- đặc trưng phản xạ phổ của thổ nhưỡng
2.3.5.2. Ứng dụng viễn thám trong nghiên cứu biến ựộng sử dụng ựất và lớp phủ bề mặt.
phủ bề mặt.
Phát hiện biến ựộng sử dụng ựất và lớp phủ bề mặt là việc làm cần thiết ựể trợ giúp cho việc theo dõi và quản lý tài nguyên thiên nhiên.
Có rất nhiều các phương pháp nghiên cứu biến ựộng khác nhau, tuy nhiên có thể chia thành hai nhóm chắnh ựó là: phương pháp so sánh sau phân loại (từ bản ựồ về bản ựồ); phương pháp quang phổ (từ ảnh về ảnh). Việc sử dụng cách này hay cách khác phụ thuộc vào ựối tượng biến ựộng cần xác ựịnh, dữ liệu thu thập ựược, ựộ chắnh xác yêu cầuẦ
Trình tự các bước nghiên cứu biến ựộng có thể tóm tắt như sau:
1. Xác ựịnh vấn ựề nghiên cứu: Xác ựịnh vùng nghiên cứu, ựịnh rõ biến ựộng theo thời gian (theo mùa hoặc theo năm). định nghĩa các lớp tương ứng với hệ thống phân loại lớp phủ.
2. Nghiên cứu các thông số của ảnh vệ tinh ựể lựa chọn phương pháp thực nghiệm. đó là các thơng số ựặc trưng cho thơng tin của ảnh bao gồm ựộ phân giải khơng gian và góc nhìn, ựộ phân giải thời gian, ựộ p hân giải phổ, ựộ phân giải radometric và các ựiều kiện môi trường.
độ phân giải không gian của ảnh là khoảng cách tối thiểu giữa hai ựối tượng mà chúng ựược phân chia và tách biệt nhau trên ảnh. độ phân giải không gian ựược quyết ựịnh bởi góc nhìn tức thời của bộ thu. độ phân giải không gian thường ựược thể hiện bởi kắch thước các pixel. Vắ dụ, ảnh Landsat TM có ựộ phân giải 30x30m. Nếu hai ảnh có cùng ựộ phân giải khơng gian thì việc ựịnh hướng một ảnh này theo một ảnh khác ựược thực hiện dễ dàng. Tuy nhiên nếu
hai ảnh thu ựược từ các bộ cảm có trường nhìn tức thời khác nhau vắ dụ như ảnh Landsat TM (30x30m) tại thời ựiểm 1, ảnh SPOT XS (20x20m) tại thời ựiểm 2. Trong trường hợp này ta phải quyết ựịnh chọn ựơn vị biểu diễn nhỏ nhất trên bản ựồ là bao nhiêu (20x20m) và phải tái chia mẫu ựể các ảnh có cùng kắch thước pixel. Thơng thường ta phải chọn ựộ phân giải không gian nhỏ hơn.
Trong trường hợp này yêu cầu sai số nắn chỉnh hình học nhỏ hơn 0,5 pixel.
Ngồi ra chúng ta cũng cần lưu ý tới góc nhìn của ảnh, nếu ảnh thu thập ựược có góc nhìn khác nhau sẽ ảnh hưởng ựến kết quả biến ựộng. Hệ thống thu nhận ảnh vệ tinh như ảnh SPOT thường chụp ở góc + 200. Rõ ràng là với góc nhìn 200 và góc nhìn 00 thì diện tắch cùng một vùng thay ựổi rất lớn. Vì vậy khi nghiên cứu biến ựộng, ta nên chọn những tư liệu ảnh có góc nhìn xấp xỉ nhau.
độ phân giải phổ: Tắn hiệu phản xạ từ ựối tượng trên mặt ựất có thể thu nhận theo các dải sóng khác nhau. Mỗi dải sóng ựó gọi là một kênh. Nếu dữ liệu viễn thám thu thập ựược có ựộ phân giải phổ khác nhau thì khi xử lý dữ liệu ựể nghiên cứu biến ựộng nên chọn các kênh ảnh có dải sóng gần nhau. Vắ dụ như ảnh SPOT kênh 1 (lục), kênh 2 (ựỏ), kênh 3 (gần hồng ngoại) có thể kết hợp hiệu quả nhất ảnh Landsat TM kênh 2 (lục), kênh 3 (ựỏ), kênh 4 (gần hồng ngoại) hoặc ảnh Landsat MSS kênh 4 (lục) kênh 5 (ựỏ) và kênh 7 (gần hồng ngoại).
độ phân giải radiometric của ảnh ựược ựịnh nghĩa là sự thay ựổi nhỏ nhất về ựộ xám có thể phát hiện ựược bởi bộ thu. Trên thực tế ựộ phân giải radiometric của ảnh số ựược xác ựịnh bởi số bậc ựược dùng ựể biểu diễn giá trị ựộ xám của mỗi pixel, thường là 8 bit. Trong trường hợp lý tưởng nhất là dữ liệu viễn thám thu thập ựược có cùng ựộ phân giải radiometric.Nếu dữ liệu tại một thời ựiểm có ựộ phân giải thấp hơn (Landsat MSS -6 bit) so với dữ liệu tại thời ựiểm khác (Landsat TM - 8 bit) thì dữ liệu có ựộ phân giải thấp hơn (6 bit) nên
giảm nén thành 8 bit ựể xử lý. Tuy nhiên ựộ chắnh xác của dữ liệu ựược giảm nén không bao giờ tốt hơn so với dữ liệu bình thường khi chưa giảm nén.
độ phân giải thời gian: có hai vấn ựề quan trọng quyết ựịnh ựến việc lựa chọn cách thức nghiên cứu biến ựộng liên quan ựến ựộ phân giải thời gian. Một là, thời gian chụp trong ngày. Nếu dữ liệu viễn thám thu ựược từ một bộ cảm thì thời gian chụp là gần như nhau, vắ dụ như ựối với ảnh Landsat TM thì thời gian chụp như nhau khoảng trước 9h45' ựối với các vùng trên lãnh thổ Mỹ, khi ựó góc chiếu mặt trời ảnh hưởng như nhau với các dữ liệu ựó. Hai là, thời gian thu dữ liệu cùng ngày trong năm, vắ dụ như ngày 1/4/1999 và 1/4/2000 thì ảnh hưởng do sự thay ựổi về mùa trong năm ựược loại bỏ và khơng có sự khác nhau trong chu kỳ sinh trưởng của thực vật.
Các ựiều kiện môi trường: bao gồm các ựiều kiện về khắ quyển, ựộ ẩm ựất, chu kỳ sinh hóa, thủy triều.
Dữ liệu viễn thám phải ựược thu nhận vào những ngày không mây, trời quang ựãng, chỉ cần một lớp mỏng sương mù cũng dẫn tới sự thay ựổi về phổ trên ảnh vệ tinh tạo nên sự khác biệt về phổ giữa các thời ựiểm thu nhận ảnh. Rõ ràng là khi ựộ che phủ của mây là 0% thì tốt hơn cả, nếu lớn hơn 20% thì khơng thể chấp nhận ựược.
Trong ựiều kiện lý tưởng, ựộ ẩm ựất như nhau với tất cả các thời ựiểm ảnh dùng ựể nghiên cứu biến ựộng. đất có ựộ ẩm tối ựa và ựất khơ là ngun nhân dẫn ựến những sai sót nghiêm trọng trong biến ựộng. Vì vậy, khi lựa chọn tư liệu viễn thám ựể nghiên cứu biến ựộng cần phải biết rõ ngày chụp ảnh và xem xét lại những ghi chép về lượng mưa trong ngày và trong tuần trước khi dữ liệu viễn thám ựược thu nhận.
Các thông tin về các chu kỳ sinh trưởng của cây trồng, thuỷ triều cũng ựóng vai trị quan trọng quyết ựịnh ựến những biến ựộng thật sự trên tư liệu ảnh viễn thám.