Tiêu chuẩn TCVN 13588:2025 Viễn thám quang học đa phổ - Ảnh viễn thám độ phân giải cao và siêu cao mức 1A, 2A, 3A, 3B - Yêu cầu kỹ thuật

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 13588:2025

VIỄN THÁM QUANG HỌC ĐA PHỔ - ẢNH VIỄN THÁM ĐỘ PHÂN GIẢI CAO VÀ SIÊU CAO MỨC 1A, 2A, 3A, 3B - YÊU CẦU KỸ THUẬT

Multispectral optical remote sensing - High and super high resolution remote sensing images levels 1A, 2A, 3A, 3B - Technical requirements

 

Lời giới thiệu

Sản phẩm viễn thám đã trở nên phổ biến và ngày càng được sử dụng rộng rãi trong cả các cơ quan nhà nước, doanh nghiệp và cá nhân. Nhu cầu sản phẩm viễn thám không ngừng gia tăng và ngày càng có xu hướng tích hợp các chủng loại khác nhau.

Tiêu chuẩn 13588:2025 được xây dựng trên cơ sở kế thừa Thông tư số 10/2015/TT-BTNMT ngày 25 tháng 3 năm 2015 của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường Quy định kỹ thuật về sản xuất ảnh viễn thám quang học độ phân giải cao và siêu cao để cung cấp đến người sử dụng, tài liệu của nhà cung cấp hệ thống thiết bị chụp ảnh viễn thám và kết quả nghiên cứu, ứng dụng viễn thám cho các lĩnh vực tại Việt Nam.

 

Lời nói đầu

TCVN 13588:2025 này do Cục Viễn thám quốc gia biên soạn, Bộ Nông nghiệp và Môi trường đề nghị, Ủy ban Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng Quốc gia thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

 

VIỄN THÁM QUANG HỌC ĐA PHỔ - ẢNH VIỄN THÁM ĐỘ PHÂN GIẢI CAO VÀ SIÊU CAO MỨC 1A, 2A, 3A, 3B - YÊU CẦU KỸ THUẬT

Multispectral optical remote sensing - High and super high resolution remote sensing images levels 1A, 2A, 3A, 3B - Technical requirements

1 Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu kỹ thuật đối với sản phẩm ảnh viễn thám độ phân giải cao và siêu cao mức 1A, 2A, 3A, 3B.

2 Tài liệu viện dẫn

Tiêu chuẩn này không có tài liệu nào được viện dẫn.

3 Thuật ngữ và định nghĩa

3.1

Ảnh toàn sắc (panchromatic image)

Là dữ liệu ảnh gồm một kênh ảnh duy nhất sử dụng năng lượng ánh sáng trong dải phổ nhìn thấy (visible) và cận hồng ngoại (near Infrared).

3.2

Ảnh đa phổ (multispectral image)

Là dữ liệu ảnh được thu nhận từ 2 kênh phổ rời rạc trở lên trong dải phổ nhìn thấy (visible), cận hồng ngoại (near Infrared - NIR) và hồng ngoại sóng ngắn (short wave infrared - SWIR).

3.3

Ảnh viễn thám mức 1A (remote sensing images at levels 1A)

Là sản phẩm ảnh viễn thám đã được hiệu chỉnh các ảnh hưởng của độ cong Trái đất, loại bỏ các sai số của đầu thu ảnh và tín hiệu nhiễu do ảnh hưởng của khí quyển từ dữ liệu viễn thám mức 0.

3.4

Ảnh viễn thám mức 2A (remote sensing images at levels 2A)

Là sản phẩm ảnh viễn thám được xử lý từ ảnh viễn thám mức 1A sử dụng mô hình vật lý hoặc mô hình đa thức hữu tỷ, các thông tin quỹ đạo của vệ tinh và được nắn về Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ quốc gia VN-2000.

3.5

Ảnh viễn thám mức 3A (remote sensing images at levels 3A)

Là sản phẩm ảnh viễn thám được xử lý từ ảnh viễn thám mức 1A, 2A sử dụng mô hình vật lý hoặc đa thức hữu tỷ, các điểm khống chế ảnh và mô hình số độ cao được nắn về Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ quốc gia VN-2000. Ảnh viễn thám 3A được xử lý phổ và tăng cường chất lượng hình ảnh theo cảnh.

3.6

Ảnh viễn thám mức 3B (remote sensing images at levels 3B)

Là sản phẩm ảnh viễn thám được xử lý ở mức ảnh viễn thám 3A, được ghép và cắt mảnh theo phân mảnh bản đồ.

3.7

Ảnh viễn thám độ phân giải cao (high resolution remote sensing image)

Là dữ liệu ảnh thu được có độ phân giải mặt đất từ 1 m đến 10 m.

3.8

Ảnh viễn thám độ phân giải siêu cao (ultra-high resolution remote sensing image)

Là dữ liệu ảnh thu được có độ phân giải mặt đất nhỏ hơn 1 m.

3.9

Ảnh xem nhanh (quicklook)

Là ảnh có kích thước nhỏ hơn so với ảnh gốc để có thể xem nhanh hình ảnh tổng quan về cảnh ảnh.

3.10

Độ phân giải mặt đất (ground resolution)

Là kích thước của một điềm ảnh (picture element - pixel) chiếu trên mặt đất.

3.11

Độ phân giải bức xạ (radiation resolution)

Là độ nhạy của đầu thu ảnh viễn thám để phân biệt độ lớn của tín hiệu thông lượng bức xạ được phản xạ hoặc phát xạ từ bề mặt đất, được mô tả dưới dạng số bit của ảnh.

3.12

Độ phân giải quang phổ (spectral resolution)

Là số kênh phổ và độ rộng của mỗi kênh phổ đối với một bộ cảm biến.

3.13

Địa vật (feature)

Là các vật thể tự nhiên hay nhân tạo trên mặt đất, ví dụ: cây, núi, đồi, sông, hồ, đầm lầy; kênh mương, đường sá, công trình dân dụng, nhà máy.

3.14

Mô hình số độ cao (digital elevation model - DEM)

Là mô hình biểu diễn bằng số sự biến thiên liên tục của độ cao bề mặt địa hình.

3.15

Hiệu chỉnh hình học (geometric correction)

Là việc hiệu chỉnh biến dạng hình học của ảnh do quá trình chụp ảnh, do ảnh hưởng chênh cao địa hình và do việc chuyển đổi hệ tọa độ từ điểm ảnh từ tọa độ không gian ảnh sang tọa độ vuông góc - tọa độ Descarters.

3.16

Tệp tin về lý lịch ảnh (image information file)

Là tệp tin về lý lịch ảnh bao gồm các thông tin mô tả về nguồn gốc xuất xứ, ngày chụp, ngày sản xuất dưới dạng PDF.

3.17

Tệp tin thông số kỹ thuật của ảnh (image speciffication file)

Là tệp tin chứa thông số kỹ thuật riêng của dữ liệu ảnh, được sử dụng trong các quá trình sản xuất ảnh của hệ thống xử lý ảnh chuyên dụng nhằm đảm bảo sản phẩm ảnh tuân theo đúng quy định.

3.18

Siêu dữ liệu viễn thám (remote sensing metadata)

Là siêu dữ liệu viễn thám là các thông tin mô tả về dữ liệu, sản phẩm viễn thám bao gồm nội dung, nguồn gốc, chất lượng và các thông tin khác có liên quan.

3.19

Sọc nhiễu

Là các dải điểm ảnh bị biến dạng về giá trị phổ và tạo thành các đường có màu sắc khác biệt trên ảnh.

4 Chữ viết tắt

5 Yêu cầu kỹ thuật

5.1 Ảnh viễn thám mức 1A

5.1.1 Thuộc tính

5.1.1.1 Thành phần

Ảnh viễn thám mức 1A bao gồm (nhưng không giới hạn) các thành phần cơ bản sau:

- Ảnh xem nhanh;

- Tệp tin về lý lịch ảnh;

- Các kênh ảnh;

- Tệp tin thông số kỹ thuật của ảnh.

5.1.1.2 Định dạng sản phẩm

Ảnh viễn thám mức 1A sử dụng định dạng tệp theo quy định, bao gồm (nhưng không giới hạn) các định dạng GeoTIFF, DAT, NITF, HDF-EOS, JPEG2000.

5.1.2 Độ phân giải quang phổ

Sản phẩm ảnh mức 1A có số kênh phổ và bước sóng được bảo toàn theo thiết kế của nhà sản xuất.

5.1.3 Độ phân giải bức xạ

Độ phân giải bức xạ phải lớn hơn hoặc bằng 8 bít phụ thuộc vào từng loại thiết bị ghi ở đầu thu ảnh trên vệ tinh.

5.1.4 Chất lượng dữ liệu ảnh

5.1.4.1 Tình trạng ảnh

- Sản phẩm ảnh mức 1A phải được chụp với góc tới trong khoảng 0 - 30°;

- Không có sọc nhiễu.

5.1.4.2 Độ phủ mây

- Ảnh viễn thám mức 1A phải có độ phủ mây dưới 10 %;

- Trường hợp độ phủ mây lớn hơn 10 % và nhỏ hơn 25 % thì phải có ảnh bù mây. Danh sách ảnh bù mây phải được cung cấp trong tệp tin đi kèm và có sơ đồ.

5.2 Ảnh viễn thám mức 2A

5.2.1 Thành phần

Ảnh viễn thám mức 2A bao gồm (nhưng không giới hạn) các thành phần cơ bản sau:

- Ảnh xem nhanh;

- Tệp tin về lý lịch ảnh;

- Các kênh ảnh;

- Siêu dữ liệu.

5.2.2 Định dạng sản phẩm

Ảnh viễn thám mức 2A sử dụng định dạng tệp theo quy định, bao gồm (nhưng không giới hạn) các định dạng GeoTIFF, JPEG2000.

5.2.3 Cấu hình hình học của ảnh

- Ảnh viễn thám mức 2A được hiệu chỉnh về hệ quy chiếu và hệ tọa độ quốc gia VN - 2000;

- Việc hiệu chỉnh hình học có thể sử dụng các mô hình vật lý hoặc mô hình đa thức, các thông số quỹ đạo vệ tinh;

- Khi sử dụng phương pháp trộn ảnh toàn sắc và ảnh đa phổ thì độ lệch giữa ảnh toàn sắc và ảnh đa phổ không được vượt quá kích thước 01 điểm ảnh của ảnh toàn sắc.

5.2.4 Độ phân giải bức xạ

Độ phân giải bức xạ phải lớn hơn hoặc bằng 08 bít phụ thuộc vào từng loại thiết bị ghi ở đầu thu ảnh trên vệ tinh.

5.2.5 Chất lượng dữ liệu ảnh

5.2.5.1 Tình trạng ảnh

Không có sọc nhiễu.

5.2.5.2 Độ phủ mây

- Ảnh viễn thám mức 2A phải có độ phủ mây dưới 10 %;

- Trường hợp độ phủ mây lớn hơn 10 % và nhỏ hơn 25 % thì phải có ảnh bù mây. Danh sách ảnh bù mây phải được cung cấp trong tệp tin đi kèm và có sơ đồ.

5.3 Ảnh viễn thám mức 3A

5.3.1 Thành phần

Ảnh viễn thám mức 3A bao gồm các dữ liệu (nhưng không giới hạn) như sau:

- Tệp tin các kênh ảnh;

- Thông tin bổ trợ của ảnh gồm: hệ tọa độ, độ phân giải và tọa độ điểm ảnh khởi tính trong hệ quy chiếu và hệ tọa độ quốc gia VN - 2000;

- Tệp tin thông tin lý lịch của ảnh hoặc tệp tin siêu dữ liệu.

5.3.2 Độ phân giải mặt đất

- Ảnh viễn thám sử dụng để sản xuất ảnh viễn thám mức 3A phục vụ cho mục đích thành lập, hiện chỉnh bản đồ địa hình có độ phân giải mặt đất không lớn hơn 0,1 mm x M. Trường hợp đặc biệt thì có độ phân giải mặt đất không lớn hơn 0,2 mm x M;

- Ảnh viễn thám sử dụng để sản xuất ảnh viễn thám mức 3A phục vụ cho mục đích thành lập, hiện chỉnh bản đồ chuyên đề có độ phân giải mặt đất không lớn hơn 0,2 mm x M.

5.3.3 Sai số hình học

Độ chênh trung bình vị trí các địa vật cùng tên trên ảnh nắn và trên bản đồ không được lớn hơn 0,4 mm x M đối với địa vật rõ rệt và không được lớn hơn 0,6 mm x M đối với địa vật không rõ rệt.

5.3.4 Độ phủ mây

Tại khu vực thi công hoặc nghiên cứu có độ phủ mây dưới 10%.

5.3.5 Tổ hợp màu

Giá trị độ xám của điểm ảnh phù hợp với đường cong phản xạ phổ của đối tượng, (xem phụ lục B).

5.3.6 Mức độ chi tiết của ảnh

Nằm trong thang điểm NIIRS với độ phân giải và tỉ lệ tương ứng (xem phụ lục B).

5.3.7 Cơ sở toán học

- Ảnh viễn thám dùng để thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất cấp xã, cấp tỉnh: được lập trong hệ quy chiếu và hệ tọa độ quốc gia VN - 2000, sử dụng lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc với múi chiếu 3° có hệ số điều chỉnh tỷ lệ biến dạng chiều dài ko = 0,9999;

- Ảnh viễn thám dùng để thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất các vùng kinh tế - xã hội: sử dụng lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc với múi chiếu 6°, có hệ số điều chỉnh tỷ lệ biến dạng chiều dài ko = 0,9996;

- Ảnh viễn thám dùng để thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất quốc gia: sử dụng lưới chiếu hình nón đồng góc với hai vĩ tuyến chuẩn 11° và 21°, kinh tuyến trung ương 108° cho toàn lãnh thổ Việt Nam;

- Ảnh viễn thám dùng để thành lập bản đồ tỷ lệ 1: 10.000 và lớn hơn: sử dụng hệ quy chiếu và hệ tọa độ quốc gia VN - 2000 và múi chiếu 3°;

- Ảnh viễn thám dùng để thành lập bản đồ tỷ lệ 1: 25.000 và nhỏ hơn: sử dụng hệ quy chiếu và hệ tọa độ quốc gia VN - 2000 và múi chiếu 6°;

- Kinh tuyến trục của các tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương theo quy định hiện hành.

5.4 Ảnh viễn thám mức 3B

5.4.1 Thành phần

Ảnh viễn thám mức 3B bao gồm các dữ liệu (nhưng không giới hạn) như sau:

- Tệp tin các kênh ảnh;

- Thông tin bổ trợ của ảnh gồm: hệ tọa độ, độ phân giải và tọa độ điểm ảnh khởi tính trong hệ quy chiếu và hệ tọa độ quốc gia VN - 2000;

- Tệp tin thông tin lý lịch của ảnh hoặc tệp tin siêu dữ liệu.

5.4.2 Độ phân giải mặt đất

- Ảnh viễn thám mức 3B phục vụ thành lập, hiện chỉnh bản đồ địa hình có độ phân giải mặt đất không lớn hơn 0,1 mm x M;

- Ảnh viễn thám mức 3B phục vụ thành lập, hiện chỉnh bản đồ chuyên đề có độ phân giải mặt đất không lớn hơn 0,2 mm x M.

5.4.3 Sai số hình học

Độ chênh trung bình vị trí các địa vật cùng tên trên ảnh nắn và trên bản đồ địa hình cần hiện chỉnh không được lớn hơn 0,4 mm x M đối với địa vật rõ rệt và không được lớn hơn 0,6 mm x M đối với địa vật không rõ rệt.

5.4.4 Ghép ảnh và cắt mảnh

- Vết ghép ảnh không được đi qua các điểm khống chế. Vết ghép phải đi qua các điểm địa vật có sai số tiếp khớp nhỏ nhất, không được cắt theo địa vật hình tuyến. Góc kẹp giữa vết ghép và địa vật hình tuyến ở trong khoảng từ 30° -150°;

- Sai số ghép ảnh khi tiếp biên địa vật trên ảnh nắn không vượt quá 0,6 mm ở vùng đồng bằng trên tỷ lệ bản đồ và không vượt quá 1,0 mm ở vùng núi;

- Tông màu hai bên vết ghép phải tương đối đồng đều. Phải tiến hành dàn đều tông màu trong hành lang 60 điểm ảnh xung quanh vết ghép;

- Ảnh viễn thám mức 3B phải được ghép và cắt theo phân mảnh bản đồ.

5.4.5 Độ phủ mây

Tại khu vực thi công hoặc nghiên cứu có độ phủ mây dưới 5 %.

5.4.6 Mật độ quang học tổng thể

Biểu đồ histogram của ảnh phải phân bố ở khoảng 25 % đến 50 % của thang độ xám (xem phụ lục B).

5.4.7 Độ tương phản

Tỷ lệ tương phản (đánh giá bằng phương pháp BT.815 - phương pháp đo đạc tỷ lệ tương phản hiển thị của Liên minh viễn thông quốc tế) phải lớn hơn hoặc bằng 3:1 (xem phụ lục B).

5.4.8 Độ sắc nét

Độ sắc nét xác định lượng chi tiết mà hệ thống hình ảnh có thể tái tạo. Độ sắc nét của hình ảnh có thể được đo bằng "khoảng cách tăng" (khoảng mờ hoặc khoảng loe) của một cạnh trong hình ảnh. Khoảng cách này nhỏ hơn kích thước 03 điểm ảnh (nhỏ hơn sai số vị trí điểm ảnh 0,4 mm x M) (xem phụ lục B).

5.4.9 Tổ hợp màu

Giá trị độ xám của điểm ảnh ở các kênh phổ của ảnh đa phổ phù hợp với đường cong phản xạ phổ của đối tượng (xem phụ lục B).

5.4.10 Mức độ chi tiết của ảnh

Nằm trong thang điểm NIIRS với độ phân giải và tỷ lệ tương ứng (xem phụ lục B).

5.4.11 Khung

Khung bình đồ ảnh bao gồm:

- Khung bình đồ ảnh, tọa độ địa lý, tọa độ vuông góc;

- Phiên hiệu mảnh;

- Tỷ lệ bình đồ ảnh;

- Bảng chắp;

- Thông tin về ảnh (loại ảnh, độ phân giải và thời gian chụp);

- Tên đơn vị và thời gian thành lập bình đồ ảnh;

- Hệ quy chiếu theo bình đồ ảnh.

Trình bảy khung ảnh viễn thám mức 3B được thể hiện theo mẫu tại phụ lục A.

5.4.12 Cơ sở toán học

- Ảnh viễn thám dùng để thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất cấp xã, cấp tỉnh: được lập trong hệ quy chiếu và hệ tọa độ quốc gia VN - 2000, sử dụng lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc với múi chiếu 3° có hệ số điều chỉnh tỷ lệ biến dạng chiều dài ko = 0,9999;

- Ảnh viễn thám dùng để thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất các vùng kinh tế - xã hội: sử dụng lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc với múi chiếu 6°, có hệ số điều chỉnh tỷ lệ biến dạng chiều dài ko = 0,9996;

- Ảnh viễn thám dùng để thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất cả nước: sử dụng lưới chiếu hình nón đồng góc với hai vĩ tuyến chuẩn 11° và 21°, kinh tuyến Trung ương 108° cho toàn lãnh thổ Việt Nam;

- Ảnh viễn thám dùng để thành lập bản đồ tỷ lệ 1: 10.000 và lớn hơn: sử dụng hệ quy chiếu và hệ tọa độ quốc gia VN - 2000, múi chiếu 3°;

- Ảnh viễn thám dùng để thành lập bản đồ tỷ lệ 1: 25.000 và nhỏ hơn: sử dụng hệ quy chiếu và hệ tọa độ quốc gia VN - 2000, múi chiếu 6°;

- Kinh tuyến trục của các tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương theo quy định hiện hành.

 

Phụ lục A

(Quy định)

Mẫu trình bày khung của ảnh viễn thám mức 3B

 

Phụ lục B 

(Tham khảo)

Hướng dẫn đánh giá các chỉ tiêu chất lượng ảnh

B.1 Mật độ quang học

- Mật độ quang học hay độ hấp thụ chính là đại lượng đặc trưng cho một môi trường quang học dùng để xác định độ không trong suốt của nó được đo bằng logarit thập phân của tỉ số quang thông Fo tới bề mặt vật chất với quang thông truyền qua F:

D = -IgT=lg(I _o /I)= ε.I.C (1.1)

Trong đó T là Độ truyền quang T: là tỷ lệ giữa cường độ chùm sáng đơn sắc sau khi đi qua bề mặt I với cường độ chùm sáng đơn sắc chiếu vào I0.

T = l/l ₀ = 10 ^{-ε.l. C} (1.2)

- Thực tế chuyên gia chỉ có thể sử dụng cảm nhận của mắt để đánh giá theo các mức:

+ Quá tối/ Hơi tối/Trung bình/Hơi sáng/Quá sáng

- Chuyên gia cũng có thể đánh giá mức độ sáng tối thông qua phân bố histogram của ảnh. Biểu đồ histogram của kênh phổ hoặc tổ hợp 3 kênh phân bố giá trị quá thấp (gần mức độ xám bằng 0) thì sẽ tối và ngược lại. Biểu đồ histogram phân bố tập trung ở khoảng 25 % đến 50 % của thang độ xám thì cho mức cảm nhận ánh sáng trung bình - trung tính nhất. Trường hợp biểu đồ tập trung nằm quá 50 % thang độ xám sẽ cho mức cảm nhận thường là quá sáng. Việc ảnh quá sáng hay quá tối ảnh hưởng không quá lớn tới quá trình giải đoán ảnh vì người giải đoán có thể tăng cường ảnh để giảm sáng hoặc giảm tối. Tuy nhiên, nếu ảnh quá sáng với histogram phân bố ở mức trên 75 % thì có thể khiến ảnh bị bão hoà và không thể tăng cường.

Hình B.1 - Mức độ sáng tối qua biểu đồ histogram: ảnh quá tối, ảnh trung bình

Hình B.2 - Mức độ sáng tối qua biểu đồ histogram: ảnh hơi sáng, ảnh quá sáng

- Trong hình B.1 - a) phân bố Histogram lệch hẳn về phía giá trị độ xám thấp, 90 % của histogram phân bố ở trong khoảng 3 -10 % của thang độ xám do đó ảnh quá tối.

- Trong hình B.1 - b) phân bố 90 % Histogram kênh đỏ trong khoảng 12.5 đến 37,5 % thang độ xám, kênh xanh lục và kênh xanh nước biển là khoảng 18-38 %. Ở mức phân bố này, ảnh có độ sáng trung bình.

- Trong hình B.2 - c) phân bố 90 % Histogram kênh đỏ và kênh xanh lục trong khoảng 25,5 đến 50 % thang độ xám, kênh xanh nước biển là khoảng 35 - 58 %. Ở mức phân bố này, ảnh hơi sáng.

- Trong hình B.2 - d) phân bố 90 % Histogram kênh đỏ và kênh xanh lục trong khoảng 35 - 63 % thang độ xám, kênh xanh nước biển là khoảng 48 - 73 %. Ở mức phân bố này, ảnh quá sáng.

- Phương pháp xác định thực hiện theo các bước sau:

+ Thống kê độ xám của toàn ảnh trên từng kênh phổ;

+ Lập biểu đồ phân bố độ xám histogram;

+ Lập biểu đồ phân bố độ xám theo tỷ lệ % thanh độ xám;

+ Xác định phạm vi mức 90 % phân bố độ xám của ảnh.

So sánh ở các mức này, ảnh có mức phân bố 90 % histogram nằm trong khoảng 25 % đến 55 % của thang độ xám thì mật độ quang học tổng thể đạt yêu cầu.

B.2 Độ tương phản

- Độ tương phản: là sự khác biệt khi xuất hiện trên ảnh của cấu trúc hoặc thuộc tính nào đó so với xung quanh. Độ tương phản có thể mô tả qua sự khác biệt giữa các sắc thái trong thang độ xám hoặc độ chiếu sáng trên ảnh. Trong hình dưới đây minh hoạ các mức độ tương phản khác nhau.

Hình B.3 - Các mức độ tương phản của ảnh

- Trong ảnh thông thường, người ta thường dùng tỷ lệ tương phản. Đây là tỉ số thể hiện khả năng về việc nhìn thấy các chi tiết rõ ràng và chuẩn xác trong một ảnh. Độ tương phản thấp có nghĩa là không có chi tiết. Độ tương phản cao có nghĩa là rất nhiều chi tiết. Tỷ lệ tương phản 3:1 là mức tối thiểu được khuyến nghị bởi [ISO 9241-3] và [ANSI-HFES-100-2007] cho văn bản và hình ảnh tiêu chuẩn. Cách xác định tỷ lệ tương phản được giới thiệu trong [BT.815].

Trong đó, nghịch đảo tỷ lệ tương phản được tính theo công thức.

R = (L _b1 + L _b2 + L _b3 + L _{b 4} ) / (4 * L _W ) (3)

Với L _W là độ xám ở vùng sáng nhất; L _{b 1} tới L _{b 4} là độ xám ở vùng tối ở bốn vị trí được bố trí xung quanh vùng sáng nhất.

- Các bước thực hiện như sau:

+ Xác định đối tượng sáng nhất;

+ Xác định vùng nền;

+ Lấy mẫu vùng sáng nhất;

+ Lấy mẫu vùng nền (4 khu vực xung quanh tối nhất);

+ Tính R và quy đổi 1/R.

Tỷ lệ tương phản 1/R lớn hoặc bằng hơn 3:1 là đạt.

B.3 Độ sắc nét

- Độ sắc nét liên quan đến sự thay đổi đột ngột của mật độ đen tại ranh giới các vùng tiếp giáp nhau. Độ sắc nét càng cao khi mật độ đen thay đổi càng đột ngột. Các mức mà chuyên gia đưa ra là:

+ Mờ/Chấp nhận được/Rất sắc nét.

- Độ sắc nét xác định lượng chi tiết mả hệ thống hình ảnh có thể tái tạo, được xác định bởi ranh giới giữa các vùng có tông màu hoặc màu sắc khác nhau.

Hình B.4 - Thanh so bảng độ sắc nét

(nửa trên là nguyên gốc, nửa dưới bị suy giảm do hệ thống chụp ảnh)

Trong hình trên, độ sắc nét được minh họa bằng một thanh mẫu có tần số không gian tăng dần. Phần trên cùng của hình sắc nét và ranh giới của nó rõ ràng; phần dưới bị mờ và minh họa cách thanh mẫu bị suy giảm sau khi đi qua hệ thống chụp ảnh.

- Một số phương pháp được sử dụng để đo độ sắc nét bao gồm kỹ thuật khoảng cách tăng 10-90 %, chức năng truyền điều chế (MTF), các miền tần số và đặc biệt, và thuật toán đường rìa;

- Độ sắc nét của hình ảnh có thể được đo bằng "khoảng cách tăng" của một cạnh trong hình ảnh. Với kỹ thuật này, độ sắc nét có thể được xác định bằng khoảng cách từ 10 % đến 90 % của mức độ xám điểm ảnh của đối tượng (còn được gọi là khoảng cách tăng 10-90 %).

Hình B.5 – Khoảng cách tăng 10 % đến 90 % của cạnh rìa

- Sai số do sự thiếu sắc nét gây nên cũng là một nguyên nhân để gây nên sai số xê dịch vị trí điểm ảnh. Sai số vị trí điểm trên bình đồ ảnh thì không được vượt quá 0,4 mm x M (M là mẫu số tỷ lệ bản đồ) tương đương cỡ 04 lần kích thước điểm ảnh cho phép sử dụng để lập bình đồ ảnh. Khoảng cách tăng đường rìa nhỏ hơn bằng 02 điểm ảnh là chấp nhận được (vì còn 10 % nữa tương ứng với 01 - 02 điểm ảnh). Trong trường hợp nhỏ hơn bằng 01 điểm ảnh là rất sắc nét.

- Các bước thực hiện như sau:

+ Thực hiện chọn mẫu có đường rìa;

+ Thiết lập mặt cắt vuông góc với đường rìa, trong trường hợp đường rìa có cùng phương với cạnh điểm ảnh thì mặt cắt nên chếch 2 - 3° so với phương vuông góc để loại trừ độ nhạy do lượng tử hoá gây nên (ảnh hưởng do lượng tử hoá do đường rìa và điểm ảnh);

+ Lập biểu độ độ xám theo mặt cắt;

+ Xác định phạm vi 10 % đến 90 % của đường rìa;

+ Đo khoảng cách tăng (đơn vị điểm ảnh).

Khoảng cách tăng nhỏ hơn 03 điểm ảnh là đạt.

B.4 Tổ hợp màu

Căn cứ vào đường cong phản xạ phổ của các đối tượng trên bề mặt đất, tiến hành kiểm tra biểu đồ độ xám của đối tượng trên ảnh. Biểu đồ độ xám trên ảnh đồng dạng với đường phản xạ phổ đặc trưng của đối tượng (hình B.6). Cách thức thực hiện như sau:

- Chọn một số mẫu đặc trưng của ảnh như nước, thực vật, đất...

- Đo giá trị phổ của đối tượng trên từng kênh ảnh.

- Vẽ biểu đồ giá trị phổ so với đường phản xạ phổ đặc trưng của đối tượng (hình B.6).

- So sánh mức độ đồng dạng của biểu đồ độ xám của mẫu với đường phản xạ phổ.

Ví dụ đường phản xạ phổ của một số đối tượng như dưới đây.

Hình B.6 - Đường phản xạ phổ một số đối tượng trên một số loại vệ tinh

B.5 Đánh giá mức độ chi tiết của ảnh

Phương pháp đánh giá chất lượng ảnh NIIRS được Hoa Kỳ, NATO và Liên hiệp Anh và cả Canada sử dụng rộng rãi trong đánh giá chất lượng từ đầu thu hàng không và vệ tinh.

Hoa Kỳ, NATO, Anh dùng NIIRS đánh giá chất lượng ảnh được giới thiệu chi tiết tại website: https://fas.org/irp/imint/niirs_c/index.html.

Canada đã có bộ hướng dẫn đánh giá chất lượng đầu thu “Predicting image quality of surveillance sensors".

Mức điểm tương ứng với tỷ lệ bản đồ và độ phân giải mặt đất như sau:

Bảng B.1 - Mức điểm tương ứng với tỷ lệ bản đồ và độ phân giải mặt đất

Cách thức đánh giá:

- Bước 1: Xác định tỷ lệ bình đồ ảnh hoặc độ phân giải mặt đất của bình đồ ảnh;

- Bước 2: Đối chiếu với tỷ lệ bình đồ ảnh hoặc độ phân giải mặt đất của bình đồ ảnh để xác định thang NIIRS cần phải đạt tại bảng trên;

- Bước 3: Căn cứ vào yêu cầu của thang NIIRS cần phải đạt, xác định các khu vực có đối tượng tương ứng;

- Bước 4: Đo đạc, giải đoán các đối tượng tương ứng trên NIIRS với ảnh xác định điểm NIIRS theo bộ chỉ tiêu đánh giá của Hoa Kỳ tại Bộ chỉ tiêu đánh giá mức độ chi tiết ảnh của Hoa Kỳ tại mục 7;

- Bước 5: Xác định, tổng hợp điểm NIIRS.

Chú thích: Thư viện NIIRS tại https://fas.orq/irp/imint/niirs_c/index.html nêu nhiều đối tượng có thể không có ở trong ảnh, sử dụng các đối tượng có kích thước hoặc đặc tính tương đương để đánh giá.

 

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] Nghị định số 03/2019/NĐ-CP ngày 04 tháng 01 năm 2019 của Chính phủ về hoạt động viễn thám.

[2] Thông tư số 05/2012/TT-BTNMT ngày 08 tháng 05 năm 2012 của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường quy định kỹ thuật hiện chỉnh bản đồ địa hình quốc gia tỷ lệ 1: 25.000 và 1: 50.000 bằng ảnh vệ tinh.

[3] Thông tư số 10/2015/TT-BTNMT ngày 25 tháng 03 năm 2015 của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường về quy định kỹ thuật về sản xuất ảnh viễn thám quang học độ phân giải cao và siêu cao để cung cấp đến người sử dụng.

[4] Thông tư số 09/2019/TT-BTNMT ngày 05 tháng 07 năm 2019 của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường về việc ban hành Định mức kinh tế - kỹ thuật Công bố siêu dữ liệu viễn thám quốc gia.

[5] Thông tư số 06/TT/2020/BTNMT ngày 31 tháng 8 năm 2020 của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường về Quy chuẩn kỹ thuật quốc gia về chuẩn thông tin địa lý cơ sở TCVN 7087:2013 (CODEX STAN 1-1985, sửa đổi 2010) Ghi nhẫn thực phẩm bao gói sẵn.

[6] ISO 19130-1:2018, Geographic information - Imagery sensor models for geopositioning - Part 1: Fundamentals - Chuẩn thông tin địa lý- các mô hình đầu thu ảnh để định vị - phần 1- Cơ sở.

[7] Civil NIIRS reference guide prepared by the imagery resolutionassessments and reporting standards (irars) committee. USA.

[8] ISO/TS 19010-2:2008 (E), Geographic information - Reference model - Part 2: Imagery.

[9] BT.815: Specification of a signal for measurement of the contrast ratio of displays.

 

Mục lục

1 Phạm vi áp dụng

2 Tài liệu viện dẫn

3 Thuật ngữ và định nghĩa

4 Chữ viết tắt

5 Yêu cầu kỹ thuật

5.1 Ảnh viễn thám mức 1A

5.2 Ảnh viễn thám mức 2A

5.3 Ảnh viễn thám mức 3A

5.4 Ảnh viễn thám mức 3B

Phụ lục A (Quy định) Mẫu trình bày khung của ảnh viễn thám mức 3B

Phụ lục B (Tham khảo) Hướng dẫn đánh giá các chỉ tiêu chất lượng ảnh.

Thư mục tài liệu tham khảo