Dữ liệu viễn thám là gì? Phân loại và ứng dụng của viễn thám trong các lĩnh vực khác nhau

Bạn đã bao giờ tự hỏi làm thế nào các nhà khoa học quan sát được Trái đất từ không gian chưa? Đó chính là nhờ dữ liệu viễn thám. 

Dữ liệu viễn thám là gì? Các loại dữ liệu viễn thám được sử dụng phổ biến hiện nay?

Dữ liệu viễn thám (Remote Sensing Data) là thông tin được thu thập từ khoảng cách xa thông qua các thiết bị cảm biến, thường được gắn trên các nền tảng như vệ tinh, máy bay không người lái (UAV), hoặc các phương tiện khác. Các cảm biến này có khả năng ghi lại bức xạ điện từ phản xạ hoặc phát ra từ bề mặt Trái Đất, từ đó tạo ra thông tin về môi trường, tài nguyên và hiện trạng bề mặt.

Dữ liệu viễn thám cung cấp thông tin về các sự vật hiện tượng trên bề mặt Trái đất thu nhận từ các bộ cảm biến đặt trên thiết bị thu (có thể là vệ tinh, máy bay không người lái).

Hiện nay, dữ liệu viễn thám được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Dưới đây là một số loại dữ liệu viễn thám phổ biến:

• Dữ liệu viễn thám quang học: được tạo ra bởi việc thu nhận các bước sóng trong dải ánh sáng nhìn thấy (0,4 – 0,76 micromet) là phản xạ ánh sáng mặt trời từ các đối tượng trên mặt đất, giống như ảnh được chụp từ máy ảnh của chúng ta.
• Dữ liệu viễn thám hồng ngoại: Sử dụng dải sóng hồng ngoại để chụp hình ảnh, thường dùng để phát hiện nhiệt độ, nhận diện đối tượng trong bóng tối hoặc trong điều kiện ánh sáng kém, nguồn phát hồng ngoại có thể là mặt trời hoặc các nguồn phát chủ động khác.
• Dữ liệu viễn thám RADAR: Sử dụng sóng RADAR ở một số băng tần để tạo ra hình ảnh, ứng dụng để phát hiện, theo dõi bề mặt đất và là công nghệ chủ động, có thể hoạt động trong mọi điều kiện thời gian và thời tiết.
• Dữ liệu viễn thám LIDAR: là dữ liệu tạo ra từ phép đo khoảng cách bằng chùm tia laser, thường được ứng dụng trong địa chất, địa lý, và đo lường từ xa.
• Dữ liệu viễn thám đa phổ: Kết hợp nhiều dải sóng khác nhau để tạo ra hình ảnh chứa nhiều thông tin hữu ích về đặc điểm phản xạ phổ của đối tượng.

Căn cứ vào các yếu tố nào để phân loại viễn thám? Các phương thức phân loại chính?

Ứng dụng của viễn thám rất đa dạng, với từng lĩnh vực khác nhau cần lựa chọn loại dữ liệu viễn thám sao cho phù hợp với mục đích nghiên cứu và bài toán thực tế.

Viễn thám có thể được phân loại dựa vào:

• Nguồn phát và bức xạ thu nhận
• Đặc điểm quỹ đạo
• Độ chi tiết dải phổ của thiết bị thu

Phân loại theo nguồn tín hiệu

• Viễn thám chủ động: nguồn tia tới là tia sáng phát ra từ các thiết bị nhân tạo có thể điều khiển được, thường là các nguồn phát đặt trên các thiết bị bay.
• Viễn thám bị động: nguồn bức xạ là mặt trời hoặc từ các vật chất tự nhiên, không điều khiển được.

Phân loại theo đặc điểm quỹ đạo

• Vệ tinh quỹ đạo vuông góc/inclined orbit: gần sát với đường xích đạo (đồng bộ mặt trời nếu là vệ tinh quang học/không đồng bộ mặt trời nếu là vệ tinh viễn thám radar)
• Vệ tinh quỹ đạo cực (hay gần cực) là vệ tinh có quỹ đạo nghiêng một góc gần vuông góc với mặt phẳng xích đạo của Trái Đất. Góc nghiêng đó gần như không đổi trong suốt quá trình hoạt động.

Phân loại theo dải sóng thu nhận

• Viễn thám quang học trong dải sóng nhìn thấy và hồng ngoại ( optical RGB + NIR )

Nguồn năng lượng chính sử dụng là bức xạ Mặt trời. Mặt trời cung cấp một bức xạ có bước sóng ưu thế ở 0,5 micromet. Dữ liệu viễn thám thu được trong dải sóng nhìn thấy phụ thuộc chủ yếu vào sự phản xạ từ bề mặt vật thể và bề mặt Trái đất. Thông tin về vật thể được xác định từ các phổ phản xạ.

• Viễn thám quang học hồng ngoại nhiệt (thermal)

Nguồn năng lượng sử dụng đối với viễn thám hồng ngoại do chính vật thể phát ra. Mỗi vật thể ở nhiệt độ bình thường đều tự phát ra một bức xạ có đỉnh tại bước sóng 10 micromet. 

• Viễn thám quang học đa phổ (MultiSpectral) /siêu phổ (HyperSpectral)

Các loại viễn thám quang học đều chịu ảnh hưởng của thời tiết và bị chắn bởi mây, hơi nước.

• Viễn thám siêu cao tần

Viễn thám siêu cao tần là viễn thám chủ động, phát ra các xung tín hiệu siêu cao tần và thu phần tán xạ lại từ bề mặt trái đất. 

• Viễn thám trong dải sóng tử ngoại đến cận hồng ngoại (Lidar)

LiDAR – (Light Detection And Ranging) – là công nghệ viễn thám chủ động sử dụng các loại tia laser để khảo sát đối tượng từ xa. Dữ liệu thu được của hệ thống là tập hợp đám mây điểm phản xạ 3 chiều của tia laser từ đối tượng được khảo sát ở dưới mặt đất.

Ứng dụng của công nghệ viễn thám trong đời sống

Cùng với sự phát triển không ngừng của khoa học kỹ thuật, công nghệ viễn thám ngày càng được ứng dụng rộng rãi đa ngành, đa lĩnh vực: nông nghiệp, thành lập bản đồ và giám sát sử dụng đất, phòng chống thiên tai, ứng phó với biến đổi khí hậu, quy hoạch đô thị, dự báo thời tiết, thành lập bản đồ rừng, quản lý tài nguyên thiên nhiên, khai thác mỏ, v.v.

Với mỗi lĩnh vực, dữ liệu viễn thám được sử dụng làm gì nhỉ? Hãy cùng tìm hiểu ngay nhé!

Quản lý tài nguyên và môi trường: 

• Quản lý tài nguyên đất: Lập bản đồ sử dụng đất, nghiên cứu xói mòn, thoái hóa đất, nguy cơ sạt lở,.…
• Quản lý tài nguyên nước: Lập bản đồ phân bố nguồn nước, theo dõi biến động lòng sông, đánh giá chất lượng nước,…
• Giám sát tài nguyên và môi trường biển: Theo dõi biến động đường bờ; các hoạt động trên biển, bản đồ hệ sinh thái biển, …
• Tài nguyên khoáng sản: thăm dò mỏ, giám sát, đánh giá rủi ro hoạt động khai thác khoáng sản,…

Lâm nghiệp

Viễn thám được ứng dụng để phân tích các khu rừng, xác định vị trí và hình dạng, kích thước, hiện trạng rừng, phát hiện biến động về diện tích – chất lượng, ảnh hưởng của con người đến hệ sinh thái rừng, theo dõi cháy rừng.

Nông nghiệp

Viễn thám có khả năng phân loại cây trồng, theo dõi sức khỏe cây trồng, lập bản đồ quy hoạch sử dụng đất nông nghiệp, theo dõi diện tích nuôi trồng thủy sản,…

Địa chất

Ứng dụng viễn thám trong thành lập bản đồ địa chất, bản đồ phân bố khoáng sản, bản đồ phân bố nước ngầm,.…

Khí tượng thủy văn

Dự báo thời tiết, cảnh báo thiên tai, đánh giá thiệt hại do thiên tai gây ra,…

Quản lý đô thị

Quản lý cơ sở hạ tầng đô thị, theo dõi biến động đô thị, quy hoạch đô thị, nghiên cứu hiện tượng đảo nhiệt đô thị, …

Y tế và chăm sóc sức khỏe cộng đồng

Dự báo sự thay đổi thời tiết, chất lượng không khí, đưa ra cảnh báo đến sức khỏe cộng động.

Môi trường biển và vùng bờ

giám sát rác thải đại dương, đánh giá sạt lở ven bờ, quản lý bờ biển, …

Công nghệ viễn thám ngày càng được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực, giải quyết các bài toán thực tế của đời sống xã hội. Sử dụng tư liệu viễn thám cho phép giảm bớt quá trình điều tra, khảo sát tại thực địa, giúp tiết kiệm chi phí. Do vậy, viễn thám không chỉ đem lại hiệu quả về khoa học công nghệ, mà còn đem lại hiệu quả về kinh tế.

Nhằm đáp ứng mong muốn của các tổ chức, doanh nghiệp và cá nhân tìm hiểu về công nghệ viễn thám, Viện Vũ trụ và Địa không gian Vega – VSGA giới thiệu đến bạn Khóa học Cơ bản về Viễn thám với nội dung chính:

• Khái niệm và phân loại viễn thám
• Đặc điểm ảnh viễn thám
• Đặc điểm phản xạ phổ
• Xử lý ảnh viễn thám
• Các phương pháp giải đoán ảnh viễn thám

Quý khách hàng có nhu cầu tìm hiểu thêm về sản phẩm hoặc cần được tư vấn cụ thể, vui lòng liên hệ thông qua số hotline của chúng tôi: 0867103669. Đội ngũ chuyên viên của chúng tôi sẽ luôn sẵn lòng hỗ trợ và giải đáp mọi thắc mắc của quý vị.