trờn thế giới và ở Việt Nam
Hiện nay trờn Thế giới, đặc biệt là ở cỏc nƣớc cụng nghiệp phỏt triển, việc xõy dựng bản đồ và theo dừi biến động tài nguyờn thiờn nhiờn núi chung, tài nguyờn rừng núi riờng ngày càng trở nờn cấp thiết và khụng chỉ trờn phạm vi quốc gia mà đó trở thành vấn đề đang đƣợc chỳ trọng trờn mỗi chõu lục và toàn cầu.
Việc kết hợp giữa cụng nghệ viễn thỏm và GIS đó mở ra khả năng to lớn cho việc ứng dụng chỳng trong cỏc lĩnh vực khoa học khỏc nhau:
- Trong nghiờn cứu lõm nghiệp cú thể núi cụng nghệ viễn thỏm và GIS đƣợc ứng dụng đầu tiờn và cú hiệu quả. Hiện nay việc sử dụng tƣ liệu viễn thỏm trong thành lập bản đồ rừng, theo dừi biến động chặt phỏ rừng,… đó trở thành cụng nghệ phổ biến trờn thế giới. Khi kết hợp cụng nghệ viễn thỏm và GIS đó mở ra nhiều hƣớng ứng dụng quan trọng nhƣ dự bỏo những khu vực cú nguy cơ chỏy rừng, dự bỏo dự suy giảm diện tớch rừng trờn quy mụ lớn toàn cầu do biến đổi khớ hậu và sự ra tang dõn số, kiểm soỏt, ngăn chặn sự lõy lan của bệnh tật với mốt số loài cõy rừng,… Để dự bỏo nguy cơ chỏy rừng, ngƣời ta sử dụng tƣ liệu viễn thỏm để phõn loại rừng, cũn dữ liệu hệ thống thong tin địa lý cung cấp thong tin về địa hỡnh, khớ hậu, thời tiết, mạng lƣới song suối và đặc biệt những thụng tin lƣu giữ những nơi đó xảy ra chỏy rừng ở mức độ khỏc nhau. Để dự bỏo sự biến đổi diện tớch rừng trờn quy mụ lớn toàn cầu, ngƣời ta sử dụng ảnh NOAA
- Trong nụng nghiệp và sử dụng đất: Cụng nghệ viễn thỏm và GIS đó đƣợc sử dụng rất nhiều.
Ở Trung Quốc cũng đó thực hiện cập nhật cỏc bản đồ đất trồng lỳa cho cỏc tỉnh trờn cơ sở cỏc tƣ liệu viễn thỏm của ảnh SAR ở cỏc thời điểm khỏc nhau kết hợp với bản đồ địa hỡnh, bản đồ sử dụng đất ở cỏc thời điểm trƣớc.
Ở Nhật Bản ngƣời ta sử dụng tƣ liệu viễn thỏm và GIS kết hợp với dữ liệu thống kờ về cỏc sản phẩm nụng nghiệp để đƣa ra những đỏnh giỏ về năng suất thực ban đầu cho cỏc nƣớc chõu Á. Để đỏnh giỏ mức độ thớch hợp của đất đối với cỏc loại cõy trũng nụng nghiệp, ngƣời ta cũng sử dụng kết hợp cụng nghệ viễn thỏm và GIS. Ở đõy tƣ liệu viễn thỏm đƣợc sử dụng để phõn loại cỏc đối tƣợng sử dụng đất. Trờn cơ sở phõn loại này kết hợp với bản đồ nụng húa thổ nhƣỡng, bản đồ địa hỡnh, ngƣời ta lập cỏc ma trận tớch hợp để đỏnh giỏ mức độ thớch hợp của từng loại cõy trồng nhƣ lỳa, mớa, sắn… với cỏc loại đất khỏc nhau.
Ở Thỏi Lan trờn cỏc cơ sở giải đoỏn ảnh LANDSAT TM thành lập bản đồ cỏc khu vực trồng mớa. Cỏc kết quả giải đoỏn đƣợc kiểm tra, chỉnh sửa ngoài thực địa bằng mỏy định vị vệ tinh GPS. Cỏc ảnh đó giải đoỏn đƣợc quột trờn mỏy chuyờn
dụng và sử dụng phần mềm của GIS nhƣ MGA (Modular GIS Analysis), MGE (Modular GIS Environmental) để thực hiện cỏc việc tớnh toỏn tiếp theo. Thực chất ở đõy tƣ liệu đƣợc sử dụng chớnh là ảnh LANDSAT TM, cũn vai trũ của GIS chỉ là cung cấp dữ liệu về địa hỡnh và cỏc cụng cụ tớnh toỏn.
- Trong nghiờn cứu địa chất: Ảnh mỏy bay và ảnh vệ tinh là hai loại tƣ liệu đƣợc sử dụng nhiều trong nghiờn cứu địa chất ngay từ khi chỳng mới xuất hiện. Trong nghiờn cứu địa chất ngƣời ta thƣờng sử dụng phƣơng phỏp giải đoỏn ảnh bằng mắt để thành lập cỏc bản đồ kiến tạo, cỏc dứt góy địa chất,… Việc kết ợp sử dụng giữa tƣ liệu viễn thỏm và GIS, nhỡn chung cũn ớt đƣợc ỏp dụng, mới chỉ cú một vài cụng trỡnh đƣợc cụng bố về nghiờn cứu trƣợt lở, về tỡm kiếm khoỏng sản.
- Trong nghiờn cứu mụi trƣờng về cỏc thảm họa thiờn tai và dịch bệnh: Những năm gần đõy việc ứng dụng cụng nghệ viễn thỏm và GIS trong nghiờn cứu mụi trƣờng toàn cầu cũng nhƣ mụi trƣờng khu vực, cỏc thảm họa thiờn nhiờn nhƣ trƣợt lở đất, xúi lở bờ biển, biến động đƣờng bờ biển, ngập lụt, chỏy rừng,… và thậm chớ cả trong nghiờn cứu dịch bệnh viờm nóo Nhật Bản, sốt rột, cỏc hiệu ứng nhà kinh Elino.
Ngoài ra cũn cú ứng dụng trong cỏc lĩnh vực khỏc nhƣ nghiờn cứu dõn cƣ ở cỏc khu đụ thị, thành lập cỏc bản đồ cỏc khu du lịch, trong nghiờn cứu kiến trỳc, khảo cổ. Điều đú núi lờn vai trũ ý nghĩa to lớn và ứng dụng rộng rói tƣ liệu viễn thỏm và GIS ngày nay.
1.3.2. Ở Việt Nam
Ở Việt Nam sự phỏt triển và ứng dụng tƣ liệu viễn thỏm cũng khụng nằm ngoài xu thế chung của Thế giới, đặc biệt là ngành Trắc địa – Bản đồ đó đi trƣớc một bƣớc với việc ứng dụng ảnh hàng khụng mỏy bay cho mục đớch thành lập cỏc bản đồ địa hỡnh. Tiếp sau đú phải kể đến ngành Lõm nghiệp, vào năm 1970 Viện điều tra quy hoạch rừng cũng đó sử dụng ảnh hàng khụng mỏy bay cho mục đớch hiệu chỉnh và thành lập bản đồ rừng. Sự phỏt triển và ứng dụng tƣ liệu viễn thỏm sụi động nhất thực sự vào thời kỳ cuối năm 1970 và đầu những năm 1984 khi Ủy Ban nghiờn cứu vũ trụ Việt Nam ra đời đó tập hợp đƣợc nhiều cỏn bộ khoa học kỹ thuật từ cỏc Bộ, Ngành trong nƣớc và sự gia nhập Tổ chức nghiờn cứu vũ trụ Intercosmos của Việt Nam thuộc lien minh cỏc nƣớc xó hội chủ nghĩa trƣớc đõy. Vào cựng thời gian đú, Viện khoa học và Cụng nghệ Việt Nam cũng đó nhận đƣợc cỏc dự ỏn VIE/79/001 và VIE/83/04 do chƣơng trỡnh phỏt triển của Liờn hợp quốc
(UNDP), tổ chức Nụng - Lõm nghiệp (FAO) tài trợ nhằ xõy dựng tiềm lực về lĩnh vực nghiờn cứu tƣ liệu viễn thỏm và ứng dụng viễn thỏm trong phỏt triển ngành nụng nghiệp. Nhiều khúa học về viễn thỏm do cỏc chuyờn gia của Liờn Hiệp Quốc giảng dậy đó đƣợc tổ chức cho cỏc cỏn bộ khoa học từ cỏc Bộ, Ngành và địa phƣơng trong cả nƣớc. Mặt khỏc nhiều ngƣời Việt Nam cũng đó đƣợc cử đi đào tạo ngắn hạn và dài hạn ở nƣớc ngoài. Kể từ đú nhiều cơ sở nghiờn cứu viễn thỏm đó đƣợc thành lập ở cỏc Bộ, Ngành, cỏc Viện nghiờn cứu khoa học và cỏc trƣờng đại học trong cả nƣớc. Vào năm 1983, trong khuụn khổ cỏc dự ỏn trờn, Viện khoa học và Cụng nghệ Việt Nam đó đƣợc trang bị hệ xử lý ảnh số đầu tiờn mang tờn Robotron của Cộng hũa Dõn chủ Đức và đến năm 1989 đƣợc trang bị them hệ xử lý ảnh Pericolour của hang MS2i (Cộng hũa Phỏp). Cả hai thiết bị nghiờn cứu khoa học xử lý ảnh số này đều là những hệ xử lý ảnh chuyờn dụng dựa trờn cỏc mỏy tớnh mini và đƣợc trang bị kốm theo cỏc thiết bị ngoại vi đắt tiền nhƣ cỏc tủ đọc băng từ, mỏy sang phim, mỏy vẽ khổ rộng,… Sau Viện Khoa học và Cụng nghệ Việt Nam, ở thập kỷ 90 của thế kỷ XX, một số cơ sở viễn thỏm cở cỏc Bộ, Ngành nhƣ Bộ Nụng nghiệp và Phỏt triển Nụng thụn, Tổng Cục Địa chất, Tổng Cục Địa chớnh cũ nay là Bộ Tài nguyờn và Mụi trƣờng, Đại học Mỏ địa chất… cũng lần lƣợt trang bị cỏc hệ xử lý ảnh nhƣ SPANS, IDRISI,… Đến cuối thập kỷ 90 của thế kỷ XX, khi mà cỏc mỏy tớnh cỏ nhõn đó trở lờn khỏ mạnh, cũng là lỳc trờn thị trƣờng xuất hiện ồ ạt của cỏc phần mềm loại này, nhiều cơ sở nghiờn cứu viễn thỏm cũng đó tự xõy dựng cỏc chƣơng trỡnh xử lý ảnh số của mỡnh, trong đú đỏng chỳ ý cần kể tới sản phẩm phầm mềm MDASER của Viện Vật lý thuộc Viện Khoa học và Cụng nghệ Việt Nam đƣợc xõy dựng trong khuụn khổ của đề tài cấp Nhà nƣớc, chạy trờn mỏy tớn MS DOS, VN ImagePro cũng của Viện Vật lý viết theo đơn đặt hàng của Trung tõm viễn thỏm Malaysia, chạy trong mụi trƣờng Windows.
Về cỏc kết quả nghiờn cứu khoa học ứng dụng đầu tiờn ở Việt Nam phải kể đến là chƣơng trỡnh nghiờn cứu 3 tầng (tầng cao: Vệ tinh, tầng giữa: mỏy bay, tầng dƣới: mặt đất) do Ủy ban nghiờn cứu vũ trụ chủ trỡ vào năm 1980 với mục đớch điều tra, khảo sỏt tổng hợp một số vựng “chỡa khúa” thực hiện đo phổ, chụp ảnh từ mỏy bay và vệ tinh bằng mỏy ảnh đa phổ MKF-6 lắp đặt trờn mỏy bay, nhằm đối chứng xõy dựng cỏc mẫu giải đoỏn ảnh. Chƣơng trỡnh này cú ý nghĩa rất lớn và quan trọng. Nú đó thu hỳt đƣợc nhiều cỏn bộ khoa học từ cỏc Bộ, cỏc Ngành trong cả nƣớc tham gia và đó tuyờn truyền quảng bỏ thỳc đẩy sự phỏt triển của khoa học ứng dụng viễn thỏm ở Việt Nam.
Tiếp theo phải kể đến cụng trỡnh ứng dụng tƣ liệu ảnh viễn thỏm vệ tinh LANDSAT MSS để thành lập bản đồ rừng toàn quốc đầu tiờn của Viện Điều tra Quy hoạch rừng thuộc Bộ Lõm nghiệp dƣới sự hỗ trợ của Dự ỏn UNDP/FAO tài trợ.
Sau đú vào những năm 1980-1990, nhiều chƣơng trỡnh cấp Nhà nƣớc nhƣ nghiờn cứu Biển, do Viện Khoa học Việt Nam chủ trỡ, chƣơng trỡnh Trắc địa – Bản đồ - Viễn thỏm do Cục Đo đạc và Bản đồ Việt Nam chủ trỡ, cũng đó nhận đƣợc sự quan tõm và ƣu ỏi cho nghiờn cứu và phỏt triển cụng nghệ viễn thỏm
Vào năm 1993, Ủy ban nghiờn cứu Vũ trụ Việt Nam ngừng hoạt động, cỏc chƣơng trỡnh nghiờn cứu viễn thỏm khụng cũn quy mụ lớn Quốc gia, nhƣng cỏc tổ chức nghiờn cứu ứng dụng viễn thỏm vẫn tiếp tục hoạt động, duy trỡ phỏt triển theo cỏc chuyờn ngành chuyờn sõu dƣới gúc độ cỏc đề tài cấp Nhà nƣớc, cấp Bộ và Cơ sở hay nghiờn cứu cơ bản về cụng nghệ Viễn Thỏm. Tƣ liệu ảnh viễn thỏm của cỏc vệ tinh LANDSAT và SPOT vẫn đƣợc dựng để hiệu chỉnh,cập nhật thụng tin cỏc bản đồ địa hỡnh ở Tổng cục Địa chớnh (nay là Bộ Tài nguyờn và Mụi trƣờng), bản đồ rừng, bản đồ tài nguyờn nƣớc mặt, phõn bố phự sa ở cửa sụng.
Ngoài ra ở cỏc trƣờng Đại học nhƣ Đại học Khoa học Tự nhiờn – Đại học Quốc Gia Hà Nội, Đại học Mỏ địa chất… cũng đó mở rộng chƣơng trỡnh đào tạo về ngành Viễn Thỏm và hệ thụng tin địa lý (GIS)
Nhƣ vậy tỡnh hỡnh nghiờn cứu và ứng dụng cụng nghệ viễn thỏm và GIS ở Việt Nam đó cú những bƣớc đỏng trõn trọng. Tuy vậy, nếu so với trỡnh độ phỏt triển cụng nghệ viễn thỏm và GIS trờn thế giới thỡ hiện nay Việt Nam đang bị tụt hậu khỏ xa:
- Khả năng tiếp cận cỏc cụng nghệ mới về tƣ liệu viễn thỏm và GIS cũn hạn chế. Cỏc ảnh vệ tinh phúng lờn quỹ đạo ngày càng phong phỳ và đa dạng. Trờn cỏc vệ tinh mới cú độ phõn giải cao, đó thời gian ngày càng phong phỳ và đa dạng. Trờn cỏc vệ tinh mới cú độ phõn giải cao, đa thời gian cú gắn nhiều thiết bị bộ cảm biến thu nhận ảnh hiện đại, cả tạo ảnh và khụng tạo ảnh, thỡ phần lớn những ứng dụng viễn thỏm ở Việt Nam hiện nay vẫn chủ yếu xử lý ảnh số trờn ảnh vệ tinh truyền thống.
- Cỏc tƣ liệu ảnh viễn thỏm SPOT, RADAR quen thuộc với độ phõn giải cao, vẫn chƣa cú nghiờn cứu đầy đủ cho cỏc chức năng hiện cú của chỳng nhƣ khả năng lập thể của ảnh SPOT. Đối với cỏc loại ảnh mới MODIS, ở Việt Nam, việc ứng dụng trong nghiờn cứu cũn hạn chế, chƣa nắm bắt hết đƣợc cỏc kỹ thuật xử lý,
trong khi đú ảnh MODIS ở Hoa Kỳ đó sử dụng hiệu quả trong cỏc nghiờn cứu ứng dụng cả về mụi trƣờng khớ quyển, hải dƣơng và đất liền.
Nguồn tƣ liệu viễn thỏm phong phỳ, đa dạng với độ phõn giải cao đó đƣa cụng nghệ viễn thỏm lờn tầm cao mới trong nghiờn cứu ứng dụng cú hiệu quả và phỏt triển mạnh mẽ. Cụng nghệ viễn thỏm và GIS đó đang và sẽ đúng gúp cú hiệu quả trong việc hiệu chỉnh và điều chế thụng tin ảnh, xõy dựng cỏc bản đồ lớp phủ bề mặt Trỏi đất bằng kỹ thuật cụng nghệ viễn thỏm nhanh chúng và độ tin cậy cao.
CHƢƠNG II
PHƢƠNG PHÁP THÀNH LẬP BẢN ĐỒ BIẾN ĐỘNG LỚP PHỦ RỪNG BẰNG CễNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS