Tổng quan các vấn đề nghiên cứu
Tổng quan về viễn thám
2.1.1 Khái niệm về viễn thám
Viễn thám là khoa học và nghệ thuật thu thập thông tin về đối tượng, khu vực hoặc hiện tượng thông qua phân tích tài liệu mà không cần tiếp xúc trực tiếp Phương tiện sử dụng trong viễn thám cho phép nghiên cứu và thu thập dữ liệu từ xa, mang lại cái nhìn sâu sắc về các hiện tượng tự nhiên và nhân tạo.
Viễn thám là quá trình thăm dò từ xa một đối tượng hoặc hiện tượng mà không cần tiếp xúc trực tiếp.
Mặc dù có rất nhiều định nghĩa khác nhau về viễn thám như :
Viễn thám, theo Ficher và cộng sự (1997), được định nghĩa là một nghệ thuật và khoa học, cho phép thu thập thông tin về một vật thể mà không cần tiếp xúc trực tiếp với nó (Phạm Vọng Thành và Nguyễn Trường Xuân, 2003).
Theo Barnet và Curtis (1976), viễn thám được định nghĩa là quá trình quan sát một đối tượng thông qua một phương tiện từ xa, ở một khoảng cách nhất định (Phạm Vọng Thành và Nguyễn Trường Xuân, 2003).
Theo Linkkes và Kiefer (1986), viễn thám được định nghĩa là khoa học và nghệ thuật thu thập thông tin về một đối tượng, khu vực hoặc hiện tượng thông qua việc phân tích dữ liệu từ các phương tiện không tiếp xúc Định nghĩa này được dẫn theo Phạm Vọng Thành và Nguyễn Trường Xuân (2003).
Viễn thám là một lĩnh vực khoa học chuyên thu thập thông tin từ xa về các đối tượng và hiện tượng trên trái đất.
(Phạm Vọng Thành và Nguyễn Trường Xuân, 2003)
2.1.2 Nguyên lý cơ bản của viễn thám
Theo Đàm Xuân Hoàn (2008), nguyên lý cơ bản của viễn thám liên quan đến đặc trưng phản xạ và bức xạ của các đối tượng tự nhiên trong các giải phổ khác nhau Việc giải đoán thông tin phụ thuộc vào sự hiểu biết về mối tương quan giữa đặc trưng phản xạ và bản chất của các đối tượng Thông tin về đặc trưng phản xạ giúp các nhà chuyên môn chọn các kênh ảnh tối ưu, chứa nhiều thông tin nhất, từ đó phân tích và phân loại các đối tượng tự nhiên.
Sóng điện từ phản xạ hoặc bức xạ từ vật thể cung cấp thông tin quan trọng về đặc tính của đối tượng Ảnh viễn thám cho phép thu thập dữ liệu về các vật thể thông qua năng lượng bức xạ tại từng bước sóng cụ thể Việc đo lường và phân tích năng lượng phản xạ từ ảnh viễn thám giúp tách biệt thông tin hữu ích về các lớp phủ mặt đất khác nhau nhờ vào sự tương tác giữa bức xạ điện từ và vật thể.
Bộ cảm biến là thiết bị dùng để phát hiện sóng điện từ phản xạ hoặc bức xạ từ các vật thể, có thể là máy chụp ảnh hoặc máy quét Các phương tiện mang bộ cảm biến này bao gồm máy bay, khinh khí cầu, tàu con thoi và vệ tinh.
Trong viễn thám, nguồn năng lượng chính được sử dụng là bức xạ mặt trời, cùng với năng lượng sóng điện từ mà các vật thể phản xạ hoặc bức xạ Bộ cảm biến được lắp đặt trên vật mang sẽ thu nhận những tín hiệu này để phân tích.
Năng lượng phản xạ của các vật thể được thu nhận qua ảnh viễn thám và xử lý tự động hoặc giải đoán trực tiếp bởi chuyên gia Dữ liệu này có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực như nông lâm nghiệp, địa chất, khí tượng và môi trường, cung cấp thông tin quan trọng về các vật thể và hiện tượng trên mặt đất.
Hình 2.1 Mô tả nguyên lý cơ bản của viễn thám
2.1.3 Đặc tính phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên
Theo Đàm Xuân Hoàn (2008), khi sóng điện từ chiếu tới mặt đất, năng lượng của chúng sẽ tác động lên bề mặt trái đất, dẫn đến nhiều hiện tượng khác nhau.
Năng lượng bức xạ ban đầu E O sẽ chuyển đổi thành ba dạng năng lượng khi chiếu xuống các đối tượng, bao gồm năng lượng phản xạ Eρ, năng lượng hấp thụ Eα và năng lượng thấu quang ET Quá trình chuyển đổi này có thể được mô tả thông qua một công thức cụ thể.
Trong quá trình này ta phải lưu ý hai điểm:
Khi bề mặt của đối tượng tiếp nhận năng lượng chiếu tới, giá trị của các thành phần E ρ, E α, E sẽ khác nhau tùy thuộc vào cấu trúc vật chất, thành phần cấu tạo và điều kiện chiếu sáng của từng đối tượng.
Năng lượng chiếu tới một đối tượng phản xạ không chỉ phụ thuộc vào cấu trúc bề mặt của nó mà còn phụ thuộc vào bước sóng của năng lượng Do đó, hình ảnh của đối tượng sẽ khác nhau khi ghi nhận khả năng phản xạ phổ của các bước sóng khác nhau.
2.1.3.1 Đặc tính phản xạ phổ của thực vật
Theo Đàm Xuân Hoàn (2008), khả năng phản xạ phổ của thực vật xanh thay đổi theo độ dài bước sóng
Khái quát GIS
Hệ thống thông tin địa lý (GIS) được phát triển từ những năm 1960 và hiện nay đã trở thành công cụ quan trọng trong việc hỗ trợ quyết định cho nhiều hoạt động kinh tế - xã hội và quốc phòng GIS giúp các cơ quan chính phủ, nhà quản lý, doanh nghiệp và cá nhân đánh giá hiện trạng các quá trình và thực thể tự nhiên, kinh tế - xã hội thông qua các chức năng thu thập, quản lý, truy vấn, phân tích và tích hợp thông tin gắn với bản đồ nhất quán dựa trên tọa độ dữ liệu đầu vào.
Một số định nghĩa về GIS
Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một hệ thống bao gồm phần cứng, thiết bị ngoại vi, phần mềm và cơ sở dữ liệu lớn, cùng với đội ngũ chuyên gia có khả năng thu thập, cập nhật, quản trị, phân tích và biểu diễn thông tin về các đối tượng và hiện tượng theo không gian và thời gian GIS phục vụ việc giải quyết các bài toán ứng dụng liên quan đến vị trí địa lý trên bề mặt trái đất.
Theo Burrough (1986), GIS được định nghĩa là một bộ công cụ dùng để thu thập, lưu trữ, hiển thị và chuyển đổi dữ liệu không gian từ thế giới thực, nhằm giải quyết các vấn đề ứng dụng phục vụ cho những mục đích cụ thể.
Theo Aronoff (1989), GIS được định nghĩa là một hệ thống dựa trên máy tính với bốn chức năng chính liên quan đến dữ liệu không gian: nhập dữ liệu, quản lý dữ liệu, xử lý và phân tích, cũng như xuất dữ liệu.
Hệ thống thông tin địa lý (GIS) được định nghĩa là sự kết hợp của năm thành phần chính: phần cứng, phần mềm, dữ liệu địa lý, người điều hành và quy trình tổ chức GIS được thiết kế để hoạt động hiệu quả trong việc thu thập, lưu trữ, quản lý, phân tích và hiển thị dữ liệu địa lý.
2.2.2 Các thành phần của GIS
Trần Thị Băng Tâm (2006) đã tổng hợp nhiều khái niệm khác nhau về GIS từ nhiều tác giả, tuy nhiên, về bản chất, GIS bao gồm các thành phần cấu thành cơ bản sau:
- Phần cứng máy tính bao gồm các thành phần vật lý của máy tính và các thiết bị ngoại vi khác (máy in, scanner, máy vẽ .)
Phần mềm GIS là các chương trình máy tính chuyên dụng cho hệ thống thông tin địa lý, cho phép thu thập, lưu trữ và xử lý dữ liệu không gian cùng với các thuộc tính của chúng Một số phần mềm GIS phổ biến bao gồm Arc/Info, Map/Info và Arcview, giúp người dùng thực hiện các thao tác mô hình hóa và phân tích dữ liệu địa lý hiệu quả.
Dữ liệu GIS bao gồm dữ liệu không gian như ảnh và bản đồ, cùng với dữ liệu thuộc tính mô tả các đặc điểm và tính chất của các đối tượng không gian Những thông tin này giúp phân tích các quá trình và hiện tượng xảy ra liên quan đến các đối tượng được nghiên cứu.
Người sử dụng đóng vai trò quyết định trong việc thiết kế và thực hiện các thao tác kỹ thuật để đạt được kết quả theo yêu cầu Các hợp phần trong Hệ thống thông tin địa lý (GIS) có mối quan hệ tương tác chặt chẽ; nếu thiếu một trong số đó, GIS sẽ không hoạt động hiệu quả hoặc trở thành hệ thống không còn giá trị Sự phát triển của khoa học kỹ thuật đã thúc đẩy bốn hợp phần này, giúp Hệ thống thông tin địa lý ngày càng mạnh mẽ hơn, thực hiện các chức năng ưu việt, nhanh chóng và dễ sử dụng hơn.
Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một tổ hợp có cấu trúc bao gồm phần cứng, phần mềm, dữ liệu địa lý và quy trình sử dụng, giúp thu thập, lưu trữ, quản lý, xử lý, phân tích và hiển thị thông tin không gian từ thế giới thực GIS hỗ trợ giải quyết các vấn đề tổng hợp thông tin nhằm phục vụ các mục đích của con người.
2.2.3 Các chức năng của GIS
Theo Trần Thị Băng Tâm (2006), một hệ thống GIS cần đảm bảo sáu chức năng cơ bản: thu thập, lưu trữ, truy vấn, phân tích, hiển thị và xuất dữ liệu.
Việc thu thập dữ liệu là rất quan trọng trong việc xây dựng cơ sở dữ liệu địa lý, nơi lưu trữ thông tin về các đối tượng địa lý Cơ sở dữ liệu này có chi phí xây dựng cao và tồn tại lâu dài cùng với hệ thống Để chuyển đổi dữ liệu giấy thành dạng số có thể sử dụng, cần xác định định dạng dữ liệu hiện có Hệ thống thông tin địa lý cần cung cấp nhiều phương pháp nhập dữ liệu địa lý (tọa độ) và dữ liệu dạng bảng (thuộc tính) để tăng tính linh hoạt và mềm dẻo trong quá trình quản lý dữ liệu.
Lưu trữ dữ liệu địa lý bao gồm hai mô hình chính: vector và raster Hệ thống thông tin địa lý cần hỗ trợ cả hai định dạng này Mô hình vector biểu diễn đối tượng địa lý qua các điểm, đường và vùng, sử dụng hệ tọa độ x,y để xác định vị trí Trong khi đó, mô hình raster sử dụng lưới ô để biểu diễn đối tượng, với mức độ chi tiết phụ thuộc vào kích thước ô Định dạng raster rất phù hợp cho phân tích không gian và lưu trữ dữ liệu ảnh, nhưng không thích hợp cho quản lý thửa đất do yêu cầu phân biệt rõ ràng ranh giới đối tượng.
Hệ thống GIS cần có công cụ truy vấn dữ liệu để xác định các đối tượng cụ thể dựa trên vị trí địa lý hoặc thuộc tính của chúng Các truy vấn này, thường được tạo ra từ các câu lệnh hoặc biểu thức logic, cho phép người dùng chọn các đối tượng trên bản đồ cùng với các bản ghi trong cơ sở dữ liệu Một truy vấn điển hình sẽ trả lời câu hỏi: Cái gì? Ở đâu? Người sử dụng có thể biết vị trí của đối tượng và muốn tìm hiểu các thuộc tính liên quan Hệ thống GIS cho phép điều này nhờ vào việc liên kết thông tin thuộc tính với đối tượng địa lý trên bản đồ Ngoài ra, còn có kiểu truy vấn khác để tìm các vị trí đáp ứng một số tiêu chí nhất định, nơi người dùng biết rõ các thuộc tính quan trọng và muốn xác định các đối tượng có thuộc tính đó.
Phân tích dữ liệu địa lý là một quá trình phức tạp, liên quan đến nhiều tập dữ liệu khác nhau và yêu cầu nhiều bước để đạt được kết quả cuối cùng Hệ thống GIS cần có khả năng phân tích mối quan hệ không gian giữa các tập dữ liệu nhằm trả lời các câu hỏi và giải quyết vấn đề của người sử dụng Ba phương pháp phân tích thông tin địa lý phổ biến bao gồm: phân tích không gian, phân tích thống kê và phân tích mô hình.
+ Phân tích gần kề xấp xỉ: Sử dụng thuật toán buffering để xác định mối quan hệ gần kề giữa các đối tượng
Khái quát chung về biến động đất đai
2.3.1 Khái niệm biến động đất đai
Biến động là khái niệm chỉ sự thay đổi liên tục, trong đó một trạng thái của sự vật hoặc hiện tượng được thay thế bằng một trạng thái khác Hiện tượng này diễn ra không chỉ trong môi trường tự nhiên mà còn trong môi trường xã hội.
Biến động đất đai là khái niệm chỉ sự thay đổi trong việc sử dụng đất và lớp phủ bề mặt trái đất, thường xảy ra do tác động của con người Theo Từ điển Khoa học trái đất, biến động này phản ánh những biến đổi trên bề mặt lãnh thổ do các hoạt động nhân tạo (Ellis, 2010).
Biến động sử dụng đất là sự thay đổi tự nhiên của lớp phủ bề mặt đất do hoạt động của con người, thường liên quan đến tăng trưởng dân số, phát triển thị trường, đổi mới công nghệ và thay đổi chính sách Hiện tượng này có thể dẫn đến nhiều hậu quả khác nhau đối với tài nguyên thiên nhiên, bao gồm sự thay đổi thảm thực vật, biến đổi đặc tính vật lý của đất, ảnh hưởng đến quần thể động thực vật và tác động đến các yếu tố khí hậu.
2.3.2 Các phương pháp xác định biến động sử dụng đất
2.3.2.1 Xác định biến động sử dụng đất đai theo phương pháp thống kê, kiểm kê truyến thống
Thống kê và kiểm kê đất đai là hoạt động định kỳ của cơ quan nhà nước có thẩm quyền, nhằm nắm bắt chính xác số lượng và biến động của đất đai trong quá trình quản lý và sử dụng Đây là một trong những nội dung lâu đời nhất trong công tác quản lý nhà nước về đất đai, và bất kỳ xã hội nào cũng cần thực hiện thống kê và kiểm kê đất đai để đảm bảo hiệu quả trong quản lý tài nguyên này.
Việc thu thập số liệu trong thống kê đất đai được thực hiện từ hồ sơ địa chính tại cấp xã, và sau đó tổng hợp cho các cấp huyện, tỉnh và toàn quốc từ các đơn vị hành chính liên quan Số liệu thống kê đất đai của các vùng lãnh thổ cũng được tổng hợp từ thông tin của các tỉnh trong khu vực đó.
Việc thu thập số liệu trong kiểm kê đất đai được thực hiện từ thực địa và đối chiếu với hồ sơ địa chính tại cấp xã Dữ liệu từ cấp huyện, tỉnh và toàn quốc được tổng hợp từ các đơn vị hành chính trực thuộc Số liệu kiểm kê đất đai ở các vùng lãnh thổ cũng được tổng hợp từ các tỉnh trong vùng đó Tổng diện tích các loại đất theo thống kê phải tương ứng với diện tích tự nhiên của đơn vị hành chính thực hiện Nếu có sự khác biệt giữa diện tích tự nhiên thống kê và diện tích đã công bố, cần phải giải trình nguyên nhân rõ ràng.
Số liệu thống kê đất đai cần phản ánh đầy đủ tình trạng sử dụng đất trong hồ sơ địa chính, đảm bảo rằng số liệu kiểm kê đất đai phản ánh chính xác hiện trạng sử dụng thực tế Diện tích đất không được tính trùng lặp hoặc bỏ sót trong quá trình thống kê và kiểm kê Hơn nữa, số liệu đất đai trên bản đồ hiện trạng sử dụng đất phải thống nhất với số liệu kiểm kê tại thời điểm kiểm kê.
Diện tích đất trong các biểu thống kê và kiểm kê đất đai được xác định dựa trên mục đích sử dụng hiện tại, đồng thời ghi nhận theo quy hoạch sử dụng đất Đối với các thửa đất có nhiều mục đích sử dụng, diện tích sẽ được ghi theo mục đích chính Các biểu thống kê cũng cần phân rõ diện tích thuộc khu đô thị và khu dân cư nông thôn.
2.3.2.2 Đánh giá biến động sử dụng đất đai bằng tư liệu ảnh viễn thám và GIS a Xác định biến động sử dụng đất đai theo phương pháp so sánh sau phân loại
Phạm Vọng Thành và Nguyễn Trường Xuân (2003) cho rằng phương pháp này dựa trên việc phân loại ảnh tại hai thời điểm khác nhau để tạo ra bản đồ hiện trạng sử dụng đất Bằng cách chồng ghép hai bản đồ hiện trạng, ta có thể xây dựng bản đồ biến động Các bản đồ hiện trạng có thể được thực hiện dưới dạng bản đồ raster.
Quy trình thành lập bản đồ biến động sử dụng đất theo phương pháp này có thể tóm tắt như hình 2.3
Hình 2.3 Tóm tắt quy trình thành lập bản đồ biến động sử dụng đất bằng phương pháp so sánh sau phân loại
Phương pháp so sánh sau phân loại là một kỹ thuật phổ biến, dễ hiểu và dễ thực hiện trong phân tích ảnh vệ tinh Sau khi nắn chỉnh hình học, ảnh vệ tinh được phân loại độc lập để tạo ra hai bản đồ Hai bản đồ này sẽ được so sánh thông qua việc phân tích pixel, tạo thành ma trận biến động Ưu điểm của phương pháp này là cho phép xác định sự thay đổi giữa các loại đất và có thể sử dụng các bản đồ hiện trạng sử dụng đất đã được lập trước đó.
Phương pháp phân loại độc lập các ảnh viễn thám có nhược điểm là độ chính xác phụ thuộc vào từng phép phân loại, dẫn đến độ chính xác tổng thể thường không cao Các sai sót trong quá trình phân loại ảnh vẫn được duy trì trong bản đồ biến động Để xác định biến động sử dụng đất đai, phương pháp phân loại trực tiếp ảnh đa thời gian có thể được áp dụng.
Phạm Vọng Thành và Nguyễn Trường Xuân (2003) đề xuất phương pháp chồng xếp hai ảnh để tạo thành ảnh biến động, từ đó tiến hành phân loại và lập bản đồ Phương pháp này có ưu điểm là chỉ cần phân loại một lần, tuy nhiên, nhược điểm lớn nhất là độ phức tạp trong việc lấy mẫu, yêu cầu thu thập tất cả các mẫu biến động và không biến động Thêm vào đó, sự thay đổi theo thời gian và ảnh hưởng khí quyển của các ảnh tại các thời điểm khác nhau cũng gây khó khăn trong việc đảm bảo độ chính xác của phương pháp.
Hình 2.4 Thành lập bản đồ biến động bằng phương pháp phân loại trực tiếp ảnh đa thời gian
Bản đồ biến động sử dụng đất được xây dựng theo phương pháp phân tích véctơ chỉ ra những khu vực có sự thay đổi và không thay đổi, nhưng không cung cấp thông tin về xu hướng biến động Phương pháp này giúp xác định rõ ràng các biến động trong việc sử dụng đất đai.
Theo nghiên cứu của Phạm Vọng Thành và Nguyễn Trường Xuân (2003), sự biến động trong khu vực nghiên cứu được phản ánh qua sự khác biệt về phổ giữa hai thời điểm trước và sau biến động Cụ thể, giá trị phổ trên hai kênh x và y tại hai thời điểm này có thể được xác định như minh họa trong biểu đồ hình 2.5.
Ứng dụng của GIS, viễn thám trên thế giới và tại Việt Nam
2.4.1 Một số ứng dụng của công nghệ GIS và viễn thám trên thế giới
Ngày nay, sự tiến bộ trong khoa học kỹ thuật và công nghệ thông tin đã dẫn đến sự phát triển của các công cụ và thiết bị hiện đại, tự động hóa Các công nghệ như GPS (Hệ thống định vị toàn cầu), RS (Viễn thám) và GIS (Hệ thống thông tin địa lý) đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao hiệu quả và tốc độ quản lý tài nguyên môi trường.
Công nghệ viễn thám đã trở thành một kỹ thuật phổ biến, ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như môi trường và kinh tế xã hội trên toàn cầu Nhu cầu sử dụng công nghệ này trong nghiên cứu, khai thác và quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường đang gia tăng nhanh chóng cả trong nước và quốc tế Kết quả từ công nghệ viễn thám cung cấp cho các nhà khoa học và nhà hoạch định chính sách những lựa chọn chiến lược hiệu quả cho việc sử dụng và quản lý tài nguyên Do đó, viễn thám hiện đang được coi là một công nghệ tiên tiến với nhiều ưu thế.
Kết quả ứng dụng viễn thám gần đây cho thấy việc giải quyết vấn đề thực tiễn chỉ dựa vào tư liệu viễn thám là rất khó khăn và đôi khi không khả thi Do đó, cần có một cách tiếp cận tổng hợp, trong đó tư liệu viễn thám đóng vai trò quan trọng cùng với các thông tin khác như số liệu thống kê và quan trắc GIS là công cụ máy tính dùng để lập bản đồ và phân tích các đối tượng trên trái đất như đất đai, sông ngòi và môi trường nông nghiệp Công nghệ GIS, dựa trên cơ sở dữ liệu viễn thám và quan trắc, cho phép thực hiện phân tích thống kê và truy vấn địa lý một cách nhanh chóng và chi tiết Nhu cầu ứng dụng GIS trong nghiên cứu, khai thác và quản lý tài nguyên thiên nhiên đang gia tăng cả trong nước và quốc tế Tiềm năng của GIS có thể hỗ trợ các nhà khoa học và nhà hoạch định chính sách trong việc lựa chọn chiến lược quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường.
Công nghệ GIS và viễn thám có mối liên hệ chặt chẽ và thường được kết hợp để ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau Một số lĩnh vực nổi bật mà hai công nghệ này được áp dụng bao gồm quản lý tài nguyên thiên nhiên, quy hoạch đô thị, nông nghiệp thông minh và ứng phó với biến đổi khí hậu.
Viễn thám và GIS đóng vai trò quan trọng trong quản lý sự biến đổi môi trường, bao gồm việc điều tra sự biến đổi sử dụng đất và lớp phủ, vẽ bản đồ thực vật, nghiên cứu các quá trình sa mạc hoá và phá rừng, cũng như giám sát thiên tai như hạn hán, lũ lụt, cháy rừng, bão, mưa đá, sương mù và sương muối Ngoài ra, công nghệ này còn được áp dụng trong nghiên cứu ô nhiễm nước và không khí, giúp cung cấp thông tin cần thiết cho việc bảo vệ môi trường.
Viễn thám và GIS đóng vai trò quan trọng trong điều tra đất, bao gồm việc xác định và phân loại các vùng thổ nhưỡng, đánh giá mức độ thoái hóa đất, cũng như tác hại của xói mòn và quá trình muối hóa.
Viễn thám và GIS đóng vai trò quan trọng trong lâm nghiệp, giúp theo dõi và phân loại rừng hiệu quả Những công nghệ này hỗ trợ trong việc nghiên cứu diễn biến của rừng, bao gồm việc phát hiện và phân tích sự thay đổi về diện tích và chất lượng rừng Ngoài ra, viễn thám cũng được ứng dụng để nghiên cứu các loài côn trùng và sâu bệnh gây hại cho rừng, cũng như theo dõi và quản lý nguy cơ cháy rừng.
Viễn thám và GIS đóng vai trò quan trọng trong quản lý sử dụng đất, bao gồm việc thống kê và tạo bản đồ sử dụng đất, lập bản đồ biến động đất đai, cũng như thực hiện điều tra và giám sát trạng thái mùa màng và thảm thực vật.
Viễn thám và GIS đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực địa chất, bao gồm việc thành lập bản đồ địa chất, bản đồ phân bố khoáng sản, bản đồ phân bố nước ngầm và bản đồ địa mạo Những ứng dụng này giúp cung cấp thông tin chính xác và chi tiết về cấu trúc địa chất, tài nguyên khoáng sản và nguồn nước ngầm, từ đó hỗ trợ cho các nghiên cứu và quản lý tài nguyên hiệu quả.
Viễn thám và GIS đóng vai trò quan trọng trong nghiên cứu tài nguyên nước, cho phép lập bản đồ phân bố tài nguyên nước một cách chính xác Các ứng dụng này cũng giúp tạo ra bản đồ phân bố tuyết, bản đồ mạng lưới thủy văn và bản đồ các vùng đất thấp, từ đó cung cấp thông tin cần thiết cho việc quản lý và bảo vệ tài nguyên nước hiệu quả.
Viễn thám và GIS đóng vai trò quan trọng trong địa chất công trình, giúp xác định vị trí khảo sát cho các dự án xây dựng và nghiên cứu các hiện tượng trượt đất Việc ứng dụng công nghệ này không chỉ nâng cao độ chính xác trong việc đánh giá địa chất mà còn hỗ trợ tối ưu hóa quy trình thiết kế và thi công công trình.
Viễn thám và GIS đóng vai trò quan trọng trong lĩnh vực khí tượng thủy văn, giúp đánh giá định lượng lượng mưa, bão và lũ lụt, cũng như hạn hán Công nghệ này cho phép dự báo dòng chảy, đánh giá tài nguyên khí hậu và phân vùng khí hậu một cách chính xác, từ đó hỗ trợ quản lý và ứng phó với các hiện tượng thời tiết cực đoan.
Nghiên cứu biến động và lập bản đồ sử dụng đất đã được thực hiện tại nhiều quốc gia, trong đó phương pháp hiệu quả nhất là kết hợp tư liệu ảnh viễn thám và GIS Tại Malaysia, Trung tâm viễn thám Kalaysian đã sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh Landsat TM chụp vào năm 1988 và 1995 để thành lập bản đồ biến động sử dụng đất cho huyện Rawang, tỉnh Selangor Khu vực nghiên cứu rộng 441 km², trong đó ảnh chụp năm 1988 được nắn chỉnh hình học theo bản đồ địa hình, và ảnh chụp năm 1995 được nắn theo ảnh năm 1988 với sai số trung phương nhỏ hơn 0,5 pixel.
Sử dụng tất cả các kênh để tổ hợp màu giả và áp dụng phương pháp phân loại trực tiếp ảnh đa thời gian nhằm thành lập bản đồ lớp phủ, tác giả đã kết hợp dữ liệu bản đồ và tri thức cơ sở để biểu diễn thông tin về sử dụng đất Cuối cùng, bản đồ hiện trạng sử dụng đất và hiểu biết về lớp phủ thực vật được kết hợp để tạo ra bản đồ biến động sử dụng đất Tại Iran, nghiên cứu biến động sử dụng đất bằng tư liệu viễn thám đã được thực hiện từ những năm 90, với bản đồ biến động sử dụng đất tỉnh Gillan được thành lập vào năm 1996 và bản đồ biến động thành phố Mashhad được xây dựng bằng ảnh Landsat theo phương pháp phân loại Fuzzy.
Tác giả từ Đại học Zanjan đã áp dụng kỹ thuật viễn thám và công nghệ GIS để tạo ra bản đồ biến động sử dụng đất cho thành phố Bonab và Maraghen Sử dụng ảnh vệ tinh Landsat từ năm 1989 và 1998 cùng với bản đồ địa hình tỷ lệ 1:25.000 và 1:50.000, hai ảnh vệ tinh được nắn chỉnh hình học theo bản đồ địa hình Sau đó, tác giả tiến hành phân loại độc lập hai ảnh để xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất.
