOAA trong theo dõi diễn biến cháy lớp phủ thực vật tại Việt Nam phục vụ công tác quản lý tài nguyên rừng.
12. Lê Đại Ngọc (2010). Ảnh vệ tinh Landsat 8 phục vụ hiện chỉnh bản đồ địa hình tỉ lệ 1:250.000 và nhỏ hơn.