đề xuất các giải pháp kỹ thuật nâng cao độ chính xác bình đồ ảnh vệ tinh phục vụ công tác hiện chỉnh bản đồ tỷ lệ nhỏ và trung bình luận văn ths. địa lý tự nhiên

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................... 1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ẢNH VỆ TINH VÀ BÌNH ĐỒ ẢNH VỆ TINH ........ 4
1.1 Ảnh vệ tinh ................................................................................................................. 4
1.1.1 Những khái niệm cơ bản về viễn thám .............................................................. 4
1.1.2 Lý thuyết phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên ............................................ 5
1.1.2.1 Bức xạ điện từ ................................................................................................ 5
1.1.2.2 Đặc trưng phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên ...................................... 8
1.1.3 Đặc điểm chung của ảnh viễn thám (ảnh vệ tinh) ........................................... 12
1.1.4 Khả năng lý thuyết để thành lập bản đồ của ảnh vệ tinh ................................ 13
1.1.5 Mối liên hệ giữa dung lượng thông tin của ảnh và của bản đồ ...................... 17
1.1.6 Khả năng thông tin của ảnh vệ tinh ................................................................. 20
1.1.6.1 Ảnh SPOT Panchromatic phân giải 10m ..................................................... 20
1.1.6.2 Ảnh SPOT 5 màu tự nhiên phân giải 2.5m .................................................. 22
1.1.6.3 Ảnh Quickbird độ phân giải 0.6m ................................................................ 23
1.2 Bình đồ ảnh và bình đồ ảnh vệ tinh ....................................................................... 25
1.2.1 Bình đồ ảnh ........................................................................................................ 25
1.2.2 Độ chính xác của bình đồ ảnh .......................................................................... 26
1.2.3 Bình đồ ảnh vệ tinh............................................................................................ 26
CHƢƠNG 2: NGHIÊN CỨU XỬ LÝ ẢNH VỆ TINH TRONG HIỆN CHỈNH BẢN
ĐỒ ....................................................................................................................................... 28
2.1 Bản đồ và sự cũ đi của nó ........................................................................................ 28
2.2. Mục đích, yêu cầu làm hiện chỉnh ........................................................................ 29
2.3 Các phƣơng pháp hiện chỉnh bản đồ địa hình ...................................................... 31
2.3.1 Hiện chỉnh bản đồ địa hình bằng ảnh hàng không ........................................ 31
2.3.2 Hiện chỉnh từ tài liệu bản đồ có tỷ lệ lớn hơn .................................................. 33
2.3.3 Hiện chỉnh trực tiếp ngoài thực địa .................................................................. 33
2.3.4 Hiện chỉnh bản đồ bằng tư liệu ảnh vệ tinh ..................................................... 34
2.3.4.1 Một số vệ tinh ............................................................................................... 34
2.3.4.2 Các chuẩn giải đoán ảnh vệ tinh ................................................................. 34
2.4 Một số thông tin về ảnh vệ tinh SPOT và QUICKBIRD ..................................... 35

2.4.1 Ảnh SPOT .......................................................................................................... 35
2.4.2 Ảnh QUICKBIRD .............................................................................................. 37
2.5 Phƣơng pháp xử lý ảnh vệ tinh SPOT trong hiện chỉnh bản đồ ......................... 38
2.5.1 Nắn chỉnh hình học ảnh vệ tinh SPOT ............................................................ 38
2.5.1.1 Các mức xử lý ảnh SPOT ............................................................................. 38
2.5.1.2 Hiệu chỉnh hình học (nắn ảnh mức 1B) ....................................................... 39
2.5.1.3 Nắn chỉnh ảnh SPOT ở mức 2 và mức 3 ...................................................... 41
2.5.2 Tăng cường chất lượng ảnh .............................................................................. 45
2.5.2.1 Các kỹ thuật làm tăng cường độ tương phản (Contrast manipulation) ....... 45
2.5.2.2 Các kỹ thuật thao tác với đối tượng không gian (Spatial feature
manipulation) ........................................................................................................... 47
2.5.2.3 Các kỹ thuật thao tác đa ảnh (Multi-Image Manipulation) ......................... 48
2.5.3 Phân loại ảnh (Image classification) ................................................................ 51
CHƢƠNG 3: CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT NHẰM NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC
BÌNH ĐỒ ẢNH VỆ TINH................................................................................................. 52


3.1. Các nguồn sai số ảnh hƣởng đến độ chính xác bình đồ ảnh .............................. 54
3.1.1 Sai số trong quá trình thu nhận ảnh vệ tinh ................................................... 54
3.1.1.1 Các nguyên nhân gây méo hình ảnh vệ tinh ................................................ 54
3.1.1.2 Khả năng loại trừ các sai số ........................................................................ 55
3.1.2 Sai số trong quá trình xử lý ảnh vệ tinh .......................................................... 56
3.1.2.1 Độ phân giải không gian của ảnh vệ tinh .................................................... 57
3.1.2.2 Mơ hình tốn học sử dụng để nắn ảnh......................................................... 57
3.1.2.3 Độ chính xác khống chế ảnh ........................................................................ 58
3.1.2.4 Đồ hình và số lượng điểm khống chế ảnh.................................................... 59
3.1.2.5 Mơ hình số độ cao ........................................................................................ 59
3.2 Mơ hình vật lý và mơ hình hàm số hữu tỷ sử dụng để nắn ảnh........................... 61
3.2.1 Mơ hình vật lý .................................................................................................... 61
3.2.2 Mơ hình hàm số hữu tỷ .................................................................................... 63

3.3 Thực nghiệm và các kết quả ................................................................................... 65
3.3.1 Mục đích và nội dung thực nghiệm .................................................................. 65
3.3.1.1 Mục đích ...................................................................................................... 65
3.3.1.2 Nội dung tiến hành ....................................................................................... 65
3.3.2 Thực nghiệm nắn ảnh vệ tinh sử dụng mơ hình vật lý với ảnh vệ tinh SPOT5
..................................................................................................................................... 66
3.3.2.1 Thực nghiệm nắn ảnh SPOT5 Pan với số điểm KC khác nhau ................... 66
3.3.2.2 Thực nghiệm nắn ảnh SPOT5 Pan với điểm KC không rải đều trên ảnh .... 68
3.3.2.3 Thực nghiệm nắn ảnh SPOT5 Pan theo khối ảnh có góc nghiêng chụp ảnh
lớn với số lượng điểm KC khác nhau....................................................................... 70
3.3.2.4 Thực nghiệm nắn ảnh SPOT5 Pan sử dụng mơ hình số DEM khác nhau ... 72
3.3.3 Phân tích, đánh giá độ chính xác ảnh nắn sử dụng mơ hình vật lý ............... 76
3.3.3.1 Thực nghiệm nắn ảnh SPOT5 Pan với số lượng điểm KC khác nhau ......... 76
3.3.3.2 Thực nghiệm nắn ảnh SPOT5 Pan với điểm KC không rải đều trên cảnh
ảnh vệ tinh 271308/5................................................................................................ 77
3.3.3.3 Thực nghiệm nắn ảnh SPOT5 Pan theo khối ảnh có góc nghiêng chụp ảnh
lớn với số lượng điểm khác nhau ............................................................................. 78
3.3.3.4 Thực nghiệm nắn ảnh SPOT5 Pan sử dụng mơ hình số DEM khác nhau ... 79
3.3.4 Sử dụng mơ hình hàm hữu tỷ ........................................................................... 81
KẾT LUẬN ......................................................................................................................... 84
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................. 87
PHỤ LỤC............................................................................................................................ 88

2


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1- Phân loại sóng điện từ và các kênh phổ sử dụng trong viễn thám .............7
Bảng 1.2-Độ phân giải không gian của dữ liệu ảnh viễn thám .................................15
Bảng 1.3 –Độ lớn pixel thực địa ứng với từng tỷ lệ bản đồ .....................................19

Bảng 3.1 – Giá trị độ cao và giá trị chênh cao địa hình lớn nhất cho phép ứng với
từng giá trị góc nghiêng chụp ảnh ............................................................................61
Bảng 3.2 - Sai số vị trí điểm trung bình của từng trường hợp ..................................67
Bảng 3.3 - Sai số vị trí điểm trung bình của từng trường hợp ..................................71
Bảng 3.4 - Sai số vị trí điểm trung bình của từng trường hợp ..................................74
Bảng 3.5 - Sai số vị trí điểm trung bình của từng trường hợp ..................................75


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1- Các kênh phổ sử dụng trong viễn thám ......................................................4
Hình 1.2 - Nguyên lý thu nhận hình ảnh trong viễn thám .........................................5
Hình 1.3 - Bức xạ điện từ ............................................................................................6
Hình 1.4 - Đường cong đặc trưng phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên ...............9
Hình 1.5 - Mô tả về độ phân giải không gian của ảnh ..............................................14
Hình 1.6 - Một số hình ảnh về độ phân giải khơng gian ảnh viễn thám ...................16
Hình 2.1 – Vị trí của các vệ tinh SPOT trên quỹ đạo ...............................................35
Hình 2.2 - Vệ tinh QUICKBIRD ..............................................................................37
Hình 2.3 – Đặc tính phản xạ phổ của một số đối tượng tự nhiên .............................49
Hình 2.4 - Hình ảnh chỉ số thực vật NDVI bề mặt trái đất theo MODIS .................50
Hình 3.1 - Các dạng méo hình do ảnh hưởng của các nguồn ...................................55
"sai số trong" bộ cảm biến.........................................................................................55
Hình 3.2 - Các dạng méo hình do ảnh hưởng của các nguồn ..................................55
"sai số ngồi" bộ cảm biến ........................................................................................55
Hình 3.3 - Xê dịch vị trí điểm trên ảnh nắn do sai số độ cao của mơ hình số độ cao
hoặc do ảnh hưởng của chênh cao giữa điểm địa hình và mặt phẳng nắn ảnh .........59
Hình 3.4 - Sơ đồ điểm khống chế..............................................................................66
Hình 3.5 - Mơ hình số địa hình khu vực ...................................................................66
Hình 3.6 - Đồ thị sai số đối với ảnh SPOT- Pan 2.5m ............................................68
Hình 3.7 - Sơ đồ điểm khống chế..............................................................................69
Hình 3.8 - Mơ hình số địa hình khu vực ...................................................................69

Hình 3.9 - Sơ đồ điểm khống chế..............................................................................71
Hình 3.10 - Mơ hình số địa hình khu vực .................................................................71
Hình 3. 11 - Đồ thị sai số trung phương vị trí điểm đối với khối ảnh vệ tinh ..........72
Hình 3.12 - Sơ đồ điểm khống chế cảnh 271307 và 271308 ....................................73
Hình 3.13 - Mơ hình số địa hình cảnh 271307 và 271308 ........................................73
Hình 3.14 - Đồ thị sai số sử dụng DEM25 và DEM50 cảnh ảnh 271308 ................74
Hình 3.15 - Đồ thị sai số khi sử dụng DEM25 và DEM50 cảnh ảnh 271307 ..........75
Hình 3.16 - Các phương án số lượng điểm KC khác nhau .......................................76
Hình 3.17 - Đồ hình bố trí điểm theo .......................................................................77
phương án 1 ...............................................................................................................77
Hình 3.18 - Đồ hình bố trí điểm theo ........................................................................77
phương án 2 ...............................................................................................................77
Hình 3.19 - Đồ hình bố trí điểm KCA trên khối ảnh ................................................78
Hình 3.20 - Các phương án điểm KC trên cảnh ảnh 271308 ....................................79
Hình 3.21 - Các phương án điểm KC trên cảnh ảnh 271307 ....................................80
Hình 3.22 - Các phương án điểm KC và điểm kiểm tra sử dụng mơ hình RFM ......81
Hình 3.23 - Đồ thị tổng hợp sử dụng các bậc với số lượng điểm KC khác nhau .....82


BẢNG MƠ TẢ CÁC TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt

Mơ tả

DEM

Digital Elevation Model - Mơ hình số địa hình

DN

Digital Number

Điểm KC

Điểm khống chế

Điểm KCA

Điểm khống chế ảnh

GSD

Ground sampling distance – Độ lớn pixel thực địa

NDVI

Normalized Difference Vegetation Index – Chỉ số
thực vật khác biệt

RFM

Rational Function Model - Mơ hình hàm số hữu tỷ

RVI

Ratio vegetation index – Chỉ số thực vật tỷ lệ

SAVI

Soil adjusted vegetation index – Chỉ số thực vật

điều chỉnh

Sai số TPTB

Sai số trung phương trung bình

Tăng dày KCA

Tăng dày khống chế ảnh


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Đã từ lâu, bản đồ là công cụ rất cần thiết trong các hoạt động điều tra, quy
hoạch tài nguyên thiên nhiên cũng như phát triển kinh tế xã hội. Bản đồ sau một
thời gian sử dụng sẽ bị cũ đi, chất lượng suy giảm, thông tin trên bản đồ bị lạc hậu
không phản ánh đúng hiện trạng trên bề mặt đất nên cần phải được hiện chỉnh hoặc
thành lập mới.
Thành lập mới bản đồ thường rất tốn kém và mất nhiều thời gian. So với
thành lập mới, việc hiện chỉnh bản đồ giúp cho việc cung cấp thông tin cập nhật một
cách nhanh chóng hơn, với chi phí thấp hơn.
Đối với bản đồ địa hình, tuỳ thuộc vào tỷ lệ bản đồ và từng khu vực để xác
định khu vực cần hiện chỉnh. Đối với những vùng ít thay đổi như đồi núi, có thể sau
5 - 10 năm tiến hành hiện chỉnh một lần. Đối với những vùng có nhiều biến động
như đô thị, khu công nghiệp, vùng ven biển thời gian có thể tiến hành hiện chỉnh 3 5 năm một lần. Chu kỳ hiện chỉnh đối với các loại bản đồ tỷ lệ nhỏ thuờng dài hơn
so với bản đồ tỷ lệ lớn, nhưng khu vực cần hiện chỉnh thường lớn hơn và mang tính
chất khu vực. Nhu cầu hiện chỉnh bản đồ tỷ lệ lớn thường tập trung ở những vùng
trọng điểm có nhiều hoạt động kinh tế xã hội nhưng diện tích hiện chỉnh thường nhỏ
hơn. Nếu các đối tượng trên thực tế thay đổi > 40% thì nên thành lập mới thay vì
hiện chỉnh.

Hiện nay ở Việt Nam, có một số phương pháp hiện chỉnh bản đồ thường
được sử dụng như: phương pháp đo vẽ trực tiếp ngồi thực địa, phương pháp sử
dụng ảnh hàng khơng, phương pháp liên biên từ bản đồ lớn hơn,…Các phương pháp
này có ưu điểm là độ chính xác tương đối cao nhưng nhược điểm là giá thành cao,
thời gian thi cơng kéo dài, diện tích phủ trùm khơng lớn, phải có bản đồ tỷ lệ lớn
hơn mới thành lập được,…
Trong những năm gần đây, sự phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật thu nhận
thông tin từ xa và xử lý ảnh đã làm cho công nghệ viễn thám được ứng dụng rộng
rãi trong nhiều lĩnh vực. Ảnh vệ tinh ngày càng xuất hiện nhiều trên thế giới và Việt

1


Nam. Ảnh vệ tinh có ưu điểm: Diện tích phủ trùm lớn, tính đồng bộ về thơng tin
cao, cho phép tiến hành hiện chỉnh trên khu vực rộng lớn, ảnh vệ tinh sử dụng nhiều
kênh phổ khác nhau cho ra các thông tin đa dạng về các đối tượng, khả năng chụp
lặp cao phù hợp với việc theo dõi các biến động theo thời gian, có khả năng quan
sát được những khu vực đi lại khó khăn hay thậm chí không đến được, các loại ảnh
vệ tinh hiện nay rất đa dạng từ độ phân giải thấp, trung bình, cao đến siêu cao, cho
phép hiện chỉnh bản đồ ở các tỷ lệ khác nhau từ nhỏ đến lớn.Với những ưu điểm đó
ảnh vệ tinh trở thành cơng cụ hiệu quả nhất phục vụ công tác hiện chỉnh các loại
bản đồ. Trong công tác hiện chỉnh bản đồ người ta thường sử dụng bình đồ ảnh
được thành lập từ ảnh vệ tinh. Trên bình đồ ảnh vệ tinh, các thơng tin về các đối
tượng địa lí có thể được khai thác trực tiếp trên đó để phục vụ cho mục đích hiện
chỉnh.
Để có được bình đồ ảnh, ảnh vệ tinh phải được nắn chỉnh nhằm loại trừ hay
hạn chế các ảnh hưởng của rất nhiều nguyên nhân khác nhau tới vị trí từng điểm
ảnh, phải đưa về tỷ lệ bản đồ cần hiện chỉnh trong cùng một hệ quy chiếu, cùng một
hệ tọa độ của bản đồ. Độ chính xác của bản đồ sau khi hiện chỉnh, độ tin cậy của
thông tin khai thác được phụ thuộc vào độ chính xác của bình đồ ảnh, hay nói một

cách khác đi là độ chính xác của q trình nắn ảnh vệ tinh.
Xuất phát từ u cầu thực tiễn đó tơi chọn đề tài nghiên cứu:
"Đề xuất các giải pháp kỹ thuật nâng cao độ chính xác bình đồ ảnh vệ tinh phục
vụ công tác hiện chỉnh bản đồ tỷ lệ nhỏ và trung bình".
2. Mục đích nghiên cứu
Mục đích của đề tài là nghiên cứu cơ sở khoa học và thực nghiệm của quá
trình nắn ảnh, tạo bình đồ ảnh nhằm đưa ra các giải pháp kỹ thuật nâng cao độ chính
xác bình đồ ảnh vệ tinh phục vụ cơng tác hiện chỉnh bản đồ.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Do sự hạn chế về tư liệu ảnh vệ tinh, đối tượng nghiên cứu của luận văn là
các loại ảnh vệ tinh có độ phân giải trung bình phục vụ trong công tác hiện chỉnh
bản đồ tỷ lệ nhỏ và trung bình.

2


4. Nội dung nghiên cứu
Luận văn tập trung nghiên cứu những khái niệm cơ bản về viễn thám, bình
đồ ảnh, bình đồ ảnh vệ tinh, các bước thành lập bình đồ ảnh bằng tư liệu ảnh vệ
tinh, chủ yếu là cơng đoạn nắn ảnh từ đó lựa chọn, đề xuất các giải pháp kỹ thuật tối
ưu nhằm nâng cao độ chính xác trong cơng tác thành lập bình đồ ảnh.
5. Phƣơng pháp nghiên cứu
Để thực hiện các nhiệm vụ của đề tài đặt ra, tác giả áp dụng phương pháp
nghiên cứu như sau: thu thập thông tin, tài liệu hiện có tìm hiểu khả năng lý thuyết,
đặc tính kỹ thuật của một số ảnh vệ tinh hiện có ở Việt Nam nhằm khảo sát ảnh
hưởng của các yếu tố tới độ chính xác của nắn ảnh như độ chính xác điểm khống
chế ảnh, số lượng điểm khống chế sử dụng trong mơ hình và phân bố đồ hình của
chúng, mơ hình nắn chỉnh hình học và mơ hình số độ cao để đảm bảo cho việc nắn
ảnh đạt độ chính xác hình học cao. Nghiên cứu độ chính xác đạt được cho việc
thành lập bình đồ ảnh vệ tinh. Trên cơ sở các nghiên cứu, đề xuất các giải pháp kỹ

thuật tối ưu cho việc thành lập bình đồ ảnh.
6.Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Về mặt khoa học, đề tài nghiên cứu góp phần giúp học viên nắm chắc những
kiến thức cơ bản về viễn thám cũng như các kỹ thuật xử lý ảnh vệ tinh và các bước
cũng như phương pháp thành lập bình đồ ảnh từ tư liệu ảnh vệ tinh. Bên cạnh đó kết
quả nghiên cứu của luận văn góp phần đánh giá khả năng của tư liệu viễn thám
trong công tác hiện chỉnh bản đồ hiện nay.
Về mặt thực tiễn, các kết quả nghiên cứu của luận văn đưa ra một số giải
pháp kỹ thuật nâng cao độ chính xác thành lập bình đồ ảnh vệ tinh phục vụ tốt cho
cơng tác hiện chỉnh bản đồ tỷ lệ nhỏ và trung bình nhằm giảm bớt cơng sức và chi
phí trong cơng tác hiện chỉnh bản đồ.

3


CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ ẢNH VỆ TINH VÀ BÌNH ĐỒ ẢNH VỆ TINH
1.1 Ảnh vệ tinh
1.1.1 Những khái niệm cơ bản về viễn thám
Viễn thám là một ngành khoa học và công nghệ giúp cho việc xác định, đo
đạc hoặc phân tích các tính chất của các vật thể quan sát mà khơng cần tiếp xúc trực
tiếp với chúng.
Sóng điện từ hoặc được phản xạ hoặc được bức xạ từ vật thể thường là
nguồn năng lượng chủ yếu trong viễn thám. Những năng lượng từ trường, trọng
trường cũng có thể được sử dụng.
Thiết bị dùng để cảm nhận sóng điện từ phản xạ hay bức xạ từ vật thể được
gọi là bộ cảm.
Phương tiện dùng để mang các bộ cảm gọi là vật mang, gồm khí cầu, máy
bay, vệ tinh nhân tạo, tàu vũ trụ...
Viễn thám có thể phân loại làm 3 loại cơ bản theo bước sóng sử dụng:

- Viễn thám trong dải sóng nhìn thấy và hồng ngoại
- Viễn thám hồng ngoại nhiệt
- Viễn thám siêu cao tần

Figure Source: />
Hình 1.1- Các kênh phổ sử dụng trong viễn thám

4


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 500nm. Tư liệu viễn thám trong
dải sóng nhìn thấy phụ thuộc vào phản xạ từ bề mặt vật thể và bề mặt trái đất. Vì
vậy, các thơng tin về vật thể có thể được xác định 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 độ bình thường đều phát ra một bức xạ có đỉnh tại
bước sóng 10.000nm.
Trong viễn thám siêu cao tần người ta sử dụng hai loại kỹ thuật chủ động và
bị động. Viễn thám siêu cao tần bị động thì bức xạ siêu cao tần do chính vật thể
phát ra được ghi lại, còn trong viễn thám siêu cao tần chủ động lại thu những bức xạ
tán xạ hoặc phản xạ từ vật thể.

Hình 1.2 - Nguyên lý thu nhận hình ảnh trong viễn thám
1.1.2 Lý thuyết phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên
1.1.2.1 Bức xạ điện từ
Bức xạ điện từ truyền năng lượng điện từ trên cơ sở các dao động của trường
điện từ trong khơng gian hoặc trong lịng các vật chất. Q trình lan truyền của sóng

5

điện từ tuân theo định luật Maxwell. Bức xạ điện từ có tính chất sóng và tính chất
hạt.

Hình 1.3 - Bức xạ điện từ
Tính chất sóng được xác định bởi bước sóng, tần số và tốc độ lan truyền, tính
chất hạt được mơ tả theo tính chất quang lượng tử hay phơton. Bức xạ điện từ có
bốn tính chất cơ bản đó là tần số hay bước sóng, hướng lan truyền, biên độ và mặt
phân cực.
Bốn thuộc tính của bức xạ điện từ liên quan đến các nội dung thông tin khác
nhau, ví dụ như tần số hay bước sóng liên quan tới màu sắc, sự phân cực liên quan
tới hình dạng của vật thể.
Tất cả các vật thể đều phản xạ, hấp thụ, phân tách và bức xạ sóng điện từ
theo các cách khác nhau và đặc trưng này gọi là đặc trưng phổ.

6


Bảng 1.1- Phân loại sóng điện từ và các kênh phổ sử dụng trong viễn thám
Vùng phổ

Độ dài sóng

Tần số

Tử ngoại

100A0 - 0.4µm

750 - 3000THz

Nhìn thấy

0.4 - 0.75µm

430 - 750THz

Cận Hồng ngoại

0.75 - 1.3µm

230 - 430THz

Hồng ngoại ngắn

1.3 - 3µm

100 - 230THz

Hồng

Giữa hồng ngoại

3 -8µm

38 - 100THz

ngoại

Hồng ngoại nhiệt

8 -14µm

22 - 38THz

14µm - 1mm

0.3 - 22THz

0.1 - 1mm

0.3 - 3THz

mm (EHF)

1 - 10 mm

30 - 300 GHz

cm (SHF)

1 - 10cm

3 - 30 GHz

dm (VHF)

0.1 - 1m

0.3 - 3 GHz

Sóng cực ngắn (VHF)

1 - 10m

30 - 300 MHz

Sóng ngắn (HF)

10 - 100m

3 - 03 MHz

Sóng trung (MF)

0.1 - 1km

0.3 - 3 MHz

Sóng dài (LF)

1 - 10km

30 - 300 KHz

10 - 100km

3 - 30 KHz

Hồng ngoại xạ

Sóng

Sóng

Radio

Micro

Sóng rất dài (VLF)

7


Hiện tượng phản xạ phổ có liên quan mật thiết với mơi trường mà mơi
trường đó sóng điện từ lan truyền, vì năng lượng truyền trong khơng gian ở dạng
sóng điện từ. Dải sóng điện từ được coi là dải sóng từ 0.1µm đến 10km.
Dải sóng nhìn thấy cịn gọi là vùng sóng chụp ảnh được, tức là sóng điện từ ở
vùng này có thể ghi nhận được trên phim ảnh, khi đó thơng tin phản xạ phổ của các
đối tượng ở dạng liên tục.
1.1.2.2 Đặc trưng phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên
Đặc trưng phản xạ phổ của các đối tượng trên bề mặt trái đất là thông số
quan trọng nhất trong viễn thám. Độ phản xạ phổ được tính theo:
ER(λ)

Năng lượng của bước sóng λ phản xạ từ đối tượng

ρλ=-------- = -------------------------------------------------------------- × 100%
EI(λ)

(1.1)

Năng lượng của bước sóng λ rơi vào đối tượng

Với ρ là độ phản xạ phổ, đó là tỷ lệ % của năng lượng rơi xuống và được
phản xạ trở lại.
Do các thông tin viễn thám có liên quan trực tiếp đến năng lượng phản xạ từ
các đối tựng nên việc nghiên cứu các đặc trưng phản xạ phổ của các đối tượng tự
nhiên đóng vai trị hết sức quan trọng đối với việc ứng dụng hiệu quả phương pháp
viễn thám.
Trong lĩnh vực viễn thám, kết quả giải đốn các thơng tin phụ thuộc rất nhiều
vào sự hiểu biết mối tương quan giữa các đặc trưng phản xạ phổ với bản chất và
trạng thái các đối tượng tự nhiên. Đồng thời đó cũng là cơ sở dữ liệu để phân tích
các tính chất của đối tượng tiến tới phân loại đối tượng đó.
Đặc trưng phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên là hàm của nhiều yếu tố.
Các đặc tính này phụ thuộc vào điều kiện chiếu sáng, mơi trường khí quyển, bề mặt
đối tượng cũng như bản thân đối tượng.

8


Khả năng phản xạ phổ của các đối tượng phụ thuộc vào bản chất vật chất của
các đối tượng, phụ thuộc vào trạng thái và độ nhẵn bề mặt của các đối tượng, phụ
thuộc vào màu sắc của đối tượng, phụ thuộc vào độ cao mặt trời trên đường chân
trời và hướng chiếu sáng. Khả năng phản xạ phổ của các đối tượng được chụp ảnh
còn phụ thuộc vào trạng thỏi khớ quyn v cỏc mựa trong nm.

Phản xạ (%)
Đất khô

Đất -ớt
Thực vật

N-ớc

dảI sóng
0,8

1,2

1,6

Hồng ngoại gần

2,0

2,4

Hồng ngoại trung

Hỡnh 1.4 - Đường cong đặc trưng phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên
a. Đặc trưng phản xạ phổ của thực vật
Thực vật khoẻ 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 thấy chúng
có màu xạnh lục. Khi lục tố giảm đi thực vật chuyển sang có khả năng phản xạ ánh
sáng màu đỏ trội hơn dẫn đến lá cây có màu vàng đỏ (do tổ hợp màu lục và đỏ)
hoặc màu đỏ.
Ở vùng hồng ngoại, thực vật có khả năng phản xạ rất mạnh. Khi sang vùng
hồng ngoại nhiệt và vi sóng một số điểm 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 đi rõ rệt và

ngược lại khả năng hấp thu ánh sáng lại tăng lên.

9


Khả năng phản xạ phổ của mỗi loại thực vật khác nhau khơng giống như
nhau và đặc 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 đến khả năng phản xạ
phổ của lá, ở đây phản xạ phổ tăng lên rõ rệt.
- Ở vùng hồng ngoại nhân tố ảnh hưởng lớn đến khả năng phản xạ phổ của lá
là hàm lượng nước, khi độ ẩm trong lá cao, năng lượng hấp thu là cực đại.
Thực vật nói chung khả năng phản xạ của chúng phụ thuộc vào giống loại,
giai đoạn sinh trưởng và trạng thái phát triển của cây.
b. Đặc trưng phản xạ phổ của nước
Đặc trưng nhất của nước là khả năng phản xạ phổ của nước giảm dần theo
chiều dài bước sóng.
Khả năng phản xạ phổ của nước thay đổi theo bước sóng của bức xạ chiều
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 đường
bờ nước được phát hiện ra rất dễ dàng, cịn một số đặc tính cần phải sử dụng dải
sóng nhìn thấy để dễ nhận biết.
Trong điều 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 để chụp
cho ta khả năng đoán đọc thuỷ văn, ao hồ... Ở dải sóng nhìn thấy, khả năng phản xạ
phổ của nước tương đối phức tạp.

10


Tuy nhiên, nước trong điều kiện tự nhiên không phải lúc nào cũng lý tưởng
như nước cất. Thông thường nước chứa nhiều tạp chất hữu cơ và vơ 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 đục có khả năng phản xạ phổ cao hơn nước trong, nhất là
những dải sóng dài. Với độ sâu tối thiểu là 30m, nồng độ tạp chất gây đục là 10mg/l
thì khả năng phản xạ phổ lúc đó là hàm số của thành phần nước chứ khơng cịn là
ảnh hưởng của chất đáy.
Người ta đã chứng minh được rằng khả năng phản xạ phổ của nước phụ
thuộc rất nhiều vào độ đục của nước, ở dải sóng 0,6 - 0,7µm thì độ đục của nước và
khả năng phản xạ phổ có mối liên hệ tuyến tính.
Hàm lượng diệp lục tố trong nước cũng là yếu tố ảnh hưởng đến 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.
Ngồi ra, một số yếu tố khác có ảnh hưởng lớn đến khả năng phản xạ phổ
của nước nhưng cũng có nhiều đặc tính quan trọng khác của nước khơng thể hiện
được rõ qua sự khác biệt về phổ như độ mặn của nước biển, hàm lượng khí mêtan,
ơxi, nitơ, cacbonic...
c. Đặc trưng phản xạ phổ của thổ nhưỡng
Đặc tính chung nhất của thổ nhưỡng là khả năng phản xạ phổ tăng theo độ
dài bước sóng, sự khác nhau về khả năng phản xạ phổ cho thấy rõ nhất ở khoảng
phổ hẹp màu đỏ.
Thổ nhưỡng chỉ có năng lượng hấp thụ và năng lượng phản xạ mà khơng có
năng lượng thấu quang. Các loại đất có thành phần cấu tạo, các chất hữu cơ và vơ
cơ khác nhau thì khả năng phản xạ phổ sẽ khác nhau.
Các yếu tố chủ yếu đến khả năng phản xạ phổ của đất là cấu trúc bề mặt của
đất, độ ẩm của đất, hợp chất hữu cơ, hợp chất vô cơ.

11


Với đất hạt mịn thì khoảng cách giữa các hạt nhỏ vì chúng ở sít nhau hơn.
Với các hạt lớn khoảng cách giữa chúng lớn hơn do vậy khả năng vận chuyển
khơng khí và độ ẩm cũng dễ dàng hơn. Khi ẩm ướt, trên mỗi hạt cát sẽ bọc một
màng mỏng nước do vậy độ ẩm và lượng nước trong loại đất này sẽ cao hơn và làm
ảnh hưởng lớn đến khả năng phản xạ phổ của chúng.
Khi độ 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 đã ẩm thì nếu hạt nước rơi
vào thì cũng khơng có sự khác biệt nhiều.
Một yếu tố nữa ảnh hướng đến khả năng phản xạ phổ là hợp chất hữu cơ
trong đất. Với hàm lượng chất hữu cơ từ 0,5 - 5,0% đất có màu nâu xẫm. Nếu hàm
lượng hữu cơ thấp hơn đất có màu nâu sáng.
Ơ xít sắt cũng ảnh hưởng đến khả năng phản xạ phổ của đất. Khả năng phản
xạ phổ tăng khi hàm lượng ơ xít sắt giảm xuống nhất là ở vùng phổ nhìn thấy (có
thể giảm tới 40% khả năng phản xạ phổ khi hàm lượng ơ xít sắt tăng lên). Khi loại
bỏ ơ xít sắt ra khỏi đất thì khả năng phản xạ phổ của đất tăng lên rõ rệt ở dải sóng từ
0,5 - 1,4µm.
1.1.3 Đặc điểm chung của ảnh viễn thám (ảnh vệ tinh)
Đặc điểm chung của ảnh viễn thám được xác định dựa vào đặc điểm chuyển
động của vệ tinh như độ cao, quỹ đạo và tốc độ chuyển động…, bên cạnh đó là kỹ
thuật, vật liệu, thiết bị thu chụp và xử lý ảnh vệ tinh.
1. Ảnh viễn thám cung cấp thông tin trên phạm vi rộng được chụp trong cùng thời
điểm và cùng điều kiện vật lý cho phép nhanh chóng rút ngắn thời gian thu thập và
xử lý thơng tin cho q trình thành lập và hiện chỉnh bản đồ.
2. Ảnh viễn thám được chụp ở tỷ lệ nhỏ với những giải phổ khác nhau nên tính chất
tổng qt hóa tự nhiên về mặt hình học và quang học khách quan và chính xác,
phản ánh tính quy luật của các hiện tượng tự nhiên.

3. Độ cao thu chụp của các vệ tinh lớn so với độ cao địa hình, do vậy vị trí điểm bị
xê dịch trên ảnh không đáng kể, chỉ quan tâm ở vùng núi khi vượt quá hạn sai cho

12


phép. Ngược lại, ảnh phủ một diện tích rộng nên sai số do độ cong quả đất lớn, vì
vậy phải có phương pháp xử lý thích hợp.
4. Kỹ thuật viễn thám cho phép thu chụp ảnh vệ tinh với độ phân giải cao 5 – 30m,
thậm chí 0,8 – 5m đảm bảo cho thành lập bản đồ tỷ lệ 1:10000, 1:50000,
1:100000,…
5. Viễn thám có khả năng chụp lặp lại theo một chương trình với chu kỳ nhất định
là nguồn thơng tin đảm bảo tính tức thời, phản ánh cả những hiện tượng, đối tượng
biến đổi nhanh.
6. Thiết bị thu nhận và xử lý ảnh hiện đại cho phép nhận được ảnh vũ trụ với lượng
thông tin phong phú và tổng hợp về mặt đất. Phản ánh tất cả các thành phần cảnh
quan, ảnh vệ tinh là nguồn thơng tin có ý nghĩa liên ngành, với các phương pháp xử
lý khác nhau sẽ cho ra các nguồn thơng tin hữu ích cho các chuyên ngành khác
nhau.
7. Ảnh vệ tinh cũng có khả năng cung cấp thông tin ở các vùng con người khó tiếp
và cách xa (rừng núi, hải đảo,…) một cách dễ dàng, đây là một trở ngại mà phương
pháp truyền thống phải mất rất nhiều công sức và tiền của để khắc phục.
8. Các sai số hệ thống trên ảnh vệ tinh có độ ổn định cao giúp cho cơng tác nắn
chỉnh hình học được tiến hành với độ chính xác cao phục vụ cho thành lập bản đồ
địa hình.
Tất cả các đặc điểm trên xác định được khả năng ứng dụng ảnh vệ tinh vào
công tác bản đồ với hiệu quả cao về khoa học công nghệ, phương pháp luận cũng
như hiệu quả kinh tế.
1.1.4 Khả năng lý thuyết để thành lập bản đồ của ảnh vệ tinh
a. Độ phân giải không gian của ảnh

Độ phân giải không gian (spatial resolution) của một tấm ảnh là khoảng cách
tối thiểu giữa hai đối tượng mà chúng được phân chia và tách biệt với nhau trên
ảnh. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ phân giải khơng gian là: trường nhìn tức thời IFOV (Instantaneous Field Of View), tiêu cự, hình dáng của đối tượng mục tiêu và
các ảnh hưởng của khí quyển.

13


Hình 1.5 - Mơ tả về độ phân giải khơng gian của ảnh
Trường nhìn tức thời là góc hình nón của trường nhìn của bộ cảm biến, và xác
định một vùng trên bề mặt trái đất được quan sát từ một độ cao xác định tại một thời
điểm cụ thể. Kích thước của vùng quan sát thường được xác định bằng trường nhìn
và khoảng cách từ mặt đất đến bộ cảm biến. Kích thước của vùng lấy mẫu trên mặt
đất của một bộ cảm biến vệ tinh được gọi là độ phân giải mặt đất (Ground Sampling
Distance).
Khác với khoảng cách lấy mẫu trên mặt đất - là khoảng cách trên mặt đất mà một
pixel phủ được và được xác định bởi kích thước của phần tử CCD và tỷ lệ của dữ liệu ảnh.
Độ phân giải không gian bị giới hạn khoảng cách lấy mẫu trên mặt đất vì
khơng thể phân tách được 1 đối tượng trong phạm vi 1 pixel. Ví dụ, một cảnh ảnh
IKONOS tồn sắc kích thước lấy mẫu trên mặt đất là 1m có nghĩa là những đối
tượng nhỏ nhất có thể phân biệt được hoặc độ phân giải khơng gian của nó sẽ phải
lớn hơn 1m. Một tấm ảnh độ phân giải thấp chỉ cho phép phân biệt những địa vật có
kích thước lớn, trong khi một tấm ảnh có độ phân giải cao cho phép mắt người dễ
dàng giải đoán được các đối tượng có kích thước nhỏ với độ chi tiết cao.
Độ phân giải không gian của dữ liệu ảnh viễn thám thường được chia ra thành 4
cấp độ là: Phân giải siêu cao, phân giải cao, phân giải trung bình và phân giải thấp.

14

Bảng 1.2-Độ phân giải không gian của dữ liệu ảnh viễn thám
Độ phân giải

Dữ liệu
ảnh viễn

Bề rộng

Loại vệ tinh

Toàn sắc

Đa phổ

(PAN)

(MS)

0.41m

1.65m

15.2km

ORBView

1m

4m

8km

QuickBird

0,61m

2,88m

16,5km

1m

4m

11km

2-3m

-

40km

5÷10m

10÷20m

60km

15m

30-60m

185km

LANDSAT 4 & 5 TM

-

30-120m

185km

JERS-1 OPS

-

18m

75km

5.8m

-

71km

IRS-1C/D LISS III

-

23-70m

142km

TK-350 (Kosmos)

10m

-

200km

LANDSAT 1-5 MSS

-

80m

185km

Độ phân

RESURS-01

-

170-600m

600km

giải thấp

IRS-1C/D WIFS

-

188m

810km

TIROS/AVHRR(NOAA)

-

1000m

3000km

thám

tuyến chụp

Độ phân
giải siêu

GeoEye

cao

Độ phân

giải cao

Ikonos
KVR 1000 (Kosmos)
SPOT 1-5
LANDSAT 7 ETM+

Độ phân
giải trung
bình

IRS-1C/D PAN

15


Hình 1.6 - Một số hình ảnh về độ phân giải không gian ảnh viễn thám
Trong công nghệ thành lập bản đồ địa hình bằng ảnh vệ tinh hiện nay, độ
phân giải đóng vai trị đặc biệt đối với độ chính xác của bản đồ, là yếu tố quyết định
đến tỷ lệ bản đồ cần thành lập.
b. Độ lớn pixel thực địa và độ phân giải của ảnh vệ tinh
Đến nay ảnh vệ tinh phân giải cao với độ lớn pixel đạt tới 2.5m như ảnh
SPOT 5 và dưới 1m như ảnh IKONOS , QUICK BIRD, OBVIEW đã được đưa vào
ứng dụng trong thực tế sản xuất trên thế giới. Trên các tài liệu đã có nhiều tác giả
nghiên cứu về mối quan hệ giữa độ phân giải của ảnh vệ tinh với khả năng thành lập
bản đồ của chúng.

16

Khả năng nhận biết và giải đoán ảnh để tạo file địa vật và khả năng bắt điểm
độ cao để tạo file địa hình được mơ tả bằng lý thuyết lấy lại mẫu ảnh. Quá trình từ
phát hiện đến nhận biết điểm địi hỏi vật phải có độ lớn tối thiểu tương ứng trên ảnh
bằng 2 đến 3 pixel, đây là điều kiện ngưỡng và chính là độ phân giải của ảnh. Ảnh
có độ phân giải là 1m có nghĩa là độ lớn pixel thực địa GSD (Ground sampling
distance) – độ lớn tối thiểu của vật ở thực địa có thể được ghi trên CCD là 1m và
khả năng phát hiện và nhận biết vật trên ảnh đòi hỏi vật đó phải có độ lớn từ 2 đến 3
lần pixel. Nếu thiết bị qt ảnh có đường kính cửa mở ống quang học là d và trục
quang trùng với phương dây dọi, với bước sóng ánh sáng  trong dải quang phổ
tồn sắc panchromatic, góc tán xạ ánh sáng  (đơn vị miliradian) tương ứng với độ
lớn tối thiểu của địa vật ngoài thực địa (độ lớn pixel thực địa = GSD) nhìn từ độ cao
H, được ghi nhận trên con chip CCD của bộ cảm biến, sẽ có mối liên hệ sau:
GSD (m) =  .  (1,22  d ) .

(1.2)

1.1.5 Mối liên hệ giữa dung lượng thông tin của ảnh và của bản đồ
Dung lượng thông tin (hay nội dung) bản đồ phụ thuộc vào tỷ lệ bản đồ cần
thành lập. Mức độ khái quát càng lớn khi tỷ lệ bản đồ càng nhỏ, dung lượng thông
tin trên bản đồ càng giảm. Trái lại bản đồ ở tỷ lệ càng lớn thì dung lượng thơng tin
càng tăng. Ví dụ, các ngơi nhà đơn kề nhau sẽ được thể hiện riêng biệt trên bản đồ
tỷ lệ 1:2000, nhưng ở tỷ lệ 1:50000 các ngôi nhà đơn ấy sẽ được thể hiện chung
trong cùng một ký hiệu.

1:5000

1:25000

1:50000

Hình 1.7 - Dung lượng thông tin bản đồ tỷ lệ 1:5000, 1:25000, 1:50000

17


Giữa dung lượng thông tin trên bản đồ và trên ảnh có mối liên hệ chặt
chẽ. Đối với ảnh photo mối liên hệ đó thể hiện thơng qua tỷ lệ ảnh và tỷ lệ bản đồ.
Song, đối với ảnh số, mối liên hệ ấy thể hiện thông qua độ lớn pixel thực địa GSD
của ảnh và tỷ lệ bản đồ 1:Mb. GSD càng nhỏ thì dung lượng thơng tin trên ảnh
càng lớn; cho nên, dung lượng thông tin trên bản đồ càng phong phú.
Trong đo ảnh số nói chung và đo ảnh vệ tinh nói riêng:
- Mỗi đường quét ở mỗi thời điểm khác nhau, có tâm chiếu khác nhau và các
góc nghiêng xoay cũng khác nhau. Một cảnh của ảnh số bao gồm nhiều đường
quét.
- Hai thiết bị quét ảnh số mặc dù có cùng độ lớn pixel thực địa GSD (độ lớn
tối thiểu của vật ở thực địa có thể được ghi trên CCD), nhưng độ lớn pixel trên
ảnh sẽ khác nhau và tỷ lệ ảnh cũng khác nhau.

GSD = 0.6m

GSD = 1.0m

GSD = 2.0m

GSD = 5m

GSD = 10m

GSD = 15m

Hình 1.8 - Dung lượng thơng tin trên ảnh vệ tinh phụ thuộc vào độ lớn pixel thực địa

18


Phụ thuộc vào khả năng phân biệt của mắt người và độ chính xác khi in bản
đồ, vật có kích thước nhỏ nhất được thể hiện trên bản đồ có độ lớn khơng nhỏ hơn
0.2mm. Để vật trên ảnh có thể được giải đốn địi hỏi vật đó phải có độ lớn tối thiểu
trên ảnh là 2 đến 3 pixel. Do vậy, độ lớn pixel của vật đó trên bản đồ sẽ là
0.2mm/(2  3) = (0.07  0.1)mm.
Rõ ràng, giữa dung lượng thông tin ảnh vệ tinh độ phân giải cao và bản đồ
có mối liên hệ thơng qua độ lớn pixel thực địa GSD và mẫu số tỷ lệ bản đồ Mb như
sau:
GSD (m) = (0.07÷0.1) Mb

(1.3)

Trên cơ sở công thức (1.3), ứng với từng tỷ lệ bản đồ, chúng ta sẽ xác định
được độ lớn pixel thực địa tương ứng ghi ở bảng:
Bảng 1.3 –Độ lớn pixel thực địa ứng với từng tỷ lệ bản đồ
Tỷ lệ bản đồ

Độ lớn pixel thực địa

1:Mb

GSD (m)

1:5 000

0.35 – 0.50

1:10 000

0.70 – 1.00

1:25 000

1.75 – 2.50

1:50 000

3.50 – 5.00

Từ (1.2) và 1:100 000 ta có mối liên hệ 7.00 –số giữa mẫu số tỷ lệ bản
(1.3) chúng
hàm 10.00
đồ và các tham số λ, d, H, nghĩa là Mb = F(λ, d, H) có dạng sau:

Mb 

1.22 
0.07  0.1 d

(1.4)

Qua công thức (1.4) chúng ta nhận thấy tỷ lệ bản đồ cần thành lập từ ảnh
vệ tinh phân giải cao không phụ thuộc vào độ dài tiêu cự f của thiết bị quét ảnh
quang điện (trong công thức (1.4) không xuất hiện f mà chỉ phụ thuộc vào độ mở
ống kính d và độ cao quỹ đạo H). Nghĩa là không tồn tại mối quan hệ giữa tỷ lệ

ảnh (Ma =H/f) và tỷ lệ bản đồ Mb như ảnh hàng không.

19


Độ lớn pixel thực địa GSD là một thông số quan trọng để đánh giá chất lượng
và dung lượng thông tin của ảnh vệ tinh độ phân giải cao và được coi là giá trị lý
thuyết.
1.1.6 Khả năng thông tin của ảnh vệ tinh
Để xác định mức độ nội dung cần đo vẽ hoặc hiện chỉnh, chúng ta cần xem
xét khả năng cung cấp thông tin của ảnh vệ tinh về các đối tượng nội dung bản đồ.
Quá trình nghiên cứu, phân tích và sản xuất thực tế cho thấy một số ảnh vệ tinh có
thể cung cấp thơng tin cho công tác hiện chỉnh bản đồ ở mức độ như sau:
1.1.6.1 Ảnh SPOT Panchromatic phân giải 10m
a. Điểm khống chế đo đạc: là yếu tố dạng điểm, không phát hiện được
b. Vùng dân cư
- Có thể phân biệt được các kiểu điểm dân cư thành thị, nông thôn, xác định
được đường viền của các thành phố, thị xã, làng mạc. Những điểm dân cư tập trung
có nhiều cây che phủ, ít che phủ hoặc khơng che phủ đều có thể xác định được trên
ảnh. Khi có tư liệu bản đồ hỗ trợ có thể phát hiện được vị trí tương ứng của một số
cơng trình đột xuất (nhà thờ, sân kho,…) trong điểm dân cư. Điểm dân cư phân bố
rải rác dọc theo các yếu tố hình tuyến như kênh mương, đường… có thể xác định
được trên ảnh.
- Khơng thể phân biệt được các xóm bản nhỏ xen lẫn với thực phủ rừng;
khơng phân biệt được tính chất chịu lửa hay không của khu nhà; không phân biệt
được khu nhà có bị tàn phá hay khơng.
c. Đối tượng kinh tế, văn hóa, xã hội
- Phần lớn các đối tượng nội dung bản đồ thuộc nhóm này có kích thước và
diện tích nhỏ, với lực phân giải 10m khó hoặc khơng thể phát hiện được. Đối với
các đối tượng có diện tích lớn như sân bay, bến cảng, kho xăng dầu có bãi chứa lớn,

mỏ lộ thiên đang khai thác, các nhà máy, bệnh viện, trường học, trạm biến thế lớn,
trại chăn ni, sân kho lớn có thể phát hiện được trên ảnh và nếu như có tài liệu

20