BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN
Môn: Thông tin vệ tinh
Đề tài: Trạm thu nhận và xử lí ảnh viễn thám ở Việt Nam
Trung tâm viễn thám quốc gia

GVHD: PGS.TS Vũ Văn Yêm

SVTH: Vũ Hải Long 20091673
Bùi Ngọc Sơn 20092227
Hồ Đức Trung 20092855
Nguyễn Đình Phương 20092057
Nguyễn Ngọc Thắng 20092529 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG Hà Nội ngày 2 tháng 5 năm 2013
~ 1 ~


19
III. Quy trình thu nhận và xử lí ảnh ……………………………………………
21
1. Thu nhận tín hiệu giữa anten và vệ tinh…………………………………
22
2. Xử lí tín hiệu thành hình ảnh……………………………………………
22
3. Lưu trữ dữ liệu, tạo catalog………………………………………………
24
IV, Vận hành, bảo dưỡng hệ thống. Các sự cố thường gặp ……………………
25
1. Vận hành bảo dưỡng ……………………………………………………
25
2. Các sự cố thường gặp …………………………………………………….
25
V. Kết luận ……………………………………………………………………
26
C. Một vài hình ảnh trong chuyến tham quan thực tế tại trung tâm ……………
27
Tài liệu tham khảo ………………………………………………………………
31

~ 2 ~

A. Tìm hiểu đề tài, phân công công việc

I, Tìm hiểu đề tài, dự trù công việc thực hiện
1, Tìm hiểu chung về trung tâm viễn thám quốc gia
 Lịch sử hình thành, chức năng, nhiệm vụ của trung tâm
 Đối tượng nghiên cứu của trung tâm

b, Sơ đồ cơ cấu tổ chức

c, Chức năng chính
Trung tâm viễn thám quốc gia là tổ chức sự nghiệp trực thuộc bộ Tài nguyên và
Môi trường, có chức năng điều tra giám sát tài nguyên thiên nhiên và môi trường bằng
công nghệ viễn thám, địa tín học; thu nhận, lưu trữ, xử lý, cung cấp dữ viễn thám
quốc gia phục vụ công tác quản lý nhà nước và các ngành kinh tế quốc dân.
~ 4 ~

Sử dụng công nghệ viễn thám, công nghệ địa tin học để phục vụ công tác điều tra,
đánh giá và giám sát tài nguyên và môi trường, bao gồm: tài nguyên đất, tài nguyên
nước, tài nguyên khoáng sản, các hoạt động khai thác tài nguyên, các hiện tượng môi
trường, các hiện tượng khí tượng, thủy văn, thiên tai và tai biến địa chất
Quản lý, vận hành trạm thu nhận và xử lý ảnh vệ tinh; thu nhận, xử lý, lưu trữ,
quản lý và cung cấp các dữ liệu thông tin ảnh viễn thám.
Xây dựng và cập nhật cơ sở dữ liệu địa lý quốc gia, thành lập và hiện chỉnh bản đồ
địa hình, bản đồ biển và hải đảo bằng công nghệ viễn thám và địa tin học, phục vụ
quy hoạch và quản lý nhà nước về lãnh thổ, biển và hải đảo.
Xây dựng hệ thống thông tin địa lý, hệ thống thông tin đất đai bằng công nghệ viễn
thám và địa tin học, PV công tác quản lý, phát triển kinh tế của các ngành và các địa
phương.
Ứng dụng công nghệ viễn thám, công nghệ thông tin địa lý (GIS) và công nghệ
định vị vệ tinh (GPS) trong công tác đo đạc, thu thập,phân tích, xử lý các dữ liệu
thông tin không gian, phục vụ công tác giám sát tài nguyên và môi trường;
Ứng dụng công nghệ địa tin học trong việc XD các hệ quy chiếu, hệ tọa độ không
gian, hệ thống tham chiếu trọng lực và độ cao.
Ứng dụng công nghệ viễn thám và địa tin học trong việc thành lập Atlas, bản đồ
địa chính, bản đồ hiện trạng sử dụng đất, bản đồ quy hoạch đất đai và các loại bản đồ
chuyên đề khác của Bộ;
Ứng dụng công nghệ viễn thám và công nghệ LiDAR ( quét laser) để thành lập bản

màng và thảm thực vật
Viễn thám ứng dụng trong địa chất : phát hiện xác định và lập bản đồ các yếu tố
trên bề mặt và gần bề mặt trái đất, thành lập bản đồ địa chất, lập bản đồ phân bố
khoáng sản ,lập bản đồ phân bố nước ngầm,lập bản đồ địa mạo
Viễn thám trong nghiên cứa tài nguyên nước: lập bản đồ phân bố tài nguyên nước ,
bản đồ phân bố tuyết, bản đồ phân bố mạng lưới thủy văn, bản đồ các vùng đất thấp.
Viễn thám trong địa chất công trình :xác định các vị trí khảo sát cho xây dựng
công trình ,nghiên cứa các hiện tượng trượt đất .
Viễn thám trong khảo cổ học : phát hiện các thành phố cổ, các dòng sông cổ hay
các di khảo cổ khác ,xác định mật độ phân bố di tích,di vật khảo cổ,xác đinh quá trình
tạo thành và hủy hoại di tích
Viễn thám trong khí tượng thủy văn : đánh giá định lượng mưa bão và lũ lụt,hạn
hán ; đánh giá dự báo dòng chảy , đánh giái tài nguyen khí hậu, phân vùng khí hậu .
Viễn thám trong khí tượng nông nghiệp : điều tra và đánh giá tài nguyên khí hậu
nông nghiệp, sự biến đổi tình hình sử dụng đất và lớp đất phủ và sự thay đổi của
chúng trong từng thời gian nhất định ; đánh giá những tác động của ngoại cảnh liên
quan đến sản xuất nông nghiệp, tính toán các trường yếu tố khí hậu nông nghiệp bề
mặt( bức xạ, phát xạ ,nhiệt độ, độ ẩm ,bốc hơi nước…) làm cơ sở cho việc phân vùng
khí hậu nông nghiệp
~ 6 ~

Những ứng dụng khác của viễn thám : trên thực tế có rất nhiều ngành nghề rất cần
trong công việc quản lý và điều tra vì thế mà khi viễn thám ra đời đã góp phần không
nhỏ trong những công việc đó trong rất nhiều ngành nghề lĩnh vực như : giao thông
vận tải, viễn thông….
Ngày nay công nghệ viễn thám được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như thành lập,
chỉnh lý bản đồ địa chính,điều tra hiện trạng sử dụng đất,điều tra thảm thực vật,nghiên
cứa tài nguyên môi trường….

3, Các trang thiết bị chính của trung tâm

(Panchromatic)
10
Cảnh
7,289,000
Đa phổ
(Multispectral)
20
Cảnh
7,289,000
Pan + Multi
10
Cảnh
14,579,000

2
Spot 5
Đa phổ
(Multispectral)
10
Cảnh
15,189,000
Toàn sắc
(Panchromatic)
5
Cảnh
15,189,000
Toàn sắc
(Panchromatic)
2,5
Cảnh

2,662,000

Mức thu phí đối với tư liệu ảnh vệ tinh đã xử lý nắn chỉnh hình học,
quang phổ và đưa về hệ tọa độ sử dụng
TT
Loại ảnh

Mode ảnh
Độ phân giải
(m)
Đơn vị tính
Mức phí
(đồng)
1

Ảnh Spot 2,4,5
nắn mức 2A

Toàn sắc
(Panchromatic)
10
Cảnh
10,018,000



EnvisatAsar 2A Toàn sắc
(Panchromatic)
30
Cảnh
8,041,000

Toàn sắc
(Panchromatic)
150
Cảnh
8,041,000

3 Ảnh Meris 2A Đa phổ
(Multispectral)
300
Cảnh
5,391,000 1200


Tổng hợp 2,5 m
1:25.000
Mảnh
10,195,000

Toàn sắc 10 m
1:50.000
Mảnh
12,256,000

Toàn sắc 2,5 - 5
m
1:50.000
Mảnh
15,498,000

Đa phổ 20 m
1:50.000
Mảnh
10,994,000

Đa phổ 10 m
1:50.000
Mảnh
12,969,000

Tổng hợp 10 m
1:50.000
Mảnh

Đa phổ 10 m,
20m
1:250.000
Mảnh
40,809,000 Toàn sắc 2,5 m
1:10.000
Mảnh
3,799,000

Tổng hợp 2,5 m
1:10.000
Mảnh
4,035,000
~ 9 ~ 5



Toàn sắc 2,5 - 5
m
1:50.000
Mảnh
15,648,000

Đa phổ 20 m
1:50.000
Mảnh
11,144,000

Đa phổ 10 m
1:50.000
Mảnh
13,119,000

Tổng hợp 10 m
1:50.000
Mảnh
13,951,000

Tổng hợp 5 m
1:50.000
Mảnh
16,891,000

Tổng hợp 2,5 m
1:50.000
Mảnh

thống vệ tinh viễn thám do Trung tâm nghiên cứu Không gian (Centre National
d’Etudes Spatiales – CNES) của Pháp chế tạo và phát triển. Vệ tinh đầu tiên của
SPOT-1 được phóng lên quỹ đạo năm 1986, tiếp theo là SPOT-2, SPOT-3, SPOT-4,
và SPOT-5 lần lượt vào các năm 1990, 1993, 1998, và 2002 trên đó mang hệ thống
quét CCD.
Vệ tinh SPOT bay ở độ cao 832Km, góc nghiêng của mặt phẳng quỹ đạo là 98.7
0
,
thời điểm bay qua xích đạo là 10h30’ và chu kỳ lăp trong 26 ngày. Các thế hệ vệ tinh
SPOT 1,2,3 có bộ cảm HRV( High Resolution Visible) với kênh toàn sắc (0,51 –
0,73µm) độ phân giải 10m; ba kênh đa phổ có độ phân giải 20m, phân bố trong vùng
sóng nhìn thấy gồm xanh lục (0,5-0,59µm), đỏ (0,61 – 0,68m), gần hồng ngoại (0,79
– 0,89µm). Mỗi cảnh có độ bao phủ mặt đất là 60km x 60km. Vệ tinh SPOT 4 với
~ 10 ~

kênh toàn sắc (0,49-0,71 µm); ba kênh đa phổ HRV tương đương với ba kênh truyền
thống HRV; thêm kênh hồng ngoại (1,58-1,75µm) có độ phân giải 20m. Khả năng
chụp nghiêng của SPOT cho phép tạo cặp ảnh lập thể từ hai ảnh chụp vào hai thời
điểm với các góc chụp nghiêng khác nhau.
Dữ liệu ảnh vệ tinh SPOT của Pháp khởi đầu từ năm 1986, trải qua các thế hệ
SPOT-1, SPOT-2, SPOT-3, SPOT-4 và SPOT-5, đã đưa ra sản phẩm ảnh số thuộc hai
kiểu phổ, đơn kênh (panchoromatic) với độ phân dải không gian từ 10 x 10m đến 2,5
x 2,5m, và đa kênh SPOT- XS (hai kênh thuộc dải phổ nhìn thấy, một kênh thuộc dải
phổ hồng ngoại) với độ phân giải không gian 20 x 20m. Đặc tính của ảnh vệ tinh
SPOT là cho ra các cặp ảnh phủ chồng cho phép nhìn đối tượng nổi (stereo) trong
không gian ba chiều. Điều này giúp cho việc nghiên cứu bề mặt trái đất đạt kết quả
cao, nhất là trong việc phân tích các yếu tố địa hình.
Trên mỗi vệ tinh Spot được trang bị một hệ thống tạo ảnh nhìn thấy có độ phân
giải cao HRV (High Resolution Visible imaging system).


phân
giải (m)
Các kênh
đa phổ
XS (Multispictral)
SPOT
1, 2, 3
HRV (High
Resolution
Visible)
3

20 x 20
Lục, đỏ,
gần hồng
ngoại
P hoặc PAN (Panchromatic)
SPOT
1, 2, 3

HRV
1
10 x 10
Toàn sắc
P + SX
(Panchromatic and
Multispictral merging)
SPOT
1, 2, 3


HRVIR 1

10 x 10

Đỏ
M + XI hoặc P + XI
(Panchromatic and
Multispictral merging)

SPOT 4

HRVIR

4

10x10*
Lục, đỏ,
gần hồng
ngoại hồng
ngoại trung
bình
~ 12 ~

HI (Multispictral InfraRed
High)

SPOT 5


HRG

1

5 x 5

Toàn sắc
HMX ( HM and HX
merging)
SPOT 5
HRG
3
5 x 5
Lục, đỏ,
gần hồng
ngoại
THR ( Very High
Resolution)
SPOT 5
HRG
1
2,5 x
2,5**
Toàn sắc
THX (Very High
Resolution Multispectral,
THR and HX merging)

SPOT 5

lục, đỏ
HRS (Very High
Resolution Stereoscopic)

SPOT 5

HRG

2

5 x 10
Toàn sắc

* Chỉ riêng kênh B2 (=M) có độ phân giải 10m. Các kênh còn lại được lấy mẫu
lại từ 20 đến 10m.
** Điểm mặt đất – kích thước của THR được lấy mẫu lại. Độ phân giải nhỏ hơn 3m

Ảnh SPOT được sủ dụng chủ yếu trong các lĩnh vực đo vẽ mới và hiệu chỉnh bản
đồ địa hình; thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất; và theo dõi biến động môi
trường như mất rừng, xói mòn, phát triển đô thị v.v Ảnh SPOT-5 có độ phân giải
cao, đặc biệt ảnh độ phân giải 2,5m mở ra triển vọng cảu nhiều ứng dụng mà trước
đây chỉ có thể thực hiện với ảnh hàng không như thành lập bản đồ tỉ lệ lớn, quy hoạch
đô thị, quản lý hiểm họa và thiên tai ~ 13 ~


0,5 - 0,59 µm
Xanh lục
10m
SPOT 5
Kênh 2
0,61 - 0,68 µm
Đỏ
10m
SPOT 5
Kênh 3
0,79 - 0,89 µm
Gần hồng ngoại
10m
SPOT 1, 2, 3
Kênh Toàn sắc
0,51 - 0,73 µm
Toàn sắc
10m
SPOT 4
Kênh Toàn sắc
0,49 - 0,73 µm
Toàn sắc
10m
SPOT 5
Kênh Toàn sắc
0,49 - 0,73 µm
Toàn sắc
5m
SPOT 5
Kênh Toàn sắc

tin ở kênh Blue như các hệ thống vệ tinh
khác (Landsat)
Trong gia đình SPOT, đây là vệ tinh anh
em sinh đôi đầu tiên, cái thứ hai là SPOT
7 sẽ được đưa lên quĩ đạo trong quí I năm
2014 để cùng với hai vệ tinh Pléiades 1
và Pléiades 2 (Pléiades 1A và Pléiades
1B) ở cùng độ cao 694 km tạo thành một
chùm các vệ tinh quan sát trái đất liên tục
24/7 của Pháp. Bốn vệ tinh này lệch nhau
90
0
trên quĩ đạo (SPOT 6 và 7 lệch nhau
180
0
, Pléiades 1A và Pléiades 1B lệch
nhau 180
0
.
Điều đặc biệt là hai vệ tinh Pléiades có độ phân giải không gian cao hơn:
Panchromatic: 70 cm,
Đa phổ: 2m
Riêng đối với độ phân giải không gian, cũng được xử lý tương tự như SPOT 5, do
thu nhận hai ảnh Pan ở hai góc khác nhau nên sẽ được xử lý tăng cường và tái lập
mẫu ở độ phân giải không gian 50cm để có thể cùng sử dụng với GeoEye – 1 và
WorldView 2 của Hoa Kỳ. Như vậy với hai vệ tinh này, các dữ liệu ảnh có cùng độ
phân giải không gian 50cm, với các kênh phổ tương tự nhau thì việc ứng dụng dữ liệu


~ 16 ~

2. Trạm thu ảnh vệ tinh

Trạm thu ảnh vệ tinh (Satellite Ground Receiving Station (VNGS).
Trạm thu ảnh vệ tinh cung cấp các dữ liệu ảnh cho các tổ chức, cá nhân trong
nước có nhu cầu trong các lĩnh vực đầu tư, tài nguyên thiên nhiên, môi trường, cảnh
báo thiên tai, khảo sát và đo đạc bản đồ.
Trạm thu ảnh vệ tinh sẽ cung cấp các loại ảnh: SPOT 2,4,5 (HRV, HRVIR và
HRG) và ENVISAT (ASAR và MERIS).
Hiện nay trạm thu chỉ còn nhận tín hiệu từ Spot 5 và đang triển khai dự án
VNREDSAT.
Ngày 9/7, Trạm thu ảnh vệ tinh (Trung tâm Viễn thám Quốc gia) đã được khánh
thành tại xã Minh Khai (Từ Liêm, Hà Nội) trên diện tích hơn 70.000 m2, với tổng
kinh phí đầu tư là hơn 19 triệu Euro (vốn ODA của Chính phủ Pháp) và gần 50 tỷ
đồng vốn đối ứng trong nước. Trạm thu là một phần của dự án "Xây dựng hệ thống
Giám sát Tài nguyên Thiên nhiên và Môi trường tại Việt Nam".
Đây là trạm thu ảnh vệ tinh đầu tiên ở châu Á thu được ảnh vệ tinh ENVISAT bởi
trước đó chỉ có các trạm ở châu Âu mới thu được loại ảnh này. Trạm được lắp đặt các
thiết bị kỹ thuật sử dụng công nghệ mới nhất của Tập đoàn Hàng không và Vũ trụ
Quốc phòng (EADS-DSC) của Pháp, nên có tính tự động cao hơn 4 trạm thu khác
trong khu vực.
Với khả năng thu nhận, xử lý, lập catalog và lưu trữ dữ liệu truyền xuống từ các
vệ tinh Spot 2,4 và Spot 5 (độ phân giải 2,5m); Envisat Asar (ảnh radar); Envisat
Meris 15 kênh phổ, dữ liệu của trung tâm đáp ứng được các nhiệm vụ hiện nay.
Trong đó, ảnh vệ tinh Spot và ảnh Asar phục vụ trực tiếp cho các dự án kiểm kê
đất đai, giám sát và kiểm kê rừng, cập nhật cơ sở địa lý quốc gia, thành lập và hiệu
chỉnh các loại bản đồ biển và hải đảo, giám sát ô nhiễm, lũ lụt Ảnh Meris phục vụ
công tác nghiên cứu môi trường vật lý biển như độ mặn, mật độ sắc tố của tảo, vận

dựng cơ sở dữ liệu đất đai cấp tỉnh của Việt Nam, hiện đang sử dụng trong dự án
VLAP của Bộ Tài nguyên và Môi trường.
Các phần mềm xử lý, tính toán GPS:
 Phần mềm xử lý lưới trắc địa động Bernese V.2, Gamit.
 Các phần mềm biên tập bản đồ: Microstation, IRAS-B, IRAS-C, Geovec,
MGE, Arc view.
 Các phần mềm thiết kế tự động: SDR Design, Geocomp, Benley, Nova
CAD.
 Các thiết bị phụ trợ:
 Máy quét bản đồ khổ A0 SG 9600, OCE GRAPHIC 4600
 Máy in màu khổ A0 HP 800, HP 1100, HP5000, HP 755CM, máy in A3,
A4.

~ 19 ~

4. Các thiết bị ngoại nghiệp

 Các thiết bị đo bằng vệ tinh (GPS): THALES SCORPIO; R3, 5700;
Geoexplorer 3P;
 Toàn đạc điện tử: các loại máy SET của TOPCON, SOUTH
 Đo thuỷ chuẩn: Ni004, Ni025, Ni030,

Máy đo GPS tĩnh THALES SCORPIO

Từ trên sơ đồ ta thấy quá trình thu nhận và xử lí ảnh thông qua các bước cơ bản
như sau:
 Anten trạm thu bám và thu nhận tín hiệu từ vệ tinh
 Các nhân viên quản lí tiếp nhận và thực hiện xử lí tín hiệu
 hình ảnh thu được sau khi xử lí được lưu trữ vào tạo catalog để phục vụ
cho từng mục đích sử dụng
Chúng ta sẽ tìm hiểu chi tiết từng công đoạn trên ~ 22 ~

1. Thu nhận tín hiệu giữa anten và vệ tinh
Thời gian thu nhận tín hiệu và vị trí của vệ tinh sẽ được đối tác bên Pháp thông báo
qua email hàng ngày. Nhân viên tại trạm thu có nhiệm vụ kiểm tra thông tin và đồng
bộ dữ liệu với anten để anten có thể bám sát vệ tinh, thu được tín hiệu có chất lượng
tốt nhất. Tín hiệu đầu vào anten có tần số 8÷8.5 GHz, sau khi qua bộ UC/DC 885 xử
lí tín hiệu xuống còn 1.8 ÷ 2.3 GHz rồi đưa tiếp xuống phòng xử lí trung tâm bên
dưới.

Sơ đồ khối UC/DC 885

2. Xử lí tín hiệu thành hình ảnh
Sơ đồ khối xử lí ảnh
~ 23 ~
Tín hiệu từ bộ UC/DC 885 sẽ được đưa qua bộ UC/DC 2050 để tiếp tục xử lí tần