Các giải pháp kỹ thuật nâng cao độ chính xác thành lập bình đồ ảnh vệ tinh phục vụ cho hiện chỉnh bản đồ địa hình tỷ lệ trung bình

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN THỊ TỐ GIANG CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC THÀNH LẬP BÌNH ĐỒ ẢNH VỆ TINH PHỤC VỤ CHO HIỆN CHỈNH BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

NGUYỄN THỊ TỐ GIANG

CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC THÀNH LẬP BÌNH ĐỒ ẢNH VỆ TINH PHỤC VỤ CHO HIỆN CHỈNH BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH

TỶ LỆ TRUNG BÌNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Hà Nội - 2010

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

NGUYỄN THỊ TỐ GIANG

CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC THÀNH LẬP BÌNH ĐỒ ẢNH VỆ TINH PHỤC VỤ CHO HIỆN CHỈNH BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH

TỶ LỆ TRUNG BÌNH

Chuyên ngành: Kỹ thuật Trắc địa

Mã số: 60.52.85

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS Trần Đình Trí

Hà Nội - 2010

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu riêng của tôi Các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác giả luận văn

Nguyễn Thị Tố Giang

1.3 Các phương pháp hiện chỉnh Bản đồ địa hình 17

Chương 2: Giới thiệu chung về ảnh vệ tinh và các ứng dụng của chúng ở Việt Nam

4.2 Ảnh hưởng của đồ hình, số lượng điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp

và mô hình toán học dùng trong thành lập bình đồ ảnh vệ tinh tỷ lệ

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang

Bảng 2-2 Các đặc trưng chính của ảnh vệ tinh SPOT 24 Bảng 2-3 Độ phân giải phổ của ảnh nguồn các vệ tinh SPOT từ 1 đến 5 27

Bảng 3-1 Số lượng điểm khống chế tối thiểu cần cho các mô hình hàm

Bảng4-1 Giá trị xê dịch vị trí điểm ảnh nắn vệ tinh do ảnh hưởng của

sai số mô hình số độ cao

86

Bảng 4-2 Chênh cao địa hình lớn nhất cho phép nắn ảnh theo mặt phẳng

độ cao trung bình khu vực và sai số độ cao cho phép mô hình DEM sử

dụng cho nắn ảnh vệ tinh độ phân giải cao được chụp với các góc

Hình 3-9 Ảnh được trộn bởi một số phương pháp khác nhau 81

Hình 5-3 Bình đồ ảnh sau khi đã được xử lý và đưa vào sử dụng 107

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Bản đồ địa hình là mô hình đồ hoạ về mặt đất, cho ta khả năng nhận thức bề mặt đó bằng cái nhìn tổng quát, chi tiết Dựa vào bản đồ địa hình có thể nhanh chóng xác định toạ độ, độ cao của bất kỳ điểm nào trên mặt đất, khoảng cách và phương hướng giữa hai điểm, chu vi, diện tích và khối lượng của một vùng cùng hàng loạt những thông số khác Bản đồ địa hình còn cho chúng ta xác định các mặt định tính, định lượng của các phần tử địa hình và địa lý

Bản đồ địa hình được thành lập để phục vụ cho tất cảc các ngành kinh

tế quốc dân, văn hoá, quốc phòng và mỗi ngành lại đưa ra yêu cầu về nội

dung của chúng

Nội dung chính của bản đồ địa hình là phản ánh những yếu tố về thuỷ văn, địa hình, lớp phủ thực vật, địa chất, giao thông, dân cư và ranh giới Yêu cầu chính khi thành lập bản đồ địa hình là phải biểu thị mặt đất với độ chính xác và độ chi tiết cao

Hiện nay công nghệ thông tin phát triển đã mở ra nhiều cơ hội phát triển cho các ngành nghề truyền thống, trong đó có sự phát triển của ngành công nghệ bản đồ Hệ thống bản đồ in trên giấy thành lập bằng công nghệ truyền thống hết sức tốn kém lại nhanh chóng bị lạc hậu và do đó không đáp ứng được nhu cầu của thời đại Khi tiến hành quản lý quy hoạch và phát triển kinh tế xã hội đặc biệt là các đô thị lớn thì vai trò của bản đồ hết sức quan trọng Tuy nhiên yêu cầu về mức độ chi tiết có khác nhau trong các ứng dụng của nó Nhu cầu ứng dụng công nghệ thông tin để thành lập bản đồ có thể hiện thị ở nhiều tỷ lệ khác nhau trở nên hết sức cấp thiết Chính vì những yếu

tố trên đặt ra nhu cầu sử dụng một hệ thống bản đồ ở nhiều tỷ lệ khác nhau để khả năng tham mưu được phù hợp từ cấp chiến lược đến cấp chiến thuật

Như vậy chúng ta cần phải áp dụng các công nghệ bản đồ mới nhằm xây dựng một hệ thống bản đồ dựa trên một nền tảng có sẵn đó là ảnh mà đặc biệt là ảnh vệ tinh, có thể tổng hợp, phân tích, xử lý thông tin toàn diện, phục

vụ cho nhiều mục đích khác nhau

Ảnh vệ tinh ngày càng xuất hiện nhiều trên thế giới và ở Việt Nam Ưu điểm của ảnh vệ tinh là có khả năng cung cấp thông tin nhanh ở bất kỳ nơi nào, lấp khoảng trống trong cung cấp thông tin địa hình bằng ảnh hàng không, nhất là khi cần có thông tin đáp ứng nhu cầu khảo sát, đo đạc trong thời gian ngắn ở Việt Nam ảnh vệ tinh đã được sử dụng vào công tác hiện chỉnh bản

đồ tỷ lệ 1/25000 và trong tổng kiểm kê đất đai năm 2005 và một số dự án khác Hiện nay đang dự kiến sử dụng ảnh vệ tinh SPOT 5 để hiện chỉnh bản

đồ tỷ lệ 1/10000

Ngày nay công nghệ thu nhận ảnh vệ tinh đã có sự thay đổi rõ rệt, thúc đẩy việc nghiên cứu xử lý và ứng dụng ảnh vệ tinh trên thế giới phát triển rất nhanh chóng Với công nghệ trước đây, ảnh vệ tinh thu nhận được thường có

độ phân giải mặt đất thấp từ hàng trăm mét đến hàng chục mét

Sau khi được xử lý và hiệu chỉnh các sai số về bức xạ hình học, kỹ thuật trộn ảnh đã được áp dụng và cho ra một loại sản phẩm mới với độ phân giải tương đương với độ phân giải của ảnh toàn sắc Mặt khác chu kỳ quan sát lặp tại một khu vực trên bề mặt Trái đất của các vệ tinh là rất ngắn nên dữ liệu ảnh có thể được cập nhật rất nhanh

Qua đó thấy rõ ưu thế của ảnh vệ tinh so với ảnh chụp hàng không hiện hành trong công tác thành lập bình đồ ảnh nhằm mục đích hiện chỉnh bản đồ địa hình tỷ lệ trung bình

Từ tính cấp thiết của vấn đề, tôi đã lựa chọn đề tài nghiên cứu cho luận

văn thạc sĩ của mình với tên gọi: Các giải pháp kỹ thuật nâng cao độ chính

xác thành lập bình đồ ảnh vệ tinh phục vụ cho hiện chỉnh bản đồ địa hình tỷ lệ trung bình

2 Mục tiêu của đề tài

Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu các giải pháp nâng cao độ chính xác thành lập bình đồ ảnh vệ tinh phục vụ cho hiện chỉnh bản đồ địa hình tỷ lệ trung bình

3 Nội dung của đề tài

Để đạt được mục tiêu đề ra, trong luận văn này tôi trình bày về tổng quan về một số hệ thống ảnh viễn thám, phân tích đánh giá độ chính xác khi thành lập bình đồ ảnh vệ tinh Trên cơ sở đó nêu bật tầm quan trọng và khả năng ứng dụng của ảnh vệ tinh trong công tác hiện chỉnh bản đồ tỷ lệ trung bình ở nước ta

Qua nghiên cứu cơ sở lý thuyết của các phương pháp hiện chỉnh bản đồ

tỷ lệ trung bình trong đó nổi bật nhất là ứng dụng từ bình đồ ảnh vệ tinh chúng tôi phân tích ảnh hưởng của một số yếu tố đến độ chính xác khi hiện chỉnh bản đồ địa hình tỷ lệ trung bình, tiến hành thực nghiệm để từ đó đưa ra một số biện pháp nhằm nâng cao độ chính xác thành lập bình đồ ảnh số phục

vụ cho công tác hiện chỉnh bản đồ địa hình tỷ lệ trung bình

4.Phương pháp nghiên cứu

Phân tích và hệ thống hoá các tài liệu chuyên môn có liên quan đến đề tài đã được công bố

5 Cơ sở tài liệu viết luận văn

Các tài liệu trong và ngoài nước trong lĩnh vực trắc địa, trắc địa ảnh Tạp chí khoa học trắc địa và bản đồ

Thực nghiệm tại Trung tâm Viễn Thám

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu

Ý nghĩa khoa học

Góp phần bổ xung một số cơ sở lý luận cho công tác thành lập bình đồ ảnh vệ tinh phục vụ cho công tác hiện chỉnh bản đồ địa hình tỷ lệ trung bình trong điều kiện trang thiết bị và thực tế sản xuất ở Việt Nam

Ý nghĩa thực tiễn

Những kết quả nghiên cứu của đề tài có thể dùng làm tài liệu tham khảo để xây dựng quy trình công nghệ thành lập bình đồ ảnh vệ tinh phục vụ cho hiện chỉnh bản đồ địa hình tỷ lệ trung bình

7 Cấu trúc của luận văn

Bố cục của luận văn gồm 109 trang bao gồm

sự giúp đỡ quý báu đó cho tôi hoàn thành luận văn này

Do trình độ còn hạn chế, tài liệu còn có nhiều thiếu sót nên nội dung luận văn còn nhiều khiếm khuyết, thiếu sót Tác giả rất mong nhận được những ý kiến đóng góp

CHƯƠNG 1:

BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP THÀNH LẬP BẢN ĐỒ

ĐỊA HÌNH 1.1 Khái niệm và yêu cầu về độ chính xác của bản đồ địa hình

1.1.1 Khái niệm chung về bản đồ địa hình

Bản đồ địa hình thuộc bản đồ địa lý chung Nó biểu hiênh thu nhỏ bề mặt trái đất lên mặt phẳng được xác định về mặt toán học có khái quát hoá và bằng hệ thống ký hiệu nhằm phản ánh sự phân bố, trạng thái và các mối quan

hệ tương hỗ nhất định giữa các yếu tố cơ bản của địa lý tự nhiên và kinh tế xá hội với độ chính xác và mức độ tỷ mỉ tương đối như nhau Các yếu tố này phần lớn giữ được hình dạng, kích thước theo tỷ lệ bản đồ đồng thời giữ được tính chính xác hình học của ký hiệu và tương ứng địa lý của yếu tố nội dung

Bản đồ địa hình bao gồm: thuỷ hệ, dân cư, đường giao thông, dáng đất, lớp phủ thực vật, thổ những Theo mức độ đầy đủ của nội dung và mức độ tỷ

mỉ chi tiết của các đặc trưng cho các đối tượng và hiện tượng được biểu thị thì bản đồ địa hình thuộc nhóm bản đồ tra cứu

Trên bản đồ địa hình không đưa lên tất cả mọi hình ảnh trên mặt đất,

mà chỉ chứa đựng một lượng thông tin phụ thuộc vào thời gian, không gian và mục đích sử dụng Tính không xác định giới hạn khu vực được tiến hành đo

vẽ và thành lập bản đồ Tính thời gian quy định ghi nhận trên bản đồ địa hình hiện trạng của bề mặt trái đất thời điểm tiến hành đo vẽ Mục đích sử dụng chi phối nội dung và độ chính xác của bản đồ, yếu tố không gian và mục đích sử

dụng có ảnh hưởng tới việc chọn tỷ lệ cho bản đồ

1.1.2 Tính chất của bản đồ địa hình

Tính chất toán học: bề mặt trái đất là mặt cong muốn biểu diễn các chi tiết trên bề mặt đó lên mặt phẳng phải sử dụng mô hình toán học nhất định Do đó các bản đồ nói chung, bản đồ địa hình nói riêng đều được thành lập trên một

Tính chất kí hiệu: trên mặt đất có rất nhiều yếu tố kích thước lớn không thể biểu thị nguyên vẹn lên bản đồ, đồng thời có nhiều yếu tố có kích thước nhỏ nhưng quan trọng nên không có hình thức gì đặc biệt thì cũng phải biểu thị lên bản đồ Ngoài ra còn có nhiều yếu tố hình dạng nhưng bản chất khác nhau Ngược lại có nhiều yếu tố bản chất giống nhau nhưng hình dạng khác nhau… vì vậy phải dùng hệ thống kí hiệu để biểu thị

Bản đồ địa hình được biểu thị đầy đủ các yếu tố địa lý tự nhiên và kinh

tế xã hội với mức độ tỷ mỉ tương đối như nhau, các yếu tố này phần lớn giữ được hình dạng, kích thước theo tỷ lệ bản đồ, đồng thời giữ được tính chính xác hình học của ký hiệu và tính tương ứng địa lý của yếu tố nội dung vì vậy

nó là tài liệu cơ bản để thành lập các bản đồ khác

Bản đồ địa hình được thành lập từ các tài liệu đo dạc trực tiếp trên mặt đất hoặc trên ảnh chụp từ máy bay hay trên ảnh chụp từ mặt đất, nên nó có tính hiện đại và có tính chính xác cao, đáp ứng được yêu cầu sử dụng cho tất

cả các ngành kinh tế, văn hoá, quốc phòng Bản đồ địa hình có hệ thống tỷ lệ, cách chia mảnh và đánh số mảnh thống nhất có quy trình, quy phạm và ký hiệu chung do nhà nước ban hành nên thuận tiện cho việc sử dụng

1.1.3 Yêu cầu về độ chính xác của bản đồ địa hình

Độ chính xác của bản đồ là đặc trưng thể hiện độ chính xác đo đạc các đối tượng trên bản đồ, là đại lượng sai số do quá trình đo và sản xuất bản đồ Sai số vị trí điểm trên bản đồ: Qua thực nghiệm người ta xác định được rằng sai số trung phương vị trí điểm đặc trưng nằm ở gần các điểm khống chế trắc

Khi đánh giá độ chính xác của bản đồ người ta dựa vào sai số vị trí điểm địa hình địa vật trên bản đồ Sai số này thường ghiỉtong quy trình quy phạm đo vẽ hoặc biên vẽ Từ đó có thể đánh giá độ chính xác bằng công thức

2 2

1

n m

i i

m



 (1.1) Trong đó n: số giai đoạn đo vẽ, biên vẽ, in

M: sai số từng giai đoạn Trong sản xuất, sai số vị trí mặt bằng của vật chất do trên bản đồ được quy định không vượt quá  0,5mm của những địa vật khác không quá  0, 75

mm cho các loại tỷ lệ

1.2 Các nội dung của bản đồ địa hình

Các yếu tố cơ bản của nội dung bản đồ địa hình là: thuỷ hệ, các đIểm dân cư, các đối tượng công nghiệp, nông nghiệp và văn hoá, mạng lưới các đường giao thông dáng đất, lớp phủ thực vật và thổ nhưỡng, các đường ranh giới,… Tất cả các đối tượng nói trên được thể hiện trên bản đồ địa hình bằng

ký hiệu quy ước và ghi chú các đặc trưng về số lượng và chất lượng

1.2.1 Địa vật định hướng

Đó là những đối tượng của khu vực cho phép xác định vị trí nhanh chóng và chính xác trên bản đồ như các toà nhà cao, nhà thờ, cột cây số,… Các địa vật định hướng còn bao gồm cả một số địa vật không nhô cao so với mặt đất nhưng dễ dàng nhận biết được như ngã ba, ngã tư đường, các giếng nước ngoài vùng dân cư

1.2.2 Thuỷ hệ

Các yếu tố thuỷ hệ được biểu thị tỷ mỉ trên bản đồ địa hình, các đường

bờ biển, bờ hồ, bờ của các con sông lớn

Ngoài ra còn thể hiện các con kênh đào, mương máng, các giếng nước

tự nhiên và nhân tạo Đồng thời với các công trình thuộc thuỷ hệ như bến cảng, cầu cống, trạm thuỷ điện, đập…

Sự biểu thị các yếu tố thuỷ hệ còn được bổ sung bằng các đặc trưng lượng và số lượng (độ mặn của nước, đặc điểm và độ cao của đường bờ, độ sâu và độ rộng của sông, tốc độ dòng chảy) Trên bản đồ sông được thể hiện bằng một nét hay hai nét là phụ thuộc vào độ rộng của nó ngoài thực địa và tỷ

lệ bản đồ

1.2.3 Các điểm dân cư

Các điẻm dân cư là một trong những yếu tố quan trọng nhất của bản đồ địa hình Các đIểm dân cư được đặc trưng bởi cư trú, số người và ý nghĩa hành chính - chính trị của nó Theo kiểu cư trú thì phân ra thành các nhóm, các thành phố, các điểm dân cư kiểu thành phố (khu công nghiệp, khu phố ven đường sắt…), các điểm dân cư nông thôn (thôn, ấp, nhà độc lập,…) Điểm dân cư được thể hiện trên bản đồ địa hình bằng ghi chú tên của nó

Khi thể hiện các điểm dân cư trên bản đồ địa hình thì phải đưa đặc trưng của chúng về quy hoạch, cấu trúc Trên các bản đồ có tỷ lệ càng lớn thì

sự biểu thị các đIểm dân cư càng tỷ mỉ, khi thu nhỏ tỷ lệ phải tiến hành tổng quát hoá

Trên bản đồ tỷ lệ 1/5000 có thể biểu thị dược tất cả các vật kiến trúc theo kichá thước của chúng đồng thời thể hiện đặc trưng của vật liệu xây dựng, độ rộng của đường phố cũng được thể hiện theo tỷ lệ của bản đồ

Trên bản đồ tỷ lệ 1/10000 các điểm dân cư được biểu hiện bằng ký hiệu quy ước các ngôi nhà và các vật kiến trúc riêng biệt trong đó đã có sự lựa chọn nhất định

Trên các bản đồ tỷ lệ 1/25000 đến 1/100000 thì sự biểu thị không phải chủ yếu là các vật kiến trúc riêng biệt mà các phố trong đó đặc trưng chất lượng của chúng cũng được khái quát hoá Trên các bản đồ tỷ lệ 1/100000 thì các ngôi nhà trong các ô phố không được thể hiện, sự biểu thị các đường phố với độ rộng quy định (0,5-0,8mm) có ảnh hưởng làm giảm diện tích của các phố trên bản đồ Trên tất cả các bản đồ tỷ lệ 1/100000 và lớn hơn biểu thị tất

cả các điểm dân cư

1.2.4 Mạng lưới giao thông và đường dây liên lạc

Trên các bản đồ địa hình, mạng lưới đường xá được thể hiện tỷ mỉ về khả năng giao thông và trạng thái của đường Mạng lưới đường xá được thể hiện chi tiết hoặc khái lược là tuỳ thuộc và tỷ lệ của bản đồ Cần phải phản ánh đúng mật độ của lưới đường xá, hướng và vị trí của các con đường, chất lượng của chúng

Đường xá được chia ra: đường sắt, đường nhựa, đường đất Các đường sắt được phân chia theo độ rộng của đường ray, theo số của đường ray, trạng thái của đường, dạng đầu máy xe lửa, Trên đường sắt phải biểu thị các nhà

ga, các vật kiến trúc và các trang thiết bị khác thuộc đường sắt (tháp nước, trạm canh, các đoạn đường ngầm, các đoạn đường đắp cao, cầu cống, ) Các đường không ray được phân ra thành: đường ô tô trục, đường nhựa to, đường nhựa thường, đường đá to, đường đất lớn, đường đất nhỏ, đường mòn

Trên các bản đồ tỷ lệ 1/10000 và lớn hơn biểu thị tất cả các con đường, trên các bản đồ tỷ lệ 1/25000 thì biểu thị dọc các con đường trên đồng ruộng

và trong rừng ở các tỷ lệ nhỏ hơn thì sự lựa chọn và khái quát cao hơn

Khi lựa chọn phải xét đến ý nghĩa của đường xá, phải biểu thị những con đường đảm bảo mối liên hệ giữa các điểm dân cư với nhau và các ga xe lửa, các bến tàu, sân bay,…

1.2.5 Dáng đất

Dáng đất trên bản đồ địa hình được biểu thị bằng các đường bình độ Những yếu tố dáng đất mà đường bình độ không thể hiện được thì biểu thị bằng các ký hiệu riêng Ngoài ra trên bản đồ địa hình còn ghi chú độ cao Khoảng cao đều của các đường bình độ trên bản đồ địa hình được quy định như sau:

Bảng 1-1 Khoảng cao đều của đường bình độ

Trên các bản đồ địa hình cần phải thể hiện chính xác và rõ các dạng địa hình liên quan đến sự hình thành tự nhiên của dáng đất như các dáy núi, các đỉnh núi, yên ngựa, thung long, các vách núi, rãnh sói, đất trượt,… và các dạng có liên quan đến sự hình thành nhân tạo như chỗ đắp cao, chỗ đào sâu,… Sự biểu thị dáng đất trên bản đồ địa hình phải đảm bảo cho người sử dụng bản đồ có thể thu nhận được số liệu về độ cao, về độ dốc với độ chính xác cao đồng thời phải phản ánh đúng đắn sự cắt sẻ ngang và cắt sẻ dọc của

bề mặt

Tổng quát hoá dáng đất tức là loại trừ các chi tiết nhỏ không quan trọng, đồng thời cho phép cường điệu các dạng địa hình đặc trưng do không phản ánh được đầy đủ khi chuyển từ khoảng cao đều của bản đồ thành lập

1.2.6 Lớp phủ thực vật

Trên bản đồ địa hình biểu thị các loại rừng, bụi cây, đồn điền, ruộng, đồng cỏ, cát, đất mặn, đầm lầy Ranh giới của các khu vực thực phủ và của các loại đất thì được biểu thị bằng các đường chấm., ở diện tích bên trong đường viền thì vẽ các ký hiệu quy ước đặc trưng cho tong loại thực vật hoặc đất Ranh giới của các loại thực vật và đất cần phải được thể hiện chính xác

về phương diện đồ hoạ, thể hiện rõ ràng những chỗ ngoặt có ý nghĩa định hướng Các đầm lầy phân biệt biểu thị các đầm lầy qua đực, các đầm lầy khó qua, các đầm lầy không qua được, ngoài ra còn ghi chú độ sâu của đầm lầy Rừng thì được phân chi thành rừng già, rừng non, rừng rậm và rừng thưa, rừng bị cháy, rừng bị đốn,… ghi rõ độ cao trung bình của cây, đường kính trung bình của cây Khi biên vẽ thực vật

1.2.7 Ranh giới phân chia hành chính - chính trị

Ngoài đường biên giới quốc gia trên các bản đồ địa hình còn phải biểu thị các đường địa giới của các cấp hành chính Cụ thể là trên bản đồ địa hình có tỷ lệ 1/50000 và lớn hơn biểu thị từ địa giới xã trở lên, trên bản đồ tỷ lệ 1/100000 không biểu thị đường địa giới xã Các đường ranh giới phân chia hành chính - chính trị đòi hỏ phải thể hiện rõ ràng và chính xác

1.3.Các phương pháp hiện chỉnh bản đồ địa hình

Trong thực tế sản xuất phụ thuộc vào các điều kiện trang thiết bị và các nhu cầu cụ thể về bản đồ địa hình mà có các phương pháp thành lập phù hợp Các phương pháp phổ biến là phương pháp toàn đạc, phương pháp bàn đạc và các phương pháp thành lập bản đồ địa hình bằng ảnh viễn thám

Ở phương phương hiện chỉnh bản đồ địa hình bằng ảnh viễn thám là công tác mới nhất hiện nay Với những thành tựu vượt bậc của công nghệ

thông tin toàn bộ quá trình tăng dày khống chế ảnh, đo vẽ ảnh trên máy toàn năng chính xác, máy đo ảnh giải tích được thay thế bằng công tác xử lý ảnh trên các thiết bị điện tử tin học Công tác đo, tính toán tăng dày khống chế ảnh được thực hiện bằng các phần mềm chuyên dụng trên các máy vi tính có thiết

kế kèm các thiết bị chuyên dùng

CHƯƠNG 2 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ ẢNH VỆ TINH VÀ CÁC ỨNG DỤNG CỦA

CHÚNG Ở VIỆT NAM 2.1 Các đặc điểm chung của ảnh viễn thám:

Các đặc điểm chung của ảnh viễn thám được xác định dựa vào đặc điểm chuyển động của vệ tinh như độ cao, quỹ đạo và tốc độ chuyển động, Bên cạnh đó là kỹ thuật, vật liệu, thiết bị thu chụp và xử lý ảnh hiện đại tạo nên khả năng ưu việt của ảnh vệ tinh

1.) Do vệ tinh bay ở độ cao lớn nên ảnh vệ tinh có tầm bao quát rộng lớn như ảnh LANDSAT 185x185km, SPOT 60x60km, Với tầm quan sát rộng nh− thế ảnh vệ tinh cung cấp thông tin trên phạm vi rộng ở cùng thời điểm được ghi nhận ở cùng một điều kiện vật lý Nhờ vậy mμ đặc điểm này tạo khả năng bảo đảm tính hiện thời của thông tin từ đó có thể so sánh đối chiếu giữa các vùng cho phép ứng dụng có hiệu quả phương pháp tương tự nội suy những vùng rộng lớn cũng như ngoại suy sang một vùng khác Đặc điểm này cũng cho phép nhanh chóng rút ngắn thời gian thu thập và xử lý thông tin trong quá trình thành lập và hiện chỉnh bản đồ

2.) Ảnh được chụp ở tỷ lệ nhỏ với những giải phổ khác nhau nên tính chất tổng quát hoá tự nhiên về mặt hình học vμ quang học, một cách khách quan

và chính xác phản ánh tính quy luật của các hiện tượng tự nhiên Nguồn thông tin đảm bảo tính khoa học, tính khách quan vμ tính hiệu quả cao về công nghệ cũng như kinh tế cho việc thành lập và hiện chỉnh bản đồ nhiều thể loại bằng phương pháp mới

3.) Độ cao thu chụp của các vệ tinh lớn so với độ cao địa hình, thông thường

< 5%, ở nước ta < 2% Do vậy sai số vị trí điểm gây ra trên ảnh không đáng

kể, chỉ quan tâm ở vùng núi khi vượt quá hạn sai cho phép Ngược lại ảnh phủ một diện tích rộng nên sai số do độ cong trái đất rất lớn do vậy phải có phương pháp xử lý thích hợp

4.) Kỹ thuật viễn thám ngày nay cho phép thu chụp ảnh vệ tinh với độ phân giải cao 5-30m thậm chí 0.8-5m đảm bảo cho thμnh lập bản đồ tỷ lệ 1:10 000, 1:50 000, 1:100 000, Ngòai ra còn thành lập các bản đồ chuyên đề cùng tỷ

lệ với bản đồ địa hình

5.) Ảnh vệ tinh có khả năng chụp lặp lại theo một chương trình với chu kì nhất định là nguồn thông tin bảo đảm tính tức thời phản ánh cả những hiện tượng, đối tượng biến đổi nhanh Với ảnh đa thời gian cho phép nghiên cứu các biến động nhanh như bản đồ động thái, bản đồ quản lý đất và dự báo môi trường có ý nghĩa quan trọng về khoa học và thực tiễn Trong bản đồ địa hình, chụp lặp với chu kì ngắn cho các cặp ảnh lập thể phục vụ đo vẽ địa hình 6.) Thiết bị thu nhận và xử lý ảnh hiện đại cho phép nhận được ảnh với trữ lượng thông tin phong phú và tổng hợp về mặt đất Phản ánh đồng thời tất cả các thành phần cảnh quan ảnh vệ tinh là nguồn thông tin có ý nghĩa liên ngành, đồng thời với các phương pháp xử lý khai thác khác nhau nhằm tìm ra các nguồn thông tin hữu ích cho các chuyên ngành Ngòai những bản đồ phản ánh điều kiện tài nguyên môi trường ra còn nhiều bản đồ kinh tế - xã hội cũng tìm thấy ở ảnh vệ tinh nguồn tài liệu tin cậy, chi tiết khách quan Những đặc điểm nêu trên cũng xác định vai trò của ảnh vệ tinh trong việc thành lập bản

đồ chuyên đề về mặt thông tin cũng như phương pháp luận Chúng thể hiện đảm bảo tính đồng bộ của thông tin, tính khách quan của tài liệu và tính thống nhất về thời gian

7.) Ảnh vệ tinh cũng có khả năng nhận được thông tin ở các vùng khó đến và cách xa (rừng núi, hải đảo, ) một cách dễ dàng Đây là một trở ngại mà phương pháp truyền thống phải mất rất nhiều công sức và tiền của để khắc phục

8.) Ảnh vệ tinh cho phép tính được các sai số hệ thống trên ảnh với độ ổn định cao Nhờ vậy góp phần vào việc nắn chỉnh hình học được tiến hành với

độ chính xác cao phục vụ cho bản đồ địa hình

Tất cả các đặc điểm trên đã xác định khả năng ứng dụng ảnh vệ tinh vào công tác bản đồ với hiệu quả cao về khoa học công nghệ, phương pháp luận cũng như hiệu quả kinh tế Tuy nhiên cũng cần phải lưu ý những giới hạn xác định để khắc phục và hoàn thiện hơn nhằm nâng cao khả năng phục

vụ nhu cầu ngày càng tăng của con người

2.2 Một số hệ thống ảnh vệ tinh

Trong không gian ngày nay có nhiều vệ tinh đang hoạt động Các vệ tinh này chịu sức hút của trái đất và sự cản trở của không khí sẽ dần lệch ra khỏi quỹ đạo thiết kế ban đầu Do vậy nếu không có khả năng sửa chữa hỏng hóc và khả năng hiệu chỉnh lại quỹ đạo thì sau một vμi năm vệ tinh không còn đáp ứng được yêu cầu đề ra

2.2.1 Landsat

LANDSAT là vệ tinh tài nguyên của Mỹ do cơ quan hàng không và vũ trụ NASA (National Aeronautics and Space Administration) quản lý Cho đến nay đã có nhiều thế hệ vệ tinh LANDSAT được nghiên cứu phát triển

Vệ tinh LANDSAT 1 được phóng năm 1972, lúc đó bộ cảm cung cấp tư liệu chủ yếu là MSS (Multispectral scanner) thuộc loại máy quét quang cơ (Optical-Mechanical Scanner) Vệ tinh LandSat có độ cao bay 705km, góc nghiêng mặt phẳng quĩ đạo là 980 Quĩ đạo đồng bộ mặt trời và bán lặp Thời điểm bay qua xích đạo là 9h39' sáng và chu kỳ lặp 17 ngày Bề rộng tuyến chụp 185km Hệ thống Landsat MSS hoạt động ở dải phổ nhìn thấy và gần hồng ngoại

Từ năm 1985 vệ tinh LANDAT 3 được phóng và mang bộ cảm TM (Thematic Mapper) Vệ tinh LANDSAT 7 mới được phóng vào quỹ đạo tháng 4/1999 với bộ cảm TM cải tiến gọi là ETM (Enhaced Thematic Mapper) Trên vệ tinh LANDSAT bộ cảm có ý nghĩa quan trọng nhất và được

sử dụng nhiều nhất là TM Bộ cảm TM có các thông số chính được nêu trong bảng 2-1

Bảng 2-1 Các thông số kỹ thuật của bộ cảm TM

Kênh phổ Bước sóng Phổ điện từ Độ phân giải

1993, 1998 và 2002 trên đó mang hệ thống quét CCD

Vệ tinh SPOT bay ở độ cao 832 km, góc nghiêng của mặt phẳng quỹ đạo là 98.70, thời điểm bay qua xích đạo là 10h30' sáng và chu kỳ lặp 26 ngày Các thế hệ vệ tinh SPOT 1, 2, 3 có bộ cảm HRV (High Resolution Visible) với kênh toàn sắc (0,51 - 0,73m) độ phân giải 10m; ba kênh đa phổ

có độ phân giải 20m, phân bố trong vùng sóng nhìn thấy gồm xanh lục (0,50 -

0,59m), đỏ (0,61 - 0,68m), gần hồng ngoại (0,79 - 0,89m) Mỗi cảnh có

độ bao phủ mặt đất là 60km x 60km Vệ tinh SPOT 4 với kênh toàn sắc (0,49

- 0,73m); ba kênh đa phổ của HRV tương đương với 3 kênh phổ truyền thống HRV; thêm kênh hồng ngoại (1,58 - 1,75m) có độ phân giải 20m Khả năng chụp nghiêng của SPOT cho phép tạo cặp ảnh lập thể từ hai ảnh chụp vào hai thời điểm với các góc chụp nghiêng khác nhau

Hình 2-1 Vệ tinh SPOT

Vệ tinh SPOT - 5 phóng lên quỹ đạo ngày 03 tháng 5 năm 2002, được trang bị một cặp Sensors HRG (High Resolution Geometric) là loại Sensor ưu việt hơn các loại trước đó Mỗi một Sensor HRG có thể thu được ảnh với độ phân giải 5m đen - trắng và 10m với ảnh mầu Với kỹ thuật xử lý ảnh đặc biệt, có thể đạt được ảnh độ phân giải 2,5m, trong khi đó dải chụp phủ mặt đất của ảnh vẫn đạt 60km đến 80km Đây chính là ưu điểm của ảnh SPOT, điều

mà các loại ảnh vệ tinh cùng thời khác ở độ phân giải này đều không đạt

Kỹ thuật thu ảnh HRG cho phép định vị ảnh với độ chính xác nhỏ hơn 50m nhờ hệ thống định vị vệ tinh DOGIS và Star Tracker lắp đặt trên vệ tinh Trên vệ tinh SPOT-5 còn lắp thêm hai máy chụp ảnh nữa Máy thứ nhất HSR (High Resolution Stereoscopic) - Máy chụp ảnh lập thể lực phân giải cao Máy này chụp ảnh lập thể dọc theo đường bay với độ phủ 120 x 600km Nhờ ảnh lập thể độ phủ rộng này tạo lập mô hình số độ cao (DEM) với độ chính xác 10m mà không cần tới điểm khống chế mặt đất Máy chụp ảnh thứ hai mang tên VEGETATION, giống như VEGETATION lắp trên vệ tinh SPOT-

4 hàng ngày chụp ảnh mặt đất trên một dải rộng 22.5km với kích thước pixel

1 x 1km trong 4 kênh phổ ảnh VEGETATION được sử dụng rất hữu hiệu cho mục đích theo dõi biến động địa cầu và đo vẽ bản đồ hiện trạng đất

Hai vệ tinh SPOT-4 và SPOT-5 có thêm kênh phổ chụp SWIR nằm phía trên ba kênh phổ của các vệ tinh SPOT trước đó, nhờ vậy rất thuận lợi cho nghiên cứu về độ ẩm và lớp phủ thực vật Sự cải tiến này đã tạo ra rất nhiều ứng dụng trong nông nghiệp, nghiên cứu hiện trạng đất và quản lý tài nguyên thiên nhiên Bảng 2-2 và 2-3 giới thiệu tổng hợp về các thông số của thế hệ ảnh Spot

Bảng 2-2 Các đặc trưng chính của ảnh vệ tinh SPOT

Các kênh đa phổ

1 10 x 10 Toàn sắc

P + XS SPOT 1, HRV (High 3 10 x 10 Lục, đỏ, gần

4 20 x 20 Lục, đỏ, gần

hồng ngoại, Hồng ngoại trung bình

M

(Monospectral)

SPOT 4 HRVIR

(High Resolution Visible)

4 10 x 10* Lục, đỏ, gần

hồng ngoại, Hồng ngoại trung bình

4 10 x 10 Lục, đỏ, gần

hồng ngoại, Hồng ngoại trung bình

3 10 x 10 Lục, đỏ, gần

hồng ngoại

HMA hoặc SPOT 5 HRG (High 1 5 x 5 Toàn sắc

HMX (HM and

HX merging)

SPOT 5 HRG (High

Resolution Geometric)

(FW/

BW)

5 x 10 Toàn sắc

5 có độ phân giải cao, đặc biệt ảnh độ phân giải 2,5m mở ra triển vọng của nhiều ứng dụng mà trước đây chỉ có thể thực hiện với ảnh hàng không như thành lập bản đồ tỷ lệ lớn, quy hoạch đô thị, quản lý hiểm hoạ và thiên tai…

Bảng 2-3 Độ phân giải phổ của ảnh nguồn các vệ tinh SPOT từ 1 đến 5

Vệ tinh

SPOT

Kênh phổ Bước sóng Phổ điện từ Độ phân

giải SPOT 1, 2, 3 Kênh 1 0,50 - 0,59m Xanh lục 20m

sắc SPOT 5 Kênh toàn

CHLB Nga đưa lên quỹ đạo 3 vệ tinh viễn thám RESURS - 01 vào các năm 1985, 1988 và 1994 Vệ tinh RESURS - 01 bay ở độ cao 678km, trang bị

bộ cảm đa phổ MSU-SK, có độ phân giải không gian là 170m đối với 4 kênh gồm kênh xanh lục (0,5 - 0,6m), đỏ (0,6 - 0,7m), gần hồng ngoại (0,7 - 0,8m và 0,8 - 1,1m) Kênh hồng ngoại nhiệt (10,4 - 12,6m) có độ phân giải 600m Một cảnh có độ bao phủ 600 x 600km

- 0,85m) Kênh toàn sắc (0,45 - 0,90m) có độ phân giải 1mét

Hình 2-2 Vệ tinh IKONOS

Một ảnh IKONOS chuẩn có kích thước 11 x 11km Vệ tinh có thể chụp một dải rộng 11km và dài 1000km liên tục hoặc chụp và tạo ảnh ghép thành khối rộng tới 12.000 km2

Bảng 2- 4 Các đặc tính của vệ tinh IKONOS

Tốc độ so với trái đất 6,8 km/giây

Thời gian chụp hết một chu kì 24 giờ

Thời gian đi hết một vòng quanh Trái

26o off – Nadir

1,0 m Panchromantic 4,0 m Multispectral

Độ rộng dải quét ảnh 11,3 km ở kiểu quét Nadir

13,8 km ở kiểu quét off - Nadir Thời gian bay qua mặt phẳng xích đạo Bình thường khoảng 10h30

Thời gian chụp lặp Xấp xỉ 3 ngày tại 40o kinh tuyến

xanh lá cây, đỏ, cận hồng ngoại Với ảnh viễn thám IKONOS ta có thể làm được nhiều việc mà trước đây chỉ có thể thực hiện với ảnh chụp từ máy bay Các ứng dụng ảnh IKONOS tập trung chủ yếu vào nhiệm vụ quy hoạch và theo dõi các đề án lớn, quản lý sân bay, bến cảng, quản lý và theo dõi thảm hoạ, tai biến thiên nhiên Quản lý rừng và theo dõi môi trường, lập bản đồ vùng bờ, nghiên cứu thực vật nhiệt đới và đương nhiên, đo vẽ bản đồ tại những khu vực địa hình phức tạp, dân cư đông đúc v.v…

2.2.5 QuickBird

Vệ tinh Quickbird đã được phóng vào tháng 10 năm 2001 ở California

Từ khi phóng thành công vệ tinh QuickBird Digital Globe và có thể thu nhận được dữ liệu, ảnh QuickBird nhạn chóng được nghiên cứu sử dụng trong công tác hiện chỉnh và thành lập bản đồ địa hình các tỷ lệ

Bảng 2-5 Các đặc tính của vệ tinh Quickbird

các đặc điểm của quickbird

Địa điểm phóng Vandenberg Air Force Base, Caliornia

Góc nghiêng quỹ đạo 97.2 độ, đồng bộ mặt trời

Thời gian cắt qua xích đạo 10h 30’ sáng (điểm đi xuống)

Thời gian hoàn thành một quỹ

Thời gian lặp lại một vị trí 1 – 3.5 ngày phụ thuộc vĩ độ (30

0 tính từ điểm thiên đế)

Độ rộng dải quét 16.5 km x 16.5 km tại điểm thiên đế

Độ chính xác tính theo hệ mét 23 m mặt phẳng (theo tiêu chuẩn CE90)

Độ phân giải

ảnh đen trắng: 61 cm (tại điểm thiên đế) đến 72 cm (250 tính từ điểm thiên đế) ảnh đa phổ: 2.44m đến 2.88m tương ứng Các băng ảnh Đen trắng (pan): 450 - 900 nm

Lam (blue): 450 - 520 nm Lục (green): 520 - 600 nm

Đỏ (red): 630 - 690 nm Cận hồng ngoại ( NIR): 760 - 900 nm

Lần đầu tiên vệ tinh cho ảnh toàn sắc panchromatic và ảnh đa phổ Multispectral với độ phân gải 61 - 72 cm và 2.44 - 2.88 m, phụ thuộc vào

hình ảnh nadir thu nhận được với góc (0 - 25 độ) Bởi thế các đầu thu

(sensor) có thể phủ chùm độ rộng từ 16,5 - 19 km trong khi quét vuông góc với hướng chuyển động của vệ tinh (across-track direction) Thêm vào đó theo hướng dọc (along-track) và hướng ngang (across-track) có thể cung cấp một cặp ảnh lập thể với tần suất chụp lặp từ 1 - 3.5 ngày Kết quả, dữ liệu có thể có nhiều khuôn dạng khác nhau, giữ liệu thô (Basic Imagery), loại này được bảo toàn thông số hình học của vệ tinh, loại dữ liệu này được quan tâm hơn trong trắc địa ảnh, cụ thể là tăng dày, đo vẽ và thành lập bản đồ Sử dụng loại dữ liệu thô này cho kết quả độ chính xác hiệu chỉnh hỉnh học cao và sản phẩm về ảnh phổ tốt hơn nhiều

2.3 Sự phát triển của ảnh vệ tinh ở Việt Nam

Trên thế giới sự ra đời của viễn thám như một lĩnh vực khoa học có thể coi là được bắt đầu ngay từ năm 1840 khi Giám đốc Đài Thiên văn Pari Arago đưa ra ý tưởng sử dụng ảnh cho mục đích điều tra địa hình Năm 1849 Colonel Aimé Laussedat, một quan chức thuộc Hiệp hội các kỹ sư Pháp đã khởi động một chương trình đầy tham vọng - sử dụng ảnh để thành lập bản đồ địa hình

Những năm 1930 ảnh màu bắt đầu xuất hiện Cùng thời gian đó đã có những nghiên cứu chế tạo phim bắt nhạy với bức xạ cận hồng ngoại

Năm 1956, Colwell đã tiến hành những thí nghiệm rất sớm về việc sử dụng ảnh hàng không để nhận biết và phân loại thực vật, phát hiện những khu vực

bị sâu bệnh Đến giữa những năm 1960 hàng loạt các công trình nghiên cứu

về ứng dụng của ảnh mầu hồng ngoại và ảnh đa phổ đã được thực hiện dưới

sự tài trợ của Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA), dẫn tới sự ra đời của các máy thu ảnh đa phổ được đặt trên các về tinh Landsat sau này vào những năm từ 1972

Năm 1960, với việc vệ tinh khí tượng đầu tiên mang tên Tiros - 1 được phóng lên quỹ đạo mang theo một camera vô tuyến, một xạ kế 5 kênh và một

bolomete đã mở đầu phát triển mới của viễn thám Kể từ đây việc quan trắc trái đất một cách hệ thống đã có thể thực hiện được từ độ cao vũ trụ Những

kỷ nguyên của các vệ tinh tài nguyên chỉ thực sự bắt đầu kể từ năm 1972 khi

vệ tinh ERTS-1 (Earth Resources Technology Satellite) mà sau này được đổi tên thành Landsat-1 được phóng lên quỹ đạo, mở đầu cho chuỗi các vệ tinh Landssat được phóng kế tiếp nhau cho đến tận ngày nay Sau Mỹ, nhiều cường quốc khác cũng đã lần lượt đưa lên quỹ đạo các vệ tinh tài nguyên của riêng mình Trong đó đáng chú ý cần kể là Pháp với các thế hệ vệ tinh SPOT Cộng đồng Châu Âu với ERS và Envisat, Nga với Resources và Ocean, ấn Độ với IRS, Nhật Bản với MOS, JERS, ADEOS, ALOS và Canada với Radarsat Về phần mình, bên cạnh các vệ tinh Landsat, gần đây Mỹ còn có các vệ tinh đáng chú ý như QuickBird, IKONOS và trong chương trình đầy tham vọng nhằm thiết lập một hệ thống nghiên cứu trái đất trên quy mô toàn cầu,

Mỹ đã đưa lên quỹ đạo hai vệ tinh Terra và Aqua với các thiết bị thu ảnh độc đáo như ASTER (15 kênh phổ) và MODIS (36 kênh phổ) Các quốc gia nhỏ hơn, với mong muốn tiếp cận với công nghệ chế tạo vệ tinh và sở hữu những

vệ tinh của riêng mình, gần đây cũng đang theo đuổi những chương trình chế tạo vệ tinh nhỏ, dẫn tới sự ra đời của hàng loạt các vệ tinh loại này như Hàn Quốc, Thái Lan, Indonesia, Malaysia, Nigeria Trung Quốc cũng đã bắt đầu khởi động và đang kêu gọi các nước cùng tham gia vào chương tình thiết lập chùm vệ tinh nhỏ (một hệ thống các vệ tinh bay kế tiếp nhau trên cùng quỹ đạo, với khoảng cách được tính toán phù hợp với vận tốc của vệ tinh và tốc

độ quay của trái đất, sao cho các dải thu của chúng kế tiếp nhau phủ kín toàn

bộ bề mặt trái đất trong mỗi vòng quay

Song song với sự phát triển nhanh chóng của các vệ tinh, kỹ thuật thu thập và xử lý thông tin cũng không ngừng được hoàn thiện và trở nên hết sức

đa dạng Bên cạnh các ảnh đa năng thông thường nhưng có độ phân giải không gian ngày một cao như SPOT-5 (5m với ảnh đa phổ và 2,5m với ảnh

toàn sắc), IKONOS (4m - đa phổ, 1m- toàn sắc), Quick Bird (2,5m - đa phổ 0,61 - toàn sắc), AVNIR - II (5m), PRISM (2,5m) v.v., cũng xuất hiện các ảnh như MODIS tuy độ phân giải không gian thấp nhưng số lượng các kênh phổ lớn được lựa chọn dựa trên những nghiên cứu quy mô, hướng tới việc xác định định lượng những tham số nhất định như nhiệt độ mặt đất, nhiệt độ nặt biển, nồng độ chlorophyll, nồng độ các vật chất lơ lửng trong nước biển v.v Ngoài ra, còn phải kể đến các thiết bị không tạo ảnh được thiết kế để đo đạc

từ vệ tinh các đại lượng như tốc độ gió trên mặt biển, nồng độ ozon, thành phần khí, cột nước hay mặt cắt nhiệt độ của khí quyển

Như vậy, cùng với sự xuất hiện của vệ tinh và những tiến bộ về công nghệ, viễn thám đã bước sang một giai đoạn phát triển hoàn toàn mới Nó cho phép thu được những thông tin về trái đất và môi trường từ chi tiết đến toàn cảnh và trên quy mô toàn cầu Nội dung thông tin cũng trở nên hết sức đa dạng, từ thành phần áp suất, nhiệt độ khí quyển, cấu trúc và động năng của mây đến địa hình, dòng chảy, nhiệt độ mặt biển hay gió trên mặt biển rồi thành phần, cấu trúc bề mặt hay lớp phủ thực vật và diễn biến theo mùa của

nó

Ở Việt Nam, sự phát triển của viễn thám cũng không nằm ngoài xu thế chung, đầu tiên ngành Trắc địa - Bản đồ sử dụng ảnh máy bay cho mục đích thành lập bản đồ địa hình Tiếp đó, trong những năm 1970, ảnh máy bay cũng

đã được Viện Điều tra Quy hoạch rừng (Bộ Lâm nghiệp) sử dụng cho mục đích hiệu chỉnh và thành lập bản đồ rừng Nhưng có thể nói viễn thám ở Việt Nam chỉ thực sự phát triển mạnh mẽ vào cuối những năm 1970 đầu những năm 1980 với sự ra đời của Uỷ ban Nghiên cứu Vũ trụ Việt Nam, tập hợp nhiều đại biểu từ các bộ, ngành và việc Việt Nam gia nhập Tổ chức Nghiên cứu Vũ trụ Intercosmos của các nước xã hội chủ nghĩa trước đây Vào cùng thời gian đó, Viện Khoa học Việt Nam cũng nhận được các dự án VIE/79/001

và VIE/83/04 do UNDP/FAO tài trợ nhằm xây dựng tiềm lực về viễn thám,

qua đó một số khoá học đầu tiên về viễn thám do các chuyên gia của Liên hiệp quốc giảng dạy đã được tổ chức cho các cán bộ từ nhiều bộ, ngành và địa phương trong cả nước Đồng thời nhiều cán bộ Việt Nam cũng đã được cử đi đào tạo ngắn hạn ở nước ngoài Kể từ đó hàng loạt các cơ sở viễn thám của các bộ, các viện nghiên cứu và các trường đại học ở nước ta đã lần lượt ra đời Cũng trong khuôn khổ các dự án kể trên, năm 1983 Viện Khoa học Việt Nam đã được trang bị hệ xử lý ảnh số đầu tiên mang tên Robotron của CHDC Đức và đến năm 1989 được trang bị thêm hệ Pericolour của hãng MS2i (CH Pháp) Cả hai đều là những hệ xử lý ảnh chuyên dụng dựa trên các máy tính mini và được trang bị kèm thao các thiết bị ngoại vi đắt tiền như các tủ đọc băng từ, máy sang phim, máy vẽ khổ rộng Sau Viện Khoa học Việt Nam, bước sang thập kỷ 90, một số cơ sở viễn thám ở các bộ, ngành như Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn, Tổng cục Địa chất, Tổng cục Địa chính, Đại học Mỏ - Địa chất cũng lần lượt được trang bị các hệ xử lý ảnh như SPANS, IDRISI, INTERGRAPH Đến cuối thập kỷ 90, khi mà các máy tính

cá nhân đã trở nên khá mạnh, cũng là lúc trên thị trường xuát hiện hàng loạt các chương trình xử lý ảnh được viết cho các máy này như PCI, ERDAS, ERMAPPER, ENVI thì ở tất các các cơ sở viễn thám trên cả nước đều đã được trang bị các phần mềm xử lý ảnh loại này Cũng cần phải nói thêm rằng, trước khi có sự xuất hiện ồ ạt của các phần mềm loại này thì chúng ta cũng đã

có những cố gắng để tự xây dựng lấy các chương trình xử lý ảnh của mình trong đó đang chú ý cần kể tới các sản phẩm như MDASER của Viện Vật lý trong khuôn khổ một đề tài cấp nhà nước chạy trên MS DOS, VM ImagePro cũng của Viện Vật lý viết theo đặt hàng của Trung tâm Viễn thám Malaysia chạy trong môi trường Windows hay WinASEAN sản phẩm hợp tác giữa Viện Địa lý và Viện Công nghệ Thông tin

Về các nghiên cứu ứng dụng, trước tiên cần kể tới chương trình nghiên cứu ba tầng (vệ tinh, máy bay, mặt đất) do Uỷ ban Nghiên cứu Vũ trụ Việt

Nam đứng ra tổ chức nhân chuyến bay của anh hùng Phạm Tuân vào vũ trụ vào năm 1980 với mục tiêu điều tra khảo sát tổng hợp một số khu vực kết hợp với việc đo phổ, chụp ảnh từ máy bay và vệ tinh bằng máy ảnh đa phổ MKF-6 nhằm đối chứng xây dựng các mẫu giải đoán ảnh Do thu hút được sự tham gia của các chuyên gia từ nhiều bộ, ngành nên chương trình có ý nghĩa quan trọng trong việc quảng bá thúc đẩy sự phát triển của viễn thám ở Việt Nam Vào cùng thời gian này, Viện điều tra Quy hoạch rừng (Bộ Lâm nghiệp) cũng nhận được một dự án do UNDP/FAO tài trợ và lần đầy tiên các ảnh vệ tinh Landsat MSS đã được sử dụng để thành lập bản đồ rừng toàn quốc và đánh giá biến động rừng Việt Nam giai đoạn từ 1975 đến 1983

Tiếp đó trong các chương trình cấp nhà nước ở nửa cuối những năm

1980, đầu 1990 như chương trình nghiên cứu biển (do Cục đo đạc và Bản đồ Nhà nước chủ trì), ứng dụng viễn thám thử nghiệm xác định độ sâu hay độ đục của nước biển, nghiên cứu biến động lòng sông , đồng thời phổ phản xạ của một số đối tượng tự nhiên trong dải nhìn thấy và cận hồng ngoại cũng đã được đo đạc, xác định Bộ chương trình xử lý ảnh số đầu tiên của Việt Nam xuất hiện cũng chính trong khuôn khổ của chương tình này

Năm 1988 Viện Khoa học Việt Nam lại nhận được tài trợ từ Chương trình viễn thám khu vực của Tổ chức Hợp tác Kinh tế Xã hội Châu á - Thái Bình Dương (ESCAP) để triển khai dự án thí điểm “Sử dụng viễn thám trong nghiên cứu đới ven bờ” và trong hội nghị tổng kết dự án và hội thảo viễn thám khu vực lần đầu tiên được tổ chức tại Hà Nội vào tháng 11 năm 1989 đã

có 16 báo cáo của các tác giả Việt Nam được trình bày với nhiều những ứng dụng đa dạng của viễn thám như trong nghiên cứu địa mạo, địa chất, địa chất thuỷ văn, thổ nhưỡng, thực vật, hiện trạng sử dụng đất, hệ sinh thái ven biển, biến động đường bờ, lập bản đồ ngập lụt, xác định độ đục của nước biển, nhiệt độ mặt biển …

Năm 1991 Uỷ ban Nghiên cứu Vũ trụ Việt Nam tổ chức phối hợp giữa

Viện Khoa học Việt Nam, Bộ Nông nghiệp, Bộ Lâm nghiệp, Tổng cục Quản

lý ruộng đất và Cục Đo đạc và Bản đồ Nhà nước triển khai thực hiện một chương trình liên ngành sử dụng ảnh vệ tinh Landsat TM thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất toàn quốc tỷ lệ 1:250.000 và 1:1.000.000 Sau khi Uỷ ban Nghiên cứu Vũ trụ Việt Nam ngừng hoạt động vào năm 1993, Việt Nam không còn các chương trình ở quy mô quốc gia về viễn thám, nhưng ở nhiều nơi viễn thám vẫn tiếp tục được duy trì và phát triển Các ảnh vệ tinh Landsat

và SPOT vẫn được dùng để hiệu chỉnh, cập nhật các bản đồ địa hình ở Tổng cục Địa chính (nay thuộc Bộ Tài nguyên Môi trường), bản đồ rừng, bản đồ tài nguyên nước mặt, phân bố phù sa ở cửa sông ở Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn Tổng cục Địa chất còn đi xa hơn, đã xây dựng thành quy phạm ứng dụng viễn thám trong thành lập bản đồ địa chất Trung tâm Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia vẫn tiếp tục với các nghiên cứu về sử dụng các

tư liệu viễn thám mới như ảnh radar trong thành lập bản đồ ngập lụt, bản đồ hiện trạng sử dụng đất, ảnh MODIS trong xác định nhiệt độ mặt biển và hàm lượng chlorophylla trong nước biển hay phát hiện cháy rừng Đại học Quốc gia Hà Nội, Đại học Mỏ - Địa chất, bên cạnh việc mở rộng chương trình đào tạo về viễn thám cũng đã có nhiều nghiên cứu về ứng dụng viễn thám và hệ thông tin địa lý nghiên cứu xói mòn, trượt lở trọng lực, biến động đường bờ, biến động đáy vịnh hay biến động lớp phủ đất, biến động môi trường …

Ứng dụng viễn thám và hệ thống thông tin địa lý cũng đã từng được dùng làm đề tài nghiên cứu của nhiều luận án tiễn sĩ ở các cơ sở đào tạo sau đại học

Hiện nay, chúng ta đã có trạm thu ảnh SPOT tại Trung tâm Viễn thám thuộc Bộ Tài nguyên và Môi trường, trạm thu ảnh MODIS tại Viện Vật lý thuộc Trung tâm Khoa học tự nhiên và Công nghệ Quốc gia

Như vậy có thể thấy, trong gần ba thập kỷ qua, viễn thám ở Việt Nam đã phát triển rất rộng và cũng đã có được nhiều kết quả rất đáng trân trọng Tuy