Viễn thám chủ động và bị động: Phân biệt rõ và ứng dụng

Viễn thám là công nghệ quan sát Trái Đất từ xa thông qua thiết bị cảm biến gắn trên vệ tinh, máy bay hoặc UAV. Nhưng không phải tất cả hệ thống viễn thám đều hoạt động giống nhau. Trên thực tế, công nghệ này chia thành hai nhóm chính: viễn thám chủ động và viễn thám bị động – mỗi loại có cơ chế hoạt động, ưu điểm và ứng dụng riêng biệt và công cụ hỗ trợ cho công tác như máy GNSS RTK. Việt Thanh Group sẽ giúp bạn tìm hiểu về viễn thám chủ động và viễn thám bị động.

Viễn thám chủ động và viễn thám bị động là gì

Viễn thám chủ động

Viễn thám chủ động là công nghệ mà hệ thống cảm biến sẽ tự phát ra tín hiệu (sóng điện từ) chiếu xuống bề mặt Trái Đất. Khi tín hiệu phản xạ ngược lại, cảm biến sẽ thu nhận và phân tích để xác định thông tin về cấu trúc, độ cao, độ ẩm, độ phản xạ vật thể…

Ví dụ thiết bị:

• Radar khẩu độ tổng hợp (SAR) – thường dùng trên vệ tinh như Sentinel-1

• Lidar – tích hợp trên UAV hoặc máy bay để tạo bản đồ 3D

Ưu điểm vượt trội:

• Hoạt động cả ngày lẫn đêm, không phụ thuộc ánh sáng Mặt Trời

• Làm việc tốt trong điều kiện thời tiết xấu: mưa, mây, sương mù

• Đo chính xác cấu trúc địa hình, biến dạng mặt đất, vật thể đứng

Ứng dụng tiêu biểu:

• Theo dõi sụt lún, lở đất, biến dạng đê điều

• Khảo sát địa hình 3D vùng núi, rừng rậm

• Quản lý rừng, đếm cây, ước tính trữ lượng sinh khối

• Quan trắc mực nước hồ chứa, sông ngòi theo thời gian thực

Viễn thám bị động

Viễn thám bị động là công nghệ thu nhận bức xạ tự nhiên (ánh sáng Mặt Trời hoặc nhiệt phát ra từ vật thể) phản chiếu lại về cảm biến. Đây là phương pháp phổ biến nhất hiện nay trong nhiều ứng dụng dân dụng và khoa học môi trường.

Ví dụ thiết bị:

• Vệ tinh Landsat, MODIS, Sentinel-2 (chụp ảnh đa phổ)

• Camera hồng ngoại nhiệt

Ưu điểm nổi bật:

• Thu nhận nhiều dải phổ ánh sáng (VIS, NIR, SWIR, TIR)

• Hiển thị hình ảnh rõ nét, dễ phân tích bằng mắt thường

• Phù hợp với phân tích thảm thực vật, đô thị, nước, đất đai

Ứng dụng thực tiễn

• Đánh giá độ che phủ thực vật, sức khỏe cây trồng (NDVI)

• Giám sát cháy rừng, lũ lụt, hạn hán

• Phân tích hiện trạng sử dụng đất và quy hoạch đô thị

• Theo dõi biến động lớp phủ, sa mạc hóa và xói mòn đất

Khi kết hợp với Máy GNSS RTK Hi-Target V500, các kỹ sư có thể hiệu chỉnh chính xác dữ liệu vị trí từ radar hoặc LiDAR, hỗ trợ tạo bản đồ địa hình 3D với sai số chỉ vài centimet. Hi-Target V500 còn tích hợp công nghệ IMU chống lệch nghiêng và truyền dữ liệu linh hoạt, giúp nâng cao hiệu quả xử lý dữ liệu viễn thám chủ động trong thực tế.

>>>Xem thêm: Tích hợp viễn thám vào GIS – Giải pháp tối ưu hóa dữ liệu

So sánh viễn thám chủ động và bị động

>>>Xem thêm: Ý nghĩa của màu sắc dùng trong viễn thám: Khám phá bí ẩn của hình ảnh vệ tinh

Ý nghĩa khi lựa chọn công nghệ viễn thám

 Tạo cơ sở dữ liệu không gian hiện đại phục vụ quy hoạch, giám sát tài nguyên và phòng chống thiên tai

Viễn thám – khi kết hợp cùng công nghệ GIS, GNSS và mô hình phân tích không gian – đã trở thành nền tảng xây dựng cơ sở dữ liệu không gian hiện đại. Những dữ liệu này đóng vai trò xương sống trong các lĩnh vực như quy hoạch đô thị, phát triển kinh tế – xã hội, bảo vệ tài nguyên thiên nhiên và ứng phó với thiên tai.

Hình ảnh từ vệ tinh hoặc máy bay không người lái (UAV) được xử lý và gắn tọa độ địa lý giúp theo dõi biến động ranh giới đất đai, đô thị hóa, mở rộng hạ tầng giao thông. Nhờ đó, cơ quan chức năng có thể xác định chính xác vùng có nguy cơ lũ lụt, xói mòn, sạt lở hoặc cháy rừng để kịp thời lên kế hoạch phòng ngừa. Việc sử dụng dữ liệu không gian này giúp tiết kiệm thời gian điều tra thực địa và nâng cao chất lượng ra quyết định trong quản lý tài nguyên và ứng phó biến đổi khí hậu.

Giảm thời gian khảo sát thực địa, tăng độ chính xác và hiệu quả phân tích

Một trong những lợi ích lớn nhất của công nghệ viễn thám là khả năng bao phủ diện tích rộng lớn trong thời gian rất ngắn – điều mà các phương pháp đo đạc truyền thống không thể làm được. Nhờ đó, người dùng có thể nhanh chóng thu thập dữ liệu bề mặt Trái Đất mà không cần di chuyển nhiều.

Hơn thế nữa, độ phân giải cao của ảnh vệ tinh hoặc cảm biến LiDAR cho phép phát hiện những chi tiết nhỏ như mái nhà, cây xanh, khe nứt, đê điều hoặc vùng ngập úng. Kết hợp với các thiết bị định vị GNSS RTK có độ chính xác cao, các chuyên gia có thể hiệu chỉnh dữ liệu viễn thám để đưa ra phân tích chính xác đến từng centimet, phục vụ các ngành như xây dựng, nông nghiệp công nghệ cao, giao thông và thủy lợi.

Kết hợp nhiều loại dữ liệu viễn thám cho phân tích không gian toàn diện

Trong các bài toán lớn như giám sát biến đổi khí hậu, quản lý hệ sinh thái hoặc phát triển bền vững, việc sử dụng duy nhất một nguồn dữ liệu viễn thám là không đủ. Chính vì vậy, ngày nay các nhà khoa học và kỹ sư GIS thường kết hợp nhiều loại dữ liệu như ảnh đa phổ (Multispectral), ảnh nhiệt (TIR), dữ liệu radar (SAR), ảnh siêu phổ (Hyperspectral) và mô hình độ cao số (DEM).

Sự kết hợp này cho phép phân tích nhiều lớp thông tin đồng thời: từ độ cao địa hình, độ ẩm đất, mức độ che phủ thực vật cho đến cấu trúc đô thị. Ngoài ra, khi chồng ghép với bản đồ hành chính, bản đồ quy hoạch hoặc dữ liệu kinh tế – xã hội, người dùng có thể tạo ra các bản đồ chuyên đề phục vụ cho việc ra quyết định chính xác, hỗ trợ lập quy hoạch đất đai, nông nghiệp thông minh, kiểm kê tài nguyên rừng và quản lý vùng ven biển.

Để đảm bảo dữ liệu thu được mang tính chính xác cao, Máy GNSS RTK Hi-Target V200 đóng vai trò quan trọng trong việc gán tọa độ chính xác cho các điểm kiểm tra mặt đất (GCPs). Với thiết kế nhỏ gọn, pin bền và khả năng kết nối nhanh chóng, Hi-Target V200 là lựa chọn lý tưởng để phục vụ khảo sát đồng bộ với dữ liệu viễn thám bị động – nhất là trong các dự án bản đồ hóa đất đai và phân tích môi trường.

Lưu ý khi sử dụng khi lựa chọn công nghệ viễn thám

• Không loại hình nào là tốt nhất tuyệt đối, cần chọn theo mục đích cụ thể (môi trường, đô thị, nông nghiệp…).

• Kết hợp GIS và phần mềm xử lý ảnh như ENVI, QGIS, SNAP để khai thác hiệu quả dữ liệu viễn thám.

• Cần thiết bị định vị chính xác như GNSS RTK khi kết hợp khảo sát thực địa và dữ liệu viễn thám.

Viễn thám chủ động và viễn thám bị động là hai mảnh ghép không thể tách rời trong ngành đo đạc, bản đồ, môi trường và quy hoạch hiện đại. Nắm rõ sự khác biệt và ứng dụng của từng loại giúp bạn chủ động lựa chọn công nghệ phù hợp, tối ưu hóa hiệu quả phân tích và góp phần xây dựng hệ thống dữ liệu không gian chính xác, bền vững.