(Luận án tiến sĩ) Nghiên Cứu Đánh Giá Chất Lƣợng Ảnh Viễn Thám Quang Học Của Việt Nam

Bà GIÁO DĂC VÀ ĐÀO T¾O

TR£âNG Đ¾I HÌC MÎ - ĐÊA CHÂT

Bà GIÁO DĂC VÀ ĐÀO T¾O

TR£âNG Đ¾I HÌC MÎ - ĐÊA CHÂT

NGUYÄN MINH NGÌC

NGHIÊN CĄU ĐÁNH GIÁ CHÂT L£þNG ÀNH VIÄN THÁM QUANG HÌC CĂA VIÆT NAM

Ngành: Kÿ thuÁt TrÃc đËa – BÁn đá Mã sß: 9520503

LUÀN ÁN TI¾N S) Kþ THUÀT

TIÂU BAN H£àNG D¾N 1 PGS TS TRÄN VÂN ANH 2 TS NGUYÄN XUÂN LÂM

HÀ NÞI - 2022

LâI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cću khoa hÏc cąa riêng bÁn thân tôi Các sÓ liÉu, dă liÉu sā dăng trong luÃn án có nguÕn gÓc rõ ràng, đã công bÓ theo quy đÍnh KÁt quÁ nghiên cću trong luÃn án do tôi tą tìm hiÅu, phân tích mát cách trung thąc, khách quan

Nghiên cąu sinh

NguyÅn Minh NgÍc

LâI CÀM ¡N

LuÃn án này đ¤āc hoàn thành t¿i Bá môn Đo Ánh và ViÇn thám, Khoa TrÅc đÍa – BÁn đÕ và QuÁn lý đÃt đai, Tr¤ång Đ¿i hÏc MÑ - ĐÍa chÃt, d¤ãi są h¤ãng dÁn khoa hÏc cąa PGS.TS TrÅn Vân Anh và TS NguyÇn Xuân Lâm

Trong quá trình thąc hiÉn nghiên cću, nghiên cću sinh đã nhÃn đ¤āc są giúp đÿ tÃn tình cąa các thÅy, cô giáo trong Bá môn Đo Ánh và ViÇn thám, Khoa TrÅc đÍa – BÁn đÕ và QuÁn lý đÃt đai, phòng Đào t¿o Sau đ¿i hÏc, Lãnh đ¿o Nhà tr¤ång; cąa các đÕng nghiÉp t¿i Trung tâm ĐiÃu khiÅn và Khai thác vÉ tinh nhÑ, ViÉn Công nghÉ vũ tră, ViÉn Hàn lâm Khoa hÏc và Công nghÉ ViÉt Nam; các đÕng nghiÉp t¿i Đài ViÇn thám Trung ¤¢ng, Phòng Khoa hÏc và Hāp tác quÓc tÁ, Căc ViÇn thám quÓc gia, Bá Tài nguyên và Môi tr¤ång; cùng các chuyên gia và các nhà khoa hÏc khác,&

Nghiên cću sinh xin bày tÑ lòng biÁt ¢n chân thành và sâu sÅc nhÃt đÁn tÃt cÁ các thÅy, cô giáo, các đÕng nghiÉp, lãnh đ¿o đ¢n vÍ, các nhà khoa hÏc và gia đình đã t¿o mÏi điÃu kiÉn thuÃn lāi đÅ giúp đÿ tôi hoàn thành luÃn án này

Xin chân thành cÁm ¢n!

MĀC LĀC

LäI CAM ĐOAN i

LäI CÀM ¡N ii

DANH MĂC CÁC CHĂ VIÀT TÄT vi

DANH MĂC CÁC HÌNH viii

DANH MĂC CÁC BÀNG xi

Mæ ĐÄU 1

1 Tính cÃp thiÁt cąa đà tài 1

2 Măc tiêu nghiên cću 3

3 Nái dung nghiên cću 3

4 ĐÓi t¤āng và ph¿m vi nghiên cću 4

5 Ph¤¢ng pháp nghiên cću 4

6 Ý nghĩa khoa hÏc và thąc tiÇn cąa đà tài 5

7 Nhăng điÅm mãi cąa đà tài 5

8 LuÃn điÅm bÁo vÉ 5

9 KÁt cÃu cąa luÃn án 6

CH£¡NG 1 TÖNG QUAN V VÂN Đ NGHIÊN CĆU 7

1.1 Khái niÉm và đánh giá chÃt l¤āng Ánh viÇn thám quang hÏc 7

1.1.1 Khái niÉm chÃt l¤āng Ánh viÇn thám quang hÏc 7

1.1.2 Są cÅn thiÁt phÁi đánh giá chÃt l¤āng Ánh viÇn thám quang hÏc 8

1.2 Các thông sÓ thÅ hiÉn chÃt l¤āng Ánh viÇn thám quang hÏc 10

1.2.1 Thông sÓ liên quan đÁn yÁu tÓ không gian 11

1.2.2 Thông sÓ liên quan đÁn yÁu tÓ bćc x¿ 15

1.3 T×ng quan và đánh giá chÃt l¤āng Ánh viÇn thám quang hÏc 17

2.1.2 ChÃt l¤āng Ánh và mÁt không gian 30

2.2 Thông sÓ đánh giá chÃt l¤āng Ánh 33

2.2.1 Nhăng thông sÓ đ¿i diÉn cho yÁu tÓ bćc x¿ 33

2.2.2 Nhăng thông sÓ đ¿i diÉn cho yÁu tÓ không gian 35

2.2.3 Thông sÓ phù hāp vãi ViÉt Nam 37

2.3 Ph¤¢ng pháp đánh giá tË lÉ tín hiÉu trên nhiÇu (SNR) 44

2.3.1 NguÕn dă liÉu 45

2.3.2 Ph¤¢ng pháp tính toán 47

2.4 Ph¤¢ng pháp đánh giá hàm truyÃn điÃu biÁn (MTF) 49

2.4.1 Ph¤¢ng pháp dąa trên bãi kiÅm đÍnh 49

2.4.2 Ph¤¢ng pháp đá phân giÁi kép 53

2.4.3 Ph¤¢ng pháp dąa trên thiÁt bÍ đÁc tr¤ng 53

2.5 Ph¤¢ng pháp đánh giá chÃt l¤āng Ánh thích hāp vãi điÃu kiÉn cąa ViÉt Nam 54

2.5.1 ĐiÃu kiÉn thąc tÁ cąa ViÉt Nam 54

3.1.1 HiÉu chËnh tín hiÉu tÓi (DS) 64

3.1.2 HiÉu chËnh mćc đá hÕi đáp không đÕng đÃu cąa điÅm Ánh (PRNU) 66

3.2 Quy trình đánh giá chÃt l¤āng Ánh qua thông sÓ SNR 68

3.3 Quy trình đánh giá chÃt l¤āng Ánh qua thông sÓ MTF 70

3.4 Quy trình đánh giá chÃt l¤āng theo nhu cÅu sā dăng 76

3.5 Bãi kiÅm đÍnh phăc vă công tác đánh giá chÃt l¤āng Ánh 79

3.5.1 Bãi kiÅm đÍnh cÓ đÍnh 79

3.5.2 Bãi kiÅm đÍnh di đáng 80

3.5.3 Tiêu chí ląa chÏn bãi kiÅm đÍnh 82

3.6 TiÅu kÁt ch¤¢ng 3 84

CH£¡NG 4 THĄC NGHIÈM: ĐÁNH GIÁ CHÂT L£ĀNG ÀNH VIÆN THÁM

VNREDSAT-1 CĄA VIÈT NAM 86

4.1 HiÉu chËnh bćc x¿ 86

4.1.1 HiÉu chËnh DS 86

4.1.2 HiÉu chËnh PRNU 93

4.2 Đánh giá chÃt l¤āng Ánh VNREDSat-1 qua thông sÓ SNR 99

4.3 Đánh giá chÃt l¤āng Ánh VNREDSat-1 qua thông sÓ MTF 101

4.3.1 Đánh giá chÃt l¤āng Ánh qua thông sÓ MTF 101

4.3.2 ĐÃ xuÃt mćc chÃt l¤āng Ánh qua thông sÓ MTF 108

4.4 TiÅu kÁt ch¤¢ng 4 113

KÀT LUÂN VÀ KIÀN NGHÌ 114

TÀI LIÈU THAM KHÀO 116

DANH MĂC CÁC CÔNG TRÌNH CÔNG BÒ 125

PHĂ LĂC 1: TÍNH TOÁN MTF CHO VNREDSAT-1 SĀ DĂNG BÃI KIÄM ĐÌNH T¾I SALON DE PROVENCE 126

PHĂ LĂC 2: KÀT QUÀ ĐO PHÀN X¾ BÂ MÀT Ô MÀU T¾I BÃI KIÄM ĐÌNH BUÔN MA THUàT 133

PHĂ LĂC 3: DĂ LIÈU ÀNH VNREDSAT-1 Đ£ĀC SĀ DĂNG TRONG NGHIÊN CĆU 141

PHĂ LĂC 4: SO SÁNH BÃI KIÄM ĐÌNH T¾I SALON DE PROVENCE (PHÁP) VÀ BUÔN MA THUàT, ĐÄK LÄK (VIÈT NAM) 144

PHĂ LĂC 5: MÃ NGUÔN CÔNG CĂ PHÄN MÂM 145

PHĂ LĂC 6: MÔ PHÐNG CHÂT L£ĀNG ÀNH 152

PHĂ LĂC 7: CHÂT L£ĀNG ÀNH CĄA CÁC ĐÒI T£ĀNG T¾I NHĂNG THäI ĐIÄM KHÁC NHAU 163

PHĂ LĂC 8: TÈP TIN HIÈU CHÊNH HÈ THÒNG 177

DANH MĀC CÁC CHĀ VI¾T TÂT

AVHRR Advanced Very High Resolution Radiometer

HÉ thÓng chăp Ánh đá phân giÁi rÃt cao

AVIRIS Airborne Visible/InfraRed Imaging Spectrometer

ThiÁt bÍ chăp Ánh hàng không kênh ph× nhìn thÃy/hÕng ngo¿i BRDF Bidirectional Reflectance Distribution

Function

Hàm phân bÓ phÁn x¿ hai chiÃu

CCD Charge Coupled Device CÁm biÁn chuyÅn đ×i hình Ánh quang hÏc sang tín hiÉu điÉn (linh kiÉn tích điÉn kép)

EFOV Efficient Field Of View Tr¤ång nhìn hiÉu quÁ

EIFOV Effective Instantaneous Field Of View Tr¤ång nhìn tćc thåi hiÉu quÁ

GSD Ground Sampling Distance KhoÁng cách lÃy mÁu mÁt đÃt IFOV Instantaneous Field Of View Tr¤ång nhìn tćc thåi

IGFOV Instantaneous Geometric Field Of View

Tr¤ång nhìn hình hÏc tćc thåi

ISO International Organization for Standardization

T× chćc tiêu chu¿n thÁ giãi

LES Land Equipped Site Bãi kiÅm đÍnh mÁt đÃt có trang thiÁt bÍ

LNES Land Non Equipped Site Bãi kiÅm đÍnh mÁt đÃt không có trang thiÁt bÍ

LSD Local Standard Deviation Đá lÉch chu¿n căc bá

LSI Linear Shift Invariant DÍch chuyÅn tuyÁn tính bÃt biÁn

MTF Modulation Transfer Function Hàm truyÃn điÃu biÁn

MTFA Module Transfer Function Area Khu vąc hàm truyÃn điÃu biÁn

NEM Noise-Equivalent Modulation ĐiÃu biÁn t¤¢ng đ¤¢ng nhiÇu

OLI Operational Land Imager ThiÁt bÍ chăp Ánh bà mÁt đÃt OTF Optical Transfer Function Hàm truyÃn quang hÏc

PRNU Pixel Response Non-Uniformity HÕi đáp bćc x¿ không đÕng đÃu cąa điÅm Ánh

Instantaneous Field Of View

Tr¤ång nhìn tćc thåi có bćc x¿ chính xác

TDI Time Delay Integration Tích hāp thåi gian trÇ TIR Thermal Infrared Sensor Bá cÁm hÕng ngo¿i nhiÉt VNIR Visible and Near InfraRed Nhìn thÃy và cÃn hÕng ngo¿i VNREDSat-1 Vietnam Nature Resources,

Environment, Disaster monitoring Satellite

VÉ tinh nhÑ ViÉt Nam quan sát tài nguyên thiên nhiên, môi tr¤ång và thiên tai

DANH MĀC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Minh hÏa mát ví dă và mÁu đ¤āc dùng đÅ ¤ãc tính MTF 11

Hình 1.2 Các biÁn d¿ng hình hÏc: bÁn đÕ phẳng (b), sai lÉch quang hÏc âm (a) và sai lÉch quang hÏc d¤¢ng (c) 13

Hình 1.3 Ành h¤çng cąa các góc nghiêng đÁn Ánh thu đ¤āc [33] 13

Hình 1.4 D¿ng sai lÉch do chuyÅn đáng cąa Trái đÃt 14

Hình 1.5 KhoÁng cách lÃy mÁu mÁt đÃt và tr¤ång nhìn tćc thåi 14

Hình 1.6 Đá ráng dÁi chăp Ánh 15

Hình 2.1 Nguyên lý thu nhÃn Ánh viÇn thám[10] 28

Hình 2.2 Ành h¤çng cąa hiÉn t¤āng quang sai và Ánh trên tiêu diÉn [10] 29

Hình 2.3 Hình Ánh cąa mát điÅm sáng trên tiêu diÉn 31

Hình 2.4 Giãi h¿n phân giÁi 31

Hình 2.5 MÓi quan hÉ cąa FOV, IFOV, IGFOV [51] 32

Hình 2.6 TË lÉ tín hiÉu trên nhiÇu [10] 38

Hình 2.7 BiÅu đÕ phân bÓ đá xám cąa Ánh không có nhiÇu (a) và có nhiÇu (b) 39

Hình 2.8 Nguyên tÅc hàm lan truyÃn điÅm[20] 40

Hình 2.9 Biên đá điÃu biÁn giÁm tÿ đÓi t¤āng đÁn Ánh khi qua hÉ thÓng quang hÏc[20] 41 Hình 2.10 MTF giÁm biên đá khi tăng tÅn sÓ không gian[20] 41

Hình 2.11 MTF hÉ thÓng là tích cąa nhiÃu MTF thành phÅn[20] 42

Hình 2.12 BiÅu đÕ phân bÓ đá xám cąa Ánh không må (a) và Ánh må (b) 43

Hình 2.13 Các hÉ thÓng quang hÏc vãi đ¤ång cong MTF khác nhau[20] 43

Hình 2.14 Ành cąa các hÉ thÓng quang hÏc vãi đ¤ång cong MTF khác nhau 44

Hình 2.15 Bãi kiÅm đÍnh c¿nh dùng đÅ ¤ãc tính MTF 50

Hình 2.16 MÁu bãi kiÅm đÍnh d¿ng xung 51

Hình 2.17 MÁu măc tiêu tuÅn hoàn: (a) mÁu ba thanh, (b) mÁu ngôi sao Siemens 52

Hình 2.18 ThiÁt kÁ bãi kiÅm đÍnh t¿i thành phÓ Buôn Ma Thuát, ĐÅk LÅk 55

Hình 2.19 Ô mÁu đÅ đánh giá SNR 57

Hình 2.20 MÓi quan hÉ giăa ESF, LSF và MTF 59

Hình 2.21 Ví dă lÏc bÑ giá trÍ không phÁi cąc đ¿i 60

Hình 2.22 Ví dă minh hÏa và ng¤ÿng lÏc 61

Hình 3.1 Quy trình đánh giá chÃt l¤āng Ánh t×ng thÅ 63

Hình 3.2 Quy trình hiÉu chËnh DS 65

Hình 3.3 Quy trình hiÉu chËnh PRNU 67

Hình 3.4 Quy trình đánh giá SNR 69

Hình 3.5 Quy trình đánh giá MTF 71

Hình 3.6 H¤ãng cąa c¿nh trong hÉ quy chiÁu Ánh phăc vă tính MTF 72

Hình 3.7 L¤ãi lÃy mÁu Ánh 72

Hình 3.8 LÃy mÁu đÅ đánh giá MTF 73

Hình 3.9 Minh hÏa kÁt quÁ chiÁt tách c¿nh 73

Hình 3.10 Nguyên tÅc lÃy mÁu mát chiÃu xác đÍnh ESF 74

Hình 3.11 Ví dă minh hÏa xác đÍnh ESF và LSF 75

Hình 3.12 Ví dă minh hÏa đ¤ång cong MTF 75

Hình 3.13 Lan truyÃn c¤ång đá bćc x¿ t¿i mát điÅm Ánh 77

Hình 3.14 Quy trình đánh giá chÃt l¤āng theo nhu cÅu sā dăng 79

Hình 3.15 VÃt chu¿n di đáng d¿ng rẻ qu¿t 81

Hình 3.16 VÃt chu¿n di đáng d¿ng cát (trái) và d¿ng ô vuông (phÁi) 81

Hình 3.17 VÃt chu¿n di đáng d¿ng thang đá xám 82

Hình 3.18 VÃt chu¿n di đáng đa màu sÅc 82

Hình 4.1 VÍ trí và dă liÉu Ánh VNREDSat-1 đÅ đánh giá DS 87

Hình 4.2 BiÅu đÕ hiÅn thÍ giá trÍ tín hiÉu tÓi cąa VNREDSat-1 87

Hình 4.3 Są khác biÉt cąa giá trÍ tín hiÉu tÓi 89

Hình 4.4 Sai sÓ lãn nhÃt cąa giá trÍ tín hiÉu tÓi giăa hai thåi điÅm đánh giá 89

Hình 4.5 KÁt quÁ hiÉu chËnh dòng tÓi trên kênh PAN cąa Ánh VNREDSat-1 90

Hình 4.6 KÁt quÁ hiÉu chËnh dòng tÓi trên kênh B1 (blue) cąa Ánh VNREDSat-1 91

Hình 4.7 KÁt quÁ hiÉu chËnh dòng tÓi trên kênh B2 (green) cąa Ánh VNREDSat-1 91

Hình 4.8 KÁt quÁ hiÉu chËnh dòng tÓi kênh B3 (red) cąa Ánh VNREDSat-1 92

Hình 4.9 KÁt quÁ hiÉu chËnh dòng tÓi kênh B4 (NIR) cąa Ánh VNREDSat-1 92

Hình 4.10 VÍ trí sa m¿c Algeria (a) và Lybia (b) đÅ đánh giá PRNU 94

Hình 4.11 KÁt quÁ tính toán PRNU 95

Hình 4.12 KÁt quÁ so sánh PRNU giăa hai kỳ đánh giá 96

Hình 4.13 Sai sÓ bÃt th¤ång cąa PRNU giăa hai kỳ đánh giá 96

Hình 4.14 KÁt quÁ hiÉu chËnh PRNU trên kênh PAN cąa Ánh VNREDSat-1 97

Hình 4.15 KÁt quÁ hiÉu chËnh PRNU kênh B1 (blue) cąa Ánh VNREDSat-1 97

Hình 4.16 KÁt quÁ hiÉu chËnh PRNU kênh B2 (green) cąa Ánh VNREDSat-1 98 Hình 4.17 KÁt quÁ hiÉu chËnh PRNU kênh B3 (red) cąa Ánh VNREDSat-1 98 Hình 4.18 KÁt quÁ hiÉu chËnh PRNU kênh B4 (NIR) cąa Ánh VNREDSat-1 99 Hình 4.19 Dă liÉu Ánh VNREDSat-1chăp khu vąc bãi kiÅm đÍnh t¿i thành phÓ Buôn Ma Thuát ngày 14/11/2017 102 Hình 4.20 Dă liÉu Ánh VNREDSat-1chăp khu vąc bãi kiÅm đÍnh t¿i thành phÓ Buôn Ma Thuát ngày 02/11/2018 102 Hình 4.21 VÍ trí các ô mÁu đánh giá MTF(a) và SNR (b) đ¤āc kiÅm tra phÁn x¿ bà mÁt 103Hình 4.22: Giá trÍ MTF sau 8 năm ho¿t đáng cąa vÉ tinh VNREDSat-1 107 Hình 4.23: Ành VNREDSat-1, thành phÓ Nha Trang, ngày 26/12/2019 và biÅu đÕ phân bÓ đá xám 109 Hình 4.24: Ành VNREDSat-1, xã Đćc Trung, Đćc ThÏ, Hà Tĩnh, ngày 22/03/2019 và biÅu đÕ phân bÓ đá xám 110 Hình 4.25: Ành VNREDSat-1, Khu vąc Bình Đ¿i, BÁn Tre, ngày 24/12/2019 và biÅu đÕ phân bÓ đá xám 110 Hình 4.26: Ành VNREDSat-1, khu vąc M¤ång Lát, Thanh Hóa, ngày 18/04/2019 và biÅu đÕ phân bÓ đá xám 111

DANH MĀC CÁC BÀNG

BÁng 3.1 Dă liÉu đ¤āc sā dăng đÅ đánh giá MTF 72

BÁng 3.2 Thông tin yêu cÅu mô tÁ đÓi vãi mßi bãi kiÅm đÍnh 80

BÁng 3.3 Mát sÓ tiêu chí ląa chÏn bãi kiÅm đÍnh 83

BÁng 4.1 Dă liÉu Ánh VNREDSat-1 đÅ đánh giá DS 87

BÁng 4.2 Dă liÉu Ánh VNREDSat-1 đÅ đánh giá PRNU 94

BÁng 4.3 KÁt quÁ tính toán SNR sā dăng bãi kiÅm đÍnh t¿i Buôn Ma Thuát 99

BÁng 4.4 So sánh kÁt quÁ SNR thąc nghiÉm và thiÁt kÁ 100

BÁng 4.5 Dă liÉu Ánh VNREDSat-1 chăp bãi thā t¿i Buôn Ma Thuát 101

BÁng 4.6 Giá trÍ phÁn x¿ cąa ô mÁu ç bãi kiÅm đÍnh t¿i Buôn Ma Thuát 103

BÁng 4.7 So sánh giá trÍ MTF tính theo ph¤¢ng pháp đ¤āc đà xuÃt và cąa nhà sÁn xuÃt vÉ tinh VNREDSat-1 104

BÁng 4.8 KÁt quÁ tính toán MTF dÏc h¤ãng bay (chuyÅn tÿ đen sang trÅng) 104

BÁng 4.9 KÁt quÁ tính toán MTF dÏc h¤ãng bay (chuyÅn tÿ trÅng sang đen) 105

BÁng 4.10 KÁt quÁ tính toán MTF theo chiÃu dÏc h¤ãng bay 105

BÁng 4.11 KÁt quÁ tính toán MTF ngang h¤ãng bay (chuyÅn tÿ đen sang trÅng) 105

BÁng 4.12 KÁt quÁ tính toán MTF ngang h¤ãng bay (chuyÅn tÿ trÅng sang đen) 106

BÁng 4.13 KÁt quÁ tính toán MTF theo chiÃu ngang h¤ãng bay 106

BÁng 4.14 So sánh vãi các kÁt quÁ tính toán MTF t¿i bãi kiÅm đÍnh Salon de Provence và Buôn Ma Thuát 107

BÁng 4.15 ĐÃ xuÃt mćc chÃt l¤āng Ánh 113

Mä ĐÄU

1 Tính cÃp thi¿t căa đÁ tài

ChÃt l¤āng dă liÉu Ánh viÇn thám đ¤āc đánh giá trên các mÁt khác nhau nh¤: kỹ thuÃt viÇn thám, ćng dăng cąa viÇn thám, kinh tÁ Nhăng khía c¿nh đó đÃu dąa trên các thông sÓ kỹ thuÃt cąa dă liÉu Ánh hay nói cách khác là chÃt l¤āng Ánh và mÁt kỹ thuÃt viÇn thám

Dă liÉu Ánh viÇn thám quang hÏc mà ng¤åi dùng tiÁp cÃn đ¤āc hÅu hÁt ç mćc 1A, 2A hay cao h¢n năa; đÕng thåi, các nhà cung cÃp th¤ång đÍnh h¤ãng chË tiêu chÃt l¤āng Ánh dąa trên khái niÉm và các lo¿i đá phân giÁi Do đó, dă liÉu ç mćc thÃp h¢n nh¤ mćc 0 ít đ¤āc quan tâm

Nh¤ vÃy, đÓi vãi các dă liÉu tr¤ãc mćc 2A nh¤ mćc 1A hay tr¤ãc đó là mćc 0 thì có đ¤āc đánh giá không và đánh giá nh¤ thÁ nào? Đây là mát bài toán th¤ång đ¤āc giÁi bçi nhà sÁn xuÃt hoÁc đ¢n vÍ quÁn lý hÉ thÓng vÉ tinh viÇn thám Các giá trÍ đÅ đánh giá th¤ång liên quan trąc tiÁp đÁn các mô hình quang hÏc, điÉn tā, c¢ khí, đáng ląc hÏc,& cąa toàn bá quÁ vÉ tinh Vì lý do bÁo mÃt, các mô hình này th¤ång không đ¤āc công bÓ; h¢n thÁ năa đÓi vãi mßi thÁ hÉ vÉ tinh khác nhau các mô hình này cũng không giÓng nhau hoàn toàn thÃm chí là ngay cÁ trong mát thÁ hÉ nh¤ng mßi quÁ vÉ tinh cũng có đÁc thù riêng

ĐÅ đánh giá chÃt l¤āng Ánh có rÃt nhiÃu thông sÓ và đ¤āc chia thành hai nhóm nh¤ sau: nhóm liên quan đÁn yÁu tÓ không gian có hàm truyÃn điÃu biÁn, sai sÓ vÍ trí, đá méo Ánh, khoÁng cách lÃy mÁu góc, khoÁng cách lÃy mÁu mÁt đÃt, chÃt l¤āng đÍnh h¤ãng, đá ráng dÁi chăp và nhóm liên quan đÁn yÁu tÓ bćc x¿ có tË lÉ tín hiÉu trên nhiÇu, tín hiÉu tÓi, hÕi đáp bćc x¿ không đÕng đÃu cąa điÅm Ánh, dÁi đáng bćc x¿,& [18,52,16]

MÁc dù có nhiÃu thông sÓ nh¤ng Ánh h¤çng cąa chúng đÁn chÃt l¤āng Ánh không phÁi là nh¤ nhau; đÕng thåi cũng không phÁi thông sÓ nào mà đ¢n vÍ quÁn lý hÉ thÓng vÉ tinh có thÅ chą đáng đánh giá đ¤āc Vì vÃy cÅn xác đÍnh rõ nhăng thông sÓ nào đÁc tr¤ng cho chÃt l¤āng Ánh và có thÅ thąc hiÉn công tác đánh giá; đÕng thåi cũng chË ra đ¤āc tình tr¿ng ho¿t đáng cąa thiÁt bÍ chăp Ánh trên vÉ tinh

Do có nhiÃu thông sÓ đÅ đánh giá chÃt l¤āng Ánh nên mßi hÉ thÓng vÉ tinh viÇn thám quang hÏc có bá thông sÓ khác nhau đÅ đánh giá chÃt l¤āng Ánh, hai thông sÓ xuÃt hiÉn th¤ång xuyên trong các bá thông sÓ đó là: tË lÉ tín hiÉu trên nhiÇu, đ¤āc viÁt tÅt là

SNR (Signal to Noise Ratio), và hàm truyÃn điÃu biÁn, đ¤āc viÁt tÅt là MTF (Modulation Transfer Function)

Trong điÃu kiÉn cąa ViÉt Nam vÁn còn thiÁu phòng thí nghiÉm, các thiÁt bÍ hß trā, mãi có bãi kiÅm đÍnh đ¤āc xây dąng t¿i thành phÓ Buôn Ma Thuát, tËnh ĐÅk LÅk, đ¤āc đ¤a vào sā dăng tÿ 2017, và các bãi kiÅm đÍnh tą nhiên trên thÁ giãi; nghiên cću sinh đà xuÃt ląa chÏn hai thông sÓ MTF và SNR đÅ đánh giá chÃt l¤āng Ánh Đây là hai thông sÓ không chË thÅ hiÉn đ¤āc chÃt l¤āng Ánh, mà còn tính toán đ¤āc vãi điÃu kiÉn có các bãi kiÅm đÍnh nh¤ đã nêu trên Do đó hai thông sÓ này thích hāp vãi đÅ đánh giá chÃt l¤āng Ánh viÇn thám quang hÏc cąa ViÉt Nam vãi thąc tr¿ng hiÉn nay

ĐiÃu kiÉn ho¿t đáng khÅc nghiÉt ngoài không gian cùng vãi quá trình phóng lên quỹ đ¿o dÁn đÁn suy giÁm chÃt l¤āng cąa các thiÁt bÍ trên vÉ tinh, đÁc biÉt thiÁt bÍ thu nhÃn Ánh vÓn có cÃu trúc phćc t¿p vãi đá chính xác cao Tuy nhiên, viÉc suy giÁm có thÅ chÃp nhÃn đ¤āc trong mát giãi h¿n cho phép nào đó, và điÃu quan trÏng là cÅn phÁi xác đÍnh đ¤āc tình tr¿ng ho¿t đáng thąc tÁ cąa thiÁt bÍ chăp Ánh trên vÉ tinh trong điÃu kiÉn không tiÁp xúc trąc tiÁp đ¤āc vãi thiÁt bÍ Do vÃy, ngay tÿ khi các vÉ tinh viÇn thám đ¤āc đ¤a vào sā dăng, các nhà khoa hÏc đã nghiên cću, đà xuÃt nhiÃu ph¤¢ng pháp đÅ đánh giá chÃt l¤āng cąa hÉ thÓng chăp Ánh trên vÉ tinh, và ph¤¢ng pháp đánh giá gián tiÁp sā dăng dă liÉu Ánh là h¤ãng tiÁp cÃn đ¤āc áp dăng ráng rãi [53,33,79]

Dă liÉu Ánh thu đ¤āc cąa các hÉ thÓng vÉ tinh viÇn thám quang hÏc là rÃt lãn, nh¤ng không phÁi bÃt kỳ dă liÉu Ánh nào cũng có thÅ đ¤āc sā dăng đÅ đánh giá chÃt l¤āng Ánh mà chúng cÅn đáp ćng đ¤āc các tiêu chí riêng Ví dă đÓi vãi thông sÓ SNR thì các dă liÉu Ánh cÅn có các khu vąc đÕng nhÃt hay có thÅ t× hāp đ¤āc thành vùng đÕng nhÃt; vãi thông sÓ MTF thì các dă liÉu Ánh cÅn có chußi các vÃt thÅ vãi tÅn sÓ không gian khác nhau và cùng giá trÍ phÁn x¿ Trong viÇn thám, viÉc có thÅ tìm đ¤āc các khu vąc đÕng nhÃt đÅ đánh giá thông sÓ SNR là khÁ thi; tuy nhiên đÅ đánh giá thông sÓ MTF thì cÅn có nhăng khu vąc đÁc thù, và hÅu hÁt là đ¤āc chu¿n bÍ tr¤ãc, các khu vąc đó th¤ång đ¤āc gÏi là bãi kiÅm đÍnh

Ngoài ra cũng có mát sÓ ph¤¢ng pháp đánh giá MTF khác không dùng dă liÉu Ánh các bãi kiÅm đÍnh nh¤ng không đ¤āc sā dăng ráng rãi, vì yêu cÅu dă liÉu đÅu vào quá khÅt khe nh¤ ph¤¢ng pháp đá phân giÁi kép, hay không còn phù hāp vãi xu h¤ãng phát triÅn cąa Ánh viÇn thám quang hÏc nh¤ ph¤¢ng pháp khung toán t×ng quát; hay do h¤ãng

tiÁp cÃn ch¤a sát vãi chuyên môn cąa các nhà nghiên cću nh¤ ph¤¢ng pháp sā dăng mô hình tham sÓ trąc tiÁp và gián tiÁp cąa MTF

Trên c¢ sç nghiên cću các ph¤¢ng pháp đã có, nghiên cću sinh thąc hiÉn đà tài

<Nghiên cąu đánh giá chÃt l¤ÿng Ánh viÅn thám quang hÍc căa ViÇt Nam= vãi

ph¤¢ng pháp đ¤āc phát triÅn theo h¤ãng đÍnh l¤āng, đà xuÃt quy trình đánh giá chÃt l¤āng Ánh viÇn thám quang hÏc cąa ViÉt Nam, phù hāp vãi điÃu kiÉn thąc tÁ cąa n¤ãc ta Các kÁt quÁ thu đ¤āc s¿ chË ra các ng¤ÿng chÃt l¤āng Ánh că thÅ đÓi vãi nhăng thông sÓ đ¤āc dùng đÅ đánh giá là SNR và MTF

2 Māc tiêu nghiên cąu

Măc tiêu nghiên cću cąa đà tài là:

- Đà xuÃt thông sÓ đÅ đánh giá chÃt l¤āng Ánh viÇn thám quang hÏc phù hāp vãi điÃu kiÉn cąa ViÉt Nam

- Ląa chÏn đ¤āc ph¤¢ng pháp và đà xuÃt quy trình đánh giá chÃt l¤āng Ánh viÇn thám quang hÏc đÓi vãi điÃu kiÉn cąa ViÉt Nam

Vãi hai măc tiêu đã đà ra ç trên, nghiên cću s¿ góp phÅn xây dąng c¢ sç khoa hÏc đánh giá chÃt l¤āng Ánh viÇn thám quang hÏc, phăc vă công tác kiÅm tra, đánh giá chÃt l¤āng Ánh các vÉ tinh cąa ViÉt Nam

3 Nßi dung nghiên cąu

ĐÅ thąc hiÉn đ¤āc măc tiêu trên, đà tài cÅn thąc hiÉn các nái dung nghiên cću sau: - Nghiên cću t×ng quan và công tác đánh giá chÃt l¤āng Ánh viÇn thám quang hÏc đÓi vãi các hÉ thÓng vÉ tinh trên thÁ giãi, bao gÕm: thông sÓ đÅ đánh giá chÃt l¤āng Ánh, ph¤¢ng pháp tính toán các thông sÓ đÅ đánh giá chÃt l¤āng Ánh, nguÕn dă liÉu, bãi kiÅm đÍnh chÃt l¤āng Ánh đ¤āc sā dăng trong quá trình đánh giá Trên c¢ sç đó đà xuÃt ląa chÏn thông sÓ đánh giá chÃt l¤āng Ánh phù hāp vãi điÃu kiÉn cąa ViÉt Nam là SNR đ¿i diÉn cho các yÁu tÓ bćc x¿ và MTF đ¿i diÉn cho các yÁu tÓ không gian

- Nghiên cću c¢ sç khoa hÏc và ph¤¢ng pháp đánh giá chÃt l¤āng Ánh viÇn thám quang hÏc qua hai thông sÓ SNR và MTF Tÿ đó, ląa chÏn ph¤¢ng pháp phù hāp vãi điÃu kiÉn cąa ViÉt Nam

- Nghiên cću ph¤¢ng pháp chiÁt tách c¿nh Canny đÅ phăc vă viÉc tính toán thông sÓ MTF tÿ dă liÉu Ánh viÇn thám quang hÏc

- Xây dąng quy trình đánh giá chÃt l¤āng Ánh viÇn thám quang hÏc vãi hai thông sÓ SNR, MTF và tÿ nhu cÅu sā dăng Ánh trong thąc tÁ đÅ đà xuÃt mćc chÃt l¤āng Ánh đÓi vãi mßi tË lÉ că thÅ

- Thā nghiÉm đánh giá chÃt l¤āng Ánh VNREDSat-1 cąa ViÉt Nam, đà xuÃt mćc chÃt l¤āng Ánh (theo thông sÓ SNR, MTF) đÓi vãi mßi nhu cÅu sā dăng că thÅ

4 Đßi t¤ÿng và ph¿m vi nghiên cąu

ĐÓi t¤āng nghiên cću cąa đà tài là tË lÉ tín hiÉu trên nhiÇu SNR, và thông sÓ hàm truyÃn điÃu biÁn MTF, đ¿i diÉn cho chÃt l¤āng Ánh viÇn thám quang hÏc lÅn l¤āt liên quan đÁn bćc x¿ và không gian

Ph¿m vi không gian bao gÕm: các bãi kiÅm đÍnh nhân t¿o t¿i Salon de Provence (Pháp)_đây là bãi kiÅm nghiÉm mà vÉ tinh VNREDSat-1 sā dăng tÿ khi mãi đ¤āc phóng lên quỹ đ¿o, bãi kiÅm đÍnh t¿i thành phÓ Buôn Ma Thuát (tËnh ĐÅk LÅk); và các bãi kiÅm đÍnh tą nhiên: sa m¿c t¿i Châu Phi, vùng biÅn t¿i Đ¿i Tây D¤¢ng

Ph¿m vi dă liÉu: dă liÉu Ánh VNREDSat-1 cąa ViÉt Nam ç mćc 0 và mćc 1A

5 Ph¤¢ng pháp nghiên cąu

- Ph¤¢ng pháp phân tích, t×ng hāp: t×ng hāp, phân tích các nghiên cću trong và ngoài n¤ãc có liên quan đÁn nái dung luÃn án; tài liÉu, sÓ liÉu và các thông sÓ thÅ hiÉn chÃt l¤āng Ánh viÇn thám quang hÏc; kÁ thÿa các kÁt quÁ nghiên cću đã có, thąc tÁ vÃn hành và khai thác hÉ thÓng vÉ tinh VNREDSat-1

- Ph¤¢ng pháp thu thÃp sÓ liÉu: tiÁn hành đo đ¿c, thu thÃp sÓ liÉu đo phÁn x¿ ph× cąa bà mÁt bãi kiÅm đÍnh t¿i thành phÓ Buôn Ma Thuát, tËnh ĐÅk LÅk, vào hai thåi điÅm năm 2017 và 2018; thu thÃp dă liÉu Ánh chăp bãi kiÅm đÍnh t¿i thành phÓ Buôn Ma Thuát, t¿i Salon de Provence, Pháp, t¿i Đ¿i Tây D¤¢ng và các sa m¿c ç châu Phi

- Ph¤¢ng pháp viÇn thám: Sā dăng các kỹ thuÃt xā lý dă liÉu viÇn thám quang hÏc đÅ chiÁt xuÃt các thông tin tÿ Ánh phăc vă cho công tác thąc nghiÉm cąa nghiên cću

- Ph¤¢ng pháp chuyên gia: tham khÁo ý kiÁn cąa các chuyên gia trong lĩnh vąc viÇn thám, công nghÉ vũ tră đÅ thąc hiÉn các đánh giá, và đÍnh h¤ãng cho nghiên cću

- Ph¤¢ng pháp thąc nghiÉm: sā dăng ngôn ngă lÃp trình đÅ xây dąng công că phÅn mÃm trong quá trình thąc hiÉn đánh giá chÃt l¤āng Ánh viÇn thám VNREDSat-1

6 Ý ngh*a khoa hÍc và thăc tiÅn căa đÁ tài

6.1 Ý nghĩa khoa học của đề tài

- Đóng góp c¢ sç khoa hÏc và ph¤¢ng pháp luÃn trong viÉc đánh giá chÃt l¤āng Ánh viÇn thám quang hÏc cąa ViÉt Nam

- Xây dąng đ¤āc quy trình đánh giá chÃt l¤āng Ánh viÇn thám quang hÏc cąa ViÉt Nam

6.2 Ý nghĩa thực tiễn

- KÁt quÁ nghiên cću cąa luÃn án đã chćng minh chÃt l¤āng Ánh viÇn thám quang hÏc cąa vÉ tinh VNREDSat-1 vÁn đáp ćng đ¤āc các chË tiêu kỹ thuÃt khi thiÁt kÁ hÉ thÓng, đÁm bÁo cung cÃp Ánh có chÃt l¤āng, đáp ćng yêu cÅu kỹ thuÃt cho đÁn thåi điÅm đánh giá;

- Quy trình đánh giá chÃt l¤āng Ánh viÇn thám quang hÏc đ¤āc đà xuÃt trong luÃn án có thÅ áp dăng cho các thÁ hÉ vÉ tinh cąa ViÉt Nam

- HiÉn nay ViÉt Nam đang vÃn hành hÉ thÓng tr¿m thu Ánh VNREDSat-1 và SPOT 6, 7; trong t¤¢ng lai s¿ thu thêm dă liÉu Ánh KOMPSAT3 Do vÃy, nhu cÅu đánh giá chÃt l¤āng Ánh tr¤ãc khi đ¤a ra thÍ tr¤ång là có Quy trình và ph¤¢ng pháp đà xuÃt trong nghiên cću có thÅ áp dăng đÅ đánh giá chÃt l¤āng các lo¿i dă liÉu này

7 Nhāng điÃm mái căa đÁ tài

- Đà xuÃt ląa chÏn các thông sÓ SNR, MTF đÅ đánh giá chÃt l¤āng Ánh viÇn thám quang hÏc phù hāp vãi điÃu kiÉn ViÉt Nam, tÿ đó xây dąng quy trình đánh giá có kÁt hāp thêm nhu cÅu sā dăng đÅ chia thành các mćc chÃt l¤āng Ánh că thÅ;

- Sā dăng ph¤¢ng pháp chiÁt tách c¿nh Canny thay cho các thuÃt toán tuyÁn tính trong viÉc tính toán hàm truyÃn điÃu biÁn MTF tÿ các bãi kiÅm đÍnh, giúp công tác đánh giá chÃt l¤āng Ánh vÉ tinh đá phân giÁi cao đ¤āc thuÃn lāi h¢n

8 LuÁn điÃm bÁo vÇ

Luận điểm 1: ViÉc sā dăng hai thông sÓ: hàm truyÃn điÃu biÁn MTF, tË lÉ tín hiÉu

trên nhiÇu SNR là đÁm bÁo điÃu kiÉn đÅ đánh giá chÃt l¤āng Ánh viÇn thám quang hÏc cąa ViÉt Nam

Luận điểm 2: Ph¤¢ng pháp chiÁt tách c¿nh Canny đÅ tính toán hàm truyÃn điÃu biÁn

MTF tÿ các bãi kiÅm đÍnh là phù hāp trong công tác đánh giá chÃt l¤āng Ánh cąa ViÉt Nam

9 K¿t cÃu căa luÁn án

LuÃn án bao gÕm phÅn mç đÅu, 04 ch¤¢ng, kÁt luÃn, tài liÉu tham khÁo, các công trình đã công bÓ, và phă lăc Nái dung chính đ¤āc trình bày trong 04 ch¤¢ng:

Ch¤¢ng 1: T×ng quan và vÃn đà nghiên cću

Ch¤¢ng 2: C¢ sç khoa hÏc và ph¤¢ng pháp đánh giá chÃt l¤āng Ánh viÇn thám quang hÏc

Ch¤¢ng 3: Quy trình đánh giá chÃt l¤āng Ánh viÇn thám quang hÏc

Ch¤¢ng 4: Thąc nghiÉm: đánh giá chÃt l¤āng Ánh viÇn thám quang hÏc VNREDSat-1 cąa ViÉt Nam

CH£¡NG 1 TâNG QUAN VÀ VÂN ĐÀ NGHIÊN CĄU

1.1 Khái niÇm vÁ đánh giá chÃt l¤ÿng Ánh viÅn thám quang hÍc

1.1.1 Khái niệm chất lượng ảnh viễn thám quang học

Dă liÉu Ánh viÇn thám quang hÏc ngày càng trç nên quen thuác và đ¤āc ćng dăng ráng rãi trong nhiÃu lĩnh vąc khác nhau Đa phÅn ng¤åi sā dăng đÃu đã quen thuác vãi khái niÉm và các đá phân giÁi đÅ qua đó có thÅ đánh giá đ¤āc chÃt l¤āng cąa dă liÉu Ánh, các khái niÉm đó là:

- Đá phân giÁi không gian - Đá phân giÁi thåi gian - Đá phân giÁi ph× - Đá phân giÁi bćc x¿

TÃt cÁ các thông sÓ này đÃu đ¤āc thiÁt kÁ cho hÉ thÓng chăp Ánh quang hÏc trên vÉ tinh ngay tÿ đÅu và đÁm bÁo thiÁt kÁ đÁn hÁt tu×i đåi cąa hÉ thÓng vÉ tinh

Các khái niÉm quen thuác vãi ng¤åi sā dăng Ánh viÇn thám này phÅn nào đó ch¤a thÅ hiÉn đ¤āc chÃt l¤āng cąa dă liÉu Ánh thąc tÁ thu đ¤āc, hay chính xác h¢n là chÃt l¤āng, tình tr¿ng ho¿t đáng cąa hÉ thÓng chăp Ánh trên vÉ tinh quang hÏc Tuy vÃy, thông qua dă liÉu Ánh, chúng ta vÁn có thÅ đánh giá đ¤āc tình tr¿ng ho¿t đáng cąa hÉ thÓng chăp Ánh

ChÃt l¤āng Ánh viÇn thám quang hÏc là mćc đá cąa mát tÃp hāp các thông sÓ kỹ thuÃt cąa dă liÉu Ánh viÇn thám quang hÏc đáp ćng nhăng yêu cÅu thiÁt kÁ cąa hÉ thÓng thu nhÃn Ánh trên vÉ tinh

TÃp hāp các thông sÓ kỹ thuÃt cąa dă liÉu Ánh viÇn thám quang hÏc đÅ so sánh vãi các yêu cÅu thiÁt kÁ cąa hÉ thÓng thu nhÃn Ánh bao gÕm các thông sÓ sau [16,53,33,66,67]:

- Hàm truyÃn điÃu biÁn (MTF), - TË lÉ tín hiÉu trên nhiÇu (SNR),

- Mćc đá hÕi đáp không đÕng đÃu cąa điÅm Ánh(PRNU), - Tín hiÉu tÓi (DS),

- KhoÁng cách lÃy mÁu mÁt đÃt, - ChÃt l¤āng đÍnh h¤ãng,

- KhoÁng cách lÃy mÁu góc,

- DÁi đáng bćc x¿, - Đá méo Ánh, - Đá ráng dÁi chăp

Cũng có mát sÓ nhà khoa hÏc chia các thông sÓ kỹ thuÃt cąa dă liÉu Ánh viÇn thám thành hai nhóm thông sÓ chính là [16,53,33,66,67]:

- ChÃt l¤āng bćc x¿, liên quan đÁn tÃt cÁ các ho¿t đáng có sā dăng đÁn giá trÍ sÓ cąa

mßi điÅm Ánh và cho phép đo bćc x¿ tÿ mát điÅm trên Ánh Các ho¿t đáng này chą yÁu tÃp trung vào thiÁt bÍ quang hÏc (quang hÏc, cÁm biÁn, chußi hình Ánh,&) và phÅn xā lý trên mÁt đÃt (hiÉu chËnh, dă liÉu ngo¿i sinh,&)

- ChÃt l¤āng không gian, liên quan đÁn tÃt cÁ các ho¿t đáng liên quan đÁn vÍ trí

không gian cąa mßi điÅm Ánh trên tÃm Ánh Các ho¿t đáng này phă thuác vào thiÁt bÍ chăp (quang hÏc, tiêu diÉn, biÁn d¿ng dẻo nhiÉt,&), vÉ tinh (quỹ đ¿o, chË h¤ãng, ×n đÍnh, biÁn d¿ng dẻo nhiÉt, và phÅn xā lý trên mÁt đÃt (hiÉu chËnh, dă liÉu ngo¿i sinh,&)

Bên c¿nh đó có còn có nhăng khái niÉm và chÃt l¤āng Ánh tuyÉt đÓi và t¤¢ng đÓi: - ChÃt l¤āng Ánh tuyÉt đÓi liên quan đÁn các ho¿t đáng đÓi vãi tÿng điÅm Ánh đác lÃp vãi các điÅm khác, và có đ¢n vÍ tuyÉt đÓi (bćc x¿ tuyÉt đÓi, vÍ trí đÍa lý,&)

- ChÃt l¤āng Ánh t¤¢ng đÓi liên quan đÁn các ho¿t đáng thąc hiÉn trong giãi h¿n tÃm Ánh, đÓi vãi các điÅm Ánh t¤¢ng đÓi vãi các điÅm khác Nó th¤ång đ¤āc thÅ hiÉn d¤ãi d¿ng % (đÕng nhÃt bćc x¿, ×n đÍnh chË h¤ãng, lÃp kÁ ho¿ch,&)

1.1.2 Sự cần thiết phải đánh giá chất lượng ảnh viễn thám quang học

Trong nhăng năm gÅn đây, Ánh viÇn thám ngày càng đ¤āc ćng dăng ráng rãi ç ViÉt Nam, nhÃt là các lo¿i Ánh viÇn thám quang hÏc tÿ đá phân giÁi trung bình đÁn đá phân giÁi siêu cao nh¤: Landsat, Sentinel-2, SPOT 2,4,5; VNREDSat-1, SPOT 6/7, Pleiades, Quickbird, Worldview, &Mát sÓ ćng dăng Ánh viÇn thám quang hÏc đòi hÑi đá chính xác hình hÏc và đá sÅc nét cąa Ánh rÃt cao nh¤ trong lĩnh vąc đo đ¿c bÁn đÕ, quÁn lý đÃt đai; mát sÓ lĩnh vąc tuy không đòi hÑi đá chính xác cao và hình hÏc nh¤ng l¿i yêu cÅu cao và chÃt l¤āng ph× nh¤ lĩnh vąc môi tr¤ång, đÍa chÃt khoáng sÁn, tài nguyên n¤ãc,&

Thông th¤ång hiÉn nay, thông tin liên quan đÁn chÃt l¤āng cąa Ánh đÃu do các t× chćc cung cÃp Ánh đ¤a ra mà chúng ta ch¤a có điÃu kiÉn đÅ kiÅm tra l¿i đá chính xác cąa các thông tin đó Các chË sÓ chÃt l¤āng đó là th¤ång tÃp trung vào các lo¿i đá phân giÁi

nh¤: không gian, ph×, bćc x¿, hoÁc chÃt l¤āng đá phą mây, các điÅm Ánh bÍ lßi, [34], sÓ l¤āng điÅm Ánh sai khác so vãi lý thuyÁt [110], MTF và SNR [91]

MÁt khác, đÓi vãi ViÉt Nam hiÉn đang vÃn hành hÉ thÓng viÇn thám đá phân giÁi cao VNREDSat-1 và trong t¤¢ng lai s¿ có thêm các hÉ thÓng vÉ tinh đá phân giÁi siêu cao và siêu ph× khác, do đó, công tác đánh giá chÃt l¤āng Ánh viÇn thám quang hÏc, đÁc biÉt là đÓi vãi các hÉ thÓng vÉ tinh có đá phân giÁi cao có ý nghĩa rÃt quan trÏng trong quá trình khai thác cũng nh¤ đÁm bÁo chÃt l¤āng sÁn ph¿m Ánh đÅu ra

Công tác đánh giá chÃt l¤āng thiÁt bÍ thu nhÃn Ánh trên vÉ tinh đ¤āc chia thành ba giai đo¿n: tr¤ãc khi phóng, khi mãi vào quỹ đ¿o và ho¿t đáng trên quỹ đ¿o [74]

Giai đo¿n tr¤ãc khi phóng: đ¤āc thąc hiÉn trong phòng thí nghiÉm Trên c¢ sç thiÁt kÁ hÉ thÓng quang hÏc, điÉn tā, và phân tích Ánh h¤çng cąa nhiÉt đá, kÁt cÃu c¢ khí, đ¤a ra các giá trÍ hiÉu chËnh tuyÉt đÓi, tham sÓ cho hÉ thÓng thu nhÃn Ánh Nhăng dă liÉu này đ¤āc cài đÁt vào hÉ thÓng thu nhÃn Ánh trên vÉ tinh và sā dăng làm dă liÉu gÓc cho phÅn mÁt đÃt

Giai đo¿n khi vÉ tinh mãi vào quỹ đ¿o: Trong quá trình phóng, vÉ tinh chÍu Ánh h¤çng m¿nh cąa các hiÉn t¤āng rung, lÅc, Công tác đánh giá đ¤āc thąc hiÉn sau khi vÉ tinh đã ×n đÍnh, nhằm hiÉu chËnh są thay đ×i giăa môi tr¤ång trong phòng thí nghiÉm và môi tr¤ång ho¿t đáng thąc tÁ Ngay tÿ giai đo¿n này, vÉ tinh chăp Ánh nhăng bãi kiÅm đÍnh trên bà mÁt Trái đÃt và tính toán ra dă liÉu hiÉu chËnh và sā dăng cho hÉ thÓng thu nhÃn Ánh trên vÉ tinh

Giai đo¿n ho¿t đáng trên quỹ đ¿o: Trong quá trình ho¿t đáng trên quỹ đ¿o, do nhăng Ánh h¤çng khi thay đ×i t¤ thÁ, điÃu chËnh quỹ đ¿o và thåi gian ho¿t đáng, hÉ thÓng thu nhÃn Ánh có nhăng thay đ×i nhÃt đÍnh Do đó, viÉc đánh giá cÅn phÁi thąc hiÉn th¤ång xuyên theo chu kỳ đÅ theo dõi, hiÉu chËnh khi cÅn thiÁt nhằm đÁm bÁo chÃt l¤āng sÁn ph¿m Ánh đÅu ra cąa hÉ thÓng vÉ tinh

Hai giai đo¿n đÅu th¤ång đ¤āc nhà sÁn xuÃt vÉ tinh thąc hiÉn trong thåi gian ngÅn, tr¤ãc khi bàn giao hÉ thÓng vÉ tinh cho đ¢n vÍ quÁn lý; giai đo¿n thć ba đ¤āc đái ngũ vÃn hành và khai thác hÉ thÓng vÉ tinh thąc hiÉn tiÁn hành th¤ång xuyên, liên tăc trong suÓt thåi gian ho¿t đáng cąa vÉ tinh Vì vÃy, viÉc xây dąng ph¤¢ng pháp và quy trình cho giai đo¿n này là cÅn thiÁt, đòi hÑi nhăng kiÁn thćc chuyên sâu và thiÁt bÍ thu nhÃn Ánh và các phân hÉ liên quan

Quá trình tr¤ãc khi phóng, hÉ thÓng này đ¤āc kiÅm tra, đánh giá trong điÃu kiÉn tiêu chu¿n trong phòng thí nghiÉm, do đó các thông sÓ kỹ thuÃt đÃu đÁm bÁo theo đúng yêu cÅu kỹ thuÃt Tuy nhiên, trong quá trình ho¿t đáng cąa mình, d¤ãi Ánh h¤çng cąa các yÁu tÓ nh¤: thay đ×i t¤ thÁ, đáng ląc hÏc bay, tu×i thÏ cąa thiÁt bÍ, bÁn thân ho¿t đáng cąa hÉ thÓng chăp Ánh, khí quyÅn,& s¿ dÁn đÁn viÉc chÃt l¤āng Ánh không nh¤ trong điÃu kiÉn trong phòng thí nghiÉm ĐiÃu này Ánh h¤çng trąc tiÁp đÁn chÃt l¤āng Ánh viÇn thám quang hÏc Tuy vÃy, sau khi vÉ tinh đ¤āc đ¤a lên quỹ đ¿o, không thÅ trąc tiÁp đánh giá hÉ thÓng này mà phÁi sā dăng ph¤¢ng pháp gián tiÁp, thông qua sÁn ph¿m cąa hÉ thÓng là dă liÉu Ánh viÇn thám quang hÏc đÅ đánh giá ĐÓi vãi ph¤¢ng pháp này, các thông sÓ chÃt l¤āng cąa Ánh đ¤āc coi nh¤ đ¿i diÉn cho chÃt l¤āng cąa thiÁt bÍ chăp Ánh Do vÃy viÉc đánh giá chÃt l¤āng thiÁt bÍ chăp Ánh lúc này đ¤āc chuyÅn thành đánh giá chÃt l¤āng Ánh viÇn thám

Các thông sÓ cÅn quan tâm cąa hÉ thÓng chăp Ánh liên quan đÁn: bćc x¿, ph× và không gian ViÉc đánh giá các tham sÓ này có ý nghĩa và Ánh h¤çng trąc tiÁp đÁn ćng dăng sau này cąa dă liÉu Ánh ĐÓi vãi bćc x¿, s¿ bao gÕm bćc x¿ thu đ¤āc tÿ bá cÁm trong đó có các hÉ sÓ đánh giá bćc x¿, hÕi đáp tuyÁn tính, hÕi đáp không đÕng nhÃt, và bÁn thân nguÕn bćc x¿ bên trong thiÁt bÍ ĐÓi vãi ph×, đây là thông sÓ mô tÁ khÁ năng phÁn x¿ ph× cąa bá cÁm, đ¤āc thąc hiÉn t¤¢ng đÓi bằng cách sā dăng hÉ sÓ chu¿n hóa t¤¢ng đÓi hay nhân tË lÉ vãi các thông sÓ kỹ thuÃt thích hāp ĐÓi vãi không gian, đây là tÃp hāp các thông sÓ bao gÕm tr¤ång nhìn hiÉu quÁ (EFOV), MTF, biÁn d¿ng hình hÏc, tán x¿ quang hÏc, [74]

Tóm l¿i, đánh giá chÃt l¤āng Ánh là viÉc tính toán, so sánh các giá trÍ liên quan đÁn yÁu tÓ không gian (nh¤ hàm truyÃn điÃu biÁn, đá ráng dÁi chăp, đá phân giÁi mÁt đÃt, đá chính xác đÍnh h¤ãng,&) và yÁu tÓ bćc x¿ (nh¤ dòng tÓi, mćc đá nhiÇu, khoÁng bćc x¿, mćc bão hòa, mćc đÕng nhÃt phÁn x¿ cąa điÅm Ánh,&) vãi thiÁt kÁ ban đÅu cąa hÉ thÓng vÉ tinh

1.2 Các thông sß thà hiÇn chÃt l¤ÿng Ánh viÅn thám quang hÍc

ĐÓi vãi bÃt kỳ mát hÉ thÓng vÉ tinh quan sát Trái đÃt nào đÃu có các chË tiêu giá trÍ că thÅ đÓi vãi các thông sÓ kỹ thuÃt theo thiÁt kÁ cąa hÉ thÓng thu nhÃn Ánh Trong quá trình ho¿t đáng, do nhiÃu lý do mà ho¿t đáng cąa hÉ thÓng thu nhÃn Ánh s¿ bÍ suy giÁm, do đó mát sÓ thông sÓ s¿ đ¤āc tính toán kiÅm tra đÍnh kỳ đÁm bÁo không bÍ v¤āt ng¤ÿng giãi h¿n cho phép nhằm duy trì chÃt l¤āng Ánh theo yêu cÅu thiÁt kÁ Đánh giá thiÁt bÍ thu

nhÃn Ánh quang hÏc trên vÉ tinh đ¤āc thąc hiÉn thông qua ph¤¢ng pháp gián tiÁp là đánh giá chÃt l¤āng Ánh viÇn thám quang hÏc; có rÃt nhiÃu các thông sÓ đ¤āc sā dăng, trong đó đ¤āc chia thành hai nhóm là các thông sÓ liên quan đÁn không gian và các thông sÓ liên quan đÁn bćc x¿ [16,53]

1.2.1 Thông số liên quan đến yếu tố không gian

Liên quan đÁn khía c¿nh không gian cąa Ánh có mát sÓ thông sÓ đ¿i diÉn cho chÃt l¤āng Ánh cÅn đánh giá gÕm:

a Hàm truyền điều biến (MTF)

Điều biến đà cÃp đÁn nhăng thay đ×i và chiÃu ráng và khoÁng cách cąa măc tiêu Truyền biÅu thÍ khÁ năng cąa hÉ thÓng hình Ánh ghi l¿i nhăng thay đ×i này trên hình Ánh,

nghĩa là, đÅ truyÃn nhăng thay đ×i này tÿ măc tiêu sang hình Ánh Do măc tiêu đ¤āc thiÁt kÁ rõ ràng vãi tÅn sÓ không gian quá tÓt đÅ ghi l¿i trên hình Ánh, nên mát vài tÅn sÓ (tÅn sÓ cao ç các khoÁng cách gÅn nhÃt) không thÅ chăp đ¤āc Sau đó, hàm hiÅn thÍ mćc đá mà hình Ánh ghi l¿i các tÅn sÓ că thÅ (xem minh hÏa hình 1.1)

Hình 1.1 Minh họa một ví dụ về mẫu được dùng để ước tính MTF

Theo Boreman [20], MTF là mćc đá hÕi đáp cąa hÉ thÓng quang hÏc theo các đ¤ång hình sin vãi các tÅn sÓ không gian khác nhau Khi phân tích hÉ thÓng quang hÏc và mÁt tÅn sÓ, coi dă liÉu đÅu vào cąa hÉ thÓng chăp Ánh là sóng hình sin, không phÁi là các điÅm

Theo ESA [18], MTF là mô đun cąa biÁn đ×i Fourier cąa hàm lan truyÃn điÅm (PSF)

Trong đó, PSF t¤¢ng ćng vãi xung đáp ćng cąa hÉ thÓng Ánh quang hÏc khi ho¿t đáng, ít nhÃt ç vÍ trí xÃp xË đÅu tiên, giÓng nh¤ bá lÏc thông tÅn thÃp tuyÁn tính, bá lÏc này đ¤āc mô tÁ hoàn toàn bçi các xung đáp ćng cąa chính nó; fx, fy lÅn l¤āt là biÁn đ×i Fourier theo hai chiÃu cąa không gian Ánh

Theo các tác giÁ James B Campbell và Randolph H Wynne [51] MTF ghi l¿i hÕi đáp cąa hÉ thÓng tãi măc tiêu vãi các yÁu tÓ có tÅn sÓ không gian khác nhau (các măc tiêu đ¤āc sā dăng đÅ ¤ãc tính MTF đ¤āc giãn cách vãi các khoÁng khác nhau) Thông th¤ång, măc tiêu đ¤āc hình thành tÿ các thanh có đá dài bằng nhau cách nhau trên nÃn trÅng theo các khoÁng thåi gian t¿o ra są thay đ×i hình sin và mÃt đá hình Ánh dÏc theo trăc cąa măc tiêu

Theo tác giÁ Ronald và các cáng są [85] MTF có thÅ đ¤āc mô tÁ nh¤ są giÁm t¤¢ng phÁn do mát hàm cąa tÅn sÓ không gian MTF có thÅ đ¤āc chia thành: MTF sol khí và MTF nhiÇu Các hÉ thÓng hình Ánh th¤ång có thÅ đ¤āc coi là các dÍch chuyÅn tuyÁn tính bÃt biÁn (LSI), trong đó LSI đ¤āc đÍnh nghĩa là có các thuác tính:

Trong đó, a và b là hằng sÓ nhân và c và d là các hằng sÓ chuyÅn f(x) và g(x) là các hàm cąa biÁn đác lÃp x, và L biÅu thÍ toán tā LSI

MÁc dù có khá nhiÃu các cách tiÁp cÃn khác nhau, nh¤ng MTF đ¤āc đÍnh nghĩa là đ¿i l¤āng đÁc tr¤ng cho są suy giÁm đá t¤¢ng phÁn vãi tÅn sÓ không gian trong hÉ thÓng quang hÏc

b Độ méo Ánh

Thông sÓ này chą yÁu liên quan đÁn sai sÓ do các đÁc điÅm cąa đÅu thu, đó là są biÁn d¿ng và mÁt quang hÏc, vÍ trí giăa vÉ tinh và Trái đÃt, tÓc đá Ánh không tuyÁn tính [33]

 Są sai lÉch và mÁt quang hÏc phă thuác chą yÁu vào các đÅu thu và các ph¤¢ng thćc chăp Ánh (hình 1.2)

 TË lÉ vÍ trí giăa vÉ tinh và Trái đÃt: là tË lÉ giăa các khoÁng cách theo ph¤¢ng thẳng đćng vãi ph¤¢ng ngang

Hình 1.2 Các biến d¿ng hình học: bÁn đồ phẳng (b), sai lệch quang học âm (a) và sai lệch quang học dương (c)

 TÓc đá quét Ánh phi tuyÁn tính: NÁu tÓc đá quét Ánh là hằng sÓ (trong tr¤ång hāp lý t¤çng), nÁu biÁt khoÁng thåi gian quét Ánh s¿ xác đÍnh đ¤āc kích th¤ãc cąa các ô phân giÁi Trong nhiÃu hÉ thÓng quét, vÃn tÓc góc khi quét Ánh không là hằng sÓ ĐiÃu này đ¤āc coi là nguyên nhân làm cho các pixel bÍ nén l¿i hoÁc bÍ dãn ra t¿i các điÅm khác nhau dÏc theo đ¤ång quét cąa vÉ tinh Są sai lÉch này rÃt khó hiÉu chËnh bçi l¿ nó khó xác đÍnh và thay đ×i dÅn theo thåi gian

c KhoÁng cách lấy mẫu góc:

Sai sÓ này liên quan đÁn są dÍch chuyÅn cąa vÉ tinh, trong đó, są dÍch chuyÅn và đÍnh h¤ãng cąa vÉ tinh có thÅ gây ra nhăng sai lÉch và mÁt hình hÏc Sai lÉch này đác lÃp vãi các sai lÉch khác bçi chính bÁn thân vÉ tinh gây ra (minh hÏa hình 1.3)

Pitch - Są quay cąa vÉ tinh trong h¤ãng chuyÅn đáng Pitch s¿ là nguyên nhân gây nên są khác nhau và khoÁng cách cąa các đ¤ång quét

Roll - są quay cąa vector vÃn tÓc Roll gây ra są lÉch sang hai bên so vãi vÍ trí cąa đ¤ång quét

Yaw - Są lÉch quỹ đ¿o cąa vÉ tinh là nguyên nhân gây ra są xoay nghiêng không đÃu nhau cąa các đ¤ång quét

Hình 1.3 Ành hưởng của các góc nghiêng đến Ánh thu được [33]

d Chất lượng định hướng:

Các sai lÉch có thÅ đ¤āc đ¤a vào trong Ánh bçi các đÁc điÅm cąa đÓi t¤āng, đÁc biÉt bçi đá lÉch cąa bà mÁt đÓi t¤āng tÿ mát bà mÁt phẳng và bçi są dÍch chuyÅn cąa đÓi t¤āng D¿ng sai lÉch do bçi są dÍch chuyÅn cąa đÓi t¤āng s¿ phă thuác toàn bá vào bÁn chÃt cąa są dÍch chuyÅn liên quan tãi lo¿i và tÅn suÃt quan trÅc cąa hÉ thÓng quét Ánh

Hình 1.4 D¿ng sai lệch do chuyển động của Trái đất

Trong khoÁng thåi gian giăa lÅn quét đÅu tiên cąa vÉ tinh và lÅn quét sau cùng, Trái đÃt s¿ quay đi mát khoÁng cách đáng kÅ liên quan tãi đá phân giÁi cąa vùng vÉ tinh quét KÁt quÁ są sai lÉch cąa hai tr¤ång hāp khác nhau này cąa Trái đÃt quay so vãi vÉ tinh đ¤āc minh hÏa ç hình 1.4

e KhoÁng cách lấy mẫu mặt đất (GSD)

KhoÁng cách lÃy mÁu mÁt đÃt đ¤āc đÍnh nghĩa là khoÁng cách giăa hai điÅm đ¤āc liên tiÁp trên bà mÁt trái đÃt; hay cũng đ¤āc đÍnh nghĩa là khoÁng cách trên mÁt đÃt đ¤āc biÅu thÍ bằng chiÃu ráng cąa điÅm Ánh Đây cũng là giá trÍ thÅ hiÉn cho tr¤ång nhìn tćc thåi cąa hÉ thÓng chăp Ánh trên vÉ tinh (xem minh hÏa hình 1.5) L¤ãi lÃy mÁu

Hình 1.5 KhoÁng cách lấy mẫu mặt đất và trường nhìn tức thời

f Độ rộng dÁi chụp Ánh:

Đá ráng dÁi chăp Ánh là ph¿m vi trên bà mÁt đÃt mà thiÁt bÍ chăp Ánh có thÅ thu đ¤āc hình Ánh cąa các đÓi t¤āng, giá trÍ này thÅ hiÉn tr¤ång nhìn cąa thiÁt bÍ chăp Ánh vÉ tinh (xem minh hÏa hình 1.6) Tr¤ång nhìn càng lãn thì đá ráng dÁi chăp Ánh càng lãn và nÁu cùng mát tr¤ång nhìn thì vÉ tinh nào cao h¢n s¿ có đá ráng dÁi chăp lãn h¢n [33] Đá ráng dÁi chăp

Hình 1.6 Độ rộng dÁi chụp Ánh

1.2.2 Thông số liên quan đến yếu tố bức xạ

a Tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu (SNR)

TË lÉ tín hiÉu trên nhiÇu SNR là mát trong các yÁu tÓ Ánh h¤çng đÁn chÃt l¤āng Ánh viÇn thám quang hÏc; và đây là thông sÓ đÁc tr¤ng cho nhiÇu bćc x¿ NhiÇu Ánh đÍnh l¤āng bćc x¿ khác nhau t¿i mát mćc đá bćc x¿ cho tr¤ãc nào đó đÓi vãi mát khu vąc đÕng nhÃt

Tùy theo bá cÁm biÁn cąa hÉ thÓng chăp Ánh là d¿ng mÁng hay ma trÃn mà chÍu các Ánh h¤çng nhiÇu khác nhau NÁu bá cÁm biÁn là d¿ng mÁng thì các nguÕn nhiÇu cąa Ánh đÁn tÿ hai nguÕn tách biÉt đó là nhiÇu thiÁt bÍ chăp và nhiÇu do chu¿n hóa NÁu bá cÁm biÁn là ma trÃn thì mßi cÁm biÁn phÁi chÍu nhiÇu tÿ bÁn thân nó; do có mát vài b¤ãc chu¿n hóa đÅ cân bằng tín hiÉu giăa các cÁm biÁn nên đá nhiÇu đ¤āc giÁ đÍnh giÓng nh¤ nhiÇu chu¿n hóa [18]

b Tín hiệu tối (DS)

Tín hiÉu tÓi là đá chuyÅn dÍch bćc x¿ cÓ đÍnh đ¤āc đo đ¿c khi không có bćc x¿ vào đÅu thu Giá trÍ trung bình cąa tín hiÉu tÓi phÁi đ¤āc đánh giá trên tÿng kênh ph× và đÓi vãi tÿng điÅm Ánh đÅ hiÉu chËnh Ánh thô cho giá trÍ này [33,67] Công tác đánh giá

th¤ång đ¤āc thąc hiÉn nhằm phăc vă cho viÉc hiÉu chËnh này thąc hiÉn đÅu tiên trên dă liÉu thu đ¤āc Tín hiÉu tÓi này th¤ång bao gÕm cÁ giá trÍ nhiÇu

c Hồi đáp bức x¿ không đồng đều của điểm Ánh (PRNU)

KhÁ năng đáp ćng bćc x¿ không đÕng nhÃt cąa tÿng điÅm Ánh bao gÕm są khác nhau giăa chính các cÁm biÁn trên bá cÁm khi đáp ćng tín hiÉu, không nhăng vÃy còn do są phân bÓ các điÉn tā và quang tā trên bà mÁt cÁm biÁn khi có tín hiÉu[109,33]

T¤¢ng tą nh¤ giá trÍ DS, PRNU cũng đ¤āc đánh giá và sā dăng đÅ hiÉu chËnh dă liÉu Ánh tr¤ãc khi sÁn xuÃt; quá trình này còn đ¤āc gÏi là quá trình cân bằng, và bao gÕm viÉc đánh giá khÁ năng đáp ćng giăa các cÁm biÁn, cũng nh¤ đáp ćng trung bình trong toàn bá tr¤ång nhìn cąa vÉ tinh

d DÁi động bức x¿

DÁi đáng bćc x¿ hay dÁi đáng là mát dÁi biên đá thÅ hiÉn mćc đá chênh lÉch giăa vùng sáng nhÃt và vùng tÓi nhÃt cąa cÁnh mà máy Ánh ghi nhÃn đ¤āc, nó thÅ hiÉn đá bão hòa cąa Ánh [51,67] Khi thiÁt bÍ chăp Ánh bÍ lão hóa, có thÅ không thu đ¤āc tín hiÉu cąa vùng sáng nhÃt hoÁc tÓi nhÃt, lúc này Ánh đã đ¿t đÁn ng¤ÿng bão hòa, không phân biêt đ¤āc các tín hiÉu có giá trÍ Do vÃy đây cũng là mát yÁu tÓ trong viÉc đánh giá thiÁt bÍ chăp Ánh thông qua dă liÉu Ánh

MÁc dù có nhiÃu thông sÓ chË tiêu chÃt l¤āng, nh¤ng Ánh h¤çng cąa chúng đÁn chÃt l¤āng Ánh đ¤āc đ¤a vào phăc vă ng¤åi dùng là khác nhau MÁt khác, mát sÓ thông sÓ rÃt khó khăn trong viÉc đánh giá Vì vÃy cÅn xác đÍnh rõ nhăng thông sÓ nào có Ánh h¤çng lãn nhÃt đÁn chÃt l¤āng Ánh và có thÅ đánh giá đ¤āc mát cách chą đáng

Trong điÃu kiÉn thąc tÁ hiÉn nay cąa ViÉt Nam, không phÁi thông sÓ nào nêu trên cũng có khÁ năng đánh giá đ¤āc hoÁc mát sÓ thông sÓ không nhÃt thiÁt phÁi đánh giá Các thông sÓ đó gÕm:

- Đá méo Ánh: đÅ đánh giá đ¤āc thông sÓ này cÅn phÁi có mô hình thiÁt kÁ mô phÑng hÉ thÓng quang hÏc nh¤ trên vÉ tinh mãi có thÅ đánh giá đ¤āc Trong điÃu kiÉn hiÉn nay, nhăng mô hình nh¤ trên là ch¤a có và rÃt khó đÅ xây dąng Do vÃy thông sÓ này trong nghiên cću s¿ không xét đÁn

- KhoÁng cách lÃy mÁu góc: T¤¢ng tą nh¤ đÓi vãi đá méo Ánh, đÅ đánh giá thông sÓ KhoÁng cách lÃy mÁu góc cũng cÅn phÁi có mô hình thiÁt kÁ mô phÑng hÉ thÓng Do vÃy trong nghiên cću cũng không đà cÃp đÁn thông sÓ này

- ChÃt l¤āng đÍnh h¤ãng: đÓi vãi thông sÓ này, đÅ đánh giá đ¤āc đòi hÑi phÁi có khung c¢ hÏc và khung mÁu thā thiÁt bÍ mô phÑng tính toán đá chính xác khi ho¿t đáng ĐÓi vãi ViÉt Nam hiÉn nay, thiÁt bÍ này ch¤a có nên không thÅ tiÁn hành đánh giá đ¤āc

- Đá ráng dÁi chăp: và mÁt kỹ thuÃt, đá ráng giÁi chăp hoàn toàn có thÅ đánh giá đ¤āc, tuy nhiên và mÁt kinh tÁ rÃt tÓn kém MÁt khác đÓi vãi Ánh vÉ tinh, thông sÓ này không phÁi là mát yÁu tÓ quá quan trÏng và Ánh h¤çng quá nhiÃu đÁn chÃt l¤āng Ánh

- DÁi đáng bćc x¿: thông sÓ này có thÅ đánh giá đ¤āc bằng viÉc sā dăng nhăng măc tiêu có đá trÅng tuyÉt đÓi, tuy nhiên t¿i ViÉt Nam hiÉn nay ch¤a có điÃu kiÉn đÅ đánh giá thông sÓ này

- KhoÁng cách lÃy mÁu mÁt đÃt: Đây là thông sÓ th¤ång đ¤āc xem t¤¢ng đ¤¢ng vãi đá phân giÁi không gian cąa dă liÉu Ánh viÇn thám quang hÏc, và công tác hiÉu chËnh hình hÏc s¿ đÁm bÁo thông sÓ này đáp ćng yêu cÅu thiÁt kÁ cąa hÉ thÓng thu nhÃn Ánh Do đó, trong nghiên cću s¿ không xét đÁn thông sÓ này

Sau khi đ¤a bãi kiÅm đÍnh nhân t¿o t¿i thành phÓ Buôn Ma Thuát, tËnh ĐÅk LÅk, vào sā dăng tÿ năm 2017, ViÉt Nam hoàn toàn có thÅ chą đáng đánh giá đ¤āc thông sÓ SNR, MTF KÁt hāp vãi nhăng bãi kiÅm đÍnh tą nhiên đ¤āc công nhÃn và sā dăng trên thÁ giãi nh¤ các khu vąc Đ¿i Tây D¤¢ng, Thái Bình D¤¢ng, các sa m¿c t¿i Lybia, Angeria, À-rÃp, thông sÓ DS và PRNU cũng hoàn toàn thąc hiÉn đánh giá đ¤āc

1.3 Tãng quan vÁ đánh giá chÃt l¤ÿng Ánh viÅn thám quang hÍc

1.3.1 Trên thế giới

Trên thÁ giãi, hiÉn có nhiÃu quÓc gia, vùng lãnh th× tą phóng vÉ tinh viÇn thám nh¤ Mỹ, Nga, C¢ quan vũ tră Châu Âu, Trung QuÓc, NhÃt BÁn, Ân Đá ĐÓi vãi các quÓc gia và vùng lãnh th× này, song song vãi viÉc vÃn hành và khai thác vÉ tinh viÇn thám, công tác đánh giá chÃt l¤āng Ánh viÇn thám luôn đ¤āc chú trÏng Liên quan đÁn công tác này, có rÃt nhiÃu các nghiên cću đã đ¤āc công bÓ Trên thÁ giãi, viÉc đánh giá chÃt l¤āng Ánh th¤ång đ¤āc thąc hiÉn ç mát sÓ d¿ng nh¤ đánh giá và hiÉu chËnh bćc x¿ Ánh, đánh giá và hiÉu chËnh hình hÏc Ánh,&Và ph¤¢ng pháp, hiÉn nay có nhiÃu ph¤¢ng pháp đánh giá nh¤ sā dăng vÃt chu¿n đÅ đánh giá; sā dăng ph¤¢ng pháp đánh giá chéo Tuy nhiên, ph¤¢ng pháp đánh giá chéo chË thích hāp vãi viÉc đánh giá ph× và đánh giá đá đÕng nhÃt cąa Ánh ĐÅ đánh giá đá t¤¢ng phÁn và GSD cÅn phÁi sā dăng vÃt chu¿n đÅ so sánh các giá trÍ này đo đ¤āc trên Ánh và đo đ¤āc trên vÃt chu¿n [15]

ĐÓi vãi đánh giá giá trÍ bćc x¿ Ánh, hiÉn nay có rÃt nhiÃu nghiên cću liên quan đÁn nái dung này, trong đó gÅn đây nhÃt phÁi kÅ đÁn các công trình nghiên cću đánh giá và hiÉu chËnh Ánh Landsat8 OLI_TIR [72] Trong nghiên cću, các tác giÁ đã sā dăng ph¤¢ng pháp đánh giá chéo giăa Ánh Landsat 8 và Landsat 7 trên khu vąc Lybia KÁt quÁ này đã cho thÃy, giá trÍ bćc x¿ trên Ánh Landsat 8 và Landsat 7 t¿i các điÅm chÏn mÁu có đá sai khác khoÁng 3% Mát kÁt quÁ nghiên cću khác có liên quan đÁn nái dung này là các công bÓ và đánh giá và hiÉu chËnh bćc x¿ Ánh Aster [9] Trong nghiên cću, các tác giÁ đã cung cÃp mát cách tóm tÅt nh¤ng đÅy đą và nhăng vÃn đà đÁt ra và cách giÁi quyÁt viÉc nhiÇu x¿ giăa 2 kênh Ánh VNIR và SWIR

ViÉc đánh giá đá t¤¢ng phÁn Ánh rÃt quan trÏng đÓi vãi các Ánh quang hÏc đá phân giÁi cao, đÁc biÉt là siêu cao nh¤ Quickbird, Woldview-2,&Các tác giÁ đã đ¤a ra công thćc hiÉu chËnh giá trÍ t¤¢ng phÁn cąa 8 kênh Ánh cąa Worldview-2 [96] dąa trên mÓi quan hÉ phi tuyÁn tính giăa bá cÁm biÁn và các giá trÍ phÁn x¿ thu đ¤āc t¿i 7 điÅm kiÅm tra thąc đÍa

Nhà sÁn xuÃt vÉ tinh SPOT đã thąc hiÉn đánh giá chÃt l¤āng Ánh qua thông sÓ SNR, MTF Trong đó, giá trÍ SNR đ¤āc phân biÉt nhiÇu thành hàng và cát; nhiÇu cąa Ánh s¿ là są kÁt hāp theo hàm t×ng bÃc 2 cąa nhiÇu hàng và nhiÇu cát, và th¤ång đ¤āc tính trên mát ma trÃn 50x50 điÅm Ánh SPOT sā dăng các cÁnh Ánh mát khu vąc đÕng nhÃt nh¤ sa m¿c hay băng tuyÁt; kÁt hāp vãi các mô hình nhiÇu [62] Các kÁt quÁ thu đ¤āc t¤¢ng ćng vãi các đo đ¿c trên vÉ tinh mà nhà sÁn xuÃt đã tiÁn hành ĐÓi vãi hÉ thÓng vÉ tinh SPOT5, thuÃt toán <gå= đ¤āc áp dăng đÅ đánh giá đá sÅc nét cąa Ánh cho kênh toàn sÅc và dùng bãi kiÅm đÍnh t¿i Salon de Provence KÁt quÁ cũng chË ra są suy giÁm trên HRG2 làm cho giá trÍ MTF tăng [38] ĐiÃu này đã giúp cho SPOT hiÉu chËnh kÍp thåi vào tháng 4/2011

ĐÓi vãi hÉ thÓng vÉ tinh QuickBirds, tác giÁ Paul W Scott_Kỹ s¤ tr¤çng và thiÁt

bÍ chăp Ánh cąa DigitalGlobe cũng đã đánh giá MTF dąa trên 16 cÁnh Ánh khác nhau chăp trong vòng gÅn 2 năm (tÿ 12/5/2001-02/3/2003) và thuÃt toán <gå= vãi các vÃt chu¿n đ¤āc s¢n trên mÁt đÃt đÅ thąc hiÉn [90] Tác giÁ đã chË ra rằng, khi lÃy mÁu, nÁu sā dăng nái suy song tuyÁn cho các giá trÍ MTF thÃp h¢n; nÁu sā dăng nái suy 8-Point Sinc thì giá trÍ MTF cao h¢n Các giá trÍ MTF kÁt quÁ s¿ rÃt khác nhau phă thuác vào viÉc tái chia mÁu khoÁng cách lÃy mÁu mÁt đÃt và khoÁng cách lÃy mÁu tą nhiên KÁt quÁ thu đ¤āc cho thÃy giá trÍ trung bình cąa MTF t¿i tÅn sÓ Nyquist theo cÁ hai h¤ãng dÏc và

ngang vãi h¤ãng bay đÃu đ¿t yêu cÅu kỹ thuÃt đà ra là >0.1 ĐiÃu này chćng tÑ vÉ tinh vÁn đang ho¿t đáng tÓt và theo đúng thiÁt kÁ ban đÅu; các kÁt quÁ này phù hāp theo thåi gian và trên toàn tr¤ång nhìn cąa vÉ tinh

HÅu hÁt các vÉ tinh đá phân giÁi cao đÃu tÃp trung đánh giá MTF_giá trÍ c¢ bÁn đÁc tr¤ng cho thiÁt kÁ hÉ thÓng chăp Ánh và chÃt l¤āng hÉ thÓng hình hÏc th¤ång dùng trong viÇn thám Các nhà nghiên cću đã sā dăng thuÃt toán <gå= vãi các Ánh chăp khu vąc bãi kiÅm đÍnh đ¤āc kẻ ô đen trÅng và dùng c¿nh cąa các tòa nhà cao tÅng có đá phÁn x¿ cao đÅ đánh giá MTF cąa dă liÉu Orbview-3 [56] Giá trÍ MTF đ¤āc tính toán trên sÁn ph¿m Ánh c¢ bÁn cąa hÉ thÓng vãi mćc đá mã hóa 11bit, đÕng thåi cũng đ¤āc tính trên các Ánh đ¤āc tăng c¤ång chÃt l¤āng (pan-sharpenend) và không tăng c¤ång chÃt l¤āng ĐÕng thåi cũng tính theo hai h¤ãng dÏc và ngang vãi h¤ãng bay cąa vÉ tinh Tác giÁ cũng cho rằng MTF chË là mát phÅn trong toàn bá chÃt l¤āng Ánh cąa hÉ thÓng và nó cÅn đ¤āc kÁt hāp vãi SNR và đá chính xác bćc x¿ ĐÕng thåi các kÁt quÁ cąa nghiên cću cũng cÅn phÁi so sánh vãi các cÁm biÁn khác

ĐÓi vãi hÉ thÓng vÉ tinh Sentinel-2 cąa Châu Âu, công tác đánh giá đ¤āc thąc hiÉn theo chu kỳ hàng năm ç các mćc dă liÉu 1A, 2A, trong đó mćc 1A đ¤āc đánh giá trên các chË sÓ nh¤ SNR, MTF, mćc đá hÕi đáp cąa điÅm Ánh, cân bằng bćc x¿, bćc x¿ gián tiÁp tuyÉt đÓi,&[67]

ĐÅ đánh giá SNR, nhóm nghiên cću đã đo đ¿c và phân tích theo hai chu kỳ thåi gian và vãi hai ph¤¢ng pháp khác nhau ĐÓi vãi dă liÉu hàng tháng SNR đ¤āc đo đ¿c sā dăng các cÁnh Ánh có khuÁch tán mÁt tråi và tín hiÉu tÓi; đÓi vãi các dă liÉu hàng 6 tháng, SNR s¿ đ¤āc đo đ¿c trên các bà mÁt đÕng nhÃt và các Ánh tín hiÉu tÓi sā dăng các vÃt chu¿n tą nhiên nh¤ sa m¿c, đÁo Greenland hay Nam Cąc Các dă liÉu đÅu vào cho công tác đánh giá SNR là các Ánh tÓi, Ánh có khuÁch tán mÁt tråi, các vÃt chu¿n đÕng nhÃt, và các hÉ sÓ có liên quan nh¤ hiÉu chËnh tia sáng l¿c, góc tãi, mćc đá sáng,& Giá trÍ bćc x¿ trên Ánh đ¤āc kÁt hāp vãi dă liÉu tín hiÉu tÓi và đ¤āc sā dăng đÅ đ¤a ra hÉ sÓ trong mô hình nhiÇu, sau đó s¿ đ¤a ra giá trÍ SNR Ph¤¢ng pháp này chą yÁu sā dăng các vÃt chu¿n tą nhiên, nhăng khu vąc đ¤āc coi là bà mÁt Lambert (bà mÁt khuÁch tán lý t¤çng)

ĐÓi vãi MTF, Sentinel-2 s¿ đ¤āc ¤ãc tính giá trÍ MTF theo hàng năm Ph¤¢ng pháp đ¤āc sā dăng ç đây là ph¤¢ng pháp đo đ¿c xung hÕi đáp qua vÃt chu¿n d¿ng c¿nh (ví dă nh¤ ranh giãi đÃt/n¤ãc) hoÁc vÃt chu¿n d¿ng xung (ví dă nh¤ cÅu) Ph¤¢ng pháp

vÃt chu¿n d¿ng c¿nh sā dăng viÉc chuyÅn tr¿ng thái giăa bà mÁt tÓi và sáng, các vÃt chu¿n d¿ng c¿nh t¤¢ng ćng vãi c¿nh Heaviside đá t¤¢ng phÁn cao Ph¤¢ng pháp này sā dăng các vÃt chu¿n nhân tao vãi bà mÁt đ¤āc s¢n sáng tÓi; hay các vÃt chu¿n tą nhiên nh¤ các cánh đÕng, n¢i đß xe, c¿nh chuyÅn đ×i giăa mÁt đÃt/nhà, n¤ãc/băng,&[67] Ph¤¢ng pháp vÃt chu¿n xung sā dăng mát vùng sáng đ¤āc bao quanh bçi mát vùng tÓi khác Các vÃt chu¿n này th¤ång đ¤āc s¢n trên các bà mÁt bê tông hay các tÃm vÁi đen trÅng că thÅ nào đó; chúng cũng có thÅ là các đÓi t¤āng nhân t¿o nh¤ các cây cÅu, hay sÏc trÅng trên đ¤ång băng

ĐÓi vãi vÉ tinh Hyperion Các nhà nghiên cću đã dùng thuÃt toán <gå= đÅ tính toán LSF, sau đó giá trÍ MTF đ¤āc xác đÍnh tÿ biÁn đ×i Fuorier cąa LSF [76] CÁnh Ánh đ¤āc sā dăng là Ánh chăp cây cÅu giăa vÍnh ç Destin, Florida vãi chiÃu ráng 13,02 mét Giá trÍ MTF thu đ¤āc t¿i tÅn sÓ Nyquist là trong khoÁng 0,39-0,42 trong khi giá trÍ tr¤ãc khi phóng lên quỹ đ¿o là 0,42 Nh¤ vÃy tćc là hÉ thÓng chăp Ánh trên vÉ tinh vÁn ho¿t đáng tÓt, đÁm bÁo yêu cÅu kỹ thuÃt theo đúng thiÁt kÁ

T¤¢ng tą nh¤ vãi vÉ tinh Hyperion, vÉ tinh Landsat7 cũng đã tÿng đ¤āc ¤ãc tính giá trÍ MTF sā dăng mát cây cÅu ç hÕ Pontchartrain Causeway, bang Luouisiana, Hoa Kỳ do tác giÁ Jame C Storey cąa trung tâm dă liÉu EROS, C¢ quan KhÁo sát ĐÍa chÃt Hoa kỳ thąc hiÉn [98] MÁc dù khi công bÓ, kÁt quÁ thu đ¤āc mãi đánh giá đ¤āc hai năm đÅu ho¿t đáng cąa vÉ tinh nh¤ng các kÁt quÁ cũng chË ra są suy giÁm hiÉu suÃt MTF là hòan toàn dą đoán đ¤āc Są thÓng nhÃt giăa mô hình tr¤ãc khi phóng, các phép đo tÿ dă liÉu Ánh và đá ×n đÍnh t¤¢ng đÓi cąa các phép đo đó trên các kênh ph×, cho thÃy viÉc ¤ãc tính MTF đang mang l¿i hiÉu quÁ thąc tÁ rõ ràng và ph¤¢ng pháp nghiên cću này cung cÃp mát ph¤¢ng tiÉn giám sát hiÉu quÁ ho¿t đáng cąa vÉ tinh Landsat-7 ETM+

Các tác giÁ ç Thái Lan cho rằng có nhiÃu ph¤¢ng pháp đÅ ¤ãc tính MTF cho các vÉ tinh nh¤: ph¤¢ng pháp xung ląc, ph¤¢ng pháp hình sin, ph¤¢ng pháp sÓng dao, ph¤¢ng pháp xung, nh¤ng đÓi vãi vÉ tinh có đá phân giÁi cao thì ph¤¢ng pháp sÓng dao vãi các măc tiêu c¿nh là hāp lý nhÃt, đây cũng là ph¤¢ng pháp mà vÉ tinh SPOT5, ALOS PRISM, Kompsat-2, đã tÿng sā dăng [77] Do đó, hÏ cũng áp dăng ph¤¢ng pháp này vãi bãi kiÅm đÍnh ç Salon de Provence, Pháp đÅ ¤ãc tính giá trÍ MTF cąa vÉ tinh THEOS HÏ cũng cho rằng các bãi kiÅm đÍnh nhân t¿o vãi các vÃt chu¿n đ¤āc thiÁt kÁ vãi kích th¤ãc, màu sÅc, cho tr¤ãc là cÅn thiÁt và bÅt buác đÅ đánh giá chÃt l¤āng thiÁt bÍ chăp Ánh thông qua dă liÉu Ánh Tuy nhiên, nghiên cću này l¿i tÃp trung vào viÉc lý

giÁi cho kích th¤ãc, h¤ãng cąa vÃt chu¿n đÅ ¤ãc tính MTF mà không công bÓ kÁt quÁ ¤ãc tính

Ngay tÿ nhăng năm đÅu khi dă liÉu viÇn thám còn ch¤a ph× biÁn nhiÃu, công tác đánh giá chÃt l¤āng Ánh đã đ¤āc quan tâm nghiên cću và đã có nhiÃu đà xuÃt đ¤āc đ¤a ra ĐÅ có thÅ sā dăng tÓt nhÃt dă liÉu AVIRIS, NASA đã đà xuÃt ph¤¢ng pháp đánh giá SNR theo ph¤¢ng pháp đÍa thÓng kê [29]_đây là mát ph¤¢ng pháp mãi so vãi các ph¤¢ng pháp hiÉn có lúc đó là: ph¤¢ng pháp <phòng thí nghiÉm= làm giá trÍ SNR tăng cao, ph¤¢ng pháp <dòng tÓi= và <Ánh= là lÉch h¤ãng giá trÍ SNR Đây là ph¤¢ng pháp dąa trên c¢ sç lo¿i trÿ nhiÇu có chu kỳ bằng cách <lÏc notch= trong miÃn tÅn sÓ và sā dăng biÅu đÕ bán ph¤¢ng sai đÅ tách nhiÇu cÁm biÁn và biÁn thiên điÅm Ánh nái t¿i Tuy nhiên ph¤¢ng pháp này l¿i đ¤āc đà xuÃt và phát triÅn dành cho dă liÉu AVIRIS TiÃm năng cąa ph¤¢ng pháp này khá lãn, tuy nhiên, đÅ có thÅ áp dăng đ¤āc thì các dă liÉu viÇn thám khác cÅn phÁi đáp ćng mát sÓ giÁ thiÁt nhÃt đÍnh và đá ×n đÍnh, tính đÅng h¤ãng, đá phân giÁi không gian đÍnh s¿n, cÁnh Ánh không chća thông tin ngÁu nhiên, ph¤¢ng sai Nugget đác lÃp vãi ph¤¢ng sai cÃu trúc phă thuác không gian

Năm 2000, t× chćc tiêu chu¿n thÁ giãi (The International Organization for Standardization_ISO) đã đ¤a ra tiêu chu¿n ISO 12233 và viÉc sā dăng ph¤¢ng pháp c¿nh

nghiêng đÅ tính toán giá trÍ MTF (International Standard ISO 12233:2000(E)) Và năm

2017, ph¤¢ng pháp này đã đ¤āc chËnh sāa thêm và đ×i thành ISO 12233:2017 Ph¤¢ng pháp này cho phép ¤ãc tính MTF nhanh chË trên mát cÁnh Ánh; h¢n thÁ năa, và mÁt tiêu chu¿n hóa, giá trÍ MTF tÿ nhiÃu nguÕn khác nhau có thÅ đ¤āc so sánh dÇ dàng và chính xác Do vÃy tác giÁ M Estribaeu và P Magna đã sā dăng ph¤¢ng pháp này đÅ ¤ãc tính MTF cho cÁm biÁn CMOS và so sánh kÁt quÁ vãi viÉc sā dăng vÃt chu¿n hình sin [39] KÁt quÁ giăa hai ph¤¢ng pháp rÃt giÓng nhau, tuy nhiên đó là trong tr¤ång hāp vÃt chu¿n hình sin đ¤āc chăp vãi góc nghiêng khoÁng 5° MÁc dù ph¤¢ng pháp c¿nh nghiêng theo tiêu chu¿n ISO 12233 đ¤āc thiÁt kÁ đÅ ¤ãc tính MTF cho hÅu hÁt các thiÁt bÍ chăp Ánh và chË cÅn chăp mát Ánh, nh¤ng điÅm yÁu cąa nó là góc chăp cÅn phÁi nhÑ h¢n 10° [39], và tiêu chu¿n đà xuÃt là 5°; điÃu này không đ¢n giÁn trong thąc tÁ chăp Ánh cąa các hÉ thÓng vÉ tinh, đÁc biÉt là các hÉ thÓng vÉ tinh nhÑ vÓn có ¤u điÅm m¿nh nhÃt là tính linh ho¿t cao

Các tác giÁ Hang Li, Changxiang Yan, và Jianbing Chao đã thay đ×i mát sÓ điÅm trên c¢ sç ph¤¢ng pháp c¿nh nghiêng đÅ ¤ãc tính MTF cho hÉ thÓng chăp Ánh hÕng

ngo¿i trong nghiên cću cąa mình [64] Trong đó, các tác giÁ đã đà xuÃt ph¤¢ng pháp chËnh sāa ph¤¢ng pháp c¿nh nghiêng mãi là są kÁt hāp giăa ph¤¢ng pháp chiÁt tách góc c¿nh mãi và ph¤¢ng pháp ESF thích hāp mãi Các kÁt quÁ mô phÑng thąc nghiÉm và áp dăng thąc tÁ cho thÃy, ph¤¢ng pháp mãi này chính xác và ×n đÍnh h¢n so vãi ph¤¢ng pháp cąa tiêu chu¿n ISO 12233 Tuy nhiên, đÓi vãi mßi lo¿i thiÁt bÍ chăp Ánh l¿i cÅn có thåi gian đÅ tiÁn hành mô phÑng và thąc nghiÉm đÅ tìm ra ph¤¢ng pháp chiÁt tách c¿nh cũng nh¤ hàm lan truyÃn c¿nh thích hāp nhÃt

Bên c¿nh ph¤¢ng pháp c¿nh nghiêng hay thuÃt toán <gå=, mát sÓ tác giÁ đã đ¤a ra các ph¤¢ng pháp khác đÅ tính ¤ãc tính MTF nh¤ sā dăng ph¤¢ng pháp đánh giá toàn diÉn må đÅ ¤ãc tính MTF đÓi vãi các vÉ tinh có đá phân giÁi cao cąa tác giÁ Wu Zhaocong và cáng są [109] Trong nghiên cću, các tác giÁ đã thiÁt lÃp hai thuác tính cąa MTF và bÁy thuác tính bćc x¿ đ¤āc chiÁt tách tÿ khu vąc <sÓng dao= trên Ánh, bao gÕm: Nyquist, MTF 0.5, entropy, đËnh tË lÉ tín hiÉu trên nhiÇu, sai khác trung bình, c¤ång đá c¿nh, gradient trung bình, đá t¤¢ng phÁn và khoÁng cách lÃy mÁu mÁt đÃt Các thā nghiÉm đ¤āc thąc hiÉn trên Ánh GF2 và so sánh giăa các vÃt chu¿n tą nhiên và nhân t¿o KÁt quÁ là, đÓi vãi cùng mát vÉ tinh thì chÃt l¤āng Ánh cąa các toà nhà, mÁt n¤ãc v¤āt trái so vãi đÃt nông nghiÉp; và Ánh hiÉu chËnh thąc đÍa đ¿t chÃt l¤āng cao nhÃt Khi so sánh GF2 vãi SPOT7, nÁu chÏn MTF và SNR là các yÁu tÓ chính thì chÃt l¤āng SPOT7 tÓt h¢n GF2, nh¤ng nÁu chÏn thuác tính c¿nh, entropy và đá phân giÁi không gian thì GF2 tÓt h¢n SPOT7 Nh¤ vÃy, ph¤¢ng pháp đánh giá toàn diÉn må không chË có thÅ đánh giá chÃt l¤āng hình Ánh mát cách toàn diÉn mà còn có thÅ phÁn ánh tác đáng cąa các đÁc điÅm khác nhau đÅ đánh giá chÃt l¤āng hình Ánh khác nhau mát cách linh ho¿t Đây là mát ph¤¢ng pháp khá khÁ quan đÅ so sánh chÃt l¤āng giăa hai hÉ thÓng chăp Ánh, tuy nhiên viÉc đánh giá này là t¤¢ng đÓi vì phă thuác vào viÉc ląa chÏn yÁu tÓ nào là chính

Nhóm tác giÁ Jin Li, Fei Xing, Ting Sun, Zheng You đã đà xuÃt mát ph¤¢ng pháp ¤ãc tính MTF gÕm 5 b¤ãc là: sā dăng mô hình di chuyÅn điÅm Ánh đÅ chiÁt xuÃt các Ánh có ç điÃu kiÉn d¤ãi khung; sā dăng mát thuÃt toán hình thái hÏc và bá lÏc đÕng cÃu t¤¢ng quan đÅ lo¿i bÑ nhiÇu và tăng c¤ång Ánh d¤ãi khung; sā dăng mát phÅn khác biÉt cąa hình Ánh đÅ xác đÍnh chính xác vÍ trí cąa các điÅm c¿nh; sā dăng mát mô hình hàm quang hÏc đÅ xây dąng hàm lan truyÃn c¿nh đá phân giÁi cao; cuÓi cùng là ¤ãc tính MTF bằng cách đ¿o hàm và biÁn đ×i Fuorier [65] Các thąc nghiÉm trong nghiên cću khi sā

dăng trên Ánh SPOT5 và Quickbirds đã chË ra rằng ph¤¢ng pháp đánh giá MTF này v¤āt trái h¢n so vãi các ph¤¢ng pháp khác_sÓng dao và c¿nh nghiêng Và các tác giÁ cũng hy vÏng ph¤¢ng pháp này có thÅ là mát tham chiÁu đÅ đánh giá MTF trong t¤¢ng lai ĐÁc điÅm n×i bÃt cąa ph¤¢ng pháp này là viÉc sā dăng mát phÅn Ánh khác biÉt đ¤āc chiÁt tách trong cÁnh Ánh đÅ đánh giá mà không sā dăng các vÃt chu¿n ĐiÃu này đòi hÑi viÉc ląa chÏn Ánh d¤ãi khung cÅn chính xác và đÁm bÁo đá đą t¤¢ng phÁn đÅ có thÅ tiÁn hành các b¤ãc tiÁp theo

Cho rằng ph¤¢ng pháp kinh điÅn đÅ đánh giá MTF dąa trên các vÃt chu¿n trên mÁt đÃt có d¿ng sÓng dao gây ra nhăng h¿n chÁ trong viÉc thiÁt kÁ thiÁt bÍ chăp Ánh có tính đÁn đá må cũng nh¤ viÉc bÁo trì các vÃt chu¿n trên mÁt đÃt, h¢n thÁ năa, đÓi vãi nh¤ng thiÁt bÍ có MTF cao thì viÉc đánh giá s¿ khó khăn do hàm lan truyÃn điÅm bÍ giÁm quá nhiÃu, nhóm tác giÁ Christophe Latry, Vincent Despringre, Christophe Valorge [57] sā dăng mát giÁi pháp khác, đó là chăp hai cÁnh Ánh cùng vÍ trí có đá phân giÁi cao thÃp khác nhau, khi tË lÉ này đÁn khoÁng 3 thì có thÅ mô phÑng Ánh đá phân giÁi thÃp h¢n thông qua các bá lÏc chÃp và lÃy mÁu, ph¤¢ng pháp này gÏi là bình ph¤¢ng nhÑ nhÃt Ph¤¢ng pháp này gÕm mát quy trình lÁp, theo đó bá lÏc chÃp liên tăc đ¤āc phát triÅn đÅ giÁm thiÅu tiêu chí bình ph¤¢ng nhÑ nhÃt khi đo są khác biÉt giăa Ánh mô phÑng và Ánh chăp có đá phân giÁi thÃp Khi quá trình này hái tă thì sā dăng phép biÅn đ×i Fuorier cąa bá lÏc chÃp đ¤a ra ¤ãc tính tË lÉ giăa MTF cąa Ánh đá phân giÁi thÃp và MTF cąa Ánh đá phân giÁi cao Nhóm tác giÁ cũng cho rằng, ph¤¢ng pháp này có thÅ áp dăng thành công cho các hÉ thÓng vÉ tinh đá phân giÁi cao nh¤ Quickbirds, IKONOS, SPOT5, PLEIASDES-HR trong t¤¢ng lai, tuy nhiên vÁn cÅn thåi gian đÅ kiÅm nghiÉm

1.3.2 Þ Việt Nam

MÁc dù dă liÉu Ánh viÇn thám đã đ¤āc đ¤a vào ćng dăng ç ViÉt Nam tÿ rÃt nhiÃu năm, tuy nhiên công tác đánh giá chÃt l¤āng Ánh vÁn còn rÃt h¿n chÁ Mát phÅn là do dă liÉu hoàn toàn phă thuác vào nhà cung cÃp, mát phÅn là do không có đą thông tin, cũng nh¤ dă liÉu ç mćc thô đÅ tiÁn hành các nghiên cću, phân tích và đánh giá Do đó, các công bÓ và công tác đánh giá chÃt l¤āng Ánh còn ch¤a nhiÃu

HÅu hÁt các nghiên cću và chÃt l¤āng Ánh ç n¤ãc ta mãi dÿng ç mćc xā lý, tăng c¤ång chÃt l¤āng Ánh phăc vă cho công tác chiÁt tách thông tin tÿ dă liÉu Ánh viÇn thám quang hÏc, nh¤ nghiên cću cąa tác giÁ L¤¢ng Chính KÁ [3] đã thąc hiÉn năm 2011 đã

thąc hiÉn hiÉu chËnh, chu¿n hóa bćc x¿ ph× Ánh viÇn thám quang hÏc đa thåi gian và kỹ thuÃt trán Ánh nhằm nâng cao đá tin cÃy và đá chính xác phân lo¿i Ánh

Tác giÁ Chu HÁi Tùng [5] cũng đã có nghiên cću xā lý tăng c¤ång chÃt l¤āng Ánh VNREDSat-1, nh¤ng nái dung tÃp trung vào ph¤¢ng pháp mô hình hóa và nÅn chËnh hình hÏc, ph¤¢ng pháp xā lý dàn màu ph× phăc vă cÅt ghép Ánh, các thuÃt toán, chuyÅn đ×i trên các kênh Ánh đÅ làm n×i bÃt các yÁu tÓ trên bà mÁt trái đÃt

Tác giÁ NguyÇn Văn Hùng [2] cũng đã nghiên cću đà xuÃt biÉn pháp quÁn lý chÃt l¤āng các lo¿i Ánh viÇn thám đang đ¤āc sā dăng ph× biÁn hiÉn nay Trong đó cũng đã đà cÃp đÁn vÃn đà quÁn lý chÃt l¤āng Ánh bao gÕm cÁ đá sÅc nét và hình Ánh, đá t¤¢ng phÁn; tuy nhiên các đÁc điÅm này l¿i đ¤āc thā nghiÉm trên sÁn ph¿m Ánh mćc 3A, 3B, và cũng ch¤a có công că đÅ đánh giá

Tác giÁ ĐÁng Tr¤ång Giang [1] cũng đã có nghiên cću đánh giá chÃt l¤āng ph× cąa dă liÉu viÇn thám Pleiades, SPOT6/7, VNREDSat-1, Sentinel-2, Landsat-8; nh¤ng dă liÉu đ¤āc đánh giá là dă liÉu viÇn thám đã xā lý mćc 3A, 3B ĐÕng thåi nghiên cću cũng tÃp trung vào đánh giá công tác xā lý ph×, ghép Ánh cąa quá trình sÁn xuÃt bình đÕ Ánh vÉ tinh

GÅn đây, khi ViÉt Nam có hÉ thÓng vÉ tinh quan sát Trái ĐÃt đÅu tiên là VNREDSat-1, các nhà khoa hÏc mãi bÅt đÅu quan tâm và thąc hiÉn nghiên cću sâu h¢n và chÃt l¤āng Ánh, tiêu biÅu nh¤ cąa tác giÁ Nghiêm Văn TuÃn và cáng są [4] đã đà xuÃt các thông sÓ cÅn kiÅm đÍnh chÃt l¤āng Ánh viÇn thám quang hÏc cąa ViÉt Nam, và mÁt hình hÏc là MTF, GSD, và mÁt bćc x¿ là: SNR, DS, PRNU, dÁi đáng bćc x¿, mćc đá bão hòa ĐÕng thåi, các tác giÁ đã đà xuÃt hiÉu chËnh hai thông sÓ bćc x¿ là DS và PRNU KÁt quÁ thu đ¤āc cũng giÓng nh¤ hÅu hÁt các nghiên cću khác trên thÁ giãi đó là chË đánh giá chÃt l¤āng Ánh cąa hÉ thÓng VNREDSat-1 so vãi tiêu chu¿n thiÁt kÁ đ¤āc nhà sÁn xuÃt đ¤a ra ĐÓi vãi viÉc ćng dăng Ánh trong thąc tÁ ch¤a đ¤a ra các đánh giá că thÅ và hiÉu chËnh đÅ đáp ćng nhu cÅu sā dăng cąa ng¤åi dùng Là thành viên chính tham gia đà này, nghiên cću sinh đã kÁ thÿa mát sÓ kÁt quÁ và đánh giá SNR và phát triÅn thêm và quy trình đánh giá chÃt l¤āng Ánh, đÕng thåi thā nghiÉm ph¤¢ng pháp Canny trong chiÁt tách c¿nh đÅ tính toán MTF thay cho thuÃt toán tuyÁn tính đã sā dăng trong đà tài

Ngoài ra, ch¤a có nhiÃu các công bÓ khác và đánh giá hay kiÅm đÍnh chÃt l¤āng Ánh viÇn thám quang hÏc cąa ViÉt Nam hay các nguÕn dă liÉu khác đ¤āc sā dăng ç ViÉt Nam Tuy vÃy, trong quá trình vÃn hành và khai thác, đái ngũ kỹ s¤ cąa Trung tâm ĐiÃu

khiÅn và Khai thác vÉ tinh nhÑ (ViÉn Công nghÉ vũ tră, ViÉn Hàn lâm Khoa hÏc và Công nghÉ ViÉt Nam) đ¢n vÍ chÍu trách nhiÉm vÃn hành và khai thác vÉ tinh VNREDSat-1, đã tiÁn hành các ho¿t đáng đánh giá chÃt l¤āng Ánh Các công viÉc liên quan đÁn đánh giá và hiÉu chËnh chÃt l¤āng Ánh hiÉn nay đang đ¤āc thąc hiÉn theo các tài liÉu h¤ãng dÁn kỹ thuÃt cąa nhà sÁn xuÃt vÉ tinh (Astrium, Pháp) và cũng chË tiÁn hành đánh giá các thông sÓ nhÃt đÍnh là DS, PRNU Khi đánh giá các thông sÓ này, Ánh VNREDSat-1 chăp vùng sa m¿c (ví dă Lybia), đ¿i d¤¢ng (Đ¿i Tây D¤¢ng) hoÁc băng vĩnh cāu (ví dă BÅc Cąc) đ¤āc dùng đÅ đánh giá Mát sÓ thông sÓ khác nh¤ đá t¤¢ng phÁn, giá trÍ đá phân giÁi mÁt đÃt (GSD), tË lÉ tín hiÉu bÍ nhiÇu, dÁi đáng bćc x¿ khi đánh giá đòi hÑi phÁi có vÃt chu¿n đÅ đánh giá Do đó trên thąc tÁ các thông sÓ trên đÓi vãi Ánh VNREDSat-1 ch¤a đ¤āc đánh giá chi tiÁt và că thÅ kÅ tÿ khi ViÉt Nam tiÁp nhÃn hÉ thÓng tÿ nhà sÁn xuÃt

Bên c¿nh đó, Bá Tài nguyên và Môi tr¤ång cũng đã ban hành mát sÓ văn bÁn có liên quan đÁn chÃt l¤āng Ánh nh¤ thông t¤ sÓ 10/2015/TT-BTNMT [6] và Quy đÍnh kỹ thuÃt và sÁn xuÃt Ánh viÇn thám quang hÏc đá phân giÁi cao và siêu cao đÅ cung cÃp đÁn ng¤åi sā dăng Trong đó chË rõ cÅn phÁi kiÅm tra chÃt l¤āng Ánh viÇn thám trong quá trình sÁn xuÃt ç các mćc khác nhau nh¤: mćc 1A cÅn kiÅm tra và đá che phą mây, mćc đá đÕng đÃu và ph×; mćc 2A cÅn kiÅm tra hÉ tÏa đá, múi chiÁu, kiÅm tra mćc đá đÕng đÃu và ph×, đá chính xác giăa Ánh đa ph× và toàn sÅc; mćc 3A cÅn kiÅm tra thêm so vãi mćc 2A và đá chính xác so vãi điÅm khÓng chÁ, điÅm kiÅm tra; mćc 3B cÅn kiÅm tra các vÁt ghép Ánh, mćc đá đÕng đÃu và ph× cąa các mÁnh ghép

Ngoài ra còn có thông t¤ sÓ 52/2016/TT-BTNMT [7] và Quy đÍnh quy trình công nghÉ và đÍnh mćc kinh tÁ - kỹ thuÃt thu nhÃn và xā lý Ánh VNREDSat-1 Trong đó, b¤ãc đánh giá chÃt l¤āng Ánh đ¤āc chia thành các mćc RÃt tÓt, TÓt, XÃu, và Không sā dăng đ¤āc trên c¢ sç giá trÍ BER (Bit Error Rate) trong quá trình xā lý tín hiÉu ra Ánh

Có thÅ thÃy, nhăng nghiên cću và chÃt l¤āng Ánh ç n¤ãc ta th¤ång tÃp trung vào sÁn ph¿m Ánh ç các mćc xā lý cao nh¤ 3A, 3B, các kỹ thuÃt xā lý đÅ tăng c¤ång chÃt l¤āng sÁn ph¿m Ánh Nhăng mćc xā lý thÃp h¢n còn ch¤a có nhiÃu nghiên cću Các quy đÍnh cąa c¢ quan quÁn lý cũng mãi dÿng ç mćc đánh giá mćc đá đÕng đÃu và ph×, đá che phą mây, đá chính xác hình hÏc

1.4 TiÃu k¿t ch¤¢ng 1

Nhìn chung, đÅ đánh giá chÃt l¤āng Ánh viÇn thám quang hÏc, hiÉn nay trên thÁ giãi có các ph¤¢ng pháp nh¤: đánh giá trong phòng thí nghiÉm, đánh giá trąc tiÁp trên quỹ đ¿o, đánh giá bằng Ánh, đánh giá chéo Các ph¤¢ng pháp khác đã đ¤āc đà xuÃt nh¤ tą đáng đánh giá hay dąa trên thuÃt toán må nh¤ng các ph¤¢ng pháp này vÁn còn cÅn phÁi kiÅm nghiÉm thêm trên nhiÃu hÉ thÓng vÉ tinh và khÁ năng ćng dăng còn h¿n chÁ Trong đó, ph¤¢ng pháp sā dăng Ánh đ¤āc các nhà sÁn xuÃt cũng nh¤ các nhà nghiên cću áp dăng ph× biÁn và ráng rãi nhÃt vãi các thuÃt toán và cách tiÁp cÃn khác nhau, tùy theo tÿng lo¿i vÉ tinh

Và mÁt chË sÓ, các nghiên cću thąc hiÉn đánh giá dąa vào các thông sÓ nh¤: MTF; khoÁng cách lÃy mÁu mÁt đÃt; đá ráng dÁi chăp; SNR; dÁi đáng bćc x¿; mćc đá bão hòa Trong đó hai thông sÓ SNR, MTF đ¤āc sā dăng nhiÃu nhÃt vì đây là nhăng thông sÓ đ¤āc xác đÍnh dÇ dàng; có są t¤¢ng đÕng giăa thông sÓ lý thuyÁt và thąc tÁ chÃt l¤āng Ánh nh¤ đá phân giÁi không gian, đá sÅc nét, l¤āng thông tin cung cÃp ĐÅ xác đÍnh SNR, MTF có nhiÃu ph¤¢ng pháp và có thÅ chË cÅn dùng Ánh bãi kiÅm đÍnh không cÅn các thiÁt bÍ đÁc thù mà điÃu kiÉn ViÉt Nam hiÉn nay ch¤a có

Mát nhóm thông sÓ khác ít đ¤āc đánh giá h¢n là nhóm liên quan đÁn đá chính xác, gÕm có: đá chính xác chË h¤ãng, đá chính xác đÍnh vÍ, đá chính xác cąa Ánh trąc giao khi sā dăng và không sā dăng điÅm khÓng chÁ mÁt đÃt Do các thông sÓ này không chË liên quan đÁn thiÁt bÍ chăp Ánh mà còn các phÅn khác nh¤ t¤ thÁ vÉ tinh, quỹ đ¿o, hay các mô hình tính toán, hiÉu chËnh cũng nh¤ đá chính xác cąa điÅm khÓng chÁ mÁt đÃt nên ít đ¤āc dùng h¢n đÅ đánh giá chÃt l¤āng Ánh hay chÃt l¤āng thiÁt bÍ chăp Ánh

HÅu hÁt nghiên cću trên thÁ giãi liên quan đÁn đánh giá chÃt l¤āng thiÁt bÍ thu nhÃn Ánh đÃu đ¤āc các tác giÁ cąa các quÓc gia, vùng lãnh th× phát triÅn m¿nh và công nghÉ vÉ tinh thąc hiÉn vãi đÅy đą điÃu kiÉn h¿ tÅng kỹ thuÃt, thông tin và thiÁt kÁ hÉ thÓng thu nhÃn Ánh KÁt quÁ thu đ¤āc mãi dÿng ç viÉc đánh giá chÃt l¤āng cąa thiÁt bÍ thu nhÃn Ánh so vãi yêu cÅu thiÁt kÁ, hoÁc thay đ×i, cÁi tiÁn thuÃt toán trong viÉc đánh giá, mà ch¤a có liên hÉ giăa các kÁt quÁ đánh giá này vãi nhu cÅu cąa ng¤åi sā dăng Ánh

T¿i ViÉt Nam, viÉc đánh giá chÃt l¤āng thiÁt bÍ thu nhÃn Ánh còn rÃt h¿n chÁ, các nghiên cću liên quan đÁn chÃt l¤āng Ánh mãi dÿng l¿i ç viÉc nghiên cću nâng cao chÃt l¤āng sÁn ph¿m Ánh sau khi đ¤āc tr¿m mÁt đÃt thu nhÃn và xā lý Ch¤a có nhiÃu công bÓ liên quan đÁn chÃt l¤āng Ánh mćc thô h¢n

BÁn thân ho¿t đáng cąa thiÁt bÍ chăp Ánh có phát sinh nhiÉt, dÁn đÁn viÉc hÉ thÓng thu nhÃn Ánh vÁn có tín hiÉu vào khi không thu nhÃn Ánh gây ra sai sÓ đ¤āc gÏi là tín hiÉu tÓi DS; các cÁm biÁn trên thiÁt bÍ thu nhÃn Ánh có mćc đá hÕi đáp không đÕng đÃu PRNU vãi cùng mát mćc năng l¤āng đÅu vào cũng gây ra sai sÓ cąa tín hiÉu hău ích Do vÃy, tr¤ãc khi sā dăng dă liÉu mćc 1A đÅ tính toán hai thông sÓ SNR và MTF, cÅn thąc hiÉn hiÉu chËnh DS, PRNU bằng dă liÉu mćc 0

Trong đà tài này, nghiên cću sinh s¿ sā dăng hai thông sÓ SNR, MTF và xây dąng quy trình tính toán đÅ thąc hiÉn đánh giá chÃt l¤āng Ánh viÇn thám quang hÏc cąa ViÉt Nam ĐÅ thąc hiÉn nghiên cću này trong điÃu kiÉn ViÉt Nam, s¿ sā dăng dă liÉu Ánh mćc 0 chăp các bãi kiÅm đÍnh tą nhiên t¿i Đ¿i Tây D¤¢ng, sa m¿c Lybia, sa m¿c Algeria và dă liÉu Ánh mćc 1A chăp bãi kiÅm đÍnh nhân t¿o t¿i thành phÓ Buôn Ma Thuát, tËnh ĐÅk LÅk, bãi kiÅm đÍnh t¿i Salon de Provence, Pháp