b) Phát triển module hỗ trợ phân tích dữ liệu viễn thám
i. Module hiển thị dữ liệu viễn thám
Việc hiển thị dữ liệu viễn thám được thực hiện theo 2 phương pháp tách biệt:
Tổ hợp màu trong trường hợp phối hợp nhiều băng phổ màu khác nhau
Hiển thị theo độ xám hoặc độ dốc màu được định nghĩa đối với kênh phổ đơn.
Đối với tổ hợp màu, tốc độ hiển thị phụ thuộc khá nhiều vào phương pháp tăng cường chất lượng hiển thị. Để tăng cường tốc độ hiển thị, module tăng cường hiển thị được phát triển cho từng kênh màu trước khi tổ hợp.
Phát triển giao diện định nghĩa hệ tọa độ ảnh gốc:
Chọn tệp tin ảnh gốc do nhà cung cấp ảnh cung cấp
Chọn tệp dữ liệu thông tin ảnh (*.DIM)
Đặt tên cho tệp ảnh sẽ được định nghĩa tọa độ
ii. Module hiệu chỉnh khí quyển
Cơng tác quan sát Trái đất được thực hiện trên toàn cầu với các hệ thống quang học khác nhau do nhiều cơ quan điều khiển phục vụ các nhiệm vụ và mục đích riêng biệt. Nhưng mục tiêu chính ln là tìm hiểu đặc điểm các đối tượng bề mặt để bản đồ hóa và xem chúng thay đổi như thế nào theo thời gian và khác nhau như thế nào trong những khoảng thời gian, hay thực hiện một số xử lý khác. Các tín hiệu thu nhận được từ vệ tinh hay máy bay trong vùng nhìn thấy và cận hồng ngoại
là một tập của bề mặt Trái đất, ảnh hưởng khí quyển và các sai số của cảm biến. Do vậy, đối với các nghiên cứu lượng hóa thơng tin bề mặt trái đất, thì ảnh hưởng của trạng thái khí quyển cần phải loại bỏ khỏi tín hiệu thu được. Quá trình loại bỏ ảnh hưởng của khí quyển thường được gọi là hiệu chỉnh khí quyển hay bù khí quyển.
Trong khí quyển, các loại khí, sol khí và mây gây ra hiện tượng tán xạ, hấp thụ bức xạ mặt trời và có thể là thay đổi giá trị phản xạ từ Trái đất. Sự suy giảm này có thể ảnh hưởng đến cường độ và cấu phần phổ của bức xạ. Các ảnh hưởng chính là ngun nhân gây ra thơng qua cơ chế tán xạ và hấp thụ trong khí quyển do các phân tử khí, sol khí và các hạt bụi. Ảnh hưởng của khí quyển khác nhau đối với quãng đường mà bức xạ truyền trong nó từ nguồn phát đến cảm biến và đồng thời cũng khác nhau với mức năng lượng tín hiệu điện từ mà cảm biến thu nhận được.
Tín hiệu thu nhận được trên vệ tinh là giá trị phổ tương ứng tích hợp của giá trị của đối tượng với độ rộng kênh phổ được thiết kế; tín hiệu này được cung cấp cho người dùng dưới dạng giá trị độ xám (DN_digital number). Ở các ảnh thô không xử lý, giá trị DN khơng được lượng hóa ở một đại lượng vật lý nào như bức xạ, phản xạ hay nhiệt độ. Như vậy, các nghiên cứu viễn thám có ý định sử dụng dữ liệu vệ tinh để đánh giá lượng hóa đặc điểm phản xạ phổ đối tượng trên mặt đất cần tính chuyển giá trị độ xám sang giá trị phản xạ phổ của đối tượng/phản xạ phổ tuyệt đối.
Hiệu chỉnh khí quyển gồm hai phần: Phần thứ nhất là loại bỏ tán xạ của phần tử chất lỏng hoặc khí ở dạng trong suốt, thành phần trong suốt này làm lệch hướng mạnh ở các bước sóng ngắn và giảm dần lên các bước sóng cao. Phần này thường nằm từ độ cao 15 - 25km tính từ mặt đất đến đỉnh khí quyển. Phần thứ hai là vùng sol khí (cịn gọi là aerosol), đây là nơi tập trung là nơi tập trung sự phân bố của các hạt chất rắn hoặc các giọt chất lọc. Các hạt này có nguồn gốc từ tự nhiên (sương mù, bốc hơi nước do nhiệt độ bề mặt, khói bụi núi lửa ...) hoặc con người (xả thải của nhà máy, phương tiện giao thông ...). Do độ dầy của tầng sol khí phụ thuộc vào sự đa dạng về mật độ phân bố nên tán xạ của tầng sol khí rất khó xác định được chính xác.
Phản xạ của đỉnh khí quyển thu nhận tại bộ cảm của các vệ tinh quang học được xác định bởi công thức (1)
ρTOA(λ)=ρR(λ)+ρa(λ)+ρRa(λ)+T(λ)ρg(λ)+t(λ)ρwc(λ)+t(λ)ρw(λ) (1)
Trong đó, ρR(λ) là tán xạ của vùng khơng khí trong suốt; ρa(λ) là tán xạ của
vùng sol khí; và ρRa(λ) là tán xạ vùng giao giữa vùng trong suốt và vùng sol khí. T(λ) và t(λ) là hệ số truyền dẫn trực tiếp và khuếch tán của khí quyển. ρg(λ), ρwc(λ),
và ρw(λ) là tán xạ liên quan đến bóng nắng (sun glint), bọt nước (whitecaps), và mặt nước. Tán xạ do bóng nắng và bọt nước liên quan đến tốc độ gió tại bề mặt và vị trí giữa mặt trời, điểm chụp và vệ tinh [Curtis D. Mobley, 1999].
Với ρR(λ) và t(λ) được tính tốn theo phương pháp của Gordon và nnk, 1988. Tán xạ vùng giao thoa, ρRa(λ), là quá nhỏ và có thể bỏ qua [Gordon and Wang,
1994]. ρg(λ), ρwc(λ) được loại bỏ thông qua phương pháp tách nước. chính vì vậy,
giá trị tán xạ tại bề mặt nước có thể được tính bằng công thức (2) và phản xạ tại điểm ảnh ảnh được tính bằng cơng thức (3)
ρw(λ)= ρrc(λ)− ρa(λ)− ρRa(λ) t(λ) (2) ρa(λL)=(εi , j)nρa(λj) (3) εi , j= ρa(λi) ρa(λj) (4) n= λj− λL λj− λi (5)
Trong đó coi điểm nước trong suốt trên ảnh là điểm đen tuyệt đối [David A. Siegel và nnk, 2000] thì giá trị phản xạ sau hiệu chỉnh Rayleigh của kênh phổ cận hồng ngoại chính là phản xạ của tầng sol khí của kênh cận hồng ngoại. Với kích thước ảnh nhỏ như ảnh VNREDSat-1, nghiên cứu đề xuất đây là phản xạ của tầng sol khí trên tồn cảnh tại kênh phổ cận hồng ngoại. Giá trị phản xạ của tầng sol khí của các kênh phổ thấp được tính theo tương quan của hàm số mũ trong cơng thức (3, 4, 5). ρa(λL) là phản xạ tầng sol khí của các kênh Blue hoặc Green. i, j là kênh Red và NIR.
Giá trị phản xạ của của bề mặt nước tại mặt nước được tính theo cơng thức:
Rrs(λ) = ρw(λ)/п iii. Module phân tích dữ liệu viễn thám
Q trình phân tích dữ liệu viễn thám dựa trên nền tảng phân tích dữ liệu thống kê của các đối tượng cần phân tích trên thực địa như thực vật, nước, cơng trình xây dựng, đất trống…