Tiểu luận : “Nghiên cứu công nghệ viễn thám và GIS trong thành lập bản chuyên đề” pot

Ứng dụng công nghệ viễn thám vàGIS trong thành lập bản đồ chuyên đề đã được ứng dụng rộng rãi trong thờigian gần đây và đem lại hiệu quả cao giúp các nhà khoa học đặc biệt là cácnhà địa

A PHẦN MỞ ĐẦU



1: Lý do chọn đề tài

Từ khi cuộc cách mạng khoa học kĩ thuật xuất hiện, thế giới đã và đang

có nhiều thay đổi toàn diện về mọi mặt Trong đó, lĩnh vực phát triển mạnh

mẽ nhất thay đổi nhanh chóng nhất là lĩnh vực công nghệ thông tin Nhờ sựphát triển của khoa học kĩ thuật nhiều phát minh được ra đời và ứng dụngrộng rãi vào thực tiễn, tiêu biểu là công nghệ viễn thám và GIS Công nghệviễn thám và GIS là một trong những thành tựu khoa học đã đạt đến trình độcao và trở thành kỹ thuật phổ biến được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vựckinh tế-xã hội ở nhiều nước trên thế giới, không những với các nước phát triển

có trình độ khoa học kỹ thuật tiên tiến mà còn đối với các nước đang pháttriển với nền kinh tế và công nghệ lạc hậu, chậm phát triển Nhu cầu ứng dụngcông nghệ viễn thám và GIS trong lĩnh vực điều tra nghiên cứu, khai thác, sửdụng, quản lý tài nguyên và môi trường mà còn được sử dụng rộng rãi trongviệc thành lập bản đồ chuyên đề Tiềm năng ứng dụng công nghệ viễn thám

và GIS giúp các nhà khoa học, các nhà hoạch định chính sách có những lựachọn trong việc sử dụng và quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường Vìvậy viễn thám và GIS được sử dụng như là “công nghệ đi đầu” rất có ưu thếhiện nay

Xã hội ngày càng phát triển thì vai trò của các bản đồ chuyên đề ngàycàng quan trọng Sự thể hiện nội dung, đối tượng,mức độ chính xác… càngcao thì càng thuận lợi cho việc nghiên cứu Ứng dụng công nghệ viễn thám vàGIS trong thành lập bản đồ chuyên đề đã được ứng dụng rộng rãi trong thờigian gần đây và đem lại hiệu quả cao giúp các nhà khoa học đặc biệt là cácnhà địa lý nghiên cứu, điều tra tài nguyên nắm bắt thông tin nhanh chóng vàđồng bộ trên diện rộng, không những vậy phương pháp ứng dụng công nghệviễn thám và GIS còn giúp cho các nhà địa lý dễ dàng tiếp cận với sự pháttriển của nền tin học hiện nay Chính vì vậy, phương pháp luận về nghiên cứuviễn thám và GIS là việc cần thiết cho thành lập các bản đồ chuyên đề Vì vây

em quyết định chọn đề tài “nghiên cứu công nghệ viễn thám và GIS trongthành lập bảnchuyên đề” làm đề tài bài tập lớn của mình

2: Nhiệm vụ nghiên cứu đề tài

Thu thập thông tin, tài liệu, các phương pháp nhằm phục vụ cho việcthực hiện nhiệm vụ nghiên cứu đề tài đưa ra

Xác định cơ sở lý luận của việc nghiên cứu công nghệ viễn thám vàGIS trong thành lập bản đồ chuyên đề

Nghiên cứu đặc điểm của công nghệ viễn thám và GIS trong thànhlập bản đồ chuyên đề, đánh giá hiệu quả và từ đó đưa vào một số ứng dụng

3: Mục đích nghiên cứu đề tài

Ngoài mục đích làm quen với phương pháp nghiên cứu khoa học thì nghiêncứu đề tài nhằm các mục đích sau:

Hệ thống hóa kiến thức về công nghệ viễn thám và GIS

Nghiên cứu những đặc điểm, quá trình thực hiện của công nghệ viễnthám và GIS trong thành lập bản đồ chuyên đề Đánh giá tính hiệu quả củacông nghệ viễn thám và GIS trong thành lập bản đồ chuyên đề Nâng cao kiếnthức đã được đào tạo trong nhà trường đồng thời cung cấp cơ sở lý luận làmphong phú hơn cho nội dung bản đồ chuyên đề

4: Thời gian thực hiện

Đề tài được thực hiện từ khoảng tháng 10 năm 2012 đến tháng 12 năm 2012

5: Giới hạn nghiên cứu đề tài

5.1 Nội dung nghiên cứu

- Một số vấn đề lý luận về vấn đề nghiên cứu

- Nghiên cứu công nghệ viễn thám và GIS trong thành lập bản đồ chuyên đề

- Một số ứng dụng của công nghệ viễn thám và GIS trong thành lập bản đồchuyên đề

5.2 Phạm vi nghiên cứu

Đề tài chỉ tập trung nghiên cứu vấn đề nghiên cứu công nghệ viễn thám vàGIS trong thành lập bản đồ chuyên đề

6: Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp thu thập thông tin, tài liệu: là phương pháp trên cơ sởmục đích, yêu cầu của đề tài đề ra để sưu tầm những tài liệu có liên quan Từ

đó chọn lọc, sắp xếp, thống kê tài liệu theo yêu cầu của đề tài

- Phương pháp phân tích, tổng hợp, đánh giá: là phương pháp trên cơ sởtài liệu đã thu thập được, tiến hành phân tích, tổng hợp từ đó rút ra các nhậnđịnh cần thiết

- Phương pháp bản đồ: là phương pháp sử dụng các tranh ảnh, bảng sốliệu…để làm rõ thêm đối tượng mà đề tài yêu cầu

B PHẦN NỘI DUNG

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ

VIỄN THÁM VÀ GIS TRONG THÀNH LẬP BẢN ĐỒ CHUYÊN ĐỀ

1.1 MỘT SỐ KHÁI NIỆM

1.1.1 BẢN ĐỒ CHUYÊN ĐỀ

Bản đồ học là mô hình ký hiệu hình tượng không gian của các sự vật

hiện tượng được thu nhỏ tổng quát hóa dựa trên cơ sở toán học nhất định nhằmthể hiện sự phân bố, vị trí mối tương quan giữa các sự vật hiện tượng và các

quá trình phát triển của sự vật hiện tượng đó Trong bản đồ học cần có cơ sở

toán học, hệ thống kí hiệu và tổng quát hóa Dựa theo nội dung thì bản đồ gồmhai loại là bản đồ địa lý chung và bản đồ chuyên đề Trong đề tài này tôi chỉ xin

đề cập đến vấn đề bản đồ chuyên đề

Bản đồ chuyên đề là bản đồ chỉ thể hiện một hoặc một số đối tượng hay

một phần của các đối tượng, hiện tượng tự nhiên, kinh tế xã hội được hay khôngđược biểu hiện trên bản đồ địa lý chung Đối tượng của bản đồ chuyên đề rất đadạng tùy thuộc vào nội dung mà chúng ta nghiên cứu

nghiên cứu các đối tượng thiên nhiên, nhận diện đo đạc và phân tích các đặc trưngcủa chúng từ xa Đối tượng trong định nghĩa này có thể hiểu là một đối tượng cụ thể hay một hiện tượng

Ngoài ra viễn thám còn có thể được coi là dạng công nghệ thu bắt, ghinhận,

xác định, phân tích và tìm hiểu về đối tượng không gian cũng như điều kiệnmôi trường nhờ vào tính đồng nhất hay quy luật quang học về phản xạ và bức

xạ của chúng

1.1.3 GIS

Còn được gọi là hệ thống thông tin địa lý là một nhánh của công nghệthông tin, đã được hình thành từ những năm 60 của thế kỷ trước và phát triểnrất nhanh trong những năm gần đây

Theo Pavlidis,1982 hệ thông tin địa lý là một hệ thống có chức năng

xử lý các thông tin địa lý nhằm phục vụ việc quy hoạch, trợ giúp quyết địnhtrong một lĩnh vực chuyên môn nhất định

Theo viện nghiên cứu môi trường của Mỹ ESRI đưa ra định nghĩa đầutiên vào năm 1994 Hệ thông tin địa lý là tổ hợp của 4 hợp phần có quan hệ

thống nhất chặt chẽ với nhau gồm phần cứng( máy tính và thiết bị liên quan),phần mềm, tổ chức con người và cơ sở dữ liệu không gian được hoạt độngđồng bộ nhằm thu thập, lưu trữ, quản lý thao tác tìm kiếm – hỏi đáp, phân tíchhiển thị và mô hình hóa các dữ liệu không gian và các quá trình không gian cóđịnh vị tọa độ được tham chiếu với một hệ tọa độ dùng để thể hiện bề mặt cầucủa trái đất và các dữ liệu thuộc tính nhằm thõa mãn các yêu cầu thực tế.

1.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA BẢN ĐỒ CHUYÊN ĐỀ

 Bản đồ chuyên đề biểu hiện phân chia nội dung thành chính và phụ Khi bản

đồ địa lý chung thể hiện đồng đều các yếu tố nội dung thì ngược lại bản đồchuyên đề có sự phân chia rõ rệt nội dung chính cần làm sáng tỏ và yếu tố phụthuộc phục vụ cho việc làm rõ nội dung chính

 Bản đồ chuyên đề đi sâu phản ánh những nội dung bên trong của đối tượng

 Bản đồ chuyên đề sử dụng kí hiệu phi tỷ lệ là chính

1.3 MỘT SỐ YÊU CẦU CỦA BẢN ĐỒ CHUYÊN ĐỀ

1.3.1 CƠ SỞ TOÁN HỌC CỦA BẢN ĐỒ CHUYÊN ĐỀ

Cơ sở toán học của bản đồ chuyên đề đó là dãy tỷ lệ, lưới chiếu và bố cục bảnđồ

Dãy tỷ lệ của bản đồ chuyên đề: phải đảm bảo khả năng đối chiếu, sosánh vàchỉnh hợp các bản đồ có liên quan với nhau, đảm bảo sự thống nhất cơ sở địa

lý lãnh thổ, thống nhất kích thước, thỏa mãn đòi hỏi của các cơ quan có liênquan

Lưới chiếu bản đồ chuyên đề: cần lựa chọn phù hợp với nội dung, công dụngcủa bản đồ và các đặc điểm địa lý của lãnh thổ Những bản đồ chuyên đề đượcxây dựng trên cơ sở các bản đồ địa hình phân mảnh thì cần thành lập theo lướichiếu của các bản đồ địa hình đó

Bố cục của bản đồ chuyên đề: được xác đinh bởi ranh giới của lãnh thổ cầnđược lập bản đồ, sắp xếp vị trí của nó so với khung bản đồ, kích thước bản đồ,bản chú giải và các yêu cầu khác Khi xây dựng bản đồ chuyên đề trên cơ sởcác bản đồ địa lý tổng quát cần gắn liền bố cục của chúng với sự phân chialãnh thổ hành chính, với đường phân vùng địa lý tự nhiên hoặc đường phânvùng kinh tế xã hội

1.3.2 TỔNG QUÁT HÓA CỦA BẢN ĐỒ CHUYÊN ĐỀ

Tổng quát hóa bản đồ là sự lựa chọn, phân loại đơn giản hóa và ký hiệu hóa.Mục đích : chức năng của bản đồ tác động trực tiếp đến nội dung và hình thứcphản ánh nội dung bản đồ Ví dụ như sự khác nhau về cả nội dung và phươngpháp thể hiện của bản đồ địa lý chung tra cứu và bản đồ địa lý chung giáokhoa treo tường có tỷ lệ 1:1500000 cho lãnh thổ Việt Nam chẳng hạn, kíchthước lớn của các ký hiệu trên bản đồ treo tường có ảnh hưởng lớn đến việctổng quát hóa chính là do bản đồ treo tường được dùng ở lớp học có yêu cầu

về khoảng cách nhìn lớn hơn nhiều so với bản đồ tra cứu cho việc đọc và làm

Tỷ lệ bản đồ: xác định các giới hạn không gian của bản đồ, mặt khác cũng dokhía cạnh kĩ thuật khi thu nhỏ kích thước nên không thể biểu hiện hết mọi chitiết Điều này thể hiện ở mọi bản đồ Những chi tiết rất quan trọng đối vớivùng lãnh thổ của một tỉnh hay một khu vực nhưng có thể là thứ yếu đối vớimột số bản đồ khác có khi không còn giá trị đối với những bản đồ cỡ toànquốc hoặc thế giới

Đặc điểm lãnh thổ: ảnh hưởng đến tổng quát hóa bản đồ ở chỗ cùng một loạiđối tượng hoặc cùng những tính chất của đối tượng nhưng lại có sự thể hiệnkhác nhau do chúng nằm ở những vùng cảnh quan khác nhau hoặc do các mốiquan hệ đặc biệt của các đối tượng đó với các đối tượng khác Ví dụ trên cácbản đồ địa hình thì các ao, hồ ở vùng Đông Bắc nước ta là quá dày đặc vàbình thường nên khi thể hiện lên bản đồ phải lựa chọn những ao, hồ có diệntích lớn, đóng vai trò quan trọng Còn ở những vùng núi cao và Tây Nguyênthì những ao, hồ này lại có ý nghĩa rất lớn nên cần phải thể hiện

Tổng quát hóa bản đồ có ý nghĩa lớn hơn nhờ bỏ bớt các chi tiết của yếu tố,nêu rõ các đặc tính cơ bản của hiện tượng, tạo khả năng nhận thức các yếu tốnội dung và đặc điểm lãnh thổ được nhanh và chuẩn xác, đảm bảo tính trungthực, chính xác với thực tế

1.4 Ý NGHĨA CỦA BẢN ĐỒ CHUYÊN ĐỀ

Các bản đồ chuyên đề của từng miền, vùng, cả nước, từng khu vực,từng phần châu lục, nhóm nước hay thậm chí cả quy mô toàn cầu đều thực sựrất quan trọng, rất có ý nghĩa không chỉ đối với sự phát triển của bản đồchuyên đề hay địa lý học mà còn đóng góp rất lớn và có hiệu quả cho việc quyhoạch, xây dựng, phát triển, khai thác và bảo vệ tài nguyên thiên nhiên, nguồnlao động cũng như tài nguyên kinh tế xã hội của từng quốc gia và toàn thếgiới

Các bản đồ chuyên đề với tỷ lệ khác nhau cho chúng ta biết từ chi tiếtđến tổng thể, từ vị trí địa lý của hiện tượng tại một khu vực nhỏ rồi từ đó hiểuthêm về đặc điểm tự nhiên, kinh tế xã hội… của hiện tượng trên những vùnglớn hơn, thấy rõ cấu trúc phân bố của hiện tượng cùng mối liên hệ hữu cơ hay

ảnh hưởng lẫn nhau của các hiện tượng Không những thế khi so sánh cùngmột hiện tượng trên các bản đồ xuất bản ở nhiều giai đoạn lịch sử khác nhau,chúng ta cũng hiểu rõ được tiến trình phát triển, động thái của hiện tượng…những điều đó cho thấy vai trò, ý nghĩa to lớn của bản đồ chuyên đề.

1.5 VAI TRÒ CỦA CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS

Công nghệ viễn thám và GIS là một công cụ hữu hiệu giúp cho các nhàkhoa học, đặc biệt là các nhà địa lý, nghiên cứu, điều tra tài nguyên nắm bắtthông tin nhanh chóng và đồng bộ trên diện rộng Dữ liệu viễn thám khi xử lýtrong tổ hợp với hệ thống thông tin địa lý sẽ là nguồn tư liệu khách quan mangtính kế thừa và đổi mới liên tục trong bản đồ số, thực sự trở thành những tưliệu đáng tin cậy cho các nhà chuyên môn tham khảo trong nhiều lĩnh vựckhác nhau Nhất là trong lĩnh vực thành lập bản đồ chuyên đề

Sự kết hợp giữa công nghệ viễn thám và GIS sẽ đi sâu vào khai thác cácyếu tố có trên thực tế, sau đó tổng hợp, phân tích dữ liệu đã thu thập, chụp lạiđược rồi đưa ra kết quả chính xác về từng lĩnh vực trên tờ bản đồ chuyên đề

Nó sẽ rút ngắn được thời gian mà tác giả phải tiến hành các thao tác ngoàithực địa như đo đạc, quan sát…chưa kể đó là những vùng núi cao hiểm trởkhó quan sát và đo đạc được Nhưng ở công nghệ viễn thám và GIS thì đemlại kết quả chính xác cao dù ở moị địa hình, không gian rộng lớn và được thựchiện trong thời gian nhanh hơn

Nếu không có công nghệ viễn thám và GIS thì việc nghiên cứu, điều tragặp nhiều khó khăn, phải mất một thời gian rất lâu mới có thể tạo ra được một

tờ bản đồ chuyên đề mà tính chính xác lại không cao, không biểu thị hết mọinội dung cần có trên một tờ bản đồ…Vì vậy công nghệ viễn thám và GIS cóvai trò rất quan trọng không chỉ với lĩnh vực bản đồ chuyên đề mà còn nhiềulĩnh vực khác nữa

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS

TRONG THÀNH LẬP BẢN ĐỒ CHUYÊN ĐỀ

2.1 CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM

2.1.1 SỰ PHÁT TRIỂN CỦA KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM

Trong khoảng 3 thập kỷ gần đây khi công nghệ vũ trụ xuất hiện đã cho

ra đời các ảnh số thu nhận từ các vệ tinh trên quỹ đạo của trái đất

Năm 1839, Louis Daguere là người khởi đầu cho ngành chụp ảnh Ảnhchụp về bề mặt trái đất từ khinh khí cầu bắt đầu được sử dụng từ năm 1958

Trong chiến tranh thế giới thứ hai(1939-1945) không ảnh đã được sửdụng chủ yếu cho mục đích quân sự Ảnh Rada và ảnh hồng ngoại ra đời Ảnhmàu đã được sử dụng

Sau chiến tranh thế giới thứ hai việc chạy đua vũ trang giữa Liên Xô vàHoa Kỳ đã thúc đẩy việc nghiên cứu trái đất bằng công nghệ viễn thám đã ra

đời Như cơ quan vũ trụ của Châu Âu ESA, chương trình của Mỹ NASA.Ngoài ra có thể kể đến các chương trình nghiên cứu trái đất bằng viễn thám tạicác nước như Canada, Nhật Bản, Ấn Độ, Trung Quốc…

Sự phát triển của viễn thám gắn liền với sự tiến bộ của kĩ thuật vũ trụ, hàng không, kĩ thuật thu nhận năng lượng sóng điện từ và công nghệ thông tin

Mô hình hệ thống viễn thám

Khí quyển( B) năng lượng đi từ nguồn năng lượng tới đối tượng và từđối tượng đến bộ cảm( thiết bị ghi) sẽ tương tác qua lại với vùng khí quyểnnơi năng lượng đi qua

Sự tương tác với đối tượng(C) khi được truyền qua không khí đến đốitượng, năng lượng sẽ tương tác với đối tượng Tùy thuộc vào đặc điểm của cảđối tượng và sóng điện từ thì sự tương tác này có thể truyền qua đối tượng, bịđối tượng hấp thu hay bị phản xạ trở lại vào khí quyển

Thiết bị thu nhận năng lượng (D) sau khi năng lượng được phát ra hay

bị phản xạ từ đối tượng, cần có một bộ cảm từ xa để thu nhận sóng điện từ,năng lượng điện từ truyền về bộ cảm mang thông tin về đối tượng

Sự truyền tải thu nhận và xử lý( E) năng lượng được thu nhận bởi bộcảm cần phải được truyền tải, thường dưới dạng điện từ, đến một trạm tiếpnhận, xử lý nơi dữ liệu sẽ được ghi sang dạng ảnh Ảnh này chính là dữ liệuthô

Giải đoán và phân tích ảnh( F) ảnh thô sẽ được xử lý để có thể sử dụngđược Để lấy được thông tin về đối tượng, phải nhận biết được mỗi hình ảnhtrên ảnh tương ứng với đối tượng nào Công đoạn có thể “nhận biết” này gọi

là giải đoán ảnh Ảnh được giải đoán bằng một hoặc kết hợp nhiều phươngpháp giải đoán thủ công bằng mắt, giải đoán kĩ thuật số hay các công cụ điện

tử khác để lấy được thông tin về các đối tượng của khu vực đã chụp ảnh

Người sử dụng(G) đây là thành phần cuối cùng của quá trình viễn thámđược thực hiện khi thông tin đã được chiết từ ảnh để hiểu rõ hơn về đối tượng,

để khám phá những thông tin mới, kiểm nghiệm những thông tin đã có, nhằmgiải quyết các vấn đề cụ thể

2.1.3 MỘT SỐ DẠNG VỆ TINH VIỄN THÁM VÀ ẢNH VIỄN THÁM THƯỜNG GẶP

Tùy theo mục đích sử dụng mà các vệ tinh được đưa vào vũ trụ ở nhiều độcao khác nhau Dựa vào vị trí tương đối của quỹ đạo vệ tinh so với mặt đấtngười ta phân ra hai dạng vệ tinh thường gặp

 Vệ tinh quỹ đạo đồng hành với mặt trời( Sunsynchronous) vệ tinhnày thường cho ảnh tại một địa điểm mặt đất vào cùng một thờiđiểm Đa số các vệ tinh quan sát tài nguyên có quỹ đạo thuộc dạngnày( LANDSAT,SPOT,MOS)

 Vệ tinh quỹ đạo đồng hành với vòng quay của tráiđất( Geosynchronous) khi quỹ đạo vệ tinh song song với xích đạođược gọi là vệ tinh đĩa tinh Đa số các vệ tinh khí tượng có quỹ đạothuộc dạng này(GOES,GMS…)Một số dạng ảnh vệ tinh thường gặp:Một trong những ảnh vệ tinh đầu tiên dùng cho điều tra tài nguyên và lập bản

đồ chuyên đề là ảnh đa phổ MSS( Hoa Kỳ) sau đó là TM(Hoa Kỳ), ảnh SPOT( Pháp),ảnh MOS Nhật Bản.Phổ biến gần đây nhất làRADASAT( Canada) và ERS-SAR(ESA- Châu âu)

LANDSAT-Hiện nay ảnh rada được dùng khá phổ biến do tính năng không bị ảnh hưởng

độ mù khí quyển cũng như mây, mưa của thời tiết trong mùa mưa Có hai ảnhrada thường dùng là RADASAT và ESR-SAR

2.1.4 CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA VIỄN THÁM TRONG THÀNH LẬP BẢN ĐỒ

2.1.4.1 ẢNH MÁY BAY VÀ CHỤP MÁY BAY

Chụp ảnh máy bay là một dạng đầu tiên của ảnh chụp viễn thám và nóvẫn tồn tại như một phương tiện chụp ảnh hữu hiệu nhất hiện nay Dần dầnchụp ảnh máy bay đã được sử dụng thêm các phương tiện chụp ảnh hồngngoại nhiệt, rada và các loại chụp ảnh khác bên cạnh sự tiến bộ của chụp ảnh

vệ tinh

Tùy theo tỷ lệ mà các loại ảnh này được chia thành từng cấp khác nhau.Mỗi cấp có độ chính xác riêng và phù hợp với từng mục đích giải đoán

Ảnh hàng không tỷ lệ rất nhỏ: ảnh này có tỷ lệ nhỏ hơn 1:100000 có tácdụng ở những vùng có độ chia cắt lớn, thường chụp ảnh tỷ lệ rất nhỏ cho địahình vùng núi cao.

Ảnh hàng không tỷ lệ nhỏ: bao gồm các ảnh hàng không có tỷ lệ từ1:100000 đến 1:35000, ảnh cho phép phân biệt các dạng và kiểu địa hình, cáckiến trúc địa chất, phân chia được các tầng đá khác nhau, phân chia nhiềucảnh quan

Ảnh hàng không tỷ lệ trung bình: có tỷ lệ từ 1:35000 đến 1:12000 phùhợp cho việc giải đoán địa chất Dùng ảnh cấp này có thể giải đoán địa chấtcông trình tỷ lệ vừa và lớn, khó phân biệt được các dạng thực vật riêng biệtnhưng cho phép giải đoán khá tốt lớp phủ thực vật để định dạng các loại kiểuthảm thực vật, phân biệt các dạng địa hình vừa và nhỏ, cũng như các yếu tốthủy văn Ảnh hàng không tỷ lệ trung bình cũng cho phép để vẽ thành lập bản

đồ địa hình cùng tỷ lệ

Ảnh hàng không tỷ lệ lớn có tỷ lệ 1:12000 đến 1:1000 Ảnh cấp nàycho phép giải đoán chính xác toàn bộ phần cơ bản của địa hình kể cả vi địahình, thành phần của các quần hợp thực vật thân gỗ và trảng cây bụi Dùngảnh hàng không tỷ lệ lớn cũng cho phép để vẽ thành lập bản đồ địa hình tỷ lệlớn

Ảnh hàng không tỷ lệ rất lớn: là loại ảnh có tỷ lệ lớn hơn :1000, diệnchụp rất nhỏ, có thể cho phép đo đạc và nghiên cứu vấn đề về đô thị

2.1.4.2 HỆ QUY CHIẾU CỦA BẢN ĐỒ-MÔ HÌNH TOÁN HỌC NHẰM HIỆU CHỈNH HÌNH HỌC ĐỐI TƯỢNG ẢNH VÀ BẢN ĐỒ

Các yếu tố không gian sau khi được thể hiện lại trên ảnh và trên bản đồthường phải nắn chỉnh và đưa hệ quy chiếu từ bề mặt trái đất lên mặt phẳngtọa độ

Do các bản đồ chuyên đề khi được thành lập thường phụ thuộc vàonhiều mục tiêu khác nhau, thể hiện các phương hướng sử dụng sau này nênđược biểu thị trong nhiều hệ quy chiếu khác nhau tùy theo mục đích sử dụng Các ảnh vệ tinh khi nắn chỉnh hình học thường được đưa về một vài hệ quychiếu cơ bản Tất cả những đường hoặc điểm tiếp xúc với bề mặt trái đất đượcgọi là những điểm chuẩn và đường chuẩn, ở đó sự biến dạng được coi làkhông có

Các hệ quy chiếu thường dùng trong bản đồ là:

Nhóm các hệ quy chiếu hình nón

Nhóm các hệ quy chiếu hình trụ

Nhóm các hệ quy chiếu phương vị

Nhóm các hệ quy chiếu phát triển từ các biểu thức toán học

2.1.4.3 PHƯƠNG PHÁP CHUNG TRONG GIẢI ĐOÁN ẢNH VIỄN THÁM VÀ LẬPBẢN ĐỒ CHUYÊN ĐỀ

SƠ ĐỒ PHÂN TÍCH ẢNH

Qúa trình giải đoán ảnh và đưa thông tin về nhiều dạng khác nhau thường

được tiến hành trong sự phối hợp hài hòa giữa các phương pháp giải đoán

bằng mắt và xử lý số Sau khi tiến hành giải đoán bằng mắt và xử lý số thì

Quá trình

phân tích

Nhiệm vụ đặt ra cho quá trình phân tích

Giải đoán và nắm bắt thông tin

Đo đạc và định hướngNêu các vấn đề được phân tích

Mẫu giải đoán Quá trình phân

Các yếu tố không gian khác

kích cỡ Hình dạng Cấu trúc Dạng mẫu Độ cao Vị trí

…

.Các dữ liệu tham khảo các mô hình toán học

Giải đoán theo mẫu bằng áp dụng phân tích tổng hợp.Nêu hướng

đi tới kết quả Mô hình kết quả

người ta tiến hành các thao tác phân tích ảnh, chuẩn bị kĩ thuật và xác địnhcác yếu tố dùng để giải đoán ảnh Các yếu tố dùng để giải đoán ảnh là nhữngyếu tố tạo nên những đặc trưng của ảnh bao gồm các yếu tố không gian nhưhình dạng, cấu trúc, vị trí…giải đoán ảnh vệ tinh đặc biệt là phương pháp giảiđoán bằng mắt cần đến yếu tố thực nghiệm trong công tác điều tra, cần phảidựa vào các giả thiết, các quy luật tự nhiên.Còn phương pháp xử lý ảnh số thìcần phải dựa vào các mẫu giải đoán để phân tích, đánh giá hướng đi tới kếtquả

Quá trình xử lý ảnh số, vệ tinh được đặc trưng bởi những bước sau:

Truy cập dữ liệu và hiện ảnh: là bước chuyển từ dữ liệu gốc thu được trên vệtinh sang dữ liệu dạng số lưu trữ trong phòng thí nghiệm

Tăng cường chất lượng ảnh: là bước cần thiết nhằm hoàn thiện ảnh dùng chogiải đoán bằng mắt và xử lý số Kỹ thuật tăng cường chất lượng giúp cho việcthể hiện các yếu tố trên ảnh rõ ràng hơn

Giải đoán ảnh và phân loại đối tượng: đây là bước định tính hóa các đốitượng trong xử lý ảnh số Trong quá trình này, từng phần tử ảnh được tínhtoán, phân loại vào phạm trù thông tin và như vậy ảnh được biến thành một

ma trận các phạm trù thông tin theo quy ước của các nhà chuyên môn Sauquá trình giải đoán bằng mắt hoặc xử lý số các thông tin cơ bản được chuyểnsang dạng bản đồ và thể hiện lại bằng công nghệ biên tập bản đồ chuyênđề.Bao gồm các quá trình như chỉnh lý dữ liệu, nắn chỉnh hình học: đây làphương pháp quan trọng trong quy trình thành lập bản đồ vì nó ảnh hưởng đến

độ chính xác của bản đồ sau khi được số hóa dự trên nền ảnh, sau đó tiến hànhvector hóa ảnh đã được phân loại: là quá trình biến đổi dữ liệu raster thành dữliệu raster Dữ liệu sau các quá trình phân tích, đưa lên nền bản đồ, chuyển đổi

dữ liệu thì được tiến hành sắp xếp lại đối tượng theo mục tiêu của bản đồ cầnthành lập, tiến hành sửa chửa, biên vẽ lại bản đồ theo yêu cầu của bản đồ nhưchỉnh tỷ lệ, tọa độ Và cuối cùng là kiểm tra hoàn tất và tiến hành in bản đồ

QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ

Xử lý và tăng cường chất lượng ảnhNắn chình hình học vào hệ chiếu của bản đồ nền

Phân loại ảnh theo mẫu đã lựa chọn

Chuyển ảnh đã phân loại sang hệ thông tin địa lý ở dạng raster

Vector ảnh đã phân loại trong phần mềm của hệ thông tin đị lý

Dữ liệu viễn thámChỉnh lý ảnh và tư liệu

Giải đoán bằng mắt theo phương

In bản đồ

Người ta dùng viễn thám như một phương tiện nắm bắt thông tin, sau đó chồng nội dung chuyên đề lên nền bản đồ như một cơ sở để định vị và định hướng.

2.2 GIS

2.2.1 TẦM QUAN TRỌNG CỦA GIS

2.2.1.1 VAI TRÒ CỦA GIS

- GIS dùng để phân tích dữ liệu không gian

- Cho phép ta tính toán và trình bày các kiến thức địa lý theo một cách mới hấp dẫn

- Gis ghép nối các hoạt động có sự giống nhau về địa lý

2.2.1.2 KHẢ NĂNG CỦA GIS

- Lưu trữ và duy trì thông tin của cùng các mối quan hệ không gian cần thiết

- Thao tác trên dữ liệu, tìm kiếm, chuyển đổi, hiệu chỉnh, tính toán

- Lập mô hình ứng dụng( phân tích, tổng hợp, dự báo thiết kế quy hoạch, ra quyết định…)

- Trình diễn các sản phẩm dưới các dạng khác nhau hình ảnh, bản đồ…

2.2.2 SỰ PHÁT TRIỂN CỦA GIS

Khi mới hình thành, GIS được dùng trong kĩ nghệ máy tính có định hướng địa lý nhưng dần dần đã trở thành một ngành khoa học có tính đa ngành, đã và đang có sự cuốn hút rất rộng lớn đối với người sử dụng và các ngành liên quan tới các lĩnh vực về trái đất

Thực tế trong 30 năm gần đây, GIS đã phát triển rất mạnh mẽ về lý thuyết công nghệ và tổ chức, GIS đã được dùng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như địa lý, địa chính, trắc địa, giao thông Đến nay GIS còn mở rộng sang khoa học nhân văn, kinh tế ,y học, chính trị quân sự…

Xét trên tổng thể, GIS phát triển theo 4 giai đoạn chính

Từ 1960-1975 là giai đoạn cuối thiếu niên của GIS Giai đoạn này đặc trưng bởi sự phát triển có tính chất riêng rẽ, không có sự tiếp xúc quốc tế và ít

dữ liệu trên máy tính

Từ 1975-1980 GIS đã phát triển mạnh mẽ trong các cơ quan nhà nước và bắt đầu có tính quốc tế

Những năm 80 của thế kỷ XX là giai đoạn phát triển mạnh của GIS trong thương mại Các phần mềm máy tính đã được phát triển đa dạng và được bán rộng rãi trên thị trường quốc tế

Hiện nay là giai đoạn mà người sử dụng GIS đã phổ biến trên khắp thế giới, thời kỳ phát huy mạnh mẽ sự cạnh tranh quảng cáo của các công ty phần mềmGIS, thời kỳ mà người sử dụng đã hiểu rõ vai trò, tác dụng của GIS

2.2.3 HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ

Bao gồm phần cứng, phần mềm, tổ chức con người và cơ sở dữ liệu Sau này do sự hỗ trợ của công nghệ thông tin và tính đa dạng của các hệ thốngứng dụng, năm 2000 ESRI bổ sung thêm vào định nghĩa cấu trúc của GIS có thêm hai hợp phần là mô hình và mạng Định nghĩa này được chấp nhận rộng rãi và được quan niệm như một định nghĩa chính thức về GIS

Cấu trúc và chức năng của gis

Qua sơ đồ cho chúng ta thấy cơ sở dữ liệu đóng vai trò quan trọng nhất, các thông tin từ các phần cứng, phần mềm, người điều hành đều được đưa vào cơ

sở dữ liệu Tại đây cơ sở dữ liệu biến đổi thông tin thực hiện các chức năng của mình đó là nhập, xuất dữ liệu, lưu trữ, điều khiển, trình bày, phân tích Trong các chức năng đó thì chức năng phân tích của gis là có vai trò quan trọng nhất Chức năng phân tích trong gis được hiểu là các cách xem xét, xử

lý, để dữ liệu trong gis cho ra những kết quả theo các yêu cầu được định bởi một loạt các chỉ tiêu được thực hiện bằng các thuật toán khác nhau Có hai nhóm chức năng phân tích trong gis là chức năng phân tích không gian và chức năng phân tích thuộc tính

Chức năng phân tích không gian bao gồm một loạt các dạng chức năng liên quan đến dữ liệu không gian như tính diện tích, tính chu vi, các phép chồng ghép thông tin, cách xử lý phân tích địa hình…

Chức năng phân tích thuộc tính là các chức năng thống kê như tính tần suất, xử lý các dữ liệu biểu bảng

 Cơ sở dữ liệu có vai trò quan trọng nhất nhưng nếu thiếu một trong các hợpphần trên thì hệ thống của GIS sẽ ngừng hoạt động hoặc không hoạt động hiệuquả Giữa các hợp phần có mối quan hệ chặt chẽ với nhau

Con người: quyết định sự vận hành có hiệu quả và sự phát triển của GIS, kiến thức và năng lực về GIS của cơ quan, cá nhân sẽ định hướng cho nghiên cứu ứng dụng GIS theo yêu cầu đặt ra

Phần cứng( máy tính và các thiết bị liên quan) Mức độ tiên tiến của thiết bị nhất là tốc độ xử lý ảnh hưởng trực tiếp đến việc phát triển vận hành của phần mềm, tốc độ xử lý càng nhanh thì hoạt động của phần mềm diễn ra càng nhanh