“Ứng dụng công nghệ viễn thám thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất Huyện Đô

“Ứng dụng công nghệ viễn thám thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất Huyện Đô Lương – tỉnh Nghệ An giai đoạn 2013 – 2015”

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (6.29 MB, 79 trang )

PHẦN A: MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Đất đai là một tài nguyên thiên nhiên quý giá của mỗi quốc gia và nó
cũng là yếu tố mang tính quyết định sự tồn tại và phát triển của con người và các
sinh vật khác trên trái đất. Ngày nay việc sử dụng đất đai đang được đa dạng hóa
về mục đích sử dụng, chủ sử dụng và các yếu tố khác liên quan đến đất. Do đó
việc quản lý đất đai đòi hỏi phải bắt kịp với nhu cầu phát triển của xã hội, đáp
ứng kịp thời và có hiệu quả nhu cầu sử dụng đất của con người.
Công nghệ thông tin đang trên đà phát triển mạnh nên việc áp dụng nó
vào công tác quản lý đất đai là xu hướng tất yếu. Công nghệ viễn thám, một
trong những thành tựu khoa học vũ trụ đã đạt đến trình độ cao và đã trở thành kỹ
thuật phổ biến được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực kinh tế- xã hội ở
nhiều nước trên thế giới. Nhu cầu ứng dụng công nghệ viễn thám trong lĩnh vực
điều tra nghiên cứu, khai thác, sử dụng, quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi
trường ngày càng gia tăng nhanh chóng không những trong phạm vi Quốc gia,
mà cả phạm vi Quốc tế. Cùng với xu thế ứng dụng công nghệ viễn thám trên thế
giới, nước ta đã có nhiều công trình nghiên cứu ứng dụng viễn thám trên nhiều
lĩnh vực. Điển hình là trong quản lý tài nguyên môi trường nói chung và quản lý
đất đai nói riêng.
Với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học vũ trụ thì ảnh viễn thám cũng đã
xuất hiện và ngày càng tỏ rõ tính ưu việt trong công tác điều tra, quản lý tài
nguyên. Đặc biệt là sự xuất hiện của các tư liệu viễn thám mới như: SPOT,
LANDSAT, ASTER… có độ phân giải không gian và phân giải phổ cao. Một số
tư liệu viễn thám còn có khả năng chụp lập thể, đặc biệt là có thể cập nhật thông
tin nhanh chóng thông qua việc thu nhận và xử lý ảnh vệ tinh ở nhiều thời điểm
khác nhau tạo thành ảnh đa thời gian ở dạng số, là sản phẩm dễ dàng sử dụng
trong các phần mềm phân tích ảnh hiện đại và có khả năng tích hợp thuận tiện
trong hệ thống thông tin địa lý GIS. Đặc biệt việc phóng vệ tinh VINASAT-1
đầu tiên vào ngày 12/4/2008, đã mở ra một hướng đi mới trong ứng dụng ảnh
viễn thám ở Việt Nam.
1

Huyện Đô Lương là một huyện nằm ở trung tâm của tỉnh Nghệ An có vị
trí thuận lợi cho sự phát triển kinh tế xã hội của tỉnh Nghệ An. Việc đánh giá
tình hình quản lý sử dụng đất của Huyện là hết sức cần thiết.
Nhận thấy ứng dụng công nghệ viễn thám là một bước phát triển mới cho
công tác quản lý đất đai tại địa phương nên em chọn đề tài “Ứng dụng công
nghệ viễn thám thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất Huyện Đô Lương tỉnh Nghệ An giai đoạn 2013 – 2015”.
2. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài
– Mục đích:
Xây dựng được bản đồ biến động sử dụng đất huyện Đô Lương, tỉnh
Nghệ An bằng phương pháp ứng dụng GIS và viễn thám.
– Nhiệm vụ
+ Tìm hiểu đặc điểm tự nhiên, kinh tế xã hội
+ Nghiên cứu khả năng khai thác và sử dụng tư liệu ảnh viễn thám trong
thành lập bản đồ biến động sử dụng đất.
+ Nghiên cứu quy trình thành lập bản đồ biến động sử dụng đất bằng
phương pháp viễn thám
+ Biết sử dụng phần mềm ENVI và ARCGIS để thành lập bản đồ hiện
trạng sử dụng đất, bản đồ biến động sử dụng đất.
3. Đối tượng nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là huyện Đô Lương, tỉnh Nghệ An.
4. Giới hạn của đề tài
Về không gian: Phạm vi mà đề tài thực hiện là địa bàn huyện Đô Lương,
tỉnh Nghệ An.
Về thời gian: Ảnh landsat 8 với độ phân giải 30m được dùng làm dữ liệu
giải đoán được thu thập vào năm 2013 và 2015
5. Phương pháp nghiên cứu
– Phương pháp viễn thám và GIS: phương pháp này sử dụng phần mềm
phân tích và giải đoán ảnh viễn thám ENVI 4.5 và phần mềm Arcgis được sử

dụng để biên tập và lưu trữ bản đồ.
2

– Phương pháp tổng hợp và xử lý thông tin: phương pháp này được vận
dụng để phân tích,tổng hợp và xử lý các tài liệu thu thập được để thấy được biến
động sử dụng các loại đất trên địa bàn huyện.
6. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tài
Ý nghĩa khoa học
Đề tài nghiên cứu đã cho thấy sự đa dạng trong việc kết hợp giữa Viễn
thám và hệ thống thông tin địa lý để nghiên cứ thành lập bản đồ hiện trạng sử
dụng đất cũng như các bản đồ chuyên đề khác.
Ý nghĩa thực tiễn
+ Đề tài tiến hành thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất, đây chính là tư
liệu hữu ích phục vụ cho công tác quản lý và quy hoạch đất.
+ Giúp các nhà quản lý dễ dàng kiểm soát, đề ra các biện pháp sửu dụng
đất hợp lý, tránh lãng phí tài nguyên, giúp bảo vệ môi trường và phát triển triển
bền vững.
+ Việc xây dựng bản đồ hiện trạng sử dụng đất và bản đồ biến động sử
dụng đất sẽ giúp cho quy hoạch sử dụng đất dễ dàng, đạt hiệu quả cao.
Cấu trúc đề tài gồm có 3 chương như sau:
CHƯƠNG 1: Tổng quan về các vấn đề nghiên cứu.
CHƯƠNG 2: Đặc điểm điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội huyện Đô
Lương, tỉnh Nghệ An.
CHƯƠNG 3: Thành lập bản đồ biến động sử dụng đất huyện Đô Lương,
tỉnh Nghệ An bằng phương pháp viễn thám.

3

PHẦN B: NỘI DUNG
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Bản đồ biến động sử dụng đất
1.1.1. Các vấn đề chung về bản đồ biến động sử dụng đất
Biến động là sự biến đổi, thay đổi, thay thế trạng thái này bằng một trạng
thái khác liên tục của sự vật hiện tượng tồn tại trong môi trường tự nhiên cũng
như môi trường xã hội.
Để nghiên cứu biến động sử dụng đất người ta có thể sử dụng nhiều
phương pháp từ nhiều nguồn tài liệu khác nhau như: số liệu thống kê hàng năm,
số liệu kiêm kê hoặc từ các cuộc điều tra. Các phương pháp này có độ chính xác
không cao, tốn nhiều thời gian và kinh phí, đồng thời chúng không thể hiện
được sự thay đổi sử dụng đất từ loại đất này sang loại đất khác và vị trí không
gian của sự thay đổi đó. Thành lập bản đồ biến động sử dụng đất từ tư liệu viễn
thám đa thời gian sẽ khắc phục được những nhược điểm trên.
Đất đai là tài nguyên quốc gia vô cùng quý giá, là tư liệu sản xuất đặc
biệt, là nguồn nội lực, nguồn vốn to lớn của đất nước, là thành phần quan trọng
hàng đầu của môi trường sống, là địa bàn phân bố của các khu dân cư, xây dựng
các cơ sở kinh tế, văn hóa, xã hội, an ninh và quốc phòng. Đất đai có ý nghĩa
kinh tế, chính trị, xã hội sâu sắc trong sự nghiệp xây dựng và bảo vệ Tổ quốc.
Kinh tế xã hội phát triển mạnh, cùng với sự bùng nổ dân số đã làm cho
mối quan hệ giữa con người và đất đai ngày càng trở nên căng thẳng. Vấn đề tổ
chức và sử dụng đất theo quan điểm sinh thái và phát triển bền vững càng trở
nên quan trọng, bức xúc và mang tính toàn cầu.
Bản đồ biến động sử dụng đất ngoài các yếu tố nội dung cơ bản của các
bẩn đồ chuyên đề như: bản đồ địa hình, địa vật, giao thông, thủy văn… phải thể
hiện được sự biến động về sử dụng đất theo thời gian.
Các thông tin về tình hình sử dụng đất, biến động sử dụng đất kết hợp với
các thông tin có liên quan là yếu tố quan trọng phục vụ công tác quy hoạch, kế
hoạch và quản lý đất đai để đảm bảo sử dụng đất bền vững, hiệu quả, thân thiện
môi trường và quan trọng nhất là đảm bảo an ninh lương thực.

4

Ưu điểm của bản đồ biến động sử dụng đất là thể hiện được rõ sự biến
động theo không gian và theo thời gian. Diện tích biến động được thể hiện rõ ràng
trên bản đồ, đồng thời cho chúng ta biết có biến động hay không biến động, hay
biến động từ loại đất nào sang loại đất nào. Nó có thể được kết hợp với nhiều
nguồn dữ liệu tham chiếu khác để phục vụ có hiệu quả cho rất nhiều mục đích
khác nhau như quản lý tài nguyên, môi trường, thống kê, kiểm kê đất đai.
Về cơ bản, bản đồ biến động sử dụng đất được thành lập trên cơ sở hai
bản đồ hiện trạng sử dụng đất tại hai thời điểm nghiên cứu vì vậy độ chính xác
của bản đồ này phụ thuộc vào độ chính xác của các bản đồ hiện trạng sử dụng
đất tại hai thời điểm nghiên cứu.
1.1.2. Các phương pháp thành lập bản đồ biến động sử dụng đất
Việc lựa chọn phương pháp nghiên cứu biến động rất quan trọng. Trước
tiên, chúng ta phải xác định được phương pháp phân loại ảnh được sử dụng. Sau
đó cần xác định rõ yêu cầu nghiên cứu có cần biết chính xác thông tin về nguồn
gốc của sự biến động hay không. Từ đó có sự lựa chọn phương pháp thích hợp.
Tuy nhiên tất cả các nghiên cứu đều cho thấy rằng, các kết quả về biến động đều
phải được thể hiện trên bản đồ biến động và các bảng tổng hợp. Các phương
pháp nghiên cứu biến động khác nhau sẽ cho những bản đồ biến động khác
nhau. Có nhiều phương pháp nghiên cứu biến động thường được sử dụng. Dưới
đây là một số phương pháp được sử dụng rộng rãi để nghiên cứu biến động và
thành lập bản đồ biến động:
 Thành lập bản đồ biến động bằng phương pháp so sánh sau phân
loại
Bản chất của phương pháp này là từ kết quả phân loại ảnh ở hai thời điểm
khác nhau ta thành lập được bản đồ hiện trạng sử dụng đất tại hai thời điểm đó.
Sau đó chồng ghép hai bản đồ hiện trạng để xây dựng bản đồ biến động. Các
bản đồ hiện trạng có thể thực hiện dưới dạng bản đồ raster.

Quy trình thành lập bản đồ biến động sử dụng đất theo phương pháp này
có thể tóm tắt như hình 1.1.

5

Bản đồ
Ảnh 1

Phân loại

hiện trạng 1
Bản đồ
biến động
Bản đồ

Ảnh 2

Phân loại

hiện trạng 2

Hình 1.1. Ảnh lập bản đồ biến động bằng phương pháp so sánh sau phân loại
Phương pháp so sánh sau phân loại được sử dụng rộng rãi nhất, đơn giản,
dễ hiểu và dễ thực hiện. Sau khi ảnh vệ tinh được nắn chỉnh hình học sẽ tiến
hành phân loại độc lập để tạo thành hai bản đồ. Hai bản đồ này được so sánh
bằng cách so sánh pixel tạo thành ma trận biến động.
Theo J. Jensen [13] ưu điểm của phương pháp này cho biết sự thay đổi từ
loại đất gì sang loại đất gì và chúng ta cũng có thể sử dụng các bản đồ hiện trạng
sử dụng đất đã được thành lập trước đó.

Nhược điểm của phương pháp này là phải phân loại độc lập các ảnh viễn
thám nên độ chính xác phụ thuộc vào độ chính xác của từng phép phân loại và
thường độ chính xác không cao vì các sai sót trong quá trình phân loại của từng
ảnh vẫn được giữ nguyên trong bản đồ biến động.
 Thành lập bản đồ biến động bằng phương pháp phân loại trực tiếp
ảnh đa thời gian
Phương pháp này thực chất là chồng xếp hai ảnh với nhau để tạo thành
ảnh biến động. Sau đó dựa vào ảnh biến động ta tiến hành phân loại và thành lập
bản đồ (hình 1.2).

6

Kênh 2
Kênh 3

Ảnh thời điểm 2

Kênh 4
Kênh 2

Ảnh thời điểm 1

Kênh 3
Kênh 4

Ảnh biến động
Phân loại

Bản đồ biến động

Hình 1.2. Thành lập bản đồ biến động bằng phương pháp phân loại trực tiếp
ảnh đa thời gian
Ưu điểm của phương pháp này là chỉ phải phân loại một lần. Nhưng
nhược điểm lớn nhất của nó là rất phức tạp trong lấy mẫu vì phải lấy tất cả các
mẫu biến động và không biến động. Hơn nữa, ảnh hưởng của sự thay đổi theo
thời gian (các mùa trong năm) và ảnh hưởng của khí quyển của các ảnh ở các
thời điểm khác nhau cũng không dễ được loại trừ, do đó ảnh hưởng đến độ
chính xác của phương pháp.
Thêm vào đó bản đồ biến động sử dụng đất được thành lập theo phương
pháp này chỉ cho ta biết được chỗ biến động và chỗ không biến động chứ không
cho biết được biến động theo xu hướng nào.
 Thành lập bản đồ biến động bằng phương pháp phân tích véctơ thay
đổi phổ
Khi ở trong khu vực nghiên cứu có biến động xảy ra thì nó được thể hiện
bằng sự khác biệt về phổ ở giữa hai thời điểm trước và sau biến động. Giả sử
xác định được giá trị phổ trên hai kênh x và y tại hai thời điểm trước và sau biến
động như trên biểu đồ hình 1.3.

7

Kênh y
2

θ

1

Kênh x

Hình 1.3. Véc tơ thay đổi phổ
Điểm 1 biểu thị giá trị phổ tại thời điểm trước khi xảy ra biến động, điểm
2 biểu thị giá trị phổ tại thời điểm sau khi xảy ra biến động. Khi đó véc tơ 12
chính là véc tơ thay đổi phổ, và được biểu thị bởi giá trị (khoảng cách từ 1 đến
2) và hướng thay đổi (góc θ ).
Giá trị của véc tơ thay đổi phổ tính trên toàn cảnh theo công thức :
CMpixel =

∑ [ BV
n

k =1

i, j ,k

(1) − BV i, j ,k (2)

]

2

Trong đó: CMpixel là giá trị của véc tơ thay đổi phổ,
BVi,j,k(1), BVi,j,k(2) là giá trị phổ của pixel ij, kênh k của ảnh trước và sau
khi xảy ra biến động.
Việc phân tích véc tơ thay đổi được ghi lại thành hai tệp dữ liệu: một tệp
chứa các mã của khu vực, một tệp chứa độ lớn của các véc tơ thay đổi phổ.
Thông tin về sự thay đổi được tạo ra từ hai tệp dữ liệu đó và được thể hiện bằng
màu sắc của các pixel tương ứng với các mã đã quy định. Trên ảnh đa phổ thay
đổi này sẽ kết hợp cả hướng và giá trị của véc tơ thay đổi phổ. Sự thay đổi có

xảy ra hay không được quyết định bởi véc tơ thay đổi phổ có vượt ra khỏi
ngưỡng quy định hay không. Giá trị ngưỡng được xác định từ kết quả thực
nghiệm dựa vào các mẫu biến động và không biến động.
Trên hình 1.4 thể hiện thuật toán phân tích thay đổi phổ.

8

Kênh y

Kênh y
Không thay đổi hoặc
thay đổinhỏ
Thời
điểm2
Thời
điểm1

Ngưỡng

Kênh y

Thời
điểm2

Thời
điểm1

Kênh x
a.

Thay đổi

Thay đổi

Thời
điểm1

Kênh x
b.

Thời
điểm2

Kênh x
c.

Hình 1.4. Thuật toán phân tích thay đổi phổ
Trường hợp a, không xảy ra biến động hoặc biến động nhỏ vì véc tơ thay
đổi phổ không vượt khỏi giá trị ngưỡng, trường hợp b, c có xảy ra biến động và
hướng của véc tơ thay đổi phổ thể hiện tính chất của biến động trong trường hợp
b khác trường hợp c, ví dụ ở trường hợp b có thể xảy ra sự biến mất của thực vật,
còn trong trường hợp c chỉ là sự khác biệt giai đoạn tăng trưởng của cây trồng.
Sau đó lớp thông tin thể hiện sự thay đổi hay không thay đổi sẽ được đặt
lên trên tấm ảnh để thành lập bản đồ biến động.
Phương pháp phân tích véc tơ thay đổi phổ được ứng dụng hiệu quả trong
nghiên cứu biến động rừng nhất là biến động hệ sinh thái rừng ngập mặn. Nhưng
nhược điểm của phương pháp này là khó xác định ngưỡng của sự biến động.
 Thành lập bản đồ biến động bằng phương pháp sử dụng mạng nhị
phân

Đây là một phương pháp xác định biến động rất hiệu quả [10]. Đầu tiên
tiến hành lựa chọn để phân tích ảnh thứ nhất tại thời điểm n. Ảnh thứ 2 có thể
sớm hơn ảnh thứ nhất (n-1) hoặc muộn hơn (n+1). Các ảnh đều được nắn chỉnh
về cùng một hệ tọa độ.
Tiến hành phân loại ảnh thứ nhất theo phương pháp phân loại thông
thường. Tiếp theo lần lượt chọn 1 trong các kênh (ví dụ kênh 3) từ hai ảnh để tạo
ra các tệp dữ liệu mới. Các tệp dữ liệu này sẽ được phân tích bằng các phép biến
đổi số học (như tỷ số kênh, các phép cộng, trừ, nhân, chia để tạo sự khác nhau
9

của ảnh hoặc phương pháp phân tích thành phần chính) để tính toán các chỉ số
và tạo ra một ảnh mới.
Sau đó sử dụng kỹ thuật phân ngưỡng để xác định các vùng thay đổi và
không thay đổi trên ảnh mới này theo phương pháp số học đã trình bày ở trên.
Ảnh thay đổi sẽ được ghi lại trên một tệp “mạng nhị phân” chỉ có hai giá trị
“thay đổi” và “không thay đổi”. Và phải hết sức cẩn thận trong việc thành lập
mạng lưới này. Sau đó mạng nhị phân này được chồng phủ lên ảnh thứ hai để
phân tích và chỉ ra các pixel thay đổi. Khi đó chỉ có các pixel được xác định là
có sự thay đổi được phân loại trên ảnh thứ hai này. Sau đó, phương pháp so sánh
sau phân loại truyền thống được ứng dụng để tìm ra thông tin về biến động.
Ưu điểm của phương pháp này là giảm được sai số xác định biến động do
bỏ sót hoặc cộng thêm vào và cung cấp cụ thể thông tin về sự biến động từ loại
gì sang loại gì. Phương pháp này có thể phân tích được số lượng nhỏ các vùng
thay đổi giữa hai thời điểm. Ở hầu hết các vùng nghiên cứu, trong giai đoạn từ
1-5 năm thì diện tích biến động thường không lớn quá 10% diện tích toàn bộ
vùng nghiên cứu, vì vậy phương pháp này khá thích hợp để thành lập bản đồ
những vùng có biến động nhỏ.
Nhưng bất lợi lớn nhất của phương pháp này là rất phức tạp, đỏi hỏi một
số bước thực hiện và kết quả cuối cùng phụ thuộc vào chất lượng của mạng nhị

phân đã được sử dụng để phân tích. Tuy nhiên để nghiên cứu biến động và thành
lập bản đồ biến động thì đây là một phương pháp rất hữu dụng.
 Thành lập bản đồ biến động bằng phương pháp chồng xếp ảnh
phân loại lên bản đồ đã có
Trong một số trường hợp mà khu vực nghiên cứu đã có bản đồ hiện trạng
được thành lập từ ảnh viễn thám (ví dụ ảnh hàng không) hoặc đã có bản đồ được
số hóa thì thay vì sử dụng ảnh viễn thám ở thời điểm 1 chúng ta sử dụng các
nguồn dữ liệu đã sẵn có. Tiến hành phân loại ảnh ở thời điểm thứ hai, sau đó
tiến hành so sánh các pixel tương tự như phương pháp so sánh sau phân loại để
tìm ra biến động và thông tin biến động.

10

Ưu điểm của phương pháp này là sử dụng được nguồn dữ liệu đã biết,
giảm được nguồn sai số do bỏ sót hay tổng quát và biết được thông tin chi tiết về
sự biến động. Hơn nữa chỉ cần phân loại độc lập ảnh ở thời điểm 2.
Tuy nhiên phương pháp này cũng có nhược điểm là dữ liệu số hóa có thể
không đủ độ chính xác hoặc dữ liệu bản đồ không tương thích với hệ thống phân
loại.
 Thành lập bản đồ biến động bằng phương pháp cộng màu trên một
kênh ảnh
Trong phương pháp này ta chọn một kênh ảnh nhất định (ví dụ kênh 1)
sau đó ghi từng ảnh ở các thời điểm lên một băng từ đặc biệt của hệ thống xử lý
ảnh số. Khi đó màu sắc của dữ liệu ảnh chồng xếp sẽ cho thấy sự biến động hay
không biến động theo nguyên lý tổ hợp màu.
Ví dụ có hai ảnh Landsat TM năm 1992 và năm 1998. Gán màu lục cho
kênh 1 của ảnh năm 1992, gán màu đỏ cho kênh 1 của ảnh năm 1998, gán màu
chàm cho một kênh 1 của ảnh trống. Khi đó tất cả các vùng không có sự thay đổi
giữa hai thời điểm sẽ có màu vàng (theo nguyên lý cộng màu, tổ hợp màu chàm

và màu đỏ tạo thành màu vàng). Như vậy căn cứ vào màu sắc ta có thể định
lượng được sự thay đổi.
Ảnh 1

Kênh n

Ảnh 2
Ảnh 3

Kênh n
Kênh n

Ảnh màu đỏ
Ảnh màu lục
Ảnh màu chàm
Ảnh biến động
Bản đồ biến động

Hình 1.5. Thành lập bản đồ biến động bằng phương pháp mạng nhị phân
Ưu điểm của phương pháp này có thể xác định được biến động của hai
thậm chí ba thời điểm ảnh ở cùng một lần xử lý ảnh (hình 1.5).
Tuy nhiên kỹ thuật xử lý ảnh theo phương pháp này không cung cấp được
số liệu cụ thể về diện tích biến động từ loại đất này sang loại đất khác. Tuy vậy
11

đây là phương pháp tối ưu để nghiên cứu biến động trên phạm vi rộng lớn như
vùng hoặc lãnh thổ.
 Thành lập bản đồ biến động bằng phương pháp kết hợp
Thực chất việc thành lập bản đồ biến động bằng phương pháp này là véc

tơ hóa những vùng biến động từ tư liệu ảnh có độ phân giải cao như ảnh SPOT
Pan 10x10m hoặc ảnh hàng không.
Nếu dữ liệu ảnh tại một thời điểm có độ phân giải thấp hơn ta tiến hành
phân loại ảnh đó theo phương pháp phân loại không kiểm định. Từ ảnh phân loại
không kiểm định tạo ra được bản đồ hiện trạng tại thời điểm đó. Tiếp theo chồng
xếp bản đồ lên trên ảnh có độ phân giải cao để phát hiện biến động. Sau đó tiến
hành véc tơ hóa những vùng biến động. Việc khoanh vẽ những vùng xảy ra biến
động trên ảnh được thực hiện dễ dàng nhờ phương pháp giải đoán bằng mắt dựa
vào các chuẩn đoán đọc như chuẩn hình dạng, chuẩn cấu trúc, chuẩn kích
thước… Chính vì vậy, phương pháp này rất thông dụng khi người xử lý sử dụng
phương pháp giải đoán bằng mắt ảnh hàng không của cả hai thời điểm.
Quá trình xử lý được thực hiện dễ dàng hơn nếu thỏa mãn hai yếu tố:
– Nếu hai ảnh được hiển thị trên màn hình cùng lúc, bên cạnh nhau.
– Các tính chất hình học của ảnh là như nhau, được định hướng như nhau
thì khi vẽ một đối tượng trên một ảnh thì trên ảnh kia đối tượng đó có cùng kích
thước, hình dạng.
Ứng dụng hiệu quả nhất của phương pháp này là nghiên cứu biến động
sau thiên tai. Sau cơn bão nhiệt đới lịch sử Hugo với tốc độ gió 135 dặm/giờ xảy
ra vào ngày 22 tháng 9 năm 1989 tại bang Carolina (Mỹ), người ta đã dùng
phương pháp này để nghiên cứu những biến động do cơn bão gây ra. Ảnh hàng
không chụp ngày 5 tháng 10 năm 1989 được nắn chỉnh hình học theo bản đồ
năm 1988. Từ đó các nhà phân tích đã xác định được những tòa nhà không bị
phá hủy, những tòa nhà bị phá hủy hoàn toàn, hay phá hủy một phần, những
ngôi nhà bị xê dịch hay những tòa nhà đang được xây dựng lại và những biến
động về sự bồi tụ hay xói lở của vùng bờ biển.

12

Ưu điểm của phương pháp này là độ chính xác cao và cung cấp đầy đủ

thông tin về biến động tuy nhiên phương pháp này chỉ thực hiện trên ảnh độ
phân giải cao.
1.1.3 So sánh các phương pháp thành lập bản đồ biến động
Từ các kết quả thực nghiệm của các nghiên cứu đã công bố cho thấy:
– Các phương pháp thành lập bản đồ biến động trừ các phương pháp liên
quan đến phép phân loại thông thường, các phương pháp còn lại đều phải xác định
ngưỡng phân chia bằng thực nghiệm để tách các pixel biến động và không biến
động. Trên thực tế, việc xác định ngưỡng chính xác là vấn đề không đơn giản.
– Các phương pháp như phân loại trực tiếp ảnh đa thời gian, phương pháp
số học, phương pháp mạng nhị phân, phương pháp cộng màu đều rất đòi hỏi
người xử lý phải có trình độ và hiểu biết nhất định về kỹ thuật xử lý ảnh. Vì vậy
khó thực hiện với những người không phải thuộc cơ quan chuyên môn. Thêm
vào đó, để phát hiện biến động thực sự, các phương pháp này đòi hỏi những tư
liệu viễn thám phải được thu thập cùng thời điểm trong các năm. Tuy nhiên, rất
khó để có thể thu nhận được dữ liệu viễn thám trong cùng một thời điểm của các
năm, đặc biệt là ở vùng nhiệt đới, nơi mà mây che phủ phổ biến nhiều ngày
trong năm. Đồng thời cũng phải lưu ý tới độ ẩm của đất và lượng nước còn trên
thảm thực vật trong trường hợp thời tiết lâu ngày không mưa và vừa mới mưa
xong tại thời điểm thu nhận ảnh.
– Phương pháp so sánh sau phân loại là một trong số các phương pháp
được sử dụng rộng rãi nhất. Bản đồ biến động được thành lập từ kết quả phân
loại có kiểm định đạt độ chính xác cao nhất.
– Trong phương pháp so sánh sau phân loại, ảnh của từng thời điểm được
phân loại độc lập nên tránh được nhiều vấn đề như không phải chuẩn hóa ảnh
hưởng của khí quyển và bộ cảm ứng điện từ trên ảnh chụp tại các thời điểm khác
nhau, không phải lấy mẫu lại kích thước pixel trong trường hợp dữ liệu đa thời
gian không cùng độ phân giải không gian. Ngoài ra, phương pháp này cũng là
phương pháp phù hợp cho việc chuyển kết quả phân loại về hệ thông tin địa lý
GIS để phân tích biến động sau phân loại.
13

Phương pháp này được cho là ít nhạy cảm với những thay đổi phổ của đối
tượng do sự khác nhau của độ ẩm đất và chỉ số thực vật.
Tuy nhiên phương pháp này có hạn chế là phụ thuộc vào độ chính xác của
từng ảnh phân loại và tốn kém khá nhiều thời gian.
1.2. Tổng quan về viễn thám
1.2.1. Khái niệm viễn thám và ảnh viễn thám
Viễn thám (Remote sensing – tiếng Anh) được hiểu là một khoa học và
nghệ thuật để thu nhận thông tin về một đối tượng, một khu vực hoặc một hiện
tượng thông qua việc phân tích tư liệu thu nhận được bằng các phương tiện.
Những phương tiện này không có sự tiếp xúc trực tiếp với đối tượng, khu vực
hoặc với hiện tượng được nghiên cứu.Sau đó là thực hiện phân tích, xử lý và
ứng dụng các thông tin này vào nhiều lĩnh vực khác nhau.
Viễn thám không chỉ tìm hiểu bề mặt của Trái Đấthay các hành tinhmà nó
còn có thể thăm dò được cả trong các lớp sâu bên trong các hành tinh. Người ta
có thể sử dụng máy bay dân dụng, chuyên dụng hay các vệ tinh nhân tạo để thu
phát các ảnh viễn thám.
Nhu cầu ứng dụng công nghệ viễn thám trong lĩnh vực điều tra nghiên
cứu, khai thác, sử dụng, quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường ngày càng
gia tăng nhanh chóng không những trong phạm vi quốc gia, mà cả phạm vi quốc
tế. Những kết quả thu được từ công nghệ viễn thám giúp các nhà khoa học và
các nhà hoạch định chính sách các phương án lựa chọn có tính chiến lược về sử
dụng và quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường. Vì vậy viễn thám được sử
dụng như là một công nghệ đi đầu rất có ưu thế hiện nay.
Ảnh viễn thám (ảnh vệ tinh) là ảnh số thể hiện các vật thể trên bề mặt trái
đất được thu nhận bởi các bộ cảm biến đặt trên vệ tinh. Như vậy viễn thám
thông qua kỹ thuật hiện đại không tiếp cận với đối tượng mà xác định nó qua
thông tin ảnh chụp từ khoảng cách vài chục mét tới vài nghìn km.
1.2.2. Phân loại ảnh viễn thám

Ảnh quang học: Nguồn năng lượng chính là bức xạ Mặt Trời.
Ảnh quang học là ảnh viễn thám nhận được dựa vào sự đo lường năng
lượng sóng điện từ có bước sóng nằm trong dải tần từ ánh sáng nhìn thấy đến
hồng ngoại phản xạ (từ 0,3µm đến 3µm).
14

Ảnh nhiệt: Nguồn năng lượng sử dụng là bức xạ nhiệtdo chính vật thể
sản sinh ra. Ảnh nhiệt là loại ảnh được tạo ra bởi việc thu nhận các bước sóng
hồng ngoại phát ra từ vật thể (bước sóng 8 – 14µm).
Ảnh radar:Nguồn năng lượng chính là sóng radar phản xạ từ các vật thể
do vệ tinh phát xuống theo những bước sóng đã được xác định.Ảnh radarlà loại
ảnh được tạo ra bởi việc thu nhận các bước sóng được sử nằm trong dải tần sóng
vô tuyến cao tần (1 cm – 1 m).
Ảnh thu nhận bằng sóng địa chấn: cũng là một loại ảnh viễn thám
Ảnh viễn thám có thể được lưu theo các kênh ảnh đơn (trắng đen) ở dạng
số trong máy tính hoặc các kênh ảnh được tổ hợp (ảnh màu) hoặc có thể in ra
giấy, tùy theo mục đích người sử dụng.
1.2.3. Đặc điểm của ảnh viễn thám
Ảnh viễn thám đặc trưng bởi dữ liệu không gian với hai dạng cấu trúc là
dạng raster và dạng vector:
Cấu trúc dạng raster: Mô tả bề mặt Trái Đất và các đối tượng trên đó
bằng một lưới gồm các hàng và cột. Những phần tử nhỏ này được gọi là pixel.
Giá trị của pixel chính là thuộc tính của đối tượng, nghĩa là trên cùng một
đơn vị diện tích mà số ô pixel càng nhiều thì đối tượng nhìn càng rõ càng chính
xác và ngược lại. Một mặt phẳng chứa đầy các pixel thì tạo thành một raster. Cấu
trúc dạng này thường được dùng để mô tả các đối tượng hiện tượng phân bố liên
tục trong không gian, dùng để lưu dữ thông tin dạng ảnh. Thông thường có một số
mô hình biểu diễn bề mặt như DEM (Digital Elevation Model), DTM (Digital
Terrain Model), Tin (Triangulated Irregular Network) cũng thuộc dạng raster.

Ưu điểm của cấu trúc dữ liệu dạng raster là dễ thực hiện các chức năng xử
lý và phân tích. Tốc độ tính toán nhanh, thực hiện các phép tính bản đồ dễ dàng.
Tuy nhiên nó lại kém chính xác về vị trí không gian của đối tượng. Khi độ phân
giải càng thấp tức là kích thước ô pixel lớn thì sự sai lệch càng lớn.
Cấu trúc vector: Mô tả vị trí và phạm vi của các đối tượng không gian
bằng tọa độ cùng các kết hợp hình học gồm nút, cạnh, mặt và quan hệ giữa
chúng. Về mặt hình học, các đối tượng được phân biệt thành 3 dạng: đối tượng
15

dạng điểm (point), đối tượng dạng đường (line) và đối tượng dạng vùng (region
hay polygon). Điểm được xác định bằng một cặp tọa độ X,Y. Đường là một
chuỗi các cặp tọa độ X,Y liên tục. Vùng là khoảng không gian được giới hạn bởi
một tập hợp các cặp tọa độ X,Y trong đó điểm đầu và điểm cuối trùng nhau. Với
đối tượng vùng, cấu trúc vector phản ảnh đường bao.
Cấu trúc vector có ưu điểm là vị trí của các đối tượng được định vị chính
xác (nhất là các đối tượng điểm, đường và đường bao). Cấu trúc này giúp cho
người sử dụng dễ dàng biên tập bản đồ, chỉnh sửa, in ấn. Tuy nhiên cấu trúc này
có nhược điểm là phức tạp khi thực hiện các phép chồng xếp bản đồ.
Ảnh viễn thám có một số đặc điểm nổi bật như sau:
Tỷ lệ: Là tỷ số khoảng cách giữa hai điểm của một ảnh tương ứng với
khoảng cách trên mặt đất của hai điểm đó. Tỷ lệ hình ảnh được xác định bởi các
yếu tố như: Độ dài tiêu cự hiệu dụng của thiết bị viễn thám; độ cao mà từ đó
hình ảnh được thu nhận; yếu tố phóng đại được sử dụng trong in phóng ảnh.
Độ sáng và tone ảnh: Sự khác nhau về cường độ của bức xạ điện từ phát
ra từ địa hình tạo nên sự khác nhau về độ sáng của hình ảnh, độ sáng của hình
ảnh tỷ lệ với cường độ bức xạ phát ra từ các đối tượng.
Độ sáng: Đó là lượng ánh sáng tác động vào mắt của chủ thể mà có thể
xác định được một cách tương đối. Để đo cường độ ánh sáng người ta thường
dùng quang kế (photometro). Khi phân tích ảnh, để phân biệt độ sáng của ảnh có

thể hiệu chỉnh bằng thang cấp độ xám, ảnh được phân ra các vùng có tông sáng,
trung bình hay tối dựa vào thang độ xám.
Tone ảnh: là tổng hợp lượng ánh sáng được phản xạ về mặt đối tượng, là
dấu hiệu quan trọng để xác định đối tượng.
Độ phân giải không gian và năng lực phân giải: Độ phân giải được
hiểu như là khả năng để phân biệt hai đối tượng ở liền nhau trong một bức ảnh,
nói chính xác hơn là khoảng cách tối thiểu giữa các đối tượng mà có thể nhận
biết và phân biệt được trên ảnh. Năng lực phân giải và độ phân giải không gian
là hai khái niệm có sự liên hệ rất chặt chẽ. Khái niệm phân giải được áp dụng
cho một hệ thống tạo ảnh hay một thành phần của hệ thống, trong khi đó độ
16

phân giải không gian được áp dụng cho một ảnh được tạo ra bởi hệ thống đó.
Độ phân giải: Đây là đặc điểm quan trọng liên quan trực tiếp đến chất lượng
ảnh, độ phân giải chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố như đặc điểm khu vực
bay chụp, hệ thống chụp ảnh, độ cao bay chụp, tốc độ bay chụp, điều kiện khí
quyển tại thời điểm chụp..
1.2.4. Các phương pháp xử lý ảnh viễn thám
Để xử lý ảnh viễn thám người ta sử dụng hai phương pháp là phương
pháp giải đoán ảnh bằng mắt thường và phương pháp xử lý số trên máy tính.
Phương pháp giải đoán ảnh bằng mắt thường: Giải đoán ảnh 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.
Giải đoán bằng mắt (visual interpretaion) là công việc đầu tiên, phổ biến
nhất và có thể áp dụng trong mọi điều kiện có trang thiết bị từ đơn giản đến
phức tạp. Việc phân tích ảnh bằng mắt có thể được trợ giúp bằng một số thiết bị
quang học: kính lúp, kính lập thể, kính phóng đại, máy tổng hợp màu,… nhằm
nâng cao khả năng phân tích của mắt người.
Cơ sở để giải đoán bằng mắt là đưa vào các dấu hiệu giải đoán trực tiếp

hoặc gián tiếp và chìa khóa giải đoán. Các yếu tố giải đoán (kích thước, hình
dạng, bóng, tone, màu, cấu trúc, mẫu và tổ hợp mối quan hệ) cũng như thời gian
chụp ảnh, mùa, kiểu phim, tỷ lệ ảnh,… sẽ được xem xét kỹ để thiết lập nên chìa
khóa giải đoán.
Tư liệu ảnh viễn thám dùng để đoán đọc điều vẽ ảnh bằng mắt tốt nhất là
ảnh tổ hợp màu, vì màu sắc là một chuẩn tương đối ổn định, hơn nữa nó có tính
trực quan sinh động hơn ảnh đen trắng.
Kết quả của giải đoán ảnh bằng mắt sẽ được chuyển thông tin lên bản đồ
nền theo các phương pháp là can vẽ, chiếu quang học, chuyển theo hệ thống
lưới, sử dụng máy đo vẽ ảnh.
Phương pháp xử lý ảnh số: xử lý ảnh số là sự điều khiển và phân tích
các thông tin ảnh dạng số với sự trợ giúp của máy tính.
Các dữ liệu ảnh vệ tinh thu được trong ký thuật viễn thám thường dưới dạng
số và được xử lý bởi máy tính để tạo ảnh đã được giải đoán ứng dụng vào nhiều
17

lĩnh vực khác nhau. Việc xử lý ảnh số trong viễn thám giữ vai trò quan trọng trong
việc tách thông tin hữu ích phục vụ rất nhiều chuyên ngành khác nhau.
Quy trình xử lý ảnh số:
Nhập dữ liệu

Khôi phục và hiệu chỉnh ảnh

Biến đổi ảnh

Phân loại ảnh

Xuất kết quả

Nhập dữ liệu: Để xử lý ảnh số, trước hết ta phải tiến hành bước nhập tư
liệu gốc vào máy. Có hai nguồn tư liệu chính đó là ảnh tương tự do các máy
chụp cung cấp và ảnh số do các máy quét cung cấp.
Trong trường hợp ảnh tương tự sẽ được chuyển về dạng số thông qua các
máy quét. Trường hợp tư liệu là ảnh số thì nó sẽ được chuyển từ các băng từ lưu
trữ mật độ cao.
Khôi phục và hiệu chỉnh ảnh: Đây là giai đoạn mà các tín hiệu số được
hiệu chỉnh hệ thống, bức xạ hoặc hình học nhằm tạo ra một tư liệu ảnh có thể sử
dụng được. Giai đoạn này thường được thực hiện trên các máy tính lớn tại các
trung tâm thu số liệu vệ tinh.
Biến đổi ảnh: Các quá trình xử lý như tăng cường chất lượng ảnh, biến đổi
tuyến tính… là giai đoạn tiếp theo. Giai đoạn này có thể thực hiện trên các máy
tính trong khuôn khổ một phòng thí nghiệm, hay phòng công tác nội nghiệp.
Phân loại: Phân loại đa phổ với mục đích tách các thông tin cần thiết
phục vụ việc theo dõi các đối tượng hay lập bản đồ chuyên đề là khâu then chốt
của việc khai thác tư liệu viễn thám.
Xuất kết quả: Sau khi hoàn tất các khâu xử lý cần phải xuất kết quả. Kết
quả có thể dưới dạng phim ảnh, số hay các bản đồ đường nét. Trong đó kết quả
18

dạng số ngày càng được khai thác sử dụng nhiều vì nó là đầu vào rất tốt cho một
công nghệ mới là GIS – hệ thống thông tin địa lý. Trên cơ sở ứng dụng hệ thống
thông tin địa lý nhiều chủng loại thông tin khác nhau cùng được đưa vào xử lý
tạo ra một kết quả chính xác và phong phú hơn nhiều so với trường hợp chỉ sử
dụng tư liệu viễn thám.
1.2.5. Lịch sử phát triển của khoa học viễn thám
Viễn thám là một khoa học, thực sự phát triển mạnh mẽ qua hơn ba thập kỷ
gần đây, khi mà công nghệ vũ trụ đã cho ra các ảnh số, bắt đầu được thu nhận từ
các vệ tinh trên quĩ đạo của trái đất vào năm 1960. Tuy nhiên, viễn thám có lịch

sử phát triển lâu đời, bắt đầu bằng việc chụp ảnh sử dụng phim và giấy ảnh.
Từ thế kỷ XIX, vào năm 1839, Louis Daguerre (1789 – 1881) đã đưa ra
báo cáo công trình nghiên cứu về hóa ảnh, khởi đầu cho ngành chụp ảnh.
Năm 1858 G.F.Toumachon người Pháp đã sử dụng kinh khí cầu bay ở độ
cao 80 m để chụp ảnh từ trên không, từ sự việc này mà năm 1858 được coi là
năm khai sinh của ngành khoa học viễn thám.
Chiến tranh thế giới thứ nhất (1914 – 1918) đánh dấu giai đoạn khởi đầu
của công nghệ chụp ảnh từ máy bay cho mục đích quân sự.
Trong chiến tranh thế giới thứ hai (1939 – 1945) không ảnh đã dùng chủ
yếu cho mục đích quân sự. Trong thời kỳ này, ngoài việc phát triển công nghệ
radar, còn đánh dấu bởi sự phát triển ảnh chụp sử dụng phổ hồng ngoại. Các bức
ảnh thu được từ nguồn năng lượng nhân tạo là radar, đã được sử dụng rộng rãi
trong quân sự.
Bức ảnh đầu tiên, chụp về trái đất từ vũ trụ, được cung cấp từ tàu
xplorer -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 (TR0S1), được phóng lên quĩ đạo trái đất vào tháng 4 năm 1960, mở đầu cho việc quan
sát và dự báo khí tượng.
Ngày 23-7-1972 Mỹ đã phóng thành công vệ tinh nhân tạo Landsat 1 mang
đến khả năng thu nhận thông tin có tính toàn cầu về các hành tinh trong đó có
Trái Đất và môi trường xung quanh.
19

Tiếp theo vệ tinh nghiên cứu trái đất Landsat 1, là các vệ tinh thế hệ mới
hơn như Landsat 2, Landsat 3, Landsat 4 và Landsat 5. Ngay từ đầu, RTS-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.
Từ 1982, các ảnh chuyên đề được thực hiện trên các vệ tinh Landsat TM
-4 và Landsat TM -5 với 7 kênh phổ từ dải sóng nhìn thấy đến hồng ngoại nhiệt.

Điều này tạo nên một ưu thế mới trong nghiên cứu trái đất từ nhiều dải phổ khác
nhau. Ngày nay, ảnh vệ tinh chuyên đề từ Landsat -7 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.
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 RS 1A, tạo ra các ảnh vệ tinh như LSS thuộc nhiều hệ khác nhau.
Riêng ở Việt Nam kỹ thuật viễn thám đã được đưa vào sử dụng từ những
năm 1976 tại Viện Quy hoạch rừng, mốc quan trọng để đánh dấu sự phát triển
của kỹ thuật viễn thám ở Việt Nam là sự hợp tác nhiều bên trong khuôn khổ của
chương trình vũ trụ Quốc tế (Inter Kosmos) nhân chuyến bay vũ trụ kết hợp Xô
– Việt tháng 7 năm 1980.
Vào ngày 9/7/2009 Bộ TN&MT đã khánh thành trạm thu nhận ảnh viễn
thám hiện đại đầu tiên của Việt Nam có địa điểm đặt tại cánh đồng Bun, thôn Vân
Trì, xã Minh Khai, Từ Liêm, Hà Nội.
Tháng 4 năm 2008 Việt Nam đã thuê Pháp phóng thành công vệ tinh
VINASAT-1 (mua của Mỹ) lên quỹ đạo địa tĩnh lần đầu tiên.
20

1.3. Tổng quan về GIS
1.3.1. Định nghĩa
GIS là một công nghệ mới, phát triển nhanh và có nhiều ứng dụng rộng

rãi cho đời sống con người, bởi vậy có nhiều định nghĩa khác nhau về GIS.
GIS là một hệ thống máy tính có khả năng giữ và sử dụng thông tin liên
quan đến các vị trí trên Trái đất.
GIS là một hệ thống dựa trên máy tính cung cấp bốn chức năng để xử lý
dữ liệu địa quy chiếu: nhập dữ liệu, quản lý dữ liệu (lưu trữ và truy cập số liệu),
vận dụng và phân tích dữ liệu, xuất dữ liệu (Aronoff 1993).
GIS là một tập hợp có tổ chức bao gồm phần cứng, phần mềm máy tính,
dữ liệu địa lý và con người được thiết kế nhằm mục đích nắm bắt, lưu trữ, cập
nhật, điều khiển, phân tích và hiển thị tất cả các dạng thông tin liên quan đến vị
trí địa lý (Dueker & Kjerne ESRI 1990 – 1997).
GIS là phần mềm bản đồ dùng để kết nối thông tin về vị trí địa lý của các đối
tượng với tất cả các dạng thông tin khác có liên quan đến tất cả các dạng thông tin đó.
1.3.2. Chức năng của GIS
GIS có 4 chức năng cơ bản:
• Nhập dữ liệu: Là một chức năng của GIS mà qua đó dữ liệu dưới các
dạng khác nhau được biến đổi sang dạng số. Việc nhập dữ liệu phụ thuộc vào
bàn số hoá. Nhập các dữ liệu không gian, sửa chữa dữ liệu, đưa về một hệ quy
chiếu nào đó gắn với toạ độ thực. Chuyển hoá từ Racter sang Vector và ngược
lại. Sau đó xây dựng cơ sở dữ liệu. Đây là bước rất quan trọng nhập các dữ liệu
bằng bàn phím, máy quét…
• Quản lý dữ liệu: Bao gồm việc tổ chức, lưu trữ, truy cập dữ liệu sao
cho hiệu quả nhất
• Phân tích dữ liệu: Là chức năng quan trọng nhất của GIS. GIS cung
cấp các công cụ cần thiết để phân tích dữ liệu không gian, dữ liệu thuộc tính và
tổng hợp cả hai loại dữ liệu đó ở trong cơ sở dữ liệu để tạo ra thông tin mới.
• Xuất dữ liệu (báo cáo của GIS): Cho phép hiển thị và trình bày các kết
quả phân tích và mô hình hoá không gian dưới dạng bản đồ, bảng tính, văn bản
trên màn hình hay trên các vật liệu truyền thống khác.
21

1.4. Phần mềm giải đoán ảnh viễn thám ENVI (ENVIronment for
Visualyzing Images)
1.4.1. Tổng quan về phần mềm ENVI
Phần mềm ENVI (The Environment for Visualyzing Images) là phần
mềm của hãng Research Systems Inc (Mỹ) chuyên về hiến thị ảnh có khả năng
phân tích đa phổ cho hình ảnh quét của SPOT, TM, RADAR.
Phần mềm ENVI là một phần mềm xử lý giải đoán ảnh viễn thám rất
mạnh, với các đặc điểm chính như sau:
+ Hiển thị, phân tích ảnh với nhiều kiểu dữ liệu và kích cỡ ảnh khác nhau,
môi trường giao diện thân thiện.
+ Cho phép làm việc với từng kênh phổ riêng lẻ hoặc toàn bộ ảnh. Khi
một file ảnh được mở, mỗi kênh phổ của ảnh đó có thể được thao tác với tất cả
các chức năng hiện có của hệ thống. Với nhiều file ảnh được mở, ta có thể dễ dàng
lựa chọn các kênh từ các file ảnh để xử lý cùng nhau.
+ ENVI có các công cụ chiết tách phổ, sử dụng thư viện phổ, và các chức
năng chuyên cho phân tích ảnh phân giải phổ cao.
+ Phần mềm ENVI được viết trên ngôn ngữ IDL (Interactive Data
Language). Đây là ngôn ngữ lập trình cấu trúc, cung cấp khả năng tích hợp giữa
xử lý ảnh và khả năng hiển thị với giao diện đồ họa dễ sử dụng.
ENVI có nhiều phiên bản như 3.2, 3.5, 3.6, 4.0, 4.2, 4.3, 4.5, 4.7, 5.0. Mỗi
phiên bản được cải tiến và nâng cấp cho một hoặc một số modul.Dễ dàng mở
rộng và tùy biến các ứng dụng. Ngoài ra, người dùng có thể sử dụng ENVI trên
các môi trường khác nhau như: Windows, Macintosh, Linux hay Unix.
Sản phẩm ảnh sau khi xử lý có thể xuất ra nhiều phần mềm biên tập bản
đồ khác nhau như: Arcgis, Mapinfo, Autocad, Microstation…
1.4.2. Các chức năng cơ bản của phần mềm ENVI
ENVI được phát triển bởi các chuyên gia hàng đầu về hiển thị và xử lý ảnh.
Đồng thời, ENVI cũng được xây dựng trên nền tảng mở nên cho phép
người dùng trao đổi dữ liệu với các phần mềm khác.

ENVI 4.5 có 12 modul với các chức năng cơ bản của từng modul như sau:
22

Hình 1.6: thanh công cụ của phần mềm ENVI 4.5
+ Menu File
File menu có chức năng cơ bản sau :
– Mở ảnh, xem thông tin về ảnh.
– Xuất, nhập ảnh các định dạng khác nhau.
– Tạo ảnh kiểm tra, xem cấu trúc dữ liệu ảnh.
– Chọn lựa các thay đổi và thoát khỏi chương trình.
+ Menu Basic Tools
Menu này có các chức năng cơ bản như sau:
– Thực hiện một số thay đổi về hình học của ảnh như độ phân giải, xoay
ảnh, cách ghi nhận dữ liệu…
– Thực hiện các phép tính thống kê trên ảnh.
– Thực hiện cắt ghép ảnh.
– Thực hiện các phép toán kiểm định cơ bản của phổ.
– Đo khoảng cách, diện tích, tăng cường khả năng xử lý ảnh.
– Thống kê, phát hiện thay đổi của các lớp .
+ Menu Classification
Menu này có chức năng như sau :
– Thực hiện các thuật toán phân loại ảnh cơ bản như :
– Phân loại ảnh có kiểm định.
– Phân loại ảnh phi kiểm định.
– Phân loại ảnh thông qua thiết lập cây.
– Xử lý ảnh sau phân loại.
+ Menu Tranform
Menu này có chức năng như sau:
– Tăng cường độ phân giải của ảnh (image shrapening);

– Thực hiện một số thuật toán với phổ.
– Tạo tỷ số ảnh
23

– Phân tích thành phần chính
+ Menu Filter
Menu này cho phép thực hiên :
– Lọc theo cấu trúc của ảnh.
– Một số các phép lọc đối với ảnh RADAR để làm giảm nhiễu của ảnh.
+ Menu Spectral
Menu này cung cấp một số các công cụ đặc biệt cho phép phân tích ảnh
đa phổ và siêu phổ.
Menu có chức năng như sau
– Xây dựng và hiển thị các thư viện phổ
– Thực hiện các phép toán về phổ.
– Xác định các enmember.
– Xem ảnh trong trường đa chiều.
– Phân tích ảnh.
+ Menu MapMenu này cho phép thực hiện:
– Đưa ảnh về hệ quy chiếu xác định.
– Nắn ảnh trực giao.
– Ghép ảnh.
– Menu này cũng có thể cho phép chuyển hệ quy chiếu của ảnh, bản đồ
cũng như xây dựng các hệ quy chiếu mới.
+ Menu vector
Menu này cho phép :
– Tạo và quản lý các tệp tin vector.
– Chuyển tệp tin ảnh thành vector.
– Chuyển các tệp tin vector thành định dạng DXF.

+ Menu topographic
Menu này cho phép
– Mở, phân tích và đưa ra các kết quả phân tích từ các tệp tin mô hình số
địa hình.

24

– Từ tệp tin mô hình số địa hình đưa ra các kết quả phân tích như hướng
của địa hình, độ dốc, độ cong của địa hình…
– Sử dụng các thuộc tính của địa hình để đưa ra các kết quả phân tích như
kênh, đường phân thủy, tụ thủy đỉnh….
+ Menu Radar
Menu này cho phép thực hiện :
– Xử lý các ảnh RADAR phổ biến như ERS-1, JERS-1, RADARSAT,
SIR-C, X-SAR, ASAR…
– Nó cũng cung cấp các công cụ cho phép điều chỉnh sự hiển thị, phân tích
ảnh và xử lý hình học ảnh…
+ Menu Window
– Menu cửa sổ cho phép tạo thêm các cửa sổ hiển thị cũng như truy cập
vào một số các thao tác trong cửa sổ như thông tin hiển thị trong của sổ, vị trí
của trỏ chuột….
– Menu trợ giúp cho phép hiển thị các thông tin trợ giúp sử dụng các công
cụ cũng như thể hiện một số thông tin về phần mềm.
+ Menu help
Menu này có chức năng cơ bản như sau::
– Trợ giúp
– Xem thông tin về ENVI
– Lựa chọn mô tả chuột.
1.5. Phần mềm ArcGIS

ArcGIS (ESRI Inc. – http://www.esri.com): là hệ thống GIS hàng đầu
hiện nay, cung cấp một giải pháp toàn diện từ thu thập / nhập số liệu, chỉnh lý,
phân tích và phân phối thông tin trên mạng Internet tới các cấp độ khác nhau
như CSDL địa lý cá nhân hay CSDL của các doanh nghiệp. Về mặt công nghệ,
hiện nay các chuyên gia GIS coi công nghệ ESRI là một giải pháp mang tính
chất mở, tổng thể và hoàn chỉnh, có khả năng khai thác hết các chức năng của
GIS trên các ứng dụng khác nhau như: desktop (ArcGIS Desktop), máy chủ
(ArcGIS Server), các ứng dụng Web (ArcIMS, ArcGIS Online), hoặc hệ thống
25

Huyện Đô Lương là một huyện nằm ở TT của tỉnh Nghệ An có vịtrí thuận tiện cho sự tăng trưởng kinh tế tài chính xã hội của tỉnh Nghệ An. Việc đánh giátình hình quản trị sử dụng đất của Huyện là rất là thiết yếu. Nhận thấy ứng dụng công nghệ tiên tiến viễn thám là một bước tăng trưởng mới chocông tác quản trị đất đai tại địa phương nên em chọn đề tài “ Ứng dụng côngnghệ viễn thám thành lập bản đồ thực trạng sử dụng đất Huyện Đô Lương tỉnh Nghệ An tiến trình 2013 – năm ngoái ”. 2. Mục đích và trách nhiệm điều tra và nghiên cứu của đề tài – Mục đích : Xây dựng được bản đồ dịch chuyển sử dụng đất huyện Đô Lương, tỉnhNghệ An bằng giải pháp ứng dụng GIS và viễn thám. – Nhiệm vụ + Tìm hiểu đặc thù tự nhiên, kinh tế tài chính xã hội + Nghiên cứu năng lực khai thác và sử dụng tư liệu ảnh viễn thám trongthành lập bản đồ dịch chuyển sử dụng đất. + Nghiên cứu quy trình tiến độ thành lập bản đồ dịch chuyển sử dụng đất bằngphương pháp viễn thám + Biết sử dụng ứng dụng ENVI và ARCGIS để thành lập bản đồ hiệntrạng sử dụng đất, bản đồ dịch chuyển sử dụng đất. 3. Đối tượng nghiên cứuĐối tượng điều tra và nghiên cứu của đề tài là huyện Đô Lương, tỉnh Nghệ An. 4. Giới hạn của đề tàiVề khoảng trống : Phạm vi mà đề tài thực thi là địa phận huyện Đô Lương, tỉnh Nghệ An. Về thời hạn : Ảnh landsat 8 với độ phân giải 30 m được dùng làm dữ liệugiải đoán được tích lũy vào năm 2013 và 20155. Phương pháp điều tra và nghiên cứu – Phương pháp viễn thám và GIS : giải pháp này sử dụng phần mềmphân tích và giải đoán ảnh viễn thám ENVI 4.5 và ứng dụng Arcgis được sửdụng để chỉnh sửa và biên tập và tàng trữ bản đồ. – Phương pháp tổng hợp và giải quyết và xử lý thông tin : chiêu thức này được vậndụng để nghiên cứu và phân tích, tổng hợp và giải quyết và xử lý những tài liệu tích lũy được để thấy được biếnđộng sử dụng những loại đất trên địa phận huyện. 6. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của đề tàiÝ nghĩa khoa họcĐề tài điều tra và nghiên cứu đã cho thấy sự phong phú trong việc tích hợp giữa Viễnthám và mạng lưới hệ thống thông tin địa lý để nghiên cứ thành lập bản đồ thực trạng sửdụng đất cũng như những bản đồ chuyên đề khác. Ý nghĩa thực tiễn + Đề tài thực thi thành lập bản đồ thực trạng sử dụng đất, đây chính là tưliệu hữu dụng Giao hàng cho công tác làm việc quản trị và quy hoạch đất. + Giúp những nhà quản trị thuận tiện trấn áp, đề ra những giải pháp sửu dụngđất hài hòa và hợp lý, tránh tiêu tốn lãng phí tài nguyên, giúp bảo vệ môi trường tự nhiên và tăng trưởng triểnbền vững. + Việc kiến thiết xây dựng bản đồ thực trạng sử dụng đất và bản đồ dịch chuyển sửdụng đất sẽ giúp cho quy hoạch sử dụng đất thuận tiện, đạt hiệu suất cao cao. Cấu trúc đề tài gồm có 3 chương như sau : CHƯƠNG 1 : Tổng quan về những yếu tố nghiên cứu và điều tra. CHƯƠNG 2 : Đặc điểm điều kiện kèm theo tự nhiên, kinh tế tài chính xã hội huyện ĐôLương, tỉnh Nghệ An. CHƯƠNG 3 : Thành lập bản đồ dịch chuyển sử dụng đất huyện Đô Lương, tỉnh Nghệ An bằng giải pháp viễn thám. PHẦN B : NỘI DUNGCHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU1. 1. Bản đồ dịch chuyển sử dụng đất1. 1.1. Các yếu tố chung về bản đồ dịch chuyển sử dụng đấtBiến động là sự biến hóa, biến hóa, sửa chữa thay thế trạng thái này bằng một trạngthái khác liên tục của sự vật hiện tượng kỳ lạ sống sót trong thiên nhiên và môi trường tự nhiên cũngnhư thiên nhiên và môi trường xã hội. Để điều tra và nghiên cứu dịch chuyển sử dụng đất người ta hoàn toàn có thể sử dụng nhiềuphương pháp từ nhiều nguồn tài liệu khác nhau như : số liệu thống kê hàng năm, số liệu kiêm kê hoặc từ những cuộc tìm hiểu. Các chiêu thức này có độ chính xáckhông cao, tốn nhiều thời hạn và kinh phí đầu tư, đồng thời chúng không hề hiệnđược sự biến hóa sử dụng đất từ loại đất này sang loại đất khác và vị trí khônggian của sự đổi khác đó. Thành lập bản đồ dịch chuyển sử dụng đất từ tư liệu viễnthám đa thời hạn sẽ khắc phục được những điểm yếu kém trên. Đất đai là tài nguyên vương quốc vô cùng quý giá, là tư liệu sản xuất đặcbiệt, là nguồn nội lực, nguồn vốn to lớn của quốc gia, là thành phần quan trọnghàng đầu của môi trường tự nhiên sống, là địa phận phân bổ của những khu dân cư, xây dựngcác cơ sở kinh tế tài chính, văn hóa truyền thống, xã hội, bảo mật an ninh và quốc phòng. Đất đai có ý nghĩakinh tế, chính trị, xã hội thâm thúy trong sự nghiệp thiết kế xây dựng và bảo vệ Tổ quốc. Kinh tế xã hội tăng trưởng mạnh, cùng với sự bùng nổ dân số đã làm chomối quan hệ giữa con người và đất đai ngày càng trở nên căng thẳng mệt mỏi. Vấn đề tổchức và sử dụng đất theo quan điểm sinh thái xanh và tăng trưởng vững chắc càng trởnên quan trọng, bức xúc và mang tính toàn thế giới. Bản đồ dịch chuyển sử dụng đất ngoài những yếu tố nội dung cơ bản của cácbẩn đồ chuyên đề như : bản đồ địa hình, địa vật, giao thông vận tải, thủy văn … phải thểhiện được sự dịch chuyển về sử dụng đất theo thời hạn. Các thông tin về tình hình sử dụng đất, dịch chuyển sử dụng đất tích hợp vớicác thông tin có tương quan là yếu tố quan trọng Giao hàng công tác làm việc quy hoạch, kếhoạch và quản trị đất đai để bảo vệ sử dụng đất vững chắc, hiệu suất cao, thân thiệnmôi trường và quan trọng nhất là bảo vệ bảo mật an ninh lương thực. Ưu điểm của bản đồ dịch chuyển sử dụng đất là biểu lộ được rõ sự biếnđộng theo khoảng trống và theo thời hạn. Diện tích dịch chuyển được bộc lộ rõ ràngtrên bản đồ, đồng thời cho tất cả chúng ta biết có dịch chuyển hay không dịch chuyển, haybiến động từ loại đất nào sang loại đất nào. Nó hoàn toàn có thể được phối hợp với nhiềunguồn tài liệu tham chiếu khác để Giao hàng có hiệu suất cao cho rất nhiều mục đíchkhác nhau như quản trị tài nguyên, thiên nhiên và môi trường, thống kê, kiểm kê đất đai. Về cơ bản, bản đồ dịch chuyển sử dụng đất được thành lập trên cơ sở haibản đồ thực trạng sử dụng đất tại hai thời gian nghiên cứu và điều tra vì thế độ chính xáccủa bản đồ này phụ thuộc vào vào độ đúng mực của những bản đồ thực trạng sử dụngđất tại hai thời gian nghiên cứu và điều tra. 1.1.2. Các chiêu thức thành lập bản đồ dịch chuyển sử dụng đấtViệc lựa chọn giải pháp nghiên cứu và điều tra dịch chuyển rất quan trọng. Trướctiên, tất cả chúng ta phải xác lập được chiêu thức phân loại ảnh được sử dụng. Sauđó cần xác lập rõ nhu yếu nghiên cứu và điều tra có cần biết đúng mực thông tin về nguồngốc của sự dịch chuyển hay không. Từ đó có sự lựa chọn giải pháp thích hợp. Tuy nhiên tổng thể những nghiên cứu và điều tra đều cho thấy rằng, những hiệu quả về dịch chuyển đềuphải được biểu lộ trên bản đồ dịch chuyển và những bảng tổng hợp. Các phươngpháp nghiên cứu và điều tra dịch chuyển khác nhau sẽ cho những bản đồ dịch chuyển khácnhau. Có nhiều giải pháp điều tra và nghiên cứu dịch chuyển thường được sử dụng. Dướiđây là 1 số ít giải pháp được sử dụng thoáng rộng để nghiên cứu và điều tra dịch chuyển vàthành lập bản đồ dịch chuyển :  Thành lập bản đồ dịch chuyển bằng giải pháp so sánh sau phânloạiBản chất của giải pháp này là từ hiệu quả phân loại ảnh ở hai thời điểmkhác nhau ta thành lập được bản đồ thực trạng sử dụng đất tại hai thời gian đó. Sau đó chồng ghép hai bản đồ thực trạng để kiến thiết xây dựng bản đồ dịch chuyển. Cácbản đồ thực trạng hoàn toàn có thể thực thi dưới dạng bản đồ raster. Quy trình thành lập bản đồ dịch chuyển sử dụng đất theo giải pháp nàycó thể tóm tắt như hình 1.1. Bản đồẢnh 1P hân loạihiện trạng 1B ản đồbiến độngBản đồẢnh 2P hân loạihiện trạng 2H ình 1.1. Ảnh lập bản đồ dịch chuyển bằng giải pháp so sánh sau phân loạiPhương pháp so sánh sau phân loại được sử dụng thoáng đãng nhất, đơn thuần, dễ hiểu và dễ thực thi. Sau khi ảnh vệ tinh được nắn chỉnh hình học sẽ tiếnhành phân loại độc lập để tạo thành hai bản đồ. Hai bản đồ này được so sánhbằng cách so sánh px tạo thành ma trận dịch chuyển. Theo J. Jensen [ 13 ] ưu điểm của giải pháp này cho biết sự biến hóa từloại đất gì sang loại đất gì và tất cả chúng ta cũng hoàn toàn có thể sử dụng những bản đồ hiện trạngsử dụng đất đã được thành lập trước đó. Nhược điểm của chiêu thức này là phải phân loại độc lập những ảnh viễnthám nên độ đúng chuẩn phụ thuộc vào vào độ đúng mực của từng phép phân loại vàthường độ đúng chuẩn không cao vì những sai sót trong quy trình phân loại của từngảnh vẫn được giữ nguyên trong bản đồ dịch chuyển.  Thành lập bản đồ dịch chuyển bằng chiêu thức phân loại trực tiếpảnh đa thời gianPhương pháp này thực ra là chồng xếp hai ảnh với nhau để tạo thànhảnh dịch chuyển. Sau đó dựa vào ảnh dịch chuyển ta triển khai phân loại và thành lậpbản đồ ( hình 1.2 ). Kênh 2K ênh 3 Ảnh thời gian 2K ênh 4K ênh 2 Ảnh thời gian 1K ênh 3K ênh 4 Ảnh biến độngPhân loạiBản đồ biến độngHình 1.2. Thành lập bản đồ dịch chuyển bằng chiêu thức phân loại trực tiếpảnh đa thời gianƯu điểm của giải pháp này là chỉ phải phân loại một lần. Nhưngnhược điểm lớn nhất của nó là rất phức tạp trong lấy mẫu vì phải lấy tổng thể cácmẫu dịch chuyển và không dịch chuyển. Hơn nữa, tác động ảnh hưởng của sự đổi khác theothời gian ( những mùa trong năm ) và ảnh hưởng tác động của khí quyển của những ảnh ở cácthời điểm khác nhau cũng không dễ được loại trừ, do đó tác động ảnh hưởng đến độchính xác của giải pháp. Thêm vào đó bản đồ dịch chuyển sử dụng đất được thành lập theo phươngpháp này chỉ cho ta biết được chỗ dịch chuyển và chỗ không dịch chuyển chứ khôngcho biết được dịch chuyển theo xu thế nào.  Thành lập bản đồ dịch chuyển bằng chiêu thức nghiên cứu và phân tích véctơ thayđổi phổKhi ở trong khu vực nghiên cứu và điều tra có dịch chuyển xảy ra thì nó được thể hiệnbằng sự độc lạ về phổ ở giữa hai thời gian trước và sau dịch chuyển. Giả sửxác định được giá trị phổ trên hai kênh x và y tại hai thời gian trước và sau biếnđộng như trên biểu đồ hình 1.3. Kênh yKênh xHình 1.3. Véc tơ biến hóa phổĐiểm 1 biểu lộ giá trị phổ tại thời gian trước khi xảy ra dịch chuyển, điểm2 bộc lộ giá trị phổ tại thời gian sau khi xảy ra dịch chuyển. Khi đó véc tơ 12 chính là véc tơ đổi khác phổ, và được biểu lộ bởi giá trị ( khoảng cách từ 1 đến2 ) và hướng đổi khác ( góc θ ). Giá trị của véc tơ biến hóa phổ tính trên toàn cảnh theo công thức : CMpixel = ∑ [ BVk = 1 i, j, k ( 1 ) − BV i, j, k ( 2 ) Trong đó : CMpixel là giá trị của véc tơ đổi khác phổ, BVi, j, k ( 1 ), BVi, j, k ( 2 ) là giá trị phổ của px ij, kênh k của ảnh trước và saukhi xảy ra dịch chuyển. Việc nghiên cứu và phân tích véc tơ biến hóa được ghi lại thành hai tệp tài liệu : một tệpchứa những mã của khu vực, một tệp chứa độ lớn của những véc tơ đổi khác phổ. tin tức về sự biến hóa được tạo ra từ hai tệp tài liệu đó và được biểu lộ bằngmàu sắc của những px tương ứng với những mã đã lao lý. Trên ảnh đa phổ thayđổi này sẽ tích hợp cả hướng và giá trị của véc tơ đổi khác phổ. Sự đổi khác cóxảy ra hay không được quyết định hành động bởi véc tơ biến hóa phổ có vượt ra khỏingưỡng pháp luật hay không. Giá trị ngưỡng được xác lập từ tác dụng thựcnghiệm dựa vào những mẫu dịch chuyển và không dịch chuyển. Trên hình 1.4 biểu lộ thuật toán nghiên cứu và phân tích biến hóa phổ. Kênh yKênh yKhông đổi khác hoặcthay đổinhỏThờiđiểm2Thờiđiểm1NgưỡngKênh yThờiđiểm2Thờiđiểm1Kênh xa. Thay đổiThay đổiThờiđiểm1Kênh xb. Thờiđiểm2Kênh xc. Hình 1.4. Thuật toán nghiên cứu và phân tích đổi khác phổTrường hợp a, không xảy ra dịch chuyển hoặc dịch chuyển nhỏ vì véc tơ thayđổi phổ không vượt khỏi giá trị ngưỡng, trường hợp b, c có xảy ra dịch chuyển vàhướng của véc tơ biến hóa phổ biểu lộ đặc thù của dịch chuyển trong trường hợpb khác trường hợp c, ví dụ ở trường hợp b hoàn toàn có thể xảy ra sự biến mất của thực vật, còn trong trường hợp c chỉ là sự độc lạ quy trình tiến độ tăng trưởng của cây cối. Sau đó lớp thông tin bộc lộ sự biến hóa hay không đổi khác sẽ được đặtlên trên tấm ảnh để thành lập bản đồ dịch chuyển. Phương pháp nghiên cứu và phân tích véc tơ đổi khác phổ được ứng dụng hiệu suất cao trongnghiên cứu dịch chuyển rừng nhất là dịch chuyển hệ sinh thái rừng ngập mặn. Nhưngnhược điểm của giải pháp này là khó xác lập ngưỡng của sự dịch chuyển.  Thành lập bản đồ dịch chuyển bằng chiêu thức sử dụng mạng nhịphânĐây là một chiêu thức xác lập dịch chuyển rất hiệu suất cao [ 10 ]. Đầu tiêntiến hành lựa chọn để nghiên cứu và phân tích ảnh thứ nhất tại thời gian n. Ảnh thứ 2 có thểsớm hơn ảnh thứ nhất ( n-1 ) hoặc muộn hơn ( n + 1 ). Các ảnh đều được nắn chỉnhvề cùng một hệ tọa độ. Tiến hành phân loại ảnh thứ nhất theo chiêu thức phân loại thôngthường. Tiếp theo lần lượt chọn 1 trong những kênh ( ví dụ kênh 3 ) từ hai ảnh để tạora những tệp tài liệu mới. Các tệp tài liệu này sẽ được nghiên cứu và phân tích bằng những phép biếnđổi số học ( như tỷ số kênh, những phép cộng, trừ, nhân, chia để tạo sự khác nhaucủa ảnh hoặc giải pháp nghiên cứu và phân tích thành phần chính ) để đo lường và thống kê những chỉ sốvà tạo ra một ảnh mới. Sau đó sử dụng kỹ thuật phân ngưỡng để xác lập những vùng biến hóa vàkhông đổi khác trên ảnh mới này theo chiêu thức số học đã trình diễn ở trên. Ảnh biến hóa sẽ được ghi lại trên một tệp ” mạng nhị phân ” chỉ có hai giá trị ” biến hóa ” và ” không biến hóa “. Và phải rất là cẩn trọng trong việc thành lậpmạng lưới này. Sau đó mạng nhị phân này được chồng phủ lên ảnh thứ hai đểphân tích và chỉ ra những px đổi khác. Khi đó chỉ có những px được xác lập làcó sự biến hóa được phân loại trên ảnh thứ hai này. Sau đó, chiêu thức so sánhsau phân loại truyền thống cuội nguồn được ứng dụng để tìm ra thông tin về dịch chuyển. Ưu điểm của giải pháp này là giảm được sai số xác lập dịch chuyển dobỏ sót hoặc cộng thêm vào và cung ứng đơn cử thông tin về sự dịch chuyển từ loạigì sang loại gì. Phương pháp này hoàn toàn có thể nghiên cứu và phân tích được số lượng nhỏ những vùngthay đổi giữa hai thời gian. Ở hầu hết những vùng nghiên cứu và điều tra, trong quá trình từ1-5 năm thì diện tích quy hoạnh dịch chuyển thường không lớn quá 10 % diện tích quy hoạnh toàn bộvùng nghiên cứu và điều tra, vì thế chiêu thức này khá thích hợp để thành lập bản đồnhững vùng có dịch chuyển nhỏ. Nhưng bất lợi lớn nhất của giải pháp này là rất phức tạp, đỏi hỏi mộtsố bước triển khai và hiệu quả sau cuối nhờ vào vào chất lượng của mạng nhịphân đã được sử dụng để nghiên cứu và phân tích. Tuy nhiên để nghiên cứu và điều tra dịch chuyển và thànhlập bản đồ dịch chuyển thì đây là một giải pháp rất hữu dụng.  Thành lập bản đồ dịch chuyển bằng chiêu thức chồng xếp ảnhphân loại lên bản đồ đã cóTrong một số ít trường hợp mà khu vực điều tra và nghiên cứu đã có bản đồ hiện trạngđược thành lập từ ảnh viễn thám ( ví dụ ảnh hàng không ) hoặc đã có bản đồ đượcsố hóa thì thay vì sử dụng ảnh viễn thám ở thời gian 1 tất cả chúng ta sử dụng cácnguồn tài liệu đã sẵn có. Tiến hành phân loại ảnh ở thời gian thứ hai, sau đótiến hành so sánh những px tựa như như chiêu thức so sánh sau phân loại đểtìm ra dịch chuyển và thông tin dịch chuyển. 10 Ưu điểm của giải pháp này là sử dụng được nguồn tài liệu đã biết, giảm được nguồn sai số do bỏ sót hay tổng quát và biết được thông tin chi tiết cụ thể vềsự dịch chuyển. Hơn nữa chỉ cần phân loại độc lập ảnh ở thời gian 2. Tuy nhiên chiêu thức này cũng có điểm yếu kém là tài liệu số hóa có thểkhông đủ độ đúng mực hoặc tài liệu bản đồ không thích hợp với mạng lưới hệ thống phânloại.  Thành lập bản đồ dịch chuyển bằng chiêu thức cộng màu trên mộtkênh ảnhTrong giải pháp này ta chọn một kênh ảnh nhất định ( ví dụ kênh 1 ) sau đó ghi từng ảnh ở những thời gian lên một băng từ đặc biệt quan trọng của mạng lưới hệ thống xử lýảnh số. Khi đó sắc tố của tài liệu ảnh chồng xếp sẽ cho thấy sự dịch chuyển haykhông dịch chuyển theo nguyên tắc tổng hợp màu. Ví dụ có hai ảnh Landsat TM năm 1992 và năm 1998. Gán màu lục chokênh 1 của ảnh năm 1992, gán màu đỏ cho kênh 1 của ảnh năm 1998, gán màuchàm cho một kênh 1 của ảnh trống. Khi đó toàn bộ những vùng không có sự thay đổigiữa hai thời gian sẽ có màu vàng ( theo nguyên tắc cộng màu, tổng hợp màu chàmvà màu đỏ tạo thành màu vàng ). Như vậy địa thế căn cứ vào sắc tố ta hoàn toàn có thể địnhlượng được sự đổi khác. Ảnh 1K ênh nẢnh 2 Ảnh 3K ênh nKênh nẢnh màu đỏẢnh màu lụcẢnh màu chàmẢnh biến độngBản đồ biến độngHình 1.5. Thành lập bản đồ dịch chuyển bằng giải pháp mạng nhị phânƯu điểm của chiêu thức này hoàn toàn có thể xác lập được dịch chuyển của haithậm chí ba thời điểm ảnh ở cùng một lần giải quyết và xử lý ảnh ( hình 1.5 ). Tuy nhiên kỹ thuật giải quyết và xử lý ảnh theo giải pháp này không phân phối đượcsố liệu đơn cử về diện tích quy hoạnh dịch chuyển từ loại đất này sang loại đất khác. Tuy vậy11đây là giải pháp tối ưu để nghiên cứu và điều tra dịch chuyển trên khoanh vùng phạm vi to lớn nhưvùng hoặc chủ quyền lãnh thổ.  Thành lập bản đồ dịch chuyển bằng giải pháp kết hợpThực chất việc thành lập bản đồ dịch chuyển bằng giải pháp này là véctơ hóa những vùng dịch chuyển từ tư liệu ảnh có độ phân giải cao như ảnh SPOTPan 10×10 m hoặc ảnh hàng không. Nếu tài liệu ảnh tại một thời gian có độ phân giải thấp hơn ta tiến hànhphân loại ảnh đó theo chiêu thức phân loại không kiểm định. Từ ảnh phân loạikhông kiểm định tạo ra được bản đồ thực trạng tại thời gian đó. Tiếp theo chồngxếp bản đồ lên trên ảnh có độ phân giải cao để phát hiện dịch chuyển. Sau đó tiếnhành véc tơ hóa những vùng dịch chuyển. Việc khoanh vẽ những vùng xảy ra biếnđộng trên ảnh được thực thi thuận tiện nhờ chiêu thức giải đoán bằng mắt dựavào những chuẩn đoán đọc như chuẩn hình dạng, chuẩn cấu trúc, chuẩn kíchthước … Chính vì thế, giải pháp này rất thông dụng khi người giải quyết và xử lý sử dụngphương pháp giải đoán bằng mắt ảnh hàng không của cả hai thời gian. Quá trình giải quyết và xử lý được triển khai thuận tiện hơn nếu thỏa mãn nhu cầu hai yếu tố : – Nếu hai ảnh được hiển thị trên màn hình hiển thị cùng lúc, bên cạnh nhau. – Các đặc thù hình học của ảnh là như nhau, được xu thế như nhauthì khi vẽ một đối tượng người tiêu dùng trên một ảnh thì trên ảnh kia đối tượng người dùng đó có cùng kíchthước, hình dạng. Ứng dụng hiệu suất cao nhất của giải pháp này là điều tra và nghiên cứu biến độngsau thiên tai. Sau cơn bão nhiệt đới gió mùa lịch sử vẻ vang Hugo với vận tốc gió 135 dặm / giờ xảyra vào ngày 22 tháng 9 năm 1989 tại bang Carolina ( Mỹ ), người ta đã dùngphương pháp này để điều tra và nghiên cứu những dịch chuyển do cơn bão gây ra. Ảnh hàngkhông chụp ngày 5 tháng 10 năm 1989 được nắn chỉnh hình học theo bản đồnăm 1988. Từ đó những nhà nghiên cứu và phân tích đã xác lập được những tòa nhà không bịphá hủy, những tòa nhà bị hủy hoại trọn vẹn, hay tàn phá một phần, nhữngngôi nhà bị xê dịch hay những tòa nhà đang được thiết kế xây dựng lại và những biếnđộng về sự bồi tụ hay xói lở của vùng bờ biển. 12 Ưu điểm của chiêu thức này là độ đúng chuẩn cao và cung ứng đầy đủthông tin về dịch chuyển tuy nhiên giải pháp này chỉ triển khai trên ảnh độphân giải cao. 1.1.3 So sánh những chiêu thức thành lập bản đồ biến độngTừ những hiệu quả thực nghiệm của những nghiên cứu và điều tra đã công bố cho thấy : – Các giải pháp thành lập bản đồ dịch chuyển trừ những giải pháp liênquan đến phép phân loại thường thì, những chiêu thức còn lại đều phải xác địnhngưỡng phân loại bằng thực nghiệm để tách những px dịch chuyển và không biếnđộng. Trên trong thực tiễn, việc xác lập ngưỡng đúng mực là yếu tố không đơn thuần. – Các giải pháp như phân loại trực tiếp ảnh đa thời hạn, phương phápsố học, giải pháp mạng nhị phân, giải pháp cộng màu đều rất đòi hỏingười giải quyết và xử lý phải có trình độ và hiểu biết nhất định về kỹ thuật giải quyết và xử lý ảnh. Vì vậykhó thực thi với những người không phải thuộc cơ quan trình độ. Thêmvào đó, để phát hiện dịch chuyển thực sự, những giải pháp này yên cầu những tưliệu viễn thám phải được tích lũy cùng thời gian trong những năm. Tuy nhiên, rấtkhó để hoàn toàn có thể thu nhận được tài liệu viễn thám trong cùng một thời gian của cácnăm, đặc biệt quan trọng là ở vùng nhiệt đới gió mùa, nơi mà mây bao trùm thông dụng nhiều ngàytrong năm. Đồng thời cũng phải chú ý quan tâm tới nhiệt độ của đất và lượng nước còn trênthảm thực vật trong trường hợp thời tiết lâu ngày không mưa và vừa mới mưaxong tại thời gian thu nhận ảnh. – Phương pháp so sánh sau phân loại là một trong số những phương phápđược sử dụng thoáng rộng nhất. Bản đồ dịch chuyển được thành lập từ tác dụng phânloại có kiểm định đạt độ đúng chuẩn cao nhất. – Trong chiêu thức so sánh sau phân loại, ảnh của từng thời gian đượcphân loại độc lập nên tránh được nhiều yếu tố như không phải chuẩn hóa ảnhhưởng của khí quyển và bộ cảm ứng điện từ trên ảnh chụp tại những thời gian khácnhau, không phải lấy mẫu lại size px trong trường hợp tài liệu đa thờigian không cùng độ phân giải khoảng trống. Ngoài ra, chiêu thức này cũng làphương pháp tương thích cho việc chuyển hiệu quả phân loại về hệ thông tin địa lýGIS để nghiên cứu và phân tích dịch chuyển sau phân loại. 13P hương pháp này được cho là ít nhạy cảm với những biến hóa phổ của đốitượng do sự khác nhau của nhiệt độ đất và chỉ số thực vật. Tuy nhiên chiêu thức này có hạn chế là nhờ vào vào độ đúng chuẩn củatừng ảnh phân loại và tốn kém khá nhiều thời hạn. 1.2. Tổng quan về viễn thám1. 2.1. Khái niệm viễn thám và ảnh viễn thámViễn thám ( Remote sensing – tiếng Anh ) được hiểu là một khoa học vànghệ thuật để thu nhận thông tin về một đối tượng người tiêu dùng, một khu vực hoặc một hiệntượng trải qua việc nghiên cứu và phân tích tư liệu thu nhận được bằng những phương tiện đi lại. Những phương tiện đi lại này không có sự tiếp xúc trực tiếp với đối tượng người dùng, khu vựchoặc với hiện tượng kỳ lạ được nghiên cứu và điều tra. Sau đó là thực thi nghiên cứu và phân tích, giải quyết và xử lý vàứng dụng những thông tin này vào nhiều nghành nghề dịch vụ khác nhau. Viễn thám không chỉ khám phá mặt phẳng của Trái Đấthay những hành tinhmà nócòn hoàn toàn có thể thăm dò được cả trong những lớp sâu bên trong những hành tinh. Người tacó thể sử dụng máy bay gia dụng, chuyên sử dụng hay những vệ tinh nhân tạo để thuphát những ảnh viễn thám. Nhu cầu ứng dụng công nghệ tiên tiến viễn thám trong nghành nghề dịch vụ tìm hiểu nghiêncứu, khai thác, sử dụng, quản trị tài nguyên vạn vật thiên nhiên và môi trường tự nhiên ngày cànggia tăng nhanh gọn không những trong khoanh vùng phạm vi vương quốc, mà cả khoanh vùng phạm vi quốctế. Những hiệu quả thu được từ công nghệ tiên tiến viễn thám giúp những nhà khoa học vàcác nhà hoạch định chủ trương những giải pháp lựa chọn có tính kế hoạch về sửdụng và quản trị tài nguyên vạn vật thiên nhiên và thiên nhiên và môi trường. Vì vậy viễn thám được sửdụng như thể một công nghệ tiên tiến đi đầu rất có lợi thế lúc bấy giờ. Ảnh viễn thám ( ảnh vệ tinh ) là ảnh số bộc lộ những vật thể trên mặt phẳng tráiđất được thu nhận bởi những bộ cảm ứng đặt trên vệ tinh. Như vậy viễn thámthông qua kỹ thuật tân tiến không tiếp cận với đối tượng người dùng mà xác lập nó quathông tin ảnh chụp từ khoảng cách vài chục mét tới vài nghìn km. 1.2.2. Phân loại ảnh viễn thámẢnh quang học : Nguồn nguồn năng lượng chính là bức xạ Mặt Trời. Ảnh quang học là ảnh viễn thám nhận được dựa vào sự giám sát nănglượng sóng điện từ có bước sóng nằm trong dải tần từ ánh sáng nhìn thấy đếnhồng ngoại phản xạ ( từ 0,3 µm đến 3 µm ). 14 Ảnh nhiệt : Nguồn nguồn năng lượng sử dụng là bức xạ nhiệtdo chính vật thểsản sinh ra. Ảnh nhiệt là loại ảnh được tạo ra bởi việc thu nhận những bước sónghồng ngoại phát ra từ vật thể ( bước sóng 8 – 14 µm ). Ảnh radar : Nguồn nguồn năng lượng chính là sóng radar phản xạ từ những vật thểdo vệ tinh phát xuống theo những bước sóng đã được xác lập. Ảnh radarlà loạiảnh được tạo ra bởi việc thu nhận những bước sóng được sử nằm trong dải tần sóngvô tuyến cao tần ( 1 cm – 1 m ). Ảnh thu nhận bằng sóng địa chấn : cũng là một loại ảnh viễn thámẢnh viễn thám hoàn toàn có thể được lưu theo những kênh ảnh đơn ( trắng đen ) ở dạngsố trong máy tính hoặc những kênh ảnh được tổng hợp ( ảnh màu ) hoặc hoàn toàn có thể in ragiấy, tùy theo mục tiêu người sử dụng. 1.2.3. Đặc điểm của ảnh viễn thámẢnh viễn thám đặc trưng bởi tài liệu khoảng trống với hai dạng cấu trúc làdạng raster và dạng vector : Cấu trúc dạng raster : Mô tả bề mặt Trái Đất và những đối tượng người dùng trên đóbằng một lưới gồm những hàng và cột. Những thành phần nhỏ này được gọi là px. Giá trị của px chính là thuộc tính của đối tượng người tiêu dùng, nghĩa là trên cùng mộtđơn vị diện tích quy hoạnh mà số ô px càng nhiều thì đối tượng người dùng nhìn càng rõ càng chínhxác và ngược lại. Một mặt phẳng chứa đầy những px thì tạo thành một raster. Cấutrúc dạng này thường được dùng để diễn đạt những đối tượng người tiêu dùng hiện tượng kỳ lạ phân bổ liêntục trong khoảng trống, dùng để lưu dữ thông tin dạng ảnh. Thông thường có một sốmô hình màn biểu diễn mặt phẳng như DEM ( Digital Elevation Model ), DTM ( DigitalTerrain Model ), Tin ( Triangulated Irregular Network ) cũng thuộc dạng raster. Ưu điểm của cấu trúc tài liệu dạng raster là dễ triển khai những công dụng xửlý và nghiên cứu và phân tích. Tốc độ đo lường và thống kê nhanh, thực thi những phép tính bản đồ thuận tiện. Tuy nhiên nó lại kém đúng chuẩn về vị trí khoảng trống của đối tượng người dùng. Khi độ phângiải càng thấp tức là kích cỡ ô px lớn thì sự rơi lệch càng lớn. Cấu trúc vector : Mô tả vị trí và khoanh vùng phạm vi của những đối tượng người dùng không gianbằng tọa độ cùng những tích hợp hình học gồm nút, cạnh, mặt và quan hệ giữachúng. Về mặt hình học, những đối tượng người dùng được phân biệt thành 3 dạng : đối tượng15dạng điểm ( point ), đối tượng người dùng dạng đường ( line ) và đối tượng người dùng dạng vùng ( regionhay polygon ). Điểm được xác lập bằng một cặp tọa độ X, Y. Đường là mộtchuỗi những cặp tọa độ X, Y liên tục. Vùng là khoảng chừng khoảng trống được số lượng giới hạn bởimột tập hợp những cặp tọa độ X, Y trong đó điểm đầu và điểm cuối trùng nhau. Vớiđối tượng vùng, cấu trúc vector phản ảnh đường bao. Cấu trúc vector có ưu điểm là vị trí của những đối tượng người dùng được xác định chínhxác ( nhất là những đối tượng người tiêu dùng điểm, đường và đường bao ). Cấu trúc này giúp chongười sử dụng thuận tiện chỉnh sửa và biên tập bản đồ, chỉnh sửa, in ấn. Tuy nhiên cấu trúc nàycó điểm yếu kém là phức tạp khi triển khai những phép chồng xếp bản đồ. Ảnh viễn thám có 1 số ít đặc thù điển hình nổi bật như sau : Tỷ lệ : Là tỷ số khoảng cách giữa hai điểm của một ảnh tương ứng vớikhoảng cách trên mặt đất của hai điểm đó. Tỷ lệ hình ảnh được xác lập bởi cácyếu tố như : Độ dài tiêu cự hiệu dụng của thiết bị viễn thám ; độ cao mà từ đóhình ảnh được thu nhận ; yếu tố phóng đại được sử dụng trong in phóng ảnh. Độ sáng và tone ảnh : Sự khác nhau về cường độ của bức xạ điện từ phátra từ địa hình tạo nên sự khác nhau về độ sáng của hình ảnh, độ sáng của hìnhảnh tỷ suất với cường độ bức xạ phát ra từ những đối tượng người tiêu dùng. Độ sáng : Đó là lượng ánh sáng tác động ảnh hưởng vào mắt của chủ thể mà có thểxác định được một cách tương đối. Để đo cường độ ánh sáng người ta thườngdùng quang kế ( photometro ). Khi nghiên cứu và phân tích ảnh, để phân biệt độ sáng của ảnh cóthể hiệu chỉnh bằng thang Lever xám, ảnh được phân ra những vùng có tông sáng, trung bình hay tối dựa vào thang độ xám. Tone ảnh : là tổng hợp lượng ánh sáng được phản xạ về mặt đối tượng người tiêu dùng, làdấu hiệu quan trọng để xác lập đối tượng người tiêu dùng. Độ phân giải khoảng trống và năng lượng phân giải : Độ phân giải đượchiểu như thể năng lực để phân biệt hai đối tượng người tiêu dùng ở liền nhau trong một bức ảnh, nói đúng mực hơn là khoảng cách tối thiểu giữa những đối tượng người dùng mà hoàn toàn có thể nhậnbiết và phân biệt được trên ảnh. Năng lực phân giải và độ phân giải không gianlà hai khái niệm có sự liên hệ rất ngặt nghèo. Khái niệm phân giải được áp dụngcho một mạng lưới hệ thống tạo ảnh hay một thành phần của mạng lưới hệ thống, trong khi đó độ16phân giải khoảng trống được vận dụng cho một ảnh được tạo ra bởi mạng lưới hệ thống đó. Độ phân giải : Đây là đặc thù quan trọng tương quan trực tiếp đến chất lượngảnh, độ phân giải chịu ảnh hưởng tác động của rất nhiều yếu tố như đặc thù khu vựcbay chụp, mạng lưới hệ thống chụp ảnh, độ cao bay chụp, vận tốc bay chụp, điều kiện kèm theo khíquyển tại thời gian chụp .. 1.2.4. Các giải pháp giải quyết và xử lý ảnh viễn thámĐể giải quyết và xử lý ảnh viễn thám người ta sử dụng hai chiêu thức là phươngpháp giải đoán ảnh bằng mắt thường và giải pháp xử lý số trên máy tính. Phương pháp giải đoán ảnh bằng mắt thường : Giải đoán ảnh bằng mắtlà sử dụng mắt người cùng với trí tuệ để tách chiết những thông tin từ tư liệu viễnthám dạng hình ảnh. Giải đoán bằng mắt ( visual interpretaion ) là việc làm tiên phong, phổ biếnnhất và hoàn toàn có thể vận dụng trong mọi điều kiện kèm theo có trang thiết bị từ đơn thuần đếnphức tạp. Việc nghiên cứu và phân tích ảnh bằng mắt hoàn toàn có thể được trợ giúp bằng 1 số ít thiết bịquang học : kính lúp, kính lập thể, kính phóng đại, máy tổng hợp màu, … nhằmnâng cao năng lực nghiên cứu và phân tích của mắt người. Cơ sở để giải đoán bằng mắt là đưa vào những tín hiệu giải đoán trực tiếphoặc gián tiếp và chìa khóa giải đoán. Các yếu tố giải đoán ( size, hìnhdạng, bóng, tone, màu, cấu trúc, mẫu và tổng hợp mối quan hệ ) cũng như thời gianchụp ảnh, mùa, kiểu phim, tỷ suất ảnh, … sẽ được xem xét kỹ để thiết lập nên chìakhóa giải đoán. Tư liệu ảnh viễn thám dùng để đoán đọc điều vẽ ảnh bằng mắt tốt nhất làảnh tổng hợp màu, vì sắc tố là một chuẩn tương đối không thay đổi, hơn thế nữa nó có tínhtrực quan sinh động hơn ảnh đen trắng. Kết quả của giải đoán ảnh bằng mắt sẽ được chuyển thông tin lên bản đồnền theo những chiêu thức là can vẽ, chiếu quang học, chuyển theo hệ thốnglưới, sử dụng máy đo vẽ ảnh. Phương pháp giải quyết và xử lý ảnh số : giải quyết và xử lý ảnh số là sự tinh chỉnh và điều khiển và phân tíchcác thông tin ảnh dạng số với sự trợ giúp của máy tính. Các tài liệu ảnh vệ tinh thu được trong ký thuật viễn thám thường dưới dạngsố và được giải quyết và xử lý bởi máy tính để tạo ảnh đã được giải đoán ứng dụng vào nhiều17lĩnh vực khác nhau. Việc giải quyết và xử lý ảnh số trong viễn thám giữ vai trò quan trọng trongviệc tách thông tin có ích Giao hàng rất nhiều chuyên ngành khác nhau. Quy trình giải quyết và xử lý ảnh số : Nhập dữ liệuKhôi phục và hiệu chỉnh ảnhBiến đổi ảnhPhân loại ảnhXuất kết quảNhập tài liệu : Để giải quyết và xử lý ảnh số, trước hết ta phải triển khai bước nhập tưliệu gốc vào máy. Có hai nguồn tư liệu chính đó là ảnh tương tự do những máychụp cung ứng và ảnh số do những máy quét phân phối. Trong trường hợp ảnh tựa như sẽ được chuyển về dạng số trải qua cácmáy quét. Trường hợp tư liệu là ảnh số thì nó sẽ được chuyển từ những băng từ lưutrữ tỷ lệ cao. Khôi phục và hiệu chỉnh ảnh : Đây là quy trình tiến độ mà những tín hiệu số đượchiệu chỉnh mạng lưới hệ thống, bức xạ hoặc hình học nhằm mục đích tạo ra một tư liệu ảnh hoàn toàn có thể sửdụng được. Giai đoạn này thường được triển khai trên những máy tính lớn tại cáctrung tâm thu số liệu vệ tinh. Biến đổi ảnh : Các quy trình giải quyết và xử lý như tăng cường chất lượng ảnh, biến đổituyến tính … là quy trình tiến độ tiếp theo. Giai đoạn này hoàn toàn có thể triển khai trên những máytính trong khuôn khổ một phòng thí nghiệm, hay phòng công tác làm việc nội nghiệp. Phân loại : Phân loại đa phổ với mục tiêu tách những thông tin cần thiếtphục vấn đề theo dõi những đối tượng người dùng hay lập bản đồ chuyên đề là khâu then chốtcủa việc khai thác tư liệu viễn thám. Xuất tác dụng : Sau khi hoàn tất những khâu giải quyết và xử lý cần phải xuất tác dụng. Kếtquả hoàn toàn có thể dưới dạng phim ảnh, số hay những bản đồ đường nét. Trong đó kết quả18dạng số ngày càng được khai thác sử dụng nhiều vì nó là đầu vào rất tốt cho mộtcông nghệ mới là GIS – mạng lưới hệ thống thông tin địa lý. Trên cơ sở ứng dụng hệ thốngthông tin địa lý nhiều chủng loại thông tin khác nhau cùng được đưa vào xử lýtạo ra một hiệu quả đúng mực và đa dạng và phong phú hơn nhiều so với trường hợp chỉ sửdụng tư liệu viễn thám. 1.2.5. Lịch sử tăng trưởng của khoa học viễn thámViễn thám là một khoa học, thực sự tăng trưởng can đảm và mạnh mẽ qua hơn ba thập kỷgần đây, khi mà công nghệ tiên tiến thiên hà đã cho ra những ảnh số, khởi đầu được thu nhận từcác vệ tinh trên quĩ đạo của toàn cầu vào năm 1960. Tuy nhiên, viễn thám có lịchsử tăng trưởng truyền kiếp, mở màn bằng việc chụp ảnh sử dụng phim và giấy ảnh. Từ thế kỷ XIX, vào năm 1839, Louis Daguerre ( 1789 – 1881 ) đã đưa rabáo cáo khu công trình điều tra và nghiên cứu về hóa ảnh, khởi đầu cho ngành chụp ảnh. Năm 1858 G.F.Toumachon người Pháp đã sử dụng kinh khí cầu bay ở độcao 80 m để chụp ảnh từ trên không, từ vấn đề này mà năm 1858 được coi lànăm khai sinh của ngành khoa học viễn thám. Chiến tranh quốc tế thứ nhất ( 1914 – 1918 ) ghi lại quy trình tiến độ khởi đầucủa công nghệ tiên tiến chụp ảnh từ máy bay cho mục tiêu quân sự chiến lược. Trong cuộc chiến tranh quốc tế thứ hai ( 1939 – 1945 ) không ảnh đã dùng chủyếu cho mục tiêu quân sự chiến lược. Trong thời kỳ này, ngoài việc tăng trưởng công nghệradar, còn ghi lại bởi sự tăng trưởng ảnh chụp sử dụng phổ hồng ngoại. Các bứcảnh thu được từ nguồn nguồn năng lượng tự tạo là radar, đã được sử dụng rộng rãitrong quân sự chiến lược. Bức ảnh tiên phong, chụp về toàn cầu từ ngoài hành tinh, được cung ứng từ tàuxplorer – 6 vào năm 1959. Tiếp theo là chương trình ngoài hành tinh Mercury ( 1960 ), chora những loại sản phẩm ảnh chụp từ quỹ đạo toàn cầu có chất lượng cao, ảnh màu có kíchthước 70 mm, được chụp từ một máy tự động hóa. Vệ tinh khí tượng tiên phong ( TR0S1 ), được phóng lên quĩ đạo toàn cầu vào tháng 4 năm 1960, mở màn cho việc quansát và dự báo khí tượng. Ngày 23-7-1972 Mỹ đã phóng thành công xuất sắc vệ tinh nhân tạo Landsat 1 mangđến năng lực thu nhận thông tin có tính toàn thế giới về những hành tinh trong đó cóTrái Đất và thiên nhiên và môi trường xung quanh. 19T iếp theo vệ tinh nghiên cứu và điều tra toàn cầu Landsat 1, là những vệ tinh thế hệ mớihơn như Landsat 2, Landsat 3, Landsat 4 và Landsat 5. Ngay từ đầu, RTS-1mang theo bộ cảm quét đa phổ MSS với bốn kênh phổ khác nhau, và bộ cảmRBV ( Return Beam Vidicon ) với ba kênh phổ khác nhau. Từ 1982, những ảnh chuyên đề được triển khai trên những vệ tinh Landsat TM-4 và Landsat TM – 5 với 7 kênh phổ từ dải sóng nhìn thấy đến hồng ngoại nhiệt. Điều này tạo nên một lợi thế mới trong điều tra và nghiên cứu toàn cầu từ nhiều dải phổ khácnhau. Ngày nay, ảnh vệ tinh chuyên đề từ Landsat – 7 đã được phổ cập với giá rẻhơn những ảnh vệ tinh Landsat TM – 5, được cho phép người sử dụng ngày càng có điềukiện để tiếp cận với giải pháp điều tra và nghiên cứu thiên nhiên và môi trường qua những tài liệu vệ tinh. Dữ liệu ảnh vệ tinh SPOT của Pháp khởi đầu từ năm 1986, trải qua cácthế hệ SPOT 1, SPOT 2, SPOT 3, SPOT 4 và SPOT 5, đã đưa ra mẫu sản phẩm ảnhsố thuộc hai kiểu phổ, đơn kênh ( panchoromatic ) với độ phân dải khoảng trống từ10 x 10 m đến 2,5 x 2,5 m, và đa kênh SPOT – XS ( hai kênh thuộc dải phổ nhìnthấy, một kênh thuộc dải phổ hồng ngoại ) với độ phân giải khoảng trống 20 x20m. Các ảnh vệ tinh của Nhật, như MOS – 1, Giao hàng cho quan sát biển ( Marine Observation Satellite ). Công nghệ thu ảnh vệ tinh cũng được triển khai trên những vệ tinh của ẤnĐộ RS 1A, tạo ra những ảnh vệ tinh như LSS thuộc nhiều hệ khác nhau. Riêng ở Nước Ta kỹ thuật viễn thám đã được đưa vào sử dụng từ nhữngnăm 1976 tại Viện Quy hoạch rừng, mốc quan trọng để ghi lại sự phát triểncủa kỹ thuật viễn thám ở Nước Ta là sự hợp tác nhiều bên trong khuôn khổ củachương trình ngoài hành tinh Quốc tế ( Inter Kosmos ) nhân chuyến bay thiên hà phối hợp Xô – Việt tháng 7 năm 1980. Vào ngày 9/7/2009 Bộ TN&MT đã khánh thành trạm thu nhận ảnh viễnthám văn minh tiên phong của Nước Ta có khu vực đặt tại cánh đồng Bun, thôn VânTrì, xã Minh Khai, Từ Liêm, Thành Phố Hà Nội. Tháng 4 năm 2008 Nước Ta đã thuê Pháp phóng thành công xuất sắc vệ tinhVINASAT-1 ( mua của Mỹ ) lên quỹ đạo địa tĩnh lần tiên phong. 201.3. Tổng quan về GIS1. 3.1. Định nghĩaGIS là một công nghệ tiên tiến mới, tăng trưởng nhanh và có nhiều ứng dụng rộngrãi cho đời sống con người, vì thế có nhiều định nghĩa khác nhau về GIS.GIS là một mạng lưới hệ thống máy tính có năng lực giữ và sử dụng thông tin liênquan đến những vị trí trên Trái đất. GIS là một mạng lưới hệ thống dựa trên máy tính phân phối bốn công dụng để xử lýdữ liệu địa quy chiếu : nhập tài liệu, quản trị tài liệu ( tàng trữ và truy vấn số liệu ), vận dụng và nghiên cứu và phân tích tài liệu, xuất dữ liệu ( Aronoff 1993 ). GIS là một tập hợp có tổ chức triển khai gồm có phần cứng, ứng dụng máy tính, tài liệu địa lý và con người được phong cách thiết kế nhằm mục đích mục tiêu chớp lấy, tàng trữ, cậpnhật, tinh chỉnh và điều khiển, nghiên cứu và phân tích và hiển thị tổng thể những dạng thông tin tương quan đến vịtrí địa lý ( Dueker và Kjerne ESRI 1990 – 1997 ). GIS là ứng dụng bản đồ dùng để liên kết thông tin về vị trí địa lý của những đốitượng với toàn bộ những dạng thông tin khác có tương quan đến tổng thể những dạng thông tin đó. 1.3.2. Chức năng của GISGIS có 4 tính năng cơ bản : • Nhập dữ liệu : Là một công dụng của GIS mà qua đó tài liệu dưới cácdạng khác nhau được biến hóa sang dạng số. Việc nhập tài liệu phụ thuộc vào vàobàn số hoá. Nhập những tài liệu khoảng trống, sửa chữa thay thế tài liệu, đưa về một hệ quychiếu nào đó gắn với toạ độ thực. Chuyển hoá từ Racter sang Vector và ngượclại. Sau đó kiến thiết xây dựng cơ sở tài liệu. Đây là bước rất quan trọng nhập những dữ liệubằng bàn phím, máy quét … • Quản lý tài liệu : Bao gồm việc tổ chức triển khai, tàng trữ, truy vấn tài liệu saocho hiệu suất cao nhất • Phân tích tài liệu : Là tính năng quan trọng nhất của GIS. GIS cungcấp những công cụ thiết yếu để nghiên cứu và phân tích tài liệu khoảng trống, tài liệu thuộc tính vàtổng hợp cả hai loại tài liệu đó ở trong cơ sở tài liệu để tạo ra thông tin mới. • Xuất dữ liệu ( báo cáo giải trình của GIS ) : Cho phép hiển thị và trình diễn những kếtquả nghiên cứu và phân tích và mô hình hoá khoảng trống dưới dạng bản đồ, bảng tính, văn bảntrên màn hình hiển thị hay trên những vật tư truyền thống cuội nguồn khác. 211.4. Phần mềm giải đoán ảnh viễn thám ENVI ( ENVIronment forVisualyzing Images ) 1.4.1. Tổng quan về ứng dụng ENVIPhần mềm ENVI ( The Environment for Visualyzing Images ) là phầnmềm của hãng Research Systems Inc ( Mỹ ) chuyên về hiến thị ảnh có khả năngphân tích đa phổ cho hình ảnh quét của SPOT, TM, RADAR.Phần mềm ENVI là một ứng dụng xử lý giải đoán ảnh viễn thám rấtmạnh, với những đặc thù chính như sau : + Hiển thị, nghiên cứu và phân tích ảnh với nhiều kiểu tài liệu và kích cỡ ảnh khác nhau, môi trường tự nhiên giao diện thân thiện. + Cho phép thao tác với từng kênh phổ riêng không liên quan gì đến nhau hoặc hàng loạt ảnh. Khimột file ảnh được mở, mỗi kênh phổ của ảnh đó hoàn toàn có thể được thao tác với tất cảcác tính năng hiện có của mạng lưới hệ thống. Với nhiều file ảnh được mở, ta hoàn toàn có thể dễ dànglựa chọn những kênh từ những file ảnh để giải quyết và xử lý cùng nhau. + ENVI có những công cụ chiết tách phổ, sử dụng thư viện phổ, và những chứcnăng chuyên cho nghiên cứu và phân tích ảnh phân giải phổ cao. + Phần mềm ENVI được viết trên ngôn từ IDL ( Interactive DataLanguage ). Đây là ngôn từ lập trình cấu trúc, cung ứng năng lực tích hợp giữaxử lý ảnh và năng lực hiển thị với giao diện đồ họa dễ sử dụng. ENVI có nhiều phiên bản như 3.2, 3.5, 3.6, 4.0, 4.2, 4.3, 4.5, 4.7, 5.0. Mỗiphiên bản được nâng cấp cải tiến và tăng cấp cho một hoặc một số ít modul. Dễ dàng mởrộng và tùy biến những ứng dụng. Ngoài ra, người dùng hoàn toàn có thể sử dụng ENVI trêncác môi trường tự nhiên khác nhau như : Windows, Macintosh, Linux hay Unix. Sản phẩm ảnh sau khi giải quyết và xử lý hoàn toàn có thể xuất ra nhiều ứng dụng chỉnh sửa và biên tập bảnđồ khác nhau như : Arcgis, Mapinfo, Autocad, Microstation … 1.4.2. Các công dụng cơ bản của ứng dụng ENVIENVI được tăng trưởng bởi những chuyên viên số 1 về hiển thị và giải quyết và xử lý ảnh. Đồng thời, ENVI cũng được thiết kế xây dựng trên nền tảng mở nên cho phépngười dùng trao đổi tài liệu với những ứng dụng khác. ENVI 4.5 có 12 modul với những công dụng cơ bản của từng modul như sau : 22H ình 1.6 : thanh công cụ của ứng dụng ENVI 4.5 + Menu FileFile menu có tính năng cơ bản sau : – Mở ảnh, xem thông tin về ảnh. – Xuất, nhập ảnh những định dạng khác nhau. – Tạo ảnh kiểm tra, xem cấu trúc tài liệu ảnh. – Chọn lựa những biến hóa và thoát khỏi chương trình. + Menu Basic ToolsMenu này có những tính năng cơ bản như sau : – Thực hiện 1 số ít đổi khác về hình học của ảnh như độ phân giải, xoayảnh, cách ghi nhận tài liệu … – Thực hiện những phép tính thống kê trên ảnh. – Thực hiện cắt ghép ảnh. – Thực hiện những phép toán kiểm định cơ bản của phổ. – Đo khoảng cách, diện tích quy hoạnh, tăng cường năng lực giải quyết và xử lý ảnh. – Thống kê, phát hiện biến hóa của những lớp. + Menu ClassificationMenu này có công dụng như sau : – Thực hiện những thuật toán phân loại ảnh cơ bản như : – Phân loại ảnh có kiểm định. – Phân loại ảnh phi kiểm định. – Phân loại ảnh trải qua thiết lập cây. – Xử lý ảnh sau phân loại. + Menu TranformMenu này có công dụng như sau : – Tăng cường độ phân giải của ảnh ( image shrapening ) ; – Thực hiện một số ít thuật toán với phổ. – Tạo tỷ số ảnh23 – Phân tích thành phần chính + Menu FilterMenu này được cho phép thực hiên : – Lọc theo cấu trúc của ảnh. – Một số những phép lọc so với ảnh RADAR để làm giảm nhiễu của ảnh. + Menu SpectralMenu này phân phối một số ít những công cụ đặc biệt quan trọng được cho phép nghiên cứu và phân tích ảnhđa phổ và siêu phổ. Menu có công dụng như sau – Xây dựng và hiển thị những thư viện phổ – Thực hiện những phép toán về phổ. – Xác định những enmember. – Xem ảnh trong trường đa chiều. – Phân tích ảnh. + Menu MapMenu này được cho phép triển khai : – Đưa ảnh về hệ quy chiếu xác lập. – Nắn ảnh trực giao. – Ghép ảnh. – Menu này cũng hoàn toàn có thể được cho phép chuyển hệ quy chiếu của ảnh, bản đồcũng như thiết kế xây dựng những hệ quy chiếu mới. + Menu vectorMenu này được cho phép : – Tạo và quản trị những tệp tin vector. – Chuyển tệp tin ảnh thành vector. – Chuyển những tệp tin vector thành định dạng DXF. + Menu topographicMenu này được cho phép – Mở, nghiên cứu và phân tích và đưa ra những tác dụng nghiên cứu và phân tích từ những tệp tin quy mô sốđịa hình. 24 – Từ tệp tin quy mô số địa hình đưa ra những tác dụng nghiên cứu và phân tích như hướngcủa địa hình, độ dốc, độ cong của địa hình … – Sử dụng những thuộc tính của địa hình để đưa ra những tác dụng nghiên cứu và phân tích nhưkênh, đường phân thủy, tụ thủy đỉnh …. + Menu RadarMenu này được cho phép triển khai : – Xử lý những ảnh RADAR thông dụng như ERS-1, JERS-1, RADARSAT, SIR-C, X-SAR, ASAR. .. – Nó cũng phân phối những công cụ được cho phép kiểm soát và điều chỉnh sự hiển thị, phân tíchảnh và giải quyết và xử lý hình học ảnh … + Menu Window – Menu hành lang cửa số được cho phép tạo thêm những hành lang cửa số hiển thị cũng như truy cậpvào một số ít những thao tác trong hành lang cửa số như thông tin hiển thị trong của sổ, vị trícủa trỏ chuột …. – Menu trợ giúp được cho phép hiển thị những thông tin trợ giúp sử dụng những côngcụ cũng như biểu lộ một số ít thông tin về ứng dụng. + Menu helpMenu này có công dụng cơ bản như sau :: – Trợ giúp – Xem thông tin về ENVI – Lựa chọn diễn đạt chuột. 1.5. Phần mềm ArcGISArcGIS ( ESRI Inc. – http://www.esri.com ) : là mạng lưới hệ thống GIS hàng đầuhiện nay, cung ứng một giải pháp tổng lực từ tích lũy / nhập số liệu, chỉnh lý, nghiên cứu và phân tích và phân phối thông tin trên mạng Internet tới những Lever khác nhaunhư CSDL địa lý cá thể hay CSDL của những doanh nghiệp. Về mặt công nghệ tiên tiến, lúc bấy giờ những chuyên viên GIS coi công nghệ ESRI là một giải pháp mang tínhchất mở, tổng thể và toàn diện và hoàn hảo, có năng lực khai thác hết những công dụng củaGIS trên những ứng dụng khác nhau như : desktop ( ArcGIS Desktop ), sever ( ArcGIS Server ), những ứng dụng Web ( ArcIMS, ArcGIS Online ), hoặc hệ thống25

Rate this post
Subscribe
Notify of
guest
0 Comments
Inline Feedbacks
View all comments