ứng dụng viễn thám trong đo đạc bản đồ

MỞ ĐẦU Từ vệ tinh quan sát trái đất Landsat phóng vào năm 1972 viễn thám lần đưa vào khai thác vào sử dụng nhờ tiến khoa học kỹ thuật viễn thám phát triển ứng dụng nhiều lĩnh vực khác toàn giới Viễn thám nghiên cứu trái đất thông qua dải quang phổ rộng với nhiều bước sóng khác từ dải sóng nhìn thấy đến dải sóng hồng ngoại nhiệt Các hệ vệ tinh bổ sung thêm tính quan sát trái đất tốt với quy mô không gian khác Vệ tinh cung cấp lượng thông tin không lồ phong phú phản ứng quang phổ hợp phần trái đất như: đất, nước, thực vật… Ngày nay, biến đổi môi trường diễn nhanh chóng (VD: hoạt động tàn phá rừng, mở rộng đô thị, lũ lụt…) cần phải có liệu nhanh chóng kịp thời viễn thám có khả cung cấp tư liệu Việc khai thác tư liệu viễn thám mục đích lại phụ thuộc vào nhà chuyên môn Do nghiên cứu ảnh viễn thám vào công tác đồ đóng vai trò quan trọng Trong phạm vi tiểu luận đưa cách khái quát số ứng dụng viễn thám công tác thành lập chỉnh sản phẩm đồ MỤC LỤC MỞ ĐẦU MỤC LỤC .2 CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ VIỄN THÁM .3 1.1 Khái quát chung viễn thám 1.2 Cơ sở vật lý viễn thám 1.3 Đặc trưng phản xạ phổ số đối tượng tự nhiên .7 1.3.1 Tầm quan trọng việc nghiên cứu đặc trưng phản xạ phổ tư liệu viễn thám ER (λ) Năng lượng bước sóng λ phản xạ từ đối tượng ρ(λ)= = - x 100 .7 E0 (λ) Năng lượng bước sóng λ rơi vào đối tượng 1.3.2 Đặc tính phản xạ phổ số nhóm đối tượng tự nhiên CHƯƠNG II: CÁC ỨNG DỤNG CỦA VIỄN THÁM TRONG CÔNG TÁC BẢN ĐỒ 2.1 Ứng dụng việc thành lập đồ địa hình 10 2.2 Ứng dụng việc thành lập đồ trực ảnh vệ tinh .15 2.3 Ứng dụng việc chỉnh đồ địa hình .17 2.4 Ứng dụng việc thành lập đồ trạng sử dụng đất phục vụ công tác điều tra, kiểm kê trạng sử dụng đất .21 2.5 Ứng dụng việc thành lập đồ đất ngập nước 24 2.6 Ứng dụng để thành lập số đồ chuyên đề khác 28 KẾT LUẬN 30 TÀI LIỆU THAM KHẢO 31 CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ VIỄN THÁM 1.1 Khái quát chung viễn thám Các vệ tinh quan sát Trái Đất chia thành ba nhóm lớn, tùy thuộc vào mục đích sử dụng thông tin thu được: nhóm vệ tinh khí tượng, nhóm vệ tinh tài nguyên môi trường nhóm vệ tinh quân Các vệ tinh thuộc nhóm thứ thường có quỹ đạo bay địa tĩnh có chu kỳ lặp lại ngắn từ tiếng đến vài ngày Ảnh thu từ vệ tinh khí tượng có độ phân giải không gian thường thấp, từ đến vài km, thu thông tin diện tích lớn bề mặt Trái Đất Các vệ tinh thuộc nhóm thứ hai có quỹ đạo bay thấp Ảnh thu từ vệ tinh có độ phân giải mặt đất cao hơn, đạt từ 80 m đến m với chu kỳ lặp lại dài hơn, 5(IRS), 14(TM) hay 26(SPOT) ngày Nhóm vệ tinh thứ ba, nhóm vệ tinh thám - quân sự, thuộc bí mật quốc gia Nhờ có vệ tinh công nghệ viễn thám đại đời trở thành công nghệ có ý nghĩa thực tiễn lớn công tác điều tra, quản lí tài nguyên, bao gồm tài nguyên rừng "Viễn thám xác định phương pháp nghiên cứu đối tượng, tượng thiết bị, đặt cách đối tượng khoảng cách đó, không đòi hỏi tiếp xúc trực tiếp với đối tượng" Công nghệ viễn thám bao gồm thu nhận thông tin từ vệ tinh máy bay, xử lý, phân tích thông tin nhằm giải nhiệm vụ đặt Cơ sở khoa học công nghệ viễn thám dựa chất vật lí tự nhiên vật thể (đối tượng) điều kiện khác khả phản xạ xạ sóng điện từ có đặc trưng riêng Từ đó, nguồn tư liệu viễn thám hình thành kết thu nhận lượng phản xạ xạ sóng điện từ đối tượng thiết bị gọi viễn cảm hay cảm (remote sensor) máy chụp ảnh Hệ thống vệ tinh giám sát tài nguyên môi trường trái đất Trong năm gần đây, với tiến khoa học kỹ thuật, công nghệ viễn thám phát triển mạnh cải tiến vệ tinh chụp ảnh, thiết bị chụp ảnh phương pháp chụp Những thông tin thu thập từ công nghệ viễn thám sử dụng vào nhiều mục đích như:  Đo đạc đồ, chỉnh đồ, cập nhật đồ, lập sở liệu  Kiểm kê đất đai, thành lập đồ trạng sử dụng đất  Nghiên cứu biến đổi khí hậu, biến động tầng ôzôn  Khí tượng, thuỷ văn, dự báo thời tiết  Ứng dụng nông nghiệp lâm nghiệp  Điều tra tài nguyên khoáng sản  Theo dõi, giám sát môi trường tràn dầu, lũ lụt, cháy rừng, xói mòn, sạt lở đất  Theo dõi mùa màng, giám sát tài nguyên rừng toàn quốc  Theo dõi giảm nhẹ thiên tai  Ứng dụng quản lý đới bờ  Các ứng dụng hải dương học 1.2 Cơ sở vật lý viễn thám Viễn thám phương pháp xử lý phân tích thông tin đối tượng phân bố bề mặt Trái Đất thu thập từ ba tầng không gian: * Vũ trụ (ngoài khí quyển) * Tầng trung (tầng khí quyển) * Mặt đất nhằm xác định cách tổng hợp thuộc tính đối tượng nghiên cứu Khái niệm chung viễn thám Cơ sở khoa học công nghệ viễn thám dựa chất vật lí tự nhiên vật thể (đối tượng) điều kiện khác khả phản xạ xạ sóng điện từ có đặc trưng riêng Từ đó, nguồn tư liệu viễn thám hình thành kết thu nhận lượng phản xạ xạ sóng điện từ đối tượng thiết bị gọi viễn cảm hay cảm (remote sensor) máy chụp ảnh Sóng điện từ phản xạ xạ từ vật thể thường nguồn tư liệu chủ yếu viễn thám Các tính chất vật thể xác định thông qua lượng xạ phản xạ từ vật thể Viễn thám công nghệ nhằm xác định nhận biết đối tượng điều kiện môi trường thông qua đặc trưng riêng phản xạ xạ Bức xạ điện từ Bức xạ điện từ có thông số bản, tần số, hướng lan truyền, biên độ mặt phẳng phân cực Các thông số sử dụng việc khai thác thông tin ảnh Ví dụ: tần số dùng để xác định vận tốc chuyển động vật thể dựa hiệu ứng Doppler, hướng lan truyền sử dụng để phát cấu trúc đối tượng Biên độ thể mức độ sáng tối vật thể sử dụng phần tử giải đoán ảnh bản, mặt phân cực sử dụng để xác định hình dạng vật thể - ánh sáng phản xạ bề mặt tương tự cho chùm tia có mặt phẳng phân cực giống Do ảnh hưởng vật chất có khí nước, khí CO2 mà độ truyền dẫn khí bị giảm thiểu nhiều bước sóng Tại vùng cảm vệ tinh không nhận xạ từ bề mặt Trái Đất - đồng nghĩa với việc cảm vệ tinh không nhận dược thông tin Ở vùng lại dải sóng điện từ sử dụng viễn thám xạ đạt tới cảm Những vùng bước sóng gọi cửa sổ khí quyển, vùng bước sóng mà người ta thiết kế băng phổ cho cảm Tất vật thể phản xạ, hấp thụ, phân tách xạ sóng điện từ cách thức khác đặc trưng thường gọi đặc trưng phổ Đặc trưng phổ phân tích theo nhiều cách khác để nhận dạng đối tượng bề mặt đất, cho phép giải thích mối quan hệ đặc trưng phổ sắc, tông màu ảnh tổ hợp màu để giải đoán đối tượng Về nguyên tắc, vệ tinh “nhìn” tất đối tượng bề mặt Trái Đất bao gồm: đất, nước thực vật Đặc trưng phổ đối tượng biểu diễn hình dưới: Phân loại sóng điện từ Đường cong phổ phản xạ Thông qua đặc điểm đường cong phản xạ phổ đối tượng người ta thiết kế thiết bị thu nhận cho khoảng bước sóng đối tượng có độ phản xạ phổ dễ phân biệt khoảng nằm bước sóng hấp thụ khí nhỏ Dải phổ sử dụng viễn thám vùng cực tím (0,3µm - 0,4µm), vùng ánh sáng nhìn thấy (0,4µm - 0,7µm), đến vùng gần sóng ngắn hồng ngoại nhiệt Trong tất tài liệu sở viễn thám, theo bước sóng sử dụng, công nghệ viễn thám chia làm ba nhóm chính: Viễn thám dải sóng nhìn thấy hồng ngoại Viễn thám hồng ngoại nhiệt Viễn thám siêu cao tần Các loại sóng điện từ ứng dụng nhiều lĩnh vực khác Ví dụ như: Tia Gamma - Y tế hạt nhân; Vùng nhìn thấy - Cho phân tích mắt; Hồng ngoại - Phân biệt thảm thực vật; Nhiệt - Lửa cháy, nhiệt độ mặt nước; Sóng ngắn - Mặt đất, mặt nước 1.3 Đặc trưng phản xạ phổ số đối tượng tự nhiên 1.3.1 Tầm quan trọng việc nghiên cứu đặc trưng phản xạ phổ tư liệu viễn thám Đặc điểm phản xạ phổ đối tượng bề mặt Trái Đất thông số quan trọng viễn thám Độ phản xạ phổ tính theo công thức: ER (λ) ρ(λ)= = E0 (λ) Năng lượng bước sóng λ phản xạ từ đối tượng - x 100 Năng lượng bước sóng λ rơi vào đối tượng ρ độ phản xạ phổ, tỷ lệ % lượng rơi xuống phản xạ trở lại Do thông tin viễn thám có liên quan trực tiếp đến lượng phản xạ từ đối tượng, nên việc nghiên cứu tính chất quang học (chủ yếu đặc trưng phản xạ phổ) đối tượng tự nhiên đóng vai trò quan trọng việc ứng dụng có hiệu phương pháp viễn thám Phần lớn phương pháp ứng dụng viễn thám sử dụng có liên quan trực tiếp gián tiếp với việc nghiên cứu đặc trưng phản xạ phổ đối tượng hay nhóm đối tượng nghiên cứu Các thiết bị ghi nhận, loại phim chuyên dụng với độ nhạy cảm phổ phù hợp chế tạo dựa kết nghiên cứu quy luật phản xạ phổ đối tượng tự nhiên Trong lĩnh vực viễn thám, kết việc giải đoán thông tin phụ thuộc nhiều vào hiểu biết mối tương quan đặc trưng phản xạ phổ, chất trạng thái đối tượng tự nhiên Những thông tin đặc trưng phản xạ phổ cho phép nhà chuyên môn chọn kênh ảnh tối ưu chứa nhiều thông tin đối tượng nghiên cứu, đồng thời sở liệu viễn thám để phân tích nghiên cứu tính chất đối tượng địa lý, tiến tới phân loại đối tượng 1.3.2 Đặc tính phản xạ phổ số nhóm đối tượng tự nhiên * Đặc tính phổ phản xạ thực vật Lớp phủ thực vật đối tượng quan tâm nhiều chiếm đa số diện tích bề mặt tự nhiên Khả phản xạ phổ thực vật xanh dấu hiệu đặc trưng thay đổi theo bước sóng Trong vùng ánh sáng nhìn thấy sắc tố ảnh hưởng đến đặc tính phản xạ phổ nó, đặc biệt chất Clorophin, số sắc tố khác góp phần tạo nên phản xạ phổ thực vật Nhìn chung, khác đặc trưng phản xạ phổ thực vật xác định yếu tố cấu tạo cây, tác động ngoại cảnh (điều kiện sinh trưởng, điều kiện chiếu sáng, thời tiết ) song đặc trưng phản xạ phổ lớp phủ thực vật có quy luật chung: phản xạ mạnh vùng sóng xanh (510- 575 µm) hồng ngoại gần (>720 µm), hấp thụ mạnh vùng sóng xanh tím (390- 480 µm) sóng đỏ (680-720 µm) Đặc tính phản xạ chi phối tế bào diệp lục (Clorophil) có cấu trúc Hàm lượng diệp lục tố biến đổi tuỳ thuộc vào tình trạng (non hay già, khoẻ mạnh hay sâu bệnh) Ngoài ra, có khác tương đối rõ khả phản xạ phổ nhóm có khả chịu nước khác (cây chịu nước, trung sinh, chịu hạn ), đặc biệt vùng hồng ngoại * Đặc tính phổ phản xạ thổ nhưỡng Trên hình đường cong biểu diễn đặc trưng phản xạ thổ nhưỡng đơn giản so với đặc trưng phản xạ phổ lớp phủ thực vật, tăng dần khả phản xạ phổ với độ dài bước sóng đặc biệt vùng cận hồng ngoại hồng ngoại Trong thực tế nghiên cứu, đa số trường hợp đối tượng thực vật đất kết hợp với tạo thành đối tượng tổ hợp Trong vùng ánh sáng nhìn thấy, đất thường có hệ số phản xạ cao thực vật * Đặc tính phổ phản xạ nước Khả phản xạ phổ nước phụ thuộc chủ yếu vào tính chất nước hàm lượng vật chất lơ lửng, Nước bẩn chứa nhiều tạp chất phản xạ mạnh so với nước sạch, vùng dải sóng đỏ Nước phản xạ mạnh vùng sóng ngắn Blue, yếu dần sang vùng Green triệt tiêu cuối dải sóng đỏ Khi nước bị đục, khả phản xạ tăng lên ảnh hưởng tán xạ vật chất lơ lửng Sự thay đổi tính chất nước (độ mặn, độ đục, độ sâu ) ảnh hưởng đến tính chất phổ chúng Nghĩa tính chất nước thay đổi, hình dạng đường cong giá trị phổ phản xạ bị thay đổi CHƯƠNG II: CÁC ỨNG DỤNG CỦA VIỄN THÁM TRONG CÔNG TÁC BẢN ĐỒ Trong trình khai thác nguồn tư liệu ảnh viễn thám điều quan trọng cần thiết mà người sử dụng cần quan tâm khả thông tin ảnh viễn thám Theo báo cáo hội nghị quốc tế Các hệ thống viễn thám đồ ISPRS (Hội Đo vẽ ảnh Viễn thám quốc tê) xác định yêu cầu ảnh vệ tinh để thành lập đồ Các yêu cầu chia làm nhóm tiêu chuẩn: 1- Độ xác mặt phẳng 2- Độ xác xác định độ cao 3- Khả nhận biết (Konecny 1998) Về độ xác mặt phẳng: Theo tiêu chuẩn đồ Mỹ, độ xác mặt phẳng phải tương đương ±0,2mm đồ Như ta có bảng tương quan sau tỷ lệ đồ thành lập độ xác mặt phẳng (tính thực địa) Về độ xác xác định độ cao: Hạn sai phụ thuộc vào góc nghiêng địa hình Theo tiêu chuẩn Mỹ Châu Âu người ta chấp nhận 0,2 khoảng cao đường đồng mức Hạn sai không phụ thuộc vào việc đường đồng mức đo vẽ trực tiếp máy đo vẽ giải tích hay nội suy từ mô hình số độ cao (DEM) Về khả nhận biết ảnh vệ tinh: Trước người ta dựa vào tiêu chuẩn quan hệ độ tương phản độ xám ảnh xác định đơn vị số đường phân biệt 1mm Ngày tiêu chuẩn tương đương với đến pixel tỷ lệ ảnh Như thấy thực tế với khả ảnh vệ tinh có thị trường, có nhiều loại ảnh vệ tinh đáp ứng yêu cầu thành lập đồ tỷ lệ với 1:25.000 chí 1:10.000 ảnh phân giải siêu cao Tuy nhiên với quy định tiêu chuẩn quốc tế, tiêu chuẩn Việt Nam có số loại ảnh vệ tinh đáp ứng độ xác đo vẽ địa hình Bởi dung lượng thông tin đồ dung lượng thông tin ảnh có mốit quan hệ chặt chẽ với Đặc biệt việc dựa vào ảnh vệ tinh để thành lập đồ mức độ thông tin đồ phụ thuộc trực tiếp vào mức độ thông tin ảnh Với ảnh số mối liên hệ thể thông qua độ lớn pixel thực địa ảnh tỷ lệ đồ Giá trị pixel nhỏ dụng lượng thông tin ảnh lớn lượng thông tin mang lại đồ phong phú 2.1 Ứng dụng việc thành lập đồ địa hình Năm 2002 Trung tâm Viễn thám có đề tài nghiên cứu khoa học “Đo vẽ địa hình 1:50.000 ảnh tinh” thử nghiệm đo vẽ địa hình đồ tỷ lệ 1:50.000 ảnh vệ tinh lập thể SPOT4 Việc đo vẽ ảnh lập thể cần phải có cặp ảnh chụp vị trí điều vệ tinh SPOT thực cách chụp ảnh từ quĩ đạo khác hay nghiêng ống kính quĩ đạo 10 2.3 Ứng dụng việc chỉnh đồ địa hình Từ thử nghiệm ban đầu việc sử dụng ảnh đa phổ chụp từ máy bay để chỉnh đồ địa hình tỷ lệ 1: 25.000 khu vực Thủ Đức (TP Hồ Chí Minh) năm 1980-1982, đến việc sử dụng loại ảnh vệ tinh có độ phân giải khác để chỉnh thành lập đồ địa hình nhiều tỷ lệ Hiện Trung tâm Viễn thám Quốc gia đơn vị Bộ Tài nguyên Môi trường giao nhiệm vụ hàng năm để chỉnh đồ địa hình ảnh vệ tinh Việc sử dụng ảnh vệ tinh để chỉnh đồ địa hình thực phương pháp sau: - Phương pháp tương tự - Phương pháp số - Phương pháp số kết hợp với phương pháp tương tự 17 Với phương tiện kỹ thuật đại phương pháp số kết hợp với phương pháp tương tự áp dụng sản xuất Quá trình chỉnh đồ địa hình thực theo sơ đồ công nghệ sau: Công tác chuẩn bị lập LCKT-KT (Thu thập, đánh giá hệ thống hoá tư liệu; Nghiên cứu đặc điểm địa lý khu chỉnh đánh giá đồ cần chỉnh thực địa; In đồ địa hình cần chỉnh; Lập LCKT-KT) Thành lập bình đồ ảnh vệ tinh (Nhập ảnh số, nắn ảnh, ghép ảnh cắt mảnh bình đồ ảnh; Xử lý phổ, trình bày khung bình đồ ảnh;Xuất file ảnh; In bình đồ ảnh) Điều vẽ ảnh (nội nghiệp, ngoại nghiệp) Quét, nắn bình đồ ảnh điều vẽ Thành lập đồ gốc chỉnh dạng số vector (Chập đồ số vector cũ lên ảnh quét đồ chỉnh ảnh quét tử bình đồ ảnh điều vẽ; Bỏ yếu tố không tồn thực tế số hoá bổ sung nội dung thay đổi; Biên tập đồ số) Kiểm tra , nghiệm thu cấp Giao nộp sản phẩm Việc chỉnh đồ tiến hành cách sử dụng ảnh vệ tinh riêng biệt nắn chỉnh hay bình đồ ảnh đồ ảnh nắn chỉnh lưới chiếu đồ cần chỉnh Điểm khác phương pháp chỉnh đồ với việc sử dụng ảnh vệ tinh so với phương pháp chỉnh đổ sử dụng ảnh hàng không đặc điểm việc giải đoán ảnh vũ trụ, công tác tăng dày lưới mặt phẳng độ cao phương pháp nắn chỉnh ảnh Cần lưu ý chỉnh đồ ảnh hàng không diện tích khu đo chụp ảnh nhỏ nên toạ độ vuông góc ảnh không khác nhiều với hệ toạ độ vuông góc đồ nên việc chuyển địa vật giải đoán từ ảnh lên đồ đơn giản Trong phương pháp chỉnh đồ có sử dụng ảnh vệ tinh diện tích khu đo chụp ảnh lớn nên tọa độ ảnh khác biệt nhiều so với toạ độ đồ, nên việc chuyển địa vật giải đoán lên đồ phải thực theo ảnh nắn chỉnh lưới chiếu đồ cần chỉnh 18 Ảnh vệ tinh dùng để chỉnh đồ phải chụp trước thời điểm chỉnh không năm đồ 1:10.000, năm đồ 1:25.000, năm đồ 1:50.000 1:100.000 Hiện chỉnh đồ địa hình từ ảnh vệ tinh có công đoạn thành lập bình đồ ảnh vệ tinh Công đoạn tương tự phần trước Mục đích việc in bình đồ ảnh vệ tinh để phục vụ cho công tác điều vẽ ngoại nghiệp kiểm tra nghiệm thu sản phẩm cuối Còn với phương tiện trang thiết bị công đoạn điều vẽ ảnh nội nghiệp dựa file đồ số ảnh số Công việc điều vẽ tiến hành theo bước điều vẽ nội nghiệp điều vẽ điều tra bổ sung ngoại nghiệp - Điều vẽ nội nghiệp tiến hành theo cách chập file đồ số lên ảnh vệ tinh số để rà soát yếu tố nội dung đồ thay đổi Các yếu tố thay đổi không tồn ảnh tiến hành xóa bỏ file số bổ xung yếu tố xuất ảnh vào file số - Điều vẽ ngoại nghiệp tiến hành sở cần xác minh làm rõ điều vẽ bổ sung cho yếu tố nội dung nghi ngờ chưa xác định điều vẽ nội nghiệp Ngoài ra, phải tiến hành thu thập thông tin chuyên ngành địa phương yếu tố ảnh địa danh, địa giới, tính chất đường giao thông thủy hệ, mạng lưới đường dây điện - Kết điều vẽ ghi nhận trực tiếp bình đồ ảnh vệ tinh đồ địa hình tỷ lệ Trên bình đồ ảnh vẽ yếu tố nội dung đồ thay đổi hình dáng, cấp hạng ghi đặc trưng thuộc tính đối tượng tên địa danh có Khi vẽ cần thể vị trí tương quan địa vật cần chỉnh sửa so với địa vật khác xung quanh Sau có kết điều vẽ ngoại nghiệp bình đồ ảnh quét, nắn số hóa nội dung ghi nhận bình đồ ảnh Biên tập, kiểm tra sửa chữa, ghi CD in đồ thành công đoạn cuối việc chỉnh đồ địa hình Kết đuợc minh họa hình đây: 19 Bản đồ trước chỉnh 20 Bình đồ ảnh vệ tinh điều vẽ ngoại nghiệp Bản đồ sau chỉnh Có thể khẳng định rằng, công nghệ chỉnh đồ địa hình tư liệu ảnh viễn thám thực thành công Việt Nam góp phần không nhỏ vào việc đáp ứng kịp thời tài liệu đồ địa hình cho nhu cầu sử dụng ngành địa phương 2.4 Ứng dụng việc thành lập đồ trạng sử dụng đất phục vụ công tác điều tra, kiểm kê trạng sử dụng đất Để phục vụ cho công tác quản lý đất đai cấp nhu cầu sử dụng đồ trạng sử dụng đất ngành Cứ năm lần Bộ Tài nguyên Môi trường có tổ chức tiến hành kiểm kê đất sở thành lập đồ trạng sử dụng đất qua thời kỳ khác thành lập đồ biến động đất, đồ qui hoạch đất - Bản đồ trạng sử dụng đất đồ thể phân bố loại đất thời điểm xác định, nội dung phản ánh trạng đất thời điểm thành lập Các loại đất đồ trạng sử dụng đất phân loại theo mục đích sử dụng thực trạng bề mặt Chúng biểu thị dạng khoanh đất có đường ranh giới khép kín theo ký hiệu qui ước, kèm theo ghi tên loại đất Nội dung đồ trạng sử dụng đất gồm: 21 - Các yếu tố nội dung sở địa lý: Dáng đất, thuỷ hệ đối tượng liên quan, hệ thống giao thông đối tượng liên quan, địa giới hành chính, sở số học, điểm địa vật độc lập quan trọng có tính định hướng công trình kinh tế, văn hoá - xã hội, ghi địa danh ghi cần thiết khác - Các yếu tố nội dung trạng sử dụng đất: Khoanh đất theo mục đích sử dụng, khoanh đất theo thực trạng bề mặt, ranh giới khu vực đất theo chức làm khu dân cư nông thôn, khu đô thị, khu công nghệ cao, khu kinh tế, khu dịch vụ công trình, dự án; ranh giới nông trường, lâm trường… Các bước thành lập đồ đồ trạng sử dụng đất ảnh vệ tinh tiến hành sau: Bước 1: Điều tra, thu thập, đánh giá xử lý tài liệu; Bước 2: Đo khống chế ảnh vệ tinh, lập mô hình số địa hình, nắn ghép ảnh, cắt mảnh, xử lý phổ in bình đồ ảnh; Bước 3: Khoanh vẽ yếu tố nội dung trạng sử dụng đất lên bình đồ ảnh vệ tinh, kiểm tra đối soát thực địa; Bước 4: Quét bình đồ ảnh vệ tinh khoanh vẽ đầy đủ khoanh vi đất, số hóa nội dung đồ từ ảnh điều vẽ; Bước 4: Biên tập, tính toán thống kê, tổng hợp số liệu, trình bầy bố cục, in đồ trạng sử dụng đất, kiểm tra nghiệm thu, ghi CD giao nộp thành quả; 22 Số hóa ảnh điều vẽ nắn Số hóa đồ trạng sử dụng đất phần mềm MicroStation Sản phẩm đồ trạng sử dụng đất 23 2.5 Ứng dụng việc thành lập đồ đất ngập nước Ảnh vệ tinh phản ảnh thực trạng bề mặt đất thời điểm chụp ảnh với độ xác tính khách quan cao, ảnh vệ tinh thể trực tiếp nhiều loại hình sử dụng đất Để nhận diện phân tích đối tượng bề mặt, thông tin quan trọng viễn thám thông tin phổ phản xạ Đất ngập nước thực chất loại đối tượng tự nhiên thuộc lớp phủ bề mặt nên tuân theo quy luật phản xạ phổ đối tượng tự nhiên Do đó, sử dụng ảnh viễn thám hoàn toàn tiến hành nghiên cứu chúng thông qua đặc tính phản xạ phổ loại hình đất ngập nước thể ảnh Vì vậy, coi ảnh vệ tinh tư liệu công cụ hữu hiệu để xác định phạm vi phân bố loại hình đất ngập nước Từ hệ thống phân loại đất ngập nước Việt Nam, đưa hai nhóm đối tượng có mức độ khai thác ảnh vệ tinh sau: (1) Nhóm đối tượng dễ xác định ảnh (2) Nhóm đối tượng xác định ảnh phải có tài liệu khác hỗ trợ điều tra bổ sung thực địa Ảnh vệ tinh SPOT5 có độ phân giải cao, thể chi tiết đối tượng mặt đất thời điểm chụp ảnh Thông tin khai thác ảnh vệ tinh phụ thuộc nhiều vào độ phân giải ảnh (độ phân giải không gian, độ phân giải phổ) Vì xây dựng tiêu phân loại chọn tỷ lệ đồ, việc phải đánh giá tư liệu ảnh Với ảnh vệ tinh độ phân giải cao (1-5m) siêu cao (dưới 1m) cho phép thành lập đồ đất ngập nước tỷ lệ 1:10.000 nhỏ hơn, ảnh vệ tinh độ phân giải trung bình (5-20m) thành lập đồ tỷ lệ 1:50.000 - 1:25.000 nhỏ Còn với ảnh vệ tinh có độ phân giải thấp (>20m) thành lập đồ tỷ lệ 1:100.000 nhỏ Việc giải đoán ảnh hay gọi điều vẽ, suy giải ảnh việc “đọc” ảnh thông qua dấu hiệu trực tiếp có ảnh dấu hiệu gián tiếp (dấu hiệu định) để suy diễn Các dấu hiệu trực tiếp bao gồm dấu hiệu màu sắc, cấu trúc, diện mạo mật độ ảnh; dấu hiệu gián tiếp quy luật, đặc điểm phân bố, điều kiện sinh thái mối quan hệ tương hỗ đối tượng Quy trình thành lập đồ đất ngập nước từ ảnh vệ tinh trình bày sau : 24 Bản đồ số Ảnh số viễn thám Xử lý ảnh Chọn vùng mẫu Phân loại tự động Tài liệu tham khảo Đánh giá kết Chỉnh sửa Biên tập, thành lập đồ Chuyển dạng vectơ Biên tập, thành lập đồ đất ngập nước Lưu trữ in đồ kết Trong phần mềm ENVI ảnh hiệu chỉnh phổ, nắn chỉnh hình học, cắt ghép lập bình đồ Tiến hành biến đổi tăng cường chất lượng hình ảnh Sau phân loại ảnh phương pháp phân loại có mẫu kiểm định Maximum Likelihood Với phương pháp phân loại pixel tính xác suất thuộc vào lớp mà xác suất thuộc vào lớp lớn Nhưng trước phân loại ta cần phải chọn mẫu giải đoán ảnh, việc chọn mẫu giải đoán ảnh dựa phổ phản xạ lớp phủ bề mặt, kết khảo sát thực địa loại đồ tài liệu thành lập trước Đây công đoạn quan trọng trình phân loại 25 Phân loại ảnh số viễn thám Bài toán phân loại ảnh số viễn thám thực nhằm gán cho khoảng cấp độ xám định thuộc nhóm đối tượng có tính chất tương đối đồng với mục đích phân biệt nhóm với khuôn khổ ảnh cho trước Phân loại thực dựa theo nguyên lý giải đoán mắt hay trợ giúp máy tính Tuy vậy, việc sử dụng máy tính ngày phổ cập mang lại kết thoả đáng Trình tự phân loại gồm bước sau đây: Bước 1: Định nghĩa lớp - Các lớp phân loại cần định nghĩa rõ ràng lựa chọn có tính đến đặc thù tư liệu ảnh Bước 2: Tuyển chọn đặc tính - Các đặc tính phổ cấu trúc cho phép phân biệt lớp đối tượng với Bước 3: Chọn vùng mẫu - Các tệp mẫu cần lựa chọn kết dựa bước bước Các số liệu lấy dựa sở tệp mẫu có ý nghĩa định việc thành lập tiêu phân loại Bước 4: Chọn lựa phương pháp phân loại - Có thể áp dụng nhiều cách phân loại khác khuôn khổ tệp mẫu so sánh kết đạt để lựa chọn cách phân loại tối ưu Bước 5: Phân loại - Dựa luật định tiêu thiết lập, pixel phân loại vào lớp chọn Bước 6: Kiểm tra kết phân loại - Các kết qủa sau phân loại cần kiểm tra độ xác độ tin cậy Nếu tiêu không đảm bảo cần thay đổi điều chỉnh cách phù hợp nhằm đạt kết tốt Kết trình phân loại ảnh sau phân loại ảnh làm mịn, chuyển sang dạng vector dạng shape.file Tích hợp loại liệu để biên tập đồ đất ngập nước Bản đồ đất ngập nước thành lập từ kết sau : - Bản đồ nền: thành lập dạng file (*.dgn) phần mềm MicroStation - Kết phân loại tự động - Kết suy giải mắt - Kết điều tra thực địa 26 Biên tập đồ đất ngập nước phần mềm MicroStation Biên tập đồ - Lập bảng giải cho loại hình đất ngập nước có đồ - Tích hợp kết quả: suy giải tự động, suy giải mắt, điều tra thực địa chuyển lên đồ - Mẫu suy giải số loại hình đất ngập nước ảnh vệ tinh - Biên tập, trình bày khung Kết thu cuối đồ đất ngập nước trình bày đây: 27 2.6 Ứng dụng để thành lập số đồ chuyên đề khác Với phát triển công nghệ viễn thám, công tác thành lập loại đồ chuyên đề phục vụ cho mục đích khai thác tiềm tài nguyên thiên nhiên giám sát, bảo vệ môi trường áp dụng nhiều mang lại lợi ích hiệu kinh tế Các đặc điểm việc việc lập đồ chuyên đề theo ảnh vũ trụ là: Cần phải nghiên cứu phương pháp giải đoán ảnh riêng nhằm đảm bảo độ tin cậy, độ xác tính đầy đủ việc phát biểu thị yếu tố nội dung chuyên môn Xác định lưới khống chế mặt phẳng độ cao có lưu ý tới đặc điểm hình học ảnh vũ trụ nắn chỉnh ảnh vũ trụ lưới chiếu đồ cần thành lập để đưa kết giải đoán từ ảnh lên đồ 28 Nhiều công đoạn Ví dụ thành lập đồ để giải nhiệm vụ bảo vệ tài nguyên thiên nhiên theo ảnh vũ trụ trước tiên ta phải tiến hành công tác phòng sơ bộ, sau tiến hành khảo sát trời cuối công tác thành lập đồ chuyên đề Hiện có số đồ chuyên đề thành lập dựa vào ảnh vệ tinh như: • Bản đồ biến động đất đô thị, biến động lớp phủ thực vật, biến động đường bờ • Bản đồ phân bố vùng nhạy cảm môi trường • Bản đồ cảnh báo ngập lụt • Thành lập đồ dải ven biển • Thành lập đồ trạng biến động diện tích nuôi trồng thủy sản, vùng cát bãi bồi cửa sông  Ứng dụng viến thám nông nghiệp lâm nghiệp: Theo dõi mùa màng, giám sát tài nguyên rừng toàn quốc  Nghiên cứu biến đổi khí hậu, biến động tầng ôzôn, ô nhiễm không khí, cảnh báo cháy rừng  Khí tượng, thuỷ văn, dự báo thời tiết  Điều tra tài nguyên khoáng sản  Ứng dụng quản lý tổng hợp đới bờ  Các ứng dụng hải dương học 29 KẾT LUẬN Công nghệ viễn thám với đặc điểm đa thời gian phủ trùm khu vực rộng cho phép đánh giá nhanh chóng, khách quan công tác điều tra, đánh giá giám sát tài nguyên môi trường, bao gồm: tài nguyên đất, tài nguyên nước, tài nguyên khoáng sản, hoạt động khai thác tài nguyên, tượng môi trường, tượng khí tượng, thủy văn, thiên tai tai biến địa chất điều thể ưu việt việc khai thác sử dụng tư liệu viễn thám Trong khuôn khổ tiểu luận cố gắng cách khái quát công việc tránh khỏi thiếu sót Tôi chân thành cảm ơn PGS-TS Phạm Vọng Thành tận tình giúp đỡ, bảo trình học tập, giúp hoàn thành tiểu luận mong có góp ý để thực tốt công việc sau 30 TÀI LIỆU THAM KHẢO PGS-TS Phạm Vọng Thành - Giáo trình “Ứng dụng tài liệu hàng không vũ trụ công tác đồ” TS Nguyễn Xuân Lâm – Đề tài “Nghiên cứu số giải pháp kỹ thuật xử lý ảnh viễn thám độ phân giải cao cho mục đích thành lập đồ chuyên đề tỷ lệ 1:10.000 lớn hơn” TS Nguyễn Xuân Lâm – Đề tài “Đo vẽ địa hình tỷ lệ 1:50.000 ảnh vệ tinh” ThS Vũ Bích Ngọc – Đề tài “Ứng dụng kỹ thuật xử lý ảnh số viến thám qui trình thành lập đồ loại hình đất ngập nước vùng ven biển Việt Nam” Tổng cục Địa – Qui trình “Hiện chỉnh đồ địa hình ảnh vệ tinh” Website: http://rsc.gov.vn/, Trung tâm Viễn thám – Bộ Tài Nguyên Môi trường 31