CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
2.2 Thông số đánh giá chất lượng ảnh
2.2.2 Những thông số đại diện cho yếu tố không gian
Chất lượng về mặt không gian của hệ thống vệ tinh viễn thám phụ thuộc vào một số khía cạnh của hệ thống chụp ảnh. Hiệu suất khơng gian có thể được thể hiện dưới dạng hàm truyền điều biến (MTF), khoảng cách lấy mẫu mặt đất (GSD), hiệu ứng răng cưa [53]. GSD mô tả khoảng cách giữa các tâm điểm ảnh liền kề và MTF cung cấp thông tin về lượng mờ phát sinh do hoạt động không lý tưởng của các thành phần trong hệ thống chụp ảnh. Hai tham số này xác định độ phân giải không gian của hệ thống viễn thám. Độ phân giải không gian là một trong những thông số quan trọng nhất đối với ứng dụng viễn thám vì nó xác định lượng chi tiết mà một hình ảnh có thể cung cấp [48]. Do đó, ước tính GSD và MTF là cần thiết để đánh giá chất lượng không gian của sản phẩm dữ liệu viễn thám. Hiện tượng răng cưa phát sinh do tốc độ lấy mẫu không đủ, không thể ghi lại các đặc điểm cảnh tần số cao. Chúng xuất hiện dưới dạng các mẫu trong hình ảnh khơng chỉ làm giảm chất lượng hình ảnh của hình ảnh mà cịn làm giảm độ chính xác của dữ liệu được cảm nhận từ xa. Vì những lý do đó, việc phát hiện và loại bỏ răng cưa là điều cần thiết trong hình ảnh vệ tinh [73,79].
Hàm truyền điều biến (MTF): là chỉ số đặc trưng cho sự suy giảm độ tương phản với tần số khơng gian. Giá trị MTF thường được ước tính trước khi phóng vệ tinh viễn thám; tuy nhiên, rung lắc trong q trình phóng, chuyển đổi từ khơng khí sang chân khơng, trạng thái nhiệt thay đổi của cảm biến hoặc thay đổi về đặc tính vật liệu theo thời gian có thể thay đổi giá trị MTF của cảm biến [25]. Do đó, ước tính MTF là cần thiết trong khi hệ thống hình ảnh đang hoạt động trên quỹ đạo. Trong những năm qua, nhiều phương pháp ước tính MTF đã được phát triển và chúng có thể được chia thành các phương pháp dựa trên mục tiêu nhân tạo (do con người tạo ra) hoặc dựa trên mục tiêu tự nhiên. Đây là thông số đại diện cho yếu tố không gian để đánh giá chất lượng ảnh viễn thám quang học trong nhiên cứu này; đồng thời trong nghiên cứu sẽ sử dụng các mục tiêu nhân tạo (bãi kiểm định nhân tạo) để đánh giá thông số này.
Hiệu ứng răng cưa: là một loại thành phần không gian lạ và có thể trở nên rõ ràng do tỷ lệ lấy mẫu thấp. Hiệu ứng này có thể phát sinh do lấy mẫu thiếu trong quá trình chuyển đổi tương tự sang số và tái chia mẫu. Việc lấy mẫu không đủ sẽ không thu được nội dung cảnh tần số cao: kết quả là các mẫu lặp lại, chẳng hạn như răng cưa trên các đặc điểm đường, cấu trúc mỏng và các cạnh, trở nên nổi bật gần các thành phần tần số cao [22]. Những mẫu lặp đi lặp lại này được gọi là răng cưa thành phần lạ, làm giảm chất lượng hình ảnh và điều này ảnh hưởng đến mọi ứng dụng tiếp theo sử dụng dữ liệu ảnh. Do đó, để đảm bảo dữ liệu chất lượng cao từ vệ tinh quan sát Trái đất, răng cưa không gian cần được phát hiện và loại bỏ trước khi cung cấp dữ liệu cho người dùng. Việc xuất hiện răng cưa không chỉ phụ thuộc vào nội dung khơng gian của cảnh mà cịn phụ thuộc vào MTF cảm biến [27]. Vì lý do này, phương pháp ước tính MTF sử dụng bãi kiểm định nhân tạo dạng cạnh để loại trừ hiệu ứng răng cưa.
Khoảng cách lấy mẫu mặt đất (GSD): là khoảng cách từ trung tâm đến trung tâm giữa các pixel liền kề trong một hình ảnh. Nó là một trong những chỉ số chất lượng không gian phổ biến nhất của cảm biến viễn thám, vì nó định lượng độ phân giải khơng gian của hệ thống hình ảnh. GSD cung cấp thơng tin về các đối tượng có thể phát hiện được trong hình ảnh [101]. GSD có thể được ước tính từ một hình ảnh bằng cách sử dụng khoảng cách đã biết giữa hai điểm trên mặt đất. Số lượng pixel giữa hai điểm nên được tính, và tỷ lệ khoảng cách giữa hai điểm và số lượng pixel sẽ đưa ra giá trị GSD ước tính [42]. Mặc dù có thể dễ dàng đánh giá được thông số này, nhưng lại không thể hiệu chỉnh được trên thiết bị chụp ảnh, mà chúng sẽ được hiệu chỉnh bằng các thuật toán tái chia mẫu trong
quá trình hiệu chỉnh hình học. Vì vậy, trong nghiên cứu sẽ không đề cập đến thông số này.