Phối hợp khai thác ảnh giữa 2 vệ tinh

Vì vậy, từ năm 2014 các nhà nghiên cứu thuộc Viện công nghệ vũ trụ, Viện hàn lâm khoa học và công nghệ Việt Nam (VAST) đã tiến hành các nghiên cứu về sự phối hợp của khả năng chụp ảnh của các vệ tinh VNREDSat-1 (Việt Nam) và THAICHOTE (Thái Lan). Qua quá trình nghiên cứu, các nhà khoa học kết luận rằng, hiệu quả thực tế của việc phối hợp về mặt dữ liệu viễn thám nhanh chóng là khá khả quan. Tuy nhiên, hệ thống vệ tinh VNREDSat-1 cần tiếp tục thử nghiệm phối hợp với các hệ thống vệ tinh khác.

Trong những năm qua, quan hệ hợp tác về khoa học và công nghệ giữa Viện hàn lâm khoa học và công nghệ Việt Nam và Viện hàn lâm khoa học quốc gia Belarus (NASB) đã đạt được những thành tựu quan trọng. Đáng chú ý là việc thành lập Trung tâm Việt Nam – Belarus và ký kết “Lộ trình phát triển hợp tác giữa Viện hàn lâm khoa học quốc gia Belarus và Viện hàn lâm khoa học và công nghệ Việt Nam giai đoạn 2016-2020”. Đây là dấu mốc quan trọng để đẩy mạnh hơn nữa quan hệ hợp tác truyền thống về khoa học và công nghệ giữa hai viện hàn lâm trong giai đoạn mới. Trên cơ sở đó, đề tài “Nghiên cứu phối hợp khai thác hai hệ thống vệ tinh VNREDSat-1 và BKA”, do ThS. Bùi Doãn Cường làm chủ nhiệm, được triển khai thực hiện. Nghiên cứu này dựa trên cơ sở phân tích đặc điểm quỹ đạo và dữ liệu ảnh của cả hai hệ thống, nhằm mục tiêu đề xuất phương án phối hợp chụp ảnh giữa hai hệ thống vệ tinh của Việt Nam, VNREDSat-1 với độ phân giải không gian là 2,5 m đối với kênh toàn sắc và 10 m đối với bốn kênh đa phổ (NIR, Red, Green, Blue), và độ rộng của mỗi cảnh ảnh là 17,5 km đối với ảnh đa phổ; và BKA, sản phẩm của NASB Belarus, đang hoạt động trên quỹ đạo, với độ phân giải không gian là 2,1 m đối với kênh toàn sắc và 10,5 m đối với bốn kênh đa phổ (NIR, Red, Green, Blue), và độ rộng của mỗi cảnh ảnh là 20 km đối với ảnh toàn sắc và 23 km đối với ảnh đa phổ.

Cơ sở để phối hợp hoạt động chụp ảnh của hai hệ thống vệ tinh là quỹ đạo làm việc của chúng. Trong trường hợp này cả hai hệ thống VNREDSat-1 và BKA đều hoạt động trên quỹ đạo thấp, đồng bộ mặt trời.

Mặc dù có các giá trị gần nhau về độ nghiêng quỹ đạo, sự khác biệt đáng kể của hai hệ thống vệ tinh nằm trong các pha chụp ảnh: đối với VNREDSat-1 là khi vệ tinh đi từ cực Bắc xuống cực Nam (Descending), đối với BKA là khi vệ tinh đi từ cực Nam lên cực Bắc (Ascending). Vì vậy, các dải ảnh của hai hệ thống vệ tinh sẽ theo các hướng ngược nhau, dẫn đến việc hạn chế về diện tích chồng phủ các cảnh.

VNREDSat-1 và BKA đều là các hệ thống vệ tinh quang học quan sát Trái đất và dữ liệu ảnh của hai hệ thống vệ tinh có đặc điểm khá giống nhau về các đặc trưng của dữ liệu viễn thám, như độ phân giải không gian, độ phân giải phổ, độ phân giải bức xạ, điều này sẽ tạo thuận lợi cho quá trình xử lý sản phẩm đầu ra, đăc biệt trong tình huống cần kết hợp hai hệ thống để mở rộng khu vực quan tâm.

Xét trong trường hợp kết hợp chụp phủ trùm một khu vực, việc phối hợp hai hệ thống vệ tinh cho phép mở rộng diện tích khu vực chụp, hoặc giảm thời gian chụp đối với một khu vực rộng lớn. Trên cơ sở quỹ đạo hoạt động và đặc điểm sản phẩm ảnh của hai hệ thống, nhóm các nhà nghiên cứu đưa ra phương án phối hợp chụp ảnh cho vùng rộng lớn, phương án này sẽ giám bớt thời gian chụp ảnh cần thiết khi chụp toàn bộ khu vực bằng từng vệ tinh đơn lẻ; Ví dụ: mô phỏng tính toán cho khu vực có chiều rộng 200 km. Tùy theo góc nghiêng khi chụp mà thời gian chụp sẽ giảm khác nhau.

Theo ThS. Bùi Doãn Cường, trường hợp kết hợp hai hệ thống vệ tinh VNREDSat-1 và BKA để chụp ảnh phủ trùm một khu vực rộng lớn, ví dụ, nếu chụp riêng BKA thì chỉ được khu vực TP.HCM, nếu chụp riêng VNREDSat-1 thì chỉ được khu vực thành phố Biên Hòa, khi kết hợp cả hai thì được một khu vực rộng lớn từ TP.HCM sang đến Biên Hòa, rộng gần gấp đôi nếu chụp đơn lẻ.

Các đặc điểm về sản phẩm ảnh như số kênh phổ, độ phân giải không gian, độ phân giải bức xạ cũng đã cho thấy, dữ liệu ảnh của hai hệ thống hoàn toàn có thể phối hợp với nhau trong các ứng dụng thực tế như theo dõi, giám sát thiên tai, hay quản lý, giám sát tài nguyên thiên nhiên và môi trường.

Công tác xác định quỹ đạo hoạt động của hai vệ tinh VNREDSat-1 và BKA là một trong những yếu tố quyết định đến hiệu quả phối hợp chụp ảnh, vì nó ảnh hưởng trực tiếp đến kế hoạch chụp ảnh của hai vệ tinh. Bên cạnh đó, việc pha chụp ảnh giữa hai vệ tinh bị ngược nhau là thách thức lớn trong quá trình phối hợp, đòi hỏi phải có sự phối hợp chính xác, linh hoạt để mang lại hiệu quả cao.

Sau khoảng thời gian tiến hành hợp tác trong hai năm 2016 và 2017, kết quả cho thấy vệ tinh VNREDSat-1 và BKA có độ tương quan cao về các đặc tính quỹ đạo và đặc điểm dữ liệu ảnh của chúng. Tất cả điều này góp phần phối hợp thành công trong theo dõi, giám sát tài nguyên thiên nhiên, môi trường và thiên tai nói chung và khai thác hiệu quả hai hệ thống nói riêng.