[Hỏi & Đáp] Vệ tinh nông lâm nghiệp phóng thành công sẽ được sử dụng như thế nào, từ dự báo mùa vụ đến dịch vụ cá thể hóa cho nông hộ?

Đã hơn nửa tháng kể từ khi vệ tinh nông lâm nghiệp bay vào vũ trụ(7tính đến ngày 23tháng 7). Trong giới nông nghiệp, kỳ vọng rất lớn rằng đây sẽ là khởi đầu của chính sách nông nghiệp khoa học, nhưng nông dân vẫn chưa thực sự cảm nhận rõ điều đó. Và chắc hẳn cũng không ít người thắc mắc liệu vệ tinh nông lâm nghiệp có thực sự có thể mang lại nhiều thay đổi cho nền nông nghiệp của chúng ta hay không. Vì vậy, Báo Công nghệ Nông nghiệp Hàn Quốc đã tìm hiểu về việc ứng dụng vệ tinh nông lâm nghiệp thông qua phỏng vấn bằng văn bản với các nhân viên của Trung tâm Vệ tinh Nông nghiệp thuộc Viện Khoa học Nông nghiệp Quốc gia, Cục Phát triển Nông thôn, đơn vị đang chủ động xử lý dữ liệu vệ tinh nông lâm nghiệp.

Q. Vệ tinh nông lâm nghiệp khác gì so với các vệ tinh hiện có.
A. Đây là vệ tinh quan sát chuyên dụng cho nông nghiệp và lâm nghiệp do Cục Phát triển Nông thôn, Cơ quan Lâm nghiệp Hàn Quốc và các đơn vị khác thúc đẩy triển khai. Bề rộng dải quan sát là 120㎞, rộng hơn vệ tinh lãnh thổ quốc gia có dải quan sát 12~16㎞. Chu kỳ chụp lặp lại là 3ngày, ngắn hơn so với Sentinel-2(10ngày) của Cơ quan Vũ trụ châu Âu, vệ tinh Landsat8(16ngày) của Cơ quan Khảo sát Địa chất Mỹ và vệ tinh lãnh thổ quốc gia(4~5ngày). Độ phân giải không gian cũng là ảnh màu 5m. Vệ tinh lãnh thổ quốc gia là ảnh đen trắng 0.5m và ảnh màu 2m.

Q. Giá trị của vệ tinh nông lâm nghiệp là gì.
A. Đây là vệ tinh quốc gia duy nhất trong nước có thể chụp toàn bộ lãnh thổ trên quy mô toàn quốc mỗi 3ngày. Sentinel-2(Cơ quan Vũ trụ châu Âu) có tần suất chụp thấp hơn, còn vệ tinh này có thể chụp thường xuyên hơn 1.6lần. Dự kiến sẽ cung cấp miễn phí cho người dân các hình ảnh đã được hiệu chỉnh chính xác, nên có ý nghĩa ở chỗ vừa tạo hiệu quả kinh tế khi giảm chi phí mua ảnh vệ tinh cấp 5m, vừa bảo đảm chủ quyền dữ liệu. Ngoài ra, việc tận dụng dữ liệu được chụp dày đặc cũng được kỳ vọng sẽ có giá trị học thuật trong việc giải thích nhiều hiện tượng bề mặt khác nhau.

Q. Đối với các loại rau chủ lực như tỏi và hành tây, tình trạng dự báo mùa vụ thất bại hằng năm dẫn đến tiêu hủy tại vùng sản xuất và giá cả lên xuống lặp đi lặp lại, nên kỳ vọng vào việc khoa học hóa điều tiết cung cầu bằng thông tin từ vệ tinh nông lâm nghiệp là rất lớn.
A. Có thể sử dụng ảnh vệ tinh và AI để ước tính diện tích canh tác cây trồng và nắm bắt lượng cung tiềm năng. Ngoài ra, thông qua ảnh vệ tinh theo từng thời điểm, có thể cung cấp dày đặc thông tin về diện tích xuất hàng và tỷ lệ xuất hàng của cây trồng theo từng thửa, qua đó hỗ trợ quản lý cung cầu, đồng thời có thể sản xuất thông tin giám sát sinh trưởng và tình hình mùa vụ của cây trồng dựa trên ảnh vệ tinh.
Vệ tinh sẽ quan sát chính xác đất nông nghiệp trong và ngoài nước từ nhiều góc độ. Trong nước, ngoài 42loại quan trắc cây trồng(diện tích canh tác 17loại, diện tích thu hoạch xuất hàng 4loại, sinh trưởng 14loại, năng suất 7loại), còn tạo ra dữ liệu đa chiều như 2loại biến động lớp phủ đất nông nghiệp, và 7loại về thiên tai nông nghiệp và tài nguyên nước.
Cụ thể, vệ tinh sẽ liên kết với mô hình phân loại AI để ước tính diện tích canh tác theo từng thửa đối với 17loại cây như lúa, đậu tương trồng ruộng lúa, ngô là cây vụ hè; lúa mì, cải thảo vụ đông, tỏi, hành tây, lúa mạch, IRG, hành lá, củ cải, cà rốt, bắp cải, cây ăn quả(táo·lê), v.v. Ngoài ra, vệ tinh còn phát hiện chính xác 4loại thiên tai như ngập úng·lũ lụt do biến đổi khí hậu ngày càng nghiêm trọng, đổ ngã, bệnh hại, sâu hại; cùng 3loại môi trường đất như độ ẩm đất, bốc thoát hơi nước và hạn hán nông nghiệp. Đồng thời, vệ tinh sẽ giám sát thời gian thực tình trạng mùa vụ của 11loại cây trồng ở Triều Tiên và 10loại cây như ngô, đậu tương, lúa mì tại các nước sản xuất ngũ cốc chủ chốt như Mỹ và Brazil.
 

Q. Dữ liệu khổng lồ đổ về mỗi 3 ngày sẽ được xử lý như thế nào.
A. Trung tâm Vệ tinh Nông nghiệp đã xây dựng trước một hệ thống vận hành có thể tự động hóa toàn bộ quá trình thu thập·xử lý·quản lý ảnh vệ tinh phù hợp với thời điểm phóng vệ tinh nông lâm nghiệp. Ngoài ra, trung tâm cũng đã xây dựng hạ tầng tính toán hiệu năng cao và lưu trữ cho xử lý ảnh quy mô lớn.
Vệ tinh nông lâm nghiệp được trang bị 5băng phổ thuận lợi cho việc phân biệt sinh trưởng của cây trồng và tài nguyên rừng, qua đó cung cấp nền tảng quan sát chính xác phù hợp với cơ cấu nông lâm nghiệp trong nước. Trong thời gian tới, khi nhận được ảnh cấp độ 1 từ Cơ quan Hàng không Vũ trụ, Trung tâm Vệ tinh Nông nghiệp sẽ tự động sản xuất ảnh vệ tinh nông lâm nghiệp(cấp độ 2) và ảnh chỉ số thực vật(cấp độ 3) thông qua hệ thống vận hành. Quá trình này dự kiến sẽ được xử lý trong vòng 1ngày sau khi nhận ảnh.
Trong giai đoạn vận hành ban đầu, trung tâm sẽ liên tục vận hành·kiểm tra hệ thống để cải thiện hiệu năng xử lý và độ ổn định, đồng thời từng bước tăng cường hiệu năng hệ thống và năng lực vận hành nhằm đáp ứng việc mở rộng dịch vụ và nhu cầu người dùng gia tăng trong tương lai.

Q. Tôi cho rằng cần có một ‘hệ thống khảo sát thực địa·đội ngũ kiểm chứng’ để xác nhận liệu hình ảnh do vệ tinh cung cấp có khớp với thực tế hiện trường hay không. Hệ thống kiểm chứng đo đạc thực tế cụ thể nhằm kết nối trơn tru dữ liệu vệ tinh từ cấp tỉnh xuống cấp thành phố/quận huyện để giảm sai số đang được xây dựng như thế nào.
A. Để quản lý chất lượng đối với các sản phẩm đầu ra cơ bản của vệ tinh nông lâm nghiệp là ảnh vệ tinh(cấp độ 2) và ảnh chỉ số thực vật(cấp độ 3), trung tâm sẽ liên tục đánh giá ảnh vệ tinh và cải thiện chất lượng bằng cách sử dụng dữ liệu đo đạc từ các điểm quan trắc mặt đất phục vụ kiểm định·hiệu chuẩn(lúa) đang vận hành tại 3địa điểm trên toàn quốc. Đồng thời, trung tâm sẽ mở rộng kiểm chứng sang nhiều loại cây trồng khác nhau, nâng cao quản lý chất lượng ảnh vệ tinh nông lâm nghiệp và từng bước mở rộng·xây dựng thêm các điểm quan trắc mặt đất phục vụ kiểm định·hiệu chuẩn.
Đối với cấp độ 4, kết quả phân tích ảnh vệ tinh sẽ được đánh giá bằng cách sử dụng dữ liệu khảo sát thực địa nông nghiệp do Bộ Nông nghiệp, Thực phẩm và Nông thôn, Cơ quan Dữ liệu Quốc gia, Cục Phát triển Nông thôn, Viện Kinh tế Nông thôn Hàn Quốc, Viện Tài chính Bảo hiểm Chính sách Nông nghiệp và các đơn vị khác thu thập. Trung tâm đã ký thỏa thuận hợp tác với các cơ quan liên quan để sử dụng dữ liệu thực địa nông nghiệp và sẽ nâng cao thông tin vệ tinh dựa trên dữ liệu tích lũy được. Ngoài ra, thông qua các khóa đào tạo của Trung tâm Phát triển Nguồn nhân lực Nông thôn thuộc Cục Phát triển Nông thôn, trung tâm sẽ tăng cường năng lực sử dụng thông tin vệ tinh cho cán bộ khuyến nông và công chức chuyên ngành nông nghiệp cấp thành phố/quận huyện, đồng thời xây dựng cơ chế có thể phản hồi kết quả phân tích.
 

Q. Kế hoạch cung cấp dịch vụ cho người dân để nông dân và chính quyền địa phương thực sự cảm nhận được là gì?
A. Nông dân sẽ có thể kiểm tra tình trạng sinh trưởng cây trồng trên nông trại của mình nhìn từ trên cao và thực hiện các biện pháp canh tác cần thiết. Tức là, khi nông dân chọn ‘thửa ruộng của tôi’ trên điện thoại thông minh hoặc PC, họ sẽ có thể nắm được tiến độ sinh trưởng thông qua hiện trạng sinh trưởng dựa trên ảnh vệ tinh và sự thay đổi chỉ số thực vật theo chuỗi thời gian. Khi dữ liệu được tích lũy, có thể so sánh ‘sinh trưởng năm nay so với năm ngoái thế nào, và trong cùng cánh đồng thì mức sinh trưởng của thửa ruộng của tôi ở mức nào’. Trước mắt, vào năm 2027, trung tâm sẽ triển khai thí điểm ưu tiên và lập kế hoạch dịch vụ đối với các thửa canh tác của nông dân trẻ, sau đó phản ánh ý kiến của họ để từng bước mở rộng dịch vụ thông tin canh tác từ năm 2028. Thông qua hệ thống dịch vụ thông tin vệ tinh nông nghiệp dành cho nông dân và chính quyền địa phương, trung tâm sẽ cung cấp hiện trạng sinh trưởng cây trồng để hỗ trợ quản lý nông trại và ứng phó với các bất thường sinh trưởng.
Chính quyền địa phương cũng sẽ có thể quản lý không gian thông tin canh tác theo từng thành phố/quận huyện trên nền bản đồ thông qua việc liên kết thông tin quan sát vệ tinh với hệ thống thông tin địa lý dựa trên web(GIS). Khi chính quyền địa phương chọn thành phố/quận huyện của mình trong hệ thống dịch vụ thông tin vệ tinh nông nghiệp, họ có thể quản lý diện tích canh tác theo từng loại cây trồng và hiện trạng sinh trưởng dưới dạng bảng điều khiển, và khi dữ liệu được tích lũy, họ có thể so sánh·phân tích hằng năm tình hình mùa vụ và phân bố không gian của các loại cây trồng được canh tác trong địa phương mình, qua đó đóng góp cho chính sách nông nghiệp địa phương chính xác hơn.

Q. Nông hộ mong muốn việc điều tra thiệt hại do thiên tai nông nghiệp được chính xác. Liệu có thể xây dựng các phương án để người dân cảm nhận được lợi ích trong phòng ngừa thiệt hại hoặc bồi thường sau thiên tai nông nghiệp bằng cách sử dụng thông tin vệ tinh hay không.
A. Sản xuất nông sản rất nhạy cảm với điều kiện thời tiết, và khi thiệt hại nông nghiệp do thời tiết bất thường xảy ra thường xuyên hơn, rủi ro quản lý của nông dân cũng gia tăng. Tuy nhiên, hiện nay việc đánh giá thiệt hại chủ yếu dựa vào khảo sát thực địa bằng mắt thường, nên khi thiên tai nông nghiệp xảy ra trên diện rộng thì việc điều tra hiện trường gặp nhiều khó khăn. Vì vậy, cần nâng cao hiệu quả phương thức đánh giá thiệt hại.
Theo đó, Viện Khoa học Nông nghiệp Quốc gia đã ký biên bản ghi nhớ hợp tác(MOU) với Viện Tài chính Bảo hiểm Chính sách Nông nghiệp vào tháng 12 năm ngoái nhằm hợp tác lẫn nhau trong quản lý rủi ro thiên tai nông nghiệp dựa trên dữ liệu. Theo thỏa thuận này, hai bên sẽ hợp tác khoa học hóa công tác kiểm tra hiện trường bảo hiểm chính sách nông nghiệp bằng ảnh vệ tinh và phát triển công nghệ đánh giá thiệt hại do thiên tai cây trồng.

Q. Các chuyên gia cho rằng độ phân giải 5m có thể phân biệt theo từng thửa nhưng còn hạn chế nếu muốn xác định cả những biến động sinh trưởng nhỏ bên trong thửa để đưa ra khuyến nghị bón phân, v.v.. Để khắc phục điều này, việc chuẩn bị nghiên cứu tích hợp kết hợp hữu cơ dữ liệu vệ tinh(vĩ mô)-drone(vi mô)-robot đồng ruộng(siêu vi mô) đang được tiến hành như thế nào.
A. Bằng cách sử dụng ảnh vệ tinh, trung tâm sẽ giám sát định kỳ trên diện rộng tình trạng sinh trưởng cây trồng theo từng thửa tại các vùng sản xuất tập trung để phát hiện bất thường sinh trưởng và chọn ra các thửa cần chẩn đoán chính xác hơn. Đối với các thửa được chọn do có bất thường sinh trưởng, nguyên nhân bất thường và diện tích thiệt hại sẽ được xác nhận thông qua ảnh drone và khảo sát thực địa. Thông qua hệ thống liên kết vệ tinh-drone-hiện trường(robot), trung tâm dự kiến hỗ trợ các khuyến nghị phù hợp với hiện trường như bón phân biến lượng và phòng trừ dịch hại.

Q. Trước khi bước vào thực hiện nhiệm vụ toàn diện từ năm 2027, có ý kiến cho rằng cần tăng cường nhân lực và mở rộng ngân sách. Đang chuẩn bị như thế nào.
A. Để chuẩn bị cho việc khai thác vệ tinh nông lâm nghiệp một cách toàn diện, vào tháng 5 năm 2024, Trung tâm Vệ tinh Nông nghiệp đã được thành lập mới trong Viện Khoa học Nông nghiệp Quốc gia(14 biên chế) và liên tục xây dựng nền tảng cho việc thu thập·xử lý·ứng dụng ảnh vệ tinh. 2027년부터 본격 운영되면 전국 단위 위성영상의 처리와 정책 지원을 위한 활용 산출물 생산·dịch vụ, lập kế hoạch vệ tinh tiếp theo, ngân sách và quản lý dự án sẽ cần thêm nhân lực chuyên môn.
Ngoài ra, để bảo đảm vệ tinh nông lâm nghiệp thực hiện nhiệm vụ và chuyển giao suôn sẻ, trung tâm sẽ thảo luận với các bộ ngành liên quan để thúc đẩy phát triển vệ tinh tiếp theo và nỗ lực 확보 ngân sách liên quan. Việc tăng cường nhân lực để đảm nhận khối lượng công việc ngày càng mở rộng như khai thác và quan sát vệ tinh nông lâm nghiệp toàn diện, thực hiện nhiệm vụ mới và thúc đẩy vệ tinh tiếp theo là rất cấp bách, nên trung tâm sẽ thúc đẩy tăng biên chế.

Q. Vệ tinh nông lâm nghiệp là dự án phối hợp đa bộ ngành với Cơ quan Hàng không Vũ trụ và Cơ quan Lâm nghiệp Hàn Quốc. Cơ chế quản trị và hợp tác để thúc đẩy chia sẻ dữ liệu và sử dụng chung một cách suôn sẻ đang được điều phối như thế nào?
A. Cục Phát triển Nông thôn đang xây dựng·vận hành cơ chế quản trị để việc chia sẻ dữ liệu và sử dụng chung có thể diễn ra suôn sẻ trong toàn bộ quá trình vận hành và khai thác vệ tinh nông lâm nghiệp. Trước hết, Cục Phát triển Nông thôn(Trung tâm Vệ tinh Nông nghiệp) và Cơ quan Hàng không Vũ trụ(Trung tâm Vận hành Vệ tinh Quốc gia) đã xây dựng cơ chế hợp tác công việc để bảo đảm vận hành ổn định cho việc thu nhận và điều khiển vệ tinh cỡ trung thế hệ mới số 4, và đang chuẩn bị vận hành vệ tinh. Cục Phát triển Nông thôn và Cơ quan Lâm nghiệp Hàn Quốc cũng đang liên tục thúc đẩy hợp tác thực vụ thông qua hội đồng nghiên cứu·vận hành vệ tinh nông lâm nghiệp, như xây dựng quy định vận hành chung, đồng phát triển và chia sẻ thuật toán tiền xử lý để sản xuất ảnh vệ tinh, cũng như lập kế hoạch chụp ảnh.
Ngoài ra, khi xảy ra thảm họa·thiên tai nông nghiệp, ba cơ quan đã xây dựng cơ chế hợp tác có thể nhanh chóng 확보 ảnh thông qua chụp khẩn cấp và cùng phân tích·sử dụng. Trong thời gian tới, các bên sẽ tiếp tục tăng cường hợp tác liên bộ để mở rộng chia sẻ dữ liệu và sử dụng chung dựa trên vệ tinh nông lâm nghiệp, qua đó có thể ứng dụng vào nhiều hoạt động ứng phó thiên tai như phòng ngừa cháy rừng·sạt lở đất, giám sát hư hại đất nông nghiệp và hỗ trợ chính sách trong lĩnh vực nông lâm nghiệp.

Q. Một số ý kiến đề xuất thành lập tổ chức dự án dài hạn để thúc đẩy nghiên cứu nhiều năm và đào tạo nhân lực nòng cốt, ông/bà nghĩ sao về điều này.
A. Hiện nay, trung tâm đang thúc đẩy phát triển sản phẩm đầu ra ứng dụng ảnh vệ tinh và đào tạo nhân lực nòng cốt dựa trên hoạt động phát triển công nghệ ứng dụng ảnh vệ tinh(R&D) và nhóm người dùng thông tin vệ tinh nông nghiệp.
Trước hết, thông qua dự án ‘Phát triển công nghệ ứng dụng ảnh vệ tinh cho quan trắc nông nghiệp dựa trên dữ liệu(2026~2030)’ R&D, trung tâm dự kiến phát triển các sản phẩm ứng dụng vệ tinh nông nghiệp và nâng cao thuật toán. Trong các lĩnh vực như diện tích canh tác·xuất hàng cây trồng, sinh trưởng, thiên tai nông nghiệp, đất nông nghiệp và phát triển hệ thống thông tin vệ tinh, các nhà nghiên cứu từ giới công nghiệp·học thuật·viện nghiên cứu sẽ thực hiện các đề tài R&D và thành lập nhóm nghiên cứu để tham gia nhiều năm, qua đó đào tạo nhân lực nghiên cứu vệ tinh nông nghiệp.
Đồng thời, trung tâm cũng tập trung vào việc lan tỏa kết quả nghiên cứu thông qua cơ chế hợp tác lấy người dùng làm trung tâm. Để tiếp nhận các nhu cầu đa dạng từ thực tiễn và xây dựng hệ thống dịch vụ, ứng dụng thông tin vệ tinh nông nghiệp dựa trên yêu cầu người dùng, vào tháng 5 vừa qua, trung tâm đã ra mắt·vận hành ‘Nhóm người dùng thông tin vệ tinh nông nghiệp’. Thông qua đó, trung tâm sẽ thúc đẩy hình thành hệ sinh thái công nghiệp liên quan đến vệ tinh nông nghiệp và mở rộng nền tảng nhân lực chuyên môn.

Q. Trong giai đoạn kiểm chứng hiệu năng và hiệu chuẩn sắp tới, nhiệm vụ kỹ thuật được chú trọng nhất là gì.
A. Nhiệm vụ kỹ thuật được chú trọng nhất là sản xuất và chuẩn hóa ảnh vệ tinh nông lâm nghiệp thông qua tiền xử lý và hiệu chuẩn ảnh thô của vệ tinh nông lâm nghiệp. Trong giai đoạn vận hành ban đầu, trung tâm sẽ kiểm chứng kỹ lưỡng hiệu năng của thiết bị gắn trên vệ tinh(camera) và tối ưu hóa thuật toán hiệu chuẩn để chuẩn bị cho việc sản xuất ảnh vệ tinh ổn định.
Ngoài ra, để quản lý chất lượng ảnh vệ tinh nông lâm nghiệp, trung tâm sẽ liên tục đánh giá ảnh vệ tinh và cải thiện chất lượng bằng cách sử dụng dữ liệu quan trắc từ các điểm quan trắc mặt đất phục vụ kiểm định·hiệu chuẩn đang vận hành tại 3địa điểm trên toàn quốc. Đồng thời, trung tâm có kế hoạch từng bước mở rộng xây dựng các điểm quan trắc mặt đất phục vụ kiểm định·hiệu chuẩn để mở rộng kiểm chứng trên nhiều loại cây trồng và nâng cao hơn nữa công tác quản lý chất lượng ảnh.

Q. Tương lai của nông nghiệp sẽ thay đổi ra sao nhờ việc phóng thành công vệ tinh nông lâm nghiệp.
A. Vệ tinh giờ đây có thể thường xuyên quan sát toàn bộ đất nông nghiệp trên cả nước theo từng thửa. Nếu trước đây là khảo sát thực địa dựa trên mẫu, thì trong tương lai sẽ chuyển sang điều tra toàn diện dựa trên vệ tinh, và lịch sử quan sát theo từng thửa được tích lũy liên tục sẽ trở thành nền tảng dữ liệu cốt lõi cho chuyển đổi số trong nông nghiệp.
Bằng cách sử dụng dữ liệu tích lũy của cùng một thửa, có thể so sánh với mức sinh trưởng trung bình nhiều năm và phân tích chính xác hơn các bất thường sinh trưởng cũng như biến động mùa vụ; dữ liệu càng tích lũy thì mức độ hỗ trợ quản lý canh tác cá thể hóa và ra quyết định canh tác phản ánh đặc tính từng thửa càng được nâng cao. Các trung tâm công nghệ nông nghiệp cấp thành phố·quận huyện và các doanh nghiệp tư vấn canh tác tư nhân sẽ cung cấp dịch vụ hỗ trợ canh tác cá thể hóa sử dụng thông tin vệ tinh, và dựa trên dữ liệu tích lũy, dịch vụ này sẽ được mở rộng sang nhiều dịch vụ canh tác số khác nhau như chẩn đoán sinh trưởng cây trồng, quản lý canh tác và tư vấn hiện trường.