Tổng quan các vấn đề nghiên cứu
Tổng quan về viễn thám
2.1.1 Khái niệm về viễn thám
Viễn thám là một lĩnh vực khoa học và nghệ thuật chuyên thu thập thông tin về đối tượng, khu vực hoặc hiện tượng thông qua việc phân tích dữ liệu từ các phương tiện không tiếp xúc trực tiếp với chúng.
Viễn thám là quá trình thăm dò từ xa các 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 :
Theo Ficher và các tác giả khác (1997), viễn thám được định nghĩa là một nghệ thuật và khoa học, cho phép thu thập thông tin về một đối tượng mà không cần tiếp xúc trực tiếp với nó (dẫn theo 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 từ xa bằng một phương tiện ở khoảng cách nhất định Định nghĩa này được dẫn theo Phạm Vọng Thành và Nguyễn Trường Xuân (2003).
Viễn thám được định nghĩa bởi Linkkes và Kiefer (1986) 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 nguồn bởi 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.
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 là dựa vào đặc trưng phản xạ hay bức xạ của các đối tượng tự nhiên ở từng giải phổ khác nhau Việc giải đoán các lớp thông tin phụ thuộc vào việc hiểu rõ mối tương quan giữa đặc trưng phản xạ phổ và bản chất, trạng thái của các đối tượng Thông tin về đặc trưng phản xạ phổ giúp các chuyên gia chọn các kênh ảnh tối ưu, chứa nhiều thông tin nhất về đối tượng nghiên cứu, đồng thời là cơ sở để phân tích và phân loại các tính chất của đối tượng.
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 thu thập dữ liệu về các vật thể dựa trên năng lượng bức xạ tại từng bước sóng cụ thể Việc đo lường và phân tích năng lượng phản xạ từ ảnh viễn thám cho phép 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, bao gồm máy chụp ảnh và máy quét Các phương tiện mang bộ cảm biến, như máy bay, khinh khí cầu, tàu con thoi hoặc vệ tinh, đóng vai trò quan trọng trong việc thu thập dữ liệu từ xa.
Nguồn năng lượng chính trong viễn thám là bức xạ mặt trời, trong khi năng lượng sóng điện từ được thu nhận từ sự phản xạ hoặc bức xạ của các vật thể thông qua bộ cảm biến gắn trên thiết bị thu.
Năng lượng phản xạ từ các vật thể được thu nhận qua ảnh viễn thám và xử lý tự động hoặc giải đoán bởi chuyên gia Dữ liệu này có ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như nông lâm nghiệp, địa chất, khí tượng và môi trường.
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), sóng điện từ khi chiếu tới mặt đất sẽ tác động lên bề mặt trái đất, dẫn đến nhiều hiện tượng khác nhau.
Năng lượng bức xạ ban đầu (EO) sẽ chuyển đổi thành ba dạng năng lượng khác nhau 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 Eρ, Eα, E sẽ khác nhau tùy thuộc vào cấu trúc, thành phần vật chất 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 đối tượng mà còn vào bước sóng của năng lượng Điều này giải thích tại sao hình ảnh của đối tượng có thể khác nhau do khả năng phản xạ phổ của các bước sóng khác nhau được ghi nhận.
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 đã trở thành công cụ quan trọng trong việc hỗ trợ quyết định cho nhiều lĩnh vực kinh tế - xã hội và quốc phòng trên toàn thế giới GIS giúp các cơ quan chính phủ, nhà quản lý, doanh nghiệp và cá nhân đánh giá hiện trạng của các quá trình và thực thể tự nhiên, kinh tế - xã hội thông qua việc thu thập, quản lý, truy vấn, phân tích và tích hợp thông tin liên quan đến bản đồ và tọa độ dữ liệu đầu vào.
Một số định nghĩa về GIS.
Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một tổ hợp 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, hiện tượng và sự kiện theo không gian và thời gian GIS phục vụ cho 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 tập hợp các công cụ nhằm thu thập, lưu trữ, thể hiện và chuyển đổi dữ liệu không gian từ thế giới thực, phục vụ cho việc giải quyết các vấn đề ứng dụng với các mục đích cụ thể.
Theo Aronoff (1989), GIS được định nghĩa là một hệ thống 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, cùng với khả năng xuất dữ liệu.
Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là sự kết hợp của năm thành phần chính: phần cứng (máy tính và thiết bị ngoại vi), phần mềm, dữ liệu địa lý, người điều hành và quy trình tổ chức GIS được thiết kế để hoạt động hiệu quả, cho phép thu nhận, lưu trữ, điều khiển, phân tích và hiển thị toàn bộ dữ liệu địa lý.
2.2.2 Các thành phần của GIS
Theo Trần Thị Băng Tâm (2006), mặc dù có nhiều khái niệm khác nhau về GIS từ nhiều tác giả, nhưng 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 Các phần mềm này còn hỗ trợ các thao tác xử lý số liệu và mô hình hóa độ cao, góp phần quan trọng trong việc phân tích và quản lý thông tin địa lý.
Có thể kể ra một số phần mềm chuyên dụng GIS như Arc/Info, Map/Info, Arcview
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 dữ liệu này phản ánh 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 nhằm đạt được kết quả theo yêu cầu Các hợp phần này tương tác chặt chẽ với nhau, tạo thành một hệ thống thống nhất.
Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một hệ thống hoàn chỉnh, trong đó mỗi hợp phần đều đóng vai trò quan trọng; nếu thiếu một trong số đó, GIS sẽ không thể hoạt động hiệu quả Sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật đã thúc đẩy sự tiến bộ của bốn hợp phần chính, giúp GIS trở nên mạnh mẽ hơn, nhanh chóng hơn và tiện lợi hơn trong việc vận hành và sử dụng.
Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một tổ hợp có tổ chức bao gồm phần cứng, phần mềm máy tính, dữ liệu địa lý và quy trình sử dụng, nhằm hỗ trợ việc thu thập, lưu trữ, quản lý, xử lý, phân tích và hiển thị thông tin không gian từ thế giới thực GIS giúp giải quyết các vấn đề và tổng hợp thông tin phục vụ cho 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 6 chức năng cơ bản: thu thập dữ liệu, lưu trữ dữ liệu, truy vấn dữ liệu, phân tích dữ liệu, hiển thị dữ liệu và xuất dữ liệu.
Việc thu thập dữ liệu địa lý là rất quan trọng vì dữ liệu này được lưu trữ trong cơ sở dữ liệu địa lý, một thành phần có chi phí xây dựng cao và tồn tại lâu dài Để chuyển đổi dữ liệu từ dạng giấy sang cơ sở dữ liệu, cần xác định định dạng của dữ liệu số hiện có, mặc dù không thể sử dụng ngay Hệ thống thông tin địa lý cần cung cấp các phương pháp hiệu quả để nhập dữ liệu địa lý (tọa độ) và dữ liệu dạng bảng (thuộc tính).
Hệ thống càng có nhiều phương pháp nhập dữ liệu thì càng mềm dẻo và linh hoạt.
Lưu trữ dữ liệu địa lý bao gồm hai mô hình chính: vector và raster, và một hệ thống thông tin địa lý cần hỗ trợ cả hai định dạng này Mô hình vector biểu diễn các đối tượng địa lý qua điểm, đường và vùng, sử dụng hệ tọa độ x,y để xác định vị trí Ngược lại, mô hình raster sử dụng lưới ô để biểu diễn các đối tượng, với độ chi tiết phụ thuộc vào kích thước ô Định dạng raster rất hữu ích cho phân tích không gian và lưu trữ dữ liệu hình ảnh.
Dữ liệu raster không phù hợp cho quản lý thửa đất do yêu cầu phân biệt rõ ràng các ranh giới của 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 giữa các trạng thái của sự vật và hiện tượng, diễn ra trong cả môi trường tự nhiên và xã hội.
Biến động đất đai, theo Từ điển Khoa học trái đất, được định nghĩa là những thay đổi về sử dụng đất và lớp phủ do tác động của con người gây ra trên bề mặt lãnh thổ Thuật ngữ này phản ánh sự biến đổi của môi trường đất đai trong bối cảnh phát triển và khai thác tài nguyên.
Biến động sử dụng đất là sự thay đổi trạng thái tự nhiên của lớp phủ bề mặt đất do hành 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 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 hình thành 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 nhiệm vụ định kỳ của cơ quan nhà nước có thẩm quyền, nhằm nắm vững số lượng đất đai và xác định các biến động trong quản lý và sử dụng Đây là một trong những hoạt động lâu đời nhất trong công tác quản lý nhà nước về đất đai Trong bất kỳ xã hội nào, việc thống kê và kiểm kê đất đai đều là cần thiết cho công tác quản lý hiệu quả.
Việc thu thập số liệu trong thống kê đất đai được thực hiện từ hồ sơ địa chính tại cấp xã, trong khi dữ liệu cho cấp huyện, tỉnh và toàn quốc được tổng hợp từ các đơn vị hành chính trực thuộc Đối với các vùng lãnh thổ, số liệu thống kê đất đai cũng được tổng hợp từ các tỉnh trong cùng 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 Số liệu kiểm kê đất đai ở cấp huyện, tỉnh và toàn quốc được tổng hợp từ các đơn vị hành chính trực thuộc Tại các vùng lãnh thổ, số liệu cũng được tổng hợp từ các tỉnh trong khu vực đó Tổng diện tích đất theo thống kê phải tương ứng với diện tích tự nhiên của đơn vị hành chính thực hiện kiểm kê Nếu có sự khác biệt giữa diện tích tự nhiên thống kê và công bố, cần phải giải trình nguyên nhân cụ thể.
Số liệu thống kê đất đai cần phản ánh chính xác tình trạng sử dụng đất trong hồ sơ địa chính và hiện trạng sử dụng thực tế Diện tích đất đai phải được ghi nhận đầy đủ, không được trùng lặp hay bỏ sót Hơn nữa, số liệu trên bản đồ hiện trạng sử dụng đất phải nhất quán với số liệu kiểm kê đất đai 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 Ngoài ra, các biểu thống kê cũng 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
Theo Phạm Vọng Thành và Nguyễn Trường Xuân (2003), phương pháp này dựa trên việc phân loại ảnh ở hai thời điểm khác nhau để tạo ra bản đồ hiện trạng sử dụng đất Sau đó, hai bản đồ này được chồng ghép để 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. Ảnh 1 Ảnh 2
Phân loại Bản đồ hiện trạng 1
Phân loại Bản đồ hiện trạng 2
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 và dễ áp dụng trong nghiên cứu biến động đất đai Sau khi thực hiện nắn chỉnh hình học cho ảnh vệ tinh, quá trình phân loại độc lập sẽ tạo ra hai bản đồ khác nhau Hai bản đồ này được so sánh thông qua việc phân tích pixel, từ đó hình thành ma trận biến động Ưu điểm nổi bật của phương pháp này là cho phép xác định rõ sự chuyển đổi giữa các loại đất, đồng thời có thể sử dụng các bản đồ hiện trạng sử dụng đất đã được lập trước đó để tăng tính chính xác.
Nhược điểm của phương pháp phân loại độc lập các ảnh viễn thám là độ chính xác phụ thuộc vào từng phép phân loại, thường dẫn đến độ chính xác không cao do các sai sót trong quá trình phân loại vẫn được giữ nguyên trong bản đồ biến động Để xác định biến động sử dụng đất đai, có thể áp dụng phương pháp phân loại trực tiếp ảnh đa thời gian.
Phương pháp chồng xếp hai ảnh để tạo thành ảnh biến động, theo Phạm Vọng Thành và Nguyễn Trường Xuân (2003), cho phép phân loại và lập bản đồ chỉ qua một lần phân loại Tuy nhiên, phương pháp này gặp khó khăn trong việc lấy mẫu do cần thu thập tất cả các mẫu biến động và không biến động Bên cạnh đó, sự thay đổi theo thời gian và ảnh hưởng của khí quyển tại các thời điểm khác nhau cũng làm giảm độ chính xác của kết quả.
Kênh 2 Kênh 3 Kênh 4 Ảnh thời điểm 2
Kênh 2 Kênh 3 Ảnh thời điểm 1 Kênh 4 Ảnh biến động
Phân loại Bản đồ biến động
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 này chỉ cung cấp thông tin về các khu vực có sự biến động và không có biến động, nhưng không chỉ rõ xu hướng biến động Để xác định biến động sử dụng đất đai, phương pháp phân tích véctơ thay đổi phổ là một giải pháp hiệu quả.
Theo nghiên cứu của Phạm Vọng Thành và Nguyễn Trường Xuân (2003), 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 phát triển của khoa học kỹ thuật và công nghệ thông tin đã dẫn đến sự ra đời của nhiều 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 quản lý tài nguyên môi trường, giúp quá trình này diễn ra nhanh chóng và hiệu quả hơn.
Công nghệ viễn thám đã trở thành một kỹ thuật phổ biến và được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như môi trường và kinh tế xã hội trên toàn thế giới Nhu cầu sử dụng công nghệ này trong nghiên cứu, khai thác và quản lý tài nguyên thiên nhiên ngày càng gia tăng, không chỉ trong nước mà còn ở quy mô quốc tế Những kết quả từ viễn thám cung cấp cho các nhà khoa học và nhà hoạch định chính sách những phương án chiến lược quan trọng cho việc sử dụng và quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường, khẳng định vị thế hàng đầu của công nghệ này trong thời đại hiện nay.
Gần đây, ứng dụng viễn thám đã chỉ ra rằng giải quyết các 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 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 hữu ích trong việc lập bản đồ và phân tích các đối tượng và sự kiện liên quan đến đất đai, sông ngòi, khoáng sản, con người, khí tượng thủy văn và môi trường nông nghiệp Công nghệ GIS, dựa trên cơ sở dữ liệu quan trắc và viễn thám, cho phép đặt ra các câu hỏi truy vấn và thực hiện phân tích thống kê qua phép phân tích địa lý Sản phẩm GIS được tạo ra nhanh chóng, cho phép đánh giá nhiều tình huống đồng thời và chi tiết Hiện nay, nhu cầu ứng dụng GIS trong nghiên cứu, khai thác và quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường 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 các chiến lược sử dụng và 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 giám sát môi trường.
Viễn thám và GIS đóng vai trò quan trọng trong quản lý sự biến đổi môi trường thông qua 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, giám sát thiên tai như hạn hán, lũ lụt, cháy rừng, bão, mưa đá, sương mù, sương muối, và nghiên cứu ô nhiễm nước và không khí.
Viễn thám và GIS là công cụ quan trọng trong điều tra đất, giúp xác định và phân loại các vùng thổ nhưỡng Chúng cũng được sử dụng để đánh giá mức độ thoái hoá đất, tác hại của xói mòn và quá trình muối hoá, từ đó cung cấp thông tin cần thiết cho việc quản lý và bảo vệ tài nguyên đất.
Viễn thám và GIS đóng vai trò quan trọng trong lâm nghiệp, giúp điều tra và phân loại rừng cũng như theo dõi diễn biến của chúng Công nghệ này còn hỗ trợ nghiên cứu về côn trùng và sâu bệnh gây hại cho rừng, đồng thời cung cấp thông tin cần thiết để quản lý và phòng chống cháy rừng hiệu quả.
Viễn thám và GIS đóng vai trò quan trọng trong quản lý sử dụng đất, bao gồm việc thống kê và tạo lập bản đồ sử dụng đất, theo dõi biến động đất đai, cũng như điều tra và giám sát tình trạng mùa màng và thảm thực vật.
Viễn thám và GIS đóng vai trò quan trọng trong địa chất, bao gồm việc thành lập bản đồ địa chất, lập bản đồ phân bố khoáng sản, lập bản đồ phân bố nước ngầm và lập bản đồ địa mạo Những ứng dụng này giúp nâng cao khả năng quản lý tài nguyên thiên nhiên và hỗ trợ trong việc nghiên cứu và khai thác hiệu quả các nguồn tài nguyên.
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 Công nghệ này cũng hỗ trợ tạo ra bản đồ phân bố tuyết, giúp theo dõi sự thay đổi của lớp tuyết theo thời gian Ngoài ra, việc xây dựng bản đồ phân bố mạng lưới thủy văn cung cấp cái nhìn tổng quan về hệ thống nước, trong khi bản đồ các vùng đất thấp giúp xác định những khu vực dễ bị ngập lụt, từ đó phục vụ công tác quản lý tài nguyên nước hiệu quả hơn.
Viễn thám và GIS đóng vai trò quan trọng trong địa chất công trình bằng cách xác định các vị trí khảo sát phù hợp cho việc xây dựng công trình Ngoài ra, chúng còn hỗ trợ nghiên cứu các hiện tượng trượt đất, giúp đảm bảo an toàn và hiệu quả cho các dự án xây dựng.
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 và đánh giá tài nguyên khí hậu một cách chính xác Ngoài ra, viễn thám và GIS còn hỗ trợ trong việc phân vùng khí hậu, từ đó cung cấp thông tin cần thiết cho việc quản lý và ứng phó với các hiện tượng khí hậu cực đoan.
Nghiên cứu biến động và thành lập bản đồ sử dụng đất đã được thực hiện rộng rãi trên toàn cầu, với phương pháp hiệu quả nhất là kết hợp tư liệu ảnh viễn thám và GIS Tại Malaysia, Trung tâm viễn thám Kalaysian đã áp dụng kỹ thuật này để tạo ra bản đồ biến động sử dụng đất cho huyện Rawang, tỉnh Selangor, sử dụng ảnh vệ tinh Landsat TM chụp vào năm 1988 và 1995 trên diện tích 441 km² Ảnh chụp năm 1988 được nắn chỉnh hình học theo bản đồ địa hình, trong khi 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 là cách hiệu quả để tìm hiểu thông tin về sử dụng đất Tác giả đã kết hợp dữ liệu bản đồ và tri thức cơ sở để biểu diễn chúng theo quy phạm, từ đó tạo ra bản đồ biến động sử dụng đất bằng cách kết hợp bản đồ hiện trạng và hiểu biết về lớp phủ thực vật Tại Iran, nghiên cứu biến động sử dụng đất bằng tư liệu viễn thám đã được triển khai từ những năm 90, với bản đồ biến động sử dụng đất của tỉnh Gillan được thành lập vào năm 1996 và bản đồ của thành phố Mashhad được xây dựng bằng tư liệu ảnh Landsat theo phương pháp phân loại Fuzzy.
Tác giả tại trường Đại học Zanjan đã ứng dụng kỹ thuật viễn thám và công nghệ GIS để xây dựng bản đồ biến động sử dụng đất cho thành phố Bonab và Maraghen, dựa trên hình ảnh vệ tinh Landsat được thu thập vào năm 1989.