CƠ sở VIẾN THÁM LIÊN THÔNG

CƠ SỞ VIẾN THÁM LIÊN THÔNG
Câu 1: Trình bày các thành phần cơ bản của hệ thống viễn thám.
Các thành phần chính của một hệ thống viễn thám
Một hệ thống viễn thám thường bao gồm 7 phần tử có quan hệ chặt chẽ với nhau.
Nguồn năng lượng (A): thành phần đầu tiên của hệ thống viễn thám là nguồn năng
lượng để chiếu sáng hay cung cấp năng lượng điện từ tới đối tượng cần nghiên cứu.
Trong viễn thám chủ động sử dụng năng lượng phát ra từ nguồn phát đặt trên vật
mang, còn trong viễn thám bị động, nguồn năng lượng chủ yếu là bức xạ mặt trời.
Những tia phát xạ và khí quyển (B): bức xạ điện từ từ nguồn phát tới đối tượng
nghiên cứu sẽ phải tương tác qua lại với khí quyển nơi nó đi qua.
Sự tương tác với đối tượng (C): sau khi truyền qua khí quyển đến đối tượng, năng
lượng sẽ tương tác với đối tượng tùy thuộc vào đặc điểm của đối tượng và sóng điện
từ. Sự tương tác này có thể là sự truyền qua, sự hấp thụ hay bị phản xạ trở lại khí
quyển.
Thu nhận năng lượng bằng bộ cảm biến (D): sau khi năng lượng được phát ra hoặc
bị phản xạ từ đối tượng, cần có bộ cảm biến để tập hợp lại và thu nhận sóng điện từ.
Năng lượng điện từ truyền về bộ cảm sẽ mang thông tin của đối tượng.
Sự truyền tải, thu nhận và xử lý (E): năng lượng được thu nhận bởi bộ cảm cần
được truyền tải (thường dưới dạng điện từ) đến một trạm thu nhận dữ liệu để xử ly
sang dạng ảnh. Ảnh này là dữ liệu thô.
Phân loại và phân tích ảnh (F): ảnh thô sẽ được xử ly để có thể sử dụng trong các
mục đích khác nhau. Để nhận biết được các đối tượng trên ảnh cần phải giải đoas
chúng. Ảnh được phân loại bằng việc kết hợp các phương pháp khác nhau (phân loại
bằng mắt, phân loại thực địa, phân loại tự động,...).
Ứng dụng (G): đây là thành phần cuối cùng của hệ thống viễn thám, được thực hiện
khi ứng dụng thông tin thu nhận được trong qúa trình xử ly ảnh vào các lĩnh vực, bài
toán cụ thể.

1

Câu 2: Trình bày khái niệm viễn thám. Vẽ sơ đồ và trình bày nguyên lý hoạt
động của hệ thống viễn thám
- Viễn thám là ngành khoa học nghiên cứu việc đo đạc, thu thập thông tin về một
đối tượng, sự vật bằng cách sử dụng thiết bị đo tác động một cách gián tiếp với đối
tượng nghiên cứu.
- Các thành phần chính của một hệ thống viễn thám
Một hệ thống viễn thám thường bao gồm 7 phần tử có quan hệ chặt chẽ với nhau.
Trình tự hoạt động của các thành phần trong hệ thống viễn thám được mô tả trong
hình sau:

Hình 1.5 Các thành phần trong hệ thống viễn thám
Nguồn năng lượng (A): thành phần đầu tiên của hệ thống viễn thám là nguồn năng
lượng để chiếu sáng hay cung cấp năng lượng điện từ tới đối tượng cần nghiên cứu.
Trong viễn thám chủ động sử dụng năng lượng phát ra từ nguồn phát đặt trên vật
mang, còn trong viễn thám bị động, nguồn năng lượng chủ yếu là bức xạ mặt trời.
Những tia phát xạ và khí quyển (B): bức xạ điện từ từ nguồn phát tới đối tượng
nghiên cứu sẽ phải tương tác qua lại với khí quyển nơi nó đi qua.
Sự tương tác với đối tượng (C): sau khi truyền qua khí quyển đến đối tượng, năng
lượng sẽ tương tác với đối tượng tùy thuộc vào đặc điểm của đối tượng và sóng điện
từ. Sự tương tác này có thể là sự truyền qua, sự hấp thụ hay bị phản xạ trở lại khí
quyển.
Thu nhận năng lượng bằng bộ cảm biến (D): sau khi năng lượng được phát ra hoặc
bị phản xạ từ đối tượng, cần có bộ cảm biến để tập hợp lại và thu nhận sóng điện từ.
Năng lượng điện từ truyền về bộ cảm sẽ mang thông tin của đối tượng.
Sự truyền tải, thu nhận và xử lý (E): năng lượng được thu nhận bởi bộ cảm cần
được truyền tải (thường dưới dạng điện từ) đến một trạm thu nhận dữ liệu để xử ly
sang dạng ảnh. Ảnh này là dữ liệu thô.
Phân loại và phân tích ảnh (F): ảnh thô sẽ được xử ly để có thể sử dụng trong các
mục đích khác nhau. Để nhận biết được các đối tượng trên ảnh cần phải giải đoas
chúng. Ảnh được phân loại bằng việc kết hợp các phương pháp khác nhau (phân loại

bằng mắt, phân loại thực địa, phân loại tự động,...).
Ứng dụng (G): đây là thành phần cuối cùng của hệ thống viễn thám, được thực hiện
khi ứng dụng thông tin thu nhận được trong qúa trình xử ly ảnh vào các lĩnh vực, bài
toán cụ thể.

2


Câu 3: Vẽ đồ thị và trình bày đặc trưng phản xạ phổ của thực vật
Đặc trưng phản xạ phổ của thực vật.
Khả năng phản xạ phổ của thực vật phụ thuộc vào bước sóng điện từ. Trong dải sóng
điện từ nhìn thấy, các sắc tố của lá cây ảnh hưởng đến đặc tính phản xạ phổ của nó,
đặc biệt là hàm lượng chất diệp lục (clorophyl). Trong dải sóng này, thực vật ở trạng
thái tươi tốt với hàm lượng diệp lục cao trong lá cây sẽ có khả năng phản xạ phổ cao
ở bước sóng xanh lá cây (green), giảm xuống ở vùng sóng đỏ (red) và tăng rất mạnh
ở vùng sóng cận hồng ngoại (NIR).
Khả năng phản xạ phổ của lá cây ở vùng sóng ngắn và vùng ánh sáng đỏ thấp. Hai
vùng suy giảm khả năng phản xạ phổ này tương ứng với hai dải sóng bị chất diệp lục
(clorophyl) hấp thụ. Ở vùng sóng này, chất diệp lục hấp thụ phần lớn năng lượng
chiếu tới, do vậy khả năng phản xạ phổ của lá cây không lớn. Ở bước sóng xanh lá
cây (green), khả năng phản xạ phổ của lá cây rất cao, do đó lá cây ở trạng thái tươi tốt
được mắt người cảm nhận ở màu lục (green). Khi lá úa hoặc có bệnh, hàm lượng
clorophyl giảm đi, khả năng phản xạ phổ cũng thay đổi, mắt người sẽ cảm nhận lá
cây có màu vàng, đỏ. Ở vùng sóng hồng ngoại, ảnh hưởng chủ yếu đến khả năng
phản xạ phổ của lá cây là hàm lượng nước chứa trong lá.
Thực vật có khả năng hấp thụ năng lượng mạnh nhất ở các bước sóng 1.4 μm, 1.9
μm, 2.7 μm. Bước sóng 2.7 μm hấp thụ năng lượng mạnh nhất gọi là dải sóng cộng
hưởng hấp thụ (sự hấp thụ mạnh diễn ra với dải sóng trong khoảng từ 2.66 μm–2.73
μm). Khi hàm lượng nước chứa trong lá giảm đi, khả năng phản xạ phổ của lá cây
cũng tăng lên đáng kể.

Hình 1.20 Một số yếu tổ ảnh hưởng đến khả năng phản xạ phổ của thực vật
3


Câu 4: Phát biểu khái niệm vật mang và bộ cảm. Trình bày các dạng quỹ đạo cơ
bản của vệ tinh viễn thám
Khái niệm
Thiết bị dùng để cảm nhận sóng điện từ phản xạ hay bức xạ từ vật thể được gọi là bộ
cảm biến (Sensor).
Phương tiện mang các Sensor gọi là vật mang
Nhìn chung dựa theo quỹ đạo chuyển động của vệ tinh so với trái đất và mặt trời
có thể chia quỹ đạo vệ tinh thành các loại cơ bản như sau:
Quỹ đạo đồng bộ trái đất: là quỹ đạo mà vệ tinh chuyển động cùng một vận tốc góc
với trái đất, nghĩa là vệ tinh quay một vòng trên quỹ đạo mất thời gian là 24 giờ. Vệ
tinh chuyển động trên quỹ đạo đồng bộ trái đất và nếu mặt phẳng quỹ đạo có góc
nghiêng bằng 0 được gọi là quỹ đạo địa tĩnh. Các vệ tinh địa tĩnh có độ cao khoảng
36000km và luôn treo lơ lửng tại một điểm trên không trung (đứng yên so với bề mặt
trái đất). Do đó, vệ tinh địa tĩnh cho phép quan sát và thu thập thông tin liên tục trên
một vùng cụ thể và được sử dụng thích hợp vào mục đích quan sát khí tượng hoặc
truyền tin…Vệ tinh Vinasat của Việt Nam (ngày phóng) là vệ tinh thông tin, có quỹ
đạo địa tĩnh. Với độ cao lớn, các vệ tinh khí tượng địa tĩnh có thể giám sát thời tiết và
dạng mây bao phủ trên toàn bộ bán cầu của trái đất.
Quỹ đạo đồng bộ mặt trời : là quỹ đạo cho phép vệ tinh chuyển động theo hướng
Bắc – Nam kết hợp với chuyển động quay của trái đất (Tây - Đông) sao cho vệ tinh
luôn luôn nhìn bề mặt trái đất tại thời điểm có sự chhiếu sáng tốt nhất của mặt trời.
Như vậy góc nghiêng của mặt phẳng quỹ đạo này gần với góc nghiêng của trục quay
trái đất (so với mặt phẳng xích đạo) nên còn được gọi là quỹ đạo gần cực. Những vệ
tinh chuyển động theo quỹ đạo đồng bộ mặt trời sẽ thu thập thông tin trên vùng nào
đó của trái đất theo giờ địa phương nhất định và vị trí của vệ tinh sẽ thay đổi theo

điều kiện chiếu sáng của mặt trời trong một năm. Loại quỹ đạo này đảm bảo điều
kiện chiếu sáng của mặt trời là như nhau khi thu thập ảnh vệ tinh trên cùng khu vực
cụ thể theo các ngày và từng mùa khác nhau trong năm. Các vệ tinh tài nguyên
thường sử dụng quỹ đạo đồng bộ mặt trời vì có ưu điểm luôn tạo được một điều kiện
chiếu sáng ổn định. Đây là yếu tố quan trọng cho vịêc giám sát sự thay đổi giá trị phổ
giữa các ảnh mà không cần hiệu chỉnh do điều kiện chiếu sáng khác nhau.

4


Câu 5. Hãy so sánh vệ tinh quỹ đạo đồng bộ trái đất và vệ tinh quỹ đạo đồng bộ
mặt trời.
Vệ tinh quỹ đạo đồng bộ trái đất

Vệ tinh quỹ đạo đồng bộ mặt trời.

Là quỹ đạo của vệ tinh có chuyển động
với vận tốc cùng với vận tốc quay của
Trái đất. Có nghĩa là vệ tinh quay một
vòng quanh trái đất hết gần 24h hay
86164.1s

Là quỹ đạo chuyển động của vệ tinh hướng
Bắc – Nam kết hợp với chuyển động Đông –
Tây của Trái đất tạo thành quỹ đạo chuyển
động đồng bộ với quỹ đạo chuyển động của
mặt trời, sao cho vệ tinh luôn nhìn bề mặt trái
đất tại thời điểm có độ sáng ổn định
Nếu mặt phẳng quỹ đạo của vệ tinh Góc nghiêng của mặt phẳng quỹ đạo gần bằng
trùng với mặt phẳng xích đạo của trái góc nghiêng của trục quay trái đất so với mặt

đất, thì vệ tinh được gọi là vệ tinh địa phẳng xích đạo, do vậy còn gọi là quỹ đạo cực
tĩnh
Các vệ tinh địa tĩnh có độ cao bay Những vệ tinh chuyển động theo quỹ đạo đồng
khoảng 30000 km đến 40000 km và bộ với mặt trời sẽ thu thập thông tin trên một
luôn treo lơ lửng tại một điểm trên vùng nào đó trên mặt đất theo một giờ địa
không trung (đứng yên tương đối so phương nhất định và với độ chiếu sáng của
với mặt đất), nên chúng sử dụng cho mặt trời ổn định. Đây là yếu tố quan trọng cho
mục đích quan sát khí tượng, giám sát việc giám sát sự thay đổi giá trị phổ giữa các
môi trường cho mỗi vùng lãnh thổ và ảnh.
truyền tin.
Với độ cao lớn, các vệ tinh khí tượng Đặc trưng chuyển động của vệ tinh theo quỹ
địa tĩnh có thể giám sát thời tiết và đạo không chỉ được phân biệt theo hình dạng,
dạng mây bao phủ trên toàn bộ bán cầu kích thước, góc nghiêng... mà còn theo chu kỳ
của trái đất
lặp lại của nó tại thời điểm quan sát. Chu kỳ
lặp có thể là 1 hay nhiều ngày. Vệ tinh giám
sát mặt đất (vệ tinh tài nguyên) thường sử
dụng quỹ đạo chuyển động với chu kỳ lặp
nhiều ngày, cho phép bộ cảm nhìn bao phủ
hầu hết các phần trên bề mặt trái đất.

5


Câu 6: Trình bày phân loại viễn thám
1. Sự phân biêt các loại viễn thám căn cứ vào các yếu tố sau:
- Hình dạng quỹ đạo của vệ tinh.
- Độ cao bay của vệ tinh
- Loại nguồn phát và tín hiệu thu nhận.
- Dải phổ của các thiết bị thu .

2. Phân loại theo nguồn năng lượng được sử dụng (loại nguồn phát và tín hiệu
thu nhận), kỹ thuật viễn thám bao gồm:
- Viễn thám bị động: sử dụng năng lượng mặt trời hoặc năng lượng do vật thể bức xạ
(ở điều kiện nhiệt độ thường, các vật thể tự phát ra bức xạ hồng ngoại).
- Viễn thám chủ động: thiết bị thu nhận phát ra nguồn năng lượng tới vật thể rồi thu
nhận tín hiệu phản xạ lại.
3. Phân loại theo vùng bước sóng sử dụng (theo dải phổ của các thiết bị thu): ứng
với vùng bước sóng sử dụng , viễn thám có thể được phân thành 3 loại cơ bản:
- Viễn thám trong dải sóng nhìn thấy và hồng ngoại phản xạ: nguồn năng lượng sử
dụng là bức xạ mặt trời, ảnh viễn thám nhận được dựa vào sự đo lường năng lượng
vùng ánh sáng nhìn thấy và hồng ngoại được phản xạ từ vật thể và bề mặt trái đất.
Ảnh thu được bởi kỹ thuật viễn thám này được gọi là ảnh quang học.
- Viễn thám hồng ngoại nhiệt: nguồn năng lượng sử dụng là bức xạ nhiệt do chính
vật thể sản sinh ra. Ảnh thu được bởi kỹ thuật viễn thám này được gọi là ảnh nhiệt.
- Viễn thám siêu cao tần: trong viễn thám siêu cao tần hai kỹ thuật chủ động và bị
động đều được áp dụng. Viễn thám bị động thu lại sóng vô tuyến cao tần với bước
sóng lớn hơn 1mm mà được bức xạ tự nhiên hoặc phản xạ từ một số đối tượng. Vì có
bước sóng dài nên năng lượng thu nhận được của kỹ thuật viễn thám siêu cao tần bị
động thấp hơn viễn thám trong dải sóng nhìn thấy. Đối với viễn thám siêu cao tần chủ
động (Radar), vệ tinh cung cấp năng lượng riêng và phát trực tiếp đến các vật thể, rồi
thu lại năng lượng do sóng phản xạ lại từ các vật thể. Cường độ năng lượng phản xạ
được đo lường để phân biệt giữa các đối tượng với nhau. Ảnh thu được từ kỹ thuật
viễn thám này được gọi là ảnh Radar.
4. Phân loại theo đặc điểm quỹ đạo: có hai nhóm chính là viễn thám vệ tinh địa

6


tĩnh và viễn thám vệ tinh quỹ đạo cực (hay gần cực)
Căn cứ vào đặc điểm quỹ đạo vệ tinh, có thể chia ra hai nhóm vệ tinh là:

+ Vệ tinh địa tĩnh là vệ tinh có tốc độ góc quay bằng tốc độ góc quay của trái đất,
nghĩa là vị trí tương đối của vệ tinh so với trái đất là đứng yên.
+ Vệ tinh quỹ đạo cực (hay gần cực) là vệ tinh có mặt phẳng quỹ đạo vuông góc hoặc
gần vuông góc so với mặt phẳng xích đạo của Trái Đất. Tốc độ quay của vệ tinh khác
với tốc độ quay của trái đất và được thiết kế riêng sao cho thời gian thu ảnh trên mỗi
vùng lãnh thổ trên mặt đất là cùng giờ địa phương và thời gian lặp lại là cố định đối
với một vệ tinh (ví dụ LANDSAT là 18 ngày, SPOT là 23 ngày...)
Trên hai nhóm vệ tinh nói trên đều có thể áp dụng nhiều phương pháp thu nhận thông
tin khác nhau tùy theo sự thiết kế của nơi chế tạo.

7


Câu 7. Dựa theo quỹ đạo chuyển động của vệ tinh so với trái đất và mặt trời có
thể chia quỹ đạo vệ tinh thành các loại cơ bản? Trình bày các loại quỹ đạo đó.
Nhìn chung dựa theo quỹ đạo chuyển động của vệ tinh so với trái đất và mặt trời
có thể chia quỹ đạo vệ tinh thành các loại cơ bản như sau:
Quỹ đạo đồng bộ trái đất: là quỹ đạo mà vệ tinh chuyển động cùng một vận tốc góc
với trái đất, nghĩa là vệ tinh quay một vòng trên quỹ đạo mất thời gian là 24 giờ. Vệ
tinh chuyển động trên quỹ đạo đồng bộ trái đất và nếu mặt phẳng quỹ đạo có góc
nghiêng bằng 0 được gọi là quỹ đạo địa tĩnh. Các vệ tinh địa tĩnh có độ cao khoảng
36000km và luôn treo lơ lửng tại một điểm trên không trung (đứng yên so với bề mặt
trái đất). Do đó, vệ tinh địa tĩnh cho phép quan sát và thu thập thông tin liên tục trên
một vùng cụ thể và được sử dụng thích hợp vào mục đích quan sát khí tượng hoặc
truyền tin…Vệ tinh Vinasat của Việt Nam (ngày phóng) là vệ tinh thông tin, có quỹ
đạo địa tĩnh. Với độ cao lớn, các vệ tinh khí tượng địa tĩnh có thể giám sát thời tiết và
dạng mây bao phủ trên toàn bộ bán cầu của trái đất.
Quỹ đạo đồng bộ mặt trời : là quỹ đạo cho phép vệ tinh chuyển động theo hướng
Bắc – Nam kết hợp với chuyển động quay của trái đất (Tây - Đông) sao cho vệ tinh
luôn luôn nhìn bề mặt trái đất tại thời điểm có sự chhiếu sáng tốt nhất của mặt trời.

Như vậy góc nghiêng của mặt phẳng quỹ đạo này gần với góc nghiêng của trục quay
trái đất (so với mặt phẳng xích đạo) nên còn được gọi là quỹ đạo gần cực. Những vệ
tinh chuyển động theo quỹ đạo đồng bộ mặt trời sẽ thu thập thông tin trên vùng nào
đó của trái đất theo giờ địa phương nhất định và vị trí của vệ tinh sẽ thay đổi theo
điều kiện chiếu sáng của mặt trời trong một năm. Loại quỹ đạo này đảm bảo điều
kiện chiếu sáng của mặt trời là như nhau khi thu thập ảnh vệ tinh trên cùng khu vực
cụ thể theo các ngày và từng mùa khác nhau trong năm. Các vệ tinh tài nguyên
thường sử dụng quỹ đạo đồng bộ mặt trời vì có ưu điểm luôn tạo được một điều kiện
chiếu sáng ổn định. Đây là yếu tố quan trọng cho vịêc giám sát sự thay đổi giá trị phổ
giữa các ảnh mà không cần hiệu chỉnh do điều kiện chiếu sáng khác nhau.
Một vệ tinh bao giờ cũng đặc trưng bởi các thông số sau:
Độ cao bay (km)
Chu kỳ lặp (ngày)
Thời gian bay qua xích đạo (giờ địa phương)
Góc nghiêng của quỹ đạo (độ)
Dạng quỹ đạo
Số kênh phổ có khả năng ghi nhận được

8


Câu 8: Vẽ đồ thị và trình bày đặc trưng phản
xạ phổ của nước.
Đặc trưng phản xạ phổ của nước. Khả năng phản xạ phổ của nước thay đổi theo bước
sóng của bức xạ chiếu tới và thành phần vật chất có trong nước. Ngoài ra, khả năng
phản xạ phổ của nước còn phụ thuộc vào bề mặt nước và trạng thái của nước.
Đối với đường bờ nước, ở dải sóng hồng ngoại và cận hồng ngoại có thể phân biệt
một cách rõ ràng. Nước có khả năng hấp thụ rất mạnh năng lượng ở bước sóng cận
hồng ngoại và hồng ngoại, do đó năng lượng phản xạ sẽ rất ít. Ở dải sóng dài, khả
năng phản xạ phổ của nước khá nhỏ nên có thể sử dụng các kênh ở dải sóng ngoài để

xác định ranh giới nước – đất liền.
Trong nước chứa nhiều thành phần hữu cơ và vô cơ, cho nên khả năng phản xạ phổ
của nước phụ thuộc vào thành phần và trạng thái của nước. Nước đục có khả năng
phản xạ phổ cao hơn nước trong, nhất là ở dải sóng dài. Hàm lượng clorophyl cũng
ảnh hưởng đến khả năng phản xạ phổ của nước (giảm khả năng phản xạ phổ ở dải
sóng ngắn, tăng ở dải sóng màu xanh lá cây). Ngoài ra, một số yếu tố khác cũng ảnh
hưởng đến khả năng phản xạ phổ của nước, tuy không thể hiện rõ rệt qua sự khác biệt
của đồ thị phổ: độ mặn của nước biển, hàm lượng khí metan, oxi, nitơ, cacbonic,...
trong nước.
Độ thấu quang của nước phụ thuộc vào độ đục/trong. Nước biển, nước ngọt, nước cất
đều có chung đặc tính thấu quang, tuy nhiên với nước đục, độ thấu quang giảm rõ rệt
và với bước sóng càng dài, độ thấu quang càng lớn. Khả năng thấu quang cao và hấp
thụ năng lượng ít ở dải sóng nhìn thấy đối với lớp nước mỏng (ao, hồ nông) và trong
là do năng lượng phản xạ của lớp đáy: cát, đá,...
Bảng 12. Độ thấu quang của nước phụ thuộc bước sóng
Bước sóng
Độ thấu quang
0.5 μm – 0.6 μm
Đến 10 m
0.6 μm – 0.7 μm
3m
0.7 μm – 0.8 μm
1m
0.8 μm – 1.1 μm
< 10 cm

9


Hình 1.21 Khả năng thấu quang của một số loại nước

10


Câu 9. Vẽ sơ đồ và trình bày đặc trưng phản
xạ phổ của thổ nhưỡng.
Đặc trưng phản xạ phổ của thổ nhưỡng. Đặc trưng phản xạ chung nhất của thổ
nhưỡng là khả năng phản xạ phổ tăng theo độ dài bước sóng, đặc biệt là bước sóng
cận hồng ngoại và hồng ngoại nhiệt. Ở dải sóng điện từ này, chỉ có năng lượng hấp
thụ và năng lượng phản xạ mà không có năng lượng thấu quang. Với các loại đất có
thành phần cấu tạo các chất hữu cơ và vô cơ khác nhau, khả năng phản xạ phổ sẽ
khác nhau. Tùy thuộc vào thành phần hợp chất có trong đất mà biên độ của đồ thị
phản xạ phổ sẽ khác nhau.
Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng phản xạ phổ của thổ nhưỡng: cấu trúc bề mặt của
đất, độ ẩm của đất, hợp chất hữu cơ, vô cơ có trong đất.

Hình 1.18 Đặc tính phổ của một số loại đất
Cấu trúc của thổ nhưỡng phụ thuộc vào thành phần sét, bụi cát có trong đất. Sét là
hạn mịn có đường kính nhỏ hơn 0.002mm, bụi có đường kính 0.002 – 0.05mm, cát có
đường kính 0.05 – 2mm. Với đất hạt mịn thì khoảng cách giữa các hạt nhỏ, với đất
hạt lớn, khoảng cách giữa các hạt lớn hơn dẫn đến khả năng vận chuyển không khí và
độ ẩm dễ dàng hơn. Độ ẩm và lượng nước có trong đất ảnh hưởng lớn đến khả năng
phản xạ phổ của thổ nhưỡng.
Khả năng phản xạ phổ của thổ nhưỡng phụ thuộc vào độ ẩm của đất. Khi độ ẩm tăng,
khả năng phản xạ sẽ bị giảm (hình 1.19)

11


Hình 1.19 Khả năng phản xạ phổ phụ thuộc độ ẩm của thổ nhưỡng

Một yếu tố khác ảnh hưởng đến khả năng phản xạ phổ của thổ nhưỡng là hợp chất
hữu cơ có trong đất. Với hàm lượng hợp chất hữu cơ từ 0.5 – 5.0% đất sẽ có màu nâu
sẫm (phản xạ phổ yếu). Nếu hàm lượng chất hữu cơ trong đất thấp hơn, khả năng phản
xạ phổ sẽ cao hơn. Khả năng phản xạ phổ của thổ nhưỡng còn phụ thuộc vào hàm lượng
oxit sắt chứa trong đất. Khả năng phản xạ phổ tăng khi hàm lượng oxit sắt trong đất giảm
xuống (đặc biệt là vùng phổ nhìn thấy). Trong dải sóng điện từ này, khả năng phản xạ
phổ có thể giảm đến 40% khi hàm lượng oxit sắt trong đất tăng lên. Khi loại bỏ oxit sắt
ra khỏi đất, khả năng phản xạ phổ tăng lên một cách rõ rệt, đặc biệt trong dải sóng điện
từ 0.5 μm – 1.1 μm.

12


Câu 10: Trình bày các yếu tố ảnh hưởng đến khả
năng phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên.
Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên
Các đối tượng tự nhiên khác nhau có đặc trưng phản xạ phổ khác nhau. Tuy nhiên,
khả năng phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên cũng chịu ảnh hưởng bởi một số
yếu tố chung như yếu tố thời gian, không gian, khí quyển.
Yếu tố thời gian.Yếu tố thời gian là một trong những yếu tố quan trọng nhất ảnh
hưởng đến khả năng phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên, đặc biệt là các đối
tượng có sự thay đối theo thời gian như lớp phủ thực vật. Sự thay đổi theo thời gian
của các đối tượng tự nhiên dẫn đến khả năng phản xạ phổ cũng thay đổi theo, ví dụ
lúa có màu khác nhau theo thời vụ, cây rụng lá vào mùa đông nên khả năng phản xạ
phổ cũng khác mùa hè,...Do vậy, khi phân tích ảnh cần biết rõ thời vụ, thời điểm thu
nhận ảnh và đặc điểm của đối tượng cần phân loại.
Yếu tố không gian. Yếu tố không gian bao gồm yếu tố không gian cục bộ và yếu tố
không gian địa ly. Yếu tố không gian cục bộ thể hiện khi chụp ảnh cùng một loại đối
tượng (cây trồng theo hàng và cây trồng theo mảng lớn có độ phản xạ phổ khác
nhau). Yếu tố không gian địa ly thể hiện ở chỗ, cùng một loại đối tượng nhưng sinh

trưởng ở các vùng khác nhau thì khả năng phản xạ phổ khác nhau. Với các góc chụp
khác nhau, cùng một loại đối tượng 2 bên sườn núi sẽ có khả năng phản xạ phổ khác
nhau,...
Yếu tố khí quyển. Khí quyển ảnh hưởng rất lớn đến khả năng phản xạ phổ của đối
tượng tự nhiên. Khí quyển có thể ảnh hưởng đến số liệu viễn thám bằng hai cách: tán
xạ (làm đổi hướng tia chiếu) và hấp thụ năng lượng. Do vậy, trước khi phân loại các
đối tượng trên ảnh, thông thường một bước bắt buộc là phải hiệu chỉnh khí quyển
(atmospheric correction) nhằm giảm thiểu sự ảnh hưởng của các yếu tố khí quyển đến
chất lượng ảnh.

13


Câu 11: Khoá giải đoán là gì? Mục đích, yêu cầu khi thành lập
khoá giải đoán phục vụ cho công tác giải đoán ảnh vệ tinh.
Trình bày các dấu hiệu giải đoán ảnh bằng mắt.
Khóa giải đoán ảnh
Khóa giải đoán là chuẩn giải đoán cho đối tượng nhất định bao gồm tập hợp các yếu
tố và dấu hiệu do người giải đoán thiết lập
Mục đích nhằm trợ giúp cho công tác giải đoán nhanh và đạt kết quả chính xác
thống nhất cho các đối tượng từ nhiều người khác nhau. Kết quả giải đoán chủ yếu
phụ thuộc vào khóa giải đoán
Yêu cầu Thông thường khóa giải đoán được thành lập dựa trên những vùng nghiên
cứu thử nghiệm đã được điều tra kỹ lưỡng. Bằng cách sử dụng khóa giải đoán, người
giải đoán có thể phát triển mở rộng và phân tích cho nhiều vùng khác trên cơ sở cùng
một loại tư liệu cũng như cùng mùa và thời gian chụp ảnh do đó giúp cho công tác
giải đoán nhanh hơn và đảm bảo được tính thống nhất trong quá trình giải đoán.
Các dấu hiệu phân loại
Những yếu tố cơ bản để phân loại ảnh bằng bắt bao gồm kích thước, hình dạng, màu
sắc, vị trí, ... của đối tượng cần phân loại.

Kích thước. Thông tin biểu diễn hình dạng và kích thước đối tượng có y nghĩa quan
trọng trong phân loại và phân tích ảnh bằng mắt. Kích thước của đối tượng tùy thuộc
vào tỷ lệ ảnh, kích thước có thể được xác định nếu lấy kích thước đo được trên ảnh
nhân với nghịch đảo tỷ lệ của ảnh. Do vậy, khi phân loại ảnh bằng mắt, điều quan
trong phải xác định được độ phân giải không gian, kích thước pixel cũng như tỉ lệ
ảnh. Đối với ảnh vệ tinh độ phân giải cao, kích thước các ngôi nhà có thể được nhận
thấy rõ. Ngược lại, trên ảnh vệ tinh độ phân giải trung bình và thấp không thể phân
biệt bằng mắt các ngôi nhà riêng biệt mà chỉ phát hiện được các khu nhà, khu đô thị.
Hình dạng. Là đặc trưng bên ngoài tiêu biểu cho đối tượng và có y nghĩa quan trọng
trong giải đoán ảnh. Hình dạng đặc trưng cho mỗi đối tượng khi nhìn từ trên cao
xuống được coi là dấu hiệu giải đoán ảnh quan trọng (ruộng thường có dạng hình
vuông hay chữ nhật, khu vực chung cư cao tầng khác với nhà riêng lẻ,...).
Bóng râm: Khi nguồn phát năng lượng (mặt trời hay radar) không nằm ngay trên
đỉnh đầu hoặc trong trường hợp chụp ảnh xiên sẽ xuất hiện bóng của đối tượng. Căn
cứ theo bóng của vật thể có thể xác định được chiều cao của chúng, trong ảnh radar
bóng râm là yếu tố giúp cho việc xác định địa hình và hình dạng mặt đất. Tuy nhiên,
bóng râm trong ảnh vệ tinh quang học thường làm giảm khả năng giải đoán đối với
khu vực nhiều nhà cao tầng, rất khó khăn trong việc xác định diện tích của vật thể.
Trong nhiều trường hợp, bóng râm do mây tạo ra dẫn đến việc không thể phân loại
được đối tượng bị bóng râm che phủ.
Độ đậm nhạt – độ sáng. Là tổng hợp năng lượng phản xạ bởi bề mặt của đối tượng.

14


Mỗi vật thể được thể hiện bằng một cấp độ sáng nhất định tỷ lệ với cường độ phản xạ
ánh sáng của nó (ảnh đen trắng biến thiên từ trắng đến đen tuyền, ảnh màu thì tone
ảnh sẽ cho độ đậm nhạt màu để phân biệt các vật thể khác nhau). Trong ảnh quang
học, khi tổ hợp màu đúng 3, 2, 1, rừng tự nhiên có màu xanh đậm hơn rừng trồng,
nước trong có màu xanh hơn nước chứa nhiều phù sa, ... Độ đậm nhạt của ảnh là yếu

tố rất quan trọng và cơ bản trong việc giải đoán ảnh.
Màu sắc. Là một yếu tố rất thuận lợi trong việc xác định chi tiết các đối tượng. Ví dụ,
các kiểu loài thực vật vật có thể được phát hiện dễ dàng qua màu sắc (ngay cả cho
những người không có kinh nghiệm). Trong phân tích ảnh bằng mắt khi sử dụng ảnh
hồng ngoại màu, các đối tượng khác nhau sẽ có tone màu khác nhau, đặc biệt sử dụng
ảnh đa phổ tổ hợp màu. Tùy theo mục tiêu giải đoán, việc chọn lựa các kênh phổ để
tổ hợp màu sẽ hiển thị được tốt nhất các đối tượng mà người giải đoán quan tâm.
Cấu trúc. Là tần số lặp lại của sự thay đổi cấu trúc tone ảnh cho một khu vực cụ thể
trên ảnh quang học. Cấu trúc còn là một tập hợp của nhiều đối tượng nhỏ phân bố
thường theo một quy luật nhất định trên một vùng ảnh mà trong một mối quan hệ với
đối tượng cần nghiên cứu, các đối tượng nhỏ này sẽ quyết định đối tượng đó có cấu
trúc là mịn hay sần sùi.
Hình mẫu. Liên quan đến việc sắp xếp của các đối tượng về mặt không gian và mắt
người giải đoán có thể phân biệt được. Đây là dạng tương ứng với vật thể theo một
quy luật nhất định, nghĩa là sự lặp lại theo trật tự cụ thể của tone ảnh hay cấu trúc sẽ
tạo ra sự phân biệt và đồng thời có thể nhận biết được hình mẫu. Hình mẫu cung cấp
thông tin từ sự đồng nhất về hình dạng của chúng.
Mối liên quan. Sự phối hợp tất cả các yếu tố giải đoán, môi trường xung quanh hoặc
mối liên quan của đối tượng nghiên cứu với các đối tượng khác sẽ cung cấp một
thông tin giải đoán quan trọng để xác định chính xác đối tượng.

15


Câu 12: Trình bày các dạng tương tác năng
lượng của bức xạ điện từ với đối tượng tự nhiên.
Tương tác năng lượng sóng điện từ với các đối tượng tự nhiên
Sóng điện từ chiếu tới mặt đất, năng lượng của nó sẽ tác động lên bề mặt vật thể và
xảy ra các hiện tượng: phản xạ năng lượng, hấp thụ năng lượng và thấu quang năng
lượng. Năng lượng bức xạ sẽ chuyển đổi thành ba dạng năng lượng khác nhau. Quá

E0 = Eρ + Eα + E
trình trên được mô tả theo công thức:
Trong đó: E0 – năng lượng ban đầu của bức xạ khi chiếu xuống;
E ρ - năng lượng phản xạ;
Eα - năng lượng hấp thụ;
E - năng lượng thấu quang
Năng lượng của bức xạ điện từ phụ thuộc vào cấu trúc bề mặt đối tượng. Tùy
thuộc đối tượng, năng lượng phản xạ phổ có thể phản xạ toàn phần, phản xạ một
phần, tán xạ toàn phần, tán xạ một phần (hình 1.16)

a)
b)
c)
d)
Hình 1.16 Phản xạ toàn phần (a), phản xạ một phần (b), tán xạ toàn phần
(c),
tán xạ một phần (d)
Độ hấp thụ năng lượng điện từ được tính là tỉ số giữa năng lượng phát xạ bị
hấp thụ và năng lượng tới:
Eα
E0

α=

Độ phản xạ năng lượng điện từ là tỉ số giữa năng lượng phản xạ và năng lượng
tới:
Eρ

ρ=

(1.4)

E0

Độ truyền năng lượng điện từ hay độ thấu quang: τ = năng lượng thấu quang/
năng lượng tới.
Năng lượng bức xạ điện từ chiếu tới đối tượng được phản xạ không những phụ
thuộc vào bề mặt đối tượng mà còn phụ thuộc vào bước sóng. Tại các bước sóng
khác nhau sẽ nhận được khả năng phản xạ phổ khác nhau. Sự phụ thuộc của năng
lượng phản xạ bức xạ điện từ vào bước sóng của một số đối tượng tự nhiên được mô
tả trên hình 1.17.

16


Hình 1.17 Đặc trưng phản xạ phổ của một số đối tượng tự nhiên

Câu 13: Trình bày các đặc điểm cơ
bản của các thế hệ vệ tinh Landsat?
Vệ tinh LANDSAT
Vệ tinh ERTS - 1 được phóng vào ngày 23/6/1972. Sau đó NASA đổi tên chương
trình ERTS thành Landsat, ERTS -1 được đổi tên thành Landsat 1. Vệ tinh Landsat
bay qua xích đạo lúc 9h39 phút sáng. Cho đến nay, NASA đã phóng được 8 vệ tinh
trong hệ thống Landsat (bảng 2)
Bảng 2. Các thế hệ vệ tinh Landsat
Vệ tinh
Ngày phóng
Ngày ngừng hoạt động
Bộ cảm
Landsat 1

23/6/1972
6/1/1978
MSS
Landsat 2
22/1/1975
25/2/1982
MSS
Landsat 3
05/3/1978
31/3/1983
MSS
Landsat 4
16/7/1982
15/6/2001
TM, MSS
Landsat 5
01/3/1984
Đang hoạt động
TM, MSS
Landsat 6
05/3/1993
Bị hỏng ngay khi phóng
ETM
Landsat 7
15/4/1999
Đang hoạt động
ETM+
Landsat 8
11/2/2013
Đang hoạt động

CLI, TIRS
- Landsat MSS ( Landsat Multispectral Scanner)
Bộ cảm này được đặt trên các vệ tinh Landsat 1 đến 3 ở độ cao so với mặt đất là
919km và Landsat 4 và 5 ở độ cao 705 km, chu kỳ lặp là 18 ngày. Các bộ cảm MSS
là những hệ thống máy quang học mà trong đó các yếu tố tách sóng riêng biệt được
quét qua bề mặt Trái đất theo hướng vuông góc với hướng bay. MSS có 4 bộ lọc và
tách sóng trong khi TM có 7 bộ.
Landsat MSS có độ phân giải là 79m x 79m, và gồm 4 kênh 1,2,3 và 4, trong đó kênh
1 và kênh 2 nằm trong vùng nhìn thấy còn kênh 3 và kênh 4 nằm trong vùng cận
hồng ngoại.
- Landsat TM, ETM (Landsat Thematic Mapper)
17


Từ năm 1982 vệ tinh Landsat 4 được phóng và mang thêm bộ cảm chuyên dùng để
thành lập bản đồ chuyên đề gọi là bộ cảm TM (Thematic Mapper). Vệ tinh Landsat 7
mới được phóng vào quỹ đạo tháng 4/1999 với bộ cảm TM cải tiến gọi là ETM
(Enhanced Thematic Mapper). Hệ thống này là một bộ cảm quang học ghi lại năng
lượng trong vùng nhìn thấy: hồng ngoại phản xạ, trung hồng ngoại và hồng ngoại
nhiệt của quang phổ. Nó thu thập những ảnh đa phổ mà có độ phân giải không gian,
phân giải phổ, chu kỳ và sự phản xạ cao hơn Landsat MSS. Landsat TM, ETM có độ
phân giải không gian là 30 x 30 m cho 6 kênh (1, 2, 3, 4, 5, 7) và kênh 6 hồng ngoại
nhiệt có độ phân giải không gian là 120 x 120 m.
Trên vệ tinh Landsat, bộ cảm có y nghĩa quan trọng nhất và được sử dụng nhiều nhất
là TM. Bộ cảm TM có các thông số chính được nêu trong bảng 2.4
Vệ tinh Landsat TM, ETM bay ở độ cao 705 km, mỗi cảnh TM có độ phủ là 185x170
(km), chu kỳ lặp là 16 ngày. Có thể nói TM, ETM là bộ cảm quan trọng nhất trong
việc nghiên cứu tài nguyên và môi trường.

Câu 14: Độ phân giải của ảnh vệ tinh là gì? Có những

loại độ phân giải nào? Trình bày đặc điểm của từng
loại.
Độ phân giải là thông số cơ bản nhất phản ánh chất lượng và tính năng của ảnh
vệ tinh mà dựa vào đó ta có thể xác định khả năng phân loại, nghiên cứu vật thể.
Độ phân giải ảnh vệ tinh bao gồm: độ phân giải không gian, độ phân giải thời gian,
độ phân giải phổ và độ phân giải bức xạ. Đối với từng bài toán, phải xác định được
yêu cầu cụ thể về mặt kỹ thuật đối với các thông số trên. Ví dụ, khi nghiên cứu biến
động thực vật cần dữ liệu ảnh vệ tinh đa phổ, chụp ở các thời gian khác nhau, trên
ảnh không có mây..Khi thành lập và hiện chỉnh bản đồ, tùy thuộc vào tỉ lệ bản đồ mà
yêu cầu với các thông số trên khác nhau. Bản đồ tỉ lệ 1:100 000 có thể dùng ảnh vệ
tinh độ phân giải không gian 30 x 30 m; bản đồ tỉ lệ 1: 25 000 có thể dùng ảnh vệ tinh
độ phân giải 10 x 10 m.
Độ phân giải không gian (spatial resolution)
Độ phân giải không gian (Spatial resolution) của ảnh vệ tinh là kích thước nhỏ nhất
của một đối tượng hay khoảng cách tối thiểu giữa hai đối tượng liền kề có khả năng
phân biệt được trên ảnh. Ảnh có độ phân giải không gian càng cao thì có kích thước
pixel càng nhỏ. Độ phân giải này phụ thuộc vào kích thước của pixel ảnh, độ tương
18


phản hình ảnh, điều kiện khí quyển và các thông số quỹ đạo của vệ tinh.
Độ phân giải không gian cũng được gọi là độ phân giải mặt đất khi hình chiếu của
một pixel tương ứng với một đơn vị chia mẫu trên mặt đất. Ví dụ, ảnh vệ tinh
LANDSAT 7 ở các kênh blue, green, red có độ phân giải 30 x 30 m, điều đó có nghĩa
là trên các kênh ảnh này có thể nhận biết được vật thể có kích thước 30 x 30 m trên
mặt đất.
Dựa vào độ phân giải không gian, ảnh vệ tinh có thể được chia làm các loại cơ bản
sau: ảnh vệ tinh độ phân giải siêu cao (độ phân giải không gian trên 1m), ảnh vệ tinh
độ phân giải cao (1 – 10m), ảnh vệ tinh độ phân giải trung bình (10 – 100m) và ảnh
vệ tinh độ phân giải thấp (>100m).

Độ phân giải bức xạ
Để lưu trữ, xử ly và hiển thị ảnh vệ tinh trong máy tính kiểu raster, tùy thuộc vào số
bit dùng để ghi nhận thông tin, mỗi pixel sẽ có giá trị hữu hạn ứng với từng cấp độ
xám (brightness value). Độ phân giải bức xạ là khả năng nhạy cảm của các thiết bị
thu để phát hiện những sự khác nhau rất nhỏ trong năng lượng sóng điện từ (số bit
dùng để ghi nhận thông tin ảnh vệ tinh). Phần lớn dữ liệu ảnh viễn thám hiện nay
được lưu trữ ở dạng 8 bit, một số ảnh vệ tinh độ phân giải cao có thể lưu trữ ở dạng
16 bit. Ảnh vệ tinh được lưu trữ ở dạng 8 bit sẽ có 256 cấp độ xám (0 – 255), 16 bit
có 65536 cấp độ xám (0 – 65535).
Độ phân giải phổ (spectral resolution)
Cùng một vùng phủ mặt đất tương ứng, các pixel sẽ cho giá trị riêng biệt theo từng
vùng phổ ứng với các bước sóng khác nhau. Do đó, thông tin được cung cấp theo
từng loại ảnh vệ tinh khác nhau không chỉ phụ thuộc vào số bit dùng để ghi nhận, mà
còn phụ thuộc vào phạm vi bước sóng. Độ phân giải phổ thể hiện bởi kích thước và
số kênh phổ, bề rộng phổ hoặc sự phân chia vùng phổ mà ảnh vệ tinh có thể phân biệt
một số lượng lớn các bước sóng có kích thước tương tự, cũng như tách biệt được các
bức xạ từ nhiều vùng phổ khác nhau.
Độ phân giải phổ thể hiện độ nhạy tuyến tính của bộ cảm biến trong khả năng
phân biệt sự thay đổi nhỏ nhất của cường độ phản xạ sóng từ các vật thể. Ví dụ, ảnh
LANDSAT 7 có vùng phổ từ 0.45 μm đến 12.5 μm , bao gồm 8 kênh phổ, trong đó
19


các kênh ở dải sóng nhìn thấy, cận hồng ngoại, giữa hồng ngoại có độ phân giải
không gian 30 x 30m; kênh hồng ngoại nhiệt có độ phân giải 60 x 60m; kênh toàn sắc
có độ phân giải 10 x 10m. Ảnh siêu phổ (HyMap, AVIRIS) có thể chứa hàng trăm
kênh phổ.
Độ phân giải thời gian (temporal resolution)
Độ phân giải thời gian là thời gian chụp lặp lại tại cùng một vị trí của ảnh vệ tinh. Độ
phân giải thời gian cho biết số ngày (hoặc giờ) mà hệ thống cảm biến của vệ tinih sẽ

quay lại để chụp một vị trí nhất định. Do vậy, độ phân giải thời gian không liên quan
đến các thiết bị ghi ảnh mà chỉ liên quan đến khả năng khi lặp lại của vệ tinh. Ảnh
được chụp vào các ngày khác nhau cho phép so sánh đặc trưng bề mặt theo thời gian.
Ưu điểm của độ phân giải thời gian là cho phép cung cấp thông tin chính xác hơn và
nhận biết sự biến động của khu vực cần nghiên cứu. Hầu hết các vệ tinh đều bay qua
cùng một điểm vào một khoảng thời gian cố định (từ vài giờ, vài ngày đến vài tuần)
phụ thuộc vào quỹ đạo và độ phân giải không gian. Ví dụ, độ phân giải thời gian của
ảnh vệ tinh LANDSAT 7 là 16 ngày, của ảnh vệ tinh MODIS là 0.5 – 1 ngày phụ
thuộc vào diện tích vùng chụp, của ảnh vệ tinh IKONOS là 3 ngày, ....Ảnh viễn thám
đa thời gian thường được sử dụng trong nghiên cứu biến động bề mặt Trái đất, xác
định khả năng sinh trưởng của cây trồng cũng như dự báo năng suất mùa vụ, nghiên
cứu hiện trạng thực vật, …

20


Câu 15: Trình bày khuôn dạng dữ liệu ảnh vệ tinh.
Ảnh số được lưu trữ trong các thiết bị gọi là phương tiện lưu trữ. Ngày nay, các
phương tiện lưu trữ ảnh số rất đa dạng và phong phú, từ băng từ tương thích cho máy
tính (computer compatible tape) hoặc trên CD – ROM dưới dạng các file mà máy
tính đọc được. Một file ảnh số thông thường có 3 file thông tin chính sau:
1.
File header – ghi nhận thông tin chú giải về dữ liệu;
2.
File ghi nhận thông tin về nắn chỉnh phổ, nắn chỉnh hình học, cấu trúc file ảnh
số,...;
3.
File chính có dung lượng lớn nhất (file dữ liệu)
Dữ liệu ảnh số cấu thành từ 3 file này thường được lưu trữ theo các khuôn dạng khác
nhau bao gồm: BSQ, BIL, BIP. Đây là sự phối hợp vị trí không gian (hàng, cột) và

giá trị độ xám để thu nhận, lưu trữ, thể hiện và phân tích ảnh.
Khuôn dạng dữ liệu kiểu BSQ (band sequence) – trong khuôn dạng dữ liệu kiểu này
tất cả các dữ liệu thuộc một kênh ảnh được lưu trữ riêng thành một file. Nếu như ảnh
số về một khu vực nào đó gồm bao nhiêu kênh ảnh thì sẽ có bấy nhiêu file dữ liệu.
Khuôn dạng dữ liệu kiểu BSQ có ưu điểm là đễ đọc, cho phép chọn kênh bất kỳ và
rất thuận tiện khi xuất ảnh hoặc tổ hợp màu ảnh vệ tinh.
Khuôn dạng dữ liệu kiểu BIL (band interleave by lines) – là cấu trúc xen đường trong
băng phổ. Giá trị số của các kênh sẽ lần lượt ghi nhận thứ tự từ dòng một cho đến hết
và cho ra file dữ liệu chung cho tất cả các kênh ảnh.
Khuôn dạng dữ liệu kiểu BIP (band Interleaved by Pixel ) – cấu trúc xen pixel
trong băng phổ, ghi nhận dữ liệu theo kiểu pixel 1, line 1, band 1, pixel 1, line 1, band
2, pixel 1, line 1, band 3, ....Trong khuôn dạng dữ liệu BIP, mỗi pixel ảnh được lưu
trữ tuần tự theo các kênh, nghĩa là các kênh phổ được ghi theo hàng và cột của từng
pixel. Sau khi kết thúc tổ hợp phổ của pixel này lại chuyển sang tổ hợp phổ của pixel
khác.
Khuôn dạng dữ liệu kiểu BIP sử dụng thuận lợi trong phân loại tự động các đối tượng
trên ảnh và xử ly ảnh đa biến.
Định dạng ảnh số rất đa dạng và phong phú, từ các định dạng quen thuộc như BMP,
GIF, JPEG, PNG đến các định dạng khác, trong đó có định dạng thô (RAW) giúp lưu
trữ nhiều thông tin hơn về hình ảnh đã chụp. Ảnh thô RAW là định dạng ảnh được
coi là “âm bản” ảnh số (digital negative), chứa đầy đủ thông tin được cảm biến của
máy ảnh ghi lại, chưa được xử ly và nén nhỏ thành các định dạng khác như JPEG.
Ngày nay, mỗi phần mềm xử ly ảnh vệ tinh (ENVI, ERDAS IMAGINE,…) lại sử
dụng một định dạng khác nhau như IMG (ERDAS IMAGINE), HDR (ENVI).

21


Câu 16: Trình bày khái niệm, ưu nhược điểm của phương
pháp phân loại ảnh bằng mắt và các dấu hiệu phân loại ảnh

bằng mắt.

-

Phân tích hay giải đoán ảnh bằng mắt là quá trình sử dụng mắt người cùng với trí
tuệ để tách chiết các thông tin từ tư liệu viễn thám dạng hình ảnh.
Ưu điểm
Đơn giản
Nhanh chóng
Phát huy được trí tuệ của người sử dụng
Nhược điểm
Độ chính xác không cao
Phụ thuộc vào khả năng của người phân loại
Phân loại bằng mắt không thể xử ly lượng thông tin lớn cũng như không phát hiện
được các đối tượng ngụy trang.
Phương pháp này thông thường chỉ sử dụng trong trường hợp phân loại các đối tượng
đơn giản (cây cối, nhà cửa, sông hồ) và tỏ ra có hiệu quả với ảnh độ phân giải không
gian cao.
Các dấu hiệu phân loại
Những yếu tố cơ bản để phân loại ảnh bằng bắt bao gồm kích thước, hình dạng, màu
sắc, vị trí, ... của đối tượng cần phân loại.
Kích thước. Thông tin biểu diễn hình dạng và kích thước đối tượng có y nghĩa quan
trọng trong phân loại và phân tích ảnh bằng mắt. Kích thước của đối tượng tùy thuộc
vào tỷ lệ ảnh, kích thước có thể được xác định nếu lấy kích thước đo được trên ảnh
nhân với nghịch đảo tỷ lệ của ảnh. Do vậy, khi phân loại ảnh bằng mắt, điều quan
trong phải xác định được độ phân giải không gian, kích thước pixel cũng như tỉ lệ
ảnh. Đối với ảnh vệ tinh độ phân giải cao, kích thước các ngôi nhà có thể được nhận
thấy rõ. Ngược lại, trên ảnh vệ tinh độ phân giải trung bình và thấp không thể phân
biệt bằng mắt các ngôi nhà riêng biệt mà chỉ phát hiện được các khu nhà, khu đô thị.
Hình dạng. Là đặc trưng bên ngoài tiêu biểu cho đối tượng và có y nghĩa quan trọng

trong giải đoán ảnh. Hình dạng đặc trưng cho mỗi đối tượng khi nhìn từ trên cao
xuống được coi là dấu hiệu giải đoán ảnh quan trọng (ruộng thường có dạng hình
vuông hay chữ nhật, khu vực chung cư cao tầng khác với nhà riêng lẻ,...).
Bóng râm: Khi nguồn phát năng lượng (mặt trời hay radar) không nằm ngay trên
đỉnh đầu hoặc trong trường hợp chụp ảnh xiên sẽ xuất hiện bóng của đối tượng. Căn
cứ theo bóng của vật thể có thể xác định được chiều cao của chúng, trong ảnh radar
bóng râm là yếu tố giúp cho việc xác định địa hình và hình dạng mặt đất. Tuy nhiên,
bóng râm trong ảnh vệ tinh quang học thường làm giảm khả năng giải đoán đối với
khu vực nhiều nhà cao tầng, rất khó khăn trong việc xác định diện tích của vật thể.
22


Trong nhiều trường hợp, bóng râm do mây tạo ra dẫn đến việc không thể phân loại
được đối tượng bị bóng râm che phủ.
Độ đậm nhạt – độ sáng. Là tổng hợp năng lượng phản xạ bởi bề mặt của đối tượng.
Mỗi vật thể được thể hiện bằng một cấp độ sáng nhất định tỷ lệ với cường độ phản xạ
ánh sáng của nó (ảnh đen trắng biến thiên từ trắng đến đen tuyền, ảnh màu thì tone
ảnh sẽ cho độ đậm nhạt màu để phân biệt các vật thể khác nhau). Trong ảnh quang
học, khi tổ hợp màu đúng 3, 2, 1, rừng tự nhiên có màu xanh đậm hơn rừng trồng,
nước trong có màu xanh hơn nước chứa nhiều phù sa, ... Độ đậm nhạt của ảnh là yếu
tố rất quan trọng và cơ bản trong việc giải đoán ảnh.
Màu sắc. Là một yếu tố rất thuận lợi trong việc xác định chi tiết các đối tượng. Ví dụ,
các kiểu loài thực vật vật có thể được phát hiện dễ dàng qua màu sắc (ngay cả cho
những người không có kinh nghiệm). Trong phân tích ảnh bằng mắt khi sử dụng ảnh
hồng ngoại màu, các đối tượng khác nhau sẽ có tone màu khác nhau, đặc biệt sử dụng
ảnh đa phổ tổ hợp màu. Tùy theo mục tiêu giải đoán, việc chọn lựa các kênh phổ để
tổ hợp màu sẽ hiển thị được tốt nhất các đối tượng mà người giải đoán quan tâm.
Cấu trúc. Là tần số lặp lại của sự thay đổi cấu trúc tone ảnh cho một khu vực cụ thể
trên ảnh quang học. Cấu trúc còn là một tập hợp của nhiều đối tượng nhỏ phân bố
thường theo một quy luật nhất định trên một vùng ảnh mà trong một mối quan hệ với

đối tượng cần nghiên cứu, các đối tượng nhỏ này sẽ quyết định đối tượng đó có cấu
trúc là mịn hay sần sùi.
Hình mẫu. Liên quan đến việc sắp xếp của các đối tượng về mặt không gian và mắt
người giải đoán có thể phân biệt được. Đây là dạng tương ứng với vật thể theo một
quy luật nhất định, nghĩa là sự lặp lại theo trật tự cụ thể của tone ảnh hay cấu trúc sẽ
tạo ra sự phân biệt và đồng thời có thể nhận biết được hình mẫu. Hình mẫu cung cấp
thông tin từ sự đồng nhất về hình dạng của chúng.
Mối liên quan. Sự phối hợp tất cả các yếu tố giải đoán, môi trường xung quanh hoặc
mối liên quan của đối tượng nghiên cứu với các đối tượng khác sẽ cung cấp một
thông tin giải đoán quan trọng để xác định chính xác đối tượng.

23


Câu 17: Hãy phân tích sự khác nhau giữa vệ tinh địa tĩnh và vệ tinh
quỹ đạo cực. Kể tên một số vệ tinh địa tĩnh và vệ tinh quỹ đạo cực.
So sánh

Vệ tinh địa tĩnh

Bệ tinh quỹ đạo cực

Vị trí

Vị trí tương đối của vệ Vệ tinh có mặt phẳng quỹ
tinh so với trái đất là đứng đạovuông góc hoặc gần vuông
yên
góc so với mặt phẳng xích đạo
của trái đất

Góc quay

Tốc độ góc quay trùng Tốc độ quay của vệ tinh khác
với tốc độ quay của trái với tốc độ quay của trái đất và
đất.
được thiết kế riêng sao cho
thời gian thu ảnh trên mỗi
vùng lãnh thổ trên mặt đất là
cùng giờ địa phương và thời
gian lặp lại là cố định đối với
một vệ tinh

ứng dụng

Thường được sử dụng Giám sát tài nguyên, nghiên
trong thăm dò khí quyển, cứu bề mặt trái đất.
thông tin, viễn thông.

Ví dụ

VINASAT

Landsat,SOPT,MOS,IRS

24


Câu 18: Khái niệm ảnh số? So với tư liệu ảnh tương
tự, dữ liệu ảnh số có những ưu điểm gì vượt trội?
Ảnh số là một ma trận không gian của các đơn vị ảnh (pixel ảnh) được xếp theo dòng

và cột theo một trật tự nhất định dưới dạng số.
So với dữ liệu tương tự (ảnh phim), dữ liệu ảnh số có nhiều ưu điểm vượt trội như:
✓
Dữ liệu ảnh số chứa thông tin gốc về một đối tượng tốt hơn dữ liệu trên ảnh
chụp phim có cùng độ phân giải (khi rửa phim có thể làm mất thông tin);
✓
Dữ liệu ảnh số cho phép xử ly tự động và phân loại nhanh;
✓
Dữ liệu ảnh số có dải phổ lớn và nhiều kênh hơn so với dữ liệu chụp trên phim
ảnh;
✓
Dữ liệu ảnh số phủ một vùng rộng lớn hơn khả năng của ảnh chụp phim;
✓
Có thể lưu trữ gọn nhẹ trên máy tính;
✓
Truyền tải nhanh trên mạng;
✓
Ít khả năng hỏng như ảnh chụp phim.

25