Spatial Resolution và Pixel Size trong viễn thám
Một trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu của viễn thám (Remote Sensing) là phân tích ảnh viễn thám bao gồm ảnh quang học và ảnh radar. Khi làm việc với ảnh quang học, có lẽ chúng ta thường nghe nhiều cụm từ như "Độ phân giải ảnh Landsat TM là 30m" hay "Kích thước pixel của ảnh Landsat TM là 30m". Vậy độ phân giải (Spatial Resolution) và kích thước pixel (Pixel Size) có liên quan với nhau như thế nào? Mr.iGIS xin được giải thích một cách ngắn gọn đối với trường hợp ảnh quang học như sau.
Sabin (1997) định nghĩa Spatial Resolution như sau: Đó là khả năng phân biệt rõ ràng 2 vật thể trong không gian trên ảnh. Trong khi đó, Pixel Size là kích thước (rộng và dài) của một phần tử ảnh (điểm ảnh). Với định nghĩa như vậy, có thể chúng ta cùng nhận thấy Spatial Resolution liên quan đến sự nhận dạng các vật thể trong không gian thông qua một thiết bị thu nhận ảnh nào đó (ví dụ mắt hay máy chụp ảnh). Trong khi đó Pixel Size liên quan đến sự biểu diễn các vật thể lên một dạng vật chất (ví dụ như giấy hay phim).
Mr.iGIS xin giải thích một cách nôm na như sau. Kết quả nhận dạng với Spatial Resolution = 30m có thể được biểu diễn lên giấy, phim, hay trên máy tính dưới dạng một ảnh có Pixel Size khác nhau, có thể là 30m, 20m, hay 10m. Nếu chúng ta nói với khoảng cách nhất định d, một máy chụp ảnh có Spatial Resolution = 30m nghĩa là khi máy chụp ảnh ở cách xa vật thể một khoảng cách cho trước d thì nó chỉ có thể phân biệt được 2 vật thể cách nhau tối thiểu 30m. Nếu khoảng cách của chúng dưới 30m, máy ảnh trong trường hợp này không phân biệt được và có thể xem chúng là 1 vật thế. Tiếp theo, giả sử máy đã nhận dạng được các vật thể, chúng ta cần biểu diễn kết quả này lên giấy kẻ ô vuông. Trong đó mỗi ô vuông chính là 1 pixel và kích thước ô chính là Pixel Size. Vậy bạn sẽ chọn kích thước ô vuông là bao nhiêu để thể hiện được Spatial Resolution=30m? Có thể bạn nghĩ ngay nên chọn 30m. Đây là trường hợp thông thường. Như vậy trong trường hợp này Spatial Resolution = Pixel Size. Tuy nhiên, có thể bạn muốn chọn ô vuông 50m, 20m hay 10m. Dĩ nhiên kích thước ô vuông sẽ ảnh hưởng đến khả năng biểu diễn các vật thể lên giấy.
Các hệ thống quang học của viễn thám thông thường sẽ chọn Pixel Size = Spatial Resolution để không làm sai lệch thông tin nhận dạng các vật thể trong không gian. Những thông tin này được thu thập bởi các thiết bị thu ảnh đặt trên các vệ tinh hay máy bay. Do đó, hai khái niệm này thường được dùng thay đổi cho nhau nhưng chúng khác nhau cơ bản và không nên nhầm lẫn. Đặc biệt khi bạn đọc các bài báo khoa học thì thông thường cụm từ Spatial Resolution được sử dụng hơn là Pixel Size.
Giả sử bạn có một ảnh Landsat TM trong tay. Bạn sẽ biết rằng ảnh Landsat TM có Spatial Resolution = 30m. Tuy nhiên bạn có thể sử dụng ENVI, ArcGIS, hay các phần mềm xử lý ảnh khác để thay đổi Pixel Size. Dĩ nhiên khi Pixel Size thay đổi, độ chi tiết của ảnh cũng thay đổi theo. Bạn có thể xem 2 hình minh họa bên dưới.
Hình 1: Ảnh SPOT có Spatial Resolution thay đổi và Pixel Size không đổi. Ảnh SPOT gốc ban đầu có Spatial Resolution = 10m. Tuy nhiên ảnh gốc này sau đó được xử lý để thay đổi Spatial Resolution.
Hình 2: Ảnh SPOT có Spatial Resolution = 10m được thể hiện với Pixel Size khác nhau.
Chúc các bạn thành công trong các ứng dụng về viễn thám và GIS.
Mr.iGIS
Nguồn hình: www.crisp.nus.edu.sg
Tài liệu tham khảo chính
