Bài giảng viễn thám đại cương chương 4 TS lê thị kim thoa

11/1/2013 I- Màu sắc dùng viễn thám Chương IV: MÀU DÙNG TRONG VIỄN THÁM VÀ CÁC ĐẶC ĐIỂM CỦA ẢNH VIỄN THÁM GVGD: TS Lê Thị Kim Thoa Khoa Địa Lý Trường ĐH Khoa học Xã Hội Nhân văn TP HCM - Để hiểu ý nghĩa màu hiển thị ảnh vệ tinh,, cần tìm hiểu màu sắc dùng viễn thám tinh thám Viễn thám đại cương I- Màu sắc dùng viễn thám GV: TS Lê Thị Kim Thoa I- Màu sắc dùng viễn thám -Thiết bị ghi nhận nhiều kênh phổ lúc,, lúc - Mỗi kênh ghi nhận màu dải màu màu - Khi hiển thị kênh riêng lẽ lẽ,, kênh trông giống ảnh trắng đen đen Viễn thám đại cương GV: TS Lê Thị Kim Thoa I- Màu sắc dùng viễn thám Viễn thám đại cương GV: TS Lê Thị Kim Thoa I- Màu sắc dùng viễn thám - Tổ hợp màu (colour composites) True colour composite 33-2-1 Viễn thám đại cương GV: TS Lê Thị Kim Thoa Viễn thám đại cương GV: TS Lê Thị Kim Thoa 11/1/2013 I- Màu sắc dùng viễn thám - Màu sắc độ sáng điểm ảnh phụ thuộc vào giá trị điểm ảnh I- Màu sắc dùng viễn thám - Màu thể ảnh tùy thuộc vào thứ tự kênh phổ tích hợp True colour composite Bands (red), (Green), (Blue) Viễn thám đại cương GV: TS Lê Thị Kim Thoa I- Màu sắc dùng viễn thám Viễn thám đại cương False colour composite Bands (Red), (Green), (Blue) GV: TS Lê Thị Kim Thoa I- Màu sắc dùng viễn thám Ảnh Landsat TM 1-2-3 (B,G,R) - Thực vật: xanh - Đất khô: nâu - Cánh đồng bỏ hoang: nâu - Cơng trình đô thị: trắng - Nước sạch: đen? - Sông Missouri: nâu đậm? Viễn thám đại cương GV: TS Lê Thị Kim Thoa I- Màu sắc dùng viễn thám Viễn thám đại cương I- Màu sắc dùng viễn thám Ảnh Landsat TM 2-3-4 (B,G,R) - Thực vật: hồng đỏ - Đất khô: xanh - Cánh đồng bỏ hoang: xanh - Cơng trình thị: xanh nhạt - Nước sạch: đen? - Sông Missouri: xanh lụclụcnâu? Viễn thám đại cương GV: TS Lê Thị Kim Thoa GV: TS Lê Thị Kim Thoa Ảnh Landsat TM 3-4-5 (B,G,R) - Thực vật: xanh mạ - Đất khô: đỏ nâu - Cánh đồng bỏ hoang: đỏ nâu - Cơng trình thị: tím nhạt - Nước sạch: đen - Sơng Missouri: xanh đậm Viễn thám đại cương GV: TS Lê Thị Kim Thoa 11/1/2013 I- Màu sắc dùng viễn thám I- Màu sắc dùng viễn thám Ảnh Landsat TM 2-4-7 (B,G,R) - Thực vật: xanh - Đất khô: đỏ nâu - Cánh đồng bỏ hoang: đỏ nâu - Cơng trình thị: tím nhạt - Nước sạch: đen - Sông Missouri: xanh đậm Viễn thám đại cương GV: TS Lê Thị Kim Thoa I- Màu sắc dùng viễn thám Ảnh Landsat TM , khu vực Hà nội – 1999 4-3-2 (R,G,B) 3-4-2 (R,G,B) 3-2-4 (R,G,B) Ảnh Landsat TM 1-2-3 (B,G,R) Hà nội - 1999 Viễn thám đại cương GV: TS Lê Thị Kim Thoa I- Màu sắc dùng viễn thám RGB Đặc điểm nhận diện 3-2-1 Ảnh màu thật 4-3-2 Ảnh màu giả: thảm thực vật hiển thị màu đỏ 1-3-5 ; 2-4-5 ; 7-3-1 Thảm thực vật đất 4-5-3 ; 4-5-6; 4-5-7 Đất loại đá 5-4-1 ; 5-3-1; 7-4-1 Sự thay đổi nhiệt độ loại đá núi lửa 7-5-1 Phân biệt loại sắt đá 5ï-3-1 ; 6-7-2; 2-3-4; 6-5-4 Các thảm thực vật khác loại đá 6-7-5 Ranh giới đô thị nơng thơn 1-7-4 Các dãi trầm tích ven biển loại hình sử dụng đất khác 7-4-2 Các đối tượng ven biển (nhận diện tốt với linear streching) Một số tổ hợp màu thông dụng Landsat TM ETM+ Viễn thám đại cương GV: TS Lê Thị Kim Thoa II Các đặc điểm ảnh viễn thám II - Xét độ cao bay chụp chụp,, ảnh viễn thám chia làm dạng:: không ảnh ảnh vệ tinh dạng A Không ảnh Khái niệm không ảnh: GV: TS Lê Thị Kim Thoa II Các đặc điểm ảnh viễn thám II 2- Đặc điểm phương pháp không ảnh: - Là hệ thống chụp ảnh khung dạng phim quét (ở quan tâm đến ảnh chụp phim, quét trình bày phần ảnh vệ tinh) - Phương pháp chụp vùng cận cực tím, nhìn thấy cận hồng ngọai - Thuật ngữ sử dụng cho ảnh chụp phim phương tiện máy bay, kinh khí cầu hay phương tiện khác không không - Ảnh panchromatic (trắng đen) ảnh đa phổ (màu) 3- Đặc điểm ảnh hàng không 3.1 Độ phủ mặt đất ảnh (overlap) - Sự khác biệt không ảnh ảnh hàng không ? Viễn thám đại cương Viễn thám đại cương GV: TS Lê Thị Kim Thoa - Là diện tích lần chụp Diện tích phụ thuộc vào đặc điểm ống kính độ cao bay chụp Viễn thám đại cương GV: TS Lê Thị Kim Thoa 11/1/2013 II Các đặc điểm ảnh viễn thám II II Các đặc điểm ảnh viễn thám II 3.2 Tỷ lệ ảnh hàng không 3.1 Độ phủ mặt đất ảnh (overlap) -Là tỷ số khỏang cách đo ảnh chia cho khỏang cách thực mặt đất Khỏang cách xác định theo đồ Nếu đồ khu vực với ảnh tỷ lệ ảnh tính cách đo khỏang cách điểm đồ ảnh - Tỷ lệ ảnh R(ảnh) = D(ảnh) / D(bản đồ) / R(bản đồ) D(ảnh): khỏang cách ảnh D(bản đồ): khỏang cách đồ R(bản đồ): tỷ lệ ảnh - Nếu D(ảnh) = D(bản đồ) R(bản đồ) = R(ảnh) Viễn thám đại cương GV: TS Lê Thị Kim Thoa II Các đặc điểm ảnh viễn thám II - Phân lọai tỷ lệ ảnh hàng không theo mức độ chi tiết + Tỷ lệ lớn: 1:10.000 – 1: 25.000 + Tỷ lệ trung bình: 1:50.000 – 1: 200.000 + Tỷ lệ nhỏ : 1: 200.000 – 1: 1.000.000 nhỏ Viễn thám đại cương GV: TS Lê Thị Kim Thoa II Các đặc điểm ảnh viễn thám II 3.4 Hiệu ứng lập thể 3.3 Độ phân giải ảnh hàng không -Là khỏang cách tối thiểu để phân biệt hai đối tượng gần độ lớn tối thiểu đối tượng mặt đất mà phân biệt ảnh Độ phân giải không gian: phụ thuộc vào độ phân giải phim, lực ống kính, điều kiện khí quyển, đặc điểm hình ảnh lúc chụp - Viễn thám đại cương GV: TS Lê Thị Kim Thoa II Các đặc điểm ảnh viễn thám II - Các thiết bị dùng quan sát ảnh lập thể stereoscopic photograph Viễn thám đại cương GV: TS Lê Thị Kim Thoa II Các đặc điểm ảnh viễn thám II Ưu khuyết điểm ảnh hàng không không:: - Độ phân giải cao chứa đựng nhiều thông tin - Độ trung thực cao mặt hình học - Giá thành rẻ? Họat động dãy phổ hẹp: cận cực tím, nhìn thấy, cận hồng ngọai - Viễn thám đại cương GV: TS Lê Thị Kim Thoa - Chịu ảnh hưởng điều kiện khí - Thông tin dễ bị hư hỏng, méo dạng theo thời gian - Thơng tin bị trình rửa ảnh Viễn thám đại cương GV: TS Lê Thị Kim Thoa 11/1/2013 II Các đặc điểm ảnh viễn thám II B Ảnh vệ tinh Khái niệm ảnh vệ tinh Đặc điểm ảnh vệ tinh 3.1 Cấu trúc hình ảnh quét - Là ảnh chụp từ phương tiện bay chụp vệ tinh tinh,, sử dụng hệ thống quét hình ảnh lưu vào băng băng,, CD dạng số Đặc điểm phương pháp chụp ảnh vệ tinh - Sử dụng hệ thống quét dọc dọc,, ngang hay bên sườn - Ảnh vệ tinh nhạy cảm với dãy phổ dài phổ điện từ vùng cận cực tím tím,, nhìn thấy thấy,, hồng ngọai đến sóng microwave Viễn thám đại cương GV: TS Lê Thị Kim Thoa II Các đặc điểm ảnh viễn thám II 3.1 Cấu trúc hình ảnh quét - Vị trí pixel xác định theo tọa độ hàng cột ảnh tính từ góc bên trái - Mỗi pixel có giá trị x, y, z Trong x, y tọa độ hàng hàng,, cột z gía trị độ sáng (Digital number – DN) - Kích thước pixel xác định góc IFOV Kích thước ảnh xác định FOV hệ thống quét quét - Tùy thuộc vào hệ thống vệ tinh mà kích thước hình ảnh lớn hay nhỏ nhỏ - VD: II Các đặc điểm ảnh viễn thám II - Tập hợp pixel theo hàng cột - Pixel (phần (phần tử tử)) ảnh đơn vị nhỏ không gian file ảnh Viễn thám đại cương (DN) GV: TS Lê Thị Kim Thoa II Các đặc điểm ảnh viễn thám II 3.2 Phương thức lưu ảnh vệ tinh - Ảnh số thường lưu dạng dạng:: BSQ, BIL BIP 3.2.1 BSQ (Band Sequence) - Tất kênh phổ lưu hết kênh đến kênh khác - VD: VT X có kênh, kênh lưu trước sau đến kênh - Landsat MSS: 185x185km; - SPOT: 60x60km - NOAA: 2400 x 2400km Viễn thám đại cương GV: TS Lê Thị Kim Thoa Viễn thám đại cương GV: TS Lê Thị Kim Thoa II Các đặc điểm ảnh viễn thám II II Các đặc điểm ảnh viễn thám II 3.2.2 Dạng BIL (Band Interleaved by Line) 3.2.3 Dạng BIP (band Interleaved by Pixel) - Cấu trúc liệu lưu theo thứ tự dòng (hàng hàng)) không phụ thuộc vào số kênh kênh Từng hàng tất kênh lưu cách tự - Cấu trúc liệu tất kênh phổ lưu theo thứ tự pixel Mỗi pixel lưu cho tất kênh kênh - VD: VT X có kênh kênh:: pixel thứ hàng kênh 2, pixel thứ hàng kênh 3, pixel thứ hàng kênh (hàng (hàng 1, cột 2), … Hết hàng kênh - VD: VT X có kênh kênh:: pixel thứ hàng kênh 1, Hết hàng kênh Hết hàng kênh Hết hàng kênh Viễn thám đại cương GV: TS Lê Thị Kim Thoa Viễn thám đại cương GV: TS Lê Thị Kim Thoa 11/1/2013 II Các đặc điểm ảnh viễn thám II II Các đặc điểm ảnh viễn thám II Bài tập chuyển đổi dạng lưu ảnh Một ảnh vệ tinh X có kênh với số hàng cột lưu dạng BSQ Hãy chuyển sang dạng BIL Kênh Kênh Kênh 1 1 5 0 3 1 3 0 8 0 3 8 7 8 7 9 Viễn thám đại cương 1 0 5 0 8 0 8 7 1 9 2 7 5 3 0 5 0 8 0 8 7 1 9 2 7 5 Viễn thám đại cương GV: TS Lê Thị Kim Thoa Bài tập chuyển đổi dạng lưu ảnh Một ảnh vệ tinh X có kênh với số hàng cột lưu dạng BIL Hãy chuyển sang dạng BIP BSQ Kênh 8 6 8 1 9 2 3 5 9 1 0 5 0 8 0 8 7 1 9 2 7 5 2 Viễn thám đại cương GV: TS Lê Thị Kim Thoa II Các đặc điểm ảnh viễn thám II BIL II Các đặc điểm ảnh viễn thám II Kênh Kênh 1 GV: TS Lê Thị Kim Thoa II Các đặc điểm ảnh viễn thám II BIP Bài tập chuyển đổi dạng lưu ảnh Một ảnh vệ tinh X có kênh với số hàng cột lưu dạng BIP Hãy chuyển sang dạng BSQ 1 0 5 0 8 0 8 7 1 9 2 7 5 Viễn thám đại cương GV: TS Lê Thị Kim Thoa II Các đặc điểm ảnh viễn thám II 3.3 Độ phân giải : 3.3.1 Độ phân giải điểm ảnh (pixel resolution) 3.3.2 Độ phân giải không gian (spatial resolution) BIP 3.3.3 Độ phân giải quang phổ (spectral resolution) 1 5 3.3.4 Độ phân giải xạ (radiometric resolution) 8 3.3.5 Độ phân giải thời gian (temporal resolution) 8 1 3 9 9 5 7 Viễn thám đại cương GV: TS Lê Thị Kim Thoa Viễn thám đại cương GV: TS Lê Thị Kim Thoa 11/1/2013 II Các đặc điểm ảnh viễn thám II II Các đặc điểm ảnh viễn thám II 3.3.1 Độ phân giải điểm ảnh (pixel resolution)   Tổng số điểm ảnh (pixel) có hình ảnh ảnh ảnh biểu thị qua đơn vị (dài rộng rộng)) 3.3.2 Độ phân giải không gian (spatial resolution) - Độ phân giải không gian ảnh quang học  Khả nhận diện đối tượng không gian liền kề Ví dụ dụ:: hình ảnh có chiều dài rộng 2048 – 1536 ảnh độ phân giải không gian pixels kích thước nhỏ đối tượng nhìn thấy Tổng số điểm ảnh = 2048 x 1536 = 3.145.728 pixels (Sabins Sabins,, 1997) VD: Landsat TM có độ phân giải khơng gian 30 m => = 3.1 megapixels điểm ảnh có kích thước bao phủ bề mặt trái đất 30 x 30 m Viễn thám đại cương GV: TS Lê Thị Kim Thoa II Các đặc điểm ảnh viễn thám II 3.3.2 Độ phân giải không gian Viễn thám đại cương GV: TS Lê Thị Kim Thoa II Các đặc điểm ảnh viễn thám II 3.3.2 Độ phân giải không gian 4m 8m 16 m - Kích thước điểm ảnh nhỏ nhỏ,, độ phân giải không gian cao ngược lại 32 m 64 m 128 m Kích thước điểm ảnh lớn Kích thước điểm ảnh nhỏ Viễn thám đại cương GV: TS Lê Thị Kim Thoa II Các đặc điểm ảnh viễn thám II 3.3.2 Độ phân giải không gian Skukuza, Kruger National Park, South Africa Viễn thám đại cương GV: TS Lê Thị Kim Thoa II Các đặc điểm ảnh viễn thám II - Độ phân giải ảnh radar (siêu (siêu cao tần tần) ) - Khác với ảnh quang học ảnh nhiệt nhiệt,, độ phân giải khơng gian ảnh radar có khái niệm sau sau:: a- Phân giải theo hướng nhìn nhìn//bắn (range resolution) - Là khả phân cách đối tượng khơng gian nằm gần theo hướng nhìn tia radar Độ phân giải không gian cao Viễn thám đại cương Độ phân giải không gian thấp GV: TS Lê Thị Kim Thoa Viễn thám đại cương GV: TS Lê Thị Kim Thoa ... 60x60km - NOAA: 240 0 x 240 0km Viễn thám đại cương GV: TS Lê Thị Kim Thoa Viễn thám đại cương GV: TS Lê Thị Kim Thoa II Các đặc điểm ảnh viễn thám II II Các đặc điểm ảnh viễn thám II 3.2.2 Dạng... Hết hàng kênh Viễn thám đại cương GV: TS Lê Thị Kim Thoa Viễn thám đại cương GV: TS Lê Thị Kim Thoa 11/1/2013 II Các đặc điểm ảnh viễn thám II II Các đặc điểm ảnh viễn thám II Bài tập chuyển... (Blue) Viễn thám đại cương GV: TS Lê Thị Kim Thoa I- Màu sắc dùng viễn thám Viễn thám đại cương False colour composite Bands (Red), (Green), (Blue) GV: TS Lê Thị Kim Thoa I- Màu sắc dùng viễn thám