TS. Nguyễn Xuân Lâm, TS. Trần Tuấn Ngọc,
Cục Viễn thám quốc gia, Bộ Tài nguyên và Môi trường
………………………………………………………………………………………………….
I. ĐẶT VẤN ĐỀ.
Đánh giá thực trạng tình hình môi trường, Nghị quyết số 24-NQ/TW ngày 03 tháng 6 năm 2013 của Ban Chấp hành Trung ương khóa XI về chủ động ứng phó với biến đổi khí hậu, tăng cường quản lý tài nguyên và bảo vệ môi trường có nêu “ô nhiễm môi trường vẫn tiếp tục gia tăng, có nơi nghiêm trọng; việc khắc phục hậu quả về môi trường do chiến tranh để lại còn chậm; đa dạng sinh học suy giảm, nguy cơ mất cân bằng sinh thái đang diễn ra trên diện rộng, ảnh hưởng tiêu cực đến phát triển kinh tế – xã hội, sức khỏe và đời sống nhân dân”. Một trong số các giải pháp mà Nghị quyết số 24-NQ/TW đề ra đó là tăng cường ứng dụng công nghệ viễn thám trong bảo vệ môi trường[1]. Mặc dù đã đượcĐảng và Nhà nước quan tâm chỉ đạo, tuy nhiên việc ứng dụng công nghệ viễn thám trong quản lý và bảo vệ môi trường ở nước ta hiện nay vẫn còn nhiều hạn chế, chưa tận dụng hết tiềm năng của công nghệ này trong công tác quản lý và bảo vệ môi trường.
Bài báo này đưa ra một số nhận xét về ứng dụng công nghệ viễn thám trong quản lý và giám sát môi trường ở nước ta trên cơ sở so sánh hiện trạng ứng dụng công nghệ viễn thám trên thế giới với Việt Nam nhằmđề xuất một số giải phápthúc đẩy ứng dụng công nghệ viễn thám trong quản lý,giám sát môi trường ở Việt Nam.
II.CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM TRONG QUẢN LÝ, GIÁM SÁT MÔI TRƯỜNG THẾ GIỚI.
Năm 1972 đánh dấu một mốc quan trọng của công nghệ viễn thám đó là việc Hoa Kỳ đưa vệ tinh LANDSAT-1 lên qũy đạo. Vệ tinh LANDSAT-1 đã cung cấp các hình ảnh bao quát chụp bề mặt Trái đất từ vệ tinh. Nhờ những ưu thế riêng mà Viễn thám có thể chiết tách, thu thập những thông tin trên bề mặt Trái đất mà phương pháp truyền thống không thể hoặc rất khó thực hiện được. Tận dụng các ưu thế này của công nghệ viễn thám, các nhà khoa học, quản lý môi trường đã nhanh chóng ứng dụng công nghệ viễn thám trong lĩnh vực môi trường.
Ngay từ những năm 70 của thế kỷ trước, dữ liệu viễn thám đã được các nhà khoa học môi trường Hoa Kỳ ứng dụng trong quản lý hệ sinh thái nhờ khả năng cung cấp thông tin trên diện rộng [5]. Tới những năm 90 của thế kỷ trước, với sự bùng nổ của công nghệ thông tin, ứng dụng viễn thám trong giám sát môi trường có những bước đột phá. Các mô hình toán học đã được ứng dụng để khai thác thông tin phổ tán xạ từ các đối tượng trên mặt đất thu nhận được từ các cảm biến đặt trên vệ tinh. Nhờ vào các mô hình toán học tính toán trên các máy chủ cấu hình mạnh, thông tin phổ thu nhận được tại các bộ cảm biến được sử dụng để tính toán các thống số môi trường trên mặt đất. Hình 1 là ví dụ về quy trình giám sat hệ sinh thái bằng công nghệ viễn thám.
Nguồn:[7]
Hình 1: Ứng dụng viễn thám và GIS trong giám sát hệ tinh thái
Vài thập kỷ trở lại đây công nghệ viễn thám trên thế giới đã có những bước nhảy vọt về công nghệ. Ngày càng có nhiều vệ tinh quan trắc Trái đất được đưa lên quỹ đạo, các bộ cảm biến lắp đặt trên vệ tinh có các thông số vượt trội so với trước đây cung cấp dữ liệu viễn thám với các thông số kỹ thuật như độ phân giải không gian, độ phân giải thời gian, độ phân giải phổ ngày càng cao[4]. Chính vì những tiến bộ kỹ thuật vượt bậc này mà viễn thám đã trở thành công cụ hữu hiệu trong quản lý, giám sát hệ sinh thái, môi trường biển [9], quan trắc ô nhiếm không khí[6, 12], trong quản lý theo dõi hệ sinh thái[8], quản lý lưu vực sông[7, 10], giám sát chất lượng nước [11]… Cũng cần nhấn mạnh ở đây, mặc dù viễn thám đươc ứng dụng nhiều trong quan trắc giám sát môi trường nhưng viễn thám không thể thay thế các phương pháp quan trắc giám sát truyền thống mà đóng vai trò hỗ trợ, bổ trợ cho các khiếm khuyết khi quan trắc môi trường bằng các trạm quan trắc cố định hay việc đo đạc khảo sát thực địa. Các số liệu quan trắc tại các trạm quan trắc hay số liệu khảo sát thực địa mặc dù có độ chính xác, tần suất cao, tuy nhiên, khiếm khuyết lớn đó là dữ liệu thu thập được chỉ đại diện cho một khu vực hạn chế quanh điểm được quan trắc. Vì lý do kinh tế, nên số lượng các trạm quan trắc hiếm khi đủ dầy để có thể tính toán chính xác các thông số môi trường cho cả một khu vực rộng lớn như lưu vực sông, biển, bầu khí quyển. Trong trường hợp này, việc tham gia của viễn thám vào mạng lưới quan trắc sẽ cung cấp thông tin tổng thể về môi trường trên bình diện rộng lớn.Hơn nữa, sử dụng công nghệ viễn thám trong quan trắc môi trường cũng hỗ trợ tối ưu hóa số lượng các trạm quan trắc, khắc phục sự phân bổ không đồng của các trạm quan trắc trên thực địa ở khu vực vùng sâu vùng xa, biên giới hải đảo.
Như vậy có thể thấy, quan trắc viễn thám kết hợp với quan trắc trên thực địa và các mô hình toán học hình thành nên hệ thống giámsát, quan trắc môi trường thống nhất, đồng bộ. Trong đó, các trạm quan trắc mặt đất cung cấp thông tin giám sát theo điểm với lợi thế của tần suất và độ chính xác cao và đóng vai trò như dữ liệu kiểm định, viễn thám cung cấp các thông tin về môi trường trên diện rộng thông qua các mô hình toán học sử dụng thông tin giám sát từ các trạm quan trắc cho thông tin về môi trường theo diện với độ chính xác cao. Kết hợp hai công nghệ này, thông tin môi trường thu thập được là số đầu vào cho các mô hình dự báo cảnh báo nhờ đó việc ra quyết định của các nhà quản lý môi trương có cơ sở khoa học, tính chính xác, tin cậy được nâng lên.
III. CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM TRONG QUẢN LÝ, GIÁM SÁT MÔI TRƯỜNG Ở VIỆT NAM.
a)Thực trạng ứng dụng viễn thám trong quản lý, giám sát môi trường
Ở nước ta công nghệ viễn thám đã được nghiên cứu, ứng dụng trong giám sát tài nguyên và bảo vệ môi trường từ những năm 80 của thế kỷ trước. Việc ứng dụng công nghệ viễn thám trong quản lý, giám sát tài nguyên và bảo vệ môi trường ở nước ta có thể được chia làm hai giai đoạn.
Trước 2006, thời điểm mà Chính phủ chưa bản hành “Chiến lược nghiên cứu và ứng dụng công nghệ vũ trụ đến năm 2020”. Việc ứng dụng công nghệ viễn thám trong giám sát tài nguyên và môi trường ở giai đoạn này chủ yếu là các đề tài nghiên cứu, hiếm có các ứng dụng được triển khai trong thực tiễn ngoại trừ Trung tâm Viễn thám quốc gia ứng dụng công nghệ viễn thám trong hiện chỉnh bản đồ địa hình. Như một số học giả nhận xét, ở giai đoạn này nghiên cứu, ứng dụng viễn thám thực tế đó là học theo các mô hình, quy trình của nước ngoài và việc triển khai các nghiên cứu hầu hết đều được đặt trong các tiêu chí là “thử nghiệm”[3].
Sau mốc thời gian 2006, việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám ở nước ta có những bước phát triển mạnh mẽ. Nhà nước ta đã có những đầu tư cơ bản vào phát triển hạ tầng công nghệ vũ trụ nói chung và công nghệ viễn thám nói riêng với việc đầu tư xây dưng trạm thu ảnh viễn thám đầu tiên ở Hà Nội (2009), chế tạo và đưa vệ tinh quan sát Trái đất đầu tiên của Việt Nam VNREDSat-1 lên quỹ đạo (2013). Trong thời gian tới việc đầu tư cơ sở hạ tầng viễn thám sẽ được tiếp tục với kế hoạch đưa lên quỹ đạo các vệ tinh viễn thám như VNREDSat-1B, JV-LOTUS… Với các đầu tư này thì việc ứng dụng công nghệ viễn thám trong quản lý và bảo vệ môi trường ở nước ta đã có những bước phát triển mới với việc đưa ứng dụng công nghệ viễn thám vào trong thực tiễn của công tác quản lý và giám sát môi trường.
Năm 2008, với sự giúp đỡ của các chuyên gia nước ngoài Trung tâm Viễn thám (nay là Cục Viễn thám quốc gia), đã thành công trong việc sử dụng ảnh radar đa thời gian trong giám sát và xác định nguyên nhân ô nhiễm dầu trên Biển Đông. Cục Viễn thám quốc gia cũng tiến hành ứng dụng công nghệ viễn thám trong lập bản đồ nhay cảm môi trường phục vụ công tác đánh giá tác động môi trường,lập bản đồ giám sát đất ngập nước. Cục Viễn thám quốc gia cũng được giao xây dựng cơ sở dữ liệu, thành lập bản đồ diễn biến vùng ô nhiễm nguồn nước thải từ các khu công nghiệp, đô thị [2]. Ở đây dữ liệu viễn thám được chụp kết hợp với các thiết bị đo phổ, đo thông số môi trường để xây dựng các bản đồ ô nhiễm môi trường nước thải tại các khu công nghiệp (hình 2). Gần đây, Tổng cục Môi trường với sự hỗ trợ của các chuyên gia Nhật Bản đã ứng dụng công nghệ viễn thám thành công trong lập cơ sở dữ liệu hệ sinh thái rừng.
Hình 2: Bản đồ giám sát ô nhiễm môi trường khu vực đô thị bằng công nghệ viễn thám
b) Một số các hạn chế trong việc ứng dụng công nghệ viễn thám quản lý, giám sát môi trường ở nước ta
Mặc dù công nghệ viễn thám đã bắt đầu gặt hái đượcmột số thành công nhất định trong công tác quản lý và giám sát môi trường ở Việt Nam, tuy nhiên việc ứng dụng công nghệ này trong lĩnh vực môi trường vẫn còn nhiều hạn chế đo là:
Việc quan trắc giám sát môi trường bằng công nghệ viễn thám vẫn còn mang tính thời vụ, các nhiệm vụ quan trắc giám sát viễn thám không được bố trí thành các nhiệm vụ thường xuyên cố định như nhiệm vụ của các trạm quan trắc môi trường.
Nguồn nhân lực về viễn thám vẫn còn mỏng, thiếu các chuyên gia, cán bộ khoa học có chuyên môn sâu trong việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ viễn thám trong quan trắc giám sát môi trường.
Hạ tầng công nghệ viễn thám của chúng ta vẫn còn kém phát triển hơn so với các nước trong khu vực và thế giới.
Hệ thống các văn bản quy phạm pháp luật, tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật về viễn thám chưa đầy đủ.
IV.TRONG QUẢNMỘT SỐ GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM TRONG QUẢN LÝ VÀ BẢO VỆ MÔI TRƯỜNG Ở VIỆT NAM.
Để tận dụng tăng cường ứng dụng công nghệ viễn thám trong quan trắc, giám sát môi trường thì một số các vấn đề cấp bách sau đây cần được đầy mạnh:
Tăng cường đẩy mạnh công tác tuyên truyền nâng cao nhận thức về viễn thám, ứng dụng công nghệ viễn thám trong quan trắc giám môi trường.
Nhanh chóng hoàn thiện hệ thống văn bản pháp quy, các tài liệu kỹ thuật thuộc lĩnh vực viễn thám.
Đưa công nghệ viễn thám thành một cấu phần của hệ thống giám sát tài nguyên và môi trường.
Dần từng bước hoàn thiện cơ sở hạ tầng viễn thám đảm bảo giám sát hiệu quả diễn biến môi trường.
Tăng cường công tác đào tạo nhất là đội ngũ chuyên gia, nhà khoa học có chuyên môn sâu về viễn thám ứng dụng cho từng lĩnh vực của Bộ tài nguyên và Môi trường.
KẾT LUẬN.
Công nghệ viễn thám đang có những bước phát triển nhanh trong vài thập kỷ trở lại đây. Thông tin thu thập từ vệ tinh quan trắc trái đất ngày càng có độ chính xác cao, với tần xuất ngày càng cải thiện. Việc kết hợp công nghệ viễn thám với công nghệ truyền thống trong quan trắc môi trường cho phép cải thiện độ chính xác thông tin quan trắc. Mặc dù việc đưa công nghệ viễn thám vào quan trắc, giám sát môi trường vẫn còn nhiều khó khăn nhưng với xu thế của thời đại, với đường lối lãnh đạo sáng suốt của đảng nhà nước, với quyết tâm bảo vệ môi trường của ngành Tài nguyên và Môi trường thì công nghệ viễn thám sẽ ngày càng được sử dụng nhiều trong công tác quản lý và bảo vệ môi trường ở nước ta.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Ban Chấp hành Trung ương (2013), “Nghị quyết 24-NQ/TW về chủ động ứng phó với biến đổi khí hậu, tăng cường quản lý tài nguyên và bảo vệ môi trường “.
Cục Viễn thám quôc gia (2013), Báo cáo tổng kết dự án “Sử dụng công nghệ viễn thám và GIS xây dựng cơ sở dữ liệu thành lập bản đồ diễn biến vùng ô nhiễm nguồn nước thải từ các khu công nghiệp, đô thị nhằm đưa ra cảnh báo các vùng có nguy cơ ô nhiễm thuộc vùng kinh tế trọng điểm miền Bắc”. Hà Nội.
Thạch, N. N. (2014), Thực trạng, nhu cầu đào tạo, bồi dưỡng cán bộ và đề xuất giải pháp phát triển đội ngũ chuyên gia, cán bộ khoa học công nghệ trong lĩnh vực viễn thám. Hội thảo về phát triển nguồn nhân lực khoa học công nghệ ngành Tài nguyên và Môi trường, Hà Nôi, Bộ Tài nguyên và Môi trường.
Athena Global (2015), “Global Earth Observation Trends.” http://www.athenaglobal.com/pdf/AG_EO_guide_excerpts/AG_EO-trends.pdf Retrieved 5th Sep, 2015.
Lavigne, D. M., N. A. Orisland, et al. (1977). Remote Sensing and Ecosystem Management. Oslo, Norsk Polarinstitutt.
Martin. R. V. (2008), “Satellte remote sensing of surface air quality.” Atmospheric Environment 42: 7823 – 7843.
Miller, J. and J. Rogan (2007), “Using GIS and Remote Sensing for ecology mapping and monitoring.” Integration of GIS and Remote sensing: 234 – 268.
Muchoney, D. M. (2008), “Earth observations for terrestrial biodiversity and ecosystems.” Remote Sensing of Environment 112: 1909 -1911.
National Oceanic and Atmospheric Administration (2015), “To conserve and manage coastal and marine ecosystems and resources.”, 2015.
United State Environment Protection Agency (2006). Application of elements of a State Water Monitoring and Assessment Program for Wetlands.
United State Environment Protection Agency (2015), “Monitoring & Remote Sensing.” http://www2.epa.gov/water-research/monitoring-remote-sensing Retrieved 5th September, 2015.
Veefkind, P., R. F. Van Oss, et al. (2007). The Applicability of Remote Sensing in the Field of Air Pollution Luxembourg, Institute for Environment and Sustainability – European Commission.
——————————————————————————–
Nguồn: Kỷ yếu Hội nghị môi trường toàn quốc lần thứ IV, Bộ tài nguyên và Môi trường, Hà Nội, 29/09/2015
Leave a Reply