Nghiên cứu khả năng ứng dụng kết hợp ảnh vệ tinh và ảnh quang học để chiết tách một số đối tượng lớp phủ mặt đất

Bộ tài nguyên và môi trờng
trung tâm viễn thám








báo cáo tổng kết đề tài kh&cn cấp bộ

nghiên cứu khả năng ứng dụng ảnh vệ tinh
radar và quang học để thành lập một số
thông tin về lớp phủ mặt đất

chủ nhiệm đề tài: ThS. chu hải tùng

7065
14/01/2009

hà nội - 2008

bộ tài nguyên và môi trờng
trung tâm viễn thám quốc gia
108 Đờng Chùa Láng - Quận Đống Đa - Hà Nội

***





báo cáo tổng kết khoa học v kỹ thuật




Tên đề tài:
nghiên cứu khả năng ứng dụng kết hợp ảnh vệ tinh v
ảnh quang học để chiết táCH MộT Số ĐốI TƯợNG LớP PHủ
MặT ĐấT



chủ nhiệm đề ti: THS. Chu Hải Tùng

H nội, 8 2008

bộ tài nguyên và môi trờng
trung tâm viễn thám quốc gia
108 Đờng Chùa Láng - Quận Đống Đa - Hà Nội
***


báo cáo tổng kết khoa học v kỹ thuật


Tên đề tài:
nghiên cứu khả năng ứng dụng kết hợp ảnh vệ tinh v
ảnh quang học để chiết táCH MộT Số ĐốI TƯợNG LớP PHủ
MặT ĐấT

Số đăng ký:


Hà Nội, ngày tháng 8 năm 2008 Hà Nội, ngày tháng 8 năm 2008
chủ nhiệm đề ti cơ quan chủ trì đề ti
giám đốc
trung tâm viễn thám Quốc gia



ThS. Chu Hải Tùng TS. Lê Minh
Hà Nội, ngày tháng 8 năm 2008 Hà Nội, ngày tháng 8 năm 2008

hội đồng đánh giá chính thức cơ quan quản lý đề ti
chủ tịch hội đồng TL. bộ trởng
bộ tài nguyên và môi trờng
Q.vụ trởng vụ khCN




TS. Lê Kim Sơn TS. Lê Kim Sơn
DANH SCH NHNG NGI THC HIN TI

Họ và tên
Học hàm, học
vị, chuyên
môn
Cơ quan
công tác
Các mục
Thực hiện
A

Chủ nhiệm đề tài:
Chu Hải Tùng

THS. Viễn
thám
Trung tâm Thu nhận và Xử
lý ảnh Viễn thám -Trung
tâm Viễn thám - Bộ Tài
nguyên và Môi trờng

1.3; 1.4;1.5; 2.1;
2.2; 2.3;2.4; 2.5;
3.2;3.3; 3.5;3.6
4.1; 4.2; 4.3
B
Cán bộ tham gia nghiên cứu
1 Nguyễn Thanh Bình CN. Địa lý Trung tâm GS Tài nguyên
và Môi trờng
1.1;1.2; 3.6; 4.1;
4.3;
2 Nghiêm Văn Tuấn THS. Bản đồ Trung tâm Thu nhận và Xử
lý ảnh Viễn thám
2.2; 3.1; 3.4; 3.6;
4.2
3 Hà Minh Cờng KS. Trắc Địa Trung tâm Thu nhận và Xử
lý ảnh Viễn thám
2.2; 2.3; 2.4; 4.1;
4.3
4 Trần Tuấn Đạt KS. Trắc Địa Trung tâm Thu nhận và Xử
lý ảnh Viễn thám
2.2; 2.3;3.6
5 Nguyễn Ngọc Quang KS. Trắc địa Trung tâm Thu nhận và Xử
lý ảnh Viễn thám
2.1; 2.3; 3.2; 3.5;
3.6; 4.3;
6 Vũ Phơng Lan KS. Trắc địa Trung tâm Thu nhận và Xử
lý ảnh Viễn thám
2.2; 3.6; 4.2; 4.3
7 Vũ Thị Tơng KS. Trắc địa Trung tâm Thu nhận và Xử
lý ảnh Viễn thám

4.3
8 Phạm Văn Mạnh CN. Địa lý -nt- 4.3
9 Nguyễn Dơng Anh KS. Trắc địa Trung tâm Thu nhận và Xử
lý ảnh Viễn thám
4.3

TÓM TẮT NỘI DUNG

Ảnh vệ tinh radar với những ưu thế cơ bản như khả năng chụp ảnh không
phụ thuộc vào thời tiết, có thể chụp ảnh cả ban ngày lẫn ban đêm là một công
cụ hết sức hữu hiệu để theo dõi, giám sát Tài nguyên và Môi trường, nhất là ở
những nước thường xuyên bị ảnh hưởng của mây như Việt nam. Không
những thế do được thu nhậ
n ở vùng sóng dài hơn rất nhiều so với các sóng
nhìn thấy thông thường ảnh vệ tinh radar rất nhạy cảm với các đặc tính về cấu
trúc, độ ghồ ghề, tính đồng nhất và độ ẩm của bề mặt đất, những thông tin này
hầu như không có được trên ảnh quang học truyền thống. Tuy nhiên, ảnh
radar cũng có nhiều mặt hạn chế rất đáng kể như biến dạng lớn v
ề hình học,
nhiều nhiễu và hình ảnh các đối tượng có nhiều khác biệt so với cảm nhận của
con người, do đó làm ảnh hưởng rất nhiều đến việc triển khai các ứng dụng
của ảnh radar.
Như vậy có thể thấy rằng cả hai loại ảnh radar và ảnh quang học truyền
thống đều có những thế mạnh và điểm yếu riêng do đó đề tài nghiên cứu khoa
học đã đặt ra nhiệm vụ :Nghiên cứu khả năng ứng dụng kết hợp ảnh radar và
ảnh quang học để chiết tách một số đối tượng lớp phủ mặt đất.
Đề tài đã tập trung nghiên cứu các vấn đề sau:
- Nghiên cứu tổng quan về ảnh radar bao gồm:
+ Nguyên lý cơ bản, các đầu thu và chế độ chụp ảnh
+ Biến dạng hình học và xử lý, nắn ch

ỉnh hình học ảnh radar
+ Nhiễu và các phương pháp xử lý nhiễu trên ảnh radar
- Phân tích đặc điểm tán xạ của các lớp phủ bề mặt trên ảnh radar và khả
năng ứng dụng ảnh radar để chiết tách các lớp thông tin về lớp phủ.
- Nghiên cứu các phương án kết hợp ảnh radar và ảnh quang học, xây
dựng các tập dữ liệu và các tổ hợp ảnh để làm nổi bật các yếu tố b
ề
mặt, hỗ trợ cho việc giải đoán, phân tích các đối tượng lớp phủ.
- Nghiên cứu các phương pháp chiết tách thông tin bao gồm cả phương

pháp phân loại tự động và điều vẽ bằng mắt trên các tập dữ liệu kết hợp
và các ảnh tổ hợp.
- Tiến hành thử nghiệm tại 2 khu vực ở phía Bắc và phía Nam của Việt
nam.

Các kết quả nghiên cứu của đề tài đã cho thấy rằng việc ứng dụng kết
hợp ảnh radar và ảnh quang học có khả năng nâng cao chất lượng chiết tách
các lớ
p thông tin lớp phủ mặt đất và là một phương pháp có hiệu quả, có tính
khả thi cao.

1
Mục lục
TRANG
Danh mục các hình 4
Danh mục bảng biểu 6
Mở Đầu 7
CHƯƠNG I 11
TổNG QUAN Về MộT Số VấN Đề CầN NGHIÊN CứU 11
I.1. Khái niệm lớp phủ mặt đất 11

I.2. Hệ phân loại lớp phủ mặt đất 13
I.3. ứng dụng ảnh vệ tinh trong công tác thành lập các lớp thông tin lớp phủ mặt đất. 16
I.4. Tình hình nghiên cứu về khả năng kết hợp ảnh radar và quang học để chiết tách . . .
các thông tin về lớp phủ mặt đất 20
I.5. Một số vấn đề về t liệu, khu vực nghiên cứu và sản phẩm của đề tài 23
CHơNG II 25
ảnh radar và đặc tính phản xạ của các đối tợng lớp phủ
trên ảnh radar 25
II.1. Nguyên lý cơ bản của ảnh radar 25
II.2. Biến dạng hình học ảnh radar và phơng pháp xử lý hình học ảnh radar 37
II.3. Nhiễu và các phơng pháp xử lý nhiễu trên ảnh radar 44
II.4. Tơng tác của sóng radar với bề mặt thực địa 53
II. 5. Đặc tính phản xạ và khả năng giải đoán của một số lớp phủ trên ảnh radar 60
CHơNG III 68
Nghiên cứu khả năng kết hợp ảnh radar và ảnh quang học
để chiết tách các thông tin về lớp phủ mặt đất 68

III.1. So sánh đặc điểm của ảnh radar và ảnh quang học 68
III.2. Vì sao nên kết hợp ảnh radar và ảnh quang học 70
III.3. Nghiên cứu các phơng pháp kết hợp ảnh radar và ảnh quang học 74
III.4. Các phơng pháp chiết tách thông tin trên ảnh radar và tổ hợp 82

2
III.5. Qui trình công nghệ kết hợp ảnh quang học và ảnh radar để thành lập bản đồ
lớp phủ 93
III.6. Hiệu quả kinh tế của việc kết hợp ảnh radar và ảnh quang học để thành lập
các lớp thông tin lớp phủ mặt đất 97
CHơNG IV 99
Thử nghiệm kết hợp ảnh Radar và ảnh quang học để thành
lập một số lớp thông tin lớp phủ

99
IV.1. Tổng quan về đặc điểm địa lý tự nhiên- kinh tế - văn hóa- xã hội tại các
khu vực thử nghiệm. 99
IV.2. Tài liệu sử dụng 102
IV.3. Nội dung và phơng pháp thử nghiệm 104
Kết luận 126
Kiến nghị : 129
Tài liệu tham khảo 130
Phụ Lục 133

3
Danh Mục chữ Viết tắt

SAR Synthetic Aperture Radar
(Radar độ mở tổng hợp)
NDVI Normalized Differencial Vegetation Index
(Chỉ số thực vật)
SPOT Systốme Pour lObservation de la Terre
(H thng v tinh quan trc Trỏi t ca Phỏp)
LANDSAT V tinh ti nguyờn ca M
IHS Intensity-Hue-Saturation
(Cờng độ màu sắc - Độ bão hòa)
PC 1, 2,3 Principle Component 1, 2, 3
(Thành phần chính thứ nhất, thứ hai, thứ ba)
ASAR Advanced Synthetic Aperture Radar
(Radar độ mở tổng hợp cải tiến)
PRI Precision Image
( ảnh chuẩn)
ERS European Remote Sensing Satellite
(Vệ tinh viễn thám châu Âu)

ESA European Space Agency
(Cơ quan hàng không Vũ trụ châu Âu)
ALOS Advanced Land Observing Satellite
( Vệ tinh quan sát đất đai cải tiến)
PALSAR Phased Array L-band Synthetic Aperture Radar










4
Danh môc c¸c h×nh

Hình 1.1: Sơ đồ tổng quát về lớp phủ mặt đất 11
(nguồn : Hệ phân loại lớp phủ CORINE) 11
Hình 1.2: Đặc tính phản xạ của đất, nước và thực vật trên ảnh vệ tinh 16
Hình 2.1: Vị trí các kênh sóng radar trong dải phổ điện từ 26
Hình 2.2: Nguyên lý hoạt động của radar 27
Hình 2.3: RADAR độ mở tổng hợp (SAR) 28
Hình 2.4: Độ phân giải ngang 29
Hình 2.5: Các kiểu phân cực 29
C¸c lo¹i ph©n cùc chÝnh sö dông trong viÔn th¸m Radar bao gåm: 30
Hình 2.6: Độ rộng dải chụp anh ASAR và một số đầu thu khác 32
của vệ tinh ENVISAT 32
Hình 2. 7 : Ảnh ASAR chế độ chuẩn (Image Mode); VV hoặc HH 33

Hình 2.8: Ảnh ASAR chế độ chụp ảnh rộng (Wide Swath); VV hay HH 33
Hình 2.9: Chế độ phân cực luân phiên của ASAR 34
Hình 2.10: Các chế độ chụp ảnh của vệ tinh RADARSAT 1 36
Hình 2.11 : Khác biệt về kích thước giữa cạnh gần và cạnh xa trên ảnh radar 37
Hình 2. 12: Sự nén các đối tượng ở cạnh gần so với cạnh xa của ảnh radar 37
Hình 2.13: Hiện tượng co ngắn phía trước 38
Hình 2.14 : Hiện tượng chồng đè trên ảnh radar 39
Hình 2.15: Hiện tượng bóng trên ảnh radar 39
Hình 2.16: Ảnh hưởng của chênh cao địa hình tới vị trí điểm trên thực địa 43
Hình 2.17: Sự tạo thành nhiễu trên ảnh radar 44
Hình 2.18: Mối tương quan giữa độ lệch chuẩn và giá trị trung bình cục bộ [24] 45
Hình 2.19: So sánh hiệu quả các loại phin lọc 47
Hình 2.20: Phin lọc theo vùng 47
Hình 2.21 : Phản xạ gương (trái) và tán xạ toàn phần (phải) 54
Hình 2.22: Phản xạ góc 55
Hình 2.23: Quan hệ giữa góc tới và hệ số tán xạ ngược trên các bề mặt khác nhau 56
Hình 2.24: Quan hệ giữa độ ẩm và đặc tính phản xạ của các bề mặt 57
Hình 2.25 : Tán xạ bề mặt và tán xạ khối 57
Hình 2.26: Khả năng đâm xuyên của tia radar ở các bước sóng khác nhau 58
Hình 2.27 : Đặc tính phản xạ của cây trồng nông nghiệp 61
Hình 2.28 : Sự biến đổi về đặc tính phản xạ của lúa theo chu kỳ sinh trưởng 62
Hình 2.29 : Tổ hợp ảnh vệ tinh ERS2 đa thời gian khu vực Hải Phòng 63
Hình 2.30: Tán xạ ngược của lớp phủ trong rừng 64
Hình 2.31: So sánh cấu trúc của đất nông nghiệp (trái) và rừng (phải) 65
Hình 2.32: Vùng đô thị có tông màu rất sáng trên ảnh radar 66
Hình 3.1: Trộn ảnh Landsat kênh 7,4,3 và ảnh Radarsat cho thấy yếu tố thay đổi 73

5
Hình 3.2: Một phần của vùng châu thổ Indus Delta, Pakistan. 76
Hình 3.3: Trộn ảnh Landsat TM (kênh 7,4,3) và ảnh radar ERS-2 79

Hình 3.4: Ảnh vệ tinh SPOT và ảnh chỉ số biến động của ảnh radar đa thời gian 81
Hình 3.5: Các ví dụ về hình mẫu 88
Hình 3.6: Hình mẫu trên ảnh vệ tinh 88
Hình 3.7: Sự khác nhau về kích thước của các đối tượng 89
Hình 3.8: Cấu trúc gồ ghề của rừng tự nhiên (trái) và mịn của rừng trồng (phải) 90
Hình 3.9: Các dạng cấu trúc 90
Hình 4.1: Các cảnh ảnh vệ tinh ERS và sơ đồ bố trí các điểm khống chế ảnh 104
- Khu vực Quảng Ninh, Hải Phòng và Hải Dương 104
Hình 4.2: Điểm khống chế được chọn vào giao điểm của đường 105
Hình 4. 3: Sai số mô hình hóa tại các điểm khống chế ảnh 106
Hình 4.4: Các cảnh ảnh vệ tinh ERS và sơ đồ bố trí các điểm khống chế ảnh 106
Khu vực Đồng Nai - thành phố Hồ Chí Minh – Vũng Tàu- Long An - Tiền Giang 106
Hình 4.5: Sai số mô hình hóa tại các điểm khống chế ảnh khu vực phía Nam 107
Hình 4. 6 : Ảnh radar trước khi lọc và sau khi lọc bằng phin lọc Lee 109
Hình 4. 7: Tổ hợp ảnh NDVI + trung bình ERS + trung bình SPOT 111
Hình 4. 8: Chỉ số tách biệt lớn giữa các lớp hơn 1.9 113
Hình 4.9: So sánh kết quả phân loại khu vực đô thị sử dụng ảnh SPOT
kết hợp với ảnh radar và ảnh sử dụng ảnh SPOT thuần túy 114
Hình 4.11: Ảnh tổ hợp (R: NDVI ; G: TB_SAR ; B: TB_SPOT 3) 117
Hình 4.12: Ảnh tổ hợp-2 (R: PRI_3183_04982;G: PC2 ; B: PC 3) 118
Hình 4.13: Ảnh vệ tinh SPOT-3 tổ hợp màu giả 118
Hình 4.14: So sánh rừng ngập mặn và lúa trên ảnh tổ hợp và ảnh SPOT 120
Hình 4.15: Dân cư nông thôn trên ảnh tổ hợp và ảnh SPOT 120
Hình 4.16: Dân cư nông thôn trên ảnh tổ hợp RGB-HIS, Brovey và ảnh SPOT 121
Hình 4.17: So sánh đất Chuyên lúa –lúa màu với đất Chuyên rau màu – 121
cây ngắn ngày và Dân cư nông thôn. 121
Hình 4.18: Đất chuyên lúa và vùng Nuôi trồng thủy sản kết hợp với rừng ngập 122
mặn trên ảnh tổ hợp và ảnh quang học (SPOT) 122
Hình 4.19: Bãi bồi và bãi triều trên ảnh tổ hợp và ảnh quang học (SPOT) 122
Hình 4.20: Bãi bồi trên ảnh tổ hợp RGB-HIS, Brovey và ảnh SPOT 123

Hình 4.21: So sánh vùng trồng lúa trên các tổ hợp ảnh với ảnh gốc SPOT 123
Hình 4.22: Vùng trồng lúa và Rừng ngập mặn kết hợp nuôi trồng thủy sản 124


6
Danh môc b¶ng biÓu

B¶ng 1.1 : HÖ ph©n lo¹i líp phñ mÆt ®Êt t¹i khu vùc thö nghiÖm 15
B¶ng 1.2. Các thông số kỹ thuật của một số loại ảnh vệ tinh quang học c¬ b¶n 18
Bảng 2.1: Các kênh sóng radar cơ bản 26
Bảng 2.2: Các chế độ chụp ảnh Radarsat 36
Bảng 2.3: Một số các thông số yêu cầu để nắn ảnh trực giao bằng phương pháp 41
mô hình vật lý 41
Bảng 2.4: Giá trị lý thuyết của các hệ số khác biệt 51
Bảng 2.5: Các thông số cho phin lọc Sigma 51
Bảng 2.6: Các thông số lọc với các phin lọc khác nhau trước khi phân lớp 52
Bảng 3.1. So sánh đặc tính phản xạ của một số đối tượng lớp phủ trên ảnh quang học,
hồng ngoại và radar 70
Bảng 3.2: Màu sắc của các đối tượng lớp phủ trên ảnh tổ hợp ERS2 và Landsat TM 77


7
Mở Đầu

Thành lập và theo dõi diễn biến lớp phủ bề mặt cũng nh hiện trạng sử dụng đất
có ý nghĩa hết sức quan trọng, phục vụ đắc lực cho công tác điều tra, giám sát tài
nguyên thiên nhiên và bảo vệ môi trờng nhằm mục đích phát triển bền vững.
Các loại ảnh vệ tinh quang học nh Landsat, SPOT, Aster do bản chất đợc
thu nhận chủ yếu ở các vùng sóng nhìn thấy và cận hồng ngoại hoàn toàn phù hợp với
cảm nhận của con ngời, cho hình ảnh rõ nét, dễ sử dụng nên đã trở nên quen thuộc và

đang đợc áp dụng một cách rộng rãi trong nớc cũng nh quốc tế. Công nghệ ứng
dụng ảnh vệ tinh quang học để lập bản đồ lớp phủ bề mặt hay hiện trạng sử dụng đất đã
trở thành công nghệ cơ bản đợc đa vào qui trình qui phạm. Tuy nhiên, do đặc điểm
của hệ thống chụp ảnh quang học và cận hồng ngoại là hệ thống thụ động phụ thuộc
vào nguồn năng lợng mặt trời nên ảnh quang học chịu nhiều ảnh hởng của thời tiết,
trên ảnh thờng có nhiều mây, mù làm ảnh hởng rất lớn đến chất lợng thông tin trên
ảnh. Đây là một trong những hạn chế cơ bản của ảnh quang học, nhất là đối với những
nớc nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa nh Việt Nam.
Một hạn chế cơ bản khác của ảnh vệ tinh quang học là chỉ cung cấp các thông
tin về đặc tính phản xạ và hấp thụ của các đối tợng trên bề mặt trong vùng sóng nhìn
thấy (thị tần) do đó trên ảnh thờng thiếu các thông tin về cấu trúc và độ gồ ghề của bề
mặt nghiên cứu.
Khác với ảnh quang học, do đợc chụp ở vùng sóng micro có bớc sóng dài hơn
(cỡ cm) ảnh vệ tinh radar cho phép cung cấp các thông tin về độ gồ ghề, kết cấu vật
chất và đặc điểm cấu trúc của của các đối tợng trên bề mặt đất. Hơn nữa, các sóng
radar có khả năng đâm xuyên qua mây nên việc chụp ảnh radar không phụ thuộc vào
thời tiết, có thể chụp cả ban ngày lẫn ban đêm nên có tính chủ động và khả năng thành
công rất cao trong việc thu chụp ảnh.
Mặc dù có những u điểm không thể phủ nhận nói trên, nhng ảnh radar cũng
có những nhợc điểm rất cơ bản nh nhiều biến dạng về hình học bao gồm co ngắn
phía trớc, chồng đè, bóng, mức độ nhiễu lớn và hình ảnh các đối tợng trên ảnh radar
nhiều khi không hoàn toàn giống với nhận thức thông thờng của con ngời. Vì vậy
việc xử lý hình học, xử lý nhiễu và khai thác các thông tin trên ảnh radar khó khăn hơn
rất nhiều so với ảnh quang học truyền thống dẫn đến hạn chế việc ứng dụng ảnh radar
nhất là ở Việt Nam. Tuy nhiên có thể nhận thấy rằng việc kết hợp ảnh radar và ảnh

8
quang học có thể tận dụng đợc những u thế của cả hai loại ảnh này. Đã có nhiều
công trình nghiên cứu theo hớng này và đã cho những kết quả tơng đối khả quan
nhng chủ yếu là do các tác giả nớc ngoài thực hiện. Một số tác giả trong nớc cũng

đã tiến hành nghiên cứu về vấn đề này và thu đợc những kết quả ban đầu nhng mới
chỉ dừng lại ở mức độ ứng dụng một phơng pháp kết hợp hoặc chiết tách thông tin cho
một vài đối tợng lớp phủ nhất định.
Xuất phát từ thực tế đó, Trung tâm Viễn thám, Bộ Tài nguyên và Môi trờng đã
đề xuất và thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học có tên là :
Nghiên cứu khả năng ứng dụng kết hợp ảnh vệ tinh radar và quang học
để thành lập một số lớp thông tin về lớp phủ mặt đất
Thời gian thực hiện: 18 tháng(Từ tháng 06/2006 đến tháng 12/2007 )
Chủ nhiệm đề tài: Chu Hải Tùng
Học hàm, học vị, chuyên môn: Thạc sỹ Viễn thám
Địa chỉ: 108, phố Chùa láng - Đống Đa Hà Nội
Cơ quan chủ quản : Trung tâm Viễn thám
Mục tiêu của đề tài
- Bớc đầu nghiên cứu ứng dụng công nghệ ảnh radar để chiết xuất thông tin
phục vụ mục đích giám sát tài nguyên và môi trờng.
- Chuẩn bị các ứng dụng ảnh radar để hỗ trợ khai thác dự án Hệ thống giám sát
tài nguyên thiên nhiên và môi trờng tại Việt Nam khi trạm thu ảnh vệ tinh đi vào
hoạt động.
Nội dung nghiên cứu
- Tìm hiểu đặc điểm quá trình chụp ảnh của ảnh radar nh góc nghiêng, bớc
sóng, chế độ phân cực .v.v.
- Khảo sát các loại biến dạng hình học và nghiên cứu phơng pháp nắn chỉnh các
loại ảnh radar nh ENVISAT/ASAR, ERS 1-2, RADARSAT.
- Nghiên cứu các phơng pháp, thuật toán xử lý nhiễu và tăng cờng chất lợng
ảnh radar.
- Nghiên cứu đặc điểm phản xạ của một số đối tợng lớp phủ bề mặt (thực phủ,
nớc mặt, dân c ) trên ảnh radar.
- Xây dựng các phơng án kết hợp ảnh radar và ảnh quang học bao gồm việc kết
hợp trực tiếp hoặc thông qua các sản phẩm trung gian.

9
- Nghiên cứu, đánh giá các phơng pháp giải đoán và chiết tách thông tin trên ảnh
radar và ảnh tổ hợp bao gồm phân loại bán tự động (có giám sát), điều vẽ ảnh trên máy
tính.
- Đề xuất qui trình công nghệ thành lập bản đồ một số lớp thông tin lớp phủ mặt
đất trên cơ sở kết hợp ảnh quang học và ảnh radar.
- Thử nghiệm sản xuất trên khu vực và điều kiện t liệu cụ thể, đánh giá và hoàn
thiện qui trình công nghệ đề xuất. Công tác thử nghiệm đã đợc tiến hành ở 2 khu vực
là Hải Phòng - Quảng Ninh - Hải Dơng ở phía Bắc và khu vực Thành phố Hồ Chí
Minh - Đồng Nai Vũng Tàu -Long An - Tiền Giang ở phía Nam.
Cách tiếp cận, phơng pháp nghiên cứu, kỹ thuật đợc sử dụng

- Đặc điểm chụp ảnh của các loại ảnh vệ tinh radar đợc nghiên cứu và khảo sát
dựa trên những tài liệu và t liệu thu thập đợc trong giai đoạn thu thập tài liệu.
- Việc nghiên cứu phơng pháp nắn chỉnh ảnh vệ tinh radar (ASAR, ERS 1,2
hoặc RADARSAT) và ảnh quang học nh SPOT, Landsat hoặc ASTER đợc tiến hành
trên các phần mềm xử lý ảnh hiện có trên thị trờng nh hệ thống SPACEMAT, phần
mềm ENVI, PCI. Các điểm khống chế sẽ đợc chọn trên bản đồ địa hình tỉ lệ lớn hơn
và đo đạc ngoài thực địa bằng công nghệ GPS nếu cần thiết. Mô hình số độ cao sẽ có
thể đợc sử dụng trong quá trình nắn ảnh cho cả hai loại ảnh quang học và radar để
khử sai số do chênh cao địa hình gây ra. Sản phẩm cuối cùng của quá trình này là các
bình đồ ảnh vệ tinh.
- Công tác xử lý phổ tăng cờng chất lợng ảnh đợc thực hiện sau khi ảnh
đợc nắn chỉnh hình học. Đối với ảnh radar do đặc trng chứa nhiều nhiễu nên cần sử
dụng các loại phin lọc chuyên dụng nh Lee, Sigma để loại bỏ nhiễu.
- Việc nghiên cứu đặc điểm phản xạ và khả năng phân biệt của các đối tợng trên
ảnh radar đợc thực hiện thông qua việc phân tích các vùng mẫu.
- Các phơng án kết hợp đợc nghiên cứu nhằm mục đích tạo ra các tổ hợp ảnh
hoặc dữ liệu chứa đựng nhiều thông tin nhất và dễ dàng khai thác cho công tác giải
đoán và chiết tách thông tin ở khâu tiếp theo. Các tổ hợp dữ liệu có thể trực tiếp từ các

ảnh gốc hoặc là sự kết hợp giữa các sản phẩm trung gian nh chỉ số thực vật, ảnh thành
phần chính, trộn màu, chia kênh.
- Các phơng pháp giải đoán và chiết tách thông tin khác nhau đã đợc khảo sát
và đánh giá hiệu quả cho các khu vực hoặc đối tợng đặc trng, bao gồm phơng pháp
phân loại bán tự động (có giám định), giải đoán bằng mắt và điều vẽ trực tiếp trên máy
tính kết hợp với điều vẽ ngoại nghiệp. Khả năng cung cấp thông tin của các tổ hợp ảnh

10
cũng đợc đánh giá trong khâu này qua đó rút ra kết luận về sự phù hợp giữa phơng
pháp giải đoán ảnh và phơng pháp kết hợp ảnh.
- Các lớp thông tin chiết tách ra đợc số hóa và chuyển lên bản đồ nền để biên tập
và chỉnh sửa bằng các công cụ phần mềm nh Microstation, Arcview để thành lập bản
đồ các lớp thông tin lớp phủ mặt đất.
- Trên cơ sở các nghiên cứu, đề xuất qui trình thành lập bản đồ một số lớp thông
tin về phủ mặt đất.
Kết quả của đề tài:
- Báo cáo kết quả nghiên cứu công tác xử lý ảnh radar và kết hợp ảnh radar với
ảnh quang học để thành lập bản đồ lớp phủ mặt đất.
- Các phơng án kết hợp hai loại ảnh để thành lập bản đồ lớp phủ mặt đất.
- Một số bình đồ ảnh radar, quang học và bình đồ ảnh tổ hợp.
- Bản đồ một số lớp thông tin về lớp phủ mặt đất đợc thành lập từ ảnh radar kết
hợp với ảnh vệ tinh.
Cấu trúc của đề tài: gồm 4 chơng
- Chơng 1: Tổng quan về một số vấn đề cần nghiên cứu
- Chơng 2: ảnh radar và đặc tính phản xạ của các đối tợng lớp phủ trên ảnh
radar
- Chơng 3: Nghiên cứu khả năng kết hợp ảnh radar và ảnh quang học để chiết
tách các thông tin về lớp phủ mặt đất

- Chơng 4: Thử nghiệm kết hợp ảnh radar và ảnh quang học để thành lập một số

lớp thông tin lớp phủ








11
CHƯƠNG I
TổNG QUAN Về MộT Số VấN Đề CầN NGHIÊN CứU
I.1. kháI niệm lớp phủ mặt đất
Lp ph mt t l trng thỏi vt cht ca b mt trỏi t, l s kt hp ca
nhiu thnh phn nh thc ph, th nhng, ỏ gc v mt nc chu s tỏc ng ca
cỏc nhõn t t nhiờn nh nng, giú, ma bóo v nhõn to nh khai thỏc t trng
trt, xõy dng nh ca, cụng trỡnh phc v cuc sng ca con ngi. S kt hp ny
to ra lp ph mt t phong phỳ, a dng nhng nhỡn tng th lp ph mt t chia ra
thnh hai nhúm chớnh l Mt nc v Mt t. Mt nc gm cú Nc lc a nh h
thng sụng, sui, kờnh mng, h ao v Nc i dng-bin ph trựm phn ln din
tớch b mt trỏi t. Phn din tớch ớt hn l Mt t nhng li l ni tp trung hu ht
nhng hot ng ca con ngi cng nh nhiu loi sinh vt khỏc trờn trỏi t v l
ni ang bin i tng ngy, tng gi, nhng hot ng ú ó to nờn s phong phỳ
ca loi hỡnh lp ph mt t nh thc ph gm c, cõy bi, rng, t canh tỏc ang
cú cõy sinh trng.; dõn c ụ th, nụng thụn; mng li giao thụng; khu cụng
nghip, thng mi v cỏc i tng t chuyờn dựng khỏc; cỏc vựng t trng, i
nỳi trc, cn cỏt, bói cỏt
Nhõn to
(cỏc cụng
trỡnh xõy

dng)
Nc
lc a
t khụng cú
thc ph
B mt trỏi t
Mt nc Mt t
i dng
Bin
Thng
xuyờn
Thay i
theo mựa
t cú
thc ph
T nhiờn
(t trng,
bói ỏ, cn-
bói cỏt)






Sụng, sui
Kờnh, mng
H, ao
m

T nhiờn
(Rng t
nhiờn)
Nhõn to
(Cõy lõu
nm)
T nhiờn
(Trng
c)
Nhõn to
(Lỳa,
mu)

Hỡnh 1.1: S tng quỏt v lp ph mt t
(ngun : H phõn loi lp ph CORINE)


12

Khỏi nim lp ph mt t khỏc vi s dng t, nhng cỏc i tng ca
chỳng li cú s tng quan mt thit. S dng t mụ t cỏch thc con ngi s dng
t v cỏc hot ng kinh t-xó hi xy ra trờn mt t, nhng hot ng ny l s tỏc
ng trc tip lờn b mt t, chớnh vỡ vy m mt s loi hỡnh s dng t cng l i
tng ca lp ph mt t, vớ d nh t ụ th v t nụng nghip. Mt s loi hỡnh
s dng t khỏc nh cụng viờn, sõn gụn theo gúc lp ph bao gm thm c, rng
cõy hay cỏc cụng trỡnh xõy dng nhng trờn thc t trong h phõn loi lp ph mt t
hin hnh u phi xột n khớa cnh s dng t v a vo loi hỡnh lp ph nhõn
to cú thc ph.

Trờn thc t mi mt khu vc khỏc nhau trờn trỏi t u cú loi hỡnh lp ph
mt t c trng v mi mt i tng u chu s tỏc ng theo hai hng ca t
nhiờn v con ngi vi mc mnh, yu khỏc nhau. S tỏc ng ny ó lm cho lp
ph mt t luụn bin i. S bin i ca lp ph mt t ngc li cng cú nhng nh
hng khụng nh n cuc sng ca con ngi, nh din tớch rng suy gim ó gõy ra
l lt mt s ni; s gia tng ca cỏc khu cụng nghip v cỏc hot ng nụng nghip
nh tng v lỳa, nuụi trng thu sn khụng hp lý l mt trong nhng nguyờn nhõn gõy
bin i khớ hu. Nh vy cú th núi lp ph mt t cú quan h mt thit vi cỏc hot
ng kinh t xó hi, ti nguyờn thiờn nhiờn v mụi trng sng ca con ngi. Do ú,
trỏi t cú th phỏt trin bn vng l mc tiờu ln t lờn hng u ca mi quc gia v
mi chõu lc. Trong nhng nm qua, trờn th gii ó xy ra rt nhiu nhng hin tng
lm nh hng ln n ti nguyờn thiờn nhiờn v mụi trng, nh:
- Sa mc húa din ra vi tc nhanh hn
- Din tớch rng ngy cng b thu hp
- t ngp nc ang b mt dn
- Quỏ trỡnh ụ th húa din ra vi tc rt cao
- Thiờn tai nh hn hỏn, l lt, ng t, súng thn thng xuyờn xy ra ti
nhiu khu vc trờn th gii.
nc ta trong nhng nm va qua, nht l từ khi thc hin chính sách i mi
đã đạt đợc những thành tựu to lớn về phát triển kinh tế xã hội. Tuy nhiên, tốc độ phát
triển kinh tế quá cao đã dẫn tới việc khai thác tài nguyên thiên nhiên không có quy
hoạch, mà hậu quả là sự suy giảm nguồn tài nguyên thiên nhiên và suy thoái môi

13
trờng nghiêm trọng trên diện rộng. Rừng tự nhiên bị chặt phá bừa bãi để lấy gỗ, củi,
khai thác khoáng sản, những diện tích rừng ngập mặn rất lớn bị chặt phá để nuôi tôm,
nguồn nớc bị ô nhiễm, thiên tai hạn hán, lũ lụt xảy ra thờng xuyên. Trớc tình hình
đó, nhu cầu bức xúc đặt ra là phải có những thông tin chính xác, kịp thời về diễn biến
lớp phủ mặt đất để phục vụ một cách hiệu quả cho công tác điều tra, quản lý tài nguyên
thiên nhiên và môi trờng.

Cỏc thụng tin v lp ph mt t c thu thp bng hai phng phỏp c bn l
kho sỏt thc a v phõn tớch t liu vin thỏm. Khảo sát thực địa là phơng pháp thu
thập thông tin truyền thống thờng rất tốn kém và mất nhiều thời gian. Phân tích t liệu
viễn thám là phơng pháp hiện đại, cho phép chiết tách các thông tin lớp phủ mặt đất
một cách nhanh chóng, hiệu quả và ít tốn kém. Phơng pháp sử dụng t liệu viễn thám
đã đợc lựa chọn để thực hiện đề tài và sẽ đợc phân tích kỹ hơn ở phần sau.
I.2. Hệ phân loại lớp phủ mặt đất
Để thuận lợi cho việc khai thác và sử dụng các thông tin lớp phủ mặt đất và đảm
bảo tính thống nhất về nội dung thông tin, ngời ta đã xây dựng các hệ phân loại lớp
phủ mặt đất. Nhỡn chung cỏc h phõn loi lp ph mt t ó cú u da trờn nguyờn
tc sau:
- H phõn loi d hiu, d hỡnh dung phõn chia i tng b mt thnh cỏc
nhúm chớnh theo trng thỏi vt cht ca cỏc i tng nh mt nc, mt t, lp ph
thc vt, t nụng nghip, b mt nhõn to.
- Phự hp vi kh nng cung cp thụng tin ca t liu vin thỏm bao gm cỏc
loi nh v tinh nh Spot, Landsat, nh hng khụng
- Cỏc i tng trong h phõn loi ỏp ng c yờu cu phõn tỏch c i
tng trờn cỏc t liu thu thp cỏc thi gian khỏc nhau.
- H thng phõn loi ỏp dng c cho nhiu vựng rng ln
- H thng phõn loi phõn chia cỏc i tng theo cỏc cp bc nờn phự hp vi
vic phõn tớch i tng trờn cỏc t liu cú phõn gii khỏc nhau, ỏp ng yờu cu
thnh lp bn cỏc t l khỏc nhau.
Tuy nhiờn trờn mi h phõn loi u cú nhng c im riờng phự hp vi iu
kin t nhiờn, mc khai thỏc lp ph b mt ca tng khu vc.

14
Hệ phân loại FAOLCC vừa tổng hợp để phù hợp với mọi điều kiện trên trái đất
nhưng vừa chi tiết đến tính chất của từng đối tượng mà chỉ có thể bổ sung thông tin
nhờ khảo sát ngoại nghiệp.
Hệ phân loại

U.S.G.S, CORINE dựa vào phần nào nguyên tắc của FAOLCC
và điều chỉnh phù hợp với đặc điểm của Mỹ và Châu Âu.
Cô thÓ lµ:
1. Hệ phân loại lớp phủ mặt đất FAOLCC chia ra theo 3 cấp chính:
Cấp 1 (Level1): Phân ra thành 2 loại theo đặc điểm có hay không có lớp phủ
thực vật của bề mặt đất.
Cấp 2 (Level 2): Phân ra thành 4 loại theo nguyên tắc chia các loại của cấp 1
theo đặc điểm ngập nước hay không ngập nước của bề mặt đất.
Cấp 3 (Level 3): Phân ra thành 8 loại theo nguyên tắc chia các loại của cấp 2
theo tính chất tự nhiên hay nhân tạo của bề mặt đất. Từ cấp 3 trở đi các đối tượng được
phân chia chi tiết hơn tuỳ theo đặc điểm của đối tượng cũng như khu vực nghiên cứu
và mức độ chi tiết của bản đồ cần thành lập.
2.Hệ phân loại lớp phủ mặt đất CORINE chia ra theo 3 cấp:
Cấp1 (Level 1): Phân ra thành 5 loại theo trạng thái bề mặt tổng thể của trái đất
là lớp phủ nhân tạo, đất nông nghiệp, rừng và các vùng bán tự nhiên, đất ẩm ướt, mặt
nước phù hợp với bản đồ tỷ lệ nhỏ phủ trùm toàn cầu.
Cấp 2 (Level 2): Phân ra thành 15 loại theo đặc điểm che phủ của thực vật, phù
hợp với bản đồ tỷ lệ 1: 500 000 và 1: 1 000 000.
Cấp 3 (Level 3): Phân ra thành 44 loại chi tiết hơn tuỳ theo đặc điểm của đối
tượng cũng như khu vực nghiên cứu, phù hợp với bản đồ tỷ lệ 1: 1 000 000.
Nội dung chi tiết của các hệ phân loại này được trình bày trong phần phụ lục.
Ở nước ta trong những năm gần đây đã quan tâm đến việc thành lập bản đồ lớp phủ
mặt đất, nhưng chưa có một công trình nào chuyên nghiên cứu về hệ phân loại của bản
đồ để đưa ra một hệ phân loại chung áp dụng cho cả nước như hệ phân loại của bản đồ
hiện trạng sử dụng đất. Các bản đồ lớp phủ mặt đất đã thành lập đều phục vụ một mục
đích cụ thể hoặc chỉ là một lớp thông tin của lớp phủ mặt đất như lớp phủ rừng.
Thông qua việc nghiên cứu, tham khảo các hệ phân loại “Lớp phủ mặt đất ” như hệ
phân loại của FAOLCC (Food and Agriculture Organization Land Cover Classification),
U.S.G.S.(U.S. Geological Survey), CORINE (Coordination of information on the

15
environment), cũng như một số hệ phân loại lớp phủ bề mặt đất của Việt Nam đã được sử
dụng trong các dự án “Đo vẽ bản đồ phục vụ điều tra Tài nguyên thiên nhiên“ (Trung tâm
Viễn thám – Tổng Cục Địa chính và Viện Địa lý quốc gia Pháp năm 2001-2002), dự án
“Nghiên cứu xây dựng bản đồ các vùng nhạy cảm môi trường“ ( Trung tâm Viễn thám -
Bộ Tài nguyên và Môi trường năm 2004), hệ phân loại của bản đồ hiện trạng sử dụng đất
do Bộ tài nguyên và Môi trường ban hành năm 2007, đồng thời phân tích đặc điểm của
các đối tượng trong vùng thử nghiệm kết hợp với khả năng thông tin của các tư liệu sử
dụng, nhóm nghiên cứu đã mạnh dạn xây dựng hệ phân loại một số đối tượng lớp phủ
mặt đất phục vụ nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài được trình bày trong bảng dưới đây :
HỆ PHÂN LOẠI MỘT SỐ ĐỐI TƯỢNG LỚP PHỦ MẶT ĐẤT
Phân tích trên tư liệu ảnh vệ tinh radar kết hợp với ảnh quang học
CẤP 1 CẤP 2
1. Bãi bồi cửa sông, ven biển Lớp phủ mặt nước
2. Hồ ao, sông suối, kênh mương
3. Rừng (Các loại rừng không ngập mặn)
4. Rừng ngập mặn

Lớp phủ rừng
5. Rừng ngập mặn kết hợp với nuôi trồng thuỷ sản
6. Vùng chuyên canh lúa, lúa màu
7. Vùng chuyên canh rau màu, cây ngắn ngày khác
8. Đất trồng cây lâu năm
9. Vùng nuôi trồng thuỷ sản


Lớp phủ đất nông nghiệp
10. Ruộng muối
11. Khu dân cư đô thị Lớp phủ dân cư
12. Khu dân cư nông thôn

13. Đất chuyên dùng (Các loại đất đã được sử dụng ngoài
mục đích nông nghiệp và đất ở)
14. Vùng đất ẩm ướt thường xuyên (Đất tự nhiên)
15. Bãi cát, bãi đá (Đất tự nhiên)
16. Trảng cỏ, cây bụi (Đất tự nhiên)
17. Núi đá vôi (Đất tự nhiên)

Lớp phủ mặt đất khác
18. Đất trống, đồi núi trọc (Đất tự nhiên)
B¶ng 1.1 : HÖ ph©n lo¹i líp phñ mÆt ®Êt t¹i khu vùc thö nghiÖm

16
I.3. ứng dụng ảnh vệ tinh trong công tác thnh lập các lớp
thông tin lớp phủ mặt đất.
Phng phỏp Vin thỏm cho phộp thu thp thụng tin v i tng trờn mt t
thụng qua hỡnh nh ca i tng m khụng cn phi tip xỳc trc tip ngoi thc a.
Cỏc loi t liu nh vin thỏm cú th c chp t mỏy bay (nh hng khụng) nhng
thụng dng nht l c chp t nh v tinh.
T liu vin thỏm cú hai loi chớnh l nh quang hc v nh radar. nh quang
hc chp b mt trỏi t nh nng lng mt tri v cỏc thit b chp nh s dng thu
kớnh quang hc, h thng chp nh ny c gi l h thng th ng. Loi th hai l
nh radar c chp nh cỏc thit b thu, phỏt súng radar t trờn v tinh. H thng
ny c gi l h thng chp nh ch ng hay tớch cc.
Ngy nay vi s tin b nhanh chúng ca khoa hc cụng ngh, t liu v tinh
ó v ang c ng dng rng rói trong cụng tỏc theo dừi, giỏm sỏt ti nguyờn thiờn
nhiờn v bo v mụi trng c bit l trong vic theo dừi din bin lp ph v hin
trng s dng t.
Nguyờn tc c bn phõn bit cỏc i tng lp ph mt t trờn nh v tinh
l da vo s khỏc bit v c tớnh phn x ca chỳng trờn cỏc kờnh ph. Hỡnh 1.2
di õy th hin c tớnh phn x ca cỏc thnh phn t, nc v thc vt trờn nh

v tinh.
Hồng ngoại gần Hồng ngoại trung
Đất khô
dảI s óng
Đất ớt
Phản xạ (%)
Nớc
0,8 1,2 1,6 2,0 2,4
Thực vật

Hỡnh 1.2: c tớnh phn x ca t, nc v thc vt trờn nh v tinh
Nhng u th c bn ca nh v tinh cú th k ra l:
- Cung cp thụng tin khỏch quan, ng nht trờn khu vc trựm ph ln (Landsat
180km x180km, SPOT, ASTER 60km x 60 km) cho phộp tin hnh theo dừi giỏm sỏt
trờn nhng khu vc rng ln cựng mt lỳc.

17
- Cung cấp thông tin đa dạng trên nhiều kênh phổ khác nhau cho phép nghiên
cứu các đặc điểm của đối tượng từ nhiều góc độ phản xạ phổ khác nhau.
- Cung cấp các loại ảnh có độ phân giải khác nhau đo đó cho phép nghiên cứu
bề mặt ở những mức độ chi tiết hoặc khái quát khác nhau. Ví dụ như các loại ảnh độ
phân giải siêu cao như SPOT 5, IKONOS, QuickBird để nghiên cứu chi tiết, hoặc các
loại ảnh có độ phân giải thấp nhưng tần suất chụp lặp cao, diện tích phủ trùm lớn như
MODIS, MERIS cho phép cung cấp các thông tin khái quát ở mức vùng hay khu vực.
- Khả năng chụp lặp lại hay còn gọi là độ phân giải thời gian. Do đặc điểm quĩ
đạo của vệ tinh nên cứ sau một khoảng thời gian nhất định lại có thể chụp lặp lại được
vị trí trên mặt đất. Sử dụng các ảnh vệ tinh chụp tại các thời điểm khác nhau sẽ cho
phép theo dõi diễn biến của các sự vật hiện tượng diễn ra trên mặt đất, ví dụ như quá
trình sinh trưởng của cây trồng, lúa, màu.
- Các dữ liệu được thu nhận ở dạng số nên tận dụng được sức mạnh xử lý của

máy tính và có thể dễ dàng tích hợp với các hệ thống thông tin như hệ thống thông tin
địa lý (GIS).
Do những đặc tính hết sức ưu việt kể trên ảnh vệ tinh đã trở thành một công cụ
không thể thiếu được trong công tác theo dõi giám sát tài nguyên thiên nhiên và môi
trường nói chung và việc chiết tách các thông tin lớp phủ nói riêng, nhất là ở những
vùng khó tiếp cận như các vùng núi cao, biên giới, hải đảo.
Phương pháp Viễn thám cho phép thu thập phần lớn các thông tin ở trong
phòng nhưng kết quả giải đoán cần được kiểm chứng ở ngoài thực địa do đó công tác
thực địa là một phần không thể thiếu trong công nghệ Viễn thám.
Trên thế giới việc ứng dụng công nghệ viễn thám, tại những nước phát triển, đã
được thực hiện ngay từ khi có những tấm ảnh đầu tiên của vệ tinh quan sát trái đất.
Cho đến nay ảnh vệ tinh đã được ứng dụng ở hầu khắp các nước, kể cả những nước
đang phát triển. Ở Việt nam, mặc dù việc ứng dụng công nghệ Viễn thám có chậm hơn
những nước tiên tiến trong khu vực nhưng ảnh vệ tinh cũng đã được sử dụng ở rất
nhiều các cơ quan, ngành và địa phương khác nhau như nông nghiệp, lâm nghiệp, đo
đạc và bản đồ, qui hoạch đất đai, địa chất – khoáng sản… Những ứng dụng tiêu biểu
của ảnh vệ tinh liên quan đến việc chiết tách các thông tin về lớp phủ mặt đất là:
- Điều tra thành lập bản đồ hiện trạng và theo dõi biến động rừng
- Thành lập bản đồ lớp phủ và hiện trạng sử dụng đất

18
- Theo dừi giỏm sỏt mựa mng
- Thnh lp bn v theo dừi bin ng cỏc vựng t ngp nc
- Thnh lp bn v theo dừi bin ng rng ngp mn
- Kim kờ ti nguyờn nc mt
- Qui hoch ụ th v theo dừi quỏ trỡnh ụ th húa
nh v tinh quang hc vi nhiu u im nh hỡnh nh quen thuc vi con
ngi, d gii oỏn, k thut tng i d phỏt trin trờn nn cỏc cụng ngh chp nh
hin hnh nờn ó nhanh chúng c chp nhn v ng dng rng rói. Cỏc loi nh
quang hc nh Landsat, SPOT, Aster, IKONOS, QuickBird ó tr nờn quen thuc v

ph bin trờn ton th gii. Trong cụng tỏc thnh lp cỏc loi bn lp ph bng
cụng ngh Vin thỏm s dng nh quang hc ó c a vo cỏc qui trỡnh qui phm
tng i hon chnh. Bng 1.2 di õy lit kờ cỏc thụng s k thut ca mt s loi
nh v tinh quang hc chớnh.
ảnh vệ tinh
Các kênh phổ Độ phân giải
Tần suất chụp
lặp (ngày)
Diện tích phủ
trùm (km)
SPOT 2
XS (đa phổ)
PAN (toàn sắc)
20 m
10 m
26 60 x 60
SPOT 4
XS (Đa phổ)
PAN (toàn sắc)
20 m
10 m
26 60 x 60
SPOT 5
XS (Đa phổ)
PAN (toàn sắc)
PAN (toàn sắc)
10 m
5 m
2,5m
26 60 x 60

LANDSAT TM Kênh 1,2,3,4,5,6,7 30 m 16 180 x 180
LANDSAT
ETM+
Kênh 1,2,3,4,5,6,7
Kênh 8
30 m
15 m

16

180 x 180
ASTER
Kênh 1,2,3N,3B
Kênh 4,5,6,7,8,9
Kênh 10,11,12,13,14
15 m
30 m
90 m
16


60 x 60

IKONOS
Kênh toàn sắc
Kênh đa phổ
Tại tâm ngoài tâm
0,82 m 1 m
3,2 m 4 m
14 11 x 11

QUICKBIRD
Kênh đa phổ
Kênh toàn sắc
2,44 m
0,61 m
1 - 3,5 16,5 x 16,5
Bảng 1.2. Cỏc thụng s k thut ca mt s loi nh v tinh quang hc cơ bản
Nhc im chớnh ca nh quang hc l ch cú th chp vo ban ngy khi c
mt tri chiu sỏng v ph thuc rt nhiu vo iu kin thi tit. Trong trng hp
thi tit xu nh ma bóo, mõy, mự, s rt khú chp c nh. Trờn nh quang hc
cng thng cú nhiu mõy, nht l khu vc nhit i trong ú cú Vit nam. Nhng

19
những nhược điểm này đã làm hạn chế rất nhiều khả năng ứng dụng của ảnh quang
học. Đặc biệt là đối với những ứng dụng cần sử dụng ảnh chụp ở nhiều thời điểm.
Những nhược điểm của ảnh quang học cũng chính là ưu điểm của ảnh radar. Do
sử dụng nguồn năng lượng riêng của mình để chụp ảnh nên ảnh radar có thể được chụp
vào cả ban ngày lẫn ban đêm. Các bước sóng ở vùng sóng micro của hệ thống chụp
ảnh radar có khả năng đâm xuyên qua mây nên không bị ảnh hưởng của thời tiết do đó
rất phù hợp với những khu vực thường xuyên có nhiều mây phủ như Việt nam. Một ưu
điểm quan trọng khác của ảnh radar là cung cấp các thông tin mà ảnh quang học không
thể có được như độ ghồ ghề, độ ẩm, cấu trúc của các đối tượng trên bề mặt. Chính vì
những ưu thế trên ảnh radar là loại tư liệu rất có tiềm năng ứng dụng ở nước ta.
Tuy nhiên ảnh radar cũng có những nhược điểm rất cơ bản. Do được chụp ở
vùng sóng micro khác xa với vùng sóng nhìn thấy nên hình ảnh không giống với cảm
nhận thông thường của mắt người. Mặt khác, do bản chất chụp nghiêng nên hình ảnh
bị biến dạng nhiều nên khó nhận dạng các đối tượng và khó xử lý. Không những thế
ảnh radar còn có nhiều nhiễu gây khó khăn cho người sử dụng. Do những đặc điểm nói
trên ảnh radar còn ít được sử dụng hơn so với ảnh quang học.
Mặc dù vậy, trên thế giới công nghệ Viễn thám radar đã và đang phát triển rất

mạnh mẽ, và được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực bao gồm theo dõi giám sát thiên
tai như lũ lụt, trượt lở đất, cháy rừng, giám sát ô nhiễm (tràn dầu), nghiên cứu, thăm dò
địa chất khoáng sản, đo đạc bản đồ, theo dõi diễn biến lớp phủ và hiện trạng sử dụng
đất, kiểm kê đất rừng, theo dõi mùa màng. Ở Việt nam, ứng dụng của ảnh radar còn
chưa nhiều, chủ yếu được sử dụng cho mục đích nghiên cứu. Các cơ quan đã có những
tiếp cận ban đầu với công nghệ ảnh radar là Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam,
Trung tâm Viễn thám- Bộ Tài nguyên và Môi trường, Viện Quy hoạch rừng- Bộ Nông
nghiệp và phát triển nông thôn. Như vậy, có thể thấy cần phải đẩy mạnh hơn nữa
những ứng dụng của ảnh radar nhất là ở Việt nam.
Thấy rõ vai trò quan trọng của công nghệ Viễn thám và nhu cầu sử dụng tư liệu
ảnh vệ tinh của các cơ quan, ngành trong cả nước, chính phủ đã cho phép Bộ Tài
nguyên và Môi trường triển khai đề án” Hệ thống Giám sát Tài nguyên thiên nhiên và
môi trường tại Việt Nam” sử dụng vốn ODA của chính phủ Pháp. Thành phần quan
trọng nhất của hệ thống này là Trạm thu ảnh vệ tinh có khả năng thu nhận, xử lý và
cung cấp các loại ảnh vệ tinh bao gồm cả ảnh quang học (MERIS, SPOT 2, 4, 5) và