Nghiên cứu tích hợp công nghệ ảnh vệ tình, công nghệ GIS và công nghệ GPS để thành lập bản đồ địa chính cơ sở tỷ lệ 1 10000 và 1 5000

Trong các ứng dụng viễn thám ngày nay, công nghệ số chiếm ưu thế và các thông tin viễn thám được sử dụng kết hợp chặt chẽ với hệ thống thông tin địa lý GIS và hệ thống định vị toàn cầu G

Bộ tài nguyên và môi trường

trung tâm viễn thám

báo cáo tổng kết đề tài kh&cn cấp bộ

nghiên cứu tích hợp công nghệ ảnh vệ tinh, công nghệ gis và công nghệ GPS

để thành lập bản đồ địa chính cơ sở tỷ

lệ 1:10000 và 1:5000 chủ nhiệm đề tài: ts bùi quang trung

7074

09/02/2009

TP Hồ Chí Minh - 2008

bộ tài nguyên và môi trường

Hà Nội, ngày tháng 12 năm 2007 Hà Nội, ngày tháng năm 2008

chủ nhiệm đề tài cơ quan chủ trì đề tài

K/T giám đốc trung tâm viễn thám

TS Bùi Quang Trung TS Nguyễn Xuân Lâm

Hà Nội, ngày tháng năm 2008 Hà Nội, ngày tháng năm 2008

hội đồng đánh giá chính thức cơ quan quản lý đề tài chủ tịch hội đồng TL bộ trưởng

bộ tài nguyên và môi trường

Q vụ trưởng vụ khoa học công nghệ

TS Lê Kim Sơn

danh sách những người thực hiện đề tài

1

Chủ nhiệm đề tài

TS Bùi Quang Trung

Trung tâm Viễn thám

5 PGS-TS Nguyễn Trường Xuân

và tập thể các nhà khoa học

Trung tâm Hỗ trợ phát triển Khoa học kỹ thuật Mỏ - Địa chất, Trường ĐH MĐC

bài tóm tắt

Trong những thập kỷ vừa qua, công nghệ viễn thám đã đạt được những thành tựu

to lớn, giúp con người hiểu biết đầy đủ hơn về trái đất Ngày nay không chỉ các nước phát triển như Mỹ, Pháp, Nga, Nhật, mà ngay cả các nước đang phát triển cũng rất quan tâm

đến ứng dụng công nghệ vũ trụ, công nghệ viễn thám vào mục đích nghiên cứu khoa học, phát triển kinh tế - xã hội và đảm bảo an ninh - quốc phòng

ảnh vệ tinh vừa cho phép nghiên cứu bao quát những vùng rộng lớn từ một quốc gia đến khu vực và toàn cầu, vừa cho phép nghiên cứu chi tiết đến từng vùng hẹp, thậm chí từng đối tượng cho nhiều mục đích khác nhau Công nghệ xử lý và phân tích ảnh số

được phát triển rất mạnh và đạt hiệu quả ngày càng cao ảnh vệ tinh được sử dụng phổ biến để điều tra, quản lý tài nguyên đất, tài nguyên nước, khoáng sản, dầu khí, tài nguyên rừng, cập nhật và thành lập các hệ thống bản đồ quốc gia

Trong các ứng dụng viễn thám ngày nay, công nghệ số chiếm ưu thế và các thông tin viễn thám được sử dụng kết hợp chặt chẽ với hệ thống thông tin địa lý (GIS) và hệ thống định vị toàn cầu (GPS) đã đem lại hiệu quả cao Tích hợp công nghệ VT sử dụng

ảnh vệ tinh, công nghệ GIS và công nghệ GPS để thành lập bản đồ ĐCCS phục vụ quản lý

và khai thác sử dụng là hướng nghiên cứu cần thiết Nhiều nước phát triển trên thế giới đã nghiên cứu thành công và đưa vào ứng dụng hiệu quả công nghệ tích hợp nêu trên để thành lập, hiện chỉnh và cập nhật hệ thống các loại bản đồ, trong đó có bản đồ địa chính

ở nước ta do trình độ công nghệ còn thấp nên cho đến nay vẫn chưa có đầy đủ một

bộ bản đồ địa chính cơ sở chính quy phủ trùm cả nước Nhiều khu vực vẫn chưa được thành lập hoặc chỉnh lý biến động thông tin theo quy định, nhiều tài liệu không còn giá trị

sử dụng trong thực tiễn gây lãng phí không nhỏ Mặt khác, các dữ liệu bản đồ địa chính còn phân tán, rời rạc chưa được tích hợp thành một hệ thống thông tin đất đai Đây là một

đặc thù của hiện trạng sử dụng tài nguyên đất của Việt Nam, liên quan tới quyết định cấu trúc hệ thống quản lý đất đai

Từ những năm 80, chúng ta bắt đầu tiệm cận công nghệ viễn thám, đã triển khai các nghiên cứu - thử nghiệm nhằm xác định khả năng và phương pháp sử dụng tư liệu viễn thám để giải quyết các nhiệm vụ của mình Một số ngành đã đưa công nghệ viễn thám vào ứng dụng trong thực tiễn, thu được một số kết qủa về khoa học công nghệ và kinh tế

Trong lĩnh vực đo đạc bản đồ và quản lý đất đai tuy đã sử dụng thành công một số ứng dụng ảnh vệ tinh nhưng vẫn còn thiếu các công trình nghiên cứu cơ sở đảm bảo công nghệ viễn thám đem lại hiệu quả cao trong điều kiện cụ thể của Việt Nam

Việc tích hợp sử dụng hệ thống ảnh vệ tinh với hệ thống thông tin địa lý và hệ thống

định vị toàn cầu để thành lập bản đồ ĐCCS là một hướng nghiên cứu mới cần thiết

Mục lục

Lời mở đầu 12

Nội dung chính của báo cáo 16

chương I: tổng quan về cơ sở Khoa học cơ bản của hệ thống thông tin địa lý (GIS), hệ thống định vị toàn cầu (GPS) và khả năng tích hợp chúng với hệ thống thông tin viễn thám trong lĩnh vực nghiên cứu thành lập BảN đồ ĐCCS .16

I.1 Khái quát về thông tin viễn thám 16

I.2 Khái quát về Hệ thống thông tin địa lý(GIS) và Hệ thống thông tin đất đai (LIS) 17

I.2.1 Hệ thống thông tin địa lý (GIS) .17

I.2.2 Hệ thống thông tin đất đai (LIS) .20

I.3 Khái quát về hệ thống định vị toàn cầu ứng dụng trong đo đạc bản đồ và quản lý đất đai .23

I.3.1 Xác định toạ độ tuyệt đối vị trí trạm thu mặt đất trong hệ WGS-84 24

I.3.2 Xác định toạ độ tương đối vị trí trạm thu trên mặt đất 27

I.3.3 ứng dụng công nghệ đo GPS động trong việc thành lập bản đồ ĐCCS 1/10000 và 1/5000 28

I.4 Nghiên cứu đánh giá khả năng tích hợp ứng dụng ba công nghệ VT, GIS và GPS 30

I.4.1 ảnh vệ tinh phân giải cao và siêu cao 30

I.4.2 Khả năng xử lý dữ liệu trong GIS 31

I.4.3 Hệ thống dữ liệu toạ độ GPS, khả năng đo bổ sung chi tiết các điểm đặc trưng bằng GPS kết hợp điều vẽ ngoại nghiệp trong thành lập bản đồ tỷ lệ lớn .33

I.5 Tham khảo kết quả các giải pháp ứng dụng của một số nước phát triển và trong khu vực 34 I.6 Đánh giá tiềm năng ứng dụng của phương pháp tích hợp VT, GIS, GPS cho công tác quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường 36

Chương II: Phân tích, đánh giá thực trạng sử dụng vt, GIS và GPS ở nước ta hiện nay .37 II.1 Nghiên cứu đánh giá thực trạng và tiềm năng công nghệ viễn thám ở nước ta hiện nay 37

II.1.2 Nhu cầu phát triển công nghệ viễn thám ở Việt Nam .39

II.1.3 Tiềm năng công nghệ viễn thám ở nước ta hiện nay 39

II.2 Đánh giá thực trạng và tiềm năng công nghệ hệ thống thông tin địa lý (GIS) 41

và hệ thống thông tin đất đai (LIS) ở nước ta hiện nay 41

II.3 Đánh giá thực trạng và tiềm năng công nghệ GPS ở nước ta hiện nay 44

II.3.1 Công nghệ DGPS động cải chính phân sai trị đo code 45

II.3.2 Công nghệ GPS động sử dụng trạm tham chiếu ảo Virtual Reference

StationVRT 47

II.4 Khảo sát kết qủa các trị đo GPS và giải pháp kết nối với hai công nghệ VT và GIS 49

Kết luận qua nghiên cứu tại chương I và II 50

chương III : Nghiên cứu một số giải pháp tích hợp công nghệ VT, GIS, LIS và GPS để thành lập BảN đồ ĐCCS tỷ lệ 1/10000 và 1/5000 .51

III.1 Nghiên cứu giải pháp ứng dụng công nghệ ảnh vệ tinh SPOT-5 để thành lập bản đồ địa chính cơ sở tỷ lệ 1/10000 51

III.2 Nghiên cứu giải pháp ứng dụng công nghệ ảnh vệ tinh QuickBird để thành lập bản đồ địa chính cơ sở tỷ lệ 1/5000 53

III.2.1 Những đặc trưng cơ bản của ảnh vệ tinh QuickBird 53

III.2.2 Các phương pháp nắn ảnh lực phân giải siêu cao [10] 55

III.2.3 Sơ đồ quy trình công nghệ xử lý ảnh vệ tinh QuickBird 59

III.2.4 Các bước xử lý ảnh vệ tinh QuickBird 60

III.3 Giải pháp tích hợp công nghệ LIS hiện có ở nước ta với công nghệ viễn thám sử dụng ảnh SPOT-5, ảnh QuickBird để thành lập bản đồ địa chính cơ sở tỷ lệ 1/10000 và 1/5000 61

III.4 Nghiên cứu giải pháp tích hợp công nghệ GPS với công nghệ viễn thám sử dụng ảnh vệ tinh SPOT-5 và ảnh QuickBird để thành lập bản đồ ĐCCS tỷ lệ 1/10000 và 1/5000 63

III.5 Nghiên cứu giải pháp tích hợp hỗn hợp các công nghệ GIS, LIS và GPS với công nghệ viễn thám sử dụng ảnh vệ tinh SPOT-5, ảnh QuickBird để thành lập bản đồ ĐCCS tỷ lệ 1/10000 và 1/5000 65

Chương IV : Xây dựng quy trình thành lập BảN đồ ĐCCS tỷ lệ 1/10000, 1/5000 .67

IV.1 Nghiên cứu giải pháp chọn lựa các khuôn dạng (Format) các sản phẩm trong công nghệ GIS phù hợp với điều kiện Việt Nam và nhằm đáp ứng tối ưu các nhu cầu sử dụng đa

ngành 67

IV.1.1 Quy trình đo đạc thành lập bản đồ số 67

IV.1.2 Nội dung và yêu cầu của hệ thống đồ họa phục vụ thành lập bản đồ số 67

IV.1.3 Khảo sát một số phần mềm đồ họa 68

IV.1.4 Giới thiệu mẫu một số đối tượng đồ họa cơ sở dùng để tham khảo 69

IV.1.5 Các đối tượng định danh 70

IV.2 Chọn giải pháp thành lập bản đồ địa chính tỷ cơ sở lệ 1/10000 và 1/5000 bằng công nghệ viễn thám, công nghệ GIS và công nghệ GPS phù hợp với điều kiện Việt Nam 72

IV.2.1 Cơ sở số học và cách chia mảnh bản đồ ĐCCS 1/10000 và 1/5000 [11] 72

IV.2.2 Độ chính xác của bản đồ ĐCCS [11] 72

IV.2.3 Nội dung bản đồ ĐCCS [11] 73

IV.2.4 Mức độ biểu thị nội dung bản đồ khi thành lập bản đồ ĐCCS tỷ lệ 1/10000 và 1/5000 74

IV.2.5 Phương pháp thành lập bản đồ ĐCCS 75

IV.3 Xây dựng quy trình thành lập bản đồ ĐCCS tỷ lệ 1/10000 bằng giải pháp đa tích hợp công nghệ VT sử dụng ảnh vệ tinh SPOT-5 và tỷ lệ 1/5000 bằng giải pháp đa tích hợp công nghệ VT sử dụng ảnh vệ tinh QuickBird với các công nghệ GIS, LIS và GPS phù hợp với điều kiện Việt Nam 76

IV.3.1 Xây dựng quy trình công nghệ thành lập bản đồ ĐCCS tỷ lệ 1/10000 bằng giải pháp đa tích hợp công nghệ VT sử dụng ảnh vệ tinh SPOT-5 với các công nghệ GIS và GPS phù hợp với điều kiện Việt Nam 76

IV.3.2 Xây dựng quy trình thành lập bản đồ ĐCCS tỷ lệ 1/5000 bằng giải pháp đa tích hợp công nghệ VT sử dụng ảnh vệ tinh QuickBird với các công nghệ GIS và GPS phù hợp với điều kiện Việt Nam .85

IV.4 Xây dựng CSDL lưu trữ, quản lý và khai thác sử dụng các thông tin về các điểm tọa độ GPS, phục vụ công tác thành lập bản đồ ĐCCS và các mục đích khác 85

IV.4.1 Giới thiệu tổng quan, mục đích, ý nghĩa 85

IV.4.2 Xây dựng bảng dữ liệu đề xuất 85

IV.4.3 Quản lý, khai thác và cập nhật dữ liệu 87

Chương V : Kết quả thực nghiệm và đánh giá hiệu quả ứng dụng.88

V.1 Điều tra, khảo sát và thu thập thông tin t− liệu .88 V.2 Kết quả ứng dụng quy trình công nghệ thành lập 01 mảnh bản đồ ĐCCS tỷ lệ 1/10000 bằng ảnh SPOT-5 và 01 mảnh bản đồ ĐCCS tỷ lệ 1/5000 bằng ảnh QuickBird tại khu vực ngoại thị Hà Nội 96 V.3 Đánh giá hiệu quả ứng dụng thực tế quy trình công nghệ thành lập bản đồ địa chính cơ sở tỷ lệ 1/10000 và 1/5000 bằng giải pháp đa tích hợp công nghệ VT sử dụng ảnh vệ tinh SPOT-5, QuickBird với các công nghệ GIS, LIS và GPS phù hợp với điều kiện Việt Nam 99

V.4 So sánh quy trình công nghệ truyền thống và quy trình công nghệ đề xuất ứng dụng.99 Kết luận và kiến nghị 101 Tài liệu tham khảo 105

Danh mục các bảng

Bảng II.1 Toạ độ ĐCCS TP Hà Nội 42

Bảng IV.1 Các đối tượng đồ họa cơ sở 74

Bảng IV.2 Thời gian khởi đo lại 88

Bảng IV-3 Bảng lưu thông tin 90

Danh mục các hình vẽ Hình I-1 : Sơ đồ nguyên lý hoạt động của GPS 25

Hình I-2 : Sơ đồ đo toạ độ tương đối vị trí trạm thu trên mặt đất 28

Hình II - 1 : Sơ đồ kỹ thuật Hệ thống GSTNTT&MT tại Việt Nam 40

Hình II - 2 : Công nghệ GPS động sử dụng trị đo Phase 46

Hình II - 3 : Sơ đồ lưới GPS trạm Base 47

Hình II - 4 : GPS động sử dụng trạm tham chiếu ảo 48

Hình III - 1 : Khả năng giải đoán ảnh vệ tinh QuickBird lực phân giải siêu cao 55

Hình III - 2 : Bình đồ ảnh SPOT-5 sau khi đã được nắn chỉnh 62

Hình III - 3 : Hiển thị các thông tin về LIS lên nền ảnh 63

Hình III - 4 : Dữ liệu đo GPS tại khu vực khảo sát 69

Hình III - 5 : Hiển thị các thông tin đo đạc GPS lên ảnh SPOT-5 65

Hình IV - 1 : Sơ đồ ảnh vệ tinh SPOT-5 Khu vực Bắc Bộ 88

Hình IV - 2 : Sơ đồ ảnh vệ tinh SPOT-5 Khu vực Nam Bộ 89

Hình IV - 3 : Lựa chọn cảnh ảnh vệ tinh SPOT-5 khu vực Hà Nội 90

Hình IV - 4 : Sơ đồ điểm GPS thuộc lưới ĐCCS khu vực Hà Nội 90

Hình IV - 5 : Khu vực thử nghiệm làm bản đồ ĐCCS 1:10000 bằng ảnh SPOT-5 95

Hình IV - 6 : Khu vực thử nghiệm làm bản đồ ĐCCS 1:5000 bằng ảnh QuickBird 95

Hình IV - 1 : Sơ đồ công nghệ đo GPS tĩnh 84

Hình IV - 2 : ứng dụng GIS để bổ xung các điểm GPS trên nền ảnh 89

Hình IV - 3 : Bản đồ ĐCCS tỉ lệ 1/10000 thử nghiệm thu nhỏ 93

Hình IV - 4 : Bản đồ ĐCCS tỉ lệ 1/5000 thử nghiệm thu nhỏ 94

Danh mục thuật ngữ tiếng Anh

Application Programmer's Interface

Design CADD

Thiết kế và vẽ kỹ thuật bản đồ

Structured Analysis and design Phương pháp thiết kế hệ thống có cấu

trúcMethode pour Rassembler les Idees

Sans Effort MERISE

Phương pháp phân tích hệ thống

Global Navigation Satellite System

GLONASS

Hệ định vị GLONASS

Adress Matching and Mapping Lập bản đồ và tìm kiếm theo địa chỉ

Geographical Information System

(GIS)

Hệ thống thông tin địa lý

Graphic Development Interface Giao diện phát triển đồ họa

Graphical Kernel System (GKS) Hệ thống kênh đồ họa

GRID model Mô hình GRID

Land Information System (LIS) Hệ thống thông tin đất đai

Lời mở đầu

Mục tiêu của đề tài

- Mục tiêu tổng quát:

Tích hợp công nghệ VT sử dụng ảnh vệ tinh, công nghệ GIS và công nghệ GPS để thành lập bản đồ ĐCCS tỷ lệ 1/10000 và 1/5000

-Mục tiêu cụ thể:

1 Nghiên cứu một số vấn đề cơ sở lý luận khoa học cơ bản của hệ thống thông tin địa

lý (GIS), hệ thống định vị toàn cầu (GPS) và khả năng tích hợp chúng với hệ thống thông tin viễn thám

2 Phân tích, đánh giá thực trạng sử dụng ba hệ thống viễn thám, GIS và GPS ở nước ta hiện nay

3 Nghiên cứu đa tích hợp công nghệ VT sử dụng ảnh vệ tinh, công nghệ GIS và công nghệ GPS để thành lập bản đồ ĐCCS tỷ lệ 1/10000 và 1/5000

4 Xây dựng quy trình công nghệ thành lập bản đồ ĐCCS tỷ lệ 1/10000 và 1/5000

5 ứng dụng quy trình công nghệ thành lập 01 mảnh bản đồ địa chính cơ sở tỷ lệ

1/10000 bằng ảnh SPOT-5 và 01 mảnh bản đồ địa chính cơ sở tỷ lệ 1/5000 bằng ảnh QuickBird tại khu vực ngoại thị Hà Nội

6 Đánh giá hiệu quả ứng dụng

Nội dung nghiên cứu:

Trên cơ sở những lập luận và định hướng trên, chúng tôi đề xuất nội dung nghiên cứu đề tài như sau:

1 Nghiên cứu một số vấn đề cơ sở lý luận khoa học cơ bản của Hệ thống thông tin

địa lý (GIS) và Hệ thống định vị toàn cầu (GPS) và khả năng tích hợp chúng với hệ thống thông tin viễn thám trong lĩnh vực nghiên cứu

a Khái quát về thông tin viễn thám

b Khái quát về Hệ thống thông tin (GIS) và Hệ thống thông tin đất đai (LIS)

c Khái quát về hệ thống định vị toàn cầu theo hướng ứng dụng trong đo đạc bản đồ và quản lý đất đai

d Đánh giá khả năng tích hợp ứng dụng các công nghệ nêu trên

e Tham khảo kết quả một số giải pháp ứng dụng của một số nước như Mỹ, Pháp, Nga

f Đánh giá tiềm năng ứng dụng của phương pháp tích hợp cho công tác quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường

2 Phân tích, đánh giá thực trạng sử dụng ba hệ thống viễn thám, GIS và GPS ở nước ta hiện nay

b Thực trạng và tiềm năng công nghệ viễn thám ở nước ta hiện nay

c Thực trạng và tiềm năng công nghệ hệ thống thông tin địa lý (GIS) và hệ thống thông tin đất đai (LIS) ở nước ta hiện nay

d Thực trạng và tiềm năng công nghệ GPS ở nước ta hiện nay

e Khảo sát các kết qủa GPS và giải pháp kết nối với hai công nghệ nêu trên

3 Nghiên cứu các giải pháp đa tích hợp công nghệ VT sử dụng ảnh vệ tinh, công nghệ GIS, LIS và công nghệ GPS để thành lập bản đồ ĐCCS tỷ lệ 1/10000 và 1/5000

a Giải pháp ứng dụng công nghệ ảnh vệ tinh SPOT-5 để thành lập bản đồ ĐCCS tỷ lệ

f Giải pháp đa tích hợp công nghệ VT sử dụng ảnh vệ tinh QuickBird với công nghệ LIS để thành lập bản đồ ĐCCS tỷ lệ 1/5000

h Giải pháp đa tích hợp công nghệ VT sử dụng ảnh vệ tinh QuickBird với công nghệ GPS để thành lập bản đồ ĐCCS tỷ lệ 1/5000

i Giải pháp đa tích hợp công nghệ VT sử dụng ảnh vệ tinh QuickBird với các công nghệ GIS, LIS và GPS để thành lập bản đồ ĐCCS tỷ lệ 1/5000

4 Xây dựng quy trình thành lập bản đồ ĐCCS tỷ lệ 1/10000, 1/5000

a Giải pháp chọn lựa các khuôn dạng (Format) của các sản phẩm trong công nghệ GIS phù hợp với điều kiện Việt Nam và đáp ứng tối −u các nhu cầu sử dụng đa ngành

b Chọn giải pháp thành lập bản đồ địa chính tỷ lệ 1/10000 và 1/5000 bằng công nghệ

ảnh vệ tinh, công nghệ GIS và công nghệ GPS phù hợp với điều kiện Việt Nam

c Xây dựng quy trình công nghệ thành lập bản đồ ĐCCS tỷ lệ 1/10000 bằng giải pháp

đa tích hợp công nghệ VT sử dụng ảnh vệ tinh SPOT-5 với các công nghệ GIS, LIS và GPS phù hợp với điều kiện Việt Nam

d Xây dựng quy trình công nghệ thành lập bản đồ ĐCCS tỷ lệ 1/5000 bằng giải pháp

đa tích hợp công nghệ VT sử dụng ảnh vệ tinh QuickBird với các công nghệ GIS, LIS và GPS phù hợp với điều kiện Việt Nam

5 ứng dụng quy trình công nghệ thành lập 01 mảnh bản đồ địa chính cơ sở tỷ lệ 1/10000 bằng ảnh SPOT-5 và 01mảnh bản đồ địa chính cơ sở tỷ lệ 1/5000 bằng ảnh QuickBird tại khu vực ngoại thị Hà Nội

a ứng dụng quy trình công nghệ thành lập 01 mảnh bản đồ địa chính cơ sở tỷ lệ 1/10000 bằng ảnh SPOT-5 tại khu vực ngoại thị Hà Nội

b ứng dụng quy trình công nghệ thành lập 01 mảnh bản đồ địa chính cơ sở tỷ lệ 1/5000 bằng ảnh QuickBird tại khu vực ngoại thị Hà Nội

6 Đánh giá hiệu quả ứng dụng

a Điều tra, khảo sát và thu thập thông tin t− liệu

b Đánh giá hiệu quả ứng dụng thực tế quy trình công nghệ thành lập bản đồ ĐCCS tỷ

lệ 1/10000 bằng giải pháp đa tích hợp công nghệ VT sử dụng ảnh vệ tinh SPOT-5 với các

công nghệ GIS, LIS và GPS phù hợp với điều kiện Việt Nam

c Đánh giá hiệu quả ứng dụng thực tế quy trình thành lập bản đồ ĐCCS tỷ lệ 1/5000 bằng giải pháp đa tích hợp công nghệ VT sử dụng ảnh vệ tinh QuickBird với các công nghệ GIS, LIS và GPS phù hợp với điều kiện Việt Nam

Tiến độ thực hiện: Đề tài thực hiện trong 2 năm 2006 và 2007

Nội dung chính của báo cáo

chương I: tổng quan về cơ sở Khoa học cơ bản của hệ thống thông tin địa lý (GIS), hệ thống định vị toàn cầu (GPS)

và khả năng tích hợp chúng với hệ thống thông tin viễn thám trong lĩnh vực nghiên cứu thành lập BảN đồ ĐCCS

I.1 Khái quát về thông tin viễn thám

Công nghệ viễn thám hiện đại đã đem lại hiệu quả cao cho nhiều hoạt động kinh tế, xã hội 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, tổ chức và quản lý lãnh thổ cũng như an ninh

- quốc phòng Bên cạnh các nước phát triển như Mỹ, Pháp, Nga, Nhật, các nước đang phát triển cũng rất quan tâm đến ứng dụng công nghệ viễn thám Do đó, công nghệ viễn thám có một vị trí quan trọng trong chiến lược phát triển bền vững của mỗi quốc gia

ở Việt Nam, Viễn thám bắt đầu được ứng dụng gần 30 năm, đã có những kết quả

đáng khích lệ và khẳng định tính ưu việt của công nghệ viễn thám ứng dụng trong thực tiễn Tuy nhiên, công nghệ viễn thám ở nước ta phát triển còn chậm, đáp ứng chưa nhiều cho nhu cầu thực tiễn

Trong các lĩnh vực đo đạc bản đồ, điều tra quy hoạch đất đai, rừng, địa chất khoáng sản, khí tượng thuỷ văn, công nghệ viễn thám thực sự trở thành công cụ để thực hiện chức năng của ngành Đồng thời công nghệ viễn thám đã được ứng dụng để thực hiện nhiều đề tài nghiên cứu khoa học và dự án liên quan đến điều tra, khảo sát điều kiện

tự nhiên và tài nguyên thiên nhiên, giám sát môi trường, giảm thiểu thiên tai ở một số vùng Những công trình này đã đem lại kết quả quan trọng về phương pháp luận cũng như tư liệu Viễn thám ở Việt Nam bắt đầu từ công nghệ analog, và từ năm 1990 từng bước chuyển sang công nghệ số kết hợp với công nghệ analog và hệ thống tin địa lý (GIS) Hiện nay, nước ta đã có khả năng xử lý nhiều loại ảnh đạt yêu cầu về độ chính xác và quy mô sản xuất công nghiệp Để xử lý phân tích ảnh cho nhiều mục đích khác nhau, nhiều ngành đã trang bị các phần mềm mạnh, phổ biến trên thế giới, như ENVI, ERDAS, PCI, ERMAPPER, OCAPI cùng các phần mềm để xử lý các hệ thống thông tin địa lý Nhiều ngành đã trang bị thiết bị hiện đại song do còn thiếu đồng bộ và chưa có

nhiệm vụ ổn định nên một số còn chưa khai thác tốt hệ thống thiết bị và phần mềm hiện

có

Việc kết hợp sử dụng hệ thống Viễn thám với hệ thống tin địa lý GIS và hệ định vị toàn cầu GPS mới đang ở bước đầu nghiên cứu thử nghiệm

I.2 Khái quát về Hệ thống thông tin địa lý(GIS) và Hệ thống thông tin đất đai (LIS)

I.2.1 Hệ thống thông tin địa lý (GIS)

Hiện nay có khá nhiều các định nghĩa về công nghệ GIS, tuy nhiên, ta có thể hiểu

đó là tập hợp chặt chẽ các phần cứng, phần mềm, cơ sở dữ liệu thông tin địa lý từ thế giới thực thông qua các quy tắc thủ tục nhất định của người sử dụng để thu nhận, xử lý, phân tích và hiển thị, lưu trữ bảo quản các thông tin nêu trên để giải quyết các vấn đề về thông tin cho các mục đích của con người

Hệ thống thông tin địa lý quản lý các số liệu địa lý riêng rẽ bao gồm cả dữ liệu đồ hoạ và dữ liệu thuộc tính kèm theo công nghệ máy tính gồm các phần cứng và phần mềm

Hệ thống thông tin địa lý được thiết kế mở sao cho có thể chạy trên các thế hệ máy tính nối mạng diện rộng hoặc trong môi trường hẹp của một hay nhiều cơ quan và có thể chứa đựng các chức năng Tự động hoá bản đồ/Phương tiện dễ dàng thành lập bản đồ (Automated Mapping/ Facilites Mapping AM/FM) và chức năng Thiết kế, vẽ kỹ thuật bản đồ (Computer Aided Drawfting and Design CADD) Công tác thiết kế này cần được

đảm bảo sao cho có thể liên kết dễ dàng các cơ sở dữ liệu độc lập để nâng cao việc khai thác, sử dụng thông tin như một nguồn tài nguyên chiến lược; là công cụ mạnh để cho các nhà quản lý và chuyên gia kỹ thuật dễ dàng khai thác sử dụng vào từng nhiệm vụ cụ thể của mình

Các thông tin trong GIS phải đảm bảo được việc gắn kết vị trí địa lý thực của các

đối tượng thuộc vùng lãnh thổ chứa đựng chúng và luôn giải quyết được những vấn đề chính: Vị trí, Điều kiện, Chiều hướng, Kiểu mẫu và Mô hình hoá

Công nghệ GIS có mối quan hệ mật thiết với các ngành nền tảng của mình, đó là các ngành Công nghệ máy tính, Toán học, Truyền thông thông tin, Khoa học quản trị dữ liệu, Trắc địa và bản đồ học Công nghệ máy tính dựa trên nền tảng của các bộ xử lý

vọng to lớn cho sự phát triển và phạm vi ứng dụng của GIS Toán học là nền tảng để giải quyết các vấn đề liên quan tới việc xây dựng các thuật toán ứng dụng cụ thể giúp các nhà lập trình phần mềm GIS mở rộng và hoàn thiện các chức năng xử lý trong GIS Ngành truyền thông thông tin cung cấp cho GIS năng lực liên kết mạng máy tính, tạo ra sự đa ngành trong GIS Ngày nay ở các nước phát triển đã kết nối thành mạng máy tính sử dụng chung cho mọi đối tượng có nhu cầu, giúp các nhà quản lý đánh giá rõ hơn về ích lợi của công nghệ GIS và hiệu quả đầu tư Dữ liệu trong GIS được tổ chức và quản lý dựa trên các phần mềm quản trị dữ liệu và là một thành phần cơ bản của GIS Ngành khoa học quản trị dữ liệu cho phép phát triển và hoàn thiện hệ thống quản trị dữ liệu trong GIS Dữ liệu bản đồ là một thành phần chính trong cơ sở dữ liệu của GIS Khoa học bản đồ cho phép hoàn thiện và phát triển chức năng xử lý dữ liệu không gian, nâng cấp quy cách thể hiện các sản phẩm dữ liệu bản đồ Ngành trắc địa cho phép đảm bảo cơ sở toán học cho sự liên kết chặt chẽ giữa cơ sở dữ liệu GIS với thế giới thực của nó

Các thông tin quản lý trong GIS phần lớn là các thông tin tĩnh về những sự vật và hiện tượng đã xảy ra ở tại một thời điểm hoặc một khoảng thời gian nhất định nào đó Việc cập nhật hoặc đổi mới thông tin trong GIS đòi hỏi phải có một nguồn tư liệu thông tin đầy đủ và nhanh chóng Công nghệ viễn thám ngày nay hoàn toàn cho phép đáp ứng tối ưu nhu cầu này

Xét về mặt cấu trúc, có thể xem GIS là một hệ thống được kiến trúc từ các thành phần cơ bản sau: Phần cứng, Phần mềm, Cơ sở dữ liệu và Người sử dụng Các thành phần cấu thành đó có mối liên quan mật thiết với nhau Người sử dụng đóng một vai trò quan trọng điều hành sự hoạt động của hệ thống Sự vận hành của hệ thống GIS có thể hiểu

đơn giản như sau: Các thông tin về các sự vật, hiện tượng được đưa vào GIS để quản lý tạo ra các cơ sở dữ liệu số Các cơ sở dữ liệu số này được người sử dụng xử lý theo mục

đích của mình thông qua công cụ phần mềm GIS để thao tác Dưới tác động của người sử dụng từ các thông tin lên thế giới thực lại phát sinh ra các thông tin mới cần thiết phải

đưa vào quản lý và sử dụng trong cơ sở dữ liệu của GIS Như vậy sẽ tạo ra một vòng tuần hoàn khép kín giữa các thông tin thu nhận từ thế giới thực, môi trường công nghệ GIS và người sử dụng

Công nghệ GIS không lưu trữ dữ liệu dưới dạng vật lý truyền thống mà lưu trữ các dữ liệu không gian từ thế giới thực kèm theo thông tin thuộc tính của chúng, từ đó chúng

Phần mềm và phần cứng là hai thành phần cần thiết để có thể ứng dụng công nghệ GIS vào cuộc sống Phần mềm trong GIS có thể xem là một tập hợp các câu lệnh điều khiển phần cứng của máy tính thực hiện một nhiệm vụ xác định Phần mềm của máy tính

có thể chia làm các lớp cơ bản mà sự liên hệ tương tác giữa chúng được thông qua bởi các chương trình hệ thống sau:

-Hệ điều hành là những chương trình điều khiển hoạt động của hệ thống và kiểm soát thông tin truyền thông với các thiết bị ngoại vi nối với máy tính

- Hệ tiện ích đặc biệt cung cấp các chương trình thực hiện các chức năng thường dùng nhất của người sử dụng Trong đó gồm cả ngôn ngữ biên dịch, công cụ quản lý các files Phần lớn các phần mềm quản lý dữ liệu địa lý được viết trong ngôn ngữ lập trình C, Basic, Cobol, Fortran hoặc Assemble Những chương trình điều khiển thiết bị ngoại vi, các chương trình tiện ích lưu trữ dùng để cung cấp dịch vụ sao chép, cất giữ dữ liệu Thư viện con bao gồm các Modules chương trình được viết trong các ngôn ngữ lập trình nêu trên cho phép người sử dụng truy nhập vào các chức năng của hệ thống Các phần mềm truyền thông đặc biệt cho phép trợ giúp điều khiển các thiết bị lưu trữ, ngoại vi, modem, mạng máy tính

- Hệ phần mềm ứng dụng bao gồm các chương trình truy cập trực tiếp tạo ra các sản phẩm cụ thể theo yêu cầu của người sử dụng như lập bản đồ, quản lý và phân tích các số liệu địa lý Các phần mềm GIS được tạo nên bởi hai phần cơ bản:

+ Các phần mềm trọng tâm có chức năng lập bản đồ cơ bản, quản lý dữ liệu địa lý; + Các phần mềm ứng dụng như phân tích các yếu tố địa hình, lập các bản đồ chuyên đề, mô hình hoá

Cho đến nay, ở nước ta vẫn chưa có mô hình chuẩn nào về hệ thống thông tin địa lý

được chấp thuận, trên cơ sở đó xây dựng các phần mềm ứng dụng chung cho mọi ứng dụng ở đây người sử dụng phải thiết kế hệ thống cho cơ sở dữ liệu và các ứng dụng Quá trình thực hiện đòi hỏi phải có sự phân tích hệ thống, thiết kế sơ bộ, thiết kế sơ đồ cơ sở dữ liệu, thiết kế chi tiết các ứng dụng, mã hoá phần mềm, kiểm tra và bảo trì liên tục khi nền tảng cơ sở được nâng cấp Đây là công việc đòi hỏi đầu tư lâu dài và liên tục

I.2.2 Hệ thống thông tin đất đai (LIS)

Hệ thống thông tin đất đai (LIS) là một hệ thống GIS chuyên ngành về đất đai Việc xây dựng CSDL quốc gia về tài nguyên đất một cách có hệ thống và thống nhất là một nhu cầu khách quan cần thiết để phục vụ cho việc phân tích và đánh giá hiện trạng, quy hoạch và dự báo xu hướng phát triển, cung cấp cơ sở luận cứ cho các nhà hoạch định chính sách, tạo công cụ hiện đại cho bộ máy quản lý nhà nước, trợ giúp cho các nhu cầu khác của toàn xã hội

Việc xây dựng hệ CSDL này đòi hỏi sự phối hợp của nhiều cơ quan để chuẩn bị cơ

sở vật chất về hạ tầng thông tin, xây dựng cấu trúc, tổ chức hệ thống theo một chuẩn thống nhất và có sự phối hợp thống nhất và chỉ đạo tập trung

Trong quá trình thiết kế hệ thống CSDL quốc gia về tài nguyên đất, việc đầu tiên phải làm là lựa chọn phương pháp thiết kế Hiện nay, trên thế giới tồn tại một số phương pháp thiết kế hệ thống khá phổ biến như: Phương pháp thiết kế hệ thống có cấu trúc (Structured Analysis and design), Phương pháp phân tích MCX, Phương pháp GALASCI, Phương pháp phân tích hệ thống MERISE (Methode pour Rassembler les Idees Sans Effort)

CSDL quốc gia về tài nguyên đất bao gồm những thông tin về hệ thống dữ liệu địa

lý nền và hệ thống dữ liệu về tài nguyên đất Hệ thống này vừa đảm bảo cung cấp về địa

lý nền vừa cung cấp thông tin về đất đai Việc trước tiên là chúng ta phải xác lập được phần thông tin địa lý nền cơ bản vì thông tin đất đai phải được gắn trên một hệ cơ sở dữ liệu địa lý nào đó ở đây chúng ta có thể tạm chia thành các khối thông tin thành phần chính như sau:

• CSDL về mô hình độ cao địa hình;

• CSDL về các loại đất phân theo mục đích sử dụng;

• CSDL về bản đồ địa chính;

• CSDL về các thông tin METADATA thuộc tính khác

Hệ CSDL trên có thể được thiết kế dưới dạng CSDL tập trung hoặc phân tán tuỳ thuộc vào cơ cấu tổ chức và phương thức quản lý bộ máy của từng quốc gia Đặc thù này

ở Việt Nam cho phép khuyến cáo sử dụng thiết kế hệ CSDL dưới dạng phân tán là phù hợp hơn cả

Trọng tâm của nhiệm vụ xây dựng Cơ sở dữ liệu và hạ tầng kỹ thuật cho CSDL quốc gia về tài nguyên đất là giải quyết 3 vấn đề cơ bản sau:

1 Xây dựng cơ sở hạ tầng cho công nghệ thông tin gồm:

• Xây dựng cơ sở pháp lý cho hệ CSDL quốc gia;

• Xác định các chuẩn công nghệ thông tin phổ cập cũng như chuyên ngành;

• Đầu tư trang thiết bị tin học phục vụ thu nhận, chỉnh lý, cập nhật, quản lý và khai thác thông tin;

• Đào tạo cán bộ để phục vụ việc xây dựng, vận hành, bảo dưỡng, bảo trì hệ thống thông tin;

• Xây dựng mạng lưới truyền thông thông tin;

• Phục vụ cho các nhu cầu xã hội về thông tin như nghiên cứu khoa học - công nghệ, giáo dục đào tạo

3 Xây dựng hệ thống CSDL thông tin chuyên ngành như một thành phần của hệ thống CSDL quốc gia gồm:

• Xác lập cấu trúc CSDL thông tin chuyên ngành và định chuẩn thông tin;

• Thiết kế và xây dựng mạng lưới thu nhận , cập nhật chỉnh lý, quản lý và khai thác thông tin;

CSDL tài nguyên đất đai được xây dựng nhằm các mục tiêu:

- Xác định chính xác số lượng, chất lượng tài nguyên đất hiện có;

- Xác định số liệu về hiện trạng sử dụng đất đến từng ô thửa và mục đích sử dụng;

- Xác định các dữ liệu về kinh tế, xã hội, điều kiện tự nhiên ảnh hưởng tới quản lý và sử dụng đất đai;

- Xác định cơ sở khoa học để lập quy hoạch – kế hoạch sử dụng đất phục vụ định hướng phát triển KTXH;

- Đảm bảo CSDL địa lý thống nhất cung cấp cho các CSDL khác có nhu cầu thể hiện theo vị trí không gian

Hệ CSDL địa lý về tài nguyên đất có những đặc điểm hoàn toàn khác biệt đối với các loại CSDL thông thường khác Trong CSDL đồ hoạ không chỉ có ở dạng véc tơ, raster

mà các dữ liệu multimedia dùng để mô tả cảnh quan của thế giới thực của từng vùng địa

lý Các dữ liệu địa lý đòi hỏi phải cùng trong một hệ quy chiếu thống nhất và dạng biểu diễn của chúng Mặt khác, khi lựa chọn hệ quy chiếu phải đảm bảo sao cho có thể dễ dàng hoà nhập dữ liệu với quốc tế thông qua các phép chuyển đổi đã được xác lập từ trước về các hệ quy chiếu thế giới, lục địa hoặc khu vực Dữ liệu địa lý đòi hỏi độ chính xác cao về vị trí không gian tương ứng với tỷ lệ bản đồ Một đối tượng, sự vật chỉ có giá trị khi biết được vị trí không gian của nó và độ chính xác phù hợp với cấp hạng tương ứng Hệ CSDL về thông tin đất đai có khối lượng thông tin rất lớn, đa dạng và ngày càng

lớn dần theo các chu kỳ cập nhật Cũng vì lẽ đó đòi hỏi phải thiết kế sao cho công cụ quản trị phải đủ mạnh, thiết bị lưu trữ mạnh và tốc độ xử lý cao

Hiện nay các phần mềm GIS thường dùng phổ biến là ARC/INFO, MAPINFO, MAPPING OFFICE, ER_MAPPER Hệ quản trị dữ liệu cần lựa chọn cho phù hợp với thể loại dữ liệu Đối với hệ CSDL địa lý có thể lựa chọn hệ quản trị ARC/INFO (ESRI) hoặc GIS OFFICE (INTERGRAPH) để quản trị dữ liệu bản đồ Đối với các dữ liệu thuộc tính có thể sử dụng hệ quản trị dữ liệu ORACLE hoặc SQR-SERVER Cả hai hệ quản trị dữ liệu này có thể thiết kế liên thông nối với nhau

I.3 Khái quát về hệ thống định vị toàn cầu ứng dụng trong đo đạc bản đồ và quản lý

đất đai

Chúng ta hoàn toàn có thể sử dụng các hệ định vị toàn cầu để xác định một cách

chính xác vị trí không gian của các điểm trên mặt đất

Xuất phát từ nguyên lý xác định vị trí toạ độ bằng phương pháp giao hội cạnh không gian khoảng cánh dài mà ở đây là khoảng cách từ một nhóm vệ tinh đến vị trí

điểm cần xác định tại thời điểm t nào đó Chỉ cần 3 vệ tinh là có thể giải được bài toán này Tuy nhiên trong trắc địa, thông thường để đảm bảo có trị đo thừa, yêu cầu đo tín hiệu từ 4 vệ tinh trở lên

Hiện nay đang tồn tại khá nhiều hệ vệ tinh định vị toàn cầu để xác định vị trí không gian của điểm mặt đất nhanh chóng, chính xác và thuận tiện ở đây ta có thể nêu ra 3 hệ

định vị toàn cầu phổ biến nhất, đó là Hệ định vị toàn cầu GPS do Bộ Quốc phòng Mỹ xây dựng và đã được ứng dụng quen thuộc ở Việt Nam; Hệ định vị GLONASS (Global Navigation Satellite System) do Nga thiết kế từ những năm 70 phục vụ mục đích quân sự

và bắt đầu xây dựng vào những năm 80 của thế kỷ trước; Hệ định vị toàn cầu GALILEO của Liên minh châu Âu xây dựng phục vụ thuần tuý mục đích dân sự

Trong Hệ định vị toàn cầu GPS các vệ tinh được bố trí không dưới 6 quỹ đạo cách nhau 60 độ kinh và cách mặt đất 20 190 km Mỗi vệ tinh liên tục phát tín hiệu dẫn đường xuống các máy thu tín hiệu trên mặt đất gồm: hệ thống thời gian; thông số cải chính

đồng hồ vệ tinh; thông số quỹ đạo vệ tinh; lịch vệ tinh và các thông số liên quan tới tầng khí quyển Các thông số trên cho phép tính ra khoảng cách từ trạm thu mặt đất đến từng

và bất kỳ thời điểm nào một cách chính xác và nhanh chóng Độ chính xác vị trí không gian của điểm mặt đất tuỳ thuộc vào phương pháp định vị mà dao động từ vài chục mét

đến vài centimet

Trong quá trình xây dựng hệ định vị GLONASS, vệ tinh đầu tiên được phóng lên quỹ đạo vào tháng 10/1982; sau đó vào tháng 12/1995 phóng tiếp 24 vệ tinh, tuy nhiên sau một thời gian hoạt động một số trong đó hết tuổi thọ, chỉ còn lại 15 vệ tinh Số vệ tinh quá tuổi không được bổ sung kịp nên hệ thống hoạt động không ổn định và độ chính xác đạt được không bằng hệ GPS của Mỹ Theo kế hoạch dự kiến thì từ 2007 Liên bang Nga sẽ phóng vệ tinh GLONASS – K có tuổi thọ 10 năm và thường xuyên có 24 vệ tinh hoạt động trên quỹ đạo Với thế hệ vệ tinh này, Nga hy vọng sẽ cải thiện một bước đáng

kể về độ chính xác nhờ nâng cao độ chính xác của các vệ tinh trên quỹ đạo

Hệ định vị GALILEO do liên minh châu Âu điều hành quản lý không bị ràng buộc bởi các lực lượng quân sự Hệ định vị GALILEO theo thiết kế gồm 30 vệ tinh với tuổi thọ

13 năm phân bố đối xứng trên 3 quỹ đạo với mặt cắt với xích đạo một góc 56 độ và cách mặt đất 23 616 km Trên mỗi quỹ đạo có 9 vệ tinh liên tục hoạt động và 1 vệ tinh dự phòng Trên mặt đất túc trực 6 vệ tinh luôn sẵn sàng phóng lên quỹ đạo thay thế những vệ tinh có sự cố hoặc hết tuổi thọ Hệ thống được thiết kế đảm bảo hoạt động liên tục đến năm 2023 Trên sóng tải L luôn có 10 loại tín hiệu cung cấp những dịch vụ theo các nhu cầu chung; chuyên dụng; giám sát bảo vệ môi trường; tìm kiếm cứu hộ cứu nạn và phục

vụ điều hành của các chính phủ Hệ GALILEO được thiết kế đảm bảo giảm thiểu độ nhiễu của tầng điện ly, khả năng thu tín hiệu và độ chính xác tương đối cao

Do có nhiều ưu điểm nổi trội của hệ thống định vị GPS mà các hệ thống định vị khác chưa đạt được nên ở đây chúng ta chỉ giới hạn tìm hiểu về hệ thống định GPS

I.3.1 Xác định toạ độ tuyệt đối vị trí trạm thu mặt đất trong hệ WGS-84

Tại thời điểm t, giả sử ta thu được tín hiệu từ 3 vệ tinh S1, S2, S3 với toạ độ không gian đã biết WGS-84 tương ứng là Xs1, Ys1, Zs1 ; Xs2, Ys2, Zs2; Xs3, Ys3, Zs3, đồng thời đã biết được 3 cạnh không gian khoảng cách dài Ds1, Ds2, Ds3 từ 3 vệ tinh đến vị trí máy thu và khoảng cách giữa vệ tinh S1 đến vệ tinh S2 là L12; khoảng cách giữa vệ tinh S1 đến vệ tinh S3 là L13, khi đó ta có toạ độ không gian vị trí điểm P trên mặt đất Xp,

Tp, Zp [15] là:

I.3.2 Xác định toạ độ tương đối vị trí trạm thu trên mặt đất

Đây là phương pháp xác định toạ độ vị trí các điểm mặt đất dựa trên các số gia toạ

độ hay còn gọi là các thành phần của véc tơ Baseline ưu điểm của phương pháp này là loại trừ được sai số do nhiễu biến thiên trong tần số cơ sở của đồng hồ vệ tinh và được áp dụng rộng rãi Đặt:

Hình I-2 Sơ đồ đo toạ độ tương đối vị trí trạm thu trên mặt đất

I.3.3 ứng dụng công nghệ đo GPS động trong việc thành lập bản đồ ĐCCS 1/10000

và 1/5000

Công nghệ GPS dùng để xác định vị trí không gian điểm mặt đất đã được ứng dụng

rộng rãi và đa dạng trong nhiều lĩnh vực chuyên ngành trắc địa bản đồ Ngoài việc đo toạ

độ lưới khống chế nhà nước các cấp hạng, GPS còn được ứng dụng trong đo khống chế

điểm ảnh, đo đạc điều vẽ ngoại nghiệp, đo biến dạng công trình, đo tăng dày điểm ngoại

nghiệp, đo chênh cao tuyệt đối để lập bản đồ dị thường trọng lực, đo kiểm tra chất lượng

các loại bản đồ chuyên ngành đem lại sự tiện dụng và hiệu quả kinh tế cao Một trong

các lĩnh vực không thể thiếu được vai trò then chốt của công nghệ GPS đó là công tác

thành lập bản đồ ĐCCS Trong công tác thành lập bản đồ ĐCCS, công nghệ GPS tham

gia vào các công đoạn sau:

- Xây dựng mạng lưới khống chế tọa độ, độ cao

- Phục vụ công tác đo ảnh: Đo xác định tọa độ tâm chiếu ảnh trong bay chụp ảnh,

đo đạc các điểm khống chế ảnh, đo bổ sung thực địa cho nền ảnh

- Công nghệ đo GPS động phục vụ việc đo các điểm chi tiết khu vực đất thổ canh Trong phần này chúng tôi sẽ tập trung vào việc đưa ra giải pháp ứng dụng công nghệ đo GPS động phục vụ việc thành lập bản đồ ĐCCS

Khu vực đất thổ canh với đặc điểm: Tương đối thông thoáng, di chuyển thuận tiện trên một diện tích rộng và các thửa đất rõ ràng, vuông vắn, đây là những điều kiện rất thuận tiện cho việc đo đạc bằng công nghệ đo GPS động

Thêm vào đó công nghệ đo GPS động với các đặc điểm là dễ sử dụng, tốc độ đo nhanh, không cần thông hướng với trạm Base, nhiều trạm Rover có thể hoạt động độc lập với nhau chung một trạm Base, độ chính xác cao, đặc biệt là cho phép lưu các thông tin

về tên điểm, mã nối của điểm và các thông tin khác về điểm vào thiết bị điều khiển cầm tay của máy Rover

Với các đặc tính hỗ trợ lẫn nhau như trên cho thấy công nghệ đo GPS động là lựa chọn tối ưu cho công tác thành lập bản đồ ĐCCS Có ba công nghệ đo GPS động được dùng phổ biến hiện nay như sau:

- Công nghệ đo GPS động sử dụng trị đo Code

- Công nghệ đo GPS động sử dụng trị đo Phase

- Công nghệ GPS động sử dụng trạm tham chiếu ảo Virtual Reference Station VRT

Tùy thuộc vào thành phần các thiết bị sẵn có, mục đích của công việc cũng như hạ tầng các dịch vụ hỗ trợ mà thực hiện 3 công nghệ đo GPS động nói trên

- Chế độ đo GPS động thời gian thực là chế độ cho ra giá trị tọa độ, độ cao của điểm

đo trong hệ tọa độ, hệ quy chiếu địa phương tức thời ở ngoài thực địa Ưu điểm của chế

độ này là biết ngay giá trị tọa độ, độ cao và độ chính xác của kết quả ngay ngoài thực

địa, nhưng có nhược điểm là phải có các thiết bị truyền dữ liệu không dây giữa trạm Base

và máy Rover dẫn đến người đo ngoài thực địa, phải mang nhiều thiết bị cồng kềnh, các thiết bị tiêu tốn nhiều năng lượng và phụ thuộc vào khoảng cách cũng như môi trường truyền dẫn tín hiệu giữa trạm Base và Rover

- Chế độ đo GPS xử lý sau là chế độ chỉ lưu trữ các dữ liệu đo GPS tại điểm đo ngoài thực địa, sau đó khi quay về nơi xử lý dữ liệu kết hợp với dữ liệu GPS và tọa độ tại trạm Base mới có thể xử lý ra tọa độ, độ cao chính xác của điểm đã đo ngoài thực địa Ưu

điểm của chế độ này là người đo đạc ngoài thực địa chỉ phải mang tối thiểu các thiết bị gọn nhẹ, không cần mua sắm thêm các thiết bị truyền dẫn dữ liệu không dây giữa trạm

Base và Rover, cho phép khoảng cách di chuyển của trạm Rover ra xa trạm Base hơn, nhưng có nhược điểm là không biết kết quả xử lý tọa độ, độ cao của điểm đo có đạt độ chính xác mong muốn không, phải về nhà xử lý kết hợp với dữ liệu GPS tại trạm Base mới biết được kết quả đo đạc

I.4.1 ảnh vệ tinh phân giải cao và siêu cao

Chúng ta hoàn toàn có khả năng tiếp cận ảnh vệ tinh với lực phân giải cao và siêu cao ở đây chúng ta chỉ sơ bộ tìm hiểu một số loại ảnh vệ tinh phân giải cao và siêu cao

đang phổ biến

I.4.1.1 SPOT-5 Tháng 5 – 2002 Cơ quan Hàng không Vũ trụ Pháp đã phóng lên quỹ

đạo vệ tinh SPOT-5 với các Sensor thu ảnh số có lực phân giải hình học cao hoàn chỉnh

và hiện đại nhất của Pháp Các Sensor này cho phép thu ảnh có lực phân giải 5m đối với

ảnh đen – trắng và 10 m đối với ảnh màu, độ phủ mặt đất của 1 cảnh ảnh trung bình là 60km x 60km Ngoài ra, bằng cách ghép so le các cặp ảnh đen trắng cho phép tạo được

ảnh có lực phân giải 2,5 m Đây là một tiến bộ to lớn, mở ra nhiều triển vọng trong phát triển ứng dụng Trước đây, để thành lập bản đồ tỷ lệ vừa và lớn chỉ có thể thực hiện với

ảnh chụp từ máy bay thì ngày nay ảnh vệ tinh đã dần thay thế

I.4.1.2 QUICK BIRD Mỹ phóng vệ tinh QuickBird lên quỹ đạo và lần đầu tiên cho ra

sản phẩm ảnh vệ tinh thương mại với lực phân giải siêu cao: ảnh đen trắng là 61 cm đến

72 cm, ảnh đa phổ là 2,44 m đến 2,88 cm Độ phủ trùm của các đầu thu từ 16,5 km đến

19 km và quét vuông góc với hướng chuyển động của vệ tinh Ngoài ra có thể cung cấp các cặp ảnh lập thể với tần xuất chụp lặp trong một vài ngày Với các thông số hình học

đầy đủ của các dữ liệu ảnh dưới dạng gốc hoàn toàn có thể dùng để tăng dày, đo vẽ thành lập bản đồ (xem phụ lục kèm theo)

I.4.1.3 WorldView-1 (xem phụ lục kèm theo)

I.4.1.4 WorldView-2 (xem phụ lục kèm theo)

I.4.2 Khả năng xử lý dữ liệu trong GIS.

Đa số dữ liệu trong GIS lưu giữ dưới dạng số (véc tơ hoặc raster) Dạng véc tơ là những cặp toạ độ của các điểm (X,Y) hoặc (X,Y,Z) với các quy luật liên kết các điểm đó

để biểu diễn chúng thành các đối tượng trong một hệ toạ độ xác định Có 2 loại hệ toạ độ cơ bản: Hệ toạ độ vuông góc Đề các (X,Y,Z) và Hệ toạ độ trắc địa cầu (B,L,H) Thông thường mỗi quốc gia người ta thường chọn thống nhất một hệ thống toạ độ gắn với trái

đất thực phù hợp với lãnh thổ và thường gọi là Hệ toạ độ quốc gia

Số liệu Raster (dạng ảnh) được tạo bởi các ô lưới dưới dạng các chấm điểm có lực phân giải nhất định cho trước nào đó Thông thường số liệu lưu trữ dưới dạng raster này

đồi hỏi dung lượng bộ nhớ lớn Tuỳ theo kích thước của bản đồ và nội dung cần thể hiện

mà lựa chọn lực phân giải cho phù hợp để sử dụng và lưu trữ

Các số liệu không gian là các thông tin mô tả đặc tính hình học của các đối tượng như hình dạng, kích thước, vị trí… trong thế giới thực Thông thường người ta quy đổi tập hợp phức tạp các đối tượng về các loại đối tượng hình học cơ bản như đối tượng điểm;

đối tượng đường; đối tượng vùng và đối tượng chữ

Thông thường CSDL bản đồ được quản lý dưới dạng các lớp đối tượng Mỗi một lớp chứa các hình ảnh liên quan đến một chức năng, phục vụ cho một ứng dụng cụ thể Việc phân chia thành các lớp có ý nghĩa quan trọng trong khai thác sử dụng sau này Các công

cụ phần mềm của GIS rất phong phú và đa dạng cho phép chúng ta:

- Chuyển đổi các hệ toạ độ:

+ Chuyển đổi lưới chiếu bản đồ từ kinh tuyến gốc này sang kinh tuyến gốc khác;

+ Chuyển đổi toạ độ các điểm bản đồ từ hệ toạ độ Đề các (X,Y,H) sang hệ toạ độ trắc địa cầu (B,L,H) và ngược lại;

+ Nắn chỉnh hình học hình ảnh bản đồ để loại bỏ các sai số biến dạng cho phù hợp với

- Xử lý các thông tin về bản đồ:

+ Tiếp biên hoặc nối ghép bản đồ trên cơ sở sử dụng tập hợp các điểm chung để tạo ra một tờ bản đồ mới hoặc mở rộng tờ bản đồ tuỳ thuộc vào mục đích sử dụng

+ Tạo ra một cửa sổ các đối tượng bản đồ và có thể tách chúng ra khỏi bản đồ hiện thời

để xử lý riêng hoặc dùng cho mục đích khác

- Lập các bản đồ chuyên biệt:

+ Chức năng chồng các lớp không gian (Graphic Overlay);

+ Chức năng lập bản đồ chuyên đề (Thematic mapping);

+ Chức năng lập bản đồ và tìm kiếm theo địa chỉ (Adress Matching and Mapping) cho phép phân tích và lập bản đồ theo các số liệu gắn cụ thể với một địa chỉ như vị trí, tên các

đối tượng

+ Chức năng phân tích và chồng phủ các đối tượng vùng khép kín (Polygon)

+ Chức năng tích hợp hoặc chia tách (Union and Split giữa các Polygon)

+ Chức năng chồng phủ các đối tượng điểm vào trong vùng (Polygon)

+ Chức năng chồng phủ các đối tượng đường vào trong vùng (Polygon)

- Các chức năng phân tích bản đồ:

+ Chức năng tính diện tích, chu vi, khoảng cách của các đối tượng trên bản đồ;

+ Chức năng tạo ra các Buffer Generation;

+ Chức năng tìm kiếm theo bán kính (Radius Search)

+ Chức năng chuyển đổi các dữ liệu từ dạng Raster sang véc tơ và ngược lại (Raster/Vector Conversion)

+ Chức năng chuyển đổi các khuôn dạng dữ liệu Format Translation

- Các chương trình ứng dụng và các chương trình công cụ Tuỳ theo lĩnh vực ứng dụng trong GIS mà tuỳ chọn các công cụ:

+ Thiết kế kỹ thuật (Enginnering Design);

+ Mô hình hoá lớp bề mặt (Surface Modelling);

+ Phân tích địa hình (Terrain Analisis);

+ Toạ độ và hình học (Coordinates and Geometry);

+ Phân tích các mạng lưới (Network Analysis)

Ngoài ra các phần mềm GIS thương mại hiện nay còn cung cấp cho người sử dụng các giao diện cơ bản sau:

- Giao diện theo thực đơn (Menu Driven Command Interfaces);

- Giao diện theo câu lệnh (Command Interfaces);

- Giao diện theo lập trình (Macro Programming)

Các phần mềm thương mai GIS phổ biến hiện nay là ARC/INFO, MAPINFO, GIS-OFFICE, ILWIS, PAMAP… Mỗi bộ phần mềm nêu trên đều có những đặc điểm riêng trong khai thác ứng dụng, tuỳ thuộc vào thói quen và kinh nghiệm của người sử dụng và quy mô bài toán đặt ra mà lựa chọn

I.4.3 Hệ thống dữ liệu toạ độ GPS, khả năng đo bổ sung chi tiết các điểm đặc trưng bằng GPS kết hợp điều vẽ ngoại nghiệp trong thành lập bản đồ tỷ lệ lớn

I.4.3.1 Sự cần thiếi xây dựng hệ thống cơ sở dữ liệu toạ độ GPS

Hàng năm chúng ta đã tiến hành đo một khối lượng rất lớn toạ độ không gian các

điểm mặt đất bằng công nghệ GPS Chỉ riêng công tác đo đạc lưới khống chế các cấp hạng nhà nước, chúng ta đã có hàng vạn điểm đo GPS Công tác đo điểm khống chế ảnh máy bay, ảnh vệ tinh đã trở thành phổ biến trong công tác xử lý ảnh và loại dữ liệu này hoàn toàn có thể được tái sử dụng cho nhiều các ứng dụng khác nhau Đặc biệt công nghệ GPS đã được ứng dụng trong đo đạc chi tiêt, điều vẽ ngoại nghiệp trong công tác thành lập bản đồ tỷ lệ lớn Các dữ liệu trên cần thiết phải được thiết kế để lưu giữ trong CSDL

để phục vụ cho cập nhật thường xuyên và tái khai thác sử dụng lâu dài

Khi đã có cơ sở dữ liệu dạng số này ta hoàn toàn có thể tích hợp để xử lý trong công tác thành lập bản đồ Các giải pháp tích hợp hoàn toàn phụ thuộc vào mức độ chuẩn hoá của các dữ liệu, trình độ mặt bằng công nghệ xử lý thông tin thông qua các phần mềm ứng dụng chuyên ngành mà quyết định cho từng trường hợp cụ thể

Trong khuôn khổ của đề tài NCKH này, không đi sâu về xây dựng các thuật toán

và lập các chương trình ứng dụng cụ thể nào Vì các công việc đó đòi hỏi một khối lượng

công việc rất lớn và hệ thống CSDL quốc gia đòi hỏi đã được chuẩn hoá đầy đủ

I.5 Tham khảo kết quả các giải pháp ứng dụng của một số nước phát triển và trong khu vực

Ngày nay, không chỉ các nước phát triển như Mỹ, Pháp, Nga, Nhật, mà ngay cả các nước đang phát triển cũng rất quan tâm đến ứng dụng công nghệ vũ trụ, công nghệ viễn thám vào mục đích nghiên cứu khoa học, phát triển kinh tế - xã hội và đảm bảo an ninh - quốc phòng

Công nghệ viễn thám đã trở thành công nghệ rất có hiệu quả để giám sát các đối tượng biến động trong không gian và thời gian Công nghệ xử lý và phân tích ảnh số được phát triển rất mạnh và đạt hiệu quả ngày càng cao ảnh vệ tinh đã được sử dụng phổ biến

để điều tra, quản lý tài nguyên đất, tài nguyên nước, khoáng sản, dầu khí, tài nguyên rừng, để cập nhật và thành lập các hệ thống bản đồ quốc gia

Công nghệ số chiếm ưu thế và các thông tin viễn thám được sử dụng kết hợp chặt chẽ với hệ thống thông tin địa lý (GIS) và hệ thống định vị toàn cầu (GPS), đã đem lại hiệu quả cao và làm cho công nghệ viễn thám càng thực sự đóng vai trò quan trọng để phát triển kinh tế - xã hội Đa tích hợp công nghệ VT sử dụng ảnh vệ tinh, công nghệ GIS

và công nghệ GPS để thành lập bản đồ ĐCCS phục vụ quản lý và khai thác sử dụng là hướng nghiên cứu cần thiết Nhiều nước phát triển trên thế giới đã nghiên cứu thành công các giải pháp và đưa vào ứng dụng rất hiệu quả công nghệ tích hợp ảnh vệ tinh, GIS và GPS nêu trên để thành lập, hiện chỉnh và cập nhật hệ thống các loại bản đồ chuyên đề, trong đó có bản đồ địa chính

Để làm tốt công việc này, các nhà khoa học nước ngoài đã nghiên cứu thiết kế và xây dựng các tiện ích như tích hợp các dữ liệu ảnh vệ tinh vào CSDL không gian; đa tích

hợp công nghệ VT sử dụng ảnh vệ tinh với công nghệ GIS, công nghệ ảnh vệ tinh với công nghệ GPS Nhiều công trình nghiên cứu ứng dụng đã cho kết quả tất tích cực

Trên nền tảng của các tiến bộ về thiết bị phần cứng, công nghệ phần mềm về đồ hoạ, phân tích dữ liệu không gian và quản trị dữ liệu các hệ thống GIS đã có những bước phát triển vượt bậc Hệ GIS đầu tiên được đưa vào ứng dụng trong công tác quản lý tài nguyên thiên nhiên ở Canada, rồi đến Mỹ và các nước Tây Âu Hệ thống này được gọi là Hệ thống Thông tin Địa lý Cânada (Canada Geographic Information) bao gồm các thông tin về Nông nghiệp, Lâm nghiệp, Đất đai, Theo dõi động vật hoang dã

Gần đây công nghệ GIS đã trở thành công cụ hữu hiệu trong công tác quản lý và trợ giúp các quyết định Các phần mềm GIS đang hướng tới Hệ tự động lập bản đồ và xử

lý dữ liệu phương tiện cao cấp Hypermedia, Hệ chuyên gia, Hệ trí tuệ nhân tạo hướng đối tượng Giao diện của phần lớn các phần mềm GIS với người sử dụng ngày càng dễ dàng hơn thông qua các giao diện đồ hoạ kèm theo các chỉ dẫn cụ thể trên màn hình

Từ việc ra đời các bộ vi xử lý cực mạnh, thiết bị lưu trữ dữ liệu cực lớn, khả năng hiển thị và trao đổi thông tin cực nhanh chóng các thiết bị phần cứng đã phát triển mạnh theo giải pháp để bàn Desktop cơ động Do khả năng xử lý dữ liệu mạnh hơn và giá thành thiết bị phần cứng ngày càng giảm làm cho các công nghệ trong GIS được ứng dụng rộng rãi hơn

Từ lâu, các nước phát triển như Mỹ, Pháp, Nhật đã ứng dụng công nghệ VT để thành lập và hiện chỉnh các thể loại bản đồ chuyên đề tỷ lệ lớn và đã thu được kết quả rất thành công ảnh vệ tinh lực phân giải cao và siêu cao đã được phổ biến và sử dụng rất rộng rãi trong nhiều lĩnh vực

Các nước trong khu vực như Singapore, Thái Lan, Malaisia đã tự thu được ảnh vệ tinh để phục vụ đa ngành, trong đó có công tác thành lập các thể loại bản đồ chuyên đề tỷ

lệ lớn

ở nước ta mới chỉ dừng ở mức ứng dụng công nghệ VT để hiện chỉnh bản đồ chuyên đề tỷ lệ vừa

I.6 Đánh giá tiềm năng ứng dụng của phương pháp tích hợp VT, GIS, GPS cho công tác quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường

Trong công tác quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường cần thiết phải có các kết quả điều tra hiện trạng về đất đai, thực phủ, địa hình, nước mặt, nước ngầm, tài nguyên khoáng sản, tài nguyên biển, thời tiết, khí hậu, ô nhiễm môi trường

Đặc biệt trong đó vai trò của các loại bản đồ chuyên đề tỷ lệ lớn là rất cần thiết

Đây chính là công cụ mạnh để khảo sát và đánh giá về tài nguyên thiên nhiên và môi trường, cho phép giám sát việc khai thác tài nguyên thiên nhiên và các hoạt động làm ô nhiễm môi trường như chặt phá rừng đầu nguồn, rừng ven biển; các hoạt động khai thác tài nguyên thiên nhiên trái phép; sự thu hẹp ngoài quy hoạch của các loại đất trồng trọt,

đất phục vụ sản xuất và sự gia tăng đất trống, đồi núi trọc; ô nhiễm không khí của nhà máy, các khu công nghiệp, dân cư ;theo dõi lũ lụt, hạn hán, cháy rừng, các hiện tượng sạt lở bờ biển, biến động dòng chảy các sông, hồ, các tai biến địa chất, điều tra hiện trạng môi trường, giám sát biến động lớp phủ mặt đất, xói mòn đất, hoang mạc hoá, giám sát ô nhiễm do nước thải công nghiệp, dầu tràn

Các hiện tượng trên thường diễn ra trên phạm vi rộng và ở khắp nơi kể cả vùng sâu, vùng xa, biển khơi, hải đảo trong những khoảng thời gian, không gian nào đó Nhờ

đặc điểm công nghệ viễn thám có khả năng bao quát các vùng rộng lớn với chu kì quan sát lặp lại khác nhau và quan sát trong bất kì thời tiết nào mới có thể đáp ứng được một phần các yêu cầu về giám sát môi trường và giảm nhẹ thiên tai

Việc nghiên cứu cơ sở để ứng dụng có hiệu quả các loại hình tư liệu viễn thám đối với từng nhóm đôí tượng trong từng điều kiện cụ thể, cũng như nghiên cứu phát triển các phần mềm và các phương pháp, quy trình công nghệ xử lý và sử dụng tư liệu viễn thám cho các mục đích cụ thể, đặc biệt là đối với các ứng dụng mới theo hướng liên kết hệ thống ảnh vệ tinh- hệ thống thông tin địa lý (GPS)-hệ thống định vị toàn cầu (GPS) là cần thiết

Chương II: Phân tích, đánh giá thực trạng sử dụng vt, GIS

và GPS ở nước ta hiện nay

II.1 Nghiên cứu đánh giá thực trạng và tiềm năng công nghệ viễn thám ở nước ta hiện nay

II.1.1 Nghiên cứu đánh giá thực trạng

Từ những năm 70 chúng ta bắt đầu tiệm cận công nghệ viễn thám, và sau đó đã triển khai các nghiên cứu - thử nghiệm nhằm xác định khả năng và phương pháp sử dụng tư liệu viễn thám để giải quyết các nhiệm vụ của mình Việc mở rộng công tác nghiên cứu - thử nghiệm, nhiều ngành đã đưa công nghệ viễn thám vào ứng dụng trong thực tiễn

và đến nay đã thu được một số kết qủa rõ rệt về khoa học công nghệ và kinh tế

Trong các lĩnh vực đo đạc bản đồ, điều tra quy hoạch đất đai, rừng, địa chất khoáng sản, khí tượng thuỷ văn, công nghệ viễn thám thực sự trở thành công cụ để thực hiện chức năng của ngành Đồng thời công nghệ viễn thám đã được ứng dụng để thực hiện nhiều đề tài nghiên cứu khoa học và dự án liên quan đến điều tra, khảo sát điều kiện

tự nhiên và tài nguyên thiên nhiên, giám sát môi trường, giảm thiểu thiên tai ở một số vùng Những công trình này đã đem lại kết quả quan trọng về phương pháp luận cũng như tư liệu Song các đề tài cũng như dự án đều có qui mô nhỏ, còn tản mạn về chủ đề, thiếu nhiệm vụ cụ thể cũng như điều kiện để ứng dụng nên mới chỉ dừng ở mức độ các dự

án thử nghiệm, chưa chuyển sang ứng dụng một cách rộng rãi và có hệ thống Vì vậy công nghệ viễn thám ở nước ta còn chưa giải quyết được nhiều vấn đề bức xúc do thực tiễn đặt ra, ở tầm vĩ mô còn chưa đóng góp nhiều cho công tác quản lý Nhà nước về các vấn đề quan trọng như quản lý tài nguyên rừng, đánh bắt hải sản xa bờ Trong một số lĩnh vực như điều tra nghiên cứu biển, phòng chống thiên tai, giám sát môi trường, an ninh – quốc phòng, công nghệ viễn thám mới được ứng dụng rất hạn chế

Về tư liệu viễn thám ở nước ta mới có một số trạm thu ảnh vệ tinh khí tượng và

ảnh độ phân giải thấp Do chưa chủ động được việc thu tư liệu nên một số ứng dụng công nghệ viễn thám bị hạn chế đáng kể

Cùng với việc ứng dụng công nghệ viễn thám, công tác nghiên cứu triển khai về phát triển phần mềm, chế tạo thiết bị cũng như xây dựng quy trình công nghệ xử lý và sử

dụng tư liệu ảnh vệ tinh đã được tiến hành ở một số cơ quan Những công trình này có ý nghĩa thúc đẩy sự phát triển công nghệ viễn thám ở nước ta, song kết quả thu được còn ở mức khiêm tốn Mặt khác còn thiếu các công trình nghiên cứu cơ sở đảm bảo công nghệ viễn thám đem lại hiệu quả cao trong điều kiện cụ thể của Việt Nam

Để phát triển công nghệ mới, công tác đào tạo có vị trí quan trọng, nhưng ở Việt Nam chưa có cơ sở đào tạo chuyên sâu về viễn thám Vì vậy cán bộ viễn thám chủ chốt ở các ngành hầu như đều được đào tạo ở nước ngoài, đã nổi lên một số cán bộ có năng lực phát triển công nghệ viễn thám Tuy nhiên, trước khả năng rất lớn của công nghệ viễn thám và nhu cầu phát triển công nghệ này ở nước ta, các ngành còn thiếu các cán bộ viễn thám có trình độ cao và chuyên sâu để đủ tổ chức ứng dụng một cách thực sự có hiệu quả, và còn chưa đủ cán bộ đầu đàn để phát triển công nghệ viễn thám theo kịp trình độ tiên tiến của khu vực và thế giới

Việc kết hợp sử dụng hệ thống ảnh vệ tinh với hệ thống tin địa lý và hệ định vị toàn cầu mới đang ở bước đầu nghiên cứu thử nghiệm

Đến nay ở Việt Nam vừa mới thành lập Trung tâm Viễn thám quốc gia thuộc Bộ Tài nguyên Môi trường Cũng đã hình thành khoảng 30 Trung tâm, phòng Viễn thám thuộc nhiều ngành Trong đó có một số đơn vị đã định hình hướng hoạt động chuyên sâu

và có chức năng, nhiệm vụ đặc thù cho ngành của mình Số đơn vị viễn thám còn lại có chức năng, nhiệm vụ trùng lặp nhau và còn thiếu định hướng phát triển rõ rệt về lâu dài Mô hình tổ chức này có ưu điểm là công nghệ viễn thám có điều kiện ứng dụng sâu vào từng ngành và đem lại hiệu quả thiết thực Nhược điểm của mô hình này không tránh khỏi sự tản mạn, chồng chéo, và không giải quyết được những vấn đề chung có tính liên ngành như việc thu nhận, xử lý và phân phối tư liệu viễn thám, nghiên cứu triển khai và

đào tạo cán bộ

Trong sự hình thành và phát triển công nghệ viễn thám ở Việt Nam, hoạt động hợp tác quốc tế giữ một vai trò rất quan trọng Hợp tác quốc tế đã góp phần đào tạo đội ngũ cán bộ, hỗ trợ kĩ thuật và chuyển giao công nghệ và đầu tư thiết bị cùng các phần mềm chuyên dụng cho nhiều cơ quan ở nước ta Tuy nhiên, các ngành chưa liên kết được với nhau và chưa tận dụng được kết quả của nhau

Như vậy, sau hơn 20 năm tiếp cận, ứng dụng và phát triển công nghệ viễn thám, các ngành của ta đã thu được một số kết quả rõ rệt nhưng vẫn còn bộc lộ một số yếu kém, như:

- Công nghệ viễn thám phát triển tự phát và tản mạn, thiếu định hướng; thiếu nhiệm vụ cụ thể và ổn định cũng như các điều kiện cần thiết để thực hiện, nên phát triển chậm và chưa phát huy được tiềm năng của công nghệ này cũng như năng lực kĩ thuật hiện có của các ngành Viễn thám ở nước ta chưa đóng góp được thiết thực cho các chương trình phát triển kinh tế - xã hội cũng như các nhiệm vụ an ninh - quốc phòng Trong một số lĩnh vực quan trọng công nghệ viễn thám chưa được đưa vào ứng dụng

- Thiếu chuyên gia giỏi đầu ngành Trình độ công nghệ tuy được đổi mới song còn chưa đồng bộ và chưa đồng đều giữa các ngành Cơ sở kĩ thuật còn thiếu đồng bộ và chưa

được cập nhật kịp thời

Công nghệ viễn thám trên thế giới không ngừng được hoàn thiện và đã trở thành công cụ đem laị hiệu quả rất cao cho các mục đích nghiên cứu khoa học, phát triển kinh

tế - xã hội và đảm bảo an ninh - quốc phòng, thì công nghệ viễn thám ở Việt Nam chưa

đáp ứng kịp nhu cầu của thực tiễn, có dấu hiệu tụt hậu so với một số nước trong khu vực

II.1.2 Nhu cầu phát triển công nghệ viễn thám ở Việt Nam

Trong chiến lược phát triển kinh tế - xã hội cũng như mục tiêu, nhiệm vụ kế hoạch

đến 2010 Việt Nam có nhiệm vụ rất lớn về phát triển kinh tế - xã hội, theo hướng vươn tới sự phát triển bền vững trên cơ sở sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên, bảo vệ môi trường

và giảm thiểu thiên tai Để đạt được mục tiêu này, cần được đảm bảo kịp thời các thông tin liên quan đến tài nguyên, môi trường, thiên tai về nhiều mặt kinh tế - xã hội trên phạm

vi từng vùng cũng như cả nước Viễn thám đóng góp chưa được nhiều để khắc phục tình trạng đó Tình hình trên đã đặt ra nhiều nhiệm vụ về ứng dụng và phát triển công nghệ viễn thám ở Việt Nam

II.1.3 Tiềm năng công nghệ viễn thám ở nước ta hiện nay

Dự án “Xây dựng hệ thống giám sát tài nguyên thiên nhiên và môi trường tại Việt Nam” đã được Thủ tướng Chính phủ chính thức phê duyệt Mục tiêu của dự án là xây