I. MỞ ĐẦU
1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI:
Nền kinh tế trong cả nước nói chung, của các tỉnh, thành phố nói riêng đã
phát triển rất nhanh trong hơn hai mươi năm qua. Quá trình đô thị hóa,
công nghiệp hoá phát triển nhanh kéo theo sự mất dần đi của đất canh tác.
Để đáp ứng nhu cầu của con người và đảm bảo an ninh lương thực của
Quốc gia việc chuyển từ đất rừng sang sử dụng vào mục đích Nông
nghiệp khác là điều không tránh khỏi, cùng với nó là tình trạng du canh,
du cư và khai thác rừng bất hợp lý đã huỷ diệt những diện tích rừng rộng
lớn, làm tổn hại đến môi trường sinh thái, gây ra các hiện tượng biến đổi
khí hậu như khô hạn, lũ quét, sạt lở đất … ảnh hưởng nghiêm trọng đến
đời sống của nhân dân.
Biến động sử dụng đất xảy ra do nhiều nguyên nhân trong đó có sự
chuyển đổi tự phát từ đất nông nghiệp sang đất phi nông nghiệp, đất nuôi
trồng thuỷ sản hoặc cơ cấu cây trồng khác. Bên cạnh đó diện tích rừng
cũng bị thu hẹp dần do khai thác sử dụng cho mục đích khác, dẫn đến suy
giảm chức năng bảo vệ môi trường.
Trong những năm gần đây, mặc dù Nhà nước đã có những chính sách cho
việc khôi phục rừng, nhưng kết quả chưa đủ bù đắp phần diện tích rừng bị
mất hàng năm, trong khi đó chất lượng rừng tiếp tục bị suy thoái nghiêm
trọng. Nhiệm vụ bảo vệ, quản lý, phát triển và kinh doanh rừng không chỉ
là vấn đề riêng của ngành Nông nghiệp, của các chuyên gia về rừng mà
nó đã trở thành một vấn đề của toàn xã hội. Để có thể quản lý, bảo vệ đất
đai nói chung và đất rừng nói riêng hiện có cần có sự theo dõi biến động
thường xuyên nhằm đưa ra những giải pháp thích hợp nhất.
Đã có nhiều nghiên cứu đánh giá biến động sử dụng đất dựa vào bản đồ
hiện trạng sử dụng đất của các cấp theo chu kỳ 5 năm lập theo phương
pháp truyền thống. Nếu cần phải đánh giá hiện trang sử dụng đất trong
một chu kỳ ngắn sẽ gặp nhiều khó khăn về thời gian, nhân lực, kinh phí
nhất là tính tự động hoá trong công việc và không có những hình ảnh trực
quan vừa là cơ sở khoa học vừa có tính khái quát về biến động sử dụng

Ea Súp là một huyện biên giới nằm ở phía tây bắc tỉnh Đăk Lăk có đường
biên giới phía tây giáp với nước bạn Campuchia. Tổng diện tích tự nhiên
của huyện là 176.563 ha; Dân số 56.432 người mật độ dân số bình quân
31,9 người/km2, là huyện có mật độ dân số thấp nhất của tỉnh Đăk Lăk .
Huyện Ea Súp với 10 đơn vị hành chính (9 xã, 01 thị trấn) là huyện có
tiểu vùng khí hậu cá biệt nhiệt độ cao, nắng nóng kéo dài, điều kiện khắc
nghiệt, dân cư thưa thớt diện tích đất rừng rộng lớn đây được ví như là
một lá phổi xanh của thế giới nói chung và của nước ta nói riêng.
Là một huyện có tiềm năng về đất đai bằng phẳng, rất thích hợp với cây
lúa Ea Súp đã và đang được nhà nước quan tâm đầu tư các công trình
thủy lợi lớn phục vụ tưới tiêu vì vậy số lượng dân di cư kể cả dân di cư tự
do và dân di cư theo kế hoạch của nhà nước tập trung về địa bàn sinh
sống và lập nghiệp nhiều nhất tỉnh Đăk Lăk.
Sự gia tăng dân số và các mục tiêu phát triển kinh tế kéo theo đó là sự
mất dần những cánh rừng để trồng lúa, màu, cây ăn quả, cao su, … cho
nên đất rừng của Ea Súp có sự biến động lớn.
Nhằm theo dõi được sự biến động thường xuyên của các loại đất đặc biệt
là đất rừng phục vụ các mục tiêu Quản lý, bảo vệ, qui hoạch phát triển và
giúp cho lãnh đạo đưa ra nhũng quyết định đúng đắn Ea Súp cần có bộ
bản đồ biến động đất rừng được cập nhật thường xuyên.
Xuất phát từ những nhu cầu thực tiễn trên chúng tôi tiến hành nghiên cứu
đề tài: “Tích hợp viễn thám và hệ thông tin địa lý (GIS) để đánh giá biến
động đất rừng huyện Ea Súp tỉnh Đắk Lắk”.
1.2. MỤC ĐÍCH, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU:
1.2.1 Mục đích nghiên cứu :


Việc đánh giá biến động sử dụng đất rừng trên cơ sở phân tích hai bản đồ
hiện trạng sử dụng đất được thành lập ở hai thời điểm thu nhận ảnh vệ
tinh (năm 2004 và năm 2009) của khu vực huyện Ea Súp.

2.1.1. Đặc trưng cơ bản của rừng Việt Nam.
Rừng nước ta thể hiện những đặc trưng cơ bản của rừng nhiệt đới. Theo
điều tra thống kê, ở nước ta có khoảng 7004 loài thực vật bậc cao thuộc
1850 chi và 289 họ (Thái Văn Trừng - 1978) và 1332 loài động vật ( theo
tài liệu của UBKHKT nhà nước và Võ Quý - 1981). Ngoài ra, khu hệ
thực vật phong phú của Việt Nam là nơi hội tụ của ba luồng thực vật di
cư từ khu hệ Malaixia – Indonexia; khu hệ Himalaya - Vân Nam - Quí
Châu; khu hệ Ấn Độ - Miến Điện [21]. Rừng nước ta có nhiều loại gỗ


quý và dược liệu có giá trị. Nó được phân bố hầu hết ở vùng trung du và
vùng núi, chiếm ba phần tư đất đai toàn quốc và chiếm một vị trí chiến
lược quan trọng trong việc phát huy tác dụng phòng hộ và quốc phòng.
Trải dài trên 15 độ vĩ ở vùng nhiệt đới bắc bán cầu, chịu ảnh hưởng của
đại dương, địa hình chia cắt đã làm cho hệ sinh thái rừng Việt Nam đa
dạng từ rừng thông ôn đới, rừng thông á nhiệt đới, rừng hỗn giao lá kim,
rừng hỗn giao lá rộng, rừng nhiệt đới cho đến rừng xích đạo[21]. Đặc
điểm của rừng nhiệt đới là có nhiều gỗ quý nhưng lại mọc chậm. Điều
đáng lo ngại là diện tích rừng mưa nhiệt đới ngày càng thu hẹp, chất
lượng rừng ngày càng bị thoái hoá do nạn cháy rừng, do phương thức
trồng trọt du canh du cư, do chăn nuôi gia súc, do khai hoang canh tác
nông nghiệp và khai thác rừng không hợp lý. Điều đó không chỉ làm suy
giảm tài nguyên rừng mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến cân bằng sinh thái,
bảo vệ môi trường sống. Theo thống kê của Liên hiệp quốc, hàng năm có
11.000.000 ha rừng nhiệt đới bị phá huỷ. Riêng khu vực châu Á - Thái
Bình Dương hàng năm mất đi 1.800.000 ha rừng, tương đương mỗi ngày
mất đi 5000 ha rừng nhiệt đới[22]. Ở Việt Nam, dựa trên số liệu thống kê
diện tích mất rừng hàng năm đã được công bố khoảng 100.000 ha vào
thời điểm trước năm 1976[23].
2.1.2. Phân loại trạng thái rừng Việt Nam

ngoài và những đặc trưng về cấu trúc hình thái của nó. Hình thái bên
ngoài của thảm thực vật (độ rậm, độ che phủ của rừng, đất không có
rừng...) và đặc điểm cấu trúc (thường xanh, lá rộng, lá kim...) của nó đã
được ứng dụng rộng rãi để mô tả và xây dựng bản đồ thảm thực vật của
nhiều nước trên thế giới và bản đồ thảm thực vật thế giới[21].
a. Hệ thống phân loại rừng cũng như phân loại sử dụng đất lâm
nghiệp tổng quát nằm trong hệ thống phân loại đất đai toàn quốc hệ thống
phân loại thay đổi theo từng giai đoạn và có hai hệ thống phân loại chủ
yếu sau:
- Đất rừng được phân loại độc lập bao gồm: Đất có rừng tự nhiên, đất có
rừng trồng, đất được sử dụng vào mục đích trồng rừng, khoanh nuôi, bảo
vệ phục hồi rừng tự nhiên, nghiên cứu thí nghiệm [Luật đất đai 1993].
- Đất lâm nghiệp trong nhóm đất nông nghiệp: Chỉ bao gồm đất đã có
rừng phân loại theo mục tiêu sử dụng đó là đất có rừng sản xuất, rừng
phòng hộ và rừng đặc dụng [Luật đất đai sửa đổi năm 2003].
b. Các hệ thống phân loại rừng chi tiết dùng cho nghành lâm nghiệp.
Dựa trên hệ thống phân loại sử dụng đất toàn quốc, phân loại sử dụng đất
lâm nghiệp đã được bổ sung nhằm phục vụ kiểm kê rừng, đánh giá và quy
hoạch sử dụng đất lâm nghiệp đáp ứng yêu cầu của thực tiễn sản xuất và
trình độ quản lý đất đai từ trung ương đến địa phương.
Quyết định gần đây nhất của Bộ trưởng Bộ nông nghiệp và phát triển
nông thôn về việc công bố diện tích rừng và đất lâm nghiệp toàn quốc
năm 2002 thể hiện hệ thống phân loại sử dụng đất lâm nghiệp như sau:
* Đất có rừng.
Rừng tự nhiên.
+ Rừng gỗ: rừng phòng hộ, rừng đặc dụng, rừng sản xuất.
+ Rừng tre nứa: rừng phòng hộ, rừng đặc dụng, rừng sản xuất.
+ Rừng hỗn giao: rừng phòng hộ, rừng đặc dụng, rừng sản xuất.
+ Rừng ngập mặn: rừng phòng hộ, rừng đặc dụng, rừng sản xuất.
+ Rừng núi đá: rừng phòng hộ, rừng đặc dụng, rừng sản xuất.

IIIc Rừng tự nhiên bị tác động mạnh
5
Rừng nửa rụng lá
Rừng phục hồi trên trảng cây bụi và sau
nương rẫy
6
Rừng rụng lá (khộp)
IIb Rừng non phục hồi trên trảng cây
bụi
7
Trảng cây bụi có nhiều cây gỗ tái sinh tự nhiên
Ic,IIa
Trảng cây bụi có nhiều cây gỗ tái sinh
8
Trảng cỏ
Ia
Trảng cỏ
b- Phân loại rừng ở huyện Quỳ Châu (Nghệ An).
Tại đây cũng áp dụng hai hệ thống phân loại để thực hiện dự án
quy hoạch đất lâm nghiệp trong huyện. Dựa vào hệ thống phân loại theo
trạng thái thực bì của rừng đất lâm nghiệp được chia thành:
* Đất có rừng.
Rừng tự nhiên.
+ Rừng giàu
+ Rừng trung bình
+ Rừng nghèo
+ Rừng phục hồi
+ Rừng hỗn giao + Tre nứa
Rừng trồng ( Theo loài cây và cấp tuổi)
* Đất chưa sử dụng.

ít cây gỗ hỗn tạp, độ cao cây từ 3 – 7 m
5
Đất trống Chủ yếu là đất do phá rừng chưa được trồng mới.
6
Đất hồ, ao Các đập nước trong rừng.
7
Loại khác Thổ cư, Lúa, nương rẫy ….
2.2. CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM
2.2.1 Khái niệm về viễn thám.
Viễn thám là môn khoa học nghiên cứu việc đo đạc, thu thập thông tin về
một đối tượng mà không có sự tiếp xúc trực tiếp đến đối tượng mà bằng
cách sử dụng thiết bị đo qua tác động một cách gián tiếp. Viễn thám là
phương pháp sử dụng bức xạ điện từ như một phương tiện để điều tra và
đo đạc những đặc tính của đối tượng. Các tín hiệu này được những thiết
bị đặt trên các phương tiện bay tiếp nhận ghi lại hoặc truyền về các trạm
thu thu nhận và xử lý trên mặt đất để xử lý. Trên cơ sở nguyên lý cơ bản
này, phương pháp viễn thám nói chung, viễn thám trong đất đai và điều
tra rừng nói riêng đã được hình thành và phát triển ngày càng hoàn thiện
trong sự phát triển không ngừng của các lĩnh vực kỹ thuật có liên quan
[18]..
Vậy hiểu một cách đầy đủ, phương pháp viễn thám được tổ chức thực
hiện cả ở trên không và ngay trên mặt đất. Do tất cả các đối tượng tự
nhiên trên bề mặt trái đất, ở một góc độ nào đó đều được phản ánh một
phần đặc điểm, nội dung trên tư liệu viễn thám, nên kỹ thuật viễn thám
thực chất là một kỹ thuật liên ngành bao gồm nhiều lĩnh vực nội dung, kỹ
thuật của các chuyên môn phức tạp khác nhau, đồng thời ứng dụng của
chúng cũng vô cùng phong phú. Dưới đây chúng tôi trình bày những nét


cơ bản nhất về lịch sử phát triển kỹ thuật viễn thám nói chung và viễn

dụng rộng rãi trong viễn thám với ưu thế không bị ảnh hưởng bởi thời
tiết. Sự ứng dụng của nó trong lĩnh vực thăm dò tài nguyên đã trở nên rất
đa dạng và phong phú. Ngày nay tia laser cũng đã được ứng dụng trong
viễn thám cùng với nhiều loại bộ cảm ưu viêt hơn so với các thế hệ bộ
cảm trước kia [4]
2.2.3.Hiện trạng và khả năng ứng dụng của viễn thám
Lịch sử về viễn thám cho thấy, sự phát triển của kỹ thuật viễn thám luôn
gắn liền với sự phát triển của kỹ thuật chụp ảnh. Bức ảnh đầu tiên được
chụp vào năm 1839, tới năm 1849 Aime Laussedat người Pháp đã khởi
đầu một chương trình sử dụng ảnh cho mục đích thành lập bản đồ địa
hình[26]. Đến giữa thế kỷ thứ 19 người ta đã sử dụng kinh khí cầu để


chụp ảnh từ trên không và bức ảnh hàng không đầu tiên được chụp từ
kinh khí cầu cũng là do Laussedat chụp vào năm 1858. Sang đầu thế kỷ
thứ 20 người ta đã thử nghiệm chụp ảnh từ trên không bằng máy bay và
bức ảnh đầu tiên được chụp từ máy bay đã được Wibur Wright thực hiện
năm 1909 trên vùng Centocalli, Italia[27].
Vào giữa những năm 1930 người ta đã chụp ảnh màu và tiến hành nhiều
cuộc nghiên cứu nhằm tạo ra các lớp cảm quang nhạy với bức xạ gần
hồng ngoại có tác dụng hữu hiệu trong việc loại bỏ ảnh hưởng tán xạ và
mù khí quyển. Trong chiến tranh thế giới lần thứ hai người ta đã nghiên
cứu các tính chất phản xạ phổ của bề mặt địa hình và chế thử các lớp cảm
quang cho việc chụp ảnh màu hồng ngoại. Đến năm 1956 việc thử
nghiệm khả năng chụp ảnh hồng ngoại từ máy bay đã được tiến hành
trong việc phân loại và phát hiện các kiểu loại thực vật. Năm 1960 được
sự bảo trợ của cơ quan hàng không vũ trụ quốc gia Hoa Kỳ, nhiều cuộc
thử nghiệm về ứng dụng ảnh hồng ngoại màu và ảnh đa phổ đã được tiến
hành. Những thành tựu trong lãnh vực này đã đưa đến sự phóng vệ tinh
Landsat vào những năm 70 thế kỷ trước. Việc phóng vệ tinh nhân tạo đã

Trong vùng sóng dài của sóng điện từ, các hệ thống Viễn thám siêu cao
tần chủ động radar đã được sử dụng ngay từ đầu thế kỷ 20 cho việc theo
dõi và phát hiện các vật thể chuyển động và nghiên cứu tầng ion. Ngày
nay sự ứng dụng của nó đã trở nên rất đa dạng và phong phú trong lĩnh
vực thăm dò tài nguyên. Người ta đã sử dụng viễn thám radar để nghiên
cứu đại dương, khí quyển, các cấu trúc trên bề mặt và gần bề mặt của vỏ
trái đất. Gần đây viễn thám radar chủ động càng phát triển mạnh mẽ có
khả năng nghiên cứu xác định được sinh khối của thực vật. Vì vậy các
ứng dụng của viễn thám radar chủ động rất đa dạng, phong phú và có
nhiều triển vọng.
Nói chung, sự ra đời và phát triển của khoa học kỹ thuật viễn thám luôn
gắn liền với lịch sử ra đời và phát triển của viễn thám trong Lâm nghiệp.
Dưới đây là tóm tắt một số các công trình nghiên cứu của các tác giả trên
thế giới và trong nước.
2.2.3.1. Trên thế giới
Mặc dầu bức ảnh hàng không đầu tiên được chụp bằng kinh khí cầu do
một người Pháp có tên Laussedat chụp từ năm 1858, nhưng mãi đến
tháng 9 năm 1887 mới có một kỹ sư Lâm nghiệp người Đức thử nghiệm
đoán đọc cây rừng trên ảnh hàng không[29]. Theo GS.TS Vũ Tiến Hinh,
TS.Phạm Ngọc Giao thì Spurr.S đã chia lịch sử viễn thám trong Lâm
nghiệp trên thế giới thành ba giai đoạn chính [23]:
Giai đoạn một: Từ cuối thế kỷ thứ 19 đến trước chiến tranh thế giới lần
thứ nhất, đánh dấu bằng sự ra đời ảnh hàng không, kính lập thể và những
thử nghiệm lẻ tẻ ban đầu về ứng dụng của chúng trong Lâm nghiệp. Thí
dụ một số thí nghiệm của Rudolf Kobsa và Ferdinand Wang (Áo–1892),
Hugershoff.R (Đức-1911), Hans Dock (Áo-1913).
- Giai đoạn hai: Từ chiến tranh thế giới lần thứ nhất đến cuối chiến tranh
thế giới lần thứ hai. Giai đoạn này đã ghi nhận thành công của một số tác
giả ở một số nước: Xây dựng bản đồ rừng từ ảnh hàng không ở vùng
Maurice thuộc Canada, bản đồ thực vật rừng ở Anh(1924), điều tra trữ

Bên cạnh các dự án tổng thể về ứng dụng viễn thám và GIS, các lĩnh vực
như khí tượng, địa chất, khoáng sản thì viễn thám trở thành một công cụ
đắc lực trong công tác điều tra, khảo sát đo đạc các điều kiện tự nhiên, tài
nguyên thiên nhiên, giám sát môi trường. Kết quả các công trình nghiên
cứu đã làm giàu thêm về cơ sở dữ liệu và phương pháp luận trong nghiên
cứu các dự án.
Nhìn chung việc ứng dụng viễn thám và GIS ở nước ta bước đầu đã có
nhiều kết quả đáng kể. Tuy vậy, việc ứng dụng còn ở quy mô nhỏ, tản
mạn về chủ đề chưa định hướng được nhiệm vụ lâu dài. Các dự án còn có
tính thử nghiệm chưa được ứng dụng rộng rãi và có hệ thống.Thực tế viễn
thám ở nước ta chưa giải quyết triệt để những vấn đề thực tiễn đặt ra
nhằm đáp ứng công tác quản lý nhà nước ở tầm vĩ mô về các vấn đề quan
trọng như quản lý tài nguyên thiên nhiên, quản lý về quy hoạch sử dụng
đất. Việc truyền bá và ứng dụng viễn thám và GIS vào các công việc của
các cơ quan địa phương ở nước ta có thể nói chưa được đặt đúng vị trí
quan trọng của nó. Mặc dù đã có nhiều nỗ lực của các cơ quan quản lý
nhà nước và rất nhiều lực lượng tham giavào hoạt động phát triển viễn
thám và GIS và kết quả đã có nhiều nhận thức đúng đắn về tầm quan
trọng của việc ứng dụng viễn thám và GIS trong việc hỗ trợ công tác
quản lý nhà nước và công tác nghiệp vụ chuyên ngành nhưng vẫn còn
một khoảng cách lớn giữa nhận thức và ứng dụng thực tế.
2.2.4 Nguyên lý và tính chất phổ của ảnh viễn thám.
a. Nguyên lý
Năng lượng chính thường được sử dụng trong viễn thám là bức xạ mặt
trời (năng lượng điện từ). Khái niệm sóng giải thích cho sự truyền năng
lượng điện từ, những năng lượng chỉ được cảm nhận khi sóng tương tác
với vật chất. Sự tương tác với vật chất có thể thay đổi phụ thuộc vào mật
độ, hướng, bước sóng, sự phân cực và pha của bức xạ tới. Khoa học viễn
thám đo đạc và ghi lại những sự thay đổi đó và các nhà khoa học phân
tích các hình ảnh và tư liệu, kết quả là phân biệt các tính chất của vật thể

vật thể ở những bước sóng điện từ khác nhau sẽ phản xạ khác nhau. Ứng
dụng những tính chất này trong viễn thám người ta chụp ảnh vật thể qua
nhiều kênh khác nhau để đối chiếu phân tích và xử lý phục vụ công tác
phân loại ảnh và giải đoán ảnh.
2.2.5. Các loại vệ tinh và ảnh vệ tinh
2.2.5.1. Vệ tinh SPOT và ảnh vệ tinh SPOT
Hệ thống vệ tinh SPOT của Pháp được triển khai thiết kế chế tạo từ
những năm 1977. Vệ tinh SPOT-1 được đưa lên quỹ đạo từ năm 1986 có
trọng lượng 1750kg với độ cao bay là 822 km. Độ rộng của băng quét là
60km theo phương dây dọi. Góc nghiêng của thiết bị quét ảnh so với
phương dây dọi về hai phía vuông góc với hướng bay có giá trị ± 27o với
độ rộng của băng quét là 80 km. Ảnh Pan có 6000 Pixel trên mỗi đường
quét, ảnh MS có 3000 Pixel.Chuyển động của vệ tinh SPOT-1 đồng bộ
với chuyển động quay của trái đất, bề mặt của trái đất được quét lại trên
cùng một địa hính sau 26 ngày [30].
Các vệ tinh SPOT-2, SPOT-3, SPOT- 4 có các thông số như SPOT-1
được đưa lên quỹ đạo vào các năm 1990,1994,1998 trong đó SPOT-3 bị
thiệt hại không thành công như dự kiến. Hệ thống vệ tinh SPOT-5 có cải
tiến nhất định được đưa lên quỹ đạo vào tháng 5 năm 2002 và đi vào hoạt
động. Thiết bị quét ảnh cho ảnh Pan với độ phân giải 5m theo phương
thẳng đứng và 10m khi trục quang nghiêng về hai phía vuông góc với
hướng bay. Mỗi đường quét Pan có 12000 Pixel và mỗi đường quét ảnh
mầu có 6000 Pixel. Hình 3.5 là hình ảnh của hệ thống vệ tinh SPOT-5.
Các thông số chính của hệ thống SPOT theo bảng 3.3.


Hình 2.3: Hệ thống vệ tinh SPOT -5
Bảng 2.3: Các thông số của hệ thống SPOT
Hệ thống Năm phóng Số Pixel trên đường quét Độ lớn Pixel thực địa
GSD Độ rộng băng quét Góc nghiêng trục quang Độ cao quỹ đạo

+ Quỹ đạo đồng bộ mặt trời và bán lặp lại
+ Thời điểm bay qua xích đạo 9h30’ sáng
+ Chu kỳ lặp lại 17 ngày
+ Bề rộng tuyến chụp 185km
+ Bộ cảm: 2 bộ cảm là MSS (Multispectral Scanner) và TM ( Thematic
Mapper)
Bảng 2.4 : Các thông số chính của bộ cảm TM và ETM:
Kênh phổ Bước sóng Phổ điện từ Độ phân giải
Kênh1
0,45-0,52 Micromet
Xanh chàm(Blue) 30 m
Kênh 2
0,52-0,60 Micromet
Xanh lục(Green) 30 m


Kênh 3
0,63-0,69 Micromet
Đỏ(Red)
30 m
Kênh 4
0,76-0,90 Micromet
Gần hồng ngoại 30 m
Kênh 5
1,55-1,75 Micromet
Hồng ngoại 30 m
Kênh 6
10,4-12,5 Micromet
Hồng ngoại nhiệt 30 m
Kênh 7

Kênh 2
0,61-0,69 Micromet
Đỏ( Red) 50 m
Kênh 3
0,72-0,80 Micromet
Gần hồng ngoại 50 m
Kênh 4
0,80-1,10 Micromet
Hồng ngoại 50 m
2.2.6 Dữ liệu ảnh số dùng trong viễn thám
Ảnh viễn thám ghi nhận giá trị sóng điện từ phản xạ hay bức xạ từ vật thể
thông qua bộ cảm biến. Các giá trị này thường được lưu dưới dạng số.
Ảnh được thể hiện bởi ma trận – mỗi phần tử của ma trận được gọi là
pixel. Mỗi pixel tương ứng với một đơn vị không gian và có giá trị
nguyên hữu hạn ứng với từng cấp độ xám đó là giá trị độ sáng, giá trị này
thể hiện cường độ bức xạ hay tán xạ năng lượng điện từ của vật thể từ
mặt đất.


Các pixel thường có hình dạng vuông và được xác định bằng tọa độ là chỉ
số hàng (tăng dần từ trên xuống) và chỉ số cột (từ trái sang phải). Kích
thước mỗi pixel phải được chọn tối ưu; nếu quá lớn thì chất lượng ảnh sẽ
kém; ngược lại thì dung lượng thông tin cần lưu trữ lại quá lớn.
Độ phân giải của ảnh viễn thám được định nghĩa là diện tích nhỏ nhất
trên mặt đất được ghi nhận tương ứng cho một pixel. Tuỳ theo mục đích
và lĩnh vực ứng dụng mà lựa chọn độ phân giải ảnh thích hợp. Hình 2.4
thể hiện cấu trúc ảnh vệ tinh cơ bản thường được sử dụng.
Hình 2.4 Dữ liệu ảnh vệ tinh được sử dụng để cung cấp thông tin
Ảnh viễn thám được ghi lại theo nhiều dải phổ khác nhau gọi là dữ liệu
ảnh đa phổ. Các thông tin của dữ liệu ảnh số được lưu theo đơn vị Bit

phổ để thu nhận và thể hiện. Dữ liệu ảnh số thường được lưu theo các
khuôn dạng thông dụng sau:


∗ Khuôn dạng BSQ (Band Sequence): Các kênh phổ được lưu tuần tự hết
kênh này sang kênh khác. Khuôn dạng BSQ có ưu điểm là dễ đọc, chọn
kênh bất kỳ, thuận tiện khi xuất ảnh. Đây là khuôn dạng được dùng khá
phổ biến.
∗ Khuôn dạng BIL (Band Interleavel by Line): Từng hàng được ghi theo
thứ tự của số kênh. Nói khác đi mỗi hàng được ghi tuần tự theo kênh phổ
sau đó lặp lại theo số thứ tự của từng hàng.
∗ Khuôn dạng BIP: (Band Interleavel by Pixel): Mỗi pixel được ghi tuần
tự theo các kênh nghĩa là các kênh phổ được lưu theo hàng và cột của
từng pixel. Sau khi kết thúc tổ hợp phổ của pixel này lại chuyển sang tổ
hợp phổ của pixel khác. Khuôn dạng BIP rất thuận tiện trong phân loại
ảnh tự động .
Ngoài các thông tin về ảnh của đối tượng, trong file ảnh còn chứa nhiều
thông tin bổ trợ khác dưới dạng khuôn dạng WSF, LTWG.
2.2.7 Khả năng cung cấp thông tin của ảnh viễn thám.
Nhờ vào việc đo phổ phản xạ của các vật thể đã cho phép viễn thám có
thể xác định hoặc phân tích được đặc điểm của lớp phủ mặt đất thông qua
các dữ liệu thu được từ vệ tinh. Nhìn chung các thông tin phân tích phản
ánh ba lớp đối tượng là đất, nước và thực vật. Thực vật có sự phản xạ rất
cao trong vùng gần hồng ngoại. Đất cho sự phản xạ khá cao đối với hầu
hết các vùng phổ. Nước hầu như không phản xạ trong vùng hồng ngoại.
Trong cùng một nhóm đối tượng từ việc đo phản xạ phổ chúng ta có thể
tách ra từng loại đối tượng riêng biệt. Đối với thực vật có nhiều yếu tố
ảnh hưởng đến bức xạ phổ của chúng (ví dụ cùng loại cây nhưng trạng
thái sinh trưởng khác nhau sẽ cho giá trị bức xạ phổ khác nhau). Chính
nhờ đặc điểm này ảnh viễn thám được ứng dụng để theo dõi sự phát triển

cập nhật cơ sở dữ liệu phục vụ công tác quản lý trong nhiều lĩnh vực (tài
nguyên môi trường, đô thị, khí tượng, thủy văn, địa chất, nông nghiệp…)
rất hiệu quả.
2.2.8 Giải đoán ảnh viễn thám bằng mắt.
a. Giải đoán ảnh bằng mắt.
Giải đoán ảnh là quá trình tách thông tin định tính và định lượng từ ảnh
viễn thám để thành lập các bản đồ dựa trên các tri thức chuyên môn hoặc
kinh nghiệm của người giải đoán (hình dạng, vị trí, cấu trúc, chất lượng,
điều kiện, mối quan hệ giữa các đối tượng…)
Trong việc xử lý thông tin viễn thám thì giải đoán bằng mắt là công việc
đầu tiên, phổ biến nhất và có thể áp dụng trong mọi điều kiện và có thể áp
dụng trong nhiều lĩnh vực.
Cơ sở để giải đoán bằng mắt là dựa vào các dấu hiệu đoán đọc trực tiếp
hoặc gián tiếp và giải đoán.
b. Các dấu hiệu giải đoán:
Về nguyên tắc chung, các dấu hiệu giải đoán được xếp vào hai nhóm
chính là các yếu tố ảnh và các yếu tố địa kỹ thuật.
Các yếu tố ảnh: Tông ảnh, cấu trúc ảnh, kiểu mẫu, hình dạng, kích
thước, bóng, vị trí, màu,…
Các yếu tố địa kỹ thuật: Địa hình, thực vật, hiện trạng sử dụng đất, mạng
lưới sông suối, hệ thống các khe nứt lớn và các yếu tố dạng tuyến.
c. Các khóa giải đoán.
Tiêu chuẩn để phân biệt một đối tượng với các yếu tố giải đoán về đối
tượng đó gọi là khóa giải đoán.
Các khóa giải đoán được thiết lập dựa vào kinh nghiệm và kiến thức
chuyên môn cùng những nghiên cứu trên một tấm ảnh cụ thể của người
phân tích. Nghĩa là dựa vào cả các yếu tố ảnh, phần mô tả ảnh và các
thành phần của của hình ảnh. Thông thường khóa được dùng cho một bức



DG
W
W
W
BL
BL W
W
W
W
GR
GR
BL
BL W
W
W
W


DGR
DGR
BL
BL W
W
R
P
W
LB
LB
B
BL W

ảnh có thể sử dụng được. Giai đoạn này thường được thực hiện trên các
máy tính lớn tại các trung tâm thu số liệu vệ tinh.


Biến đổi ảnh: Thực chất biến đổi ảnh là các quá trình xử lý như
tăng cường chất lượng, biến đổi tuyến tính được thực hiện trên các máy
tính nhỏ như máy vi tính trong khuôn khổ của một phòng thí nghiệm.
Phân loại: Mục đích của việc phân loại đa phổ là tách các thông tin
cần thiết phục vụ việc theo dõi các đôí tượng hoặc phục vụ thành lập bản
đồ chuyên đề là khâu quan trọng của việc khai thác tư liệu viễn thám.
Xuất kết quả: Xuất kết quả là nhiệm vụ cuối cùng của tất cả các
khâu xử lý. Kết quả có thể dưới dạng phim ảnh (tương tự), dạng số hay
các bản đồ đường nét. Các kết quả dạng số ngày càng được khai thác sử
dụng nhiều vì nó là đầu vào tốt nhất cho việc sử dụng công nghệ mới
(GIS). Trên cơ sở ứng dụng hệ thông tin địa lý, nhiều chủng loại thông tin
khác nhau cũng được đưa vào xử lý tạo ra một kết quả chính xác và
phong phú hơn nhiều so với trường hợp chỉ sử dụng riêng tư liệu viễn
thám.
Việc phân loại ảnh bằng phương pháp xử lý số không thể thiếu một
trong năm bước cơ bản đã nêu ở trên. Trong phần này chúng tôi chỉ giới
thiệu những nét chung liên quan đến quá trình phân loại đa phổ.
Trong xử lý số tư liệu viễn thám đa phổ, việc phân loại được thực
hiên bằng cách gán cho một khoảng cấp độ xám nhất định thuộc một
nhóm đối tượng nào đó có các tính chất tương đối đồng nhất với mục
đích phân biệt các nhóm đó với nhau trong khuôn khổ ảnh cho trước. Dựa
vào các tính chất phổ hoặc cấu trúc không gian đặc tính của đối tượng ta
có thể phân loại theo một quy luật nào đó. Phân loại có thể được thực
hiện dựa trên nguyên lý giải đoán bằng mắt hoặc có sự trợ giúp của máy
tính. Hiện nay việc sử dụng máy tính để phân loại ngày càng được phổ
cập và mang lại các kết quả đáng khả quan hơn.

phương pháp này là mỗi pixel được tính xác suất thuộc vào một lớp nào
đó và nó được gán vào lớp mà xác suất thuộc vào lớp đó là lớn nhất. Xác
suất này được xác định theo [27], [28] với công thức:
Lk = P(k/X) = P(k)*P(X/k)/P(i)*P(X/i).
Trong đó: P(k)
: Xác suất tiền định của lớp k
P(X/k) : Xác suất điều kiện có thể lấy được X thuộc vào lớp
k
Thông thường người ta coi P(k) là hằng số cho tất cả các lớp
và P(i)*P(X/i) cũng được coi như vậy cho nên thực chất xác suất Lk chỉ
phụ thuộc vào P(X/k).
Trong trường hợp các quan trắc có hàm phân bố chuẩn theo Gauss
thì đại lượng Lk có thể tính theo công thức sau:
Lk(X) = e-1/2(X- k)/((2)n/2[k]1/2).
Với : n
:Số kênh phổ.
X
: Véc tơ ảnh.
k :Véc tơ trung bình của lớp k
Lk(X): Xác suất mà X thuộc vào lớp k
k : Ma trận phương sai – hiệp phương sai.
k
: Định thức của ma trận phương sai – hiệp
phương sai
Phương pháp phân loại xác suất cực đại có nhiều ưu việt xét theo
quan điểm lý thuyết xác suất. Tuy vậy khi sử dụng nó cần phải chú ý tới
mấy điểm sau:
Số lượng, mật độ và diện tích của các khu vực lấy mẫu phải đủ lớn và
hợp lý để giá trị trung bình cũng như ma trận phương sai-hiệp phương sai
tính cho một lớp nào đó có giá trị đúng với thực tế.

Trong trường hợp tồn tại mối tương quan giữa các
kênh phổ thì khoảng cách Mahalanobis được sử dụng thay cho các
khoảng cách khác. Khoảng cách này được xác định theo công thức (3.6):
d2k = (X - k¬). ¬k-1 (X - k).
(3.6)
Trong các công thức (3.7), (3.8), (3.9) trên đây, thì:
X
: Véc tơ giá trị cấp độ xám
X = [ x1, x2, ........xn ]
k : Véc tơ trung bình
k= [ m1, m2, .....mn ]
k - Ma trận phương sai:

k =

¬k - Ma trận phương sai-hiệp phương sai:

¬k =

+ Phân loại theo cây quyết định là một phương pháp được ứng dụng
cùng với tư duy chuyên ngành. Phương pháp này thuộc nhóm phân loại


có cấu trúc và không có thuật toán tổng quát nào cho phương pháp phân
loại này. Người phân loại phải xuất phát từ việc đánh giá khả năng phân
tách các đối tượng dựa trên tri thức chuyên gia và đặc tính phổ của chúng.
2.2.10. Nhu cầu và khả ứng dụng của viễn thám tại Việt Nam.
2.2.10.1 Nhu cầu ứng dụng viễn thám trong thực tiễn.
Do thực trạng ứng dụng viễn thám ở Việt Nam còn ở mức thấp so với thế
giới thậm chí so với các nước trong khối ASEAN nên các nhu cầu vẫn

thể thực hiện được trên phạm vi rộng .
Giải pháp duy nhất có tính khả thi là việc ứng dụng rộng rãi và thường
xuyên kỹ thuật viễn thám, cụ thể là sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh kết hợp
với điều tra khảo sát để nâng cao độ tin cậy của thông tin và dữ liệu.
b. Ứng dụng công nghệ viễn thám cho mục đích bảo vệ môi trường,
phòng chống thiên tai.


Trong nông nghiệp và lâm nghiệp việc chuyển đổi cây trồng và vật nuôi
và khai thác rừng không theo quy hoạch và kế hoạch phân bổ đất đai đã
phá vỡ sự cân bằng sinh thái và làm suy giảm chức năng bảo vệ môi
trường của rừng.
Trong công nghiệp sự phát triển mạnh mẽ các nhà máy và khu công
nghiệp đã thải vào môi trường không khí một lượng khí thải độc hại vượt
tầm kiểm soát cuả các nhà quản lý.
Với tốc độ xây dựng như hiện nay trên cả nước việc khai thác cát trên các
sông ngòi đã làm thay đổi dần các dòng chảy và làm sạt lở các vùng bờ.
Đối với vùng biển việc khai thác các mỏ dầu và mỏ khí đốt một mặt tác
động đến hệ sinh thái dưới lòng đại dương, một mặt ảnh hưởng đến mặt
nước vùng đại dương khi có sự cố tràn dầu
Tất cả các điều kiện tác động môi trường vừa nêu xảy ra trên diện rộng và
vào mọi thời điểm. Với khả năng giám sát trên những vùng rộng lớn và
chu kỳ quan sát là rất ngắn thì biện pháp dùng ảnh vệ tinh có thể đáp ứng
được các yêu cầu về giám sát môi trường và dự báo thiên tai mà không lệ
thuộc vào thời tiết.
c. Ứng dụng công nghệ viễn thám để phục vụ các chương trình phát triển
kinh tế-xã hội.
Khả năng của viễn thám trong việc theo dõi sự phát triển mùa màng trong
nông nghiệp, theo dõi sự tăng trưởng của cây trồng, dự đoán và dự báo
được năng suất lúa v. v. . . theo dõi phát hiện được những vùng cá ở đại