Nghiên cứu xác định các đối tượng rừng dựa vào ảnh vệ tinh landsat 8 và sentinel 2 tại tỉnh lào cai

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƢỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP
-----------------------------

BÙI THANH VIỆT

NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH ĐỐI TƢỢNG RỪNG DỰA VÀO
ẢNH VỆ TINH LANDSAT 8 VÀ SENTINEL 2 TẠI TỈNH LÀO CAI

CHUYÊN NGÀNH: LÂM HỌC
MÃ NGÀNH: 8620201

LUẬN VĂN THẠC SĨ LÂM HỌC
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. BÙI MẠNH HƢNG
PGS.TS. PHÙNG VĂN KHOA

Hà Nội, 2019


i
L Ờ I

C A M

Đ O A N

Tôi cam đoan, đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi. Các số liệu,

kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong
bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác.
Nếu nội dung nghiên cứu của tơi trùng lặp với bất kỳ cơng trình nghiên
cứu nào đã cơng bố, tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm và tuân thủ kết luận
đánh giá luận văn của Hội đồng khoa học.
Hà Nội, ngày tháng năm 2019
Ngƣời cam đoan

Bùi Thanh Việt


ii
L Ờ I

C Ả M

Ơ N

Sau 2 năm học tập và nghiên cứu tại Trường Đại học Lâm Nghiệp.
Bằng những kiến thức của bản thân cùng sự giúp đỡ chỉ bảo tận tình của các
thầy (cơ) giáo. Đến nay tơi đã hồn thành luận văn thạc sỹ, tơi xin chân thành
cảm ơn sự giúp đỡ q báu đó.
Tơi xin chân thành cảm ơn PGS.TS. Phùng Văn Khoa - Trưởng khoa
Quản lý tài nguyên rừng và môi trường, TS. Bùi Mạnh Hưng đã hướng dẫn
tận tình và tạo mọi điều kiện, giúp đỡ trong suốt thời gian thực hiện và hoàn
thành luận văn.
Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của quý thầy cô giáo Trường Đại
học Lâm nghiệp.
Xin gửi tới gia đình, bạn bè, đồng nghiệp lịng biết ơn chân thành đã
tạo điều kiện trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn.

Mặc dù bản thân đã cố gắng trong quá trình thực hiện nghiên cứu
nhưng do thời gian và trình độ có hạn nên chắc chắn luận văn này cịn nhiều
thiếu sót và hạn chế.
Kính mong nhận được sự góp ý của thầy cơ và các bạn./.
Hà Nội, ngày tháng năm 2019
Tác giả

Bùi Thanh Việt


iii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .................................................................................................. i
LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................... II
MỤC LỤC ........................................................................................................... iii
DANH MỤC HÌNH ẢNH .................................................................................... v
DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................. vi
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................................. viii
ĐẶT VẤN ĐỀ ....................................................................................................... 1
Chƣơng 1. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ......................................................... 3
1.1. Các khái niệm về rừng ................................................................................ 3
1.2. Phân loại rừng ............................................................................................. 4
1.3. Lịch sử phát triển của viễn thám ................................................................. 5
1.4. Khái niệm cơ bản của viễn thám................................................................. 8
1.4.1. Định nghĩa....................................................................................................... 8
1.4.2. Nguyên lý cơ bản của viễn thám ................................................................... 9
1.5. Đặc điểm và thông số kỹ thuật ảnh vệ tinh Landsat8 và Sentinel2 .......... 11
1.5.1. Ảnh Landsat8................................................................................................ 11
1.5.2. Ảnh Sentinel2 ............................................................................................... 11

1.6. Một số chỉ số dùng trong phân loại ảnh viễn thám ................................... 13
1.6.1. Chỉ số sai khác thực vật NDVI.................................................................... 13
1.6.2. Chỉ số tăng cường lớp thực vật EVI............................................................ 13
1.6.3. Chỉ số thực vật có hiệu chỉnh ảnh hưởng của đất SAVI............................ 13
1.6.4. Chỉ số khác biệt nước NDWI ...................................................................... 13
1.6.5. Chỉ số NBR (Normalized Burn Ratio) ....................................................... 13
1.7. Tình hình nghiên cứu ứng dụng viễn thám và GIS trong lâm nghiệp ...... 14
1.7.1. Trên thế giới.................................................................................................. 14
1.7.2. Tại Việt Nam ................................................................................................ 18
Chƣơng 2. MỤC TIÊU, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU .................................................................................................... 24
2.1. Mục tiêu nghiên cứu ................................................................................. 24
2.1.1. Mục tiêu tổng quát ................................................................................. 24
2.1.2. Mục tiêu cụ thể................................................................................................ 24
2.2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu nghiên cứu.......................................... 24
2.2.1. Đối tượng nghiên cứu .................................................................................. 24


iv
2.2.2. Phạm vi nghiên cứu:..................................................................................... 24
2.3. Nội dung nghiên cứu ................................................................................. 25
2.4. Phương pháp nghiên cứu ......................................................................... 25
2.4.1. Phương pháp kế thừa số liệu........................................................................ 25
2.4.2. Phương pháp điều tra thực địa ..................................................................... 25
2.4.3. Phương pháp xử lý ảnh ................................................................................ 28
2.4.4. Giải đốn ảnh ................................................................................................ 31
2.4.5. Đánh giá độ chính xác của bản đồ .............................................................. 34
Chƣơng 3. KHÁI QUÁT ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN - KINH TẾ - XÃ HỘI
TỈNH LÀO CAI.................................................................................................. 36
3.1. Điều kiện tự nhiên ..................................................................................... 36

3.1.1. Vị trí địa lý .................................................................................................... 36
3.1.2. Địa hình, địa mạo ......................................................................................... 37
3.1.3. Khí hậu, thủy văn ......................................................................................... 38
3.1.4. Đất đai, thổ nhưỡng ...................................................................................... 42
3.2. Đặc điểm Kinh tế - Xã hội ........................................................................ 44
3.2.1. Nguồn nhân lực ............................................................................................ 44
3.2.2. Thực trạng về Kinh tế -Xã hội..................................................................... 45
3.3 Thực trạng về rừng và đất lâm nghiệp ....................................................... 49
Chƣơng 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................. 50
4.1. Xây dựng mẫu khóa ảnh giải đốn các trạng thái rừng khu vực nghiên cứu 50
4.2. Kết quả giải đốn ảnh theo phương pháp phân loại có kiểm định và
phương pháp dùng chỉ số ................................................................................. 51
4.2.1. Kết quả giải đốn ảnh theo phương pháp phân loại có kiểm định ............ 51
4.2.2. Kết quả của phương pháp phân loại ảnh dùng các chỉ số.......................... 53
4.3. Đánh giá độ chính xác 2 phương pháp phân loại ảnh ............................... 72
KẾT LUẬN, TỒN TẠI VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................ 77
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 79
PHỤ LỤC


v
D A N H

M Ụ C

HÌ N H

Ả N H

Hình 1.1: Nguyên lý thu nhận ảnh viễn thám ................................................. 10

Hình 2.1: Hình dạng và khoảng cách giữa các chùm ơ mẫu ........................... 26
Hình 2.2: Vị trí và tên ơ mẫu trong chùm ơ .................................................... 27
Hình 2.3. Hình dạng ơ đo đếm rừng gỗ tự nhiên và đất chưa có rừng ........... 27
Hình 2.4. Hình dạng, vị trí ơ đo đếm rừng gỗ trồng ....................................... 28
Hình 2.5: Hình dạng, vị trí ô đo đếm rừng tre nứa ......................................... 28
Hình 2.6: Lọc ảnh vệ tinh theo khu vực nghiên cứu ....................................... 29
Hình 2.7: Tiền xử lý ảnh vệ tinh ( Lọc mây, bóng núi) .................................. 29
Hình 2.8: Tính tốn các chỉ số trong ảnh vệ tinh ............................................ 29
Hình 2.9: Xuất ảnh vệ tinh sau khi tiền xử lý ................................................. 30
Hình 2.10: Ảnh vệ tinh Landsat 8 của khu vực nghiên cứu đã được tiền xử lý ..30
Hình 2.11: Ảnh vệ tinh Sentinel 2 của khu vực nghiên cứu đã được tiền xử lý ..31
Hình 2.12: Cây phân loại tự động trong phần mềm eCoginion ...................... 32
Hình 2.13: Dùng giá trị xám độ để tách các trạng thái rừng........................... 34
Hình 3.1: Bản đồ hành chính tỉnh Lào Cai

................................................. 37

Hình 4.1: Sự phân bố mẫu khóa ảnh giải đốn ............................................... 50
Hình 4.2: Kết quả phân loại tự động có kiểm định của ảnh vệ tinh Landsat 852
Hình 4.3: Kết quả phân loại tự động có kiểm định của ảnh vệ tinh Sentinel2 53
Hình 4.4: Kết quả phân loại chỉ số của ảnh vệ tinh Landsat 8........................ 70
Hình 4.5: Kết quả phân loại chỉ số ảnh của ảnh vệ tinh Sentinel 2 ................ 71
Hình 4.6: Ma trận sai số phân loại tự động có kiểm định của ảnh vệ tinh
Sentinel2 .......................................................................................................... 73
Hình 4.7: Ma trận sai số phân loại tự động có kiểm định của ảnh vệ tinh
Landsat 8 ......................................................................................................... 73
Hình 4.8: Ma trận sai số phân loại theo ngưỡng chỉ số của ảnh vệ tinh Sentinel2.74
Hình 4.9: Ma trận sai số phân loại theo ngưỡng chỉ số của ảnh vệ tinh Landsat8. 74

vi

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Tóm tắt sự phát triển của viễn thám qua các sự kiện. ...................... 7
Bảng 1.2: Đặc điểm ảnh vệ tinh Landsat 8 và Sentinel 2 ............................... 12
Bảng 2.1: Mẫu khóa ảnh giải đốn ảnh….

................................................. 24

Bảng 2.2: Ma trận sai số phân loại .................................................................. 35
Bảng 3.1: Diện tích địa hình ở độ cao tương đối so với mực nước biển của
tỉnh Lào Cai chia theo các huyện………… ................................................. 38
Bảng 3.2: Tổng hợp các nhóm, loại đất tỉnh Lào Cai ..................................... 42
Bảng 4.1: Tổng hợp số lượng mẫu khóa ảnh theo trạng thái rừng ................. 51
Bảng 4.2:Kết quả phân loại tự động ảnh vệ tinh Landsat 8 và Sentinel2 ....... 51
Bảng 4.3: Thống kê giá trị các chỉ số cho các đối tượng nghiên cứu đối với
ảnh vệ tinh Landsat 8 ...................................................................................... 54
Bảng 4.4: Thống kê giá trị các chỉ số cho các đối tượng nghiên cứu đối với
ảnh vệ tinh Sentinel 2 ...................................................................................... 54
Bảng 4.5: Kết quả so sánh sự độc lập về chỉ số NDVI của 2 trạng thái đất có
rừng và đất khơng có rừng trên ảnh vệ tinh Sentinel 2 ................................... 55
Bảng 4.6: Kết quả so sánh sự độc lập về chỉ số NDVI của 2 của trạng thái đất
nông nghiệp và đất trống trên ảnh vệ tinh Sentinel 2 ..................................... 56
Bảng 4.7: Kết quả so sánh sự độc lập về chỉ số NDVI của 2 của trạng thái
rừng trồng và rừng tự nhiên trên ảnh vệ tinh Sentinel 2 ................................. 57
Bảng 4.8: Kết quả so sánh sự độc lập về chỉ số NDVI của 2 trạng thái rừng
hỗn giao và rừng tự nhiên thường xanh trên ảnh vệ tinh Sentinel 2 ............... 58
Bảng 4.9: Kết quả so sánh sự độc lập về chỉ số SAVI của 2 trạng thái rừng
hỗn giao và rừng tự nhiên thường xanh trên ảnh vệ tinh Sentinel 2 ............... 59
Bảng 4.10: Kết quả so sánh sự độc lập về chỉ số NDWI của 2 trạng thái rừng

hỗn giao và rừng tự nhiên thường xanh trên ảnh vệ tinh Sentinel 2 ............... 60


vii
Bảng 4.11: Kết quả so sánh sự độc lập về chỉ số NBR của 2 trạng thái rừng
hỗn giao và rừng tự nhiên thường xanh trên ảnh vệ tinh Sentinel 2 ............... 61
Bảng 4.12: Tóm tắt kết quả so sánh sự khác biệt về chỉ số của các đối tượng
rừng trên ảnh vệ tinh Sentinel 2 ...................................................................... 61
Bảng 4.13: Kết quả so sánh sự độc lập về chỉ số NDVI của 2 trạng thái đất có
rừng và đất khơng có rừng trên ảnh vệ tinh Landsat 8 ................................... 62
Bảng 4.14: Kết quả so sánh sự độc lập về chỉ số NDVI của 2 trạng thái đất
nông nghiệp và đất trống trên ảnh vệ tinh Landsat 8 ...................................... 63
Bảng 4.15: Kết quả so sánh sự độc lập về chỉ số NDVI của 2 trạng thái rừng
trồng và rừng tự nhiên trên ảnh vệ tinh Landsat 8 .......................................... 64
Bảng 4.16: Kết quả so sánh sự độc lập về chỉ số NDVI của 2 trạng thái rừng
hỗn giao và rừng tự nhiên thường xanh trên ảnh vệ tinh Landsat 8 ............... 65
Bảng 4.17: Kết quả so sánh sự độc lập về chỉ số EVI của 2 trạng thái rừng hỗn
giao và rừng tự nhiên thường xanh trên ảnh vệ tinh Landsat 8 ...................... 66
Bảng 4.18: Kết quả so sánh sự độc lập về chỉ số SAVI của 2 trạng thái rừng
hỗn giao và rừng tự nhiên thường xanh trên ảnh vệ tinh Landsat 8 ............... 67
Bảng 4.19: Kết quả so sánh sự độc lập về chỉ số NDWI của 2 trạng thái rừng
hỗn giao và rừng tự nhiên thường xanh trên ảnh vệ tinh Landsat 8 ............... 68
Bảng 4.20: Kết quả so sánh sự độc lập về chỉ số NBR của 2 trạng thái rừng
hỗn giao và rừng tự nhiên thường xanh trên ảnh vệ tinh Landsat 8 ............... 69
Bảng 4.21: Tóm tắt kết quả so sánh sự khác biệt về chỉ số các đối tượng rừng
trên ảnh vệ tinh Landsat 8 ............................................................................... 69


viii
D A N H

STT
1

Viết tắt

M Ụ C

CÁ C

T Ừ

V I Ế T

T Ắ T

Viết đầy đủ

BNNPTNT Bộ Nông nghiệp và phát triển nông thôn

2

DT

Đất trống

3

EVI

Enhancement vegetation index (Chỉ số tăng cường lớp

thực vật)

4

FAO

(Food and Agriculture Organization of the United
Nations): Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp Liên
Hiệp Quốc.

5

HG

Rừng hỗn giao

6

MKA

Mẫu khóa ảnh.

7

NBR

Normalized Burn Ratio

8

NDVI

normalized difference vegetation index (Chỉ số sai khác
thực vật)

9

NDWI

Normalized difference vegetation index (Chỉ số khác
biệt nước )

10

NIR

Kênh cận hồng ngoại của ảnh vệ tinh.

11

NN

Đất nơng nghiệp

12

ƠTC

Ơ Tiêu chuẩn.

13

RED

Kênh đỏ của ảnh

14

RTG

Rừng trồng gỗ

15

RTCG

16

RTN

17

RS

18

SAVI

19

SWIR1

Kênh hồng ngoại song ngắn 1

20

SWIR2

Kênh hồng ngoại song ngắn 2

Rừng Tự nhiên cây gỗ
Rừng tự nhiên
(Remote Sensing): Viễn thám
Soild Ajusted Vegetation Index (Chỉ số thực vật có hiệu
chỉnh ảnh hưởng của đất)


1

ĐẶT VẤN ĐỀ
Rừng là một bộ phận tổ thành quan trọng nhất của sinh quyển trên hành
tinh chúng ta. Tài nguyên rừng không chỉ mang lại giá trị kinh tế to lớn mà
cịn có ý nghĩa xã hội ngày càng tăng, do rừng có chức năng cân bằng sinh
thái, bảo vệ mơi trường sống, chức năng phịng hộ, văn hố cảnh quan. Ngày
nay nhiệm vụ bảo vệ, phát triển và kinh doanh rừng không chỉ là vấn đề riêng
của ngành Lâm nghiệp, của các chuyên gia về rừng mà nó đã trở thành một
vấn đề kinh tế có quy mơ toàn xã hội.
Trong thời đại cách mạng khoa học kỹ thuật ngày nay, vai trò của rừng
càng trở nên quý giá. Sự phát triển của nền văn minh nhân loại đã dẫn tới
những thay đổi rất cơ bản trong môi trường sống và làm tăng thêm tính phức

tạp của mối quan hệ phụ thuộc của con người vào môi trường. Ở các nước
phát triển, q trình cơng nghiệp hố, hố học hố và đơ thị hố đã làm nhiễm
bẩn nặng nề môi trường sống. Ở các nước đang phát triển, nhất là ở vùng
nhiệt đới, với phương thức trồng trọt du canh và khai thác rừng không hợp lý,
con người đã huỷ diệt những diện tích rừng rộng lớn, phá huỷ các thành phần
sinh học cần thiết cho sự tồn tại của ngay chính bản thân mình. Ngày nay,
rừng trở thành bối cảnh độc đáo giữa một bên là nền sản xuất công nghiệp và
một bên là môi trường sống của con người. Cuộc khủng hoảng lớn về môi
sinh trên phạm vi tồn cầu càng chứng tỏ vai trị khơng thể thay thế được của
rừng trong việc duy trì, cân bằng sinh thái, bảo vệ môi trường sống. Những
chức năng phòng hộ của rừng trong việc nâng cao năng suất mùa màng,
chống xói mịn, điều hồ nguồn nước, chống cát bay,... Để đáp ứng nhu cầu
về đời sống văn hoá, tinh thần ngày càng cao, ngày nay rừng trở thành nơi
nghỉ mát, an dưỡng, du lịch…với hơn 16,2 triệu ha rừng và đất rừng quy
hoạch cho mục đích lâm nghiệp, chiếm gần 50% diện tích tự nhiên (Theo số
liệu kiểm kê rừng 2017). Nước ta nằm trong khu vực nhiệt đới ẩm, lượng mưa


2

lớn và tập trung theo mùa, trong khi đó đồi núi vừa cao, dốc lại bị chia cắt liên
tục nên khả năng đất bị xói mịn, rửa trơi rất lớn. Vì vậy rừng có ý nghĩa rất quan
trọng trong việc bảo vệ đất, chống sói mịn, rửa trơi và bảo vệ nguồn nước.
Tuy nhiên trong những thập kỷ gần đây do công tác quản lý rừng chưa
bền vững mà rừng ở nước ta hiện nay đang suy giảm cả về chất lượng và số
lượng, các hiện tượng khai thác gỗ trái phép cũng như phá rừng làm nương
rãy thường xuyên xảy ra, trong đó việc mất rừng là nguyên nhân chính gây ra
những hiện tượng sạt lở đất, lũ ống, lũ quét để lại những hậu quả hết sức nặng
nề. Chính vì vậy việc quản lý‎ rừng bền vững địi hỏi phải nhận thức và đánh
giá rừng một cách toàn diện, sâu sắc. Để việc quản lý rừng bền vững, hiệu quả

thì cơng tác xây dựng bản đồ hiện trạng rừng có độ chính xác cao là hết sức
quan trọng. Trong những năm gần đây, khi khoa học công nghệ viễn thám
phát triển mạnh thì việc áp dụng cơng nghệ viễn thám vào lâm nghiệp là rất
cần thiết vì kỹ thuật viễn thám với khả năng quan sát các đối tượng ở các độ
phân giải phổ và không gian khác nhau, chu kỳ chụp lặp từ một tháng đến
một ngày cho phép ta quan sát và xác định nhanh chóng hiện trạng lớp phủ
rừng, từ đó có thể dễ dàng xác định được biến động rừng và đặc biệt là xu
hướng của biến động.
Chính vì vậy, tơi tiến hành thực hiện đề tài: “Nghiên cứu xác định các
đối tượng rừng dựa vào ảnh vệ tinh Landsat 8 và Sentinel 2 tại tỉnh Lào
Cai” làm cơ sở cho việc xây dựng bản đồ hiện trạng rừng có độ chính xác cao
phục vụ cho công tác quản lý và bảo vệ phát huy hiệu quả.


3

Chƣơng 1
TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU
1.1. Các khái niệm về rừng
Năm 1930, Morozov đưa ra khái niệm: Rừng là một tổng thể cây gỗ, có
mối liên hệ lẫn nhau, nó chiếm một phạm vi không gian nhất định ở mặt đất
và trong khí quyển. Rừng chiếm phần lớn bề mặt Trái Đất và là một bộ phận
của cảnh quan địa lý.
Năm 1952, M.E. Tcachenco phát biểu: Rừng là một bộ phận của cảnh
quan địa lý, trong đó bao gồm một tổng thể các cây gỗ, cây bụi, cây cỏ, động
vật và vi sinh vật. Trong quá trình phát triển của mình chúng có mối quan hệ
sinh học và ảnh hưởng lẫn nhau và với hoàn cảnh bên ngoài.
Luật Bảo vệ phát triển rừng năm 2004 quy định: Rừng là một hệ sinh
thái bao gồm quần thể thực vật rừng, động vật rừng, vi sinh vật rừng, đất rừng
và các yếu tố mơi trường khác, trong đó cây gỗ, tre nứa hoặc hệ thực vật đặc

trưng là thành phần chính có độ che phủ của tán rừng từ 0,1 trở lên. Rừng
gồm rừng trồng và rừng tự nhiên trên đất rừng sản xuất, đất rừng phịng hộ,
đất rừng đặc dụng.
Thơng tư số 34/2009/TT-BNNPTNT ngày 10 tháng 6 năm 2009 của Bộ
Nông nghiệp và phát triển nông thôn quy định một đối tượng được xác định là
rừng nếu đạt được cả 3 tiêu chí sau:
- Là một hệ sinh thái, trong đó thành phần chính là các lồi cây lâu năm
thân gỗ, cau dừa có chiều cao vút ngọn từ 5,0m trở lên (trừ rừng mới trồng và
một số loài cây rừng ngập mặn ven biển), tre nứa,…có khả năng cung cấp gỗ,
lâm sản ngoài gỗ và các giá trị trực tiếp và gián tiếp khác như bảo tồn đa dạng
sinh học, bảo vệ môi trường và cảnh quan. Rừng mới trồng các loài cây thân
gỗ và rừng mới tái sinh sau khai thác rừng trồng có chiều cao trung bình trên
1,5m đối với loài cây sinh trưởng chậm, trên 3,0m đối với loài cây sinh
trưởng nhanh và mật độ từ 1.000 cây/ha trở lên được coi là rừng. Các hệ sinh
thái nông nghiệp, ni trồng thủy sản có rải rác một số cây lâu năm là cây


4

thân gỗ, tre nứa, cau dừa,… không được coi là rừng.
- Độ tàn che của tán cây là thành phần chính của rừng phải từ 0,1 trở lên.
- Diện tích liền khoảnh tối thiểu từ 0,5ha trở lên, nếu là dải cây rừng
phải có chiều rộng tối thiểu 20m và có từ 3 hàng cây trở lên.
Cây rừng trên các diện tích tập trung dưới 0,5ha hoặc dải rừng hẹp dưới
20 mét được gọi là cây phân tán.[30]
1.2. Phân loại rừng
a. Phân loại trạng thái rừng theo hiện trạng
Theo quan điểm phân loại của Loeschau rừng Việt Nam đã được phân
loại theo hiện trạng gồm 4 loại rừng:
- Loại I: Đất trống đồi núi trọc, chưa có rừng hoặc đã mất rừng do khai

thác quá mức, cháy rừng hoặc các nguyên nhân khác. Trên đất này chỉ có
thảm cỏ, cây bụi, cây gỗ tái sinh từ hạt hoặc chồi có chiều cao bằng chiều cao
thảm cỏ hoặc chiều cao thảm cây bụi.
- Loại II: Rừng phục hồi, cây tiên phong có đường kính nhỏ. Là rừng
non, rừng sào phục hồi tự nhiên sau khi mất rừng do cháy hoặc do làm nương
rẫy, trữ lượng rừng chưa đáng kể.
- Loại III: Rừng tự nhiên đã bị tác động tại các mức độ khác nhau,
chúng trong giai đoạn phân hóa (hoặc đang phục hồi hoặc đang thối hóa).
- Loại IV: Rừng ngun sinh và rừng thứ sinh giàu phục hồi hoàn toàn.
b. Phân loại rừng theo nhân tố sinh thái phát sinh
Căn cứ vào quan điểm sinh thái phát sinh quần thể thực vật để phân
loại, Thái Văn Trừng đã phân loại thảm thực vật rừng Việt Nam thành 14 kiểu
rừng như sau:
- Các kiểu rừng kín vùng thấp gồm: Kiểu rừng kín thường xanh mưa
ẩm nhiệt đới; Kiểu rừng kín nửa rụng lá, ẩm nhiệt đới, Kiểu rừng kín rụng lá,
hơi ẩm nhiệt đới, Kiểu rừng kín lá cứng hơi khơ nhiệt đới.
- Các kiểu rừng thưa: Kiểu rừng thưa cây lá rộng hơi khô nhiệt đới;
Kiểu rừng thưa cây lá kim hơi khô nhiệt đới; Kiểu rừng thưa cây lá kim hơi
khô á nhiệt đới núi thấp.


5

- Các kiểu trảng, truông: Kiểu trảng cây to, cây bụi, cây cỏ cao khô
nhiệt đới; Kiểu truông bụi gai hạn nhiệt đới.
- Các kiểu rừng kín vùng cao: Kiểu rừng kín thường xanh mưa ẩm á
nhiệt đới núi thấp; Kiểu rừng kín hỗn hợp cây lá rộng, lá kim ẩm á nhiệt đới
núi thấp; Kiểu rừng kín cây lá kim ôn đới ẩm núi vừa.
- Các kiểu quần hệ khô lạnh vùng cao: Kiểu quần hệ khô lạnh vùng
cao; Kiểu quần hệ lạnh vùng cao.

c. Phân loại rừng theo theo thông tư số 34/2009/TT-BNNPTNT
- Phân loại rừng theo mục đích sử dụng: Rừng phịng hộ, rừng đặc
dụng, rừng sản xuất.
- Phân loại rừng theo nguồn gốc hình thành: Rừng tự nhiên, rừng trồng.
- Phân loại rừng theo điều kiện lập địa: Rừng núi đất, rừng núi đá, rừng
ngập nước, rừng trên đất cát.
- Phân loại rừng theo loài cây: Rừng gỗ, rừng tre nứa, rừng cau dừa,
rừng hỗn giao gỗ và tre nứa.
- Phân loại rừng theo trữ lượng: Đối với rừng gỗ (Rừng rất giàu, rừng
giàu, rừng trung bình, rừng nghèo, rừng chưa có trữ lượng). Đối với rừng tre
nứa (Rừng được phân theo loài cây, cấp đường kính và cấp mật độ).
Đất chưa có rừng: Đất có rừng trồng chưa thành rừng, Đất trống có cây gỗ tái
sinh, Đất trống khơng có cây gỗ tái sinh, Núi đá không cây.
1.3. Lịch sử phát triển của viễn thám
Viễn thám là một khoa học, thực sự phát triển mạnh mẽ qua hơn ba
thập kỷ gần đây, khi mà công nghệ vũ trụ đã cho ra các ảnh số, bắt đầu được
thu nhận từ các vệ tinh trên quĩ đạo của trái đất vào năm 1960. Tuy nhiên,
viễn thám có lịch sử phát triển lâu đời, bắt đầu bằng việc chụp ảnh sử dụng
phim và giấy ảnh. Từ thể kỷ XIX, vào năm 1839, Louis Daguerre (1789 1881) đã đưa ra báo cáo cơng trình nghiên cứu về hóa ảnh, khởi đầu cho
ngành chụp ảnh. Bức ảnh đầu tiên, chụp bề mặt trái đất từ khinh khí cầu, được
thực hiện vào năm 1858 do Gaspard Felix Tournachon - nhà nhiếp ảnh người
Pháp. Tác giả đã sử dụng khinh khí cầu để đạt tới độ cao 80m, chụp ảnh vùng


6

Bievre, Pháp. Một trong những bức ảnh tiếp theo chụp bề mặt trái đất từ
khinh khí cầu là ảnh vùng Bostom của tác giả James Wallace Black, 1860.
Việc ra đời của ngành hàng không đã thúc đẩy nhanh sự phát triển mạnh mẽ
ngành chụp ảnh sử dụng máy ảnh quang học với phim và giấy ảnh, là các

nguyên liệu nhạy cảm với ánh sáng (photo). Công nghệ chụp ảnh từ máy bay
tạo điều kiện cho nghiên cứu mặt đất bằng các ảnh chụp chồng phủ kế tiếp
nhau và cho khả năng nhìn ảnh nổi (stereo). Khả năng đó giúp cho việc chỉnh
lý, đo đạc ảnh, tách lọc thông tin từ ảnh có hiệu quả cao. Một ngành chụp ảnh,
được thực hiện trên các phương tiện hàng không như máy bay, khinh khí cầu
và tàu lượn hoặc một phương tiện trên không khác, gọi là ngành chụp ảnh
hàng không. Các ảnh thu được từ ngành chụp ảnh hàng không gọi là không
ảnh. Bức ảnh đầu tiên chụp từ máy bay, được thực hiện vào năm 1910, do
Wilbur Wright, một nhà nhiếp ảnh người Ý, bằng việc thu nhận ảnh di động
trên vùng gần Centoceli thuộc nước Ý (bảng 1). Chiến tranh thế giới thứ nhất
(1914 - 1918) đánh dấu giai đoạn khởi đầu của công nghệ chụp ảnh từ máy
bay cho mục đích qn sự. Cơng nghệ chụp ảnh từ máy bay đã kéo theo nhiều
người hoạt động trong lĩnh vực này, đặc biệt trong việc làm ảnh và đo đạc
ảnh. Những năm sau đó, các thiết kế khác nhau về các loại máy chụp ảnh
được phát triển mạnh mẽ. Đồng thời, nghệ thuật giải đốn khơng ảnh và đo
đạc từ ảnh đã phát triển mạnh, là cơ sở hình thành một ngành khoa học mới là
đo đạc ảnh (photogrametry). Đây là ngành ứng dụng thực tế trong việc đo đạc
chính xác các đối tượng từ dữ liệu ảnh chụp. Yêu cầu trên địi hỏi việc phát
triển các thiết bị chính xác cao, đáp ứng cho việc phân tích khơng ảnh. Trong
chiến tranh thế giới thứ hai (1939 – 1945) không ảnh đã dùng chủ yếu cho mục
đích quân sự. Trong thời kỳ này, ngồi việc phát triển cơng nghệ radar, còn
đánh dấu bởi sự phát triển ảnh chụp sử dụng phổ hồng ngoại. Các bức ảnh thu
được từ nguồn năng lượng nhân tạo là radar, đã được sử dụng rộng rãi trong
quân sự. Các ảnh chụp với kênh phổ hồng ngoại cho ra khả năng triết lọc
thông tin nhiều hơn. Ảnh mầu, chụp bằng máy ảnh, đã được dùng trong chiến
tranh thế giới thứ hai. Việc chạy đua vào vũ trụ giữa Liên Xô cũ và Hoa Kỳ


7

đã thúc đẩy việc nghiên cứu trái đất bằng viễn thám với các phương tiện kỹ
thuật hiện đại. Các trung tâm nghiên cứu mặt đất được ra đời, như cơ quan vũ
trụ châu Âu ESA (Aeropian Remote sensing Agency), Chương trình Vũ trụ
NASA (Nationmal Aeromautics and Space Administration) Mỹ. Ngồi các
thống kê ở trên, có thể kể đến các chương trình nghiên cứu trái đất bằng viễn
thám tại các nước như Canada, Nhật, Pháp, Ấn Độ và Trung Quốc. Bức ảnh
đầu tiên, chụp về trái đất từ vũ trụ, được cung cấp từ tàu Explorer-6 vào năm
1959. Tiếp theo là chương trình vũ trụ Mercury (1960), cho ra các sản phẩm
ảnh chụp từ quỹ đạo.
Bảng 1. 1: Tóm tắt sự phát triển của viễn thám qua các sự kiện
Thời gian
(Năm)
1800
1839
1847
1850-1860
1873
1909
1910-1920
1920-1930
1930-1940
1940
1950
1950-1960
12-4-1961

Sự kiện

Phát hiện ra tia hồng ngoại
Bắt đầu phát minh kỹ thuật chụp ảnh đen trắng

Phát hiện cả dải phổ hồng ngoại và phổ nhìn thấy
Chụp ảnh từ khinh khí cầu
Xây dựng học thuyết về phổ điện từ
Chụp ảnh từ máy bay
Giải đốn từ khơng trung
Phát triển ngành chụp và đo ảnh hàng không
Phát triển kỹ thuật radar (Đức, Mỹ, Anh)
Phân tích và ứng dụng ảnh chụp từ máy bay
Xác định dải phổ từ vùng nhìn thấy đến khơng nhìn thấy
Nghiên cứu sâu về ảnh cho mục đích qn sự
Liên xơ phóng tàu vũ trụ có người lái và chụp ảnh trái đất từ
ngoài vũ trụ.
1960-1970 Lần đầu tiên sử dụng thuật ngữ viễn thám
1972
Mỹ phóng vệ tinh Landsat-1
1970-1980 Phát triển mạnh mẽ phương pháp xử lý ảnh số
1980-1990 Mỹ phát triển thế hệ mới của vệ tinh Landsat
1986
Pháp phóng vệ tinh SPOT vào quĩ đạo
1990 đến Phát triển bộ cảm thu đa phổ, tăng dải phổ và kênh
nay
phổ, tăng độ phân giải bộ bộ cảm. Phát triển nhiều
kỹ thuật xử lý mới.


8

1.4. Khái niệm cơ bản của viễn thám
1.4.1 Định nghĩa
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 (Nguyễn Khắc Thời, 2011).
Thực hiện được những cơng việc đó chính là thực hiện viễn thám - hay
hiểu đơn giản: Viễn thám là thăm dò từ xa về một đối tượng hoặc một hiện
tượng mà không có sự tiếp xúc trực tiếp với đối tượng hoặc hiện tượng đó.
Mặc dù có rất nhiều định nghĩa khác nhau về viễn thám, nhưng mọi
định nghĩa đều có nét chung, nhấn mạnh "viễn thám là khoa học thu nhận từ
xa các thông tin về các đối tượng, hiện tượng trên trái đất". Dưới đây là định
nghĩa về viễn thám theo quan niệm của các tác giả khác nhau (Nguyễn Khắc
Thời, 2011).
* Viễn thám là một nghệ thuật, khoa học, nói ít nhiều về một vật khơng
cần phải chạm vào vật đó (Ficher và nnk, 1976).
* Viễn thám là quan sát về một đối tượng bằng một phương tiện cách
xa vật trên một khoảng cách nhất định (Barret và Curtis, 1976).
* Viễn thám là một khoa học về lấy thông tin từ một đối tượng, được
đo từ một khoảng cách cách xa vật khơng cần tiếp xúc với nó. Năng lượng
được đo trong các hệ viễn thám hiện nay là năng lượng điện từ phát ra từ vật
quan tâm... (D. A. Land Grete, 1978).
* Viễn thám là ứng dụng vào việc lấy thông tin về mặt đất và mặt nước
của trái đất, bằng việc sử dụng các ảnh thu được từ một đầu chụp ảnh sử dụng
bức xạ phổ điện từ, đơn kênh hoặc đa phổ, bức xạ hoặc phản xạ từ bề mặt trái
đất (Janes B. Capbell, 1996).
* Viễn thám là "khoa học và nghệ thuật thu nhận thông tin về một vật


9

thể, một vùng, hoặc một hiện tượng, qua phân tích dữ liệu thu được bởi

phương tiện không tiếp xúc với vật, vùng, hoặc hiện tượng khi khảo sát ".(
Lillesand và Kiefer, 1986)
* Phương pháp viễn thám là phương pháp sử dụng năng lượng điện từ
như ánh sáng, nhiệt, sóng cực ngắn như một phương tiện để điều tra và đo đạc
những đặc tính của đối tượng (Theo Floy Sabin 1987).
1.4.2. Nguyên lý cơ bản của viễn thám
Sóng điện từ được phản xạ hoặc bức xạ từ vật thể là nguồn cung cấp
thơng tin chủ yếu về đặc tính của đối tượng. Ảnh viễn thám cung cấp thông
tin về các vật thể tương ứng với năng lượng bức xạ ứng với từng bước sóng
đã xác định. Đo lường và phân tích năng lượng phản xạ phổ ghi nhận bởi ảnh
viễn thám, cho phép tách thơng tin hữu ích về từng lớp phủ mặt đất khác nhau
do sự tương tác giữa bức xạ điện từ và vật thể.
Thiết bị dùng để cảm nhận sóng điện từ phản xạ hay bức xạ từ vật thể
được gọi là bộ cảm biến. Bộ cảm biến có thể là các máy chụp ảnh hoặc máy
quét.Phương tiện mang các bộ cảm biến được gọi là vật mang (máy bay,
khinh khí cầu, tàu con thoi hoặc vệ tinh…). Hình 1-2 thể hiện sơ đồ nguyên lý
thu nhận ảnh viễn thám.
Nguồn năng lượng chính thường sử dụng trong viễn thám là bức xạ mặt
trời, năng lượng của sóng điện từ do các vật thể phản xạ hay bức xạ được bộ
cảm biến đặt trên vật mang thu nhận.
Thông tin về năng lượng phản xạ của các vật thể được ảnh viễn thám
thu nhận và xử lí tự động trên máy hoặc giải đoán trực tiếp từ ảnh dựa trên
kinh nghiệm của chuyên gia. Cuối cùng, các dữ liệu hoặc thông tin liên quan
đến các vật thể và hiện thượng khác nhau trên mặt đất sẽ được ứng dụng vào
trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: nông lâm nghiệp, địa chất, khí tượng,
mơi trường…


10

Hình 1.1: Ngun lý thu nhận ảnh viễn thám
Tồn bộ q trình thu nhận và xử lí ảnh viễn thám có thể chia thành 5
phần cơ bản như sau:
- Nguồn cung cấp năng lượng.
- Sự tương tác của năng lượng với khí quyển
- Sự tương tác với các vật thể trên bề mặt đất
- Chuyển đổi năng lượng phản xạ từ vật thể thành dữ liệu ảnh
- Hiển thị ảnh số cho việc giải đốn và xử lí.
Năng lượng của sóng điện từ khi lan truyền qua mơi trường khí quyển
sẽ bị các phân tử khí hấp thụ dưới các hình thức khác nhau tuỳ thuộc vào từng
bước sóng cụ thể. Trong viễn thám, người ta thường quan tâm đến khả năng
truyền sóng điện từ trong khí quyển, vì các hiện tưọng và cơ chế tương tác
giữa sóng điện từ với khí quyển sẽ có tác động mạnh đến thơng tin do bộ cảm
biến thu nhận được. Khí quyển có đặc điểm quan trọng đó là tưong tác khác
nhau đối với bức xạ điện từ có bước sóng khác nhau. Đối với viễn thám
quang học, nguồn năng lượng cung cấp chủ yếu là do mặt trời và sự có mặt
cũng như thay đổi các các phân tử nước và khí (theo khơng gian và thời gian)
có trong lớp khí quyển là nguyên nhân gây chủ yếu gây nên sụ biến đổi năng


11

lượng phản xạ từ mặt đất đến bộ cảm biến. Khoảng 75% năng lượng mặt trời
khi chạm đến lớp ngoài của khí quyển được truyền xuống mặt đất và trong
quá trình lan truyền sóng điện từ ln bị khí quyển hấp thụ, tán xạ và khúc xạ
trước khi đến bộ cảm biến. Các loại khí như oxy, nitơ, cacbonic, ơzơn, hơi
nước… và các phân tử lơ lửng trong khí quyển là tác nhân chính ảnh hưỏng
đến sự suy giảm năng lưọng sóng điện từ trong q trình lan truyền.
1.5. Đặc điểm và thông số kỹ thuật ảnh vệ tinh Landsat8 và Sentinel2
1.5.1. Ảnh Landsat 8

Vệ tinh Landsat là tên chung cho hệ thống các vệ tinh chuyên dùng vào
mục đích thăm dò tài nguyên trái đất. Hệ thống vệ tinh Landsat cho tới nay có
thể nói là hệ thống vệ tinh mang tính chất quốc tế. Vệ tinh đầu tiên được thiết
kế để giám sát bề mặt trái đất. Vệ tinh đầu tiên được thiết kế để giám sát bề
mặt trái đất, vệ tinh landsat-1, được phóng bởi NASA vào năm 1972. Ban đầu
được gọi là ERTS-1 (Earth Resource Technology Satellite – Kỹ thuật viễn
thám thăm dò trái đất), Landsat được thiết kế như một thử nghiệm để kiểm tra
tính khả thi của việc thu thập dữ liệu quan trắc trái đất đa quang phổ. Kể từ
đó, chương trình đã thu thập được dữ liệu phong phú từ khắp nơi trên thế giới
từ một số vệ tinh landsat.Landsat8 là thế hệ vệ tinh thứ 8 của chương trình
LANDSAT được phóng lên quỹ đạo vào ngày 11/02/2013, sử dụng bộ cảm
biến quang học OLI và bộ cảm biến hồng ngoại nghiệt TIRS ảnh Landsat 8
bao gồm 11 kênh phổ, trong đó có 9 kênh đa phổ, 1 kênh tồn sắc và 2 kênh
hồng ngoại nhiệt ở độ phân giải 100m
1.5.2 Ảnh Sentinel 2
Vê tinh Sentinel-2, bao gồm 2 vê tinh có đăc điểm hồn tồn giống nhau
sau khi đươc phóng lên quỹ đạo năm 2015 (Sentinel 2A) và 2017 (Sentinel 2B)
đã cung cấp ảnh ở 13 kênh phổ trong dải sóng nhìn thấy và hồng ngoai với chu
kỳ câp nhât trong 5 ngày. Với đô phân giải không gian tốt (10m ở các kênh
nhìn thấy và cận hồng ngoại được cung cấp hồn tồn miễn phí.


12

Bảng 1.2: Đặc điểm ảnh vệ tinh Landsat 8 và Sentinel 2
Vệ tinh

Landsat8

Sentinel2

Bands

Bƣớc sóng

Độ phân giải

1

0.433 - 0.453

30

2

0.450 - 0.515

30

3

0.525 - 0.600

30

4

0.630 - 0.680

30

5

0.845 - 0.885

30

6

1.560 - 1.660

30

7

2.100 - 2.300

30

8

0.500 - 0.680

15

9

1.360 - 1.390

30

10

10.3 - 11.3

100

11

11.5 - 12.5

100

1

0.421-0.457

60

2

0.439-0.535

10

3

0.537-0.582

10

4

0.646-0.685

10

5

0.694-0.714

20

6

0.731-0.749

20

7

0.768-0.769

20

8

0.767-0.908

10

8a

0.848-0.881

20

9

0.931-0.958

60

10

1.331-1.414

60

11

1.539-1.681

20

12

2.072-2.312

20

13

1.6. Một số chỉ số dùng trong phân loại ảnh viễn thám
1.6.1. Chỉ số sai khác thực vật NDVI (normalized difference vegetation index)
Chỉ số thực vật (NDVI- normalized difference vegetation index). Chỉ
số thực vật được dùng rất rộng rãi để xác định mật độ phân bố của thảm thực
vật, đánh giá trạng thái sinh trưởng và phát triển của cây trồng, làm cơ sở số
liệu để dự báo sâu bệnh, hạn hán, diện tích năng suất và sản lượng cây trồng.
Khu vực có chỉ số NDVI càng cao thì mức độ phủ thực vật ở đó càng nhiều
và ngược lại.
Chỉ số NDVI được tính theo cơng thức dưới đây:
NDVI = (NIR - RED)/(NIR+RED)

(2.1)

Trong đó:
NDVI: Chỉ số thực vật.
NIR: Kênh cận hồng ngoại của ảnh vệ tinh.
RED: Kênh đỏ của ảnh.
1.6.2. Chỉ số tăng cường lớp thực vật EVI (Enhancement vegetation index)
EVI= 2.5* (NIR-RED)/(NIR+6*RED-7.5*BLUE+1)
1.6.3. Chỉ số thực vật có hiệu chỉnh ảnh hưởng của đất SAVI (Soild Ajusted
Vegetation Index)
SAVI= (NIR-RED)/(NIR+RED+L)(1+L)
Trong đó : L là nhân tố điều chỉnh độ sáng của đất. Giá trị của L khác
nhau phụ thuộc mức độ dày của thảm thực vật . Thảm thực vật mật độ cao thì L
= 0; các khu vực có khơng có thảm thực vật thì L = 1.Thơng thường lấy L=0,5
1.6.4. Chỉ số khác biệt nước NDWI (normalized difference vegetation index)

NDWI = (NIR – SWIR1) / (NIR + SWIR1)
SWIR1: kênh hồng ngoại song ngắn 1
1.6.5. Chỉ số NBR (Normalized Burn Ratio)
NBR=(NIR – SWIR2) / (NIR + SWIR2)
SWIR1: kênh hồng ngoại song ngắn 2


14

1.7. Tình hình nghiên cứu ứng dụng viễn thám và GIS trong lâm nghiệp
1.7.1. Trên thế giới
Sự phát triển của viễn thám gắn liền với sự phát triển của phương pháp
chụp ảnh và thu nhận thông tin của các đối tượng trên mặt đất được các
chuyên gia quan tâm. Từ năm 1858 người ta đã bắt đầu sử dụng khinh khí cầu
để chụp ảnh nhằm mục đích thành lập bản đồ địa hình và những bức ảnh đầu
tiên chụp từ máy bay đã được Wilbur Wringt thực hiện năm 1909 trên vùng
Centocelli, Italia [16].
Bức ảnh đầu tiên, chụp về Trái đất từ vũ trụ được cung cấp từ tàu
Explorer - 6 vào năm 1959. Tiếp theo là chương trình vũ trụ Mercury (1960),
cho ra các bức ảnh chụp từ quỹ đạo trái đất có chất lượng cao,

ảnh màu có

kích thước 70mm được chụp từ một máy tự động [16].
Sự phát triển của viễn thám, đi liền với sự phát triển của công nghệ
nghiên cứu vũ trụ, phục vụ cho nghiên cứu Trái đất, các hành tinh và quyển
khí. Các ảnh chụp nổi (stereo), thực hiện theo phương đứng và xiên, cung cấp
từ vệ tinh Gemini (1965), đã thể hiện ưu thế của công việc nghiên cứu Trái
đất. Tiếp theo, tầu Apolo cho ra sản phẩm ảnh chụp nổi và đa phổ, có kích
thước ảnh 70mm, chụp về Trái đất, đã cho ra các thơng tin vơ cùng hữu ích

trong nghiên cứu mặt đất. Ngành hàng không vũ trụ Nga đã đóng vai trị tiên
phong trong nghiên cứu Trái Đất từ vũ trụ. Việc nghiên cứu Trái đất đã được
thực hiện trên các con tàu vũ trụ có người như Soyuz, các tàu Meteor và
Cosmos (từ năm 1961), hoặc trên các trạm chào mừng Salyut. Sản phẩm thu
được là các ảnh chụp trên các thiết bị quét đa pho phân giải cao, như MSU-E
(trên Meteor - priroda). Các bức ảnh chụp từ vệ tinh Cosmos có dải phổ nằm
trên 5 kênh khác nhau, với kích thước ảnh 18 x 18cm. Ngồi ra, các ảnh chụp
từ thiết bị chụp KATE-140, MKF-6M trên trạm quỹ đạo Salyut, cho ra 6 kênh
ảnh thuộc dải phổ 0.40 đến 0.89 µm. Độ phân giải mặt đất tại tâm ảnh đạt 20
x 20m [16].


15

Nghiên cứu ứng dụng ảnh hồng ngoại màu và ảnh đa phổ đã được
NASA tiến hành vào đầu những năm 1960. Sau đó, những thành cơng trong
việc tạo ra các bộ cảm biến có độ phân giải cao đặt trên vệ tinh nhân tạo đã
cung cấp thơng tin hữu ích cho việc nghiên cứu lớp phủ thực vật, cấu trúc địa
mạo, nhiệt độ và gió trên bề mặt đại dương, ... khiến cho việc nghiên cứu trở
nên vô cùng thuận lợi và hiệu quả. Tháng 4 năm 1960, vệ tinh quan sát khí
tượng đầu tiên (TIROS-1) được phóng vào quỹ đạo. Những thành tựu và kinh
nghiệm đạt được đã góp phần cung cấp cơ sở cho việc phát triển vệ tinh quan
sát tài nguyên sau này.
Từ năm 1972 đến nay, NASA đã phóng 7 vệ tinh quan sát tài nguyên
(Landsat); 3 vệ tinh đầu tiên (1972 - Landsat 1; 1975 - Landsat 2; 1978 Landsat 3) chỉ trang bị bộ cảm đa phổ MSS (Multispectral Scanner System)
với độ phân giải 80m. Năm 1982 phóng Landsat 4, vào năm 1984 Landsat 5
được đưa vào quỹ đạo; cả 2 được trang bị thêm bộ cảm mới là TM (Thematic
Mapper) tạo ảnh với 7 kênh phổ, có độ phân giải khơng gian là 30m đối với
giải sóng nhìn thấy là 120m cho giải sóng hồng ngoại nhiệt. Landsat 6 và 7
được phóng vào năm 1993 và 1999 với bộ cảm mới ETM (Enhanced TM).

Ngồi ra, Hoa Kỳ cũng đã phóng vệ tinh khí tượng NOAA (National Oceanic
& Atmospheric Administration) là thế hệ thứ 3 sau TIROS (1960 - 1965) và
TIROS (1970 - 1976) [16].
Từ năm 1979 đến năm 1991, các vệ tinh NOAA 6, NOAA 7, ... ,NOAA
12; năm 1992 NOAA - I và năm 1993 NOAA - J đã cung cấp ảnh theo chế độ
cập nhật với độ phân giải không gian 1.1km [16].
Pháp đã phóng vệ tinh SPOT 1 (22/02/1986), SPOT 2 (22/01/1990) Và
SPOT 3 (26/09/1993) với bộ cảm HVR (High Resolution Visible) với 3 kênh
pho có độ phân giải 20m và một kênh tồn sắc có độ phân giải 10m. Đến ngày
24 tháng 3 năm 1998, SPOT 4 đã được phóng vào quỹ đạo với bộ cảm mới
HRVIR (High Resolution Visible and Infrared) và SPOT 5 (2002) với bộ cảm


16

HRVIR đã được nâng cấp, thu ảnh có độ phân giải đến 5m [16].
Ngồi ra Ấn Độ cũng đã phóng thành công vệ tinh giám sát tài nguyên
IRS-1A vào năm 1998 (sau đó là vệ tinh IRS-1B năm 1991, IRS - 1C năm
1995 và IRS-1D năm 1997) với bộ cảm LISS (Linear Imaging Scanner
System) có các tính năng kỹ thuật tương đương MSS [16].
Nhật Bản cũng đã phóng vệ tinh tài nguyên JERS-1 vào năm 1992 với
bộ cảm SAR (Synthetic Aperture Rada), VNIR (Visible and Near Infrared
Radiometer) và SWIR (Short Wavelength Infrared Radiometer). Năm 1996,
vệ tinh ADEOS (Advanced Earth Observation Satellite) của Nhật đã được
đưa vào quỹ đạo với các bộ cảm OCTS (Ocean Colour & Temperature
Scanner) độ phân giải 700m, AVNIR (Advanced Visible and Near Infrared
Radiometer) độ phân giải 16m và các bộ cảm biến có độ phân giải không gian
thấp. Nhật Bản cũng đã nỗ lực cộng tác với Hoa Kỳ trong việc xây dựng bộ
cảm biến hiện đại ASTER (The Advanced Spaceborne Thermal Emission and
Reflection Radiometer) đặt trên vệ tinh Terra được NASA phóng lên quỹ đạo

tháng 12 năm 1999 [16].
Hiện nay ảnh vệ tinh có độ phân giải cao đang được các chuyên gia sử
dụng theo hướng tích hợp với GPS (Global Positioning System) và GIS
(Geographical Information System) nhằm khai thác dữ liệu không gian hiệu
quả phục vụ công tác thành lập bản đồ thành phố, quy hoạch giao thông, giám
sát biến động sử dụng đất, ... Trong đó, vệ tinh IKONOS được phóng vào tháng
4 năm 1999 đã cung cấp ảnh với độ phân giải khơng gian 1m và đặc biệt vệ
tinh Quickbird được phóng vào tháng 10 năm 2001 cung cấp ảnh với độ phân
giải không gian 0.61m. Ảnh đa phổ với độ phân giải khơng gian cao đã góp
phần quan trọng trong việc phát triển ứng dụng viễn thám trong nhiều lĩnh vực,
đáp ứng địi hỏi mức độ cung cấp thơng tin chi tiết và chính xác [16].
Vào những năm 60 thuật ngữ “viễn thám” đầu tiên đã được đề cập tới
tại Mỹ, tuy nhiên, kỷ nguyên sử dụng viễn thám để quan sát và nghiên cứu