ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ VÀ ẢNH VỆ TINH ĐA THỜI GIAN ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG ĐẤT ĐÔ THỊ TRÊN ĐỊA BÀN QUẬN 2 THỜI KỲ 2003 – 2008

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI & BẤT ĐỘNG SẢN

BÁO CÁO TỐT NGHIỆP

ĐỀ TÀI:

ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ VÀ ẢNH
VỆ TINH ĐA THỜI GIAN ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG
ĐẤT ĐÔ THỊ TRÊN ĐỊA BÀN QUẬN 2
THỜI KỲ 2003 – 2008

SVTH
MSSV
LỚP
KHÓA
NGÀNH

:
:
:
:
:

HUỲNH THỊ THÃI
05151047
DH05DC
2005 - 2009
Công nghệ Địa chính

-TP.Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2008-


TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI & BẤT ĐỘNG SẢN
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ ĐỊA CHÍNH
---------#"---------

HUỲNH THỊ THÃI

ỨNG DỤNG HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ VÀ ẢNH
VỆ TINH ĐA THỜI GIAN ĐÁNH GIÁ BIẾN ĐỘNG
ĐẤT ĐÔ THỊ TRÊN ĐỊA BÀN QUẬN 2
THỜI KỲ 2003 – 2008

Giáo viên hướng dẫn: ThS. Lê Ngọc Lãm
(Địa chỉ cơ quan: Trường Đại Học Nông Lâm TP.Hồ Chí Minh)
(Ký tên: ………………………………)

- Tháng 7 năm 2009 -


Lời cảm ơn
Luận văn là kết quả của sự phấn đấu trong suốt
quá trình học tập, sự quan tâm sâu sắc của gia đình, sự
chỉ dạy nhiệt tình của thầy cô, sự giúp đỡ của bạn bè.
Xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc ThS. Lê Ngọc Lãm đã
trực tiếp hướng dẫn, tận tâm chỉ dạy em trong suốt quá
trình làm đề tài.
Trân trọng biết ơn:

Ban Giám hiệu Trường Đại học Nông Lâm Tp.
Hồ Chí Minh.
Ban chủ nhiệm khoa Quản lý Đất đai và Bất động
sản.
Các thầy cô trong bộ môn Công nghệ Đòa chính.
Thầy ĐặngQuang Thònh đã hướng dẫn em tận
tình trong quá trình thực hiện đề tài.
Các thầy cô giáo trong khoa.
Đã tạo điều kiện và truyền những kiến thức quý báu cho
em trong suốt quá trình học tập.
Xin chân thành cảm ơn:
Tất cả các bạn bè và tập thể lớp Công nghệ Đòa
chính khoá 31 đã giúp đỡ tôi trog suốt quá trình học tập
và thực hiện đề tài.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 7 năm 2009.
Sinh viên

Huỳnh Thò Thãi


TÓM TẮT
Sinh viên thực hiện: Huỳnh Thị Thãi, Khoa Quản lý Đất đai và Bất động sản,
Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh, niên khoá 2005 – 2009.
Đề tài: “Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý và ảnh vệ tinh đa thời gian đánh giá biến
động đất đô thị trên địa bàn Quận 2 thời kỳ 2003 – 2008”
Giáo viên hướng dẫn: ThS. Lê Ngọc Lãm, bộ môn Công nghệ địa chính, Khoa
Quản lý Đất đai và Bất động sản, Trường Đại học Nông Lâm, TP. Hồ Chí Minh.
Hiện nay, nguồn tư liệu viễn thám được sử dụng rộng rãi ở nước ta trong các
nghiên cứu về TN&MT. Thiết bị tin học cũng được đồng bộ hóa tăng khả năng xử lý
nhanh chóng trong việc xây dựng các loại bản đồ. Vì vậy, phương pháp viễn thám kết

hợp công nghệ GIS (Cơ sở dữ liệu thông tin địa lý) sẽ khắc phục nhiều hạn chế của
phương pháp truyền thống và hiệu quả trong xử lý số liệu nhằm đánh giá nhanh và
định lượng những biến động trong quá trình sử dụng đất đai.
Quận 2 là quận ngoại thành của thành phố Hồ Chí Minh và đang trên đà phát
triển rất nhanh, có sự biến động về việc sử dụng đất đai rất lớn. Do đó, việc quản lý về
đất đai gặp nhiều khó khăn, đặc biệt là công tác quản lý biến động các loại đất. Vì vậy
việc nghiên cứu những biến động đất đai là một công việc quan trọng, cần thiết trong
quá trình phát triển.
Biến động đất đai Quận 2 thời kỳ 2003 – 2008 được giám sát bằng cách sử
dụng phương pháp phân tích biến động sau phân loại. Trong phương pháp này,
trước tiên dữ liệu ảnh vệ tinh đa phổ về Quận 2 tiến hành phân loại độc lập để thành
lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2003 và 2008. Sau đó sử dụng GIS để tiến
hành phát hiện biến động bằng cách so sánh ảnh phân loại của Quận 2 tại hai thời
điểm trên.
Đề tài được thực hiện từ ngày 01/03/2009 đến ngày 15/07/2009 tập trung vào
nghiên cứu biến động sử dụng đất bằng việc sử dụng ảnh vệ tinh SPOT5 độ phân giải
2,5 m và ảnh vệ tinh SPOT4 độ phân giải 10m. Kết quả đạt được chủ yếu của đề tài
bao gồm:
- Những vấn đề về việc kết hợp GIS và viễn thám trong đánh giá biến động đất đai.
- Bản đồ lớp phủ thực vật Quận 2 năm 2003 và 2008.
- Quan sát được biến động sử dụng đất giai đoạn 2003 – 2008
Kết quả cho thấy: Việc ứng dụng GIS & RS (Hệ thống thông tin địa lý và viễn
thám) trong khảo sát biến đổi giữa các loại hình sử dụng đất với ảnh SPOT 4 độ phân
giải 10 m và SPOT 5 độ phân giải 2.5 m cho thấy những kết quả nhất định. Những
biến đổi về loại hình sử dụng đất không những được thống kê bằng những con số mà
còn thể hiện qua sự phân bố không gian. Kết quả trên cho thấy khả năng ứng dụng
phương pháp viễn thám và hệ thông tin địa lý trong nghiên cứu biến động sử dụng đất
là hoàn toàn khả thi, đem lại hiệu quả, rút ngắn thời gian nghiên cứu.

DANH SÁCH CÁC HÌNH
Trang
Hình I.1: Các thành phần của GIS ............................................................................. 3
Hình I.2: Mô tả mô hình dữ liệu vector và raster ...................................................... 5
Hình I.3: Một số loại viễn thám ................................................................................. 6
Hình I.4: Quá trình thu nhận dữ liệu viễn thám........................................................ 7
Hình I.5 : Các tính chất của bức xạ điện từ ............................................................... 7
Hình I.6: Bước sóng của bức xạ điện từ .................................................................... 8
Hình I.7: Phổ điện từ .................................................................................................. 8
Hình I.8 : Sự truyền năng lượng trong khí quyển...................................................... 9
Hình I.9 : Hiện tượng hấp phụ ................................................................................ 10
Hình I.10: Hiện tượng tán xạ .................................................................................. 10
Hình I.11: Sự tương tác năng lượng điện từ với mặt đất......................................... 10
Hình I.12: Hiện tượng phản xạ hỗn loạn ................................................................ 11
Hình I.13: Hiện tượng phản xạ gương ................................................................... 11
Hình I.14: Đường cong phản xạ .............................................................................. 12
Hình I.15: Phản xạ phổ của thực vật ....................................................................... 12
Hình I.16: Đường cong phản xạ phổ của đất .......................................................... 13
Hình I.17 : Đường cong phản xạ phổ của nước ...................................................... 13
Hình I.18: Vệ tinh SPOT ........................................................................................ 14
Hình I.19: Hoạt động của hệ thống vệ tinh SPOT .................................................. 15
Hình I.20 : Dải bay của vệ tinh SPOT ................................................................... 15
Hình I.21 : Độ rộng dải bay chụp của vệ tinh SPOT .............................................. 16
Hình I.22 : Khả năng chụp lặp của vệ tinh SPOT ................................................. 16
Hình I.23 : Vệ tinh Spot 5 ...................................................................................... 17
Hình I.24: Bố cục trình bày bản đồ ......................................................................... 19
Hình I.25: Sơ đồ vị trí Quận 2
Hình II.1: Các điểm khống chế toạ độ, sai số và sự phân ...................................... 34
Hình II.2: Ảnh trước khi nắn ................................................................................... 34
Hình II.3: Ảnh sau khi nắn ...................................................................................... 34

Hình II.4. Dấu hiệu điều vẽ đất ở đô thị ................................................................. 38
Hình II.5.Dấu hiệu điều vẽ đất sông suối mặt nước ............................................... 39
Hình II.6. Dấu hiệu điều vẽ đất giao thông ............................................................. 40
Hình II.7. Dấu hiệu điều vẽ đất lúa ......................................................................... 41
Hình II.8: Sơ đồ tuyến khảo sát thực tế .................................................................. 44
Hình II.9: Kết quả phân loại các loại đất trên ảnh SPOT 5 độ phân giải 2.5 m được
chụp năm 2003 ........................................................................................................ 46


Hình II.10 : Kết quả phân loại các loại đất trên ảnh SPOT 4 độ phân giải 10m được
chụp năm 2008 ........................................................................................................ 46
Hình II.11. Hộp thoại Query của phần mềm arcview ............................................ 50
Hình II.12: Loại hình SDĐ ở đô thị ........................................................................ 51
Hình II.13: Chuyển dữ liệu Vector sang Raster (Grid) ......................................... .51
Hình II.14: Nhập kích thước cell ............................................................................ 52
Hình II.15: Chọn trường dữ liệu mã hóa giá trị cell ................................................ 52
Hình II.16: Thao số học trên 2 lớp dữ liệu raster ................................................... 53
Hình II.17: Công cụ thực hiện các phép toán ......................................................... 55
Hình II.18. Kết quả dữ liệu không gian chồng xếp lớp ODT với HTSDD2008 .... 55
Hình II.19. Kết quả dữ liệu thuộc tính chồng xếp lớp ODT với HTSDD2008 ..... 55
Hình II.20: Bản đồ biến động đất đai ở quận 2 ...................................................... 58
DANH SÁCH CÁC BẢNG
Bảng1: tương quan giữa tỷ lệ bản đồ được thành lập
và độ phân giải của ảnh..................................................................................31
Bảng 2: Kết quả phân loại trên ảnh SPOT 5 được chụp năm 2003..........................47
Bảng 3: Kết quả phân loại trên ảnh SPOT 4 được chụp năm 2008..........................47
Bảng 4: Bảng ma trận biến động sử dụng đất giai đoạn 2003 – 2008......................48
Bảng 5: Mã hoá các loại đất......................................................................................40
Bảng 6: Kết quả chuyển đổi từ loại đất ở đô thị sang các loại đất khác...................54
Bảng 7: Chu chuyển giữa các loại đất với nhau........................................................57

Bảng 8: So sánh quy trình thành lập bản đồ HTSDĐ của một số phương pháp........60
Bảng 9: so sánh phương pháp sử dụng hệ thống thông tin địa lý và phương pháp
phân tích số liệu thống kê .........................................................................................61
DANH SÁCH CÁC SƠ ĐỒ
Sơ đồ 1: Quy trình nghiên cứu đề tài .......................................................................... 28
Sơ đồ 2: Quy trình đánh giá biến động đất đai ........................................................... 48
Sơ đồ 3: Nguyên tắc chuyển đổi các loại hình sử dụng đất ...................................... 54


ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong quá trình phát triển kinh tế xã hội, nhu cầu thông tin về các vấn đề liên
quan đến điều tra nghiên cứu cơ bản, quản lý sử dụng nguồn tài nguyên thiên nhiên,
giám sát bảo vệ môi trường, giảm thiểu thiên tai, … là một tất yếu khách quan. Công
nghệ viễn thám có khả năng cung cấp thông tin đầy đủ, kịp thời, chính xác, … Dữ liệu
ảnh viễn thám đang được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, trong đó có công tác
quản lý đất đai của nhà nước.
Đất đai là tài nguyên quốc gia vô cùng quý giá, là tư liệu sản xuất đặc biệt, là
thành phần quan trọng hàng đầu của môi trường sống, là địa bàn phân bố dân cư xây
dựng các cơ sở kinh tế văn hóa, xã hội, an ninh và quốc phòng. Đất đô thị lại có giá trị
to lớn hơn do chức năng và tính chất sử dụng của nó.
Sự tác động trực tiếp của con người và sự phát triển của xã hội làm cho đất đai
biến động rất nhanh chóng về mục đích, diện tích, … Chính vì vậy việc đánh giá biến
động đất đai là một việc rất cần thiết cho việc quản lý đất đai của nhà nước, việc quản
lý sự phát triển của xã hội và phục vụ cho việc dự báo được tình hình sử dụng đất của
con người trong thời gian tới, và cũng là một vấn đề cần quan tâm trong quá trình quy
hoạch sử dụng đất.
Quận 2 là quận ngoại thành của thành phố Hồ Chí Minh và đang trên đà phát triển
rất nhanh, có sự biến động về việc sử dụng đất đai rất lớn. Do đó, việc quản lý về đất
đai gặp nhiều khó khăn, đặc biệt là công tác quản lý biến động các loại đất. Vì vậy
việc nghiên cứu những biến động đất đai là một công việc quan trọng, cần thiết trong

quá trình phát triển.
Ảnh viễn thám được xem là dữ liệu tốt nhất để thành lập các bản đồ hiện trạng về
lớp phủ bề mặt, trong đó có hệ thống bản đồ hiện trạng sử dụng đất; đánh giá biến
động đất đai trong một giai đoạn phát triển.
Do quá trình đô thị hoá ngày càng phát triển, tốc độ đô thị hóa nhanh trong quá
trình thực hiện công nghiệp hóa, hiện đại hóa ở nước ta hiện nay đang đặt ra những
vấn đề bức xúc về quản lý đất đai đô thị, đặc biệt là biến động đất đai. Từ những vấn
đề trên, em thực hiện đề tài Ứng dụng hệ thống thông tin địa lý và ảnh vệ tinh đa
thời gian đánh giá biến động đất đô thị trên địa bàn Quận 2 thời kì 2003 – 2008.
™ Mục tiêu nghiên cứu
9 Đánh giá khả năng ứng dụng ảnh viễn thám trong đánh giá biến động đất đô thị.
9 Xây dựng bản đồ sử dụng đất đô thị trên địa bàn Quận 2 năm 2003.
9 Xây dựng bản đồ sử dụng đất đô thị trên địa bàn Quận 2 năm 2008.
9 Đánh giá biến động đất đô thị quận 2 giai đoạn 2003 – 2008 phục vụ cho công tác
quản lý đất đai.
™ Yêu cầu:
9 Tư liệu ảnh SPOT của cùng một khu vực.
9 Tư liệu ảnh phải là cùng loại hoặc có tính chất tương tự như nhau.
9 Ảnh phải được chụp trong các thời gian khác nhau.
™ Đối tượng, phạm vi nghiên cứu.


Đối tượng nghiên cứu
9 SPOT5 (độ phân giải 2.5m).
9 SPOT4 (độ phân giải 10m).
9 Các loại hình sử dụng đất đô thị.
9 Các yếu tố kinh tế – xã hội tại khu vực nghiên cứu.
9 Tình hình biến động đất đô thị.
Phạm vi nghiên cứu.
9 Về không gian: Phạm vi ranh giới hành chính Quận 2 – TP. Hồ Chí Minh.

9 Về tư liệu ảnh vệ tinh: nghiên cứu ảnh vệ tinh đánh giá biến động đất đai từ 2003
đến 2008.
9 Về thời gian thực hiện đề tài: từ tháng 3 đến tháng 7 năm 2009.
™ Ý nghĩa nghiên cứu của đề tài.
9 Ý nghĩa khoa học: đánh giá được khả năng ứng dụng GIS và viễn thám trong
đánh giá biến động đất đai.
9 Ý nghĩa thực tiễn: Ứng dụng công nghệ viễn thám và GIS trong đánh giá biến
động đất đai giúp cho ta có cái nhìn cụ thể và chi tiết về tình hình biến động đất đai
để từ đó đề xuất những giải pháp phù hợp với tình hình thực tế của từng địa phương,
làm cơ sở phục vụ cho công tác quản lý nhà nước về đất đai, công tác định hướng
qui hoạch và phân bổ hợp lí đất đai trên địa bàn.


PHẦN I: TỔNG QUAN
I.1. Cơ sở lý luận về vấn đề nghiên cứu
I.1.1. Cơ sở của hệ thống thông tin địa lý (GIS)
1. Định nghĩa GIS
Hệ thống thông tin địa lý (GIS) được định nghĩa như là một hệ thống thông tin mà
nó sử dụng dữ liệu đầu vào, các thao tác phân tích cơ sở dữ liệu đầu ra liên quan về
mặt địa lý không gian (Geographic or geospatial), nhằm trợ giúp việc thu nhận, lưu
trữ, quản lý, xử lý, phân tích và hiển thị các thông tin không gian từ thế giới thực để
giải quyết các vấn đề tổng hợp thông tin cho các mục đích của con người đặt ra, chẳng
hạn như: Để hỗ trợ việc ra các quyết định cho việc quy hoạch và quản lý sử dụng đất,
tài nguyên thiên nhiên, môi trường, giao thông, dễ dàng trong việc quy hoạch phát
triển đô thị và những việc lưu trữ dữ liệu hành chính.
2. Các thành phần của GIS
Một hệ thống GIS hoàn chỉnh gồm có hệ thống máy tính (phần cứng, phần mềm, …);
Cơ sở dữ liệu; Con người và phương pháp.

Hình I.1: Các thành phần của GIS

Phần cứng: Hệ thống máy tính, có thể là máy chủ trung tâm hay các máy trạm
hoạt động độc lập hoặc liên kết mạng.
Phần mềm: Hiện nay có rất nhiều phần mềm phổ biến đã được thương mại hóa
như: ArcGis, Arc/Info, ArcView, Mapinfo, Idrisi, ENVI, Microstation,…Các thành
phần chính trong phần mềm:
9 Công cụ nhập và thao tác trên các thông tin địa lý.
9 Hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS).
9 Công cụ hỗ trợ hỏi đáp, phân tích và hiển thị địa lý.
9 Giao diện đồ họa Người – Máy để truy cập các công cụ dễ dàng.
Cơ sở dữ liệu: Được coi là thành phần quan trọng của GIS. Các dữ liệu địa lý và
dữ liệu thuộc tính liên quan có thể được người sử dụng tự tập hợp hoặc được mua từ
nhà cung cấp dữ liệu thương mại. Các nguồn dữ liệu phải cung cấp được các thông tin


mà hệ thống yêu cầu như: Tọa độ địa lý, quy mô, đặc điểm thuộc tính, các mối quan
hệ.
Con người và phương pháp: Là thành phần quan trọng của GIS. Những người
làm công tác quản lý hệ thống thông tin địa lý cần có khả năng nhận định về tính
chính xác, phạm vi suy diễn thông tin, kết nối các mảng thông tin trong hệ thống.
3. Các chức năng của GIS
9 Nhập dữ liệu: dữ liệu nhập phải được chuyển đổi định dạng thành những dạng
thích hợp cho việc sử dụng trong một GIS.
9 Quản lý dữ liệu: bao gồm những chức năng cần thiết cho việc lưu trữ và truy cập
lại dữ liệu từ cơ sở dữ liệu.
9 Phân tích dữ liệu: những chức năng thao tác và phân tích dữ liệu là yếu tố quyết
định những thông tin mà GIS có thể đưa ra, nó có thể sẽ làm biến đổi cách thức tổ
chức công việc.
9 Hiển thị dữ liệu: tùy theo từng yêu cầu cụ thể mà dữ liệu xuất ra khác nhau nhiều
về chất lượng độ chính xác.
Nguyên tắc hoạt động của GIS: GIS lưu trữ thông tin từ thế giới thực dưới dạng

tập hợp các lớp chuyên đề có thể liên kết với nhau nhờ các đặc điểm địa lý. Điều này
đơn giản nhưng vô cùng quan trọng và là một công cụ đa năng đã được chứng minh và
rất quan trọng, rất có giá trị trong việc giải quyết các vấn đề thực tế…
4. Cấu trúc dữ liệu của GIS
Không giống như dữ liệu của các hệ thống thông tin hiện đại khác, dữ liệu của hệ
thống thông tin địa lý phức tạp, nó bao gồm thông tin về vị trí, các mối liên hệ địa hình
và những thuộc tính của các đối tượng được ghi nhận. Hay có thể nói: dữ liệu của hệ
thống thông tin địa lý (dữ liệu địa lý) bao gồm dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc
tính. Mỗi loại có những đặc điểm riêng và chúng khác nhau về yêu cầu lưu giữ số liệu,
hiệu quả, xử lý và hiển thị.
Dữ liệu không gian: Cơ sở dữ liệu không gian là cơ sở dữ liệu lưu trữ vị trí, hình
dạng của các đối tượng không gian cùng với đặc điểm thuộc tính của chúng.
Dữ liệu thuộc tính (hay là dữ liệu phi không gian): là dữ liệu mô tả các đặc điểm,
đặc tính của đối tượng tự nhiên - kinh tế - xã hội. Các đặc tính có thể là định tính hoặc
định lượng.
Mô hình cơ sở dữ liệu không gian:
Bản đồ thực chất là sản phẩm thu được trong việc đơn giản hóa một thực thể. Nó
phản ánh đồng thời những thông tin đặc trưng và các thông tin tổng hợp. Thông tin
tổng hợp thường được thể hiện dưới dạng các ký hiệu, ngược lại, các đối tượng hình
ảnh được biểu diễn theo tọa độ không gian. Dữ liệu không gian thường được hiển thị
theo hai phương pháp. Phương pháp thứ nhất biểu diễn dưới dạng các đơn vị bản đồ.
Phương pháp thứ hai biểu diễn dưới dạng các ô lưới hay ma trận. Hai phương pháp
này gọi là mô hình vector và mô hình raster tương ứng.


Hình I.2: Mô tả mô hình dữ liệu vector và raster
Mô hình dữ liệu raster:
Trong cấu trúc này thực thể không gian được biểu diễn thông qua các ô (cell) hoặc
ô ảnh (pixel) của một lưới các ô. Trong máy tính lưới này được lưu trữ dưới dạng ma
trận trong đó mỗi cell được xác định bởi giao điểm của một hàng, một cột trong ma

trận.
Trong cấu trúc này điểm được xác định bởi các cell, đường được xác định bởi một
số các cell liền kề nhau theo hướng, vùng được xác định bởi các cell mà trên đó thực
thể phủ lên.
Biểu diễn raster được xây dựng trên cơ sở hình học phẳng ơ- cơ -lit. Mỗi một cell
sẽ tương ứng với một diện tích vuông trên thực tế. Độ lớn của cạnh ô vuông này còn
được gọi là độ phân giải của dữ liệu. Kích thước các cell càng nhỏ thì việc biểu diễn
các đối tượng càng chi tiết và chính xác. Tuy nhiên, điều này có nghĩa là kích thước
của dữ liệu rất lớn và tốn bộ nhớ.
Như vậy có thể nói cell (pixel) là phần tử cơ bản của dữ liệu dạng raster, mỗi một
pixell được gán một giá trị số, các pixell có cùng giá trị như nhau biểu diễn cùng một
đối tượng.
Toạ độ địa lý cũng như kích thước pixel không được lưu chính trong tập tin raster.
Thông tin về số hàng, số cột, kích thước pixel và toạ độ địa lý của các góc bản đồ dạng
raster thường được lưu trữ trong 1 tập tin riêng biệt. Tập tin raster được bắt nguồn từ
việc raster hoá số liệu vector nào thì sử dụng toạ độ địa lý của tập tin vector đó.
Việc lưu trữ số liệu ở dạng raster nói chung không kinh tế bởi vì nó chiếm dung
lượng bộ nhớ lớn. Để lưu trữ một điểm nếu chúng ta lưu trữ điểm này ở dạng vector
thì chỉ cần lưu trữ toạ độ x,y và mã của điểm. Nhưng ở cấu trúc raster chúng ta cần
phải lưu trữ giá trị không chỉ có điểm này mà cả các pixel lân cận. Số lượng dòng và
số lượng cột được xác định bởi kích thước pixel và kích thước của khu vực.
I.1.2. Cơ sở khoa học của công nghệ viễn thám
™ Khái niệm viễn thám
Viễn thám (Remote sensing) là nghệ thuật, khoa học và kỹ thuật thu thập thông tin
về các đối tượng vật lý và môi trường xung quanh chúng bằng sự ghi nhận, đo đạc,
phân tích và giải đoán các nguồn dữ liệu thu được nhờ một hệ thống ghi nhận không
tiếp xúc trực tiếp với các đối tượng điều tra nghiên cứu.


Viễn thám là một môn khoa học liên ngành với mục tiêu cung cấp thông tin nhanh

nhất và khách quan phục vụ các ngành kinh tế quốc dân.
Đối tượng nghiên cứu chủ yếu của viễn thám là các sự vật và quá trình xảy ra trên
bề mặt trái đất. Viễn thám không nghiên cứu trực tiếp các quá trình và sự vật đó mà
nghiên cứu gián tiếp thông qua hình ảnh của chúng là các bức kí tự về sự phân bố năng
lượng mặt trời được phản xạ lại từ các vật trên bề mặt trái đất.
Dựa vào sự thu nhận thông tin có thể chia viễn thám ra 3 trường hợp sau:
(1) Viễn thám thụ động (Passive-RS)
(2) Viễn thám chủ động (Active-RS)
(3) Viễn thám phát xạ (Emission-RS)

(2)
(1)

(3)

Hình I.3: Một số loại viễn thám
™ Phân loại.
¾ Theo nguồn năng lượng: Chia ra Hệ thống viễn thám thụ động (sử dụng nguồn
năng lượng tự nhiên, chủ yếu là mặt trời). Hệ thống viễn thám chủ động (sử dụng
nguồn năng lượng nhân tạo).
¾ Theo phương tiện bay chụp: Chia ra Hệ thống viễn thám máy bay (Airborne),
gồm máy bay tầng thấp và máy bay tầng cao. Hệ thống viễn thám vệ tinh (Spaceborne)
sử dụng vệ tinh nhân tạo dạng di động (Mobile) hay địa tĩnh (Geostationary).
¾ Theo bước sóng: Chia ra Hệ thống viễn thám thị tần và hồng ngoại (sử dụng
năng lượng mặt trời có bước sóng từ 0,3÷0,9 µm). Hệ thống viễn thám hồng ngoại
nhiệt (sử dụng nguồn bức xạ nhiệt do chính vật thể phát ra, có bước sóng trong khoảng
3÷15 µm). Hệ thống viễn thám siêu cao tần (chủ yếu là dạng chủ động, sử dụng vùng
vi sóng từ milimét đến mét).
1. Cơ sở vật lý của phương pháp viễn thám
9 Nguyên lý thu nhận thông tin.

Theo KRAUS (1988), nguyên lý tổng quát của hệ thống viễn thám điện từ thu nhận
thông tin được biểu diễn theo sơ đồ sau :


Hình I.4: Quá trình thu nhận dữ liệu viễn thám
Toàn bộ quá trình viễn thám có thể chia làm hai công đoạn chính:
 Công đoạn thu nhận dữ liệu (Data-Acquisition): Liên quan đến các yếu tố về
nguồn bức xạ điện từ (A), môi trường lan truyền bức xạ (B), sự tương tác của bức xạ
với các đối tượng mặt đất (C), hệ thống thiết bị thu nhận (D), dữ liệu viễn thám và
truyền dữ liệu đến mặt đất (E).
 Công đoạn phân tích dữ liệu (Data-Analysis): Liên quan đến các phương pháp xử
lý nguồn dữ liệu thu nhận được (F), phương pháp giải đoán thông tin viễn thám, hình
thành các loại sản phẩm thông tin (G) cung cấp cho người sử dụng.
9 Nguồn năng lượng điện từ trong tự nhiên.
+ Bức xạ điện từ : Bức xạ điện từ (Electromagnetic Radiation) là một dạng vật chất
đặc biệt, truyền năng lượng điện từ trên cơ sở các dao động (biến thiên) của trường
điện từ trong không gian. Bức xạ điện từ mang tính chất sóng và tính chất hạt.

Hướng truyền

Hình I.5: Các tính chất của bức xạ điện từ
¾ Tính chất sóng: Thể hiện qua bốn thuộc tính cơ bản là tần số (hay bước sóng),
hướng lan truyền, biên độ dao động và sự phân cực. Quá trình truyền sóng tuân theo
định luật Maxwel. Nghĩa là, các sóng điện từ xuất hiện đều nhau trong những khoảng
thời gian bằng nhau theo mô hình chuyển động điều hòa dạng một đường sin cân đối.
Tốc độ truyền sóng thường quan niệm bằng tốc độ ánh sáng trong môi trường
chân không (299.793 km/s~3.108 m/s). Khoảng cách giữa hai đỉnh sóng liên tiếp nhau
gọi là bước sóng (thuật ngữ dùng trong viễn thám để phân loại phổ).
Số lượng đỉnh sóng cao nhất truyền qua một điểm nhất định trong không gian
trong thời gian một giây gọi là tần số (thuật ngữ dùng trong kỹ thuật điện tử để xác

định các dải năng lượng bức xạ).
Khi truyền qua các môi trường vật chất có mật độ (chiết suất) khác nhau, tốc độ
và bước sóng thay đổi còn tần số không đổi. Quan hệ giữa các đại lượng được biểu
diễn bằng biểu thức (1).


Hình I.6: Bước sóng của bức xạ điện từ
Trong đó: c - là tốc độ ánh sáng trong chân không (~3.108 m/s)
λ - là bước sóng (micrometer, 1µm = 10-6m)
V - là tần số (hertz), tức số chu kỳ trên giây.

c

=

λ

× ν

(1)

¾ Tính chất hạt: Thể hiện khi bức xạ điện từ tương tác với các đối tượng thông qua
các phần tử mang năng lượng gọi là Photon (Thuyết lượng tử ánh sáng của Einstein).
Năng lượng của một photon được xác định theo công thức Planck (2) tỷ lệ
nghịch với bước sóng của tia bức xạ (bước sóng càng ngắn năng lượng càng cao, sự
tương tác càng mạnh và ngược lại).
Trong đó: E - là năng lượng của một photon (J)
h - là hằng số planck (6,626.10-34J.sec).

E = h ×ν

= h ×

c

λ

(2)

 Phổ điện từ: Tất cả các vật thể đều phát xạ, phản xạ, hấp thụ và phân tách sóng
điện từ theo cách thức khác nhau phản ánh bản chất của vật thể và được gọi là đặc
trưng phổ. Do vậy, phương pháp phân tích phổ thường được sử dụng để xác định
thành phần hóa học của các loại vật chất. Dải phổ điện từ trong tự nhiên là sự liên tục
của năng lượng điện từ theo bước sóng từ nhỏ nhất (10-10µm) đến lớn nhất (10+10 µm)
truyền đi với tốc độ ánh sáng trong vũ trụ. Phổ điện từ được chia thành nhiều vùng
khác nhau, trong đó:

Hình I.7: Phổ điện từ


Bảng I.1 Đặc điểm của dải phổ điện từ sử dụng trong kỹ thuật viễn thám
Dải phổ điện
từ

Bước sóng

Đặc điểm

0,3÷0,4µm

Hấp thụ mạnh bởi lớp khí quyển ở tầng cao
(tầng ôzôn), không thể thu nhận năng lượng do
dải sóng này cung cấp nhưng hiện tượng này lại
bảo vệ con người tránh bị tác động bởi tia cực
tím.

Khả biến

0,4÷0,76µm

Rất ít bị hấp thụ bởi ôxy, hơi nước và năng
lượng phản xạ cực đại ứng với bước sóng
0,5µm trong khí quyển. Năng lượng do dải
sóng này cung cấp giữ vai trò quan trọng trong
viễn thám.

Hồng ngoại
gần trung
bình

0,77÷1,34µm
1,55÷2,4µm

Tia cực tím

Hồng ngoại
nhiệt

Vô tuyến
(rada)

Năng lượng phản xạ mạnh ứng với các bước
sóng hồng ngoại gần từ 0,77÷0,9µm, sử dụng
trong chụp ảnh hồng ngoại theo dõi sự biến đổi
của thực vật từ 1,55÷2,4µm.

3÷22µm

Một số vùng bị hấp thụ mạnh bởi hơi nước, dải
sóng này giữ vai trò trong phát hiện cháy rừng
và hoạt động của núi lửa (từ 3,5÷5µm). Bức xạ
nhiệt của trái đất có năng lượng cao nhất tại
bước sóng 10µm.

1mm÷30cm

Khí quyển không hấp thụ mạnh năng lượng các
bước sóng lớn hơn 2cm, cho phép thu nhận
năng lượng cả ngày lẫn đêm, không ảnh hưởng
bởi mây, sương mù hay mưa.

+
Sự truyền năng lượng điện từ trong khí quyển.
Khi bức xạ điện từ (tia tới, tia phản xạ) truyền qua tầng khí quyển trái đất
(khoảng 2.000km), do ảnh hưởng của nhiều yếu tố (bụi khí quyển, các chất hóa học,
hơi nước…), đặc biệt là bước sóng, các tính chất của bức xạ điện từ (hướng truyền, tốc
độ, cường độ, thành phần phổ…) có thể bị thay đổi. Nguyên nhân chính là do cơ chế
tán xạ và hấp thụ của khí quyển gây ra.

Hình I.8: Sự truyền năng lượng trong khí quyển

9 Tán xạ (Scattering): Là hiện tượng năng lượng bức xạ bị phân tán khi tương tác
với các phần tử có kích thước rất nhỏ lơ lửng trong không khí, phụ thuộc chủ yếu vào
bước sóng và thành phần bụi khí quyển (Aerosol).
9 Hấp phụ (Absorption): Là hiện tượng làm mất năng lượng bức xạ do các thành
phần hóa học khác nhau trong khí quyển gây ra. Tầng khí quyển trái đất chỉ cho phép
một số tia bức xạ nhất định xuyên qua với mức độ khác nhau phụ thuộc chủ yếu vào
bước sóng, đồng thời hấp thụ một số tia có bước sóng đặc biệt được gọi là các bands
hấp thụ.

Hình I.9: Hiện tượng hấp phụ

Hình I.10: Hiện tượng tán xạ

Sự tương tác năng lượng điện từ với mặt đất
- Khi bức xạ mặt trời chiếu xuống mặt đất, năng lượng điện từ hay tia tới (Incident
Energy) tương tác với các đối tượng vật chất khác nhau. Kết quả xảy ra ba hiện tượng:
(1) Phản xạ, (2) Truyền qua và (3) Hấp thụ. Nói cách khác, năng lượng bức xạ điện từ
sẽ chuyển đổi thành ba dạng năng lượng thành phần tương ứng: Năng lượng phản xạ
ER(λ); Năng lượng truyền qua ET(λ) và Năng lượng hấp thụ EA(λ); A (Absorption): Hấp
phụ năng lượng; T (Transmission): Truyền qua (xuyên qua); R(reflection): Phản xạ
năng lượng.

EI (λ)

(1)

(3)EA (λ)

ER(λ)

(2) ET(λ)

Hình I.11: Sự tương tác năng lượng điện từ với mặt đất
•
Tỷ lệ các dạng năng lượng thành phần (truyền qua, hấp thụ, phản xạ) không chỉ
phụ thuộc vào bản chất của đối tượng tương tác (tính chất vật lý, thành phần hóa học,
dạng bề mặt, trạng thái, cấu trúc, đặc tính sinh học…) mà phụ thuộc rất lớn vào bước
sóng. Nói cách khác, năng lượng là một hàm của bước sóng. Nếu không kể đến ảnh
hưởng của tầng khí quyển trái đất, theo định luật bảo toàn năng lượng, phương trình
cân bằng năng lượng có thể được viết (3):

E I ( λ ) = E R ( λ ) + ET ( λ ) + E A ( λ )

(3)


Trong đó: EI(λ) là năng lượng rơi xuống
•
Trong dải sóng nhìn thấy, sự biến đổi phổ (hấp thụ, phản xạ) như trên được thể
hiện bằng màu sắc. Một vật có màu xanh vì nó phản xạ mạnh vùng phổ màu xanh, một
vật có màu đỏ vì nó hấp thụ tất cả các tia bức xạ ngoại trừ tia đỏ…
•
Trong viễn thám, thành phần năng lượng phổ phản xạ là rất quan trọng và viễn
thám nghiên cứu sự khác nhau đó để phân biệt các đối tượng. Năng lượng phổ phản xạ
được tính theo công thức (4):
•
ER(λ) =EI(λ) – [ ET(λ) + EA(λ) ] (4)
+ Hiện tượng phản xạ phổ

Có ba kiểu phản xạ đặc trưng: Phản xạ gương; Phản xạ trở lại; Phản xạ tán xạ. Hầu
hết các dạng bề mặt trên trái đất là mặt phản chiếu (Specular) hay mặt tán xạ (Diffuse).
Mặc dù hiện tượng phản xạ có thể xảy ra theo các hướng khác nhau, nhưng sự phản xạ
theo hướng quan sát và ghi nhận của các hệ thống viễn thám mang tính quyết định đến
chất lượng dữ liệu ghi nhận và kết quả giải đoán thông tin. Phụ thuộc các kiểu phản xạ
khác nhau trong mối quan hệ với các yếu tố ảnh hưởng khác, các đối tượng được ghi
nhận trên ảnh có độ xám, độ sáng, độ tương phản… khác nhau, là cơ sở quan trọng
cho công tác giải đoán ảnh.

Hình I.12: Hiện tượng phản xạ hỗn loạn

Hình I.13: Hiện tượng phản xạ gương

Khả năng phản xạ của vật chất có thể được đặc trưng bằng hệ số tương đối tính
theo công thức (5), còn gọi là hệ số phản xạ phổ. Hệ số phản xạ phổ của các đối tượng
riêng biệt phụ thuộc chủ yếu vào bước sóng tia tới, bản chất vật thể, dạng bề mặt… có
thể được xác định bằng đo đạc thực nghiệm.
Kỹ thuật viễn thám ghi nhận sự thay đổi năng lượng phản xạ từ các thành phần
vật chất khác nhau bằng việc xử lý và phân tích các hình ảnh tư liệu thu được, kết quả
là xác định được bản chất của vật thể tạo ra sự thay đổi đó.

δλ =

ER ( λ )
EI ( λ )

× 100

(5)

Biểu đồ hệ số phản xạ phổ của một đối tượng như là một hàm của bước sóng gọi
là đường cong phổ phản xạ (Spectral Reflectance Curve). Dạng đường cong cho biết
bản chất các đặc trưng phổ của một vật, là yếu tố chỉ thị cho loại và trạng thái của
chúng, có ý nghĩa đặc biệt quan trọng trong việc chọn vùng phổ trong đó các thông tin


viễn thám được ghi nhận, là cơ sở lựa chọn bộ cảm, dạng nguyên liệu, số kênh phổ,
phạm vi quang phổ từng kênh, các bộ lọc màu và là căn cứ để phân loại các dạng bề
mặt đất.

Hình I.14: Đường cong phản xạ
Đối với thực vật: Hệ số phản xạ phổ phụ thuộc trước hết vào trạng thái sinh lý,
đặc tính lá, thành phần loài, dạng hỗn giao, cấu trúc lâm phần… Đường cong phản xạ
phổ biến thiên khá phức tạp. Trong dải thị tần, vùng lõm biểu thị sự hấp thụ mạnh
năng lượng có bước sóng khoảng 0,45µm và 0,67µm (tức màu blue và red) do diệp lục
tố gây ra, nhưng phản xạ rất mạnh (chỗ lồi) năng lượng có bước sóng khoảng 0,5µm
(tức màu green) cho ta cảm nhận thực vật (khỏe mạnh) có màu lục. Trong dải hồng
ngoại gần, năng lực phản xạ tăng lên đột ngột (40-50% năng lượng tia tới, hấp thụ 5%,
còn lại truyền qua), phụ thuộc chủ yếu vào cấu trúc bên trong từng loại lá, do đó có
một sự khác biệt rõ rệt giữa các loài cây.
Năng suất phản xạ (%)
50

Thực vật lá rộng

40
30

Thực vật lá kim

20
10
0
0.4

0.5

0.6

0.7

Hình I.15: Phản xạ phổ của thực vật

0.8

0.9

Bước sóng (m)


Đối với đất: Đường cong phản xạ phổ đơn giản hơn. Hệ số phản xạ phổ phụ
thuộc chủ yếu vào độ ẩm, kích thước hạt, thành phần khoáng đất, hàm lượng mùn, kết
cấu, độ nhám bề mặt… Các yếu tố này biến đổi phức tạp và liên quan với nhau, trong
đó quan trọng nhất là độ ẩm đất, độ ẩm cao năng lực phản xạ giảm và ngược lại.

Hình I.16: Đường cong phản xạ phổ của đất
Đối với nước: Đường cong đặc trưng cho thấy năng lực phản xạ phổ của nước
rất thấp, sự hấp thụ mạnh ngay trong dải hồng ngoại gần. Có thể nói, nước hấp
thụ khá mạnh năng lượng điện từ ở các bước sóng khác nhau, cho dù đó là nước
trong tự nhiên (ao, hồ, sông, suối) hay nước trong các vật thể (thực vật, đất…).

Hình I.17: Đường cong phản xạ phổ của nước
Một số yếu tố chính ảnh hưởng tới khả năng phản xạ phổ của các đối tượng tự
nhiên
a. Yếu tố thời gian
Thực phủ mặt đất và một số đối tượng khác thường thay đổi theo thời gian và do vậy
khả năng phản xạ phổ cũng thay đổi theo thời gian. Ví dụ: cây rụng lá vào mùa đông
và xanh tốt vào mùa xuân, mùa hè, hoặc cây lúa có màu khác nhau theo thời vụ. Vì
vậy khi giải đoán ảnh cần biết rõ thời vụ, thời điểm ghi nhận ảnh và đặc điểm của đối
tượng cần đoán đọc điều vẽ.


b. Yếu tố không gian: Người ta chia làm hai loại:
- Yếu tố không gian cục bộ: thể hiện khi chụp ảnh cùng một loại cây nhưng trồng
theo hàng và trồng theo mảng lớn sẽ có khả năng phản xạ phổ không như nhau.
- Yếu tố không gian địa lý: thể hiện khi cùng loại thực vật nhưng sinh trưởng ở các
vùng địa lý khác nhau thì khả năng phản xạ phổ sẽ không như nhau. Yếu tố không
gian cũng thể hiện khi chụp ảnh vùng núi lúc mặt trời không ở vị trí thiên đỉnh, khi đó
cùng một đối tượng ở trên sườn được chiếu sáng và sườn không được chiếu sáng sẽ có
khả năng phản xạ phổ khác nhau.
c. Ảnh hưởng của khí quyển
Khi xem xét hệ thống ghi nhận thông tin viễn thám ta thấy rằng: năng lượng bức xạ
từ mặt trời xuống các đối tượng trên mặt đất phải qua tầng khí quyển, sau khi phản xạ
từ bề mặt trái đất năng lượng lại được truyền qua khí quyển tới thiết bị ghi thông tin
trên vệ tinh. Do vậy khí quyển có ảnh hưởng rất lớn đến khả năng phản xạ phổ của các
đối tượng tự nhiên.
Có hai con đường ảnh hưởng chính của khí quyển đó là tán xạ và hấp thụ.
- Hiện tượng tán xạ chỉ làm đổi hướng tia chiếu mà không làm mất năng lượng. Tán
xạ là do các hạt vật chất nhỏ có trong không khí hoặc các ion có trong khí quyển phản
xạ tia chiếu tới, hoặc do tia chiếu truyền qua lớp khí quyển dày đặc có mật độ không

khí không đồng nhất gây nên.
- Hiện tượng hấp thụ xảy ra khi tia sáng không được tán xạ mà truyền qua lớp
nguyên tử không khí trong khí quyển và làm nóng lớp khí quyển đó. Hiện tượng tán xạ
tuyệt đối xảy ra khi không có sự hấp thụ năng lượng.
Vệ tinh SPOT
SPOT (Systeme Pour l’Observation de la Terre) là chương trình nghiên cứu không
gian của Pháp được triển khai thực hiện từ năm 1986, mở ra một kỷ nguyên mới
trong lĩnh vực viễn thám từ vũ trụ.

Hình I.18: Vệ tinh SPOT
Các vệ tinh SPOT-1 (1986), SPOT-2 (1990, hiện còn hoạt động) và SPOT-3
(1993, bị hỏng năm 1997) trong hơn 10 năm thu gần 5 triệu tấm ảnh về bề mặt đất.
Các vệ tinh này mang một cặp bộ cảm HRV (High Resolution Visible). SPOT-4
được phóng lên quỹ đạo đầu năm 1998, sử dụng thêm một số kênh phổ. SPOT-5
phóng vào đầu năm 2002, mang bộ cảm mới HRG (High Resolution Geometry) độ


phân giải cao hơn phục vụ các mục đích lập bản đồ, nông lâm nghiệp, quy hoạch
lãnh thổ, môi trường…

Hình I.19: Hoạt động của hệ thống vệ tinh SPOT
™ Đặc điểm của vệ tinh SPOT:
Quỹ đạo
+ Quỹ đạo cận cực đồng bộ Mặt trời với độ cao bay chụp là 830km, nghiêng so
o
với mặt phẳng quỹ đạo (98.8 , cho phép chụp ảnh được bất kì vị trí nào trên trái
đất).
+ Quỹ đạo đồng bộ mặt trời, thời gian vệ tinh bay qua theo giờ địa phương là gần
như nhau (qua xích đạo lúc 10h30, cho phép chụp ảnh mọi nơi với độ chói của mặt
trời như nhau).

+ Chu kì lặp lại là 26 ngày sau khi bay vòng quanh trái đất được 369 lần.

Hình I.20: Dải bay của vệ tinh SPOT
+ Vệ tinh SPOT được trang bị một bộ quét đa phổ HRV gồm 2 máy HRV-1 và HRV2 (high resolution visible). Bộ cảm HRV là máy quét điện tử CCD, HRV có thể thay


đổi góc quan sát từ 0o đến 27o so với phương thẳng đứng. HRV là máy chụp đa phổ
trên 3 kênh ảnh trắng đen XS và một kênh ảnh toàn sắc P (panrtromatic). Khi vệ tinh
chuyển động sẽ ghi được hình ảnh mặt đất trên một dải rộng 60km, nếu chụp phối
cảnh 27o thì độ rộng dải quét sexlaf 80km. SPOT có khả năng chụp ảnh mặt đất trong
dải hành lang 950km song song với quỹ đạo bay.

60km
80km

950km

Hình I.21: Độ rộng dải bay chụp của
vệ tinh SPOT

Hình I.22: Khả năng chụp lặp của
vệ tinh SPOT

Khả năng chụp lặp của vệ tinh SPOT
+ Đầu thu ảnh SPOT có khả năng chụp nghiêng nên có thể chụp lặp lại bất kì vị trí
nào trên mặt đất không quá 5 ngày ở vùng xích đạo và không quá 3 ngày đối với
những vùng có quỹ đạo trên 4.5o.
+ Hệ thống SPOT với 3 vệ tinh đang hoạt động thì gần như có thể chụp hàng ngày
đối với bất kì khu vực nào.
+ Cho phép chụp ảnh lập thể nhờ khả năng chụp nghiêng. SPOT có khả năng chụp

ảnh lập thể với độ phủ dọc > 60% để đo vẽ địa hình tự động trên các máy giải tích.
Cặp ảnh lập thế tạo nên do ảnh chụp được ở phương thẳng đứng và một ảnh chụp với
góc nghiêng 27o. Do có khả năng chụp phối cảnh nên chu kì lặp lại của ảnh SPOT có
thể rút ngắn xuống nhiều hơn so với chu kỳ lặp của vệ tinh 26 ngày. Ở vĩ độ 45o tần
suất chụp lặp của một điểm trên mặt đất là 2.4 ngày một lần chụp ảnh – tần suất chụp
ảnh phụ thuộc vào vĩ độ của điểm cần chụp ảnh trên trái đất.
Đầu thu: dãy các phần tử nhạy sáng, tính ổn định cao.
Diện tích phủ trùm tờ ảnh lớn: 60km x 60km


Bảng I.2: Đặc điểm hệ thống chụp ảnh vùng nhìn thấy có độ phân giải
cao của SPOT
Đa phổ

Toàn sắc
(panchomatic)

Xanh lá cây

0,5- 0,59 µm

0,51- 0,73 µm

Đỏ

0,61- 0,68 µm

Hồng ngoại phản xạ

0,79- 0,89 µm

Các band

4013

4013

20 x 20 µm

10 x10 m

Số dector trên 1 band

3.000

6.000

Dải rộng mặt đất nhìn tại tâm

60km

60 km

Độ phủ dọc

117 km

117 km

Độ phủ bên

3 km

3 km

Góc nhìn
Độ phân dải mặt đất (cell) (tại
tâm điểm)

Độ cao vệ tinh

932 km

- Vệ tinh SPOT 5
Một số đặc điểm của vệ tinh SPOT 5:
• Khối lượng: 3000 kg
• Thời gian dự tính sử dụng: 5 năm
• Kích thước: 3.1 x 3.1 x 5.7 m
• Tên lửa phóng : Ariane 4
Hình I.23: Vệ tinh Spot 5
• Độ cao quỹ đạo: 822 km
• Khả năng lưu trữ dữ liệu: 90Gbit bộ nhớ cứng ( 550 ảnh).
• Tốc độ truyền dữ liệu: 2 x 50Mb/giây
• Độ chính xác định vị: 50m
• Cặp ảnh lập thể thu nhận được từ việc chụp ảnh ở cùng quỹ đạo hoặc ở hai
quỹ đạo khác nhau.
2. Cơ sở địa lý
- Nghiên cứu địa lý các chuẩn đoán đọc điều vẽ: Các địa vật không phải phân bố,
sắp xếp một cách tuỳ tiện mà theo một qui luật nhất định. Tập hợp có tính qui luật các
địa vật tạo ra một quần thể lãnh thổ tự nhiên. Khi biết được tính quy luật của quần thể

này thì có thể xác định và sử dụng tốt các chuẩn đoán đọc điều vẽ gián tiếp và chuẩn
đoán đọc điều vẽ tổng hợp.


- Các chỉ báo cấu trúc bên trong cảnh quan: Việc nghiên cứu và sử dụng các chuẩn
đoán đọc điều vẽ tổng hợp phản ánh cấu trúc của cảnh khu là cơ sở của phương pháp
đoán đọc điều vẽ chỉ báo. Khi đó vật chỉ báo – các dấu hiệu dễ quan sát trên ảnh như
lớp phủ thực vật, hình dáng địa hình, hệ thống thuỷ văn… sẽ xác định rõ đặc tính của
các địa vật không quan sát được trên ảnh như nước ngầm, cấu trúc địa chất… Còn địa
vật được chỉ báo là các địa vật khó quan sát hoặc không quan sát trực tiếp được trên
ảnh nhưng nhờ sử dụng các quy luật chỉ báo nên dễ nhận biết, dễ xác định hơn. Quan
hệ chỉ báo là quan hệ trừu tượng nhân tạo của thành phần bên ngoài của cảnh quan.
3. Đặc trưng phản xạ phổ của các đối tượng trên mặt đất
Tất cả các đối tượng tự nhiên đều phản xạ năng lượng mặt trời chiếu lên chúng
một cách xác định, đặc trưng cho trạng thái của bản thân đối tượng đó. Ở đây mặt trời
chính là nguồn chiếu sáng – phương pháp thụ động ghi nhận ảnh là thu nhận ánh sáng
phản xạ từ đối tượng mà nguồn sáng là mặt trời. Sóng điện từ chiếu tới mặt đất, năng
lượng của nó sẽ tác động lên mặt đất dẫn đến xảy ra các hiện tượng sau:
- Phản xạ năng lượng.
- Hấp thụ năng lượng.
- Thấu quang năng lượng.
Năng lượng phản xạ phổ phụ thuộc vào cấu trúc bề mặt đối tượng và bước sóng
của năng lượng chiếu tới. Vì vậy trên ảnh ta thấy hình ảnh đối tượng do ghi nhận được
khẳ năng phản xạ phổ của các đối tượng là khác nhau.
4. Độ phân giải của một số vệ tinh
Bảng I.3: So sánh độ phân giải của các vệ tinh
Loại ảnh vệ
tinh

Mode chụp

Độ phân giải (m)

Độ cao bay
chụp (km)

SPOT 2, 4

Panchromstic
Multis p: 4 bands

10
20

830

SPOT 5

Panchromstic
Multis p: 4 bands

5
10

830

IRS-P6

LISS-4: 3 bands
LISS-3: 4 bands

6
23

800

IKONOS

Panchromstic
Multis p: 4 bands (11 bit)

0.82-2.0
3.2-8

680

QUICKBIRD

Panchromstic
Multis p: 4 bands (11 bit)

0.62
3.28

600

LANDSAT

ETM+ Panchromstic
Multis p: 7 bands

15
30
60

705


5. Cơ sở đoán đọc điều vẽ ảnh.
Ảnh viễn thám là sản phẩm của quá trình ghi nhận hình ảnh bề mặt trái đất của các
vệ tinh vũ trụ.
Xử lý thông tin viễn thám có hai phương pháp cơ bản: phân tích bằng mắt (giải
đoán ảnh tương tự) và xử lý số. Giải đoán bằng mắt (Visual Interpretation) có thể áp
dụng cho cả hai dạng tư liệu, song xử lý số (Digital image Processing) thì chỉ áp dụng
cho ảnh số. Tuy nhiên tuỳ thuộc vào mục đích người giải đoán sử dụng các phương
pháp khác nhau để chắc lọc thông tin mà mình quan tâm.
9 Lập mẫu khoá giải đoán ảnh.
9 Giải đoán ảnh bằng mắt
9 Giải đoán ảnh số.
5. Cơ sở sinh lý của đoán đọc điều vẽ ảnh
Mắt có khả năng cảm thụ các sóng điện từ có bước sóng từ 0,4 ÷ 0,7μm, mạnh
nhất là 0,56μm. Khả năng cảm thụ màu nhờ ba loại dây thần kinh tế bào hình nón khi
bị kích thích cho ba màu cơ bản (red, green, blue) và vỏ não sẽ tổng hợp phân tích các
thành phần tương đối của ba loại kích thích trên cho ta cảm nhận các màu sắc khác
nhau của vật. Mắt cảm thụ lớn nhất với màu yellow và blue, độ cảm thụ giảm dần với
màu red, green. Mắt người có thể phân biệt được khoảng 200 nền màu với nhiều sắc
độ.
I.1.3 Cơ sở toán học của bản đồ của bản đồ biến động đất đai
1. Hệ toạ độ nhà nước: hệ tọa độ và độ cao quốc gia VN 2000. (Điểm gốc toạ độ tại
Viện Nghiên Cứu Địa Chính và điểm gốc độ cao tại Hòn Dấu – Đồ Sơn – Hải Phòng).

2. Tỷ lệ: Đối với bản đồ hiện trạng sử dụng đất cấp Quận huyện được thành lập với tỷ
lệ 1:25000.
3. Phép chiếu: Sử dụng phép chiếu hình trụ ngang đồng góc UTM với hệ số điều chỉnh
tỉ lệ biến dạng chiều dài K0=0,9999 đối với múi chiếu 30 và 0,9996 đối với múi chiếu
60. Hệ quy chiếu Elipsoid WGS-84 với các thông số như sau:
Bán kính trục lớn: 6.378.137 m
Bán kính trục bé: 6.356.752,3 m
Độ dẹt: 1: 298,257223563
4. Khung và bố cục của bản đồ có thể được sắp xếp như sau:

Hình I.24: Bố cục trình bày bản đồ