Ứng dụng ảnh viễn thám và hệ thống thông tin địa lý xác định biến động đất đai thành phố thái bình, tỉnh thái bình

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

BÙI THỊ VÂN ANH

ỨNG DỤNG ẢNH VIỄN THÁM VÀ HỆ THỐNG THÔNG
TIN ĐỊA LÝ XÁC ĐỊNH BIẾN ĐỘNG ĐẤT ĐAI THÀNH
PHỐ THÁI BÌNH, TỈNH THÁI BÌNH

Chuyên ngành:

Quản lý đất đai

Mã số:

60 85 01 03

Người hướng dẫn khoa học:

PGS.TS Nguyễn Khắc Thời

NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP - 2016


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết quả nghiên
cứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan và chưa từng dùng để bảo
vệ lấy bất kỳ học vị nào.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được cám
ơn, các thơng tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc.
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2016

Tác giả luận văn

Bùi Thị Vân Anh

i


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hồn thành luận văn, tơi đã nhận
được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cơ giáo, sự giúp đỡ, động viên của
bạn bè, đồng nghiệp và gia đình.
Nhân dịp hồn thành luận văn, cho phép tơi được bày tỏ lịng kính trọng và
biết ơn sâu sắc tới PGS.TS. Nguyễn Khắc Thời đã tận tình hướng dẫn, dành nhiều
công sức, thời gian và tạo điều kiện cho tơi trong suốt q trình học tập và thực hiện
đề tài.
Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo,
Bộ môn Trắc địa Bản đồ, Khoa Quản Lý đất đai - Học viện Nơng nghiệp Việt Nam đã
tận tình giúp đỡ tơi trong quá trình học tập, thực hiện đề tài và hồn thành luận văn.
Tơi xin chân thành cảm ơn cán bộ các cơ quan: UBND thành phố, phòng Tài
nguyên và Mơi trường, phịng Thống kê Thành phố Thái Bình cùng chính quyền các
xã, phường thuộc thành phố Thái Bình đã tạo điều kiện giúp đỡ tơi trong suốt q
trình thực hiện luận văn.
Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã tạo mọi
điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến khích tơi hồn thành
luận văn./.
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2016

Tác giả luận văn

Bùi Thị Vân Anh

ii


MỤC LỤC
Lời cam đoan ................................................................................................................ i
Lời cảm ơn ................................................................................................................... ii
Mục lục ...................................................................................................................... iii
Danh mục chữ viết tắt.................................................................................................. vi
Danh mục bảng .......................................................................................................... vii
Danh mục hình .......................................................................................................... viii
Trích yếu luận văn ....................................................................................................... ix
Thesis abstract ...............................................................................................................x
Phần 1. Mở đầu ...........................................................................................................1
1.1.

Tính cấp thiết của đề tài ...................................................................................1

1.2.

Mục đích nghiên cứu .......................................................................................2

1.3.

Yêu cầu của đề tài ............................................................................................2

1.4.

Những đóng góp mới, ý nghĩa khoa học và thực tiễn........................................2

Phần 2. Tổng quan tài liệu ..........................................................................................4
2.1.

Tổng quan về viễn thám ...................................................................................4

2.1.1.

Giới thiệu chung về viễn thám .........................................................................4

2.1.2.

Vệ tinh Landsat ...............................................................................................6

2.1.3.

Phương pháp giải đoán ảnh vệ tinh ................................................................11

2.2.

Tổng quan về hệ thống thông tin địa lý ..........................................................16

2.2.1.

Khái niệm hệ thống thông tin địa lý ...............................................................16

2.2.2.

Thành phần của hệ thống thông tin địa lý .......................................................16

2.2.3.

Chức năng của hệ thống thông tin địa lý ........................................................18

2.3.

Một số vấn đề lý luận về sử dụng đất .............................................................19

2.3.1.

Khái niệm và vai trò của đất đai .....................................................................19

2.3.2.

Sử dụng đất và quản lý sử dụng đất ................................................................20

2.4.

Tổng quan về biến động đất đai .....................................................................21

2.4.1.

Vấn đề chung về biến động đất đai.................................................................21

2.4.2.

Các phương pháp xác định biến động đất đai .................................................22

2.5.

Ứng dụng ảnh viễn thám và GIS trong đánh giá biến động lớp phủ ................26

iii


2.5.1.

Khái qt về cơng nghệ tích hợp GIS và ảnh viễn thám .................................26

2.5.2.

Ứng dụng của cơng nghệ tích hợp ảnh viễn thám và GIS trên thế giới ............27

2.5.3.

Ứng dụng của cơng nghệ tích hợp ảnh viễn thám và GIS ở Việt Nam ............27

2.6.

Tình hình nghiên cứu biến động trên thế giới và việt nam ..............................28

2.6.1.

Tình hình nghiên cứu biến động trên thế giới .................................................28

2.6.2.

Tình hình nghiên cứu biến động tại Việt Nam ................................................29

2.7.

Nhận xét tổng quan tài liệu, định hướng nghiên cứu.......................................31

2.7.1.

Nhận xét ........................................................................................................31

2.7.2.

Hướng nghiên cứu .........................................................................................32

Phần 3. Vật liệu và phương pháp nghiên cứu ..........................................................33
3.1.

Đia điểm nghiên cứu ......................................................................................33

3.2.

Thời gian nghiên cứu .....................................................................................33

3.3.

Đối tượng nghiên cứu ....................................................................................33

3.4.

Nội dung nghiên cứu......................................................................................33

3.4.1.

Đánh giá điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của địa bàn thành phố Thái
Bình, tỉnh Thái Bình ......................................................................................33

3.4.2.

Xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất bằng ảnh vệ tinh. .............................33

3.4.3.

Xác định biến động sử dụng đất giai đoạn 2010 – 2015..................................34

3.5.

Phương pháp nghiên cứu ...............................................................................34

3.5.1.

Phương pháp thu thập số liệu .........................................................................34

3.5.2.

Phương pháp giải đoán ảnh viễn thám ............................................................34

3.5.3.

Phương pháp phân tích biến động sử dụng đất ...............................................36

Phần 4. Kết quả nghiên cứu ......................................................................................37
4.1.

Điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội của thành phố Thái Bình tỉnh Thái Bình ......37

4.1.1.

Điều kiện tự nhiên .........................................................................................37

4.1.2.

Thực trạng phát triển kinh tế ..........................................................................40

4.1.3.

Thực trạng phát triển đô thị và các khu dân cư nông thôn...............................41

4.1.4.

Thực trạng phát triển cơ sở hạ tầng ................................................................42

4.1.5.

Đánh giá chung về điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội ...................................46

4.2.

Tình hình quản lý đất đai của thành phố Thái Bình ........................................47

4.2.1.

Nhóm đất nơng nghiệp ...................................................................................47

4.2.2.

Nhóm đất phi nơng nghiệp .............................................................................48

iv


4.2.3.

Đất chưa sử dụng ...........................................................................................48

4.2.4.

Đánh giá công tác quản lý đất đai trên địa bàn thành phố Thái Bình...............49

4.3.

Xây dựng bản đồ lớp phủ ứng với thời điểm có ảnh .......................................50

4.3.1.

Nguồn tài liệu ................................................................................................50

4.3.2.

Xây dựng bản đồ sử dụng đất .........................................................................51

4.4.

Xây dựng bản đồ biến động sử dụng đất giai đoạn 2010 – 2015 ....................67

4.5.

Đánh giá biến động sử dụng đất giai đoạn 2010 – 2015..................................67

4.6.

Nhận xét về phương pháp tích hợp viễn thám và hệ thống thơng tin địa lý
đánh giá biến động đất đai .............................................................................71

4.6.1.

Ưu điểm ........................................................................................................71

4.6.2.

Hạn chế .........................................................................................................72

Phần 5. Kết luận và kiến nghị ...................................................................................73
5.1.

Kết luận .........................................................................................................73

5.2.

Kiến nghị .......................................................................................................73

Tài liệu tham khảo .......................................................................................................75
Phụ lục ......................................................................................................................78

v


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Nghĩa tiếng Việt

CCN

Cụm công nghiệp

CS

Cộng sự

CSDL

Cơ sở dữ liệu

ERST

Vệ tinh viễn thám trái đất

ETM

Bộ cảm ETM

ETM+

Bộ cảm ETM+

GIS

Hệ thống thông tin địa lý

GPS

Hệ thống định vị tồn cầu

KCN

Khu cơng nghiệp

MSS

Máy qt phổ đa kênh

NASA

Cơ quan hàng không vũ trụ Châu Âu

OLI

Bộ cảm OLI

TM

Bộ cảm TM

TIRS

Bộ cảm TIRS

USGS

Hội khảo sát địa chất Hoa Kỳ

vi


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Các hệ thống vệ tinh Landsat.......................................................................6
Bảng 2.2. Đặc trưng chính của qũy đạo và vệ tinh .......................................................7
Bảng 2.3. Các thông số kỹ thuật của bộ cảm................................................................7
Bảng 2.4. Tổ hợp màu cho ảnh Landsat-5 và ảnh Landsat -7 .......................................9
Bảng 2.5. Tổ hợp màu cho ảnh Landsat-8..................................................................10
Bảng 4.1. Hiện trạng sử dụng đất năm 2015 thành phố Thái Bình .............................48
Bảng 4.2. Dữ liệu ảnh vệ tinh ....................................................................................50
Bảng 4.3. Mô tả các lớp phân loại .............................................................................53
Bảng 4.4. Mẫu ảnh vệ tinh năm 2010 và năm 20 .......................................................54
Bảng 4.5. Bảng đánh giá sự khác biệt giữa các tệp mẫu năm 2010.............................55
Bảng 4.6. Bảng đánh giá sự khác biệt giữa các tệp mẫu năm 2015.............................55

Bảng 4.7. Ma trận sai số phân loại ảnh năm 2010 ......................................................60
Bảng 4.8. Ma trận sai số phân loại ảnh năm 2015 ......................................................61
Bảng 4.9. Thống kê diện tích các loại đất ..................................................................64
Bảng 4.10. Biến động sử dụng đất giai đoạn 2010- 2015 .............................................67

vii


DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1. Vector thay đổi phổ ...................................................................................23
Hình 4.1. Cộng gộp kênh ảnh Landsat 5 năm 2010 ...................................................51
Hình 4.2. Tăng cường chất lượng ảnh .......................................................................52
Hình 4.3. Ảnh cắt theo địa giới hành chính thành phố Thái Bình năm 2015 ..............53
Hình 4.4. Kết phân loại ảnh Landsat 5 – 2010 ...........................................................57
Hình 4.5. Kết phân loại ảnh Landsat 8 – 2015 ...........................................................58
Hình 4.6. Ảnh thực địa..............................................................................................59
Hình 4.7. Kết quả lọc nhiễu ảnh phân loại Landsat 5 – 2010 .....................................62
Hình 4.8. Kết quả lọc nhiễu ảnh phân loại Landsat 8 – 2015 .....................................63
Hình 4.9. Sơ đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2010 .....................................................65
Hình 4.10. Sơ đồ hiện trạng sử dụng đất năm 2015 .....................................................66
Hình 4.11. Sơ đồ biến động sử dụng đất giai đoạn 2010 - 2015 ..................................68

viii


TRÍCH YẾU LUẬN VĂN
Tên tác giả: Bùi Thị Vân Anh
Tên luận văn: Ứng dụng ảnh viễn thám và hệ thống thông tin địa lý xác định biến động
đất đai thành phố Thái Bình, tỉnh Thái Bình.
Ngành: Quản lý đất đai

Mã số: 60.85.01.03

Tên cơ sở đào tạo: Học viện Nông nghiệp Việt Nam
Mục đích nghiên cứu
Ứng dụng ảnh viễn thám xác định biến động sử dụng đất giai đoạn 2010-2015
trên địa bàn thành phố Thái Bình, tỉnh Thái Bình.
Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp thu thập số liệu sơ cấp và thứ cấp;
- Phương pháp xử lý ảnh viễn thám;
- Phương pháp phân tích biến động sử dụng đất.
Kết quả chính và kết luận
Thành lập bản đồ sử dụng đất năm 2010, năm 2015 với 6 loại hình sử dụng đất
gồm: đất lúa, đất cây hoa màu, đất sông, đất mặt nước, đất xây dựng, đất khác. Độ tin
cậy phân loại ảnh theo chỉ số Kappa của năm 2010 là 0,8= và năm 2015 là 0,81.
Sử dụng bản đổ sử dụng đất năm 2010, năm 2015 để xây dựng bản đồ biến động
sử dụng đất giai đoạn 2010-2015.
Trong giai đoạn 2010 – 2015, diện tích đất trồng lúa giảm 918,54 ha, diện tích
đất trồng cây hoa màu giảm 73,35 ha, diện tích đất sơng giảm 3,51 ha, diện tích đất
mặt nước tăng 1,8 ha diện tích đất xây dựng tăng 1064,81 ha, diện tích đất khác giảm
71,21 ha. Nguyên nhân biến động do tiến trình cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa diễn ra
mạnh mẽ.

ix


THESIS ABSTRACT
Master candidate: Bui Thi Van Anh
Thesis title: Application of remote sensing and Geographical Information Systems to
determine changes to land in the Thai Binh city, Thai Binh Province.

Major: Land Management
Code: 62.85.01.03
Educational organization: Vietnam National University of Agriculture (VNUA)
Research Objectives
Remote sensing applications determine land use changes in the from 2010-2015
of Thai Binh City, Thai Binh Province.
Materials and Methods
- The methods of collecting primary data and secondary data;
- The method of remote sensing image processing;
- The methods of analysis of land use change.
Main findings and conclusions
Mapping the land use in 2010, in 2015 with 6 types of land use are: river land,
water surface land, crop land, construction land, uncultivated land and other land. Image
classification accuracy classification Kappa index is 0,80 in 2010 and is 0,81 in 2015.
Using the land use map in 2010, in 2015 to overlay and building the land use
change map from 2010-2015.
In the from 2010-2015, the rice land area reduces 918,54 ha, the crop land area
reduces 73,35 ha, the rive land area reduces 3,51 ha, the water surface land area
increases 1,8 ha, the construction land area increases 1064,81 ha, the other land area
reduces 71,21 ha. The land use change caused by the processof industrialization and
urbanization.

x


PHẦN 1. MỞ ĐẦU
1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Đất nước ta đang trên đà phát triển, q trình cơng nghiệp hố, đơ thị hố
đang diễn ra mạnh mẽ. Kết quả của q trình đơ thị hóa là làm cho đất nơng
nghiệp nhanh chóng bị thu hẹp để nhường chỗ cho các loại hình khác như các khu

dân cư, các khu cơng nghiệp, các cơng trình cơng cộng khác.
Thành phố Thái Bình là trung tâm văn hóa, kinh tế, chính trị, xã hội của tỉnh
Thái Bình, có tổng diện tích tự nhiên theo số liệu thống kê năm 2015 là 6.809,85
ha. Trong những năm qua, do yêu cầu của phát triển kinh tế - xã hội, nên tình hình
sử dụng đất trên địa bàn thành phố có nhiều biến đổi. Điều này đã tác động mạnh
mẽ đến sử dụng đất và làm thay đổi lớp phủ bề mặt. Để quản lý đất đai có hiệu quả
thì việc nghiên cứu biến động sử dụng đất trên diện rộng và thời gian dài là vấn đề
bức thiết đặt ra hiện nay. Từ việc xác định được biến động sử dụng đất trong giai
đoạn cụ thể chúng ta có thể nắm rõ cơ cấu các loại đất, vị trí, diện tích các loại đất
đồng thời xác định được chu chuyển giữa các loại đất. Từ đó giúp các nhà quản lý
có căn cứ khoa học để đưa ra các chính sách phù hợp giúp cho việc quản lý đất đai
hiệu quả hơn, nâng cao đời sống của người dân, tìm ra biện pháp giải quyết những
vấn đề bất hợp lý trong sử dụng đất, nhằm mục đích sử dụng đất ngày càng đem lại
hiệu quả cao hơn về kinh tế, xã hội và mơi trường.
Để nghiên cứu biến động sử dụng đất có nhiều phương pháp khác nhau với
nhiều nguồn tài liệu khác nhau như: từ các số liệu thống kê hàng năm, số liệu kiểm
kê, hay từ các cuộc điều tra. Tuy nhiên các phương pháp truyền thống này thường
tốn nhiều thời gian, kinh phí và khơng thể hiện được sự thay đổi từ trạng thái này
sang trạng thái khác.
Viễn thám (Remote sensing - tiếng Anh) được hiểu là một khoa học và nghệ
thuật để thu nhận thông tin về một đối tượng, một khu vực hoặc một hiện tượng
thông qua việc phân tích tài liệu thu nhận được bằng các phương tiện. Những
phương tiện này khơng có sự tiếp xúc trực tiếp với đối tượng, khu vực hoặc với
hiện tượng được nghiên cứu. Ở Việt Nam, viễn thám mới được quan tâm kể từ
năm 1980 khi nước ta tham gia tổ chức vũ trụ quốc tế Intercosmos. Đến nay, công
nghệ viễn thám đã được nhiều ngành ở Việt Nam ứng dụng rộng rãi để phục vụ

1

cho những mục đích khác nhau, phổ biến là các lĩnh vực về thông tin truyền thông
và các hoạt động về: quan trắc tài nguyên nước, bảo vệ môi trường, khí tượng,
thủy văn...
Hệ thống thơng tin địa lý (GIS - Geographical Information Systems) có khả
năng thu thập, cập nhật, quản trị và phân tích, thể hiện dữ liệu địa lý phục vụ các
bài tốn ứng dụng có liên quan tới vị trí địa lý của các đối tượng trên bề mặt trái
đất là công cụ hỗ trợ đắc lực cho công tác quản lý, quy hoạch tài nguyên thiên
nhiên và môi trường.
Sự kết hợp giữa viễn thám và kỹ năng xử lý số liệu của hệ thống thông tin địa
lý (GIS) giúp chúng ta có một cơng cụ hồn chỉnh để tìm hiểu sự biến động sử
dụng đất về số lượng và vị trí phân bố. Đó là phương pháp theo dõi biến động đất
đai ưu việt hơn hẳn so với phương pháp truyền thống. Ngoài việc mang lại hiệu
quả cao, chính xác thì phương pháp kết hợp ảnh viễn thám và cơng nghệ GIS cịn
dễ cập nhật. Với những ưu điểm đó, việc sử dụng tư liệu ảnh viễn thám để thành
lập bản đồ biến động sử dụng đất đã trở thành phương pháp hiệu quả nghiên cứu
thay đổi tài ngun đất, góp phần tích cực trong cơng tác quản lý đất đai, giúp Nhà
Nước đưa ra các chính sách tầm cỡ vĩ mô hạn chế biến động sử dụng đất.
Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn trên, cùng với sự hướng dẫn của thầy giáo
PGS.TS Nguyễn Khắc Thời, tôi thực hiện nghiên cứu đề tài:” Ứng dụng ảnh viễn
thám và hệ thống thông tin địa lý xác định biến động đất đai thành phố Thái
Bình, tỉnh Thái Bình”.
1.2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
Ứng dụng ảnh viễn thám xác định biến động sử dụng đất giai đoạn 20102015 trên địa bàn thành phố Thái Bình, tỉnh Thái Bình.
1.3. YÊU CẦU CỦA ĐỀ TÀI
- Giải đốn các loại hình sử dụng đất trên nền ảnh vệ tinh năm 2010 – 2015.
- Xây dựng bản đồ sử dụng đất bằng ảnh vệ tinh.
- So sánh, đánh giá kết quả giải đoán từ ảnh với kết quả thống kê mặt đất.
1.4. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI, Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
1.4.1. Những đóng góp mới
- Xây dựng bản đồ sử dụng đất tại 2 thời điểm năm 2010, năm 2015 bằng

tư liệu ảnh vệ tinh đa thời gian.

2


- Bằng phương pháp phân tích khơng gian của GIS xây dựng bản đồ biến
động sử dụng đất giai đoạn 2010 - 2015 trên địa bàn thành phố Thái Bình, tỉnh
Thái Bình.
1.4.2. Ý nghĩa khoa học
- Đề tài cho thấy tính ưu việt của dữ liệu ảnh viễn thám trong việc xác
định biến động sử dụng đất trong từng giai đoạn.
- Củng cố phương pháp luận về ứng dụng tư liệu viễn thám để thành lập
bản đồ sử dụng đất và nghiên cứu biến động sử dụng đất.
- Tìm hiểu được biến động sử dụng đất trong từng giai đoạn, từ đó kết hợp
với với nghiên cứu đa ngành khác nhằm phục vụ công tác quản lý đất đai tốt hơn.
1.4.3. Ý nghĩa thực tiễn
- Thành lập bản đồ sử dụng đất năm 2010, năm 2015 và bản đồ biến động
sử dụng đất giai đoạn 2010-2015 của thành phố Thái Bình, tỉnh Thái Bình.
- Góp phần vào cơng tác quản lý đất đai trên địa bàn thành phố.
- Đây tư liệu tham khảo hữu ích, hiệu quả cho cơng tác quản lý đất đai
với thời gian ít mà khơng cần chi phí cao và thời gian lâu như phương pháp
truyền thống.

3


PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. TỔNG QUAN VỀ VIỄN THÁM
2.1.1. Giới thiệu chung về viễn thám
Viễn thám (Remote sensing) là một môn khoa học nghiên cứu phương

pháp thu nhận đo lường và phân tích nhằm xác định thơng tin của đối tượng từ
một khoảng cách cố định mà không có sự tiếp xúc trực tiếp.
Đối tượng nghiên cứu của viễn thám chủ yếu là sự vật và quá trình xảy ra
trên bề mặt trái đất. Viễn thám không nghiên cứu trực tiếp qua các quá trình mà
nghiên cứu trực tiếp thơng qua hình ảnh của chúng.
Dữ liệu viễn thám là loại dữ liệu có thể thu được về vùng rộng lớn hàng
trăm km2 trong một khoảng thời gian ngắn bằng các thiết bị ghi nhận các bức xạ
hay phản xạ ở các phổ khác nhau của đối tượng tạo ra mà kết quả thu được là
hình ảnh chính đối tượng đó.
Nguyên lý cơ bản của viễn thám đó là quá trình thu nhận năng lượng phản
xạ hay bức xạ của các đối tượng tự nhiên tương ứng với từng dải phổ khác nhau.
Kết quả của việc giải đoán các lớp thông tin phụ thuộc rất nhiều vào sự hiểu biết
về mối tương quan giữa đặc trưng phản xạ phổ với bản chất, trạng thái của các
đối tượng tự nhiên. Những thông tin về đặc trưng của phản xạ phổ của các đối
tượng tự nhiên sẽ cho phép các nhà chuyên môn chọn các kênh ảnh tối ưu, chứa
nhiều thông tin nhất về đối tượng nghiên cứu, đồng thời đây cũng là cơ sở để
phân tích, nghiên cứu các tính chất của đối tượng, tiến tới phân loại chúng.
Hệ thống viễn thám bao gồm 7 thành phần và có mối liên hệ chặt chẽ với
nhau. Phân theo trình tự hoạt động của hệ thống có:
- Nguồn năng lượng: Là thành phần đầu tiên của hệ thống viễn thám là
nguồn năng lượng dùng để chiếu sáng hay cung cấp năng lượng điện từ tới đối
tượng. Có loại viễn thám sử dụng năng lượng mặt trời (viễn thám chủ động) và
loại tự cung cấp năng lượng đến đối tượng (viễn thám bị động). Thông tin của
viễn thám mà đối tượng thu nhận được dựa vào năng lượng từ đối tượng đến thiết
bị nhận. Vậy nếu khơng có nguồn năng lượng chiếu sáng hay truyền tới đối
tượng thì khơng có năng lượng từ đối tượng đến thiết bị nhận.
- Những tia phát xạ và khí quyển: Năng lượng đi từ nguồn phát năng lượng
đến đối tượng qua vùng khí quyển nên sẽ tương tác với vùng khí quyển nơi năng

4

lượng đi qua. Sự tương tác này lặp lại khi năng lượng truyền đến đối tượng rồi
theo chiều ngược lại từ đối tượng đến bộ cảm.
- Sự tương tác với đối tượng: Khi năng lượng truyền đến đối tượng có thể
truyền qua đối tượng, bị đối tượng hấp thu hoặc phản xạ trở lại vào khí quyển.
- Thu nhận năng lượng bằng bộ cảm: Sau khi năng lượng được phát ra hay
bị phản xạ từ đối tượng phải có một bộ cảm từ xa để tập hợp lại và thu nhận sóng
điện từ. Bộ cảm nhận được năng lượng điện từ truyền về mang thơng tin về đối
tượng đó.
- Sự truyền tải, thu nhận và xử lý: Khi năng lượng được thu nhận bởi bộ
cảm cần phải được truyền tải, thường dưới dạng điện từ , đến trạm tiếp nhận – xử
lý nơi dữ liệu sẽ được xử lý sang dạng ảnh (dữ liệu thơ).
- Giải đốn và phân tích ảnh: Ảnh thơ sau khi có sẽ được xử lý để có thể sử
dụng được. Để lấy được thơng tin về đối tượng người ta phải nhận biết được mỗi
hình ảnh trên ảnh tương ứng với đối tượng nào. Để có thể nhận biết được hình
ảnh người ta phải giải đốn ảnh. Có 2 phương pháp giải đốn ảnh là giải đốn
ảnh bằng mắt và giải đốn bằng cơng nghệ số.
- Ứng dụng là thành phần cuối cùng của quá trình, được thực hiện khi ứng
dụng thơng tin mà ta tách được từ ảnh để hiểu rõ hơn về đối tượng mà chúng ta
quan tâm, kiểm nghiệm những thông tin đã có, để khám phá những thơng tin
mới,... nhằm giải quyết những vấn đề cụ thể.
Công nghệ viễn thám kết hợp với hệ thống thông tin địa lý được áp dụng
rộng rãi trong nghiều lĩnh vực khác nhau như:
+ Quản lý tài nguyên và môi trường
Quản lý tài nguyên đất: Lập bản đồ và theo dõi biến động Sử dụng đất, lập
bản đồ thổ nhưỡng, nghiên cứu xói mịn, thối hóa đất,…
Quản lý, giám sát tài nguyên nước: Lập bản đồ các hệ sinh thái nhạy cảm
như rừng ngập mặn, đất ngập nước, rạn san hô, theo dõi biến động đường bờ
biển, theo dõi tràn dầu,…

+ Lâm nghiệp: Đánh giá trữ lượng, sinh khối, theo dõi biến động diện tích
rừng, phân loại, kiểm kê rừng,…
+ Quản lý thiên tai: Theo dõi, dự báo cháy rừng, tai biến ngập lụt, tai biến
địa chất,…

5


+ Quản lý đô thị: Theo dõi biến động đô thị, quy hoạch xây dựng đô thị, quản
lý cơ sở hạ tầng đơ thị,..
+ Y tế và chăm sóc sức khỏe cơng đồng: Theo dõi biến động khí hậu
(nhiệt độ, lượng mưa, bức xạ,..) sự thay đổi chất lượng môi trường (khơng khí,
nước, đất).
+ Nơng nghiệp: Phân loại, theo dõi biến động sử dụng đất nông nghiệp, theo
dõi mùa trong năm (sinh trưởng, năng suất, lịch gieo trồng),..
+ Nghiên cứu địa chất: Thành lập bản đồ địa chất, bản đồ phân bố khoáng
sản, bản đồ phân bố nước ngầm,..
2.1.2. Vệ tinh Landsat
2.1.2.1. Đặc điểm vệ tinh Landsat
Vệ tinh Landsat là tên chung cho các hệ thống các vệ tinh chuyên dùng vào
mục đích thăm dị tài ngun Trái Đất. Đầu tiên nó mang tên ERTS ( Earth
Resource Technology Sattellite) - kỹ thuật vệ tinh thăm dò Trái đất.
Vệ tinh Landsat đầu tiên được phóng lên quỹ đạo ngày 23/07/1972. Nó mở ra
kỷ nguyên mới về nghiên cứu trái đất bằng cơng nghệ viễn thám tiên tiến. Tiếp
theo đó các thế hệ vệ tinh Landsat 2, 3, 4, 5,7 và 8 lần lượt được phóng lên quỹ
đạo và dữ liệu đã được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới.
Bảng 2.1. Các hệ thống vệ tinh Landsat
Ngày phóng

Ngày ngừng hoạt động

Bộ cảm

Landsat 1

23/07/1972

06/01/1978

MSS - TM

Landsat 2

22/01/1975

25/02/1982

MSS - TM

Landsat 3

05/03/1978

31/03/1983

MSS - TM

Landsat 4

16/07/1982

15/06/2001

MSS - TM

Landsat 5

01/03/1984

11/ 2011

MSS - TM

Landsat 6

05/03/1993

Bị hỏng ngay khi phóng

TM/ ETM

Landsat 7

15/04/1999

Đang hoạt động

ETM +

Landsat 8

11/02/2013

Đang hoạt động

OLI – TIRS

Ngay từ đầu, ERTS-1 mang theo bộ cảm quét đa phổ MSS với bốn kênh phổ
khác nhau, và bộ cảm RBV (Return Beam Vidicon) với ba kênh phổ khác nhau.
Ngồi các vệ tinh Landsat-2, Landsat-3, cịn có các vệ tinh khác là SKYLAB
(1973) và HCMM (1978). Từ 1982, các ảnh chuyên đề được thực hiện trên các vệ
tinh Landsat TM- 4 và Landsat TM-5 với 7 kênh phổ từ dải sóng nhìn thấy đến

6


hồng ngoại nhiệt. Điều này tạo nên một ưu thế mới trong nghiên cứu trái đất từ
nhiều dải phổ khác nhau. Ngày nay, ảnh vệ tinh chuyên đề từ Landsat-7 và
Landsat-8 đã được phổ biến với giá rẻ hơn các ảnh vệ tinh Landsat TM-5, cho
phép người sử dụng ngày càng có điều kiện để tiếp cận với phương pháp nghiên
cứu môi trường qua các dữ liệu vệ tinh. Hiện nay, ảnh vệ tinh Landsat được cung
cấp từ 15 trạm thu nhằm phục vụ quản lý tài nguyên và giám sát mơi trường.
Đặc trưng chính của quỹ đạo và vệ tinh Landsat gồm:
Bảng 2.2. Đặc trưng chính của qũy đạo và vệ tinh
915 km (Landsat -1-3)

Độ cao bay

705km (Landsat -4,5,7,8)
18 ngày (Landsat -1-3)

Chu kỳ lặp

16 ngày (Landsat -4,5,7,8)
Khoảng 103 phút (Landsat -1-3)

Thời gian hoàn tất chu kỳ quỹ đạo

Khoảng 99 phút (Landsat -4,5,7,8)
1972 (Landsat -1) 1975 (Landsat -2)
1978 (Landsat -3) 1982 (Landsat -4)

Năm phóng vào quỹ đạo

1984 (Landsat -5) 1999 (Landasat -7)
2013 (Landsat -8)

Ảnh vệ tinh Landsat thu được từ các bộ cảm biến MSS, TM và OLI - TIRs
được sử dụng khá hiệu quả cho nhiều lĩnh vực khác nhau như quản lý và sử dụng
tài nguyên thiên nhiên và giám sát môi trường, thành lập bản đồ và phân tích biến
động (biến động lớp phủ, biến đổi đường bờ…).
Bảng 2.3. Các thông số kỹ thuật của bộ cảm
Loại b cm

MSS (Landsat 1-3)

TM (Landsat 4-5)

Kờnh
ph

Kờnh 4

Bc súng
(àm)
0,5 ữ 0,6

Lc

phân
giải (m)
80

Kênh 5

0,6 ÷ 0,7

Đỏ

80

Kênh 6

0,7 ÷ 0,8

Cận hồng ngoại

80

Kênh 7

0,8 ÷ 1,1

Cận hồng ngoại

80

Kênh 1

0,45 ÷ 0,52

Chàm

30

Kênh 2

0,52 ÷ 0,61

Lục đỏ

30

Kênh 3

0,63 ÷ 0,69

Đỏ

30

Kênh 4

0,76 ÷ 0,90

Cận hồng ngoại

30

Kênh 5

1,55 ÷ 1,75

Hồng ngoại trung

30

Kênh 6

10,40 ÷ 12,50

Hồng ngoại nhiệt

120

7

Phổ điện từ


Loại bộ cảm

ETM (Landsat 7)

OLI - TIRs
(Landsat 8)

Kênh
phổ
Kênh 7

Bước sóng
(µm)
2,08 ÷ 2,35

Hồng ngoại trung

Độ phân
giải (m)
30

Kênh 1

0,45 ÷ 0,52

Chàm

30

Kênh 2

0,52 ÷ 0,60

Lục đỏ

30

Kênh 3

0,63 ÷ 0,69

Đỏ

30

Kênh 4

0,76 ÷ 0,90

Cận hồng ngoại

30

Kênh 5

1,55 ÷ 1,75

Hồng ngoại trung

30

Kênh 6

10,40 ÷ 12,50

Hồng ngoại nhiệt

120

Kênh 7

2,08 ÷ 2,35

Hồng ngoại trung

30

Kênh 8

0,52 ÷ 0,90

Lục đến cận hồng ngoại

15

Kênh 1

0,433÷ 0,453

Xác định đường bờ

30

Kênh 2

0,450 ÷ 0,515

Chàm

30

Kênh 3

0,525÷ 0,600

Lục

30

Kênh 4

0,630 ÷ 0,680

Đỏ

30

Kênh 5

0,854 ÷ 0,885

Cận hồng ngoại

30

Kênh 6

1,560 ÷ 1,660

Kênh 7

2,100 ÷ 2,300

Kênh 8

0,500 - 0,680

Kênh 9

1,360 - 1,390

Kênh 10

10,30 - 11,30

Hồng ngoại nhiệt 1

100

Kênh 11

11,50÷ 12,50

Hồng ngoại nhiệt 2

100

Phổ điện từ

Hồng ngoại bước sóng
ngắn 1
Hồng ngoại bước sóng
ngắn 2
Tồn sắc
Phát hiện mây ti
(Cirrus)

30
30
15
30

2.1.2.2. Các phương pháp tổ hợp màu cho ảnh Landsat
Phương pháp tổ hợp màu là phương pháp được sử dụng rộng rãi dựa trên
chuẩn nền màu trong viễn thám để hỗ trợ cho cơng tác giải đốn ảnh. Lợi thế của
ảnh chụp đa phổ là có thể sử dụng tích hợp các kênh phổ khác nhau để phân tích
giải đốn các đối tượng theo các đặc trưng bức xạ phổ. Ưu điểm của phương pháp
tổ hợp màu là sử dụng các kênh ảnh đa phổ hiển thị cùng một lúc trên 3 kênh ảnh
được gắn tương ứng với 3 loại màu cơ bản là đỏ, xanh lá cây và xanh lam hay còn
gọi là RGB. Phương pháp này có thể tổ hợp hiển thị 3 kênh ảnh của cùng một loại
ảnh vệ tinh, của các ảnh vệ tinh khác nhau cùng độ phân giải, hoặc của ảnh vệ tinh

và ảnh máy bay cùng độ phân giải, của ảnh radar với các thời gian chụp khác nhau.

8


Bảng 2.4. Tổ hợp màu cho ảnh Landsat-5 và ảnh Landsat -7
STT

Phương pháp
tổ hợp màu

Kênh
phổ

Ứng dụng

1

Màu tự nhiên

3-2-1

Chỉ phân biệt được rõ nét giữa thực vật và vùng
đất trống, rất ít thông tin khác về thực vật.

2

Màu giả

2-4-3

Nhận biết đường giao thông, phân biệt được
rừng cây lá rụng với vùng cây ăn quả.

3

Màu giả

5-4-3

4

Màu giả

4-5-3

5

Màu giả

3-4-7

6

Màu hồng
ngoại

4-3-2

7

Màu giả

7-5-3

8

Màu giả

7-4-3

Giải đoán tồn bộ các đối tượng thực vật.
Có gam màu cam, giải đốn các yếu tố thực vật,
đường giao thơng dễ dàng hơn tổ hợp 5-4-3.
Xác định các vùng cháy, các vùng tái trồng rừng
sau khi đã chặt khai thác. Phương pháp dễ dàng hơn
so với tổ hợp kênh 3-4-5. Tổ hợp này rất dễ nhận biết
các vùng thực vật bị xâm hại.
Nhận biết đường giao thông, mặt nước, phân biệt
được rừng cây lá rụng với vùng cây ăn quả, dễ nhận
biết được vùng đất nông nghiệp và phi nông nghiệp.
Đánh giá được thiệt hại của các vụ cháy, khoanh
phạm vi các đám cháy màu đỏ, màu xanh thể hiện
vùng rừng không cháy; màu vàng nhạt thể hiện sự
cháy đang diễn ra giữa kênh 5 và 7.
Tơng màu tím thể hiện kết quả vùng cháy; màu đỏ
tươi là vùng cháy rừng đang xảy ra; khói bao quanh có
màu xanh lam; vùng thực vật không bị ảnh hưởng của
cháy xuất hiện ở tơng màu xanh lá cây.

Trong một ảnh vệ tinh có nhiều kênh phổ khác nhau, ví dụ ảnh vệ tinh
Landsat-5 TM, Landsat-7 TM có 6 kênh phổ (các kênh 1-5, và 7) có thể dùng
để tổ hợp màu theo tổ hợp chập 3 của 6, sẽ cho ra 6x5x4 = 120 kiểu tổ hợp khác
nhau trên 3 màu RGB. Nếu trong tổ hợp màu kênh phổ có dải sóng được gắn
đúng với màu thì được gọi là tổ hợp màu thật và trong các trường hợp khác gọi
là tổ hợp giả màu. Ví dụ các kênh phổ của ảnh vệ tinh Landsat-7 ETM có các
kênh 1 (kênh phổ xanh lam - blue) được gắn màu xanh lam, kênh 2 (phổ xanh lá
cây - green) được gắn màu lục và kênh 3 (phổ đỏ - red) được gắn màu đỏ khi
hiển thị màu, nghĩa là Band 1 = blue, Band 2 = green, Band 3 = red và tổ hợp
này được gọi là tổ hợp màu thật.

9


Bảng 2.5. Tổ hợp màu cho ảnh Landsat-8
STT

Phương pháp
tổ hợp màu

Kênh
phổ

1

Màu tự nhiên

4-3-2

2

Màu giả

7-6-4

3

Hồng ngoại

5-4-3

4

Nơng nghiệp

6-5-2

5

Thẩm thấu khí
quyển

7-6-5

6

Sức khỏe thực
vật

5-6-2

7

Đất/nước

5-6-2

8

Màu tự nhiên
với sự thâm
nhập khí quyển

7-5-3

Ứng dụng
Tạo ra ảnh có màu sắc tự nhiên. Tuy nhiên khi giải
đoán chi tiết các đối tượng như ao hồ, kênh mương
nhỏ,các trục đường giao thơng nhánh, các yếu tố thực
phủ thì rất khó phân biệt và dễ nhầm lẫn. Phương
pháp tổ hợp này chủ yếu được sử dụng in ấn hoặc tạo
lớp nền ảnh tự nhiên khi xây dựng CSDL bản đồ
chuyên đề.
Làm nổi bật các khu vực đô thị, khu đông dân cư với
tơng màu vàng sẫm hoặc có gam màu ánh hồng. Các
yếu tố thủy văn nhận biết rất rõ với màu đen hoặc
màu xanh nước biển (blue).
Dùng để nhận biết và khoanh chính xác các vùng
thực vật. Thảm thực vật có tơng màu từ đỏ nhạt (gạch
non) đến đỏ sẫm (đỏ gạch cua). Với màu đỏ sẫm đăc

trưng cho vùng thực vật có lá già, cịn màu đỏ tươi là
vùng thực vật có lá non.
Dùng để nhận biết các vùng đất canh tác nông
nghiệp. Đất trống, đất trồng màu, đất trồng lúa có
tơng màu nâu. Khu vực đơ thị có màu ánh tím. Thực
vật có màu xanh lá cây. Thủy văn có màu đen và màu
xanh nước biển.
Dùng trong trường hợp ảnh chụp bị lớp sương mù,
khó nhận biết chi tiết đối tượng. Ở tổ hợp màu này,
các yếu tố thủy văn có màu đen và thể hiện rất rõ trên
ảnh.
Dùng để nhận biết tình trạng sức khỏe của thực vật
bằng dải tông màu vàng nhạt đến vàng nâu sẫm.
Tổ hợp này khá gần gũi với tổ hợp (5-6-2) dùng để
phân biệt rõ giữa yếu tố đất và nước bằng màu vàng
nâu và màu xanh nước biển.
Dùng để loại tối đa ảnh hưởng nhiễu mơi trường khí
quyển. Phương pháp này gần giống với tổ hợp (6-54). Với tổ hợp (7-5-3) màu của yếu tố thực vật có
màu xanh lá cây, cịn tổ hợp (6-5-4) thực vật sẽ có
màu xanh ngả vàng.

10


STT

Phương pháp
tổ hợp màu

Kênh

phổ

9

Hồng ngoại
sóng ngắn

7-5-4

10

Phân tích thực
vật

6-5-4

Ứng dụng
Phương pháp này khá tương đồng với tổ hợp (7-5-3)
và khơng có sự khác biệt nếu chỉ quan sát bằng mắt
thường.
Phương pháp này cho kết quả màu sắc đẹp, rõ nét
làm nổi bật được 2 nhóm lớp thuỷ hệ và thực vật; có
thể nhận biết chính xác yếu tố mặt nước bằng màu
xanh nước biển hoặc đen; phân biệt rõ được ranh giới
các vùng rừng già, rừng non mới trồng, vùng đất
trồng lúa, trồng màu bằng màu xanh lá cây đậm và
nhạt; các vùng đất trống hay khu đơ thị có màu hồng
và màu tím. So với tổ hợp màu hồng ngoại, phương
pháp này có hiệu quả hơn trong việc giải đốn các
đối tượng thuộc nhóm lớp thuỷ hệ và thực vật bởi vì

màu sắc khá tương đồng với cảm nhận của mắt
người.

2.1.3. Phương pháp giải đoán ảnh vệ tinh
Ảnh vệ tinh 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.
Giải đoán ảnh vệ tinh được định nghĩa như là một q trình tách thơng tin
định tính cũng như định lượng từ ảnh viễn thám tạo ra bản đồ chuyên đề dựa trên
các tri thức chuyên môn hoặc kinh nghiệm của người giải đoán. Trong viẽn thám,
việc giải đốn ảnh được thực hiện cho tồn cảnh, một phần của một cảnh, một
cặp ảnh lập thể hay một ảnh hàng khơng đơn lẻ.
Để giải đốn ảnh, ngồi sự trợ giúp của máy tính và phần mềm để xác
định các đặc trưng phổ phản xạ, người giải đốn cịn căn cứ vào một số chuẩn
giải đoán, đặc trưng của các đối tượng cũng như kinh nghiệm của các chuyên gia.
Ngồi ra, kết quả giải đốn ảnh phụ thuộc rất nhiều vào yếu tố chủ quan của con
người, nên để có kết quả tốt cần phải có cơ sở thống nhất kết quả từ nhiều nguồn
giải đốn khác nhau. Nhìn chung, có thể chia các chuẩn giải đốn thành 8 nhóm
chính sau:
- Kích thước: Kích thước của đối tượng tuỳ thuộc vào tỷ lệ ảnh, kích
thước có thể xác định nếu lấy kích thước đo được trên ảnh nhân với mẫu số tỷ lệ
của ảnh (cần phải chọn một tỷ lệ ảnh phù hợp để giải đoán).

11


- Hình dạng: Là đặc trưng bên ngồi tiêu biểu cho đối tượng và có ý nghĩa
quan trọng trong giải đốn ảnh. Hình dạng đặc trưng cho mỗi đối tượng khi nhìn từ
trên cao xuống được coi là chuẩn giải đốn ảnh quan trọng (ruộng thường có dạng
hình vng hay chữ nhật, khu vực chung cư cao tầng khác với nhà riêng lẻ...).
- Bóng râm: Khi nguồn phát năng lượng (mặt trời hay rada) không nằm

ngay trên đỉnh đầu hoặc trong trường hợp nghiêng sẽ xuất hiện bóng của đối
tượng. Căn cứ theo bóng của vật thể có thể xác định được chiều cao của vật thể,
trong ảnh rada bóng râm là yếu tố giúp cho việc xác định địa hình và hình dạng
mặt đất. Tuy nhiên, bóng râm trong ảnh vệ tinh quang học thường làm giảm khả
năng giải đoán đối với khu vực nhiều nhà cao tầng, rất khó khăn trong việc xác
định diện tích của vật thể.
- Độ đen: Là tổng hợp năng lượng phản xạ của bề mặt của đối tượng. Mỗi
vật thể được thể hiện bằng một cấp độ ánh sáng nhất định tỷ lệ với cường độ phản
xạ ánh sáng của nó (ảnh đen trắng biến thiên từ màu trắng đến màu đen, ảnh màu
thì tơn ảnh sẽ cho độ đậm nhạt màu để phân biệt vật thể khác nhau). Ví dụ, cát khơ
phản xạ rất mạnh ánh sáng nên bao giờ cũng có màu trắng, trong khi đó cát ướt do
độ phản xạ kém hơn nên có màu tối hơn trên ảnh đen trắng. Trên ảnh hồng ngoại
đen trắng, do thực vật phản xạ mạnh hơn nên chúng có màu trắng và nước lại hấp
thụ hầu hết bức xạ trong dải sóng này nên bao giờ cũng có màu đen. Độ đậm nhạt
(nền ảnh) là yếu tố rất quan trọng và cơ bản trong việc giải đoán ảnh.
- Màu sắc: Là một yếu tố rất thuận lợi trong việc xác định chi tiết các đối
tượng. Ví dụ, các kiểu lồi thực vật có thể được phát hiện dễ dàng thông qua màu
sắc (ngay cả cho những người khơng có nhiều kinh nghiệm). Trong giải đoán ảnh
khi sử dụng ảnh hồng ngoại màu, các đối tượng khác nhau sẽ cho các tông màu
khác nhau, đặc biệt khi sử dụng ảnh đa phổ tổ hợp màu. Tuỳ theo mục tiêu giải
đoán, việc chọn lựa các kênh phổ thích hợp để tổ hợp màu sẽ hiển thị rõ nhất các
đối tượng mà người giải đoán quan tâm.
- Cấu trúc: là tấn số lặp lại của sự thay đổi tông ảnh cho một khu vực cụ
thể trên một vùng ảnh mà trong mối quan hệ với đối tượng đó có cấu trúc là mịn
hay sần sùi. Ví dụ, hình ảnh của các dãy nhà, hình mẫu của ruộng nước, đồi chè…
tạo ra những hình mẫu đặc trưng riêng cho các đối tượng đó (cỏ cho cấu trúc mịn,
rừng cho cấu trúc thô). Chú ý, chuẩn cấu trúc cũng tuỳ thuộc vào tỷ lệ ảnh và cấu
trúc mịn thường thể hiện đối tượng là đồng chất hoặc có bề mặt bằng phẳng.

12

- Hình mẫu: Liên quan đến việc sắp xếp của đối tượng về mặt khơng gian
mà mắt người giải đốn có thể phân biệt được. Đây là dạng tương ứng với vật thể
theo một quy luật nhất định, nghĩa là sự lặp lại theo trật tự cụ thể của tông ảnh
hay cấu trúc sẽ tạo ra sự phân biệt và đồng thời có thể nhận biết được hình mẫu,
ví dụ các dãy nhà, giao lộ, hay dễ dàng phân biệt cây ăn trái khác với cây rừng
hay cây được trồng trong thành phố…Hình mẫu cung cấp thơng tin từ sự đồng
nhất về hình dạng của chúng.
- Mối quan hệ: Sự phối hợp tất cả các yếu tố giải đốn, mơi trường xung
quanh hoặc mối liên quan của đối tượng nghiên cứu với các đối tượng khác sẽ
cung cấp một thông tin giải đoán quan trọng để giảm nhẹ việc xác định chính xác
đối tượng. Ví dụ, khu vực thương mại sẽ liên quan đến các đường giao thông lớn;
khu dân cư sẽ có nhiều trường học, cơng viên…
Để thực hiện giải đốn ảnh vệ tinh có thể áp dụng các phương pháp sau:
2.1.3.1. Phương pháp phân loại thống kê
Là phương pháp dựa vào các đặc trưng phổ của từng pixel trên ảnh. Các đặc
trưng về thống kê giá trị phổ cụ thể như sau:
- Số lượng kênh phổ.
- Giá trị độ xám trung bình.
- Giá trị độ xám cực đại, cực tiểu.
- Phương sai.
- Độ lệch chuẩn.
Phương pháp phân loại thống kê gồm phân loại có kiểm định và phân loại
không kiểm định.
- Phương pháp phân loại không kiểm định.
Phương pháp phân loại không kiểm định là phương pháp phân loại thuần tính
theo tính chất phổ mà khơng biết rõ tên hay tính chất của lớp phổ đó, việc đặt chỉ
là tương đối. Phân loại khơng kiểm định tồn bộ ảnh sẽ tự động được phân loại ra
thành các lớp riêng theo dấu hiệu đồng nhất về phổ, phân loại không kiểm định

thường được sử dụng để làm tiền đề cho phương pháp phân loại có kiểm định.
Phương pháp phân loại không kiểm định giúp chúng ta phát hiện các lớp phổ
trên ảnh từ đó phục vụ cho việc phân loại có kiểm định hoặc trợ giúp phân loại đối
tượng ở những nơi khó tiếp cận như khu vực xảy ra thiên tai, những vùng xa xơi
chưa có điều kiện khảo sát.

13


- Phương pháp phân loại có kiểm định
Khác với phương pháp phân loại không kiểm định, phương pháp phân loại có
kiểm định là phương pháp phân loại do người phân loại chọn ra các nhóm đối
tượng làm mẫu phân loại (các vùng mẫu). Trên cơ sở các vùng mẫu này, các pixel
trong toàn ảnh sẽ được sắp xếp theo những nguyên tắc nhất định để đưa về nhóm
đối tượng đã được đặt tên phân loại (các lớp chuyên đề). Sự phân loại này dựa trên
các hàm phân tách, tùy từng trường hợp mà các hàm phân tách này khác nhau.
2.1.3.2. Phương pháp phân loại định hướng đối tượng
Phương pháp phân loại thống kê thường dẫn đến sự lẫn phổ, làm mất thông
tin và rất manh mún khi nghiên cứu ở khu vực ven đô. Mặc dù độ phân giải không
gian ngày càng tăng cho phép chúng ta nhận biết các đối tượng trên ảnh được rõ
ràng hơn. Nhưng một điều không mong muốn xảy ra là khi thực hiện các phép
phân tích biến động lấy các pixel làm cơ sở thì thấy có sự bất đồng về giá trị phổ
của các pixel. Điều này gây khó khăn lớn trong việc phân loại bằng các phương
pháp thống kê dựa trên các phổ của các pixel. Để khắc phục nhược điểm đó
phương pháp phân loại theo đối tượng đã sử dụng các thơng tin hữu ích khác có
thể là chìa khóa cho khâu giải đốn như cấu trúc, các hình dạng chuẩn... và đặc
biệt làm thông tin về ngữ cảnh của đối tượng đó do chính các đối tượng ảnh tạo
nên. Sự phản ảnh các đối tượng ảnh được xác định bằng tính chất vật lý, hóa học
của đối tượng và các đặc trưng của thế giới thực được chia làm ba loại:
+ Các đặc trưng thực: Là các đặc trưng về mặt vật lý của đối tượng. Đây là

yếu tố xác định về hình ảnh của đối tượng trên thực tế như cấu trúc, màu sắc, hình
dạng và được thu nhận bởi bộ cảm biến của các thiết bị thu.
+ Các đặc trưng quan hệ: Đây là những đặc trưng mô tả mối quan hệ địa lý
giữa các đối tượng với nhau hoặc có tồn cảnh xung quanh.
+ Các đặc trưng về ngữ cảnh: Là đặc trưng mô tả mối quan hệ về ngữ nghĩa
giữa các đối tượng. Ví dụ một khu trồng cây xanh xen lẫn với các vùng dân cư thì
thơng thường sẽ nhận định đây là cơng viên khi xét mối quan hệ của nó với vùng
dân cư xung quanh.
Phân loại định hướng đối tượng gắn liến với một sự mơ tả có hệ thống và có
trật tự về các lớp đối tượng. Quá trình phân loại là đăng ký một số đối tượng vào
một lớp đối tượng nhất định dựa vào mơ tả mang tính chất định nghĩa của lớp đối

14