trắc địa ảnh viễn thám

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM
------- -------

TIỂU LUẬN
MÔN: ỨNG DỤNG TRẮC ĐỊA ẢNH VIỄN THÁM

Giảng viên: PGS.TS Đỗ Thị Lan
Học viên:

Trương Thị Thảo

Lớp:

K23A – Quản lý đất đai

Thái Nguyên - 2016
1


MÔN HỌC: ỨNG DỤNG TRẮC ĐỊA ẢNH - VIỄN THÁM
Câu hỏi:
Câu 1: Trình bày các chuẩn đoán đọc điều vẽ trực tiếp, gián tiếp? Cho ví dụ ?
Câu 2: Trình bày những ứng dụng của trắc địa ảnh, viễn thám trong công tác quản
lý Tài nguyên và Môi trường ở địa phương nơi anh, chị công tác ? Nêu ví dụ cụ
thể.
BÀI LÀM
Câu 1: Các chuẩn đoán đọc điều vẽ ảnh:
1. Khái niệm: Các chuẩn đoán đọc điều vẽ là các dấu hiệu mà chúng ta dựa
vào đó để đoán nhận các mục tiêu có trên ảnh, các dấu hiệu điều vẽ thường được
xác định dựa trên cơ sở tạo hình, cơ sở phân bố của các mục tiêu.

Việc đoán đọc điều vẽ ảnh được xây dựng dựa vào quá trình chụp ảnh đó là
quá trình quang học, quá trình hình học, quá trình hoá học và cơ sở địa lý, đó là sự
phân bố trong không gian của địa hình, địa vật. Vì vậy việc đoán đọc điều vẽ ảnh
cần có hiểu biết đầy đủ về các quá trình đó. Ví dụ quá trình chụp ảnh dựa trên
nguyên lý của phép chiếu xuyên tâm. Quan hệ giữa điểm ảnh và điểm vật cũng
tuân theo qui luật trong phép chiếu này. Vì vậy nghiên cứu các định lý trong phép
chiếu xuyên tâm, áp dụng chúng vào đoán đọc, điều vẽ ảnh là hết sức cần thiết,
hoặc là khi chụp ảnh hình ảnh thu được phải qua 1 hệ thống thấu kính, lăng kính
chất lượng hình ảnh phụ thuộc vào chất lượng của hệ thống thấu kính và lăng kính
lắp đặt trong máy chụp ảnh. Nếu chất lượng của hệ thống thấu kính, lăng kính

2


không tốt sẽ gây ra hiện tượng méo hình. Do đó muốn đoán đọc điều vẽ ảnh tốt ta
phải hiểu rõ các qui luật tạo hình trong quá trình chụp ảnh.
Phân loại:
- Chuẩn đoán đọc, điều vẽ trực tiếp.
- Chuẩn đoán đọc, điều vẽ gián tiếp.
- Chuẩn đoán đọc, điều vẽ cấu trúc tổng hợp.
1.1. Chuẩn đoán đọc, điều vẽ trực tiếp:
Là dấu hiệu hình ảnh mà mắt người có thể cảm nhận được, các loại chuẩn
này được xây dựng trên cơ sở tạo ảnh hình học và quang học trong phép chiếu
xuyên tâm, khi quan sát ảnh thì các yếu tố đầu tiên đập vào mắt ta chính là các
chuẩn trực tiếp và chúng được chia ra thành các chuẩn như sau:
- Chuẩn hình dáng.
- Chuẩn màu sắc (chuẩn nền ảnh).
- Chuẩn kích thước.
- Chuẩn bóng.
1.1.1.Chuẩn hình dáng:

Là một chuẩn quan trọng và tin vậy để nhận biết ra các đối tượng và
hiện tượng, đây là chuẩn mà mắt người nhận biết được ngay từ đầu, hình dạng
được thu nhỏ theo tỷ lệ của chụp ảnh và tương đối đồng dạng với hình dạng thực
của đối tượng, mức độ đồng dạng phụ thuộc vào tính không gian của đối tượng và
vị trí của hình ảnh.
Có 2 dạng là hình dạng xác định và hình dạng không xác định.
* Hình dạng xác định là chuẩn đoán đọc tin cậy, đó là các đối tượng có hình
dạng xác định là các đối tượng có liên quan đến địa vật cụ thể thường là những địa
vật nhân tạo do con người tạo ra.
* Hình dạng không xác định thường không được đặt tên và ứng với các địa
vật tự nhiên như là cánh đồng, khu rừng v.v.. và là chuẩn đoán đọc điều vẽ không
tin cậy.

3


Ngoài ra hình dáng của đối tượng có thể chia thành các loại như là hình điểm, hình
tuyến, hình vết, hình phẳng, và hình khối.
+ Hình điểm như là hình dáng của giếng khơi, của điểm khống chế trắc địa,
điểm GPS v.v…
+ Hình tuyến như đường giao thông và đướng sắt v.v…
+ Hình vết thường ứng với các địa vật có diện tích nhất định ví dụ như cánh
đồng, đầm lầy, ao hồ.
+ Hình phẳng là các đối tượng không có độ cao, không có chiều sâu như là
cánh đồng, mặt hồ.
+ Hình khối là các đối tượng có độ cao, chiều sâu như là ngôi nhà, cầu v.v…
Căn cứ vào chuẩn hình dáng người ta có thể phân biệt được các loại đường:
- Đường sắt: độ rộng đều, ko có ngã tư, ngã 3 từ 60-120 o, ít nhà xung quang,
không có cây cối mọc 2 bên đường.
- Đường bộ: ngược lại với đường sắt.

Kết luận: Chuẩn hình dáng là một chuẩn quan trọng và tin cậy nhưng đôi khi
thể hiện tính bất định tức là chưa thể hiện được các tính chất đặc trưng của đối
tượng. Ví dụ: dựa vào chuẩn hình dáng chúng ta xác định được đường giao thông
nhưng chưa khẳng định được cấp đường, các loại vật liệu giải mặt đường, tên gọi
v.v… Do vậy chúng ta phải kết hợp với các chuẩn đoán đọc điều vẽ khác.
1.1.2. Chuẩn màu sắc (chuẩn nền ảnh).

4


Màu sắc và độ xám của vật thể trên mặt đất được thể hiện trên ảnh bằng độ
đậm nhạt của hình ảnh vì vật độ đậm nhạt của hình ảnh là một đặc trưng quan
trọng phản ảnh tính chất của địa vật trên ảnh, nền ảnh là mức độ hóa đen của các
yếu tố ở nơi tương ứng địa vật mà có ảnh sáng chiếu vào. Độ đậm nhạt của ảnh phụ
thuộc vào các yếu tố.
Thứ nhất là phụ thuộc vào khả năng phản xạ áng sáng của vật thể.
Thứ hai độ xám của mặt trời khi chụp ảnh.
Thứ ba là chế độ sử lý phim ảnh, vật liệu để chụp, cuối cùng là thường gian
chụp trong ngày, mùa chụp v.v…
Nền ảnh:
Rất mịn → Mịn → Trung bình → Thô → Rất thô.
Ví dụ:

5


Vì vậy ảnh chụp xảy ra hiện tượng các địa vật khác nhau có thể được thể hiện
bằng một nền ảnh như nhau, ngược lại các vật thể giống nhau lại có thể thu được
nền ảnh là khác nhau. Do vậy, đặc trưng về màu sắc của vật thể là rất phức tạp và
luôn biến đổi do nhiều yếu tố nên chuẩn màu sắc là một chuẩn quan trọng nhưng

không phải là duy nhất và thường được ứng dụng để đoán đọc điều vẽ khu nông
nghiệp hoặc lâm nghiệp.
Ví dụ: dựa vào độ xám của hình ảnh ta xác định được các đối tượng và phân
loại được các đối tượng ví dụ như cùng thửa ruộng. Màu tối là ruộng ngập nước,
màu xám là ruộng trồng mầu hoặc là ruộng khô. Tuy vậy hiện nay trong xử lý ảnh
số độ xám là một tham số quan trọng, máy tính tự động nhận biết ra được các đối
tượng.

1.1.3. Chuẩn kích thước.
6


Kích thước của địa vật trên ảnh hang không phụ thuộc vào tỷ lệ chụp ảnh so
với chuẩn hình dáng thì chuản kích thước ít tin cậy hơn và không quan trọng vì
kích thước sx bị thay đổi theo tỷ lệ ảnh và thay đổi theo các vùng khác nhau phụ
thuộc vào góc nghiêng của ảnh, tuy nhiên chuẩn kích thước được dùng trong
trường hợp phân loại sơ bộ trên ảnh.
Ví dụ: Cầu to -> trọng lượng lớn -> ô tô tải.
Cầu nhỏ-> trọng lượng nhỏ -> ô tô con.
Để xác định kích thước của địa vật trên ảnh người ta dùng công thức:

L=m’a x l’
Trong đó:
• L là kích thước ngoài thực địa.
• l’ là kích thước địa vật trên ảnh.
• m’a là mẫu số tỷ lệ ảnh.
Chuẩn kích thước dùng để đoán đọc và điều vẽ các địa vật có cùng hình dạng.
1.1.4. Chuẩn bóng.
Tất cả các đối tượng không gian như cây cối, cột điện v.v.. được chụp trên ảnh
đều có hình ảnh kèm theo bóng của nó.

Bóng là do độ chiếu sáng của mặt trời tạo lên, chuẩn bóng là một chuẩn quan
trọng nhất là đối với các đối tượng khi chúng ta cần phải xác định độ cao.

7


Có 2 loại chuẩn bóng là bóng bản thân và bóng đổ.
Bóng bản thân là bóng mà phía đối tượng không được chiếu sáng, bóng bản
thân làm nổi bật tính không gian của địa vật nhưng mặt khác lại gây khó khăn cho
việc đoán đọc các đối tượng bên cạnh nó. Bóng bản thân được dùng để đoán đọc
điều vẽ thủy nông, vì phân biệt được loại nào là mương tưới và mương tiêu.
Bóng đổ là bóng do đối tượng đó hất xuống nền, bóng rơi của vật thể chính
là hình chiếu xuyên tâm của nó trên mặt đất mà tâm chiếu là mặt trời. tác dụng của
bóng đổ để xác định gần đúng kích thước của đối tượng.

H = ltgα
Trong đó:
• H là chiều cao của đối tượng mà chúng ta cần xác định.
• l là chiều dài bóng đổ (xác định được trên ảnh).
• α phụ thuộc vào vĩ độ φ, thời gian chụp.
Ví dụ chụp ở lúc 9h ngày 22/3 năm 1999 ở vĩ độ φ = 21 o thì người ta suy ra
được α = 45o
1.2. Chuẩn đoán đọc, điều vẽ gián tiếp:
Nếu chỉ dựa vào chuẩn đoán đọc trực tiếp thì chúng ta không thể xác định
chuẩn các đối tượng cần điều vẽ vì tính bất định của chuẩn đoán trực tiếp thường là
lớn, do đó người ta cần phải dựa vào chuẩn gián tiếp, chuẩn đoán đọc điều vẽ gián
tiếp mà mắt người không cảm thụ được, nó được xây dựng trên mối quan hệ tương
hỗ giữa các đối tượng tự nhiên và cảnh quan.
8

Người ta chia chuẩn đoán đọc gián tiếp thành 3 loại:
- Chuẩn phân bố.
- Mối quan hệ tương hỗ.
- Dấu vết hoạt động.
1.2.1. Chuẩn phân bố.
Nói lên quy luật phân bố của đối tượng tất nhiên chuẩn này chỉ đúng cho
từng vùng phân bố nhât định nơi khu vực địa lý xác định, về quy luật phân bố nó
mang tính cục bộ tức là đúng với nơi này nhưng lại không đúng với nơi khác. Tuy
nhiên có những trường hợp không theo quy định.
1.2.2. Mối quan hệ tương hỗ
Nói lên quy luật tương hỗ giữa 2 đối tượng ở ngoài thực địa.
Ví dụ: Đường giao thông => bến xe ô tô hoặc đường thủy => bến phà
1.2.3. Dấu vết hoạt động
Người ta dựa vào dấu vết hoạt động của đối tượng ngoài thực địa được chụp
lên ảnh làm cơ sở đoán đọc ra các địa vật, các hiện tượng có hoạt động ở ngoài tự
nhiên hay nhân tạo.
Như vậy cùng với chuẩn trực tiếp, chuẩn gián tiếp cũng đóng vai trò hết sức
quan trọng trong việc đoán đọc và điều vẽ ảnh. Giữa chúng cũng có mối quan hệ
nhất định mang tính qui luật.
1.3.

Chuẩn đoán đọc điều vẽ tổng hợp.

9


Chuẩn đoán đọc điều vẽ tổng hợp phản ánh cấu trúc của tập hợp lãnh
thổ tự nhiên là chuẩn ổn định và rõ ràng hơn chuẩn trực tiếp của các yếu tố địa vật.
Cấu trúc nền của hình ảnh được hình thành từ các thành phần như sau:

Hình dạng, diện tích, màu. Nếu nền màu là đại lượng thay đổi thì hình
dáng là chuẩn ổn định, chắc chắn hơn. Cấu trúc hình ảnh là kiểu sắp xếp các yếu tố
của ảnh theo một trật tự qui luật nhất định phụ thuộc vào tính chất quang học, hình
học của địa vật thể hiện dưới các trường ngẫu nhiên của độ đen thông qua các mức độ
nền ảnh khác nhau. Cấu trúc hình ảnh gồm: chấm mịn, chấm thô, dạng loang lổ, dạng
vẩy, dạng dải gợn sóng, dạng răng lược, dạng ô mảng, dạng khảm, dạng cành cây.

Hình: Sơ đồ một số dạng cấu trúc
Câu 2: Trình bày những ứng dụng của trắc địa ảnh, viễn thám trong công tác
quản lý tài nguyên và môi trường ở địa phương anh, chị công tác.
10


Trắc địa ảnh, viễn thám đã mở ra nhiều hướng ứng dụng trong nhiều nghành
khoa học quản lý, đặc biệt đối với lĩnh vực quản lý tài nguyên và môi trường.
1.Ứng dụng trắc địa ảnh, viễn thám trong nghiên cứu các tai biến tự nhiên,
biến đổi môi trường:
Trên thế giới, công nghệ viễn thám là công cụ hiệu quả để đánh giá và giám
sát quá trình biến đổi khí hậu. Các số liệu quan trắc thực địa kết hợp với các thông
tin chiết tách từ ảnh viễn thám vệ tinh cho phép dự báo về xu thế biến đổi và xây
dựng các kịch bản biến đổi khí hậu, từ đó chúng ta có căn cứ khoa học để đưa ra
các giải pháp phòng tránh và thân thiện với biến đổi khí hậu.
Đối với nước ta, từ năm 2005, Trung tâm viễn thám thuộc Bộ tài nguyên và
môi trường đã ký hợp đồng với Công ty hàng không vũ trụ châu Âu tiến hành thực
hiện dự án hệ thống giám sát tài nguyên thiên nhiên và môi trường. Trạm thu mặt
đất của trung tâm cho phép thu trực tiếp từ vệ tinh 5 loại ảnh: Spot2, Spot4 và
Spot5 (các ảnh có độ phân giải từ 2,5 m, 10 m và 20 m), ảnh Envisat/Asar (ảnh
radar có độ phân giải 30 m) và ảnh Meris (độ phân giải thấp 400 m) phục vụ điều
tra cơ bản, giám sát tài nguyên thiên nhiên và môi trường, giám sát tai biến thiên
tai bão lụt và nghiên cứu sự dâng lên của nước biển do biến đổi khí hậu cũng như

đánh giá tác hại của chúng đối với nền kinh tế. 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.
Hiện nay, công nghệ viễn thám đã cho ra đời những sản phẩm là những bức ảnh có
độ phân giải siêu cao để phục vụ cho công tác nghiên cứu và giám sát về nhiều
ngành kinh tế của đất nước.
Ví dụ:

11


Ảnh vệ tinh viễn thám chụp cơn bão Chanchu trên Biển Đông

Nhóm nghiên cứu của Trung tâm Viễn thám Quốc gia đã nghiên cứu 2 trong
số nhiều khả năng của viễn thám Việt Nam trong giám sát biểu hiện của biến đổi
khí hậu là theo dõi mực nước biển dâng và nhiệt độ bề mặt đất cũng như bề mặt
nước biển của khu vực biển Đông nước ta.
Từ việc thu thập ảnh viễn thám MODIS của Mỹ, nhóm đã nghiên cứu xây
dựng bản đồ biến thiên nhiệt độ bề mặt nước biển và bản đồ phân bố hàm lượng
chất diệp lục (chlorophy lla) trong nước biển để đánh giá sự biến đổi khí hậu biểu
hiện trên đại dương.
12


Nhóm nghiên cứu cho rằng, với khả năng giám sát liên tục trên phạm vi
rộng, ảnh viễn thám vệ tinh cho phép xác định các vùng bị ngập lụt do mưa lũ,
nước biển dâng… với các kịch bản khác nhau do biến đổi khí hậu.
Bốn biểu hiện cơ bản của biến đổi khí hậu là nhiệt độ nóng lên của trái đất,
mực nước biển dâng, mưa lũ và bão gió thất thường. Viễn thám có vai trò quan
trọng trong giám sát các biểu hiện, đánh giá tác động, giúp các nhà lãnh đạo các tổ
chức, cơ quan Nhà nước ra quyết định nhanh để ứng phó trên quy mô rộng. Từ ảnh

viễn thám, Trung tâm Viễn thám đã xây dựng các bản đồ ngập lụt, vùng ngập
nước, ngập mặn do nước biển dâng…
Mới đây, Trạm Thu ảnh vệ tinh (Trung tâm Viễn thám Quốc gia) được khánh
thành tại xã Minh Khai (Từ Liêm, Hà Nội), một phần của dự án "Xây dựng hệ
thống Giám sát tài nguyên thiên nhiên và môi trường tại Việt Nam", là kênh quan
trọng tiếp tục giúp chúng ta kiểm tra độ chính xác của các báo cáo về TN&MT.
2.Trong lĩnh vực điều tra đất:
Nhu cầu thực tế là để thống kê và thành lập bản đồ sử dụng đất, điều tra
giám sát trạng thái mùa màng và thảm thực vật. Nhằm để ứng dụng Xác định và
phân loại các vùng thổ nhưỡng, đánh giá mức độ thoái hoá đất, tác hại của xói
mòn, quá trình muối hoá.

Ví dụ:

13


14


3.Trong lĩnh vực địa chất:
Nhu cầu thực tế là để đưa ra những lời giải đoán cho việc nghiên cứu
thạch quyển dựa trên tư liệu viễn thám tập trung vào lớp vỏ trên cùng và tất cả các
thông tin liên quan đến địa chất, địa mạo, thủy văn đều được xử lý.
Ứng dụng: Áp dụng kỹ thuật viễn thám trong địa chất là phát hiện, xác
định và lập bản đồ các yếu tố trên bề mặt và gần bề mặt trái đất. Thành lập bản đồ
địa chất; Lập bản đồ phân bố khoáng sản; Lập bản đồ phân bố nước ngầm; Lập bản
đồ địa mạo.

15

4.Trong lĩnh vực nông-lâm nghiệp:
Hiện nay viễn thám được ứng dụng trong nông lâm nghiệp bao gồm:
- Phân loại cây trồng,quản lý và đánh giá năng suất thu hoạch.
- Thành lập bản đồ thích nghi đất cho từng loại cây trồng.
- Thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất.
- Phân tích biến động các loại hình sử dụng đất.
Sử dụng phối hợp ảnh vệ tinh quang học và ảnh rada để thành lập bản đồ loại
cây trồng và để xác định vị trí và diện tích khu vực cây trồng. Xác định vùng bị thiệt
hại do sâu bệnh và thiên tai. Sử dụng khá tốt ảnh chỉ số NDVI trong việc giám sát lớp
phủ rừng. Ảnh rada và ảnh quang học để xác định vị trí và diện tích khu vực bị khai
thác bất hợp pháp. Nhằm phân biệt loại rừng, thành lập bản đồ nông - lâm nghiệp,
đánh giá nạn phá rừng và mức độ tái sinh, thống kê rừng và ước tính sinh khối, bảo vệ
nguồn nước, bảo vệ bờ biển (rừng đước), giám sát và phát hiện cháy rừng.

16


Ví dụ:

17


18


5.Quản lý đất đai:
Trong quản lý đất đai ảnh viễn thám được để thực hiện công tác quy hoạch
các vùng đất có diện tích lớn đễ tiết kiệm nguồn chi phí. Dễ kiểm tra trong công

tác quản lý đất của từng vùng và dễ quản lý các vùng đất biến động,…
Ví dụ:

19


20


21


22