Giáo trình - Công nghệ viễn thám - chương 5 pot

Công nghệ viễn thám
Dùng cho học viên cao học Trắc địa
75
Chơng V
Các phơng pháp nắn ảnh viễn thám

Nh chúng ta đã biết, quá trình nắn ảnh viễn thám giữ một vai trò rất
quan trọng trong công nghệ xử lý ảnh viễn thám. Việc nắn chỉnh này sẽ giúp
chúng ta hoàn thiện các quá trình xử lý gia công các thông tin trong các bài
toán phân loại, thành lập hoặc hiện chỉnh bản đồ, chồng xếp thông tin chuyên
đề, xây dựng cơ sở dữ liệu trong hệ thống thông tin địa lý Nhìn chung, có
thể thực hiện nắn chỉnh hình học theo một trong hai phơng thức sau:
1. Nắn ảnh quang học.
2. Nắn ảnh số.
Nh vậy có hai phơng thức khác nhau về nguyên tắc nắn và thiết bị
cũng hoàn toàn khác nhau, đó là:
- Sử dụng thiết bị nắn ảnh quang cơ và tạo ảnh tơng tự.
- Tiến hành nắn ảnh trên hệ thống máy tính và kết quả cho ra là ảnh số.
Đ.5.1. méo hình của ảnh viễn thám
Các sai số làm méo ảnh viễn thám có thể đợc chia làm hai nhóm là sai
số méo hình hình học của chính hệ thống Sensor và sai số méo hình do ảnh
hởng của các yếu tố bên ngoài hệ thống.

1.Sai số méo hình hình học của hệ thống Sensor
Sai số hệ thống này phát sinh chủ yếu là do có sự thay đổi trong hoạt
động của Sensor nh các méo hình quang học của Sensor, sự thay đổi tốc độ
quét tuyến tính và sự lặp lại của các đờng quét, sự thay đổi tốc độ cuộn phim
của hệ thống
ảnh hởng của các sai số này sau khi kiểm định thờng rất
nhỏ so với các sai số do ảnh hởng của các yếu tố bên ngoài hệ thống. Vì thế,

trong một chừng mực nào đó chúng ta không cần thiết phải quan tâm đến yếu
tố này.

2.Sai số do các yếu tố bên ngoài hệ thống
Chủ yếu gây ra do sự thay đổi các nguyên tố định hớng ngoài (vị trí
quỹ đạo của Sensor), khúc xạ khí quyển, độ cong qủa đất, chênh cao địa
hình
ảnh hởng hầu hết của các loại sai số này tơng tự nh trong chụp ảnh
hàng không, tuy nhiên trong viễn thám một số sai số này có tính khác biệt


Công nghệ viễn thám
Dùng cho học viên cao học Trắc địa
76
Khi nhận ảnh thẳng đứng, hình ảnh
tạo ra cho từng hệ thống Sensor sẽ có khuôn
mẫu hình học khác nhau, các khuôn mẫu
này phụ thuộc vào máy chụp ảnh ta sử
dụng. Do đó sự méo hình sẽ có quan hệ
tơng ứng với khuôn dạng hình học tạo ảnh.
Sự méo hình toàn cảnh (méo hình tổng hợp)
nhìn chung đợc thể hiện nh hình 5.1.





Hình 5.1. Méo ảnh tổng hơp

dXs





dYs





dZs





d






d

d


Hình 5.2. Méo hình do các nguyên tố định hớng ngoài
a.Méo hình do sự thay đổi các nguyên tố định hớng ngoài của Sensor
đợc biểu thị bởi phơng trình 2.1
dx
f
H
dX
x
H
dZ f
x
f
d
xy
f
dydk
dy
f
H
dY
y
H

dZ
xy
f
df
y
f
dxdk
ss
ss
= +






+
= +

1
1
2
22
2
2




(5.1)

Công nghệ viễn thám
Dùng cho học viên cao học Trắc địa
77
Trong đó:
H
-(f
p
- f
s
) ; - Độ bay cao trung bình.
f - Tiêu cự kính vật.
x, y - Toạ độ ảnh.
dx, dy - Sai số méo hình.
Trong phơng trình 5.1, toạ độ ảnh x, y tơng ứng với hệ thống của máy
chụp ảnh. Để phân tích méo hình của hệ thống Sensor, ta lấy hệ thống thu ảnh
đa phổ làm ví dụ phân tích.

(x) = 0, y - ftgQ thì hệ phơng trình sai số của nó là:
()
dx
f
H
dX fd ftgQ dx
dy
f
H
dY
f
H
tgQ dZ f tg Q d
s
ss
= +
= +









.
.1
2

(5.2)
Cần chú ý rằng phơng trình 5.2 thể hiện méo hình của một đờng quét,
nên khi hoàn thiện quét trên diện tích tấm ảnh, méo hình của ảnh sẽ là các trị
méo hình từng đờng quét. Hình 5.2 chỉ ra các méo hình này đợc chia làm 6
loại (dXs, dYs, dZs, d
, d, d), các yếu tố này thay đổi tuyến tính. Trong
khi đó hình 5.1 chỉ ra méo hình tổng hợp do các yếu tố định hớng ngoài.

b.Xiên lệch ảnh do quả đất quay
Sự méo hình này của Landsat nh chỉ ra ở hình vẽ.







Hình 5.3
Hớng đi của vệ tinh trong quả đất quay







Hình 5.4
Méo hình do quả đất quay

Trong hình 5.3 khi vệ tinh bay theo quỹ đạo và hệ thống Sensor quét
theo quỹ đạo từ Bắc tới Nam, quả đất quay quanh toạ độ địa tâm từ Tây sang
Đông, do đó hình chiếu của bề mặt trái đất nhảy theo hớng Tây so với đờng
X

C
0
E
s
S

P

H
s

B
Y
Z


x

y
Hc
Hs
N

Công nghệ viễn thám
Dùng cho học viên cao học Trắc địa

78
quét của trái đất không quay. Quy luật xiên ảnh này đợc thể hiện ở hình 5.4
bị giảm tuyến tính
x, giãn theo quỹ đạo cũng nh chuyển đổi tuyến tính y
của đờng quét và khoảng tuyến tính d. Chúng ta có thể ớc đoán đợc méo
hình xiên lệch gần đúng theo công thức sau:
Y
x
y
X
E
S
ì ì





cos (5.3)
Trong đó:
y - Là giá trị bớc nhảy về một phía của đờng quét về toạ độ.
x, y - Là tỷ lệ ảnh tơng ứng với hớng x hay hớng y.


- Tốc độ góc của quả đất quay.

s
- Toạ độ của đờng đi của vệ tinh dọc theo quỹ đạo.
- Độ vĩ địa lý của đờng chiếu tại thời điểm mà đờng quét trên ảnh.
Đ.5.2 nắn chỉnh ảnh số

Dựa trên cơ sở mô hình toán học đợc sử dụng, các phơng pháp nắn
ảnh số có thể đợc chia làm hai nhóm là các phơng pháp sử dụng thông số và
không sử dụng thông số. Phơng pháp đầu là phơng pháp sử dụng phơng
trình số hiệu chỉnh. Phơng trình này dựa trên cơ sở phơng trình tạo ảnh hình
học của hệ thống Sensor. Trong khi đó phơng pháp nhóm hai bỏ qua các vấn
đề tạo ảnh hình học mà chỉ mô tả sự méo hình của chính bản thân nhờ hàm số
nguồn nào đó hoặc hàm số thống kê tức là phơng pháp nắn ảnh theo đa thức
và phơng pháp nội suy trong lĩnh vực xác suất thống kê.
1.Nguyên lý chung nắn ảnh số
Nh chúng ta đã biết, ảnh số có thể đợc xem nh là mảng giá trị độ
xám đợc lu trữ trong máy tính, vì vậy việc nắn chỉnh ảnh số là sự thay đổi vị
trí của các con số này và hiển thị giá trị độ xám của các pixel nằm trong mảng
xắp xếp của ảnh số. Sự biến đổi này dựa trên hàm số chuyển đổi toạ độ và các
phơng pháp tái chia mẫu đợc lựa chọn thích hợp.
Trong nắn chỉnh hình học ảnh số, vấn đề đầu tiên cần phải xác định là
mối quan hệ hình học giữa ảnh gốc và ảnh sau khi nắn. Giả sử rằng toạ độ của
pixel P nào đó trớc và sau khi nắn là các giá trị (x, y) và (X, Y), chúng ta sẽ
có hai hàm số quan hệ sau:
X
P
= F
x
(x
P
, y
P
)
Y
P
= F

y
(x
P
, y
P
) (5.4)


Công nghệ viễn thám
Dùng cho học viên cao học Trắc địa
79
và x
P
= f
x
(X
P
, Y
P
)
y
P
= f
y
(X
P
, Y
P
) (5.5)
Hàm số (5.4) tơng ứng với phơng pháp nắn trực tiếp. Theo phơng

pháp này, đầu tiên tính tọa độ X, Y của điểm ảnh trên ảnh nắn từ tọa độ x, y
trên ảnh gốc. Ngay sau khi tính chuyển, giá trị độ xám của pixel đó sẽ đợc
gán từ giá trị nội suy theo các phơng pháp tái chia mẫu thích hợp.
Hàm số (5.5) tơng ứng với phơng pháp nắn gián tiếp. Ngợc với
phơng pháp nắn trực tiếp, phơng pháp này lấy ảnh nắn làm cơ sở cho sự lựa
chọn. Đối với từng pixel trong ảnh nắn, việc hiệu chỉnh vị trí của chúng trong
ảnh gốc cần phải đợc tính toán trớc tiên thông qua hàm số chuyển đổi (5.5).
Theo vị trí tính toán đợc chỉ ra nhờ tọa độ X,Y thì giá trị độ xám tơng ứng
có thể nhận đợc từ ảnh gốc và từ đó gán sang pixel vừa tính đợc trong ảnh
nắn.
Các hàm số Fx, Fy hoặc fx, fy thờng là các biểu thức toán học của
hình học chiếu hoặc đa thức.


b







Hình 5.5.Sơ đồ nguyên lý nắn ảnh số
Khi nắn chỉnh hình học ảnh số (tức là vị trí hình học của các pixel đã
thay đổi), nếu chúng ta muốn biết các giá trị độ xám của các pixel thì cần phải
tiến hành lấy mẫu lại lần nữa trên cơ sở các giá trị đã lấy mẫu trớc đây trên
ảnh gốc. Theo lý thuyết lấy mẫu, khi bớc nhẩy lấy mẫu
x 1/2W, thành
phần tần số phổ lớn hơn tần số giới hạn w thì khi đó ảnh gốc có thể đợc phục
hồi theo quan hệ giữ ảnh gốc và hàm số phân bố SIN, trong đó hàm số SIN

đợc xem nh là hạt nhân ban đầu.
Các hàm số thờng đợc sử dụng trong thực tế để nội suy lại giá trị độ
xám của các pixel là hàm song tuyến, hàm bậc ba
Trong nắn ảnh vệ tinh, chênh cao địa hình trên ảnh rất nhỏ so với độ
cao bay của vệ tinh, vì vậy ta có thể sử dụng hàm số (1) hoặc (2) làm cơ sở
y
Y
A
Gián tiếp
a
g
B
D
F(XY)
f(xy)

f
X
d
c
ảnh đ
ợ
c nắn chỉnh
Trực tiếp
C
ảnh
g
ốc
X

Công nghệ viễn thám
Dùng cho học viên cao học Trắc địa
80
giải bài toán nắn ảnh. Tuy nhiên, khi nắn ảnh đòi hỏi độ chính xác cao, ngoài
ảnh hởng của chênh cao địa hình, chúng ta còn quan tâm đến ảnh hởng của
độ cong quả đất. Vì vậy ngoài các nguyên tố định hớng của ảnh, chúng ta
cần phải có số liệu độ cao của vùng nắn (DEM) sử dụng trong quá trình nắn.
Khi đó ta sử dụng phơng trình biến đổi hình học chiều tơng ứng (phơng
trình đồng phơng) để thực hiện sự chuyển đổi giữa toạ độ ảnh (x, y) của ảnh
gốc và toạ độ X, Y của ảnh nắn với độ cao Z của chúng. Vì khối lợng tính
toán đòi hỏi rất lớn, nên ta có thể chia nhỏ ảnh để thực hiện. Đối với 4 điểm
nằm ở 4 góc vùng nắn đợc chia nhỏ, ta sử dụng phơng trình thay đổi hình
học chiếu chặt chẽ, ngợc lại đối với các điểm nắn khác, ta có thể s dụng đa
thức đơn giản để tính chuyển.
2.Nắn chỉnh hình học ảnh số
a.Nắn chỉnh hình học ảnh số theo nguyên lý trực tiếp









Hình 5.6

Hình vẽ 5.6 mô phỏng nắn ảnh số theo nguyên lý trực tiếp theo hàm số
(5.4). Ưu điểm của phơng pháp này là các pixel đợc lu trong nhóm địa chỉ
trong ổ đĩa và có thể sử dụng trực tiếp, những nhợc điểm của nó là việc xuất

các điểm ảnh đã đợc nắn không đảm bảo các bớc nhảy bằng nhau. Hơn nữa,
độ cao Zp của các điểm bắt buộc phải thu nhận theo phơng pháp nào đó, và
thờng là phải nội suy theo các mắt lới của DEM. Quá trình nội suy giá trị
Zp (là tham số của Xp và Yp) đợc thực hiện theo phơng pháp tiệm tiến dần
liên tục tại thời điểm nắn.
b.Nắn chỉnh hình học ảnh số theo nguyên lý gián tiếp
Hình vẽ 5.7 theo mô phỏng nắn ảnh số theo nguyên lý gián tiếp.Trong
trờng hợp này, chúng ta bắt đầu từ điểm mắt lới (X, Y) của một mắt lới
nào đó lấy ra từ DEM để tính chuyển về cho vị trí (x, y) của điểm ảnh tơng
ứng của chúng. ở đây, độ cao của điểm mắt lới DEM là đã biết và có thể sử
Y
X
y
x
ảnh nắn
ảnh
ố


Công nghệ viễn thám
Dùng cho học viên cao học Trắc địa
81
dụng trực tiếp, nhng cần phải ớc định phần ảnh nắn đợc chấp nhận nh
theo phơng pháp trực tiếp.

Hình 5.7
Đối với các thông tin ảnh thu từ các dòng quét có thời gian thay đổi thì
việc sử dụng phơng pháp giải nghịch rất khó khăn. Trong trờng hợp này xp
là hàm số của thời gian nên chúng ta sử dụng phơng pháp tiện tiến dần, tức là
đầu tiên cần sử dụng phơng trình trực tiếp (4) để tính XP, YP và XP+1 và
YP+1 từ xP, yP và xP+1, yP+1.
Giả sử rằng
XP, YP là gia số từ XP, YP tới toạ độ đến mắt lới gần
nhất XR, YR thuộc DEM, tức là:
X
P
= X
R
- X
P

Y
P
= Y
R
-Y
P

Khi đó:
p
X

1p
X
p
x
1p
x
p
X
p
x

+

+
=


p
Y
1p
Y
p
y
1p
y
p
Y
p
y

+

+
=

Nh vậy, toạ độ điểm ảnh trên ảnh gốc nhận đợc tơng ứng với xP
+
xP và yP +yP.
Vì các pixel trên ảnh gốc đợc xác định qua tính toán gián tiếp nên nhìn
chung nó không nhảy vị trí các điểm lấy mẫu nh trong nắn ảnh trực tiếp, tuy
nhiên giá trị độ xám của các điểm này không thể đọc trực tiếp mà vẫn phải
thực hiện nội suy tái chia mẫu.
3.Nội suy lại giá trị độ xám của các pixel (Tái chia mẫu)
ảnh số là sự tập hợp các số biến đổi rời rác sau khi chia mẫu. Khi nắn
ảnh, tức là ta đã làm thay đổi vị trí hình học của các pixel thì chúng ta phải lấy
Y
X
ảnh nắn
y
x
ảnh gốc
(5.6
)
(5.7

Công nghệ viễn thám
Dùng cho học viên cao học Trắc địa
82
mẫu lại theo vị trí mới của các pixel theo khuôn dạng của ảnh nắn trên cơ sở
giá trị độ xám của các pixel lân cận và đợc gọi là tái chia mẫu. Hàm số phân

bổ lý tởng sẽ đợc mô tả là hàm số SINC (hình 5.8).









Trong thực tế, ngời ta thờng sử dụng ba phơng pháp tái chia mẫu là
phơng pháp xoắn bậc 3, phơng pháp nội suy song tuyến và phơng pháp
lân cận gần nhất.
a.Phơng pháp xoắn bậc 3 (Bicubic Convolution)
Chúng ta cũng có thể sử dụng hàm số bậc 3 để tạo ra hạt nhân xoắn.
Hàm số bậc 3 do Rifman đề xuất có dạng tơng tự nh hàm số sin:
W
1
(x) = 1 2x
2
+ x
3
, (0 x 1)
W
2
(x) = 4 8 x + 5x
2
+ x
3
, (1 x 2)

W
3
(x) = 0, (2 x)













Phơng pháp tái chia mẫu này sử dụng 16 (4x4) giá trị độ xám của các
(5.8
Hình 5.9. Phơng pháp tái chia mẫu xoắn bậc 3
Y
Y
4
Y
3
Y
p

Y
2

Y
1

X
4

X
3

X
p

X
2

X
1

X
Xc
W(X
c
)
-2
-1
0
1
2
13
12

11
2322
21
33
32

31
x
y
13
12

11
14
24
34
3
P

4
P

P
44
1
P

Hình 5.8
-

-2
-4

-
3

2

4

3

Sinc
X
Sin
X
X

=













Công nghệ viễn thám
Dùng cho học viên cao học Trắc địa
83
pixel lận cận để tính toán nội suy độ xám mới của pixel đợc nắn chỉnh hình
học (hình 5.9). Trên đó chỉ ra vị trí đồ thị đợc giải theo (10) khi thực hiện tái
chia mẫu dọc theo hớng x.
Quá trình tính toán nội suy có thể đợc thực hiên riêng rẽ theo hớng x
và hớng y, hoặc chúng ta có thể giải một lần theo sự phân bố trọng số của 16
pixel quanh điểm lấy mẫu p. Chúng ta có:
()
() ( )

=

=
=

4
1i
4
1j
)j,iW*j,iIPI

;
44
I
43
I
42
I
41
I
34
I
33
I
32
I
31
I
24
I
23
I
22
I
21

I
14
I
13
I
12
I
11
I
I
















=

;
44

W
43
W
42
W
41
W
34
W
33
W
32
W
31
W
24
W
23
W
22
W
21
W
14
W
13
W
12
W
11

W
W
















=

ở đây:
W
11
=W(x
1
)W(y
1
)
W
42

= W(x
4
)W(y
2
)
và thông thờng thì:
W
ij
= W(x
i
)W(y
j
)
Theo phơng trình (5.8) và hình (5.9), chúng ta có mối quan hệ sau:
(
)
(
)
(
)
(
)

+==
+==
+==
+=+=
3
x
2
x)x2(W
4
xW
3
x
2
xx)x1(W
3
xW
3
x
2
x21)x(W
2
xW
3
x
2
x2x)x1(W
1

xW
xHớng


(
)
(
)
(
)
(
)











+==
+==
+==
+=+=
3
y
2

y)y2(W
4
yW
3
y
2
yy)y1(W
3
yW
3
y
2
y21)y(W
2
yW
3
y
2
y2y)y1(W
1
yW
H y ớng
(5.9

Công nghệ viễn thám
Dùng cho học viên cao học Trắc địa
84
x = x integer (x)
y = y integer (y)
Sai số trung phơng trung bình của phơng pháp lấy mẫu theo hàm bậc

ba khoảng 1/3 phơng pháp song tuyến. Tuy nhiên, phơng pháp này đòi hỏi
khối lợng tính toán rất lớn.
b.Phơng pháp nội suy song tuyến (Bi-linear interpolation Method)
Phần cốt lõi trong nội suy song tuyến là hàm số tam giác có dạng:
W(x) = (1-x) với 0 x 1 (5.10)
Hàm số này thể hiện rằng việc tái lấy mẫu cho bất kỳ điểm nào theo
hàm số này là tơng tự với việc sử dụng hàm số sin ở một mức độ nào đó.
Trong từng trờng hợp này, bốn pixel gốc trong vùng tái lấy mẫu của điểm P
đợc sử dụng để tính toán nh chỉ ra ở hình 5.10. Trên đó chỉ ra vị trí đồ thị
đợc giải theo (5.10) khi thực hiện tái chia mẫu dọc theo hớng x.












Công việc tính toán khi tái chia mẫu có thể đợc thực hiện riêng biệt
theo hớng x và hớng y, tức là đầu tiên tái chia mẫu độ xám hai điểm a, b
dọc theo hớng y; sau đó tái chia mẫu điểm p dọc theo hớng x trên cơ sở hai
điểm a và b này. Trong quá trình tính toán tái chia mẫu theo hớng nào đó
chúng ta phải tạo ra điểm O mở đầu (điểm hạt nhân) thậm chí với cả điểm P
cho đến khi đọc đợc các giá trị tơng ứng ở các pixel gốc. Trong thực tế, việc
tính toán theo hai hớng có thể gộp lại thành một, tức là các giá trị trọng số
đợc tính theo 4 điểm gốc tới điểm P có thể đợc tính trực tiếp sau khi sắp xếp

và thu gọn trên cơ sở quá trình tính toán trên để tạo dựng 2 x 2 mảng hai
chiều hạt nhân W (ma trận trọng số). Sau đó, toán tử Hadamand trong 2 x 2
ma trận I đợc tạo thành nhờ giá trị độ xám 4 pixel gốc mà chúng ta có thể thu
đợc ma trận mới. Cần giải thích thêm rằng toán tử Hadamard là sự hợp hai
Hình 5.10. Tái chia mẫu song tuyến
-1
0
1
-1
Xe
W
(
x
)

Y
2

Y
P

Y
1

x
y
P
Y
X
1

X
P

X
2

X
21 b 22
21 a 22

Công nghệ viễn thám
Dùng cho học viên cao học Trắc địa
85
ma trận A[aịj], B[bij] thành ma trận mới theo cách các yếu tố của ma trận mới
bằng các yếu tố tơng ứng của ma trận B và B, tức là A* B = [aij bij]
Giả sử rằng các yếu tố của ma trận mới sẽ tạo ra giá trị độ xám I(P) của
điểm lấy mẫu có dạng nh sau:
()
() ( )

=

=
=
2
1i
2
1j
)j,iW*j,iIPI

(5.11)
Trong đó:
I =






2221
1211
II
II







=
2221
1211
WW
WW
W

W11 = W(x1) . W(y1); W12 = W(x1) W(y1);
W21 = W(x2) . W(y1); W22= W(x2) W(y2)
theo phơng trình (11) và hình vẽ 4 chúng ta có

W(x1) = 1 - x W(y1) = 1 - y
W(x2) = x W(y2) = y
x = x integer (x)
y = y integer (y)
Giá trị tái chia mẫu của điểm P thu đợc nh sau:
I(P) = W
11
I
11
+ W
12
I
12
+ W
21
I
21
+ W
22
I
22
= (1- x) (1- y )I
11

+ (1- x) yI
12
+ x (1- y)I
21
+ xyI
22

(5.12)
c.Phơng pháp pixel lân cận gần nhất (Nearest pixel method)
Đây là phơng pháp đơn giản nhất, giá trị độ xám của pixel I(p) đợc
nhận trực tiếp từ giá trị độ xám pixel I(N) gần nhất, tức là:
I(p) = I(N) (5.13)
ở đây, tọa độ Xn và Yn của pixel N đợc xác định theo giá trị số
nguyên của tọa độ điểm P là Xp và Yp, điều này có nghĩa là:
Xn = Integer (Xp + 0.5) (5.14)
Yn = Integer (Yp + 0.5)
Trong ba phơng nói trên, phơng pháp lân cận gần nhất có tốc độ tính
toán nhanh nhng độ tin cậy về nội suy độ xám và độ chính xác hình học thấp,
sai số lớn nhất là 0.5 pixel. Hai phơng pháp còn lại có độ chính xác hình
học cao hơn nhng thời gian tính toán lớn, đặc biệt là phơng pháp xoắn bậc
ba. Thực tế thờng hay áp dụng phơng pháp nội suy song tuyến.

Công nghệ viễn thám
Dùng cho học viên cao học Trắc địa
86
3.Nguyên tắc nắn ảnh chia nhỏ
Về nguyên tắc, hàm số chuyển đổi trực tiếp và gián tiếp có thể đợc
thành lập, việc thực hiện nắn ảnh số sẽ không có vấn đề gì và tùy theo việc
liên kết các công đoạn nắn ảnh nh đã trình bày ở trên. Nhng trong trờng
hợp hàm số chuyển đổi không đơn giản mà có bậc đa thức rất cao hoặc
phơng trình không tuyến tính đợc sử dụng thì sẽ mất rất nhiều thời gian để
tính toán chuyển đổi cho từng Pixel và đồng thời dung lợng số liệu rất lớn
Để có thể khắc phục đợc vấn đề này, chúng ta có thể sử dụng phơng pháp
chia nhỏ ảnh để nắn ảnh từng phần (hình 5.11).

Đối với từng phần của ảnh, tọa độ của các pixel ở góc của chúng đợc
chuyển đổi nhờ các hàm số hoàn thiện đợc xác định trớc, trong khi đó các
pixel khác nằm trong từng phần của ảnh sẽ đợc chuyển đổi bằng thuật toán
nội suy song tuyến đơn giản theo toạ độ đợc chuyển đổi của 4 pixel ở bốn
góc, có nghĩa là:
x
P
= A
1
+ A
2
X
P
+ A
3
Y
P
+ A
4
X
P
Y
P
(5.15)
y

P
= B
1
+ B
2
X
P
+ B
3
Y
P
+ B
4
X
P
Y
P

Trong đó:
x
P
, y
P
toạ độ đợc chuyển đổi của pixel P.
X
P
, Y
P
toạ độ ban đầu của pixel P.
A

1
A
4
, B
1
B
4
các hệ số nội suy song tuyến.
Các hệ số này có thể đợc giải từ các toạ độ ban đầu và tơng ứng với
các toạ độ đợc chuyển từ 4 pixel ở bốn góc.
Việc xử lý nh vậy dựa trên việc xem xét méo ảnh ở giữa các phần chỉ
là méo ảnh affile. Thực tế việc xem xét này là hợp lý đối với hầu hết các tấm
ảnh đối với các loại ảnh viễn thám.
Hình 5.11.Nắn ảnh từng phần
ả
nh gốc
2
4
Y
X
3
1
P

ảnh kết quả
Y
X
54
2
1

P

Công nghệ viễn thám
Dùng cho học viên cao học Trắc địa
87
Đ.5.3 phơng pháp nắn ảnh đa thức
Phơng pháp nắn ảnh này hoàn toàn phù hợp khi bề mặt trái đất tơng
đối bằng phẳng và các yếu tố định hớng ngoài (ba thông số về vị trí và ba
thông số về kinh vĩ độ) của các Sensor là không có khả năng xác định chính
xác. Trên cơ sở biến dạng tổng quát của ảnh viễn thám nh thay đổi tỷ lệ, ảnh
biến dạng affin, ảnh cong hoặc xoay hình ảnh vì vậy mối quan hệ toạ độ giữa
ảnh méo và ảnh đợc hiệu chỉnh có thể mô tả bằng đa thức nào đó. Theo nhiều
két quả nghiên cứu, chúng ta có thể sử dụng hàm đa thức tổng quát hoặc hàm
đa thức nhiều biến để thực hiện nắn ảnh viễn thám.
1. Hàm đa thức tổng quát
Hàm đa thức tổng quát trong trờng hợp nắn ảnh gián tiếp có dạng:
x = a
0
(a
1
X + a
2
Y) + (a
3
X
2
+ a
4
XY + a
5

Y
2
) + (a
6
X
3
+ a
7
X
2
Y + a
8
XY
2
+
a
9
Y
3
) +
y = b
0
(b
1
X + b
2
Y) + (b
3
X
2

+ b
4
XY + b
5
Y
2
) + (b
6
X
3
+ b
7
X
2
Y + b
8
XY
2
+
b
9
Y
3
) + (5.16)
Trong đó: x, y là toạ độ của các pixel trong ảnh gốc.
X, Y là toạ độ tơng ứng trong ảnh nắn.
(a
i
b
i

= 0,1 ) là hệ số của đa thức.
Hệ số của đa thức có thể xác định bằng hai cách, đó là:
- Gán cho một giá trị định trớc.
- Xác định các hệ số này bằng phơng pháp số bình phơng nhỏ nhất
trên cơ sở các điểm khống chế đồng thời có trên mặt đất hoặc trên bản đồ và
trên ảnh gốc. Khi đó phơng trình sai số đối với điểm khống chế nắn có thể
đợc tạo dựng nh sau:
[]
VXYXXYY
a
a
a
x
x
i
n
i
i
=ìì ì ì

1
22
0
1



Với trọng số p
i
và i là số lợng điểm khống chế.
Tơng tự ta viết đợc với toạ độ y. Nếu chúng ta có n điểm khống chế
thì ta có thể viết đợc n phơng trình trên dới dạng ma trận sau:
VA L
x
=




(5.17)
(ma trận trọng số P)

Công nghệ viễn thám
Dùng cho học viên cao học Trắc địa
88
Trong đó:

[]
Vvvv

xxxx
T
n
=
12

A
XYX XYY
XYX XYY
XYXXYY
mm m mmm
=












1
1
1
11 1
2
11 1

2
22 2
2
22 2
2
22


. . .



[]

xn
T
aaa a=
012



[]
Lxx x
xm
T
=
12


P

P
P
P
m
=












1
2


Trên cơ sở phơng trình (5.17) và nguyên lý số bình phơng nhỏ nhất ta
thành lập đợc hệ phơng trình chuẩn:
()
A PA x A PLx
TT
ì=

(5.18)
Trong đó:

()
(
)
xAPA APLx
TT
=ì
1

(5.19)
2.Đa thức nội suy nhiều biến
Khi ảnh viễn thám đợc xử lý theo phơng thức chia nhỏ, đa thức nội
suy nhiều biến có thể đợc sử dụng để nắn tất cả các pixel trong cùng ảnh.
Trên cơ sở số liệu của 4 pixel nằm ở 4 góc, đa thức nội suy bậc 3 có ý nghĩa
rất quan trọng trong thực tế, đa thức này có dạng:
[]
xXXXMAM
Y
Y
Y
T
=ì ì ìì

1
1
23
2
3


(5.20)
Trong đó:
x là toạ độ ảnh gốc.

Công nghệ viễn thám
Dùng cho học viên cao học Trắc địa
89
X, Y là toạ độ điểm khống chế nắn có gốc là góc cao bên trái của khu
vực ảnh đợc nắn.

X
XX
XX
=


00
01 00


Y
XX
XX
=


00
01 00



M là ma trận hằng số và:
M =

1
0
3
2
000
010
322
201


(5.21)
A là ma trận hệ số hoặc đối với toạ độ X hoặc Y. Ma trận này bao gồm
vị trí và đạo hàm bậc một của bốn điểm góc, lấy toạ độ X làm ví dụ thì ma
trận A có dạng:
A
xx
x
x
x
x
xx
x
x

x
x
x
y
x
y
x
xy
x
xy
x
y
x
y
x
xy
x
xy
=

00 01
00 01
10 11
10 11
00 01 00 01

10 11 10 11




























(5.22)

Nếu vị trí điểm góc đợc đa vào thì đa thức nội suy nhiều biến sẽ có
dạng:

[]
xXMAM
Y
T
=ìì






1
1

H
ình 5.12. Hệ thống cục bộ của khung ảnh đợc
nắn
P
01
00
10
11
X
Y
X
Y

Công nghệ viễn thám
Dùng cho học viên cao học Trắc địa
90

M =







10
11

Việc xác định ma trận hệ số A có thể thực hiện bằng các phơng pháp
sau:
- Phơng pháp tơng tự nh trong phơng pháp nắn ảnh từng phần.
Điều này có nghĩa là vị trí (nếu cần thiết thì lấy đạo hàm điểm gốc đầu tiên
bậc 1) của bốn góc để có thể thu đợc nhờ các dạng khác của hàm số chuyển
đổi theo đa thức tổng quát:
- Có thể sử dụng phơng pháp bình sai khối đồng thời với tất cả các góc
đợc nằm trên toàn bộ tấm ảnh.
Nguyên lý của phơng pháp này dựa trên thực tế các điểm góc nằm
xung quanh vùng ảnh nắn, điều này cho phép chúng ta thiết lập các phơng
trình điều kiện của các điểm nằm giữa các vùng ảnh kế cận, từ đó ta có thể
bình sai liên hợp đồng thời với các trị đo của tất cả các điểm kiểm tra trên hệ
phơng trình chuẩn có dạng ma trận và nó sẽ đợc giải theo một số thuật toán
chuẩn.
Đ.5.4 phơng pháp nắn ảnh dựa trên cơ sở phơng trình số

hiệu chỉnh

Trong phần này, phơng trình số hiệu chỉnh đối với các hệ thống Sensor
khác nhau sẽ đợc xem xét. Các phơng trình này thực tế chính là các phơng
trình tạo ảnh hình học của các Sensor. Về mặt lý thuyết thì phơng pháp này
sẽ chặt chẽ hơn nhiều so với phơng pháp đa thức. Phơng pháp này dựa trên
cơ sở mô phỏng quá trình tạo ảnh hình học của các Sensor và sử dụng không
gian ba chiều, tức là các thông tin về độ cao địa hình cũng đợc đa vào để xử
lý.
Nhợc điểm của phơng pháp này đòi hỏi phải cung cấp mô hình số độ
cao, hơn nữa nó còn đòi hỏi thời gian tính toán lớn. Việc xác định các tham số
của hệ phơng trình số hiệu chỉnh cũng dựa trên nguyên lý số bình phơng
nhỏ nhất trên cơ sở một số điểm kiểm tra. Phơng trình số hiệu chỉnh có thể
xây dựng nhờ việc tuyến tính hoá hệ phơng trình sai số với các nguyên tố
định hớng ngoài (X
S
, Y
S
, Z
S
, , , K) của ảnh viễn thám và có dạng:
V
x
X
X
x
Y
Y
x
Z

Z
xxx
K
Klx
V
y
Y
Y
y
Y
Y
y
Z
Z
yyy
K
Kly
x
S
S
S
S
S
S
y
S
S
S
S
S

S
=+++++
=++ +++

(5.23)

Công nghệ viễn thám
Dùng cho học viên cao học Trắc địa
91
Với trọng số P
y
:
lxxc
lyyc
xm
ym
=
=
; m - trị số đo , c - trị số tính
Vận dụng đối với ảnh Landsat MSS, phơng trình có dạng:
() ()
V
f
H

CosK X
f
H
SinK Y fCosK fSinK
V
f
H
SinK X
f
H
CosK Y
f
H
Tg Z
f tg SinK f tg CosK ly
xSS
ySSS
= ì ì
= ì ì
++ ì+ ì

'


11
22


ở đây : lx = f
X
Z
; lx = f
tg
Y
Z

+







(
)
()
()
X

Y
Z
aaa
aaa
aaa
XX
YY
ZZ
pS
Tinh
pS
Tinh
pS
Tinh










=

11 12 13
21 22 23
31 32 33


()
()

=

=
+

yy
f
yx
f
0
1
2
1


(5.24)
Trong đó n là tổng số pixel trên đờng quét. Nh vậy mỗi đờng quét
trên ảnh sẽ có 6 nguyên tố định hớng ngoài và các yếu tố này sẽ làm cho hệ
số của hệ phơng trình chuẩn có điều kiện yếu, nhng đồng thời nó cũng chỉ
ra rằng tất cả các nguyên tố định hớng ngoài thuộc các đờng quét khác nhau
có mối liên hệ với thời gian bay, tức là:
(
)
()
()
()
()
XX XX aaxaxax
YY Y Ybbxbxbx

ZZ ZZccxcxcx
ddxdxdx
eexexex
KKK Kf
SS SS
SS S S
SS SS
=+ =+++ ++
=+ =+++ + +
=+ =+++ + +
=+ =+ + + + +
=+ =+++ + +
=+ =++
00
00
00
01 2
2
3
3
01 2
2
3
3
01 2
2
3
3
00012
2

3
3
00012
2
3
3
000













()
fx fx fx
12
2
3
3
+++

(5.25)
Hệ phơng trình cũng đợc gọi là hàm số đặc trng của các nguyên tố
định hớng ngoài. Vì vậy vấn đề xác định các yếu tố định hớng ngoài chính

Công nghệ viễn thám
Dùng cho học viên cao học Trắc địa
92
là việc giải các hệ số của hàm số đặc trng. Để thực hiện hệ phơng trình
(5.25) ta sẽ đợc thay thế đối với
X
S
, Y
S

K

trong hệ phơng trình (5.23)
ở một khía cạnh khác chúng ta có thể thấy rằng nó không phụ thuộc vào mối
quan hệ
X
S
và với

trong phơng trình (5.23) nó đồng thời làm cho ma
trận của hệ số có điểm gốc, để tránh vấn đề này chúng ta giả sử rằng:
X
S
=
Y
S
= 0 và tách ba hệ số của chúng để tính toán theo và

, cuối cùng
phơng trình sai số có dạng:

()
(
)
()
()()( )
()( )
VfCosKddxdx fSinKeexex
fT g f f x f x lx
V
f
H

Tg c c x c x f Tg SinK d d x d x
fTgCosKeexex ly
x
y
= + + + + + +
++++
= + + + + + +
+ ++ +









01 2
2
01 2
2
01 2
2
01 2
22
01 2
2
2
01 2
2

1
1







Các hệ số c
i
, d
i
, e
i
, f
i
sẽ đợc giải dựa trên các yếu tố định hớng ngoài
X
S
, Y
S
của từng dòng cũng đợc xác định ngay sau đó theo biểu thức (5.25)
dọc theo đờng quét có toạ độ X cố định.
Bớc tiếp theo làm thế nào để sử dụng phơng trình sai số dạng quét,
trong thực tế nắn ảnh nó không giống nh trong phơng thức chuyển đổi đa
thức, trong đó toạ độ x,y của bất kỳ một pixel nào cũng có thể trực tiếp đợc
tính toán từ đa thức theo toạ độ X, Y tơng ứng. Nó không thể trực tiếp nhận
đợc toạ độ ảnh x từ phơng trình tạo ảnh hình học của từng dạng quét, tức là
x = 0.

Trong một khía cạnh khác để thu nhận đợc toạ độ y từ hệ phơng trình,
toạ độ x đồng thời cũng phải xác định trớc, bởi vì việc xác định các yếu tố
định hớng ngoài phụ thuộc vào giá trị x đã biết.








Z
p
S
(x)
S
(x)
y
x
X
p
Y
p
H
ình 5.13. Nắn ảnh dựa trên phơng trình tạo ảnh
X
Y

Công nghệ viễn thám
Dùng cho học viên cao học Trắc địa

93
Để xác định toạ độ x với pixel bất kỳ khi nào ảnh trong quá trình nắn
ảnh cần phải đợc thực hiện dựa trên điều kiện x = 0 theo phơng trình thứ
nhất trong hệ phơng trình sai số.
Điều này có nghĩa là gán giá trị gần đúng cho pixel cần nắn, nếu giá trị
là chính xác vì điều kiện x=0 thì điều kiện đầu tiên thoả mãn sau khi tính toán
phơng trình (5.25) và phơng trình tạo ảnh hình học của từng dạng quét, tức
là x = 0. Hay nói cách khác, chúng ta hiệu chỉnh đợc giá trị dx tức là:
d
X
Z
=


Sau đó giá trị x đợc hiệu chỉnh:
X = X + dx
Nó sẽ đợc sử dụng cho lần tính lặp. Tiếp theo ngay sau khi điều kiện
x=0 đợc thoả mãn (tức là dx=0) thì quá trình lặp sẽ đợc dừng. Khi đó ta thu
nhận đợc giá trị x đợc hiệu chỉnh.

Đ.5.5 Nắn ảnh Landsat
Việc nắn ảnh Landsat nói chung có thể thực hiện theo phơng pháp nắn
ảnh theo đa thức trên có các điểm khống chế phù hợp.
Nắn ảnh có dụng các tham số xác định, tức là xử lý các sai số xiên lệch
ảnh và chuyển về lới chiếu bản đồ.
Trong qúa trình này sẽ trình bày cơ sở toán học của phơng pháp nắn
thứ hai.
1.Hiệu chỉnh sự xiên lệch của ảnh
Phơng pháp này hiện chỉnh sự biến dạng của ảnh do quả đất quay, sự
khác nhau về tỷ lệ giữa x, y và độ nghiêng của mặt phẳng xích đạo, phơng

trình toán học đợc sử dụng trong quá trình hiện chỉnh này là:
x
y
x
y






=







3210

'
'
(5.26)
Trong đó:
1. x, y - Toạ độ ảnh của các pixel trong hệ thống ảnh gốc.
2. x, y - Toạ độ ảnh của các pixel tơng ứng trong hệ thống ảnh nắn.
3.

3

- Ma trận hiệu chỉnh tỷ lệ.

Công nghệ viễn thám
Dùng cho học viên cao học Trắc địa
94
M
3
=
10
0
m
y
với M
y
=


x
y

x, y là độ phân giải mặt đất của các pixel.
4). M
2
- Ma trận hiệu chỉnh sự
nghiêng của mặt phẳng quỹ đạo.
M =
Cos Sin
Sin Cos

- Góc nghiêng các tấm ảnh.
Sin

=
Sin
Cos
e
n


(*)





Hình 5.14. Hiện chỉnh sự xiên lệch của
ảnh
Với
n
- Vĩ độ địa lý các điểm đáy của vệ tinh.

e
9
0
12 - Góc nghiêng của mặt phẳng quỹ đạo.
5). M
1

- Ma trận hiệu chỉnh sự quay của quả đất
M
1
=
10
1

y







Với





Cos
Cos
n
S
E
y
.=

0.7272 ì 10
-4
(radian/giây) - Vận tốc góc của quả đất.


1.01 ì 10
-3
(radian/giây) - Vận tốc góc của quỹ đạo vệ tinh.
6). M
0
- Ma trận quay để tạo cho dòng đầu tiên của ảnh nắn song song
với trục nằm ngang của hệ thống toạ độ nắn ảnh.

M
0
=









CosSin
SinCos

- Góc giữa dòng trên cùng của ảnh nắn và trục nằm ngang của hệ
thống nắn ảnh.

Sin

=
2
22
2
21
21
AA
A
+


Cos

=
2
22
2
21
22
AA
A
+

Trong đó:
A
ij
- Các yếu tố của ma trận A.
ảnh

g
ốc
Y
X

Công nghệ viễn thám
Dùng cho học viên cao học Trắc địa
95
A = M
3
.M
2
.M
1
=
AA
AA
11 12
21 22







2.Nắn chuyển về lới chiếu bản đồ
Phơng pháp này dựa trên các thông số đợc xác định để chuyển ảnh
gốc về một hệ thống toạ độ nào đó nh UTM hoặc Gauss. Quá trình thực hiện
nh sau:

- Xác định lới chuẩn trên ảnh gốc.
- Tính chuyển tọa độ ảnh của tất cả các điểm mắt lới về hệ thống kinh
vĩ độ địa lý trên cơ sở các thông số đã xác định trớc của quỹ đạo vệ tinh. Sau
đó chuyểnvề hệ thống lới chiếu của bản đồ.
- Xác định các hệ số của đa thức trong nắn chỉnh trực tiếp với các điểm
mắt lới là các điểm khống chế nhân tạo.
- Tiến hành nắn chỉnh từng pixel theo đa thức đã xác định.

a.Xác định toạ độ các mắt lới
Trên ảnh gốc ta chia thành lới ô vuông (ví dụ 8 ì 8 = 64), với các số
gia
x, y, khi đó toạ độ x, y của từng mắt lới sẽ là:
x = X
1
+ (i - 1)x (5.27)
y = Y
1
+ (j - 1)y
Trong đó:
i, j là số hàng và cột liên tục của các lới ô vuông.
x, y là toạ độ điểm mắt lới đầu tiên (góc cao bên trái).

b.Tính thời gian quét (T) của từng mắt lới
Thời gian gốc đợc chọn tại tâm nắn ảnh:
T =
()
XNLTyT
LS

+
1
2
11
(5.28)
Trong đó:
N
L
- Tổng số dòng quét trên ảnh.
T
L
- Bớc nhảy thời gian giữa các dòng quét liên tiếp.
T
S
- Bớc nhảy thời gian giữa các pixel liên tiếp trên một dòng quét.
(T
L
, T
S
và hằng số đối với Sensor).

Công nghệ viễn thám
Dùng cho học viên cao học Trắc địa
96

c.Xác định các yếu tố định hớng (tung độ L
T
, vĩ độ B
T
, độ cao bay H
T
,
góc định hớng tuyệt đối

T
,

và H
T
) của Sensor tại thời điểm quét của từng
mắt lới. Theo đa thức nội suy có dạng sau:
E = a + b.T + CT
2
(5.29)
Trong đó:
T - Thời gian quét.
a, b, c - Là các hệ số thu đợc từ các số liệu bổ trợ của vệ tinh.
d.Chuyển toạ độ ảnh của từng mắt lới về hệ thống toạ độ địa lý theo
phơng trình sau:
(
)
X
Y
Z
X

Y
Z
A
u
V
W
P
S
S
S
u
P










=

+














90
= B

(90 - ).

A
u
V
Wr
u
P

+

0
0

Trong đó:
A

u
- Ma trận quay của các góc định hớng tuyệt đối , , H.
B

(90 - ) = B

.B(90 - ).B


B

=
Cos Sin
Sin Cos



0
0
001

Sin
- Tơng tự nh (*) nhng sử dụng vĩ độ B
T
của mắt lới thay thế

u

(
)
(
)
(
)
() ()
B
Cos Sin
Sin Cos
90
90 0 90
010
90 0 90

=

















(
)
[
]

=

Tg e TgB
T
12
1

e - Độ lệch tâm thứ nhất của Elipsoid.

B
Cos Sin
Sin Cos




=











0
0
001
với = L
T

r - là khoảng cách giữa vệ tinh (S) và gốc hệ toạ độ địa tâm.

()
()
[
]
r N H Cos B N e H Sin B
TT TT
=+ ++
2
22
2
2
1


Công nghệ viễn thám
Dùng cho học viên cao học Trắc địa
97

N
a
eSinB
T
=
1
22

a - là bán trục chính của Elipsoid.

[]
uV W

P
T
,,
- toạ độ của các mắt lới tơng ứng dới mặt đất trong hệ
thống toạ độ Sensor .

u
V
W
Cos Sin
Sin Cos d
P










=

10 0
0
0
0
0




Trong đó:
- Góc quét tới mắt lới (P) tơng ứng với phơng trình quét của
Sensor :

()
(
)
[

]

tSin
t
=+8
Chúng ta có thể nhận:

=

(t
p
) -

(t
0
) =

(T
S
.y) -

(T
0
.y
0
)
, , , - các thông số kiểm định.
d
- khoảng cách giữa Sensor (S) và mắt lới tơng ứng mặt đất (P) và:
d

=
.
Cos

- RSin
222



R - Bán kính trung bình của quả đất.

Cos

= a
33
Cos

- a
32
Sin


a
33
, a
32
- Các yếu tố của ma trận A

H

e.Chuyển hệ thống toạ độ địa tâm (X
P
, Y
P
, 2
P
) về hệ tọa độ địa lý L
P
và
B
P
.
L
P
=

P
B

B
P
= Tg
-1

()
Tg
e
P

1
2












P
= Tg
-1

Y
X
P
P

P
P
PP P
Sin
Z
XYZ
=
++








1
222


f. Chuyển toạ độ địa lý (
P
,
P
) về hệ thống lới chiếu bản đồ theo các
phơng trình chuyển đổi hệ toạ độ trong trắc địa bản đồ.

Công nghệ viễn thám
Dùng cho học viên cao học Trắc địa
98

g. Lấy toạ độ ảnh (x, y) và toạ độ mặt đất (bản đồ) X, Y của các mắt
lới tơng ứng
là các cặp điểm khống chế làm cơ sở cho nắn chỉnh trực tiếp
theo đa thức nào đó.
Đ.5.6 nắn chỉnh hình học ảnh spot
Hệ thống vệ tinh SPOT của Pháp đợc phóng lên năm 1986. Mỗi vệ
tinh đợc trang bị bộ quét đa phổ HRV. Vệ tinh SPOT bay trên quỹ đạo tròn
cận cực đồng bộ mặt trời với góc nghiêng quỹ đạo là 98
0
, độ cao bay khoảng
830 km, chu kỳ lặp là 26 ngày.

ảnh SPOT đợc thu nhận nhờ máy chụp ảnh đa phổ HRV_1 và
HRV_2. Có hai loại ảnh chính là ảnh đa phổ (Multispectral XS) gồm 3 kênh
phổ khác nhau là 0.50
ữ0.59 m, 0.61ữ0.68m và 0.79 ữ0.89m. Loại ảnh này
đợc gọi là ảnh SPOT - XS. Độ phân giải của ảnh SPOT - XS là 20m.
ảnh
SPOT - XS đợc ghi nhờ dãy gồm 3.000 tế bào quang điện đợc đặt vuông
góc với hớng bay, do vậy khi vệ tinh chuyển động sẽ ghi nhận hình ảnh trên
một dải rộng 60km.

ảnh toàn sắc (Panchoromatic) đợc thu nhận trên hầu nh toàn bộ dải
sóng nhìn thấy 0.51
ữ0.37m, đợc gọi là ảnh SPOT - PAN. Cách thu nhận
ảnh SPOT - PAN cũng tơng tự nh ảnh SPOT - XS, nhng dãy tế bào quang
điện gồm 6.000 tế bào nên độ phân giải mặt đất là 10m.
Ngoài ra, do khả năng nghiêng ống kính về hai phía tới 27
0

nên độ rộng
của giải quét có thể đạt tới 80km và khả năng chụp lặp cao, đồng thời tạo cho
ta ảnh có khả năng nhìn lập thể. Vì ảnh SPOT có khả năng nhìn lập thể nên có
thể sử dụng đo vẽ địa hình tỷ lệ tới 1:50.000.

ảnh SPOT có thể lu ở dạng số, in ra phim ảnh nên thuận tiện cho việc
sử dụng sau này.
Tuy nhiên, ảnh SPOT chỉ thu nhận trên 3 kênh đa phổ, một kênh toàn
sắc nên độ phân giải phổ kém hơn ảnh Landsat.
1.Hiệu chỉnh hình học đối với ảnh SPOT -1.B
ảnh SPOT 1B có thể thu đợc từ ảnh SPOT-A sau khi đã hiệu chỉnh
ảnh hởng của độ quay quả đất, độ cong của bề mặt quả đất và sự thay đổi của
các NTĐHN của hệ thống Sensor.
a. Hiệu chỉnh ảnh hởng độ cong quả đất
ảnh hởng độ cong quả đất chỉ xuất hiện chủ yếu theo hớng quét
(hớng toạ độ y) của ảnh SPOT. Đờng đi của vệ tinh đợc xem nh là trục
toạ độ gốc Y, việc hiệu chỉnh toạ độ Y
P
của điểm ảnh P (hình vẽ) sẽ đợc tính:

Công nghệ viễn thám
Dùng cho học viên cao học Trắc địa
99
Y
P
=

- R
(5.30)
Trong đó:

R - Bán kính độ cong quả đất.
H - là độ cao bay của vệ tinh.
- là góc quét.

=



=

HR
R
Sin
+









(5.31)
Góc quét
có thể đợc tính từ toạ độ y
P
theo hai trờng hợp sau :
* Trờng hợp quét thẳng đứng (hình 48a)

= Tg
y
P

(5.32)
f là tiêu cự để xác định tỷ lệ ảnh:
M
H
f
=

(5.33)
* Trờng hợp quét ngang (hình 5.15)




(a)









(b)

Hình 5.15

=






Tg
y
f
Q
P


(5.34)
Q - Góc nhìn
Tỷ lệ ảnh sẽ là:
P
P
Y
P

Y
P

f
H
R

S
0

P
P
Y
P

Y
P

R




S
0'
0