NGHIÊN cứu ỨNG DỤNG ẢNH VIỄN THÁM WORLD VIEW 1 GIẢI đoán HIỆN TRẠNG RỪNG KHU vực vườn QUỐC GIA u MINH hạ cà MAU

Với đề tài “Nghiên cứu ứng dụng ảnh viễn thám World View 1 giải đoán hiện trạng rừng khu vực vườn quốc gia U Minh hạ - Cà Mau” đã sử dụng ảnh viễn thám được chụp từ vệ tinh World View

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT VÀ QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT VÀ QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

LỚP: QLĐĐ K30A

KHÓA 30 (2004 – 2008)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT VÀ QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI

- -

NHẬN XÉT CỦA CƠ QUAN THỰC TẬP Chứng nhận của Bộ môn Khoa Học Đất và Quản Lý Đất Đai Chứng nhận báo cáo luận văn tốt nghiệp với đề tài: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ẢNH VIỄN THÁM WORLD VIEW 1 GIẢI ĐOÁN HIỆN TRẠNG RỪNG KHU VỰC VƯỜN QUỐC GIA U MINH HẠ - CÀ MAU Do sinh viên Trần Văn Tính, lớp Quản Lý Đất Đai K30A khoa Nông Nghiệp Và Sinh Học Ứng Dụng trường Đại Học Cần Thơ thực hiện từ ngày 01/01/2008 đến ngày 15/04/2008 tại bộ môn Khoa Học Đất và Quản Lý Đất Đai khoa Nông Nghiệp Và Sinh Học Ứng Dụng trường Đại Học Cần Thơ Nhận xét:

Cần Thơ, ngày … tháng 05 năm 2008

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT VÀ QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI

- -

NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Chứng nhận chấp thuận báo cáo luận văn tốt nghiệp ngành Quản Lý Đất Đai với đề tài: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ẢNH VIỄN THÁM WORLD VIEW 1 GIẢI ĐOÁN HIỆN TRẠNG RỪNG KHU VỰC VƯỜN QUỐC GIA U MINH HẠ - CÀ MAU Do sinh viên Trần Văn Tính, lớp Quản Lý Đất Đai K30A khoa Nông Nghiệp Và Sinh Học Ứng Dụng trường Đại Học Cần Thơ thực hiện từ ngày 01/01/2008 đến ngày 15/04/2008 tại bộ môn Khoa Học Đất và Quản Lý Đất Đai khoa Nông Nghiệp Và Sinh Học Ứng Dụng trường Đại Học Cần Thơ Nhận xét của cán bộ hướng dẫn:

Kính trình hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp thông qua

Cần Thơ, ngày … tháng 05 năm 2008

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA NÔNG NGHIỆP VÀ SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN KHOA HỌC ĐẤT VÀ QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI

- -

NHẬN XÉT CỦA HỘI ĐỒNG BÁO CÁO Hội đồng chấm luận văn tốt nghiệp đã chấp thuận báo cáo với đề tài: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ẢNH VIỄN THÁM WORLD VIEW 1 GIẢI ĐOÁN HIỆN TRẠNG RỪNG KHU VỰC VƯỜN QUỐC GIA U MINH HẠ - CÀ MAU Do sinh viên Trần Văn Tính thực hiện và báo cáo trước hội đồng Ngày…….tháng 05 năm 2008 Báo cáo luận văn tốt nghiệp được Hội đồng đành giá ở mức:

Ý kiến Hội đồng:

Cần Thơ, ngày … tháng 05 năm 2008

LỊCH SỬ CÁ NHÂN

- -

Họ và tên: Trần Văn Tính

Ngày sinh: 12/09/1981

Nơi sinh: Long Bình – Long Mỹ - Hậu Giang

Họ tên cha: Trần Văn Trung

Vào trường Đại Học Cần Thơ tháng 9/2004, học ngành Quản Lý Đất Đai

Tốt nghiệp kỹ sư chuyên ngành Quản Lý Đất Đai năm 2008

LỜI CẢM TẠ

- - Qua thời gian 4 năm học tập và rèn luyện tại trường Đại Học Cần Thơ, trong khoảng thời gian 4 tháng (từ 01/2008 – 04/2008) của học kỳ II năm học

2007 – 2008 em đã tiến hành nghiên cứu đề tài luận văn tốt nghiệp Được sự giúp

đỡ và hướng dẫn tận tình của thầy cô hướng dẫn đến nay luận văn tốt nghiệp của

em cũng đã hoàn thành Để đạt được kết quả như ngày hôm nay, tất cả là nhờ vào công ơn của quý thầy cô của trường Đại Học Cần Thơ Đặc biệt là quý thầy cô thuộc khoa Nông Nghiệp Và Sinh Học Ứng Dụng, đã tận tình truyền đạt những kiến thức quý báo trong suốt bốn năm học dưới máy trường Đại Học Đây là những vốn sống vô cùng quan trọng, là hành trang tri thức giúp em vững bước trong quá trình công tác về sau

Em xin chân thành gởi lời cảm ơn đến:

Quý thầy cô thuộc Bộ môn Khoa Học Đất và Quản Lý Đất Đai, trường Đại Học Cần Thơ, những người đã trực tiếp giãng dạy và hướng dẫn em trong suốt thời gian học tập và rèn luyện tại trường

Em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Võ Quang Minh, thầy Trần Văn Hùng, cô Huỳnh Thị Thu Hương đã tận tình chỉ bảo em trong suốt thời gian em thực hiện đề tài cũng như thời gian học tập tại trường

Các cô chú, anh chị thuộc ban quản lý dự án Vườn quốc gia U Minh Hạ,

Sở Tài Nguyên Môi Trường Tỉnh Cà Mau đã cung cấp cho em nhiều tài liệu quý báo để giúp cho em hoàn thành luận văn này

Con xin cảm ơn Ba, Mẹ đã chịu nhiều vất vã để tạo điều kiện tốt nhất cho con học tập và đạt được kết quả như ngày hôm nay

Cảm ơn tất cả các bạn lớp Quản Lý Đất Đai K30 đã động viên giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và thực hiện luận văn

Trần Văn Tính

DANH SÁCH BẢNG

Trang

Bảng 3.1 Tọa độ các điểm khống chế trên ảnh được nắn 36

Bảng 3.2 Bảng mô tả đặc điểm các đối tượng sau khi phân loại không kiểm tra 40

Bảng 3.3 Số lượng các điểm khảo sát 44

Bảng 3.4 Bảng thể hiện tọa độ các điểm khảo sát và hiện trạng rừng 45

Bảng 3.5 Bảng chìa khóa giải đoán một số đối tượng trên ảnh viển thám 46

Bảng 3.6 Bảng thể hiện kết quả giải đoán không kiểm tra và kết quả kiểm tra thực địa 48 Bảng 3.7 Các thông số của các nhóm kiểm tra (ROI) cho từng đối tượng giải đoán 50

Bảng 3.8 Bảng thể hiện kết quả khảo sát thực địa và kết quả giải đoán bằng phương pháp phân loại có kiểm tra 61

DANH SÁCH HÌNH

Trang

Hình 1.1 Sự phản xạ đối với nước 3

Hình 1.2 Sự phản xạ đối với đất 4

Hình 1.3 Sự phản xạ đối với thực vật 5

Hình 1.4 Vệ tinh viễn thám có độ phân giải siêu cao World View 1 18

Hình 1.5 Biểu tượng phần mềm ENVI 20

Hình 1.6 Thanh menu chính của phần mềm ENVI 22

Hình 1.7 Danh sách các kênh phổ đang làm việc (Available Bands List) 22

Hình 1.8 Các cửa sổ hiển thị dữ liệu ảnh trong ENVI 23

Hình 2.1 Lưu đồ các bước giải đoán ảnh viễn thám 26

Hình 3.1 Ảnh vệ tinh World View 1 khu vực U Minh hạ 33

Hình 3.2 Ảnh khu vực vườn quốc gia U Minh hạ đã được che 34

Hình 3.3 Ảnh vườn quốc gia U Minh hạ (chưa nắn) 34

Hình 3.4 Bản đồ khu vực U Minh hạ đã được số hoá 34

Hình 3.5 Vị trí các điểm tương ứng đã được chọn 35

Hình 3.6 Ảnh khu vực vườn quốc gia U Minh hạ trước khi nắn 36

Hình 3.7 Ảnh khu vực vườn quốc gia U Minh hạ sau khi nắn 36

Hình 3.8 Ảnh và biểu đồ Histogram trước khi biến đổi độ tương phản 37

Hình 3.9 Ảnh và biểu đồ Histogram sau khi biến đổi độ tương phản 37

Hình 3.10 Ảnh khu vực vườn quốc gia U Minh hạ sau khi lọc 39

Hình 3.11 Sự thay đổi giá trị độ sáng của pixel trung tâm 39

Hình 3.12 Biểu đồ Histogram thể hiện sự phân bố các đối tượng trên ảnh 41

Hình 3.13 Bản đồ hiện trạng vườn quốc gia U Minh hạ - Cà Mau (Kết quả phân loại không kiểm tra) 42

Hình 3.14 Ảnh 3D khu vực vườn quốc gia U Minh hạ - Cà Mau 43

Hình 3.15 Vị trí các điểm khảo sát đã được chọn trên ảnh 44

Hình 3.16 Bản đồ hiện trạng vườn quốc gia U Minh hạ thể hiện tọa độ các điểm khảo sát (Phân loại không kiểm tra) 47

Hình 3.17 Kết quả chọn nhóm kiểm tra (ROI) 49

Hình 3.18 Số lượng pixel được chọn cho từng nhóm kiểm tra 50

Hình 3.19 Số lượng pixel được chọn của từng đối tượng 50

Hình 3.20 Sự phân bố giá trị các pixel của các nhóm kiểm tra 51

Hình 3.21 Thống kê sự phân bố các giá trị pixel của các nhóm kiểm tra đại diện cho đối tượng lau sậy 52

Hình 3.22 Bản đồ hiện trạng rừng vườn quốc gia U Minh hạ - Cà Mau 53

Hình 3.23 Đối tương được giải đoán là dớn, choại 54

Hình 3.24 Đối tượng được giải đoán là lau, sậy 54

Hình 3.25 Đối tượng được giải đoán là rừng từ 2 tuổi đến dưới 3 tuổi 55

Hình 3.26 Đối tượng được giải đoán là rừng từ 3 tuổi trở lên 55

Hình 3.27 Đối tượng được giải đoán là rừng thưa ngập nước 56

Hình 3.28 Đối tượng được giải đoán là đất trống ngập nước 56

Hình 3.29 Biểu đồ Histogram thể hiện sự phân bố các đối tượng 57

Hình 3.30 Biểu đồ thể hiện diện tích của các đối tượng được giải đoán 58

MỤC LỤC

Trang

DANH SÁCH BẢNG

DANH SÁCH HÌNH

TÓM LƯỢC

MỞ ĐẦU

CHƯƠNG I: LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 1

1.1 GIỚI THIỆU VỀ VIỄN THÁM 1

1.1.1 Định nghĩa về viễn thám 1

1.1.2 Hệ thống viễn thám 1

1.1.3 Sự ghi nhận của các sự vật lên ảnh viễn thám 1

1.1.4 Chụp ảnh từ vệ tinh 2

1.1.4.1 Thành phần 2

1.1.4.2 Các kiểu chụp ảnh 2

1.1.4.3 Các thông số kỹ thuật của một vệ tinh 2

1.1.4.4 Sự phản xạ của các sự vật theo độ dài sóng 3

1.1.5 Tổng quan về viễn thám 5

1.1.6 Ưu điểm của công nghệ viễn thám 7

1.1.7 Ứng dụng của viễn thám 8

1.1.7.1 Ứng dụng trên thế giới 8

1.1.7.2 Ứng dụng công nghệ viễn thám để giám sát tài nguyên thiên nhiên và môi trường ở Việt Nam 9

1.1.8 Xử lý ảnh viễn thám 12

1.1.8.1 Giải đoán ảnh bằng mắt 12

1.1.8.2 Xử lý ảnh kỹ thuật số 13

1.2 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS) 15

1.2.1 Định nghĩa 15

1.2.2 Xu hướng phát triển của GIS 16

1.2.3 Ứng dụng Hệ thông tin địa lý và Viễn thám trong quản lý môi trường và tài nguyên ở Việt Nam 17

1.3 GIỚI THIỆU VỀ VỆ TINH WORLD VIEW .18

1.4 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM ENVI 20

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG TIỆN – PHƯƠNG PHÁP 25

2.1 PHƯƠNG TIỆN 25

2.2 PHƯƠNG PHÁP 25

2.2.1 Thu thập dữ liệu 25

2.2.2 Các bước xử lý ảnh, bản đồ 25

2.2.3 Viết báo cáo 26

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ THẢO LUẬN 27

3.1 GIỚI THIỆU KHÁI QUÁT KHU VỰC VƯỜN QUỐC GIA U MINH HẠ 27

3.1.1 Điều kiện tự nhiên .27

3.1.1.1 Vị trí địa lý, diện tích tự nhiên 27

3.1.1.2 Tài nguyên thực vật và động vật 29

3.1.1.3 Về tài nguyên thuỷ sản 29

3.1.1.4 Về các giá trị sinh thái, nhân văn 29

3.1.2 Đặc điểm kinh tế xã hội 31

3.2 KẾT QUẢ THỰC HIỆN CÁC BƯỚC XÂY DỰNG BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG 33 3.2.1 Chọn ảnh 33

3.2.2 Nắn ảnh 34

3.2.3 Tăng cường chất lượng ảnh 36

3.2.4 Phân loại không kiểm tra 39

3.2.5 Kiểm tra, khảo sát thực địa 43

3.2.6 Thành lập bảng chìa khoá giải đoán 46

3.2.7 Phân loại có kiểm tra .47

3.2.8 Đánh giá chất lượng ảnh và khả năng ứng dụng của ảnh 59

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬT - KIẾN NGHỊ 62

4.1 Kết luận 62

4.2 Kiến nghị 63

TÀI LIỆU THAM KHẢO 64

TÓM LƯỢC

Rừng là tài nguyên vô cùng quí giá, là lá phổi xanh của mỗi vùng mỗi quốc gia

và nó thể hiện những đặc trưng về môi trường sinh thái của khu vực đó Vì vậy nó cần phải được bảo vệ và khai thác một cách hợp lý để môi trường sống của chúng ta luôn được trong sạch Đặc biệt là khu vực rừng tràm trên đất than bùn ở Vườn quốc gia U Minh hạ - Cà Mau được thành lập trên cơ sở nâng cấp rừng đặc dụng Vồ Dơi, rừng với giá trị rất cao về đa dạng sinh học, cảnh quan thiên nhiên, môi trường, văn hóa và lịch

sử

Để đáp ứng được yêu cầu ngày càng cao của con người nhiều công nghệ với kỷ thuật cao đã ra đời đặt biệt là công nghệ viễn thám Công nghệ viễn thám đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực đặc biệt trong thành lập bản đồ hiện trạng phục vụ quản lý theo dõi tài nguyên thiên nhiên nhất là tài nguyên rừng

Với đề tài “Nghiên cứu ứng dụng ảnh viễn thám World View 1 giải đoán

hiện trạng rừng khu vực vườn quốc gia U Minh hạ - Cà Mau” đã sử dụng ảnh viễn

thám được chụp từ vệ tinh World View 1, công nghệ xử lý ảnh là phần mềm ENVI 3.6 cùng các phần mềm chuyên dụng khác đã xây dựng được bản đồ hiện trạng khu vực Vườn quốc gia U Minh hạ Kết quả cho thấy Vườn quốc gia U Minh hạ gồm 3 cấp tuổi: Rừng thưa ngập 1 tuổi, rừng trồng từ 2 – dưới 3 tuổi, rừng trồng và rừng tự nhiên

từ 3 tuổi trở lên

Với kết quả này cho thấy khả năng ứng dụng ảnh viễn thám World View 1 để giải đoán và thành lập bản đồ hiện trạng là rất tốt và độ chính xác cao Qua đó nó sẽ giúp cho việc quản lý tài nguyên rừng được chặt chẽ và hợp lý

MỞ ĐẦU

Ở nước ta hiện nay, khoa học công nghệ đang là nền tảng và động lực thúc đẩy mạnh mẽ quá trình công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước Trong đó khoa học công nghệ viễn thám có nhiệm vụ nghiên cứu quản lý tài nguyên thiên nhiên như tài nguyên đất, nước, khoáng sản, rừng và giám sát môi trường, nhằm góp phần quan trọng vào sự nghiệp phát triển đất nước một cách bền vững

Trong thời gian qua, các ứng dụng công nghệ viễn thám ở nước ta đã thu được một số kết quả đáng kể song chưa nhiều, chủ yếu tập trung vào việc hiệu chỉnh bản đồ địa hình, lập một số bản đồ chuyên đề, và một số ít lĩnh vực môi trường

Ngày nay với kỹ thuật viễn thám ngày càng hiện đại hơn đã góp phần to lớn trong việc thu thập, phân tích các thông tin và phát hiện sự hiện diện cũng như sự thay đổi của môi trường và tài nguyên thiên nhiên trên Trái đất để phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau Ngành viễn thám phát triển đã góp một vai trò hết sức quan trọng, là một công cụ phục vụ và hổ trợ đắc lực cho nhiều ngành, nhiều lĩnh vực khác nhau

Rừng là một trong những đối tượng cần được quản lý một cách chặt chẽ Với yêu cầu đó, chúng ta cần phải biết được hiện trạng rừng của cả khu vực quản lý bao gồm: Các đối tượng phát triển, tình trạng phát triển, độ tuổi của từng đối tượng, Vì vậy, chúng ta cần phải có ảnh của khu vực quản lý, với công nghệ viễn thám sẽ giúp cho chúng ta có được ảnh này

Ảnh viễn thám được chụp bởi nhiều vệ tinh như: Vệ tinh Spot, Radasat, World View 1…và được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau Công nghệ xử lý ảnh được lựa chọn đó là phần mềm ENVI (The Enviroment for Visualizing Images) được nhiều nhà khoa học đánh giá là một phần mềm xử lý ảnh viễn thám có nhiều tính năng

ưu việt trong xử lí ảnh, vì ENVI hỗ trợ cho phép xử lý những dữ liệu không phải là dữ liệu chuẩn, hiển thị và phân tích những ảnh lớn Nó cũng cho phép mở rộng khả năng phân tích dữ liệu bởi các hàm của người dùng

Với yêu cầu đó, đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng ảnh viễn thám World View 1

giải đoán hiện trạng rừng khu vực vườn quốc gia U Minh Hạ - Cà Mau” đã được

thực hiện

CHƯƠNG 1 LƯỢC KHẢO TÀI LIỆU 1.1 GIỚI THIỆU VỀ VIỄN THÁM

1.1.1 Định nghĩa về viễn thám

Theo Võ Quang Minh (1999), viễn thám (Remote sensing) được định nghĩa là

sự thu thập và phân tích thông tin về các đối tượng, sự thu thập và phân tích này được thực hiện từ một khoảng cách không gian không có sự tiếp xúc trực tiếp đến các vật thể

Theo Thomos M.Lillesand và Ralph W.Kiefer (1996), viễn thám là khoa học và công nghệ thu thập thông tin về một vật thể, một vùng hay một hiện tượng thông qua

sự phân tích của dữ liệu có được bởi một thiết bị mà không tiếp xúc trực tiếp với vật thể, vùng hay hiện tượng nghiên cứu

Theo Lê Nguyễn (1999), kỹ thuật viễn thám (mà chúng ta quen gọi là viễn thám) là kỹ thuật nghiên cứu các đối tượng một cách gián tiếp thông qua mô hình của chúng được chụp hoặc ghi từ độ xa nhất định trong vũ trụ, ở dạng hình nét đồ họa hoặc dạng số

Theo Nguyễn Xuân Anh (2004), viễn thám là môn khoa học và nghệ thuật thu nhận thông tin về các vật, vùng hay hiện tượng nào đó qua việc xử lý số liệu sử dụng thiết bị quan sát từ xa Đã từ lâu trong thiên văn học người ta dùng kính thiên văn, hệ thống rada để quan sát các hành tinh trong hệ mặt trời

Phương pháp viễn thám là phương pháp sử dụng bức xạ điện từ (ánh xạ nhiệt, sóng cực ngắn) như một phương tiện điều tra và đo đạc đặc tính của đối tượng

Máy bay và vệ tinh là những vật mang chủ yếu cho quan trắc trong viễn thám, (Võ Quang Minh, 1999)

1.1.2 Hệ thống viễn thám

Theo Võ Quang Minh (1996), có hai hệ thống viễn thám đó là:

- Hệ thống viễn thám thụ động: là hệ thống ghi lại năng lượng được bức xạ tự nhiên hay phản xạ từ một số đối tượng

- Hệ thống viễn thám chủ động: là hệ thống cung cấp năng lượng riêng cho nó

và chiếu trực tiếp vào đối tượng nhằm đo đạc phần năng lượng trở về

1.1.3 Sự ghi nhận của các sự vật lên ảnh viễn thám

Theo Võ Quang Minh (1996), sự ghi nhận của các sự vật lên ảnh viễn thám là

ảnh màu giả có các đặc điểm sau:

- Nước trong đất ẩm cho màu xanh dương đến đen

- Đất khô thì màu xanh dương nhạt đến trắng

- Thực vật màu xanh cho màu đỏ sáng

- Thực vật sâu bệnh tấn công thì cho màu hơi hồng, hơi nâu hay hơi vàng, tùy theo loại sâu bệnh tấn công

- Các cây có hạt chín vàng thì cho màu xanh lá cây đậm pha lẫn với màu vàng

- Vệ tinh định vị toàn cầu

- Vệ tinh chuyển tiếp

- Trạm thu

1.1.4.2 Các kiểu chụp ảnh

Theo Võ Quang Minh (1999), có hai kiểu hệ thống chụp ảnh vệ tinh đó là hệ thống ảnh dạng khung và hệ thống chụp ảnh dạng quét Hệ thống chụp ảnh dạng quét

có 4 kiểu bao gồm: quét ngang, quét dọc, quét vòng và quét bên

1.1.4.3 Các thông số kỹ thuật của một vệ tinh

Theo M Lillesand và Ralph W Kiefer (1994), một vệ tinh thông thường có các thông số sau:

- Tần số hoạt động

- Độ cao của vệ tinh

- Số quỹ đạo trong một ngày

- Thời gian hoạt động

- Tài liệu lưu vệ tinh

- Các hệ thống chụp ảnh

- Góc nhìn

- Độ phân giải trên mặt đất

- Số detector trên một band

1.1.4.4 Sự phản xạ của các sự vật theo độ dài sóng

Theo Lê Quang Trí và ctv (1999), tùy theo mọi sự vật mà chúng có sự phản xạ thay đổi như sau:

- Sự phản xạ đối với nước

Nước trong sẽ hấp thu một số năng lượng lớn bức xạ trong khoảng ánh sáng nhìn thấy được và sẽ hấp thu hoàn toàn các bước sóng thuộc phổ hồng ngoại Nước đục có mang phù sa thì có sự phản xạ khá hơn nước trong trong khoảng ánh sáng thấy được Trong các trường hợp đặc biệt, mặt nước phẳng phản xạ từ ánh sáng mặt trời lên máy ảnh thì sẽ tạo một ánh sáng (hot spot) trên ảnh

Hình 1.1 Sự phản xạ đối với nước

- Sự phản xạ đối với đất

Nhân tố ảnh hưởng lên sự phản xạ đối với đất là độ ẩm, cấu trúc đất (đặc tính cát, thịt và sét), độ gồ ghề, oxit sắt và chất hữu cơ Chẳng hạn như độ ẩm trong đất sẽ làm giảm cường độ phản xạ, độ ẩm của đất làm cho cấu trúc đất thô, đất cát thoát nước tốt, độ ẩm trong đất thấp nên cường độ phản xạ cao Trong trường hợp không có nước, đất có khuynh hướng thay đổi cấu trúc đất khô sẽ có màu sẫm hơn cấu trúc đất mịn, hai nhân tố làm giảm độ phản xạ của đất là bề mặt gồ ghề và chứa vật liệu hữu cơ, sự

có mặt của oxit sắt trong đất cũng làm giãm cường độ phản xạ trong bước sóng nhìn thấy, (Cole and Montgomery, 1987)

Sự phản xạ của đất dựa vào các yếu tố sau đây:

¾ Tình trạng ẩm của bề mặt trái đất

¾ Thành phần khoáng trong đất

¾ Hàm lượng hữu cơ trong đất

¾ Độ phẳng của bề mặt trái đất

Hình 1.2 Sự phản xạ đối với đất

Thông thường thì đất ẩm hấp thu ánh sáng nhiều hơn đặc biệt là ở bức xạ hồng ngoại, đất có chứa thành phần sắt nhiều cũng hấp thu mạnh, đất có chứa nhiều carbonare calcium hay nhiều cát thì phản xạ mạnh với cả ánh sáng nhìn thấy được và ánh sáng hồng ngoại Mặt đất gồ ghề tạo ra nhiều bóng râm sẽ làm giảm sự phản xạ của bức xạ ánh sáng thấy được, đất có nhiều chất hữu cơ có sa cấu mịn sẽ hấp thu nhiều ánh sáng, ngược lại đất có sa cấu mịn nhưng không có chất hữu cơ thì sẽ phát xạ nhiều hơn

- Sự phản xạ đối với thực vật

Theo Lê Quang Trí và ctv (1999), thực vật xanh sẽ hấp thu mạnh trong các band màu xanh lá cây và màu đỏ ở ánh sáng thấy được Sự phản xạ đó chính là quá trình quang tổng hợp của diệp lục tố, quá trình này càng mạnh thì sự hấp thu ánh sáng mặt trời càng mạnh Do đó sự phản xạ sẽ kém hơn nhưng nó phản xạ rất mạnh trong bước sóng từ 0.7 - 1.35µm Quá trình phản xạ này do các khoảng trống của các tế bào thực vật Đối với những cây còn non cấu trúc của những tế bào chưa phát triển hoàn chỉnh cho nên nó vẫn có tính phản xạ mạnh hơn đối với những cây đã chín già Đối với những cây có lá rộng thì sẽ phản xạ mạnh hơn đối với những cây lá kim Các thực vật bị côn trùng hoặc bệnh tấn công, do các diệp lục tố bị phá hủy làm tăng khoảng trống giữa các tế bào nên làm cho bức xạ phản xạ không đồng đều và nó phản xạ cao ở

các vùng ánh sáng nhìn thấy được nhưng lại thấp ở bức xạ hồng ngoại

Ngày nay, với kỹ thuật GPS và GIS, viễn thám ngày càng có rất nhiều ứng dụng thực tế trong nhiều lĩnh vực Nhờ viễn thám chúng ta có thể xác định trạng thái cây trồng, dự báo thời tiết, lũ lụt, phát hiện cháy rừng, phân vùng quy hoạch đất đai, nghiên cứu động đất, nghiên cứu vũ trụ, nghiên cứu biển, nghiên cứu khí quyển, môi trường, phục vụ vào mục đích quân sự,… (Nguyễn Xuân Anh, 2004)

Theo Nguyễn Văn Trung (1999), kỹ thuật viễn thám đã làm cho công tác thành lập và hiệu chỉnh bản đồ phát triển mạnh mẻ Ảnh viễn thám đã đem lại nguồn thông tin mới, kỹ thuật mới và tư tưởng nghiên cứu mới

Theo Lê Nguyễn (1999), để nghiên cứu mặt đất thì viễn thám thường sử dụng thông tin thu nhận được từ vũ trụ do các vệ tinh nhân tạo chuyên dụng để nghiên cứu tài nguyên – môi trường thực hiện, bay ở độ cao từ 600 đến 1000 km

Theo Trần Minh Ý và ctv (2003), tư liệu viễn thám vô cùng đa dạng, có thể tiếp cận được bằng nhiều nguồn từ nhiều nơi trên thế giới Công cụ và hệ thống thông tin địa lý thực sự sẽ có nhiều hiệu lực khi được ứng dụng rộng rãi trong các giới chuyên môn

Nhờ có khả năng thu nhận nhânh, thu nhận lập lại theo các chu kỳ khác nhau trên phạm vi rộng lớn những thông tin đa dạng về các đối tượng, các hiện tượng trên đất liền cũng như trên biển, công nghệ viễn thám là công cụ quan trọng để xây dựng một phần cơ sở dữ liệu đó và cập nhật những biến động theo yêu cầu của công tác quản lý ven biển Với mục đích từng bước ứng dụng công nghệ viễn thám phục vụ công tác quản lý ven biển, trung tâm viễn thám tổng cục địa chính đã sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh thành lập bộ bản đồ chuyên đề như một phần của cơ sở dữ liệu trên, (Tô Quang Thịnh và ctv, 2003)

Công nghệ viễn thám, một trong những thành tựu khoa học vũ trụ đã đạt đến trình độ cao và đã trở thành kỹ thuật phổ biến được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực kinh tế xã hội ở nhiều nước trên thế giới Nhu cầu ứng dụng công nghệ viễn thám trong lĩnh vực điều tra nghiên cứu, khai thác, sử dụng, quản lý tài nguyên thiên nhiên

và môi trường ngày càng gia tăng nhânh chóng không những trong phạm vi Quốc gia,

mà cả phạm vi Quốc tế Những kết quả thu được từ công nghệ viễn thám giúp các nhà khoa học và các nhà hoạch định chính sách các phương án lựa chọn có tính chiến lược

về sử dụng và quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường Vì vậy viễn thám được sử dụng như là một công nghệ đi đầu rất có ưu thế hiện nay, (Viện khí tượng thủy văn, 2006)

Từ những năm 60 của thế kỷ 20 với sự xuất hiện của vệ tinh nhân tạo đầu tiên thì kỹ thuật không gian đã có sự phát triển vượt bậc Vệ tinh là công cụ quan trọng trong nghiên cứu của khoa học hiện đại Kỹ thuật thám trắc bằng vệ tinh đã phát triển nhânh chóng hình thành lên hệ thống quan trắc khí tượng vệ tinh toàn cầu Quan trắc

trái đất và quan trắc không gian đã bước sang một giai đoạn mới, làm phong phú thêm phạm vi, nội dung quan trắc Từ quan trắc mang tính cục bộ ở tầng thấp của khí quyển chuyển sáng quan trắc cả hệ thống khí quyển Rất nhiều những yếu tố, những vị trí trong khí quyển và trên trái đất trước đây rất khó quan trắc thì ngày nay với vệ tinh khí tượng đều có thể thực hiện được Công nghệ viễn thám đã cung cấp rất nhiều số liệu cho các lĩnh vực như: thiên văn, khí tượng, địa chất, địa lý, hải dương, nông nghiệp, lâm nghiệp, quân sự, thông tin, hàng không, vũ trụ , (Viện khí tượng thủy văn, 2006)

Nước ta nhiều đồi núi, địa hình phức tạp (độ cao, độ dốc, hướng, khe suối thung lũng…) điều kiện khí tượng, khí hậu, thuỷ văn diễn biến phức tạp Cùng với sự ấm lên của khí hậu toàn cầu các hiện tượng thời tiết bất thường như: Hạn hán, lũ lụt ngày càng gia tăng và mức độ gây tổn hại ngày càng lớn, nhiệt độ tăng cao kết hợp với hạn hán dẫn tới nguy cơ cháy rừng, sự phát sinh phát triển của sâu bệnh đối với mùa màng ngày càng trầm trọng Vì vậy việc sử dụng các thông tin viễn thám tích hợp với hệ thống thông tin địa lý (GIS) và hệ thống định vị toàn cầu (GPS) cùng với các quan trắc thu được từ bề mặt sẽ đáp ứng khách quan và đa dạng các thông tin cần thiết phục vụ công tác nghiên cứu giám sát và dự báo khí tượng thuỷ văn, khí tượng nông nghiệp và môi trường mà đặc biệt là phục vụ cho công tác giám sát và cảnh báo tác hại của thiên tai để có các biện pháp phòng tránh và ứng cứu kịp thời, (Viện khí tượng thủy văn, 2006)

Ảnh viễn thám được xử lý và tích hợp trên các phần mềm hiện đại như ENVI, MATLAB, MAPINFO, ACVIEW Các sản phẩm được tính toán thông qua các thuật toán đã được ứng dụng ở nhiều nước trên thế giới như Mỹ, EU, Nhật Bản, Trung Quốc và đã được hiệu chỉnh cho phù hợp với điều kiện Việt Nam Các kết quả thu được đã được tích hợp với hệ thống thông tin địa lý tạo ra các bản đồ chuyên đề Ngoài ra các giá trị số của các sản phẩm viễn thám còn được lưu trữ dưới dạng nhị phân rất thuận tiện trong việc khai thác và sử dụng, (Viện khí tượng thủy văn, 2006)

1.1.6 Ưu điểm của công nghệ viễn thám

Công nghệ viễn thám là một phần của công nghệ vũ trụ, tuy mới phát triển nhưng đã nhânh chóng được áp dụng trong nhiều lĩnh vực và được phổ biến rộng rãi ở các nước phát triển Công nghệ viễn thám đã trở thành phương tiện chủ đạo cho công tác giám sát tài nguyên thiên nhiên và môi trường ở cấp độ từng nước, từng khu vực và trong phạm vi toàn cầu Khả năng ứng dụng công nghệ viễn thám ngày càng được

nâng cao, đây là lý do dẫn đến tính phổ cập của công nghệ này Viễn thám là khoa học thu nhận, xử lý và suy giải các hình ảnh thu nhận từ trên không của trái đất để nhận biết được các thông tin về đối tượng trên bề mặt trái đất mà không cần tiếp xúc nó Như vậy, viễn thám là phương pháp thu nhận thông tin khách quan về bề mặt trái đất

và các hiện tượng trong khí quyển nhờ các máy thu (sensor) được đặt trên máy bay, vệ tinh nhân tạo, tàu vũ trụ hoặc đặt trên các trạm quỹ đạo Công nghệ viễn thám có những ưu việt cơ bản sau:

- Độ phủ trùm không gian của tư liệu bao gồm các thông tin về tài nguyên, môi trường trên diện tích lớn của trái đất gồm cả những khu vực rất khó đến được như rừng nguyên sinh, đầm lầy và hải đảo;

- Có khả năng giám sát sự biến đổi của tài nguyên, môi trường trái đất do chu

kỳ quan trắc lặp và liên tục trên cùng một đối tượng trên mặt đất của các máy thu viễn thám Khả năng này cho phép công nghệ viễn thám ghi lại được các biến đổi của tài nguyên, môi truờng giúp công tác giám sát, kiểm kê tài nguyên thiên nhiên và môi trường;

- Sử dụng các dải phổ đặc biệt khác nhau để quan trắc các đối tượng (ghi nhận đối tượng), nhờ khả năng này mà tư liệu viễn thám được ứng dụng cho nhiều mục đích, trong đó có nghiên cứu về khí hậu, nhiệt độ của trái đất;

- Cung cấp nhânh các tư liệu ảnh số có độ phân giải cao và siêu cao, là dữ liệu

cơ bản cho việc thành lập và hiệu chỉnh hệ thống bản đồ quốc gia và hệ thống CSDL địa lý quốc gia

Với những ưu điểm trên, công nghệ viễn thám đang trở thành công nghệ chủ đạo cho quản lý, giám sát tài nguyên thiên nhiên và môi truờng ở nước ta hiện nay

- Theo dõi sự suy thoái và biến động rừng

- Nghiên cứu môi trường biển

- Thành lập bản đồ địa hình

- Xác định vị trí trong không gian của các vật thể bởi các phép đo trên ảnh

- Phân loại đất

- Giải đoán các mục đích đặc biệt trong quốc phòng, an ninh, quân sự,…

- Nghiên cứu tình hình ngập nước

- Theo dõi sự lấn chiếm của sa mạc

- Theo dõi sự di chuyển của các tảng băng ở các vùng cực

1.1.7.2 Ứng dụng công nghệ viễn thám để giám sát tài nguyên thiên nhiên

và môi trường ở Việt Nam

Đảng và Nhà nước ta đã khẳng định phát triển khoa học công nghệ là quốc sách hàng đầu, là nền tảng và động lực đẩy mạnh công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước Đẩy mạnh công nghiệp hoá đất nước là nội dung cơ bản của quá trình phát triển đất nước ta giai đoạn 2005 - 2020 với mục tiêu cụ thể là nước ta sẽ trở thành nước công nghiệp vào năm 2020 Để thực hiện mục tiêu trên, vấn đề có tính chất quyết định là đẩy mạnh ứng dụng và phát triển khoa học công nghệ, đưa khoa học công nghệ thực

sự trở thành nền tảng và động lực đẩy mạnh công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước Phát triển khoa học công nghệ nói chung và khoa học công nghệ viễn thám nói riêng phục vụ quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường đóng vai trò quan trọng cho sự nghiệp phát triển đất nước ta hiện nay, (Lê Minh, Nguyễn Xuân Lâm và ctv, 2002)

Theo Lê Minh, Nguyễn Xuân Lâm và ctv (2002), nhu cầu ứng dụng công nghệ viễn thám để quản lý tài nguyên thiên nhiên trước hết là tài nguyên đất, tài nguyên nước, tài nguyên khoáng sản, tài nguyên rừng, và giám sát môi trường ngày càng trở nên bức xúc và trở thành một trong các nhiệm vụ chủ đạo của ứng dụng và phát triển công nghệ của Bộ Tài nguyên và Môi trường Trong khi đó, việc ứng dụng công nghệ viễn thám để giám sát tài nguyên và môi trường ở nước ta trong thời gian qua tuy đã thu được một số kết quả song còn ít, tản mạn và trên thực tế chưa đáp ứng được nhu cầu Các ứng dụng công nghệ viễn thám chủ yếu mới tập trung vào lĩnh vực hiệu chỉnh bản đồ địa hình, thành lập một số bản đồ chuyên đề, bước đầu đề cập đến ứng dụng công nghệ viễn thám phục vụ quản lý đất đai và một số khía cạnh của môi trường Thực tế đó đòi hỏi phải đẩy mạnh ứng dụng rộng rãi công nghệ viễn thám phục vụ quản lý tài nguyên thiên nhiên và giám sát môi trường Để đạt được nhiệm vụ trên việc đầu tư công nghệ mới nhằm xây dựng đồng bộ hệ thống thu nhận, xử lý dữ liệu và áp dụng tư liệu ảnh vũ trụ là yêu cầu cần thiết và bức xúc với nước ta hiện nay Năm 2003

Thủ tướng Chính phủ đã đồng ý cho sử dụng nguồn vốn ODA của Cộng hòa Pháp để xây dựng Dự án Xây dựng Hệ thống Giám sát Tài nguyên thiên nhiên và Môi trường ở Việt Nam và giao cho Bộ Tài nguyên và Môi trường tổ chức thực hiện Trung tâm Viễn thám - Bộ Tài nguyên và Môi trường được giao chủ trì thực hiện Tháng 6 năm

2005 Trung tâm Viễn thám thuộc Bộ Tài nguyên và Môi trường được sự ủy quyền của

Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường đã ký hợp đồng với Công ty Hàng không Vũ trụ Châu Âu (EADS) tiến hành thực hiện dự án trong thời gian 3 năm Hệ thống giám sát Tài nguyên thiên nhiên và Môi trường bao gồm 3 thành phần:

- Trạm thu mặt đất cho phép thu trực tiếp từ vệ tinh ảnh Spot 2, 4 và 5 (các ảnh

có độ phân giải từ 2,5m, 5m, 10m và 20m), ảnh Envisat ASAR (radar) độ phân giải 30m và ảnh MERIS độ phân giải thấp 300m phục vụ cho nghiên cứu nhiệt độ và độ mặn nước biển;

- Trung tâm Dữ liệu Quốc gia có khả năng xử lý, phân tích, lưu trữ và phân phối các dữ liệu thu nhận được;

- Hệ thống ứng dụng dữ liệu (gồm 15 đơn vị) cho phép sử dụng các dữ liệu đã được xử lý ở Trung tâm dữ liệu vào các mục đích riêng của từng cơ quan, tổ chức Việc xây dựng Hệ thống Giám sát Tài nguyên và Môi trường đã mở ra thời kỳ phát triển mới của công nghệ viễn thám Trước mắt sẽ thu nhận các ảnh vệ tinh thông dụng

đã nêu ở trên đáp ứng rộng rãi, kịp thời các nhu cầu cơ bản về tư liệu viễn thám cho các ngành Sau một thời gian ứng dụng sẽ tiến hành nâng cấp để thu các vệ tinh đời mới có độ phân giải siêu cao đáp ứng nhu cầu ngày càng cao trong nhiều lĩnh vực và trong nhiều ngành kinh tế của đất nước

Thực tế đó đòi hỏi Trung tâm Viễn thám phải đẩy mạnh ứng dụng công nghệ viễn thám phục vụ quản lý tài nguyên và giám sát môi trường trên cơ sở phối hợp chặt chẽ với các đơn vị có liên quan trong và ngoài Bộ, (Lê Minh, Nguyễn Xuân Lâm và ctv, 2002)

Hiện nay, ở Việt Nam các cơ quan ứng dụng viễn thám sử dụng nhiều loại tư liệu ảnh vệ tinh, trong số đó các tư liệu vừa nêu trên là phổ biến Các tư liệu này mới được ứng dụng cho việc điều tra nghiên cứu các đối tượng trên đất liền như để hiệu chỉnh bản đồ tại Trung tâm Viễn thám, lập bản đồ địa chất tại Cục Địa chất Việt Nam

và Viện nghiên cứu Địa chất và Khoáng sản, sử dụng trong quản lý tổng hợp vùng bờ

ở Cục Bảo vệ Môi trường Tại các cơ quan ngoài Bộ, các tư liệu viễn thám được sử

dụng tại các Viện nghiên cứu và một số Trường Đại học Tuy nhiên, việc ứng dụng các tư liệu này chủ yếu cho việc quan sát sử dụng đất, môi trường, đô thị Cũng có một

số thí nghiệm ảnh viễn thám nghiên cứu về biển nhưng lẻ tẻ, chủ yếu tập trung ở một

số địa điểm ven bờ như Hải Phòng, Quảng Ninh, Nha Trang, Vũng Tàu Có một số đề tài nghiên cứu ứng dụng ảnh MODIS nghiên cứu các thông số trường nhiệt độ, sóng thì mới chỉ làm ví dụ chưa được kiểm chứng nghiêm túc, (Lê Minh, Nguyễn Xuân Lâm và ctv, 2002)

Các ứng dụng công nghệ viễn thám trên đất liền hiện nay đã khẳng định khả năng của công nghệ viễn thám Các nghiên cứu ban đầu ứng dụng công nghệ viễn thám nghiên cứu biển trong thời gian qua ở Việt Nam cùng với kinh nghiệm sử dụng công nghệ này ở nước ngoài là cơ sở để lựa chọn công nghệ viễn thám như một trong những giải pháp ưu tiên quan trọng trong việc xây dựng hệ thống trạm quan trắc tài nguyên môi trường và khí tượng thủy văn biển Việt Nam, (Lê Minh, Nguyễn Xuân Lâm và ctv, 2002)

Theo Lê Quang Trí và ctv (1999), ngành viễn thám đóng vai trò hết sức quan trọng là công cụ phục vụ và hỗ trợ đắc lực cho các ngành khác nhau như: Quân sự, quốc phòng an ninh, địa chất, mõ, môi trường, bản đồ, sản xuất nông nghiệp và các ngành khoa học kỹ thuật khác

Ngoài ra, ở Việt Nam hiện nay viễn thám đã được ứng dụng trong các lĩnh vực khác như:

- Nghiên cứu ở vùng núi Ba Vì và Tam Đảo về cấu trúc địa chất trong khuôn khổ một đề án với Canada 1998

- Cuối năm 1996 ảnh Radar được chụp từ vệ tinh RADARSAT và ERS được sử dụng để nghiên cứu ngập lụt, hiện trạng cơ cấu cây trồng ở Đồng Bằng Sông Cửu Long

- Sử dụng ảnh SPOT để nghiên cứu sự thay đổi sử dụng đất đai ở huyện Tân Thạnh tỉnh Long An, (Lê Quang Trí và ctv, 1996)

- Sử dụng ảnh SPOT để nghiên cứu sự thay đổi sử dụng đất đai ở huyện Vĩnh Lợi tỉnh Minh Hải, (Võ Tòng Anh, 1996)

- Sử dụng ảnh Radar đa thời gian để theo dõi diễn biến lũ ở Đồng Bằng Sông Cửu Long, (Võ Quang Minh, 1999)

1.1.8 Xử lý ảnh viễn thám

1.1.8.1 Giải đoán ảnh bằng mắt

a Đặc điểm của hình ảnh

Theo Võ Quang Minh (1999), ảnh có các đặc điểm sau:

- Bức ảnh là một sự thể hiện bằng hình ảnh không kể đến bước sóng hay thiết bị tạo ảnh được sử dụng để sản xuất ra nó

- Những tính chất thông thường của một bức ảnh gồm: tỷ lệ, độ sáng, tone ảnh,

độ tương phản và độ phân giải

+ Tỷ lệ: là tỷ số giữa hai đối tượng trên ảnh

+ Độ sáng: là lượng ánh sáng tác động vào mắt, đó là sự nhạy cảm với ánh sáng của chủ thể mà ta có thể xác định một cách tương đối

+ Tone ảnh: là sự khác nhau về độ sáng có thể hiệu chỉnh bằng thang độ xám có giá trị từ đen tới trắng

+ Tỷ số tương phản: là tỷ số giữa phần sáng nhất và phần tối nhất

+ Độ phân giải: là khả năng phân biệt hai đối tượng liền nhau gần hơn giới hạn phân giải sẽ xuất hiện như một đối tượng đồng nhất trên ảnh

+ Kiểu mẫu (pattern): là nhân tố quan trọng thể hiện sự sắp xếp của các đối tượng theo một qui định nhất định

+ Hình dạng (shape): là những đặc trưng bên ngoài tiêu biểu cho từng loại đối tượng

+ Kích thước (size): được xác định theo tỷ lệ ảnh và kích thước đo được trên ảnh

+ Bóng (shadow): ảnh vệ tinh thường chụp từ 9h30 đến 10h, căn cứ vào bóng râmtrên ảnh ta có thể xác định độ cao tương đối, từ đó có thể phân biệt đối tượng trên ảnh

+ Màu (colour) màu của đối tượng trên ảnh màu giả (FCC) giúp cho người giải đoán có thể phân biệt được nhiều đối tượng trên ảnh

+ Vị trí (size): là dấu hiệu quan trọng để phân biệt đối tượng Cùng một dấu hiệu ảnh, nếu ở các vị trí khác nhau có thể là các đối tượng khác nhau

- Các yếu tố địa kỹ thuật bao gồm:

+ Địa hình

+ Thực vật

+ Hiện trạng sử dụng đất

+ Mạng lưới, giao thông, sông suối

+ Các khe nứt lớn và các yếu tố dạng tuyến

+ Tổ hợp các yếu tố

1.1.8.2 Xử lý ảnh kỹ thuật số

Theo Võ Quang Minh (1999), ảnh thu được có các đặc điểm sau:

- Ảnh được ghi trên băng từ máy tính chúng được đọc và xử lý tạo nên hình ảnh

- Các ảnh bao gồm các phần tử nhỏ bé có cùng diện tích (được gọi là pixel)

- Các pixel được sắp xếp theo hàng, cột, vị trí bấc kỳ nào của một phần tử ảnh hay pixel đều được xác định tọa độ XY

- Mỗi pixel có một giá trị số tương ứng với các giá trị phản xạ phổ

- Giá trị DN ghi lại cường độ năng lượng điện từ rơi vào một phần tử phân giải

ở trên mặt đất mà diện tích có thể bằng 1 pixel

+ Khôi phục sự bỏ sót các đường quét theo qui luật

+ Khôi phục các đường chấm ngắt quãng theo qui luật

+ Hiệu chỉnh sự tán xạ của khí quyển

b Tăng cường chất lượng ảnh

- Mục đích: Giúp nâng cao chất lượng thông tin

- Phân loại có kiểm soát (superviced classification)

+ Là xác định một vùng nhỏ, là vị trí kiểm tra (training site) hay một điểm kiểm tra Vị trí kiểm tra thể hiện cho một tiêu chuẩn địa hình hay một lớp địa hình Các giá trị phổ của mỗi pixel ở trong vị trí kiểm tra được dùng để xác định cho các không gian quy định lớp đó Sau khi các cụm của các vị trí kiểm tra được xác định thì dựa vào các chỉ tiêu đó máy tính phân loại toàn bộ các pixel còn lại trong hình ảnh

+ Đặc điểm của phân loại có kiểm soát là các lớp đối tượng được xác định một cách rõ ràng dựa vào các tính chất của đối tượng xác định trên các vị trí kiểm tra Tuy nhiên trong thực tế có nhiều đối tượng khác nhau nhưng lại thể hiện phổ giống nhau Hay có nhiều dấu hiệu phổ khác nhau song nhưng lại thuộc về một đối tượng thay đổi tín hiệu phổ từng pixel Vì vậy cần phải có sự phân loại bằng việc kết hợp nhiều dấu hiệu phổ thể hiện một lớp đối tượng

- Phân loại không kiểm soát (unsuperviced classification)

+ Giá trị pixel trên mỗi hình ảnh đa số có thể phân chia được 256 cấp (từ 0 đến 255)

+ Dựa vào các pixel (sử dụng histogram) ta có thể tự động hóa phân chia hình ảnh ra nhiều lớp đối tượng Mỗi lớp đối tượng tương ứng với khoảng giá trị độ sáng nhất định

+ Sự phân loại này chỉ cho thấy sự khác biệt về giá trị độ sáng giữa các nhóm pixel trên ảnh chứ không xác định chính xác bản chất hay tên gọi của chúng

+ Do đó sự phân loại không kiểm tra chỉ cho kết quả giả thuyết ban đầu

d Chuyển đổi ảnh

Chỉ số thực vật:

- Dùng giá trị ngưỡng thông qua giải đoán ảnh, phân tích biểu đồ tần số xuất hiện của ảnh

- Phát hiện các vùng bao phủ trên ảnh theo ngưỡng giới hạn lấy từ pixel, các pixel giá trị nhỏ hơn ngưỡng nào đó gọi là giá trị ngưỡng

- Phân tích sự thay đổi của một loạt ảnh theo thời gian:

+ Các ảnh có sự thay đổi cung cấp thông tin về sự biến đổi theo mùa hoặc các thay đổi khác Các thông tin này được tách ra bằng sự so sánh 2 hay nhiều ảnh của một vùng hay việc thu thập ảnh theo thời gian Bước đầu tiên phải xác định tọa độ hình ảnh tại một thời điểm trên cơ sở các điểm kiểm tra mặt đất Tiếp theo sự xác định khối lượng đó là trừ số lượng các pixel của ảnh được nhận trước hoặc sau thời điểm đó Các giá trị sau khi trừ có thể dương, âm hoặc bằng 0 (bằng 0 là không có sự thay đổi)

+ Tiếp theo là đánh dấu các giá trị nhỏ đó như một hình ảnh với độ xám trung gian thể hiện bằng 0 Màu đen và màu trắng là sự thay đổi âm cực đại hoặc dương cực đại Phương pháp kéo dãn độ tương phản được sử dụng để nhấn mạnh sự khác biệt đó Phương pháp này rất có ích cho việc nghiên cứu các quá trình biến đổi, trên cơ sở phân tích các tư liệu viễn thám như: sự biến đổi nhiệt, sự biến đổi mùa màng, biến đổi lượng phù sa của các dòng sông, sự thay đổi các mạng lưới sông suối, biến đổi diện tích các đơn vị sử dụng đất

1.2 GIỚI THIỆU VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS)

1.2.1 Định nghĩa

Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là một kỹ thuật quản lý thông tin dựa vào máy tính được sử dụng bởi con người vào mục đích lưu trữ, quản lý và xử lý các số liệu thuộc về địa lý hoặc không gian nhằm phục vụ cho các mục đích khác nhau, (Võ Quang Minh, 1999)

Ngoài ra hệ thống thông tin địa lý GIS còn được định nghĩa như một hệ thống dùng để xử lý số liệu dưới dạng số dùng cho việc phân tích và quản lý các số liệu thuộc về địa lý, được kết hợp với các hệ thống phụ để nhập và truy xuất các dữ liệu, nó

có khả năng nhập, lưu trữ, mô tả và khôi phục hay biểu thị những số liệu không gian, (Võ Quang Minh, 1999)

Theo Trần Vĩnh Phước (2003), hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống tự động thu thập, lưu trữ, phân tích và hiển thị dữ liệu về đối tượng, các hiện tượng các

sự kiện của thế giới thực theo không gian và thời gian thực

Theo Bộ Tài nguyên và Môi trường (2004), hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System viết tắt là GIS) là một hệ thống bao gồm các dữ liệu

hình học và phi hình học được liên kết với nhau thể hiện trên các lớp bản đồ dưới dạng

số, ảnh quét, các băng ghi hoặc các bảng biểu nhằm phục vụ cho việc nghiên cứu chi tiết và đánh giá địa hình; lập kế hoạch và thiết kế các công trình; đảm bảo việc xây dựng và cải tạo các điểm dân cư, các khu công nghiệp; lắp đặt các đường ống, các tuyến đường thông tin, các đường dây tải điện,…phục vụ cho công tác quản lý nhà nước góp phần nâng cao năng xuất, chất lượng và tạo nên một nguồn thông tin tích lũy rất cần thiết Đây là nguồn thông tin rất quan trọng để đưa ra các luận cứ khoa học phục vụ công tác xây dựng định hướng chiến lựợc phát triển kinh tế - xã hội lâu dài cho cả vùng

Theo Godilano và Carangal (1991), GIS là hệ thống các thông số, dùng cho việc phân tích và tính toán các dữ liệu trong phạm vi dữ liệu địa lý, với sự kết hợp với các hệ thống phụ cho việc số hóa bản đồ cho người sử dụng biết nội dung để hoàn thành quyết định Nó tiêu biểu cho một hệ thống, hệ thống này là nền tảng máy tính cho việc quản lý số liệu thuộc về không gian và không thuộc về không gian

1.2.2 Xu hướng phát triển của GIS

Theo Vũ Duy Mẫn (2002), trong thiên niên kỹ mới, có thể khẳng định GIS sẽ được chấp nhận một cách vô cùng rộng rãi trong xã hội và trên toàn thế giới Những người dùng GIS sẽ có nhiều lợi thế hơn so với những người không dùng Công nghệ GIS sẽ phát triển đồng nhịp với sự tăng trưởng về khă năng và giá của các thiết bị máy tính, hệ điều hành và đường truyền thông

Tích hợp chức năng GIS vào các phần mềm ứng dụng chuẩn, thí dụ như bảng tính điện tử Các nhà cung cấp GIS đã phổ biến các thư việntiện ích bản đồ, các bản

đồ số hóa và các tập dữ liệu địa lý mở đường cho những người viết chương trình tích hợp được các chức năng GIS vào các phần mềm ứng dụng Kỹ thuật GIS, GPS và ảnh viễn thám cùng được đưa vào các ứng dụng phổ biến của công nghệ thông tin, chúng không còn là những thứ riêng biệt mà hội nhập thành một thị trường với những họ sản phẩm cung cấp một cách rất tiện lợi các giải pháp cho người dùng

GIS có chức năng phân tích dữ liệu không gian, đó là tiêu chuẩn phân biệt chúng với các hệ xử lý số liệu khác Phân tích dữ liệu không gian bao gồm một dãi các chức năng từ đơn giản đến phức tạp

Thiên niên kỷ mới sẽ chứng kiến những tiến bộ đáng kể của các công cụ quản

lý GIS tạo khả năng phân tích quy trình làm việc, xác định các sản phẩm thông tin cần

thiết, mô hình hóa và phân tích quy trình dữ liệu, để cài đặt các hệ thống thích hợp với các mục tiêu chiến lược của tổ chức

1.2.3 Ứng dụng Hệ thông tin địa lý và Viễn thám trong quản lý môi trường

và tài nguyên ở Việt Nam

Việc sử dụng kết hợp Viễn thám và GIS cho nhiều mục đích khác nhau đã trở nên rất phổ biến trên toàn thế giới trong khoảng 30 năm trở lại đây GIS bắt đầu được xây dựng ở Canada từ những năm sáu mươi của thế kỷ 20 và đã được ứng dụng ở rất nhiều lĩnh vực khác nhau trên toàn thế giới Sau khi vệ tinh quan sát trái đất Landsat đầu tiên được phóng vào năm 1972, các dữ liệu viễn thám được xem là nguồn thông tin đầu vào quan trọng của GIS nhờ những tiến bộ về kỹ thuật của nó Ngày nay, trái đất được nghiên cứu thông qua một dải quang phổ rộng với nhiều bước sóng khác nhau từ dải sóng nhìn thấy được đến dải sóng hồng ngoại nhiệt Các thế hệ vệ tinh mới được bổ sung thêm các tính năng quan sát trái đất tốt hơn với những quy mô không gian khác nhau Vệ tinh cung cấp một lượng thông tin khổng lồ và phong phú về các phản ứng quang phổ của các hợp phần của trái đất như: đất, nước, thực vật Chính các phản ứng này sau đó sẽ phản ánh bản chất sinh lý của trái đất và các hiện tượng diễn ra trong tự nhiên bao gồm cả các hoạt động của con người Chủ đề phát triển chính của viễn thám trong một thời gian dài chính là môi trường và tầm quan trọng của nó trong lĩnh vực này đã tăng lên nhânh chóng trong một vài năm gần đây, (Askne, 1995) Trong khi đó mục tiêu chính của việc sử dụng GIS là tạo ra những giá trị mới cho các thông tin hiện có thông qua phân tích không gian - thời gian và mô hình hoá các dữ liệu có tọa độ Nhờ khả năng phân tích không gian - thời gian và mô hình hoá, GIS cho phép tạo ra những thông tin có giá trị gia tăng cho các thông tin được triết xuất từ dữ liệu vệ tinh, (Burrough và cộng sự, 1998)

Ảnh viễn thám, ảnh hàng không là những tư liệu quý để tìm hiểu sự thay đổi sử dụng đất, độ che phủ đất về số lượng, vị trí phân bố trên một khu vực trong những thời điểm khác nhau, hay so sánh giữa 2 khu vực Trên Thế giới GIS được sử dụng phổ biến để xây dựng mô hình sử dụng đất và quan trắc, dự báo các thay đổi các thảm che phủ và địa hình (Elena và cộng sự, 2001; Kok và cộng sự, 2001; McDonalda và cộng

sự 2002; Stephenne và Lambin, 2001), so sánh các hệ sinh thái nông nghiệp (Stein và Ettema, 2003), quan sát các sự thay đổi về hệ thống canh tác theo địa hình (Nelson, 2001; Schoorl và Veldkamp, 2001) Đặc biệt trong những năm gần đây, nhiều nghiên

cứu trong nước đã ứng dụng công nghệ GIS và viễn thám trong nghiên cứu chiến lược của người nông dân trong sự thay đổi đa dạng của hệ canh tác nương rẫy dưới các tác động của điều kiện dân số, đất đai, chính sách và các nhu cầu về kinh tế xã hội của người dân, (Lê Trọng Cúc và Rambo, 2002; Jean-Christophe Castella và Đặng Đình Quang, 2002; Brabant P, Darracq S and Nguyễn Cẩm Vân (biên tập) 1999; Leisz và các cộng tác viên, 2003)

Ý tưởng tìm hiểu sự thay đổi sử dụng đất qua việc giải đoán ảnh viễn thám, kết hợp GIS, và điều tra khảo sát thực địa, là phương pháp mới trong áp dụng quản lý nguồn tài nguyên được đặt thành mục tiêu của đề tài và cũng giúp cho các nghiên cứu

sẽ có thêm nhiều kinh nghiệm và học hỏi thêm được nhiều công nghệ mới, đúng như mục đích ban đầu của Diễn Đàn Vùng Cao (VUF) đặt ra, (Nguyễn Văn Cự, 2002)

1.3 GIỚI THIỆU VỀ VỆ TINH WORLD VIEW

Ngày 18/9/2007 một vệ tinh viễn thám đời mới độ phân giải siêu cao World View 1 đã được phóng lên quỹ đạo bằng tên lửa đẩy Delta 2 từ căn cứ không quân Vandenberg, California Mỹ

Hình 1.4 Vệ tinh viễn thám có độ phân giải siêu cao World View 1

Vệ tinh World View 1 có quỹ đạo cận cực, bay một vòng quanh Trái đất mất 95 phút, là vệ tinh thương mại ảnh độ phân giải siêu cao sẽ cung cấp các ảnh vệ tinh có độ phân giải mặt đất cỡ 50cm, mà chưa có vệ tinh dân sự nào cho tới ngày hôm nay có thể cung cấp được ảnh có độ phân giải cao tới như vậy

Tên lửa đẩy Delta 2 đưa vệ tinh World View 1 lên quỹ đạo Chính phủ Mỹ là khách hàng tiềm năng lớn nhất cần ảnh World View 1 cho việc quan sát các vùng trọng điểm và cho mục đích dọ thám Ngoài ra hiện nay các nhu cầu về các loại ảnh như vậy cho mục đích giám sát việc thực hiện quy hoạch đô thị, đánh giá

bất động sản, giám sát môi trường và các người sử dụng Google Earth ngày càng tăng cao

Digital Globe, trụ sở đóng tại Longmont, Colorado đã vận hành vệ tinh Quick Bird gần 6 năm nay, nay với sự có mặt của World View 1 sẽ cho phép nâng cao khả năng thu chụp ảnh vệ tinh độ phân giải siêu cao lên gấp 5 lần Bởi vì 2 vệ tinh này bay đồng thời trên quỹ đạo cho phép chụp ảnh một vị trí bất kỳ trên mặt đất hàng ngày thay vì phải mất từ 3 đến 5 ngày như trước kia mới chụp lặp lại được Ngoài ra trên vệ tinh này sử dụng một loại hệ thống con quay điều khiển định vị đặc biệt, lần đầu tiên ứng dụng cho vệ tinh dân sự, cho phép vệ tinh định vị điểm chụp ảnh nhânh hơn vệ tinh Quick Bird cũ gấp 10 lần, nhờ đó mà việc chụp ảnh sẽ được nhânh hơn, chụp được nhiều ảnh hơn trên quỹ đạo Digital Globe dự định sẽ công bố bức ảnh đầu tiên của World View 1 sau 1 tháng, đúng diệp kỷ niệm 6 năm phóng Quick Bird cũng bằng tên lửa đẩy Delta 2 từ Vandenberg

Vệ tinh Quick Bird cung cấp các ảnh 0,6m vệ tinh World View 1 cho các bức ảnh có độ phân giải cao hơn 0,5m Đối với việc khai thác thông tin ảnh, đây là một bước tiến mới về độ phân giải Các khách hàng của World View 1 sẽ là Cục tình báo Ảnh vệ tinh độ phân giải siêu cao cũng sẽ được sử dụng rộng rãi cho nhiều mục đích khác trong đó có những ứng dụng mới như để lập bản đồ sinh thái, theo dõi sự biến đổi sinh thái liên quan đến đời sống của các thú vật lớn có thể nhìn thấy trên ảnh như voi Digital Globe hy vọng sẽ vận hành vệ tinh Quick Bird độ 2 năm nữa Vệ tinh World View 1 được thiết kế tuổi thọ khoảng 7,5 năm Công ty Ball Aerospace đang tiếp tục sản xuất vệ tinh World View 2, dự kiến phóng lên quỹ đạo khoảng cuối năm 2008

Vệ tinh World view 1 là sản phẩm của sự hợp tác giữa công ty Ball Aerospace

và tập đoàn công nghệ với bộ phận cảm biến hình ảnh được cung cấp bởi tập đoàn ITT, nó có tính năng vượt trội và hệ thống hình ảnh toàn sắc cung cấp các ảnh có độ phân giải 0.5m với số lần quay chụp lại là 1.7 ngày Vệ tinh World view 1 có khả năng thu chụp ảnh lên tới 750,000 km2 (tương ứng với 290,000 dặm vuông) mỗi ngày với ảnh có độ phân giải 50cm Tần số quay chụp lại cho phép nâng cao khả năng chụp ảnh, tăng cường các thiết bị dọ thám và góp phần hỗ trợ cho việc cập nhật bản đồ Vệ tinh này cũng cho phép việc quay chụp, lưu trữ và kết nối các hình ảnh toàn cầu một cách thường xuyên hơn so với bất cứ một vệ tinh hình ảnh thương mại nào khác trong quỹ đạo, đồng thời cho phép sao chụp ảnh, lưu trữ và gửi ảnh tới các khách hàng có yêu

càu gấp về thời gian World view 1 cũng có khả năng đáp ứng tính chính xác cao về vị trí địa lí và có tốc độ nhânh nhất từ trước tới nay

Vệ tinh Worldview 1 là một trong hai vệ tinh thế hệ mới của công ty Digital Globe được phóng lên trong thời gian gần đây Vào cuối năm 2008, công ty Ball Aerospace và tập đoàn công nghệ phối hợp cùng tập đoàn ITT sẽ hoàn tất World view

2, nâng tổng số vệ tinh của Digital Globe trên quỹ đạo lên thành ba và giúp công ty này có khả năng cung ứng trực tiếp thiết bị quay chụp ảnh lên đến 1 triệu km2 một ngày với hình ảnh có độ phân giải cao đến khách hàng trên toàn thế giới Thêm vào đó World view 2 cũng sẽ cung cấp ảnh đa phổ 8 kênh với màu sắc trung thực và có ứng dụng quang phổ cao trong việc lập bản đồ và giám sát thị trường

1.4 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM ENVI

Hình 1.5 Biểu tượng phần mềm ENVI ENVI là phần mềm lí tưởng để trực quan hoá, phân tích và biểu diễn ảnh số ENVI có tất cả các tính năng để xử lí ảnh hoàn thiện, bao gồm: công cụ sửa chữa hình học; phân tích địa hình; phân tích rađa; dạng raster và vector của GIS và được hỗ trợ hình ảnh từ nhiều nguồn khác nhau

ENVI chuyên hiển thị ảnh, có khả năng phân tích đa phổ cho hình ảnh quét của SPOT, TM Ngoài ra ENVI còn có chức năng hiển thị vector

Các chức năng cơ bản của ENVI:

- Hiển thị ảnh

- Tách chiết các thông tin phổ

- Tạo hình ảnh chuyển động

- Hiển thị hình ảnh với mạng lưới

- Phân loại ảnh đa phổ

- Các chức năng phân loại theo Mask

- Hiệu chỉnh bức xạ

- Tạo lập các đồ thị

- Tạo hình ảnh nhiều chiều

- Xử lý hình ảnh Radar

- Xử lý thông tin phổ tạo các ảnh chỉ số: chồng xếp các band, tạo ảnh tỉ số

- Các định dạng dữ liệu: xây dựng theo hệ thống ASCII, có thể nhập và xuất dữ liệu ảnh ở định dạng IMG và bảng dữ liệu ở định dạng GRD

ENVI (The Enviroment for Visualizing) là một phần mềm xử lý ảnh khá mạnh,

hệ thống này được thiết kế để đáp ứng yêu cầu của các nhà nghiên cứu có nhu cầu sử dụng dữ liệu ảnh viễn thám (Remote Sensing-RS), bao gồm các loại ảnh vệ tinh (Satellite) và ảnh máy bay (aircraft) ENVI hiển thị và phân tích ảnh với nhiều kiểu dữ liệu và kích cỡ ảnh khác nhau, tất cả trong một môi trường giao diện thân thiện với người sử dụng, (Trần Nguyễn Ánh, 2007)

ENVI có một thư viện khá đầy đủ các thuật toán xử lý dữ liệu ảnh cùng với giao diện cửa sổ đồ hoạ - Tương tác thân thiện với người sử dụng Phần mềm hỗ trợ các công cụ để thực hiện một số chức năng chính như: chuyển đổi dữ liệu (transforms), lọc ảnh (filtering), phân loại ảnh (Classification), đăng ký hệ lưới chiếu (registration) và hiệu chỉnh hình học (Geometric corections), các công cụ phân tích phổ, các công cụ sử dụng cho ảnh Radar, (Trần Nguyễn Ánh, 2007)

ENVI hỗ trợ cho phép xử lý những dữ liệu không phải là dữ liệu chuẩn, hiển thị

và phân tích những ảnh lớn, và cũng cho phép mở rộng khả năng phân tích dữ liệu bởi các hàm của người dùng, (Trần Nguyễn Ánh, 2007)

Ngoài ra, ENVI cho phép làm việc với từng kênh phổ riêng lẻ hoặc toàn bộ ảnh Khi một file ảnh được mở, mỗi kênh phổ của ảnh đó có thể được thao tác với tất cả các chức năng hiện có của hệ thống Với nhiều file ảnh được mở, ta có thể dễ dàng lựa chọn các kênh từ các file ảnh để xử lý cùng nhau, (Trần Nguyễn Ánh, 2007)

Theo Trần Nguyễn Ánh (2007), ENVI có các công cụ chiết tách phổ, sử dụng thư viện phổ, và các chức năng chuyên cho phân tích ảnh phân giải phổ cao (High resolution imges) ENVI được thiết kế dựa trên ngôn ngữ lập trình IDL (Interactive Data Language) IDL là ngôn ngữ lập trình có cấu trúc và cung cấp khả năng thích hợp giữa xử lý ảnh và khả năng hiển thị với giao diện đồ họa dễ sử dụng Tính linh hoạt và mềm dẻo của ENVI phần lớn nhờ vào khả năng của IDL Các dạng dữ liệu của ENVI:

- Dữ liệu ảnh (dữ liệu Raster):

+ ENVI cho phép sử dụng hàng loạt loại ảnh khác nhau (ảnh Landsat, ảnh Spot, ảnh Ikonos, ảnh NOAA, ảnh Radar ) Theo nhiều khuân dạng dữ liệu khác nhau như (tiff, geotiff Jpeg, bmp ) Dữ liệu ảnh ENVI thường được lưu thành file *.img, kèm

theo mỗi file ảnh là một file lưu thông tin chung về ảnh *.hdf ENVI có thể làm việc với các file dữ liệu đầy đủ hoặc chỉ là tập con của chúng Phần mềm có các công cụ để xử lý các ảnh toàn sắc (panchromatic images), AVHRR, dữ liệu Landsat MSS, dữ liệu Landsat TM, dữ liệu của hệ thống SAR Các công cụ AVHRR cho phép hiển thị các dữ liệu thiên văn, hiệu chỉnh dữ liệu, nắn chỉnh hình học và tính toán nhiệt độ bề mặt Các hàm xử lý ảnh Landsat cho phép khử độ nghiêng (de-skewing) và chỉnh sửa tỷ lệ co (aspect ratios) cho dữ liệu MSS, bóc tách và chỉnh sửa nhiễu khí quyển, xác định hệ số phản xạ Các công cụ để hiệu chỉnh dữ liệu hồng ngoại nhiệt cũng được phát triển trong ENVI

+ Mặt khác, ENVI cũng hỗ trợ xử lý các dữ liệu ảnh có định dạng chuẩn như: ASCII, BMP, JPEG,TIFF/GeoTIFF, HDF, PDS, PNG, SRF, vv…

- Dữ liệu đồ hoạ ( dữ liệu Vector):

+ ENVI có khả năng tích hợp và làm việc với dữ liệu đồ hoạ từ các khuân dạng khác nhau như: ArcView Shape file, Arc/Info, Mapinfo, Microstation, AutoCAD…Dữ liệu đồ hoạ cuả ENVI thường được lưu thành file *.evf

Hình 1.6 Thanh menu chính của phần mềm ENVI + ENVI cung cấp khả năng truy cập vào các file ảnh hay từng kênh phổ của file ảnh Cửa sổ Available Bands List (Hình 1.7) liệt kê các kênh phổ của tất cả các file ảnh đang được mở trong ENVI Người sử dụng có thể chọn từng kênh phổ để hiển thị cũng như lựa chọn chế độ hiển thị ảnh cấp độ xám hay ảnh màu

Hình 1.7 Danh sách các kênh phổ đang làm việc (Available Bands List)

+ ENVI cho phép mở nhiều ảnh trên nhiều cửa sổ cùng một lúc Khi một ảnh đã được mở trong ENVI, có ba cửa sổ sẽ hiển thị lên màn hình Image Window, Scroll Window và Zoom Window Ba cửa sổ này được liên kết chặt chẽ với nhau, việc thay đổi ở cửa sổ này sẽ kéo theo những thay đổi tương ứng ở các cửa sổ còn lại Tất cả các cửa sổ đều có thể thay đổi kích thước bằng cách chọn và kéo chuột trái ở góc cửa sổ hiển thị

+ Thông thường, mỗi ảnh được hiển thị trên 3 cửa sổ được giới thiệu sau đây:

¾ Main Image Window (Hình 1.8a): Cửa sổ này hiển thị một phần của ảnh ở

độ phân giải của dữ liệu gốc với tỷ lệ 1:1 Ô vuông trong cửa sổ này chỉ ra

vị trí được hiển thị phóng đại trong cửa sổ Zoom Window Để thay đổi vị trí hiển thị của cửa sổ phóng đại Zoom Window, chỉ chuột vào ô vuông đỏ trong Image Window, giữ chuột trái và di chuyển đến vị trí cần quan sát, hình ảnh trên Zoom Window sẽ được cập nhật ngay khi thả chuột

Hình 1.8b Cửa sổ Scroll Hình 1.8a Cửa sổ Image

Hình 1.8c Cửa sổ Zoom Hình 1.8 Các cửa sổ hiện thị dữ liệu ảnh trong ENVI (Ảnh khu vực vườn quốc gia U Minh hạ)

¾ Scroll Window (Hình 1.8b): Trong trường hợp toàn bộ tâm ảnh không hiển thị hết trên cửa sổ Main Image, cửa sổ Scroll được mở ra để hiển thị toàn bộ bức ảnh với độ phân giải thấp hơn Khung màu đỏ trên cửa sổ Scroll xác định vùng ảnh được hiển thị trên cửa sổ Main Image

¾ Zoom Window (Hình 1.8c): Hiển thị một phần được phóng đại của ảnh Hệ

số phóng đại được hiển thị trong ngoặc trên thanh tiêu đề của Zoom Window Vùng được phóng đại được xác định bằng hình vuông đỏ trên Image Window

Các ưu điểm của ENVI được thể hiện ở cách tiếp cận trong công tác xử lý ảnh,

đó là việc kết hợp các kỷ thuật dựa trên kênh phổ và kỹ thuật dựa trên tập tin Khi dữ liệu được mở, các kênh phổ được lưu vào danh sách chờ xử lý của chương trình, hoặc khi các tập tin được mở, các kênh phổ của các tập tin được xử lý như một nhóm ENVI

có tất cả các chức năng xử lý ảnh cơ bản, trong chế độ tương tác với người sử dụng về

đồ họa Đặc biệt trong khi xử lý, ENVI không có giới hạn về kênh phổ được xử lý đồng thời do vậy các dữ liệu ảnh siêu phổ cũng có thể dược xử lý và phân tích bằng ENVI Hiện nay, ENVI phiên bản mới có nhiều cải tiến hơn so với phiên bản trước, có thêm nhiều chức năng và đặc biệt là tốc độ đọc và xử lý dữ liệu nhânh hơn nhiều so với phiên bản trước, (Lê Văn Trung và ctv, 2006)

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG TIỆN – PHƯƠNG PHÁP 2.1 PHƯƠNG TIỆN

2.2 PHƯƠNG PHÁP

Phương pháp để thực hiện đề tài là sử dụng phần mềm ENVI giải đoán ảnh viễn thám khu vực vườn quốc gia U Minh hạ - Cà Mau được chụp từ vệ tinh World View 1

2.2.1 Thu thập dữ liệu

- Thu thập ảnh viễn thám: ảnh vệ tinh World View 1 được chụp ngày 21 tháng

01 năm 2008 khu vực vườn quốc gia U Minh hạ - Cà Mau

- Thu thập bản đồ về vùng nghiên cứu như: Bản đồ khu vực rừng tràm tỉnh Cà Mau ( Bộ Môn Khoa Học Đất & QLĐĐ)

- Các số liệu, tài liệu về diện tích, dân số, điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội, của vùng nghiên cứu được tham khảo từ các tài liệu do UBND tỉnh Cà Mau cung cấp

2.2.2 Các bước xử lý ảnh, bản đồ

Ảnh viễn thám được phân tích trên phần mềm ENVI với các bước:

- Để có thể tiến hành việc giải đoán ảnh thì ảnh phải được xử lý như: Che ảnh,

nắn ảnh, tăng cường chất lượng ảnh: Tăng cường độ tương phản, lọc ảnh

- Giải đoán hiện trạng rừng khu vực vườn quốc gia U Minh hạ theo phương pháp phân loại không kiểm tra

- Kết hợp giữa kết quả ảnh đã được giải đoán bằng phương pháp phân loại không kiểm tra và ảnh ban đầu (ảnh chưa giải đoán) để chọn điểm điều tra khảo sát (dựa vào đặt điểm và độ sáng của các đối tượng trên ảnh)

- Tiến hành đi khảo sát thực địa với các vị trí được chọn để kiểm tra và ghi nhận