TẬP HUẤN

SỬ DỤNG ẢNH VỆ TINH TRONG QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN
RỪNG

SỬ DỤNG ẢNH VỆ TINH
TRONG QUẢN LÝ TÀI
NGUYÊN RỪNG

Quảng Trị, 2021


TẬP HUẤN
SỬ DỤNG ẢNH VỆ TINH TRONG QUẢN LÝ TÀI
NGUYÊN RỪNG

Khái niệm cơ bản
• Viễn thám (Remote sensing)
Viễn thám (remote sensing) được định nghĩa
như một môn khoa học thu thập các thông tin
trên bề mặt trái đất mà không cần tiếp xúc trực
tiếp với chúng. Công việc này được thực hiện
bằng việc thu nhận và đo đạc các năng lượng
phản xạ hoặc phát xạ từ bề mặt vật thể hoặc trái
đất sau đó tiến hành xử lý, phân tích và ứng
dụng các thơng tin đó trong các lĩnh vực khác
nhau.


TẬP HUẤN
SỬ DỤNG ẢNH VỆ TINH TRONG QUẢN LÝ TÀI

NGUYÊN RỪNG

• Phân loại viễn thám
o Phân loại theo bước sóng:
- Viễn thám trong giải sóng nhìn thấy và hồng ngoại
- Viễn thám hồng ngoại nhiệt
- Viễn thám siêu cao tần.
o Phân loại nguồn cung cấp năng lượng:
- Viễn thám chủ động
- Viễn thám bị động
o Phân loại theo vật mang:

- Viễn thám hàng không
- Viễn thám vệ tinh


TẬP HUẤN
SỬ DỤNG ẢNH VỆ TINH TRONG QUẢN LÝ TÀI
NGUYÊN RỪNG

Một số tư liệu chính sử dụng trong viễn thám
o Ảnh tương tự:
Ảnh tương tự là ảnh chụp trên cơ sở của lớp cảm quang halogen bạc, ảnh tương tự thu được từ các bộ
cảm tương tự dùng phim chứ không sử dụng các hệ thống quang điện tử để thu nhận và mơ tả các tín

hiệu phản xạ từ bền mặt vật thế.

o Ảnh số:
Ảnh số là dạng tư liệu ảnh không lưu trên giấy ảnh hoặc phim mà được
lưu dưới dạng số có khả năng đọc được trên máy tính.

- Ảnh được chia thành nhiều phân tử nhỏ thường được gọi là ô hay

pixel.
- Mỗi pixel tương ứng với một đơn vị không gian mà chúng bao phủ,
tùy thuộc vào số bit dùng để nghi nhận thông tin, mỗi pixel sẽ có một
giá trị (giá trị độ sáng của pixel: BV – Brighness Value hay DN – Digital
Number) ứng với một cấp độ sáng nhất định khi thể hiện ảnh


TẬP HUẤN
SỬ DỤNG ẢNH VỆ TINH TRONG QUẢN LÝ TÀI
NGUYÊN RỪNG

Một số tư liệu chính sử dụng trong viễn thám


TẬP HUẤN
SỬ DỤNG ẢNH VỆ TINH TRONG QUẢN LÝ TÀI
NGUYÊN RỪNG

Một số tư liệu chính sử dụng trong viễn thám
Một tư liệu ảnh viễn thám đa phổ thường là một tập hợp của nhiều kênh ảnh đơn (band), trên mỗi

kênh ảnh đơn các giá trị cấp độ sáng được xác định cho các pixel tại hàng i (row) và cột j (column)


TẬP HUẤN
SỬ DỤNG ẢNH VỆ TINH TRONG QUẢN LÝ TÀI
NGUYÊN RỪNG


Các tính chất của tư liệu ảnh viễn thám
• Trường nhìn (field of view – FOV) là
góc nhìn tối đa mà một bộ cảm có
thể thu được sóng điện từ hay sóng
ánh sáng phản xạ từ bề mặt quan sát.
Khoảng khơng gian trên mặt đất do
FOV tạo nên chính là bề rộng tuyến
bay.
• Trường nhìn khơng đổi
(instantaneous field of view- IFOV)
được định nghĩa là góc khơng gian bé
nhất mà bộ cảm còn phân biệt được
sự phản xạ khác nhau và thu nhận
được tín hiệu. Lượng thơng tin ghi
được trong IFOV tương ứng với giá
trị cuả một pixel.


TẬP HUẤN
SỬ DỤNG ẢNH VỆ TINH TRONG QUẢN LÝ TÀI
NGUYÊN RỪNG

Các tính chất của tư liệu ảnh viễn thám
• Độ phân giải khơng gian (spatial
resolution) là kích thước nhỏ nhất
trên mặt đất được dùng để phân biệt
giữa hai vật thể khi được quan sát
bằng hệ thống viễn thám



TẬP HUẤN
SỬ DỤNG ẢNH VỆ TINH TRONG QUẢN LÝ TÀI
NGUYÊN RỪNG

Các tính chất của tư liệu ảnh viễn thám
• Độ phân giải khơng gian (spatial
resolution) là kích thước nhỏ nhất
trên mặt đất được dùng để phân biệt
giữa hai vật thể khi được quan sát
bằng hệ thống viễn thám

Tư liệu ảnh có độ phân giải khơng gian khác nhau cho chất
lượng hiển thị hình ảnh khác nhau, a) ảnh IKNOS độ phân
giải 1m; b) ảnh IKNOS độ phân giải 4m; c) ảnh ASTER độ
phân giải 15m; d) ảnh Landsat ETM+, độ phân giải 30m.


TẬP HUẤN
SỬ DỤNG ẢNH VỆ TINH TRONG QUẢN LÝ TÀI
NGUYÊN RỪNG

Các tính chất của tư liệu ảnh viễn thám
• Độ phân giải thời gian (temporal resolution) thường
được đề cập đến là tần suất thu nhận hình ảnh trên
một khu vực cụ thể trong một đơn vị thời gian


TẬP HUẤN
SỬ DỤNG ẢNH VỆ TINH TRONG QUẢN LÝ TÀI
NGUYÊN RỪNG


Các tính chất của tư liệu ảnh viễn thám
• Độ phân giải bức xạ (radiometric resolution): Độ phân giải bức xạ được
định nghĩa như mức độ nhạy cảm của bộ dị trong việc nhận biết và ghi
nhận các tín hiệu phản xạ khác nhau từ bề mặt đối tượng thành tư liệu số,
nó xác định số lượng của các mức tín hiệu phản xạ khác nhau.


TẬP HUẤN
SỬ DỤNG ẢNH VỆ TINH TRONG QUẢN LÝ TÀI
NGUYÊN RỪNG

Cơ sở vật lý của viễn thám
- Sóng điện từ hoặc được phản xạ hoặc được bức xạ từ vật thể thường là nguồn tư liệu chủ yếu
trong viễn thám.
- Các tính chất của vật thể có thể được xác định thông qua các năng lượng bức xạ hoặc phản xạ từ
vật thể. Phương pháp viễn thám sử dụng bức xạ điện từ (ánh sáng nhiệt, sóng cực ngắn) như một
phương tiện để điều tra và đo đạc những đặc tính của đối tượng. (ánh sáng là một dạng của sóng
điện từ).


TẬP HUẤN
SỬ DỤNG ẢNH VỆ TINH TRONG QUẢN LÝ TÀI
NGUYÊN RỪNG

Cơ sở vật lý của viễn thám
Đặc điểm phản xạ phổ của các đối tượng trên bề mặt Trái Đất là thông số quan trọng
nhất trong viễn thám. Phổ phản xạ là tỷ lệ phần trăm của năng lượng được phản xạ
trở lại và năng lượng rơi xuống đối tượng



TẬP HUẤN
SỬ DỤNG ẢNH VỆ TINH TRONG QUẢN LÝ TÀI
NGUYÊN RỪNG

Phổ phản xạ của thực vật


TẬP HUẤN
SỬ DỤNG ẢNH VỆ TINH TRONG QUẢN LÝ TÀI
NGUYÊN RỪNG

Phổ phản xạ của thực vật


TẬP HUẤN
SỬ DỤNG ẢNH VỆ TINH TRONG QUẢN LÝ TÀI
NGUYÊN RỪNG
Tổ hợp màu ảnh vệ tinh
- Các màu trong tự nhiên đều được tạo bởi 3 màu cơ bản hoặc theo phương
pháp cộng hoặc trừ màu. Vì vậy đối với tư liệu viễn thám đa phổ ta có thể sử
dụng 3 kênh phổ gán vào 3 màu cơ bản và như vậy sẽ được một ảnh tổ hợp màu.
- Trong phương pháp cộng màu các áng màu tự nhiên được tạo bởi việc trộn các
màu cơ bản đỏ, xanh lục và xanh tràm với nhau. Hệ thống cộng màu thường
được sử dụng để hiện ảnh trên màn hình máy tính.


TẬP HUẤN
SỬ DỤNG ẢNH VỆ TINH TRONG QUẢN LÝ TÀI
NGUYÊN RỪNG

Một số ảnh vệ tinh phổ biến hiện nay

• Landsat (Mỹ)
Hệ thống Landsat là vệ tinh của Mỹ, được phóng lên quỹ đạo lần đầu tiên năm
1972, cho đến nay đã có 8 thế hệ vệ tinh được phóng
Kênh

Độ phân giải khơng

Phổ điện từ

Bước sóng (m)

1

Xanh (Blue)

0,5 – 0,6

2

Đỏ (Red)

0,6 – 0,7

68x83
68x83

3


Cận hồng ngoại (NIR)

0,7 – 0,8

68x83

4
Hồng ngoại nhiệt (TIR)
Landsat TM/ETM+ 4,5,7

0,8 – 1,1

68x83

phổ

gian (m)

Landsat MSS 1-3

1

Xanh lam (Blue)

0.45-0.52

30x30

2


Xanh lục (Green)

0.52-0.6

30x30

3

Đỏ (Red)

0.63-0.69

30x30

4

Cận hồng ngoại (NIR)

0.76-0.9

30x30

5

Hồng ngoại ngắn (SWIR)

1.55-1.75

30x30


6

Hồng ngoại nhiệt (TIR)

10.4-12.5

7

Hồng ngoại ngắn (SWIR)

2.08-2.35

120x120 (TM)
60x60 (ETM+)
30x30

8

Toàn sắc (Panchromatic)

0.52-0.9

15x15 (ETM+)


TẬP HUẤN
SỬ DỤNG ẢNH VỆ TINH TRONG QUẢN LÝ TÀI
NGUYÊN RỪNG
Một số ảnh vệ tinh phổ biến hiện nay
Vệ tinh


Bands

Wavelength
(micrometers)

Resolution
(meters)

Band 1

0.45-0.52

30

Band 2

0.52-0.60

30

Landsat
7

Band 3

0.63-0.69

30


Band 4

0.77-0.90

30

(Bộ cảm
ETM+)

Band 5

1.55-1.75

30

Band 6

10.40-12.50

60 (30)

Band 7

2.09-2.35

30

Band 8

.52-.90


15

Band 1 - Coastal aerosol

0.433 - 0.453

30

Band 2 - Blue

0.450 - 0.515

30

Band 3 - Green

0.525 - 0.600

30

Band 4 - Red

0.630 - 0.680

30

Band 5 - Near Infrared (NIR)

0.845 - 0.885


30

Band 6 - SWIR 1

1.560 - 1.660

30

Band 7 - SWIR 2

2.100 - 2.300

30

Band 8 - Panchromatic

0.500 - 0.680

15

Band 9 - Cirrus

1.360 - 1.390

30

Band 10 - Thermal Infrared
(TIR) 1


10.3 - 11.3

100

Band 11 - Thermal Infrared
(TIR) 2

11.5 - 12.5

100

LDCM –
Landsat 8
(Bộ cảm
OLI và
TIRs)


TẬP HUẤN
SỬ DỤNG ẢNH VỆ TINH TRONG QUẢN LÝ TÀI
NGUYÊN RỪNG
Một số ảnh vệ tinh phổ biến hiện nay

Ảnh sentinel (ESA – cơ quan hang không vũ trụ châu âu)
- Sentinel là tên của một loạt các vệ
tinh quan sát trái đất thuộc Chương
trình Copernicus của Cơ quan Khơng
gian Châu Âu (ESA).
- Các vệ tinh được đặt tên từ Sentinel1 tới Sentinel-6. Sentinel-2 có nhiệm
vụ giám sát các hoạt độ canh tác nông

nghiệp, rừng, sử dụng đất, thay đổi
thực phủ/ sử dụng đất
+ Sentinel-2A được phóng lên quĩ
đạo ngày 23/6/2015
+ Sentinel-2Bđược phóng lên quĩ
đạo ngày 7/3/2017
- Khi vệ tinh thứ hai (Sentinel-2B) đưa
vào sử dụng thì cả hai sẽ có chu lỳ lập
lại là 5 ngày và nếu kết hợp với
Landsat 8 thì chu kỳ quan sát trái đất
sẽ là 3 ngày

Sentinel-2 Bands

Central Wavelength (µm) Resolution (m) Bandwidth (nm)

Band 1 – Coastal aerosol

0.443

60

20

Band 2 – Blue

0.490

10


65

Band 3 – Green

0.560

10

35

Band 4 – Red

0.665

10

30

Band 5 – Vegetation Red Edge

0.705

20

15

Band 6 – Vegetation Red Edge

0.740


20

15

Band 7 – Vegetation Red Edge

0.783

20

20

Band 8 – NIR

0.842

10

115

Band 8A – Narrow NIR

0.865

20

20

Band 9 – Water vapour


0.945

60

20

Band 10 – SWIR – Cirrus

1.375

60

20

Band 11 – SWIR

1.610

20

90

Band 12 – SWIR

2.190

20

180



TẬP HUẤN
SỬ DỤNG ẢNH VỆ TINH TRONG QUẢN LÝ TÀI
NGUYÊN RỪNG
Ảnh sentinel (ESA – cơ quan hang không vũ trụ châu âu)


Độ phân giải không gian
o

10m: Red, Green, Blue, NIR

o

20m: 6 kênh hồng ngoại sóng ngắn và red-edge

o

60m: 3 kênh hiệu chỉnh khí quyển



Độ phân giải thời gian: 5 ngày ( kết hợp cả hai vệ tinh)



Độ phân giải phổ: 13 kênh




Độ phân giải bức xạ: 12 bit



Độ rộng dải chụp: 290km



Kích thước ảnh cho người dùng là 100km x 100km

Ảnh sentinel 2 chụp ngày 19/06/2021 thành
phố Đồng Hà, Quảng trị


TẬP HUẤN
SỬ DỤNG ẢNH VỆ TINH TRONG QUẢN LÝ TÀI
NGUYÊN RỪNG
Ảnh SPOT (Pháp)
Phổ điện từ

Kênh

- Dự án vệ tinh SPOT được phát triển
bởi trung tâm hàng không vũ trụ quốc gia
Pháp (French Centre National d’Etudes
Spatiales (CNES) với sự hợp tác với Bỉ và

Thụy Điển .
- Vệ tinh SPOT bay ở độ cao 832 km


Bước sóng (µm)

Độ phân giải
khơng gian*

SPOT 1,2,3 HRV và 4 HRVIR
1

Xanh lục (Green)

0.5-0.59

20x20 m

2

Đỏ (Red)

0.61-0.68

20x20 m

3

Cận hồng ngoại (NIR)

0.79-0.89

20x20 m


Toàn sắc

0.51-0.73
0.61-0.68
1.58-1.75

10x10 m

Pan
Pan (4)
SWIR (4)

Hồng ngoại ngắn

20x20 m

SPOT 5 HRVIR
1

Xanh lục (Green)

0.5-0.59

10x10 m

với tần suất lặp lại là 26 ngày tính cho

2

Đỏ (Red)


0.61-0.68

10x10 m

trường hợp chụp thẳng đứng, riêng kênh

3

Cận hồng ngoại (NIR)

0.79-0.89

10x10 m

Toàn sắc

0.48-0.71

2.5x2.5 m

Hồng ngoại ngắn

1.58-1.75

20x20 m

thực vật có chu kỳ chụp lặp 1 ngày Tại
mỗi điểm chụp ngoài chụp thẳng đứng
(at nadir) vệ tinh SPOT cịn có khả năng

chụp lặp lại vị trí đó ở vị trí nghiêng (off
nadir) sau 5-10 ngày (hình 4.5). Mỗi cảnh
có độ phủ là 60 km x 60 km

Pan
SWIR

SPOT 4 và 5 thực vật (Vegetation)
0

Xanh lam (Blue)

0.43-0.47

1.15x1.15 km

2

Đỏ (Red)

0.61-0.68

1.15x1.15 km

3

Cận hồng ngoại (NIR)

0.78-0.89


1.15x1.15 km

Hồng ngoại ngắn

1.58-1.75

1.15x1.15 km

SWIR


TẬP HUẤN
SỬ DỤNG ẢNH VỆ TINH TRONG QUẢN LÝ TÀI
NGUYÊN RỪNG
Ảnh SPOT (Pháp)
SPOT 6/7 là một chùm vệ tinh mới của
Pháp được phóng vào năm 2012 có cùng
tính năng và có độ phân giải mặt đất cao
hơn SPOT5. Vệ tinh SPOT6/7 cung cấp ảnh
có độ phân giải mặt đất 1.5m tồn sắc và
6-8m đa phổ, trong khi kích thước ảnh
vẫn được duy trì ở độ phủ rộng từ 60 đến
120km bề ngang

SPOT 6

SPOT 5


TẬP HUẤN

SỬ DỤNG ẢNH VỆ TINH TRONG QUẢN LÝ TÀI
NGUYÊN RỪNG
Ảnh SPOT (Pháp)


TẬP HUẤN
SỬ DỤNG ẢNH VỆ TINH TRONG QUẢN LÝ TÀI
NGUYÊN RỪNG
Ảnh VNRED SAT 1 (Viêt nam)
Băng phổ (PAN)

4 băng đa phổ

GSD (Ground Sample
Distance)

Bộ cảm biến

- 0.45-0.75 µm


- B1): 0,45-0,52 mm (Blue)



- B2): 0,53-060 mm (Green)



- B3: 0,62-0,69 mm (Red)




- B4: 0,76-0,89 mm (NIR)



- Các băng đa phổ có thể được kết hợp phù
hợp với nhu cầu của khách hàng



- 2.5 m PAN tối đa



- 10 m MS (or MX) tối đa



- Ma trận Silicon với 7000 pixel PAN, 1750 pixel
cho mỗi băng đa phổ



- Kích thước mỗi pixel: 12 µm x 12 µm (Pan),
48 µm x 48 µm đối với băng đa phổ MS

TDI (Time Delay
Integration)


- Băng PAN cho phép sử dụng TDI để cải thiện SNR
của tín hiệu.

Độ rộng vùng quét

- 17.5 km tối đa

FOR (Field of Regard)

- ±30º (Khả năng điều chỉnh độ nghiêng tối đa phục
vị cho việc quan sát)

Data quantization
Khối lượng thiết bị

- 12 bit (10 bit mã hóa cho downlink)
- 18.5 kg (bao gồm cả bộ nhớ video, thiết bị điện tử
và tải trọng khai thác nội bộ). Camera có khối lượng
13 kg.


TẬP HUẤN
SỬ DỤNG ẢNH VỆ TINH TRONG QUẢN LÝ TÀI
NGUYÊN RỪNG
Ảnh VNRED SAT 1 (Viêt nam)