Đánh giá khả năng ứng dụng mô hình đa thức hữu tỷ trong nắn ảnh vệ tinh SPOT 6

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

NGUYỄN THỊ THU GIANG

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG
MÔ HÌNH ĐA THỨC HỮU TỶ
TRONG NẮN ẢNH VỆ TINH SPOT 6

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT TRẮC ĐỊA - BẢN ĐỒ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI, NĂM 2017


BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG
MÔ HÌNH ĐA THỨC HỮU TỶ
TRONG NẮN ẢNH VỆ TINH SPOT 6

NGUYỄN THỊ THU GIANG

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT TRẮC ĐỊA - BẢN ĐỒ
MÃ SỐ: 60520503

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. BÙI THỊ HỒNG THẮM

HÀ NỘI, NĂM 2017


CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNGĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI

Cán bộ hướng dẫn chính: TS. Bùi Thị Hồng Thắm

Cán bộ chấm phản biện 1: TS. Chu Hải Tùng

Cán bộ chấm phản biện 2: PGS.TS. Trần Xuân Trường

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại:
HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
Ngày 31 tháng 12 năm 2017


i
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan những kết quả nghiên cứu được trình bày trong luận
văn là hoàn toàn trung thực, không vi phạm luật sở hữu trí tuệ và pháp luật
Việt Nam. Nếu sai, tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm trước pháp luật.
Hà Nội, ngày 31tháng 12 năm 2017
TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Nguyễn Thị Thu Giang


ii

LỜI CẢM ƠN
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS.Bùi Thị Hồng Thắm, người
tận tình hướng dẫn tôi trong suốt quá trình nghiên cứu luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơnBan giám hiệu, phòng Đào tạo, cùng toàn thể
các thầy, cô thuộc khoa Trắc địa - Bản đồ, trường Đại học Tài nguyên và Môi
trường Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình hoàn thành luận
văn này.
Mặc dù có nhiều cố gắng nhưng do kiến thức chuyên môn còn hạn chế,
thời gian nghiên cứu thực hiện đề tài còn có hạn nên nội dung luận văn không
tránh khỏi những thiếu sót, tôi rất mong nhận được sự góp ý của các thầy, cô
để bản luận văn được hoàn thiện hơn.
Tôixin trân trọng cảm ơn!


3

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................... ii
MỤC LỤC ........................................................................................................ iii
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ....................................... v
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU .................................................................... vi
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ........................................................................ vii
MỞ ĐẦU ........................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU ............................ 4
1.1. Khái quát về ảnh vệ tinh, bình đồ ảnh vệ tinh ........................................ 4
1.1.1. Khái quát về ảnh vệ tinh
..............................................................................4
1.1.2. Khái quát về bình đồ ảnh vệ tinh
................................................................8

1.2. Một số đặc điểm của ảnh vệ tinh SPOT 6............................................... 9
1.2.1. Khái quát về vệ tinh SPOT
..........................................................................9
1.2.2. Ảnh vệ tinh SPOT 6
...................................................................................10
1.3. Tình hình nghiên cứu khả năng ứng dụng mô hình đa thức hữu tỷ trong
nắn ảnh vệ tinh SPOT 6 ............................................................................... 15
1.3.1. Tình hình nghiên cứu trên thế
giới............................................................15
CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP MÔ HÌNH ĐA THỨC HỮU TỶ ................ 19
TRONG NẮN ẢNH VỆ TINH....................................................................... 19
2.1. Khái quát về nắn ảnh vệ tinh................................................................. 19
2.1.1. Sai số trong quá trình thu nhận ảnh vệ
tinh..............................................19


4

2.1.2. Nguyên lý chung để nắn chỉnh hình học ảnh vệ tinh
..............................20
2.1.3. Thành lập bình đồ ảnh vệ tinh
...................................................................22


4

2.2. Khái quát phương pháp mô hình đa thức hữu tỷ .................................. 25
2.2.1. Hàm đa thức tổng quát
...............................................................................25
2.2.2. Đa thức nội suy nhiều biến

........................................................................26
CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM ...................................................................... 30
3.1. Giới thiệu khu vực thực nghiệm ........................................................... 30
3.1.1. Điều kiện tự nhiên và đặc điểm kinh tế, văn hóa, xã hội
........................30
3.1.2. Mục đích, yêu cầu thực nghiệm
................................................................32
3.1.3. Số liệu thực
nghiệm....................................................................................33
3.2. Đánh giá khả năng sử dụng mô hình đa thức hữu tỷ trong nắn ảnh vệ
tinh SPOT6................................................................................................... 36
3.2.1. Quá trình nắn ảnh vệ tinh SPOT 6 sử dụng mô hình đa thức hữu
tỷ.....36
3.2.2. Đánh giá khả năng sử dụng mô hình đa thức hữu tỷ trong nắn ảnh vệ
tinh SPOT 6 ...........................................................................................................42
3.3. Đánh giá khả năng sử dụng mô hình đa thức hữu tỷ kết hợp với các
điểm khống chế ảnh trong nắn ảnh vệ tinh SPOT6 ..................................... 45
3.3.1. Quá trình nắn ảnh vệ tinh SPOT 6 sử dụng mô hình đa thức hữu tỷ
kết hợp với các điểm khống chế
................................................................................45
3.2.2. Đánh giá khả năng sử dụng mô hình đa thức hữu tỷ kết hợp với các
điểm khống chế ảnh trong nắn ảnh vệ tinh SPOT 6.
.........................................47
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................... 52
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................... 54
PHỤ LỤC .......................................................................................................... 1
PHỤ LỤC………………………………………………………………………


5

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
T C G
T h t
1IF Tr
O ư
2P K
A ên
3M B
S ộ
4G K
S h
5V Đ
H ộ
6R M
P ô
7G H
P ệ
8G H
IS ệ
9C C
S ơ
1G C
0L ử
1D M
1E ô


6

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng1.1. Độ phân giải không gian của dữ liệu ảnh viễn thám ......................... 6
Bảng 3.1. Tọa độ của các điểm khống chế ảnh............................................... 34
Bảng 3.2. Tọa độ của các điểm khống chế ảnh trên ảnh vệ tinh nắn chỉnh bằng
mô hình đa thức hữu tỷ ................................................................................... 42
Bảng 3.3. Độ lệch của các điểm khống chế ảnh trong trường hợp 1 .............. 43
Bảng 3.4. Tọa độ của các điểm khống chế ảnh trên ảnh vệ tinh nắn chỉnh bằng
mô hình đa thức hữu tỷ kết hợp với điểm khống chế ảnh............................... 47
Bảng 3.5. Độ lệch của các điểm khống chế trong trường hợp 2..................... 48


vii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Mô tả về độ phân giải không gian của ảnh ....................................... 6
Hình 1.2. Một số hình ảnh về độ phân giải không gian của ảnh viễn
thám................ 7
Hình 1.3. Vệ tinh SPOT .................................................................................... 9
Hình 1.4. Ảnh thu nhận đầu tiên của SPOT 6 sau 3 ngày phóng lên quỹ đạo
(Bora Bora, Frenvh Polynésia)........................................................................ 10
Hình 1.5. Chùm vệ tinh quan sát Trái Đất ...................................................... 11
Hình 1.6. Chế độ đa dải (trái) - Chế độ đơn dải (phải) ................................... 11
Hình 1.7. Chế độ tri-steoreo mở rộng dải quét ảnh vệ tinh ............................ 12
Hình 1.8. Ảnh SPOT6 tại đảo Ngọc Trai, Doha, Quatar ................................ 13
Hình 2.1. Méo ảnh tổng hợp ........................................................................... 20
Hình 2.2. Méo hình do các nguyên tố định hướng ngoài................................ 20
Hình 2.3. Sơ đồ quy trình thành lập bình đồ ảnh vệ tinh ................................ 24
Hình 2.4: Hệ thống cục bộ của khung ảnh được nắn ..................................... 27
Hình 3.1. Khu vực thực nghiệm ...................................................................... 30
Hình 3.2. Sơ đồ ghi chú các điểm khống chế ảnh........................................... 36
Hình 3.3. Giao diện của phần mềm ERDAS IMAGINE 2014 ....................... 37

Hình 3.4. Giao diện modul IMAGINE Photogrametry................................... 37
Hình 3.5. Tạo Block mới................................................................................. 38
Hình 3.6. Thao tác trên bảng Create New Block ............................................ 38
Hình 3.7. Thao tác trên bảng Model Setup ..................................................... 39
Hình 3.8. Bảng Block Property ....................................................................... 39
Hình 3.9. Bảng Projection Chooser ................................................................ 40
Hình 3.10. Thao tác nhập ảnh ......................................................................... 40
Hình 3.11. Thao tác nhập DEM ...................................................................... 41
Hình 3.12. Ảnh vệ tinh đã được nắn trong trường hợp sử dụng mô hình đa
thức hữu tỷ....................................................................................................... 41


8

Hình 3.13. Độ lệch các điểm khống chế ảnh trong trường hợp 1 theo
chiều X ..............................................................................................43
Hình 3.14. Độ lệch của các điểm khống chế ảnh trong trường hợp 1 theo chiều
Y 44
Hình 3.15. Độ lệch vị trí điểm của các điểm khống chế ảnh trong trường hợp
1...... 45
Hình 3.16. Thanh công cụ Start point measurent tool .................................... 45
Hình 3.17. Bảng Select Point Measurement Tool........................................... 46
Hình 3.18. Màn hình làm việc nhập điểm khống chế ..................................... 46
Hình 3.19. Ảnh vệ tinh đã được nắn trong trường hợp sử dụng mô hình đa
thức hữu tỷ kết hợp với các điểm khống chế ảnh ........................................... 47
Hình 3.20. Độ lệch của các điểm khống chế ảnh trong trường hợp 2 theo
chiều X ............................................................................................................ 49
Hình 3.21. Độ lệch của các điểm khống chế ảnh trong trường hợp 2 theo chiều
Y 49
Hình 3.22. Độ lệch về vị trí điểm của các điểm khống chế ảnh trong trường hợp

2 50
Hình 3.23. Độ lệch vị trí điểm của điểm khống chế ảnh trong hai trường hợp ....
51


9

THÔNG TIN LUẬN VĂN
Họ tên học viên: Nguyễn Thị Thu Giang
Lớp: CH2ATĐ

Khóa: 2

Cán bộ hướng dẫn: TS. Bùi Thị Hồng Thắm
Tên đề tài: Đánh giá khả năng ứng dụng mô hình đa thức hữu tỷ trong
nắn ảnh vệ tinh SPOT 6.
Từ khóa:Mô hình đa thức hữu tỷ, độ chính xác của ảnh vệ tinh.
Tóm tắt: Đề tài luận văn nghiên cứu về việc nắn chỉnh hình học ảnh vệ
tinh SPOT 6 trong 2 trường hợp đó là sử dụng mô hình đa thức hữu tỷ (trường
hợp 1) và sử dụng mô hình đa thức hữu tỷ (RPC) kết hợp với các điểm khống
chế ảnh ngoại nghiệp (trường hợp 2) trong quá trình nắn ảnh, thực nghiệm tại
khu vực phía Bắc nước CHDCND Lào. Kết quả cho thấy, độ chính xác của
ảnh vệ tinh sau khi nắn trong trường hợp 1 có độ chính xác đáp ứng được công
việc thành lập bản đồ tỷ lệ 1:25.000, trong trường hợp 2 đáp ứng được công
việc thành lập bản đồ tỷ lệ 1:10.000. Kết quả nghiên cứu của đề tài góp phần
vào việc nâng cao hiệu quả khai thác ứng dụng mô hình RPC trong nắn ảnh vệ
tinh.


1

MỞ ĐẦU
1. Cơ sở khoa học và tính thực tiễn của đề tài
Viễn thám là công nghệ thu nhận từ xa thông tin về các đối tượng, hiện
tượng trên Trái Đất và các hành tinh khác thông qua những đặc trưng riêng về
phản xạ và bức sóng điện từ. Với độ bao quát rộng, lượng thông tin phong phú
và khả năng cung cấp thông tin nhanh có độ tin cậy cao, hiện nay công nghệ
viễn thám là một trong những lĩnh vực luôn được chú trọng, tập trung nghiên
cứu và khai thác nhằm phục vụ nhiều mục đích khác nhau của con người.
Trong đó, tư liệu ảnh viễn thám SPOT là một trong những tư liệu được sử
dụng rộng rãi. Để bảo đảm tính liên tục dữ liệu của thế hệ vệ tinh này, ngày
9/9/2012 vệ tinh SPOT6 đã chính thức được đưa lên quỹ đạo, thể hiện những
ưu điểm vượt trội hơn các thế hệ vệ tinh SPOT trước.
Để có được bình đồ ảnh, ảnh vệ tinh SPOT6 phải được nắn chỉnh nhằm
loại trừ hay hạn chế các ảnh hưởng của rất nhiều nguyên nhân khác nhau gây
ra biến dạng hình học trên ảnh vệ tinh như ảnh hưởng bởi phép chiếu hình, góc
nghiêng, vệt quét, điều kiện khí quyển, độ cong Trái Đất, chênh cao địa hình,
… Việc nắn chỉnh nhằm hạn chế, loại trừ các sai số này được thực hiện dựa
trên cơ sở các mô hình toán học.
Mô hình đa thức hữu tỷ là một trong những mô hình đã và đang được
sử dụng để nắn ảnh vệ tinhđược xây dựng trên cơ sở của các điểm khống chế
ảnh là công cụ của hầu hết các phần mềm để xử lý ảnh vệ tinhhiện nay. Trong
mô hình đa thức hữu tỷ, mối quan hệ toạ độ giữa ảnh cần nắn và ảnh được
hiệu chỉnh được mô tả bằng đa thức. Mô hình đa thức hữu tỷ có thể áp dụng
để nắn cho bất kỳ loại ảnh nào và dữ liệu cung cấp có thông tin bộ cảm không
rõ ràng.
Mặc dù, hiện nay trên thế giới ảnh vệ tinh SPOT được đưa vào sử dụng


2

rộng rãi trong hầu hết các quốc gia, tuy nhiên ở Việt Nam, việc sử dụng, tiếp
cận với tư liệu ảnh SPOT6 còn nhiều hạn chế do bởi tư liệu ảnh này không
miễn phí. Bên cạnh đó, trong thực tiễn, việc xây dựng các điểm khống chế
ảnh ngoại nghiệp phục vụ cho quá trình nắn ảnh là công việc khó khăn và tốn
kém về mặt kinh tế, đặc biệt là đối với vùng núi cao, vùng biên giới và vùng
ngoài lãnh thổ. Vậy, câu hỏi đặt ra là nếu chỉ sử dụng mô hình đa thức hữu tỷ
để nắn ảnh vệ tinh thì độ chính xác của ảnh sau khi nắn là bao nhiêu, đáp ứng
được công việc thành lập bản đồ tỷ lệ nào? Trên cơ sở ý tưởng đó, đề tài luận
văn với tên gọi: "Đánh giá khả năng ứng dụng mô hình đa thức hữu tỷ trong
nắn ảnh vệ tinh SPOT 6" đã được đặt ra để nghiên cứu. Đề tài có ý nghĩa thiết
thực trong thực tiễn sản xuất, góp phần vào việc nâng cao hiệu quả khai thác
ứng dụng mô hình RPC trong nắn ảnh vệ tinh.
2. Mục tiêu của đề tài
Đánh giá được khả năng ứng dụng mô hình đa thức hữu tỷ trong nắn
ảnh vệ tinh SPOT6trong 2 trường hợp:
- Sử dụng mô hình đa thức hữu tỷ để nắn ảnh vệ tinh SPOT6.
- Sử dụng mô hình đa thức hữu tỷ kết hợp với các điểm khống chế ảnh
trên khu vực nghiên cứu để nắn ảnh vệ tinh SPOT6.
3. Phương pháp nghiên cứu
Luận văn sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau đây:
- Phương pháp tổng hợp, phân tích và kế thừa: Thu thập các tài liệu đã
có; cập nhật các thông tin trên mạng internet; tổng hợp, phân tích các tài liệu
và các kết quả nghiên cứu, kế thừa có chọn lọc các thành quả có liên quan đến
đề tài; tổng hợp, đánh giá các kết quả nghiên cứu của đề tài;
- Phương pháp thu thập và xử lý số liệu: Thu thập các tư liệu liên quan


3

phục vụ cho thực nghiệm của đề tài;
- Phương pháp ứng dụng công nghệ tin học: Khai thác, sử dụng phần
mềm phục vụ cho quá trình nắn ảnh.
4. Nội dung nghiên cứu
Để đạt được mục đích, luận văn giải quyết các vấn đề cơ bản sau:
- Tìm hiểu những kiến thức cơ bản về ảnh vệ tinh và nắn ảnh vệ tinh.
- Nghiên cứu về đặc điểm kỹ thuật của ảnh vệ tinh SPOT6.
- Cơ sở lý thuyết mô hình đa thức hữu tỷ trong nắn ảnh vệ tinh.
- Sử dụng mô hình đa thức hữu tỷ để nắn ảnh vệ tinh SPOT6.
- Sử dụng mô hình đa thức hữu tỷ kết hợp với các điểm khống chế ảnh
trên khu vực nghiên cứu để nắn ảnh vệ tinh SPOT6.
5. Bố cục của luận văn
Luận văn về cơ bản được trình bày trong 3
chương: Chương 1. Tổng quan về vấn đề nghiên
cứu.
Chương 2. Phương pháp mô hình đa thức hữu tỷ trong nắn ảnh vệ
tinh. Chương 3. Thực nghiệm.
Ngoài những phần nêu trên luận văn còn có các phần mở đầu, kết luận,
kiến nghị,tài liệu tham khảo và phụ lục.


4

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Khái quát về ảnh vệ tinh, bình đồ ảnh vệ tinh
1.1.1. Khái quát về ảnh vệ tinh
Ảnh vệ tinh hay còn gọi là ảnh viễn thám là ảnh số thể hiện các vật thể
trên bề mặt Trái Đất được thu nhận bởi các bộ cảm biến đặt trên vệ tinh.
* Đặc điểm chung của ảnh viễn thám
Đặc điểm chung của ảnh viễn thám được xác định dựa vào đặc điểm

chuyển động của vệ tinh như độ cao, quỹ đạo và tốc độ chuyển động,… bên
cạnh đó là kỹ thuật, vật liệu, thiết bị thu chụp và xử lý ảnh vệ tinh.
- Ảnh viễn thám cung cấp thông tin trên phạm vi rộng được chụp trong
cùng thời điểm và cùng điều kiện vật lý cho phép rút ngắn thời gian thu thập
và xử lý thông tin cho quá trình thành lập và hiện chỉnh bản đồ.
- Ảnh viễn thám được chụp ở tỷ lệ nhỏ với những giải phổ khác nhau
nên tính chất tổng quát hóa tự nhiên về mặt hình học và quang học khách quan
và chính xác, phản ánh tính quy luật của các hiện tượng tự nhiên.
-Độ cao thu chụp của các vệ tinh lớn so với độ cao địa hình, do vậy vị
tríđiểm bị xê dịch trên ảnh không đáng kể, chỉ quan tâm ở vùng núi khi vượt
quá hạn sai cho phép. Ngược lại, ảnh phủ một diện tích rộng nên sai số do độ
cong quả đất lớn, vì vậy phải có phương pháp xử lý thích hợp.
- Viễn thám có khả năng chụp lặp lại theo một chương trình với chu kỳ
nhất định là nguồn thông tin đảm bảo tính tức thời, phản ánh cả những hiện
tượng, đối tượng biến đối nhanh.
- Thiết bị thu nhận và xử lý ảnh hiện đại cho phép nhận được ảnh vũ trụ
với lượng thông tin phong phú và tổng hợp về mặt đất. Phản ánh tất cả các
thành phần cảnh quan, ảnh vệ tinh là nguồn thông tin có ý nghĩa liên ngành,
với các phương pháp xử lý khác nhau sẽ cho ra các nguồn thông tin hữu ích
cho các chuyên ngành khác nhau.


5

- Ảnh vệ tinh cũng có khả năng cung cấp thông tin ở các vùng con
người khó tiếp cận một cách dễ dàng, đây là một trở ngại mà phương pháp
truyền thống phải mất rất nhiều công sức và tiền của để khắc phục.
- Các sai số hệ thống trên ảnh vệ tinh có độ ổn định cao giúp cho công
tác nắn chỉnh hình học được tiến hành với độ chính xác cao phục vụ cho thành
lập bản đồ địa hình.

Tất cả các đặc điểm trên xác định được khả năng ứng dụng ảnh vệ tinh
vào công tác bản đồ với hiệu quả cao về khoa học công nghệ, phương pháp
luận cũng như hiệu quả kinh tế.
* Độ phân giải không gian của ảnh
Độ phân giải không gian (spatial resolution) của ảnh vệ tinh là kích
thước nhỏ nhất của một đối tượng hay khoảng cách tối thiểu giữa hai đối
tượng liền kề có khả năng phân biệt được trên ảnh. Ảnh có độ phân giải không
gian càng cao thì kích thước pixel càng nhỏ. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ
phân giải không gian là: trường nhìn tức thời - IFOV (Instantaneous Field Of
View), tiêu cự, hình dáng của đối tượng mục tiêu và các ảnh hưởng của khí
quyển.
Trường nhìn tức thời là góc hình nón của trường nhìn của bộ cảm biến,
và xác định một vùng trên bề mặt Trái Đất được quan sát từ một độ cao xác
định tại một thời điểm cụ thể. Kích thước của vùng quan sát thường được xác
định bằng trường nhìn và khoảng cách từ mặt đất đến bộ cảm biến. Kích
thước của vùng lấy mẫu trên mặt đất của một bộ cảm biến vệ tinh được gọi là
độ phân giải mặt đất (Ground Sampling Distance).
Độ phân giải không gian cũng được gọi là độ phân giải mặt đất khi hình
chiếu của một pixel tương ứng với một đơn vị chia mẫu trên mặt đất. Ví
dụ, ảnh vệ tinh LANDSAT 7 ở các kênh blue, green, red có độ phân giải
30m x
30m, điều đó có nghĩa là trên các kênh ảnh này có thể nhận biết được vật thể có
kích thước 30m x 30m trên mặt đất.


6

Hình 1.1. Mô tả về độ phân giải không gian của ảnh [1]
Độ phân giải không gian của dữ liệu ảnh viễn thám thường được chia ra
thành 4 cấp độ là: Phân giải siêu cao, phân giải cao, phân giải trung bình và

phân giải thấp.
Bảng1.1. Độ phân giải không gian của dữ liệu ảnh viễn
thám
D
ữ
l
i
Đ
ộ
p
h

LT
io
tà

Đ
ộ B
Đề
a
r

1
1
m m 1
k
Q0 2 m
, ,

O 1

8
V m m k
Đ w
m
2
ộ
KV
4
- 1 0
p R
0
k


7

D
ữ
l
i

LT
io
tà

Đ
ộ B
Đề
a
r

L

1 3 1
A 5 0 8
m
5
Đ N
- k
ộ
D
6 m
p S
0 1
5 m 8
h
â A .
5
n T 83
L
8 1
0 8
Đ A
m 5
ộ N
k
1
m
D 7
p

0 công
6 nghệ thành lập bản đồ địa hình bằng ảnh vệ tinh hiện nay, độ
STrong
phân giải đóng vai trò đặc biệt đối với độ chính xác của bản đồ, là yếu tố
quyết định đến tỷ lệ bản đồ cần thành lập.

Hình 1.2. Một số hình ảnh về độ phân giải không gian của ảnh viễn thám
[1]


8

1.1.2. Khái quát về bình đồ ảnh vệ tinh
* Bình đồ ảnh
Bình đồ ảnh là hình ảnh của miền thực địa được thực hiện bằng cách
ghép và cắt dán các tấm ảnh đơn và nắn theo mảnh bản đồ. Những tấm ảnh
nắn được khử sai số do góc nghiêng của ảnh gây ra, còn sai số của điểm ảnh
do địa hình được hạn chế tới mức tối thiểu phù hợp với độ chính xác của bản
đồ. Cơ sở nắn ảnh, ghép ảnh là các điểm khống chế được ghi trên bản gốc.
Bình đồ ảnh mang các thông tin tối đa bề mặt thực địa, là sản phẩm trung gian
để thành lập hay hiện chỉnh bản đồ. Trong trường hợp này, hình ảnh trên bình
đồ ảnh được giải đoán và các yếu tố địa hình được đo vẽ trực tiếp trên đó bằng
các phương pháp trắc địa hoặc phương pháp đo vẽ lập thể.
Bình đồ ảnh có hai khái niệm là bình đồ ảnh được thành lập thông qua
công tác nắn ảnh theo nguyên lý nắn ảnh vùng bằng phẳng và bình đồ ảnh trực
giao được thành lập theo nguyên lý ảnh trực giao. Ngày nay, bình đồ ảnh trực
giao được thành lập theo dây chuyền công nghệ đo ảnh số.
* Bình đồ ảnh vệ tinh
Bình đồ ảnh vệ tinh là sản phẩm ảnh vệ tinh dạng số, đã dược định vị
trong hệ tọa độ của bản đồ cần thành lập, được hiệu chỉnh ảnh hưởng

các nguồn sai số và ảnh hưởng do chênh cao địa hình.
Có thể nói thành lập bình đồ ảnh vệ tinh là quá trình xử lý, hiệu chỉnh
hình học ảnh vệ tinh ở cấp độ cao nhất, nhằm hiệu chỉnh hoặc khử ảnh hưởng
của các nguồn sai số đối với dữ liệu ảnh và hiệu chỉnh ảnh hưởng của
chênh cao địa hình để nhận được một tấm ảnh kết quả đảm bảo độ chính xác
về mặt phẳng theo yêu cầu kỹ thuật tương ứng với một tỷ lệ bản đồ đã xác
định.
Bình đồ ảnh vệ tinh hiện được sản xuất và sử dụng trong quy trình hiện
chỉnh bản đồ địa hình phục vụ cho việc điều vẽ các yếu tố địa vật. Để sản xuất
được các bình đồ ảnh vệ tinh đạt độ chính xác, người ta ứng dụng nguyên
lý


9

nắn chỉnh hình học và dựa trên cơ sở các mô hình toán học để nắn chỉnh ảnh
vệ tinh, sử dụng mô hình toán học thích hợp tùy theo yêu cầu cụ thể để nắn
chính hình học ảnh.
1.2. Một số đặc điểm của ảnh vệ tinh SPOT 6
1.2.1. Khái quát về vệ tinh
SPOT
Vệ tinh SPOT được phóng lên quỹ đạo lần đầu tiên vào tháng 2 năm
1986. Mỗi vệ tinh SPOT được trang bị hai bộ cảm HRV (High
Resolution
Visible imaging system) cho phép thu ảnh lập thể hoặc toàn
cảnh.

Hình 1.3. Vệ tinh SPOT [2]
* Các thông số của vệ tinh SPOT
- Độ cao bay: Vệ tinh SPOT 830km, góc nghiêng của mặt phẳng quỹ

đạo là 98.7 độ.
- Quỹ đạo đồng bộ mặt trời và bán lặp lại.
- Thời điểm vệ tinh bay qua xích đạo 10:30 sáng.
- Chu kỳ lặp: Chu kỳ lặp của vệ tinh SPOT 26 ngày trong chế độ quan
sát bình thường.
* Bộ cảm
Bộ cảm HRV là máy quét điện tử CCD. HRV có thể thay đổi góc quan
sát nhờ một gương định hướng. Gương này cho phép thay đổi hướng quan sát
27 độ nên có thể thu được ảnh lập
thể.
* Tư liệu
Mỗi cảnh ảnh của SPOT phủ một vùng trên mặt đất rộng 60km x 60km.


10

Mỗi cảnh được xác định theo số liệu trong hệ thống quy chiếu toàn
cầu.
1.2.2. Ảnh vệ tinh SPOT
6
* Khái quát về ảnh vệ tinh SPOT 6
SPOT 6 là một vệ tinh viễn thám quang học đang hoạt động thuộc dòng
vệ tinh có độ phân giải cao. Ngày 9/9/2012, vệ tinh SPOT 6 đã chính thức
được đưa lên quỹ đạo thu nhận thông tin quan sát Trái Đất. Là vệ tinh được
xây dựng bởi hãng Airbus Defence & Space, được phóng từ một bệ phóng từ
trung tâm vũ trụ Statish Dhawan ở Ấn Độ. Cùng với SPOT 7 hai vệ tinh
này đảm bảo hoạt động liên tục, tiếp tục công việc của hai vệ tinh SPOT 4,
SPOT 5 trước đó, với sự kết hợp này sẽ mang lại khả năng cung cấp hình ảnh
mọi nơi trên Trái Đất với diện tích phủ trùm mỗi ngày lên tới 6 triệu km2,
SPOT 6 được lập trình hoạt động cho tới năm 2024.

Trong hệ thống vệ tinh SPOT, vệ tinh ra đời sauvệ tinh SPOT 6 là SPOT
7 được đưa lên quỹ đạo năm 2014 cùng với hai vệ tinh Pléiades 1 và Pléiades
2 (Pléiades 1A và Pléiades 1B) ở cùng độ cao 694 km tạo thành một chùm các
vệ tinh quan sát Trái Đất liên tục 24/7 của Pháp. Bốn vệ tinh này lệch
nhau
900 trên quĩ đạo (SPOT 6 và 7 lệch nhau 1800 , Pléiades 1A và Pléiades
1B
lệch nhau 1800
).


11

Hình 1.4. Ảnh thu nhận đầu tiên của SPOT6 sau 3 ngày phóng lên quỹ đạo
(Bora Bora, Frenvh Polynésia) [3], [4], [5]


12

Phân đoạn mặt đất và không gian trong SPOT 6 và 7 được thiết kế để
cải thiện việc thực hiện tốt những nhiệm vụ của các vệ tinh thế hệ trước. Hiện
nay đang tập trung vào nghiên cứu nhằm tìm ra những giải pháp mới thoát li
với bộ lưu trữ dữ liệu truyền thống, giải quyết những trở ngại khó khăn trong
sản xuất.

Hình 1.5. Chùm vệ tinh quan sát Trái Đất[3], [4], [5]
Sự linh hoạt của SPOT 6 hay của hai vệ tinh mới này(SPOT6 và 7) cung
cấp khả năng lưu trữ dữ liệu đột phá, rất thuận lợi cho những nhu cầu vẽ bản
đồ. Lưu trữ ở hai chế độ: chế độ đa dải và chế độ đơn giải. Cho phép thu nhận
hình ảnh một cách linh hoạt.

Hình 1.6. Chế độ đa dải (trái) - Chế độ đơn dải (phải)[3], [4], [5]