ứng dụng công nghệ tích hợp tư liệu viễn thám và gis, thành lập bản đồ biến động sử dụng đất giai đoạn 2004 -2009 trên địa bàn huyện buôn đôn, tỉnh đắc lắc

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

o0o








®ç tiÕn thuÊn










ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TÍCH HỢP TƯ LIỆU VIỄN THÁM VÀ GIS
THÀNH LẬP BẢN ĐỒ BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT GIAI ĐOẠN
2004-2009 TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN BUÔN ĐÔN, TỈNH ĐẮK LẮK




LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

HÀ NỘI - 2010


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

o0o







®ç tiÕn thuÊn

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TÍCH HỢP TƯ LIỆU VIỄN THÁM VÀ GIS
THÀNH LẬP BẢN ĐỒ BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT GIAI ĐOẠN
2004-2009 TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN BUÔN ĐÔN, TỈNH ĐẮK LẮK


LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP



Chuyên ngành : QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI
Mã số : 60.62.16




Người hướng dẫn khoa học : PGS.TS. NguyÔn kh¾c Thêi






HÀ NỘI - 2010

i
LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam ñoan ñây là kết quả nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả
nêu trong luận văn này là trung thực và chưa từng ñược ai công bố trong bất kỳ
công trình nào.
Tôi xin cam ñoan rằng mọi sự giúp ñỡ trong quá trình thực hiện luận văn
ñã ñược cám ơn, các thông tin trích dẫn ñã ñược chỉ rõ nguồn gốc.
Hà Nội, ngày 12 tháng 12 năm 2010
Tác giả luận văn



Đỗ Tiến Thuấn





ii
LI CM N


Để hoàn thành đợc bản luận văn này, tôi đã nhận đợc sự giúp đỡ tận tình
của PGS.TS. Nguyễn Khắc Thời Phó chủ nhiệm khoa Tài nguyên và Môi trờng, sự
quan tâm tạo điều kiện của Phòng Tài nguyên và Môi trờng huyện Buôn Đôn, Viện
đào tạo sau đại học, Ban chủ nhiệm Khoa Tài nguyên và Môi trờng, trờng Đại học
Nông nghiệp Hà Nội đã tạo điều kiện cho tôi học tập và giúp đỡ tôi trong suốt thời
gian thực hiện đề tài.
Tôi xin gửi tới gia đình, bạn bè, những ngời thân và đồng nghiệp nơi tôi đang

công tác đã giúp đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề
tài.
Tự đáy lòng mình, tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình và quý báu đó!

Hà Nội, ngày 12 tháng 12 năm 2010
Hà Nội, ngày 12 tháng 12 năm 2010Hà Nội, ngày 12 tháng 12 năm 2010
Hà Nội, ngày 12 tháng 12 năm 2010


Tác giả
Tác giảTác giả
Tác giả





Đỗ Tiến Thuấn





iii

MỤC LỤC
Trang
PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1
1.1

TÍNH

CẤP

THIẾT

CỦA

ĐỀ

TÀI 1
1.2

MỤC

ĐÍCH

NGHIÊN

CỨU 2
1.3

YÊU

CẦU 3
1.4

PHẠM

VI

NGHIÊN

CỨU 3
1.5

Ý

NGHĨA

KHOA

HỌC

VÀ

THỰC

TIỄN 3
PHẦN 2: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4
2.1

TỔNG

QUAN

VỀ

VIỄN

THÁM 4
2.1.1 Khái niệm về viễn thám 4
2.1.2 Vệ tinh sử dụng trong viễn thám 6
2.1.3 Tư liệu sử dụng trong viễn thám 8
2.1.4 Đặc trưng phản xạ phổ của các ñối tượng tự nhiên 9
2.1.5 Giải ñoán ảnh viễn thám 13
2.2

TỔNG

QUAN

VỀ

HỆ

THỐNG

THÔNG

TIN

ĐỊA

LÝ 17
2.2.1 Định nghĩa về hệ thống thông tin ñịa lý 17
2.2.2 Các thành phần chính của hệ thống thông tin ñịa lý 18
2.2.3 Ứng dụng của GIS trong quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường 19
2.3

TÍCH

HỢP

TƯ

LIỆU

VIỄN

THÁM

VÀ

GIS 20
2.3.1 Khái niệm 20
2.3.2 Tại sao phải tích hợp 20
2.3.3 Khả năng ứng dụng công nghệ tích hợp tư liệu viễn thám và GIS 24
2.3.4 Một số ứng dụng của viễn thám và GIS ở Việt Nam 25
2.4

KHÁI

QUÁT

VỀ

BẢN

ĐỒ

BIẾN

ĐỘNG

SỬ

DỤNG

ĐẤT 26
2.4.1 Bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất và các phương pháp thành lập 26
2.4.2 Tình hình thành lập bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất 37
2.4.3 Tình hình sử dụng ñất Việt Nam trong những năm gần ñây 41
PHẦN 3: ĐỐI TƯỢNG, ĐỊA ĐIỂM, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 42
3.1

ĐỐI

TƯỢNG

VÀ

ĐỊA

ĐIỂM

NGHIÊN

CỨU 42
3.1.1 Đối tượng nghiên cứu 42

3.1.2 Địa ñiểm nghiên cứu 42
3.2.

NỘI

DUNG

NGHIÊN

CỨU 42
3.3

PHƯƠNG

PHÁP

NGHIÊN

CỨU 42
3.3.1 Phương pháp ñiều tra, khảo sát, thu thập tài liệu, số liệu 42
3.2.2 Phương pháp xây dựng bản ñồ từ ảnh viễn thám 43
3.2.3 Phương pháp chồng ghép bản ñồ 43
PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 44
4.1

ĐIỀU

KIỆN

TỰ

NHIÊN,

KINH

TẾ-XÃ

HỘI 44
4.1.1 Điều kiện tự nhiên 44
4.1.2 Thực trạng phát triển kinh tế-xã hội 49
4.2

TÌNH

HÌNH

SỬ

DỤNG

ĐẤT

KHU

VỰC

NGHIÊN

CỨU 51

iv
4.2.1 Hiện trạng sử dụng ñất 51
4.2.2 Biến ñộng sử dụng ñất giai ñoạn 2004-2009 53
4.3

GIẢI

ĐOÁN

ẢNH

VỆ

TINH,

THÀNH

LẬP

BẢN

ĐỒ

HIỆN

TRẠNG

SỬ

DỤNG

ĐẤT

NĂM

2004

VÀ

NĂM

2009 55
4.3.1 Thu thập tư liệu 56
4.3.2 Nhập ảnh 57
4.3.3 Tăng cường chất lượng ảnh 57
4.3.4 Nắn chỉnh tư liệu ảnh, cắt ảnh 57
4.3.5 Phân loại ảnh 63
4.3.6 Thành lập bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất năm 2004 và 2009 74
4.4

THÀNH

LẬP

BẢN

ĐỒ

BIẾN

ĐỘNG

SỬ

DỤNG

ĐẤT

GIAI

ĐOẠN

2004-2009 78
4.5

NHẬN

XÉT

VỀ

KẾT

QUẢ 81
PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 83
5.1

KẾT

LUẬN 83

5.2

KIẾN

NGHỊ 84
TÀI LIỆU THAM KHẢO 85


v
DANH MỤC BẢNG
Tên bảng Trang

Bảng 2.1 Kênh phổ của MSS 6

Bảng 2.2 Kênh phổ của TM 6

Bảng 2.3. Các thông số ảnh của vệ tinh SPOT-3 7

Bảng 2.4 Biến ñộng sử dụng ñất Việt Nam giai ñoạn 2005-2007 41

Bảng 4.1 Tổng GTSX và cơ cấu kinh tế thời kỳ 2000-2009 huyện Buôn Đôn 49

Bảng 4.2 Hiện trạng sử dụng ñất nông nghiệp huyện Buôn Đôn 52

Bảng 4.3 Hiện trạng sử dụng ñất phi nông nghiệp huyện Buôn Đôn 53

Bảng 4.4 Biến ñộng sử dụng ñất giai ñoạn 2004-2009 huyện Buôn Đôn 54

Bảng 4.5 Mô tả các loại ñất 64

Bảng 4.6 Mẫu giải ñoán ảnh vệ tinh 65

Bảng 4.7 Ma trận sai số phân loại ảnh năm 2004 70

Bảng 4.8 Bảng ñánh giá ñộ chính xác phân loại ảnh năm 2004 70

Bảng 4.9 Ma trận sai số phân loại ảnh năm 2009 71

Bảng 4.10 Bảng ñánh giá kết quả phân loại năm 2009 71

Bảng 4.11 Thống kê diện tích ñất giải ñoán năm 2004 76

Bảng 4.12 Thống kê diện tích ñất giải ñoán năm 2009 76

Bảng 4.13 So sánh giữa diện tích giải ñoán và thống kê năm 2009 77

Bảng 4.14 Biến ñộng sử dụng ñất giai ñoạn 2004-2009 huyện Buôn Đôn 79

Bảng 4.15 Diện tích biến ñộng từng loại ñất giai ñoạn 2004 - 2009 79

Bảng 4.16 So sánh sự thay ñổi diện tích các loại ñất từ 2004-2009 80




vi
DANH MỤC HÌNH
Tên hình Trang

Hình 2.1 Các kênh sử dụng trong viễn thám 5

Hình 2.2 Nguyên lý thu nhận hình ảnh trong viễn thám 5

Hình 2.3 Đặc ñiểm phản xạ phổ trên các kênh ảnh SPOT 9

Hình 2.4 Khả năng phản xạ và hấp thụ của nước 11

Hình 2.5 Đặc tính phản xạ phổ của thổ nhưỡng 12

Hình 2.6 Một bản ñồ GIS sẽ là tổng hợp của rất nhiều lớp thông tin khác nhau 18

Hình 2.7 Các thành phần chính của GIS 18

Hình 2.8 Vai trò của viễn thám trong việc xây dựng và cập nhật 21

Hình 2.9 Độ chính xác của ảnh vệ tinh và yêu cầu cập nhật dữ liệu 22

Hình 2.10 Vai trò của GIS và viễn thám trong việc hỗ trợ ra quyết ñịnh 23

Hình 2.11 Thành lập bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất bằng phương pháp 29

Hình 2.12 Thành lập bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất bằng phương pháp 29

phân loại trực tiếp ảnh ña thời gian 29

Hình 2.13 Vector thay ñổi phổ 30

Hình 2.14 Thuật toán phân tích thay ñổi phổ 31

Hình 2.15 Thành lập bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất bằng phương pháp 34

Hình 2.16 Thành lập bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất bằng phương pháp 35

Hình 4.1 Sơ ñồ vị trí huyện Buôn Đôn 44

Hình 4.2 Trình tự giải ñoán ảnh vệ tinh, thành lập bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất và bản ñồ biến
ñộng sử dụng ñất 55

Hình 4.3 Ảnh SPOT5 của huyện Buôn Đôn năm 2004 56

Hình 4.4 Ảnh SPOT5 của huyện Buôn Đôn năm 2009 56

Hình 4.5 Thực hiện nắn ảnh theo các ñiểm GPS trên ENVI 59

Hình 4.6 Lựa chọn thông số ñể nắn ảnh trên ENVI 59

Hình 4.7 Bảng nhập toạ ñộ các ñiểm khống chế ñể nắn ảnh 59

Hình 4.8 Tọa ñộ và sai số của ñiểm khống chế nắn ảnh năm 2004 60

Hình 4.9 Lựa chọn phương pháp tái chia mẫu 60

Hình 4.10 Toạ ñộ và sai số các ñiểm khống chế ñể nắn ảnh 2009 61

Hình 4.11 Ảnh 2004 ñã ñược cắt theo ranh giới huyện Buôn Đôn 62

Hình 4.12 Ảnh 2009 ñã ñược cắt theo ranh giới huyện Buôn Đôn 62

Hình 4.13 Lấy mẫu cho các loại hình sử dụng ñất năm 2004 66

Hình 4.14 Lấy mẫu cho các loại hình sử dụng ñất năm 2009 66


vii
Hình 4.15 Sự khác biệt giữa các mẫu giải ñoán ảnh 2004 67

Hình 4.16 Sự khác biệt giữa các mẫu giải ñoán ảnh 2009 67

Hình 4.17 Kết quả phân loại ảnh 2004 ñã ñược lọc nhiễu 68

Hình 4.18 Kết quả phân loại ảnh 2009 ñã ñược lọc nhiễu 68

Hình 4.19 Kết quả phân loại ảnh 2004 ñược xuất sang dạng Vector 73

Hình 4.20 Kết quả phân loại ảnh 2009 ñược xuất sang dạng Vector 73

Hình 4.21 Sơ ñồ hiện trạng sử dụng ñất năm 2004 thành lập trên ArcView 74

Hình 4.22 Sơ ñồ hiện trạng sử dụng ñất năm 2009 thành lập trên ArcView 75

Hình 4.23 Sơ ñồ biến ñộng sử dụng ñất giai ñoạn 2004-2009 ñược thành lập trên ArcView 78

Hình 4.24 Sự biến ñộng các loại ñất giai ñoạn 2004 -2009 81

1
PHẦN 1. MỞ ĐẦU
1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Đất ñai là tư liệu sản xuất ñặc biệt, không thể thay thế trong nông nghiệp,
là thành phần quan trọng hàng ñầu của môi trường sống, là ñịa bàn phân bố các
khu dân cư, xây dựng các cơ sở kinh tế, văn hóa, xã hội, an ninh và quốc phòng.

Sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện ñại hóa ñất nước của Đảng và Nhà nước ta
trong những năm qua ñã ñưa nền kinh tế nước ta phát triển mạnh mẽ, ñời sống
nhân dân ñã và ñang từng bước ñược cải thiện, hạ tầng xã hội cũng như hạ tầng
kỹ thuật ñược thay ñổi tạo ra bộ mặt mới cho ñất nước và thu hẹp dần khoảng
cách ñối với các nước phát triển. Song hành với sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện
ñại hóa là sự gia tăng mạnh của nhu cầu sử dụng ñất, ñặc biệt là ñất phi nông
nghiệp trong khi quỹ ñất lại có hạn. Điều này làm cho diện tích ñất nông nghiệp
liên tục giảm xuống do vậy cần phải quản lý chặt chẽ toàn bộ quỹ ñất, ñảm bảo
ñất ñai ñược sử dụng tiết kiệm, hiệu quả và bền vững.
Để quản lý chặt chẽ quỹ ñất ñang ngày càng hạn chế này ngoài việc nắm
chắc ñược các số liệu biến ñộng về ñất ñai giữa các thời kỳ thông qua số liệu
thống kê, kiểm kê ñất ñai thì việc xây dựng bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất cũng
rất cần thiết. Bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất có thể ñược thành lập từ bản ñồ
hiện trạng sử dụng ñất hiện có song bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất chỉ ñược
thành lập 5 năm một lần vào năm kiểm kê ñất ñai nên khó có thể thành lập
ñược bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất cho một giai ñoạn bất kỳ, thêm vào ñó chất
lượng của bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất ñược thành lập trong các kỳ kiểm kê
ñất ñai hiện nay là chưa cao.
Hiện nay ảnh vệ tinh ñang ñược sử dụng khá rộng rãi ở nước ta trong các
nghiên cứu tài nguyên-môi trường. Ảnh vệ tinh là nguồn thông tin có tính thời
sự rất cao và nếu có ảnh vệ tinh ở các thời ñiểm khác nhau thì chúng ta còn có
thể thành lập ñược bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất và xác ñịnh một cách khách
quan ñược tình hình biến ñộng sử dụng ñất cho bất cứ giai ñoạn nào. Nhưng
việc nghiên cứu biến ñộng sử dụng ñất cũng như thành lập bản ñồ biến ñộng sử
dụng ñất thông qua ảnh vệ tinh còn ñặt ra một số vấn ñề:
2
- Mức ñộ chi tiết của việc thành lập bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất từ ảnh
vệ tinh?
- Nếu chỉ sử dụng ảnh vệ tinh kết hợp với ñiều tra thực ñịa mà không kết
hợp với Hệ thống thông tin ñịa lý (GIS) thì có thể thành lập ñược bản ñồ biến

ñộng sử dụng ñất không?
- Qui trình công nghệ lập nào là tối ưu cho việc lập bản ñồ biến ñộng sử
dụng ñất từ tư liệu viễn thám?
Huyện Buôn Đôn cách thành phố Buôn Ma Thuột 27 km về phía Tây
Bắc, là huyện có diện tích ñất lâm nghiệp có rừng lớn nhất tỉnh Đắk Lắk. Trong
một vài năm gần ñây ñất ñai trên ñịa bàn huyện Buôn Đôn có sự biến ñộng rất
mạnh, ñất sản xuất nông nghiệp, ñất ở, ñất chuyên dùng tăng nhanh trong khi
rừng bị tàn phá mạnh. Song trên số liệu thống kê thì ñất ñai không có sự biến
ñộng ñáng kể. Do vậy cần thiết phải xây dựng bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất trên
ñịa bàn huyện ñể có cái nhìn ñúng ñắn về sự biến ñộng này từ ñó có các biện
pháp kiên quyết giữ diện tích rừng còn sót lại của huyện Buôn Đôn nói riêng,
của tỉnh Đắk Lắk nói chung.
Xuất phát từ những vấn ñề trên, tôi tiến hành nghiên cứu ñề tài: “Ứng
dụng công nghệ tích hợp tư liệu viễn thám và GIS thành lập bản ñồ biến
ñộng sử dụng ñất giai ñoạn 2004-2009 trên ñịa bàn huyện Buôn Đôn, tỉnh
Đắk Lắk”.
1.2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
- Thành lập ñược bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất năm 2004 và năm 2009
bằng công nghệ tích hợp tư liệu viễn thám và GIS;
- Xây dựng ñược bản ñồ biến ñộng ñồng thời xác ñịnh ñược số liệu biến
ñộng sử dụng ñất giai ñoạn 2004-2009 ở huyện Buôn Đôn trên cở sở bản ñồ
hiện trạng sử dụng ñất xây dựng ñược;
- Giúp các cơ quan có liên quan ở huyện Buôn Đôn có cái nhìn xác thực
nhất về biến ñộng sử dụng ñất trên ñịa bàn Huyện từ ñó ñưa ra các chính sách
thích hợp về sử dụng ñất ở huyện Buôn Đôn.


3
1.3 YÊU CẦU
- Nắm vững công nghệ giải ñoán ảnh viễn thám, tích hợp tư liệu viễn

thám và GIS;
- Nắm ñược tình hình sử dụng và biến ñộng ñất ñai trên ñịa bàn Huyện
giai ñoạn 2004-2009;
- Diễn giải ñược sự biến ñộng sử dụng ñất trên ñịa bàn huyện;
- Các số liệu ñiều tra phải ñược thu thập chính xác, ñầy ñủ và phải phản
ánh ñược một cách trung thực, khách quan.
1.4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Đề tài chỉ tập trung nghiên cứu toàn bộ quỹ ñất trên ñịa bàn huyện Buôn
Đôn bằng ảnh vệ tinh SPOT 5 ở hai thời ñiểm năm 2004 và 2009.
1.5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN

Kết quả nghiên cứu góp phần khẳng tính ưu việt của phương pháp tích
hợp tư liệu viễn thám và GIS trong công tác thành lập bản ñồ hiện trạng sử
dụng ñất; thành lập bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất. Đánh giá biến ñộng một
cách nhanh chóng, thuận tiện nhưng vẫn ñảm bảo ñộ chính xác cần thiết trên
một phạm vi rộng lớn.
Kết quả nghiên cứu của luận văn ñưa ra số liệu về biến ñộng sử dụng
ñất và bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất giai ñoạn 2004-2009 góp phần chỉ ra
chiều hướng, diện tích và vị trí không gian biến ñộng sử dụng ñất của huyện
Buôn Đôn vì vậy ñây sẽ là một tài liệu hữu ích cho công tác quy hoạch sử
dụng ñất của Buôn Đôn giai ñoạn 2011-2020, góp phần ñưa ñất ñai ngày càng
ñược sử dụng hợp lý, tiết kiệm, hiệu quả, bền vững và bảo vệ môi trường.
4
PHẦN 2: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
2.1 TỔNG QUAN VỀ VIỄN THÁM
2.1.1 Khái niệm về viễn thám
Viễn thám ñược ñịnh nghĩa như là một khoa học công nghệ mà nhờ nó
các tính chất của vật thể quan sát ñược xác ñịnh, ño ñạc hoặc phân tích mà
không cần tiếp xúc trực tiếp với chúng.
Sóng ñiện từ hoặc ñược phản xạ hoặc ñược bức xạ từ vật thể thường là

nguồn tài liệu chủ yếu trong viễn thám. Những năng lượng từ trường, trọng
trường cũng có thể ñược sử dụng.
Thiết bị dùng ñể cảm nhận sóng ñiện từ phản xạ hay bức xạ từ vật thể
ñược gọi là bộ cảm.
Phương tiện dùng ñể mang các bộ cảm ñược gọi là vật mang, gồm khí
cầu, máy bay, vệ tinh nhân tạo, tàu vũ trụ.
Sự phát triển của viễn thám gắn liền với sự phát triển của phương pháp
chụp ảnh và thu nhận thông tin các ñối tượng trên mặt ñất. Từ năm 1858 người
ta ñã bắt ñầu sử dụng khinh khí cầu ñể chụp ảnh nhằm mục ñích thành lập bản
ñồ ñịa hình. Những bức ảnh hàng không ñầu tiên chụp từ máy bay ñược
Wilbur Wright thực hiện năm 1909 trên vùng Centocalli, Italia. Từ ñó ñến nay,
phương pháp sử dụng ảnh hàng không là phương pháp ñược sử dụng rộng rãi
nhất. Trên thế giới, việc phân tích ảnh hàng không ñã góp phần ñáng kể trong
việc phát hiện nhiều mỏ dầu và khoáng sản trầm tích.
Vào giữa những năm 1930, người ta ñã có thể chụp ảnh mầu và ñồng thời
thực hiện nhiều cuộc nghiên cứu nhằm tạo ra các lớp cảm quang nhạy với bức xạ
gần hồng ngoại có tác dụng hữu hiệu trong việc loại bỏ ảnh hưởng tán xạ và mù
của khí quyển. Từ năm 1960, sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật cho phép thu ñược
hình ảnh ở các dải sóng khác nhau bao gồm cả dải sóng hồng ngoại và sóng cực
ngắn. Sau ñó sự thành công trong việc chế tạo các bộ cảm biến và các tàu vũ trụ,
các vệ tinh nhân tạo ñã cung cấp khả năng thu nhận hình ảnh của trái ñất từ trên
quỹ ñạo góp phần hữu ích cho việc nghiên cứu lớp phủ thực vật, biến ñộng sử
dụng ñất, cấu trúc ñịa mạo, nhiệt ñộ, gió trên bề mặt ñại dương…
Viễn thám có thể phân loại làm 3 loại cơ bản theo bước sóng sử dụng:
5
- Viễn thám trong dải sóng nhìn thấy và hồng ngoại.
- Viễn thám hồng ngoại nhiệt
- Viễn thám siêu cao tần

Hình 2.1 Các kênh sử dụng trong viễn thám
Nguồn năng lượng chính sử dụng trong nhóm thứ nhất là bức xạ mặt
trời. Mặt trời cung cấp một bức xạ có bước sóng ưu thế 500µm. Tư liệu viễn
thám thu ñược trong dải sóng nhìn thấy phụ thuộc chủ yếu vào sự phản xạ từ
bề mặt vật thể và bề mặt trái ñất. Vì vậy, các thông tin về vật thể có thể ñược
xác ñịnh từ các phổ phản xạ. Tuy nhiên, radar sử dụng tia laser là trường hợp
ngoại lệ không sử dụng năng lượng mặt trời. Nguồn năng lượng sử dụng trong
nhóm thứ hai là bức xạ nhiệt do chính vật thể sản sinh ra. Mỗi vật thể trong
nhiệt ñộ bình thường ñều phát ra một bức xạ có ñỉnh tại bước sóng 10.000µm.









Hình 2.2 Nguyên lý thu nhận hình ảnh trong viễn thám
R
ừ
ng

Nư
ớ
c

C
ỏ

Đ
ấ
t

Đư
ờ
ng

Nhà

V
ệ

tinh

M
ặ
t tr
ờ
i

Hấp thụ
mặt trời

Bức xạ mặt trời
Khí quy
ể
n

6
Trong viễn thám siêu cao tần người ta thường sử dụng hai loại kỹ thuật
chủ ñộng và bị ñộng. Trong viễn thám siêu cao tần bị ñộng thì bức xạ siêu cao
tần do chính vật thể phát ra ñược ghi lại, còn trong viễn thám siêu cao tần chủ
ñộng lại thu những bức xạ tán xạ hoặc phản xạ từ vật thể [2].
2.1.2 Vệ tinh sử dụng trong viễn thám
2.1.2.1 Vệ tinh Landsat
Vệ tinh Landsat là vệ tinh tài nguyên của Hoa Kỳ ñược phóng lên quỹ
ñạo lần ñầu tiên vào năm 1972, cho ñến nay ñã có 7 thế hệ vệ tinh Landsat
ñược phóng lên quỹ ñạo. Độ cao bay 705 km, góc nghiêng mặt phẳng quỹ ñạo
98
0
, quỹ ñạo ñồng bộ mặt trời, chu kỳ lặp 18 ngày, bề rộng tuyến chụp 185km.
Hai bộ cảm của vệ tinh Landsat ñều là máy quét quang cơ: MSS
(Multispectral scanner) và TM (Thematic mapper).
Bộ cảm MSS hoạt ñộng ở dải phổ nhìn thấy và hồng ngoại. Đặc ñiểm
của MSS là sử dụng 4 băng phổ, mỗi băng phổ có trang bị 6 bộ thu sử dụng sợi
quang học. Độ phân giải mặt ñất từ 40m ñến 80m, ñộ rộng ñường quét 185km.
Bộ cảm TM sử dụng vùng phổ nhìn thấy, hồng ngoại gần và hồng ngoại nhiệt.
Đặc ñiểm của TM là có ñộ rộng ñường quét 185km và có ñộ phân giải mặt ñất 30m.
Bảng 2.1 Kênh phổ của MSS
Kênh phổ Dạng phản xạ phổ
Chiều dài sóng (
µ
m)

1 Nhìn thấy-xanh 0,5-0,6
2 Nhìn thấy-ñỏ 0,6-0,7
3 Hồng ngoại 0,7-0,8
4 Hồng ngoại 0,8-1,1
Bảng 2.2 Kênh phổ của TM
Kênh phổ
Bước sóng (
µ
m)
1 0,45-0,52
2 0,52-0,60
3 0,63-0,69
4 0,76-0,90
5 1,55-1,75
6 10,4-12,5
7 2,08-2,35
7
2.1.2.2 Vệ tinh SPOT
Vệ tinh SPOT ñược Pháp phóng lên quỹ ñạo năm 1986. Mỗi vệ tinh
ñược trang bị một máy quét ña phổ HRV. Vệ tinh SPOT bay ở ñộ cao 830km,
góc nghiêng mặt phẳng quỹ ñạo 98
0
7, chu kỳ lặp 26 ngày. Bộ cảm HRV là
máy quét ñiện tử CCD-HRV có thể thay ñổi góc quan sát nhờ một gương ñịnh
hướng. Gương này cho phép thay ñổi hướng quan sát ±27
0
so với trục thẳng
ñứng nên dễ dàng thu ñược ảnh lập thể.
Bảng 2.3. Các thông số ảnh của vệ tinh SPOT-3
Các ñặc trưng của HRV Dạng ña phổ Dạng toàn sắc

Kênh
0,50-0,59
µ
m
0,61-0,68 µm
0,79-0,89 µm
0,51-0,73 µm
Trường nhìn 4
0
13 4
0
13
Độ phân giải 20m x 20m 10m x 10m
Số pixel trên một hàng 3000 6000
Độ rộng ñường quét 60km 60km
2.1.2.3 Vệ tinh Cosmos
Ảnh vệ tinh Cosmos của Nga có hai loại: ảnh có ñộ phân giải cao và ảnh có
ñộ phân giải trung bình. Ảnh vệ tinh ñộ phân giải cao có kích thước ảnh 30x30cm,
ñộ phân giải mặt ñất 6-7m, ñộ phủ dọc >60%. Ảnh Cosmos ñộ phân giải trung bình
có kích thước ảnh 18x18cm, ñộ phân giải mặt ñất 30m, ñộ phủ dọc >60%.
Hiện nay tư liệu ảnh vệ tinh Landsat, SPOT, Cosmos ñược sử dụng
rộng rãi trên thế giới và Việt nam.
2.1.2.4 Vệ tinh Quickbird
Quickbird ñánh dấu một bước quan trọng của dạng tư liệu viễn thám
phân giải cao ñược thương mại hoá. Lần ñầu tiên phóng vào năm 2000 và bị
thất bại, lần thứ hai ñược phóng lên với ñộ phân giải cao (ảnh PAN-0,6m và
ảnh ña phổ 2,4m) vào 18/10/2001. Vệ tinh ñược phóng lên quỹ ñạo ñồng bộ
mặt trời, ñộ cao 450km, ñộ nghiêng mặt phẳng quỹ ñạo 98
0
. Các kênh phổ của

vệ tinh là xanh chàm 450-520µm, xanh lục 520-600µm, ñỏ 630-690µm và
hồng ngoại gần 760-900µm [2].
8
2.1.3 Tư liệu sử dụng trong viễn thám
2.1.3.1 Ảnh tương tự
Ảnh tương tự là ảnh chụp trên cơ sở của lớp cảm quang halogen bạc,
ảnh tương tự thu ñược từ các bộ cảm tương tự dùng phim chứ không sử dụng
các hệ thống quang ñiện tử. Những tư liệu này có ñộ phân giải không gian cao
nhưng kém về ñộ phân giải phổ. Vệ tinh Cosmos của Nga thường sử dụng bộ
cảm tương tự.
2.1.3.2 Ảnh số
Ảnh số là dạng tư liệu ảnh không lưu trữ trên giấy ảnh hoặc phim. Ảnh
số ñược chia thành nhiều phần tử nhỏ gọi là pixel. Mỗi pixel tương ứng với
một ñơn vị không gian. Quá trình chia mỗi ảnh tương tự thành các pixel ñược
gọi là chia mẫu và quá trình chia các ñộ xám liên tục thành một số nguyên hữu
hạn gọi là lượng tử hóa.
Ảnh số ñược ñặc trưng bởi một số thông số cơ bản về hình học, bức xạ
như trường nhìn không ñổi, góc nhìn tối ña, ñộ phân giải mặt ñất.
2.1.3.3 Số liệu mặt ñất
Số liệu mặt ñất là tập hợp các quan sát mô tả, ño ñạc về các ñiều kiện
thực tế trên mặt ñất của các ñịa vật cần nghiên cứu nhằm xác ñịnh mối tương
quan giữa tín hiệu thu ñược và bản thân các ñối tượng. Các số liệu ñó bao gồm
thông tin tổng quan về ñối tượng nghiên cứu như chủng loại, trạng thái, tính
chất phản xạ, hấp thụ phổ, nhiệt ñộ… và thông tin về môi trường xung quanh
như góc chiếu, ñộ cao mặt trời, cường ñộ chiếu sáng, trạng thái khí quyển,
nhiệt ñộ, ñộ ẩm không khí, hướng và tốc ñộ gió…
Để phục vụ mục ñích thiết kế các bộ cảm, kiểm ñịnh các thông số kỹ thuật
của bộ cảm, thu thập thông tin bổ trợ cho quá trình phân tích và hiệu chỉnh số
liệu, các số liệu mặt ñất phải ñược thu thập ñồng thời với số liệu vệ tinh hoặc
trong một khoảng thời gian sao cho sự thay ñổi của các ñối tượng nghiên cứu

trong thời gian ñó không ảnh hưởng tới việc xác ñịnh mối quan hệ cần tìm.
2.1.3.4 Số liệu ñịnh vị mặt ñất
Để thu thập số liệu ñịnh vị mặt ñất hiện nay chúng ta thường sử dụng
Hệ thống ñịnh vị toàn cầu (GPS). Những ñiểm ñịnh vị mặt ñất phục vụ quá
9
trình hiệu chỉnh hình học ảnh vệ tinh thường ñược bố trí tại những nơi mà vị trí
của nó có thể thấy ñược dễ dàng trên ảnh vệ tinh và bản ñồ.
2.1.3.5 Bản ñồ và số liệu ñịa hình
Để phục vụ cho mục ñích nghiên cứu của viễn thám ngoài những tư liệu trên
cần phải có các tài liệu ñịa hình và chuyên ñề như bản ñồ ñịa hình, bản ñồ chuyên ñề
sử dụng ñất, rừng, ñịa chất, bản ñồ kinh tế xã hội, mô hình số ñịa hình…[2]
2.1.4 Đặc trưng phản xạ phổ của các ñối tượng tự nhiên
Đặc trưng phản xạ phổ của các ñối tượng trên bề mặt trái ñất là thông số
quan trọng nhất trong viễn thám. Do các thông tin viễn thám có liên quan trực
tiếp ñến năng lượng phản xạ từ các ñối tượng nên việc nghiên cứu các ñặc
trưng phản xạ phổ của các ñối tượng tự nhiên ñóng vai trò hết sức quan trọng
ñối với việc ứng dụng hiệu quả phương pháp viễn thám.
Trong lĩnh vực viễn thám, kết quả giải ñoán các thông tin phụ thuộc rất
nhiều vào sự hiểu biết mối tương quan giữa các ñặc trưng phản xạ phổ với bản
chất và trạng thái các ñối tượng tự nhiên. Đồng thời ñó cũng là cơ sở dữ liệu ñể
phân tích các tính chất của ñối tượng tiến tới phân loại ñối tượng ñó.
Đặc trưng phản xạ phổ của các ñối tượng tự nhiên là hàm của nhiều yếu
tố. Các ñặc tính này phụ thuộc vào ñiều kiện chiếu sáng, môi trường khí quyển,
bề mặt ñối tượng cũng như bản thân ñối tượng.

Hình 2.3 Đặc ñiểm phản xạ phổ trên các kênh ảnh SPOT
Tuyết
Thực vật
Cát
Nước
µm
10
Khả năng phản xạ phổ của các ñối tượng phụ thuộc vào bản chất vật chất
của các ñối tượng, phụ thuộc vào trạng thái và ñộ nhẵn bề mặt của các ñối tượng,
phụ thuộc vào màu sắc của ñối tượng, phụ thuộc vào ñộ cao mặt trời trên ñường
chân trời và hướng chiếu sáng. Khả năng phản xạ phổ của các ñối tượng ñược
chụp ảnh còn phụ thuộc vào trạng thái khí quyển và các mùa trong năm [7].
2.1.4.1 Đặc trưng phản xạ phổ của thực vật
Thực vật khỏe mạnh chứa nhiều diệp lục tố phản xạ rất mạnh ánh sáng
có bước sóng từ 0,45-0,67µm (tương ứng với dải sóng màu lục) vì vậy ta nhìn
thấy chúng có màu xanh lục. Khi diệp lục tố giảm ñi thực vật chuyển sang có
khả năng phản xạ ánh sáng màu ñỏ trội hơn dẫn ñến lá cây có màu vàng ñỏ (do
tổ hợp màu lục và ñỏ) hoặc màu ñỏ.
Ở vùng hồng ngoại, thực vật có khả năng phản xạ rất mạnh. Khi sang
vùng hồng ngoại nhiệt và vi sóng một số ñiểm cực trị ở vùng sóng dài làm tăng

khả năng hấp thụ ánh sáng của nước trong lá, khả năng phản xạ của chúng
giảm ñi rõ rệt và ngược lại khả năng hấp thụ ánh sáng lại tăng lên. Khả năng
phản xạ phổ của mỗi loại thực vật khác nhau không như nhau và ñặc tính
chung nhất về khả năng phản xạ phổ của thực vật là:
- Ở vùng ánh sáng nhìn thấy, cận hồng ngoại và hồng ngoại khả năng
phản xạ phổ khác biệt rõ rệt.
- Ở vùng ánh sáng nhìn thấy phần lớn năng lượng hấp thụ bởi diệp lục
tố trong lá cây, một phần nhỏ thấu qua lá còn lại phản xạ.
- Ở vùng cận hồng ngoại cấu trúc lá ảnh hưởng lớn ñến khả năng phản
xạ phổ của lá, ở ñây khả năng phản xạ phổ tăng lên rõ rệt.
- Ở vùng hồng ngoại nhân tố ảnh hưởng lớn ñến khả năng phản xạ phổ của
lá là hàm lượng nước. Khi ñộ ẩm trong lá cao thì năng lượng hấp thụ là cực ñại.
Thực vật nói chung khả năng phản xạ của chúng phụ thuộc vào giống
loại, giai ñoạn sinh trưởng và trạng thái phát triển của cây [7].
2.1.4.2 Đặc trưng phản xạ phổ của nước
Đặc tính chung nhất của nước là khả năng phản xạ phổ của nước giảm
dần theo chiều dài bước sóng. Trên hình 2.4 dẫn ra hai ñường cong thể hiện
11
khả năng phản xạ phổ của nước giảm dần theo chiều dài bước sóng.
Khả năng phản xạ phổ của nước thay ñổi theo bước sóng của bức xạ
chiếu tới và thành phần vật chất có trong nước. Khả năng phản xạ phổ còn phụ
thuộc vào bề mặt nước và trạng thái của nước. Trên kênh hồng ngoại và cận
hồng ngoại ñường bờ nước ñược phát hiện ra rất dễ dàng, còn một số ñặc tính
của nước cần phải sử dụng dải sóng nhìn thấy ñể nhận biết.
Trong ñiều kiện tự nhiên mặt nước sẽ hấp thụ rất mạnh năng lượng ở
dải cận hồng ngoại và hồng ngoại, do vậy năng lượng phản xạ sẽ rất ít.
Vì khả năng phản xạ phổ của nước ở dải sóng dài khá nhỏ, nên việc sử
dụng các kênh sóng dài ñể chụp cho ta khả năng ñoán ñọc thủy văn, ao hồ…

Hình 2.4 Khả năng phản xạ và hấp thụ của nước
Ở dải sóng nhìn thấy, khả năng phản xạ phổ của nước tương ñối phức
tạp. Tuy nhiên, nước trong ñiều kiện tự nhiên không phải lúc nào cũng lý
tưởng như nước cất. Thông thường nước chứa nhiều tạp chất hữu cơ và vô cơ,
vì vậy khả năng phản xạ phổ của nước phụ thuộc vào thành phần và trạng thái
của nước. Các nghiên cứu cho thấy nước ñục có khả năng phản xạ phổ cao hơn
nước trong, nhất là những dải sóng dài. Với ñộ sâu tối thiểu là 30m, nồng ñộ
tạp chất gây ñục là 10mg/l thì khả năng phản xạ phổ lúc ñó là hàm số của
thành phần nước chứ không còn là ảnh hưởng của chất ñáy.
Người ta ñã chứng minh ñược rằng khả năng phản xạ phổ của nước phụ
thuộc rất nhiều vào ñộ ñục của nước, ở dải sóng 0,6-0,7µm thì ñộ ñục của nước
r%
λ
(
µ
m)


1. HÊp thô
2. Ph¶n x¹
20
10

30
40
50
0.4 0.5 0.6 0.7
2
1
12
và khả năng phản xạ phổ có mối liên hệ tuyến tính.
Hàm lượng diệp lục tố trong nước cũng là một yếu tố ảnh hưởng ñến
khả năng phản xạ phổ của nước ở bước sóng ngắn và làm tăng khả năng phản
xạ phổ của nước ở bước sóng có màu xanh lá cây.
Ngoài ra, một số yếu tố khác có ảnh hưởng lớn ñến khả năng phản xạ
phổ của nước nhưng cũng có nhiều ñặc tính quan trọng khác của nước không
thể hiện ñược rõ qua sự khác biệt về phổ như ñộ mặn của nước biển, hàm
lượng khí mêtan, ôxi, nitơ, cacbonic [7].
2.1.4.3 Đặc trưng phản xạ phổ của thổ nhưỡng
Đặc tính chung nhất của thổ nhưỡng là khả năng phản xạ phổ tăng theo
ñộ dài bước sóng, sự khác nhau về khả năng phản xạ phổ thấy rõ nhất ở
khoảng phổ hẹp màu ñỏ. Trên hình 2.5 chỉ ra khả năng phản xạ phổ của 3 loại
ñất khô là ñất mùn, ñất bụi và ñất cát.








Hình 2.5 Đặc tính phản xạ phổ của thổ nhưỡng
Thổ nhưỡng chỉ có năng lượng hấp thụ và năng lượng phản xạ mà

không có năng lượng thấu quang. Các loại ñất có thành phần cấu tạo, các chất
hữu cơ và vô cơ khác nhau thì khả năng phản xạ phổ sẽ khác nhau.
Các yếu tố chủ yếu ảnh hưởng ñến khả năng phản xạ phổ của ñất là cấu
trúc bề mặt của ñất, ñộ ẩm của ñất, hợp chất hữu cơ, hợp chất vô cơ.
Với ñất hạt mịn thì khoảng cách giữa các hạt nhỏ vì chúng ở sít nhau
hơn. Với hạt lớn khoảng cách giữa chúng lớn hơn do vậy khả năng vận chuyển
không khí và ñộ ẩm cũng dễ dàng hơn. Khi ẩm ướt trên mỗi hạt cát sẽ bọc một
1. §Êt mïn

2. §Êt c¸t
3. §Êt bôi



r%

λ(µm)
40
20
60
80
0.5 0.9 1.3 1.7
2.1 2.5

1
2
3
13
màng mỏng nước do vậy ñộ ẩm và lượng nước trong trong loại ñất này sẽ cao
hơn và do ñó ảnh hưởng lớn ñến khả năng phản xạ phổ của chúng. Khi ñộ ẩm

tăng, khả năng phản xạ phổ cũng sẽ bị giảm do vậy khi hạt nước rơi vào cát
khô ta sẽ thấy cát bị thẫm hơn. Tuy nhiên cát ñã ẩm thì nếu hạt nước rơi vào
cũng không có sự khác biệt nhiều.
Một yếu tố nữa ảnh hưởng ñến khả năng phản xạ phổ là hợp chất hữu
cơ trong ñất. Với hàm lượng hữu cơ từ 0,5 – 5,0% ñất có màu nâu xẫm. Nếu
hàm lượng hữu cơ thấp hơn ñất sẽ có màu nâu sáng.
Ô xít sắt cũng ảnh hưởng tới khả năng phản xạ phổ của ñất. Khả năng
phản xạ phổ tăng khi hàm lượng ô xít sắt giảm xuống nhất là ở vùng phổ nhìn
thấy (có thể làm giảm tới 40% khả năng phản xạ phổ khi hàm lượng ô xít sắt
tăng lên). Khi loại bỏ ô xít sắt ra khỏi ñất thì khả năng phản xạ phổ của ñất
tăng lên rõ rệt ở dải sóng từ 0,5-1,4µm.
Các vùng phản xạ và bức xạ phổ có thể sử dụng ghi nhận thông tin về ñất,
còn hình ảnh ở hai vùng này là dấu hiệu ñể ñoán ñọc các ñặc tính của ñất [7].
2.1.5 Giải ñoán ảnh viễn thám
Giải ñoán ảnh là quá trình chiết tách các thông tin ñịnh tính cũng như
ñịnh lượng từ ảnh.
Có hai phương pháp giải ñoán ảnh viễn thám ñó là thực hiện bằng mắt
và bằng xử lý số.
2.1.5.1 Giải ñoán ảnh bằng mắt
Trong việc xử lý thông tin viễn thám thì ñoán ñọc bằng mắt là công việc
ñầu tiên, phổ biến nhất và có thể áp dụng trong mọi ñiều kiện trang thiết bị từ
ñơn giản ñến phức tạp và có thể áp dụng trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu khác
nhau như ñịa lý, ñịa chất, nông nghiệp, thủy văn, môi trường…
Đoán ñọc 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 ñể ñoán ñọc
là các chuẩn ñoán ñọc vẽ và mẫu ñoán ñọc. Các chuẩn ñoán ñọc bao gồm:
- Chuẩn kích thước: Kích thước của một ñối tượng ñược xác ñịnh theo
tỷ lệ ảnh và kích thước ño ñược trên ảnh. Dựa vào thông tin này cũng có thể
14
phân biệt ñược các ñối tượng trên ảnh.

- Chuẩn hình dạng: Hình dạng là những ñặc trưng bên ngoài tiêu biểu
cho từng ñối tượng vì vậy nó có ý nghĩa quan trọng trong ñoán ñọc. Ví dụ hồ
hình móng ngựa là các khúc sông cụt, dạng chổi sáng màu là các cồn cát…
- Chuẩn bóng: Bóng của vật thể có thể dễ dàng nhận thấy khi khi nguồn
sáng không nằm chính xác ở ñỉnh ñầu hoặc trường hợp chụp ảnh xiên. Dựa vào
bóng của vật thể có thể xác ñịnh ñược chiều cao của ñối tượng.
- Chuẩn ñộ ñen: Độ ñen là một chuẩn quan trọng ñể xác ñịnh tính chất của
ñối tượng. Cát khô phản xạ rất mạnh ánh sáng nên bao giờ cũng có màu trắng,
trong khi ñó cát ướt có màu tối hơn trên ảnh ñen trắng. Trên ảnh hồng ngoại ñen
trắng, cây lá nhọn phản xạ mạnh tia hồng ngoại nên có màu trắng còn nước lại
hấp thụ hầu hết bức xạ trong dải sóng này nên bao giờ cũng có màu ñen.
- Chuẩn màu sắc: Màu sắc giúp cho người ñoán ñọc dễ dàng xác ñịnh
ñược các ñối tượng trên ảnh là thực vật, nước, ñất trống, ñất ñô thị, hoặc xác
ñịnh ñược ngay ñó là kiểu loài thực vật gì.
- Chuẩn cấu trúc: Cấu trúc là tập hợp của nhiều ñặc tính rất rõ ràng trên
ảnh, ví dụ một bãi cỏ không bị lẫn các loài cây khác cho một cấu trúc mịn trên
ảnh, ngược lại rừng hỗn giao cho một cấu trúc sần sùi
- Chuẩn phân bố: Là tập hợp của nhiều hình dạng nhỏ phân bố theo một
quy luật nhất ñịnh trên toàn cảnh và trong mối quan hệ tương hỗ với ñối tượng
cần nghiên cứu. Hình ảnh của các dãy nhà, ruộng lúa nước, ñồi chè tạo ra
những hình mẫu riêng ñặc trưng cho các ñối tượng.
- Chuẩn mối quan hệ tương hỗ: Một tổng thể các chuẩn ñoán ñọc, môi
trường xung quanh hoặc mối liên quan của các ñối tượng cung cấp thông tin
ñoán ñọc quan trọng.
Để trợ giúp cho công tác ñoán ñọc người ta thành lập các mẫu ñoán
ñọc. Tất cả các chuẩn ñoán ñọc cùng với các thông tin về thời gian chụp, mùa
chụp, tỷ lệ ảnh ñều phải ñưa vào mẫu ñoán ñọc. Một bộ mẫu ñoán ñọc không
chỉ gồm phần ảnh mà còn mô tả bằng lời.
2.1.5.2 Đoán ñọc bằng xử lý số
Các tư liệu ảnh trong viễn thám phần lớn ñều ở dạng số nên vấn ñề

15
ñoán ñọc bằng xử lý số là vấn ñề quan trọng. Quá trình ñoán ñọc bằng xử lý
số gồm các giai ñoạn: Nhập số liệu, khôi phục và hiệu chỉnh ảnh, biến ñổi ảnh,
phân loại ảnh và xuất kết quả.
- Nhập số liệu: Có hai nguồn tư liệu chính là ảnh số và ảnh tương tự.
Ảnh tương tự ñược chuyển thành dạng số thông qua các máy quét.
- Khôi phục và hiệu chỉnh ảnh: Đây là giai ñoạn mà các tín hiệu số ñược
hiệu chỉnh hệ thống nhằm tạo ra một tư liệu ảnh có thể sử dụng ñược. Nó bao
gồm các bước sau:
+ Hiệu chỉnh bức xạ: Tất cả các tư liệu số hầu như bao giờ cũng chịu một
mức ñộ nhiễu xạ nhất ñịnh. Nhằm loại trừ các nhiễu kiểu này cần phải thực hiện
một số phép tiền xử lý. Khi thu các bức xạ từ mặt ñất trên các vật mang trong vũ
trụ, người ta thấy chúng có một số sự khác biệt so với trường hợp quan sát cùng
ñối tượng ñó ở khoảng cách gần. Điều này chứng tỏ ở những khoảng cách xa như
vậy tồn tại một lượng nhiễu nhất ñịnh gây bởi ảnh hưởng của góc nghiêng và ñộ
cao mặt trời, một số ñiều kiện quang học khí quyển như sự hấp thụ, tán xạ, ñộ
mù Chính vì vậy, ñể bảo ñảm ñược sự tương ñồng nhất ñịnh về mặt bức xạ cần
thiết phải thực hiện việc hiệu chỉnh bức xạ.
+ Hiệu chỉnh khí quyển: Bức xạ mặt trời trên ñường truyền xuống mặt
ñất bị hấp thụ, tán xạ một lượng nhất ñịnh trước khi tới ñược mặt ñất và bức xạ
phản xạ từ vật thể cũng bị hấp thụ hoặc tán xạ trước khi tới ñược bộ cảm. Do
vậy, bức xạ mà bộ cảm thu ñược chứa ñựng không phải chỉ riêng năng lượng
hữu ích mà còn nhiều thành phần nhiễu khác. Hiệu chỉnh khí quyển là một
công ñoạn tiền xử lý nhằm loại trừ những thành phần bức xạ không mang
thông tin hữu ích.
+ Hiệu chỉnh hình học: Méo hình hình học ñược hiểu như sự sai lệch vị trí
giữa tọa ñộ ảnh thực tế ño ñược và tọa ñộ ảnh lý tưởng ñược tạo bởi một bộ cảm
có thiết kế hình học lý tưởng và trong các ñiều kiện thu nhận lý tưởng. Bản chất
của hiệu chỉnh hình học là xây dựng ñược mối tương quan giữa hệ toạ ñộ ảnh ño
và hệ toạ ñộ quy chiếu chuẩn. Hệ toạ ñộ quy chiếu chuẩn có thể là hệ toạ ñộ mặt

ñất (hệ tọa ñộ vuông góc hoặc hệ tọa ñộ ñịa lý) hoặc hệ toạ ñộ ảnh khác.
- Biến ñổi ảnh: Bao gồm các quá trình xử lý như tăng cường chất lượng
16
ảnh, biến ñổi tuyến tính.
+ Tăng cường chất lượng ảnh và chiết tách ñặc tính
Tăng cường chất lượng có thể ñược ñịnh nghĩa như một thao tác chuyển
ñổi nhằm thể hiện ảnh với cường ñộ, ñộ tương phản phù hợp với thiết bị hiển thị
ảnh. Chiết tách ñặc tính là một thao tác nhằm phân loại, sắp xếp các thông tin có
sẵn trong ảnh theo các yêu cầu hoặc chỉ tiêu ñưa ra dưới dạng các hàm số.
Những phép tăng cường chất lượng cơ bản thường ñược sử dụng là biến
ñổi cấp ñộ xám, biến ñổi histogram, tổ hợp màu, chuyển ñổi màu giữa hai hệ
RGB và HSI
Sau khi tăng cường chất lượng ảnh, một trong những ưu ñiểm của
phương pháp xử lý ảnh số là có thể chọn các tổ hợp màu tuỳ ý. Tổ hợp màu có
nghĩa là gán 3 màu cơ bản ñỏ, lục, chàm cho ba kênh phổ nào ñó.
Nếu ta gán màu chàm cho kênh 1 (kênh chàm), màu lục cho kênh 2 (kênh
lục), màu ñỏ cho kênh 3 (kênh ñỏ) thì tổ hợp màu như vậy gọi là tổ hợp màu thật.
Nếu ta gán màu ñỏ cho kênh hồng ngoại, màu lục cho kênh ñỏ, màu
chàm cho kênh lục thì tổ hợp màu như vậy gọi là tổ hợp màu giả. Trong tổ hợp
màu này, thực vật có màu ñỏ, ñất trống thường có cường ñộ rất cao nên có màu
trắng, nước có màu xanh là tổ hợp của hai màu chàm và màu lục.
- Phân loại ảnh:
Mục ñích của quá trình phân loại là tự ñộng phân loại tất cả các pixel
trong ảnh thành các lớp phủ ñối tượng. Có hai phương pháp phân loại cơ bản
là phân loại không kiểm ñịnh và phân loại có kiểm ñịnh.
+ Phân loại có kiểm ñịnh: Được dùng ñể phân loại các ñối tượng theo
yêu cầu của người sử dụng. Trong phân loại có kiểm ñịnh người giải ñoán
kiểm tra quá trình phân loại pixel bằng việc quy ñịnh cụ thể theo thuật toán
máy tính các mô tả bằng số các loại lớp phủ mặt ñất gọi là dữ liệu mẫu. Để có
kết quả phân loại ñúng dữ liệu mẫu cần phải vừa ñặc trưng vừa ñầy ñủ. Việc

phân loại thường dùng ba thuật toán: thuật toán phân loại theo xác suất cực ñại,
thuật toán phân loại theo khoảng cách ngắn nhất, thuật toán phân loại hình hộp.
+ Trong phân loại không kiểm ñịnh không sử dụng dữ liệu mẫu làm cơ
sở ñể phân loại mà dùng các thuật toán ñể xem xét các pixel chưa biết trên một