Nghiên cứu kết hợp ảnh viễn thám quang học và Radar thành lập bản đồ chuyên đề quân sự hỗ trợ đánh giá địa hình lãnh thổ Việt Nam và vùng phụ cận phục vụ mục đích quốc phòng.

Mã đề tài  VT-UD.05/16-20
Hướng nghiên cứu  Ứng dụng công nghệ vũ trụ
Chủ nhiệm đề tài TS. Hoàng Minh Ngọc
Cơ quan chủ trì  Cục Bản đồ/Bộ Tổng Tham mưu - Bộ Quốc phòng
Thời gian  2016-2019
Mục tiêu đề tài - Xây dựng qui trình xử lý kết hợp giữa dữ liệu viễn thám quang học và Radar để cập nhật cơ sở dữ liệu địa lý, bản đồ chuyên đề quân sự.
- Thành lập nhanh các bản đồ chuyên đề quân sự (rapid map) trong các tình huống gấp để đánh giá địa hình.
Kết quả đạt được

1 Các sản phẩm chính của đề tài
Sản phẩm 1: Báo cáo về cơ sở lý thuyết, thực tiễn của việc ứng dụng radar kết hợp với ảnh quang học trong thành lập mô hình số địa hình, đánh giá biến động, thành lập bản đồ chuyên đề quân sự nhanh và CSDL địa lý quân sự.
Sản phẩm 2: Mô hình số bề mặt DSM với độ chính xác 5-10m và xây dựng bản đồ biến động địa hình với phạm vi tương đương 01 mảnh bản đồ địa hình tỷ lệ 1:50.000 (có đầy đủ đặc trưng của địa hình vùng núi, đồng bằng và phụ cận).
Sản phẩm 3: Qui trình xử lý ảnh radar và ảnh quang học thành lập các bản đồ chuyên đề quân sự nhanh (rapid map) trong các tình huống khẩn gấp để đánh giá địa hình.
Sản phẩm 4: CSDL địa lý và bản đồ chuyên đề quân sự phục vụ mục đích quốc phòng trên lãnh thổ Việt Nam và vùng phụ cận.
2. Những đóng góp của đề tài
Nghiên cứu một cách hệ thống các kỹ thuật xử lý ảnh quang học và Radar, đặc biệt là Radar giao thoa InSAR để xây dựng mô hình số bề mặt và thuật toán Radar giao thoa vi phân DinSAR để xác định sự thay đổi của địa hình một cách hệ thống sẽ hỗ trợ hiệu quả cho việc đánh giá nhanh địa hình, loại bỏ những nhận định chủ quan thiếu tính thống nhất.
Góp phần hoàn thiện phương pháp luận, cơ sở khoa học của việc ứng dụng viễn thám trong phục vụ các nhiệm vụ đặc thù quân sự. Hỗ trợ cho công tác đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao về công nghệ Viễn thám tại đơn vị chủ quản (Cục Bản đồ/BTTM) và Ngành ĐHQS.
3. Đánh giá hiệu quả của đề tài
Thực tế khi áp dụng các kết quả nghiên cứu của đề tài vào nhiệm vụ sản xuất tư liệu địa hình phục vụ các nhiệm vụ quốc phòng của Cục Bản đồ và Công ty TNHH MTV Trắc địa Bản đồ đã đẩy nhanh đáng kể về thời gian và giảm chi phí sản xuất.
Các kết quả nghiên cứu của đề tài đã tham gia vào nâng cao năng lực cho cán bộ, nhân viên kỹ thuật của các đơn vị nghiên cứu và sản xuất; hỗ trợ công tác đào tạo sinh viên, học viên cao học, NCS tại các cơ sở đào tạo chuyên ngành như Đại học Mỏ Địa chất, Đại học Khoa học tự nhiên/ĐHQG Hà Nội, Học viện Kỹ thuật quân sự/BQP và Đại học Tài nguyên Môi trường/Bộ TNMT.
Cập nhật CSDL địa lý quân sự dựa trên qui trình kết hợp ảnh viễn thám quang học và Radar có tính thực tiễn cao, phù hợp với xu hướng phát triển của khoa học vũ trụ Việt Nam và trang thiết bị, công nghệ hiện có. Trong đó, giải đoán đối tượng địa lý ảnh hưởng rất lớn tới kết quả, lựa chọn thuật toán liên quan để giải đoán tự động và bán tự động các đối tượng địa lý phục vụ cập nhật CSDL địa lý và bản đồ chuyên đề quân sự sẽ hỗ trợ cho quá trình giải đoán, giảm thiểu sai sót chủ quan, đáp ứng kịp thời những yêu cầu của nhiệm vụ quốc phòng.
Nghiên cứu chiết xuất từ CSDL địa lý quân sự để thành lập các bản đồ chuyên đề quân sự phục vụ mục đich quốc phòng trên lãnh thổ Việt Nam và vùng phụ cận đặc biệt có ý nghĩa trong bối cảnh tình hình mới hiện nay, thế giới đa cực luôn tiềm ẩn những biến động khó lường, những xung đột phi truyền thống, đòi hỏi các lực lượng vũ trang mà Quân đội và Công an là nòng cốt không được bất ngờ trong mọi tình huống nhằm bảo vệ vững chắc Tổ quốc Việt Nam XHCN.
Đặc biệt trong các hoạt động quân sự, quốc phòng, nhằm hỗ trợ ra quyết định của người chỉ huy, việc nghiên cứu, thành lập các bản đồ chuyên đề dựa trên các nhu cầu của từng quân binh chủng, ngành, đơn vị có ý nghĩa rất lớn trong quá trình huấn luyện, sẵn sàng chiến đấu và chiến đấu của Quân đội, cả trong thời bình lẫn thời chiến để không bị bất ngờ trong mọi tình huống, đáp ứng yêu cầu nhiệm vụ trong tình hình mới.

4. Bài báo và sách chuyên khảo đã công bố
4.1 Bài báo khoa học
1. Hoàng Minh Ngọc, Phạm Thanh An, 2018, Kết hợp tư liệu viễn thám quang học và rađa trong nghiên cứu, đánh giá địa hình phục vụ mục đích quân sự, Tạp chí Khoa học quân sự, sô 12 (12/2018), ISSN 1859-0101.
2. Phạm Xuân Hoàn, Lê Đại Ngọc, 2019, Nghiên cứu thành lập mô hình số độ cao bằng công nghệ radar giao thoa, sử dụng ảnh vệ tinh ALOS PALSAR và ALOS2, Tạp chí Tài nguyên&Môi trường, số 19 (297), tháng 10-2018, ISSN: 1859-1477.
4.2 Bài đăng trong kỷ yếu Hội nghị, Hội thảo khoa học
1. Phạm Xuân Hoàn, Lê Đại Ngọc, 2018, Nghiên cứu công nghệ Radar giao thoa phục vụ nghiên cứu địa hình, Tuyển tập báo cáo Hội nghị khoa học, công nghệ toàn quốc ngành Đo đạc và Bản đồ. Nhà xuất bản Tài nguyên – Môi trường và Bản đồ Việt Nam.
2. Nguyễn Thị Lan Phương, 2018, Nghiên cứu giải pháp chiết tách thông tin từ ảnh radar phục vụ cập nhật cơ sở dữ liệu nền địa lý và bản đồ địa hình, Tuyển tập báo cáo Hội nghị khoa học, công nghệ toàn quốc ngành Đo đạc và Bản đồ. Nhà xuất bản Tài nguyên – Môi trường và Bản đồ Việt Nam.
3. Phạm Xuân Hoàn, Lê Thị Kim Dung, 2018, Ứng dụng công nghệ bay chụp và xử lý ảnh UAV: Hiện trạng và hướng phát triển, Tuyển tập báo cáo Hội nghị khoa học, công nghệ toàn quốc ngành Đo đạc và Bản đồ. Nhà xuất bản Tài nguyên – Môi trường và Bản đồ Việt Nam.
4. Phạm Xuân Hoàn, Applicatin of Collection and Processing UAV data: the Problems and Trend to Resolve, FIG Tuần làm việc (FIG Working week) 2019 Hiệp đoàn Trắc địa Thế giới, Hà Nội, tháng 4/2019.
5. Các bài báo, báo cáo tham luận trong Tập báo cáo Hội thảo khoa học Ứng dụng công nghệ Viễn thám phục vụ mục đích quốc phòng an ninh, Thanh Hóa, tháng 6,2018.
4.3 Bài báo khoa học đăng trong Thông tin Địa hình quân sự (cấp phát cho toàn quân sử dụng)
1. Lê Đại Ngọc, 2017, Kỹ thuật tạo lập DTM từ DSM bằng phần mềm Global Mapper và PIX4D Mapper, số 1, 2017.
2. Lê Đại Ngọc, 2017, Đánh giá chất lượng mô hình số bề mặt (DSM) của Intermap khu vực Việt Nam và lân cận, số 1, 2017.
3. Hoàng Minh Ngọc, 2017, Kỹ thuật viễn thám radar giao thoa trong thành lập mô hình số độ cao, số 2, 2017.
4. Phạm Xuân Hoàn, Nguyễn Doãn Tùng, 2017, Nghiên cứu qui trình nắn chỉnh hình học ảnh vệ tinh SPOT6, SPOT7 sử dụng mô hình đa thức hữu tỷ (RPC), số 4, 2017.
5. Lê Đại Ngọc, 2018, Cơ sở lý thuyết kỹ thuật giao thoa vi phân DinSAR phục vụ xác định sự thay đổi địa hình, số 3, 2018.
6. Nguyễn Thị Lan Phương, 2018, Nghiên cứu phương pháp chiết tách thông tin từ ảnh radar và ảnh tổ hợp tạo từ ảnh radar phục vụ cập nhật cơ sở dữ liệu nền địa lý và bản đồ, số 3, 2018.
7. Nguyễn Thị Lan Phương, 2018, Giải pháp theo dõi biến động sạt lở địa hình bằng dữ liệu viễn thám đa tầng, đa phân giải và đa thời gian, số 4, 2018.
8. Nguyễn Thị Lan Phương, 2019, Giải pháp thành lập nhanh bản đồ chuyên đề theo dõi biến động lớp phủ bề mặt giữa hai thời điểm trên cơ sở ứng dụng công nghệ bản đồ số, viễn thám và GIS, số 1, 2019.
5. Đào tạo
1. Hoàng Văn Tùng, 2018, Ứng dụng GIS trong xây dựng cơ sở dữ liệu hạ tầng đô thị phục vụ giảm thiểu tai biến ngập lụt, Luận văn Thạc sỹ khoa học địa lý, chuyên ngành Bản đồ, Viễn thám và Hệ thông tin địa lý, mã số 60440214, Trường Đại học Khoa học tự nhiên/Đại học Quốc gia Hà Nội.
2. Hoàng Văn Anh, 2018, Nghiên cứu xây dựng quy trình thành lập bản đồ 3D bằng công nghệ UAV kết hợp quét laser mặt đất, Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật trắc địa – bản đồ, mã số 8520503, Trường Đại học Mỏ -Địa chất.
3. Lê Văn Mạnh, 2019, Nghiên cứu qui trình xây dựng cơ ở dữ liệu GIS phục vụ huấn luyện, diễn tập trong Quân đội, lấy ví dụ tại khu vực giáp ranh Hà Nội, Hòa Bình, Luận văn Thạc sỹ khoa học địa lý, chuyên ngành Bản đồ, Viễn thám và Hệ thông tin địa lý, mã số 8440211.01, Trường Đại học Khoa học tự nhiên/Đại học Quốc gia Hà Nội.
6. Chuyển giao công nghệ
1. Qui trình kết hợp ảnh Radar và quang học đa tầng thành lập bình đồ ảnh phục vụ cập nhật, chỉnh lý bản đồ cho Công ty TNHH MTV Trắc địa bản đồ phục vụ nhiệm vụ sản xuất quốc phòng thường xuyên.
2. Kỹ thuật xử lý ảnh Radar cho Công ty TNHH MTV Trắc địa bản đồ phục vụ nhiệm vụ sản xuất quốc phòng thường xuyên; cho Cục B05/Bộ Công an phục vụ huấn luyện, chuyển giao công nghệ, đào tạo nguồn nhân lực.
3. Qui trình xây dựng, cập nhật CSDL địa lý quân sự từ dữ liệu ảnh viễn thám đa tầng, đa thời gian cho các Phòng, Ban Bản đồ trong toàn quân phục vụ nhiệm vụ tham mưu và bảo đảm địa hình tại các đơn vị.
4. Các kết quả nghiên cứu của đề tài cho Trung tâm Đào tạo nghiệp vụ Địa hình quân sự hỗ trợ công tác nghiên cứu, giảng dạy, đào tạo nhân viên hệ trung cấp bản đồ toàn quân.
7. Kết quả của đề tài được lưu trữ tại
- Trung tâm Tin học và Tính toán/Viện Hàn lâm KHCN Việt Nam;
- Trung tâm Thông tin - Tư liệu/Viện Hàn lâm KHCN Việt Nam;
- Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ quốc gia/Bộ KH&CN.
- Thư viện Quốc gia.
- Văn phòng Chương trình KHCN Vũ trụ, Viện Hàn lâm KHCN Việt Nam.