Ứng dụng công nghệ viễn thám trong giám sát sạt lở đất, lũ quét ở Việt Nam: tiềm năng, hiệu quả và yêu cầu triển khai

Ứng dụng công nghệ viễn thám trong giám sát sạt lở đất, lũ quét ở việt nam: tiềm năng, hiệu quả và yêu cầu triển khai

Trong những năm gần đây, thiên tai cực đoan diễn biến nhanh và khó lường hơn bao giờ hết. Nhiều trận mưa lớn chỉ xuất hiện trong thời gian rất ngắn đã gây ra những đợt lũ quét và sạt lở đất nghiêm trọng, để lại thiệt hại nặng nề cả về người lẫn tài sản. Tại những vùng có địa hình phức tạp như trung du và miền núi, việc tiếp cận hiện trường gặp nhiều khó khăn khiến công tác giám sát, cảnh báo và ứng phó càng trở nên thách thức. Chính trong bối cảnh đó, công nghệ viễn thám nổi lên như một giải pháp hiệu quả và cấp thiết, cho phép quan sát diện rộng, liên tục và khách quan, góp phần xây dựng nền tảng cho hệ thống cảnh báo sớm hiện đại của Việt Nam.

Dự án “Ứng dụng công nghệ viễn thám để giám sát, cập nhật thông tin hiện trạng sạt lở đất, lũ quét…” do Cục Viễn thám quốc gia triển khai hướng tới mục tiêu xây dựng bộ dữ liệu đồng bộ cho 23 tỉnh trung du – miền núi và 150 khu vực có nguy cơ cao, với độ chi tiết cao tới tỷ lệ 1:10.000. Đây là nhiệm vụ có quy mô lớn, tích hợp nhiều thành tựu khoa học công nghệ mới, đồng thời đáp ứng nhu cầu bức thiết của các địa phương trong công tác phòng chống thiên tai.

Một trong những trụ cột kỹ thuật quan trọng của dự án là việc sử dụng ảnh radar để phát hiện biến dạng bề mặt đất. Ưu thế của ảnh radar nằm ở khả năng thu nhận dữ liệu bất kể điều kiện thời tiết hay mây che phủ, rất phù hợp với khu vực miền núi thường xuyên mưa nhiều. Bằng cách so sánh tín hiệu pha giữa các ảnh radar thu ở những thời điểm khác nhau, có thể nhận biết những biến đổi nhỏ của địa hình, từ đó đánh giá sớm nguy cơ trượt lở trước khi hiện tượng xảy ra. Công nghệ này vốn được ứng dụng rộng rãi trên thế giới, và việc đưa vào triển khai bài bản tại Việt Nam sẽ giúp nâng cao độ chính xác của giám sát thiên tai.

Song song với radar, ảnh quang học từ các vệ tinh như Sentinel-2 hay Landsat cũng được khai thác tối đa. Những cảnh ảnh này mang lại cái nhìn trực quan về lớp phủ thực vật, độ ẩm đất, thay đổi của sông suối hay diện tích rừng bị suy giảm. Thông qua các chỉ số phân tích như NDVI, có thể đánh giá mức độ ổn định của lớp phủ bề mặt, vốn là yếu tố quan trọng ảnh hưởng tới nguy cơ sạt lở. Việc ghi nhận biến động lớp phủ qua thời gian – chẳng hạn vùng bị chặt phá hoặc suy giảm độ che phủ – có ý nghĩa lớn trong việc khoanh định các điểm cần giám sát chặt chẽ.

Cùng với đó, mô hình số độ cao (DEM) đóng vai trò không thể thiếu trong phân tích địa hình. DEM từ các nguồn như SRTM, ASTER GDEM hay GMTED cho phép mô phỏng bề mặt địa hình ba chiều, tính toán độ dốc, hướng dốc và cấu trúc dòng chảy. Đây chính là nền tảng của nhiều mô hình thủy văn – thủy lực đánh giá khả năng hình thành lũ quét. Việc kết hợp đồng thời dữ liệu địa hình và dữ liệu ảnh vệ tinh giúp dự án xây dựng được các lớp thông tin đầy đủ và chi tiết về các yếu tố địa lý cơ bản, tạo cơ sở để nhận diện nguy cơ một cách khoa học và đáng tin cậy.

Hình. Các khu vực sạt lở đất được đo vẽ lên bản đồ: a) bằng thủ công và b) bằng phương pháp tự động

Hoạt động chiết tách – phân tích dữ liệu từ ảnh vệ tinh cũng được thực hiện bằng nhiều phương pháp tự động và bán tự động. Những đối tượng như mặt nước, hạ tầng giao thông, khu dân cư hay các vùng trượt lở được nhận dạng bằng thuật toán phù hợp. Quy trình này không chỉ giúp tăng tốc độ xử lý mà còn đảm bảo tính thống nhất về kỹ thuật giữa các khu vực. Khi lượng dữ liệu cần xử lý lên tới hàng nghìn cảnh ảnh trong ba năm, việc ứng dụng tự động hóa là yếu tố bắt buộc để bảo đảm tiến độ và chất lượng.

Điểm đặc biệt quan trọng của dự án chính là công cụ tích hợp dữ liệu – một nền tảng phần mềm giúp kết nối toàn bộ các lớp dữ liệu viễn thám với hệ thống cảnh báo sớm. Công cụ này có khả năng nhập dữ liệu mới theo chu kỳ, tự động xử lý, cập nhật và cung cấp đầu vào trực tiếp cho các mô hình cảnh báo, đồng thời cho phép các đơn vị ở trung ương và địa phương truy cập thuận tiện. Đây là bước chuyển quan trọng từ thu thập phân tán sang quản lý dữ liệu tập trung, đồng bộ và theo thời gian thực.

Sự kết hợp đa nguồn dữ liệu – từ radar, quang học, DEM, số liệu mưa cho đến các thông tin điều tra thực địa – tạo nên hệ thống thông tin không gian với mức độ hoàn chỉnh cao. Dự án không chỉ dừng lại ở việc lập bản đồ hiện trạng mà còn hướng tới việc hình thành một nền tảng lâu dài phục vụ cảnh báo sớm, dự báo, quy hoạch và quản lý rủi ro thiên tai trên phạm vi quốc gia.

Hình. Mô phỏng mô hình Độ cao Kỹ thuật số Toàn cầu (GDEM)

Về mặt hiệu quả, dự án mang lại lợi ích rõ rệt trên nhiều phương diện. Về kinh tế, việc ứng dụng viễn thám giúp giảm mạnh chi phí khảo sát truyền thống, đặc biệt tại những khu vực hiểm trở. Việc nhận diện sớm các điểm nguy hiểm góp phần giảm thiểu thiệt hại, mà chỉ cần tránh được một vài sự cố lớn cũng đủ bù đắp chi phí đầu tư. Về xã hội, hệ thống dữ liệu được cập nhật thường xuyên sẽ giúp chính quyền địa phương chủ động hơn trong phương án sơ tán dân, quy hoạch đất đai và kiểm soát các hoạt động có nguy cơ gia tăng sạt lở như phá rừng hay khai thác khoáng sản. Về môi trường, các lớp dữ liệu viễn thám là công cụ hữu hiệu để giám sát suy thoái rừng, thay đổi thảm phủ và diễn biến địa mạo.

Tuy nhiên, để dự án đạt hiệu quả cao và bền vững, cần đảm bảo đồng thời nhiều điều kiện. Trước hết là yếu tố dữ liệu: chu kỳ thu nhận ảnh phải đủ dày, ưu tiên phối hợp ảnh radar và ảnh quang học để khắc phục ảnh hưởng của thời tiết. Hạ tầng xử lý dữ liệu cũng phải đáp ứng yêu cầu về dung lượng lưu trữ và tốc độ tính toán, bởi khối lượng dữ liệu viễn thám là rất lớn và gia tăng liên tục. Bên cạnh đó, nguồn nhân lực đóng vai trò quyết định. Cần có đội ngũ chuyên gia nòng cốt về viễn thám, GIS và công nghệ thông tin tại Cục Viễn thám quốc gia, đồng thời tổ chức các khóa đào tạo định kỳ cho cán bộ ở địa phương để bảo đảm dữ liệu được khai thác hiệu quả.

Một yêu cầu quan trọng khác là sự phối hợp liên ngành. Dữ liệu viễn thám chỉ phát huy tối đa giá trị khi được liên thông với dữ liệu mưa, dữ liệu địa chất, số liệu quan trắc và thông tin từ hệ thống dự báo khí tượng thủy văn. Sự kết hợp này tạo nên bức tranh đầy đủ và là nền tảng để nâng cao độ chính xác của các mô hình cảnh báo sớm.

Cuối cùng, dự án cần có kế hoạch vận hành, bảo trì và cập nhật dài hạn. Viễn thám là công nghệ phát triển nhanh, vì vậy hệ thống phần mềm và thuật toán phải được nâng cấp định kỳ. Việc bố trí nguồn kinh phí duy trì hằng năm cũng cần được xem xét như một khoản đầu tư thiết yếu cho công tác phòng chống thiên tai.

Nhìn tổng thể, dự án ứng dụng viễn thám trong giám sát sạt lở đất và lũ quét là bước tiến quan trọng đưa Việt Nam tiệm cận các quốc gia có hệ thống cảnh báo sớm hiện đại. Với cách tiếp cận đa nguồn dữ liệu và tích hợp công nghệ cao, dự án không chỉ giải quyết nhu cầu trước mắt mà còn tạo nền tảng dài hạn cho quản lý rủi ro thiên tai một cách khoa học, chủ động và bền vững.