Giới thiệu- Ảnh tương tự: là bức ảnh được lưu trữ trên phim hoặc giấy ảnh, có thể xemtrực tiếp, có cấp độ sáng hoặc màu thay đổi liên tục như ảnh hàng không, ảnhchụp từ máy ảnh thông thư
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI Khoa Kỹ thuật Tài Nguyên Nước Bộ Môn Trắc địa ỨNG DỤNG GIS VÀ VIỄN THÁM GVGD: Nguyễn Cẩm Vân Email: nguyencamvan@tlu.edu.vn ĐT: 0982427986 Hà Nội, 02/2020 Ứng dụng viễn thám Chương 1: Ảnh vệ tinh quang học 1.1 Giới thiệu - Ảnh tương tự: ảnh lưu trữ phim giấy ảnh, xem trực tiếp, có cấp độ sáng màu thay đổi liên tục ảnh hàng không, ảnh chụp từ máy ảnh thông thường - Ảnh số: Là dạng liệu ảnh lưu trữ máy tính, chia thành nhiều phần tử ảnh (pixel) Mỗi pixel ứng với 01 đơn vị khơng gian có giá trị nguyên hữu hạn ứng với cấp độ sáng Ảnh vệ tinh quang học Quá trình chuyển từ ảnh tương tự sang ảnh số gọi trình số hóa, gồm có bước: - Chia mẫu: Chia ảnh tương tự thành phần tử ảnh (pixel) - Lượng tử hóa: Chuyển đổi cấp độ sáng liên tục ứng với pixel thành số nguyên hữu hạn - Pixel: dạng hình vng, có tọa độ số hàng, số cột Độ lớn pixel hay tần suất chia mẫu phải chọn tối ưu Ảnh vệ tinh quang học – Ảnh số thể theo mơ hình raster, cung cấp liệu khơng gian cho GIS – Dùng số bit để ghi nhận thông tin ảnh q trình lượng tử hóa, pixel có 01 giá trị số nguyên ứng với cấp độ sáng cấp độ xám DN ( DIGITAL NUMBER) – Ví dụ: Ảnh lưu trữ dạng bit coi ảnh nhị phân, giá trị cấp độ sáng biến thiên từ đến Ảnh lưu trữ dạng bit để lượng tử hóa, có 2^8= 256 cấp độ sáng từ 0-255 ( đen, 255 sáng) Ảnh vệ tinh quang học – Ảnh viễn thám lưu trữ dạng số Năng lượng sóng phản xạ từ vị trí tương ứng mặt đất cảm biến thu nhận chuyển thành tín hiệu số xác định độ sáng pixel – Ảnh ghi nhận theo dải phổ khác từ cực tím đến sóng radio nên gọi liệu đa phổ Khi hiển thị, ảnh màu ảnh đen trắng Dữ liệu ảnh đa phổ Các tốn ứng dụng cơng nghệ GIS 5.1 Giới thiệu Các lĩnh vực ứng dụng công nghệ GIS phân loại theo chức năng: a Dựa vào đặc điểm liệu: - Dạng liệu cần lưu trữ - Độ xác địi hỏi - Mơ hình liệu b Theo chức mà hệ thống GIS cung cấp - Những chức mà hệ thống cung cấp: gắn địa chỉ, chồng xếp c Theo sản phẩm đầu - Phép phân loại theo đặc điểm trở nên không rõ ràng hệ thống GIS trở thành công cụ mềm dẻo với nhiều chức để xử lý tạo sản phẩm d Coi GIS công cụ trợ giúp định 5.2 Phân loại tốn ứng dụng cơng nghệ GIS a Các lĩnh vực dùng chung chia sẻ kỹ thuật cung cấp liệu cho GIS: - Trắc địa - Bản đồ - Viễn thám b Hoạt động nghiên cứu khoa học trường đại học viện nghiên cứu c Các lĩnh vực áp dụng công nghệ GIS công cụ để quản lý, phân tích liệu trợ giúp tạo định - Quản lý điều tra tài nguyên - Quản lý qui hoạch đô thị (Urban Information Systems) - Quản lý đất giải thửa, thuế (Land Information Systems) - Quản lý sở hạ tầng - Nghiên cứu, đánh giá thị trường - Phân phối giao thông vận tải 5.3 Các tốn ứng dụng cơng nghệ GIS a Bản đồ Có lĩnh vực ứng dụng vào GIS đồ - Tự động hóa q trình xây đồ - Sản xuất đồ qua phân tích, xư lý liệu Ứng dụng máy tính đồ - Ưu điểm tự động hố sửa chữa dễ dàng - Các đối tượng thay đổi đồ số mà không cần vẽ lại - Tỷ lệ phép chiếu thay đổi dễ dàng 5.3 Các tốn ứng dụng cơng nghệ GIS a Bản đồ Sự khác biệt tự động hóa đồ GIS sau: - Tạo đồ địi hỏi: hiểu biết vị trí đối tượng, giới hạn thuộc tính - GIS địi hỏi: hiểu biết vị trí đối tượng quan hệ đốitượng thuộc tính b Trắc địa Các phát triển công nghệ: - Thiết bị đo đạc máy đo điện tử “total station “ - Hệ thống định vị toàn cầu GPS (Global Positioning System) - Liên kết trực tiếp thiết bị trắc địa sở liệu không gian Đặc điểm lĩnh vực này: - Tỷ lệ lớn, đo đạc với xác đến mm độ phân giải mơ hình DEM cao - Mơ hình liệu dùng loại vector c Viễn thám Hai nguyên tắc Viễn thám - Chất lượng giá trị liệu cải thiện qua độ xác phép phân loại - Để có đầy đủ thơng tin cho tạo định, cần kết hợp với lớp thông tin khác khơng gian quan sát từ ngồi khơng gian Ví dụ: ranh giới hành c Viễn thám (cont) Đặc điểm ứng dụng lĩnh vực này: - Tỷ lệ bao trùm nhiều tỷ lệ phụ thuộc vào độ cao bay chụp khả thiết bị - Mơ hình liệu thu thập chủ yếu dạng raster - Ảnh sau phân loại chuyển sang dạng vector input vào GIS d Trong ngành khoa học công tác nghiên cứu - Ứng dụng GIS nghiên cứu khoa học phát triển - Trợ giúp nghiên cứu mơi trường tồn cầu- global science - Tìm kiếm yếu tố tạo nên dịch bệnh - Vệ sinh dịch tễ - Tìm hiểu thay đổi di cư, phân bố dân số, kinh tế xã hội - Tìm hiểu mối quan hệ phân bố lồi mơi trường sống: sinh thái học - GIS gọi công nghệ dùng nghiên cứu công cụ - Trong khoa học thống kê d Trong ngành khoa học công tác nghiên cứu (cont) Đặc điểm - Tỷ lệ: lớn đến nhỏ - Chức năng: chồng xếp, để kết hợp, so sánh lớp thông tin khác như: +Nội suy +Hiển thị liệu +Phân tích 3D, ứng dụng phụ thuộc thời gian e Các ứng dụng môi trường, tài nguyên - Điều tra quản lý môi trường, tài nguyên ứng dụng sớm GIS - Những ứng dụng thương mại hoá từ 1980 - Những hệ thống thiết lập ngành như: Quản lý tài nguyên, rừng, khí đốt, v v - Các ứng dụng đem lại thành công nhất: + Rừng điều tra, hệ thống rừng, quản lý lưu vực sông phát triển hệ thống sở hạ tầng điều kiện có rừng + Nơng nghiệp nghiên cứu mùa, điều tra khả đất + Sử dụng đất - qui hoạch việc sử dụng đất, qui hoạch vùng, đánh giá tác động + Tự nhiên hoang dã - quản lý môi trường tự nhiên, đánh giá yếu tố tác động đến môi trường tự nhiên - Đặc điểm ứng dụng cho quản lý tài ngun mơi trường: + Có nhiều lớp thơng tin: thơng thường, địi hỏi nhiều lớp thơng tin vùng diện tích - tài nguyên yếu tố quản lý liên quan đa chiều + Trộn lẫn mơ hình liệu - Raster vector + Với mơ hình vector, thiên sử dụng đối tượng polygon để phản ánh vùng + Tỷ lệ đồ với nhiều tỷ lệ thông thường 1/10.000 + Chất lượng liệu: nhiều lớp thông tin kết phép nội suy, phân loại - Đặc điểm ứng dụng cho quản lý tài nguyên mơi trường: (cont) + Chức năng: o Phân tích đồ đơn giản o Chồng xếp, tính tốn, đo đạc vùng, tạo vùng đệm o Mơ hình sử dụng thêm nhiều mơ hình ngoại lai dựa biến lưu lớp thông tin khác