Nghiên cứu, xây dựng công cụ hỗ trợ và khai thác hiệu quả dữ liệu VNREDSat-1

Từ khi vệ tinh VNREDSat-1 chính thức được nghiệm thu và bàn giao cho phía Việt Nam vận hành ngày 01/9/2013 đến hết tháng 02/2016, vệ tinh thu nhận được hàng chục nghìn cảnh ảnh, như vậy với tuổi đời theo thiết kế của vệ tinh 05 năm thì vệ tinh sẽ chụp được hàng trăm nghìn cảnh ảnh trên khắp thế giới.

Hệ thống viễn thám VNREDSat-1 đã được nghiệm thu bàn giao cho phía Việt Nam vận hành, trong quá trình vận hành một vấn đề kỹ thuật nảy sinh đó là tìm kiếm, thống kê dữ liệu viễn thám VNREDSat-1 thu nhận được. Do đó, để phục vụ cho việc quản lý và khai thác hiệu quả dữ liệu viễn thám VNREDSat-1, xây dựng được phương pháp định danh cảnh ảnh VNREDSat-1 trên toàn thế giới cũng như bộ công cụ hỗ trợ việc quản lý và công bố dữ liệu VNREDSat,  nhóm nghiên cứu do Trần Tuấn Đạt, Cục Viễn thám quốc gia, đơn vị quản lý Trạm thu ảnh viễn thám đã tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu, xây dựng công cụ hỗ trợ quản lý và khai thác hiệu quả dữ liệu VNREDSat-1” .

Các nội dung nghiên cứu bao gồm:

- Tổng quan về thông số kỹ thuật và tính năng chụp ảnh của vệ tinh VNREDSat-1 với các nội dung:  Nghiên cứu phương pháp định danh cảnh ảnh viễn thám; Nghiên cứu siêu dữ liệu của ảnh VNREDSat-1 mức 1; Xây dựng công cụ hỗ trợ quản lý và công bố dữ liệu VNREDSat-1 (modul phần mềm chiết xuất vị trí cảnh ảnh chụp, modul phần mềm chiết xuất ảnh xem nhanh, modul phần mềm chiết xuất siêu dữ liệu);  Đánh giá phương pháp định danh cảnh ảnh VNREDSat-1;  Đánh giá hiệu quả của các công cụ hỗ trợ quản lý và công bố dữ liệu VNREDSat -1 trên nền WEB.

- Triển khai thực nghiệm: Thực nghiệm chiết xuất siêu dữ liệu VNREDSat-1; Thực nghiệm chiết xuất vị trí cảnh ảnh VNREDSat-1; Thực nghiệm chiết xuất ảnh xem nhanh dữ liệu VNREDSat-1; Xây dựng danh mục dữ liệu VNREDSat-1.

- Hợp tác quốc tế: Trao đổi kinh nghiệm và tổ chức Hội thảo Công ty Airbus DS Geo, Airbus Defence and Space và Trung tâm Thu nhận và Xử lý ảnh viễn thám (CRISP), Đại học quốc gia Singapore (NUS) tại Singapore nhằm thu nhận được những kinh nghiệm trong việc quản lý và vận hành hệ thống cơ sở dữ liệu viễn thám.

VNREDSat-1 là loại vệ tinh nhỏ, mục đích chụp ảnh theo những khu vực nhỏ nên không được thiết kế đánh số tọa độ vùng ảnh như vệ tinh LANDSAT hay SPOT. Do kích thước ảnh tương đối nhỏ (17,5 x 17,5 km) nên số lượng cảnh ảnh để phủ trùm lãnh thổ và lãnh hải của Việt Nam là rất nhiều, chưa kể đến số lượng ảnh chụp các vùng khác trên toàn thế giới do đó gây khó khăn cho việc tra cứu và quản lý ảnh. Dữ liệu ảnh VNREDSat-1 hiện tại được quản lý cùng dữ liệu ảnh SPOT trên một catalog nên chưa thật sự thuận tiện cho việc tra cứu và quản lý. Với ảnh SPOT, do được thiết kế theo tọa độ hàng cột (K, J), tên gọi cũng được lấy ngay theo hệ tọa độ này nên việc tra cứu cũng như quản lý là tương đối dễ dàng, còn với ảnh VNREDSat-1 do không  được thiết kế theo tọa độ hàng cột, nên cũng chưa thống nhất được cách định danh gây nhiều khó khăn trong việc trao đổi việc đặt hàng chụp ảnh cũng như công tác quản lý và tra cứu dữ liệu trong kho lưu trữ của cả hai cơ quan và cũng phần nào ảnh hưởng đến việc đáp ứng nhu cầu sử dụng ảnh viễn thám của người sử dụng.

Công nghệ sử dụng để xây dựng Công cụ hỗ trợ quản lý và công bố dữ liệu ảnh VNREDSat-1 trên nền WEB yêu cầu cần có: hệ quản trị CSDL Microsoft SQL Server 2008 R2; hệ quản trị cơ sở dữ liệu PostgreSQL (Thông tin cảnh ảnh); Window Server 2012 hoặc mới hơn; hệ điều hành máy chủ kiến nghị dùng Window Server 2012 hoặc mới hơn; hệ điều hành máy trạm, khuyến nghị Window 8 hoặc mới hơn; ngôn ngữ lập trình ASP.NET,C#(.NET Framework 3.5); công nghệ GIS PostGIS với nền tảng Webbase; phương án hạ tầng công nghệ thông tin (01 máy chủ web; 01 máy chủ CSDL cấu hình tối thiểu: Ổ cứng 100GB, tốc độ CPU: core2duo 3.0 GHZ, RAM: 4GB; phương thức kết nối: internet, FTP; phương án an ninh, bảo mật dữ liệu có thể sử dụng các giải pháp sẵn có tại đơn vị sử dụng.

Như vậy, sau thời gian thực hiện đề tài, có thể khẳng định rằng đề tài đã đáp ứng tốt và đầy đủ mục tiêu đề ra là xây dựng được phương pháp định danh cảnh ảnh VNREDSAT-1 và xây dựng được bộ công cụ hỗ trợ việc quản lý và công bố dữ liệu viễn thám VNREDSAT-1.

Đề tài đã xây dựng được phương pháp định danh cảnh ảnh dựa theo tọa độ tâm của các cảnh ảnh chụp được, hệ thống chia lưới ô vuông được đặt theo 2 trục K (nghiêng với mặt phẳng xích đạo 980), trục J (vuông góc với trục K);

Đề tài đã xây dựng được các công cụ hỗ trợ quản lý và công bố dữ liệu VNREDSat-1 trên nền web sẽ được gắn vào trang web của Cục Viễn thám quốc gia gồm các công cụ: chiết xuất siêu dữ liệu, chiết xuất vị trí cảnh ảnh, chiết xuất ảnh xem nhanh, các công cụ hỗ trợ hiển thị và tra cứu, công cụ đổi tên cảnh ảnh.

Ngoài ra, phương pháp và các phần sản phẩm của đề tài đã được công bố trên 01 tạp chí trong nước. Bên cạnh đó, kết quả của đề tài sẽ giúp cho Cục Viễn thám quốc gia có được bộ công cụ hỗ trợ công bố dữ liệu viễn thám, bộ công cụ này được xây dựng mang tính mở, có khả năng quản lý các thêm các loại dữ liệu khác ngoài VNREDSat-1; Việc phối kết hợp với Trung tâm điều khiển vệ tinh nhỏ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam là cơ sở để xây dựng phương pháp định danh cảnh ảnh VNREDSat-1 nên phương pháp này hoàn toàn có thể áp dụng trong thực tế đặt chụp ảnh và trao đổi thông tin đặt chụp ảnh giữa Cục Viễn thám quốc gia và Trung tâm điều khiển vệ tinh nhỏ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam;  Cục Viễn thám quốc gia đã, đang và sẽ hoàn thành vai trò là cơ quan quản lý Nhà nước với đội ngũ chuyên gia xử lý ảnh tại các Trung tâm sự nghiệp, là đầu mối trong việc thực hiện nhiệm vụ đào tạo và hỗ trợ kinh nghiệm kỹ thuật viễn thám trên phạm vi cả nước.

Có thể thấy, Công cụ hỗ trợ quản lý và công bố dữ liệu ảnh VNREDSat-1 là bước đầu của Hệ thống quản lý thông tin ảnh VNREDSat-1 do đó hướng phát triển tiếp theo của đề tài là việc hoàn thiện công cụ, tiến tới việc xây dựng Hệ thống quản lý thông tin ảnh VNREDSat-1 với mục tiêu hàng đầu là quản lý và thương mại, quảng bá sản phẩm ảnh VNREDSat-1. Nhóm nghiên cứu cũng đề xuất triển khai công cụ vào thực tế để thao tác với lượng dữ liệu lớn, đề xuất đơn vị được chuyển giao, sử dụng công cụ cần lập lịch chiết xuất ảnh để thông tin về cảnh ảnh VNREDSat-1 được quản lý kịp thời, khi cần có thể kết xuất báo cáo thống kê, số liệu không bị lạc hậu. Ngoài danh mục 600 ảnh VNREDSat-1 đã được xây dựng danh mục trong khuôn khổ đề tài, đề xuất xây dựng danh mục dữ liệu ảnh VNREDSat-1dựa trên cơ sở các thông tin chiết xuất cho tất cả cảnh ảnh còn lại đã có đến thời điểm hiện tại.

Nguồn: most.gov.vn