Dữ liệu viễn thám được xử lý và lưu trữ dưới dạng cấu trúc Raster
GIS sử dụng hai mô hình dữ liệu Vector và Raster để lưu trữ dữ liệu không gian, trong khi đó viễn thám lại được xử lý và lưu trữ dưới dạng Raster, do đó việc tích hợp dữ liệu viễn thám và GIS rất dễ dàng thực hiện.
Mô phỏng dữ liệu raster.
Ví dụ: Lớp thông tin chuyên đề về chỉ số thực vật (NDVI) sẽ là nguồn cung cấp thông tin phong phú cho lớp thực vật phủ của GIS. Ngược lại, lớp dữ liệu về ranh giới, độ cao… được lưu trữ trong GIS sẽ là nguồn thông tin bổ trợ rất tốt cho việc phân loại và xử lý ảnh viễn thám.
Ảnh viễn thám chuyển đổi dễ dàng vào loại dữ liệu GIS mong muốn
Ảnh viễn thám có khả năng tích hợp linh hoạt vào hệ thống dữ liệu GIS, nhờ đó trở thành nguồn thông tin quan trọng phục vụ cho nhiều mục đích nghiên cứu và quản lý. Với sự phát triển của công nghệ, hầu hết các phần mềm GIS hiện nay đều hỗ trợ chuyển đổi qua lại giữa hai mô hình dữ liệu Vector và Raster mà không làm suy giảm độ chính xác hay mất mát thông tin. Điều này cho phép người dùng khai thác tối đa giá trị của dữ liệu viễn thám trong các phân tích không gian.
Một ưu điểm nổi bật khác là chức năng chồng ghép các lớp dữ liệu. Nhờ đó, GIS có thể hiển thị đồng thời nhiều lớp thông tin khác nhau, từ dữ liệu nền như giao thông, thủy lợi, lớp phủ thực vật cho đến các lớp chuyên đề như hiện trạng sử dụng đất, biến đổi đường bờ sông hoặc diễn biến rừng. Việc tích hợp này giúp các nhà quản lý và nghiên cứu dễ dàng cập nhật, so sánh và phân tích dữ liệu ở nhiều tỷ lệ và cấp độ khác nhau, từ quy mô địa phương đến quốc gia.
Sự kết hợp giữa ảnh viễn thám và GIS không chỉ nâng cao độ chính xác trong phân tích không gian mà còn mở rộng khả năng ứng dụng trong thực tiễn. Các lĩnh vực như quy hoạch đô thị, quản lý tài nguyên thiên nhiên, giám sát môi trường, phòng chống thiên tai đều có thể tận dụng sức mạnh của công nghệ này để đưa ra quyết định nhanh chóng và hiệu quả. Nhờ đó, GIS trở thành một công cụ toàn diện, vừa lưu trữ, vừa phân tích, vừa trực quan hóa dữ liệu, góp phần quan trọng vào quá trình phát triển bền vững.
Dữ liệu Viễn thám và GIS có cùng tọa độ tham chiếu
Một trong những điểm tương đồng quan trọng giữa kỹ thuật xử lý ảnh viễn thám và hệ thống thông tin địa lý (GIS) là cả hai đều dựa trên dữ liệu không gian và có khả năng xây dựng bản đồ số. Chính vì vậy, khi tích hợp dữ liệu viễn thám vào GIS, yêu cầu đặt ra là các dữ liệu phải được tham chiếu trên cùng một hệ tọa độ và cùng hệ quy chiếu độ cao. Điều này bảo đảm tính thống nhất về mặt toán học, giúp dữ liệu từ hai công nghệ có thể chồng ghép, phân tích và hiển thị chính xác trên cùng một nền bản đồ.
Việc sử dụng chung hệ tọa độ tham chiếu mang lại nhiều lợi ích. Thứ nhất, nó cho phép kết hợp dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau, chẳng hạn ảnh vệ tinh, dữ liệu đo đạc thực địa, bản đồ địa chính, để tạo thành một cơ sở dữ liệu không gian toàn diện. Thứ hai, sự thống nhất này giúp giảm thiểu sai số trong quá trình phân tích, đặc biệt khi tiến hành các nghiên cứu liên quan đến biến động sử dụng đất, biến đổi khí hậu, hay giám sát tài nguyên thiên nhiên. Thứ ba, nó tạo điều kiện thuận lợi cho việc chia sẻ dữ liệu giữa các ngành, các cơ quan quản lý và các tổ chức nghiên cứu, từ đó nâng cao hiệu quả trong công tác quản lý và ra quyết định.
Nhờ có cùng tọa độ tham chiếu, dữ liệu viễn thám và GIS không chỉ bổ trợ cho nhau mà còn tạo nên một hệ thống phân tích mạnh mẽ, giúp các nhà quản lý và nghiên cứu có cái nhìn toàn diện hơn về không gian địa lý. Đây chính là nền tảng để phát triển các ứng dụng hiện đại trong quy hoạch đô thị, quản lý đất đai, giám sát môi trường và phòng chống thiên tai.
Bản đồ số kết nối người muốn nhận và cho nhu yếu phẩm trong thời gian cách ly do COVID-19 (Ảnh: VnExpress).
Dữ liệu tích hợp giữa Viễn thám và GIS tạo thuận lợi trong xây dựng và cập nhật dữ liệu
Công nghệ viễn thám hiện đại cho phép thành lập bản đồ tự động trên một phạm vi rộng lớn và cập nhật nhanh dữ liệu. Các thông tin chuyên đề tạo ra ở dạng số từ công nghệ viễn thám dễ dàng được tổ chức thành các lớp thông tin hợp lý cho việc lưu trữ, quản lý, phân tích và hiển thị trong môi trường GIS.
Ngược lại, nguồn dữ liệu có sẵn trong GIS luôn được cập nhật để đảm bảo phản ánh chính xác thế giới thực sẽ là nguồn thông tin bổ trợ rất tốt cho việc nắn chỉnh hình học, tạo dữ liệu mẫu, phân loại và đánh giá chất lượng sau khi xử lý ảnh.
Do đó, giải pháp tích hợp dữ liệu viễn thám và GIS sử dụng ưu thế của hai công nghệ trong việc thu thập, lưu trữ, phân tích và xử lý dữ liệu địa lý để nâng cao hiệu suất trong việc xây dựng và cập nhật dữ liệu không gian. Người sử dụng có thể chuyển đổi qua lại giữa hai định dạng Vector và Raster hoặc kết hợp chúng trên một khu vực để thành lập các loại bản đồ chuyên đề.
Mô hình chuyển đổi dữ liệu giữa viễn thám và GIS.
Trong mô hình trên có thể thấy rằng: Quy trình xử lý và giải đoán ảnh vệ tinh rất ít khi sử dụng dữ liệu dạng Vector, do đó các hệ thống xử lý ảnh viễn thám thường không đủ chức năng xử lý dữ liệu Vector như GIS. Tuy nhiên, những dữ liệu dạng Vector có sẵn trong GIS như điểm khống chế mặt đất rất cần thiết cho việc nắn chỉnh ảnh hình học tạo bình đồ ảnh, lớp Polygon ranh giới về hành chính hay loại hình sử dụng đất rất quan trọng cho công tác giải đoán ảnh.
Độ chính xác về không gian và thời gian của dữ liệu địa lý GIS phụ thuộc chủ yếu vào độ phân giải không gian và thời gian của ảnh vệ tinh được sử dụng, và tùy thuộc vào lĩnh vực ứng dụng, công nghệ tích hợp viễn thám và GIS sẽ cập nhật và xây dựng cơ sở dữ liệu GIS có yêu cầu tương ứng với độ chính xác trên diện rộng và tiết kiệm rất nhiều công sức và thời gian thực hiện.
H.A.I lược dịch từ nhiều nguồn tài liệu
