Khai thác thông tin tư liệu Spot phục vụ thành lập bản đồ lớp phủ khu vực thành phố Hòa Bình

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian học tập và rèn luyện tại trường được sự chỉ đạo giảng dạy
của các thầy cô trong trường cũng như các thầy cô trong khoa Trắc Địa- Bản Đồ
trường Đại học Tài Nguyên và Môi Trường Hà Nội.Em xin gửi lời cảm ơn chân thành
đến các thầy cô đã tận tình giảng dậy và giúp đỡ em nghiên cứu và hoàn đồ án
Bằng sự nỗ lực, cố gắng của bản thân và đặc biệt là sự giúp đỡ tận tình, chu đáo
của Th.S Bùi Thị Thúy Đào giảng viên bộ môn Ảnh Bản Đồ, em đã hoàn thành đồ án
đúng thời hạn. Do thời gian làm đồ án có hạn và vốn kiến thức còn hạn chế nên không
thể trành khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các
thầy cô cũng như các bạn sinh viên để bài đồ án của em có thể hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn Th.S Bùi Thị Thúy Đào cùng các thầy cô trong khoa
Trắc Địa- Bản Đồ trường Đại Học Tài Nguyên và MôiTrường Hà Nội đã tạo điều kiện
giúp đỡ em trong thời gian vừa qua.

Em xin cân thành cảm ơn!

1


MỤC LỤC

2


MỞ ĐẦU
1.Tính cấp thiết
Công nghệ thông tin đã và đang phát triển mạnh mẽ, thâm nhập hầu hết các
ngành khoa học, các hoạt động thực tiễn và nghiên cứu.Các thành tựu khoa học kỹ
thuật tiên tiến của công nghệ điện tử, viễn thong và tin học đã tạo ra những bước đột
phá mới trong công nghệ viễn thám và GIS. Ảnh vệ tinh với hàm lượng thong tin

lớn, được thu nhận trên nhiều dải song đang làng uồn dữ liệu phong phú và trực
quan giúp cho các nghiên cứu về bề mặt và các quá trình tự nhiên trên mặt đất một
cách hiệu quả .
Công nghệ xử lý, phân tích và suy giải các đối tượng địa lý nhất là lớp phủ
bề mặt đã có nhiều tiến bộ.Vì thế phương pháp xây dựng thành lập bản đồ lớp phủ
bằng công nghệ viễn thám và GIS là một phương pháp hiện đại, có nhiều ưu thế
vượt trội so với các phương pháp truyền thống như tiết kiệm kinh phí, thời gian, sức
lao động và đảm bảo độ chính xác cao. Nó trở thành một nhu cầu thiết yếu trong
công tác nghiên cứu khoa học, đặc biệt là nghiên cứu các hiện tượng tự nhiên và xã
hội .Trong đó, các loại tài nguyên đất, nước và các vấn đề môi trường là một trong
những hướng được quan tâm nhiều.Việc xây dựng bản đồ lớp phủ sẽ là cơ sở cho
công tác quy hoạch tổng thể kinh tế xã hội của địa phương.
Từ các lợi thế nêu trên của ảnh viễn thám và GIS trong công tác thành lập
bản đồ nói riêng và giám sát tài nguyên thiên nhiên nói chung, đề tài “Khai thác thông
tin tư liệu Spot phục vụ thành lập bản đồ lớp phủ khu vực thành phố Hòa Bình” có ý
nghĩa khoa học và thực tiễn phục vụ công tác quy hoạch tổng thể phát
triển kinh tế xã hội của thành phố Hòa Bình
2. Mục tiêu nghiên cứu
Xác lập cơ sở khoa học cho việc thành lập bản đồ lớp phủ bằng công nghệ viễn
thámvà GIS lấy ví dụ cho việc thành lập bản đồ lớp phủ thành phố Hòa Bình.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu tổng quan về bản đồ lớp phủ, ảnh vệ tinh và hệ thống thông tin địa
lý(GIS);
- Nghiên cứu về công nghệ viễn thám và GIS trong công tác thành lập bản đồ
lớp phủ;
- Nghiên cứu về các đặc tính phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên

3

- Xây dựng quy trình thành lập bản đồ lớp phủ bằng công nghệ viễn thám và
GIS;
- Thực nghiệm thành lập bản đồ lớp phủ thành phố Hòa Bình
4. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp khảo sát, điều tra tổng hợp
- Phương pháp bản đồ viễn thámvà GIS
- Phương pháp chuyên gia
- Phương pháp điều tranh anh
5. Tài liệu để thực hiện luận văn
- Bản đồ địa hình thành phố Hòa Bình
- Bản đồ hiện trạng dung đất thành phố Hòa Bình
- Ảnh vệ tinh SPOT 5

4


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VIỄN THÁM
ĐỊNH NGHĨA VỀ VIỄN THÁM
Viễn thám (Remote sensing) được hiểu là một khoa học và nghệ thuật để thu
nhận thông tin về một đối tượng, một khu vực hoặc một hiện tượng thông qua việc
phân tích tư liệu thu nhận được bằng các phương tiện. Những phương tiện này không
có sự tiếp xúc trực tiếp với đối tượng, khu vực hoặc với hiện tượng được nghiên cứu.
Thực hiện được những công việc đó chính là thực hiện viễn thám- hay hiểu đơn
giản: Viễn thám là thăm dò từ xa về một đối tượng hoặc một hiện tượng mà không
có sự tiếp xúc trực tiếp với đối tượng hoặc hiện tượng đó.
Mặc dù có rất nhiều định nghĩa khác nhau về viễn thám, nhưng mọi định nghĩa
đều có nét chung, nhấn mạnh "viễn thám là khoa học thu nhận từ xa các thông tin về
các đối tượng, hiện tượng trên trái đất". Dưới đây là định nghĩa về viễn thám theo
quan niệm của các tác giả khác nhau.
1 Viễn thám là một nghệ thuật, khoa học, nói ít nhiều về một vật không cần phải

chạm vào vật đó (Ficher và nnk, 1976).
1 Viễn thám là quan sát về một đối tượng bằng một phương tiện cách xa vật trên

một khoảng cách nhất định (Barret và Curtis, 1976).
2 Viễn thám là một khoa học về lấy thông tin từ một đối tượng, được đo từ một

khoảng cách cách xa vật không cần tiếp xúc với nó. Năng lượng được đo trong các hệ
viễn thám hiện nay là năng lượng điện từ phát ra từ vật quan tâm... (D. A. Land Grete,
1978).
3 Viễn thám là ứng dụng vào việc lấy thông tin về mặt đất và mặt nước của trái

đất, bằng việc sử dụng các ảnh thu được từ một đầu chụp ảnh sử dụng bức xạ phổ
điện từ, đơn kênh hoặc đa phổ, bức xạ hoặc phản xạ từ bề mặt trái đất (Janes B.
Capbell, 1996).
4 Viễn thám là "khoa học và nghệ thuật thu nhận thông tin về một vật thể, một

vùng, hoặc một hiện tượng, qua phân tích dữ liệu thu được bởi phương tiện không tiếp
xúc với vật, vùng, hoặc hiện tượng khi khảo sát".( Lillesand và Kiefer, 1986)
5 Phương pháp viễn thám là phương pháp sử dụng năng lượng điện từ như ánh

sáng, nhiệt, sóng cực ngắn như một phương tiện để điều tra và đo đạc những đặc tính
của đối tượng( Theo Floy Sabin 1987). Định nghĩa này loại trừ những quan trắc về
điện, từ và trọng lực vì những quan trắc đó thuộc lĩnh vực địa vật lý, sử dụng để đo
5


những trường lực nhiều hơn là đo bức xạ điện từ.
1.2. lich sử phát triển của viễn thám
Sự phát triển của ngành viễn thám qua các thời gian được tóm tắt trong bảng 1.1.

Viễn thám là một khoa học, thực sự phát triển mạnh mẽ qua hơn ba thập kỷ gần đây,
khi mà công nghệ vũ trụ đã cho ra các ảnh số, bắt đầu được thu nhận từ các vệ tinh
trên quĩ đạo của trái đất vào năm 1960. Tuy nhiên, viễn thám có lịch sử phát triển lâu
đời, bắt đầu bằng việc chụp ảnh sử dụng phim và giấy ảnh. Từ thể kỷ XIX, vào năm
1839, Louis Daguerre (1789 - 1881) đã đưa ra báo cáo công trình nghiên cứu về hóa
ảnh, khởi đầu cho ngành chụp ảnh. Bức ảnh đầu tiên, chụp bề mặt trái đất từ khinh khí
cầu, được thực hiện vào năm 1858 do Gaspard Felix Tournachon - nhà nhiếp ảnh
người Pháp. Tác giả đã sử dụng khinh khí cầu để đạt tới độ cao 80m, chụp ảnh vùng
Bievre, Pháp. Một trong những bức ảnh tiếp theo chụp bề mặt trái đất từ khinh khí cầu
là ảnh vùng Bostom của tác giả James Wallace Black, 1860.
Việc ra đời của ngành hàng không đã thúc đẩy nhanh sự phát triển mạnh mẽ
ngành chụp ảnh sử dụng máy ảnh quang học với phim và giấy ảnh, là các nguyên liệu
nhạy cảm với ánh sáng (photo). Công nghệ chụp ảnh từ máy bay tạo điều kiện cho
nghiên cứu mặt đất bằng các ảnh chụp chồng phủ kế tiếp nhau và cho khả năng nhìn
ảnh nổi (stereo).Khả năng đó giúp cho việc chỉnh lý, đo đạc ảnh, tách lọc thông tin từ
ảnh có hiệu quả cao. Một ngành chụp ảnh, được thực hiện trên các phương tiện hàng
không như máy bay, khinh khí cầu và tàu lượn hoặc một phương tiện trên không khác,
gọi là ngành chụp ảnh hàng không. Các ảnh thu được từ ngành chụp ảnh hàng không
gọi là không ảnh. Bức ảnh đầu tiên chụp từ máy bay, được thực hiện vào năm 1910, do
Wilbur Wright, một nhà nhiếp ảnh người ý, bằng việc thu nhận ảnh di động trên vùng
gần Centoceli thuộc nước ý (bảng 1.1).
Bảng 1.1: Tóm tắt sự phát triển của viễn thám qua các sự kiện
Thời gian
(Năm)

Sự kiện

1800

Phát hiện ra tia hồng ngoại

1839

Bắt đầu phát minh kỹ thuật chụp ảnh đen trắng

1847

Phát hiện cả dải phổ hồng ngoại và phổ nhìn thấy

1850-1860

Chụp ảnh từ kinh khí cầu

1873

Xây dựng học thuyết về phổ điện từ

1909

Chụp ảnh từ máy bay

1910-1920

Giải đoán từ không trung

1920-1930

Phát triển ngành chụp và đo ảnh hàng không

6

1930-1940

Phát triển kỹ thuật radar ( Đức, Mỹ, Anh)

1940

Phân tích và ứng dụng ảnh chụp từ máy bay

1950

Xác định dải phổ từ vùng nhìn thấy đến không nhìn thấy

1950-1960

Nghiên cứu sâu về ảnh cho mục đích quân sự

12-4-1961

Liên xô phóng thành công tàu vũ trụ có người lái và chụp ảnh trái đất từ ngoài vũ
trụ.
Lần đầu tiên sử dụng thuật ngữ viễn thám

1960-1970

Mỹ phóng vệ tinh Landsat-1

1972

Phát triển mạnh mẽ phương pháp xử lý ảnh số

1970-1980

Mỹ phát triển thế hệ mới của vệ tinh Landsat

1980-1990

Pháp phóng vệ tinh SPOT vào quĩ đạo

1986

Phát triển bộ cảm thu đo phổ, tăng dải phổ và số lượng kênh phổ, tăng độ phân giải
của bộ cảm. Phát triển nhiều kỹ thuật xử lý mới.

Chiến tranh thế giới thứ nhất (1914 - 1918) đánh dấu giai đoạn khởi đầu của
công nghệ chụp ảnh từ máy bay cho mục đích quân sự. Công nghệ chụp ảnh từ máy
bay đã kéo theo nhiều người hoạt động trong lĩnh vực này, đặc biệt trong việc làm ảnh
và đo đạc ảnh. Những năm sau đó, các thiết kế khác nhau về các loại máy chụp ảnh
được phát triển mạnh mẽ. Đồng thời, nghệ thuật giải đoán không ảnh và đo đạc từ ảnh
đã phát triển mạnh, là cơ sở hình thành một ngành khoa học mới là đo đạc ảnh
(photogrametry). Đây là ngành ứng dụng thực tế trong việc đo đạc chính xác các đối
tượng từ dữ liệu ảnh chụp. Yêu cầu trên đòi hỏi việc phát triển các thiết bị chính xác
cao, đáp ứng cho việc phân tích không ảnh.Trong chiến tranh thế giới thứ hai (1939 1945) không ảnh đã dùng chủ yếu cho mục đích quân sự.Trong thời kỳ này, ngoài việc
phát triển công nghệ radar, còn đánh dấu bởi sự phát triển ảnh chụp sử dụng phổ hồng
ngoại. Các bức ảnh thu được từ nguồn năng lượng nhân tạo là radar, đã được sử dụng
rộng rãi trong quân sự. Các ảnh chụp với kênh phổ hồng ngoại cho ra khả năng triết
lọc thông tin nhiều hơn.ảnh mầu, chụp bằng máy ảnh, đã được dùng trong chiến tranh
thế giới thứ hai. Việc chạy đua vào vũ trụ giữa Liên Xô cũ và Hoa Kỳ đã thúc đẩy việc
nghiên cứu trái đất bằng viễn thám với các phương tiện kỹ thuật hiện đại. Các trung

tâm nghiên cứu mặt đất được ra đời, như cơ quan vũ trụ châu Âu ESA (Aeropian
Remote sensing Agency), Chương trình Vũ trụ NASA (Nationmal Aeromautics and
Space Administration) Mỹ.
Ngoài các thống kê ở trên, có thể kể đến các chương trình nghiên cứu trái đất
bằng viễn thám tại các nước như Canada, Nhật, Pháp, ấn Độ và Trung Quốc.
Bức ảnh đầu tiên, chụp về trái đất từ vũ trụ, được cung cấp từ tàu Explorer-6 vào
năm 1959. Tiếp theo là chương trình vũ trụ Mercury (1960), cho ra các sản phẩm ảnh
chụp từ quỹ đạo trái đất có chất lượng cao, ảnh màu có kích thước 70mm, được chụp
7


từ một máy tự động. Vệ tinh khí tượng đầu tiên (TIR0S-1), được phóng lên quĩ đạo
trái đất vào tháng 4 năm 1960, mở đầu cho việc quan sát và dự báo khí tượng. Vệ tinh
khí tượng NOAA, đã hoạt động từ sau năm 1972, cho ra dữ liệu ảnh có độ phân giải
thời gian cao nhất, đánh dấu cho việc nghiên cứu khí tượng trái đất từ vũ trụ một cách
tổng thể và cập nhật từng ngày.
Sự phát triển của viễn thám, đi liền với sự phát triển của công nghệ nghiên cứu
vũ trụ, phục vụ cho nghiên cứu trái đất và các hành tinh và quyển khí. Các ảnh chụp
nổi (stereo), thực hiện theo phương đứng và xiên, cung cấp từ vệ tinh Gemini (1965),
đã thể hiện ưu thế của công việc nghiên cứu trái đất. Tiếp theo, tầu Apolo cho ra sản
phẩm ảnh chụp nổi và đa phổ, có kích thước ảnh 70mm, chụp về trái đất, đã cho ra
các thông tin vô cùng hữu ích trong nghiên cứu mặt đất. Ngành hàng không vũ trụ Nga
đã đóng vai trò tiên phong trong nghiên cứu Trái Đất từ vũ trụ. Việc nghiên cứu trái
đất đã được thực hiện trên các con tàu vũ trụ có người như Soyuz, các tàu Meteor và
Cosmos (từ năm 1961), hoặc trên các trạm chào mừng Salyut. Sản phẩm thu được là
các ảnh chụp trên các thiết bị quét đa phổ phân giải cao, như MSU-E (trên Meteor priroda). Các bức ảnh chụp từ vệ tinh Cosmos có dải phổ nằm trên 5 kênh khác nhau,
với kích thước ảnh 18 x 18cm. Ngoài ra, các ảnh chụp từ thiết bị chụp KATE-140,
MKF-6M trên trạm quỹ đạo Salyut, cho ra 6 kênh ảnh thuộc dải phổ 0.40 đến 0.89μm.
Độ phân giải mặt đất tại tâm ảnh đạt 20 x 20m.
Tiếp theo vệ tinh nghiên cứu trái đất ERTS(sau đổi tên là Landsat-1), là các vệ

tinh thế hệ mới hơn như Landsat-2, Landsat-3, Landsat-4 và Landsat-5. Ngay từ đầu,
ERTS-1 mang theo bộ cảm quét đa phổ MSS với bốn kênh phổ khác nhau, và bộ cảm
RBV (Return Beam Vidicon) với ba kênh phổ khác nhau. Ngoài các vệ tinh Landsat-2,
Landsat-3, còn có các vệ tinh khác là SKYLAB (1973) và HCMM (1978). Từ 1982,
các ảnh chuyên đề được thực hiện trên các vệ tinh Landsat TM-4 và Landsat TM-5 với
7 kênh phổ từ dải sóng nhìn thấy đến hồng ngoại nhiệt.Điều này tạo nên một ưu thế
mới trong nghiên cứu trái đất từ nhiều dải phổ khác nhau. Ngày nay, ảnh vệ tinh
chuyên đề từ Landsat-7 đã được phổ biến với giá rẻ hơn các ảnh vệ tinh Landsat TM5, cho phép người sử dụng ngày càng có điều kiện để tiếp cận với phương pháp nghiên
cứu môi trường qua các dữ liệu vệ tinh
Dữ liệu ảnh vệ tinh SPOT của Pháp khởi đầu từ năm 1986, trải qua các thế hệ
SPOT-1, SPOT-2, SPOT-3, SPOT-4 và SPOT-5, đã đưa ra sản phẩm ảnh số thuộc hai
kiểu phổ, đơn kênh (panchoromatic) với độ phân dải không gian từ 10 x 10m đến 2,5 x
2,5m, và đa kênh SPOT- XS (hai kênh thuộc dải phổ nhìn thấy, một kênh thuộc dải
phổ hồng ngoại) với độ phân giải không gian 20 x 20m. Đặc tính của ảnh vệ tinh
8


SPOT là cho ra các cặp ảnh phủ chồng cho phép nhìn đối tượng nổi (stereo) trong
không gian ba chiều. Điều này giúp cho việc nghiên cứu bề mặt trái đất đạt kết quả
cao, nhất là trong việc phân tích các yếu tố địa hình. Các ảnh vệ tinh của Nhật, như
MOS-1, phục vụ cho quan sát biển (Marine Observation Satellite). Công nghệ thu ảnh
vệ tinh cũng được thực hiện trên các vệ tinh của ấn độ IRS-1A, tạo ra các ảnh vệ tinh
như LISS thuộc nhiều hệ khác nhau.
Trong nghiên cứu môi trường và khí hậu trái đất, các ảnh vệ tinh NOAA có độ
phủ lớn và có sự lặp lại hàng ngày, đã cho phép nghiên cứu các hiện tượng khí hậu xảy
ra trong quyển khí như nhiệt độ, áp suất nhiệt đới hoặc dự báo bão.
Sự phát triển trong lĩnh vực nghiên cứu trái đất bằng viễn thám được đẩy mạnh
do áp dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật mới với việc sử dụng các ảnh radar. Viễn thám
radar tích cực, thu nhận ảnh bằng việc phát sóng dài siêu tần và thu tia phản hồi, cho
phép thực hiện các nghiên cứu độc lập, không phụ thuộc vào mây. Sóng radar có đặc

tính xuyên qua mây, lớp đất mỏng và thực vật và là nguồn sóng nhân tạo, nên nó có
khả năng hoạt động cả ngày và đêm, không phụ thuộc vào nguồn năng lượng mặt trời.
Các bức ảnh tạo nên bởi hệ radar kiểu SLAR được ghi nhận đầu tiên trên bộ cảm
Seasat. Đặc tính của sóng radar là thu tia phản hồi từ nguồn phát với góc xiên rất đa
dạng. Sóng này hết sức nhạy cảm với độ ghồ ghề của bề mặt vật, được chùm tia radar
phát tới, vì vậy nó được ứng dụng cho nghiên cứu cấu trúc một khu vực nào đó.
Công nghệ máy tính ngày nay đã phát triển mạnh mẽ cùng với các sản phẩm
phần mềm chuyên dụng, tạo điều kiện cho phân tích ảnh vệ tinh dạng số hoặc ảnh
radar. Thời đại bùng nổ của Internet, công nghệ tin học với kỹ thuật xử lý ảnh số, kết
hợp với Hệ thông tin Địa lý (GIS), cho khả năng nghiên cứu trái đất bằng viễn thám
ngày càng thuận lợi và đạt hiệu quả cao hơn.
1.3Nguyên lí cơ bản của viễn thám
Nguồn năng lượng chính sử dụng trong viễn thám là bức xạ mặt trời.Sóng điện từ
được phản xạ hoặc bức xạ từ vật thể là nguồn cung cấp thông tin chủ yếu về đặc tính
của đối tượng.Ảnh viễn thám sẽ cung cấp thông tin về các vật thể tương ứng với năng
lượng bức xạ ở từng bước sóng đã xác định. Đo lường và phân tích năng lượng phản
xạ phổ ghi nhận bởi ảnh viễn thám, cho phép tách các thông tin hữu ích về từng loại
lớp phủ mặt đất khác nhau do sự tương tác giữa bức xạ điện từ và vật thể.

9


1

2

3

4

5
6
7
8

Hình 1 : Nguyên lý hoạt động của hệ thống viễn thám
Nguồn năng lượng hay là nguồn chiếu sáng (A) – yêu cầu trước tiên đối với một hệ
thống viễn thám là phải có nguồn năng lượng để chiếu sáng, cung cấp năng lượng điện
từ cho đối tượng trên mặt đất.
Sự bức xạ và khí quyển (B) – khi sóng điện từ phát ra từ nguồn năng lượng đi tới đối
tượng, sóng điện từ sẽ tương tác với khí quyển. Sự tương tác này diễn ra ngay cả khi
năng lượng điện từ phản xạ từ đối tượng trở lại Sensor.
Tương tác với các đối tượng trên mặt đất (C) – ngoài sự tương tác với khí quyển,
sóng điện từ còn tương tác với các đối tượng trên mặt đất. Sự tương tác này phụ thuộc
vào đặc tính của đối tượng cũng như đặc tính của sóng điện từ.
Thu nhận năng lượng bởi các bộ cảm biến (Sensor) (D) – Thiết bị dùng để cảm nhận
sóng điện từ phản xạ hay bức xạ từ vật thể được gọi là bộ cảm biến (Sensor). Bộ cảm
biến có thể là các máy chụp ảnh hoặc máy quét. Sau khi năng lượng điện từ bị tán xạ
hoặc hấp thụ bởi đối tượng, đòi hỏi phải có một Sensor để thu nhận phần năng lượng
mà đối tượng phản xạ trở lại.
Truyền, thu và xử lý dữ liệu (E) – năng lượng thu bởi Sensor sẽ được truyền tới trạm
thu và xử lý để nhận được ảnh
Giải đoán và phân tích (F) - ảnh được giải đoán và phân tích bằng mắt hoặc kỹ thuật
số, chiết tách thông tin về đối tượng
Ứng dụng (G) – nguồn thông tin phong phú về đối tượng được chiết tách từ ảnh được
ứng dụng vào nhiều mục đích, giúp giải quyết các vấn đề thực tế.
Các yếu tố của hệ thống viễn thám sẽ được trình bày trong ba chương của bài giảng
này.

10

1.4 phân loại viễn thám
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 .
Bài giảng này giới thiệu hai phương thức phân loại viễn thám sau:
1.4.1. Phân loại theo nguồn năng lượng
- 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).

11


- Viễn thám chủ động: thiết bị thu nhận phát ra nguồn năng lượng tới vật thể rồi
thu nhận tín hiệu phản xạ lại.
1.4.2. Phân loại theo vùngbước sóng sử dụng
Theo dải phổ của các thiết bị thu, 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.

Hình 2: Các bước sóng sử dụng trong viễn thám


1.4.3. Phân loại theo đặc điểm quỹ đạo
Phân loại theo quỹ đạo: có hai nhóm chính là viễn thám vệ tinh địa tĩnh và viễn
thám vệ tinh quỹ đạo cực (hay gần cực)
- 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 chiếu 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.
Quỹ đạo có chu kỳ lặp một ngày và nhiều ngày: là những quỹ đạo mà cho phép
vệ tinh trở lại điểm đỉnh đầu trên khu vực chụp ảnh trong cùng một ngày hoặc sau
nhiều ngày.


Hình 2.9 Các dạng quỹ đạo, tuyến chụp khi vệ tinh di chuyển
1.5 một số tư liệu viễn thám
1. Bách khoa toàn thư www.wikipedia.org
2. Bộ Tài nguyên và Môi trường, />3. Nguyễn Ngọc Thạch (1997), Viễn thám trong nghiên cứu tài nguyên môi
trường, Nxb Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội.
4. Nguyễn Ngọc Thạch (2005), Cơ sở viễn thám, Nxb nông nghiệp, Hà Nội.
5. Nguyễn Ngọc Thạch (2011), Những nguyên lý cơ bản về Viễn thám, Hệ thông
tin địa lý và Hệ thống định vị toàn cầu, Nxb Đ ại h ọc qu ốc gia H à Nội
6. Nguyễn Ngọc Thạch, Hướng dẫn sử dụng phần mềm Envi, Bài giảng


CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH THÔNG TIN VIỄN THÁM
2.1 Phân tích ảnh bằng mắt
2.1.1. Khái niệm
Giải đoán bằng mắt là sử dụng mắt người cùng với trí tuệ để tách chiết các thông
tin từ tư liệu viễn thám dạng hình ảnh. Trong việc xử lý thông tin viễn thám thì giải
đoán bằng mắt (visual interpretaion) là công việc đầu tiên, phổ biến nhất và có thể áp
dụng trong mọi điều kiện có trang thiết bị từ đơn giản đến phức tạp Việc phân tích ảnh

bằng mắt có thể được trợ giúp bằng một số thiết bị quang học Phân tích hay giải đoán
bằng mắt là sử dụng mắt thường hoặc có sự trợ giúp của các dụng cụ quang học như:
kính lúp, kính lập thể, kính phóng đại, máy tổng hợp màu,... nhằm nâng cao khả năng
phân tích của mắt người. Phân tích ảnh bằng mắt là công việc có thể áp dụng một cách
dễ dàng trong mọi điều kiện và có thể phục vụ cho nhiều nội dung nghiên cứu khác
nhau: nghiên cứu lớp phủ mặt đất, nghiên cứu rừng, thổ nhưỡng, địa chất, địa mạo,
thuỷ văn, sinh thái, môi trường...
Cơ sở để giải đoán bằng mắt là dựa vào các dấu hiệu giải đoán trực tiếp hoặc
gián tiếp và chìa khoá giải đoán.
Phân tích ảnh bằng mắt là công việc tổng hợp, kết hợp nhiều thông số của ảnh,
bản đồ, tài liệu thực địa và kiến thức chuyên môn
2.1.2 Các dấu hiệu giải đoán ảnh (signatures)
Về nguyên tắc chung, các dấu hiệu giải đoán được xếp theo hai nhóm chính: dấu
hiệu trực tiếp và gián tiếp
* Dấu hiệu trực tiếp (direct signatures)
a. Hình dạng: (shape) là hình dáng, cấu trúc hoặc đường nét chung của một vật
thể riêng biệt, thông thường đó là hình ảnh hai chiều, đối với ảnh lập thể có thể nhìn
thấy cả chiều cao của đối tượng. Hình dạng có thể là dấu hiệu vô cùng quan trọng cho
công tác điều vẽ.Hình dạng đường thẳng và các ô điển hình mô tả các đối tượng là
thành phố hoặc ruộng đồng, trong khi các yếu tố tự nhiên như bìa rừng thường có hình
dạng không đều, trừ những nơi con người tạo ra hoặc phát quang.Trang trại hoặc khu
đất trồng có hệ thống tưới tiêu thường hiện trên ảnh dạng hình tròn.


Hình dạng gồm có hình dạng xác định, không xác định, hình tuyến, vết, khối
b. Hình mẫu (pattern): là sự sắp xếp về mặt không gian của các vật thể có thể
nhìn thấy rõ. Sự lặp lại một cách điển hình và có thứ tự của các tông màu và cấu trúc
sẽ tạo nên mẫu đặc thù và cuối cùng có thể nhận dạng được. Các vườn cây ăn quả với
các cây được trồng cách xa đều nhau và các đường phố trong thành phố với những
ngôi nhà cách đều nhau là những ví dụ điển hình về mẫu hình.

c. Kích thước (size) của vật thể trong ảnh là thông số về độ lớn, độ dài, độ rộng
của đối tượng. Kích thước liên quan đến tỉ lệ của ảnh.Về hình dạng có thể giống nhau
nhưng kích thước khác nhau thì có thể là hai đối tượng khác nhau.Ðiều quan trọng là
đánh giá kích thước của đối tượng trong mối tương quan với các vật thể khác tại thực
địa, cũng như kích thước chính xác để hỗ trợ cho việc điều vẽ đối tượng đó.Việc ước
lượng nhanh kích thước đối tượng có thể giúp quá trình điều vẽ có kết quả nhanh
tương ứng.
Ví dụ, nếu một người điều vẽ phải phân biệt các khu vực sử dụng đất, và đã
nhận dạng một vùng với rất nhiều toà nhà trong đó, những khu nhà lớn như nhà máy
hoặc nhà kho sẽ làm liên tưởng đến cơ sở kinh doanh, trong khi những khu nhà nhỏ sẽ
cho thấy khu dân cư.


d. Sắc (tone) ảnh: là tổng hợp lượng ánh sáng được phản xạ từ bề mặt đối tượng,
là dấu hiệu hết sức quan trọng để xác định đối tượng. Tone ảnh được chia ra nhiều cấp
khác nhau, trong giải đoán bằng mắt thường có 10-12 cấp. Sự khác biệt của tone ảnh
phụ thuộc vào nhiều tính chất khác nhau của đối tượng.

e. Nền màu (colour): màu của đối tượng trên ảnh màu giả (FCC) giúp cho người
giải đoán có thể phân biệt được nhiều đối tượng có đặc điểm tone ảnh tương tự như
nhau trên ảnh đen trắng.


Tổ hợp màu giả thông dụng trong ảnh Landsat là xanh lơ (blue), xanh lục(green)
và đỏ (red), thể hiện các nhóm yếu tố cơ bản là : thực vật từ màu hồng đến màu
đỏ,nước xanh lơ nhạt đến xanh lơ xẩm, đất trồng, đá lộ có màu trắng. Ngoài ra một số
đối tượng khác cũng có màu đặc biệt: đô thị màu xanh lơ, rừng ngập mặn: màu đỏ xẫm
đến màu nâu xẩm, đất trồng màu cây vụ đông các loại có màu hồng đến màu
vàng,..ngoài ba tổ hợp màu giả đã nêu trên, người ta có thể tạo nên rất nhiều tổ hợp

ảnh màu giả khác bằng phương pháp quang học (dùng các tấm lọc màu) hoặc bằng kỷ
thuật xử lý ảnh số. Vì vậy khi giải đoán các đối tượng trên ảnh màu giả phải có những
định hướng ngay từ đầu về tổ hợp màu giả, từ đó mới tránh được những sự nhầm lẫn
ngay từ đầu.

Hình: ảnh ghép màu hồng ngoại này cho thấy vùng đất trơ trọi và vùng cỏ khô tự
nhiên hiện màu vàng, trong khi các khu rừng có màu củ cải đỏ
e. Cấu trúc (texture) :là cách sắp xếp và tần số xuất hiện của mức độ thay đổi về
sắc thái trong các vùng cụ thể trên ảnh. Cấu trúc ghồ ghề gồm có sắc thái vằn khi các
mức độ của màu xám thay đổi đột ngột trong khu vực nhỏ, trong khi cấu trúc nhẵn có
rất ít sự thay đổi về tông màu.Cấu trúc nhẵn thường là kết quả của việc đồng đều, bề
mặt bằng phẳng như đồng ruộng, đường nhựa hoặc bãi cỏ.Đối tượng có bề mặt ghồ
ghề và cấu trúc không đều như tán rừng dẫn đến hình dáng cấu trúc gồ ghề trong
ảnh.cấu trúc là một trong những yếu tố quan trọng nhất để phân biệt các đặc tính trong
ảnh ra-đa. Ðây là sự khác nhau của bìa rừng được thể hiện qua cấu trúc.Trong phần
giữa, chúng ta có thể nhìn thấy cấu trúc nhẵn và đồng đều miêu tả rừng cây rụng lá sớm.


f. Bóng (Shadow): là phần bị che lấp, không có ánh sáng mặt trời chiếu tới (hoặc
từ nguồn chủ động), do đó không có ánh sáng phản hồi tới thiết bị thu. Bóng thường
được thể hiện bằng tone ảnh đen trên ảnh đen trắng và màu xẫm đến đen trên ảnh màu.
Bóng có thể phản ánh lên độ cao của đối tượng.Bóng là yếu tố quan trọng tạo nên cấu
trúc đặc trưng cho các đối tượng. Tuy nhiên bóng cũng là phần mà thông tin về đối
tượng không có hoặc rất ít, vì vậy phải bổ xung lượng thông tin ở vùng bóng.

* Dấu hiệu gián tiếp (indirect signatures)
a. Vị trí (Site): vị trí của đối tượng trong không gian địa lý của vùng nghiên cứu
là thông số rất quan trọng giúp cho người giải đoán có thể phân biệt đối tượng. Rất
nhiều trường hợp cùng một dấu hiệu ảnh, song ở vị trí khác nhau lại là các đối tượng
khác nhau (đặc biệt là khi giải đoán bằng mắt, mắt người không phân biệt được rõ các

mức khác nhau của yếu tố ảnh).
Ví dụ: bãi bồi không thể có ở sườn núi mặc dù vài đặc điểm trên ảnh trông rất


giống dấu hiệu của nó. Các bãi bồi chỉ phân bố ở hai bên bờ sông suối, có màu sáng;
còn ở bên sườn núi, các mảng màu sáng lại là các nón phóng vật, các đới trượt lở hoặc
vùng canh tác nương rẫy.
b. Mối quan hệ tương hỗ
Những dấu hiệu gián tiếp cho phép chúng ta kết luận sự có mặt của vật thể hoặc
một hiện tượng không nhìn thấy được qua những dấu vết chúng để lại trên địa hình do
vậy người ta còn coi nó như một dấu hiệu biểu hiện mối quan hệ tương hỗ giữa địa vật
này với địa vật khác.
Một vật thể có thể không nhìn thấy vì vật thể đó quá nhỏ, không tương phản,
sáng mờ hoặc bị che khuất
Các dấu hiệu gián tiếp có thể phát hiện được các đối tượng như:
Vật thể có hình ảnh giống các vật xung quanh nhưng có thể nhìn thấy từ bóng.
Đường ống dưới lòng đất có thể nhìn thấy trên mặt đất do biến đổi của vùng đất
các dấu vết đào bới để lại.
Các hiện tượng trong quá khứ hoặc các dấu vết của chu kỳ sống để lại trên vùng
đất.

2.1.3 . Chìa khoá giải đoán ảnh (interpretated key )
Tập hợp các yếu tố giải đoán được gọi là chìa khoá giải đoán ảnh. Là khái niệm
thể hiện sự sắp xếp của các yếu tố ảnh, các đặc điểm chi tiết của đối tượng tạo thành
một tổng thể trong không gian vĩ mô. Từ thông tin về tổ hợp, người giải đoán có thể
phân vùng, kiểm chứng và khẳng định để nhận dạng các đối tượng hoặc nhóm đối
tượng, từ đó có thể phân biệt các đơn vị địa hình, các đơn vị cảnh quan địa lý, các hệ
sinh thái.
Trong quá trình giải đoán, ngoài việc phân tích các yếu tố riêng lẻ cũng xem xét
đến sự tập hợp trong không gian của từng nhóm yếu tố. Sự tập hợp đó có thể tạo nên

một dạng hay một kiểu địa hình, từ đó giúp cho người giải đoán có thể hiệu chỉnh, loại


bỏ những sai sót và nâng cao độ chính xác. Như vậy, trong giải đoán bằng mắt phải
nắm bắt và phân biệt được dấu hiệu giải đoán và chìa khoá giải đoán Công việc đó
yêu cầu người giải đoán phải có kiến thức chuyên môn vững để có thể kết hợp nhuần
nhuyễn các kiến thức trong quá trình giải đoán ảnh và đưa ra kết quả chính xác.
Các chìa khóa giải đoán được thiệt lập dựa vào kinh nghiệm, kiến thức và những
nghiên cứu trên một tấm ảnh cụ thể của người phân tích. Thông thường, 8 yếu tố giải
đoán (kích thước, hình dạng, bóng, tone, màu, cấu trúc, hình mẫu và tổ hợp mối quan
hệ) cũng như thời gian chụp ảnh, mùa, kiểu phim, tỷ lệ ảnh,.. sẽ được xem xét kỹ để
thiết lập nên chìa khóa giải đoán. Chìa khóa thông thường bao gồm cả phần mô tả và
các thành phần của hình ảnh.Thông qua việc hiểu rõ các chìa khóa giải đoán, người
phân tích có thể liên hệ mở rộng để phân tích các vùng khác.

Đất nuôi trồng kết hợp trồng rừng

đất nuôi tôm kết hợp trồng lúa

Đất chuyên tôm

Đất dừa nước

Hình: Một số khoá giải đoán trên ảnh vệ tinh sport:
2.2 Kĩ thuật xử lí ảnh số (Digital image Processing)
Các dữ liệu ảnh vệ tinh thu được trong kỹ thuật viễn thám thường được lưu dưới
dạng ảnh số nên vấn đề xử lý ảnh số trong viễn thám giữ vai trò quan trọng


Có 2 nguồn dữ liệu chính:

+Ảnh tương tự do các máy chụp quang cơ cung cấp.
+Ảnh số do các máy quét đa phổ cung cấp.
-

Để xử lý ảnh số thì dữ liệu bắt buộc phải được lưu trong hình thức số sao cho có thể
lưu trữ vận hành và phân tích bởi máy tính.

-

Trường hợp ảnh số: dữ liệu được chuyển từ các băng từ lưu trữ mật độ cao HDDT
(high density digital tape) vào các băng từ CCT (computer compatible tape) hay CDROM để cho phép bất kỳ máy tính nào cũng có thể đọc được số liệu.

-

Trường hợp ảnh tương tự phải được chuyển thành ảnh số thông qua các máy quét.
Các dữ liệu ảnh vệ tinh thu được trong viễn thám thường dưới dạng số và được
xử lý bởi máy tính để tạo ảnh đã được giải đoán ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác
nhau.
Có một số các phần mềm thương mại cũng như miễn phí dùng để xử lý ảnh số
cho nhiều mục đích khác nhau: ví dụ như Envi, Erdas, PCI, Ermapper…
Các bước xử lý ảnh số
Nhìn chung đối với một ảnh viễn thám dưới dạng số thì việc xử lý được thực
hiện qua 4 bước dưới đây:
+ Tiền xử lý
+ Tăng cường chất lượng ảnh
+ Chuyển đổi ảnh
+ Phân loại ảnh
2.2.1. Tiền xử lý
Các phép Tiền xử lý là những công đoạn như khôi phục và hiệu chỉnh ảnh. Nó
được sử dụng để hiệu chỉnh bức xạ và hiệu chỉnh hình học do những biến dạng gây ra

bởi bộ cảm biến và vật mang
Tiền xử lý ảnh số bao gồm hiệu chỉnh hình học và bức xạ, thường được thực hiện
trên các máy tính lớn tại các trung tâm thu dữ liệu vệ tinh nhằm tạo ra một dữ liệu ảnh
lý tưởng cung cấp cho người sử dụng. Thực tế cho thấy, khi đo các bức xạ và phản xạ
sóng từ mặt đất thu nhận bởi Sensor đặt trên các vật mang, người ta thấy sự khác biệt
so với trường hợp quan sát cùng đối tượng đó ở khoảng cách gần. Điều này chứng tỏ ở
những khoảng cách xa luôn tồn tại một lượng nhiễu nhất định gây bởi ảnh hưởng của


góc nghiêng và độ cao mặt trời, của điều kiện khí quyển như sự hấp thụ, tán xạ… Do
đó, để đảm bảo nhận được những giá trị chính xác của năng lượng bức xạ và phản xạ,
cần phải thực hiện việc hiệu chỉnh bức xạ nhằm loại trừ các nhiễu. Ngoài ra, do ảnh
hưởng tổng hợp của sai số chế tạo Sensor và sự thay đổi ngẫu nhiên vị thế của vật
mang, làm cho ảnh thu được bị biến dạng về mặt hình học. Biến dạng hình học của
ảnh được hiểu như sự sai lệch vị trí giữa toạ độ ảnh thực tế (nhận được) và toạ độ ảnh
lý tưởng được tạo bởi một bộ cảm có thiết kế hình học chính xác và chụp ảnh trong
các điều kiện lý tưởng (không ảnh hưởng bởi vị thế của vật mang).
1. Hiệu chỉnh bức xạ
Để đảm bảo nhận được những giá trị chính xác của năng lượng bức xạ và phản
xạ của vật thể cho trên ảnh vệ tinh, cần phải thực hiện việc hiệu chỉnh nhằm loại trừ
các nhiễu trước khi sử dụng ảnh. Hiệu chỉnh bức xạ được phân thành ba nhóm chính
sau:
a. Hiệu chỉnh do ảnh hưởng bởi bộ cảm biến
Nếu sử dụng các bộ cảm quang học, bao giờ cũng xảy ra trường hợp cường độ
bức xạ tại tâm lớn hơn tại góc. Hiện tượng này được gọi là vignetting (thể hiện bởi
Cosnθ, trong đó θ là góc hợp bởi tia tới và quang trục của thấu kính và n là tham số
phụ thuộc vào thấu kính được sử dụng, thường n = 4). Đây là sai số không thể tránh
khỏi do các hệ thống quang học tạo ra.
Khi sử dụng các bộ cảm quang điện tử thì xác định số hiệu chỉnh bức xạ có thể
thực hiện bằng cách xác định sự sai khác giữa cường độ bức xạ trước Sensor và cường

độ tín hiệu của chuẩn. Ngoài ra, ảnh vệ tinh thu được trong một số trường hợp bị mất
dòng ảnh, tạo vệt dòng ảnh và nhiễu ngẫu nhiên trên ảnh. Những ảnh hưởng tạo ra
nhược điểm nhất định cần phải khôi phục để cung cấp ảnh cho người sử dụng.
* Mất dòng ảnh (Dropped Lines): Nguyên nhân là do một bộ phận tách sóng nào
đó của mảng tuyến tính không tách được (hoặc không hoạt động) năng lượng phản xạ
cho pixel được phân chia ứng với từng dòng ảnh. Kết quả nhận được ảnh vệ tinh bị
mất đi một hoặc dòng ảnh riêng biệt mà cần phải khôi phục. Ví dụ bộ cảm biến có 16
bộ tách sóng tạo thành dòng quét (hàng trên ảnh), nếu một bộ tách sóng không hoạt
động sẽ tạo ra trong mỗi dòng quét thứ 16 là một chuỗi zero gây ra một dòng đen
(hoặc vài dòng đen nếu có vài bộ tách sóng) mà có thể nhận biết dễ dàng bằng mắt.
Để khôi phục, bước đầu tiên là tính giá trị trung bình trên dòng quét sao cho toàn
bộ ảnh, so sánh giá trị trung bình của từng dòng với giá trị vừa nhận được này.Bất cứ
dòng nào lệch khỏi (vượt quá ngưỡng cho phép) giá trị trung bình trên dòng quét cho


toàn bộ ảnh thì được xem như là bị ảnh hưởng.Trong những vùng mà có sự thay đổi
lớn về lớp phủ mặt đất, cần xem xét histogram của phần ảnh có biến đổi đặc biệt và xử
lý riêng phần ảnh này.
Bước kế tiếp là thay thế dòng bị mất, mỗi pixel trong dòng bị mất sẽ nhận một
giá trị được nội suy từ các pixel xung quanh.giá trị trung bình của các pixel xung
quanh được dùng để thay thế cho giá trị pixel bị mất.
* Vệt dòng ảnh (Stripping/banding): là hiện tượng ảnh để lộ ra nhiều dòng nhiễu
do sự đáp ứng không đồng bộ giữa các bộ tách sóng trong cùng mảng tuyến tính. Hiện
tượng này thường xảy rahơn so với “dòng bị mất”.Mặc dù tất cả các bộ tách sóng của
cùng mảng tuyến tính đã được kiểm tra cẩn thận và rất phù hợp với nhau về mức độ
cảm nhận trước khi phóng vệ tinh, sau một thời gian vận hành một số bộ tách sóng bị
thay đổi thông số (tăng hay giảm mức độ cảm nhận). Kết quả là mỗi dòng quét được
ghi nhận bởi chính các bộ tách sóng này sẽ sáng hơn hay tối hơn so với các dòng quét
khác. Cần lưu ý rằng, trong trường hợp này giá trị thực của năng lượng phản xạ cần
được thể hiện bởi dòng quét khiếm khuyết đó, nhưng cần phải hiệu chỉnh để phù hợp

cho toàn ảnh.

Để hiệu chỉnh ảnh có nhiều biện pháp, nhưng phổ biến nhất là làm phù hợp
histogram của ảnh bằng cách chia histogram tương ứng với từng bộ phận tách sóng,
chọn histogram chuẩn và hiệu chỉnh histogram của bộ tách sóng bị khiếm khuyết.Giá
trị mới của pixel được tính toán và hiệu chỉnh lại.
* Nhiễu ngẫu nhiên trên ảnh: Hiện tượng này sinh ra không phải do bộ tách sóng
mà do sai số sinh ra trong quá trình truyền dữ liệu ảnh hoặc bị gián đoạn tạm thời. Do
ảnh hưởng này, một số pixel trên ảnh có giá trị độ sáng lớn hay nhỏ hơn rất nhiều so
với các pixel xung quanh. Kết quả tạo ra các điểm sáng trắng hay sậm đen trên ảnh mà
làm ảnh hưởng đến việc tách thông tin từ ảnh viễn thám. Biện pháp dùng cửa sổ lọc để
loại trừ nhiễu ngẫu nhiên là khá phổ biến trong xử lý ảnh hiện nay.


+ Ảnh hưởng do địa hình và góc chiếu của mặt trời
* Bóng chói mặt trời: Tạo ra hiện tượng bức xạ của mặt đất ở vùng này sáng hơn
ở những vùng khác. Ảnh hưởng của bóng chói mặt trời và hiện tượng vigneting có thể
được hiệu chỉnh đồng thời bằng cách ước tính đường cong bóng râm dựa trên việc
phân tích chuỗi Fourier để tách các thành phần sóng có tần số thấp.
* Bóng râm: là hiện tượng che khuất nguồn bức xạ bởi bản thân địa hình (vùng
đồi, núi, nhà cao tầng…). Để có thể hiệu chỉnh cần phải có mô hình độ cao số DEM và
toạ độ vật mang tại thời điểm thu tín hiệu (xác định góc giữa tia bức xạ và vector trực
giao với bề mặt địa hình).
* Góc chiếu của mặt trời: Do vị trị tương đối của trái đất với mặt trời thay đổi
theo thời gian trong ngày và mùa trong năm, làm cho vùng Bắc bán cầu có góc đứng
của mặt trời vào mùa đông nhỏ hơn mùa hạ. Kết quả là ảnh chụp vào các mùa khác
nhau sẽ có cường độ chiếu sáng của mặt trời khác nhau.
Hiệu chỉnh ảnh hưởng do góc chiếu của mặt trời được tiến hành bằng cách lấy
giá trị độ sáng của pixel chia cho sin góc đứng của mặt trời (giá trị độ lớn của góc
đứng được cho bởi file header của ảnh vệ tinh) công thức tính như sau:

BVhc =

BV
sin α

Trong đó BVhc là giá trị độ sáng của pixel cho bởi ảnh mới đã được hiệu chỉnh
góc chiếu của mặt trời. Vì góc đứng luôn nhỏ hơn 90 độ nên BVhc luôn lớn hơn BV (giá
trị độ sáng của ảnh chưa hiệu chỉnh).
Khi có ảnh đa thời gian cho cùng một khu vực, việc hiệu chỉnh tương đối có thể
được thực hiện bằng cách chọn ảnh có góc chiếu của mặt trời cao làm chuẩn và hiệu
chỉnh bức xạ các ảnh còn lại theo ảnh chuẩn này.
+Ảnh hưởng khí quyển
Rất nhiều các hiệu ứng khí quyển khác nhau như hấp thụ, phản xạ, tán xạ… ảnh
hưởng tới chất lượng ảnh thu được. Bức xạ mặt trời trên đường truyền xuống mặt đất
bị hấp thụ, tán xạ một lượng nhất định trước khi tới mặt đất và năng lượng bức xạ
phản xạ từ vật thể cũng bị hấp thụ hoặc tán xạ trước khi tới được bộ cảm. Do đó, bức
xạ mà bộ cảm thu được không phải chỉ đơn thuần năng lượng trực tiếp mà còn nhiều
thành phần nhiễu khác. Hiệu chỉnh do ảnh hưởng khí quyển là giai đoạn tiền xử lý
nhằm loại trừ ảnh hưởng của những thành phần bức xạ không mang thông tin hữu ích.
Để hiệu chỉnh khí quyển, người ta thường sử dụng các mô hình khí quyển nhằm mô