Quan sát Trái Đất là một công nghệ khoa học sử dụng vệ tinh và các cảm biến để thu thập thông tin về bề mặt, khí quyển và môi trường của hành tinh chúng ta. Ngày nay, lĩnh vực này đang được ứng dụng rộng rãi, phục vụ cho hầu hết các khía cạnh của đời sống. Vậy đây là hoạt động gì và có ứng dụng như thế nào? Cùng EOV Solutions tìm hiểu thông tin trong bài viết này nhé.

Quan sát Trái Đất là gì?

Về bản chất, EO là quá trình thu thập dữ liệu về bề mặt và khí quyển của Trái Đất thông qua các cảm biến. Các cảm biến này có thể được đặt trên mặt đất, trên không trung hoặc gắn trên các vệ tinh quay quanh Trái Đất. Mục tiêu là để hiểu rõ hơn về các quá trình tự nhiên của Trái Đất và cách chúng thay đổi theo thời gian. 

Dữ liệu thu được từ vệ tinh sẽ hỗ trợ việc đưa ra các quyết định cho hoạt động bảo vệ môi trường, quy hoạch đô thị, phát triển nông nghiệp và các chiến lược giảm thiểu tác động của biến đổi khí hậu.

Tầm quan trọng của quan sát trái đất

Quan sát trái đất (EO) rất quan trọng vì chúng cung cấp thông tin đáng tin cậy để đưa ra quyết định thông minh. Những thông tin này là nền tảng khoa học cho các chiến lược bảo vệ môi trường trên phạm vi toàn cầu và giúp chúng ta theo dõi tiến trình phát triển ở mọi quy mô — từ địa phương đến toàn cầu. Vai trò của EO ảnh hưởng trực tiếp đến tương lai hành tinh, cả trong ngắn hạn lẫn dài hạn.

Quan sát dài hạn

• Dựa trên chuỗi số liệu kéo dài nhiều thập kỷ, có chất lượng cao.
• Giúp phát hiện và mô tả biến đổi khí hậu, đo tốc độ thay đổi.
• Hỗ trợ tìm nguyên nhân biến đổi, phân tích ảnh hưởng con người, và hiệu chỉnh mô hình khí hậu.
• Quan trọng để dự báo điều kiện khí hậu trong tương lai.

Quan sát ngắn hạn

• Dữ liệu ở khoảng giờ hoặc vài ngày, vẫn có chất lượng cao.
• Cải thiện dự báo thời tiết bằng các mô hình số.
• Hỗ trợ quản lý chất lượng không khí, ứng phó thiên tai, sử dụng đất và quản lý nước.
• Giúp hiểu rõ các quá trình vật lý trong hệ thống khí quyển.

EO và bền vững của hành tinh

• Khả năng dự đoán chính xác các điều kiện và thay đổi môi trường là nền tảng cho sự tồn tại và phát triển bền vững.
• Khi kết hợp với công nghệ và mô hình phù hợp, quan sát trái đất giúp giảm rủi ro từ thời tiết cực đoan và thiên tai.

Ứng dụng cụ thể của quan sát trái đất

• Dự báo thời tiết và cảnh báo thiên tai (cháy rừng, lũ lụt, động đất, sóng thần).
• Theo dõi đa dạng sinh học và động vật hoang dã.
• Giám sát thay đổi sử dụng đất và tài nguyên nước.
• Hỗ trợ quản lý năng lượng (đặc biệt năng lượng tái tạo), nông nghiệp và lương thực.
• Đánh giá và phòng chống các bệnh mới nổi và rủi ro sức khỏe cộng đồng.
• Giúp dự báo, thích nghi và giảm thiểu biến đổi khí hậu.

Nguồn dữ liệu đa dạng và lợi ích

• Dữ liệu quan sát trái đất đến từ vệ tinh, máy bay, máy bay không người lái, trạm quan trắc mặt đất và các phép đo tại chỗ.
• Những nguồn này cung cấp dữ liệu kịp thời, có thể so sánh giữa các quốc gia, vùng và thành phố.

Quan sát trái đất cũng rất hữu ích trong sản xuất năng lượng mặt trời: giám sát vùng lắp đặt tấm pin, ước tính công suất trên diện tích với độ chính xác cao theo tiêu chuẩn công nghiệp, giúp ngành năng lượng tái tạo ra quyết định dựa trên dữ liệu cập nhật.

Các công nghệ và phương pháp quan sát Trái Đất hiện nay

Để có thể thu được dữ liệu về bề mặt Trái Đất, EO sẽ cần những công nghệ và thiết bị sau:

1. Vệ tinh và công nghệ cảm biến từ không gian 

Vệ tinh là "mắt thần" từ trên cao giúp chúng ta thu thập dữ liệu về Trái Đất một cách toàn diện và liên tục. Các vệ tinh quan sát Trái Đất được trang bị nhiều loại cảm biến hiện đại để thu thập thông tin ở nhiều dải bước sóng khác nhau từ ánh sáng khả kiến, hồng ngoại cho đến vi sóng.

• Cảm biến quang học: Đây là loại cảm biến phổ biến, ghi lại hình ảnh bề mặt Trái Đất dựa trên ánh sáng phản xạ.  
• Cảm biến radar: Sử dụng sóng vi ba, radar có thể xuyên qua mây và hoạt động cả ngày lẫn đêm. Công nghệ này lý tưởng để theo dõi lũ lụt, biến dạng bề mặt, hay thậm chí đo độ cao địa hình.  
• Cảm biến hồng ngoại và vi sóng: Những cảm biến này giúp đo nhiệt độ bề mặt, độ ẩm đất, hay thậm chí phát hiện cháy rừng.  

2. Các hệ thống máy bay và drone sử dụng trong quan sát Trái Đất

Bên cạnh vệ tinh, máy bay và drone (thiết bị bay không người lái) là những công cụ linh hoạt, có khả năng quan sát Trái Đất ở độ cao thấp hơn so với vệ tinh nhưng lại cho độ phân giải cao hơn.

• Máy bay có người lái: Các máy bay được trang bị cảm biến như LiDAR (Light Detection and Ranging) hoặc máy ảnh đa phổ có thể chụp ảnh chi tiết khu vực cụ thể. Ví dụ như khảo sát địa hình, giám sát nông nghiệp hay lập bản đồ 3D. 
• Drone: Drone đang ngày càng phổ biến nhờ chi phí thấp và tính cơ động cao. Chúng có thể mang theo camera, cảm biến nhiệt hay thậm chí là các cảm biến hóa học để đo lường chất lượng không khí.  

Ưu điểm của máy bay và drone là khả năng thu thập dữ liệu nhanh chóng, độ phân giải cao và có thể triển khai ngay tại khu vực cần quan sát. Tuy nhiên, phạm vi hoạt động của chúng bị giới hạn nên sẽ phù hợp hơn cho các dự án cục bộ.

3. Các công cụ đo đạc và phân tích dữ liệu từ mặt đất

Để dữ liệu từ vệ tinh và drone chính xác hơn, chúng ta cần các công cụ trên mặt đất để đo đạc và kiểm chứng. Cụ thể:

• Trạm quan sát khí tượng: Các trạm này đo nhiệt độ, độ ẩm, áp suất, và tốc độ gió. Dữ liệu từ đây là nền tảng để dự báo thời tiết hoặc hiệu chỉnh mô hình khí hậu.
• Cảm biến IoT (Internet of Things): Những cảm biến nhỏ gọn này được đặt ở hiện trường để đo độ ẩm đất, chất lượng nước, hay nồng độ khí CO2. Chúng gửi dữ liệu theo thời gian thực qua internet.
• Phần mềm GIS (Hệ thống thông tin địa lý): Dữ liệu từ vệ tinh, máy bay và cảm biến được đưa vào GIS để phân tích và tạo bản đồ.  

Ứng dụng thực tiễn của quan sát Trái Đất

Quan sát Trái Đất là công nghệ sử dụng vệ tinh để thu thập dữ liệu về hành tinh của chúng ta để giải quyết nhiều vấn đề trong cuộc sống. Những dữ liệu này được chúng ta ứng dụng trong các lĩnh vực như:

Theo dõi biến đổi khí hậu

Một trong những ứng dụng quan trọng của EO là theo dõi sự thay đổi của khí hậu. Vệ tinh cung cấp dữ liệu về nhiệt độ toàn cầu, tốc độ tan băng ở các vùng cực, mức nước biển dâng và lượng khí nhà kính phát thải. Khi đó, chúng ta có thể hiểu rõ hơn về tác động của biến đổi khí hậu.

Ví dụ, vệ tinh có thể theo dõi tình trạng tan băng ở Bắc Cực, cung cấp bằng chứng về hiện tượng ấm lên toàn cầu và sự gia tăng mực nước biển.

Quản lý thiên tai

Quan sát Trái Đất có vai trò quan trọng trong việc dự đoán và quản lý thiên tai. Trước khi thảm họa xảy ra, dữ liệu từ vệ tinh giúp dự đoán bão, lũ lụt hoặc núi lửa phun trào, giúp chuẩn bị kịp thời cho công tác cứu hộ. Sau khi thiên tai xảy ra, dữ liệu vệ tinh cung cấp hình ảnh chi tiết về khu vực bị ảnh hưởng, hỗ trợ đánh giá thiệt hại và phân bổ nguồn lực cứu trợ một cách hiệu quả.

Nông nghiệp và Lâm nghiệp

Trong nông nghiệp, dữ liệu từ vệ tinh giúp nông dân theo dõi sức khỏe cây trồng, độ ẩm của đất và tình trạng sử dụng nước, từ đó giúp tối ưu hóa lịch tưới tiêu và canh tác. Công nghệ này cũng hỗ trợ nông nghiệp chính xác (precision agriculture), giúp tăng năng suất và bảo vệ môi trường.

Đối với lâm nghiệp, vệ tinh giúp giám sát diện tích rừng, đánh giá sinh khối và theo dõi các hoạt động phá rừng hoặc trồng lại rừng, góp phần bảo vệ tài nguyên thiên nhiên.

Phát triển hạ tầng và quy hoạch đô thị

Dữ liệu từ vệ tinh có thể hỗ trợ việc quy hoạch và phát triển hạ tầng đô thị. Quan sát Trái Đất giúp theo dõi sự phát triển của các thành phố, sự thay đổi trong diện tích đất, việc sử dụng đất và mật độ dân cư, từ đó hỗ trợ các chính sách phát triển đô thị bền vững.

Các hình ảnh vệ tinh cũng giúp quản lý giao thông, giám sát các công trình xây dựng, và cải thiện cơ sở hạ tầng như đường xá, cầu cống, từ đó nâng cao chất lượng cuộc sống cho cư dân đô thị.

Giải pháp quan sát trái đất của EOV

EOV Solutions tự hào là đơn vị DeepTech tiên phong, ứng dụng Trí tuệ nhân tạo (AI) tiên tiến vào Quan sát Trái Đất, tập trung vào phân tích dữ liệu vệ tinh đa phổ và siêu phổ. Cách tiếp cận này giúp EOV cung cấp những giải pháp thông minh và đột phá, giải quyết nhiều thách thức trong đời sống thực tiễn.

Các giải pháp EO của EOV được thiết kế chuyên biệt để phục vụ đa dạng các ngành, từ nông nghiệp, đô thị, tài chính đến quản lý tài nguyên môi trường,... EOV Nexus cung cấp nền tảng đánh giá rủi ro và hỗ trợ ra quyết định tín dụng - bảo hiểm nông nghiệp dựa trên EO và AI. Trong truyền tải điện, EOV LineSafe sử dụng ảnh vệ tinh và AI để phát hiện, phân loại, đánh giá rủi ro thực vật xâm lấn hành lang lưới điện. EOV cũng có các giải pháp chuyên biệt khác như EOV Rice giám sát lúa thông minh từ không gian,…

EOV cam kết mang đến những giải pháp AI đột phá, giúp khách hàng khai thác tối đa tiềm năng của dữ liệu Quan sát Trái Đất. Với tầm nhìn kết nối dữ liệu và mở rộng tương lai, EOV hướng tới mục tiêu phát triển bền vững và đổi mới sáng tạo, tối ưu hóa các hoạt động của đời sống và góp phần bảo vệ hành tinh của chúng ta.

Như vậy, Quan sát Trái Đất là công nghệ quan trọng giúp chúng ta giải quyết các vấn đề môi trường, thiên tai,...hướng tới mục tiêu phát triển bền vững. Với khả năng cung cấp dữ liệu chính xác, EO không chỉ bảo vệ hành tinh mà còn tối ưu hóa nhiều lĩnh vực trong đời sống.