Nghiên cứu chiết tách đất xây dựng và đất trồng thị xã đông triều tỉnh quảng ninh từ dữ liệu ảnh viễn thám
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.87 MB, 107 trang )
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
KHOA TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
----------------------
LƯU TRUNG HIẾU
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
“NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH ĐẤT XÂY DỰNG
VÀ ĐẤT TRỐNG THỊ XÃ ĐÔNG TRIỀU – TỈNH
QUẢNG NINH TỪ DỮ LIỆU ẢNH VIỄN THÁM”
HÀ NỘI - 2022
HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM
KHOA TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
----------------------
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
ĐỀ TÀI:
“NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH ĐẤT XÂY DỰNG
VÀ ĐẤT TRỐNG THỊ XÃ ĐÔNG TRIỀU – TỈNH
QUẢNG NINH TỪ DỮ LIỆU ẢNH VIỄN THÁM”
Người thực hiện
: LƯU TRUNG HIẾU
Lớp
: K62 - QLDDA
Khóa
: 62
Chuyên ngành
: QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI
Giảng viên hướng dẫn : ThS. NGUYỄN ĐỨC THUẬN
HÀ NỘI - 2022
LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hồn thành khóa luận tốt nghiệp
tại Học viện Nơng nghiệp Việt Nam, em đã nhận được vô vàn sự quan tâm giúp đỡ
và chỉ bảo tận tình của các thầy giáo, cô giáo trong khoa Quản lý đất đai cùng các
thầy giáo, cô giáo trong trường đã dạy dỗ và truyền đạt kiến thức cho em trong
những năm học qua. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến thầy Nguyễn
Đức Thuận đã tận tình giúp đỡ và trực tiếp hướng dẫn cho em trong suốt thời gian
thực tập vừa qua.
Em xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo UBND Phường Mạo Khê đã tạo
mọi điều kiện giúp đỡ em hồn thành khóa luận tốt nghiệp theo đúng nội dung và kế
hoạch được giao.
Khóa luận tốt nghiệp chắc chắn khơng tránh khỏi những sai sót, em rất mong
nhận được sự đóng góp, chỉ bảo của thầy cơ và các bạn để khóa luận được hồn
thiện hơn. Đây sẽ là những kiến thức bổ ích cho cơng việc sau này của em.
Cuối cùng em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình và bạn bè đã giúp đỡ, động
viên em trong suốt quá trình học tập và hồn thành khóa luận tốt nghiệp. Em xin
kính chúc q thầy cơ, cùng tồn thể các cơ chú, anh chị, bạn bè và gia đình ln
mạnh khỏe, hạnh phúc và đạt nhiều thành công trong cuộc sống.
Quảng Ninh, ngày ... tháng ... năm 2022
Sinh viên
Lưu Trung Hiếu
i
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. i
MỤC LỤC ................................................................................................................. ii
DANH MỤC VIẾT TẮT ........................................................................................... ii
DANH MỤC BẢNG................................................................................................. iv
DANH MỤC HÌNH ẢNH ..........................................................................................v
MỞ ĐẦU.....................................................................................................................1
1. Tính cấp thiết của đề tài ..........................................................................................1
2. Mục tiêu nghiên cứu ...............................................................................................2
3. Yêu cầu nghiên cứu.................................................................................................2
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU .........................................................................3
1.1. Tổng quan về Viễn thám ......................................................................................3
1.1.1. Khái niệm về Viễn thám ...................................................................................3
1.1.2. Nguyên lý cơ bản của viễn thám.......................................................................4
1.1.3. Vấn đề thu nhận và phân tích tư liệu viễn thám ...............................................5
1.1.4. Phương pháp xử lý thông tin viễn thám ............................................................5
1.1.5. Các hệ thống vệ tinh viễn thám phổ biến hiện nay ...........................................7
1.2. Cơ sở khoa học và các phương pháp chiết tách thông tin trong viễn thám .......13
1.2.1. Cơ sở khoa học chiết tách thông tin trong viễn thám………………………
16
1.2.2. Các phương pháp chiết tách thông tin viễn thám ...........................................35
1.3. Tình hình nghiên cứu chiết tách đất xây dựng và đất trống bằng ảnh chỉ số ....45
Chương 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...............................48
2.1. Đối tượng nghiên cứu ........................................................................................48
2.2. Phạm vi nghiên cứu ...........................................................................................48
2.3. Nội dung nghiên cứu ..........................................................................................48
2.3.1. Đặc điểm điều kiện tự nhiên, kinh tế và xã hội thị xã Đông Triều– tỉnh
Quảng Ninh ...............................................................................................................48
2.3.2. Đánh giá hiện trạng sử dụng đất thị xã Đông Triều- tỉnh Quảng
Ninh………48
ii
2.3.3. Chiết tách đất xây dựng và đất trống thị xã Đông Triều.................................48
2.4. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................................48
2.4.1. Phương pháp điều tra thu thập dữ liệu; Phương pháp lựa chọn điểm mẫu để
phân ngưỡng, phân loại và đánh giá độ chính xác....................................................48
2.4.2. Phương pháp tiền xử lý dữ liệu ảnh viễn thám ...............................................49
2.4.3. Phương pháp chiết tách đất xây dựng và đất trống từ ảnh viễn thám .............49
2.4.4. Phương pháp đánh giá độ chính xác ...............................................................50
2.4.5. Phương pháp xây dựng bản đồ .......................................................................51
2.4.6. Phương pháp phân tích thống kê.....................................................................51
Chương 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................52
3.1. Đặc điểm điều kiện tự nhiên, kinh tế và xã hội thị xã Đông Triều – tỉnh Quảng
Ninh ..........................................................................................................................52
3.1.1. Đặc điểm về điều kiện tự nhiên ......................................................................52
3.1.2. Đặc điểm về kinh tế - xã hội ...........................................................................56
3.2. Đánh giá hiện trạng sử dụng đất thị xã Đông Triều...........................................61
3.2.1. Đất nông nghiệp ..............................................................................................61
3.2.2. Đất phi nông nghiệp ........................................................................................63
3.2.3. Đất chưa sử dụng ............................................................................................56
3.3. Chiết tách đất xây dựng và đất trống .................................................................61
3.3.1. Dữ liệu sử dụng trong nghiên cứu ..................................................................64
3.3.2. Tiền xử lý tư liệu ảnh viễn thám .....................................................................66
3.3.3. Chiết tách đất xây dựng và đất trống. .............................................................68
3.3.4. Đánh giá các kết quả đạt được ........................................................................74
3.3.5. Xây dựng bản đồ phân bố đất xây dựng và đất trống thị xã Đông Triều ngày
08/04/2022 được xây dựng từ ảnh chỉ số NDBI .......................................................78
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ..................................................................................82
1. Kết luận .................................................................................................................82
2. Kiến nghị ...............................................................................................................82
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................84
PHỤ LỤC..................................................................................................................88
iii
DANH MỤC VIẾT TẮT
Chữ viết tắt
Chữ viết đầy đủ
GMS
Geostationary Meteorological Satellite
VNREDSat - 1
Vietnam Natural Resources Environment and Disaster monitoring Satellite-1
NASA
National Aeronautics and Space Administration
ERST
Earth Remote Sensing Satellite
OLI
Operational Land Imager
TIRS
Thermal Infrared Sensor
MSS
Multi Spectral Scanner
TM/ETM
Thematic Mapper/ Enhanced Thematic Mapper
HRV
High Resolution Visible imaging system
HIRS
High Resolution Infrared Radiometer Sounder
AVHRR
Advanced Very High Resolution Radiometer
NOAA
National Oceanic and Atmospheric Administration
GCPs
Ground Control Points
RGB
Red, Green, Blue
HIS
Hue- sắc, Intensity - cường độ, Saturation - mật độ
NDVI
Normalized Difference Vegetation Index
SAVI
Soil Adjusted Vegetation Index
NDBI
Normalised Difference Built – Up Index
UI
Index – Based Built – Up Index
EBBI
Enhanced Built-Up and Bareness Index
NDISI
Normalized Impervious Surface Index
MNDISI
Modified Normalized Difference Impervious Surface Index
GIS
Geographic Information System
GPS
Global Positoning System
IRS
Internal Revenue Service
iv
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1
Bảng 1.2
Bảng 1.3
Bảng 1.4
Bảng 1.5
Bảng 1.6
Bảng 1.7
Bảng 2.1
Bảng 3.1
Bảng 3.2
Bảng 3.3
Bảng 3.4
Bảng 3.5
Bảng 3.6
Bảng 3.7
Bảng 3.8
Bảng 3.9
Bảng 3.10
Bảng 3.11
Bảng 3.12
Bảng 3.13
Ưu, nhược điểm của hai phương pháp giải đoán ảnh vệ tinh....
Các thế hệ vệ tinh Landsat.........................................................
Đặc trưng của bộ cảm và độ phân giải không gian vệ tinh
Landsat………………………………………………………...
Các thế hệ vệ tinh SPOT………………………………………
Đặc trưng của bộ cảm và độ phân giải không gian vệ tinh
SPOT
Đặc trưng của bộ cảm và độ phân giải không gian vệ tinh
VNREDSat-1………………………………………………….
Ma trận sai số.............................................................................
Thang đánh giá độ tin cậy của chỉ số Kappa (𝛋𝛋)................................
Tốc độ tăng trưởng kinh tế thị xã Đông Triều giai đoạn 20152019……………………………………………………………
Cơ cấu kinh tế thị xã Đơng Triều giai đoạn 2015-2019.............
Tình hình phát triển dân số thị xã Đông triều giai đoạn 20152019............................................................................................
Hiện trạng sử dụng đất thị xã Đông Triều năm
2021.................
Thống kê số điểm điều tra của từng loại đất…………………..
Giá
trị
ρ λ,
L λ...........................................................................................................................
Ngưỡng chỉ số NDBI, UI, EBBI………………………………
Phân ngưỡng đất xây dựng, đất trống và đất khác.....................
Phân
loại
các
loại
hình
lớp
phủ………………………………...
Kết quả khóa giải đốn ảnh Landsat năm 2022.........................
Kết
quả
đánh
giá
độ
chính
xác…………………………………
Khả năng chiết tách đất xây dựng và đất trống..........................
Kết quả thống kê diện tích đất xây dựng và đất
trống................
v
7
8
9
10
11
13
43
51
56
56
58
61
65
67
68
69
69
70
73
76
77
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1.
Hình 1.2
Hình 1.3
Hình 1.4
Hình 1.5
Hình 3.1
Hình 3.2
Hình 3.3
Hình 3.4
Hình 3.5
Hình 3.6
Hình 3.7
Hình 3.8
Cơng nghệ viễn thám...................................................................
Ngun lý thu nhận hình ảnh trong viễn thám............................
Hình ảnh mơ phỏng VNREDSat-1..............................................
Ảnh chụp khu vực bờ Tây và bờ Đông tỉnh Thừa Thiên Huế từ
vệ tinh VNREDSat – 1................................................................
Vệ tinh Sentinel-1A (a), Sentinel-2A (b), Sentinel-3A (c)…….
Sơ đồ vị trí địa lý thị xã Đông Triều…………………………...
Biểu đồ cơ cấu hiện trạng sử dụng đất thị xã Đông Triều năm
2021............................................................................................
Sơ đồ phân bố các điểm điều tra………………………………...
Kết quả hiệu chỉnh khí quyển kênh 5 (a), 6 (b) và 7 (c); hiệu
chỉnh bức xạ kênh 10 (d)............................................................
Kết quả tính chỉ số NDBI (a), UI (b), EBBI (c).........................
Kết quả phân ngưỡng đất khác, đất trống và đất xây dựng của
ảnh phân ngưỡng chỉ số NDBI (a), UI (b), EBBI (c)..................
Kết quả gộp tệp mẫu....................................................................
Kết quả đánh giá độ chính xác tệp mẫu………………………..
Hình 3.9 Kết quả lọc nhiễu ảnh phân loại..................................................
Hình 3.10 . Kết quả tổ hợp màu (a); Kết quả chiết tách đất xây dựng và
đất trống của ảnh chỉ số NDBI (b), UI (c), EBBI (d) và phân
loại ảnh (e) cho khu vực có mật độ xây dựng dày tại phường
Đơng
Triều...........................................................................................
Hình 3.11 Kết quả tổ hợp màu (a); Kết quả chiết tách đất xây dựng và
đất trống của ảnh chỉ số NDBI (b), UI (c), EBBI (d) và phân
loại ảnh (e) cho khu vực có mật độ xây dựng thưa tại phường
Hồng
Phong..........................................................................................
Hình 3.12 Kết quả tổ hợp màu (a); Kết quả chiết tách đất xây dựng và đất
trống của ảnh chỉ số NDBI (b), UI (c), EBBI (d) và phân loại
ảnh (e) cho khu vực giao thơng tại xã Xn Sơn........................
Hình 3.13 Kết quả tổ hợp màu (a); Kết quả chiết tách đất xây dựng và đất
trống của ảnh chỉ số NDBI (b), UI (c), EBBI (d) và phân loại
ảnh (e) cho khu vực có hồ nước tại xã An Sinh………………..
Hình 3.14 Kết quả tổ hợp màu (a); Kết quả chiết tách đất xây dựng và đất
vi
3
4
12
12
16
52
62
65
67
68
69
71
71
72
74
74
74
75
75
trống của ảnh chỉ số NDBI (b), UI (c), EBBI (d) và phân loại
ảnh (e) cho khu vực đất nông nghiệp tại phường Đức
Chính......
Hình 3.15 Sơ đồ phân bố đất xây dựng và đất trống thị xã Đông Triều tỉnh
Quảng Ninh ngày 08/04/2022 được xây dựng từ ảnh chỉ số
NDBI
vii
79
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Đất đai là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá mà thiên nhiên đã ban tặng cho
con người. Đất đai là nền tảng để định cư và tổ chức các hoạt động kinh tế xã hội,
nó khơng chỉ là đối tượng lao động mà cịn là tư liệu sản xuất khơng thể thay thế
được. Trong khoảng 3 thập niên gần đây, cùng với sự phát triển của xã hội lồi
người, mơi trường trái đất nói chung hay việc sử dụng và khai thác các nguồn tài
nguyên đất đai nói riêng đã có nhiều biến đổi theo chiều hướng phát triển không
bền vững.
Xã hội phát triển, dân số tăng nhanh kéo theo những đòi hỏi ngày càng tăng
và tìm mọi cách để khai thác đất đai nhằm thỏa mãn những nhu cầu ngày càng tăng
đó. Bởi vậy đất đai, đặc biệt là đất nơng nghiệp với hạn chế về diện tích có nguy cơ
bị suy thoái dưới tác động của thiên nhiên, sự thiếu ý thức của con người trong quá
trình sản xuất và đặc biệt hơn nữa là q trình đơ thị hóa đang diễn ra mạnh mẽ.
Trước những áp lực đó, đất đai và các lớp phủ mặt đất thay đổi không ngừng cùng
với sự phát triển của xã hội. Đây là nguồn tài nguyên đặc biệt có thể khai thác sử
dụng nhưng không thể làm tăng thêm về mặt số lượng.
Một trong những khó khăn trong cơng tác quản lý đất đai là khi đánh giá
chuyển đổi mục đích sử dụng đất từ các loại đất khác sang đất ở, đặc biệt đối với
các khu vực có mức độ đơ thị hóa mạnh. Bởi vì, q trình đơ thị hóa khơng chỉ làm
gia tăng bề mặt khơng thấm mà cịn xuất hiện cả những mảnh đất trống trong đô thị
do các dự án “treo”, đất khai hoang, chuyển mục đích sử dụng nhưng chưa sử dụng,
bỏ hoang đất nông nghiệp. Lập bản đồ đất xây dựng và đất trống là nhiệm vụ quan
trọng vì sự có mặt của các đối tượng này là chỉ báo của mức độ phát triển đô thị
cũng như chất lượng môi trường. Một trong những phương pháp thường được sử
dụng trong lập bản đồ sử dụng đất đô thị là phân loại ảnh, nhưng khả năng phân biệt
được đất trống và đất xây dựng thường có độ chính xác khơng tốt vì tính phức tạp
của hành vi phản xạ phổ của các đối tượng thực vật, đất trống và đất xây dựng, đặc
biệt là những pixel hỗn hợp, nên phương pháp dùng ảnh chỉ số sẽ cho kết quả nhanh
1
chóng và hiệu quả hơn.
Với những lý do trên tác giả tiến hành nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu chiết
tách đất xây dựng và đất trống thị xã Đông Triều – tỉnh Quảng Ninh từ dữ liệu
ảnh viễn thám”.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Chiết tách đất xây dựng và đất trống thị xã Đông Triều – tỉnh Quảng Ninh từ
dữ liệu ảnh viễn thám bằng 2 phương pháp bao gồm phương pháp phân tích từ ảnh
chỉ số và phương pháp phân loại ảnh, qua đó đánh giá độ chính xác của các phương
pháp.
3. Yêu cầu nghiên cứu
- Công tác điều tra thu thập số liệu phải đúng hiện trạng, đảm bảo trung thực,
khách quan;
- Kết quả đánh giá chiết tách đất xây dựng và đất trống phải đảm bảo đầy đủ,
chính xác.
2
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1. Tổng quan về Viễn thám
1.1.1. Khái niệm về Viễn thám
Viễn thám (Remote sensing) được định nghĩa bằng nhiều từ ngữ khác nhau,
nhưng nói chung đều thống nhất theo quan điểm chung là “Khoa học và công nghệ
thu thập thông tin của vật thể mà khơng tiếp xúc trực tiếp với vật thể đó”. Định
nghĩa sau đây có thể coi là tiêu biểu: “Viễn thám là khoa học và cơng nghệ mà theo
đó các đặc tính đối tượng quan tâm được nhận diện, đo đạc, phân tích các tính chất
mà khơng có sự tiếp xúc trực tiếp với đối tượng” (Trần Hùng và cs, 2008). Đối
tượng trong định nghĩa này có thể hiểu là một đối tượng cụ thể, một vùng hay một
hiện tượng. Có nhiều định nghĩa khác nhau về viễn thám như:
Theo Nguyễn Khắc Thời (2011), viễn thám (Remote Sensing - RS) là một
khoa học và cơng nghệ mà nhờ nó các tính chất của vật thể quan sát được xác định,
đo đạc hoặc phân tích mà khơng cần tiếp xúc trực tiếp với chúng hay hiểu đơn giản
viễn thám là thăm dò từ xa về một đối tượng mà khơng có sự tiếp xúc trực tiếp với
đối tượng hoặc hiện tượng đó.
Hình 1.1. Công nghệ viễn thám
3
Có nhiều định nghĩa khác nhau về viễn thám như:
Theo Lê Văn Trung (2010): “Viễn thám được định nghĩa như là một khoa
học nghiên cứu các phương pháp thu nhận, đo lường và phân tích thơng tin của đối
tượng (vật thể) mà khơng có những tiếp xúc trực trực tiếp với chúng.” (Nguyễn
Xuân Trung Hiếu, 2013)
Tuy nhiên, mọi định nghĩa đều có nét chung và nhấn mạnh rằng viễn thám là
khoa học thu nhận từ xa các thông tin về các đối tượng, hiện tượng trên Trái Đất.
Về bản chất viễn thám là công nghệ nhằm xác định và nhận biết các đối
tượng hoặc các điều kiện môi trường thông qua các đặc trưng riêng về phản xạ hoặc
bức xạ điện từ. Tuy nhiên những năng lượng như từ trường, trọng trường cũng có
thể được sử dụng.
1.1.2. Nguyên lý cơ bản của viễn thám
Nguyên lý cơ bản của viễn thám đó là đặc trưng phản xạ hay bức xạ của các
đối tượng tự nhiên tương ứng với từng giải phổ khác nhau. Kết quả của việc giải
đốn các lớp thơng tin phụ thuộc rất nhiều vào sự hiểu biết về mối tương quan giữa
đặc trưng phản xạ phổ với bản chất, trạng thái của các đối tượng tự nhiên. Những
thông tin về đặc trưng phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên sẽ cho phép các nhà
chuyên môn chọn các kênh ảnh tối ưu, chứa nhiều thông tin nhất về đối tượng
nghiên cứu, đồng thời đây cũng là cơ sở để phân tích nghiên cứu các tính chất của
đối tượng, tiến tới phân loại chúng.
Hình 1.2. Nguyên lý thu nhận hình ảnh trong viễn thám
4
Giải đốn, tách lọc thơng tin từ dữ liệu ảnh viễn thám được thực hiện dựa
trên các cách tiếp cận khác nhau, có thể kể đến là:
- Đa phổ: Sử dụng nghiên cứu vật từ nhiều kênh phổ trong dải phổ nhìn thấy
đến sóng radar;
- Đa nguồn dữ liệu: Dữ liệu ảnh thu nhận từ các nguồn khác nhau ở các độ
cao khác nhau, như ảnh chụp trên mặt đất, chụp trên khinh khí cầu, chụp từ máy bay
trực thăng và phản lực đến các ảnh vệ tinh có người điều khiển hoặc tự động;
- Đa thời gian: Dữ liệu ảnh thu nhận vào các thời gian khác nhau;
- Đa độ phân giải: Dữ liệu ảnh có độ phân giải khác nhau về không gian, phổ
và thời gian;
- Đa phương pháp: Xử lý ảnh bằng mắt và bằng số.
1.1.3. Vấn đề thu nhận và phân tích tư liệu viễn thám
Năng lượng điện từ của ánh sáng sau khi truyền qua các cửa sổ khí quyển
tương tác với các đối tượng trên bề mặt Trái Đất và phản xạ lại để các thiết bị thu
của viễn thám có thể ghi nhận các tín hiệu đó. Q trình này có thể thực hiện qua 3
bước chính sau:
- Phát hiện: Việc phát hiện các thông tin là bước rất quan trọng, bao gồm
phát hiện về dải sóng, về cường độ và tính chất khác của nguồn năng lượng điện từ;
- Ghi tín hiệu: Các tín hiệu phát hiện được có thể ghi dưới dạng hình ảnh
hoặc các tín hiệu điện từ. Khi xử lý các tín hiệu dạng hình ảnh, một số kiểu phim
ảnh có phủ lớp nhạy cảm ánh sáng để phát hiện sự khác nhau của nguồn năng lượng
điện từ tạo nên hình ảnh khơng gian, cung cấp nhiều chi tiết trong khơng gian và có
thể hiệu chỉnh hình học dễ dàng. Năng lượng điện từ có thể được ghi dưới dạng các
tín hiệu, biểu đồ phổ hoặc dưới dạng hình ảnh số. Các tín hiệu điện từ có thể ghi
nhận ở dạng phim, băng từ hoặc đĩa từ và có thể hiển thị dễ dàng;
- Phân tích các tín hiệu phổ: Có thể thực hiện được bằng hai phương pháp.
1.1.4. Phương pháp xử lý thông tin viễn thám
a. Khái niệm giải đoán ảnh viễn thám
Giải đoán ảnh viễn thám là q trình chiết tách thơng tin định tính cũng như
định lượng từ hình ảnh như hình dạng, vị trí, cấu trúc, đặc điểm, chất lượng, điều
5
kiện… Mối quan hệ tương hỗ giữa các đối tượng dựa trên tri thức chuyên ngành
hoặc kinh nghiệm của người giải đốn ảnh. Việc tách thơng tin trong viễn thám có
thể chia thành 5 loại, cụ thể như:
- Phân loại đa phổ: Là q trình tách gộp thơng tin dựa trên các tính chất
phổ, khơng gian và thời gian của đối tượng;
- Phát hiện biến động: Là phát hiện và tách các biến động dựa trên tư liệu
ảnh đa thời gian (ví dụ xác định biến động thổ nhưỡng);
- Chiết tách các thông tin tự nhiên: Tương ứng với việc đo nhiệt độ, trạng
thái khí quyển, độ cao của vật thể dựa trên các đặc trưng phổ hoặc thị sai của cặp
ảnh lập thể;
- Xác định các chỉ số: Là việc tính tốn các chỉ số mới (ví dụ như chỉ số thực
vật, chỉ số ô nhiễm);
- Xác định các đối tượng đặc biệt: Là xác định các đặc tính hoặc các hiện
tượng đặc biệt như thiên tai, cháy rừng, chỉ ra các đường đứt gãy…
b. Giải đoán ảnh bằng mắt
Đốn đọc bằng mắt là sử dụng mắt thường có sự trợ giúp của các dụng cụ
quang học như kính lúp, kính lập thể, máy tổng hợp màu,… cơ sở để đoán đọc là
các chuẩn đoán đọc vẽ và mẫu đốn đọc.
Các chuẩn đốn đọc bao gồm: Chuẩn kích thước, chuẩn hình dạng, chuẩn
bóng, chuẩn độ đen, chuẩn màu sắc, chuẩn cấu trúc, chuẩn phân bố, chuẩn mối quan
hệ tương hỗ. Để trợ giúp cho cơng tác đốn đọc người ta thành lập các mẫu đoán
đọc. Tất cả các chuẩn đốn đọc cùng với các thơng tin về thời gian chụp, mùa chụp,
tỷ lệ ảnh đều phải đưa vào mẫu đốn đọc. Một bộ phận mẫu đốn đọc khơng chỉ có
phần ảnh mà cịn mơ tả bằng lời.
c. Giải đốn ảnh bằng xử lý số
Xử lý ảnh số là phương pháp phân tích tư liệu phổ dưới dạng hình ảnh số
(Digital image) chứ không phải dạng ảnh tương tự (Analogue). Phương pháp với sự
trợ giúp của máy tính và các phần mềm chun dụng có thể tách chiết rất nhiều
thơng tin phổ của đối tượng từ đó nhận biết các đối tượng một cách tự động. Tuy
nhiên, quá trình xử lý ảnh số cần có sự kết hợp nhuần nhuyễn kiến thức chuyên môn
6
với hiểu biết về đối tượng của người phân tích.
d. So sánh phương pháp giải đoán ảnh viễn thám
Phương pháp giải đoán ảnh bằng mắt và bằng xử lý số có ưu, nhược điểm
được thể hiện trong bảng 1.1.
Bảng 1.1. Ưu, nhược điểm của hai phương pháp giải đoán ảnh vệ tinh
Ưu/nhược
điểm
Giải đoán ảnh bằng mắt
Giải đoán ảnh bằng xử lý số
- Sử dụng kinh nghiệm của người - Thời gian xử lý ngắn;
điều vẽ;
- Kết quả xử lý được chuyển hóa;
- Có sự hiểu biết về ảnh phối hợp - Chiết xuất được các đặc tính vật
Ưu điểm
tốt hơn;
lý;
- Có thể phân tích được các thơng - Năng suất cao, có thể đo được
tin phân bố khơng gian.
các chỉ số đặc trưng tự nhiên.
- Tốn thời gian;
- Rất khó ứng dụng kinh nghiệm
- Địi hỏi người có hiểu biết, kinh của người điều vẽ;
Nhược
nghiệm để điều vẽ;
- Chiết xuất ít thông tin về bối
điểm
- Kết quả thu được không đồng cảnh;
- Kết quả phân tích thơng tin kém.
nhất.
1.1.5. Các hệ thống vệ tinh viễn thám phổ biến hiện nay
Vệ tinh viễn thám bao gồm các loại vệ tinh viễn thám, vệ tinh địa tĩnh, vệ
tinh khí tượng, vệ tinh tài nguyên các tàu vũ trụ có người điều khiển và các trạm vũ
trụ. Trên thế giới, hiện nay có các hệ thống viễn thám như Landsat, GMS, IRS,
SPOT, VNREDSat - 1... Các vệ tinh viễn thám được trang bị máy chụp ảnh quét,
sau khi hình được chụp sẽ được truyền trực tiếp xuống trạm thu tại mặt đất khi bay
qua trạm thu trung tâm.
a. Vệ tinh Landsat
* Một số thơng tin của vệ tinh Landsat
Landsat là vệ tinh thí nghiệm của Mỹ do cơ quan hàng không vũ trụ NASA
(National Aeronautics and Space Administration) quản lý. Là hệ thống vệ tinh quỹ
đạo cận cực (góc mặt phẳng quỹ đạo so với mặt phẳng xích đạo là 98,20), lúc đầu
có tên là ERST (Earth Remote Sensing Satellite), sau 2 năm kể từ lúc phóng
Vệ tinh Landsat đầu tiên được phóng vào quỹ ERST-1 đổi thành Landsat,
sau đó là Landsat - TM và Landsat - ETM. đạo ngày 23/07/1972 và ngừng hoạt
7
động vào ngày 06/01/1978 có tên là Landsat 1.
Vào năm 1967, tổ chức hàng không và vệ tinh quốc gia NASA (Natinal
Aeronautics and Space Administration) được sự hỗ trợ của Bộ nội vụ Mỹ đã tiến
hành chương trình nghiên cứu thăm dò tài nguyên Trái Đất ERTS (ERTS - Earth
Resources Technology Satellite: Vệ tinh kỹ thuật thăm dò tài nguyên Trái Đất). Vệ
tinh ERTS thành Landsat, vệ tinh Landsat bay qua xích đạo lúc 9 giờ 39 phút sáng.
(Nguyễn Khắc Thời và cs, 2011).
Đến nay đã có 9 thế hệ vệ tinh Landsat được thể hiện ở bảng 1.2:
Bảng 1.2. Các thế hệ vệ tinh Landsat
Vệ tinh
Ngày phóng
Ngày ngừng hoạt động
Bộ cảm
Landsat 1
23/6/1972
06/01/1978
MSS
Landsat 2
22/01/1975
25/02/1982
MSS
Landsat 3
05/03/1978
31/03/1983
MSS
Landsat 4
16/07/1982
15/06/2001
TM, MSS
Landsat 5
01/03/1984
22/10/2012
TM, MSS
Landsat 6
05/03/1993
Bị hỏng ngay khi phóng
ETM
Landsat 7
15/04/1999
Đang hoạt động
ETM+
Landsat 8
11/02/2013
Đang hoạt động
OLI - TIRS
Landsat 9
27/09/2021
Đang hoạt động
OLI2 – TIRS2
* Đặc trưng các loại bộ cảm của vệ tinh Landsat:
- Bộ cảm MSS (Multi Spectral Scanner): Bộ cảm này được đặt trên các vệ
tinh Landsat từ 1 đến 3 ở độ cao so với mặt đất là 919 km và Landsat 4, 5 ở độ cao
705 km, chu kỳ lặp là 18 ngày. Các bộ cảm MSS là những hệ thống máy quang học
mà trong đó có các yếu tố tách sóng riêng biệt được quét qua bề mặt Trái Đất theo
hướng vuông góc với hướng bay. MSS có 4 bộ lọc và tách sóng. Landsat MSS có
độ phân giải là 79 m x 79 m, và gồm 4 kênh: 1, 2, 3, 4 trong đó kênh 1, kênh 2 nằm
trong vùng nhìn thấy còn kênh 3 và kênh 4 nằm trong vùng cận hồng ngoại.
- Bộ cảm TM/ETM (Thematic Mapper/ Enhanced Thematic Mapper): Hệ
thống này là một bộ cảm quang học ghi lại năng lượng trong vùng nhìn thấy: Hồng
8
ngoại phản xạ, trung hồng ngoại và hồng ngoại nhiệt của quang phổ. Nó thu thập
những ảnh đa phổ mà có độ phân giải khơng gian, phân giải phổ, chu kỳ và sự phản
xạ cao hơn Landsat MSS. Landsat TM, ETM có độ phân giải khơng gian là 30 m x
30 m cho 6 kênh (1, 2, 3, 4, 5, 7) và kênh 6 hồng ngoại nhiệt có độ phân giải không
gian là 120 m x 120 m. Trên vệ tinh Landsat bộ cảm có ý nghĩa quan trọng nhất và
được sử dụng nhiều nhất là TM. Vệ tinh Landsat TM, ETM bay ở độ cao 705 km,
mỗi cảnh TM có độ phủ là 185 km x 170 km chu kỳ lặp là 16 ngày. Có thể nói TM,
ETM là bộ cảm quan trọng nhất trong việc nghiên cứu tài nguyên và môi trường.
- Bộ cảm OLI (Operational Land Imager - Bộ cảm thu nhận ảnh mặt đất), bộ
cảm TIRS (Thermal Infrared Sensor - Bộ cảm biến hồng ngoại nhiệt) và OLI 2
(Operational Land Imager 2 - Bộ cảm thu nhận ảnh mặt đất 2) và bộ cảm TIRS 2
(Thermal Infrared Sensor 2 - Bộ cảm biến hồng ngoại nhiệt 2): gồm 11 kênh, độ phân
giải từ 15 m - 100 m, chu kỳ lặp lại 16 ngày. Đặc trưng của các bộ cảm được thể hiện
qua bảng 1.3.
Bảng 1.3. Đặc trưng của bộ cảm và độ phân giải không gian vệ tinh Landsat
Loại bộ cảm
TM
MSS
TM
Kênh phổ điện từ
Kênh 1: Chàm
Kênh 2: Lục đỏ
Kênh 3: Đỏ
Kênh 4: Cận hồng ngoại
Kênh 5: Hồng ngoại trung
Kênh 6: Hồng ngoại nhiệt
Kênh 7: Hồng ngoại trung
Kênh 4: Lục
Kênh 5: Đỏ
Kênh 6: Cận hồng ngoại
Kênh 7: Cận hồng ngoại
Kênh 1: Chàm
Kênh 2: Lục đỏ
Kênh 3: Đỏ
Kênh 4: Cận hồng ngoại
Kênh 5: Hồng ngoại trung
9
Bước sóng
(µm)
0,45 - 0,52
0,52 - 0,60
0,63 - 0,69
0,76 - 0,90
1,55 - 1,75
10,4 - 12,5
2,08 - 2,35
0,5 - 0,6
0,6 - 0,7
0,7 - 0,8
0,8 - 1,1
0,45 - 0,52
0,53 - 0,61
0,63 - 0,69
0,75 - 0,90
1,55 - 1,75
Độ phân
giải (m)
30
30
30
30
30
120
30
80
80
80
80
30
30
30
30
30
Loại bộ cảm
Kênh phổ điện từ
Kênh 6: Hồng ngoại nhiệt
Kênh 7: Hồng ngoại trung
Kênh 8: Lục đến cận hồng ngoại
Kênh 1: Xác định các đường bờ
Kênh 2: Chàm
Kênh 3: Lục
Kênh 4: Đỏ
OLI – TIRS / Kênh 5: Cận hồng ngoại
OLI2 –
Kênh 6: Hồng ngoại bước sóng ngắn 1
TIRS2
Kênh 7: Hồng ngoại bước sóng ngắn 2
Kênh 8: Tồn sắc
Kênh 9: Phát hiện mây ti
Kênh 10: Hồng ngoại nhiệt 1
Kênh 11: Hồng ngoại nhiệt 2
b. Vệ tinh SPOT
Bước sóng
(µm)
10,4 - 12,5
2,09 - 2,35
0,52 - 0,9
0,43 - 0,45
0,45 - 0.51
0,52 - 0,60
0,63 - 0,68
0,84 - 0,88
1,56 - 1,66
2,10 - 2,30
0,50 - 0,68
1,36 - 1,39
10,3 - 11,3
11,5 - 12,5
Độ phân
giải (m)
60
30
15
30
30
30
30
30
30
30
15
30
100
100
SPOT là tên của chương trình viễn thám do các nước Pháp, Thụy Điển, Bỉ
hợp tác. SPOT-1 được phóng lên tháng 2/1986; SPOT-2 được đưa lên quỹ đạo ngày
22/1/1990; SPOT-3 vào tháng 4/1993; SPOT-4 vào tháng 4/1998; SPOT-5 vào
tháng 5/2002; SPOT-6 vào tháng 9/2012; SPOT-7 vào tháng 7/2014.
Trên mỗi vệ tinh SPOT được trang bị một hệ thống tạo ảnh nhìn thấy có độ
phân giải cao HRV (High Resolution Visible imaging system). Vệ tinh SPOT bay ở
độ cao 832 km, nghiêng so với mặt phẳng quỹ đạo 9807’, bay qua xích đạo lúc 10
giờ 30 phút sáng với chu kỳ lặp lại là 23 ngày. Mỗi cảnh có độ phủ là 60 km x 60
km. Tư liệu SPOT được sử dụng nhiều không chỉ cho việc nghiên cứu tài nguyên
mà còn sử dụng cho công tác xây dựng, hiệu chỉnh bản đồ và quy hoạch sử dụng
đất. Các thế hệ và thông số của vệ tinh SPOT được thể hiện ở bảng 1.4 và 1.5.
Bảng 1.4. Các thế hệ vệ tinh SPOT
Vệ tinh
SPOT 1
SPOT 2
SPOT 3
SPOT 4
Năm ngừng hoạt động
1998
1998
1998
2013
Ngày phóng
22/02/1986
22/01/1990
26/9/1993
24/3/1998
10
SPOT 5
04/5/2002
Đang hoạt động
SPOT 6
09/9/2012
Đang hoạt động
SPOT 7
30/6/2014
Đang hoạt động
Bảng 1.5. Đặc trưng của bộ cảm và độ phân giải khơng gian vệ tinh SPOT
Vệ tinh
Kênh phổ điện từ
Kênh tồn sắc
SPOT 1
Kênh 1: Xanh lục
SPOT 2
Kênh 2: Đỏ
SPOT 3
Kênh 3: Cận hồng ngoại
Ảnh đa phổ
Kênh 1: Xanh lục
SPOT 4 Kênh 2: Đỏ
Kênh 3: Cận hồng ngoại
Kênh 4: Giữa hồng ngoại
Kênh toàn sắc
Kênh 1: Xanh lục
SPOT 5 Kênh 2: Đỏ
Kênh 3: Cận hồng ngoại
Kênh 4: Giữa hồng ngoại
Kênh toàn sắc
Kênh 1: Xanh lục
SPOT 6 Kênh 2: Đỏ
Kênh 3: Cận hồng ngoại
Kênh 4: Giữa hồng ngoại
Kênh 1: Toàn sắc
Kênh 2: Lam
SPOT 7 Kênh 3: Xanh lục
Kênh 4: Đỏ
Kênh 5: Cận hồng ngoại
c. Vệ tinh VNREDSat-1
Độ phân giải (m)
10
20
20
20
10
20
20
20
20
2,5 hoặc 5
10
10
10
20
15
8
8
8
8
15
60
60
60
60
Bước sóng (µm)
0,50 - 0,73
0,50 - 0,59
0,61 - 0,68
0,78 - 0,89
0,61 - 0,68
0,50 - 0,59
0,61 - 0,68
0,78 - 0,89
1,58 - 1,75
0,48 - 0,71
0,50 - 0,59
0,61 - 0,68
0,78 - 0,89
1,58 - 1,75
0,45 - 0,74
0,45 - 0,52
0,53 - 0,59
0,62 - 0,69
0,76 - 0,89
0,45 - 0,74
0,45 - 0,52
0,53 - 0,59
0,625 - 0,695
0,76 - 0,89
Vệ tinh VNREDSat-1 (Vietnam Natural Resources Environment and
Disaster - monitoring Satellite-1): Là vệ tinh quang học quan sát Trái Đất đầu tiên
của Việt Nam, do công ty EADS Astrium (Pháp) thiết kế, chế tạo. Vệ tinh viễn thám
VNREDSat-1 được dự kiến được phóng vào lúc 09 giờ 06 phút ngày 3/5/2013 (theo
giờ Hà Nội) từ bãi phóng Kourou, Guyana 10 thuộc Pháp, tuy nhiên việc phóng bị
11
hỗn do thời tiết xấu. Sau đó vệ tinh được phóng thành cơng vào vũ trụ ngày
7/5/2013 bằng tên lửa đẩy VEGA.
Hình 1.3. Hình ảnh mơ phỏng VNREDSat-1
Hệ thống VNREDSat-1 là hệ thống viễn thám bao gồm vệ tinh quan sát Trái
Đất VNREDSat-1, trung tâm điều khiển vệ tinh, trạm thu phát tín hiệu vệ tinh băng
tần S, trạm lưu trữ dữ liệu dự phòng và trạm thu ảnh vệ tinh. VNREDSat-1 có
nhiệm vụ chính là chụp ảnh bề mặt Trái Đất, cung cấp một số lượng lớn ảnh quang
học có phân giải cao một cách chủ động và kịp thời cho việc giám sát tài nguyên
thiên nhiên, môi trường, thiên tai, biến đổi khí hậu phục vụ phát triển kinh tế xã hội
và đảm bảo an ninh quốc phịng.
Hình 1.4. Ảnh chụp khu vực bờ Tây và bờ Đông tỉnh Thừa Thiên Huế từ vệ
tinh VNREDSat – 1
Thông số kỹ thuật của vệ tinh VNREDSat-1:
12
- Vệ tinh có kích thước 600 x 570 x 500 mm, có trọng lượng gần 120 kg, tuổi
thọ của vệ tinh theo thiết kế là 5 năm;
- Vệ tinh có quỹ đạo đồng bộ mặt trời;
- Độ cao quỹ đạo trên xích đạo: 680 km;
- Góc nghiêng mặt phẳng quỹ đạo: 98,130;
- Độ tròn quỹ đạo: 0,001193;
- Chu kỳ quỹ đạo: 5909,6 giây;
- Bộ cảm đặt trên vệ tinh VNREDSat-1 là cảm biến bổ sung, được gọi là 11
NAOMI (New AstroSat Optical Modular Instrument);
- Thời gian chụp lặp lại (vệ tinh nghiêng ±350): 3 ngày;
- Thời gian chụp lặp lại (vệ tinh nghiêng ±150): 7 ngày;
- Chụp ảnh ở kênh toàn sắc và 4 kênh đa phổ;
- Độ phân giải mặt đất 2,5 m đối với kênh toàn sắc (Panchromatic) và 10 m
đối ảnh đa phổ (Monospectral).
Các đặc điểm của ảnh vệ tinh được thể hiện qua bảng 1.6 sau đây:
Bảng 1.6. Đặc trưng của bộ cảm và độ phân giải không gian vệ tinh
VNREDSat-1
Kênh phổ điện từ
Độ phân giải (m)
Bước sóng (µm)
Kênh tồn sắc
2,5
0,45 - 0,75
Kênh 1: Chàm
10
0,45 - 0,52
Kênh 2: Xanh lục
10
0,53 - 0,60
Kênh 3: Đỏ
10
0,62 - 0,69
Kênh 4: Cận hồng ngoại
10
0,76 - 0,89
e. Vệ tinh SENTINEL
Sentinel là tên của một loại các vệ tinh quan sát trái đất thuộc chương trình
Copernicus của cơ quan Vũ trụ Châu Âu (European Space Agency - ESA). Các vệ
tinh được đặt tên từ Sentinel-1 tới Sentinel-6 có các thiết bị thu nhận quan sát đất
liền, đại dương và khí quyển. Hiện tại đã có Sentinel-1, Sentinel-2 và Sentinel-3
trên quỹ đạo.
- Sentinel-1 là vệ tinh đầu tiên của Chương trình Copernicus do Cơ quan Vũ
trụ châu Âu thực hiện. Bao gồm hai vệ tinh: Sentinel-1A và Sentinel-1B, có chung
13
mặt phẳng quỹ đạo. Các vệ tinh mang theo một thiết bị radar khẩu độ tổng hợp
băng tần C cung cấp một bộ sưu tập dữ liệu trong mọi thời tiết, ngày hay đêm. Độ
phân giải không gian của vệ tinh Sentinel-1 xuống tới 5m và khoảng cách lên tới
400km, nằm trên quỹ đạo đồng bộ mặt trời. Quỹ đạo có chu kỳ lặp lại 12 ngày và
hồn thành 175 quỹ đạo mỗi chu kỳ. Vệ tinh đầu tiên, Sentinel-1A, được phóng
vào ngày 3/4/2014 và Sentinel-1B được phóng vào ngày 25/4/2016.
Các chế độ thu nhận ảnh bao gồm:
+ Chế độ giao thoa rộng giao thoa kế (IW) có độ phân giải không gian 5m x
20m và khoảng cách 250km;
+ Chế độ Sóng (WV) có độ phân giải 5m x 20m và tốc độ dữ liệu thấp. Nó
tạo ra các hình ảnh mẫu 20km x 20km dọc theo quỹ đạo trong khoảng cách 100km;
+ Chế độ Bản đồ Dải (SM) có độ phân giải không gian 5m x 5m và
khoảng cách 80km;
+ Chế độ Extra Wide Swath (EW) có độ phân giải không gian 25m x
100m và khoảng cách 400km.
- Sentinel-2 là một phần thuộc chương trình Copernicus nhằm thực hiện công
tác theo dõi, hỗ trợ và cung cấp các dịch vụ như: giám sát rừng, biến động lớp phủ
hay quản lý thiên tai. Hệ thống này gồm hai vệ tinh Sentinel-2A và Sentinel-2B
được phóng lần lượt vào ngày 33/6/2015 và 7/3/2017. Các vệ tinh này có hệ thống
chụp ảnh ở 13 kênh phổ từ dải sóng nhìn thấy, cận hồng ngoại và hồng ngoại sóng
ngắn. Bộ cảm biến sử dụng nguyên tắc chụp ảnh chổi đẩy và được thiết kế có độ
phân giải khơng gian khác nhau, cụ thể như sau:
+ Độ phân giải không gian: 10m: Red, Green, Blue, NIR; 20m: 6 kênh hồng
ngoại sóng ngắn và red-edge; 60m: 3 kênh hiệu chỉnh khí quyển.
+ Độ phân giải thời gian: 5 ngày (khi kết hợp với vệ tinh Landsat).
+ Độ phân giải phổ: 13 kênh.
+ Độ phân giải bức xạ: 12 bit.
+ Độ rộng dải chụp: 290km.
+ Kích thước ảnh cho người dùng là 100km x 100km.
14
Các kênh của
Sentinel-2
Sentinel-2A
Bước
Độ rộng
sóng
bước
trung
sóng
tâm
(nm)
(nm)
Band 1 – sol khí ven
442,7
21
bờ
Band 2 – Blue
492,4
66
Band 3 – Green
559,8
36
Band 4 – Red
664,6
31
Band 5 – red edge
704,1
15
Band 6 – red edge
740,5
15
Band 7 – red edge
782,8
20
Band 8 – NIR
832,8
106
Band 8A – NIR hẹp
864,7
21
Band 9 – Hơi nước
945,1
20
Band 10 – SWIR
1.373,5
31
Band 11 – SWIR
1.613,7
91
Band 12 – SWIR
2.202,4
175
Các mức xử lý dữ liệu Sentinel-2 như sau:
Sentinel-2B
Bước
Độ rộng
sóng
bước
trung
sóng
tâm
(nm)
(nm)
Độ
phân
giải
khơng
gian
(m)
442,2
21
60
492,1
559,0
664,9
703,8
739,1
779,7
832,9
864,0
943,2
1.376,9
1.610,4
2.185,7
66
36
31
16
15
20
106
22
21
30
94
185
10
10
10
20
20
20
10
20
60
60
20
20
- Level 0: không cung cấp cho người dùng, đây là dữ liệu ảnh thơ được nén
trong gói tài ngun thiết bị chụp (ISP_Instrument Source Packet). Bao gồm: cấu
trúc metadata mô tả sản phẩm mức 0, một bộ các gói ISP tương ứng với dữ liệu ảnh
được nén, các gói dữ liệu phụ trợ. Dữ liệu này có chiều dài là 23km(dọc theo
hướng bay) và rộng 25km.
+ Level 1A: không cung cấp cho người dùng. Nhận được bằng cách giải nén
dữ liệu level 0. Đã có thơng tin vị trí cho từng tâm điểm ảnh nhờ một mơ hình hình
học. Kích thước ảnh như level 0.
+ Level 1B: là mức dữ liệu thấp nhất mà người dùng có thể tiếp cận. Mức
xử lý cao hơn 1A ở phần hiệu chỉnh bức xạ ở giá trị đỉnh khí quyển (TOA), kích
thước ảnh khơng đổi so với level 1A.
+ Level 1C: được cung cấp cho người dùng, ảnh đã được nắn trực giao về hệ
tọa độ UTM/WGS84, diện tích 100km2, sử dụng DEM. Mỗi điểm ảnh được cung
cấp giá trị phản xạ tại đỉnh khí quyển để tính chuyển sang giá trị bức xạ. Tùy theo
15
các kênh phổ mà dữ liệu được tái chia mẫu về các độ phân giải không gian khác
nhau (10m, 20m, 60m).
+ Level 2A: được cung cấp cho người dùng, dữ liệu này cung cấp giá trị
phản xạ tại đáy khí quyển, sử dụng từ các sản phẩm của level 1C. Dữ liệu này cũng
được chia thành các ơ diện tích 100km2. Dữ liệu level 2A không được tạo ra một
cách có hệ thống ở phần mặt đất; người dùng tự tạo ra dữ liệu mức này nhờ các
công cụ hỗ trợ Sentinel-2 với dữ liệu đầu vào là level 1C.
- Sentinel-3A đã được phóng lên quỹ đạo vào ngày 16/2/2016 tại Sân bay vũ
trụ Plesetsk, nằm gần Arkhangelsk, Nga. Theo sau đó là phóng vệ tinh Sentinel-3B
vào ngày 25/4/2018 lên quỹ đạo.
(a)
(b)
(c)
Hình 1.1: Vệ tinh Sentinel-1A (a), Sentinel-2A (b), Sentinel-3A (c)
Mục tiêu chính của vệ tinh Sentinel-3 là đo địa hình mặt nước biển, nhiệt độ
mặt nước và mặt đất và màu sắc mặt biển và mặt đất với độ chính xác hỗ trợ các hệ
thống dự báo đại dương và giám sát mơi trường và khí hậu. Sentinel-3 xây dựng
trực tiếp từ các vệ tinh ERS-2 và Envisat. Dữ liệu gần thời gian thực sẽ được cung
cấp cho dự báo đại dương, biểu đồ băng biển và dịch vụ an toàn hàng hải trên trạng
thái bề mặt đại dương, bao gồm nhiệt độ bề mặt, hệ sinh thái biển, chất lượng nước
và giám sát ô nhiễm.
1.2. Cơ sở khoa học và các phương pháp chiết tách thông tin trong viễn thám
1.2.1. Cơ sở khoa học chiết tách thông trong viễn thám
1.2.1.1. Cơ sở khoa học chiết tách thông trong viễn thám
Các phép tiền xử lý là những công đoạn như khơi phục và hiệu chỉnh ảnh. Nó
được sử dụng để hiệu chỉnh bức xạ và hiệu chỉnh hình học do những biến dạng gây
ra bởi bộ cảm biến và vật mang.
Tiền xử lý ảnh số bao gồm hiệu chỉnh hình học và bức xạ, thường được thực
16
