Các loại hình công nghệ cơ bản sử dụng trong hoạt động điều tra cơ bản, quan trắc và dự báo tài nguyên và môi trường

13/10/2022

2. Khái quát chung về hoạt động ĐTCB; QT&DB TN&MT

2.1. Khái niệm về ĐTCB; QT&DB TN&MT

    ĐTCB trong ngành TN&MT là hoạt động điều tra để có được các thông tin, dữ liệu cơ bản về điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên, môi trường phục vụ việc xây dựng chiến lược, quy hoạch, kế hoạch trung, dài hạn cho các ngành TN&MT hoặc phát triển KT-XH.

    QT&DB trong ngành TN&MT là hoạt động được thực hiện lặp đi lặp lại về vị trí, phương pháp, đối tượng, yếu tố, tần suất để theo dõi có hệ thống, dự báo về thành phần của TN&MT, các yếu tố tác động nhằm cung cấp thông tin đánh giá hiện trạng, diễn biến của tài nguyên và chất lượng môi trường.

    Dự báo KTTV là đưa ra thông tin, dữ liệu về trạng thái, quá trình diễn biến và hiện tượng KTTV trong tương lai ở một khu vực, vị trí với khoảng thời gian xác định [1].

2.2. Đặc trưng của hoạt động ĐTCB; QT&DB TN&MT

    Đặc trưng của hoạt động ĐTCB

- Mục tiêu được xác định là cung cấp thông tin, dữ liệu đủ để có căn cứ hoạch định chính sách, lập quy hoạch, kế hoạch dài hạn (hoặc 5 năm) phục vụ quản lý vĩ mô của các Bộ, ngành, lĩnh vực, địa phương.

- Đối tượng điều tra rõ ràng (điều kiện tự nhiên, tài nguyên thiên nhiên, môi trường; các yếu tố KT-XH…).

- Sản phẩm của hoạt động điều tra đã được xác định trước hoặc dự kiến trước khi điều tra.

    Đặc trưng của hoạt động QT&DB

- Mục tiêu được xác định là cung cấp thông tin, dữ liệu nhằm giám sát, kiểm soát ô nhiễm môi trường; dự báo diễn biến môi trường.

- Đối tượng quan trắc rõ ràng (đất; nước; địa chất và khoáng sản; môi trường; KTTV và BĐKH, các yếu tố KT-XH…)

- Sản phẩm của hoạt động QT&DB đã được xác định cụ thể.

3. Các loại hình công nghệ cơ bản sử dụng trong hoạt động ĐTCB; QT&DB TN&MT

3.1. Các loại hình công nghệ cơ bản sử dụng trong hoạt động ĐTCB TN&MT

    Nghiên cứu này, tác giả trình bày công nghệ đang áp dụng tại một số lĩnh vực thuộc quản lý của Bộ TN&MT như sau:

3.1.1. Lĩnh vực đất đai

    Một số loại hình công nghệ đang được ứng dụng trong hoạt động ĐTCB đất gồm:

Công nghệ GIS

    Hiện tại, các đơn vị trực thuộc Bộ TN&MT và các Sở TN&MT trực thuộc Ủy ban nhân dân tỉnh đang ứng dụng hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System - gọi tắt là GIS) kết hợp với công nghệ viễn thám (vệ tinh, radar…) để điều tra và thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất theo tỷ lệ khác nhau. Dựa vào bản đồ hiện trạng sử dụng đất giúp các địa phương thống kê được các loại đất, từ đó có phương hướng quản lý, quy hoạch phát triển phù hợp. Ngoài ra, công nghệ GIS còn được sử dụng để thành lập các bản đồ nguy cơ xói mòn đất, từ đó có các biện pháp giảm thiểu tác hại do xói mòn đất gây ra. Các công nghệ GIS nền được sử dụng cũng rất đa dạng như: Intergraph, ArGIS của hãng ESRI (Mỹ), MapInfo, AutoCAD và một số hãng khác. Hệ quản trị cơ sở dữ liệu sử dụng Oracle, SQL Server, Access...[2].

Công nghệ viễn thám

     Bộ TN&MT đã ứng dụng ảnh vệ tinh để kiểm kê đất đai, lập bản đồ hiện trạng sử dụng, giám sát và cập nhật biến động về sử dụng đất đai một cách liên tục theo các chu kì ngắn hạn. Với đặc tính của ảnh vệ tinh phân giải cao giúp cung cấp bình đồ ảnh phục vụ cho việc kiểm kê đất đai và thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất cấp tỉnh và các khu vực hẹp hơn với những thông tin mới nhất và đồng bộ. Ảnh viễn thám SPOT5 có độ phân giải cao 2,5 m phục vụ tốt cho việc kiểm kê đất đai thường kỳ trên phạm vi toàn quốc. Dữ liệu ảnh SPOT 6,7 với độ phân giải 1,5 m đã được sử dụng để thành lập bình đồ ảnh mức 3B tỷ lệ 1:5.000 và tỷ lệ 1:10.000. Thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất toàn quốc tỷ lệ 1:250.000 bằng ảnh Landsat-TM [2].

3.1.2. Lĩnh vực địa chất và khoáng sản

Công nghệ địa vật lý

    Liên đoàn Bản đồ Địa chất miền Nam đã nghiên cứu chế tạo máy thu VN-IP01 của trạm đo SuperSting IP/R8 để thu liên tục thế phân cực trong miền thời gian thông qua ứng dụng các thiết bị Data Logger. Thiết bị Data Logger là công nghệ mới, với các ưu thế tốc độ lấy mẫu nhanh, cho phép ghi nhận gần như liên tục các tín hiệu đo đạc vào máy tính; có thể tận dụng lợi thế hiệu suất ngày càng tăng của các bộ vi xử lý máy tính, ổ cứng, màn hình và I/O bus; cho phép hiển thị thời gian thực, phân tích trực tiếp, chức năng do người sử dụng xác định, lưu trữ dữ liệu lên đến nhiều Tetrabyte, kết nối mạng. Máy thu VN-IP01 là loại máy đo hiện đại dựa trên cơ sở PC (máy tính), kết quả phân tích xử lý số liệu đo đạc bằng máy VN-IP01 có độ phân giải cao hơn, dị thường độ phân cực có tính định xứ hơn và phản ánh đặc điểm địa chất chính xác hơn [3].

    Các phương pháp địa vật lý đã và đang áp dụng trong những năm gần đây, cụ thể: (i) Phương pháp từ-phổ gamma hàng không được sử dụng nhằm phục vụ cho công tác lập bản đồ địa chất và điều tra khoáng sản tỷ lệ 1:50.000. (ii) Các phương pháp địa vật lý trên mặt đất bao gồm: phương pháp thăm dò trọng lực, phương pháp thăm dò điện, phương pháp phóng xạ mặt đất, phương pháp địa chấn [3].

Công nghệ viễn thám

    Công nghệ viễn thám độ phân giải cao được ứng dụng trong điều tra và phân vùng cảnh báo nguy cơ trượt lở đất đá các vùng miền núi Việt Nam. Việc phân tích ảnh viễn thám cho phép nhận dạng các khối trượt và các yếu tố chính phát sinh trượt lở đất đá. Ngoài ra, công nghệ viễn thám được sử dụng thành lập bản đồ phân vùng cảnh báo nguy cơ trượt lở đất đá các vùng miền núi Việt Nam tỷ lệ 1:50.000 [13].

 CNTT

    Ứng dụng công nghệ WebGIS xây dựng cơ sở dữ liệu địa chất khoáng sản, địa chất môi trường và tai biến địa chất các vùng biển Việt Nam. Do các dữ liệu về điều tra đặc điểm địa chất, khoáng sản và dự báo tai biến địa chất các vùng biển Việt Nam có khối lượng rất lớn, không gian thực hiện phủ khắp các vùng biển Việt Nam nên Trung tâm Địa chất và Khoáng sản biển đã tiến hành xây dựng được hệ thống cơ sở dữ liệu sử dụng công nghệ WebGIS dựa trên nền tảng MapServer, NET FRAMEWORK 3.5, VISUAL STUDIO 2008… cho phép người sử dụng dễ dàng tra cứu các dữ liệu (dạng bảng, dạng bản đồ, dạng ảnh…) thông qua hệ thống mạng (LAN, Intranet, Internet). Các phần mềm chuyên dụng khác cũng được sử dụng rộng rãi tại các đơn vị địa chất như: phần mềm Mapinfo và Microstation đã giúp việc lập các loại bản đồ (bản đồ địa chất, khoáng sản, một số dạng bản vẽ địa vật lý…) [10].

3.2. Các loại hình công nghệ cơ bản sử dụng trong hoạt động QT&DB TN&MT

    Nghiên cứu này trình bày một số loại hình công nghệ đang sử dụng trong hoạt động QT&DB tại một số lĩnh vực thuộc quản lý của Bộ TN&MT cụ thể như sau:

3.2.1. Lĩnh vực môi trường

Công nghệ quan trắc môi trường

- Công nghệ quan trắc môi trường không khí tự động:

 + Hệ thống quan trắc môi trường không khí tự động sử dụng công nghệ Module phân tích khí: Loại công nghệ này thường được sử dụng tại những trạm quan trắc môi trường nền cơ bản, đòi hỏi giám sát thường xuyên liên tục trong một thời gian dài. Hệ thống này gồm các hợp phần như sau: (i) Các Module phân tích không khí tự động có công nghệ đo mới nhất; (ii) Công nghệ truyền dữ liệu bằng đường truyền internet hoặc 3G/4G, có cổng kết nối USB và có thể điều khiển thiết bị từ xa qua TCP/IP với giao diện sống động, đa ngôn ngữ; (iii) Hệ thống quản lý dữ liệu mới [4].

+ Hệ thống quan trắc môi trường không khí tự động sử dụng công nghệ Diod quang và Lazer quang: Hệ thống đo bụi tự động PM₁/PM_2.5/PM₁₀ bằng công nghệ Lazer, Diod quang. Loại công nghệ này phù hợp với những vị trí có mức độ ô nhiễm cao, độ chính xác tương đối cao, thiết bị gọn nhẹ không tốn diện tích (chỉ cần gắn toàn bộ hệ thống trên cột), có thể sử dụng năng lượng pin mặt trời [4].

- Công nghệ quan trắc môi trường nước: Hệ thống quan trắc nước thải tự động bằng phao nổi đo trực tiếp dòng chảy (QLYT-3S): Các đầu đo được thả xuống nước ở một độ sâu nhất định và đo các thông số pH, nhiệt độ, DO, độ dẫn điện, độ mặn… Số liệu đo được truyền vào Dataloger được xử lý và sau đó truyền về trung tâm giám sát hoặc máy tính cá nhân hoặc điện thoại thông minh. Hệ thống quan trắc này phù hợp với những trạm nước sông có dòng chảy yếu, trạm nước hồ và trạm nước biển [4].

CNTT

- Ứng dụng phần mềm Envisoft trên nền tảng Web: Phần mềm Envisoft trên nền tảng Web và di động đã giúp cơ quan quản lý môi trường tiếp nhận, quản lý dữ liệu của 700 trạm quan trắc tự động trên phạm vi toàn quốc; góp phần hỗ trợ tích công tác tiếp nhận dữ liệu của các doanh nghiệp trên địa bàn tỉnh/thành cả nước; tạo ra công cụ để quản lý, giám sát, kiểm duyệt dữ liệu và truyền dữ liệu từ Sở TN&MT về Bộ TN&MT. Ngoài ra phần mềm này còn giúp khai thác số liệu quan trắc môi trường tự động, liên tục thống nhất, đồng bộ giữa cơ quan quản lý môi trường ở cấp Trung ương và địa phương, giải quyết cơ bản các khó khăn, bất cập trong việc truyền, tiếp nhận, quản lý dữ liệu quan trắc tự động, liên tục [11].

3.2.2. Lĩnh vực KTTV và BĐKH

 Công nghệ trong quan trắc KTTV

- Về hoạt động quan trắc KTTV: Trong những năm qua, mạng lưới quan trắc KTTV được quan tâm đầu tư nhiều thiết bị, công nghệ theo hướng tự động hóa, cụ thể [6, 9]:

+ Thiết bị đo gió: Hiện nay, trên mạng lưới quan trắc KTTV đã được trang bị từ nhiều hãng sản xuất khác nhau, gồm thiết bị: thiết bị Young; thiết bị siêu âm OTT; thiết bị CAE và thiết bị đo gió JinYang.

+ Thiết bị công nghệ đo mưa: trên toàn mạng lưới quan trắc KTTV, thiết bị đo mưa được trang bị từ nhiều hãng sản xuất khác nhau, gồm: Hàn Quốc, Trung Quốc, Việt Nam… Nhìn chung, hệ thống thiết bị đo mưa với ưu điểm hoạt động ổn định, độ chính xác cao, dễ bảo dưỡng.

+ Thiết bị công nghệ đo nhiệt ẩm: Trên toàn mạng lưới quan trắc KTTV, thiết bị đo nhiệt được trang bị từ nhiều hãng sản xuất khác nhau, gồm: Việt Nam, CAE, Vaisala, OTT và Sutron. Nhìn chung, hệ thống thiết bị đo nhiệt độ với ưu điểm hoạt động ổn định, độ chính xác cao, dễ bảo dưỡng.

+ Thiết bị đo thời nắng: Chưa được trang bị nhiều, mới tập trung ở trạm quan trắc Bắc Trung bộ (20 thiết bị); Trung Trung bộ (04) và Nam bộ (18). Các đơn vị còn lại hầu như vẫn sử dụng thiết bị thủ công.

- Về hoạt động quan trắc thủy văn: Các thiết bị, công nghệ đã được đầu tư sử dụng trong hoạt động quan trắc thủy văn, cụ thể như sau:

          + Thiết bị công nghệ đo mực nước: Hoạt động quan trắc mực nước có nhiều công nghệ đo khác nhau từ thủ công, bán tự động đến tự động hoàn toàn. Hiện nay, với tổng số 289 trạm tự động phổ biến là các phương pháp đo mực nước theo nguyên lý áp lực (74 trạm); Đo theo nguyên lý siêu âm (22 trạm); Đo theo nguyên lý radar (154 trạm); Đo theo nguyên lý phao (39 trạm).

+ Về quan trắc lưu lượng chất lơ lửng: Hiện tại chưa quan trắc tự động trên mạng lưới quan trắc thủy văn và có 70 trạm thủ công đo lưu lượng chất lơ lửng.

- Về hoạt động quan trắc hải văn: Tỷ lệ tự động hóa thiết bị đo hải văn khá cao (đạt tỉ lệ 70%). Mạng lưới trạm đo hải văn chủ yếu tập trung tại các Đài KTTV khu vực Đông Bắc, Bắc Trung bộ, Nam Trung bộ và Nam bộ.

 + Thiết bị đo mực nước: Một số phương pháp được sử dụng hiện nay trên mạng lưới trạm, gồm: Đo mực nước theo nguyên lý áp lực (7 trạm); Đo theo nguyên lý radar (6 trạm); Đo theo nguyên lý tự ghi Encoder (8 trạm).

+ Thiết bị đo gió: Các Đài KTTV được trang bị công nghệ mới như: Young (11 chiếc) và siêu âm (7 chiếc). Hệ thống được trang bị và phân bổ khá đồng đều giữa các Đài KTTV khu vực. Riêng hệ thống siêu âm được trang bị duy nhất cho Đài KTTV khu vực Nam bộ.

+ Thiết bị đo sóng, dòng chảy: Thiết bị đo sóng nguyên lý không tiếp xúc mới được tập trung đầu tư duy nhất tại Đài KTTV khu vực Nam bộ theo nguyên lý radar và siêu âm. Hệ thống này đều có ưu điểm dải đo lớn, dễ lắp đặt.

- Về hoạt động quan trắc môi trường: Hiện nay, mạng lưới quan trắc môi trường không khí và nước có tổng cộng 180 trạm, gồm có: 1 trạm giám sát khí hậu toàn cầu; 10 trạm quan trắc môi trường không khí tự động (có lấy mẫu nước mưa và bụi lắng); 16 trạm lấy mẫu nước mưa - bụi lắng; 51 trạm môi trường nước sông; 5 trạm môi trường nước hồ; 6 trạm môi trường biển ven bờ; 91 điểm quan trắc xâm nhập mặn [9].

 Công nghệ trong dự báo KTTV

    Dự báo thời tiết bằng phương pháp sử dụng các sản phẩm số trị là công nghệ dự báo tiên tiến, hỗ trợ quan trọng trong công tác dự báo thời tiết. Dữ liệu quan trắc được sử dụng làm đầu vào cho các mô hình dự báo thời tiết số trị. Mô hình số này kết hợp các phương trình toán học phức tạp mô phỏng các quá trình theo các định luật vật lý để dự báo diễn biến trạng thái khí quyển. Các sản phẩm số trị đa dạng về mặt phân giải không gian (toàn cầu, khu vực) và thời gian (thời hạn ngắn, vừa và dài) [6].

    Mô hình nghiên cứu và dự báo thời tiết WRF (Weather Research and Forecasting) đang được sử dụng chạy tác nghiệp trong dự báo, cảnh bảo thời tiết hàng ngày. Các mô hình toàn cầu của các nước phát triển như Mỹ, châu Âu, Nhật Bản… (GEM, GFS, JMA (GSM), GME, NOGAPS…) được kết hợp sử dụng tham khảo trong dự báo thời tiết.

Công nghệ dự báo thủy văn

    Các mô hình thủy văn, thủy lực tiên tiến đang ứng dụng như: mô hình thủy văn MIKE NAM, TANK, HEC-HMS; mô hình thủy lực như HECRAS, bộ mô hình MIKE 11, MIKE 21, MIKE FLOOD… [11].

    Công nghệ dự báo thủy văn hạn vừa, hạn dài đầu tiên tại khu vực Trung Trung bộ được xây dựng trên cơ sở ứng dụng bộ mô hình thủy văn, thủy lực MIKE 11 với các phương pháp thống kê, kỹ thuật lập trình; Công nghệ dự báo lũ được xây dựng dựa vào việc tích hợp 3 mô hình thành phần: Mô hình mưa - dòng chảy MIKE-NAM, mô đun vận hành hồ chứa và mô hình MIKE 11 để dự báo. Ngoài ra, còn ứng dụng các công nghệ dự báo lũ trên các lưu vực sông, công nghệ cảnh báo, dự báo lũ và cảnh báo ngập lụt vùng hạ lưu sông; Công nghệ dự báo, cảnh báo xâm nhập mặn đã được xây dựng cho tất cả các lưu vực sông bằng mô hình Mike 11 [11].

 Công nghệ dự báo hải văn

    Dự báo, cảnh báo sóng biển sử dụng bằng mô hình SWAN. Kết quả dự báo phụ thuộc vào việc xử lý flie gió từ dữ liệu đầu vào là kết quả dự báo khí tượng. Sản phẩm dự báo ở 3 dạng đó là hình ảnh, text, đồ thị; Dự báo triều bằng mô hình ROMS 2D cho kết quả dự báo tại các trạm ven bờ. Như vậy, công tác dự báo KTTV đã được đầu tư mua sắm thiết bị, chuyển giao các công nghệ mới, hiện đại giúp nâng cao hiệu quả của công tác dự báo KTTV.

 Công nghệ viễn thám

- Ứng dụng công nghệ viễn thám trong dự báo KTTV: Sử dụng ảnh mây vệ tinh và radar thời tiết là 2 công cụ đắc lực trong dự báo KTTV. Dựa vào phân tích sản phẩm của 2 công cụ trên, kết hợp với các phương pháp truyền thống và sản phẩm số trị giúp nâng cao chất lượng dự báo đặc biệt đối với các hiện tượng thời tiết nguy hiểm như bão, áp thấp nhiệt đới và các hiện tượng thời tiết có quy mô nhỏ thời hạn ngắn và cực ngắn như dông, tố lốc...

- Ứng dụng công nghệ viễn thám trong dự báo, cảnh báo hiện tượng thời tiết nguy hiểm, cụ thể: ứng dụng số liệu ảnh mây vệ tinh Himawari 8 trong dự báo và cảnh báo mưa dông khu vực đồng bằng sông Cửu Long. Vệ tinh Himawari 8 bao gồm 16 kênh phổ. Nguồn số liệu 16 kênh phổ ảnh vệ tinh Himawari giúp dự báo cho các vùng địa lý (đơn vị hành chính), đồng thời chuyển phát thông tin cảnh báo, dự báo thời hạn đến 6h một cách nhanh chóng và hiệu quả nhất [7].

- Ứng dụng công nghệ viễn thám trong giám sát BĐKH: Công nghệ viễn thám vệ tinh là công cụ hiệu quả để đánh giá và giám sát quá trình BĐKH. Các số liệu quan trắc thực địa kết hợp với các thông tin chiết tách từ ảnh viễn thám vệ tinh cho phép dự báo về xu thế biến đổi và xây dựng các kịch bản BĐKH, từ đó chúng ta có căn cứ khoa học để đưa ra các giải pháp phòng tránh và thân thiện với BĐKH.

 Công nghệ GIS

    Ứng dụng công nghệ GIS để thành lập bản đồ rủi ro thiên tai như: hạn hán, lũ quét, bão, lũ lụt… từ đó để có phương án phòng chống và giảm nhẹ thiên tại một cách tốt nhất.

 CNTT

- CNTT trong hoạt động dự báo, cảnh báo: CNTT đã tham gia hỗ trợ vào hoạt động dự báo, cảnh báo thiên tai: bão, mưa lớn, rét đậm, rét hại, nắng nóng và hạn hán. Sử dụng CNTT để xây dựng các trạm radar thời tiết mới, hiện đại tại Phù Liễn (Hải Phòng), Vinh (Nghệ An), Pha Đin (Lai Châu), Quy Nhơn (Bình Định), Pleiku (Gia Lai), Hòn Tre (Nha Trang). Hệ thống radar thời tiết sẽ cho phép giám sát hoạt động của bão, áp thấp nhiệt đới, cảnh báo sớm mưa lớn định lượng và phát hiện dự báo sớm dông, lốc, sét và mưa đá [6].

- CNTT trong hoạt động quan trắc KTTV: Hiện nay, các hoạt động ứng dụng CNTT và chuyển đổi số trong hoạt động quan trắc KTTV ngày càng phát triển. Một số nghiên cứu đã bắt đầu được ứng dụng trong nghiệp vụ quan trắc phục vụ dự báo, cảnh báo như: giải pháp ứng dụng giải pháp công nghệ số trong xử lý dữ liệu radar thời tiết phục vụ bài toán đồng hóa số liệu vào mô hình dự báo thời tiết số [6].

- CNTT trong hoạt động thông tin, dữ liệu KTTV [6]: Trong giai đoạn vừa qua, Tổng cục KTTV đã trang bị hệ thống Data Centre (DC), Super Computer; hệ thống tập trung thu thập, xử lý và chia sẻ dữ liệu (gọi tắt là DataHub); hệ thống phần mềm hỗ trợ dự báo; hoàn thành việc triển khai phần mềm quản trị cơ sở dữ liệu Oracle và phần mềm thông tin địa lý Arcgis; hoàn thành website để đưa thông tin dự báo, cảnh báo sớm một cách dễ hiểu đến cộng đồng; nghiên cứu xây dựng hệ thống thông tin KTTV cho thiết bị di động trên nền điện toán đám mây.

3.3. Ưu, nhược điểm của các công nghệ đang áp dụng trong hoạt động ĐTCB; QT&DB TN&MT

 Công nghệ GIS

- Ưu điểm: Công nghệ GIS có ưu điểm rất lớn trong việc tích hợp hệ thống cơ sở dữ liệu gắn kết với bản đồ, giúp tiết kiệm chi phí và thời gian trong việc lưu trữ số liệu về ĐTCB, QT&DB TN&MT. Ngoài ra, công nghệ GIS còn có thể thu thập số liệu với số lượng lớn; số liệu lưu trữ có thể được cập nhật hóa một cách dễ dàng; chất lượng, số liệu được quản lý, xử lý và hiệu chỉnh tốt; dễ dàng truy cập, phân tích số liệu từ nhiều nguồn, nhiều loại khác nhau.

- Nhược điểm: Cơ sở dữ liệu còn chưa đồng bộ và thiếu tính liên kết. Công tác quản lý dữ liệu về ĐTCB, QT&DB TN&MT hiện tại chưa đạt hiệu quả cao, việc cập nhật, theo dõi các hoạt động tra cứu thông tin khi cần thiết là một vấn đề khó khăn. Ngoài ra, chi phí của việc mua sắm, lắp đặt thiết bị và phần mềm GIS khá cao.

 Công nghệ viễn thám

- Ưu điểm: Công nghệ viễn thám là công cụ duy nhất có hiệu quả trong điều tra, giám sát TN&MT biển và hải đảo với thông tin không gian rộng, đa thời gian, chính xác, khách quan, nhanh chóng; Công nghệ viễn thám ghi lại được các biến đổi của tài nguyên, môi trường giúp công tác giám sát, kiểm kê tài nguyên thiên nhiên và môi trường thuận lợi; cung cấp nhanh các tư liệu ảnh số có độ phân giải cao và siêu cao, là dữ liệu cơ bản cho việc thành lập và hiệu chỉnh hệ thống bản đồ quốc gia và hệ thống cơ sở dữ liệu địa lý quốc gia. Ngoài ra, công nghệ này giúp công tác điều tra khoáng sản, tài nguyên đất, nước, dự báo thời tiết và bão đạt hiệu quả cao, giúp giảm bớt quá trình điều tra, khảo sát... tại thực địa, tiết kiệm chi phí cho hoạt động ĐTCB, QT&DB TN&MT.

- Nhược điểm: Cơ sở dữ liệu, cơ sở hạ tầng và trang thiết bị còn yếu, đầu tư công nghệ viễn thám mới cần nguồn kinh phí lớn nên nhiều lĩnh vực còn chưa được xây dựng, thiếu đội ngũ cán bộ chuyên môn về viễn thám.

 CNTT

- Ưu điểm: CNTT giúp quản lý tốt cơ sở dữ liệu về ĐTCB, QT&DB môi trường, tài nguyên nước, khoáng sản... Ứng dụng phần mềm Envisoft có ưu điểm nổi bật đó là giúp các nhà quản lý có thể điều hành và giám sát hoạt động của các trạm quan trắc tự động mọi lúc, mọi nơi; đồng bộ dữ liệu từ Trung ương đến địa phương; truyền tải liên tục gồm đồng thời dữ liệu và video; thu thập dữ liệu tốc độ cao, xử lý dữ liệu lớn; dễ dàng nâng cấp và mở rộng; có cơ chế kiểm duyệt dữ liệu tự động; phần mềm tích hợp sẵn các công cụ sao lưu dữ liệu tự động.

- Nhược điểm: Việc xây dựng các cơ sở dữ liệu còn chậm, không được cập nhật thường xuyên và còn mang tính cục bộ, chưa kết nối và chia sẻ sử dụng cơ sở dữ liệu; chậm triển khai xây dựng hạ tầng CNTT đồng bộ.

 Công nghệ Module phân tích khí quan trắc môi trường

- Ưu điểm: Sử dụng công nghệ Module phân tích khí để quan trắc môi trường không khí tự động có ưu điểm độ chính xác rất cao, có thể đo được nồng độ khí rất nhỏ, dữ liệu được truyền liên tục về trung tâm bằng công nghệ truyền tin mới, có giao diện hiển thị kết quả quan trắc bằng biểu đồ.

- Nhược điểm: Công nghệ Module phân tích khí để quan trắc môi trường không khí tự động có giá thành cao, cần phải có diện tích để xây dựng nhà trạm, việc bảo trì bảo dưỡng hệ thống khá tốn kém và mất nhiều thời gian, đòi hỏi phải có nguồn điện lưới ổn định, quan trắc viên cần có kiến thức tổng hợp về môi trường, điện tử, tự động hóa.

 Công nghệ sử dụng trong quan trắc, dự báo KTTV

- Ưu điểm: Các thiết bị công nghệ đo gió, mưa, độ ẩm, nắng, mực nước… đang được sử dụng trong hoạt động quan trắc dự báo KTTV với ưu điểm hoạt động ổn định, độ chính xác cao, phù hợp với điều kiện khác nhau của Việt Nam.

- Nhược điểm: Mạng lưới quan trắc phục vụ dự báo, cảnh báo KTTV còn thưa, phần lớn chưa thực hiện tự động nên không đáp ứng được yêu cầu số liệu đầu vào của các mô hình dự báo, đặc biệt là các mô hình số trị. Trình độ của cán bộ chuyên môn kỹ thuật nói chung và của dự báo viên nói riêng còn hạn chế, đặc biệt là ở cấp khu vực và cấp tỉnh. Công nghệ dự báo KTTV chưa được nâng cấp do thiếu kinh phí.

4. Kết luận

    Nghiên cứu này đã trình bày một số loại hình công nghệ đang được áp dụng trong hoạt động ĐTCB, QT&DB tại một số lĩnh vực thuộc quản lý của Bộ TN&MT như: đất đai; tài nguyên nước; địa chất và khoáng sản; môi trường; KTTV và BĐKH. Ngoài ra, nghiên cứu còn đánh giá ưu, nhược điểm của các công nghệ hiện đang áp dụng cho hoạt động ĐTCB, QT&DB TN&MT.

    Một số đề xuất định hướng áp dụng công nghệ trong tương lai để nâng cao chất lượng và hiệu quả hoạt động ĐTCB, QT&DB TN&MT đó là: (1) Tăng cường đầu tư phát triển các loại công nghệ tiên tiến, mới phục vụ công việc điều tra, khảo sát, quan trắc, dự báo TN&MT đạt hiệu quả cao. (2) Tập trung đào tạo, nâng cao chất lượng nguồn nhân lực đáp ứng yêu cầu về nghiên cứu ứng dụng, chuyển giao công nghệ phục vụ công tác ĐTCB, QT&DB TN&MT. (3) Tiếp tục đầu tư xây dựng hạ tầng CNTT đồng bộ, hiện đại được kết nối từ Bộ TN&MT đến địa phương. (4) Đẩy mạnh và nâng cao hiệu quả hợp tác quốc tế về công nghệ, tạo điều kiện thuận lợi cho Việt Nam tiếp cận được công nghệ mới phục vụ công việc cho ĐTCB, QT&DB TN&MT.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Luật KTTV số 90/2015/QH13 ngày 23/11/2015.

2. Bộ TN&MT (2022). Hội thảo tổng kết hoạt động khoa học và công nghệ giai đoạn 2011 - 2021 và định hướng đến năm 2030 trong lĩnh vực đất đai.

3. Bộ TNMT (2022). Hội thảo tổng kết hoạt động khoa học và công nghệ giai đoạn 2011 - 2021 và định hướng đến năm 2030 trong lĩnh vực địa chất và khoáng sản.

4. Bộ TN&MT (2022). Hội thảo tổng kết hoạt động khoa học và công nghệ giai đoạn 2011 - 2021 và định hướng đến năm 2030 trong lĩnh vực môi trường.

5. Bộ TN&MT (2022). Hội thảo tổng kết hoạt động khoa học và công nghệ giai đoạn 2011 - 2021 trong lĩnh vực CNTT và chuyển đổi số.

6. Bộ TN&MT (2022). Chuyên đề ‟Công nghệ quan trắc KTTV phục vụ dự báo, cảnh báo thiên tai thời kỳ công nghệ số”.

7. Trần Thành Công và cs (2020). Ứng dụng số liệu ảnh mây vệ tinh Himawari trong dự báo và cảnh báo mưa dông cho khu vực đồng bằng sông Cửu Long. Tạp chí KTTV.

8. Bùi Thị Kiên Trinh và cộng sự (2019). Ứng dụng công nghệ GIS và ảnh viễn thám trong giám sát và cảnh báo hạn hán. Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên - Trường Đại học Thủy lợi.

9. Trung tâm quan trắc KTTV (2022). Báo cáo đánh giá và đề xuất giải pháp về thiết bị quan trắc KTTV và môi trường.

10. Nguyễn Huy Phương và cs. Ứng dụng công nghệ WebGIS xây dựng cơ sở dữ liệu địa chất khoáng sản, địa chất, môi trường và tai biến địa chất các vùng biển Việt Nam.

11. Trân Đức Mẫn và cs. Ứng dụng SmartMet trong tác nghiệp dự báo và đề xuất quy trình khai thác tại Đài Đông Bắc.

12. Văn Hùng Vỹ (2020). Phần mềm quản lý và công bố dữ liệu quan trắc môi trường tự động, liên tục. Tạp chí Môi trường.

13. Trần Tân Văn (2020). Đẩy nhanh tiến độ điều tra, đánh giá phân vùng cảnh báo trượt lở đất đá, góp phần phòng tránh, giảm nhẹ thiên tai, BVMT các vùng miền núi Việt Nam. Tạp chí Môi trường.

Vũ Đăng Tiếp, Phan Thị Thu Hương, Mai Đăng Khoa

Viện Chiến lược, Chính sách Tài nguyên và môi trường, Bộ TN&MT

(Nguồn: Bài đăng trên Tạp chí Môi trường, số Chuyên đề Tiếng việt III/2022)

 

TYPES OF BASIC TECHNOLOGY ARE APPLIED IN THE BASIC SURVEY, MONITORING AND FORECASTING OF NATURAL RESOURCES AND ENVIRONMENT

Vu Dang Tiep, Phan Thi Thu Huong, Mai Dang Khoa

Institute of Strategy and Policy on Natural Resources and Environment

Ministry of Natural Resources and Environment

ABSTRACT

    Technology plays an important role in improving the quality and efficiency of basic survey, monitoring and forecasting of natural resources and environment. This study has presented the types of technology: emote sensing technology, geographic information system (GIS) technology, information technology and other technologies being applied in basic survey, monitoring and forecasting of some fields under the management of the Ministry of Natural Resources and Environment such as: Land; water resources; geology and minerals; environment; hydrometeorology and climate change. In addition, this study also evaluates the advantages and disadvantages of the application of these technologies in basic survey, monitoring and forecasting of natural resources and the environment.

Key word: Technology, basic survey, monitoring and forecasting, natural resources and environment.