Ch¬ng 8
C¸c ph|¬ng ph¸p xö lý th«ng tin viÔn th¸m
Nh phÇn trªn ®· giíi thiÖu, viÔn th¸m cã hai d¹ng t liÖu chñ yÕu lμ d¹ng h×nh
¶nh (photograph) chôp theo nguyªn t¸c khung vμ h×nh ¶nh t¹o nªn b»ng ph¬ng
ph¸p quÐt (image). C¶ hai ph¬ng ph¸p ®Òu cã thÓ thùc hiÖn trªn m¸y bay hoÆc vÖ
tinh.
Xö lý th«ng tin viÔn th¸m còng cã hai ph¬ng ph¸p c¬ b¶n: ph©n tÝch b»ng m¾t
vμ xö lý sè. Gii ®o¸n b»ng m¾t (Visual Interpretation) cã thÓ ¸p dông cho c¶ hai
d¹ng t liÖu, song xö lý sè (Digital image Processing) th× chØ ¸p dông cho ¶nh sè.
8.1. Ph©n tÝch ¶nh b»ng m¾t (Visual Interpretation)
8.1.1. Kh¸i niÖm chung
Gi¶i ®o¸n b»ng m¾t lμ sö dông m¾t ngêi cïng víi trÝ tuÖ ®Ó t¸ch chiÕt c¸c
th«ng tin tõ t liÖu viÔn th¸m d¹ng h×nh ¶nh. Trong viӋc xӱ lý thông tin viӉn thám
thì giҧiÿoán bҵng mҳt (visual interpretaion) là công viӋcÿҫu tiên, phә biӃn nhҩt và
có thӇ áp dөng trong mӑiÿiӅu kiӋn có trang thiӃt bӏ tӯÿѫn giҧnÿӃn phӭc tҥpViÖc
ph©n tÝch ¶nh b»ng m¾t cã thÓ ®îc trî gióp b»ng mét sè thiÕt bÞ quang häc Ph©n
tÝch hay giҧiÿoán bҵng mҳtlμ sӱ dөng mҳt thѭӡng hoһc có sӵ trӧ giúp cӫa các
dөng cө quang hӑc tӯÿѫn giҧnÿӃn phӭc tҥp nhѭ: kính lúp, kính lұp thӇ, kính phóng
ÿҥi, máy tәng hӧp màu,... nh»m n©ng cao kh¶ n¨ng ph©n tÝch cña m¾t ngêi. Ph©n
tÝch ¶nh b»ng m¾t lμ c«ng viÖc cã thÓ ¸p dông mét c¸ch dÔ dμng trong mäi ®iÒu kiÖn
vμ cã thÓ phôc vô cho nhiÒu néi dung nghiªn cøu kh¸c nhau: nghiªn cøu líp phñ
mÆt ®Êt, nghiªn cøu rõng, thæ nhìng, ®Þa chÊt, ®Þa m¹o, thuû v¨n, sinh th¸i, m«i
trêng...
Cѫ sӣÿӇ giҧiÿoán bҵng mҳt là ÿѭa vào các dҩu hiӋu giҧiÿoán trӵc tiӃp hoһc
gián tiӃp và chìa khoá giҧiÿoán.
Ph©n tÝch ¶nh b»ng m¾t lμ c«ng viÖc tæng hîp, kÕt hîp nhiÒu th«ng sè cña ¶nh,
b¶n ®å, tμi liÖu thùc ®Þa vμ kiÔn thøc chuyªn m«n. Díi ®©y lμ tæng hîp mét sè
nguyªn t¾c gi¶i ®o¸n ¶nh.
8.1.2. C¸c dÊu hiÖu gi¶i ®o¸n ¶nh
VӅ nguyên tҳc chung, các dҩu hiӋu giҧiÿoán ÿѭӧc xӃp theo hai nhóm. Chính
là các yu tnh và các yu t®Þa kͿ thut.
139
8.1.2.1.Các yӃu tӕҧnh (photo elements)
- Tone nh: là tәng hӧp lѭӧng ánh sáng ÿѭӧc phҧn xҥtõ vӅ mһtÿӕi tѭӧng,
là dҩu hiӋu hӃt sӭc quan trӑng ÿӇ xác ÿӏnh ÿӕi tѭӧng. Tone ҧnh ÿѭӧc chia ra nhiӅu
cҩp khác nhau, trong giҧiÿoán bҵng mҳt thѭӡng có 10-12 cҩp. Sӵ khác biӋt cӫa
tone ҧnh phө thuӝc vào nhiӅu tính chҩt khác nhau cӫaÿӕi tѭӧng (hình 8.1).
H×nh 8.1: Thang ®é s¸ng (hay ®é x¸m) cña ¶nh ®en tr¾ng (10 cÊp).
-Cu trúc nh (texture): Cҩu trúc ҧnh ÿѭӧc hiӇu là tҫn sӕ lұp lҥi cӫa sӵ thay
ÿәi tone ҧnh, gây ra bӣi tұp hӧp cӫa nhiӅuÿһc tính rҩt rõ ràng cӫa nhiӅu cá thӇ riêng
biӋt.
-H×nh d¹ng (Shape): lμ h×nh ¶nh bªn ngoμi cña ®èi tîng, th«ng thêng ®ã
lμ h×nh ¶nh 2 chiÒu. §èi víi ¶nh lËp thÓ c¸c thÓ nh×n thÊy c¶ chiÒu cao cña ®èi
tîng. H×nh d¸ng lμ yÕu tè ®Çu tiªn gióp cho ngêi ph©n tÝch cã thÓ ph©n biÖt c¸c
®èi tîng kh¸c nhau.
-KÝch thíc (Size): lμ th«ng sè vÒ ®é lín,®é dμi, ®é réng cña ®èi tîng. KÝch
thíc liªn quan ®Õn tØ lÖ cña ¶nh. VÒ h×nh d¹ng cã thÓ gièng nhau nhng kÝch thíc
kh¸c nhau th× cã thÓ lμ hai ®èi tîng kh¸c nhau.
-MÉu (Pattern): lμ sù s¾p xÕp trong kh«ng gian cña c¸c ®èi tîng. Mét d¹ng
®Þa h×nh ®Æc trng sÏ bao gåm sù s¾p xÕp theo mét quy luËt ®Æc trng cña c¸c ®èi
tîng tù nhiªn, lμ hîp phÇn cña d¹ng ®Þa h×nh ®ã. VÝ dô: Khu ®« thÞ lμ tËp trung cña
nhμ x©y, ®êng phè, c©y xanh t¹o nªn mét mÉu ®Æc trng cña cÊu tróc ®« thÞ. Ruéng
trång lóa cã h×nh mÉu « thöa ®Æc trng kh¸c víi vên c©y ¨n qu¶, cã cÊu tróc d¹ng
®èm.
-KiÕn tróc (Texture): lμ tÇn sè thay ®æi cña ®é s¸ng (tone) trªn ¶nh. §ã lμ sù
tËp hîp c¸c ®Æc ®iÓm cña h×nh ¶nh nh h×nh d¹ng, kÝch thíc, mÉu ®Ó t¹o nªn mét
®¨c ®iÓm riªng biÖt cña ®èi tîng hay nhãm ®èi tîng. CÊu tróc lμ ®Æc ®iÓm t¬ng
®èi kh¸i qu¸t song l¹i rÊt ®Æc trng, gióp cho ngêi ph©n tÝch cã thÓ nhËn diÖn vμ
ph©n biÖt mét c¸ch nhanh chãng tõng ®èi tîng tËp hîp thμnh mét d¹ng ®Þa h×nh
®Æc trng. VÒ cÊu tróc cã c¸c kh¸i niÖm: th«, mÞn, ®ång t©m, to¶ tia, vßm, ph©n
nh¸nh.
Ví d: Cҩu trúc mӏnÿһc trѭng cho trҫm tích bӣ rӡi, cҩu trúc thô cho ÿһc trѭng
ÿá macma; cҩu trúc dҥng dҧiÿһc trѭng cho ÿá trҫm tích biӃn chҩtcao, tӯÿã cã thӇph©n biӋtÿѭӧc c¸c lo¹i ®¸ kh¸c nhau..
140
-Bãng (Shadow): lμ phÇn bÞ che lÊp, kh«ng cã ¸nh s¸ng mÆt trêi chiÕu tíi
(hoÆc tõ nguån chñ ®éng), do ®ã kh«ng cã ¸nh s¸ng ph¶n håi tíi thiÕt bÞ thu. Bãng
thêng ®îc thÓ hiÖn b»ng tone ¶nh ®en trªn ¶nh ®en tr¾ng vμ mμu xÉm ®Õn ®en trªn
¶nh mμu. Bãng cã thÓ ph¶n ¸nh lªn ®é cao cña ®èi tîng. Bãng lμ yÕu tè quan träng
t¹o nªn cÊu tróc ®Æc trng cho c¸c ®èi tîng. Tuy nhiªn bãng còng lμ phÇn mμ
th«ng tin vÒ ®èi tîng kh«ng cã hoÆc rÊt Ýt, v× vËy ph¶i bæ xung lîng th«ng tin ë
vïng bãng.
-VÞ trÝ (Site): vÞ trÝ cña ®èi tîng trong kh«ng gian ®Þa lý cña vïng nghiªn
cøu lμ th«ng sè rÊt quan träng gióp cho ngêi gi¶i ®o¸n cã thÓ ph©n biÖt ®èi tîng.
RÊt nhiÒu trêng hîp cïng mét dÊu hiÖu ¶nh, song ë vÞ trÝ kh¸c nhau l¹i lμ c¸c ®èi
tîng kh¸c nhau (®Æc biÖt lμ khi gi¶i ®o¸n b»ng m¾t, m¾t ngêi kh«ng ph©n biÖt
®îc râ c¸c møc kh¸c nhau cña yÕu tè ¶nh).
Ví d: bãi bӗi không thӇ có ӣ sѭӡn núi mһc dù vài ÿһcÿiӇm trên ҧnh trông rҩt
giӕng dҩu hiӋu cӫa nó. Các bãi bӗi chӍ phân bӕӣ hai bên bӡ sông suӕi, có màu
sáng; còn ӣ bên sѭӡn núi, các m¶ng màu sáng lҥi là các nón phóng vұt, các ÿӟi trѭӧt
lë hoһc vùng canh tác nѭѫng rҭy.
-Màu (colour): màu cӫaÿӕi tѭӧng trên ҧnh màu giҧ (FCC) giúp cho ngѭӡi
giҧiÿoán có thӇ phân biӋtÿѭӧc nhiӅuÿӕi tѭӧng có ÿһcÿiӇm tone ҧnh tѭѫng tӵ nhѭnhau trên ҧnh ÿen trҳng. Tә hӧp màu giҧ thông dөng trong ҧnh Landsat là xanh lѫ(blue), xanh lөc(green) và ÿӓ (red), thӇ hiӋn các nhóm yӃu tӕ cѫ bҧn là : thӵc vұt tӯmàu hӗng ÿӃn màu ÿӓ,nѭӟc xanh lѫ nhҥtÿӃn xanh lѫ xҭm, ÿҩt trӗng, ÿá lӝ có màu
trҳng. Ngoài ra mӝt sӕÿӕi tѭӧng khác cNJng có màu ÿһc biӋt: ÿô thӏ màu xanh lѫ,
rӯng ngұp mһn: màu ÿӓ xүmÿӃn màu nâu xҭm, ÿҩt trӗng màu cây vө®ông các loҥi
có màu hӗng ÿӃn màu vàng,.. ngoài ba tә hӧp màu giҧÿã nêu trên, ngѭӡi ta có thӇtҥo nên rҩt nhiӅu tә hӧpҧnh màu giҧ khác bҵng phѭѫng pháp quang hӑc (dùng các
tҩm lӑc màu) hoһc bҵng kӹ thuұt xӱ lý ҧnh sӕ. Vì vұy khi giҧiÿoán các ÿӕi tѭӧng
trên ҧnh màu giҧ phҧi có nhӳng ÿӏnh hѭӟng ngay tӯÿҫu vӅ tә hӧp màu giҧ, tӯÿó
mӟi tránh ÿѭӧc nhӳng sӵ nhҫm lүn ngay tӯÿҫu.
8.1.2.2. Các yӃu tӕÿӏa kӹ thuұt (Geotechnical elements)
a. Ĉa hình:ÿӏa hình cho phép phân biӋt sѫ bӝ các yӃu tӕ trên ҧnh, tӯÿóÿӏnh
hѭӟng rҩt rӓ trong phân tích.
Ví d:
-Dng ÿa hình: núi ÿá vôi, ÿӗi sót, ÿӗng bҵng, dãy ven biӇn, các cӗn cát
ven biӇn, lòng sông cæ,..
141
-Kiuÿa hình: dãy núi thҩp cҩu tҥo bӣi núi ÿá vôi, ÿӗng bҵng ÿӗi, ÿӗng
bҵng phù sa sông, ÿӗng bҵng tích tө sông biӇn, ÿӗng bҵng tích tө do biӇn, ÿӗng
bҵng b·i triӅu.
b. Th͹c vt: sӵ phân bӕ cӫa mӝt kiӇu thҧm và ÿһcÿiӇm cӫa nó (nhѭ mұtÿӝtán che, sinh khӕi,...) lμ mӝt dҩu hiӋu hӃt sӭc quan trӑng ÿӇ phân biӋtÿӕi tѭӧng
kh¸c nh c¸c d¹ng ®Þa h×nh.
Ví d: Rӯng thѭӡng xanh (thѭӡng có ӣ nhӳng vùng núi cao hoһc vùng núi
trung bình)
c. Hin trng s͵ dng ÿt:Ĉây vӯa là mөc tiêu vӯa là dҩu hiӋu trong giҧi
ÿoán bҵng mҳt. HiӋn trҥng sӱ dөng ÿҩt cung cҩp nhӳng thông tin gi¸n tiÕp vμ quan
trӑng ÿӇ xác ÿӏnh các ÿӕi tѭӧng kh¸c.
Ví d: Lúa mӝt vө- vùng ÿӗng b»ng cao. Lúa hai vө - vùng thҩp thѭӡng xuyên
vӯaÿӫ nѭӟc, ÿó là các ÿӗng bҵng phù sa. HoÆc ®Êt thæ c n«ng th«n ®îc x¸c ®Þnh
nhê dÊu hiÖu cña c©y trång xung quanh nhμ ë ( thêng cã mμu ®á trªn ¶nh tæ hîp
BGR).
d. Mng l˱ithuû v¨n -sông sui:cNJng là mӝt dҩu hiӋu quan trӑng hàng ÿҫu
trong phân tích ҧnh. Mҥng lѭӟi sông suӕi có quan hӋ rҩt mұt thiӃt vӟi dҥng ÿӏa hình,
ÿӝ dӕc lӟp vӓ phong hoá, nӅn thҥch hӑc, m¹ng líi thû v¨n lμ s¶n phÈm qu¸ tr×nh
t¸c ®éng cña dßng níc ch¶y trªn mÆt v¬Ý vËt chÊt nÒn,.®ӗng thӡi nó cNJng cho biӃt
ÿһcÿiӇm cҩu trúc ÿӏa chҩt cӫa khu vӵc.Th«ng qua h×nh ¶nh cña m¹ng líi thuû v¨n,
cã thÓ x¸c ®Þnh ®îc thμnh phÇn vμ cÊu t¹o cña vËt chÊt. Trªn ¶nh viÔn th¸m , cã thÓ
ph©n tÝch râ c¸c kiÓu m¹ng l¬Ý thuû v¨n. Ngoμi ra, cÇn ph©n tÝch c¶ mËt ®é m¹ng
líi thuû v¨n, gi¸ trÞ nμy ®îc sö dông ®Ó xem xÐt møc ®é chia c¾t ngang cña ®Þa
h×nh (h×nh 8.2).
142
H×nh 8.2: C¸c kiÓu m¹ng líi thuû v¨n ®Æc trng ph©n tÝch tõ t liÖu viÔn th¸m
Có các dҥng mҥng lѭӟi thuӹ văn cѫ bҧn là:
KiӇu cành cây KiӇu song song
KiӇu phân nhánh KiӇu vành khuyên
KiӇu ô mҥng KiӇu vuông góc
KiӇu toҧ tia KiӇu có góc
KiӇu hѭӟng tâm KiӇu bӋn tóc
KiӇu bӏ khӕng chӃ KiӇuҭn
Ngoài các dҥng cѫ bҧnÿó ngѭӡi ta còn chia ra các dҥng trung gian: á song
song, á phân nhánh; hoһc còn chia theo mұtÿӝ: phân nhánh mұtÿӝ cao, mҥng mұt
ÿӝ cao.
e. H thng các khe nͱt và các yu t dng tuyn(lineament):
Nhӳng thông sӕ cӫa hӋ thӕng khe nӭt cҫnÿѭӧc xem xét ÿӃn là: hѭӟng mұtÿӝ,
hình dҥng, ÿӝ lӟn. HӋ thӕng lineamemt có thӇ liên quan ÿӃn các kiӇuÿӭt gãy, khe
nӭt lӟn cӫaÿá cӭng. Ĉây là mӝt yӃu tӕ rҩt quan trӑng ÿӇ xác ÿӏnh và phân biӋt
nhiӅu bӣiÿӕi tѭӧng ÿӗng thӡi cNJng là thông sӕÿӇÿánh giá ÿӕi tѭӧng. Còng cÇn
ph©n biÖt c¸c yÕu tè d¹ng tuyÕn nh©n t¹o vμ c¸c yÕu tè d¹ng tuyÕn tù nhiªn
VÝ dô vÒ c¸c yÕu tè d¹ng tuyÕn tù nhiªn: C¸c thung lòng hÑp ch¹y dμi, c¸c
®¶o xÕp th¼ng hμng, c¸c s«ng, ®o¹n s«ng th¼ng, c¸c ®o¹n bê biÓn th¼ng, dμi.. ...
8.1.2.3 . Ch×a kho¸ gi¶i ®o¸n ¶nh- tæ hӧp c¸c yӃu tӕ giҧiÿo¸n
8.1.2.3. Ch×a kho¸ gi¶i ®o¸n ¶nh( interprated key ) :
TËp hîp c¸c yÕu tè gi¶i ®o¸n ®îc gäi lμ ch×a kho¸ gi¶i ®o¸n ¶nh. Lμ kh¸i
niÖm thÓ hiÖn sù s¾p xÕp cña c¸c yÕu tè ¶nh, c¸c ®Æc ®iÓm chi tiÕt cña ®èi tîgn t¹o
thμnh mét tæng thÓ trong kh«ng gian vÜ m«. Tõ th«ng tin vÒ tæ hîp, ngêi gi¶i ®o¸n
cã thÓ ph©n vïng, kiÓm chøng vμ kh¼ng ®Þnh ®Ó nhËn d¹ng c¸c ®èi tîng hoÆc nhãm
®èi tîng, tõ ®ã cã thÓ ph©n biÖt c¸c ®¬n vÞ ®Þa h×nh, c¸c ®¬n vÞ c¶nh quan ®Þa lý,
c¸c hÖ sinh th¸i.
Trong qu¸ tr×nh giҧiÿo¸n, ngoμi viӋc ph©n tÝch c¸c yӃu tӕ riªng lҿ còng xem
xÐt ÿӃn sӵ tұp hӧp trong kh«ng gian cӫa tӯng nhãm yӃu tӕ. Sӵ tұp hӧpÿã cã thӇ tҥo
nªn mӝt dҥng hay mӝt kiӇuÿӏa h×nh, tӯÿã gióp cho ngѭӡi giҧiÿo¸n cã thӇ hiӋu
chӍnh, loҥi bӓ nhӳng sai sãt vμ n©ng cao ÿӝ chÝnh x¸c. Nhѭ vұy, trong giҧiÿoán
bҵng mҳt phҧi nҳm bҳt và phân biӋtÿѭӧc dҩu hiӋu giҧiÿoán vμ ch×a kho¸ gi¶i ®o¸n
Công viӋcÿó yêu cҫu ngѭӡi giҧiÿoán phҧi có kiӃn thӭc chuyên môn vӳng ÿӇ có thӇ143