Một trong những ứng dụng đặc biệt quan trọng của dữ liệu viễn thỏm là nghiờn cứu sử dụng đất và lớp phủ. Từ những năm 1970, dữ liệu viễn thỏm đó đỏp ứng được cỏc yờu cầu về chất lượng và tần suất cho nghiờn cứu. Đến nay viễn thỏm đó phỏt triển trở thành một phương phỏp luận tiờn tiến và cụng cụ mạnh trong nghiờn cứu sử dụng đất và theo dừi biến động đất đai (Hassideh and Bill, 2008).
Cơ sở khoa học của nghiờn cứu biến động từ tư liệu viễn thỏm là dựa vào đặc trưng phổ phản xạ của cỏc đối tượng tự nhiờn. Trờn cơ sở tớnh chất phản xạ súng điện từ của đối tượng trờn bề mặt trỏi đất mà kỹ thuật viễn thỏm cú thể phõn tớch, so sỏnh và nhận diện chỳng từ cỏc thụng tin phổ phản xạ (Jensen, 1995).
Với chức năng phõn tớch khụng gian, GIS cho phộp đỏnh giỏ những thay đổi của sử dụng đất và lớp phủ theo những khoảng thời gian khỏc nhau. Đồng thời GIS cú thể liờn kết những thụng tin này với cỏc dữ liệu về kinh tế, xó hội… từ đú cú thể
xỏc định được tỏc động của cỏc yếu tố đến biến động sử dụng đất và thấy được đõu là nguyờn nhõn chớnh thỳc đẩy quỏ trỡnh biến động (Vu, 2007).
Theo Singh (1989), tiền đề cơ bản để sử dụng dữ liệu viễn thỏm nghiờn cứu biến động là những thay đổi lớp phủ trờn bề mặt đất phải đưa đến sự thay đổi về bức xạ. Tuy nhiờn sự thay đổi về bức xạ do biến động lớp phủ phải lớn hơn so với những thay đổi về bức xạ gõy ra bởi cỏc yếu tố khỏc. Những yếu tố khỏc bao gồm sự khỏc biệt về điều kiện khớ quyển, sự khỏc biệt về gúc chiếu tia mặt trời, sự khỏc biệt về độ ẩm của đất. Ảnh hưởng của cỏc yếu tố này cú thể được giảm từng phần bằng cỏch chọn dữ liệu thớch hợp.
Trong viễn thỏm cú nhiều phương phỏp khỏc nhau để đỏnh giỏ biến động vỡ vậy việc lựa chọn phương phỏp nghiờn cứu rất quan trọng. Trước tiờn, phải lựa chọn được phương phỏp phõn loại ảnh sẽ sử dụng. Sau đú xỏc định rừ yờu cầu nghiờn cứu cú cần biết chớnh xỏc thụng tin về nguồn gốc của sự biến động hay khụng. Tuy nhiờn tất cả cỏc nghiờn cứu đều cho thấy, cỏc kết quả biến động phải được thể hiện trờn bản đồ biến động và bảng tổng hợp (dẫn theo Jensen, 1995).
Cỏc phương phỏp đỏnh giỏ biến động sử dụng đất và lớp phủ từ tư liệu viễn thỏm cú thể được chia thành 2 nhúm: Đỏnh giỏ biến động sau phõn loại và trước phõn loại (Singh, 1989).
1.2.3.1. Đỏnh giỏ biến động sau phõn loại
Đỏnh giỏ biến động sau phõn loại là chồng ghộp so sỏnh kết quả phõn loại cỏc ảnh. Sau khi ảnh vệ tinh được nắn chỉnh hỡnh học tiến hành phõn loại độc lập để tạo thành hai bản đồ. Hai bản đồ này được so sỏnh tạo ra bản đồ biến động. Sơ đồ của phương phỏp đỏnh giỏ biến động sau phõn loại thể hiện trờn hỡnh 1.1.
Đỏnh giỏ biến động sau phõn loại được sử dụng rộng rói do đơn giản, dễ thực hiện, cú thể sử dụng cỏc loại ảnh vệ tinh khỏc nhau (khỏc đầu thu) và ảnh chụp vào cỏc mựa khỏc nhau trong năm. Jensen (1995) cũng khẳng định, ưu điểm của phương phỏp đỏnh giỏ biến động sau phõn loại cho phộp xỏc định được nguồn gốc của biến động sử dụng đất từ loại đất này sang loại đất khỏc.
Hỡnh 1.1. Đỏnh giỏ biến động sau phõn loại
Nguồn: Jensen (1995)
Tuy nhiờn, nhược điểm của phương phỏp đỏnh giỏ biến động sau phõn loại là phải phõn loại độc lập từng ảnh nờn độ chớnh xỏc phụ thuộc vào độ chớnh xỏc của từng phộp phõn loại và cỏc sai sút trong quỏ trỡnh phõn loại của từng ảnh sẽ ảnh hưởng đến độ chớnh xỏc của bản đồ biến động.
1.2.3.2. Đỏnh giỏ biến động trước phõn loại
Đỏnh giỏ biến động trước phõn loại là phương phỏp thu nhận biến đổi về phổ để tạo nờn một ảnh mới gồm một hay nhiều kờnh ảnh trờn đú cỏc phần thay đổi về phổ được làm rừ từ hai ảnh cho trước. Việc so sỏnh cú thể được thực hiện trờn từng pixel hay trờn toàn bộ ảnh.
Cỏc kỹ thuật phõn tớch phổ trước phõn loại để đỏnh giỏ biến động bao gồm phõn loại trực tiếp ảnh đa thời gian (Multi - Date Composite Image Change Detection), phõn tớch vộc tơ thay đổi phổ (Spectral change vector analysis), phương phỏp số học (Image Algebra change detection), phương phỏp cộng màu trờn một kờnh ảnh, phương phỏp phõn tớch thành phần chớnh (PCA - Principal component analysis).
Đặc điểm của phương phỏp đỏnh giỏ biến động phổ trước phõn loại là kỹ thuật rất phức tạp, đũi hỏi cỏc tư liệu ảnh phải cựng loại và chụp cựng mựa trong năm. Ưu điểm của phương phỏp là chỉ phải phõn loại một lần nờn cú độ chớnh xỏc
Kờnh 2 Kờnh 3 Kờnh 4 Phõn loại ảnh 1 Biến động Ảnh 2 Ảnh 1 Kờnh 2 Kờnh 3 Kờnh 4 Phõn loại ảnh 2
cao. Nhưng nhược điểm là rất khú khăn khi lấy mẫu và xỏc định ngưỡng của sự biến động. Một số phương phỏp đỏnh giỏ biến động trước phõn loại khụng cho biết cụ thể nguồn gốc của biến động.