Giám sát môi trường cho phép đánh giá hiện trạng và diễn biến các thành phần môi trường kể cả ô nhiễm, suy thoái và tai biến môi trường. Kết quả giám sát môi trường cho phép nhận diện các nguyên nhân, đánh giá và dự báo mức độ tác động trong ngưỡng cho phép của nền kinh tế xanh nhằm nhanh chóng có các giải pháp ngăn ngừa và giảm thiểu ảnh hưởng của các vấn đề môi trường. Trong những năm gần đây, trong bối cảnh cách mạng công nghiệp lần thứ tư (CMCN 4.0), các thiết bị và công nghệ địa không gian ngày càng được hiện đại hóa, cho phép thu thập, khai thác và xử lý dữ liệu ngày càng phong phú, đa dạng hơn và thông minh hơn. Chất lượng dữ liệu ngày càng cao, giá thành ngày càng thấp, mở ra khả năng ứng dụng dữ liệu địa không gian trong quá trình giám sát tài nguyên và môi trường phục vụ thực hiện các mô hình tăng trưởng xanh của đất nước [10]. 

Trong hành trình thực hiện các mô hình tăng trưởng xanh, sẽ có hai phương hướng hoạt động chính. Một là, tăng cường giám sát các thành phần tài nguyên và môi trường; hai là, phát triển các nguồn năng lượng tái tạo. Trong cả hai hoạt động đó, công nghệ và dữ liệu địa không gian đóng vai trò quan trọng. Nhờ những ưu điểm nổi trội như: Giàu thông tin, chu kỳ thu nhận thông tin ngắn, xử lý trên diện rộng, trên thế giới và ở Việt Nam, đã có nhiều công trình nghiên cứu, ứng dụng triển khai các loại hình công nghệ địa không gian để quản lý và giám sát hiện trạng cũng như sự biến động các thành phần tài nguyên và môi trường theo không gian và thời gian; phân tích sàng lọc các nguồn thải, mô hình hoá sự phát tán khí nhà kính; xây dựng bản đồ và cơ sở dữ liệu thu hồi và lưu trữ carbon CCS (Carbon Capture and Storage); xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ quản lý các thành phần TN&MT.

Để giảm thiểu mức độ sử dụng nhiên liệu hóa thạch, trong hành trình thực hiện mô hình tăng trưởng xanh, các dạng năng lượng tái tạo sẽ được phát triển. Việc lựa chọn khu vực cho các dự án năng lượng tái tạo phụ thuộc vào rất nhiều tiêu chí về cường độ tài nguyên tái tạo, sử dụng đất, ô nhiễm tiếng ồn, cảnh quan, hệ thống giao thông, hệ thống chuyển tải điện,… Một tập hợp dữ liệu tiêu chí đầu vào với các trọng số khác nhau sẽ được xử lý trong bài toán phân tích đa tiêu chí MCA trên nền các dữ liệu GIS để tìm ra phương án tối ưu, thỏa mãn tất cả các tiêu chí khi lựa chọn phương án phát triển năng lượng sạch. Cường độ bức xạ ánh sáng ở Việt Nam rất cao là điều kiện thuận lợi để ứng dụng và phát triển hệ thống năng lượng Mặt trời. Vì Trái đất tham gia hai chuyển động: xung quanh trục của nó và xung quanh Mặt trời nên vị trí biểu kiến của Mặt trời khác nhau. Từ các kết quả quan trắc, kỹ thuật thiên văn-trắc địa cho phép xác định các tham số như: Kinh tuyến chuẩn múi giờ địa phương, giờ và góc cao Mặt trời địa phương,… Từ đó, sẽ xác định được tọa độ của Mặt trời ở địa phương theo theo thời gian. Dữ liệu này rất quan trọng, nó cho phép định hướng các thiết bị hai trục thu năng lượng bức xạ theo Mặt trời.

Trong các thành phố, do quỹ đất ít, việc xây dựng các dự án nhà máy điện mặt trời gặp khó khăn, lắp đặt pin mặt trời áp mái là giải pháp tối ưu. Trong trường hợp này, bản đồ bức xạ là cơ sở để lựa chọn các thông số cho pin mặt trời áp mái. Bản đồ bức xạ được thành lập dựa vào mô hình số lớp phủ DLCM (Digital Land Cover Model). Có nhiều phương pháp thành lập DLCM, nhưng hiệu quả nhất là phương pháp sử dụng công nghệ địa không gian. Các modul phần mềm sẽ chiết tách thông tin bức xạ cho từng khu vực phụ thuộc vào diện tích, độ cao, góc nghiêng, hướng mái nhà và sự biến động tổng lượng bức xạ Mặt trời trên đơn vị diện tích (ITH) trong cả năm. 

Trong những năm gần đây, hệ thống trắc địa quan sát toàn cầu GGOS được Hội trắc địa quốc tế IAG thiết lập. GGOS đóng góp công nghệ, khung tham chiếu, cung cấp cơ sở dữ liệu và thông tin địa không gian cho các nội dung quan sát và nghiên cứu Trái đất và sự biến động các thành phần tài nguyên-môi trường. 

Để thực hiện sứ mệnh quan sát Trái đất với nhiều nhiệm vụ khác nhau, GGOS đã được sử dụng một hạ tầng công nghệ hiện đại và đầy đủ, kể cả các hạ tầng mặt đất và không gian (hình 2). Mạng lưới trên mặt đất, bên cạnh các thiết bị hiện đại như các máy đo trọng lực siêu dẫn, máy đo trọng lực tuyệt đối, các phương pháp công nghệ trắc địa không gian đa năng không những chỉ hoạt động đơn lẻ mà đã được tích hợp trong hệ thống TIGO (Transportable Integrated Geodetic Observatory- Đài quan sát trắc địa tích hợp di động) để nâng cao hiệu quả trong nhiệm vụ quan sát toàn cầu. Công nghệ vệ tinh được coi là then chốt và hiệu quả trong quan sát Trái đất. Trong nhiều nội dung quan sát của GGOS đều có sự tham gia của GNSS không ngừng được hoàn thiện và nâng cấp. 

Vệ tinh thế hệ mới GPS III SV01 đã được đưa lên quỹ đạo năm 2019 với độ chính xác định vị gấp ba lần và khả năng chống nhiễu gấp tám lần so với vệ tinh thế hệ cũ. Vệ tinh GPS III có kết cấu vững chắc, có tuổi thọ 15 năm nghĩa là 25% dài hơn so với vệ tinh thế hệ cũ. Vệ tinh GPS III phát sóng L1C, tín hiệu phổ biến của các hệ định vị khác trong GNSS. Các hệ thống định vị GLONASS, Galileo, COMPASS cũng đang được nâng cấp, hoàn thiện kể cả số lượng vệ tinh và công suất tín hiệu. Ở quỹ đạo tầm thấp LEO, ngoài các vệ tinh trọng lực còn có LAGEOS là vệ tinh laser của NASA nghiên cứu sự chuyển động của các mảng kiến tạo và vệ tinh đo độ cao để xác định mực nước biển và đại dương. Hệ thống GGOS bao gồm năm tầng quan sát: Tầng một là hạ tầng thiết bị mặt đất; tầng hai bao gồm các vệ tinh quỹ đạo thấp LEO; tầng ba chủ yếu là các vệ tinh GNSS; tầng bốn đối tượng nghiên cứu là Mặt trăng và các thiên thể và tầng năm nghiên cứu chuẩn tinh và các thiên thể ngoài Ngân Hà. Các thiết bị công nghệ có cả máy phát và máy thu tín hiệu hoặc cả hai chức năng trong một; có thể thực hiện các phép quan sát riêng biệt hoặc kết hợp với nhau tạo thành một tổ hợp quan sát toàn cầu hoàn chỉnh. 

Đánh giá cao vai trò của dữ liệu và thông tin địa không gian, Ủy ban Quản lý thông tin địa không gian toàn cầu của Liên hợp quốc (UN-GGIM) đã ban hành hướng dẫn khung thông tin địa không gian tích hợp (UN-IGIF) [11]. Mục đích của UN-IGIF là hướng dẫn cho các quốc gia tăng cường cơ sở hạ tầng và mô hình quản lý, bao gồm một bộ nguyên tắc và các giải pháp phát triển chiến lược về khai thác, quản lý, sử dụng, tránh xung đột, dư thừa và dễ dàng chia sẻ thông tin địa không gian. UN-IGIF được thiết kế để hỗ trợ các quốc gia tích hợp thông tin địa không gian vào quá trình ra quyết định, thúc đẩy việc sử dụng thông tin địa không gian trong các lĩnh vực khác nhau trong nền kinh tế quốc dân và quốc phòng, kể cả quản lý, giám sát môi trường; ứng phó, chống chịu với thảm họa thiên nhiên và biến đổi khí hậu,… Với hệ thống thiết bị quan trắc dày đặc ở nhiều tầng trên mặt đất, trên không gian vũ trụ, trên và dưới đáy đại dương, công nghệ và dữ liệu địa không gian đóng góp phần lớn dữ liệu cho các hệ thống giám sát môi trường toàn cầu (GEMS), môi trường các khu vực (REMS) và các địa phương (LEMS) đóng góp thiết thực và hiệu quả cho quá trình thực hiện các mô hình tăng trưởng xanh.

GS. TS. VÕ CHÍ MỸ
Hội Trắc địa - Bản đồ - Viễn thám Việt Nam
Nguồn: Tạp chí Tài nguyên và Môi trường số 16 (Kỳ 2 tháng 8) năm 2024