NGHIÊN cứu ỨNG DỤNG ẢNH VIỄN THÁM WORLD VIEW 1 GIẢI đoán HIỆN TRẠNG RỪNG KHU vực vườn QUỐC GIA u MINH hạ cà MAU

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT VÀ QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI





TRẦN VĂN TÍNH

Đề tài:
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ẢNH VIỄN THÁM
WORLD VIEW 1 GIẢI ĐOÁN HIỆN TRẠNG RỪNG
KHU VỰC VƯỜN QUỐC GIA
U MINH HẠ - CÀ MAU








LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
NGÀNH QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI

CẦN THƠ, 04/2008
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT VÀ QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI





LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Đề tài:
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ẢNH VIỄN THÁM
WORLD VIEW 1 GIẢI ĐOÁN HIỆN TRẠNG RỪNG
KHU VỰC VƯỜN QUỐC GIA
U MINH HẠ - CÀ MAU






Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:
Ts. VÕ QUANG MINH TRẦN VĂN TÍNH
Ths. HUỲNH THỊ THU HƯƠNG MSSV: 4043901
LỚP: QLĐĐ K30A

KHÓA 30 (2004 – 2008)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT VÀ QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI

NHẬN XÉT CỦA CƠ QUAN THỰC TẬP
Chứng nhận của Bộ môn Khoa Học Đất và Quản Lý Đất Đai

Chứng nhận báo cáo luận văn tốt nghiệp với đề tài:
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ẢNH VIỄN THÁM
WORLD VIEW 1 GIẢI ĐOÁN HIỆN TRẠNG RỪNG
KHU VỰC VƯỜN QUỐC GIA
U MINH HẠ - CÀ MAU
Do sinh viên Trần Văn Tính, lớp Quản Lý Đất Đai K30A khoa Nông
Nghiệp Và Sinh Học Ứng Dụng trường Đại Học Cần Thơ thực hiện từ ngày
01/01/2008 đến ngày 15/04/2008 tại bộ môn Khoa Học Đất và Quản Lý Đất Đai
khoa Nông Nghiệp Và Sinh Học Ứng Dụng trường Đại Học Cần Thơ.
Nhận xét:

Cần Thơ, ngày … tháng 05 năm 2008


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT VÀ QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
Chứng nhận chấp thuận báo cáo luận văn tốt nghiệp
ngành Quản Lý Đất Đai với đề tài:

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ẢNH VIỄN THÁM
WORLD VIEW 1 GIẢI ĐOÁN HIỆN TRẠNG RỪNG
KHU VỰC VƯỜN QUỐC GIA
U MINH HẠ - CÀ MAU
Do sinh viên Trần Văn Tính, lớp Quản Lý Đất Đai K30A khoa Nông
Nghiệp Và Sinh Học Ứng Dụng trường Đại Học Cần Thơ thực hiện từ ngày
01/01/2008 đến ngày 15/04/2008 tại bộ môn Khoa Học Đất và Quản Lý Đất Đai
khoa Nông Nghiệp Và Sinh Học Ứng Dụng trường Đại Học Cần Thơ.
Nhận xét của cán bộ hướng dẫn:







Kính trình hội đồng chấm luận văn tố
t nghiệp thông qua.

Cần Thơ, ngày … tháng 05 năm 2008
Cán bộ hướng dẫn


TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG
BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT VÀ QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI

NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG BÁO CÁO

Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp đã chấp thuận báo cáo với đề tài:

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ẢNH VIỄN THÁM
WORLD VIEW 1 GIẢI ĐOÁN HIỆN TRẠNG RỪNG
KHU VỰC VƯỜN QUỐC GIA
U MINH HẠ - CÀ MAU
Do sinh viên Trần Văn Tính thực hiện và báo cáo trước hội đồng.
Ngày…….tháng 05 năm 2008
Báo cáo luận văn tốt nghiệp được Hội đồng đành giá ở mức:
Ý kiến Hội đồng:

Cần Thơ, ngày … tháng 05 năm 2008
Chủ tịch Hội đồng



LỊCH SỬ CÁ NHÂN


Họ và tên: Trần Văn Tính.
Ngày sinh: 12/09/1981.
Nơi sinh: Long Bình – Long Mỹ - Hậu Giang.
Họ tên cha: Trần Văn Trung.
Họ tên mẹ: Nguyễn Thị Còn.
Tốt nghiệp phổ thông trung học vào tháng 6/2001 tại trường Phổ thông
trung học huyện Long Mỹ - tỉnh Hậu Giang.
Từ tháng 02/2002 đến tháng 01/2004 nhập ngũ tại đơn vị Tiểu đoàn BB6,
Trung đoàn BB20, Sư đoàn 330, Quân khu IX.
Vào trường Đại Học Cần Thơ tháng 9/2004, học ngành Quản Lý Đất Đai.
Tốt nghiệp kỹ sư chuyên ngành Quản Lý Đất Đai năm 2008.

LỜI CẢM TẠ

Qua thời gian 4 năm học tập và rèn luyện tại trường Đại Học Cần Thơ,
trong khoảng thời gian 4 tháng (từ 01/2008 – 04/2008) của học kỳ II năm học
2007 – 2008 em đã tiến hành nghiên cứu đề tài luận văn tốt nghiệp. Được sự giúp
đỡ và hướng dẫn tận tình của thầy cô hướng dẫn đến nay luận văn tốt nghiệp của
em cũ
ng đã hoàn thành. Để đạt được kết quả như ngày hôm nay, tất cả là nhờ vào
công ơn của quý thầy cô của trường Đại Học Cần Thơ. Đặc biệt là quý thầy cô
thuộc khoa Nông Nghiệp Và Sinh Học Ứng Dụng, đã tận tình truyền đạt những
kiến thức quý báo trong suốt bốn năm học dưới máy trường Đại Học. Đây là
những vốn sống vô cùng quan trọng, là hành trang tri thức giúp em v
ững bước
trong quá trình công tác về sau.
Em xin chân thành gởi lời cảm ơn đến:
Quý thầy cô thuộc Bộ môn Khoa Học Đất và Quản Lý Đất Đai, trường
Đại Học Cần Thơ, những người đã trực tiếp giãng dạy và hướng dẫn em trong

suốt thời gian học tập và rèn luyện tại trường.
Em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Võ Quang Minh,
thầy Trần Văn Hùng, cô Huỳnh Thị Thu Hươ
ng đã tận tình chỉ bảo em trong suốt
thời gian em thực hiện đề tài cũng như thời gian học tập tại trường.
Các cô chú, anh chị thuộc ban quản lý dự án Vườn quốc gia U Minh Hạ,
Sở Tài Nguyên Môi Trường Tỉnh Cà Mau đã cung cấp cho em nhiều tài liệu quý
báo để giúp cho em hoàn thành luận văn này.
Con xin cảm ơn Ba, Mẹ đã chịu nhiều vất vã để tạo điều kiện tốt nhất cho
con học tập và đạt được kết quả như ngày hôm nay.
Cảm ơn tất cả các bạn lớp Quản Lý Đất Đai K30 đã động viên giúp đỡ tôi
trong quá trình học tập và thực hiện luận văn.

Trần Văn Tính




DANH SÁCH BẢNG
Trang
Bảng 3.1. Tọa độ các điểm khống chế trên ảnh được nắn 36
Bảng 3.2. Bảng mô tả đặc điểm các đối tượng sau khi phân loại không kiểm tra 40
Bảng 3.3. Số lượng các điểm khảo sát 44
Bảng 3.4. Bảng thể hiện tọa độ các điểm khảo sát và hiện trạng rừng 45
Bảng 3.5. Bảng chìa khóa giải đoán một số đối tượ
ng trên ảnh viển thám 46
Bảng 3.6. Bảng thể hiện kết quả giải đoán không kiểm tra và kết quả kiểm tra thực địa 48
Bảng 3.7. Các thông số của các nhóm kiểm tra (ROI) cho từng đối tượng giải đoán 50
Bảng 3.8. Bảng thể hiện kết quả khảo sát thực địa và kết quả giải đoán bằng phương
pháp phân loại có kiểm tra 61

DANH SÁCH HÌNH
Trang
Hình 1.1. Sự phản xạ đối với nước 3
Hình 1.2. Sự phản xạ đối với đất 4
Hình 1.3. Sự phản xạ đối với thực vật 5
Hình 1.4. Vệ tinh viễn thám có độ phân giải siêu cao World View 1 18
Hình 1.5. Biểu tượng phần mềm ENVI 20
Hình 1.6. Thanh menu chính của phần mềm ENVI 22
Hình 1.7. Danh sách các kênh phổ đang làm việc (Available Bands List) 22
Hình 1.8. Các cửa sổ hiển thị dữ liệu ảnh trong ENVI 23
Hình 2.1. Lưu đồ các bước giải đoán ảnh viễn thám 26
Hình 3.1. Ảnh vệ tinh World View 1 khu vực U Minh hạ 33
Hình 3.2. Ảnh khu vực vườn quốc gia U Minh hạ đã được che 34
Hình 3.3. Ảnh vườn quốc gia U Minh hạ (chưa nắn) 34
Hình 3.4. Bản đồ khu vực U Minh hạ đã được số hoá 34
Hình 3.5. Vị trí các điểm tương ứng đã được chọn. 35
Hình 3.6. Ảnh khu vực vườn quốc gia U Minh hạ trước khi nắn 36
Hình 3.7. Ảnh khu vực vườn quốc gia U Minh hạ sau khi nắn 36
Hình 3.8. Ảnh và biểu đồ Histogram trước khi biến đổi độ tương phản 37
Hình 3.9. Ảnh và biểu đồ Histogram sau khi biến đổi độ tương phản 37
Hình 3.10. Ảnh khu vực vườn quốc gia U Minh hạ sau khi lọc 39
Hình 3.11. Sự thay đổi giá trị độ sáng của pixel trung tâm 39

Hình 3.12. Biểu đồ Histogram thể hiện sự phân bố các đối tượng trên ảnh 41
Hình 3.13. Bản đồ hiện trạng vườn quốc gia U Minh hạ - Cà Mau (Kết quả phân loại
không ki
ểm tra) 42
Hình 3.14. Ảnh 3D khu vực vườn quốc gia U Minh hạ - Cà Mau 43
Hình 3.15. Vị trí các điểm khảo sát đã được chọn trên ảnh 44
Hình 3.16. Bản đồ hiện trạng vườn quốc gia U Minh hạ thể hiện tọa độ các điểm khảo
sát (Phân loại không kiểm tra) 47
Hình 3.17. Kết quả chọn nhóm kiểm tra (ROI) 49
Hình 3.18. Số lượng pixel được chọn cho từng nhóm kiểm tra 50
Hình 3.19. Số lượng pixel được chọn của từng đối tượ
ng 50
Hình 3.20. Sự phân bố giá trị các pixel của các nhóm kiểm tra 51
Hình 3.21. Thống kê sự phân bố các giá trị pixel của các nhóm kiểm tra đại diện cho
đối tượng lau sậy 52
Hình 3.22. Bản đồ hiện trạng rừng vườn quốc gia U Minh hạ - Cà Mau 53
Hình 3.23. Đối tương được giải đoán là dớn, choại 54
Hình 3.24. Đối tượng được giải đoán là lau, sậy 54
Hình 3.25. Đối tượng được giải đoán là rừng từ 2 tuổi đến dưới 3 tuổ
i 55
Hình 3.26. Đối tượng được giải đoán là rừng từ 3 tuổi trở lên 55
Hình 3.27. Đối tượng được giải đoán là rừng thưa ngập nước 56
Hình 3.28. Đối tượng được giải đoán là đất trống ngập nước 56
Hình 3.29. Biểu đồ Histogram thể hiện sự phân bố các đối tượng 57
Hình 3.30. Biểu đồ thể hiện diện tích của các đối tượng được giải đoán 58

MỤC LỤC
Trang
DANH SÁCH BẢNG
DANH SÁCH HÌNH
TÓM LƯỢC
MỞ ĐẦU
CHƯƠNG I: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 1
1.1. GIỚI THIỆU VỀ VIỄN THÁM 1
1.1.1. Định nghĩa về viễn thám 1
1.1.2. Hệ thống viễn thám 1
1.1.3. Sự ghi nhận của các sự vật lên ảnh viễn thám 1
1.1.4. Chụp ảnh từ vệ tinh 2
1.1.4.1. Thành phần 2

1.1.4.2. Các kiểu chụp ảnh 2
1.1.4.3. Các thông số kỹ thuật của mộ
t vệ tinh 2
1.1.4.4. Sự phản xạ của các sự vật theo độ dài sóng 3
1.1.5. Tổng quan về viễn thám 5
1.1.6. Ưu điểm của công nghệ viễn thám 7
1.1.7. Ứng dụng của viễn thám 8
1.1.7.1. Ứng dụng trên thế giới 8
1.1.7.2. Ứng dụng công nghệ viễn thám để giám sát tài nguyên thiên nhiên và môi
trường ở Việt Nam 9
1.1.8. Xử lý ảnh viễn thám 12
1.1.8.1. Giải đoán ảnh bằng mắt 12
1.1.8.2. Xử lý ảnh kỹ thuật số
13
1.2. GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS) 15
1.2.1. Định nghĩa 15
1.2.2. Xu hướng phát triển của GIS 16
1.2.3. Ứng dụng Hệ thông tin địa lý và Viễn thám trong quản lý môi trường và tài
nguyên ở Việt Nam 17
1.3. GIỚI THIỆU VỀ VỆ TINH WORLD VIEW 18
1.4. GIỚI THIỆU PHẦN MỀM ENVI 20
CHƯƠNG 2: PHƯƠNG TIỆN – PHƯƠNG PHÁP 25
2.1. PHƯƠNG TIỆN 25
2.2. PHƯƠNG PHÁP 25
2.2.1. Thu thập dữ liệu 25
2.2.2. Các bước xử lý ảnh, bản đồ 25
2.2.3. Viết báo cáo 26
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ THẢO LUẬN 27
3.1. GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT KHU VỰC VƯỜN QUỐC GIA U MINH HẠ 27
3.1.1. Điều kiện tự nhiên 27

3.1.1.1. Vị trí địa lý, diện tích tự nhiên 27
3.1.1.2. Tài nguyên thực vật và động vật 29
3.1.1.3. Về tài nguyên thuỷ sản 29
3.1.1.4. Về các giá trị sinh thái, nhân v
ăn 29
3.1.2. Đặc điểm kinh tế xã hội 31
3.2. KẾT QUẢ THỰC HIỆN CÁC BƯỚC XÂY DỰNG BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG .33
3.2.1. Chọn ảnh 33
3.2.2. Nắn ảnh 34
3.2.3. Tăng cường chất lượng ảnh 36
3.2.4. Phân loại không kiểm tra 39
3.2.5. Kiểm tra, khảo sát thực địa 43
3.2.6. Thành lập bảng chìa khoá giải đoán 46
3.2.7. Phân loại có kiểm tra 47
3.2.8. Đánh giá chất lượng ảnh và khả năng ứng dụng của ảnh 59
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬT - KIẾN NGHỊ 62
4.1. Kết luận 62
4.2. Kiến nghị 63
TÀI LIỆU THAM KHẢO 64
TÓM LƯỢC
Rừng là tài nguyên vô cùng quí giá, là lá phổi xanh của mỗi vùng mỗi quốc gia
và nó thể hiện những đặc trưng về môi trường sinh thái của khu vực đó. Vì vậy nó cần
phải được bảo vệ và khai thác một cách hợp lý để môi trường sống của chúng ta luôn
được trong sạch. Đặc biệt là khu vực rừng tràm trên đất than bùn ở Vườn quốc gia U
Minh hạ - Cà Mau được thành lập trên cơ sở nâng cấp rừng đặc dụng Vồ Dơi, rừng với
giá trị rất cao về đa dạng sinh học, cảnh quan thiên nhiên, môi trường, văn hóa và lịch
sử.
Để đáp ứng được yêu cầu ngày càng cao của con người nhiều công nghệ với kỷ
thuật cao đã ra đời đặt biệt là công nghệ viễn thám. Công nghệ viễn thám đã được ứng
dụng trong nhiều lĩnh vực đặc biệt trong thành lập bản đồ hiện trạng phục vụ quản lý

theo dõi tài nguyên thiên nhiên nhất là tài nguyên rừng.
Với đề tài “Nghiên cứu ứng dụng ảnh viễn thám World View 1 giải đoán
hiện trạng rừng khu vực vườn quốc gia U Minh hạ - Cà Mau” đã sử dụng ảnh viễn
thám được chụp từ vệ tinh World View 1, công nghệ xử lý ảnh là phần mềm ENVI 3.6
cùng các phần mềm chuyên dụng khác đã xây dựng được bản đồ hiện trạ
ng khu vực
Vườn quốc gia U Minh hạ. Kết quả cho thấy Vườn quốc gia U Minh hạ gồm 3 cấp
tuổi: Rừng thưa ngập 1 tuổi, rừng trồng từ 2 – dưới 3 tuổi, rừng trồng và rừng tự nhiên
từ 3 tuổi trở lên.
Với kết quả này cho thấy khả năng ứng dụng ảnh viễn thám World View 1 để
giải đoán và thành lập bản đồ hiện trạng là rất tốt và độ chính xác cao. Qua đó nó sẽ
giúp cho việc quản lý tài nguyên rừng được chặt chẽ và hợp lý.










MỞ ĐẦU
Ở nước ta hiện nay, khoa học công nghệ đang là nền tảng và động lực thúc đẩy
mạnh mẽ quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Trong đó khoa học công
nghệ viễn thám có nhiệm vụ nghiên cứu quản lý tài nguyên thiên nhiên như tài nguyên
đất, nước, khoáng sản, rừng và giám sát môi trường, nhằm góp phần quan trọng vào sự
nghiệp phát triển đất nước một cách bền vững.
Trong thời gian qua, các ứng dụng công ngh
ệ viễn thám ở nước ta đã thu được

một số kết quả đáng kể song chưa nhiều, chủ yếu tập trung vào việc hiệu chỉnh bản đồ
địa hình, lập một số bản đồ chuyên đề, và một số ít lĩnh vực môi trường.
Ngày nay với kỹ thuật viễn thám ngày càng hiện đại hơn đã góp phần to lớn
trong việc thu thập, phân tích các thông tin và phát hiện sự hiện di
ện cũng như sự thay
đổi của môi trường và tài nguyên thiên nhiên trên Trái đất để phục vụ cho nhiều mục
đích khác nhau. Ngành viễn thám phát triển đã góp một vai trò hết sức quan trọng, là
một công cụ phục vụ và hổ trợ đắc lực cho nhiều ngành, nhiều lĩnh vực khác nhau.
Rừng là một trong những đối tượng cần được quản lý một cách chặt chẽ. Với
yêu cầu đó, chúng ta cần phải bi
ết được hiện trạng rừng của cả khu vực quản lý bao
gồm: Các đối tượng phát triển, tình trạng phát triển, độ tuổi của từng đối tượng, Vì
vậy, chúng ta cần phải có ảnh của khu vực quản lý, với công nghệ viễn thám sẽ giúp
cho chúng ta có được ảnh này.
Ảnh viễn thám được chụp bởi nhiều vệ tinh như: Vệ tinh Spot, Radasat, World
View 1…và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Công nghệ xử lý ảnh
được lựa chọn đó là phần mềm ENVI (The Enviroment for Visualizing Images) được
nhiều nhà khoa học đánh giá là một phần mềm xử lý ảnh viễn thám có nhiều tính năng
ưu việt trong xử lí ảnh, vì ENVI hỗ trợ cho phép xử lý những dữ liệu không phải là dữ
liệu chuẩn, hiển thị và phân tích những ảnh lớn. Nó cũng cho phép mở rộng khả năng
phân tích dữ liệu bở
i các hàm của người dùng.
Với yêu cầu đó, đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng ảnh viễn thám World View 1
giải đoán hiện trạng rừng khu vực vườn quốc gia U Minh Hạ - Cà Mau” đã được
thực hiện.


CHƯƠNG 1
LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU
1.1. GIỚI THIỆU VỀ VIỄN THÁM

1.1.1. Định nghĩa về viễn thám
Theo Võ Quang Minh (1999), viễn thám (Remote sensing) được định nghĩa là
sự thu thập và phân tích thông tin về các đối tượng, sự thu thập và phân tích này được
thực hiện từ một khoảng cách không gian không có sự tiếp xúc trực tiếp đến các vật
thể.
Theo Thomos M.Lillesand và Ralph W.Kiefer (1996), viễn thám là khoa học và
công nghệ thu thập thông tin về một vật thể, m
ột vùng hay một hiện tượng thông qua
sự phân tích của dữ liệu có được bởi một thiết bị mà không tiếp xúc trực tiếp với vật
thể, vùng hay hiện tượng nghiên cứu.
Theo Lê Nguyễn (1999), kỹ thuật viễn thám (mà chúng ta quen gọi là viễn
thám) là kỹ thuật nghiên cứu các đối tượng một cách gián tiếp thông qua mô hình của
chúng được chụp hoặc ghi từ độ xa nhất định trong vũ trụ, ở dạng hình nét đồ h
ọa hoặc
dạng số.
Theo Nguyễn Xuân Anh (2004), viễn thám là môn khoa học và nghệ thuật thu
nhận thông tin về các vật, vùng hay hiện tượng nào đó qua việc xử lý số liệu sử dụng
thiết bị quan sát từ xa. Đã từ lâu trong thiên văn học người ta dùng kính thiên văn, hệ
thống rada để quan sát các hành tinh trong hệ mặt trời.
Phương pháp viễn thám là phương pháp sử dụng bức xạ điện từ (ánh xạ nhiệ
t,
sóng cực ngắn) như một phương tiện điều tra và đo đạc đặc tính của đối tượng.
Máy bay và vệ tinh là những vật mang chủ yếu cho quan trắc trong viễn thám,
(Võ Quang Minh, 1999).
1.1.2. Hệ thống viễn thám
Theo Võ Quang Minh (1996), có hai hệ thống viễn thám đó là:
- Hệ thống viễn thám thụ động: là hệ thống ghi lại năng lượng được bức xạ tự
nhiên hay phản xạ từ mộ
t số đối tượng.
- Hệ thống viễn thám chủ động: là hệ thống cung cấp năng lượng riêng cho nó

và chiếu trực tiếp vào đối tượng nhằm đo đạc phần năng lượng trở về.
1.1.3. Sự ghi nhận của các sự vật lên ảnh viễn thám
Theo Võ Quang Minh (1996), sự ghi nhận của các sự vật lên ảnh viễn thám là

1
ảnh màu giả có các đặc điểm sau:
- Nước trong đất ẩm cho màu xanh dương đến đen.
- Đất khô thì màu xanh dương nhạt đến trắng.
- Thực vật màu xanh cho màu đỏ sáng.
- Thực vật sâu bệnh tấn công thì cho màu hơi hồng, hơi nâu hay hơi vàng, tùy
theo loại sâu bệnh tấn công.
- Các cây có hạt chín vàng thì cho màu xanh lá cây đậm pha lẫn với màu vàng
và trắng.
1.1.4. Chụp ảnh từ vệ tinh
1.1.4.1. Thành phần
Mô hình chung của việc chụp ảnh từ vệ
tinh gồm các bộ phận sau:
- Vệ tinh chụp ảnh.
- Vệ tinh định vị toàn cầu.
- Vệ tinh chuyển tiếp.
- Trạm thu.
1.1.4.2. Các kiểu chụp ảnh
Theo Võ Quang Minh (1999), có hai kiểu hệ thống chụp ảnh vệ tinh đó là hệ
thống ảnh dạng khung và hệ thống chụp ảnh dạng quét. Hệ thống chụp ảnh dạng quét
có 4 kiểu bao gồm: quét ngang, quét dọc, quét vòng và quét bên.
1.1.4.3. Các thông số kỹ thuật của mộ
t vệ tinh
Theo M. Lillesand và Ralph W. Kiefer (1994), một vệ tinh thông thường có các
thông số sau:
- Tần số hoạt động.

- Độ cao của vệ tinh.
- Số quỹ đạo trong một ngày.
- Thời gian hoạt động.
- Tài liệu lưu vệ tinh.
- Các hệ thống chụp ảnh.
- Góc nhìn.
- Độ phân giải trên mặt đất.
- Số detector trên một band.


2
1.1.4.4. Sự phản xạ của các sự vật theo độ dài sóng
Theo Lê Quang Trí và ctv (1999), tùy theo mọi sự vật mà chúng có sự phản xạ
thay đổi như sau:
- Sự phản xạ đối với nước
Nước trong sẽ hấp thu một số năng lượng lớn bức xạ trong khoảng ánh sáng
nhìn thấy được và sẽ hấp thu hoàn toàn các bước sóng thuộc phổ hồng ngoại. Nước
đục có mang phù sa thì có sự phản xạ khá hơ
n nước trong trong khoảng ánh sáng thấy
được. Trong các trường hợp đặc biệt, mặt nước phẳng phản xạ từ ánh sáng mặt trời lên
máy ảnh thì sẽ tạo một ánh sáng (hot spot) trên ảnh.
Hình 1.1. Sự phản xạ đối với nước
- Sự phản xạ đối với đất
Nhân tố ảnh hưởng lên sự phản xạ đối với đất là độ ẩm, cấu trúc đất (đặc tính
cát, th
ịt và sét), độ gồ ghề, oxit sắt và chất hữu cơ. Chẳng hạn như độ ẩm trong đất sẽ
làm giảm cường độ phản xạ, độ ẩm của đất làm cho cấu trúc đất thô, đất cát thoát nước
tốt, độ ẩm trong đất thấp nên cường độ phản xạ cao. Trong trường hợp không có nước,
đất có khuynh hướng thay đổi cấu trúc đất khô sẽ có màu sẫm hơn cấu trúc đấ
t mịn,

hai nhân tố làm giảm độ phản xạ của đất là bề mặt gồ ghề và chứa vật liệu hữu cơ, sự
có mặt của oxit sắt trong đất cũng làm giãm cường độ phản xạ trong bước sóng nhìn
thấy, (Cole and Montgomery, 1987).
Sự phản xạ của đất dựa vào các yếu tố sau đây:
¾ Tình trạng ẩm của bề mặt trái đất.
¾ Thành phần khoáng trong
đất.
¾ Hàm lượng hữu cơ trong đất.
¾ Độ phẳng của bề mặt trái đất.

3
Hình 1.2. Sự phản xạ đối với đất
Thông thường thì đất ẩm hấp thu ánh sáng nhiều hơn đặc biệt là ở bức xạ hồng
ngoại, đất có chứa thành phần sắt nhiều cũng hấp thu mạnh, đất có chứa nhiều
carbonare calcium hay nhiều cát thì phản xạ mạnh với cả ánh sáng nhìn thấy được và
ánh sáng hồng ngoại. Mặt đất gồ ghề tạo ra nhiều bóng râm sẽ làm gi
ảm sự phản xạ
của bức xạ ánh sáng thấy được, đất có nhiều chất hữu cơ có sa cấu mịn sẽ hấp thu
nhiều ánh sáng, ngược lại đất có sa cấu mịn nhưng không có chất hữu cơ thì sẽ phát xạ
nhiều hơn.
- Sự phản xạ đối với thực vật
Theo Lê Quang Trí và ctv (1999), thực vật xanh sẽ hấp thu mạnh trong các
band màu xanh lá cây và màu đỏ ở ánh sáng thấy
được. Sự phản xạ đó chính là quá
trình quang tổng hợp của diệp lục tố, quá trình này càng mạnh thì sự hấp thu ánh sáng
mặt trời càng mạnh. Do đó sự phản xạ sẽ kém hơn nhưng nó phản xạ rất mạnh trong
bước sóng từ 0.7 - 1.35µm. Quá trình
phản xạ này do các khoảng trống của các tế bào
thực vật. Đối với những cây còn non cấu trúc của những tế bào chưa phát triển hoàn
chỉnh cho nên nó vẫn có tính phản xạ mạnh hơn đối với những cây đã chín già. Đối

với những cây có lá rộng thì sẽ phản xạ mạnh hơn đối với những cây lá kim. Các thực
vật bị côn trùng hoặc bệnh tấn công, do các diệp lục t
ố bị phá hủy làm tăng khoảng
trống giữa các tế bào nên làm cho bức xạ phản xạ không đồng đều và nó phản xạ cao ở
các vùng ánh sáng nhìn thấy được nhưng lại thấp ở bức xạ hồng ngoại.


4
Hình 1.3. Sự phản xạ đối với thực vật.
1.1.5. Tổng quan về viễn thám
Sự phát triển của khoa học công nghệ ảnh hưởng trực tiếp đến ứng dụng của
viễn thám. Với việc phát triển kỷ thuật vệ tinh, viễn thám thật sự trở thành một công
cụ không thể thiếu để phục vụ cuộc sống con người, đồng thời nó cũng là phươ
ng pháp
nghiên cứu rất hiệu quả trong các ngành khoa học, đặc biệt là các ngành khoa học trái
đất. Hàng loạt các chương trình nghiên cứu sử dụng thiết bị viễn thám trên vệ tinh
được thực hiện như LANDSAT, SPOT, IRS, REURS, SPIN, NOAA, GEOS,
SEASAT, EOS,…Tùy thuộc vào mục đích, ý nghĩa của việc nghiên cứu, các hệ thống
thiết bị viễn thám được cấu tạo phù hợp: độ phân giải từ vài chục km đến hàng mét. Số
liệu mà thiết bị viễ
n thám thu nhận ở những dạng rất khác nhau bao gồm biến đổi về
lực (máy đo trọng lực), sóng âm thanh, sóng điện từ sử dụng trong dãy tần số rộng.
Nhờ kỹ thuật vệ tinh bằng Laser (SRL) người ta có thể xác định được sự dịch chuyển
trên mặt đất có độ chính xác tới vài cm hay nhỏ hơn ứng dụng trong nghiên cứu địa
chấn. Vệ tinh TRIM được trang bị các thiết b
ị làm việc ở các dãy tần số khác nhau để
chụp mây, chụp sét,…Vệ tinh này có nhiệm vụ đánh giá lượng nước mưa tại khu vực
nhiệt đới mà người ta cho rằng có thể liên quan tới hiện tượng ấm dần lên trên toàn
cầu. Viễn thám thật sự mở ra những chuyển vọng lớn về việc đánh giá sự tương tác
giữa con người với môi trường, (Nguyễn Xuân Anh, 2004).

Ngày nay, với kỹ thu
ật GPS và GIS, viễn thám ngày càng có rất nhiều ứng dụng
thực tế trong nhiều lĩnh vực. Nhờ viễn thám chúng ta có thể xác định trạng thái cây
trồng, dự báo thời tiết, lũ lụt, phát hiện cháy rừng, phân vùng quy hoạch đất đai,
nghiên cứu động đất, nghiên cứu vũ trụ, nghiên cứu biển, nghiên cứu khí quyển, môi
trường, phục vụ vào mục đích quân sự,… (Nguyễn Xuân Anh, 2004).

5
Theo Nguyễn Văn Trung (1999), kỹ thuật viễn thám đã làm cho công tác thành
lập và hiệu chỉnh bản đồ phát triển mạnh mẻ. Ảnh viễn thám đã đem lại nguồn thông
tin mới, kỹ thuật mới và tư tưởng nghiên cứu mới.
Theo Lê Nguyễn (1999), để nghiên cứu mặt đất thì viễn thám thường sử dụng
thông tin thu nhận được từ vũ trụ do các vệ tinh nhân tạo chuyên dụng để nghiên cứu
tài nguyên – môi trườ
ng thực hiện, bay ở độ cao từ 600 đến 1000 km.
Theo Trần Minh Ý và ctv (2003), tư liệu viễn thám vô cùng đa dạng, có thể tiếp
cận được bằng nhiều nguồn từ nhiều nơi trên thế giới. Công cụ và hệ thống thông tin
địa lý thực sự sẽ có nhiều hiệu lực khi được ứng dụng rộng rãi trong các giới chuyên
môn.
Nhờ có khả năng thu nhận nhânh, thu nhận lập lại theo các chu kỳ khác nhau
trên phạ
m vi rộng lớn những thông tin đa dạng về các đối tượng, các hiện tượng trên
đất liền cũng như trên biển, công nghệ viễn thám là công cụ quan trọng để xây dựng
một phần cơ sở dữ liệu đó và cập nhật những biến động theo yêu cầu của công tác
quản lý ven biển. Với mục đích từng bước ứng dụng công nghệ viễn thám phục vụ
công tác quả
n lý ven biển, trung tâm viễn thám tổng cục địa chính đã sử dụng tư liệu
ảnh vệ tinh thành lập bộ bản đồ chuyên đề như một phần của cơ sở dữ liệu trên, (Tô
Quang Thịnh và ctv, 2003).
Công nghệ viễn thám, một trong những thành tựu khoa học vũ trụ đã đạt đến

trình độ cao và đã trở thành kỹ thuật phổ biến được ứng dụng rộng rãi trong nhi
ều lĩnh
vực kinh tế xã hội ở nhiều nước trên thế giới. Nhu cầu ứng dụng công nghệ viễn thám
trong lĩnh vực điều tra nghiên cứu, khai thác, sử dụng, quản lý tài nguyên thiên nhiên
và môi trường ngày càng gia tăng nhânh chóng không những trong phạm vi Quốc gia,
mà cả phạm vi Quốc tế. Những kết quả thu được từ công nghệ viễn thám giúp các nhà
khoa học và các nhà hoạch định chính sách các phương án lựa chọn có tính chiến lược
về
sử dụng và quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường. Vì vậy viễn thám được sử
dụng như là một công nghệ đi đầu rất có ưu thế hiện nay, (Viện khí tượng thủy văn,
2006).
Từ những năm 60 của thế kỷ 20 với sự xuất hiện của vệ tinh nhân tạo đầu tiên
thì kỹ thuật không gian đã có sự phát triển vượt bậc. Vệ tinh là công cụ quan trọng
trong nghiên cứu củ
a khoa học hiện đại. Kỹ thuật thám trắc bằng vệ tinh đã phát triển
nhânh chóng hình thành lên hệ thống quan trắc khí tượng vệ tinh toàn cầu. Quan trắc

6
trái đất và quan trắc không gian đã bước sang một giai đoạn mới, làm phong phú thêm
phạm vi, nội dung quan trắc. Từ quan trắc mang tính cục bộ ở tầng thấp của khí quyển
chuyển sáng quan trắc cả hệ thống khí quyển. Rất nhiều những yếu tố, những vị trí
trong khí quyển và trên trái đất trước đây rất khó quan trắc thì ngày nay với vệ tinh khí
tượng đều có thể thực hiện được. Công nghệ vi
ễn thám đã cung cấp rất nhiều số liệu
cho các lĩnh vực như: thiên văn, khí tượng, địa chất, địa lý, hải dương, nông nghiệp,
lâm nghiệp, quân sự, thông tin, hàng không, vũ trụ , (Viện khí tượng thủy văn, 2006).
Nước ta nhiều đồi núi, địa hình phức tạp (độ cao, độ dốc, hướng, khe suối thung
lũng…) điều kiện khí tượng, khí hậu, thuỷ văn diễn biến phức tạ
p. Cùng với sự ấm lên
của khí hậu toàn cầu các hiện tượng thời tiết bất thường như: Hạn hán, lũ lụt ngày

càng gia tăng và mức độ gây tổn hại ngày càng lớn, nhiệt độ tăng cao kết hợp với hạn
hán dẫn tới nguy cơ cháy rừng, sự phát sinh phát triển của sâu bệnh đối với mùa màng
ngày càng trầm trọng. Vì vậy việc sử dụng các thông tin viễn thám tích hợp với h
ệ
thống thông tin địa lý (GIS) và hệ thống định vị toàn cầu (GPS) cùng với các quan trắc
thu được từ bề mặt sẽ đáp ứng khách quan và đa dạng các thông tin cần thiết phục vụ
công tác nghiên cứu giám sát và dự báo khí tượng thuỷ văn, khí tượng nông nghiệp và
môi trường mà đặc biệt là phục vụ cho công tác giám sát và cảnh báo tác hại của thiên
tai để có các biện pháp phòng tránh và ứng cứu kịp thời, (Viện khí tượng thủy văn,
2006).
Ảnh viễn thám được xử lý và tích hợp trên các phần mềm hiện đại như ENVI,
MATLAB, MAPINFO, ACVIEW Các sản phẩm được tính toán thông qua các thuật
toán đã được ứng dụng ở nhiều nước trên thế giới như Mỹ, EU, Nhật Bản, Trung
Quốc và đã được hiệu chỉnh cho phù hợp với điều kiện Việt Nam. Các kết quả thu
được đã được tích hợp với hệ thống thông tin địa lý t
ạo ra các bản đồ chuyên đề.
Ngoài ra các giá trị số của các sản phẩm viễn thám còn được lưu trữ dưới dạng nhị
phân rất thuận tiện trong việc khai thác và sử dụng, (Viện khí tượng thủy văn, 2006).
1.1.6. Ưu điểm của công nghệ viễn thám
Công nghệ viễn thám là một phần của công nghệ vũ trụ, tuy mới phát triển
nhưng đã nhânh chóng được áp dụng trong nhiều lĩnh v
ực và được phổ biến rộng rãi ở
các nước phát triển. Công nghệ viễn thám đã trở thành phương tiện chủ đạo cho công
tác giám sát tài nguyên thiên nhiên và môi trường ở cấp độ từng nước, từng khu vực và
trong phạm vi toàn cầu. Khả năng ứng dụng công nghệ viễn thám ngày càng được

7
nâng cao, đây là lý do dẫn đến tính phổ cập của công nghệ này. Viễn thám là khoa học
thu nhận, xử lý và suy giải các hình ảnh thu nhận từ trên không của trái đất để nhận
biết được các thông tin về đối tượng trên bề mặt trái đất mà không cần tiếp xúc nó.

Như vậy, viễn thám là phương pháp thu nhận thông tin khách quan về bề mặt trái đất
và các hiện tượng trong khí quyển nhờ các máy thu (sensor) được đặt trên máy bay, vệ
tinh nhân tạo, tàu vũ tr
ụ hoặc đặt trên các trạm quỹ đạo. Công nghệ viễn thám có
những ưu việt cơ bản sau:
- Độ phủ trùm không gian của tư liệu bao gồm các thông tin về tài nguyên, môi
trường trên diện tích lớn của trái đất gồm cả những khu vực rất khó đến được như rừng
nguyên sinh, đầm lầy và hải đảo;
- Có khả năng giám sát sự biến đổi của tài nguyên, môi trường trái đất do chu
kỳ quan trắ
c lặp và liên tục trên cùng một đối tượng trên mặt đất của các máy thu viễn
thám. Khả năng này cho phép công nghệ viễn thám ghi lại được các biến đổi của tài
nguyên, môi truờng giúp công tác giám sát, kiểm kê tài nguyên thiên nhiên và môi
trường;
- Sử dụng các dải phổ đặc biệt khác nhau để quan trắc các đối tượng (ghi nhận
đối tượng), nhờ khả năng này mà tư liệu viễn thám được ứng dụng cho nhiều mục
đích, trong đó có nghiên cứ
u về khí hậu, nhiệt độ của trái đất;
- Cung cấp nhânh các tư liệu ảnh số có độ phân giải cao và siêu cao, là dữ liệu
cơ bản cho việc thành lập và hiệu chỉnh hệ thống bản đồ quốc gia và hệ thống CSDL
địa lý quốc gia.
Với những ưu điểm trên, công nghệ viễn thám đang trở thành công nghệ chủ
đạo cho quản lý, giám sát tài nguyên thiên nhiên và môi truờng ở nước ta hiện nay.
1.1.7. Ứng d
ụng của viễn thám
1.2.7.1. Ứng dụng trên thế giới
Theo Võ Quang Minh (1999), hiện nay trên thế giới viễn thám được ứng dụng
trong một số lỉnh vực sau:
- Nghiên cứu thiên nhiên, địa chất, địa mạo.
- Tìm kiếm khoáng sản.

- Theo dõi sự suy thoái và biến động rừng.
- Nghiên cứu môi trường biển.
- Thành lập bản đồ địa hình.

8
- Xác định vị trí trong không gian của các vật thể bởi các phép đo trên ảnh.
- Phân loại đất.
- Giải đoán các mục đích đặc biệt trong quốc phòng, an ninh, quân sự,…
- Nghiên cứu tình hình ngập nước.
- Theo dõi sự lấn chiếm của sa mạc.
- Theo dõi sự di chuyển của các tảng băng ở các vùng cực.
1.1.7.2. Ứng dụng công nghệ viễn thám để giám sát tài nguyên thiên nhiên
và môi trường ở Việt Nam
Đảng và Nhà nước ta đã khẳng đị
nh phát triển khoa học công nghệ là quốc sách
hàng đầu, là nền tảng và động lực đẩy mạnh công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước.
Đẩy mạnh công nghiệp hoá đất nước là nội dung cơ bản của quá trình phát triển đất
nước ta giai đoạn 2005 - 2020 với mục tiêu cụ thể là nước ta sẽ trở thành nước công
nghiệp vào năm 2020. Để thực hiện mục tiêu trên, vấn đề có tính chất quyết đị
nh là
đẩy mạnh ứng dụng và phát triển khoa học công nghệ, đưa khoa học công nghệ thực
sự trở thành nền tảng và động lực đẩy mạnh công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước.
Phát triển khoa học công nghệ nói chung và khoa học công nghệ viễn thám nói riêng
phục vụ quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường đóng vai trò quan trọng cho sự
nghiệp phát triển đất nước ta hiện nay, (Lê Minh, Nguyễn Xuân Lâm và ctv, 2002).
Theo Lê Minh, Nguyễn Xuân Lâm và ctv (2002), nhu cầu ứng dụng công nghệ

viễn thám để quản lý tài nguyên thiên nhiên trước hết là tài nguyên đất, tài nguyên
nước, tài nguyên khoáng sản, tài nguyên rừng, và giám sát môi trường ngày càng trở
nên bức xúc và trở thành một trong các nhiệm vụ chủ đạo của ứng dụng và phát triển

công nghệ của Bộ Tài nguyên và Môi trường. Trong khi đó, việc ứng dụng công nghệ
viễn thám để giám sát tài nguyên và môi trường ở nước ta trong thời gian qua tuy đã
thu được một số kết quả song còn ít, tản mạn và trên thực tế ch
ưa đáp ứng được nhu
cầu. Các ứng dụng công nghệ viễn thám chủ yếu mới tập trung vào lĩnh vực hiệu chỉnh
bản đồ địa hình, thành lập một số bản đồ chuyên đề, bước đầu đề cập đến ứng dụng
công nghệ viễn thám phục vụ quản lý đất đai và một số khía cạnh của môi trường.
Thực tế đó đ
òi hỏi phải đẩy mạnh ứng dụng rộng rãi công nghệ viễn thám phục vụ
quản lý tài nguyên thiên nhiên và giám sát môi trường. Để đạt được nhiệm vụ trên việc
đầu tư công nghệ mới nhằm xây dựng đồng bộ hệ thống thu nhận, xử lý dữ liệu và áp
dụng tư liệu ảnh vũ trụ là yêu cầu cần thiết và bức xúc với nước ta hiện nay. Năm 2003

9
Thủ tướng Chính phủ đã đồng ý cho sử dụng nguồn vốn ODA của Cộng hòa Pháp để
xây dựng Dự án Xây dựng Hệ thống Giám sát Tài nguyên thiên nhiên và Môi trường ở
Việt Nam và giao cho Bộ Tài nguyên và Môi trường tổ chức thực hiện. Trung tâm
Viễn thám - Bộ Tài nguyên và Môi trường được giao chủ trì thực hiện. Tháng 6 năm
2005 Trung tâm Viễn thám thuộc Bộ Tài nguyên và Môi trường được sự ủy quyền của
Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường
đã ký hợp đồng với Công ty Hàng không Vũ
trụ Châu Âu (EADS) tiến hành thực hiện dự án trong thời gian 3 năm. Hệ thống giám
sát Tài nguyên thiên nhiên và Môi trường bao gồm 3 thành phần:
- Trạm thu mặt đất cho phép thu trực tiếp từ vệ tinh ảnh Spot 2, 4 và 5 (các ảnh
có độ phân giải từ 2,5m, 5m, 10m và 20m), ảnh Envisat ASAR (radar) độ phân giải
30m và ảnh MERIS độ phân giải thấp 300m phục vụ cho nghiên cứu nhiệt độ và độ
mặn nước biển;
- Trung tâm Dữ liệu Qu
ốc gia có khả năng xử lý, phân tích, lưu trữ và phân
phối các dữ liệu thu nhận được;

- Hệ thống ứng dụng dữ liệu (gồm 15 đơn vị) cho phép sử dụng các dữ liệu đã
được xử lý ở Trung tâm dữ liệu vào các mục đích riêng của từng cơ quan, tổ chức.
Việc xây dựng Hệ thống Giám sát Tài nguyên và Môi trường đã mở ra thời kỳ phát
triển mới của công nghệ viễn thám. Trước mắt sẽ thu nhận các ảnh vệ tinh thông dụng
đã nêu ở trên đáp ứng rộng rãi, kịp thời các nhu cầu cơ bản về tư liệu viễn thám cho
các ngành. Sau một thời gian ứng dụng sẽ tiến hành nâng cấp để thu các vệ tinh đời
mới có độ phân giải siêu cao đáp ứng nhu cầu ngày càng cao trong nhiều lĩnh vực và
trong nhiều ngành kinh tế của đất nước.
Thực t
ế đó đòi hỏi Trung tâm Viễn thám phải đẩy mạnh ứng dụng công nghệ
viễn thám phục vụ quản lý tài nguyên và giám sát môi trường trên cơ sở phối hợp chặt
chẽ với các đơn vị có liên quan trong và ngoài Bộ, (Lê Minh, Nguyễn Xuân Lâm và
ctv, 2002).
Hiện nay, ở Việt Nam các cơ quan ứng dụng viễn thám sử dụng nhiều loại tư
liệu ảnh vệ tinh, trong số đó các tư liệu vừa nêu trên là phổ biến. Các tư liệu này mới
được ứng dụng cho việc điều tra nghiên cứu các đối tượng trên đất liền như để hiệu
chỉnh bản đồ tại Trung tâm Viễn thám, lập bản đồ địa chất tại Cục Địa chất Việt Nam
và Viện nghiên cứu Địa chất và Khoáng sản, sử dụng trong quản lý tổng hợp vùng bờ
ở Cục Bảo vệ Môi trường. Tại các c
ơ quan ngoài Bộ, các tư liệu viễn thám được sử

10