CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.2 Các thông số thể hiện chất lƣợng ảnh viễn thám quang học
1.2.2 Thông số liên quan đến yếu tố bức xạ
a. Tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu (SNR)
Tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu SNR là một trong các yếu tố ảnh hƣởng đến chất lƣợng ảnh viễn thám quang học; và đây là thông số đặc trƣng cho nhiễu bức xạ. Nhiễu ảnh định lƣợng bức xạ khác nhau tại một mức độ bức xạ cho trƣớc nào đó đối với một khu vực đồng nhất.
Tùy theo bộ cảm biến của hệ thống chụp ảnh là dạng mảng hay ma trận mà chịu các ảnh hƣởng nhiễu khác nhau. Nếu bộ cảm biến là dạng mảng thì các nguồn nhiễu của ảnh đến từ hai nguồn tách biệt đó là nhiễu thiết bị chụp và nhiễu do chuẩn hóa. Nếu bộ cảm biến là ma trận thì mỗi cảm biến phải chịu nhiễu từ bản thân nó; do có một vài bƣớc chuẩn hóa để cân bằng tín hiệu giữa các cảm biến nên độ nhiễu đƣợc giả định giống nhƣ nhiễu chuẩn hóa [18].
b. Tín hiệu tối (DS)
Tín hiệu tối là độ chuyển dịch bức xạ cố định đƣợc đo đạc khi khơng có bức xạ vào đầu thu. Giá trị trung bình của tín hiệu tối phải đƣợc đánh giá trên từng kênh phổ và đối với từng điểm ảnh để hiệu chỉnh ảnh thô cho giá trị này [33,67]. Công tác đánh giá
thƣờng đƣợc thực hiện nhằm phục vụ cho việc hiệu chỉnh này thực hiện đầu tiên trên dữ liệu thu đƣợc. Tín hiệu tối này thƣờng bao gồm cả giá trị nhiễu.
c. Hồi đáp bức xạkhông đồng đều của điểm ảnh (PRNU)
Khả năng đáp ứng bức xạ không đồng nhất của từng điểm ảnh bao gồm sự khác nhau giữa chính các cảm biến trên bộ cảm khi đáp ứng tín hiệu, khơng những vậy cịn do sự phân bố các điện tử và quang tử trên bề mặt cảm biến khi có tín hiệu[109,33].
Tƣơng tự nhƣ giá trị DS, PRNU cũng đƣợc đánh giá và sử dụng để hiệu chỉnh dữ liệu ảnh trƣớc khi sản xuất; q trình này cịn đƣợc gọi là quá trình cân bằng, và bao gồm việc đánh giá khả năng đáp ứng giữa các cảm biến, cũng nhƣ đáp ứng trung bình trong tồn bộ trƣờng nhìn của vệ tinh.
d. Dải động bức xạ
Dải động bức xạ hay dải động là một dải biên độ thể hiện mức độ chênh lệch giữa vùng sáng nhất và vùng tối nhất của cảnh mà máy ảnh ghi nhận đƣợc, nó thể hiện độ bão hịa của ảnh [51,67]. Khi thiết bị chụp ảnh bị lão hóa, có thểkhơng thu đƣợc tín hiệu của vùng sáng nhất hoặc tối nhất, lúc này ảnh đã đạt đến ngƣỡng bão hịa, khơng phân biêt đƣợc các tín hiệu có giá trị. Do vậy đây cũng là một yếu tố trong việc đánh giá thiết bị chụp ảnh thông qua dữ liệu ảnh.
Mặc dù có nhiều thơng số chỉ tiêu chất lƣợng, nhƣng ảnh hƣởng của chúng đến chất lƣợng ảnh đƣợc đƣa vào phục vụ ngƣời dùng là khác nhau. Mặt khác, một số thơng số rất khó khăn trong việc đánh giá. Vì vậy cần xác định rõ những thơng số nào có ảnh hƣởng lớn nhất đến chất lƣợng ảnh và có thể đánh giá đƣợc một cách chủ động.
Trong điều kiện thực tế hiện nay của Việt Nam, không phải thông số nào nêu trên cũng có khả năng đánh giá đƣợc hoặc một số thơng số không nhất thiết phải đánh giá. Các thông số đó gồm:
- Độ méo ảnh: để đánh giá đƣợc thơng số này cần phải có mơ hình thiết kế mô phỏng hệ thống quang học nhƣ trên vệ tinh mới có thể đánh giá đƣợc. Trong điều kiện hiện nay, những mơ hình nhƣ trên là chƣa có và rất khó để xây dựng. Do vậy thông số này trong nghiên cứu sẽ không xét đến.
- Khoảng cách lấy mẫu góc: Tƣơng tự nhƣ đối với độ méo ảnh, để đánh giá thông số Khoảng cách lấy mẫu góc cũng cần phải có mơ hình thiết kế mơ phỏng hệ thống. Do vậy trong nghiên cứu cũng không đề cập đến thông số này.
- Chất lƣợng định hƣớng: đối với thông số này, để đánh giá đƣợc địi hỏi phải có khung cơ học và khung mẫu thử thiết bị mơ phỏng tính tốn độ chính xác khi hoạt động. Đối với Việt Nam hiện nay, thiết bị này chƣa có nên khơng thể tiến hành đánh giá đƣợc.
- Độ rộng dải chụp: về mặt kỹ thuật, độ rộng giải chụp hồn tồn có thể đánh giá đƣợc, tuy nhiên về mặt kinh tế rất tốn kém. Mặt khác đối với ảnh vệ tinh, thông số này không phải là một yếu tố quá quan trọng và ảnh hƣởng quá nhiều đến chất lƣợng ảnh.
- Dải động bức xạ: thông số này có thể đánh giá đƣợc bằng việc sử dụng những mục tiêu có độ trắng tuyệt đối, tuy nhiên tại Việt Nam hiện nay chƣa có điều kiện để đánh giá thông số này.
- Khoảng cách lấy mẫu mặt đất: Đây là thông số thƣờng đƣợc xem tƣơng đƣơng với độ phân giải không gian của dữ liệu ảnh viễn thám quang học, và công tác hiệu chỉnh hình học sẽ đảm bảo thơng số này đáp ứng yêu cầu thiết kế của hệ thống thu nhận ảnh. Do đó, trong nghiên cứu sẽ khơng xét đến thông số này.
Sau khi đƣa bãi kiểm định nhân tạo tại thành phố Buôn Ma Thuột, tỉnh Đắk Lắk, vào sử dụng từ năm 2017, Việt Nam hồn tồn có thể chủ động đánh giá đƣợc thơng số SNR, MTF. Kết hợp với những bãi kiểm định tự nhiên đƣợc công nhận và sử dụng trên thế giới nhƣ các khu vực Đại Tây Dƣơng, Thái Bình Dƣơng,... các sa mạc tại Lybia, Angeria, Ả-rập,... thơng số DS và PRNU cũng hồn tồn thực hiện đánh giá đƣợc.