1. Cơ sở pháp lý đề xuất: - Luật Đa dạng sinh học năm 2008;- Luật Khoáng sản năm 2010;- Luật Tài nguyên nước 2012;- Luật Đất đai năm 2013;- Luật Bảo vệ môi trường năm 2014;- Luật Đo đạc và bản đồ năm 2018;- Luật Phòng, chống thiên tai năm 2013;- Nghị quyết số 24-NQ/TW ngày 3/6/2013 Hội nghị Trung ương 7 khóa XI về chủ động ứng phó với biến đổi khí hậu, tăng cường quản lý tài nguyên và bảo vệ môi trường;- Quyết định số 1216/QĐ-TTg ngày 05 tháng 9 năm 2012 Thủ tướng Chính phủ đã phê duyệt Chiến lược bảo vệ môi trường quốc gia đến năm 2020, tầm nhìn đến năm 2030;- Nghị định số 03/2019/NĐ-CP ngày 04 tháng 01 năm 2019 của Chính phủ về hoạt động viễn thám;- Quyết định số 149/QĐ-TTg ngày 01 tháng 02 năm 2019 của Thủ tướng Chính phủ về việc phê duyệt Chiến lược phát triển viễn thám quốc gia đến năm 2030, tầm nhìn đến năm 2040;- Quyết định 2498/QĐ-UBND ngày 22 tháng 12 năm 2015 của Chủ tịch Uỷ ban nhân dân tỉnh Cao Bằng quyết định về việc thành lập công viên địa chất tỉnh CAO BẰNG;- Công văn số1982/UBND-CN ngày 02 tháng 8 năm 2021 của Chủ tịch Uỷ ban nhân dân tỉnh Cao Bằng về việc thực hiện công tác quản lý nhà nước về hoạt động khoáng sản trên địa bàn tỉnh.2 Tính cấp thiết của dự án: Công nghệ viễn thám ngày càng phát triển, đa dạng với nhiều loại thông tin, dữ liệu có tần suất cao, đa thời gian, đa độ phân giải, độ phủ rộng trên phạm vi lãnh thổ, thời gian truyền dữ liệu đạt tới gần thời gian thực; cho phép tiếp cận các vùng sâu, vùng xa, nguy hiểm mà con người khó hoặc không thể tiếp cận bằng các phương pháp truyền thống. Bên cạnh đó, với thế mạnh về tính khách quan, chính xác về địa hình địa vật, quan trắc và giám sát bề mặt trái đất với chi phí thấp, công nghệ viễn thám đã được ứng dụng phổ biến, hiệu quả trên thế giới để quan trắc, giám sát bề mặt trái đất. Đặc thù thông tin từ tư liệu viễn thám rất nhạy cảm và quan trọng, có liên quan chặt chẽ tới hoạt động kinh tế, chính trị, quốc phòng, an ninh nên cần thiết phải đẩy mạnh ứng dụng công nghệ viễn thám.Việc bảo vệ tài nguyên và bảo tồn di sản địa chất là nhiệm vụ qua trọng trong phát triển kinh tế xã hội. Những phương pháp truyền thống đã và đang thực hiện có những hạn chế, việc ứng dụng công nghệ cao vào theo dõi, quản lý giám sát, quản lý cảnh quan công viên địa chất toàn cầu Unesco Cao bằng là nhiệm vụ cấp thiết.Với những lý do nêu trên, việc triển khai ứng dụng công nghệ viễn thám hỗ trợ theo dõi, quản lý giám sát, quản lý cảnh quan công viên địa chất toàn cầu Unesco Cao bằng là hết sức cần thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn, góp phần nâng cao hiệu quả quản lý Nhà nước.3. Phương pháp luận và những nội dung thực hiện:Từ năm 2015, Ủy ban Quốc gia UNESCO thuộc Bộ Ngoại giao đã giới thiệu với tỉnh Cao Bằng mô hình phát triển bền vững của Công viên địa chất toàn cầu UNESCO. Lãnh đạo tỉnh, các ban ngành liên quan và cộng đồng địa phương đã cùng Ban thư ký của Ủy ban Quốc gia UNESCO và Tiểu ban Kỹ thuật về Công viên địa chất toàn cầu của Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản (VIGRM) đã triển khai trên thực tế các bước xây dựng Công viên địa chất quốc gia Non Nước Cao Bằng, mời các chuyên gia trong nước và quốc tế xây dựng hồ sơ và kết nối với Mạng lưới Công viên Địa chất Toàn cầu của UNESCO (GGN) để nhanh chóng hoàn chỉnh hồ sơ đệ trình UNESCO vào tháng 11 năm 2016. Trong năm 2017, Ủy ban Quốc gia UNESCO đã phối hợp cùng chính quyền tỉnh Cao Bằng và nhân dân địa phương tiến hành các bước bảo vệ thành công hồ sơ trước các cơ quan uy tín quốc tế, bao gồm nhóm Thẩm định Công viên địa chất toàn cầu và Hội đồng Công viên địa chất toàn cầu của UNESCO.Trước thực trạng này, việc nghiên cứu xây dựng công cụ hỗ trợ cho việc theo dõi, quản lý sự thay đổi về môi trường bằng công nghệ viễn thám là hết sức cần thiết, cấp bách, nhất là trong điều kiện hiện nay. Thuận lợi là tư liêụ viễn thám có nhiều tính ưu việt như: Độ trùm phủ không gian của tư liệu viễn thám là rất lớn; khả năng chụp lặp chủ động; độ phân giải phổ lớn; tư liệu viễn thám hiện đại được lưu ở dạng số rất thuận lợi cho việc áp dụng các phương pháp xử lý số trong phân tích chiết tách thông tin mặt đất. Khả năng giám sát định kỳ theo chu kỳ trên cùng một đối tượng cho phép xác định được diễn biến thay đổi của các đối tượng này. Ảnh Sentinel cũng là nguồn ảnh rất hữu hiệu. Với 13 kênh phổ, từ dải ánh sáng nhìn thấy và cận hồng ngoại đến dải hồng ngoại sóng ngắn với các độ phân giải không gian khác nhau, đầu thu đa phổ của Sentinel-2A mang lại khả năng giám sát mặt đất ở cấp độ chưa từng có. Sentinel-2 là vệ tinh quan sát Trái đất quang học đầu tiên có ba băng phổ nằm trong dải “rìa đỏ” (red edge), cung cấp thông tin quan trọng về trạng thái của thực vật.Đặc biệt, ảnh SPOT 5, 6, 7 và ảnh Vnredsat - 1 với khả năng chụp lặp (revisit time) và khả năng chụp lập thể là cơ sở hữu hiệu để chiết tách thông tin, xác định chính xác các dấu hiệu và khoanh định các lớp phủ bề mặt với độ chính xác cao. Với những lý do nêu trên, việc nghiên cứu, ứng dụng công nghệ viễn thám làm cơ sở trong việc hỗ trợ quản lý, bảo về cảnh quan môi trương công viên địa chất toàn cầu Unesco Cao Bằng là hết sức cần thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn, góp phần nâng cao hiệu quả quản lý Nhà nước nói chung và của Bộ Tài nguyên và Môi trường nói riêng. 4. Mục tiêu: - Theo dõi biến động, thay đổi hiện trạng bất thường về cảnh quan tự nhiên trong vùng vùng Công viên địa chất toàn cầu UNESCO Non nước Cao Bằng.- Kiểm chứng và đánh giá hiệu quả ứng dụng công nghệ viễn thám hỗ trợ công tác quản lý nhà nước về bảo tồn, phát huy giá trị CVĐC toàn cầu UNESCO Non nước Cao Bằng và đề xuất phương án bảo tồn, phát huy giá trị tổng thể các loại hình di sản trong CVĐC Non nước Cao Bằng. - Xây dựng được quy trình ứng dụng công nghệ viễn thám trong việc quản lý giám sát các tác động vào vùng Công viên địa chất toàn cầu UNESCO Non nước Cao Bằng.5. Nội dung, nhiệm vụ chính: - Chiết tách thông tin về lớp phủ bề mặt (Landsat/ Sentinel 2) lấy từ dữ liệu lớn Big Data lưu trữ trên điện toán đám mây bằng phương pháp tự động thông qua các chương trình được lập trình theo các mô hình hồi quy.- Chiết tách thông tin về lớp phủ bề mặt tại những nơi trọng điểm bằng ảnh phân giải cao Vnredsat1, Spot 6,7 để nâng cao độ chính xác. - Chiết tách thông tin về lớp phủ bề mặt bằng ảnh chụp từ thiết bị bay không người lái UAV tại những vùng không sử dụng được bằng ảnh viễn thám.- Xây dựng bộ cơ sở dữ liệu (CSDL) về lớp phủ bề mặt toàn tỉnh Cao Bằng, trong đó có các lớp thông tin được chiết tách từ ảnh Landsat 8 (Sentinel 2), ảnh vệ tinh phân giải cao và ảnh UAV (nếu cần thiết). Bộ CSDL này sẽ là nguồn thông tin phục vụ giám sát, quản lý về những thay đổi và được cập nhật đa thời gian để theo dõi diễn biến của toàn tỉnh Cao Bằng. - Cập nhật thông tin thay đổi trong công viên địa chất Cao Bằng vào CSDL và chuyển kết quả cho các cơ quan quản lý tỉnh Cao Bằng.CSDL về giám sát, quản lý về môi trường cảnh quan công viên địa chất Cao Bằng gồm: 7 lớp thông tin nền địa lý và ranh giới các lớp phủ bề mặt thuộc công viên địa chất Cao Bằng.Đánh giá hiệu quả phương pháp, chất lượng của quy trình công nghệ.Kết quả giám sát, quản lý cảnh quan công viên địa chất Cao Bằng bao gồm:+ Cơ sở dữ liệu;+ Hệ thống bảng biểu thống kê diện tích về lớp phủ bề mặt qua các thời kỳ;+ Trang thông tin điện tử.5. Kỹ thuật mới trong giám sát, quản lý cảnh quan công viên địa chất toàn cầu:- Kỹ thuật thu thập, xử lý ảnh viễn thám phân giải trung bình (Landsat 8 hoặc Sentinel 2) trên Big Data bằng công nghệ điện toán đám mây, sử dụng phương pháp tự động xử lý, chiết tách thông tin tự động một cách nhanh chóng về lớp phủ bề mặt toàn tỉnh Cao Bằng; - Kỹ thuật phân loại, giải đoán, chiết tách, phân tích thông tin dựa trên biến động đối tượng trên bề mặt theo chuỗi thời gian cũng như biến động cảnh quan với sự xuất hiện của các loại hình hiện trạng sử dụng đất do con người xây dựng; - Kỹ thuật chụp ảnh và xử lý ảnh UAV hỗ trợ nâng cao độ chính xác khi kết hợp ảnh viễn thám;- Kỹ thuật phân tích thông tin, chiết tách thông tin cần thiết trên ảnh UAV;- Kỹ thuật xử lý tài liệu, bản đồ nền quy hoạch, văn bản pháp luật liên quan đến quản lý, bảo vệ cảnh quan công viên địa chất toàn cầu UNESCO Cao Bằng; - Kỹ thuật sử dụng công nghệ GIS để tích hợp và cập nhật kết quả đến quản lý, bảo vệ cảnh quan công viên địa chất toàn cầu UNESCO Cao Bằng - Kỹ thuật lập trình phần mềm và cập nhật kết quả trên trang thông tin điện tử phục vụ đến quản lý, bảo vệ cảnh quan công viên địa chất toàn cầu UNESCO Cao Bằng 6. Công nghệ chính: Quy trình công nghệ ứng dụng ảnh viễn thám trong việc theo dõi, quản lý cảnh quan công viên địa chất tỉnh Cao Bằng. - Sử dụng ảnh viễn thám vệ tinh có phân giải trung bình (ảnh Landsat 8 hoặc Sentinel 2) cho việc phân tích, chiết xuất thông tin về phủ bề mặt trên diện rộng. Với những loại ảnh được sử dụng miễn phí có thể thu thập dể dàng và ứng dụng các thuật toán thiết lập công cụ chiết suất các vùng phủ trên ảnh sẽ thực hiện trên diện tích bao phủ rộng và đưa ra thông tin nhanh chóng, được cập nhật nhiều lần với tần suất theo yêu cầu cho việc giám sát thường xuyên.- Sử dụng ảnh viễn thám phân giải cao (ảnh Vnredsat-1 hoặc ảnh Spot 6,7 ...) có độ phân giải tới 2,5m hoặc 1,5m để xác định diễn biến tại những vùng mà ảnh viễn thám phân giải trung bình không phân biệt được rõ. - Thiết kế bay chụp ảnh bằng thiết bị bay không người lái (UAV) tại những khu vực không sử dụng được bằng ảnh viễn thám, trong các trường hợp sau:7. Phạm vi thực hiện: Hình 5: Sơ đồ ảnh Sentinel 2 phủ trùm tỉnh Cao Bằng Hình 6: Sơ đồ ảnh Sentinel 2 phủ trùm tỉnh công viên Non Nước tỉnh Cao Bằng Hình 7: Sơ đồ ảnh VNREDSat-1 phủ trùm tỉnh Cao Bằng Hình 8: Sơ đồ ảnh VNREDSat-1 phủ trùm công viên Non Nước tỉnh Cao BằngHình 9: Sơ đồ ảnh SPOT 6,7 phủ trùm tỉnh Cao Bằng Hình 9: Sơ đồ ảnh SPOT 6,7 phủ trùm công viên Non Nước tỉnh Cao Bằng 8. Sản phẩmCơ sở dữ liệu giám sát, quản lý cảnh quan công viên địa chất toàn cầu Unesco Cao bằng: Cơ sở dữ liệu nền tổng hợp từ bản đồ và các tài liệu liên quan.Báo cáo đánh giá về cảnh quan công viên địa chất toàn cầu Unesco Cao bằng: các số liệu về diễn biến lớp phủ bề mặt qua các thời kỳ phân tích ảnh viễn thám.Quy trình ứng dụng công nghệ viễn thám quang học trong việc theo dõi, quản lý giám sát, quản lý cảnh quan công viên địa chất toàn cầu Unesco Cao bằng.9. Dự kiến hiệu quả về kinh tế - xã hội và môi trường: a) Khả năng của ảnh viễn thám cho mục đích quản lý, bảo vệ cảnh quan công viên địa chất toàn cầu UNESCO Cao Bằng- Tần suất thu nhận của ảnh viễn thám là thường xuyênChu kỳ lặp quỹ đạo Vnredsat1 là 13 ngày, nhưng khả năng chụp lặp một vị trí trên Trái đất là 3 ngày/lần với góc nghiêng của long kinh vệ tinh là 32 độVệ tinh sẽ liên lạc và chuyển dữ liệu về Trái đất là 2 lân/ngày và tối đa là 4 lần/ngày- Độ phân giải ảnh viễn thám: ngày càng có nhiều ảnh phân giải caoVnredsat1 phân giải 2,5mSpot6,7 phân giải 1,5 mQuickbird phân giải 0,5 mWorld view phân giải 0,5 mUAV phân giải 5cm và nhỏ hơn - Độ bao phủ: rất rộngVnredsat1 độ phủ 15km x 15kmSpot 6,7 độ phủ 60km x 60kmỨng dụng khả năng chụp ảnh viễn thám trong giám sát, quản lý cảnh quan công viên địa chất toàn cầu Unesco Cao bằng bằng chụp đa ảnh đang cho thấy những ưu thế vượt trội, nó cho thấy tiềm năng lớn để nâng cao tính chính xác và độ tin cậy của bằng quan sát hình ảnh vệ tinh thông qua khả năng chụp ảnh của vệ tinh. Mặc dù quá trình thu nhận ảnh cũng gặp phải những điều kiện khó khăn do điều kiện thời tiết, góc chụp… nhưng với khả năng chụp lặp, chụp đa ảnh tại một vị trí ở nhiều thời điểm khác nhau của vệ tinh đã đem lại những lợi ích to lớn trong theo dõi, quản lý giám sát, quản lý cảnh quan công viên địa chất toàn cầu Unesco Cao bằng nói riêng và trên thế giới nói chung, ở đây bao gồm các phương pháp tiếp cận nguồn ảnh vệ tinh khác nhau nhằm khai thác tối đa thời điểm thu nhận ảnh tại khu vực nghiên cứu. Do đó, để nhằm theo dõi, quản lý giám sát, quản lý cảnh quan công viên địa chất toàn cầu Unesco Cao bằng bằng cách tiếp cận nhiều nguồn ảnh khác nhau. Hiệu quả của các thuật toán hiện tại trong hiệu chỉnh ảnh sau khi thu nhận và cải tiến chất lượng ảnh, sau đó được phân tích và đánh giá bằng các hình ảnh từ xa đa nguồn, bao gồm hình ảnh có độ phân giải không gian cao (SPOT 5, 6, 7). Kết quả đã chứng minh rằng khả năng chụp lặp của ảnh viễn thám có thể cải thiện hiệu quả độ chính xác và ổn định của việc phân loại hình ảnh từ xa, thông qua khả năng phân tích cùng với nhiều thời kỳ ảnh sẽ đem lại hiệu quả cho công tác theo dõi, quản lý giám sát, quản lý cảnh quan công viên địa chất toàn cầu Unesco Cao bằng hiện nay tại Việt Nam và các ứng dụng khả năng chụp lặp ảnh viễn thám từ xa đóng một vai trò tích cực cho sự kết hợp của phân loại ảnh dự trên khả năng theo dõi thời gian qua các thời điểm.Hiện nay các ứng dụng ảnh vệ tinh trong các nghiên cứu về địa chất và tìm kiếm, ... ứng dụng khả năng chụp lặp của ảnh vệ tinh một mặt đem lại nhiều thông tin mới, kịp thời và nhanh chóng mà các phương pháp truyền thống khó hoặc không đạt được, mặt khác cho phép giảm đáng kể khối lượng công tác thăm dò - tìm kiếm và khảo sát ngoài thực địa, nhờ đó có thể rút ngắn thời gian khảo sát và tiết kiệm được nhiều công sức, tiền của, nhất là đối với những khu vực mà con người khó có thể tiếp cận được.b) Đối với kinh tế - xã hội - Tiết kiệm chi phí- Giảm sức người- Tiết kiệm thời gian- Kết quả trung thực, khách quan- Độ chính xác cao- Công nghệ hiện đại, mở ra công nghệ số trong đến quản lý, bảo vệ cảnh quan công viên địa chất toàn cầu UNESCO Cao Bằng c) Đối với môi trường: - Có quy hoạch tổng thể và chi tiết về quản lý, bảo vệ cảnh quan công viên địa chất toàn cầu UNESCO Cao Bằng;- Bảo tồn di sản phi vật thể về địa chất