Công nghệ viễn thám ở Việt Nam

iệp hoá và chủ động hội nhập. Cùng với những thành tựu trong nghiên cứu vũ trụ và phát triển công nghệ thông tin, công nghệ viễn thám hiện đại đã hình thành và phát triển, đem lại hiệu quả cao cho nhiều hoạt động kinh tế xã hội quan trọng 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. Nhờ đó công nghệ viễn thám có một vị trí quan trọng trong chiến lược phát triển lâu bền của mọi quốc gia. ở nước ta, viễn thám bắt đầu được ứng dụng từ những năm 1980, đã đem lại những kết quả đáng khích lệ và khẳng định tính ưu việt của công nghệ viễn thám về mọi mặt. Song công nghệ viễn thám ở nước ta phát triển còn chậm, chưa tương xứng với tiềm năng và chưa đáp ứng được yêu cầu thực tiễn. Tình hình đó đòi hỏi đánh giá thực trạng và đề suất định hướng phát triển công nghệ viễn thám trong thời kỳ công nghiệp hoá hiện đại hoá, đưa khoa học và công nghệ trở thành động lực phát triển kinh tế xã hội. Mục lục Chương 1: Khái niệm về viễn thám. 1.1.Viễn thám là gì? Năm 1969, lần đầu tiên khi loài người có cơ hội quan sát trái đất ở khoảng cách rất xa- từ mặt trăng, người ta đã ngay lập tức bị bất ngờ trước vẻ đẹp của nó và trên hết con người nhận ra bản chất trái đất không phải là nguồn tài nguyên bất tận. Đầu thập kỉ 70, sự kiện NASA phóng lên vũ trụ một loạt vệ tinh Landsat và lần đầu tiên con người thu được hình ảnh trái đất từ vệ tinh truyền về đã đánh dấu sự ra đời của ngành khoa học viễn thám . Vậy viễn thám là gì? Về nghĩa Hán Việt, viễn thám được định nghĩa là sự thu thập và phân tích thông tin về đối tượng mà không có sự tiếp xúc trực tiếp đến vật thể. ở phương diện thuật ngữ khoa học,viễn thám là phương pháp sử dụng bức xạ điện từ - cụ thể là 3 loại: ánh sáng, nhiệt, sóng cực ngắn - như một phương tiện để điều tra và đo đạc những đặc tính của đối tượng. Hay có thể nói :Viễn thám là tập hợp những tri thức và kỹ thuật dùng để xác định các đặc trưng bề mặt và bầu khí quyển của quả đất hay một hành tinh khác nhờ những phép đo thực hiện bằng một vệ tinh ở cách đối tượng khảo sát một khoảng cách thích hợp (Theo Dictionaire de L'espace - LaRousse). Khi các kỹ thuật được sử dụng dùng sự tương tác giữa bức xạ điện từ với vật chất thì người ta gọi đó là viễn thám điện từ. Có 3 loại viễn thám điện từ được sử dụng nhiều nhất là: trong lĩnh vực ánh sáng nhìn thấy; trong hồng ngoại gần (nhờ phân tích ánh sáng mặt trời mà đối tượng phản xạ lại), trong hồng ngoại trung bình (nhờ phân tích bức xạ nhiệt mà đối tượng phát ra); trong phạm vi siêu cao tần (nhờ phân tích bức xạ điện từ mà đối tượng phản xạ lại khi ta dùng một nguồn bức xạ siêu cao tần chiếu rọi vào). Phương thức mà một điểm trên bề mặt Trái đất bức xạ ra sóng điện từ của nó (trong phạm vi hồng ngoại) hay phản xạ lại những tia sáng mặt trời (phạm vi ánh sáng nhìn thấy được) hoặc phản xạ viba do các rada chiếu xạ đều phụ thuộc vào những đặc tính riêng của bề mặt trái đất tại điểm đó: nhiệt độ, độ ẩm, tồn tại hoặc không tồn tại thảm thực vật, đặc tính của thảm thực vật, đặc tính của chất đá hoặc đất của vùng bị chiếu rọi. Phép viễn thám là thực hiện việc thu từ xa và ghi lại những bức xạ điện từ do điểm trên mặt đất bức xạ hoặc phản xạ tới rồi từ đó suy ra một số đặc tính của điểm được khảo sát. Viễn thám có thể thực hiện bằng khí cầu, máy bay hoặc vệ tinh. Nếu dùng vệ tinh thì có thể quan sát nhanh những diện tích rất rộng trên mặt đất và do Hoa Kì thực hiện đầu tiên bằng các vệ tinh Landsat mà cái đầu tiên được phóng lên năm 1972. Tiếp theo Landsat là các hệ khác như SPOT của Pháp, ERS của Châu Âu, MOS của Nhật và RADARSAT của Canada. Các vệ tinh viễn thám thường bay ở độ cao 900 km theo một quỹ đạo địa cực nghiêng khoảng 980 so với xích đạo. Quỹ đạo này là một quỹ đạo đồng bộ mặt trời. Các vệ tinh đồng bộ mặt trời bay qua các điểm ở trên cùng một vĩ độ vào cùng giờ địa phương. Điều đó rất thuật lợi cho việc chụp ảnh mặt đất. Thực tế trong lịch sử, chụp ảnh máy bay là dạng đầu tiên của viễn thám và nó đã tồn tại như một phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất. Từ năm 1960, sự tiến bộ của khoa học kĩ thuật mới cho phép thu được các hình ảnh ở các dải sóng khác nhau bao gồm cả dải sóng hồng ngoại và sóng cực ngắn. Cùng với sự phát triển và sử dụng các loại tàu vũ trụ có người điều khiển và vệ tinh không có ngươì điều khiển đã cung cấp khá năng thu được hình ảnh của trái đất từ trên quĩ đạo. Từ đó, vệ tinh đã nhanh chóng trở thành phương tiện quan trắc mặt đất ưu việt nhất với những ưu thế: Vệ tinh ở vị trí cao nên vùng quan sát rất rộng. Vệ tinh có thể bay trên không phận của toàn hành tinh trong nhiều năm (15 năm đối với vệ tinh địa tĩnh và 3 - 5 năm với vệ tinh quỹ đạo thấp ). Vệ tinh có thể quan sát lặp đi lặp lại một địa điểm trong những điều kiện hầu như giống nhau để theo dõi sự tiến triển của các hiện tượng như mùa màng của cây trồng trong nông nghiệp, khí tượng.... Tốc độ di chuyển của vệ tinh lớn (27000 km/h với vệ tinh quỹ đạo thấp) vệ tinh Spot chỉ cần 100 phút bay hết 1 vòng quanh Trái đất. Vệ tinh không biết đến biên giới các nước, trong vũ trụ, nơi nào trên mặt đất chúng cũng nhìn thấy được. Vì những lý do trên, trong phạm vi đề tài chúng ta chỉ luận bàn đôi nét về nội dung "Công nghệ viễn thám bằng vệ tinh nhân tạo", trong bối cảnh thực tại và xu hướng phát triển của Việt nam hiện nay. 1.1.1 Các cơ chế tương tác: Sóng điện từ tác động vào vật chất như vật rắn, vật lỏng hay khí thì gọi là bức xạ đột ngột. Sự tương tác với vật chất có thể thay đổi phụ thuộc vào các tính chất của bức xạ tới như: mật độ, hướng, bước sóng, sự phân cực và pha. Khoa học viễn thám đo đạc và ghi lại những thay đổi đó được những hình ảnh và tư liệu cho các nhà khoa học phân tích. Kết quả là phân biệt các tính chất của vật thể tạo ra những sự thay đổi đó. Có 5 kiểu tương tác: - Được truyền qua: truyền qua các môi trường vật chất có mật độ khác nhau gây ra sự biến đổi về tốc độ của bức xạ điện tử. - Bị hấp thụ: năng lượng tới bị hấp thụ hoàn toàn làm nóng vật chất - Bị phát xạ bởi vật chất. - Bị tán xạ: sóng điện từ bị tán xạ bởi những phần tử và các hạt thành phần trong khí quyển, hay do độ gồ ghề của địa hình. Tán xạ là sự đi lệch theo mọi hướng của tia sáng sau khi tới bề mặt của vật chất. Phản xạ sinh ra do bề mặt vật chất là nhẵn so với bước sóng tới. Sự phát xạ, tán xạ và phản xạ được gọi là những hiện tượng bề mặt bởi vì những ảnh hưởng tương tác này được xác định trước hết bởi chính bề mặt vật chất cũng như màu sắc và độ nhám của vật chất đó. Sự truyền qua và hấp thụ được xác định bởi những tính chất bên trong của vật chất như mật độ và tính dẫn nên được gọi là những hiện tượng bên trong. Một tổ hợp nhất định của các hiện tượng bề mặt và bên trong của vật chất nào đó đều phụ thuộc cả vào bước sóng của bức xạ điện từ lẫn đặc tính riêng của vật chất đó. Sự tương tác giữa vật chất và năng lượng được ghi lại trong các hình ảnh viễn thám, từ đó có thể phân tích được đặc điểm của vật chất. 1.1.2 Những ảnh hưởng của khí quyển. Mắt chúng ta thường cho rằng khí quyển thực sự trong suốt đối với ánh sáng và chúng ta thường cảm giác rằng nó có thể cho đi qua toàn bộ năng lượng điện từ. Trên thực tế khí quyển hấp thụ năng lượng điện từ ở những khoảng bước sóng đặc biệt gọi là các band hấp thụ. Chẳng hạn, ở các bước sóng ngắn hơn 0,3mm thì hoàn toàn bị hấp tụ bởi tầng 03 ở tầng khí quyển bên trên, sự hấp thụ này là bản chất cho phép sự sống trên trái đất bởi sự chiếu sáng lâu với năng lượng mạnh của các bước sóng này sẽ phá huỷcác vật chất sống. Hay các loại mây với các hạt nước có kích thước của hạt không khí sẽ hấp thụ hoặc làm tán xạ bức xạ điện từ ở các bước sóng nhỏ hơn, vào khoảng 0,3cm . Chỉ có bức xạ của các sóng cực ngắn và sóng dài hơn mới có khả năng truyền qua mây mà không hề bị tán xạ, phản xạ hay hấp thụ. Sau đây ta sẽ cụ thể bằng bảng các dải phổ điện từ và đặc điểm của chúng. Dải phổ Bước sóng Đặc điểm Tia Gamma <0,03mm Bức xạ tới thường bị hấp thụ toàn bộ bởi tầng khí quyển phía trên và không có khả năng dùng trong viễn thám. Vùng tia X 0,03-3,0 mm Hoàn toàn bị hấp thụ bởi khí quyển phía trên và không được sử dụng trong viễn thám. Vùng tia cực tím 0,03- 0,4mm Các bước sóng tới nhỏ hơn 0,3mm thì hoàn toàn bị hấp thụ bởi tầng ôzôn trong tầng khí quyển bên trên. Vùng tia cực tím chụp ảnh 0,3- 0,4mm Truyền qua khí quyển, ghi nhận được vào phim và các Photodetector( con mắt điện tử) nhưng bị tán xạ mạnh trong khí quyển. Vùng nhìn thấy 0,4- 0,7mm Tạo ảnh với phim và Photodetector, có cực đại ở phản xạ ở 0,5mm Vùng hồng ngoại phản xạ 0,7- 3mm Phản xạ lại bức xạ mặt trời, không có thông tin về tính chất của đối tượng. Band từ 0,7-0,9mm được nghiên cứu với phim và được gọi là band ảnh hồng ngoại. Vùng hồng ngoại nhiệt (Hình) 3-5mm 8- 14mm Các cửa sổ khí quyển chính ở vùng nhiệt ghi thành ảnh ở các bước sóng này yêu cầu phải có các máy quét cơ quang học và hệ thống máy thu đặc biệt gọi là Vidicon, không phải là film Vùng cực ngắn 0,1á30cm Các bước sóng này dài hơn có thể xuyên qua mây, sương mù và mưa. Các hình ảnh có thể dược ghi lại trong dạng chủ động hay thụ động. Vùng Radar 0,1- 30cm Dạng chủ dộng của viễn thám sóng cực ngắn. Hình ảnh được ghi lại ở các band sóng khác nhau. Vùng Radio > 30cm Đạt bước sóng dài nhất của quang phổ điện từ. Một vài sóng radar dược phân ra với bước sỏng rất dài dược sử dụng trong vùng sóng này. 1.2. Các hệ thống viễn thám. 1.2.1. Hệ thống khung hay hệ thống toàn cảnh( Framming system) Hệ thống khung thu nhận tức thời hình ảnh của một vùng hay tạo một "khung" lên địa hình. Máy chụp ảnh và các ống thu ảnh vidicon là những ví dụ thông dụng của các hệ thống như vậy. 1.2.2. Hệ thống quét. (Scanning system) Các hệ thống quét sử dụng các tế bào quang điện với trường nhìn hẹp mà trường nhìn này được quét dọc địa hình để tạo ra hình ảnh khi các phần của năng lưọng điện từ phát ra hoặc phả xạ từ địa hình đột ngột gặp các detector và các tín hiệu điện từ được xuất hiện với sự khác nhau về tỷ lệ với số lượng các phôtôn. Các tín hiệu điện từ được khuếch đại và ghi lại trên băng từ, sau đó ghi lại hình ảnh. Tất cả các hệ thống quét theo trường nhìn của dectector dọc theo địa hình với các đường song song. Có 4 kiểu quét phổ biến là quét dọc, quét ngang, quét vòng cung và quét bên. 1.2.3. Các hệ thống đa phổ. Các hệ thống khung và quét vừa mô tả trên nhằm ghi hình ảnh ở một băng phổ đơn điệu. Đói với nhiều ứng dụng của viễn thám, cần thiết phải ghi lại các hình ảnh với các ảnh đa phổ được thu ở nhiều band phổ. Các ảnh đa phổ có thể đuợc ghi nhận với nhiều phương diện khác nhau. Chẳng hạn, Với máy chụp ảnh đa phổ có 4 ống kính, 4 cửa đóng mở và cung cấp 4 ảnh của cùng một khu vực trên 4 phim khác nhau tách biệt. Bất kỳ 3 phim dương bản trắng đen trắng nào của máy chụp đa phổ cũng có thể ghi lại, chiếu thành các màu cộng cơ bản ban đầu để tạo nên ảnh mầu tổng hợp. Hệ thống vệ tinh Landsat với máy quét đa phổ dẫ ghi lại hình ảnh ở 7 band: 3 band nhìn thấy, 3 band hồng ngoại phản xạ và 1 band hồng ngoại nhiệt. Hay vệ tinh viễn thám Spot sử dụng hệ thống quét dọc đa phổ độ phân giải cao. Chương 2 : ý nghĩa của viễn thám trong các ngành kinh tế quốc dân 2.1 Những ưu điểm của tư liệu viễn thám Tư liệu viễn thám là nguồn thông tin rất quan trọng cho nhiều lĩnh vực như bản đồ, điều tra và quản lý tài nguyên thiên nhiên, giám sát và bảo vệ môi trường, phòng chống thiên tai, quy hoạch phát triển, nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ. Vai trò quan trọng và ý nghĩa đa ngành đó của tư liệu viễn thám được xác định nhờ các tính ưu việt sau: Tư liệu viễn thám phong phú thông tin, phản ánh một cách chính xác sự phân bố và trạng thái của các đối tượng trên mặt đất, mặt nước cũng như các mối quan hệ và sự tác động qua lại giữa các đối tượng và các hoạt động nhân tác. Tư liệu viễn thám có thể thu nhận bằng nhiều kỹ thuật khác nhau nên có thể cung cấp được nhiều loại thông tin quan trọng thuộc nhiều lĩnh vực. Kỹ thuật viễn thám cho phép thu được thông tin nhanh cùng lúc trên những vùng rộng lớn đến phạm vi cả nước, khu vực, kể cả những vùng con người khó đến được và đảm bảo thời gian thực. Kỹ thuật viễn thám cho phép thu nhận thông tin lập lại theo các chu kỳ khác nhau (hàng ngày, 5-26 ngày, mùa, năm...) nhờ đó sử dụng tư liệu viễn thám có thể theo dõi sự biến động của nhiều đối tượng một cách liên tục. Sự phát triển các vệ tinh viễn thám thương mại công khai cho phép thu nhận được tư liệu ảnh với độ phân giải trung bình (30-20m), cao (10-3m) và siêu cao (2-1m); ảnh vệ tinh siêu phủ chụp một lúc 200 kênh. Nhờ đó có thể tiến hành khảo sát, nghiên cứu thông tin đồng thời ở những mức độ khác nhau, khái quát đến chi tiết. ưu việt của ảnh viễn thám Radar: Những năm gần đây, một số nước đã phát triển ảnh vệ tinh Rada cho phép chụp ảnh trong điều kiện trời đầy mây hoặc mưa bão. Điều này rất cần cho nước ta ở vùng nhiệt đới gió mùa, số ngày quang mây rất ít, thiên tai hay xảy ra vào mùa mưa bão. Sử dụng tư liệu viễn thám cho phép giảm nhiều các công tác điều tra, khảo sát...tại thực địa, cũng có nghĩa là tiết kiệm chi phí. Nhờ đó, viễn thám không chỉ đem lại hiệu quả về khoa học công nghệ, mà còn đem lại hiệu quả về kinh tế. 2.2. ý nghĩa thực tiễn: Trong những thập kỷ vừa qua, kể từ khi vệ tinh nhân tạo đầu tiên được phóng lên quỹ đạo năm 1957, khoa học- công nghệ vũ trụ và các ứng dụng của nó, trong đó có công nghệ viễn thám đã đạt được những thành tựu to lớn, giúp cho con người mở rộng tri thức về vũ trụ và hiểu biết đầy đủ hơn về trái đất phục vụ cho sự phát triển bền vững của đời sống con người. Chính vì vậy ngày nay không chỉ những 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 mụcđích phát triển kinh tế xã hội và đảm bảo an ninh quốc phòng. Từ năm 1957 đến nay, hàng nghìn vệ tinh và tàu vũ trụ bao gồm các vệ tinh khí tượng, các vệ tinh tài nguyên và các vệ tinh quân sự đã phónglên khoảng không vũ trụ nhằm cung cấp ảnh vệ tinh phục vụ các mục đích khác nhau. Để đáp ứng yêu cầu thực tiễn, ảnh vệ tinh không ngừng được đa dạng hoá và được hoàn thiện theo hướng nâng cao độ phân giải không gian cũng như độ phân giải phổ và độ phân giải về thời gian. Đồng thời để có thể thu được thông tin trong mọi thời tiết, ảnh Radar đã được đưa vào sử dụng. Ngày nay đã có ảnh vệ tinh độ phân giải từ hàng km đến dưới 1m; ảnh từ một kênh phổ rộng( ảnh toàn sắc) đến ảnh cực siêu đa phổ( hyperspectral) gồm hàng trăm kênh phổ. Bên cạnh đó thời gian lặp lại việc quan sát(độ phân giải về thời gian) của vệ tinh đã được rút ngắn nhờ sử dụng phương pháp thay đổi góc quan sátnghiêng của các sensor hay bằng cách sử dụng chùm vệ tinh. Nhờ đó ảnh vệ tinh vừa cho phép nghiên cứu bao quát các vùng sóng rộng lớn từ một quốc gia đến khu vực và toàn cầu, vừa cho phép nghiên cứu chi tiết từng vùng hẹp thậm chí đến từng đối tượng cho các mục đích khoa học, kinh tế và quân sự. Công nghệ viễn thám đã trở thành công nghệ hiệu quả nhất để giám sát các đổi tượng biến động trong không gian và thời gian cho các mục đích quả lý tài nguyên, giám sát môi trường, thiên tai và quân sự. Ngày nay, khó có thể liệt kê được đầy đủ các lĩnh vực ứng dụng công nghệ viễn thám trên thế giới. ảnh vệ tinh đã được sử dụng phổ biến để nghiên cứu khí hậu, dự báo thời tiét và bão, để nghiên cứu các khoa học về trái đất để diều tra, quản lý tài nguyên trước hết là khoáng sản, dầu khí, tài nguyên rừng, tài nguyên đất và tài nguyên nước. ảnh vệ tinh được sử dụng ở nhiều nước để theo dõi mùa màng, phát hiện sâu bệnh trên quy mô lớn, để xác định những vùng đánh bắt hải sản xa bờ, cũng như để xác định các vùng bị ô nhiễm, các hệ sinh thái bị phá huỷ nghiêm trọng... và để giám sát thiên tai. ảnh vệ tinh đã được nhiều nước sử dụng và cập nhậthệ thống bản đồ quốc gia và là cơ sở để quy hoạch và thiết kế đường giao thông, mạng lưới đô thị... Hiệu quả ứng dụng công nghệ viễn thám về khoa học, công nghệ, kinh tế và xã hội rất lớn và thường không tính được bằng tiền. Trong các lĩnh vực viễn thám hiện nay, công nghệ chiếm số ưu thế và các thông tin viễn thám được sử dụng kết hợp chặt chẽ với hệ thông tin địa lí( GIS) và hệ định vị bằng vệ tinh (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 và đẩm bảo an ninh quốc phòng. Chính vì vậy mà thị trường cung cấp các tư liệu viễn thám trong các năm qua đã phát triển nhanh chóng. Theo tài liệu của CEOS (Committee on Earth Observation Satellites) trong năm 2000, thị trường mua bán ảnh vệ tinh đạt doanh thu gần 3 tỉ USD và dự kiến lên đến 20 tỉ USD cho năm 2020. Công nghệ vũ trụ nói chung đã trở thành một ngành công nghệ đem lại lợi nhuận khổng lồ mà theo đánh giá của trung tâm vũ trụ quốc gia Anh( BNSC), riêng năm 2002, Châu Âu sẽ đạt được từ 285 đến 420 tỉ Euro. Nét nổi bật trong quá trình phát triển này là sự liên kết, sự hợp tác quốc tế đã góp phần quan trọng thúc đẩy phát triển công nghệ vũ trụ và viễn thám trên thế giới. Bên cạnh đó xu thế thương mại hoá và toàn cầu hoá cũng được thể hiện rõc rệt. Các công ty nhà nước và tư nhân, các công ty đa quốc gia chiếm những thị phần ngày càng to lớn và cạnh tranh nhau ngày càng ác liệt. Để phát triển ngành công nghệ vũ trụ, công nghệ viễn thám, ở nhiều nước đã thành lập các cơ quan hàng không vũ trụ quốc gia( NASA- Mĩ; CNES của Pháp, IKI- Nga; CSA- Canada) cũng như các trung tâm viễn thám quốc gia( như ở Anh, Trung Quốc...) đồng thời nhiều công ty viễn thám đã được thành lập( như SPOT của Pháp, RADARSAT của Canada...) Bên cạnh đó các cơ quan hàng không vũ trụ liên quốc gia đã được hình thành( cơ quan hàng không vũ trụ Châu Âu ESA). Trong khu vực Châu á: Nhật Bản, Ân Độ, Trung Quốc, Hàn Quốc đã đật được những bước tiến xa trong việc phát triển công nghệ vũ trụ và viễn thám. Trong khối ASEAN, hầu hết các nước thành viên cũ của tổ chức này đều đạt được những thành tựu đáng kể. Các nước này đã xây dựng được những cơ sỏ nghiên cứu và ứng dụng mạnh. Nhiều nước như Thái Lan, Singapore, Inđô... đã có trạm thu ảnh của các vệ tinh hiện đang đựoc sử dụng phổ biến. Một số nước đã phóng vệ tinh thu nhỏ phục vụ quan sát trái đất( Thái, Malaysia, Singapore) và đang có nhưẽng đề án chế tạo vệ tinh loại nhỏ và vừa phục vụ cho công nghệ viễn thám vào nhiều mục đích khác nhau như thành lập bản đồ ảnh, cập nhật bản đồ địa hình, quản lý tài nguyên rừng và dải ven biển, giám sát biến động lớp phủ mặt đất và sử dụng đất, giám sát cháy rừng, núi lửa và sự lan toả khói, giám sát ngập lụt và theo dõi cây lúa. Singapore còn có các công trình nghiên cứu thuỷ triều đỏ và ô nhiễm biển bằng công nghệ viễn thám. Tóm lại, trong thời gian qua, công nghệ vũ trụ nói chung và công nghệ viễn thám nói riêng trên thế giới đã có sự phát triển rất nhanh và đã đem lại những lợi ích cực kỳ to lớn cho loài người. Phát triển công nghệ viễn thám là đảm bảo hỗ trợ, thúc đẩy nền kinh tế quốc dân, phục vụ đắc lực cho sự nghiệp công nghệ hoá, hiện đại hoá đất nước. Chương 3: Tình hình phát triển công nghệ viễn thám ở Việt Nam. 3.1. Thực trạng ứng dụng công nghệ viễn thám ở Việt Nam. Năm 1979-1980 các cơ quan của nước ta bắt đầu tiếp cân công nghệ viễn thám, và sau đó, trong mười năm tiếp theo(1980- 1990)đã triển khai các nghiên cứu thử nghiệm nhằm xác định khả năng và phương pháp sử dụng tư liẹe viễn thám để giải quết các nhiệm vụ của mình. Từ những năm 1990- 1995, bên cạnh 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 quả rõ rệt về khoa học-công nghệ và kinh tế. Trong lĩnh vực khí tượng, đo đạc- bản đồ, địa chất- khoáng sản, công nghệ viễn thám thực sự đã trở thành công cụ để thực hiện các nhiệm vụ chức năng của ngành. TRong công tác điều tra, quản lý tài nguyên rừng, vai trò của viễn thám bước đầu cũng đã được phát huy. Đồng thời công nghệ viễn thám đã được ứng dụng để thực hiện nhiều đề tài nghiên cứu khoa học và nhiều dự án liên quan đến diều tra, khảo sát diều kiện tự nhiên và tài nguyên thiên nhiên, giám sát môi trường, giảm thiểu thiên taỉ 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 các dự án đều có quy mô nhỏ, còn tản mạn về chủ đề, thiếu nhiệm vụ cụ thể cũng như điều kiện ứng dụng nên mới chỉ dừng ở mức độ các dự án thử, chưa chuyển được sang ứng dụng một cách rộng rãi và có hệ thống. Vì vậy, công nghệ viễn thám ở nước ta còn chưa giả quyết được nhiều vấn đề bức xúc do thực tiễn đặt ra, chưa đóng góp trực tiếp cho công tác quản lí nhà nước tầm vĩ mô các vấn đề quan trọng như quản lý tài nguyên rừng, quản lý và quy hoạch đất đai, và chưa phục vụ sát thực các chương trình phát triển kinh tế- xã hội như trồng 5 triệu ha rừng, đánh bắt hải sản xa bờ... cũng như các nhiệm vụ an ninh- quốc phòng. Một số lĩnh vực khác như : điều tra nghiên cứu biển, phòng chống thiên tai, giám sát môi trường, công nghệ viễn thám mới được ứng dụng rất hạn chế. Trong các ứng dụng nêu trên, ngoài ảnh vệ tinh khí tượng NOAA Và GMS, các cơ quan đã sử dụng nhiều loại ảnh vệ tinh quang học như LANDSAT, SPOT, KFA-1000,ADEOS. Còn ảnh vệ tinh Radar như RADARSAT,ERS mới được ứng dụng thử nghiệm trong những năm gần đây. Riêng ảnh vệ tinh độ phân giải siêu cao (1-2 m) hầu như chưa được sử dụng. Để đáp ứng nhu cầu về tư liệu viễn thám,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 nhận tư liệu nên một số ứng dụng công nghệ viễn thám đã bị hạn chế. 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 qui trình công nghệ xử lí và sử dụng 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 cho công nghệ viễn thám đem lại hiệu quả cao trong điều kiện cụ thể của nước ta. 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 về viễn thám. Vì vậy cán bộ viễn thám chủ chốt của các ngành hầu như đều được đào tạo ở nước ngoài và đã hình thành một đội ngũ cán bộ có khả năng phát triển ứng dụng công nghệ viễn thám trong nhiều lĩnh vực. Tuy nhiên, trước khả năng rất lớn của công nghệ viễn thám và nhu cầu phát triển ở nước ta, các ngành vẫn thiếu cán bộ viễn thám có trình độ cao và chuyên sâu để tổ chức ứng dụng một cách thực sự hiệu quả. Cũng như nhiều nước khác, viễn thám ở Việt Nam bắt đầu từ công nghệ tương tự, và từ năm 1990 từng bước chuyển sang công nghệ số kết hợp với công nghệ tương tự và hệ thông tin địa lí GIS. Hiện nay nước ta đã có khả năng xử lí nhiều loạI ảnh đạt yêu cầu cao về độ chính xác với qui mô sản xuất công nghệ .Để xử lí phân tích ảnh cho các mục đích khác nhau,nhiều ngành đã trang bị các phần mềm mạnh,phổ biến trên thế giới như ENVI,ERDAS,PCI,OCAPI,… cùng các phần mềm để xây dựng hệ thống thông tin địa lí.Đồng thời,các ngành đã trang bị nhiều thiết bị hiện đạI,song do còn thiếu đồng bộ và chưa có nhiệm vụ ổn định từ phía nhà nước giao nên nhiều cơ quan chưa khai thác tốt hệ thiết bị và các phần mềm hiện có. Mặt khác việc sử dụng kết hợp công nghệ viễn thám với GIS và GPS còn chưa đạt được hiệu quả cao. Đến nay ở Việt Nam không có trung tâm viễn thám quốc gia nhưng đã hình thành 20 trung tâm, phòng viễn thám thuộc nhiều ngành . Trong số đó có một số đơn vị đã định hình hướng hoạt động chuyên sâu và có chức năng nhiệm vụ đặc thù cho ngành mình. Số đơn vị viễn thám còn lại có một số chức năng nhiệm vụ trùng lắp nhau và còn thiếu định hướng phát triển rõ rệt về lâu dài. Mô hình tổ chức này có ưu điểm là bằng một mạng lưới bắt rễ sâu vào các ngành, công nghệ viễn thám có đIều kiện để ứng dụng và đem lại hiệu quả thiết thực . Nhược điểm của tình hình này là sự tản mạn, chồng chéo, không giải quyết được những vấn đề có tính liên ngành như việc thu nhận, xử lí và phân phối tư liệu viễn thám, nghiên cứu triển khai và đào tạo cán bộ. Trong quá trình phát triển công nghệ viễn thám ở Việt Nam, giai đoạn 1980-1985 được ghi nhận là giai đoạn hình thành và phát triển dưới sự điều phối của uỷ ban nghiên cứu vũ trụ Việt Nam. Sang giai đoạn 1985-1990 vai trò điều phối đó giảm dần và công nghệ viễn thám ở nước ta phát triển tự phát theo nhu cầu và khả năng của từng cơ quan . Trên thực tế, trong những năm qua ở nước ta không có chiến lược, chính sách và qui hoạch phát triển chung trong lĩnh vực này và thiếu sự quản lí, điều phối chung của nhà nước khiến cho công nghệ viễn thám ở nước ta phát triển chậm và kém hiệu quả. Trong quá trình hình thành và phát triển công nghệ viễn thám ở Việt Nam, hoạt động hợp tác quốc tế đã giữ một vai trò rất quan trọng .Hợp tác quốc tế đã góp phần đào tạo đội ngũ cán bộ, hỗ trợ kĩ thuật, chuyển giao công nghệ và đầu tư thiết bị cùng các phần mềm chuyên dụng cho nhiều cơ quan của nước ta. Tuy nhiên, ngược lạI,hợp tác liên ngành giữa các cơ quan trong nước lại còn rất yếu. 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 tại các ngành của nước ta đã thu được một số kết quả rõ rệt nhưng cũng đã bộc lộ một số yếu kém như : ã Công nghệ viễn thám phát triển một cách tự phát và tản mạn, còn thiếu định hướng, thiếu nhiệm vụ cụ thể và ổn định từ phía nhà nước cũng như các đIều kiện cần thiết để thực hiện nên phát triển chậm và chưa phát huy được tiềm năng to lớn của công nghệ này cũng như năng lực kĩ thuật hiện có của các ngành. Vì vậy, công nghệ viễn thám của 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. Hơn nữa còn một số lĩnh vực quan trọng công nghệ viễn thám chưa được đưa vào ứng dụng. ãTuy đã hình thành đội ngũ cán bộ viễn thám nhưng còn thiếu chuyên gia giỏi đầu ngành. Số cán bộ có khả năng phát triển công nghệ viễn thám còn ít, trình độ công nghệ tuy được đổi mới nhưng còn thấp, chưa đồng đều giữa các ngành . Cơ sở vật chất kĩ thuật thiếu đồng bộ và không được cập nhật kịp thời . Về tổ chức, chưa hình thành một hệ thống viễn thám hoàn chỉnh, có khả năng phối hợp chặt chẽ với nhau để tránh chồng chéo và phân tán. Những yếu kém trên đã hạn chế hiệu quả ứng dụng và cản trở sự phát triển công nghệ viễn thám ở nước ta. Trong khi xu thế công nghệ viễn thám trên thế giới không ngừng được hoàn thiện và đã trở thành công cụ đem lại 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 không đáp ứng được nhu cầu thực tiễn, còn ở bên lề dòng chảy của công nghệ viễn thám thế giới, còn tụt hậu so với một số nước trong khu vực. Trong bảng sắp các nước theo trình độ phát triển công nghệ viễn thám gồm 5 bậc : cường quốc - tiên tiến - trung bình - thấp - chưa phát triển, thì Việt Nam ở bậc thấp . Còn trong bảng sắp các nước ASEAN gồm 3 bậc đã phát triển - phát triển thấp - chưa phát triển thì Việt Nam thuộc nhóm nước ở bậc phát triển thấp. Nguyên nhân của tình trạng trên có nhiều, song có một nguyên nhân quan trọng là cho đến nay, ở nước ta không có chiến lược chính sách và qui hoạch phát triển chung về công nghệ viễn thám, không có kế hoạch đầu tư đồng bộ và thiếu sự quản lí, đIều phối chung của nhà nước. 3.2. Các nhu cầu ứng dụng của công nghệ viễn thám ở Việt Nam. Đại hội Đảng lần thứ IX đã đề ra chiến lược phát triển kinh tế xã hội giai đoạn 2001 - 2010 cũng như nhiệm vụ, mục tiêu năm 2001 - 2005. Theo đó Việt nam có các 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 tài nguyên, bảo vệ môi trường và giảm thiểu thiên tai. Để đạt được mục tiêu này, các cơ quan quan lý nhà nước cũng như các cơ quan quy hoạch, thiết kế cần được đảm bảo kịp thời các thông tin liên quan đến tài nguyên, môi trường, thiên tai và về nhiều mặt kinh tế xã hội trên phạm vi từng vùng cũng như cả nước. Bên cạnh đó, trong lĩnh vực an ninh quốc phòng có nhu cầu rất cấp thiết về đáp ứng thông tin kịp thời để tránh mọi bất ngờ về chiến lược cũng như để chỉ đạo chiến thuật, nhất là nước ta có một dải biên giới dài trên đất liền và vùng thềm lục địa rộng lớn bao quanh. Các nhu cầu này chưa được đáp ứng đầy đủ và công nghệ viễn thám chưa đóng góp 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, trong đó các nhu cầu cấp bách bao gồm: 3.2.1 ứng dụng công nghệ viễn thám trong công tác khí tượng và điều tra, khảo sát tài nguyên: Nước ta nằm trong vùng có nhiều hiện tượng thời tiết nguy hiểm như bão, áp thấp nhiệt đới, mưa lớn, lốc.... Để có thể dự báo thời tiết và theo dõi dự báo các hiện tượng trên, không có phương pháp nào hiệu quả bằng phương pháp viễn thám kết hợp với các phương pháp truyền thống. Trong các nghiên cứu địa chất và tìm kiếm thăm dò khoáng sản, ảnh vệ tinh một mặt đem lại n hiều thông tin mới mà bằng các phương pháp truyền thống khó hoặc không đạt được ; mặt khác cho phép giảm đáng kể khối lượng công tác thăm dò, tìm kiếm và khảo sát ngoài thực địa.Nhờ đó có thể rút ngắn thời gian khảo sát, tiét kiệm được nhiều công sức và tiền của, nhất là đối với những vùng núi, khó đến. Để quản lí, qui hoạch sử dụng và bảo vệ tài nguyên rừng, tài nguyên đất, Nhà nước qui định 5 năm tiến hành kiểm kê rừng một lần và tổng kiểm kê đất trên phạm vi toàn quốc. Để rheo dõi biến động về tài nguyên rừng và tình hình sử dụng đất, các ngành có dự kiến 2 năm tiến hành kiểm kê một lần ở cấp tỉnh. Song cho đến nay,Nhà nước vẫn không có được số liệu chính xác về diện tích rừng và diện tích các loại hình sử dụng đất làm cơ sở hoạch định các chương trình phát triển kinh tế -xã hội, còn việc theo dõi diễn biến tài nguyên rừng và biến động sử dụng đất thì hầu như không thực hiện đư._.ợc . Lí do là các phương pháp cổ truyền không có đủ khả năng để đáp ứng nhu cầu này. Biện pháp khả thi duy nhất để khắc phục tình trạng trên là ứng dụng rộng rãi và thường xuyên tư liệu ảnh vệ tinh, kết hợp với điều tra khảo sát thực địa . Hơn nữa phương pháp viễn thám còn cho phép giảm thời gian điều tra khảo sát và nâng cao độ tin cậy, tính đồng nhất về thời điểm của thông tin trên phạm vi cả nước, kể cả những vùng rừng núi hẻo lánh, khó đến . Bản đồ địa hình là tài liệu cơ sở của nhiều ngành dùng cho các mục đích dân sự cũng như quân sự. Song cho đến nay, nhu cầu về bản đồ địa hình ở nước ta vẫn chưa được đáp ứng đầy đủ, phần thì chưa có bản đồ, phần thì bản đồ đã quá cũ. Tình hình đó đòi hỏi phải đẩy mạnh công tác thành lập và hiệu chỉnh một cách hệ thống các bản đồ địa hình dãy tỉ lệ cơ bản nhà nước (từ 1 : 10 000 và nhỏ hơn) theo các chu kì qui định. Để đáp ứng nhu cầu về hiệu chỉnh bản đồ, công nghệ khả thi nhất là sử dụng ảnh vệ tinh. Mặt khác công nghệ viễn thám còn cho phép giảm chi phí từ 30% đến 70% so với công nghệ dùng ảnh hàng không. Hiện nay ở nước ta đang triển khai hiệu chỉnh bản đồ địa hình tỉ lệ 1 : 25 000 và nhỏ hơn bằng ảnh vệ tinh, song kết quả thu được mới chỉ đáp ứng dưới 20% nhu cầu. Như vậy, nhu cầu ứng dụng công nghệ viễn thám trong công tác khí tượng và điều tra, quản lí tài nguyên và đo đạc bản đồ ở nước ta trong giai đoạn 2001- 2010 là rất lớn và rất cấp bách. 3.2.2.ứng dụng công nghệ viễn thám trong bảo vệ môi trường, phòng chống thiên tai ở nước ta, cùng với sự phát triển kinh tế xã hội, bên cạnh các mặt tích cực, nhiều mặt tiêu cực đã bộc lộ như : sử dụng đất đai không hợp lí dẫn đến thoái hoá đất, cân bằng sinh thái nhiều nơi bị phá vỡ, ô nhiễm môi trường ngày càng gia tăng, thiên tai ngày càng trầm trọng, ...Trong tình hình đó, các nhiệm vụ hàng đầu là theo dõi lũ lụt, giám sát hiện tượng sạt lở bờ biển,bờ sông, các tai biến địa chất, cháy rừng và điều tra hiện trạng môi trường, giám sát ô nhiễm do chất thải công nghiệp và dầu tràn... Các hiện tượng trên thường diễn ra trên phạm vi rộng và bao gồm cả vùng sâu, vùng xa, biển khơi, hải đảo... Mặt khác các hiện tượng đó diễn ra trong những khoảng thời gian không định trước ... Với đặc điểm trên chỉ có công nghệ viễn thám, nhờ 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 thiên tai. 3.2.3.ứng dụng công nghệ viến thám để phục vụ các chương trình phát triển kinh tế xã hội. Ngoài nhu cầu ứng dụng công nghệ viễn thám trong công tác điều tra cơ bản phục vụ nhiều mục đích như đã nêu ở phần trên, một số chương trình phát triển kinh tế xã hội thời kỳ 2001 - 2010 đòi hỏi những thông tin chuyên dụng mà chỉ có ứng dụng công nghệ viễn thám mới có thể đáp ứng tốt được. Một số yêu cầu tiêu biểu về mặt này là cung cấp thông tin cho công tác quản lý nuôi trồng thuỷ sản ven bờ và từng bước phục vụ đánh bắt hải sản xa bờ, thông tin về mùa màng phục vụ quản lí dải ven bờ, cũng như quy hoạch vùng, quy hoạch ngành phục vụ chuyển dịch cơ cầu kinh tế. Bên cạnh đó cần triển khai ứng dụng công nghệ viễn thám để đảm bảo đầy đủ hơn cơ sở khoa học - kỹ thuật cũng như rút ngắn thời gian thực hiện công tác quy hoạch và thiết kế mạng lưới giao thông, phát triển đô thị, xây dựng các công trình thuỷ điện,... 3.2.4 ứng dụng công nghệ viễn thám trong điều tra nghiên cứu biển: Với hơn 3000 km bờ biển, với hàng triệu km2 thềm lục địa và hơn 3000 hòn đảo, quần đảo, biển có ý nghĩa quan trọng đặc biệt đối với Việt nam. Để điều tra nghiên cứu biển, thời gian qua nước ta đã tiến hành một số chương trình nghiên cứu khoa học cấp nhà nước và cấp bộ, trong đó công nghệ viễn thám bước đầu mới được ứng dụng để khảo sát xói lở bồi tụ dải ven biển và thử nghiệm thành lập bản đồ trường nhiệt lớp nước mặt. Trong khi đó công nghệ viễn thám có khả năng dùng để nghiên cứu rất nhiều yếu tố hải dương học và nguồn lợi hải sản, ... Vì vậy nhu cầu ứng dụng công nghệ viễn thám để nghiên cứu biển và nguồn lợi hải sản của nước ta là rất lớn. 3.2.5 ứng dụng công nghệ viễn thám phục vụ các nhiệm vụ an ninh quốc phòng. Với vị trí địa chính trị của nước ta và tình hình hiện nay trong khu vực và trên thế giới, việc đảm bảo kịp thời thông tin cho mục đích an ninh - quốc phòng là nhu cầu rất cấp bách. Viễn thám là công cụ rất quan trọng để đáp ứng nhu cầu này. Trên đây là các nhu cầu cấp bách về ứng dụng và phát triển công nghệ viễn thám giai đoạn sắp tới ở Việt nam. Nếu các nhu cầu này được đáp ứng thì công nghệ viễn thám của Việt nam sẽ góp phần không nhỏ vào sự nghiệp phát triển kinh tế xã hội và bảo vệ đất nước, đồng thời tạo ra tiền đề để viễn thám Việt nam vươn tới trình độ cao trong khu vực ở giai đoạn tiếp theo. Để đạt được điều đó, thực tiễn đòi hỏi tiến hành công tác nghiên cứu triển khai. 3.3.Những thuận lợi và khó khăn. Sau 20 năm tiếp cận và ứng dụng công nghệ viễn thám ở nước ta đã hình thành tiềm lực để tiếp thu và ứng dụng công nghệ viễn thám vào thực tiễn nhiều lĩnh vực, đồng thời đã tạo ra tiền đề để phát triển công nghệ viễn thám ở trình độ cao hơn với qui mô lớn hơn và trên nhiều lĩnh vực hơn. Cụ thể là: ã Các ngành đã nhanh chóng tiêp cận và triển khai ứng dụng tư liệu viễn thám vào nhiều lĩnh vực, góp phần vào công tác điều tra điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên, nghiên cứu môi trường và thiên tai phục vụ các nhiệm vụ nghiên cứu khoa học, phát triển kinh tế-xã hội. ã Đã hình thành đội ngũ cán bộ chuyên môn từ nhiều chuyên ngành có khả năng tiếp thu và ứng dụng công nghệ viễn thám,tạo tiền đề cho sự phát triển tiếp theo ở trình độ cao hơn. ã Trong những năm qua đã gửi đi đào tạo các nguồn hợp tác tài trợ khoa học kĩ thuật từ các tổ chức quốc tế(ESCAP) và các chính phủ Pháp, Canada, Nhật, Hà Lan, ấn Độ khoảng 300 lượt người ở các trình độ. ã Đã thành cơ sở vật chất kĩ thuật, tuy chưa đồng bộ và chưa đồng đều các lĩnh vực nhưng đã tạo ra điều kiện cầ thiết để ứng dụng công nghệ viễn thám hiện đại trong nhiều lĩnh vực.Đã có các cụm thiết bị đồng bộ có khả năng giải quyết gọn một số nhiệm vụ ở trình độ tương đối hiện đại. Ngoài ra, Tổng cục địa chính qua dự án ODA của Pháp còn được trang bị hệ thống thiết bị và các phần mềm chuyên dụng để xử lí ảnh mang tính chất công nghiệp . ã Đã hình thành mạng lưới các cơ sở ứng dụng viễn thám thuộc nhiều ngành như: Tổng cục địa chính có Trung tâm viễn thám ;trong trung tâm khoa học tự nhiên và công nghệ quốc gia có một số đơn vị nghiên cứu và ứng dụng công nghệ viễn thám . Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn trung tâm viễn thám, Bộ Công nghiệp có Đoàn viễn thám địa chất. ã Việt nam đã tham gia hoạt động trong các tổ chức khai thác ứng dụng vũ trụ (chủ yếu là viễn thám ) của Liên hợp quốc như ESCAP,UNDP,FAO, các tổ chức khu vực như tiểu ban ứng dụng vũ trụ của ASEAN,ESA của EU. Ngoài ra chúng ta cũng tham gia nhiều chương trình hợp tác song phương với các nước mạnh về viễn thám như Canada, Pháp, Nhật. ã Trong những năm qua rất nhiều dự án kinh tế xã hội và kĩ thuật được các công ty và tổ chức nước ngoài tiến hành trên lãnh thổ Việt nam đã có nhu cầu sử dụng ảnh vệ tinh. Dự kiến những năm tới với chủ trương đổi mới, hoà nhập của nhà nước, những yêu cầu này sẽ tăng đáng kể. Những điều kiện trên là tiền đề thuận lợi để thực hiện dự án xây dựng trạm thu ảnh vệ tinh và khai thác có hiệu quả trạm thu sau khi hoàn tất dự án. Bên cạnh những điều kiện thuận lợi trên cần nhận thấy một số mặt yếu kém hiện nay là: ã Trong một số lĩnh vực rất quan trọng như điều tra nghiên cứu biển, giám sát môi trường và thiên tai, công nghệ viễn thám chưa được ứng dụng bao nhiêu. ã Đội ngũ cán bộ trong ngành tuy ngày càng tăng về số lượng và chất lượng, những chuyên gia giỏi, những cán bộ đầu ngành vẫn còn thiếu. ã Trình độ công nghệ đã được đổi mới nhưng cơ sở vật chất kĩ thuật ở một số Bộ, Ngành còn chưa đáp ứng được yêu cầu. So với các nước xung quanh đang tiến nhanh thì ta đang đi chậm và tụt hậu. Những năm qua ta mới có một số kinh nghiệm giải đoán ảnh theo kĩ thuật tương tự, trong khi các nước đều đang chuyển mạnh sang xử kí, giải đoán ảnh bằng kĩ thuật số. Ta cần lưu ý phát triển hướng này. ã Về tổ chức, tuy đã hình thành mạng lưới các cơ sở viễn thám nhưng chưa hình thành được hệ thống viễn thám hoàn chỉnh, phối hợp chặt chẽ với nhau để phát huy đồng bộ sức mạnh của hệ thống.Bức tranh chung là rất phân tán và không đồng bộ cả về trang bị và thực hiện nhiệm vụ nên kém hiệu quả và còn lãng phí. ã Với những thuân lợi rất cơ bản về nguồn nhân lực và tiền đề về cơ sở vật chất kĩ thuật hiện có trong lĩnh vực viễn thám của nước ta. Dự án thiết lập trạm thu và xử lí ảnh viễn thám dân dụng và khai thác tư liệu đó phục vụ sự phát triển kinh tế xã hội sẽ là một dự án có tính khả thi và đúng lúc. Chương 4: Các loại vệ tinh viễn thám. Như đã đề cập, các vệ tinh viễn thám làm việc trong những dải tần từ ánh sáng nhìn thấy được đến hồng ngoại và sóng cực ngắn. Tuỳ theo điều kiện đặc điểm vùng khí quyển và tuỳ loại thông tin cần có mà người ta dùng những loại vệ tinh khác nhau bay ở những cao độ khác nhau. 4.1 Chương trình Meteosat cho đến nay chương trình Meteosat đã phóng 6 quả vệ tinh địa tĩnh, cứ 30 phút chụp những ảnh vệ tinh trong các dải phổ: Dải quang nhìn thấy được: độ phân giải 2,5km. Dải hồng ngoại và hơi nước: độ phân giải 5 km. Các ảnh vệ tinh truyền về được xử lý ở mặt đất và sản phẩm được truyền cho một mạng trên 2000 trạm thu phân bố trên toàn cầu. Các vệ tinh Meteosat cho phép theo dõi các hiện tượng tiến triển nhanh: bão, gió lốc, các mảng sương mù ... và đo đạc về sự di chuyển của chúng. Các dữ liệu góp phần vào việc nghiên cứu vai trò của lớp mây bao phủ toàn cầu. Các vệ tinh Meteosat thế hệ MSG (cái đầu tiên sẽ phóng vào 2001) có thể cung cấp ảnh từng 15 phút một trong 12 dải phổ. Độ phân biệt về không gian cỡ 1km (dải quang nhìn thấy) và 3km (dải hồng ngoại). Các phép đo nhiệt độ chính xác hơn (dung sai 0,250C thay vì cho 0,40C trước đây). 4.2 Chương trình Metor: Đây là chương trình vệ tinh viễn thám của châu Âu, dự kiến phóng vệ tinh đầu tiên vào 2002. Các vệ tinh Metor sẽ phối hợp với các vệ tinh đang hoạt động trên quỹ đạo địa cực của hoa Kỳ - NOAA để nghiên cứu khí hậu. 4.3 Các vệ tinh Rada ERS - 1 và ERS - 2 (của Châu Âu) + Các vệ tinh Rada ERS - 1 và Rada ERS - 2 có quỹ đạo hầu như địa cực, đồng bộ mặt trời ở độ cao 780km. Loại vệ tinh này có phép đo và nghiên cứu các dòng hải lưu, đo tốc độ và hướng gió, nhiệt độ biển và độ cao các con sóng. Các vệ tinh Rada ERS có nhiều ứng dụng trong những lĩnh vực từ đại dương học đến theo dõi và bảo vệ môi trường. Những phép đo chính xác về các tảng băng cho phép vạch ra những đường hàng hải an toàn trong những vùng biển có nhiều núi băng. Việc đo tốc độ và chuyển động của các tảng băng cũng như bề mặt biển đáp ứng được nhu cầu quan trọng của các nhà địa lý và khí hậu học. Người ta đã phát hiện ra rằng có một mối quan hệ trực tiếp giữa nhiệt độ biển và sự tiến triển của khí hậu toàn cầu. Các ảnh Radar cũng cho phép phát hiện các mảng dầu, ngay cả trong đêm, ngăn ngừa được hải triều đen, phát hiện việc thải dầu bất hợp pháp của các tàu chở dầu. Khi có ô nhiễm môi trường bởi Hydrocacbua, váng dầu làm cho mặt biển phẳng lì và làm thay đổi tín hiệu phản xạ về Radar. Ngoài nhiệm vụ hải dương học các vệ tinh Rada ERS còn được dùng vào nhiều ứng dụng khác như: - Phát hiện và theo dõi những hiện tượng có thể nguy hiểm cho con người như các trận cuồng phong, bão lớn, tốc độ gió trên 120 km/h. - Đo độ ẩm mặt đất để đánh giá diện bị ngập lụt. - Theo dõi sự tiến triển của quang cảnh tự nhiên như: phá rừng, sụt lở tuyết. - Theo dõi và bảo vệ trái đất. 4.4 Vệ tinh quan trắc bằng Radar ENVISAT Ngày nay người ta đã ý thức được về sự huỷ hoại trái đất. Năm 1985 xác minh được tầng ôzôn trên Nam cực đã bị loãng. Đó là một hiện tượng mà việc theo dõi, tìm hiểu và quản lý trở nên rất quan trọng. Trái đất và môi trường phải được theo dõi và bảo vệ. Vệ tinh quan trắc bằng Radar ENVISAT phóng năm 1999 giúp các nhà khoa học nghiên cứu và phân tích môi trường Trái đất cũng như các diễn biến khí hậu do hoạt động của con người gây ra. Hoạt động của các nhà máy, ô tô chạy, việc sưởi ấm nhà đều có ảnh hưởng đến khí hậu. Radar ENVISAT được trang bị 11 thiết bị nghiên cứu khoa học trong đó điển hình có: ã Radar có anten tổng hợp thế hệ mới ASAR với dàn anten tích cực có nhiều phương thức hoạt động, giúp nghiên cứu đại dương và các khối băng, nghiên cứu các đặc trưng của đất đai, đặc biệt là độ ẩm đất. ãSpectrophotomet GOMOS (thiết bị đo độ phát xạ và độ phản xạ của các bề mặt và môi trường theo hàm bước sóng) để theo dõi bề dày tầng ôzôn trên phạm vi toàn cầu, cung cấp một bản đồ 3 chiều về phân bố tầng ôzôn để theo dõi diễn biến. ãMáy đo bức xạ radiomet AATSR đo nhiệt độ bề mặt biển trong 4 kênh hồng ngoại và quan sát thảm thực vật trên mặt đất trong 3 kênh quang nhìn thấy được. Chương 5: Vệ tinh quang học SPOT. 5.1 Vấn đề quỹ đạo Quỹ đạo phải là hình tròn, để ảnh chụp của mọi điểm trên trái đất đều có đặc trưng như nhau. Tuy nhiên, do trái đất không phải là hình cầu lý tưởng, bán kính ở xích đạo lớn hơn ở cực 20 km, cho nên độ cao vệ tinh ở địa cực và ở xích đạo cũng hơi khác nhau. Vì muốn có ảnh ở tất cả mọi điểm trên bề mặt Trái đất, cho nên chọn quỹ đạo địa cực. Trái đất quay quanh trục địa cực, và điểm chiếu của vệ tinh vạch trên bề mặt trái đất những vạch cách đều nhau. Để có một chu kỳ quan trắc đều đặn cần làm sao cho sau khi vệ tinh bay chọn một số nguyên vòng trên quỹ đạo thì quả đất cũng quay trọn một số nguyên vòng quanh bản thân nó, để vệ tinh và quả đất lại quay trở lại đúng vị trí tương đối ban đầu lúc xuất phát. Như vậy có nghĩa là quỹ đạo phải cùng nhịp pha với chuyển động quay của trái đất. Spot 4 mà độ cao quỹ đạo là 822 km (trên quỹ đạo) mỗi ngày quay 14+5/26 vòng. Sau 26 ngày, nghĩa là sau 26 vòng quay của trái đất quanh bản thân, vệ tinh cũng thực hiện trọn một số nguyên vòng quay trên quỹ đạo và sau đó những vệt của nó trên mặt đất lại lặp lại giống như chu trình trước. Nếu muốn cho vệ tinh quan sát được hết mọi điểm trên trái đất trong chu trình nói trên, phải làm cho trường quan sát ở hai bên vệt do điểm chiếu của vệ tinh vạch ra trên mặt đất rộng hơn 2 lần khoảng cách giữa 2 vệt. Với Spot 4, khoảng cách cực đại giữa 2 vệt (ở xích đạo) là 108km, còn trường tổng của hai thiết bị quan sát thẳng đứng của nó là 117 km, đảm bảo được sự quan sát trọn vẹn toàn bề mặt trái đất trong một chu trình 26 ngày. Cuối cùng, nếu muốn cho các ảnh chụp trong các ngày khác nhau của một điểm đã cho có được những điều kiện mặt trời chiếu sáng như nhau, thì phải đảm bảo quỹ đạo luôn giữ một góc không đổi với hướng tới của tia mặt trời (để vệ tinh luôn bay qua một điểm đã cho ở một giờ địa phương nhất định), nghĩa là quỹ đạo phải đồng bộ mặt trời. Về danh định vệ tinh qua điểm nút đi xuống (giao điểm của vệt đi xuống với xích đạo) vào 10h 30' sáng ngày 15/6 hàng năm. Giờ nó bay qua trên đầu một vùng đã cho được giữ với sai số ±2phút quanh giá trị danh định bất kể mùa nào trong năm và nó trở lại vệt ban đầu với sai số ± 3 km ở xích đạo. Khi đặt lên vị trí, Spot 4 có cùng quỹ đạo với Spot 1 và Spot 2, nhưng phân bố cách nhau sao cho chúng có thể được theo dõi và số liệu được ghi chép thành dãy kế tiếp nhau bởi cùng một hệ thống các trạm trên mặt đất. Tóm lại, quỹ đạo các vệ tinh Spot tròn, ở cao độ 822 km trên xích đạo, đồng bộ mặt trời (10 giờ 30), trở lại chu trình cũ sau 26 ngày, vòng bay 101,4 phút. 5.2 Hệ thống quan sát Tải hữu ích các vệ tinh Spot giống nhau, bao gồm: hai khí cụ quang học y hệt nhau gọi là HRVIR (High Risolution Visible Infra Red), một tập hợp thiết bị ghi số liệu (lên băng từ và bộ nhớ ở thể rắn) và truyền về mặt đất. Khí cụ quang học đảm bảo các tính năng sau: Độ phân biệt cao () để thiết lập những bản đồ địa hình tỷ lệ xích 1/50000 và những bản đồ đặc tả tỷ lệ xích 1/25000. 4 kênh hình riêng rẽ, mỗi kênh ứng với một dải phổ, sử dụng theo 2 phương thức: - Phương thức đa phổ (Còn gọi là phương thức Xi) gồm 4 dải bước sóng và mỗi bước lấy mẫu ở mặt đất là 20 m. Các dải sóng này là : xanh cỏ ( B1 : 0,50 ~0,59 mm ), đỏ ( B2: 0,61~0,68 mm), cận hồng ngoại ( B3 : 0,79~0,89 mm ), giữa hồng ngoại (MIR : 1,58~1,75m m ) - Phương thức đơn sắc ( còn gọi là phương thức P ) với dải phổ từ 0,61 đến 0,68 m m và bước lấy mẫu 10m ở mặt đất. Các khí cụ quang học Spot có thể ngân hàng nhìn nghiêng ±27° so với phương thẳng đứng. Như vậy có hai ưu điểm : + Lặp lại số lần quan sát nhiều hơn + Hình thành được hình nổi của địa hình nhờ kết hợp các ảnh nhìn từ những góc nghiêng khác nhau. Bằng điều khiển từ xa hướng của gương đầu vào thiết bị quang học, có thể quét một hành lang rộng 900 km hai bên vệt vệ tinh. Vùng nhìn thiết bị quang học rộng 60 km khi nhìn xuống theo hướng thẳng đứng và 80 km khi nhìn nghiêng ở góc 27° . Hàng ngày trung tâm điều hành dưới đất soạn thảo qui trình quan sát và dùng sóng vô tuyến chuyển lên nạp vào máy tính đặt trên vệ tinh. Máy tính theo đó tuần tự ra lệnh cho thiết bị quang học thực hiện. Khả năng nhìn nghiêng cho phép tăng số lần quan sát những đối tượng đặc biệt. Chẳng hạn ở miền xích đạo, vệ tinh có thể quan sát một vùng nào đó đến 9 lần trong một chu trình 26 ngày, nghĩa là 126 lần một năm, bình quân 2,9 ngày/ lần. Ơ vĩ độ 45, có thể quan sát một vùng nào đó đến 12 lần trong một chu trình 26 ngày, bình quân 2,1 ngày nhìn lại một lần (lâu nhất là 4 ngày, nhanh nhất là 1 ngày). Khả năng nhìn lại sau vài ngày (nhờ phương pháp nhìn nghiêng) có ý nghĩa quan trọng đối với việc quan sát những sự kiện diễn biến nhanh, như theo dõi hoa màu chín ngày mùa và làm tăng xác suất chụp ảnh tốt đối với những vùng thường bị mây bao phủ (miền nhiệt đới). Nhìn nghiêng cũng cho phép nhận được những cặp ảnh nổi (stereo) khi chụp cùng một cảnh dưới những góc nhìn khác nhauu ở hai vòng quay kề nhau của vệ tinh. Khả năng này càng phong phú hơn khi hai vệ tinh Spot (Spot 2 và Spot 6) bay cách nhau 30 phút chụp ảnh cùng một đối tượng với những góc nghiêng khác nhau. Ta coi như được ảnh stereo tức thời, điều mà chỉ với một vệ tinh không thể thực hiện được . 5.3.Khung vệ tinh đa nhiệm vụ và các phương tiện nghiên cứu khoa học Khung vệ tinh Spot 4 được thiết kế theo cách tiếp cận đa nhiệm vụ, do đó cũng đã từng sử dụng nó để thực hiện được nhiệm vụ của Helios1 ( vệ tinh quân sự quan sát mặt đất ). Các chức năng chính của nó là: Điều khiển tự động toàn bộ các chức năng phải thực hiện trên vệ tinh khi ra khỏi tầm nhìn của các của các trạm theo dõi dưới mặt đất. Khả năng tự xử lý độc lập khi có trục trặc Giữ chính xác vị trí quỹ đạo Ôn định theo ba trục Máy tính trên tàu điều khiển tải hữu ích hoạt động theo chương trình mà trạm điều khiển trung tâm đưa lên hàng ngày . Cấp nguồn và điều khiển thiết bị khoa học mang theo . Quỹ đạo tròn, đồng bộ mặt trời, theo nhịp pha trái đất, như quỹ đạo Spot đặt ra những ràng buộc đặc biệt cho các phương tiện phục dịch trên tàu: Hệ cung cấp năng lượng điện phải tính đến chu trình ngày- đêm dồn dập trên quỹ đạo (66 phút ngày, 35 phút đêm). Vì chu kỳ ngày đêm ngắn như vậy, các ắc qui phải chịu đến 5000 chu trình phóng- nạp trong một năm. Dàn pin mặt trời cung cấp 2200W (EOL). Ban ngày nó cung cấp năng lượng cho tải hữu ích và nạp ắc qui. Nó luôn luôn quay sao cho bao giờ cũng hứng được thông lượng cực đại ánh sáng mặt trời. Hệ thống ổn định tư thế vệ tinh phải đáp ứng những yêu rất cao để thiết bị quang học ngắm được vùng chụp ảnh với độ chính xác 0,15°. Ngoài ra, hệ thống này phải kiểm soát được các tốc độ góc, chúng ảnh hưởng rất quan trọng tới chất lượng hình học của các ảnh chụp. Muốn đạt độ chính xác cần thiết, phải tránh được những chuyển động nhiễu mà biên độ vượt một phần nghìn độ mỗi giây (10-3)0/sec. Trên Spot, cần phân biệt ba phương thức hoạt động điều khiển tư thế và quỹ đạo. chúng dùng sức đẩy hydrazin, các cảm biến trái đất và cảm biến mặt trời, các con quay từ và quán tính. Các phương pháp này là : 1. Một phương thức định vị rất chính xác dùng con quay, các bộ cảm biến trái đất và cảm biến mặt trời. Lưu ý đến sự trôi không thể tính được của các con quay, phải hiệu chỉnh các thông tin về tư thế mà chúng cung cấp bằng những thông tin và cản biến quang học. Mặt vệ tinh luôn nhìn về hướng trái đất được trang bị một bộ cảm biến trái đất có khả năng phân biệt vũ trụ lạnh lẽo với trái đất (nóng hơn ), thông tin mà nó cung cấp cho biết sai số giữa mặt hướng về đất với vị trí lý thuyết và cho phép điều chỉnh lại. Muốn hiệu chỉnh định hướng với mặt trời, dùng bộ cảm biến mặt trời. Trong một vòng quay trên quỹ đạo, thế nào thế nào cũng có một lần mặt trời đi qua mặt phẳng chứa mặt vệ tinh (đang hướng về trái đất ) và hướng danh định của nó trong mặt phẳng này là hoàn toàn xác định. Các thông tin do các con quay và các bộ cảm biến cung cấp được đưa vào máy tính trên vệ tinh để tính ra tư thế và tốc độ góc thực tế của vệ tinh. Sau đó máy tính đưa lệnh hiệu chỉnh đến các bánh xe phản lực và cuộn dây từ. Hệ thống này có trách nhiệm định hướng đường ngắm của các thiết bij quang học về tâm trái đất. 2. Một phương thức định vị trí thô, chỉ cần thiết khi đặt vệ tinh vào vị trí quỹ đạo lần đầu tiên và khi phương thức trên tạm thời gặp sự cố. Các phương tiện để xác định tư thế và tốc độ góc được sử dụng vẫn như phương thức trên và cũng sử dụng máy tính trên tàu (với các algorit khác) nhưng lệnh hiệu chỉnh được đưa đến các bộ đẩy micro dùng hydazin để tạo ra những ngẫu lực điều khiển tư thế hoặc tạo ra lực đẩy ( tác động đến chuyển động của trọng tâm) để chỉnh vị trí quỹ đạo. 3. Một phương thức định vị "để sống sót ", dùng khi máy tính hỏng hoặc phần mềm hỏng hoặc khi cả hai cùng hỏng, để cứu nguy cho vệ tinh trong lúc chờ đợi trạm điều khiển mặt đất can thiệp. Theo phương thức này, cho dàn pin mặt trời dừng lại ở vị trí song song với mặt hướng “vũ trụ” của vệ tinh (khi đó đang hướng về mặt trời ). Cho tên lửa quay nhẹ quanh trục vệ tinh - mặt trời, để đảm bảo sự ổn định của nó trong những giai đoạn nó bị trái đất che khuất. Lúc này phải những bộ cảm biến mặt trời đặc biệt để phát hiện hướng mặt trời. Một thiết bị điện tử đặc biệt lập ra những lệnh bay để đưa đến các bộ đẩy dùng hydrazi. Để đảm sống còn, người ta đã giành riêng hai nhánh bộ đẩy và hai bồn nhiên liệu chỉ được dùng khi gặp trường hợp cấp cứu này. Hệ thống quản lý trên tàu phải đáp ứng được những ràng buộc đặc biệt của vệ tinh quỹ đạo thấp : một trạm điều khiển dưới mặt đất mà tầm nhìn có bán kính 2500km mỗi ngày chỉ tiếp xúc vói vệ tinh có mấy lần ( ở vĩ độ của Toulouse – 5 lần / ngày ) mỗi lần không quá 12 phút, các cuộc liên lạc giữa trạm với vệ tinh không quá 1 giờ/ 1 ngày. Liên lạc thực hiện ở dải tần 2GHz. Vì không thể lập trạm ở khắp mọi nơi nên phải trang bị cho vệ tinh khả năng tự quản lý khi không còn tiếp xúc được với mặt đất. Hậu quả là : + Vệ tinh phải tự thi hành nhiệm vụ của mình theo một chương trình mà dưới đất gửi lên mỗi ngày một lần. + Khi gặp sự cố bất thường, vệ tinh phải tự biết và ngăn ngừa được sự cố lan rộng. Khi đó nó phải thực hiện cái mà người ta gọi là cấu hình lại (reconfiguration) để có thể chờ đợi trong trạng thái ổn định và không nguy hiểm sự tiếp xúc lần sau với trạm mặt đất. Phần mềm trên vệ tinh phụ trách thực hiện các biện pháp này. 5.4 Các thiết bị khoa học đặt trên Spot 4. Ngoài một tải hữu ích phụ là Vegetation (Thảm thực vật) còn có các thiết bị nghiên cứu khoa học sau, gọi là ‘khách đi tàu’ gồm : DORIS, POAM III, SILEX/PASTEL, ESBT, PASTEC. DORIS(Détermination d’Orbitre et de Radiopositionement Intégrés par Satllite) là một hệ định vị rất chính xác, bao gồm một máy thu vô tuyến và bộ dao động thạch anh đặt trên vệ tinh cũng như trên 50 trạm tín hiệu (Balise) ở dưới mặt đất, tại những địa điểm mà vị trí được biết chính xác đến vài cm. Hệ này cho phép : Xác định được vị trí vệ tinh với sai số 10 cm, bằng cách đo di tần Doppler. Định vị các trạm tín hiệu mà vị trí chưa được biết chính xác đến vài cm. Hệ này ứng dụng trong quỹ đạo học, đo đạc địa lý, theo dõi các hiện tượng thiên nhiên ( Biến dạng đất ở những vùng địa chấn, núi lửa, chuyển động các băng hà ...) Nhờ hệ DORIS mà người ta thường xuyên biết được vị trí của vệ tinh Topex-Poseiden xác chính xác đến ba cm, vị trí các trạm tín hiệu đến 1-2cm. POAM III ( Polar ozone and Aerosol Measurements) là một hệ thiết bị theo dõi những thay đổi theo mùa và dài hạn của cấu thành khí quyển ở tầng cao và tầng trung (nước, ozone, nitơ, độ tập trung mây) trên Nam cực và Bắc cực. Nó cũng cung cấp số liệu để lập các mô hình lỗ hổng ozone. Nguyên lý làm việc là đo sự suy giảm của tia mặt trời đi qua các tầng cao của khí quyển ở hai địa cực, máy đo quét với độ phân biệt cao vùng khí quyển giữa các cao độ 10 và 40 km. Điều này thực hiện mỗi khi vệ tinh chuyển từ đêm sang ngày và từ ngày sang đêm trên quỹ đạo. Các phép đo suy giảm thực hiện với nhiều bước sóng khác nhau trong vùng từ tử ngoại đến hồng ngoại. Hàng ngày các kết quả đo được một máy phát chuyển về một trung tâm nghiên cứu của Mỹ. SILEX/PASTEL : SILEX (Semiconductor-laser Intersatllite Link Experiment) là hệ thông tin quang liên vệ tinh dân dụng đầu tiên, có nhiệm vụ đảm bảo thông tin lưu lượng cao( 50Mbit/s) giữa hai đầu cuối quang học: PASTEL( Passager Telecom Laser) OPALE ( Optical Payload for Intersatllite Link Experiment) đặt trên vệ tinh địa tĩnh châu Âu Artermis. Hệ thống thông tin này vừa để chuẩn bị cho việc truyền theo thời gian thực các ảnh Spot 4 về mặt đất ( qua vệ tinh địa tĩnh Artermis) vừa để thử nghiệm thông tin quang giữa hai vệ tinh . Vì tia laser chỉ tán sắc có vài microradian trong lúc độ ổn định của các tư thế của vệ tinh là vài miliradian, do đó lúc vào cuộc thông tin phải có một quá trình dò tìm tự động để cho hai tia quang bắt được nhau. Quá trình này kéo dài khoảng hai phút xác suất thành công là 95% . Sau đó bắt đầu quá trình truyền tin. Tín hiệu là các ảnh của Spot 4 điều chế biên độ một điôt laser là phát đi. Bên thu tách sóng thẳng tín hiệu bằng một điốt thác lũ. Xác suất bit lỗi chỉ khoảng 10-8. Các chỉ tiêu của PASTEL như sau : - Trọng lượng : 150kg - Công suất :130W - Công suất laser : 60mW - Bước sóng : 0,8mm(điôt Ga Al As) - Đường kính của kính viễn vọng 250nm - Độ chính xác ngắm : khá hơn 2mrad - Chất lượng quang :l/10 trên mỗi kênh - Độ cách ly giữa các kênh : khá hơn 10-10- - Độ tán tiêu (defocus) khá hơn 10mm ESBT ( Experimental S-band Terminal) Đây là một bộ phát đáp băng S ( dải tần 2GHz ), dùng kỹ thuật trải phổ, để thử nghiệm các cuộc thông tin liên vệ tinh ( giữa vệ tinh LEO như Spot với vệ tinh địa tĩnh ) Spot4 thông tin số liệu đo xa/ điều khiển xa lưu lượng thấp (4kbit/s) giữa cung đoạn mặt đất của vệ tinh địa tĩnh Artermis với Spot ( chuyển qua Artermis) trên cả hai chiều đi và về. Mục đích chính là để đánh giá chất lượng truyền tin. Sau này, qua thời gian thử nghiệm rồi cũng có thể dùng ESBT để đưa tín hiệu đo xa của Spot 4 về trung tâm điều khiển Spot qua vệ tinh Artermis PASTEC( Passager technologique de Spot 4), dùng để đo : - Sự ô nhiễm và xuống cấp của vỏ bọc điều hoà nhiệt trong điều kiện vũ trụ - Sự già hoá các vỏ bọc điều hoà nhiệt sau thời gian dài bị các tia bức xạ từ mặt trời, quả đất chiếu vào . - Tác động của các iôn nặng trong vũ các tia vũ trụ đến các VLSI - Tăng thêm sự hiểu biết về môi trường ở các quỹ đạo thấp - ứng xử động lực học của vệ tinh và giao diện vệ tinh – tên lửa phóng qua các giai đoạn lên quỹ đạo . - Các vi chấn động trên quỹ đạo gây ra bởi các thiết có khả năng tạo lực nhiễu. Cách lan truyền của vi chấn động qua cấu trúc vệ tinh . - Điện tích tĩnh điện sinh ra khi vệ tinh kích thước lớn bay ở quỹ đạo thấp. Chương 6: Vệ tinh RADARSAT. 6.1 Tổng quan về Vệ tinh RADARSAT RARDARSAT: Là viết tắt của cụm "phát hiện và định vị bằng vô tuyến" (Radio Detector & Ranging). Đó là phương pháp phát hiện và định vị một đối tượng đồng thời xác định một số đặc trưng của đối tượng (chẳng hạn tốc độ di chuyển ) dựa trên việc bức xạ những sóng điện từ và phân tích sóng phản xạ trở lại từ đối tượng. Nguyên lý radar là bức xạ ra một bước sóng điện từ hẹp trong một thời gian rất ngắn. Sóng này khi tới đối tượng quan sát bị phản xạ lại và được máy thu radar thu vào. Biết được khoảng thời gian đi và về của sóng ta tính ra được khoảng cách giữa radar và đối tượng. Tốc độ của đối tượng (còn gọi là mục tiêu) tính theo sự lệch tần giữa sóng phản xạ và sóng tới gây ra bởi hiệu ứng Doppler. Các Radar đầu tiên hoạt động ở sóng m, sau đó chuyển sang sóng dm và sóng cm. Bước sóng càng ngắn thì búp sóng càng hẹp. Do đó có thể phát hiện được những mục tiêu có diện tích phản xạ bé. Các xung điện từ phát ra chỉ khoảng một phần của ms nhưng công suất bức xạ lên đến nhiều MW. Một phương pháp thường dùng là phương pháp quét điện tử cho phép thay đổi hướng búp sóng của anten trong một thời gian rất ngắn mà không cần phải di chuyển anten. RADARSAT của Canada là một vệ tinh quan sát Trái đất,được phóng ngày 4/11/1995. RADARSAT đang là nguồn cung cấp thông tin qúi giá sử dụng trong việc theo dõi tài nguyên thiên nhiên và môi trường trên thế giới. RADARSAT với tuổi thọ 5 năm được trang bị một Radar độ mở tổng hợp( SAR). SAR là thiết bị phát sóng vi ba mạnh có thể truyền và nhận báo hiệu xuyên qua những đám mây sương mù, khói, hay bóng tối mà vẫn thu được những hình ảnh chất lượng cao của Trái đất trong mọi điều kiện thời tiết vào bất kỳ thời gian nào. Nó có những lợi thế mà máy bay hay những vệ tinh quang học không thể có được. Sử dụng một tần số đơn, band-C, RADARSAT SAR là vệ tinh duy nhất có khả năng điều chỉnh và hướng chùm tia chiếu qua khoảng cách 500 kilômet. Người ta có thể lựa chọn chùm tia phù hợp để có thể vẽ hình những lát cắt từ 35 kilômet đến 500 kilômet với độ phân giải tương ứng từ 10 mét đến 100 mét. Góc tới sẽ giới hạn từ ít hơn 20 độ đến hơn 50 độ. RADARSAT nặng xấp xỉ 3200 kilôgam. Vệ tinh được bù nhiệt cho những mất mát nhiệt độ khổng lồ ra không gian.Phía vệ tinh bị che khuất bởi mặt trời có nh._.