(Luận án tiến sĩ) Nghiên Cứu Đánh Giá Chất Lƣợng Ảnh Viễn Thám Quang Học Của Việt Nam

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

Bà GIÁO DĂC VÀ ĐÀO T¾O

<b>TRÊõNG ắI HèC Mẻ - ấA CHT </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

Bà GIÁO DĂC VÀ ĐÀO T¾O

<b>TR£âNG Đ¾I HÌC MỴ - ĐÊA CHÂT </b>

<b>NGUN MINH NGÌC </b>

<b>NGHIÊN CĄU ĐÁNH GI CHT LÊỵNG NH VIN THM QUANG HèC CA VIỈT NAM</b>

<b> Ngành: Kÿ thuÁt TrÃc đËa – BÁn đá Mó sò: 9520503 </b>

<b>LUN N TIắN S) Kỵ THUT </b>

<b> TIU BAN H£àNG D¾N 1. PGS. TS. TRÄN VÂN ANH 2. TS. NGUYÄN XUÂN LÂM </b>

<b>HÀ NÞI - 2022 </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

<b>LâI CAM ĐOAN </b>

Tôi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cću khoa hÏc cąa riêng bÁn thân tơi. Các sĨ liÉu, dă liÉu sā dăng trong ln án có ngn gĨc rõ ràng, đã cơng bĨ theo quy đÍnh. KÁt quÁ nghiên cću trong luÃn án do tơi tą tìm hiÅu, phân tích mát cách trung thąc, khách quan.

<b>Nghiên cąu sinh </b>

<b>NguyÅn Minh NgÍc </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

<b>LõI CM ĂN </b>

Lun ỏn ny Ôc hồn thành t¿i Bá mơn Đo Ánh và ViÇn thám, Khoa TrÅc đÍa – BÁn đÕ và QuÁn lý đÃt ai, TrÔồng i hẽc Mẹ - a cht, dÔói s hÔóng dn khoa hẽc ca PGS.TS. Trn Võn Anh v TS. Ngun Xn Lâm.

Trong q trình thąc hiÉn nghiờn cu, nghiờn cu sinh ó nhn Ôc s giỳp đÿ tÃn tình cąa các thÅy, cơ giáo trong Bá mơn Đo Ánh và ViÇn thám, Khoa TrÅc đÍa – BÁn đÕ và QuÁn lý đÃt đai, phòng Đào t¿o Sau i hẽc, Lónh o Nh trÔồng; ca cỏc ếng nghiÉp t¿i Trung tâm ĐiÃu khiÅn và Khai thác vÉ tinh nhĐ, ViÉn Cơng nghÉ vũ tră, ViÉn Hàn lâm Khoa hÏc và Công nghÉ ViÉt Nam; các đÕng nghiÉp ti i Viần thỏm Trung ÔÂng, Phũng Khoa hẽc v Hāp tác qc tÁ, Căc ViÇn thám qc gia, Bá Ti nguyờn v Mụi trÔồng; cựng cỏc chuyờn gia v các nhà khoa hÏc khác,&

Nghiên cću sinh xin bày tĐ lịng biÁt ¢n chân thành và sâu sÅc nhÃt đÁn tÃt cÁ các thÅy, cô giáo, các đÕng nghiÉp, lãnh đ¿o đ¢n vÍ, các nhà khoa hÏc và gia đình đã t¿o mÏi điÃu kiÉn thuÃn lāi đÅ giúp đÿ tơi hồn thành ln án này.

<b>Xin chân thành cÁm ¢n! </b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

<b>MĀC LĀC </b>

LäI CAM ĐOAN ... i

LäI CÀM ¡N ... ii

DANH MĂC CÁC CHĂ VIÀT TÄT ... vi

DANH MĂC CÁC HÌNH... viii

DANH MĂC CÁC BÀNG ... xi

Mæ ĐÄU ... 1

1. Tính cÃp thiÁt cąa đà tài ... 1

2. Măc tiêu nghiên cću ... 3

3. Nái dung nghiờn cu ... 3

4. ểi tÔng v phm vi nghiờn cu ... 4

5. PhÔÂng phỏp nghiờn cću ... 4

6. Ý nghĩa khoa hÏc và thąc tiÇn cąa đà tài ... 5

7. Nhăng điÅm mãi cąa đà tài ... 5

8. LuÃn điÅm bÁo vÉ ... 5

9. KÁt cÃu cąa luÃn án ... 6

CH£¡NG 1. TÖNG QUAN V VÂN Đ NGHIÊN CĆU ... 7

1.1 Khái niÉm và đánh giá cht lÔng nh viần thỏm quang hẽc ... 7

1.1.1 Khỏi niẫm cht lÔng nh viần thỏm quang hẽc ... 7

1.1.2 S cn thit phi ỏnh giỏ cht lÔng Ánh viÇn thám quang hÏc ... 8

1.2 Các thơng sể th hiẫn cht lÔng nh viần thỏm quang hẽc ... 10

1.2.1 Thơng sĨ liên quan đÁn u tĨ khơng gian ... 11

1.2.2 Thơng sĨ liên quan đÁn u tĨ bćc x¿ ... 15

1.3 T×ng quan và ỏnh giỏ cht lÔng nh viần thỏm quang hẽc ... 17

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

2.1.2 Cht lÔng nh v mÁt khơng gian ... 30

2.2 Thơng sĨ đánh giá cht lÔng nh ... 33

2.2.1 Nhng thụng sể i diÉn cho yÁu tÓ bćc x¿ ... 33

2.2.2 Nhăng thơng sĨ đ¿i diÉn cho u tĨ khơng gian ... 35

2.2.3 Thơng sĨ phù hāp vãi ViÉt Nam ... 37

2.3 PhÔÂng phỏp ỏnh giỏ tậ lẫ tớn hiẫu trên nhiÇu (SNR) ... 44

2.3.1 NguÕn dă liÉu ... 45

2.3.2 PhÔÂng phỏp tớnh toỏn ... 47

2.4 PhÔÂng pháp đánh giá hàm truyÃn điÃu biÁn (MTF) ... 49

2.4.1 PhÔÂng phỏp da trờn bói kim nh ... 49

2.4.2 PhÔÂng phỏp ỏ phõn gii kộp ... 53

2.4.3 PhÔÂng phỏp da trờn thit b c trÔng ... 53

2.5 PhÔÂng phỏp ỏnh giỏ cht lÔng nh thớch hp vãi điÃu kiÉn cąa ViÉt Nam ... 54

2.5.1 ĐiÃu kiÉn thąc tÁ cąa ViÉt Nam ... 54

3.1.1 HiÉu chËnh tín hiÉu tĨi (DS) ... 64

3.1.2 HiÉu chËnh mćc đá hÕi đáp không đÕng đÃu cąa điÅm Ánh (PRNU) ... 66

3.2 Quy trỡnh ỏnh giỏ cht lÔng Ánh qua thơng sĨ SNR ... 68

3.3 Quy trình ỏnh giỏ cht lÔng nh qua thụng sể MTF ... 70

3.4 Quy trỡnh ỏnh giỏ cht lÔng theo nhu cÅu sā dăng ... 76

3.5 Bãi kiÅm đÍnh phăc v cụng tỏc ỏnh giỏ cht lÔng nh ... 79

3.5.1 Bãi kiÅm đÍnh cĨ đÍnh... 79

3.5.2 Bãi kiÅm đÍnh di đáng ... 80

3.5.3 Tiêu chí ląa chÏn bói kim nh ... 82

3.6 Tiu kt chÔÂng 3 ... 84

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

CH£¡NG 4. THĄC NGHIÈM: ĐÁNH GIÁ CHÂT L£ĀNG ÀNH VIỈN THÁM

VNREDSAT-1 CĄA VIÈT NAM... 86

4.1 HiÉu chËnh bćc x¿ ... 86

4.1.1 HiÉu chËnh DS ... 86

4.1.2 HiÉu chËnh PRNU ... 93

4.2 ỏnh giỏ cht lÔng nh VNREDSat-1 qua thụng sể SNR ... 99

4.3 ỏnh giỏ cht lÔng nh VNREDSat-1 qua thơng sĨ MTF ... 101

4.3.1 Đánh giá cht lÔng nh qua thụng sể MTF ... 101

4.3.2 xut mc cht lÔng nh qua thụng sể MTF ... 108

4.4 Tiu kt chÔÂng 4 ... 113

KT LUÂN VÀ KIÀN NGHÌ ... 114

TÀI LIÈU THAM KHÀO ... 116

DANH MĂC CÁC CƠNG TRÌNH CƠNG BỊ ... 125

PHĂ LĂC 1: TÍNH TỐN MTF CHO VNREDSAT-1 SĀ DĂNG BÃI KIÄM ĐÌNH T¾I SALON DE PROVENCE ... 126

PHĂ LĂC 2: KÀT QUÀ ĐO PHÀN X¾ BÂ MÀT Ơ MÀU T¾I BÃI KIÄM ĐÌNH BN MA THT ... 133

PHĂ LĂC 3: DĂ LIÈU ÀNH VNREDSAT-1 Đ£ĀC SĀ DĂNG TRONG NGHIÊN CĆU ... 141

PHĂ LĂC 4: SO SÁNH BÃI KIÄM ĐÌNH T¾I SALON DE PROVENCE (PHÁP) VÀ BUÔN MA THUàT, ĐÄK LÄK (VIÈT NAM) ... 144

PHĂ LĂC 5: MÃ NGUÔN CÔNG CĂ PHÄN MÂM ... 145

PHĂ LĂC 6: MÔ PHÐNG CHÂT L£ĀNG ÀNH ... 152

PHĂ LĂC 7: CHÂT L£ĀNG ÀNH CĄA CÁC ĐỊI T£ĀNG T¾I NHĂNG THäI ĐIÄM KHÁC NHAU ... 163

PHĂ LĂC 8: TÈP TIN HIÈU CHÊNH HÈ THÒNG ... 177

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

<b>DANH MĀC CÁC CHĀ VI¾T TÂT </b>

AVHRR Advanced Very High Resolution Radiometer

HÉ thÓng chăp Ánh đá phân giÁi rÃt cao

AVIRIS Airborne Visible/InfraRed Imaging Spectrometer

ThiÁt bÍ chăp Ánh hàng khơng kênh ph× nhìn thÃy/hÕng ngo¿i BRDF Bidirectional Reflectance Distribution

Function

Hàm phân bÓ phÁn x¿ hai chiÃu

CCD Charge Coupled Device CÁm biÁn chun đ×i hình Ánh quang hÏc sang tín hiÉu điÉn (linh kiÉn tích điÉn kép)

EFOV Efficient Field Of View TrÔồng nhỡn hiẫu qu

EIFOV Effective Instantaneous Field Of View TrÔồng nhỡn tc thồi hiẫu qu

GSD Ground Sampling Distance KhoÁng cách lÃy mÁu mÁt t IFOV Instantaneous Field Of View TrÔồng nhỡn tćc thåi

IGFOV Instantaneous Geometric Field Of View

TrÔồng nhỡn hỡnh hẽc tc thồi

ISO International Organization for Standardization

T× chćc tiêu chu¿n thÁ giãi

LES Land Equipped Site Bãi kiÅm đÍnh mÁt đÃt có trang thiÁt bÍ

LNES Land Non Equipped Site Bãi kiÅm đÍnh mÁt đÃt khơng có trang thiÁt bÍ

LSD Local Standard Deviation Đá lÉch chu¿n căc bá

LSI Linear Shift Invariant DÍch chuyÅn tuyÁn tính bÃt biÁn

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

MTF Modulation Transfer Function Hàm truyÃn điÃu biÁn

MTFA Module Transfer Function Area Khu vąc hàm truyÃn iu bin

NEM Noise-Equivalent Modulation iu bin tÔÂng ÔÂng nhiầu

OLI Operational Land Imager Thit b chăp Ánh bà mÁt đÃt OTF Optical Transfer Function Hàm truyÃn quang hÏc

PRNU Pixel Response Non-Uniformity HÕi đáp bćc x¿ không đÕng đÃu cąa điÅm nh

Instantaneous Field Of View

TrÔồng nhỡn tc thồi cú bćc x¿ chính xác

TDI Time Delay Integration Tích hāp thåi gian trÇ TIR Thermal Infrared Sensor Bá cÁm hÕng ngo¿i nhiÉt VNIR Visible and Near InfraRed Nhìn thÃy và cÃn hÕng ngo¿i VNREDSat-1 Vietnam Nature Resources,

Environment, Disaster monitoring Satellite

VÉ tinh nhÑ ViÉt Nam quan sát ti nguyờn thiờn nhiờn, mụi trÔồng và thiên tai

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

<b>DANH MĀC CÁC HÌNH </b>

Hình 1.1. Minh hÏa mát ví dă và mÁu Ôc dựng Ôóc tớnh MTF ... 11

Hỡnh 1.2. Các biÁn d¿ng hình hÏc: bÁn đÕ phẳng (b), sai lÉch quang hÏc âm (a) và sai lÉch quang hÏc dÔÂng (c) ... 13

Hỡnh 1.3. nh hÔỗng ca cỏc gúc nghiờng n nh thu Ôc [33] ... 13

Hỡnh 1.4. D¿ng sai lÉch do chuyÅn đáng cąa Trái đÃt ... 14

Hình 1.5. KhoÁng cách lÃy mÁu mÁt đÃt v trÔồng nhỡn tc thồi ... 14

Hỡnh 1.6. ỏ ráng dÁi chăp Ánh ... 15

Hình 2.1. Nguyên lý thu nhÃn Ánh viÇn thám[10] ... 28

Hình 2.2. Ành hÔỗng ca hiẫn tÔng quang sai v nh trờn tiờu diÉn [10] ... 29

Hình 2.3. Hình Ánh cąa mát điÅm sáng trên tiêu diÉn ... 31

Hình 2.4. Giãi h¿n phân giÁi ... 31

Hình 2.5. MĨi quan hÉ cąa FOV, IFOV, IGFOV [51] ... 32

Hình 2.6. TË lÉ tín hiÉu trên nhiÇu [10] ... 38

Hình 2.7. BiÅu đÕ phân bĨ đá xám cąa Ánh khơng có nhiÇu (a) và có nhiÇu (b) ... 39

Hình 2.8. Nguyên tÅc hàm lan truyÃn điÅm[20] ... 40

Hình 2.9. Biờn ỏ iu bin gim t ểi tÔng n nh khi qua hÉ thĨng quang hÏc[20] 41 Hình 2.10. MTF giÁm biên đá khi tăng tÅn sĨ khơng gian[20] ... 41

Hình 2.11. MTF hÉ thĨng là tích cąa nhiÃu MTF thành phÅn[20] ... 42

Hình 2.12. BiÅu đÕ phân bĨ đá xám cąa Ánh khơng må (a) và Ánh må (b) ... 43

Hình 2.13. Các hÉ thĨng quang hẽc vói Ôồng cong MTF khỏc nhau[20] ... 43

Hỡnh 2.14. nh ca cỏc hẫ thểng quang hẽc vói Ôồng cong MTF khác nhau ... 44

Hình 2.15. Bãi kiÅm nh cnh dựng Ôóc tớnh MTF ... 50

Hỡnh 2.16. MÁu bãi kiÅm đÍnh d¿ng xung ... 51

Hình 2.17. MÁu măc tiêu tuÅn hoàn: (a) mÁu ba thanh, (b) mÁu ngơi sao Siemens ... 52

Hình 2.18. ThiÁt kÁ bãi kiÅm đÍnh t¿i thành phĨ Bn Ma Tht, ĐÅk LÅk ... 55

Hình 2.19. Ơ mÁu đÅ đánh giá SNR ... 57

Hình 2.20. MĨi quan hÉ giăa ESF, LSF và MTF ... 59

Hình 2.21. Ví dă lÏc bĐ giá trÍ khơng phÁi cąc đ¿i ... 60

Hỡnh 2.22. Vớ d minh hẽa v ngÔng lẽc ... 61

Hỡnh 3.1. Quy trỡnh ỏnh giỏ cht lÔng nh t×ng thÅ ... 63

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

Hình 3.2. Quy trình hiÉu chËnh DS ... 65

Hình 3.3. Quy trình hiÉu chËnh PRNU ... 67

Hình 3.4. Quy trình đánh giá SNR ... 69

Hình 3.5. Quy trình đánh giỏ MTF ... 71

<b>Hỡnh 3.6. HÔóng ca cnh trong hÉ quy chiÁu Ánh phăc vă tính MTF ... 72 </b>

Hỡnh 3.7. LÔói ly mu nh ... 72

Hỡnh 3.8. LÃy mÁu đÅ đánh giá MTF ... 73

Hình 3.9. Minh hÏa kÁt quÁ chiÁt tách c¿nh ... 73

Hình 3.10. Nguyên tÅc lÃy mÁu mát chiÃu xác đÍnh ESF ... 74

Hình 3.11. Ví dă minh hÏa xác đÍnh ESF và LSF ... 75

Hình 3.12. Ví dă minh hẽa Ôồng cong MTF ... 75

Hỡnh 3.13. Lan truyn cÔồng ỏ bc x ti mỏt im nh ... 77

Hỡnh 3.14. Quy trỡnh ỏnh giỏ cht lÔng theo nhu cÅu sā dăng ... 79

Hình 3.15. VÃt chu¿n di đáng d¿ng rẻ qu¿t ... 81

Hình 3.16. VÃt chu¿n di đáng d¿ng cát (trái) và d¿ng ô vuông (phÁi) ... 81

Hình 3.17. VÃt chu¿n di đáng d¿ng thang đá xám ... 82

Hình 3.18. VÃt chu¿n di đáng đa màu sÅc ... 82

Hình 4.1. VÍ trí và dă liÉu Ánh VNREDSat-1 đÅ đánh giá DS ... 87

Hình 4.2. BiÅu đÕ hiÅn thÍ giá trÍ tín hiÉu tĨi cąa VNREDSat-1 ... 87

Hình 4.3. Są khác biÉt cąa giá trÍ tín hiÉu tĨi ... 89

Hình 4.4. Sai sĨ lãn nhÃt cąa giá trÍ tín hiÉu tĨi giăa hai thåi điÅm đánh giá. ... 89

Hình 4.5. KÁt q hiÉu chËnh dịng tĨi trên kênh PAN cąa Ánh VNREDSat-1 ... 90

Hình 4.6. KÁt quÁ hiÉu chËnh dịng tĨi trên kênh B1 (blue) cąa Ánh VNREDSat-1... 91

Hình 4.7. KÁt q hiÉu chËnh dịng tĨi trên kênh B2 (green) cąa Ánh VNREDSat-1... 91

Hình 4.8. KÁt quÁ hiÉu chËnh dịng tĨi kênh B3 (red) cąa Ánh VNREDSat-1 ... 92

Hình 4.9. KÁt q hiÉu chËnh dịng tĨi kênh B4 (NIR) cąa Ánh VNREDSat-1 ... 92

Hình 4.10. VÍ trí sa m¿c Algeria (a) và Lybia (b) đÅ đánh giá PRNU ... 94

Hình 4.11. KÁt q tính tốn PRNU ... 95

Hình 4.12. KÁt q so sánh PRNU giăa hai kỳ đánh giá ... 96

Hình 4.13. Sai sể bt thÔồng ca PRNU gia hai k ỏnh giá ... 96

Hình 4.14. KÁt quÁ hiÉu chËnh PRNU trên kênh PAN cąa Ánh VNREDSat-1 ... 97

Hình 4.15. KÁt quÁ hiÉu chËnh PRNU kênh B1 (blue) cąa Ánh VNREDSat-1 ... 97

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

Hình 4.16. KÁt quÁ hiÉu chËnh PRNU kênh B2 (green) cąa Ánh VNREDSat-1 ... 98 Hình 4.17. KÁt quÁ hiÉu chËnh PRNU kênh B3 (red) cąa Ánh VNREDSat-1 ... 98 Hình 4.18. KÁt quÁ hiÉu chËnh PRNU kênh B4 (NIR) cąa Ánh VNREDSat-1 ... 99 Hình 4.19. Dă liÉu Ánh VNREDSat-1chăp khu vąc bãi kiÅm đÍnh t¿i thành phĨ Bn Ma Tht ngày 14/11/2017 ... 102 Hình 4.20. Dă liÉu Ánh VNREDSat-1chăp khu vąc bãi kiÅm đÍnh t¿i thành phĨ Bn Ma Tht ngày 02/11/2018 ... 102 Hình 4.21. VÍ trí các ơ mu ỏnh giỏ MTF(a) v SNR (b) Ôc kim tra phÁn x¿ bà mÁt ... 103Hình 4.22: Giá trÍ MTF sau 8 năm ho¿t đáng cąa vÉ tinh VNREDSat-1 ... 107 Hình 4.23: Ành VNREDSat-1, thành phĨ Nha Trang, ngày 26/12/2019 và biÅu đÕ phân bÓ đá xám ... 109 Hình 4.24: Ành VNREDSat-1, xã Đćc Trung, Đćc ThÏ, Hà Tĩnh, ngày 22/03/2019 và biÅu đÕ phân bÓ đá xám ... 110 Hình 4.25: Ành VNREDSat-1, Khu vąc Bình Đ¿i, BÁn Tre, ngày 24/12/2019 và biÅu đÕ phân bÓ đá xỏm... 110 Hỡnh 4.26: nh VNREDSat-1, khu vc MÔồng Lỏt, Thanh Hóa, ngày 18/04/2019 và biÅu đÕ phân bĨ đá xám... 111

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

<b>DANH MĀC CÁC BÀNG </b>

Bng 3.1. D liẫu Ôc s dng ỏnh giỏ MTF ... 72

BÁng 3.2. Thông tin yêu cÅu mô tÁ đĨi vãi mßi bãi kiÅm đÍnh ... 80

BÁng 3.3. Mát sĨ tiêu chí ląa chÏn bãi kiÅm đÍnh ... 83

BÁng 4.1. Dă liÉu Ánh VNREDSat-1 đÅ đánh giá DS ... 87

BÁng 4.2. Dă liÉu Ánh VNREDSat-1 đÅ đánh giá PRNU ... 94

BÁng 4.3. KÁt quÁ tính tốn SNR sā dăng bãi kiÅm đÍnh t¿i Bn Ma Thuát ... 99

BÁng 4.4. So sánh kÁt quÁ SNR thąc nghiÉm và thiÁt kÁ ... 100

BÁng 4.5. Dă liÉu Ánh VNREDSat-1 chăp bãi thā t¿i Buôn Ma Thuát ... 101

BÁng 4.6. Giá trÍ phÁn x¿ cąa ụ mu ỗ bói kim nh ti Buụn Ma Thuỏt ... 103

BÁng 4.7. So sánh giá trÍ MTF tính theo phÔÂng phỏp Ôc xut v ca nh sn xuÃt vÉ tinh VNREDSat-1 ... 104

BÁng 4.8. KÁt quÁ tớnh toỏn MTF dẽc hÔóng bay (chuyn t en sang trÅng) ... 104

BÁng 4.9. KÁt q tính tốn MTF dẽc hÔóng bay (chuyn t trng sang en) ... 105

BÁng 4.10. KÁt q tính tốn MTF theo chiÃu dÏc hÔóng bay ... 105

Bng 4.11. Kt qu tớnh toỏn MTF ngang hÔóng bay (chuyn t en sang trng) ... 105

Bng 4.12. Kt qu tớnh toỏn MTF ngang hÔóng bay (chuyÅn tÿ trÅng sang đen) ... 106

BÁng 4.13. Kt qu tớnh toỏn MTF theo chiu ngang hÔóng bay ... 106

BÁng 4.14. So sánh vãi các kÁt quÁ tính tốn MTF t¿i bãi kiÅm đÍnh Salon de Provence và Buôn Ma Thuát ... 107

BÁng 4.15. ĐÃ xuÃt mc cht lÔng nh ... 113

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

<b>Mä ĐÄU </b>

<b>1. Tính cÃp thi¿t căa đÁ tài </b>

Cht lÔng d liẫu nh viần thỏm Ôc ỏnh giỏ trờn cỏc mt khỏc nhau nhÔ: k thut viần thỏm, ćng dăng cąa viÇn thám, kinh tÁ. Nhăng khía c¿nh đó đÃu dąa trên các thơng sĨ kỹ tht cąa d liẫu nh hay núi cỏch khỏc l cht lÔng Ánh và mÁt kỹ thuÃt viÇn thám.

Dă liÉu nh viần thỏm quang hẽc m ngÔồi dựng tip cn Ôc hu ht ỗ mc 1A, 2A hay cao hÂn na; ếng thồi, cỏc nh cung cp thÔồng nh hÔóng chậ tiờu cht lÔng nh da trờn khỏi niẫm v cỏc loi ỏ phõn gii. Do ú, d liẫu ỗ mc thp hÂn nhÔ mc 0 ớt Ôc quan tõm.

NhÔ vy, ểi vói cỏc d liẫu trÔóc mc 2A nhÔ mc 1A hay trÔóc ú l mc 0 thỡ cú Ôc ỏnh giỏ khụng v ỏnh giỏ nhÔ th no? õy l mỏt bi toỏn thÔồng Ôc gii bỗi nhà sÁn xt hc đ¢n vÍ qn lý hÉ thĨng vÉ tinh viÇn thám. Các giá trÍ đÅ đánh giá thÔồng liờn quan trc tip n cỏc mụ hỡnh quang hÏc, điÉn tā, c¢ khí, đáng ląc hÏc,& cąa tồn bá quÁ vÉ tinh. Vì lý do bÁo mÃt, các mụ hỡnh ny thÔồng khụng Ôc cụng bể; hÂn th năa đĨi vãi mßi thÁ hÉ vÉ tinh khác nhau các mơ hình này cũng khơng giĨng nhau hồn tồn thm chớ l ngay c trong mỏt th hẫ nhÔng mßi q vÉ tinh cũng có đÁc thù riêng.

ĐÅ ỏnh giỏ cht lÔng nh cú rt nhiu thụng sể v Ôc chia thnh hai nhúm nhÔ sau: nhúm liờn quan đÁn u tĨ khơng gian có hàm trun điÃu biÁn, sai sĨ vÍ trí, đá méo Ánh, khng cách lÃy mÁu góc, khoÁng cách lÃy mÁu mÁt đÃt, chÃt lÔng nh hÔóng, ỏ rỏng di chp.. v nhúm liờn quan đÁn u tĨ bćc x¿ có tË lÉ tín hiÉu trên nhiÇu, tín hiÉu tĨi, hÕi đáp bćc x¿ không đÕng đÃu cąa điÅm Ánh, dÁi đáng bćc x¿,& [18,52,16]

Mc dự cú nhiu thụng sể nhÔng nh hÔỗng ca chỳng n cht lÔng nh khụng phi l nhÔ nhau; đÕng thåi cũng khơng phÁi thơng sĨ nào mà đ¢n vÍ qn lý hÉ thĨng vÉ tinh có thÅ ch ỏng ỏnh giỏ Ôc. Vỡ vy cn xỏc nh rừ nhng thụng sể no c trÔng cho cht lÔng Ánh và có thÅ thąc hiÉn cơng tác đánh giá; ếng thồi cng chậ ra Ôc tỡnh trng hot ỏng cąa thiÁt bÍ chăp Ánh trên vÉ tinh.

Do có nhiÃu thơng sĨ đÅ đánh giá chÃt lÔng nh nờn mòi hẫ thểng vẫ tinh viần thỏm quang hÏc có bá thơng sĨ khác nhau đÅ đánh giỏ cht lÔng nh, hai thụng sể xut hiẫn thÔồng xun trong các bá thơng sĨ đó là: tË lÉ tớn hiẫu trờn nhiầu, Ôc vit tt l

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

SNR (Signal to Noise Ratio), và hàm truyÃn iu bin, Ôc vit tt l MTF (Modulation Transfer Function).

Trong điÃu kiÉn cąa ViÉt Nam vÁn còn thiÁu phòng thí nghiÉm, các thiÁt bÍ hß trā, mãi có bãi kim nh Ôc xõy dng ti thnh phể Buụn Ma Thuỏt, tậnh k Lk, Ôc Ôa vo s dng t 2017, và các bãi kiÅm đÍnh tą nhiên trên thÁ giãi; nghiên cću sinh đà xuÃt ląa chÏn hai thông sể MTF v SNR ỏnh giỏ cht lÔng nh. õy l hai thụng sể khụng chậ th hiẫn Ôc cht lÔng nh, m cũn tớnh toỏn Ôc vói iu kiẫn cú cỏc bói kim nh nhÔ ó nờu trờn. Do đó hai thơng sĨ này thích hāp vãi đÅ ỏnh giỏ cht lÔng nh viần thỏm quang hẽc ca ViÉt Nam vãi thąc tr¿ng hiÉn nay.

ĐiÃu kiÉn ho¿t đáng khÅc nghiÉt ngồi khơng gian cùng vãi q trình phúng lờn qu o dn n suy gim cht lÔng cąa các thiÁt bÍ trên vÉ tinh, đÁc biÉt thiÁt bÍ thu nhÃn Ánh vĨn có cÃu trúc phćc t¿p vãi đá chính xác cao. Tuy nhiên, viÉc suy giÁm cú th chp nhn Ôc trong mỏt giói hn cho phép nào đó, và điÃu quan trÏng là cÅn phÁi xỏc nh Ôc tỡnh trng hot ỏng thc t ca thiÁt bÍ chăp Ánh trên vÉ tinh trong điÃu kiÉn khụng tip xỳc trc tip Ôc vói thit b. Do vy, ngay t khi cỏc vẫ tinh viần thỏm Ôc Ôa vo s dng, cỏc nh khoa hẽc ó nghiờn cu, xut nhiu phÔÂng phỏp ỏnh giỏ cht lÔng ca hẫ thểng chp nh trờn vẫ tinh, v phÔÂng phỏp ỏnh giỏ giỏn tip s dng d liẫu nh l hÔóng tip cn Ôc ỏp dng rỏng rói [53,33,79].

D liẫu nh thu Ôc cąa các hÉ thÓng vÉ tinh viÇn thám quang hÏc l rt lón, nhÔng khụng phi bt k d liẫu nh no cng cú th Ôc s dng ỏnh giỏ cht lÔng nh m chỳng cn ỏp ng Ôc cỏc tiờu chớ riờng. Vớ d đĨi vãi thơng sĨ SNR thì các dă liÉu Ánh cÅn có các khu vąc đÕng nhÃt hay có thÅ tì hp Ôc thnh vựng ếng nht; vói thụng sể MTF thì các dă liÉu Ánh cÅn có chi các vÃt thÅ vãi tÅn sĨ khơng gian khác nhau và cùng giá trÍ phÁn x¿. Trong viÇn thám, viÉc có th tỡm Ôc cỏc khu vc ếng nht ỏnh giá thơng sĨ SNR là khÁ thi; tuy nhiên đÅ đánh giá thơng sĨ MTF thì cÅn có nhăng khu vc c thự, v hu ht l Ôc chun b trÔóc, cỏc khu vc ú thÔồng Ôc gẽi l bói kim nh.

Ngoi ra cng cú mỏt sể phÔÂng pháp đánh giá MTF khác không dùng dă liÉu Ánh cỏc bói kim nh nhÔng khụng Ôc s dng rỏng rãi, vì yêu cÅu dă liÉu đÅu vào quá khÅt khe nhÔ phÔÂng phỏp ỏ phõn gii kộp, hay khụng cũn phự hp vói xu hÔóng phỏt trin ca nh viần thỏm quang hẽc nhÔ phÔÂng phỏp khung toỏn tìng quỏt; hay do hÔóng

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

tip cn chÔa sỏt vói chuyờn mụn ca cỏc nh nghiờn cu nhÔ phÔÂng phỏp s dng mụ hỡnh tham sể trc tip v giỏn tip ca MTF.

Trờn c sỗ nghiờn cu cỏc phÔÂng phỏp ó cú, nghiờn cu sinh thc hiÉn đà tài

<b><Nghiên cąu đánh giá cht lÔng nh vin thỏm quang hÍc căa ViÇt Nam= vói </b>

phÔÂng phỏp Ôc phỏt trin theo hÔóng nh lÔng, đà xuÃt quy trình đánh giỏ cht lÔng nh viần thỏm quang hẽc cąa ViÉt Nam, phù hāp vãi điÃu kiÉn thąc tÁ ca nÔóc ta. Cỏc kt qu thu Ôc s chậ ra cỏc ngÔng cht lÔng nh c th ểi vói nhng thụng sể Ôc dựng ỏnh giỏ l SNR và MTF.

<b>2. Māc tiêu nghiên cąu </b>

Măc tiêu nghiên cću cąa đà tài là:

- ĐÃ xut thụng sể ỏnh giỏ cht lÔng nh viần thám quang hÏc phù hāp vãi điÃu kiÉn cąa ViÉt Nam.

- La chẽn Ôc phÔÂng phỏp v xut quy trỡnh ỏnh giỏ cht lÔng nh viần thám quang hÏc đÓi vãi điÃu kiÉn cąa ViÉt Nam.

Vói hai mc tiờu ó ra ỗ trờn, nghiờn cu s gúp phn xõy dng c sỗ khoa hẽc ỏnh giỏ cht lÔng nh viần thỏm quang hẽc, phc v cụng tỏc kim tra, ỏnh giỏ cht lÔng nh các vÉ tinh cąa ViÉt Nam.

<b>3. Nßi dung nghiờn cu </b>

thc hiẫn Ôc mc tiờu trờn, tài cÅn thąc hiÉn các nái dung nghiên cću sau: - Nghiên cću t×ng quan và cơng tác đánh giỏ cht lÔng nh viần thỏm quang hẽc ểi vói các hÉ thÓng vÉ tinh trên thÁ giãi, bao gÕm: thụng sể ỏnh giỏ cht lÔng nh, phÔÂng pháp tính tốn các thơng sĨ đÅ đánh giá chÃt lÔng nh, nguến d liẫu, bói kim nh cht lÔng nh Ôc s dng trong quỏ trỡnh ỏnh giỏ. Trờn c sỗ ú xut la chẽn thụng sể ỏnh giỏ cht lÔng nh phự hp vói iu kiẫn ca ViÉt Nam là SNR đ¿i diÉn cho các yÁu tÓ bćc x¿ và MTF đ¿i diÉn cho các yÁu tÓ khụng gian.

- Nghiờn cu c sỗ khoa hẽc v phÔÂng phỏp ỏnh giỏ cht lÔng nh viần thỏm quang hÏc qua hai thơng sĨ SNR và MTF. T ú, la chẽn phÔÂng phỏp phự hp vói iu kiẫn ca Viẫt Nam.

- Nghiờn cu phÔÂng phỏp chiÁt tách c¿nh Canny đÅ phăc vă viÉc tính tốn thơng sĨ MTF tÿ dă liÉu Ánh viÇn thám quang hÏc.

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

- Xây dąng quy trỡnh ỏnh giỏ cht lÔng nh viần thỏm quang hẽc vãi hai thơng sĨ SNR, MTF và tÿ nhu cÅu sā dăng Ánh trong thąc tÁ đÅ đà xuÃt mćc cht lÔng nh ểi vói mòi tậ lẫ c th.

- Th nghiẫm ỏnh giỏ cht lÔng nh VNREDSat-1 ca Viẫt Nam, xut mc cht lÔng nh (theo thơng sĨ SNR, MTF) đĨi vãi mßi nhu cÅu s dng c th.

<b>4. òi tÔng v phm vi nghiờn cu </b>

ểi tÔng nghiờn cu ca tài là tË lÉ tín hiÉu trên nhiÇu SNR, và thơng sĨ hàm trun điÃu biÁn MTF, đ¿i diÉn cho cht lÔng nh viần thỏm quang hẽc ln lÔt liờn quan đÁn bćc x¿ và không gian.

Ph¿m vi không gian bao gÕm: các bãi kiÅm đÍnh nhân t¿o t¿i Salon de Provence (Pháp)_đây là bãi kiÅm nghiÉm mà vÉ tinh VNREDSat-1 s dng t khi mói Ôc phúng lờn quỹ đ¿o, bãi kiÅm đÍnh t¿i thành phĨ Bn Ma Thuát (tËnh ĐÅk LÅk); và các bãi kiÅm đÍnh tą nhiên: sa m¿c t¿i Châu Phi, vùng biÅn t¿i Đ¿i Tõy DÔÂng.

Phm vi d liẫu: d liẫu nh VNREDSat-1 ca Viẫt Nam ỗ mc 0 v mc 1A.

<b>5. PhÔÂng phỏp nghiờn cu </b>

- PhÔÂng phỏp phõn tích, t×ng hāp: t×ng hāp, phân tích các nghiên cu trong v ngoi nÔóc cú liờn quan n nỏi dung ln án; tài liÉu, sĨ liÉu và các thơng sể th hiẫn cht lÔng nh viần thỏm quang hẽc; kÁ thÿa các kÁt quÁ nghiên cću đã có, thąc tÁ vÃn hành và khai thác hÉ thÓng vÉ tinh VNREDSat-1.

- PhÔÂng phỏp thu thp sể liẫu: tin hành đo đ¿c, thu thÃp sÓ liÉu đo phÁn x¿ ph× cąa bà mÁt bãi kiÅm đÍnh t¿i thành phĨ Buôn Ma Thuát, tËnh ĐÅk LÅk, vào hai thåi điÅm năm 2017 và 2018; thu thÃp dă liÉu Ánh chăp bãi kiÅm đÍnh t¿i thành phĨ Bn Ma Tht, t¿i Salon de Provence, Phỏp, ti i Tõy DÔÂng v cỏc sa mc ỗ chõu Phi.

- PhÔÂng phỏp viần thỏm: S dng các kỹ thuÃt xā lý dă liÉu viÇn thám quang hÏc đÅ chiÁt xuÃt các thông tin tÿ Ánh phăc vă cho công tác thąc nghiÉm cąa nghiên cću.

- PhÔÂng phỏp chuyờn gia: tham kho ý kin ca các chun gia trong lĩnh vąc viÇn thám, cơng nghÉ vũ tră đÅ thąc hiÉn các đánh giá, và đÍnh hÔóng cho nghiờn cu.

- PhÔÂng phỏp thc nghiẫm: sā dăng ngơn ngă lÃp trình đÅ xây dąng cơng că phÅn mÃm trong quá trình thąc hiÉn đánh giá cht lÔng nh viần thỏm VNREDSat-1.

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

<b>6. Ý ngh*a khoa hÍc và thăc tiÅn căa đÁ tài </b>

<i><b>6.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài </b></i>

- úng gúp c sỗ khoa hẽc v phÔÂng phỏp lun trong viẫc ỏnh giỏ cht lÔng nh viần thám quang hÏc cąa ViÉt Nam.

- Xây dąng Ôc quy trỡnh ỏnh giỏ cht lÔng nh viần thỏm quang hÏc cąa ViÉt Nam.

<i><b>6.2 Ý nghĩa thực tiễn </b></i>

- KÁt quÁ nghiên cću cąa luÃn án đã chng minh cht lÔng nh viần thỏm quang hẽc cąa vÉ tinh VNREDSat-1 vÁn ỏp ng Ôc cỏc chậ tiêu kỹ thuÃt khi thiÁt kÁ hÉ thĨng, đÁm bÁo cung cÃp Ánh có cht lÔng, ỏp ng yờu cu k thut cho n thåi điÅm đánh giá;

- Quy trình đánh giá cht lÔng nh viần thỏm quang hẽc Ôc xut trong luÃn án có thÅ áp dăng cho các thÁ hÉ vÉ tinh cąa ViÉt Nam.

- HiÉn nay ViÉt Nam đang vÃn hành hÉ thÓng tr¿m thu Ánh VNREDSat-1 v SPOT 6, 7; trong tÔÂng lai s thu thêm dă liÉu Ánh KOMPSAT3. Do vÃy, nhu cÅu đánh giỏ cht lÔng nh trÔóc khi Ôa ra th trÔồng l cú. Quy trỡnh v phÔÂng pháp đà xuÃt trong nghiên cću có th ỏp dng ỏnh giỏ cht lÔng cỏc loi dă liÉu này.

<b>7. Nhāng điÃm mái căa đÁ tài </b>

- Đà xt ląa chÏn các thơng sĨ SNR, MTF ỏnh giỏ cht lÔng nh viần thỏm quang hÏc phù hāp vãi điÃu kiÉn ViÉt Nam, tÿ đó xây dąng quy trình đánh giá có kÁt hāp thêm nhu cÅu sā dăng đÅ chia thành các mćc cht lÔng nh c th;

- S dng phÔÂng pháp chiÁt tách c¿nh Canny thay cho các thuÃt toán tun tính trong viÉc tính tốn hàm trun điÃu biÁn MTF tÿ các bãi kiÅm đÍnh, giúp cơng tác đánh giỏ cht lÔng nh vẫ tinh ỏ phõn gii cao Ôc thun li hÂn.

<b>8. Lun im bo vầ </b>

<i><b>Luận điểm 1: ViÉc sā dăng hai thơng sĨ: hàm trun điÃu biÁn MTF, tË lÉ tín hiÉu </b></i>

trên nhiÇu SNR là đÁm bÁo điÃu kiÉn đÅ đánh giá chÃt lÔng nh viần thỏm quang hẽc ca Viẫt Nam.

<i><b>Lun im 2: PhÔÂng phỏp chit tỏch cnh Canny tớnh toán hàm truyÃn điÃu biÁn </b></i>

MTF tÿ các bãi kiÅm đÍnh là phù hāp trong cơng tác đánh giá chÃt lÔng nh ca Viẫt Nam.

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

<b>9. K¿t cÃu căa luÁn án </b>

LuÃn án bao gÕm phn mỗ u, 04 chÔÂng, kt lun, ti liẫu tham khÁo, các cơng trình đã cơng bĨ, và phă lăc. Nỏi dung chớnh Ôc trỡnh by trong 04 chÔÂng:

ChÔÂng 1: Tìng quan v vn nghiờn cu

ChÔÂng 2: CÂ sỗ khoa hẽc v phÔÂng phỏp ỏnh giỏ cht lÔng nh viần thỏm quang hẽc

ChÔÂng 3: Quy trỡnh ỏnh giỏ cht lÔng nh viần thỏm quang hẽc

ChÔÂng 4: Thc nghiẫm: ỏnh giỏ cht lÔng nh viần thám quang hÏc VNREDSat-1 cąa ViÉt Nam

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

<b>CH£¡NG 1. TâNG QUAN VÀ VÂN ĐÀ NGHIÊN CĄU </b>

<b>1.1 Khỏi niầm v ỏnh giỏ cht lÔng nh vin thám quang hÍc </b>

<i><b>1.1.1 Khái niệm chất lượng ảnh viễn thám quang học </b></i>

Dă liÉu Ánh viÇn thám quang hÏc ngy cng trỗ nờn quen thuỏc v Ôc ng dng ráng rãi trong nhiÃu lĩnh vąc khác nhau. Đa phÅn ngÔồi s dng u ó quen thuỏc vói khỏi niẫm và các đá phân giÁi đÅ qua đó có thÅ ỏnh giỏ Ôc cht lÔng ca d liẫu nh, cỏc khái niÉm đó là:

- Đá phân giÁi khơng gian - Đá phân giÁi thåi gian - Đá phân giÁi ph× - Đá phân giÁi bćc x

Tt c cỏc thụng sể ny u Ôc thit kÁ cho hÉ thÓng chăp Ánh quang hÏc trên vÉ tinh ngay tÿ đÅu và đÁm bÁo thiÁt kÁ đÁn hÁt ti đåi cąa hÉ thĨng vÉ tinh.

Các khỏi niẫm quen thuỏc vói ngÔồi s dng nh viần thỏm ny phn no ú chÔa th hiẫn Ôc cht lÔng ca d liẫu nh thc t thu Ôc, hay chớnh xỏc hÂn l cht lÔng, tỡnh trng hot ỏng cąa hÉ thÓng chăp Ánh trên vÉ tinh quang hÏc. Tuy vÃy, thông qua dă liÉu Ánh, chúng ta vn cú th ỏnh giỏ Ôc tỡnh trng hot ỏng ca hẫ thểng chp nh.

Cht lÔng nh viần thỏm quang hÏc là mćc đá cąa mát tÃp hāp các thơng sĨ kỹ tht cąa dă liÉu Ánh viÇn thám quang hÏc đáp ćng nhăng yêu cÅu thiÁt kÁ cąa hÉ thÓng thu nhÃn Ánh trên vÉ tinh.

TÃp hāp các thơng sĨ kỹ tht cąa dă liÉu Ánh viÇn thám quang hÏc đÅ so sánh vãi các yêu cÅu thiÁt kÁ cąa hÉ thÓng thu nhÃn Ánh bao gÕm các thơng sĨ sau [16,53,33,66,67]:

- Hàm truyÃn điÃu biÁn (MTF), - TË lÉ tín hiÉu trên nhiÇu (SNR),

- Mćc đá hÕi đáp không đÕng đÃu cąa điÅm Ánh(PRNU), - Tín hiÉu tĨi (DS),

- Khng cách ly mu mt t, - Cht lÔng nh hÔóng,

- KhoÁng cách lÃy mÁu góc,

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

- DÁi đáng bćc x¿, - Đá méo Ánh, - Đá ráng dÁi chăp.

Cũng có mát sĨ nhà khoa hÏc chia các thơng sĨ kỹ thuÃt cąa dă liÉu Ánh viÇn thám thành hai nhúm thụng sể chớnh l [16,53,33,66,67]:

-<i> Cht lÔng bćc x¿, liên quan đÁn tÃt cÁ các ho¿t đáng có sā dăng đÁn giá trÍ sĨ cąa </i>

mßi điÅm Ánh và cho phép đo bćc x¿ tÿ mát điÅm trên Ánh. Các ho¿t đáng này chą yÁu tÃp trung vào thiÁt bÍ quang hÏc (quang hÏc, cÁm biÁn, chi hình Ánh,&) và phÅn xā lý trên mÁt đÃt (hiÉu chậnh, d liẫu ngoi sinh,&)

-<i> Cht lÔng không gian, liên quan đÁn tÃt cÁ các ho¿t đáng liên quan đÁn vÍ trí </i>

khơng gian cąa mßi điÅm Ánh trên tÃm Ánh. Các ho¿t đáng này phă thuác vào thiÁt bÍ chăp (quang hÏc, tiêu diÉn, bin dng do nhiẫt,&), vẫ tinh (qu o, chậ hÔóng, ×n đÍnh, biÁn d¿ng dẻo nhiÉt, ..và phÅn xā lý trên mÁt đÃt (hiÉu chËnh, dă liÉu ngo¿i sinh,&)

Bên c¿nh đó có cịn có nhăng khái niÉm và chÃt lÔng nh tuyẫt ểi v tÔÂng ểi: - Cht lÔng nh tuyẫt ểi liờn quan n cỏc hot đáng đÓi vãi tÿng điÅm Ánh đác lÃp vãi các điÅm khác, và có đ¢n vÍ tut đĨi (bćc x¿ tuyẫt ểi, v trớ a lý,&)

- Cht lÔng nh tÔÂng ểi liờn quan n cỏc hot ỏng thc hiÉn trong giãi h¿n tÃm Ánh, đÓi vãi các điÅm nh tÔÂng ểi vói cỏc im khỏc. Nú thÔồng Ôc th hiẫn dÔói dng % (ếng nht bc x, ìn nh chậ hÔóng, lp k hoch,&)

<i><b>1.1.2 S cn thit phải đánh giá chất lượng ảnh viễn thám quang học </b></i>

Trong nhăng năm gÅn đây, Ánh viÇn thám ngày cng Ôc ng dng rỏng rói ỗ Viẫt Nam, nht là các lo¿i Ánh viÇn thám quang hÏc tÿ đá phân giÁi trung bình đÁn đá phân giÁi siờu cao nhÔ: Landsat, Sentinel-2, SPOT 2,4,5; VNREDSat-1, SPOT 6/7, Pleiades, Quickbird, Worldview, &Mát sĨ ćng dăng Ánh viÇn thám quang hÏc địi hĐi đá chính xác hình hÏc và đá sc nột ca nh rt cao nhÔ trong lnh vc đo đ¿c bÁn đÕ, quÁn lý đÃt đai; mát sÓ lĩnh vąc tuy khơng địi hĐi đá chính xác cao v hỡnh hẽc nhÔng li yờu cu cao v cht lÔng phì nhÔ lnh vc mụi trÔồng, a cht khoỏng sn, ti nguyờn nÔóc,&

Thụng thÔồng hiẫn nay, thụng tin liờn quan n cht lÔng ca nh u do cỏc tì chc cung cp nh Ôa ra m chỳng ta chÔa cú iu kiẫn đÅ kiÅm tra l¿i đá chính xác cąa các thơng tin ú. Cỏc chậ sể cht lÔng ú l thÔồng tÃp trung vào các lo¿i đá phân giÁi

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

nhÔ: khụng gian, phì, bc x, hoc cht lÔng ỏ ph mõy, cỏc im nh b lòi,... [34], sể lÔng im nh sai khỏc so vói lý thuyt [110], MTF và SNR [91]

MÁt khác, đÓi vãi ViÉt Nam hiÉn đang vÃn hành hÉ thĨng viÇn thám đá phõn gii cao VNREDSat-1 v trong tÔÂng lai s cú thêm các hÉ thÓng vÉ tinh đá phân giÁi siêu cao và siêu ph× khác, do đó, cơng tác đánh giỏ cht lÔng nh viần thỏm quang hẽc, c biẫt là đĨi vãi các hÉ thĨng vÉ tinh có đá phân giÁi cao có ý nghĩa rÃt quan trÏng trong quỏ trỡnh khai thỏc cng nhÔ m bo cht lÔng sÁn ph¿m Ánh đÅu ra.

Công tác đánh giá cht lÔng thit b thu nhn nh trờn vẫ tinh Ôc chia thnh ba giai on: trÔóc khi phúng, khi mãi vào quỹ đ¿o và ho¿t đáng trên quỹ đ¿o [74].

Giai on trÔóc khi phúng: Ôc thc hiẫn trong phũng thớ nghiẫm. Trờn c sỗ thit k hẫ thểng quang hẽc, iẫn t, v phõn tớch nh hÔỗng ca nhiẫt ỏ, kt cu c khớ, Ôa ra cỏc giá trÍ hiÉu chËnh tut đĨi, tham sĨ cho hÉ thểng thu nhn nh. Nhng d liẫu ny Ôc ci đÁt vào hÉ thÓng thu nhÃn Ánh trên vÉ tinh và sā dăng làm dă liÉu gÓc cho phÅn mÁt đÃt.

Giai đo¿n khi vÉ tinh mãi vào quỹ đ¿o: Trong quỏ trỡnh phúng, vẫ tinh chu nh hÔỗng mnh ca cỏc hiẫn tÔng rung, lc,... Cụng tỏc ỏnh giỏ Ôc thc hiẫn sau khi vẫ tinh ó ìn nh, nhm hiẫu chậnh s thay ìi gia mụi trÔồng trong phũng thớ nghiẫm v mụi trÔồng hot ỏng thc t. Ngay tÿ giai đo¿n này, vÉ tinh chăp Ánh nhăng bãi kiÅm đÍnh trên bà mÁt Trái đÃt và tính toán ra dă liÉu hiÉu chËnh và sā dăng cho hÉ thÓng thu nhÃn Ánh trên vÉ tinh.

Giai đo¿n ho¿t đáng trên quỹ đ¿o: Trong quá trình ho¿t đáng trên quỹ đ¿o, do nhăng nh hÔỗng khi thay ìi tÔ th, iu chậnh qu đ¿o và thåi gian ho¿t đáng, hÉ thÓng thu nhÃn Ánh có nhăng thay đ×i nhÃt đÍnh. Do đó, viÉc đánh giá cÅn phÁi thc hiẫn thÔồng xuyờn theo chu k theo dõi, hiÉu chËnh khi cÅn thiÁt nhằm đÁm bÁo chÃt lÔng sn phm nh u ra ca hẫ thểng vẫ tinh.

Hai giai on u thÔồng Ôc nh sn xut vẫ tinh thc hiẫn trong thồi gian ngn, trÔóc khi bàn giao hÉ thĨng vÉ tinh cho đ¢n vÍ qn lý; giai on th ba Ôc ỏi ng vn hnh và khai thác hÉ thÓng vÉ tinh thąc hiÉn tiÁn hnh thÔồng xuyờn, liờn tc trong suểt thồi gian hot ỏng ca vẫ tinh. Vỡ vy, viẫc xõy dng phÔÂng pháp và quy trình cho giai đo¿n này là cÅn thiÁt, địi hĐi nhăng kiÁn thćc chun sâu và thiÁt bÍ thu nhÃn Ánh và các phân hÉ liên quan.

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

Quỏ trỡnh trÔóc khi phúng, hẫ thểng ny Ôc kim tra, ỏnh giỏ trong iu kiÉn tiêu chu¿n trong phịng thí nghiÉm, do đó các thơng sĨ kỹ tht đÃu đÁm bÁo theo đúng u cÅu kỹ thuÃt. Tuy nhiên, trong quá trình ho¿t đáng ca mỡnh, dÔói nh hÔỗng ca cỏc yu tể nhÔ: thay ìi tÔ th, ỏng lc hẽc bay, tuìi thẽ cąa thiÁt bÍ, bÁn thân ho¿t đáng cąa hÉ thĨng chp nh, khớ quyn,& s dn n viẫc cht lÔng nh khụng nhÔ trong iu kiẫn trong phũng thớ nghiẫm. iu ny nh hÔỗng trc tip n cht lÔng nh viÇn thám quang hÏc. Tuy vÃy, sau khi vÉ tinh Ôc Ôa lờn qu o, khụng th trc tip ỏnh giỏ hẫ thểng ny m phi s dng phÔÂng phỏp gián tiÁp, thơng qua sÁn ph¿m cąa hÉ thĨng là dă liÉu Ánh viÇn thám quang hÏc đÅ đánh giá. ểi vói phÔÂng phỏp ny, cỏc thụng sể cht lÔng ca nh Ôc coi nhÔ i diẫn cho cht lÔng cąa thiÁt bÍ chăp Ánh. Do vÃy viÉc đánh giá cht lÔng thit b chp nh lỳc ny Ôc chuyn thnh ỏnh giỏ cht lÔng nh viần thỏm.

Các thơng sĨ cÅn quan tâm cąa hÉ thĨng chăp Ánh liên quan đÁn: bćc x¿, ph× và khơng gian. ViÉc đánh giá các tham sĨ này có ý nghĩa v nh hÔỗng trc tip n ng dng sau ny cąa dă liÉu Ánh. ĐÓi vãi bćc x¿, s¿ bao gếm bc x thu Ôc t bỏ cm trong ú có các hÉ sĨ đánh giá bćc x¿, hÕi đáp tun tính, hÕi đáp khơng đÕng nhÃt,... và bÁn thân ngn bćc x¿ bên trong thiÁt bÍ. ĐĨi vãi ph×, đây là thơng sĨ mơ tÁ khÁ năng phÁn x¿ phì ca bỏ cm, Ôc thc hiẫn tÔÂng ểi bng cỏch s dng hẫ sể chun húa tÔÂng ểi hay nhân tË lÉ vãi các thơng sĨ kỹ tht thích hāp. ĐĨi vãi khơng gian, đây là tÃp hāp các thụng sể bao gếm trÔồng nhỡn hiẫu qu (EFOV), MTF, biÁn d¿ng hình hÏc, tán x¿ quang hÏc,...[74]

Tóm l¿i, ỏnh giỏ cht lÔng nh l viẫc tớnh toỏn, so sánh các giá trÍ liên quan đÁn u tĨ khơng gian (nhÔ hm truyn iu bin, ỏ rỏng di chp, ỏ phõn gii mt t, ỏ chớnh xỏc nh hÔóng,&) v yu tể bc x (nhÔ dũng tểi, mc ỏ nhiÇu, khng bćc x¿, mćc bão hịa, mćc đÕng nhÃt phÁn x¿ cąa điÅm Ánh,&) vãi thiÁt kÁ ban đÅu cąa hÉ thĨng vÉ tinh.

<b>1.2 Các thơng sß thà hiần cht lÔng nh vin thỏm quang hc </b>

ểi vói bÃt kỳ mát hÉ thÓng vÉ tinh quan sát Trái đÃt nào đÃu có các chË tiêu giá trÍ că thÅ đĨi vãi các thơng sĨ kỹ tht theo thiÁt kÁ cąa hÉ thĨng thu nhÃn Ánh. Trong q trình ho¿t đáng, do nhiÃu lý do mà ho¿t đáng cąa hÉ thĨng thu nhÃn Ánh s¿ bÍ suy giÁm, do ú mỏt sể thụng sể s Ôc tớnh toỏn kim tra nh k m bo khụng b vÔt ngÔng giói hn cho phộp nhm duy trỡ cht lÔng nh theo yêu cÅu thiÁt kÁ. Đánh giá thiÁt bÍ thu

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

nhÃn Ánh quang hÏc trên vÉ tinh Ôc thc hiẫn thụng qua phÔÂng phỏp giỏn tip l ỏnh giỏ cht lÔng nh viần thỏm quang hẽc; cú rt nhiu cỏc thụng sể Ôc s dng, trong ú Ôc chia thnh hai nhúm l cỏc thụng sể liờn quan đÁn khơng gian và các thơng sĨ liên quan đÁn bćc x¿ [16,53].

<i><b>1.2.1 Thông số liên quan đến yếu tố khơng gian </b></i>

Liên quan đÁn khía c¿nh khơng gian cąa Ánh có mát sĨ thơng sĨ đ¿i diÉn cho cht lÔng nh cn ỏnh giỏ gếm:

<i>a. Hàm truyền điều biến (MTF) </i>

<i>Điều biến đà cÃp đÁn nhăng thay đ×i và chiÃu ráng và khoÁng cách cąa măc tiêu. Truyền biÅu thÍ khÁ năng cąa hÉ thĨng hình Ánh ghi l¿i nhăng thay đ×i này trên hình Ánh, </i>

nghĩa là, đÅ trun nhăng thay đ×i này tÿ măc tiêu sang hình Ánh. Do măc tiêu Ôc thit k rừ rng vói tn sể khụng gian q tĨt đÅ ghi l¿i trên hình Ánh, nên mát vi tn sể (tn sể cao ỗ cỏc khong cỏch gn nht) khụng th chp Ôc. Sau ú, hm hin thÍ mćc đá mà hình Ánh ghi l¿i các tÅn sĨ că thÅ (xem minh hÏa hình 1.1)

<i>Hình 1.1. Minh họa một ví dụ về mẫu được dùng để ước tính MTF </i>

Theo Boreman [20], MTF là mćc đá hÕi đáp cąa hÉ thÓng quang hÏc theo cỏc Ôồng hỡnh sin vói cỏc tn sĨ khơng gian khác nhau. Khi phân tích hÉ thĨng quang hÏc và mÁt tÅn sÓ, coi dă liÉu đÅu vào cąa hÉ thĨng chăp Ánh là sóng hình sin, không phÁi là các điÅm.

Theo ESA [18], MTF là mơ đun cąa biÁn đ×i Fourier cąa hàm lan truyÃn điÅm (PSF).

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

Trong ú, PSF tÔÂng ng vói xung đáp ćng cąa hÉ thÓng Ánh quang hÏc khi hot ỏng, ớt nht ỗ v trớ xp xậ u tiờn, giểng nhÔ bỏ lẽc thụng tn thp tuyn tớnh, bỏ lẽc ny Ôc mụ t hon ton bỗi cỏc xung ỏp ng ca chớnh nú; f<small>x</small>, f<small>y</small> ln lÔt là biÁn đ×i Fourier theo hai chiÃu cąa khơng gian Ánh.

Theo các tác giÁ James B. Campbell và Randolph H. Wynne [51] MTF ghi l¿i hÕi đáp cąa hÉ thĨng tãi măc tiêu vãi các u tĨ có tn sể khụng gian khỏc nhau (cỏc mc tiờu Ôc s dng Ôóc tớnh MTF Ôc gión cỏch vói cỏc khong khỏc nhau). Thụng thÔồng, mc tiờu Ôc hỡnh thành tÿ các thanh có đá dài bằng nhau cách nhau trên nÃn trÅng theo các khoÁng thåi gian t¿o ra są thay đ×i hình sin và mÃt đá hình Ánh dÏc theo trăc cąa măc tiêu.

Theo tác giÁ Ronald và các cáng są [85] MTF có th Ôc mụ t nhÔ s gim tÔÂng phn do mát hàm cąa tÅn sĨ khơng gian. MTF có th Ôc chia thnh: MTF sol khớ v MTF nhiầu. Cỏc hẫ thểng hỡnh nh thÔồng cú th Ôc coi là các dÍch chun tun tính bÃt biÁn (LSI), trong ú LSI Ôc nh ngha l cú cỏc thuỏc tớnh:

Trong đó, a và b là hằng sĨ nhân và c và d là các hằng sÓ chuyÅn. f(x) và g(x) là các hàm cąa biÁn đác lÃp x, và L biÅu thÍ tốn tā LSI.

MÁc dù có khá nhiu cỏc cỏch tip cn khỏc nhau, nhÔng MTF Ôc nh ngha l i lÔng c trÔng cho s suy gim ỏ tÔÂng phn vói tn sể khụng gian trong hÉ thĨng quang hÏc.

<i>b. Độ méo Ánh </i>

Thơng sÓ này chą yÁu liên quan đÁn sai sÓ do các đÁc điÅm cąa đÅu thu, đó là są biÁn d¿ng và mÁt quang hÏc, vÍ trí giăa vÉ tinh và Trái đÃt, tĨc đá Ánh khơng tun tính [33].

 Są sai lÉch và mÁt quang hÏc phă thuỏc ch yu vo cỏc u thu v cỏc phÔÂng thćc chăp Ánh (hình 1.2).

 TË lÉ vÍ trí giăa vÉ tinh và Trái đÃt: là tË lÉ gia cỏc khong cỏch theo phÔÂng thng ng vói phÔÂng ngang.

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

<i>Hình 1.2. Các biến d¿ng hình học: bÁn đồ phẳng (b), sai lệch quang học âm (a) và sai lệch quang học dương (c) </i>

 TĨc đá qt Ánh phi tun tính: NÁu tĨc ỏ quột nh l hng sể (trong trÔồng hp lý tÔỗng), nu bit khong thồi gian quột nh s xỏc nh Ôc kớch thÔóc ca cỏc ụ phõn gii. Trong nhiÃu hÉ thĨng qt, vÃn tĨc góc khi qt Ánh khụng l hng sể. iu ny Ôc coi l nguyờn nhân làm cho các pixel bÍ nén l¿i hoÁc bÍ dón ra ti cỏc im khỏc nhau dẽc theo Ôồng quét cąa vÉ tinh. Są sai lÉch này rÃt khó hiẫu chậnh bỗi l nú khú xỏc nh v thay đ×i dÅn theo thåi gian.

<i>c. KhoÁng cách lấy mẫu góc: </i>

Sai sĨ này liên quan đÁn są dÍch chun cąa vÉ tinh, trong đó, są dÍch chun và nh hÔóng ca vẫ tinh cú th gõy ra nhng sai lÉch và mÁt hình hÏc. Sai lÉch này đác lp vói cỏc sai lẫch khỏc bỗi chớnh bn thõn vÉ tinh gây ra (minh hÏa hình 1.3).

Pitch - S quay ca vẫ tinh trong hÔóng chuyn ỏng. Pitch s¿ là nguyên nhân gây nên są khác nhau và khong cỏch ca cỏc Ôồng quột.

Roll - s quay cąa vector vÃn tÓc. Roll gây ra są lÉch sang hai bờn so vói v trớ ca Ôồng quột.

Yaw - Są lÉch quỹ đ¿o cąa vÉ tinh là nguyên nhân gây ra są xoay nghiêng không đÃu nhau cąa cỏc Ôồng quột.

<i>Hỡnh 1.3. nh hng ca cỏc góc nghiêng đến Ánh thu được [33] </i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

<i>d. Chất lượng định hướng: </i>

Các sai lẫch cú th Ôc Ôa vo trong nh bỗi cỏc c im ca ểi tÔng, c biẫt bỗi ỏ lẫch ca b mt ểi tÔng t mỏt b mt phng v bỗi s dch chuyn ca ểi tÔng. Dng sai lẫch do bỗi s dch chuyn ca ểi tÔng s phă thc tồn bá vào bÁn chÃt cąa są dÍch chuyÅn liên quan tãi lo¿i và tÅn suÃt quan trÅc cąa hÉ thĨng qt Ánh.

<i>Hình 1.4. D¿ng sai lệch do chuyển động của Trái đất </i>

Trong khoÁng thåi gian giăa lÅn quét đÅu tiên cąa vÉ tinh và lÅn quét sau cùng, Trái đÃt s¿ quay đi mát khoÁng cách đáng kÅ liên quan tãi đá phân giÁi cąa vùng vÉ tinh quét. KÁt quÁ są sai lÉch cąa hai trÔồng hp khỏc nhau ny ca Trỏi t quay so vói vẫ tinh Ôc minh hẽa ỗ hỡnh 1.4.

<i>e. KhoÁng cách lấy mẫu mặt đất (GSD) </i>

KhoÁng cỏch ly mu mt t Ôc nh ngha l khong cỏch gia hai im Ôc liờn tip trờn b mt trỏi t; hay cng Ôc nh ngha l khong cỏch trờn mt t Ôc biu th bng chiu rỏng ca điÅm Ánh. Đây cũng là giá trÍ thÅ hiÉn cho trÔồng nhỡn tc thồi ca hẫ thểng chp nh trờn vẫ tinh. (xem minh hẽa hỡnh 1.5) LÔói ly mu

<i>Hình 1.5. KhoÁng cách lấy mẫu mặt đất và trường nhìn tức thời </i>

</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">

<i>f. Độ rộng dÁi chụp Ánh: </i>

Đá ráng dÁi chăp Ánh là ph¿m vi trên bà mÁt đÃt mà thiÁt bÍ chăp nh cú th thu Ôc hỡnh nh ca cỏc ểi tÔng, giỏ tr ny th hiẫn trÔồng nhỡn ca thit bÍ chăp Ánh vÉ tinh (xem minh hÏa hình 1.6). TrÔồng nhỡn cng lón thỡ ỏ rỏng di chp nh cng lón v nu cựng mỏt trÔồng nhỡn thỡ vẫ tinh nào cao h¢n s¿ có đá ráng dÁi chăp lãn h¢n [33]. Đá ráng dÁi chăp

<i>Hình 1.6. Độ rộng dÁi chụp Ánh </i>

<i><b>1.2.2 Thông số liên quan đến yếu tố bức xạ </b></i>

<i>a. Tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu (SNR) </i>

TË lÉ tín hiÉu trên nhiÇu SNR là mỏt trong cỏc yu tể nh hÔỗng n cht lÔng Ánh viÇn thám quang hÏc; và đây là thơng sĨ c trÔng cho nhiầu bc x. Nhiầu nh nh lÔng bćc x¿ khác nhau t¿i mát mćc đá bćc x¿ cho trÔóc no ú ểi vói mỏt khu vc ếng nhÃt.

Tùy theo bá cÁm biÁn cąa hÉ thÓng chăp Ánh là d¿ng mÁng hay ma trÃn mà chÍu cỏc nh hÔỗng nhiầu khỏc nhau. Nu bỏ cm bin là d¿ng mÁng thì các ngn nhiÇu cąa Ánh đÁn tÿ hai ngn tách biÉt đó là nhiÇu thiÁt bÍ chăp và nhiÇu do chu¿n hóa. NÁu bá cÁm biÁn l ma trn thỡ mòi cm bin phi chu nhiầu t bn thõn nú; do cú mỏt vi bÔóc chun hóa đÅ cân bằng tín hiÉu giăa các cÁm biÁn nờn ỏ nhiầu Ôc gi nh giểng nhÔ nhiầu chun hóa [18].

<i>b. Tín hiệu tối (DS) </i>

Tín hiÉu tểi l ỏ chuyn dch bc x cể nh Ôc đo đ¿c khi khơng có bćc x¿ vào đÅu thu. Giỏ tr trung bỡnh ca tớn hiẫu tểi phi Ôc đánh giá trên tÿng kênh ph× và đĨi vãi tÿng điÅm Ánh đÅ hiÉu chËnh Ánh thơ cho giá trÍ này [33,67]. Công tác đánh giá

</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">

thÔồng Ôc thc hiẫn nhm phc v cho viẫc hiẫu chËnh này thąc hiÉn đÅu tiên trên dă liÉu thu Ôc. Tớn hiẫu tểi ny thÔồng bao gếm c giỏ trÍ nhiÇu.

<i>c. Hồi đáp bức x¿ khơng đồng đều của điểm Ánh (PRNU) </i>

KhÁ năng đáp ćng bćc x¿ không đÕng nhÃt cąa tÿng điÅm Ánh bao gÕm są khác nhau giăa chính các cÁm biÁn trên bá cÁm khi đáp ćng tín hiÉu, khơng nhăng vÃy cịn do są phân bÓ các điÉn tā và quang tā trên b mt cm bin khi cú tớn hiẫu[109,33].

TÔÂng t nhÔ giỏ tr DS, PRNU cng Ôc ỏnh giỏ v s dng hiẫu chậnh d liẫu nh trÔóc khi sn xut; quỏ trỡnh ny cũn Ôc gẽi l quá trình cân bằng, và bao gÕm viÉc đánh giá kh nng ỏp ng gia cỏc cm bin, cng nhÔ ỏp ng trung bỡnh trong ton bỏ trÔồng nhỡn ca vÉ tinh.

<i>d. DÁi động bức x¿ </i>

DÁi đáng bćc x¿ hay dÁi đáng là mát dÁi biên đá thÅ hiÉn mćc đá chênh lÉch giăa vùng sáng nhÃt và vùng tÓi nhÃt cąa cÁnh mà máy Ánh ghi nhÃn Ôc, nú th hiẫn ỏ bóo hũa ca nh [51,67]. Khi thiÁt bÍ chăp Ánh bÍ lão hóa, có thÅ khụng thu Ôc tớn hiẫu ca vựng sỏng nht hoc tểi nht, lỳc ny nh ó t n ngÔng bóo hũa, khụng phõn biờt Ôc cỏc tớn hiẫu cú giỏ trÍ. Do vÃy đây cũng là mát u tĨ trong viÉc đánh giá thiÁt bÍ chăp Ánh thơng qua dă liÉu Ánh.

MÁc dù có nhiÃu thơng sĨ chË tiêu cht lÔng, nhÔng nh hÔỗng ca chỳng n cht lÔng nh Ôc Ôa vo phc v ngÔồi dựng l khỏc nhau. MÁt khác, mát sĨ thơng sĨ rÃt khó khăn trong viÉc đánh giá. Vì vÃy cÅn xác đÍnh rõ nhng thụng sể no cú nh hÔỗng lón nht n cht lÔng nh v cú th ỏnh giỏ Ôc mỏt cách chą đáng.

Trong điÃu kiÉn thąc tÁ hiÉn nay cąa ViÉt Nam, khơng phÁi thơng sĨ nào nêu trên cng cú kh nng ỏnh giỏ Ôc hoc mỏt sể thơng sĨ khơng nhÃt thiÁt phÁi đánh giá. Các thơng sĨ đó gÕm:

- Đá méo Ánh: đÅ đánh giỏ Ôc thụng sể ny cn phi cú mụ hỡnh thit k mụ phẹng hẫ thểng quang hẽc nhÔ trờn vẫ tinh mói cú th ỏnh giỏ Ôc. Trong iu kiẫn hiẫn nay, nhng mụ hỡnh nhÔ trờn l chÔa có và rÃt khó đÅ xây dąng. Do vÃy thơng sĨ này trong nghiên cću s¿ khơng xét đÁn.

- Khong cỏch ly mu gúc: TÔÂng t nhÔ đĨi vãi đá méo Ánh, đÅ đánh giá thơng sĨ Khng cách lÃy mÁu góc cũng cÅn phÁi có mơ hình thiÁt kÁ mơ phĐng hÉ thĨng. Do vÃy trong nghiên cću cũng khơng đà cÃp đÁn thơng sĨ này.

</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">

- Cht lÔng nh hÔóng: ểi vói thụng sể ny, ỏnh giỏ Ôc ũi hẹi phÁi có khung c¢ hÏc và khung mÁu thā thiÁt bÍ mơ phĐng tính tốn đá chính xác khi ho¿t đáng. ĐĨi vãi ViÉt Nam hiÉn nay, thiÁt bÍ này chÔa cú nờn khụng th tin hnh ỏnh giỏ Ôc.

- Đá ráng dÁi chăp: và mÁt kỹ thuÃt, đá rỏng gii chp hon ton cú th ỏnh giỏ Ôc, tuy nhiên và mÁt kinh tÁ rÃt tÓn kém. MÁt khác đĨi vãi Ánh vÉ tinh, thơng sĨ này khơng phÁi là mát yÁu tÓ quá quan trÏng và Ánh hÔỗng quỏ nhiu n cht lÔng nh.

- Di ỏng bc x: thụng sể ny cú th ỏnh giỏ Ôc bằng viÉc sā dăng nhăng măc tiêu có đá trÅng tuyẫt ểi, tuy nhiờn ti Viẫt Nam hiẫn nay chÔa có điÃu kiÉn đÅ đánh giá thơng sĨ này.

- KhoÁng cách lÃy mÁu mÁt đÃt: Đây là thông sể thÔồng Ôc xem tÔÂng ÔÂng vói ỏ phõn gii khơng gian cąa dă liÉu Ánh viÇn thám quang hÏc, và cơng tác hiÉu chËnh hình hÏc s¿ đÁm bÁo thơng sĨ này đáp ćng u cÅu thiÁt kÁ cąa hÉ thĨng thu nhÃn Ánh. Do đó, trong nghiên cću s khụng xột n thụng sể ny.

Sau khi Ôa bãi kiÅm đÍnh nhân t¿o t¿i thành phĨ Bn Ma Thuát, tËnh ĐÅk LÅk, vào sā dăng tÿ năm 2017, ViÉt Nam hồn tồn có thÅ chą đáng đánh giá Ôc thụng sể SNR, MTF. Kt hp vói nhng bói kim nh t nhiờn Ôc cụng nhn v s dng trờn th giói nhÔ cỏc khu vc i Tõy DÔÂng, Thỏi Bỡnh DÔÂng,... cỏc sa mc t¿i Lybia, Angeria, À-rÃp,... thơng sĨ DS và PRNU cng hon ton thc hiẫn ỏnh giỏ Ôc.

<b>1.3 Tóng quan v ỏnh giỏ cht lÔng nh vin thỏm quang hÍc </b>

<i><b>1.3.1 Trên thế giới </b></i>

Trên thÁ giãi, hiÉn có nhiÃu qc gia, vùng lãnh th× tą phóng vÉ tinh viần thỏm nhÔ M, Nga, C quan v tr Châu Âu, Trung QuÓc, NhÃt BÁn, Ân Đá. ĐÓi vãi các qc gia và vùng lãnh th× này, song song vãi viÉc vÃn hành và khai thác vÉ tinh viÇn thỏm, cụng tỏc ỏnh giỏ cht lÔng nh viần thỏm luụn Ôc chỳ trẽng. Liờn quan n cụng tỏc ny, cú rt nhiu cỏc nghiờn cu ó Ôc cụng bể. Trờn th giói, viẫc ỏnh giỏ cht lÔng nh thÔồng Ôc thc hiẫn ỗ mỏt sể dng nhÔ ỏnh giỏ và hiÉu chËnh bćc x¿ Ánh, đánh giá và hiÉu chậnh hỡnh hẽc nh,&V phÔÂng phỏp, hiẫn nay cú nhiu phÔÂng phỏp ỏnh giỏ nhÔ s dng vt chun ỏnh giỏ; s dng phÔÂng phỏp ỏnh giỏ chộo. Tuy nhiờn, phÔÂng phỏp ỏnh giỏ chộo chậ thớch hp vói viÉc đánh giá ph× và đánh giá đá đÕng nhÃt ca nh. ỏnh giỏ ỏ tÔÂng phn v GSD cÅn phÁi sā dăng vÃt chu¿n đÅ so sánh các giỏ tr ny o Ôc trờn nh v o Ôc trên vÃt chu¿n [15].

</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">

ĐÓi vãi đánh giá giá trÍ bćc x¿ Ánh, hiÉn nay có rÃt nhiÃu nghiên cću liên quan đÁn nái dung này, trong đó gÅn đây nhÃt phÁi kÅ đÁn các cơng trình nghiên cću đánh giá và hiÉu chËnh Ánh Landsat8 OLI_TIR [72]. Trong nghiên cću, các tác giÁ ó s dng phÔÂng phỏp ỏnh giỏ chộo giăa Ánh Landsat 8 và Landsat 7 trên khu vąc Lybia. KÁt quÁ này đã cho thÃy, giá trÍ bćc x¿ trên Ánh Landsat 8 và Landsat 7 t¿i các điÅm chÏn mÁu có đá sai khác khoÁng 3%. Mát kÁt quÁ nghiên cću khác có liên quan đÁn nái dung này là các cơng bĨ và đánh giá và hiÉu chËnh bćc x¿ Ánh Aster [9]. Trong nghiên cću, các tác giÁ đã cung cÃp mát cách tóm tÅt nhÔng y v nhng vn t ra v cách giÁi quyÁt viÉc nhiÇu x¿ giăa 2 kênh Ánh VNIR v SWIR.

Viẫc ỏnh giỏ ỏ tÔÂng phn nh rÃt quan trÏng đÓi vãi các Ánh quang hÏc đá phân giÁi cao, đÁc biÉt là siêu cao nhÔ Quickbird, Woldview-2,&Cỏc tỏc gi ó Ôa ra cụng thc hiẫu chậnh giỏ tr tÔÂng phn ca 8 kờnh nh cąa Worldview-2 [96] dąa trên mÓi quan hÉ phi tuyÁn tính giăa bá cÁm biÁn và các giá trÍ phÁn x thu Ôc ti 7 im kim tra thc a.

Nhà sÁn xuÃt vÉ tinh SPOT đã thąc hiÉn ỏnh giỏ cht lÔng nh qua thụng sể SNR, MTF. Trong ú, giỏ tr SNR Ôc phõn biẫt nhiầu thnh hàng và cát; nhiÇu cąa Ánh s¿ là są kÁt hp theo hm tìng bc 2 ca nhiầu hng v nhiầu cỏt, v thÔồng Ôc tớnh trờn mỏt ma trn 50x50 điÅm Ánh. SPOT sā dăng các cÁnh Ánh mát khu vc ếng nht nhÔ sa mc hay bng tuyt; kÁt hāp vãi các mơ hình nhiÇu [62]. Các kÁt qu thu Ôc tÔÂng ng vói cỏc o c trờn vÉ tinh mà nhà sÁn xuÃt đã tiÁn hành. ĐÓi vói hẫ thểng vẫ tinh SPOT5, thut toỏn <gồ= Ôc áp dăng đÅ đánh giá đá sÅc nét cąa Ánh cho kênh tồn sÅc và dùng bãi kiÅm đÍnh t¿i Salon de Provence. KÁt quÁ cũng chË ra są suy giÁm trên HRG2 làm cho giá trÍ MTF tăng [38]. ĐiÃu này đã giúp cho SPOT hiÉu chËnh kÍp thåi vào tháng 4/2011.

<i>ĐÓi vãi hÉ thÓng vÉ tinh QuickBirds, tỏc gi Paul W. Scott_K sÔ trÔỗng v thit </i>

b chăp Ánh cąa DigitalGlobe cũng đã đánh giá MTF dąa trên 16 cÁnh Ánh khác nhau chăp trong vòng gÅn 2 năm (tÿ 12/5/2001-02/3/2003) và thuÃt toán <gå= vói cỏc vt chun Ôc sÂn trờn mt đÃt đÅ thąc hiÉn [90]. Tác giÁ đã chË ra rằng, khi lÃy mÁu, nÁu sā dăng nái suy song tun cho các giá trÍ MTF thÃp h¢n; nÁu sā dăng nái suy 8-Point Sinc thì giá trÍ MTF cao h¢n. Các giá trÍ MTF kÁt q s¿ rÃt khác nhau phă thuác vào viÉc tái chia mÁu khoÁng cách lÃy mÁu mÁt đÃt và khoÁng cách lÃy mÁu t nhiờn. Kt qu thu Ôc cho thy giỏ tr trung bình cąa MTF t¿i tÅn sĨ Nyquist theo cÁ hai hÔóng dẽc v

</div><span class="text_page_counter">Trang 32</span><div class="page_container" data-page="32">

ngang vói hÔóng bay u t yờu cu k thut ra là >0.1. ĐiÃu này chćng tÑ vÉ tinh vÁn đang ho¿t đáng tÓt và theo đúng thiÁt kÁ ban đÅu; các kÁt quÁ này phù hāp theo thåi gian và trờn ton trÔồng nhỡn ca vẫ tinh.

Hu ht cỏc vÉ tinh đá phân giÁi cao đÃu tÃp trung đánh giỏ MTF_giỏ tr c bn c trÔng cho thit k hẫ thểng chp nh v cht lÔng hẫ thểng hỡnh hẽc thÔồng dựng trong viần thỏm. Cỏc nh nghiờn cu đã sā dăng thuÃt toán <gå= vãi các Ánh chăp khu vc bói kim nh Ôc k ụ en trng và dùng c¿nh cąa các tịa nhà cao tÅng có đá phÁn x¿ cao đÅ đánh giá MTF cąa dă liẫu Orbview-3 [56]. Giỏ tr MTF Ôc tớnh toỏn trờn sÁn ph¿m Ánh c¢ bÁn cąa hÉ thĨng vãi mćc ỏ mó húa 11bit, ếng thồi cng Ôc tớnh trờn cỏc nh Ôc tng cÔồng cht lÔng (pan-sharpenend) v khụng tng cÔồng cht lÔng. ếng thồi cng tớnh theo hai hÔóng dẽc v ngang vói hÔóng bay ca vẫ tinh. Tác giÁ cũng cho rằng MTF chË là mát phÅn trong ton bỏ cht lÔng nh ca hẫ thểng v nú cn Ôc kt hp vói SNR v ỏ chớnh xác bćc x¿. ĐÕng thåi các kÁt quÁ cąa nghiên cću cũng cÅn phÁi so sánh vãi các cÁm biÁn khác.

ĐÓi vãi hÉ thÓng vÉ tinh Sentinel-2 cąa Châu u, cụng tỏc ỏnh giỏ Ôc thc hiẫn theo chu k hng nm ỗ cỏc mc d liẫu 1A, 2A, trong ú mc 1A Ôc ỏnh giỏ trờn cỏc chậ sể nhÔ SNR, MTF, mc ỏ hếi ỏp ca im Ánh, cân bằng bćc x¿, bćc x¿ gián tiÁp tuyÉt đĨi,&[67]

ĐÅ đánh giá SNR, nhóm nghiên cću đã đo đ¿c và phân tích theo hai chu kỳ thåi gian v vói hai phÔÂng phỏp khỏc nhau. ểi vói d liẫu hng thỏng SNR Ôc o c s dng các cÁnh Ánh có khuÁch tán mÁt tråi và tín hiÉu tÓi; đÓi vãi các dă liÉu hàng 6 tháng, SNR s¿ Ôc o c trờn cỏc b mt ếng nht v các Ánh tín hiÉu tĨi sā dăng các vÃt chu¿n t nhiờn nhÔ sa mc, o Greenland hay Nam Cc. Các dă liÉu đÅu vào cho công tác đánh giá SNR là các Ánh tĨi, Ánh có khch tán mÁt tråi, các vÃt chu¿n đÕng nhÃt, và các hÉ sÓ cú liờn quan nhÔ hiẫu chậnh tia sỏng lc, gúc tãi, mćc đá sáng,& Giá trÍ bćc x¿ trên Ánh Ôc kt hp vói d liẫu tớn hiẫu tểi v Ôc s dng Ôa ra hẫ sể trong mụ hỡnh nhiầu, sau ú s Ôa ra giỏ tr SNR. PhÔÂng phỏp ny ch yu s dng cỏc vt chun t nhiờn, nhng khu vc Ôc coi l b mt Lambert (b mt khuch tỏn lý tÔỗng)

ểi vói MTF, Sentinel-2 s Ôc Ôóc tớnh giỏ tr MTF theo hng nm. PhÔÂng phỏp Ôc s dng ỗ õy l phÔÂng pháp đo đ¿c xung hÕi đáp qua vÃt chu¿n d¿ng cnh (vớ d nhÔ ranh giói t/nÔóc) hoc vt chun dng xung (vớ d nhÔ cu). PhÔÂng phỏp

</div><span class="text_page_counter">Trang 33</span><div class="page_container" data-page="33">

vÃt chu¿n d¿ng c¿nh sā dăng viÉc chuyÅn tr¿ng thái giăa bà mÁt tÓi và sáng, các vÃt chu¿n d¿ng c¿nh tÔÂng ng vói cnh Heaviside ỏ tÔÂng phn cao. PhÔÂng pháp này sā dăng các vÃt chu¿n nhân tao vãi b mt Ôc sÂn sỏng tểi; hay cỏc vt chun t nhiờn nhÔ cỏc cỏnh ếng, nÂi ò xe, cnh chuyn ìi gia mt t/nh, nÔóc/bng,&[67] PhÔÂng phỏp vt chun xung s dng mỏt vựng sỏng Ôc bao quanh bỗi mỏt vựng tểi khỏc. Cỏc vt chun ny thÔồng Ôc sÂn trờn cỏc b mt bờ tụng hay các tÃm vÁi đen trÅng că thÅ nào đó; chỳng cng cú th l cỏc ểi tÔng nhõn to nhÔ cỏc cõy cu, hay sẽc trng trờn Ôồng bng.

ĐÓi vãi vÉ tinh Hyperion Các nhà nghiên cću đã dùng tht tốn <gå= đÅ tính tốn LSF, sau đó giỏ tr MTF Ôc xỏc nh t bin ìi Fuorier ca LSF [76]. Cnh nh Ôc s dng l nh chp cõy cu gia vnh ỗ Destin, Florida vói chiu rỏng 13,02 một. Giỏ tr MTF thu Ôc ti tn sĨ Nyquist là trong khng 0,39-0,42 trong khi giá trÍ trÔóc khi phúng lờn qu o l 0,42. NhÔ vy tćc là hÉ thÓng chăp Ánh trên vÉ tinh vÁn ho¿t đáng tÓt, đÁm bÁo yêu cÅu kỹ thuÃt theo ỳng thit k.

TÔÂng t nhÔ vói vẫ tinh Hyperion, vẫ tinh Landsat7 cng ó tng Ôc Ôóc tớnh giỏ tr MTF s dng mỏt cõy cu ỗ hế Pontchartrain Causeway, bang Luouisiana, Hoa Kỳ do tác giÁ Jame C. Storey cąa trung tâm dă liÉu EROS, C¢ quan KhÁo sát ĐÍa chÃt Hoa kỳ thąc hiÉn [98]. MÁc dù khi cụng bể, kt qu thu Ôc mói ỏnh giỏ Ôc hai nm u hot ỏng ca vẫ tinh nhÔng các kÁt quÁ cũng chË ra są suy giÁm hiÉu sut MTF l hũan ton d oỏn Ôc. S thểng nht gia mụ hỡnh trÔóc khi phúng, cỏc phộp o t d liẫu nh v ỏ ìn nh tÔÂng ểi cąa các phép đo đó trên các kênh ph×, cho thy viẫc Ôóc tớnh MTF ang mang li hiẫu qu thc t rừ rng v phÔÂng phỏp nghiờn cu ny cung cp mỏt phÔÂng tiẫn giỏm sỏt hiẫu qu hot ỏng ca vẫ tinh Landsat-7 ETM+.

Cỏc tỏc gi ỗ Thỏi Lan cho rng cú nhiu phÔÂng phỏp Ôóc tớnh MTF cho cỏc vẫ tinh nhÔ: phÔÂng phỏp xung lc, phÔÂng phỏp hỡnh sin, phÔÂng phỏp sểng dao, phÔÂng phỏp xung, nhÔng ểi vói vẫ tinh cú ỏ phõn gii cao thỡ phÔÂng phỏp sểng dao vãi các măc tiêu c¿nh là hāp lý nhÃt, õy cng l phÔÂng phỏp m vẫ tinh SPOT5, ALOS PRISM, Kompsat-2,... đã tÿng sā dăng [77]. Do đó, hÏ cng ỏp dng phÔÂng phỏp ny vói bói kim nh ỗ Salon de Provence, Phỏp Ôóc tớnh giá trÍ MTF cąa vÉ tinh THEOS. HÏ cũng cho rằng các bãi kiÅm đÍnh nhõn to vói cỏc vt chun Ôc thit k vói kớch thÔóc, mu sc,... cho trÔóc l cn thit v bt buỏc ỏnh giỏ cht lÔng thit b chp Ánh thông qua dă liÉu Ánh. Tuy nhiên, nghiên cću này l¿i tÃp trung vào viÉc lý

</div><span class="text_page_counter">Trang 34</span><div class="page_container" data-page="34">

gii cho kớch thÔóc, hÔóng ca vt chun ¤ãc tính MTF mà khơng cơng bĨ kÁt q ¤ãc tính.

Ngay tÿ nhăng năm đÅu khi dă liÉu viÇn thỏm cũn chÔa phì bin nhiu, cụng tỏc ỏnh giỏ cht lÔng nh ó Ôc quan tõm nghiờn cu v ó cú nhiu xut Ôc Ôa ra. cú thÅ sā dăng tÓt nhÃt dă liÉu AVIRIS, NASA ó xut phÔÂng phỏp ỏnh giỏ SNR theo phÔÂng phỏp a thểng kờ [29]_õy l mỏt phÔÂng phỏp mói so vói cỏc phÔÂng phỏp hiẫn cú lỳc ú l: phÔÂng phỏp <phũng thớ nghiẫm= lm giỏ tr SNR tng cao, phÔÂng phỏp <dũng tểi= v <nh= l lẫch hÔóng giỏ tr SNR. õy l phÔÂng phỏp da trờn c sỗ loi tr nhiầu cú chu kỳ bằng cách <lÏc notch= trong miÃn tÅn sÓ v s dng biu ế bỏn phÔÂng sai tỏch nhiÇu cÁm biÁn và biÁn thiên điÅm Ánh nái t¿i. Tuy nhiờn phÔÂng phỏp ny li Ôc xut v phát triÅn dành cho dă liÉu AVIRIS. TiÃm năng cąa phÔÂng phỏp ny khỏ lón, tuy nhiờn, cú th ỏp dng Ôc thỡ cỏc d liẫu viần thỏm khỏc cÅn phÁi đáp ćng mát sÓ giÁ thiÁt nhÃt nh v ỏ ìn nh, tớnh ng hÔóng, ỏ phõn giÁi khơng gian đÍnh s¿n, cÁnh Ánh khơng chća thơng tin ngu nhiờn, phÔÂng sai Nugget ỏc lp vói phÔÂng sai cÃu trúc phă thuác không gian.

Năm 2000, t× chćc tiêu chu¿n thÁ giãi (The International Organization for Standardization_ISO) ó Ôa ra tiờu chun ISO 12233 v viẫc s dng phÔÂng phỏp cnh

<i>nghiờng tớnh toỏn giỏ tr MTF (International Standard ISO 12233:2000(E)). V nm </i>

2017, phÔÂng phỏp ny ó Ôc chậnh sa thờm v ìi thnh ISO 12233:2017. PhÔÂng phỏp ny cho phộp Ôóc tớnh MTF nhanh chË trên mát cÁnh Ánh; h¢n thÁ năa, và mÁt tiêu chu¿n hóa, giá trÍ MTF tÿ nhiÃu ngn khỏc nhau cú th Ôc so sỏnh dầ dng v chính xác. Do vÃy tác giÁ M. Estribaeu và P. Magna ó s dng phÔÂng phỏp ny Ôóc tớnh MTF cho cÁm biÁn CMOS và so sánh kÁt quÁ vãi viÉc sā dăng vÃt chu¿n hình sin [39]. KÁt qu gia hai phÔÂng phỏp rt giểng nhau, tuy nhiờn ú l trong trÔồng hp vt chun hỡnh sin Ôc chp vói gúc nghiờng khong 5. Mc dự phÔÂng phỏp cnh nghiờng theo tiờu chun ISO 12233 Ôc thit k Ôóc tớnh MTF cho hu ht cỏc thit b chp nh v chậ cn chp mỏt nh, nhÔng im u cąa nó là góc chăp cÅn phÁi nhĐ h¢n 10° [39], và tiêu chu¿n đà xuÃt là 5°; điÃu này không đ¢n giÁn trong thąc tÁ chăp Ánh cąa các hÉ thÓng vÉ tinh, đÁc biÉt là các hÉ thÓng vÉ tinh nhẹ vển cú Ôu im mnh nht l tớnh linh ho¿t cao.

Các tác giÁ Hang Li, Changxiang Yan, và Jianbing Chao đã thay đ×i mát sĨ điÅm trên c sỗ phÔÂng phỏp cnh nghiờng Ôóc tớnh MTF cho hÉ thÓng chăp Ánh hÕng

</div><span class="text_page_counter">Trang 35</span><div class="page_container" data-page="35">

ngo¿i trong nghiên cću cąa mình [64]. Trong đó, các tác giÁ đã xut phÔÂng phỏp chậnh sa phÔÂng phỏp cnh nghiờng mói l s kt hp gia phÔÂng phỏp chit tỏch gúc cnh mói v phÔÂng phỏp ESF thớch hp mãi. Các kÁt q mơ phĐng thąc nghiÉm và áp dng thc t cho thy, phÔÂng phỏp mói ny chớnh xỏc v ìn nh hÂn so vói phÔÂng phỏp ca tiêu chu¿n ISO 12233. Tuy nhiên, đĨi vãi mßi lo¿i thiÁt bÍ chăp Ánh l¿i cÅn có thåi gian đÅ tiÁn hành mơ phĐng và thąc nghiÉm đÅ tìm ra phÔÂng phỏp chit tỏch cnh cng nhÔ hm lan truyn cnh thớch hp nht.

Bờn cnh phÔÂng phỏp cnh nghiờng hay thut toỏn <gồ=, mỏt sể tỏc gi ó Ôa ra cỏc phÔÂng phỏp khỏc tớnh Ôóc tớnh MTF nhÔ s dng phÔÂng phỏp ỏnh giỏ ton diẫn mồ Ôóc tớnh MTF đÓi vãi các vÉ tinh có đá phân giÁi cao cąa tác giÁ Wu Zhaocong và cáng są [109]. Trong nghiên cću, các tác giÁ đã thiÁt lÃp hai thuác tính cąa MTF và bÁy thuác tính bc x Ôc chit tỏch t khu vc <sểng dao= trên Ánh, bao gÕm: Nyquist, MTF 0.5, entropy, đËnh tË lẫ tớn hiẫu trờn nhiầu, sai khỏc trung bỡnh, cÔồng đá c¿nh, gradient trung bình, đá tÔÂng phn v khong cỏch lÃy mÁu mÁt đÃt. Các th nghiẫm Ôc thc hiẫn trờn nh GF2 v so sánh giăa các vÃt chu¿n tą nhiên và nhân t¿o. KÁt quÁ là, đÓi vãi cùng mát vÉ tinh thỡ cht lÔng nh ca cỏc to nh, mt nÔóc vÔt trỏi so vói t nụng nghiẫp; v nh hiẫu chậnh thc a t cht lÔng cao nht. Khi so sánh GF2 vãi SPOT7, nÁu chÏn MTF và SNR là cỏc yu tể chớnh thỡ cht lÔng SPOT7 tểt hÂn GF2, nhÔng nu chẽn thuỏc tớnh cnh, entropy v ỏ phân giÁi khơng gian thì GF2 tĨt h¢n SPOT7. NhÔ vy, phÔÂng phỏp đánh giá toàn diÉn må khơng chË có thÅ đánh giá cht lÔng hỡnh nh mỏt cỏch ton diẫn m cũn có thÅ phÁn ánh tác đáng cąa các đÁc điÅm khỏc nhau ỏnh giỏ cht lÔng hỡnh nh khỏc nhau mỏt cỏch linh hot. õy l mỏt phÔÂng phỏp khỏ kh quan so sỏnh cht lÔng gia hai hÉ thÓng chăp Ánh, tuy nhiên viÉc đánh giá này l tÔÂng ểi vỡ ph thuỏc vo viẫc la chẽn u tĨ nào là chính.

Nhóm tác giÁ Jin Li, Fei Xing, Ting Sun, Zheng You đã đà xuÃt mát phÔÂng phỏp Ôóc tớnh MTF gếm 5 bÔóc l: s dăng mơ hình di chun điÅm Ánh đÅ chiÁt xt cỏc nh cú ỗ iu kiẫn dÔói khung; sā dăng mát thuÃt tốn hình thái hÏc và bỏ lẽc ếng cu tÔÂng quan loi bẹ nhiầu v tng cÔồng nh dÔói khung; sā dăng mát phÅn khác biÉt cąa hình Ánh đÅ xác đÍnh chính xác vÍ trí cąa các điÅm c¿nh; sā dăng mát mơ hình hàm quang hÏc đÅ xây dąng hàm lan truyÃn c¿nh đá phân giÁi cao; cuÓi cựng l Ôóc tớnh MTF bng cỏch o hm v biÁn đ×i Fuorier [65]. Các thąc nghiÉm trong nghiên cću khi sā

</div><span class="text_page_counter">Trang 36</span><div class="page_container" data-page="36">

dăng trên Ánh SPOT5 v Quickbirds ó chậ ra rng phÔÂng phỏp ỏnh giỏ MTF ny vÔt trỏi hÂn so vói cỏc phÔÂng phỏp khác_sÓng dao và c¿nh nghiêng. Và các tác giÁ cũng hy vẽng phÔÂng phỏp ny cú th l mỏt tham chiu ỏnh giỏ MTF trong tÔÂng lai. c im nìi bt ca phÔÂng phỏp ny l viẫc s dng mỏt phn nh khỏc biẫt Ôc chit tỏch trong cnh Ánh đÅ đánh giá mà không sā dăng các vÃt chun. iu ny ũi hẹi viẫc la chẽn nh dÔói khung cn chớnh xỏc v m bo ỏ tÔÂng phn cú th tin hnh cỏc bÔóc tip theo.

Cho rng phÔÂng phỏp kinh in ỏnh giỏ MTF dąa trên các vÃt chu¿n trên mÁt đÃt có d¿ng sÓng dao gây ra nhăng h¿n chÁ trong viÉc thiÁt kÁ thiÁt bÍ chăp Ánh có tính đÁn đá må cng nhÔ viẫc bo trỡ cỏc vt chun trờn mt t, hÂn th na, ểi vói nhÔng thit b cú MTF cao thì viÉc đánh giá s¿ khó khăn do hàm lan trun điÅm bÍ giÁm q nhiÃu, nhóm tác giÁ Christophe Latry, Vincent Despringre, Christophe Valorge [57] sā dăng mát giÁi pháp khác, đó là chăp hai cÁnh Ánh cùng vÍ trí có đá phân giÁi cao thÃp khác nhau, khi tË lÉ này đÁn khoÁng 3 thì có thÅ mơ phĐng Ánh đá phân giÁi thÃp h¢n thụng qua cỏc bỏ lẽc chp v ly mu, phÔÂng phỏp ny gẽi l bỡnh phÔÂng nhẹ nht. PhÔÂng phỏp này gÕm mát quy trình lÁp, theo đó bá lÏc chp liờn tc Ôc phỏt trin gim thiu tiờu chớ bỡnh phÔÂng nhẹ nht khi o s khỏc biẫt giăa Ánh mơ phĐng và Ánh chăp có đá phân giÁi thÃp. Khi quá trình này hái tă thì sā dng phộp bin ìi Fuorier ca bỏ lẽc chp Ôa ra Ôóc tớnh tậ lẫ gia MTF ca nh ỏ phân giÁi thÃp và MTF cąa Ánh đá phân giÁi cao. Nhúm tỏc gi cng cho rng, phÔÂng phỏp ny có thÅ áp dăng thành cơng cho các hÉ thÓng vÉ tinh đá phõn gii cao nhÔ Quickbirds, IKONOS, SPOT5, PLEIASDES-HR trong tÔÂng lai, tuy nhiờn vn cÅn thåi gian đÅ kiÅm nghiÉm.

<i><b>1.3.2 Þ Việt Nam </b></i>

Mc dự d liẫu nh viần thỏm ó Ôc Ôa vo ng dng ỗ Viẫt Nam t rt nhiu nm, tuy nhiờn cụng tỏc ỏnh giỏ cht lÔng nh vÁn còn rÃt h¿n chÁ. Mát phÅn là do dă liÉu hoàn toàn phă thuác vào nhà cung cÃp, mát phn l do khụng cú thụng tin, cng nhÔ d liẫu ỗ mc thụ tin hnh cỏc nghiờn cću, phân tích và đánh giá. Do đó, các cơng bể v cụng tỏc ỏnh giỏ cht lÔng nh cũn chÔa nhiu.

Hu ht cỏc nghiờn cu v cht lÔng nh ỗ nÔóc ta mói dng ỗ mc x lý, tng cÔồng cht lÔng nh phc v cho cụng tỏc chiÁt tách thơng tin tÿ dă liÉu Ánh viÇn thám quang hẽc, nhÔ nghiờn cu ca tỏc gi LÔÂng Chớnh KÁ [3] đã thąc hiÉn năm 2011 đã

</div><span class="text_page_counter">Trang 37</span><div class="page_container" data-page="37">

thąc hiÉn hiÉu chËnh, chu¿n hóa bćc x¿ phì nh viần thỏm quang hẽc a thồi gian v kỹ thuÃt trán Ánh nhằm nâng cao đá tin cÃy và đá chính xác phân lo¿i Ánh.

Tác giÁ Chu HÁi Tùng [5] cũng đã có nghiên cću xā lý tng cÔồng cht lÔng nh VNREDSat-1, nhÔng nái dung tÃp trung vào phÔÂng phỏp mụ hỡnh húa v nn chậnh hỡnh hẽc, phÔÂng phỏp x lý dàn màu ph× phăc vă cÅt ghép Ánh, các tht tốn, chun đ×i trên các kênh Ánh đÅ làm n×i bÃt các u tĨ trên bà mÁt trái đÃt.

Tác giÁ NguyÇn Văn Hùng [2] cũng đã nghiên cu xut biẫn phỏp qun lý cht lÔng cỏc loi nh viần thỏm ang Ôc s dng phì bin hiÉn nay. Trong đó cũng đã đà cÃp đÁn vÃn qun lý cht lÔng nh bao gếm c đá sÅc nét và hình Ánh, ỏ tÔÂng phn; tuy nhiờn cỏc c im ny li Ôc th nghiẫm trờn sn phm nh mc 3A, 3B, v cng chÔa cú cụng c ỏnh giỏ.

Tỏc gi ng TrÔồng Giang [1] cng ó cú nghiờn cu ỏnh giỏ cht lÔng phì ca d liẫu viần thỏm Pleiades, SPOT6/7, VNREDSat-1, Sentinel-2, Landsat-8; nhÔng d liẫu Ôc đánh giá là dă liÉu viÇn thám đã xā lý mćc 3A, 3B. ĐÕng thåi nghiên cću cũng tÃp trung vào đánh giá cơng tác xā lý ph×, ghép Ánh cąa quá trình sÁn xuÃt bình đÕ Ánh vÉ tinh.

GÅn đây, khi ViÉt Nam có hÉ thĨng vÉ tinh quan sát Trái ĐÃt đÅu tiên là VNREDSat-1, các nhà khoa hÏc mãi bÅt đÅu quan tâm và thąc hiÉn nghiên cću sâu h¢n v cht lÔng nh, tiờu biu nhÔ ca tỏc gi Nghiêm Văn TuÃn và cáng są [4] đã đà xuÃt cỏc thụng sể cn kim nh cht lÔng nh viần thám quang hÏc cąa ViÉt Nam, và mÁt hình hÏc là MTF, GSD, và mÁt bćc x¿ là: SNR, DS, PRNU, dÁi đáng bćc x¿, mćc đá bão hòa. ĐÕng thåi, các tác giÁ đã đà xuÃt hiÉu chËnh hai thơng sĨ bćc x¿ là DS và PRNU. KÁt q thu Ôc cng giểng nhÔ hu ht cỏc nghiờn cu khác trên thÁ giãi đó là chË đánh giá chÃt lÔng nh ca hẫ thểng VNREDSat-1 so vói tiờu chun thit k Ôc nh sn xut Ôa ra. ểi vói viẫc ng dng nh trong thc t chÔa Ôa ra các đánh giá că thÅ và hiÉu chËnh đÅ đáp ng nhu cu s dng ca ngÔồi dựng. L thnh viên chính tham gia đà này, nghiên cću sinh đã kÁ thÿa mát sÓ kÁt quÁ và đánh giá SNR và phát triÅn thêm và quy trình đánh giá chÃt lÔng nh, ếng thồi th nghiẫm phÔÂng phỏp Canny trong chiÁt tách c¿nh đÅ tính tốn MTF thay cho tht tốn tun tính đã sā dăng trong đà tài.

Ngồi ra, chÔa cú nhiu cỏc cụng bể khỏc v ỏnh giỏ hay kim nh cht lÔng nh viần thỏm quang hÏc cąa ViÉt Nam hay các nguÕn dă liÉu khác Ôc s dng ỗ Viẫt Nam. Tuy vy, trong quỏ trỡnh vn hnh v khai thỏc, ỏi ng k sÔ cąa Trung tâm ĐiÃu

</div><span class="text_page_counter">Trang 38</span><div class="page_container" data-page="38">

khiÅn và Khai thác vÉ tinh nhĐ (ViÉn Cơng nghÉ vũ tră, ViÉn Hàn lâm Khoa hÏc và Công nghÉ ViÉt Nam) đ¢n vÍ chÍu trách nhiÉm vÃn hành và khai thác vÉ tinh VNREDSat-1, đã tiÁn hành các ho¿t đáng đánh giỏ cht lÔng nh. Cỏc cụng viẫc liờn quan n ỏnh giỏ v hiẫu chậnh cht lÔng nh hiẫn nay ang Ôc thc hiẫn theo cỏc ti liẫu hÔóng dn kỹ thuÃt cąa nhà sÁn xuÃt vÉ tinh (Astrium, Pháp) và cũng chË tiÁn hành đánh giá các thơng sĨ nhÃt đÍnh là DS, PRNU. Khi đánh giá các thơng sĨ này, Ánh VNREDSat-1 chăp vùng sa m¿c (ví dă Lybia), i dÔÂng (i Tõy DÔÂng) hoc bng vnh cu (vớ d Bc Cc) Ôc dựng ỏnh giỏ. Mỏt sể thụng sể khỏc nhÔ ỏ tÔÂng phn, giỏ tr đá phân giÁi mÁt đÃt (GSD), tË lÉ tín hiÉu bÍ nhiÇu, dÁi đáng bćc x¿ khi đánh giá địi hĐi phÁi có vÃt chu¿n đÅ đánh giá. Do đó trên thąc tÁ các thơng sĨ trên đĨi vãi Ánh VNREDSat-1 chÔa Ôc ỏnh giỏ chi tit v c th kÅ tÿ khi ViÉt Nam tiÁp nhÃn hÉ thÓng tÿ nhà sÁn xuÃt.

Bên c¿nh đó, Bá Tài nguyên và Mụi trÔồng cng ó ban hnh mỏt sể vn bn cú liờn quan n cht lÔng nh nhÔ thụng tÔ sĨ 10/2015/TT-BTNMT [6] và Quy đÍnh kỹ tht và sÁn xuÃt Ánh viÇn thám quang hÏc đá phân giÁi cao v siờu cao cung cp n ngÔồi s dng. Trong ú chậ rừ cn phi kim tra cht lÔng nh viần thỏm trong quỏ trỡnh sn xut ỗ cỏc mc khỏc nhau nhÔ: mc 1A cn kim tra v đá che phą mây, mćc đá đÕng đÃu và ph×; mćc 2A cÅn kiÅm tra hÉ tÏa đá, múi chiÁu, kiÅm tra mćc đá đÕng đÃu và ph×, đá chính xác giăa Ánh đa ph× và tồn sÅc; mćc 3A cÅn kiÅm tra thêm so vãi mćc 2A và đá chính xác so vãi điÅm khĨng chÁ, điÅm kiÅm tra; mćc 3B cÅn kiÅm tra các vÁt ghép Ánh, mćc đá đÕng đÃu và ph× cąa các mÁnh ghép.

Ngồi ra cũn cú thụng tÔ sể 52/2016/TT-BTNMT [7] v Quy đÍnh quy trình cơng nghÉ và đÍnh mćc kinh tÁ - kỹ thuÃt thu nhÃn và xā lý Ánh VNREDSat-1. Trong ú, bÔóc ỏnh giỏ cht lÔng nh Ôc chia thành các mćc RÃt tĨt, TĨt, XÃu, và Khơng sā dng Ôc trờn c sỗ giỏ tr BER (Bit Error Rate) trong q trình xā lý tín hiÉu ra Ánh.

Cú th thy, nhng nghiờn cu v cht lÔng nh ỗ nÔóc ta thÔồng tp trung vo sn phm nh ỗ cỏc mc x lý cao nhÔ 3A, 3B, cỏc k thut x lý tng cÔồng cht lÔng sn phm nh. Nhng mc x lý thp hÂn cũn chÔa có nhiÃu nghiên cću. Các quy đÍnh cąa c¢ quan qun lý cng mói dng ỗ mc ỏnh giỏ mc đá đÕng đÃu và ph×, đá che phą mây, đá chính xác hình hÏc.

</div><span class="text_page_counter">Trang 39</span><div class="page_container" data-page="39">

<b>1.4 Tiu kt chÔÂng 1 </b>

Nhỡn chung, ỏnh giỏ cht lÔng nh viần thỏm quang hẽc, hiẫn nay trờn th giói cú cỏc phÔÂng phỏp nhÔ: ỏnh giỏ trong phũng thí nghiÉm, đánh giá trąc tiÁp trên quỹ đ¿o, đánh giỏ bng nh, ỏnh giỏ chộo. Cỏc phÔÂng phỏp khỏc ó Ôc xut nhÔ t ỏng ỏnh giỏ hay da trờn thut toỏn mồ nhÔng cỏc phÔÂng phỏp ny vÁn còn cÅn phÁi kiÅm nghiÉm thêm trên nhiÃu hÉ thĨng vÉ tinh và khÁ năng ćng dăng cịn h¿n ch. Trong ú, phÔÂng phỏp s dng nh Ôc cỏc nh sn xut cng nhÔ cỏc nh nghiờn cu ỏp dăng ph× biÁn và ráng rãi nhÃt vãi các thuÃt toán và cách tiÁp cÃn khác nhau, tùy theo tÿng lo¿i vÉ tinh.

Và mÁt chË sÓ, các nghiên cću thc hiẫn ỏnh giỏ da vo cỏc thụng sể nhÔ: MTF; khoÁng cách lÃy mÁu mÁt đÃt; đá ráng dÁi chăp; SNR; dÁi đáng bćc x¿; mćc đá bão hòa. Trong ú hai thụng sể SNR, MTF Ôc s dng nhiu nht vỡ õy l nhng thụng sể Ôc xỏc nh dầ dng; cú s tÔÂng ếng gia thụng sể lý thuyt v thc t cht lÔng nh nhÔ ỏ phõn gii khụng gian, ỏ sc nột, lÔng thụng tin cung cÃp. ĐÅ xác đÍnh SNR, MTF có nhiÃu phÔÂng phỏp v cú th chậ cn dựng nh bói kiÅm đÍnh khơng cÅn các thiÁt bÍ đÁc thù mà iu kiẫn Viẫt Nam hiẫn nay chÔa cú.

Mỏt nhúm thụng sể khỏc ớt Ôc ỏnh giỏ hÂn l nhúm liên quan đÁn đá chính xác, gÕm có: đá chính xỏc chậ hÔóng, ỏ chớnh xỏc nh v, ỏ chớnh xác cąa Ánh trąc giao khi sā dăng và không sā dăng điÅm khĨng chÁ mÁt đÃt. Do các thơng sĨ này khơng chË liên quan đÁn thiÁt bÍ chăp nh m cũn cỏc phn khỏc nhÔ tÔ th vẫ tinh, quỹ đ¿o, hay các mơ hình tính tốn, hiÉu chậnh cng nhÔ ỏ chớnh xỏc ca im khểng ch mt t nờn ớt Ôc dựng hÂn ỏnh giỏ cht lÔng nh hay cht lÔng thit b chp nh.

HÅu hÁt nghiên cću trên thÁ giãi liên quan đÁn ỏnh giỏ cht lÔng thit b thu nhn nh u Ôc cỏc tỏc gi ca cỏc quểc gia, vựng lónh th× phát triÅn m¿nh và cơng nghÉ vÉ tinh thąc hiÉn vãi đÅy đą điÃu kiÉn h¿ tÅng kỹ thuÃt, thơng tin và thiÁt kÁ hÉ thĨng thu nhÃn Ánh. Kt qu thu Ôc mói dng ỗ viẫc ỏnh giỏ cht lÔng ca thit b thu nhn nh so vói yêu cÅu thiÁt kÁ, hoÁc thay đ×i, cÁi tiÁn thut toỏn trong viẫc ỏnh giỏ, m chÔa cú liờn hÉ giăa các kÁt quÁ đánh giá này vãi nhu cu ca ngÔồi s dng nh.

Ti Viẫt Nam, viẫc ỏnh giỏ cht lÔng thit b thu nhn nh cũn rÃt h¿n chÁ, các nghiên cću liên quan đÁn chÃt lÔng nh mói dng li ỗ viẫc nghiờn cu nõng cao cht lÔng sn phm nh sau khi Ôc trm mt t thu nhn v x lý. ChÔa cú nhiu cụng bể liờn quan n cht lÔng nh mc thụ h¢n.

</div><span class="text_page_counter">Trang 40</span><div class="page_container" data-page="40">

BÁn thân ho¿t đáng cąa thiÁt bÍ chăp Ánh có phát sinh nhiÉt, dÁn đÁn viÉc hÉ thĨng thu nhÃn Ánh vÁn có tín hiÉu vào khi khơng thu nhÃn Ánh gây ra sai sĨ Ôc gẽi l tớn hiẫu tểi DS; cỏc cm bin trên thiÁt bÍ thu nhÃn Ánh có mćc đá hÕi đáp không đÕng đÃu PRNU vãi cùng mát mćc năng lÔng u vo cng gõy ra sai sể ca tớn hiẫu hu ớch. Do vy, trÔóc khi s dng d liÉu mćc 1A đÅ tính tốn hai thơng sĨ SNR và MTF, cÅn thąc hiÉn hiÉu chËnh DS, PRNU bằng dă liÉu mćc 0.

Trong đà tài này, nghiên cću sinh s¿ sā dăng hai thơng sĨ SNR, MTF và xây dąng quy trình tính tốn đÅ thąc hiÉn đánh giỏ cht lÔng nh viần thỏm quang hẽc ca Viẫt Nam. ĐÅ thąc hiÉn nghiên cću này trong điÃu kiÉn ViÉt Nam, s¿ sā dăng dă liÉu Ánh mćc 0 chăp các bãi kiÅm đÍnh tą nhiên t¿i Đ¿i Tây DÔÂng, sa mc Lybia, sa mc Algeria v d liẫu Ánh mćc 1A chăp bãi kiÅm đÍnh nhân t¿o t¿i thành phĨ Bn Ma Tht, tËnh ĐÅk LÅk, bãi kiÅm đÍnh t¿i Salon de Provence, Pháp.

</div>