ĐỀ CƯƠNG MÔN CƠ SỞ VIỄN THÁM

Mục lục

1


-

-

-

CƠ SỞ VIỄN THÁM
Câu 1. Phân loại viễn thám theo nguồn năng lượng sử dụng và
theo chiều dài bước sóng.
1.Phân loại theo nguồn tín hiệu:
Căn cứ vào nguồn của tia tới mà viễn thám được chia làm hai loại:
Viễn thám chủ động và Viễn thám bị động
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.
2.Phân loại theo 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, viễn thám hồng ngoại nhiệt và viễn thám siêu cao tần
Trong đó:
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.

2


Câu 2. Hãy phân tích sự khác nhau giữa vệ tinh địa tĩnh và vệ tinh
quỹ đạo cực.
Vệ tinh địa tĩnh
Vệ tinh quỹ đạo cực
Vệ tinh địa tĩnh là vệ tinh có Vệ tinh có mặt phẳng quỹ đạo
tốc độ góc quay bằng tốc độ vuông góc hoặc gần vuông góc
góc quay của trái đất nghĩa so với mặt phẳng xích đạo của
là vị trí tương đối của vệ trái đất. Tốc độ quay của vệ
Quỹ
tinh so với trái đất là đứng tinh khác với tốc độ quay của
đạo
trái đất

chuyển yên
động
Vệ tinh địa tĩnh là trường Vệ tinh quỹ đạo cực là vệ tinh
hợp đặc biệt của các vệ tinh có quỹ đạo chuyển động đồng
có quỹ đạo chuyển động bộ với quỹ đạo mặt trời
đồng bộ với trái đất
Đặc
Quan sát từ một điểm cố
Quan sát đều đặn theo chu kỳ
điểm
định
lặp
Độ cao 30000 – 40000 km
500 – 1000km
bay
Ứng
Quan sát khí tượng, giám sát Giám sát tài nguyên
dụng
môi trường cho mỗi vùng
lãnh thổ và truyền tin
Ví dụ
Vệ tinh GMS, GOES
LandSat, Spot,…
Câu 3. Các thành phần cơ bản của hệ thống viễn thám. Vẽ sơ đồ
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 che
với nhau. Trình tự hoạt động của các thành phần trong hệ thống viễn
thám được mô tả trong hình sau:

3

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 se 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 se 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
se 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 lý sang dạng ảnh. Ảnh này là dữ liệu thô.
Phân loại và phân tích ảnh (F): ảnh thô se được xử lý 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 lý ảnh vào các lĩnh vực, bài toán cụ thể.
Câu 4. Phát biểu khái niệm vật mang, bộ cảm. Các dạng quỹ đạo

cơ bản của vệ tinh viễn thám.
Khái niệm
-Vật mang là một phương tiện dùng để mang các bộ cảm gọi là vật
mang. Vệ tinh máy bay là những vật mang cơ bản trong viễn thám. Có
nhiều loại vật mang có độ cao hoạt động từ vài chục mét trở lên.
-Bộ cảm là thiết bị dùng để cảm nhận sóng điện từ phản xạ hoặc bức
xạ từ vật thể.
Các dạng quỹ đạo cơ bản của vệ tinh viễn thám
-Quỹ đạo đồng bộ với Trái đất:
4


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
Nếu mặt phẳng quỹ đạo của vệ tinh trùng với mặt phẳng xích đạo của
trái đất, thì vệ tinh được gọi là vệ tinh địa tĩnh
Các vệ tinh địa tĩnh có độ cao bay khoảng 30000 km đến 40000 km và
luôn treo lơ lửng tại một điểm trên không trung (đứng yên tương đối
so với mặt đất), nên ch ng sử dụng cho mục đí h quan sát khí tượng,
giám sát môi trường cho mỗi vùng lãnh thổ và truyền tin.
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 với quỹ đạo mặt trời:
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. Góc nghiêng của
mặt phẳng quỹ đạo gần bằng góc nghiêng của trục quay trái đất so với
mặt phẳng xích đạo, do vậy còn gọi là quỹ đạo cực.

Những vệ tinh chuyển động theo quỹ đạo đồng bộ với mặt trời se thu
thập thông tin trên một vùng nào đó trên mặt đất theo một giờ địa
phương nhất định và với độ chiếu sáng của mặt trời ổn định. Đây là
yếu tố quan trọng cho việc giám sát sự thay đổi giá trị phổ giữa các
ảnh.
Đặc trưng chuyển động của vệ tinh theo quỹ đạo không chỉ được phân
biệt theo hình dạng, kích thước, góc nghiêng... mà còn theo chu kỳ 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 5. Trình bày đặc trưng phản xạ phổ của thổ nhưỡng. Các yếu
tố nào ảnh hưởng đến khả năng 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 se khác nhau. Tùy thuộc vào thành phần hợp chất có trong đất mà
biên độ của đồ thị phản xạ phổ se 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.
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 – 0.05 mm, 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 tang, khả năng phản xạ se bị giảm
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 se có màu nâu sẫm (phản xạ phổ yếu). Nếu hàm lượng chất
hữu cơ trong đất thấp hơn khả năng phản xạ phổ se cao hơn
6


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
Câu 6. Đặc trưng phản xạ phổ của thực vật. Các yếu tố nào ảnh
hưởng đến khả năng 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 se 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
7


bệnh hàm lượng clorophyl giảm đi khả năng phản xạ phổ cũng thay
đổi, mắt người se 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
Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng phản xạ phổ của thực vật bao
gồm: chất sắc tố, cấu trúc tế bào lá và hàm lượng nước trong lá.
Câu 7. Trình bày đặc trưng phản xạ phổ của nước. Các yếu tố ảnh
hưởng nào đến khả năng 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 ải sóng hồng ngoại và ận hồng ngoại ó
thể phân biệt một á h r ràng ướ ó khả năng hấp thụ rất mạnh năng
lượng ở bướ sóng ận hồng ngoại và hồng ngoại o đó năng lượng
phản ạ s rất ít
ải sóng ài khả năng phản ạ phổ ủa nướ khá nh
nên ó thể sử ụng á kênh ở ải sóng ngoài để á định ranh giới nước
– đất liền
Trong nước chứa nhiều thành phần hữu cơ và vô ơ ho nên khả năng
phản ạ phổ ủa nướ phụ thuộ vào thành phần và trạng thái ủa nước.
Nước đụ ó khả năng phản ạ phổ ao hơn nướ trong nhất là ở ải
sóng ài àm lượng loroph l ng ảnh hưởng đến khả năng phản ạ phổ
ủa nước.
goài ra một số yếu tố khá ng ảnh hưởng đến khả năng phản ạ phổ
ủa nướ tu không thể hiện r rệt qua sự khá iệt ủa đồ thị phổ: độ
mặn ủa nướ iển hàm lượng khí metan o i nitơ, cacbonic,... trong
nước.
Độ thấu quang ủa nướ phụ thuộ vào độ đụ trong. Nướ iển nướ
ngọt nướ ất đều ó hung đặ tính thấu quang tu nhiên với nước đụ
8


độ thấu quang giảm r rệt và với bướ sóng àng ài độ thấu quang àng
lớn Khả năng thấu quang ao và hấp thụ năng lượng ít ở ải sóng nhìn
thấ đối với lớp nướ m ng ao hồ nông và trong là o năng lượng
phản ạ ủa lớp đá : át đá

-

Câu 8. Độ phân giải của ảnh 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 không gian
Độ phân giải bức xạ
Độ phân giải phổ
Độ phân giải thời gian
Độ phân giải không gian: 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 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.
9


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 – 100 m) và ảnh vệ tinh độ phân giải
thấp (>100m)
Độ phân giải bức xạ: là khả năng nhạy ảm ủa á thiết ị thu để phát
hiện những sự khá nhau rất nh trong năng lượng sóng điện từ số it
ùng để ghi nhận thông tin ảnh vệ tinh).
Độ phân giải ứ ạ ùng để lưu trữ ử l và hiển thị ảnh vệ tinh trong

má tính kiểu raster tù thuộ vào số it ùng để ghi nhận thông tin mỗi
pi el s ó giá trị hữu hạn ứng với từng ấp độ ám
Phần lớn ữ liệu ảnh viễn thám hiện na đượ lưu trữ ở dạng 8 bit một
số ảnh vệ tinh độ phân giải ao ó thể lưu trữ ở dạng 16 bit Ảnh vệ
tinh được lưu trữ ở dạng 8 bit se có 256 cấp độ xám (0 – 255), 16 bit
có 65536 cấp độ xám (0 – 65535).
Độ phân giải phổ: thể hiện ởi kí h thướ và số kênh phổ ề rộng phổ
hoặ sự phân hia vùng phổ mà ảnh vệ tinh ó thể phân iệt một số
lượng lớn á ướ sóng ó kí h thướ tương tự ng như tá h iệt đượ á
ứ ạ từ nhiều vùng phổ khá nhau
Cùng một vùng phủ mặt đất tương ứng á pi el s ho giá trị riêng iệt
theo từng vùng phổ ứng với á ướ sóng khá nhau Do đó thông tin
đượ ung ấp theo từng loại ảnh vệ tinh khá nhau không hỉ phụ thuộ
vào số it ùng để ghi nhận mà n phụ thuộ vào phạm vi ướ sóng
Độ phân giải thời gian là thời gian hụp lặp lại tại ùng một vị trí ủa
ảnh vệ tinh Độ phân giải thời gian cho biết số ngà hoặ giờ mà hệ
thống ảm iến ủa vệ tinh s qua lại để hụp một vị trí nhất định Do vậ
độ phân giải thời gian không liên quan đến á thiết ị ghi ảnh mà hỉ
liên quan đến khả năng khi lặp lại ủa vệ tinh.
Ảnh đượ hụp vào á ngà khá nhau ho phép so sánh đặ trưng ề mặt
theo thời gian. u điểm ủa độ phân giải thời gian là ho phép ung ấp
thông tin hính á hơn và nhận iết sự iến động ủa khu vự ần nghiên
ứu ầu hết á vệ tinh đều a qua ùng một điểm vào một khoảng thời
gian ố định từ vài giờ vài ngà đến vài tuần phụ thuộ vào quỹ đạo
và độ phân giải không gian

10


Câu 9. Các dạng tương tác năng lượng của bức xạ điện từ với đối

tượng tự nhiên.
Khi năng lượng điện từ chiếu tới một vật thể trên mặt đất, s tương tá
với đối tượng đó theo ba dạng cơ bản: phản xạ, hấp thụ và truyền qua.
Các năng lượng này là hàm của một bước sóng λ nào đó
- năng lượng phản xạ
- năng lượng hấp thụ
- năng lượng truyền qua
Tỉ lệ giữa các hợp phần năng lượng phản xạ, hấp thụ và truyền qua rất
khác nhau tùy thuộc vào đặc điểm cấu tạo bề mặt và thành phần vật
chất của đối tượng. Ngoài ra tỉ lệ giữa các hợp phần đó n phụ thuộc
vào các bước sóng khác nhau.
Đặc điểm phản xạ phổ của các đối tượng trên bề mặt Trái đất là thông
số quan trọng nhất trong viễn thám được đặc trưng bởi độ phản xạ
phổ. Độ phản xạ phổ được đo theo ông thức:
Với là độ phản xạ phổ (tính bằng %).
Với cùng một đối tượng, độ phản xạ phổ khác nhau ở các bước sóng
khác nhau
Độ hấp thụ năng lượng điện từ đượ tính là tỉ số giữa năng lượng phát
ạ ị hấp thụ và năng lượng tới:
α=
Độ tru ền năng lượng điện từ ha độ thấu quang: T = năng lượng thấu
quang/ năng lượng tới
Năng lượng ứ ạ điện từ hiếu tới đối tượng đượ phản ạ không
những phụ thuộ vào ề mặt đối tượng mà n phụ thuộ vào ướ sóng
Tại á ướ sóng khá nhau s nhận đượ khả năng phản ạ phổ khá
nhau Sự phụ thuộ ủa năng lượng phản ạ ứ ạ điện từ vào ướ sóng
ủa một số đối tượng tự nhiên:

11

Câu 10. So với tư liệu ảnh tương tự, dữ liệu ảnh số có những ưu
điểm gì vượt trội
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 lý 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
Câu 11. Phát biểu khái niệm giải đoán ảnh bằng mắt. Đặc điểm
của giải đoán 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.
Trong việc xử lý ảnh viễn thám, 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
12


quang học từ đơn giản đến phức tạp như kính lúp, kính lập thể, kính
phóng đại, kính tổ hợp mầu,.. nhằm nâng cao khả năng phân tí h ủa m
t 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. Kết quả phân loại
ảnh bằng mắt có ý nghĩa đặc biệt quan trọng trong việc lấy mẫu phân
loại phục vụ việc phân loại tự động có kiểm định
Cơ sở để giải đoán ảnh bằng mắt là dựa vào các dấu hiệu giải đoán và
các khoá giải đoán

-

-

Câu 12. Trình bày về phân loại đa phổ. Nêu các điểm khác nhau
cơ bản về khả năng ứng dụng của phương pháp phân loại có kiểm
định và không kiểm định.
Phân loại ảnh là quá trình tách gộp thông tin dựa trên các tính chất
phổ, không gian và thời gian.
Phân loại thường được biểu diễn bởi tập hợp các kênh ảnh và quá
trình này là gán từng pixel trên ảnh vào các lớp khác nhau dựa trên
đặc tính thống kê của các giá trị độ xám của từng pixel.
Các bước trong việc phân loại:
Chọn trước một tập hợp các lớp phủ mà theo đó ảnh se được phân lớp;
Với mỗi lớp, chọn ra môt tập các pixel tiêu biểu cho lớp đó (gọi là
samples hoặc training data);
Các tập training có thể lấy được từ đi thực địa, từ bản đồ, hay từ các
nguồn hình ảnh khác;
Các tập training được dùng để ước đoán các tham số của giải thuật
phân loại se sử dụng (các tham số thuộc 1 lớp training gọi là tín hiệu
hay signature của lớp đó);
Dựa vào các tập training, xếp loại tất cả các pixel của ảnh sao cho mỗi

pixel se thuộc về một lớp duy nhất;
Tạo ảnh (hoặc bản đồ) phân loại, tính toán các thống kê của việc phân
loại.
Có hai phương pháp phân loại chính đó là Có kiểm định và Không
kiểm định.
13


Phân loại có kiểm định: Dùng trong trường hợp có đầy đủ thông tin về
các lớp phủ.
Phân loại không kiểm định: Dùng trong trường hợp thông tin về các
lớp phủ là không đầy đủ hoặc thậm chí không có, dùng để phân loại sơ
bộ trước khi phân loại có kiểm định.
1. Phân loại tự động không giám sát. Phương pháp phân loại
không kiểm định (unsupervised classification) là phương pháp chỉ sử
dụng thuần túy thông tin ảnh, quá trình xử lý hoàn toàn tự động. Đây
là quá trình nhóm các đối tượng không gian trên ảnh viễn thám theo
khoảng giá trị phổ của các kênh ảnh bằng áp dụng thuật toán xử lý ảnh
để xem xét các pixel chưa biết.
Ưu điểm chính của phương pháp này là hiệu quả kinh tế cao,
không phụ thuộc vào trình độ người phân loại. Tuy nhiên nhược điểm
cơ bản khi phân loại không kiểm định là độ chính xác của kết quả
phân loại rất thấp Do kết quả phân loại có độ chính xác không cao,
phương pháp phân loại không kiểm định rất ít được sử dụng trong xử
lý ảnh viễn thám. Nó chỉ được sử dụng trong trường hợp thông tin về
lớp phủ không đầy đủ, hoặc thậm chí không có. Trong một trường hợp
khác, khi biết rõ số lượng lớp đối tượng trên ảnh và số lượng đối
tượng là không nhiều cũng có thể áp dụng hiệu quả phương pháp phân
loại không kiểm định. Trong phân loại không kiểm định thường dùng
hai thuật toán cơ bản: K – trung bình (K – mean) và ISODATA.

2. Phân loại tự động có giám sát. là hình thức phân loại kết
hợp giữa phân loại tự động nhờ sự trợ giúp của máy tính, kết quả điều
tra thực địa và trình độ của người phân loại. Thực chất của phân loại
có kiểm định là gán nhãn cho pixel vào từng loại thông tin cụ thể dựa
trên thông tin về giá trị phổ của chúng kết hợp với các dữ liệu khác.
Phương pháp phân loại có kiểm định cho phép người phân loại có thể
thiết lập các loại thông tin cần thiết phù hợp với mục đích bài toán và
vùng nghiên cứu cụ thể. Bên cạnh đó, người phân loại có thể kết hợp
sử dụng các tư liệu khác về vùng nghiên cứu để có thể có được thông
tin chính xác nhất về các đối tượng cần phân loại.
Ưu điểm nổi bật nhất của phương pháp phân loại có kiểm định là độ
chính xác cao, mẫu phân loại có thể dùng trong thời gian dài, tốc độ
tính toán nhanh. Bên cạnh đó, phương pháp này cũng có nhược điểm
là độ chính xác của kết quả phân loại phụ thuộc vào độ chính xác của
mẫu phân loại cũng như trình độ của người phân loại.
14


Phân loại tự động có giám sát bao gồm các bước chọn dữ liệu mẫu,
chọn phương pháp phân loại, tiến hành phân loại và đánh giá kết quả.
Câu 13. Tìm hiểu một số các ứng dụng về công nghệ viễn thám
trong lĩnh vực quản lý đất đai
Lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất. Cho đến nay, ảnh vệ tinh đã
được nhiều cơ quan ở nước ta sử dụng để thành lập bản đồ hiện trạng
sử dụng đất phủ trùm các vùng lãnh thổ khác nhau, từ khu vực nhỏ
đến tỉnh, vùng và toàn quốc. Bản đồ hiện trạng sử dụng đất của các
vùng như Tây Nguyên, đồng bằng sông Cửu Long, đồng bằng sông
Hồng,… được thành lập trong khuôn khổ các chương trình điều tra
tổng hợp, đều đã sử dụng ảnh vệ tinh như một nguồn tài liệu chính.
Những bản đồ này được thành lập trong những năm 1989, 1990 và do

các cơ quan nghiên cứu khoa học và điều tra cơ bản thực hiện. Bản đồ
được thành lập chủ yếu ở tỉ lệ 1: 250 000.
Bản đồ hiện trạng sử dụng đất toàn quốc năm 1990 tỉ lệ 1: 1 000 000
được thành lập bằng nhiều nguồn tài liệu, trong đó ảnh vệ tinh
LANDSAT - TM. Bản đồ này do Tổng cục Quản lý ruộng đất (nay
thuộc Bộ Tài nguyên và Môi trường), cùng một số các cơ quan khác
thực hiện. Bên cạnh đó, năm 1993 Tổng cục Quản lý đất đai, Cục Đo
đạc và Bản đồ Nhà nước (Bộ Tài nguyên và Môi trường), Trung tâm
Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia, Viện Điều tra Quy hoạch
rừng, Viện Quy hoạch và Thiết kế Nông nghiệp (Bộ Nông nghiệp và
Phát triển Nông thôn) đã thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất toàn
quốc tỉ lệ 1: 250 000 bằng ảnh LANDSAT - TM.
Bản đồ hiện trạng sử dụng đất cấp tỉnh và các khu vực hẹp hơn của
một số địa phương cũng được thành lập bằng ảnh vệ tinh. Những bản
đồ này thường được thành lập ở các tỉ lệ 1:100 000 (cấp tỉnh) đến 1:
25 000 (khu vực cụ thể) và do các Viện thuộc Trung tâm Khoa học Tự
nhiên và Công nghệ Quốc gia, Viện Quy hoạch và Thiết kế nông
nghiệp, Trung tâm Viễn thám thuộc Bộ Tài nguyên và Môi trường và
một số Trường Đại học thực hiện trong khuôn khổ các đề tài nghiên
cứu và các dự án. Năm 2000, một số Sở Tài nguyên và Môi trường đã
tiến hành thử nghiệm thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất bằng
ảnh vệ tinh. Trung tâm Viễn thám, Bộ Tài nguyên Môi trường đã
thành lập bình đồ ảnh vũ trụ tỷ lệ 1: 10 000 phục vụ kiểm kê đất đai
của 13 tỉnh trong đợt kiểm kê đất năm 2005.
15


Từ 1979 ảnh vệ tinh được bắt đầu sử dụng trong việc xây dựng bản đồ
hiện trạng rừng và trở thành một công cụ quan trọng trong điều tra quy
hoạch và thiết kế kinh doanh rừng. Ảnh vệ tinh LANDSAT TM được

sử dụng rất nhiều trong xây dựng các bản đồ rừng cấp vùng và toàn
quốc (1985 -1990). trong Chương trình “Điều tra, đánh giá và theo dõi
diễn biến tài nguyên rừng toàn quốc, giai đoạn 1991-1995”, nghiên
cứu biến động rừng ngập mặn trong 20 năm ở Minh Hải, dự án Mê
Công “Theo dõi, đánh giá biến động lớp phủ rừng” (Forest Cover
Monitoring). Ảnh vệ tinh LANDSAT ETM+ được sử dụng trong
Chương trình “Điều tra, đánh giá và theo dõi diễn biến tài nguyên
rừng toàn quốc, giai đoạn 2001 - 2005” để lập bản đồ rừng và sử dụng
đất cho 64 tỉnh, thành phố hoàn toàn bằng công nghệ xử lý ảnh số.
Ảnh vệ tinh SPOT được sử dụng trong các Chương trình “Điều tra,
đánh giá và theo dõi diễn biến tài nguyên rừng toàn quốc, giai đoạn
1996-2000” để xây dựng bản đồ hiện trạng rừng và sử dụng đất cấp
tỉnh tỷ lệ 1:100.000, dự án phục hồi rừng ngập mặn Cà Mau, dự án
“Phát triển hệ thống thông tin rừng nhiệt đới – Information System
Development Project for Tropical Forests”. Ảnh vệ tinh độ phân giải
cao Quickbird được sử dụng trong việc xây dựng bản đồ hiện trạng
rừng và sử dụng đất tỷ lệ 1:10000 cho 2 lâm trường M’drac và Nam
Nung (2004 - 2005), các xã vùng đệm thuộc dự án Bảo vệ và Phát
triển những vùng đất ngập nước ven biển miền Nam Việt Nam do WB
tài trợ (2005).
Nghiên cứu biến động sử dụng đất. Nghiên cứu biến động sử dụng
đất là một trong những lĩnh vực quan trọng và khó khăn trong điều tra,
giám sát môi trường, trong đó ảnh vệ tinh đã được sử dụng như một
công cụ hữu hiệu. Nhiều cơ quan nghiên cứu khoa học, điều tra cơ
bản, giáo dục ở nước ta đã quan tâm đến ứng dụng công nghệ viễn
thám để thực hiện nhiệm vụ này như Viện Địa lý, Địa chất, Vật lý,
Nghiên cứu biển thuộc Trung tâm Khoa học Tự nhiên và Công nghệ
Quốc gia, Trung tâm Viễn thám, Liên đoàn Bản đồ Địa chất thuộc Bộ
Tài nguyên và Môi trường... , đã tiến hành nhiều thử nghiệm dưới
dạng các đề tài nghiên cứu, các dự án và đã thu được những kết quả

ban đầu quan trọng.
Trong chương trình của Cục Bảo vệ Môi trường, Trung tâm Viễn thám
- Bộ Tài nguyên và Môi trường và một số cơ quan khác đã sử dụng
ảnh vệ tinh đa thời gian để khảo sát biến động của bờ biển, lòng sông,
16


biến động rừng ngập mặn, diễn biến rừng, biến động lớp phủ mặt đất
và sử dụng đất (ở một số vùng). thành lập các bản đồ rừng ngập mặn tỉ
lệ 1: 100 000 phủ trùm toàn dải ven biển và tỉ lệ lớn hơn cho từng
vùng, bản đồ đất ngập nước toàn quốc tỉ lệ 1: 250.000.

17