I. Tính cấp thiết của đề tài
Chất lượng dữ liệu ảnh viễn thám được đánh giá trên nhiều khía cạnh khác nhau như kỹ thuật viễn thám, ứng dụng và kinh tế. Các khía cạnh này dựa trên các thông số kỹ thuật của dữ liệu ảnh. Dữ liệu ảnh viễn thám quang học mà người dùng tiếp cận thường ở mức 1A, 2A hoặc cao hơn. Các nhà cung cấp thường định hướng chỉ tiêu chất lượng ảnh dựa trên khái niệm về các loại độ phân giải. Dữ liệu ở mức thấp hơn như mức 0 ít được quan tâm. Đối với dữ liệu trước mức 2A, việc đánh giá chất lượng là một bài toán thường được giải bởi nhà sản xuất hoặc đơn vị quản lý hệ thống vệ tinh viễn thám. Các giá trị để đánh giá thường liên quan đến các mô hình quang học, điện tử, cơ khí, động lực học của vệ tinh. Tuy nhiên, do lý do bảo mật, các mô hình này thường không được công bố. Để đánh giá chất lượng ảnh, có nhiều thông số được chia thành hai nhóm: nhóm liên quan đến yếu tố không gian và nhóm liên quan đến yếu tố bức xạ. Mặc dù có nhiều thông số, ảnh hưởng của chúng đến chất lượng ảnh không phải là như nhau. Cần xác định rõ những thông số nào đặc trưng cho chất lượng ảnh và có thể thực hiện công tác đánh giá.
1.1. Các thông số đánh giá chất lượng ảnh
Để đánh giá chất lượng ảnh viễn thám, hai thông số thường xuyên xuất hiện là tỉ lệ tín hiệu trên nhiễu (SNR) và hàm truyền điều biến (MTF). Trong điều kiện của Việt Nam, việc thiếu phòng thí nghiệm và thiết bị hỗ trợ đã dẫn đến việc lựa chọn hai thông số này để đánh giá chất lượng ảnh. Điều kiện hoạt động khắc nghiệt ngoài không gian và quá trình phóng lên quỹ đạo dẫn đến suy giảm chất lượng của các thiết bị trên vệ tinh. Việc suy giảm có thể chấp nhận được trong một giới hạn cho phép, và cần xác định tình trạng hoạt động thực tế của thiết bị chụp ảnh trên vệ tinh. Các nhà khoa học đã nghiên cứu nhiều phương pháp để đánh giá chất lượng của hệ thống chụp ảnh trên vệ tinh, trong đó phương pháp đánh giá gián tiếp sử dụng dữ liệu ảnh là hướng tiếp cận phổ biến.
II. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là đề xuất thông số để đánh giá chất lượng ảnh viễn thám quang học phù hợp với điều kiện của Việt Nam. Nghiên cứu sẽ lựa chọn phương pháp và đề xuất quy trình đánh giá chất lượng ảnh. Với hai mục tiêu này, nghiên cứu sẽ góp phần xây dựng cơ sở khoa học đánh giá chất lượng ảnh viễn thám quang học, phục vụ công tác kiểm tra và đánh giá chất lượng ảnh các vệ tinh của Việt Nam. Để thực hiện mục tiêu này, đề tài cần thực hiện các nội dung nghiên cứu như nghiên cứu tổng quan về công tác đánh giá chất lượng ảnh viễn thám quang học trên thế giới, lựa chọn thông số đánh giá phù hợp với điều kiện Việt Nam là SNR và MTF, và nghiên cứu phương pháp chiết tách cạnh Canny để phục vụ việc tính toán thông số MTF từ dữ liệu ảnh viễn thám quang học.
2.1. Nội dung nghiên cứu
Nội dung nghiên cứu bao gồm việc nghiên cứu tổng quan về công tác đánh giá chất lượng ảnh viễn thám quang học đối với các hệ thống vệ tinh trên thế giới. Đề tài sẽ tập trung vào thông số để đánh giá chất lượng ảnh, phương pháp tính toán các thông số, nguồn dữ liệu và bãi kiểm định chất lượng ảnh. Trên cơ sở đó, đề xuất lựa chọn thông số đánh giá chất lượng ảnh phù hợp với điều kiện của Việt Nam là SNR đại diện cho các yếu tố bức xạ và MTF đại diện cho các yếu tố không gian. Nghiên cứu cũng sẽ xây dựng quy trình đánh giá chất lượng ảnh viễn thám quang học với hai thông số SNR và MTF, từ nhu cầu sử dụng ảnh trong thực tế để đề xuất mức chất lượng ảnh đối với mỗi tỉ lệ cụ thể.
III. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Đề tài có ý nghĩa khoa học và thực tiễn quan trọng. Về mặt khoa học, nghiên cứu đóng góp cơ sở khoa học và phương pháp luận trong việc đánh giá chất lượng ảnh viễn thám quang học của Việt Nam. Quy trình đánh giá chất lượng ảnh viễn thám quang học được đề xuất có thể áp dụng cho các thế hệ vệ tinh của Việt Nam. Về mặt thực tiễn, kết quả nghiên cứu đã chứng minh chất lượng ảnh viễn thám quang học của vệ tinh VNREDSat-1 vẫn đáp ứng được các chỉ tiêu kỹ thuật khi thiết kế hệ thống. Quy trình và phương pháp đề xuất trong nghiên cứu có thể áp dụng để đánh giá chất lượng các loại dữ liệu ảnh khác nhau, đáp ứng nhu cầu đánh giá chất lượng ảnh trước khi đưa ra thị trường.
3.1. Những điểm mới của đề tài
Đề tài đã đề xuất lựa chọn các thông số SNR và MTF để đánh giá chất lượng ảnh viễn thám quang học phù hợp với điều kiện Việt Nam. Nghiên cứu cũng sử dụng phương pháp chiết tách cạnh Canny thay cho các thuật toán tuyến tính trong việc tính toán hàm truyền điều biến MTF từ các bãi kiểm định. Điều này giúp công tác đánh giá chất lượng ảnh vệ tinh độ phân giải cao trở nên thuận lợi hơn. Luận điểm bảo vệ của đề tài khẳng định rằng việc sử dụng hai thông số MTF và SNR là đảm bảo điều kiện để đánh giá chất lượng ảnh viễn thám quang học của Việt Nam.
