Nghiên cứu đặc điểm thay đổi lớp phủ thảm thực vật rừng tại khu bảo tồn thiên nhiên kẻ gỗ phục vụ công tác quản lý rừng

Sự biến động lớp phủ sẽ dễ dàng được phát hiện từ ảnh vệ tinh, tích hợp và xử lí các lớp thông tin qua các năm sẽ đánh giá được biến động trong giai đoạn nghiên cứu, từ đó làm sáng tỏ mố

và TS Trần Quang Bảo, những người trực tiếp hướng dẫn khoa học, truyền đạt kiến thức và kinh nghiệm quý báu cho tôi trong thời gian học tập cũng như trong quá trình hoàn thành luận văn

Tôi cũng chân thành cảm ơn ban lãnh đạo và cán bộ Khu bảo tồn Thiên nhiên Kẻ Gỗ, Chi cục Kiểm lâm Hà Tĩnh, Sở Nông nghiệp và Phát triển Nông Thôn

Hà Tĩnh, Đoàn điều tra quy hoạch Hà Tĩnh đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình thu thập số liệu để hoàn thiện luận văn của mình

Xin chân thành cảm ơn các đồng nghiệp và người thân trong gia đình đã động viên, giúp đỡ tôi trong thời gian học tập và hoàn thành luận văn này

Mặc dù đã nỗ lực làm việc, nhưng do trình độ và thời gian hạn chế nên luận văn không tránh khỏi những thiếu sót Tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp xây dựng của các nhà khoa học, thầy cô và bạn bè đồng nghiệp để bản luận văn được hoàn thiện hơn

Tác giả xin chân thành cảm ơn!

Hà nội, ngày 25 tháng 09 năm 2010

Tác giả

Trần Hữu Hùng

MỤC LỤC

Trang phụ bìa

Lời cảm ơn i

Danh mục các từ viết tắt ………

Danh mục các bảng ……… v

Danh mục các hình ……… vi

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3

1.1 Lịch sử nghiên cứu trên thế giới 3

1.2 Lịch sử nghiên cứu ở Viê ̣t Nam 8

Chương 2 CƠ SỞ KHOA HỌCỦA PHƯƠNG PHÁP VIẾN THÁM VÀ KỸ THUẬT XỬ LÝ SỐ 13

2.1 Khái niệm về kỹ thuật viễn thám, tư liệu ảnh số 13

2.1.1 Quang phổ điện từ 15

2.1.2 Phổ phản xạ của một số đối tượng tự nhiên chính 16

2.1.3 Khái niê ̣m về tư liê ̣u ảnh số và phương pháp phân loa ̣i 23

2.2 Cơ sở khoa học của kỹ thuật viễn thám 31

2.2.1 Cơ sở vất lý 31

2.2.2 Cơ sở sinh vật học 31

2.2.3 Cơ sở sinh lý học 31

2.3 Lựa cho ̣n tư liê ̣u viễn thám 32

Chương 3 MỤC TIÊU - NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 38 3.1 Mục tiêu 38

3.1.1 Mục tiêu chung 38

3.1.2 Mục tiêu cụ thể 38

3.2 Nội dung 38

3.3 Phạm vi nghiên cứu 38

3.4 Phương pháp nghiên cứu 39

3.4.1 Phương pháp thu thâ ̣p số liê ̣u 39

3.4.2 Phương pháp xử lý số liê ̣u 39

Chương 4 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN - KINH TẾ - XÃ HỘI 41

4.1 Vị trí địa lý, điều kiện tự nhiên 41

4.1.1 Vị trí địa lý 41

4.1.2 Địa hình 41

4.1.3 Khí hậu, thuỷ văn 41

4.1.4 Đất đai thổ nhưỡng 42

4.1.5 Tài nguyên sinh vật 42

4.2 Tình hình dân sinh, kinh tế, xã hội và các vấn đề liên quan 43

4.2.1 Tình hình dân sinh kinh tế 43

4.2.2 Cơ sở hạ tầng 44

4.2.3 Tiềm năng kinh tế 44

Chương 5 KẾT QUẢ VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ 45

5.1 Nghiên cứu đặc điểm các trạng thái rừng và tư liệu ảnh SPOT5 của khu vực nghiên cứu 45

5.1.1 Tư liệu ảnh, bản đồ và thông số kỹ thuật của ảnh SPOT-5 45

5.1.2 Xây dựng bộ khóa giải đoán ảnh 49

5.2 Đặc điểm biến động các kênh phổ trong khu vực nghiên cứu 52

5.3 Nghiên cứu phương pháp xây dựng bản đồ phân bố trạng thái rừng trên tư liệu ảnh SPOT 5 56

5.3.1 Nghiên cứu phương pháp phân loại rừng 56

5.3.2 Xác định ngưỡng phân loại 60

5.3.3 Kiểm chứ ng thực tế và đánh giá độ chính xác của kết quả phân loa ̣i 61

5.4 Nghiên cứu đánh giá biến động các diện tích rừng tại khu vực nghiên cứu ………66

5.4.1.Đánh giá biến động tài nguyên rừng khu vực nghiên cứu 64

5.4.2 Phương pháp đánh giá biến động có sự kết hợp giữa công nghệ

viễn thám và GIS (RS&GIS) 65

5.4.3.Đề xuất quy trình thành lập bản đồ biến động 70

5.5 Một số giải pháp quản lý bảo vệ và phát triển rừng cho khu vực nghiên cứu 74

Chương 6 KẾT LUẬN - TỒN TẠI - KIẾN NGHI ̣ 77

6.1 Kết luâ ̣n 77

6.2 Tồn ta ̣i và kiến nghi ̣ ……….90 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC BẢNG

TT Tên bảng Trang

Bảng 2.1 Bảng tổng hợp thông số kỹ thuâ ̣t và khả năng ứng du ̣ng của mô ̣t số

loại ảnh viễn thám 34

Bảng 5.1: Một số thông số về các kênh phổ của ảnh SPOT-1;-2;-3 46

Bảng 5.2: Mô ̣t số thông số các kênh phổ của ảnh SPOT-4 47

Bảng 5.3 Diện tích các trạng thái trước giải đoán năm 2006 49

Bảng 5.4: Thống kê giá trị NDVI trung bình cho các đối tượng có trong khu vực nghiên cứu trên ảnh SPOT-5 năm 2009 54

Bảng 5.5: Ngưỡng phân loa ̣i NDVI 60

Bảng 5.6: To ̣a đô ̣ các điểm kiểm chứng và kết quả trùng khớp 62

Bảng 5.7: Tổng hợp kết quả kiểm chứng và tỷ lê ̣ trùng khớp 63

Bảng 5.8: Bảng ma trận biến động giữa các đối tượng giai đoạn 2006 - 2009 theo phương pháp RS&GIS 69

DANH MỤC CÁC HÌNH

TT Tên hình Trang

Hình 2.1: Sơ đồ các giải sóng của quang phổ điê ̣n từ ……… 17

Hình 2.2: Đường cong phản xa ̣ phổ của các đối tượng theo bước sóng 19

Hình 5.1: 2 mảnh của ảnh SPOT-5 năm 2009 khu vực nghiên cứu 45

Hình 5.2: Ảnh SPOT- 5 Toàn khu vực nghiên cứu năm 2009 46

Hình 5.3: Ảnh SPOT-5 năm 2009 sau khi cân bằng màu được ghép, cắt theo ranh giới khu Bảo Tồn Thiên Nhiên Kẻ Gỗ 48

Hình 5.4: Bộ khóa giải đoán các đối tượng có trong khu vực nghiên cứu 51

Hình 5.6: ẢnhNDVI năm 2009 khu vực nghiên cứu ( Xã Cẩm Mỹ ) 53

Hình 5.7 Đồ thị biểu diễn sự biến đổi NDVI qua các đối tượng ………56

Hình 5.8 Ảnh phân loa ̣i tổ hợp và diê ̣n tích các đối tượng theo NDVI 61

Hình 5.9 Bản đồ hiện trạng khu vực nghiên cứu năm 2006 67

Hình 5.10 Bản đồ biến động khu vực xã Cẩm Mỹ 70

Hình 5.11 Sơ đồ quy rình công nghệ thành lập bản đồ biến động tài nguyên rừng từ ảnh vệ tinh có độ phân giải ca 71

ĐẶT VẤN ĐỀ

Rừng là tài nguyên đóng một vai trò hết sức quan trọng đối với đời sống của con người và sinh vật Là một trong những tài nguyên vô cùng quý giá nhất

có thể phục hồi và bảo vệ môi trường toàn diện nhất Rừng làm trong lành khí quyển, điều tiết nguồn nước, hạn chế lũ lụt, hạn hán, xói mòn đất, ngăn cát bay, tạo nên một môi trường thuận lợi cho sản xuất và đời sống Trong đó lớp phủ thảm thực vật rừng đóng một vai trò hết sức quan trọng đối với các rừng đặc dụng là bảo tồn hệ sinh thái mẫu chuẩn và các loài động thực vật quý hiếm Sự thay đổi lớp phủ thảm thực vật rừng có thể làm mất đi hệ sinh thái mẫu chuẩn cũng như các lòai động thực vật quý hiếm do hoạt động của con người hay do các hiện tượng tự nhiên gây nên

Trong thờ i đa ̣i ngày nay với sự gia tăng dân số nhanh chóng và sự phát triển củ a khoa ho ̣c kỹ thuâ ̣t đã làm môi trường sống của con người bi ̣ biến đổi, sự

nóng lên của trái đất, lũ lu ̣t, ha ̣n hán, di ̣ch bê ̣nh gia tăng…là những minh chứng cho sự biến đổi môi trường sống Rừng với chức năng phòng hô ̣: điều hòa khí

hậu, làm sa ̣ch môi trường, nuôi dưỡng nguồn nước, duy trì chế đô ̣ thủy văn, chố ng xói mòn, bảo vê ̣ cải ta ̣o đất,…sẽ bảo vê ̣, duy trì và phu ̣c hồi môi trường

sống cho con người

Ở các nước phát triển, quá trình công nghiê ̣p hóa, đô thi ̣ hóa đã làm môi trường bi ̣ ô nhiễm, hủy diê ̣t nhiều diê ̣n tích rừng Ở các nước đang phát triển, với phương thức du canh, khai thác rừng quá mức đã hủy diê ̣t nhiều diê ̣n tích rừng có giá tri ̣ cả về mă ̣t kinh tế và sinh thái

Trong tình hình mới hiện nay để bảo vệ tốt những cánh rừng hiện có chúng ta cần tiếp tục đẩy mạnh hơn nữa việc nghiên cứu cũng như các hoạt động triển khai của công tác này theo một chương trình mang tính hệ thống cao, một

kế hoạch phát triển lâu dài Để thực hiện được công tác này đạt hiệu quả cao nhất, đảm bảo độ chính xác tin cậy cao, giảm chi phí các nguồn lực thì việc ứng dụng khoa học công nghệ kỹ thuật để quản lý các nguồn tài nguyên rừng là hết

sức cần thiết, trong đó có khoa ho ̣c kỹ thuâ ̣t viễn thám Kỹ thuâ ̣t viễn thám đã được ứng du ̣ng vào nhiều lĩnh vực nghiên cứu của Viê ̣t Nam đã mang la ̣i nhiều ứng du ̣ng to lớn trong quản lý tài nguyên Trong lĩnh vực lâm nghiê ̣p, kỹ thuâ ̣t viễn thám đã được sử du ̣ng để thành lâ ̣p các loa ̣i bản đồ hiê ̣n tra ̣ng rừng, phân loại tra ̣ng thái rừng, phân vùng tro ̣ng điểm cháy rừng, theo dõi diễn biến tài nguyên rừng, Tuy nhiên, sử du ̣ng các bức ảnh viễn thám có đô ̣ phân giải thấp

và phương pháp giải đoán ảnh bằng mắt hoă ̣c xác đi ̣nh vùng mẫu thường mang

lại kết quả có đô ̣ chính xác không cao, đă ̣c biê ̣t là với các đối tượng có biến đô ̣ng nhỏ thì khó phát hiê ̣n được

Kỹ thuâ ̣t giải đoán ảnh tự đô ̣ng dựa trên bô ̣ khóa ảnh sẽ có thể xác định nhanh các đối tượng và đánh giá được các biến đô ̣ng của chúng bằng việc sử

dụng các bức ảnh đa thời gian Ảnh vệ tinh được xem là một trong những nguồn thông tin có triển vọng cho việc theo dõi sự biến động của lớp phủ thảm thực vật rừng

Ban quản lý Khu bảo tồn thiên nhiên Kẻ gỗ là tiền thân của Ban quản lý rừng phòng hộ Kẻ Gỗ, ngoài nhiệm vụ quản lý và bảo vệ 21.758,9 ha rừng đặc dụng và 6.230,0 ha rừng phòng hộ đầu nguồn Kẻ gỗ còn quản lý và tổ chức sản xuất 6.566,3 ha rừng sản xuất Với mục tiêu bảo tồn tính đa dạng sinh học, bảo

vệ các loài động, thực vật quý hiếm, như: Gà lôi lam đuôi trắng ( Lophura hatinhensis), Gà lôi lam mào đen ( Lophura imperalis), Mang lớn, Hổ, Gấu, Sao

la, Vượn Má Hung và các loài động, thực vật khác; tạo nguồn sinh thuỷ, điều tiết nguồn nước cho công trình thuỷ lợi Kẻ Gỗ, đáp ứng nhu cầu nước tưới cho sản xuất nông nghiệp, nước sinh hoạt cho nhân dân

Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn đó, tôi thực hiê ̣n đề tài:“Nghiên cứu đặc điểm thay đổi lớp phủ thảm thực vật rừng tại khu bảo tồn thiên nhiên Kẻ Gỗ phục vụ công tác quản lý rừng”

Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Viễn thám là một ngành khoa học có lịch sử phát triển từ lâu, có mục đích nghiên cứu thông tin về một vật và một hiện tượng thông qua việc phân tích dữ liệu ảnh hàng không, ảnh vệ tinh, ảnh hồng ngoại nhiệt và ảnh radar Sự phát triển của khoa học viễn thám được bắt đầu từ mục đích quân sự với việc nghiên cứu phim và ảnh, được chụp lúc đầu từ khinh khí cầu và sau đó là trên máy bay

ở các độ cao khác nhau Ngày nay, viễn thám ngoài việc tách lọc thông tin từ ảnh máy bay, còn áp dụng các công nghệ hiện đại trong thu nhận và xử lý thông tin ảnh số, thu được từ các bộ cảm có độ phân giải khác nhau, được đặt trên vệ tinh thuộc quỹ đạo trái đất [24]

Sự biến động lớp phủ sẽ dễ dàng được phát hiện từ ảnh vệ tinh, tích hợp

và xử lí các lớp thông tin qua các năm sẽ đánh giá được biến động trong giai đoạn nghiên cứu, từ đó làm sáng tỏ mối quan hệ giữa sự suy thoái lớp phủ thực vật với sự phân bố và tập quán canh tác của các dân tộc khác nhau theo đơn vị cấp thôn bản Kết quả nghiên cứu sẽ là tư liệu quan trọng giúp các nhà quản lí, các nhà lãnh đạo cũng như những người làm công tác nghiên cứu có thể đưa ra những quyết định đúng đắn để giảm nhẹ những tác động tiêu cực của hoạt động canh tác ảnh hưởng đến lớp phủ thực vật cũng như phương hướng phát triển kinh

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) Định nghĩa này loại trừ những quan trắc về điện, từ và trọng lực vì những quan trắc đó thuộc lĩnh vực

địa vật lý, sử dụng để đo những trường lực nhiều hơn là đo bức xạ điện từ 1.1 Li ̣ch sử nghiên cứu trên thế giới

Lịch sử viễn thám cho thấy sự phát triển của kỹ thuật viễn thám luôn gắn liền với lỹ thuật chụp ảnh Bức ảnh hàng không đầu tiên đợc chụp vào năm 1839 Năm 1849 Alime Laussedat đã khởi đầu cho một chơng trình sử dụng ảnh cho

mục đích thành lập bản đồ địa hình Năm 1858 ngời ta đã sử dụng khinh khí cầu

để chụp ảnh từ trên không do Gaspard Felix Tournachon - nhà nhiếp ảnh người Pháp Tác giả đó sử dụng khinh khí cầu để đạt tới độ cao 80m, chụp ảnh vựng Bievre, Pháp Sang đầu thế kỹ 20 ngời ta đã thử nghiệm chụp ảnh từ trên không bằng máy bay và bức ảnh đầu tiên đợc chụp từ máy bay đã được Wilbur Wirght thực hiện năm 1909 trên vùng Centocalli - ITALIA Sự phát triển của nghành hàng không cho phép ta có thể lựa chọn chụp ảnh được những vùng mà ta lựa chọn

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 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 [24]

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 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 Năm 1956 việc thử nghiệm khả năng chụp ảnh từ máy bay đã được tiến hành trong việc phân loại và phát hiện các kiểu loại thực vật Năm

1930 được sự bảo trợ của cơ quan hàng không vũ trụ quốc gia hoa kỳ người ta

có thêr chụp được ảnh màu và đồng thời bắt đầu thực hiện nhiều cuộc nghiên

cứu nhằm tạo ra các lớp cảm quang nhạy với bức xạ gần hồng ngoại có tác dụng hữu hiệu trong việc loại bỏ ảnh hưởng tans xạ và mù khí quyển Sự phát triển của viễn thám được tóm tắt qua các thời kỳ và sự kiê ̣n sau [5]:

Thời gian (Năm) Sự kiện

1800 Phát hiện ra tia hồng ngoại

1839 Bắt đầu phát minh kỹ thuật chụp ảnh đen trắng

1847 Phát hiện cả dải phổ hồng ngoại và phổ nhìn thấy

1850-1860 Chụp ảnh từ kinh khí cầu

1873 Xây dựng học thuyết về phổ điện từ

1909 Chụp ảnh từ máy bay

1910-1920 Giải đoán từ không trung

1920-1930 Phát triển ngành chụp và đo ảnh hàng không

1930-1940 Phát triển kỹ thuật radar (Đức, Mỹ, Anh)

1940 Phân tích và ứng dụng ảnh chụp từ máy bay

1950 Xác định dải phổ từ vùng nhìn thấy đến

không nhìn thấy 1950-1960 Nghiên cứu sâu về ảnh cho mục đích quân sự

12-4-1961 Liên xô phóng thành công 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 nay Phát triển bộ cảm thu đo phổ, tăng dải phổ và số lượng kênh phổ, tăng độ phân giải của bộ cảm Phát triển nhiều kỹ thuật xử lý mới

Ngoài 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 trái đất có chất lượng cao, ảnh màu có kích thước 70mm, được chụp từ một máy tự động Vệ tinh khí tượng đầu tiên (TIR0S-1), được phóng lên quĩ đạo trái đất vào tháng 4 năm 1960, mở đầu cho việc quan sát và dự báo khí tượng Vệ tinh khí tượng NOAA, đã hoạt động từ sau năm 1972, cho ra

dữ liệu ảnh có độ phân giải thời gian cao nhất, đánh dấu cho việc nghiên cứu khí tượng trái đất từ vũ trụ một cách tổng thể và cập nhật từng ngày [5]

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 thông tin vô cùng hữu ích trong nghiên cứu mặt đất Ngành hàng không vũ trụ Nga đã đóng vai trò 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 phổ 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 Ngoài 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 0.89m Độ phân giải mặt đất tại tâm ảnh đạt 20 x 20m Tiếp theo vệ tinh nghiên cứu trái đất ERTS (sau đổi tên là Landsat-1), là các vệ tinh thế hệ mới hơn như Landsat-2, Landsat-

3, Landsat-4 và Landsat-5 Ngay từ đầu, ERTS-1 mang theo bộ cảm quét đa phổ MSS với bốn kênh phổ khác nhau, và bộ cảm RBV (Return Beam Vidicon) với

ba kênh phổ khác nhau Ngoài các vệ tinh Landsat-2, Landsat-3, còn có các vệ tinh khác là SKYLAB (1973) và HCMM (1978) Từ 1982, các ảnh chuyên đề được thực hiện trên các vệ tinh Landsat TM-4 và Landsat TM-5 với 7 kênh phổ

từ giải sóng nhìn thấy đến hồng ngoại nhiệt Điều này tạo nên một ưu thế mới trong nghiên cứu trái đất từ nhiều dải phổ khác nhau [24]

Ngày nay, ảnh vệ tinh chuyên đề từ Landsat-7 đã được phổ biến với giá rẻ hơn các ảnh vệ tinh Landsat TM-5, cho phép người sử dụng ngày càng có điều kiện để tiếp cận với phương pháp nghiên cứu môi trường qua các dữ liệu vệ tinh

Dữ liệu ảnh vệ tinh SPOT của Pháp khởi đầu từ năm 1986, trải qua các thế hệ SPOT-1, SPOT-2, SPOT-3, SPOT-4 và SPOT-5, đã đưa ra sản phẩm ảnh số thuộc hai kiểu phổ, đơn kênh (panchoromatic) với độ phân dải không gian từ 10

x 10m đến 2,5 x 2,5m, và đa kênh SPOT- XS ( hai kênh thuộc dải phổ nhìn thấy, một kênh thuộc dải phổ hồng ngoại) với độ phân giải không gian 20 x 20m Đặc tính của ảnh vệ tinh SPOT là cho ra các cặp ảnh phủ chồng cho phép nhìn đối tượng nổi (stereo) trong không gian ba chiều Điều này giúp cho việc nghiên cứu

bề mặt trái đất đạt kết quả cao, nhất là trong việc phân tích các yếu tố địa hình Các ảnh vệ tinh của Nhật, như MOS-1, phục vụ cho quan sát biển (Marine Observation Satellite) Công nghệ thu ảnh vệ tinh cũng được thực hiện trên các

vệ tinh của Ấn độ IRS-1A, tạo ra các ảnh vệ tinh như LISS thuộc nhiều hệ khác nhau Trong nghiên cứu môi trường và khí hậu trái đất, các ảnh vệ tinh NOAA

có độ phủ lớn và có sự lặp lại hàng ngày, đã cho phép nghiên cứu các hiện tượng khí hậu xảy ra trong quyển khí như nhiệt độ, áp suất nhiệt đới hoặc dự báo bão

Sự phát triển trong lĩnh vực nghiên cứu trái đất bằng viễn thám được đẩy mạnh do áp dụng tiến bộ khoa học kỹ thuật mới với việc sử dụng các ảnh radar Viễn thám radar tích cực, thu nhận ảnh bằng việc phát sóng dài siêu tần và thu tia phản hồi, cho phép thực hiện các nghiên cứu độc lập, không phụ thuộc vào mây Sóng radar có đặc tính xuyên qua mây, lớp đất mỏng và thực vật và là nguồn sóng nhân tạo, nên nó có khả năng hoạt động cả ngày và đêm, không phụ thuộc vào nguồn năng lượng mặt trời Các bức ảnh tạo nên bởi hệ radar kiểu SLAR được ghi nhận đầu tiên trên bộ cảm Seasat Đặc tính của sóng radar là thu tia phản hồi từ nguồn phát với góc xiên rất đa dạng Sóng này hết sức nhạy cảm với độ ghồ ghề của bề mặt vật, được chùm tia radar phát tới, vì vậy nó được ứng

dụng cho nghiên cứu cấu trúc một khu vực nào đó Công nghệ máy tính ngày nay đã phát triển mạnh mẽ cùng với các sản phẩm phần mềm chuyên dụng, tạo điều kiện cho phân tích ảnh vệ tinh dạng số hoặc ảnh radar Thời đại bùng nổ của Internet, công nghệ tin học với kỹ thuật xử lý ảnh số, kết hợp với Hệ thông tin Địa lý (GIS), cho khả năng nghiên cứu trái đất bằng viễn thám ngày càng thuận lợi và đạt hiệu quả cao hơn [24]

Phương pháp xử lý ảnh được nghiên cứu và ứng du ̣ng khá phổ biến từ những năm 1970 ở nhiều nước tiên tiến trên thế giới như: Mỹ, Canada, Thu ̣y Điển, Pháp, Nhâ ̣t Bản Sau đó phổ câ ̣p nhanh chóng ta ̣i các nước trong khu vực Châu Á như Ấn Đô ̣, Trung Quốc, Thái Lan, Indonexia, Philipin, Malaixia Xử lý ảnh số đã được ứng du ̣ng rô ̣ng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: lâm nghiệp, nông nghiê ̣p, đi ̣a chất,…

Trong hội nghị khoa học quốc tế bàn về vấn đề lớp phủ thảm thực vật từ ngày 29- 31/8/1995 tại Nhật Bản có rất nhiều báo cáo xung quanh việc sử dụng

tư liệu viễn thám trong nghiên cúư các phương pháp, kỹ thuật và công nghệ để phân loại các đối tượng, phân tích môi trương, nghiên cứu biến động và xây dựng bản đồ.Ví dụ sử dụng chỉ số thực vật trên tư liệu vệ tinh kết hợp với GIS để lập kế hoạch chống xói mòn đất và nghiên cúư sự phục hồi rừng

Tại các hội nghi châu Á lần thứ 18 và 19 được tổ chức tại Malaysia và Philippin có rất nhiều báo cáo về việc xử lý số tư liệu viễn thám trong thành lập bản đồ trạng thái lớp phủ ( Land cover ) và bản đồ sử dụng đất ( Land use ), theo dõi quá trình sa mạc hoá ở khu vực tự trị của người Mông Cổ dựa trên cơ sở theo dõi biến động của lớp phủ thảm thực vật, báo cáo về sử dụng ảnh vệ tinh vào xây dựng bản đồ rừng, theo dõi biến động rừng của các nước như Nhật Bản, Malaysia, Thái Lan

1.2 Li ̣ch sử nghiên cứu ở Viê ̣t Nam

Viễn thám theo nghĩa rộng được đưa vào Việt Nam có thể nói bắt đầu từ những năm 30 khi pháp chụp ảnh đồng băng sông cửu Long và rải rác các khu vực như Lai Châu, Thái Nguyên, Bắc Cạn.Trong suốt thời gian dài trước năm

1945, Việt Nam không có khả năng thực hiện việc điều tra rừng Thời kỳ này chỉ

có số liệu về tài nguyên rừng được công bố trong công trình "Lâm nghiệp Đông

Dương" của P Maurand và số liệu đó thường được xem là tài liệu gốc để so sánh

diễn biến rừng ở Việt Nam từ năm 1945 trở về sau Theo tài liệu và bản đồ của Maurand thì đến năm 1943, rừng Việt nam vẫn còn khoảng 14.352.000 ha, độ che phủ 43,7% Trong giai đoạn 1945-1954 không có tài liệu nào đề cập đến việc điều tra rừng mà chỉ đi sâu phân tích các hoạt động bảo vệ rừng, khai thác tài nguyên rừng, trồng cây gây rừng và đào tạo cán bộ lâm nghiệp [2] (Nguyễn Ngọc Bình, 2006)

Năm 1958, với sự hợp tác của CHDC Đức đã sử dụng ảnh máy bay đen trắng toàn sắc tỷ lệ 1/30.000 để điều tra rừng ở vùng Đông Bắc [4] (Chu Thị Bình, 2001) Đó là một bước tiến bộ kỹ thuật rất cơ bản, tạo điều kiện xây dựng các công cụ cần thiết để nâng cao chất lượng công tác điều tra rừng ở nước ta

Từ cuối năm 1958, bình quân mỗi năm đã điều tra được khoảng 200.000 ha rừng, đã sơ thám được tình hình rừng và đất đồi núi, lập được thống kê tài nguyên rừng đơn giản và vẽ được phân bố tài nguyên rừng ở miền Bắc Đến cuối năm 1960, tổng diện tích rừng ở miền Bắc đã điều tra được vào khoảng 1,5 triệu

ha Ở Miền Nam ảnh máy bay được sử dụng từ năm 1959, đã xác định tổng diện tích rừng miền Nam là 8 triệu ha

Năm 1968 đã sử dụng ảnh máy bay trong công tác điều tra rừng cho lâm trường Hữu Lũng, Lạng Sơn Dựa vào ảnh máy bay, khoanh ra các loại rừng, sau

đó ra thực địa kiểm tra và đo đếm cho từng loại rừng, xây dựng bản đồ hiện trạng rừng thành quả

Giai đoạn 1970 – 1975 ảnh máy bay đã được sử dụng rộng rãi để xây dựng các bản đồ hiện trạng, bản đồ mạng lưới vận xuất, vận chuyển cho nhiều vùng thuộc miền Bắc [11] (Vũ Tiến Hinh, Phạm Ngọc Giao, 1997)

Từ năm 1981 đến năm 1983, lần đầu tiên ngành Lâm nghiệp tiến hành điều tra, đánh giá tài nguyên rừng trên phạm vi toàn quốc Trong đó đã kết hợp giữa điều tra mặt đất và giải đoán ảnh vệ tinh do FAO hỗ trợ Do vào đầu những

năm 1980, ảnh vệ tinh và ảnh hàng không còn rất hạn chế, chỉ đáp ứng yêu cầu điều tra rừng ở một số vùng nhất định, mà chưa có đủ cho toàn quốc Ảnh vệ tinh được sử dụng thời kỳ đó là Landsat MSS

Từ năm 1991 – 1995 đã tiến hành theo dõi diễn biến tài nguyên rừng toàn quốc và xây dựng bản đồ hiện trạng tài nguyên rừng trên cơ sở kế thừa những bản đồ hiện trạng rừng hiện có thời kỳ trước năm 1990, sau đó dùng ảnh vệ tinh Landsat MSS và Landsat TM có độ phân giải 30x30m để cập nhật những khu vực thay đổi sử dụng đất, những nơi mất rừng hoặc những nơi có rừng trồng mới hay mới tái sinh phục hồi [9] Ảnh vệ tinh Landsat MSS và Landsat TM tỷ lệ 1:250.000, được giải đoán khoanh vẽ trực tiếp trên ảnh bằng mắt thường Kết quả giải đoán được chuyển hoạ lên bản đồ địa hình tỷ lệ 1:100.000 và được kiểm tra tại hiện trường Thành quả đã thành lập được: bản đồ sinh thái thảm thực vật rừng các vùng tỷ lệ 1:250.000; bản đồ dạng đất đai các tỉnh tỷ lệ 1:100.000 và các vùng tỷ lệ 1:250.000 Từ năm 1996 – 2000, bản đồ hiện trạng rừng được xây dựng bằng phương pháp viễn thám Ảnh vệ tinh đã sử dụng là SPOT3, có độ phân giải 15m x 15m, phù hợp với việc xây dựng bản đồ tỷ lệ 1:100.000 So với ảnh Landsat MSS và Landsat TM, ảnh SPOT3 có độ phân giải cao hơn, các đối tượng trên ảnh cũng được thể hiện chi tiết hơn Ảnh SPOT3 vẫn được giải đoán bằng mắt thường nên kết quả giải đoán vẫn còn phụ thuộc nhiều vào kinh nghiệm của chuyên gia giải đoán và chất lượng ảnh Kết quả về mặt thành lập bản đồ đã xây dựng được: bản đồ phân vùng sinh thái thảm thực vật cấp vùng và toàn quốc; bản đồ phân loại đất cấp tỉnh, vùng và toàn quốc; bản đồ hiện trạng rừng cấp tỉnh, vùng và toàn quốc và bản đồ hiện trạng rừng tỷ lệ 1:100.000; 1:250.000; 1:1000.000

Từ năm 2000 – 2005, phương pháp xây dựng bản đồ trong lâm nghiệp đã được phát triển lên một bước Bản đồ hiện trạng rừng được xây dựng từ ảnh số

vệ tinh Landsat ETM+ Độ phân giải ảnh là 30m x 30m Việc giải đoán ảnh được thực hiện trong phòng dựa trên những mẫu khóa ảnh đã được kiểm tra ngoài hiện trường Ưu điểm của phương pháp giải đoán ảnh số là tiết kiệm được thời gian

và có thể giải đoán thử nhiều lần trước khi lấy kết quả chính thức [2] (Nguyễn Ngọc Bình, 2006)

Như vậy, tuy khoa học điều tra rừng của ra đời muộn hơn so với nhiều môn khoa học khác nhưng đã đạt được những thành quả nhất định Song song với điều tra mặt đất, đã nghiên cứu thử nghiệm và từng bước ứng dụng có hiệu quả phương pháp viễn thám trong xây dựng các bản đồ tài nguyên rừng Tuy nhiên, hệ thống các bản đồ tài nguyển rừng Việt nam hiện nay, do được xây dựng tại các thời điểm khác nhau và đã sử dụng nhiều nguồn thông tin tư liệu, nhiều nguồn ảnh, từ ảnh vệ tinh Landsat MSS, TM, SPOT, Aster, Radar, ảnh máy bay và hệ thống phân loại rừng rất khác nhau qua các thời kỳ, nên đã tạo ra nhiều loại số liệu không đồng bộ, gây khó khăn cho người sử dụng, đặc biệt trong việc theo dõi biến động về diện tích của rừng qua các thời kỳ

Trong thờ i gian gần đây ảnh viễn thám được sử du ̣ng phổ biến ở Việt Nam, vớ i công nghê ̣ xử lý hiê ̣n đa ̣i hơn, dưới đây trích dẫn mô ̣t số đề tài về sử

dụng tư liê ̣u viễn thám

Trần Thanh Tùng (2006) [28], sử dụng ảnh vê ̣ tinh có độ phân giải 15m để theo dõi diễn biến hình thái cửa sông Trà Khúc, tỉnh Quảng Ngãi từ 1995 đến 2005

Phạm Quang Sơn (2008) [22] thực hiê ̣n đề tài “Ứng du ̣ng thông tin viễn thám và GIS trong nghiên cứu, quản lý tổng hợp tài nguyên và môi trường vùng ven bờ và hải đảo”

Lương Văn Viê ̣t, Phân viê ̣n khí tượng thủy văn và môi trường phía Nam, đã sử du ̣ng kênh nhiê ̣t của ảnh Landsat -5 và Landsat-7 để đánh giá xu thế biến đổi khí hâ ̣u ta ̣i thành phố Hồ Chí Minh do sự gia tăng dân số

Chuyên san Viễn thám và đi ̣a tin ho ̣c số 5-2008 của Trung tâm Viễn thám quố c gia đã đề câ ̣p đến mô ̣t số công trình nghiên cứu: sử du ̣ng ảnh vê ̣ tinh radar để thành lâ ̣p mô ̣t số lớp thông tin về lớp phủ thực vâ ̣t , thành lâ ̣p bản đồ nhiê ̣t đô ̣

mặt nước biển và hàm lượng chlorophyll-A khu vực biển đông từ ảnh MODIS[20], ứ ng du ̣ng công nghê ̣ viễn thám và thông tin đi ̣a lý trong quản lý tổng hợp lưu vực sông,…

Tập thể tác giả: Võ Quang Minh, Nguyễn Thị Hồng Điệp, Huỳnh Thị Thu Hương (2008) [18] : “Ứng dụng ảnh viễn thám độ phân giải cao (ảnh nhìn nhanh Quicklook) theo dõi sự diễn biến hiện trạng rừng khu vực rừng đặc dụng Vồ Dơi, Cà Mau” Các tác giả đã sử du ̣ng ảnh viễn thám để theo dõi diễn biến hiê ̣n trạng rừng ở khu vực rừng đă ̣c du ̣ng Vồ Dơi, Cà Mau

Lâm Đa ̣o Nguyên – Phòng Đi ̣a tin ho ̣c Vâ ̣t lý, PV Vâ ̣t lý ta ̣i Tp Hồ Chí Minh [19] có đề tài “Ứng du ̣ng tư liê ̣u viễn thám vê ̣ tinh để giám sát sự sinh trưởng của cây lúa” Đề tài đã đề câ ̣p đến sử du ̣ng tư liê ̣u viễn thám vê ̣ tinh để theo

dõi phát triển mùa vu ̣ lúa, đă ̣c biê ̣t sử du ̣ng tư liê ̣u viễn thám radar ERS2-SAR của

cơ quan không gian Châu Âu (ESA - European Space Agency) cho vùng lúa đồng

bằng Sông Cửu Long, nơi có hê ̣ thống mùa vu ̣ vốn rất phức ta ̣p

Nghiên cứu sự biến động lớp phủ thực vật bằng ảnh vệ tinh đa thời gian

và ảnh hưởng của nó tới sự đa dạng sinh học ở các khu vực bảo tồn thiên nhiên Nam Bộ

Xây dựng mô hình tích hợp hệ thống thông tin đất đai với cơ sở dữ liệu GIS hỗ trợ quản lý và quy hoạch phát triển tài nguyên và môi trường vùng đồng bằng sông Cửu Long

TS Lê Minh, TS Nguyên Xuân Lâm THs Chu Hải Quỳnh năm 2009 " Ứng dụng công nghệ viễn thám để giám sát tài nguyên thiên nhiên và môi trường

ở Việt Nam "

Nguyễn Quang Tuấn Trần Văn No Nguyễn thị Hương Đại Học Khoa Học Huế Năm 2010 " Ứng dụng GIs và viễn thám trong việc thành lập bản đồ hiện trạng thảm thực vật rừng năm 2008 tại Huyện Kỳ Anh - Hà Tĩnh "

Ngoài ra tư liê ̣u viễn thám được sử du ̣ng rô ̣ng rãi trong các lĩnh vực khác như: Phát hiê ̣n vết dầu loang trên biển, khu vực cây xanh đô thi ̣, giao thông,tính toán đô ̣ ẩm không khí giám sát nhiê ̣t đô ̣ bề mă ̣t, mối liên hê ̣ giữa nhiệt đô ̣ bề mă ̣t

và chỉ số thực vâ ̣t, xác đi ̣nh chỉ số xói mòn đất, tìm hiểu sự thay đổi của lớp phủ thực vâ ̣t, nghiên cứu đi ̣a ma ̣o ,xác đi ̣nh năng suất mùa màng,…

Bước sang thế kỷ 21, tư liê ̣u viễn thám được sử du ̣ng trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu và đã mang la ̣i những hiê ̣u quả vượt trô ̣i so với các phương pháp nghiên cứu truyền thống, sử du ̣ng tư liê ̣u viễn thám có thể xác đi ̣nh nhanh về đối tượng và có thể theo dõi sự biến đô ̣ng của các đối tượng thông qua các bức ảnh

đa thời gian.Các vê ̣ tinh ngày nay ngày càng hoàn thiê ̣n sẽ là nguồn tư liê ̣u tro ̣ng cho các nghiên cứu khoa ho ̣c thuô ̣c các lĩnh vực

Nhìn chung tính đến nay kỹ thuật xử lý ảnh số vẫn còn trong giai đoạn nghiên cứu và tìm hiểu công nghệ, chưa được ứng dụng rộng rãi mang tính khẳng định vào thực tiễn Lâm Nghiệp Việt Nam Với sự phát triển của khoa học

kỹ thuật như ngày nay việc ứng dụng công nghệ này trong công tác điều tra quy hoạch rừng là hết sức cần thiết và phải thường xuyên cập nhật tư liệu Vì vậy đề tài m, ạnh dạn ứng dụng công nghệ này để phân loại và đánh giá lớp phủ thảm thực vật trên khu vực nghiên cứu, góp phần phổ cập công nghệ mới áp dụng vào thực tiễn sản xuất

Chương 2

CƠ SỞ KHOA HỌCỦA PHƯƠNG PHÁP VIẾN THÁM

VÀ KỸ THUÂ ̣T XỬ LÝ SỐ

2.1 Khái niệm về kỹ thuật viễn thám, tư liệu ảnh số

Kỹ thuâ ̣t viễn thám là mô ̣t khoa ho ̣c công nghê ̣ mà nhờ nó các tính chất

củ a vâ ̣t thể quan sát được xác đi ̣nh, đo đa ̣c hoă ̣c phân tích mà không tiếp xúc trực tiếp với chúng Nói cách khác viễn thám là công nghê ̣ nhằm xác đi ̣nh và nhận biết đối tượng hoă ̣c các điều kiê ̣n môi trường thông qua các đă ̣c trưng riêng về phản xa ̣ và bức xa ̣ điê ̣n từ[7]

Sóng điê ̣n từ có bốn tính chất cơ bản là tần số hay bước sóng, hướng lan truyền, biên đô ̣ và mă ̣t phẳng phân cực Bốn đă ̣c tính này sẽ phản ánh các thông tin khác nhau về đối tượng Tất cả các vâ ̣t thể đều phản xa ̣, hấp thu ̣, phân tách và

bứ c xa ̣ sóng điê ̣n từ bằng các cách thức khác nhau Các đă ̣c trưng này thường

được go ̣i là đă ̣c trưng phổ và nó là nguồn tư liê ̣u chủ yếu trong kỹ thuâ ̣t viễn thám để nhâ ̣n biết và phân loa ̣i đối tượng[24]

Ảnh số là một dạng tư liệu ảnh ghi nhận các thông tin viễn thám ở dạng

số Ảnh không được lưu trên giấy hoặc phim thông thường mà được lưu trên các media điện tử như băng từ, đĩa quay từ Hình ảnh thu được, được chia thành nhiều phần tử nhỏ ( thường là hình vuông ) được gọi là các picel Mỗi picel tương ứng với một đơn vị không gian bao phủ trên bề mặt trái đất độ rộng bao phủ bề mặt đất của một picel có thể từ vài mét đến hàng trăm kilômét tuỳ theo loại bộ cảm và được gọi là độ phân giải Tuỳ theo độ phân giải của ảnh mà người

ta sử dụng vào các mục đích khác nhau phù hợp Một bức ảnh số có thể tập hợp rất nhiều picel khác nhau bao phủ một vùng không gian nhất định Các picel trên ảnh xếp sát nhau theo dạng ma trận tạo thành hàng cột, vị trí mỗi picel được xác định bằng số thứ tự hàng và số thứ tự cột của nó, lấy góc trên bên trái bức ảnh là gốc (Số thứ tự hàng là 0, số thứ tự cột là 0)

Tư liệu ảnh số được ghi lại trên đĩa hoặc băng từ theo những kiểu định dạng nhất định gọi là kiểu " format " Các kiểu định dạng này có thể chuyển đổi qua lại nhau để xử lý nhờ các chương trình xử lý ảnh Hiện nay tư liệu ảnh vệ tinh dạng số thường có các kiểu định dạng sau:

- Kiểu định dạng BQS ( Band Sequence ) : Trong kiểu định dạng này các kênh phổ được ghi tuần tự hết kênh này sang kênh khác

- kiểu định dạng BIL ( Band Interleaved ) : Trong kiểu định dạng này tư liệu dạng số được ghi theo từng hàng trên đĩa từ, mỗi hàng được ghi theo tuần tự các kênh phổ và sau khi xong tổ hợp các kênh phổ của hàng này thì chuyển sang hàng khác

- Kiểu định dạng BIP ( Band Interleaved by picel ) : Trong kiểu định dạng này thì các kênh phổ được ghi cách nhau bởi các picel Mỗi picel lưu tuần tự các kênh phổ sau khi kết thúc tổ hợp picel này thì lại chuyển sang tổ hợp picel khác

Những bức ảnh chụp theo một vùng không gian nhất định theo chu kỳ nào

đó gọi là tập ảnh đa thời gian Phần lớn các vệ tinh hoạt động theo một chu kỳ,

cứ sau một khoảng thời gian nhất định theo thiết kế, vệ tinh lại bay qua vị trí cũ

Đây là ưu điểm nỗi bật ncủa viễn thám trong nghiên cứu đánh giá tài nguyên Từ tập tư liệu ảnh đa thời gian cho phép theo dõi đánh giá độ biến động của một nhân tố tự nhiên, một nguồn tài nguyên thiên nhiên nào đó Trong mối quan hệ tổng hoà giữa các nhân tố tự nhiên và các hoạt động sống của xã hội loài người Ứng dụng này đặc biệt có ý nghĩa trong theo dõi đánh giá biến động của tài nguyên rừng qua các giai đoạn phát triển

2.1.1 Quang phổ điện từ

Quang phổ điện từ là dải liên tục của các tia sáng ứng với các bước sóng khác nhau Sự phân chia thành các dải phổ liên quan đến tính chất bức xạ tự nhiên của các đối tượng, từ đó hình thành nên các phương pháp viễn thám khác nhau [24]

- Các dải sóng của quang phổ điện từ (hình 2.1)

Quang phổ điện từ có các dải sóng chính như sau :

+ Các tia vũ trụ: là các tia sáng từ vũ trụ có bước sóng vô cùng ngắn với:

<10-6(m)

+ Các tia gamma (() có (từ 10-6 – 10-4 (m)

+ Dải các tia x (X) có (từ 10-4 - 10-1 m), thường được sử dụng trong y học Riêng dải từ 0,3- 0,4 m gọi là vùng cực tím tạo ảnh, có thể sử dụng trong viễn thám tia cực tím

+ Dải tia nhìn thấy có (từ 0,4 – 0,7 m) là dải phổ của ánh sáng trắng Trong dải nhìn thấy có chia nhỏ thành các dải ánh sáng đơn sắc:

- Blue (xanh lơ - lam): 0,4 - 0,5 m

- Green (xanh lá cây – lục ): 0,5 - 0,6 m

- Red (đỏ) : 0,6 - 0,7 m

+ Sau vùng đỏ là dải hồng ngoại (infrared): từ 0,7- 14 m,trong đó lại chia thành các vùng :

- Hồng ngoại phản xạ: 0,7- 3 m

- Hồng ngoại trung (giữa) : 3- 7m

- Hồng ngoại nhiệt (xa) : 7- 14m

+ Vùng sóng Radar hay vi sóng (vi sóng - microwave): là các vùng có bước sóng dài hơn nhiều so với vùng hồng ngoại, độ dài sóng từ 1mm đến 1m

+ Sau vùng Radar là sóng radio có bước sóng > 30 cm

Hi ̀nh 2.1: Sơ đồ các giải sóng của quang phổ điê ̣n từ

2.1.2 Phổ phản xạ của một số đối tượng tự nhiên chính

Theo các tài liê ̣u [5],[24] [10] Khi năng lượng điện từ rơi vào một vật thể

ở trên mặt đất, sẽ có 3 thành phần năng lượng cơ bản tương tác với đối tượng, đó là: phản xạ, hấp thụ và (hoặc) truyền qua:

EI() = ER() + EA() + ET() (2.1)

Trong đó: EI - năng lượng rơi xuống;

ER - năng lượng phản xạ;

EA - năng lượng hấp thụ;

ET - năng lượng truyền qua

Toàn bộ các năng lượng này là hàm của một bước sóng (nào đó Tỉ lệ giữa các hợp phần năng lượng phản xạ, hấp thụ và truyền qua rất khác nhau, tùy thuộc vào các đặc điểm của đối tượng trên bề mặt, cụ thể là thành phần vật chất và tình trạng của đối tượng Ngoài ra tỉ lệ giữa các hợp phần đó còn phụ thuộc vào các bước sóng khác nhau

- Phần năng lượng bi ̣ hấp thu ̣: Phần này khi đi vào đối tượng sẽ chuyển

hóa thành sang năng lượng khác Khả năng hấp thu ̣ của các đối tượng rất khác

nhau và có tính cho ̣n lo ̣c phổ Phần năng lượng này ít có ý nghĩa trong truyền tin viễn thám

- Phần năng lượng truyền qua: Phần này có thành phần phổ khác với thành phần phổ của bức xa ̣ chiếu đến do tính tán xa ̣ của ánh sáng vá hấp thu ̣ có chọn lo ̣c của các đối tượng tự nhiên

- Phần năng lượng phản xa ̣: Phần này được sử du ̣ng như phương tiê ̣n truyền tin chính trong viễn thám Các bức xa ̣ này được ghi nhâ ̣n bằng các thiết bi ̣ trên các vâ ̣t thể bay và được truyền về mă ̣t đất để xử lý thành tín hiê ̣u ảnh hoă ̣c

số Trong viễn thám, thành phần năng lượng phổ phản xạ là rất quan trọng và viễn thám nghiên cứu sự khác nhau đó để phân biệt các đối tượng Vì vậy, năng lượng phổ phản xạ thường được sử dụng để tính sự cân bằng năng lượng:

EI() = ER() + [ EA() + ET() ] (2.2)

Công thức trên nói lên rằng năng lượng phản xạ thì bằng năng lượng rơi xuống một đối tượng sau khi đã bị suy giảm do việc truyền qua hoặc hấp thụ đối tượng Tỉ lệ giữa các hợp phần năng lượng đó là khác nhau tuỳ thuộc vào bước sóng Trong tự nhiên có các trạng thái phản xạ năng lượng ánh sáng thông thường liên quan đến đặc điểm cấu tạo bề mặt và thành phần vật chất của đối tượng Trong tự nhiên có các trường hợp tương tác như sau:

- Phản xạ hoàn toàn (hay phản xạ toàn phần, phản xạ gương-Specular) là

sự phản xạ của đối tượng có bề mặt nhẵn như gương Khi đó góc tới bằng góc phản xạ Phản xạ toàn phần (phản xạ gương) ngược lại với sự tán xạ Bên cạnh

sự phản xạ toàn phần là sự phản xạ gần toàn phần

Năng lượng ánh sáng phản xa ̣ được hình thành từ hai thành phần chính:

+ Năng lượng phản xa ̣ trực tiếp từ bề mă ̣t đối tượng: Phần này không phu ̣ thuộc vào bản chất của đối tượng, chỉ phu ̣ thuô ̣c vào các đă ̣c tính bề mă ̣t của đối tượng và tham gia vào quá trình ta ̣o đô ̣ chói của bề mă ̣t đối tượng đó

+ Năng lượng sau khi bi ̣ tán xa ̣ bởi cấu trúc bề mă ̣t của đối tượng phản xa ̣

lại Phần này là kết quả của sự tương tác giữa bức xa ̣ tới với bề dày vâ ̣t chất của đối tượng, cấu trúc, bản chất lý-hóa và tra ̣ng thái của đối tượng

- Sự tán xạ hoàn toàn (hay tán xạ toàn phần - Lambertian) là hiện tượng bề mặt đối tượng có sự phản xạ đều theo mọi hướng Hầu hết các đối tượng trên mặt đất đều không có sự phản xạ gương hay tán xạ tuyệt đối Bên cạnh sự tán xạ hoàn toàn là sự tán xạ gần hoàn toàn

Một bề mặt có thể là phản xạ gương đối với một sóng có bước sóng dài, song lại là bề mặt tán xạ đối với một sóng có bước sóng ngắn hơn Ví dụ: Bề mặt

đá rất có thể có phản xạ gương (bề mặt nhẵn) đối với sóng radio song lại là bề mặt thô, tán xạ đối với các dải sóng ở vùng nhìn thấy Khi đó bước sóng của ánh sáng tới nhỏ hơn rất nhiều so với kích thước các hạt cát cấu tạo nên bề mặt vật chất Hiện tượng tán xạ cũng chứa đựng những thông tin về màu của đối tượng Thông thường trong viễn thám người ta đo các tính chất của hiện tượng tán xạ hơn là sự phản xạ gương của các đối tượng bề mặt vì trong thực tế rất ít khi có hiện tượng phản xạ gương (hay phản xạ toàn phần).Tuy nhiên, đôi khi có thể gặp hiện tượng này ở ảnh máy bay

Đặc điểm phản xạ phổ của các đối tượng trên bề mặt Trái Đất là thông số quan trọng nhất trong viễn thám Độ phản xạ phổ được đo theo công thức: [24]

(2.3) Trong đó ( là đô ̣ phản xa ̣ phổ tính bằng %)

Như vậy, độ phản xạ phổ là tỉ lệ phần trăm của năng lượng rơi xuống đối tượng và được phản xạ trở lại Với cùng một đối tượng, độ phản xạ phổ khác nhau ở các bước sóng khác nhau

Đồ thị phổ phản xạ được xây dựng với chức năng là một hàm số của giá trị phổ phản xạ và bước sóng, được gọi là đường cong phổ phản xạ Hình dáng của đường cong phổ phản xạ cho biết một cách tương đối rõ ràng tính chất phổ của một đối tượng và hình dạng đường cong phụ thuộc rất nhiều vào việc lựa chọn các dải sóng mà ở đó thiết bị viễn thám có thể ghi nhận được các tín hiệu phổ (hình 2.2)

Hi ̀nh 2.2: Đường cong phản xa ̣ phổ của các đối tượng theo bước sóng

Hình dạng của đường cong phổ phản xạ còn phụ thuộc rất nhiều vào tính chất của các đối tượng Trong thực tế, các giá trị phổ của các đối tượng khác nhau, của một nhóm đối tượng cũng rất khác nhau, song về cơ bản chúng dao động xung quanh giá trị trung bình[5]

Thông tin viễn thám có liên quan trực tiếp đến năng lượng phản xa ̣ của

các đối tượng, nên viê ̣c nghiên cứu đă ̣c trưng phản xa ̣ phổ của các đối tượng tự nhiên đóng vai trò quan tro ̣ng trong viê ̣c khai thác, ứng du ̣ng có hiê ̣u quả các thông tin thu được từ các phương tiê ̣n bay Kết quả của viê ̣c giải đoán các lớp thông tin phu ̣ thuô ̣c rất nhiều vào sự hiểu biết về mối tương quan giữa đă ̣c trưng phản xa ̣ phổ và bản chất, tra ̣ng thái của các đối tượng tự nhiên Những thông tin

về đă ̣c trưng phản xa ̣ phổ của các đối tượng tự nhiên cho phép các nhà khoa ho ̣c chọn lo ̣c các kênh ảnh tối ưu, chứa nhiều thông tin nhất về đối tượng nghiên cứu

và là cơ sở để nghiên cứu tính chất của đối tượng, tiến tới phân loa ̣i chúng Đă ̣c

tính phản xa ̣ phổ của các đối tượng tự nhiên phu ̣ thuô ̣c vào các yếu tố như điều kiện ánh sáng, môi trường khí quyển và bề mă ̣t đối tượng cũng như bản thân các đối tượng đó (đô ̣ ẩm, lớp nền, thực vâ ̣t, chất mùn, cấu trúc bề mă ̣t, ) [4]

Theo [5],[24] đặc trưng phản xa ̣ phổ của một số đối tượng tự nhiên như sau:

- Đặc trưng phản xa ̣ phổ của lớp phủ thực vật :

Khả năng phản xa ̣ phổ của thực vâ ̣t phu ̣ thuô ̣c vào chiều dài bước sóng và giai đoa ̣n sinh trưởng, phát triển của thực vâ ̣t Các tra ̣ng thái lớp phủ thực vâ ̣t khác nhau sẽ có đă ̣c trưng phản xa ̣ phổ khác nhau Đă ̣c điểm chung phản xa ̣ phổ

củ a các tra ̣ng thái thực vâ ̣t là phản xa ̣ ma ̣nh ở vùng sóng hồng ngoa ̣i gần (>0,72m) và hấp thu ̣ ma ̣nh ở vùng sóng đỏ (0,68m <<0,72m) [10]

Bứ c xa ̣ mă ̣t trời (EI) khi tớ i bề mă ̣t lá cây thì mô ̣t phần sẽ bi ̣ phản xa ̣ ngay (E1) Bứ c xa ̣ ở vùng sóng lu ̣c khi gă ̣p diê ̣p lu ̣c trong cây sẽ bi ̣ phản xa ̣ la ̣i (EG)

Bứ c xa ̣ ở vùng sóng hồng ngoa ̣i cũng bi ̣ phản xa ̣ ma ̣nh khi gă ̣p diê ̣p lu ̣c trong lá cây (EIR) Như vâ ̣y, Năng lượng phản xa ̣ từ thực vâ ̣t là:

ER = E1 + EG + EIR (2.4)

Trong đó thành phần năng lượng (EG + EIR) chứ a đựng các thông tin quan trọng về bản chất và tra ̣ng thái của thực vâ ̣t

Sắc tố Chlorophyll – là mô ̣t tổng thể các thành phần hữu cơ có chứa sắt, là

một chất xúc tác đối với quá trình quang hợp ánh sáng của thực vâ ̣t Chức năng

củ a Chlorophyll là hấp thu ̣ bức xa ̣ mă ̣t trời và cung cấp nó cho quá trình quang

hợp Năng lượng bi ̣ hấp thu ̣ trong khoảng từ 0,45 - 0,67m tức là phần xanh lơ và đỏ của phổ nhìn thấy, trong vùng ánh sáng này, vùng sóng ánh sáng có phản xa ̣

mạnh nhất là vùng sóng ánh sáng lu ̣c (0,55m) chính vì vâ ̣y mà lá cây tươi có

màu xanh lu ̣c Ở vùng hồng ngoại gần (từ 0,7 - 1,3 m) thực vật có khả năng phản

xạ rất mạnh, khi sang vùng hồng ngoại nhiệt và vi sóng (Microwave) một số điểm cực trị ở vùng sóng dài làm tăng khả năng hấp thụ ánh sáng của hơi nước trong lá, khả năng phản xạ của chúng giảm đi rõ rệt và ngược lại, khả năng hấp thụ ánh sáng lại tăng lên Đặc biệt đối với rừng có nhiều tầng lá, khả năng đó càng tăng lên (ví dụ rừng rậm nhiệt đới)

Đă ̣c trưng phản xa ̣ phổ của thực vâ ̣t được xác đi ̣nh bởi các yếu tố bên trong và bên ngoài của lá cây, thời kỳ sinh trưởng và tác đô ̣ng của ngoại cảnh như: hàm lượng sắc tố diê ̣p lu ̣c, thành phần và cấu ta ̣o mô bì, biểu bì, hình thái

lá,…tuổi cây, giai đoa ̣n sinh trưởng phát triển,…điều kiê ̣n sinh trưởng, vị trí đi ̣a

lý, điều kiê ̣n chiếu sáng[5]…Vì vâ ̣y, khả năng phản xa ̣ phổ của mỗi loài thực vâ ̣t, mỗi trạng thái của lớp phủ thực vâ ̣t là khác nhau Tuy nhiên, chúng vẫn có những điểm chung như sau:

Khả năng phản xa ̣ phổ của thực vâ ̣t có sự rõ rê ̣t ở vùng sóng nhìn thấy,

cận hồng ngoa ̣i và hồng ngoa ̣i Trong vùng ánh sáng nhìn thấy, phần lớn năng lượng được diê ̣p lu ̣c trong lá cây hấp thu ̣ phu ̣c vu ̣ cho quá trình quang hợp, mô ̣t phần nhỏ truyền qua và phần còn la ̣i bi ̣ phản xa ̣ la ̣i Vùng hồng ngoa ̣i gần, khả năng phản xa ̣ phổ của thực vâ ̣t là ma ̣nh nhất

- Đặc trưng phản xa ̣ phổ của nước:

Khả năng phản xa ̣ phổ của nước phu ̣ thuô ̣c vào bước sóng của bức xa ̣ chiếu tới, bề mă ̣t nước, tra ̣ng thái nước, thành phần vâ ̣t chất có trong nước Nước

có đô ̣ dẫn truyền cao trong khoảng sóng nhìn thấy và tính truyền dẫn tăng dần khi bước sóng giảm Kết quả là đối với nước sâu, chỉ có ánh sáng xanh lơ có thể lan truyền đến những đô ̣ sâu nhất đi ̣nh, các bước sóng dài bi ̣ hấp thu ̣ ngay ở mực nước nông [10] Đối với nước trong, có thể đáng giá đô ̣ sâu bằng cường đô ̣ của

bứ c xa ̣ nhìn thấy, đă ̣c biê ̣t là ánh sáng xanh lơ phản xa ̣ từ đáy Tuy nhiên, đối với

đô ̣ sâu lớn hơn 40m, tất cả bức xa ̣ của khoảng nhìn thấy bi ̣ hấp thu ̣ và được thể hiện trên ảnh hoàn toàn đen Những vâ ̣t liê ̣u lơ lửng, phù du và màu tự nhiên làm tăng phản xa ̣ của nước trong khoảng nhìn thấy Trong khoảng hồng ngoa ̣i gần, nước giống như vâ ̣t đen tuyê ̣t đối và hấp thu ̣ thực sự toàn bô ̣ năng lượng tới Chỉ

có những vâ ̣t thể tự nhiên với tính chất này mới phân biê ̣t được chúng dễ dàng

bằng các đă ̣c điểm bề mă ̣t trong khoảng này của phổ điê ̣n tử, ngay cả nếu chúng không sâu hay có chứa nhiều thể phù du[24] Do gần giống như vâ ̣t đen, nước

gần như vâ ̣t phát xa ̣ trong khoảng hồng ngoa ̣i, cũng như vâ ̣t thể hấp thu ̣

- Đặc trưng phản xa ̣ phổ của thổ nhưỡng:

Thổ nhưỡng là nền của lớp phủ thực vâ ̣t, cùng với lớp phủ thực vâ ̣t ta ̣o thành mô ̣t thể thống nhất trong cảnh quan tự nhiên Mô ̣t phần bức xa ̣ mă ̣t trời chiếu tới sẽ phản xa ̣ ngay trên bề mă ̣t đối tượng, phần còn la ̣i đi vào bề dày của

lớ p phủ thổ nhưỡng, mô ̣t phần trong đó được hấp thu ̣ để làm tăng nhiê ̣t đô ̣ đất,

một phần sau khi tán xa ̣ gă ̣p các ha ̣t nhỏ và bi ̣ phản xa ̣ trở la ̣i[10] Đường cong phổ phản xạ của đất khô tương đối đơn giản tăng dần từ vùng tử ngoa ̣i đến vùng

hồng ngoa ̣i, ít có những cực đại và cực tiểu một cách rõ ràng, lý do chính là các

yếu tố ảnh hưởng đến tính chất phổ của đất khá phức tạp và không rõ ràng như ở thực vật Các yếu tố ảnh hưởng đến đường cong phổ phản xạ của đất là: lượng

ẩm, cấu trúc của đất (tỉ lệ cát, bột và sét), độ nhám bề mặt, sự có mặt của các loại oxyt kim loại, hàm lượng vật chất hữu cơ, các yếu tố đó làm cho đường cong phổ phản xạ biến động rất nhiều quanh đường cong có giá trị trung bình Tuy nhiên quy luật chung là giá trị phổ phản xạ của đất tăng dần về phía sóng có bước sóng dài

Trong thực tế, thực vâ ̣t sống ở các nền đất khác nhau sẽ có đă ̣c trưng phản

xạ phổ khác nhau Tuy nhiên, trong nền đất cũng như thực vâ ̣t đều có chứa một lượng nước nhất đi ̣nh, vì vâ ̣y khi xác đi ̣nh các đối tượng dựa vào các đă ̣c trưng phản xa ̣ phổ phải dựa trên kiến thức tổng hợp giữa nghiên cứu ký thuyết và kinh nghiệm thực tiễn thì mới có kết luâ ̣n chính xác về đối tượng

- Ảnh hưở ng của khí quyển:

Khả năng phản xa ̣ phổ của các đối tượng tự nhiên không những phu ̣ thuộc vào cấu trúc, bản chất của chúng mà còn phu ̣ thuô ̣c rất lớn vào các yếu tố ngoại cảnh, mô ̣t trong những yếu tố ngoa ̣i cảnh có khí quyển, nghiên cứu ảnh hưởng của khí quyển đến khả năng phản xa ̣ phổ là rất cần thiết, có như vâ ̣y mới

xác đi ̣nh chính xác đă ̣c trưng phản xa ̣ phổ của các đối tượng tự nhiên

Giữa bề mă ̣t vỏ trái đất và vê ̣ tinh hay máy bay bao giờ cũng có mô ̣t khoảng khí quyển ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình dẫn truyền thông tin Những

vật thể có thể gây nên sự biến đổi bao gồm các phân tử khí, các ha ̣t da ̣ng lỏng hay rắn (aerosol, bu ̣i, gio ̣t nước), các ha ̣t gây ra các biến đổi như hấp thu ̣, tán xa ̣

và phản xa ̣ Trong thực tế, khí trong khí quyển hấp thu ̣ năng lượng trong mô ̣t số khoảng bước sóng nhất đi ̣nh go ̣i là các kênh hấp thu ̣ Bước sóng khoảng ngắn hơn 0,3m bi ̣ hấp thu ̣ hoàn toàn bởi tầng ôzôn ở phía trên của khí quyển Sự hấp thụ này hoàn toàn cần thiết cho sự sống trên trái đất, vì năng lượng ở bước sóng

này có thể phá hủy da của cơ thể sống Mây được cấu ta ̣o từ các phần tử nhỏ của nước lỏng, hấp thu ̣ và tán xa ̣ bước xa ̣ điê ̣n từ ở bước sóng nhỏ hơn 0,3cm Chỉ có

bứ c xa ̣ của sóng siêu cao tần và bước sóng dài hơn là có khả năng xuyên qua mây mà không bi ̣ tán xa ̣, phản xa ̣ hay hấp thu ̣

2.1.3 Kha ́ i niê ̣m về tư liê ̣u ảnh số và phương pháp phân loa ̣i

Ảnh viễn thám (vê ̣ tinh và máy bay) là những hình ảnh thu chu ̣p được từ

một khoảng cách (đô ̣ cao) nào đó trên những giải sóng khác nhau, bằng các thiết

bị khác nhau Trong viễn thám có hai dạng tư liệu cơ bản là tư liệu ảnh (ảnh photograph, ảnh image) và tư liệu số (digital data: băng từ, đĩa từ) [10]

2.1.3.1 Cấu trúc hình ảnh quét (Image - ảnh số)

Ảnh số là mô ̣t da ̣ng tư liê ̣u ảnh ghi nhâ ̣n các thông tin viễn thám ở da ̣ng

số Ảnh không được lưu trên giấy hoă ̣c trên phim thông thường mà được lưu trên

các media điê ̣n từ bằng các băng từ, đĩa quay từ,… Hình ảnh thu được được chia thành nhiều phần từ nhỏ (thường là hình vuông) được go ̣i là các pixel Mỗi pixel tương ứng với mô ̣t đơn vi ̣ không gian bao phủ trên bề mă ̣t trái đất Đô ̣ rô ̣ng bao phủ mă ̣t đất của mô ̣t pixel có thể từ vài mét đến hàng km tùy theo loa ̣i bộ cảm và được go ̣i là đô ̣ phân giải ảnh Vị trí của mỗi pixel được xác định theo tọa độ hàng và cột trên ảnh tính từ góc trên cùng bên trái Tùy theo hệ thống quét ảnh

mà kích thước của hình ảnh (diện tích quét trên mặt đất) Ví dụ với hệ thống Landsat MSS là 185 x 185km, với hệ thống SPOT là 65 x 65km, ảnh NOAA là

2400 x 2400km …

- Phần tử ảnh (picture element) là một đơn vị nhỏ nhất về không gian trên một file ảnh và nó chính là pixel ảnh hay một ô đơn vị trong ma trận ô vuông Vị trí của đơn vị ảnh là vị trí dòng và cột Vị trí thật của đơn vị ảnh sẽ được tham chiếu với một hệ tọa độ được dùng như hệ tọa độ địa lý, UTM, Gauss, mặt phẳng nhà nước (State plane) Thông số của mỗi pixel trên ảnh là : hàng (row), cột (colum) và giá trị số DN (digital Number) Mỗi pixel có 3 giá trị: X, Y và Z Trong đó X, Y là tọa độ hàng cột và Z là giá trị độ sáng (DN )của hình ảnh và giá trị này liên quan đến tính chất phổ của các đối tượng, giá trị Z thường được chuyển thành giá trị số 8n của nhiều (0 và 1) Độ sáng của hình ảnh được ghi ở 8 bit (2 = 256) với 256 cấp độ: 0 là đen và 255 là trắng [24]

- Kích thước của mỗi pixel được xác định bởi góc nhìn tức thời (IFOV) của hệ thống quét Còn kích thước của cả ảnh được xác định bởi trường nhìn (hay góc quét) của hệ thống (FOV) Kích thước trên mặt đất của mỗi pixel được quan niệm là độ phân giải không gian của hình ảnh số Ví dụ : hình ảnh của Landsat MSS (Multispectrial Scanner Satellite) với 4 band phổ có 2.340 đường quét (với mỗi đường rộng 79m) và 3.240 cột (mỗi cột rộng 57m) Lượng pixel trong một ảnh được tính bằng (số hàng)x (số cột) x (số band phổ) x số bit/8, đây

là một con số rất lớn[24]

Đối với từng loại hệ thống thu ảnh khác nhau thì số lượng các pixel trong ảnh cũng khác nhau, liên quan đến kích thước ảnh, số band phổ, kích thước pixel ảnh (độ phân giải không gian) tức là liên quan đến số hàng, số cột, số bit lưu trữ ảnh

Những bức ảnh chu ̣p mô ̣t vùng không gian nhất đi ̣nh heo chu kỳ nào đó

gọi là tâ ̣p ảnh đa thời gian Phần lớn các vê ̣ tinh hoa ̣t đô ̣ng mang tính chất chu

kỳ, đây là ưu điểm nổi bâ ̣t của viễn thám trong nghiên cứu tài nguyên Từ tập tư liệu ảnh đa thời gian cho phép theo dõi, đánh giá biến đô ̣ng của của mô ̣t số nhân

tố tự nhiên, mô ̣t nguồn tài nguyên nào đó trong mối quan hê ̣ với hoa ̣t đô ̣ng sống

củ a xã hô ̣i loài người

- Hình ảnh của đối tượng không gian có thể được ghi nhận trên nhiều kênh phổ khác nhau Mỗi một kênh cho ra giá trị phổ dưới dạng số riêng về cùng một đối tượng được ghi Quá trình chuyển đổi sóng điện từ sang tín hiệu điện và lưu trữ trên băng từ được thực hiện trực tiếp trên vệ tinh hoặc truyền tải trực tiếp xuống các trạm thu vệ tinh mặt đất Dữ liệu ảnh số được lưu trữ trên băng từ tương thích cho máy tính CCT(Computer Compatible Tape) hoặc trên CD-ROM dưới khuôn dạng của các tệp ảnh số mà máy tính có thể đọc được Thông thường

dữ liệu trên băng từ ghi nhận về một vùng chụp bao gồm 3 tệp thông tin chính Tệp đầu ghi nhận thông tin chú giải về dữ liệu còn gọi là tệp header, ví dụ thông tin về band phổ, độ phân giải, giờ, ngày tháng thu ảnh, Tệp thứ hai ghi

nhận thông tin về chú giải như nắn chỉnh phổ hoặc nắn chỉnh hình học, cấu trúc của tệp (cách lưu trữ ) Tệp chính có độ lớn nhất gọi là tệp dữ liệu

2.1.3.2 Như ̃ng nguyên lý chung về kỹ thuật giải đoán ảnh viễn thám

Giải đoán ảnh viễn thám là quá trình chiết tách các thông tin theo đi ̣nh

tính cũng như đi ̣nh lượng từ ảnh dựa trên các tri thức chuyên ngành hoă ̣c kinh nghiệm của người giải đoán Viê ̣c tách các thông tin trong ảnh viễn thám có thể phân thành 5 loa ̣i: Phân loa ̣i đa phổ, phát hiê ̣n biến đô ̣ng, chiết tách các thông tin

tự nhiên, xác đi ̣nh các chỉ số, chiết tách các thông tin tự nhiên, xác đi ̣nh các đối tượng đă ̣c biê ̣t

Phân loa ̣i đa phổ là quá trình tách gô ̣p các thông tin dựa trên các tính chất phổ, không gian và thời gian của các đối tượng như phân loa ̣i thực vâ ̣t, phân loa ̣i

lớ p phủ bề mă ̣t,

Phát hiê ̣n biến đô ̣ng là phát hiê ̣n và tách các đối tượng dựa trên tư liê ̣u ảnh

đa thời gian như phát hiê ̣n biến đô ̣ng diê ̣n tích rừng, biến đô ̣ng nương rẫy, biến

đô ̣ng bờ biển, sự thay đổi của dòng chảy, Xác đi ̣nh các chỉ số là việc tính toán

các chỉ số mới như chỉ số thực vâ ̣t,…Xác đi ̣nh các hiê ̣n tượng đă ̣c biê ̣t như cháy

rừ ng, thiên tai, lũ lu ̣t,

Xử lý thông tin viễn thám có hai phương pháp cơ bản là: phân tích bằng

mắt và xử lý số

- Phương pha ́ p giải đoán ảnh bằng mắt:

Giải đoán bằng mắt là sử dụng mắt người cùng với trí tuệ để tách chiết các thông tin từ tư liệu viễn thám dạng hình ảnh Trong viê ̣c xử lý thông tin viễn thám thì giải đoán bằng mắt (visual interpretaion) là công viê ̣c đầu tiên, phổ biến nhất và có thể áp du ̣ng trong mo ̣i điều kiê ̣n có trang thiết bi ̣ từ đơn giản đến phức

tạp Việc phân tích ảnh bằng mắt có thể được trợ giúp bằng một số thiết bị quang học Phân tích hay giải đoán bằng mắt là sử du ̣ng mắt thường hoă ̣c có sự trợ giúp

củ a các du ̣ng cu ̣ quang ho ̣c từ đơn giản đến phức ta ̣p như kính lúp, kính lâ ̣p thể,

kính phóng đa ̣i, kính tổ hợp mầu, nhằm nâng cao khả năng phân tích của mắt người Phân tích ảnh bằng mắt là công việc có thể áp dụng một cách dễ dàng

trong mọi điều kiện và có thể phục vụ cho nhiều nội dung nghiên cứu khác nhau: nghiên cứu lớp phủ mặt đất, nghiên cứu rừng, thổ nhưỡng, địa chất, địa mạo, thuỷ văn, sinh thái, môi trường…

Cơ sở để giải đoán ảnh bằng mắt là dựa vào các dấu hiê ̣u giải đoán trực tiếp hoă ̣c gián tiếp và chìa khóa giải đoán ảnh

Phân tích ảnh bằng mắt là công việc tổng hợp, kết hợp nhiều thông số của ảnh, bản đồ, tài liệu thực địa và kiến thức chuyên môn

- Phân loại ảnh bằng phương pháp xử lý số

Phân loại ảnh được định nghĩa là quá trình giải đoán phản xạ phổ thành những đối tượng khác nhau (vd: trạng thái rừng) Tổng hợp các công trình nghiên cứu về ứng dụng ảnh vệ tinh trong phân loại rừng trên thế giới, Yichun (2008) đã chia các phương pháp phân loại ảnh vệ tinh thành 2 nhóm chính: (1) phương pháp truyền thống; (2) phương pháp cải tiến

+ Phương pháp phân loại truyền thống (Traditional Methods)

Có hai phương pháp phân loại truyền thống là: phân loại đa phổ không giám sát (unsupervised multispectral classification) dựa trên các thuật toán K-mean và ISODATA; phân loại đa phổ có giám sát (supervised multispectral classification) dựa trên thuận toán xác xuất cực đại (Maximum Likelihood-ML)

Cả hai thuật toán K-mean và ISODATA đều liên quan đến việc phân nhóm các phản xạ phổ theo quá trình lặp đi lặp lại, đến khi giá trị trung bình của các nhóm phổ ít thay đổi hoặc nhỏ hơn một ngưỡng nhất định Phương pháp phân loại không giám sát hoàn toàn dựa vào cấp độ sáng của các điểm ảnh Ưu điểm của phương pháp này là tự động phân loại lớp phủ, làm cơ sở cho việc sử dụng các phương pháp phân loại khác có độ chính xác cao hơn (Tso và Olsen, 2005).Nhược điểm của phương pháp này là quá trình phân loại sẽ phải chạy lại khi dữ liệu mới được bổ sung

+ Phân loại có kiểm định (Suppervised Classification)

Là phân chia một cách có kiểm định các giá trị DN của các pixel ảnh theo từng nhóm đơn vị lớp phủ mặt đất bằng việc sử dụng máy tinh và các thuật toán

Để thực hiện việc phân loại có kiểm tra, phải tạo được “chìa khoá phân tích phổ

“ nghĩa là tìm được tính chất phổ đặc trưng cho từng đối tượng lớp phủ mặt đất

và đặt tên cho chúng Công việc xác định chìa khoá phân tích phổ được gọi là tạo các vùng mẫu (hay vùng kiểm tra - trainning areas) Từ các vùng này, các pixel khác trong toàn ảnh sẽ được xem xét và sắp xếp theo nguyên tắc “giống nhất” (Look must like) để đưa về các nhóm đối tượng đã được đặt tên Phân loại giám sát là phân loại được tuân thủ bởi sự đào tạo của người điều khiển dựa trên những hiểu biết ngoài thực địa để định các nhóm khi phân loại (gọi là các tập mẫu - training sets) Các mẫu phân loại được nhận biết qua vùng mẫu để thành lập các chìa khóa cho giải đoán ảnh Mỗi pixel ảnh trong lớp dữ liệu sau đó được đối sánh về số với các chìa khóa giải đoán được đặt tên mà chúng có xác xuất thuộc về nhóm lớn nhất Có rất nhiều cách thức để đối sánh giá trị của pixel chưa biết để xắp xếp thành lớp tương ứng với các chìa khóa được giải đoán trong phân loại

Trong phân loa ̣i có kiểm đi ̣nh có các thuâ ̣t toán phân loa ̣i thường sử du ̣ng :

phân loa ̣i hình hô ̣p (Parallelpiped Classification), phân loa ̣i theo khoảng cách

nhỏ nhất (Minimum distance Classification), phân loa ̣i hàm xác suất cực đa ̣i (Maximum Likelihood Classification)

Phân loa ̣i hình hô ̣p : là phương pháp phân loa ̣i có kiểm đi ̣nh đơn giản nhất Trong phương pháp này mỗi tru ̣c phổ được chia thành nhiều lớp dựa trên

các giá tri ̣ tối đa, tối thiểu của tê ̣p mẫu lớp tương ứng Các pixel nằm trong miền không gian xác đi ̣nh trên các tru ̣c phổ như vâ ̣y sẽ được phân loa ̣i vào nhóm tương ứng Phương pháp này có tốc đô ̣ thực hiê ̣n trên máy tính rất cao nhưng đô ̣ chính xác thường thấp nên chỉ dùng để phân loa ̣i sơ bô ̣ ban đầu

Phương pháp phân loa ̣i theo khoảng cách nhỏ nhất : phương pháp này được sử du ̣ng để phân loa ̣i đối tượng trong không gian phổ đa chiều Khoảng

cách giữa các pixel như thước đo đánh giá sự thuô ̣c về mô ̣t lớp nào đó của pixel đang khảo sát Các khoảng cách thường sử du ̣ng trong viễn thám đó là : khoảng

cách Ơclit, khoảng cách Ơclit chuẩn hóa, khoảng cách Mahalanobis Viê ̣c lựa

chọn khoảng cách nào là tùy thuô ̣c vào tính chất và từng điều kiê ̣n cu ̣ thể Đây là

một phương pháp phân loa ̣i khá nhanh Giá tri ̣ phổ của pixel gần với giá tri ̣ phổ trung bình của lớp mẫu Tuy nhiên, phương pháp này cũng chưa thâ ̣t sự chính

xác vì chưa tính đến sự biến thiên của các lớp phân loa ̣i

Phân loa ̣i xác suất cực đa ̣i : là phương pháp được sử du ̣ng nhiều trong xủ

lý ảnh số Nguyên lý của phương pháp này là, mỗi pixel được tính xác suất thuô ̣c

vào mô ̣t lớp nào đó và nó được gắn vào lớp mà xác suất thuô ̣c về lớp đó là lớn nhất Đây là phương pháp có đô ̣ chính xác cao, tuy nhiên phương pháp này mất nhiều thời gian và phu ̣ thuô ̣c vào sự phân bố chuẩn của dữ liê ̣u

Phương pháp phân loại có giám sát dựa vào việc lựa chọn các vùng mẫu trên ảnh được gán tương ứng với các kiểu sử dụng đất hoặc kiểu rừng Vì vậy, khi bổ sung thêm kiểu che phủ mới thì không làm thay đổi các kiểu che phủ được tạo lập trước đó Thuật toán xác suất cực đại (ML) được xem là truyền thống và sử dụng phổ biến cho phương pháp phân loại có giám sát, nguyên lý của thuật toán này là: mỗi điểm ảnh được tính xác suất thuộc vào một lớp nào đó

và được gán vào lớp mà xác suất thuộc vào lớp đó là lớn nhất (Sohn và Rebello, 2002) Tuy nhiên, thuật toán xác suất cực đại cũng chưa phải là giải pháp tối ưu, khi mà nó giả định phân bố cấp độ sáng của điểm ảnh là phân bố chuẩn, vì vậy

nó không thích hợp cho việc phân loại ở những nơi có lớp phủ phức tạp (vd: phân loại rừng nhiệt đới)

+ Phương pháp phân loại cải tiến (Improved Methods)

Trong thực tế, cùng một kiểu rừng vẫn có thể có nhiều giá trị phản xạ phổ khác nhau, ngược lại các kiểu rừng khác nhau lại có thể có giá trị phản xạ phổ giống nhau Vì vậy, nếu sử dụng các phương pháp truyền thống như phân loại có giám sát, hoặc không giám sát thì rất khó có thể tách biệt và phân loại hiện trạng rừng một cách chính xác Nhìn chung, các phương pháp cải tiến thường được phát triển trên cơ sở phương pháp truyền thống có bổ sung thêm các thuật toán nhằm đạt được kết quả phân loại chính xác nhất Có rất nhiều nghiên cứu phát triển các phương pháp phân loại lớp phủ thực vật Stuart (2006) Đã sử dụng

phương pháp phân loại liên tục (Continuous Classification) và ảnh Landsat để xây dựng bản đồ hiện trạng rừng (rừng thường xanh, rừng rụng lá, cây gỗ rải rác ) cho vùng nhiệt đới ở Trung Mỹ Các tác giả đã chứng minh rằng phương pháp phân loại liên tục là tốt hơn phương pháp xác suất cực đại, đặc biệt là ở những khu vực có kiểu thảm thực vật phức tạp Sohn và Rebello (2002) đã phát triển phương pháp phân loại SAC (Spectral Angle Classifiers) từ phương pháp phân loại có giám sát và không giám sát Phương pháp SAC có tính đến sự biến động phản xạ phổ trong một kiểu rừng là do ảnh hưởng của hưởng của khí quyển

và địa hình, phương pháp này đã được áp dụng thành công trong phân loại các quần xã sinh vật ở vùng đông nam bang Arizona – Hoa Kỳ (Sohn và Qui, 2005)

Các chỉ số thực vật như NDVI (Normalized Differenct Vegetation Index)

và EVI (Enhanced Vegetation Index) cũng được xem như là một thuật toán để phân loại lớp phủ thực vật Các chỉ số này được tính toán trên căn cứ, thực vật thường phản xạ mạnh với bước sóng hồng ngoại gần và hấp thụ mạnh với bước sóng màu đỏ Sự tương phản giữa 2 kênh phổ này được sử dụng để tính toán chỉ

số thực vật Các chỉ số thực vật thường có liên hệ rất chặt với hoạt động của quá trình quang hợp Chỉ số NDVI đã được nhiều tác giả sử dụng trong phân tích biến động của lớp phủ rừng trên các ảnh vệ tinh đa thời gian (Wang và Tenhunen, 2004; Geerken, 2005) Các nhóm thực vật, hoặc kiểu rừng cũng có thể nhận biết được qua việc nghiên cứu phân bố giá trị NDVI trên ảnh (Lenney, 1996)

Phương pháp ANN (Artifical Neutral Network) và logic mờ cũng được áp dụng rất hiệu quả ở những nơi có phân bố thực vật phức tạp (Fillippi và Jensen, 2006) Phương pháp này đã được Berberoglu (2000) áp dụng để phân loại thực vật ở vùng địa trung hải, và tăng độ chính xác của bản đồ lên 15% so với phương pháp xác suất cực đại Nhược điểm của phương pháp này là xử lý trên máy tính rất lâu, đặc biệt là khi dữ liệu lớn Phương pháp phân loại mờ (fuzzy classification) rất thích hợp cho các lớp phủ rừng phức tạp (Zhang và Foody,

1998), phương pháp này dựa trên phân bố xác suất của các pixel hơn là nhóm các giá trị lại theo phương pháp truyền thống

Phương pháp cây vấn đề (Decision Tree - DT) xuất phát từ lý thuyết hồi quy, trên cơ sở so sánh đặc điểm, kết cấu phản xạ phổ trên ảnh với các kiểu rừng hoặc loài thực vật Người phân loại phải xuất phát từ việc đánh giá khả năng phân tách các đối tượng dựa trên tri thức chuyên gia và đặc tính phổ của chúng Phương pháp này có ưu điểm là xử lý nhanh, không có giả thuyết toán học và có thể xử lý dữ liệu ở nhiều cấp độ khác nhau Hansen (2006) đã sử dụng phương này với chỉ số NDVI và ảnh AVHRR để xây dựng bản đồ hiện trạng rừng toàn cầu Các tác giả Xu (2005) đã sử dụng 3 phương pháp DT, ANN và ML với 2 loại ảnh đa phổ và siêu phổ để phân loại lớp phủ thực vật Kết luận cho thấy phương pháp DT chỉ thích hợp với loại ảnh đa phổ Trong một vài trường hợp, phương pháp DT cũng rất thích hợp với lớp phủ thực vật có biến động mạnh liên quan chặt với điều kiện lập địa như điều kiện đất và địa hình (He, 2005) Ngoài

ra, các kỹ thuật/phương pháp phân loại như SPARK (SPAtial Reclassification Kernel) và ADCM (Ancillary Data Classification Model) nâng độ chính xác của kết quả phân loại ở những nơi có phân bố thực vật không đồng nhất (Sluiter, 2005)

Nhìn chung, có rất nhiều phương pháp/thuật toán phân loại được phát triển

và ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau Trong một vài trường hợp, khi liên kết nhiều phương pháp với nhau có thể nâng cao chất lượng phân loại lớp phủ thực vật Ví dụ: Lo và Choi (2004) đã đề xuất phương pháp phân loại kết hợp (Hybrid Method), trên cơ sở sử dụng những ưu điểm của cả 2 phương pháp phân loại có giám sát và phân loại không giám sát, để xây dựng bản đồ lớp phủ cho vùng đô thị Atlanta – Hoa Kỳ bằng ảnh Landsat ETM+ Tuy nhiên, các phương pháp/thuật toán phân loại cải tiến thường được phát triển để nâng cao chất lượng phân loại ảnh trong từng trường hợp cụ thể Trong khi đó, mỗi loài thực vật lại có một phổ riêng biệt, phụ thuộc rất lớn vào hình thái, hàm lượng các chất hoá học,

độ ẩm của lá cây Vì vậy, phát triển các phương pháp phân loại ảnh vệ tinh vẫn là

một chủ đề nhận được nhiều sự quan tâm của các nhà nghiên cứu, bởi vì không có một phương pháp hay thuật toán phân loại nào lại có thể áp dụng thành công cho tất cả các trường hợp Ở Việt Nam hiện nay việc phân loại rừng từ ảnh vệ tinh chủ yếu vẫn dựa trên các phương pháp phân loại truyền thống, những phương pháp này vẫn chưa thể được gọi là phân loại tự động, bởi vì vẫn cần có người để chọn vùng mẫu trong phân loại có giám sát hoặc tái phân loại trong trường hợp phân loại không giám sát Việc phân loại tự động chỉ có thể thực hiện dựa trên các bất biến ảnh, đòi hỏi phải có những nghiên cứu cơ bản và những bộ dữ liệu chuẩn, đặc biệt là khi áp dụng đối với rừng nhiệt đới có cấu trúc phức tạp (Nguyễn Đình Dương, 2000)

2.2 Cơ sở khoa học của kỹ thuật viễn thám

2.2.1 Cơ sở vất lý

Ánh sáng mặt trời nằm trong giải phổ từ 10-8 - 1010 micromet, khi ánh sáng gặp vật cản trong khí quyển thì một phần lọt qua, còn một phần bị khuyếch tán , một phần bị vật thể hấp thụ điều đó làm cho năng lượng mặt trời thay đôỉư rất nhiều Vật sẽ tiếp nhận ánh sáng dưới 2 dạng trực tiếp và bức xạ ánh sáng Do

đó khả năng thu nhận hoặc phản xạ ánh sáng của vật thể khác nhau là khác nhau

Góc chiếu của mặt trời khi chụp ảnh tạo nên hiện tượng bóng ảnh

Cấp độ xám: Độ tương phản trắng đen bóng ảnh là những căn cứ cần thiết

để đoán đọc ảnh

Các vật được chụp ảnh nhận được ánh sáng mặt trời ở những góc độ khác nhau nên độ tương phản giữ ánh sáng và bóng râm của chúng cũng khác nhau

2.2.2 Cơ sở sinh vật học

- Các đặc điểm phân bố và hình thái của đối tượng điều tra

- Quy luật kết cấu

2.2.3 Cơ sở sinh lý học

Đó là khả năng nhận biết vật thể dưới dạng không gian 3 chiều của chúng

2.3 Lư ̣a cho ̣n tư liê ̣u viễn thám

Việc lựa chọn tư liệu ảnh viện thám để theo dõi sự biến động của lớp phủ thảm thực vật rừng được coi là một khâu đóng vai trò hết sức quan trọng Đây sẽ

là tư liệu ảnh viễn thám được sử dụng để theo dõi sự biến động của lớp phủ thảm thực vật rừng

Do đó căn cứ vào các tiêu chí phản ánh chất lượng ảnh như đã được trình bày ở phần phương pháp và cùng với việc sử dụng phương pháp đánh giá hiệu quả tổng hợp Để lựa chon ra tư liệu ảnh viễn thám phù hợp nhất vào việc theo dõi sự biến động của lớp phủ thảm thực vật rừng

Ảnh hàng không bắt đầu được áp dụng từ đầu thế kỷ 20 để khoanh vẽ các trạng thái rừng Ảnh hàng không thường được lưu trên giấy ảnh hoặc ảnh số Từ những thử nghiệm lẻ tẻ về ứng dụng ảnh hàng không trong lâm nghiệp vào thời gian đầu, đã có nhiều tác giả sử dụng thành công ảnh hàng không để xây dựng bản đồ tài nguyên rừng ở các nước như Canada, Mỹ và Anh (Bickford, 1952) Ảnh hàng không thường được giải đoán bằng mắt thường với sự hỗ trợ của các thiết bị quang học như kính lúp, kính lập thể, máy tổng hợp màu để các định đối tượng Các trạng thái rừng khác nhau trên ảnh được khoanh vẽ dựa trên một số tiêu chí sau (Olson,1960): cấp độ sáng (tone); kích thước (size) và hình dáng (shape) của tán cây; biến đổi trong cấu trúc tán cây (texture); phân bố không gian của tán cây (pattern); bóng cây (shadow)

Ưu điểm của việc sử dụng ảnh hàng không so với điều tra mặt đất là: cung cấp một bức tranh toàn cảnh về phân bố của rừng trên một diện tích rộng; lưu giữ được những biến đổi về động thái của rừng theo thời gian; ảnh hàng không

có thể chụp với bước sóng từ tia cực tím đến hồng ngoại gần (0.3m – 0.9m), vì vậy có thể phản ánh những thông tin mà mắt thường không thấy được Nhược điểm của ảnh hàng không là rất khó chụp, lưu giữ, hiệu chỉnh và giải đoán Ngoài ra việc giải đoán bằng mắt là rất chủ quan phụ thuộc vào trình độ, kinh nghiệm người giải đoán, kết quả không đồng nhất, khó triển khai trên diện rộng, thời gian thực hiện lâu và tốn kém nhiều nhân lực Ở Việt Nam, công nghệ giải

đoán bằng mắt cũng đã và đang được áp dụng đối với ảnh vệ tinh trong phân loại rừng và đã bộc lộ rất nhiều tồn tại

Trong vòng khoảng 35 năm trở lại đây, ảnh vệ tinh với phương pháp xử lý

số đã được sử dụng rộng rãi và dần thay thế ảnh hàng không trong xây dựng các bản đồ tài nguyên rừng phục vụ công tác điều tra và kiểm kê rừng (Lambin, 2001) Phương pháp xử lý số có ưu điểm nổi bật là thời gian xử lý ngắn, việc phân loại các đối tượng được tiến hành nhanh chóng trên phạm vi rộng mà không cần công đi thực địa, công việc được thực hiền hoàn toàn dựa vào cấp độ xám của các pixel, nên kết quả thu được khách quan không phụ thuộc vào chủ quan của nguời giải đoán Tuỳ thuộc vào yêu cầu sử dụng, ảnh vệ tinh sẽ cho phép xây dựng các bản đồ tài nguyên rừng với quy mô và tỷ lệ khác nhau một cách nhanh chóng, hoặc đánh giá được biến động của hiện trạng rừng ở hiện tại

so sánh với các thời điểm trong quá khứ

Với những ưu điểm như vậy, đã có rất nhiều chuyên gia và các nhà nghiên cứu sử dụng ảnh vệ tinh để khoanh vẽ và theo dõi biến đô ̣ng của lớp phủ thực vật trên bề mặt trái đất từ quy mô nhỏ đến toàn cầu (Yichun et al., 2008) Hiện nay, trên thế giới có rất nhiều vệ tinh cung cấp ảnh có độ phân giải không gian, bước sóng, số lượng kênh phổ và chu kỳ bay chụp khác nhau, từ các ảnh đa phổ (multispectral sensors) tới ảnh siêu phổ (hyperspectral), bước sóng biến động từ nhìn thấy tới sóng siêu cao tần, độ phân giải không gian từ <1m tới vài km, chu

kỳ bay chụp có thể từ 30 phút tới tuần hoặc tháng Navulur (2006) đã phân nhóm các loại ảnh vệ tinh theo độ phân giải không gian như sau: (i) ảnh có độ phân giải thấp > 30m, (ii) ảnh có độ phân giải trung bình 2m - 30m; (iii) ảnh có

độ phân giải cao 0.5 – 2.0 m; (iv) ảnh có độ phân giải rất cao < 0.5m Mỗi loại ảnh vệ tinh khác nhau lại có đặc điểm về độ phân giải không gian, bước sóng, chu kỳ bay chụp, giá thành khác nhau Đề tài tổng hợp mô ̣t số thông số kỹ thuâ ̣t

và ứng du ̣ng chủ yếu của mô ̣t số ảnh vê ̣ tinh mà đề tài có thể sử du ̣ng

Ba ̉ ng 2.1 Bảng tổng hợp thông số kỹ thuâ ̣t và khả năng ứng du ̣ng

cu ̉ a mô ̣t số loa ̣i ảnh viễn thám Loại ảnh Thông số kỹ thuật

Ứng dụng trong phân loại và theo dõi biến

- Quy mô bản đồ: toàn cầu, lục địa hoặc quốc gia

- Phân loại lớp phủ và theo dõi biến đô ̣ng của

lớ p phủ (vd: rừng, độ thị, mặt nước )

AVHRR

Độ phân giải thấp 1km từ các vệ tinh NOAA; Trường phủ 2400km x 6400km; Ảnh có từ 1980 đến nay

2 Ảnh đa phổ có độ phân giải trung bình (Multispectral Moderate Resolution Sensors)

Độ phân giải trung bình (15-90m) với

14 kênh phổ từ bước sóng nhìn thấy tới hồng ngoại gần; Trường phủ 60km x 60km Ảnh có từ năm 2000 đến nay