Seminar Quy trình giải đoán ảnh pps

A_MỞ BÀI Như chúng ta đã biết giải đoán ảnh là quá trình tách thông tin định tính cũng như định lượng từ ảnh viễn thám tạo ra bản đồ chuyên đề dựa trên tri thức chuyên môn hoặc kinh nghiệm của người giải đoán (Hình dạng, vị trí, cấu trúc, chất lượng, điều kiện, mối quan hệ giữa các đối tượng…). Trong viễn thám việc giải đoán ảnh được thực hiện cho toàn cảnh, một phần của một cảnh, một cặp ảnh lập thể hay một ảnh máy bay đơn lẻ. Thật vậy giải đoán ảnh bằng mắt là phương pháp chủ yếu dựa vào sự phân biệt của mắt người hoặc trực tiếp hoặc gián tiếp thông qua các dụng cụ quan học. Đây là phương pháp nhận biết chủ yếu mang tính chất định tính. Mặc dù khả năng nhận biết của phương pháp là định tính nhưng tùy thuộc rất lớn vào kinh nghiệm nhận biết cảu người xử lý cũng như công cụ nhận biết thông tin.Tùy thuộc theo các tính năng của công cụ xử lý (Kính lập thể, bàn sang, máy tổ hợp màu, thiết bị Zoom transpersope và pantograph, máy đo diện tích) Mà tiến trình của phương pháp này có khác nhau. Và việc giải đoán ảnh tương tự (giải đoán ảnh bằng mắt) được tiến hành theo quy trình như sau: 1 B_NỘI DUNG I. Khái quát chung: 1. Định nghĩa về ảnh: - Ảnh nói chung là sự thể hiện hai chiều của các vật thể trong 1 vùng đã được xác định, trong kỹ thuật viễn thám có 2 loại ảnh thường sử dụng đó là ảnh tương tự và ảnh số. 2. Định nghĩa về ảnh tương tự: - Ảnh tương tự là các bức ảnh được lưu trữ trên phim hoặc trên giấy, có thể xem trực tiếp, có cấp độ sáng hoặc màu thay đổi liên tục như ảnh hàng không, ảnh chụp từ máy bay thông thường. 3. Phương pháp xử lý bằng mắt: - Đây là phương pháp xử dụng từ lâu và cho đến nay nó vẫn chiếm một vai trò quan trọng trong việc xử lý, giải đoán các thông tin viễn thám (cả tư liệu vũ trụ và máy bay). - Phương pháp chủ yếu dựa vào sự phân biệt của mắt người hoặc trực tiếp hoặc gián tiếp thông qua các dụng cụ quan học. Đây là phương pháp nhận biết chủ yếu mang tính chất định tính. Mặc dù khả năng nhận biết của phương pháp này là định tính nhưng tùy thuộc rất lớn vào kinh nghiệm nhận biết của người xử lý cũng như công cụ xử lý thông tin. - Tùy thuộc theo tính năng của các công cụ xử lý (kính lập thể, bàn sáng, máy tổ hợp màu, thiết bị Zoom transpersope và pantograph, máy đo diện tích) mà tiến trình của các phương pháp này có khác nhau. 4. Nguyên tắc giải đoán ảnh: a. Đọc ảnh: - Đọc ảnh có liên quan đến việc nghiên cứu các đặc tính của các sự vật thấy được trên ảnh một cách rõ ràng tùy theo mục đích của người giải đoán, kinh nghiệm giải đoán và kiến thức về khu vực đang giải đoán. Đây là một khâu rất quan trọng, nó sẽ giúp cho người giải đoán nhận diện các đặc tính cần nghiên cứu một cách dễ dàng và từ đây xây dựng chìa khóa giải đoán của loạt bộ ảnh. Phần đọc ảnh gồm 3 bước:  Khám phá tất cả những gì hiện trên ảnh thông qua việc nhận diện các sự vật trên ảnh. 2 Ảnh: Kính lập thể  Xác định các sự vật trên ảnh, tìm các đặc tính tương tự nhau giữa các sự vật, xây dựng chìa khóa giải đoán ảnh và chú dẫn.  Tìm và xác định ra các đặc tính ảnh quan trọng nhất cần thiết phải được sử dụng để giải đoán ảnh. b. Phân tích ảnh: - Trong bước này, người giải đoán sẽ chọn những đặc tính nào quan trọng cần chú ý để đi sâu vào giải đoán và khai thác. Những đặc tính quan trọng đó thay đổi tùy theo từng lĩnh vực khoa học, mục đích phục vụ… như: nhà địa chất thường chọn độ dốc và lớp phủ của đất, đá; nhà nghiên cứu về thực vật thì lại lý thú đến loại thực vật, sự phân bố cũng như hiện trạng sử dụng đất cho các loại cây trồng… cũng ở bước này, bản chú dẫn chi tiết cũng được xây dựng, việc khoanh contour sau đó sẽ được dựa trên các đặc tính đã được xây dựng trên bảng chú dẫn. c. Phân loại: - Sau khi đã xây dựng bảng chú dẫn cùng các contour trên toàn vùng giải đoán, dựa trên cơ sở của các đặc tính trên bản chú dẫn, người giải đoán tiến hành phân loại và xếp hạng cho từng contour khác nhau. Xác định các contour có các đặc tính tương tự nhau. Tùy theo từng ngành khác nhau mà việc phân loại sẽ được thực hiện để sao cho được nhiều chi tiết chừng nào tốt chừng đó. d. Suy đoán: - Sau khi phân loại và tách ra thành các nhóm riêng biệt, tiến hành suy đoán ra các tên chuyên môn tùy theo ngành đã đưa đến việc đặc tên theo giả thuyết. Việc suy đoán này được dựa trên các đặc tính trong ảnh kết hợp với kinh nghiệm và các tư liệu thu nhập được từ các nghiên cứu trước. Đây là giải đoán quan trọng để giúp cho việc khảo sát thực tế ngoài đồng có định hướng. II. Qui trình giải đoán ảnh tương tự: 1. Xây dựng chìa khóa giải đoán:  Giải đoán phải kết hợp với điều tra thực địa.  Việc điều tra thực địa giúp xây dựng khóa giải đoán và kiểm tra độ chính xác của kết quả giải đoán.  Khóa giải đoán là tập hợp hướng dẫn giúp người giải đoán nhanh chóng nhận biết đối tượng trên ảnh. Khóa giải đoán bao gồm chú giải và hình ảnh.  Khoá giải đoán được thành lập bởi các chuyên gia giải đoán có kinh nghiệm.  Việc thống nhất khóa giải đoán giúp loại trừ các kết quả khác biệt có thể nhận được từ những người giải đoán khác nhau. 1.1 Các dấu hiệu giải đoán: a. Kích thước (size): Kích thước của một đối tượng trong một bức ảnh là một hàm tỷ lệ. Đánh giá kích thước của mục tiêu với các đối tượng khác trong một bức ảnh là công việc quan trọng hỗ trợ cho việc giải đoán thực thể đó. 3 b. Hình dạng (Shape): đề cập đến hình dạng chung, cấu trúc và đường bao quanh của thực thể riêng biệt. Hình dạng có thể là đầu mối rất dễ phân biệt cho công việc giải đoán. c. Bóng (Shodow): là thành phần hỗ trợ trong việc giải đoán vì nó có thể cung cấp hình ảnh về mặt nghiêng và độ cao tương đối giữa các thực thể giúp cho việc phân biệt giữa các thực thể dễ dàng hơn. Tuy nhiên thành phần bóng có thể ảnh hưởng đến việc giải đoán các thực thể khác, do đó thực thể trong vùng bóng sẽ nhận dạng vùng biên. d. Cường độ màu (Tone): là thành phần cơ bản dùng để phân biệt giữa các thực thể khác nhau. Sự thay đổi về cường độ màu cho phép phân biệt các thành phần như hình dạng, cấu trúc, kiểu mẫu. 4 e. Màu sắc (coluor): của đối tượng trên ảnh màu giả (FCC) giúp cho người giải đoán có thể phân biệt được nhiều đối tượng có đặc điểm cường độ màu giống nhau trên ảnh trắng đen. Tổ hợp màu giả trong ảnh Landsat là xanh lơ (Blue), xanh lục (Green) và đỏ (Red) thể hiện các nhóm cơ bản là: thực vật từ màu hồng đến màu đỏ, nước xanh lơ nhạy đến xanh lơ sẫm, đất trống đá lộ có màu trắng. f. Cấu trúc (Texture): đề cập đến sự sắp xếp và tần số của sự thay đổi cường độ màu trong một vùng xác định trên một ảnh. Cấu trúc ghồ ghề bao gồm các cường độ màu lốm đốm mà mức xám thay đổi đột ngột trong một vùng khá nhỏ, trong khi cấu trúc trơn có sự biến đổi ít. 5 Ảnh màu sai (False color) Ảnh màu giả (pseudo color) Ảnh màu thật (True color) Ảnh giả (pseudo color) Cấu trúc trơn hầu như là kết quả của những bề mặt đồng nhất bằng phẳng, như đồng bằng, đồng cỏ. Một thực thể trên bề mặt không bằng phẳng và cấu trúc không đồng đều kết quả sẽ xuất hiện cấu trúc ghồ ghề. Cấu trúc là thành phần quan trọng nhất để phân biệt các đối tượng trên Radar g. Kiểu mẫu (Pattern): đề cập đến sự sắp xếp không gian của các đối tượng có thể nhìn thấy rõ. Sự lập lại có trật tự của các cường độ màu và cấu trúc tương tự nhau sẽ tạo ra một kiểu mẫu nhận dạng dễ phân biệt. Vườn cây có trồng cây theo hàng và đường phố trong đô thị với những ngôi nhà thẳng hàng đều đặn là những ví dụ điển hình về kiểu mẫu. h. Mối quan hệ (Accsociation): đề cặp đến quan hệ giữa các đối tượng nhận dạng khác nhau thuộc vùng lân cận mục tiêu đang xét đến. Quá trình nhận dạng đối tượng có xem xét đến các thực thể lân cận sẽ cung cấp thông tin giúp cho việc nhận dạng được dễ dàng. 6 2. Các yếu tố địa kỹ thuật: a. Địa hình: Địa hình cho phép nhận biết sơ bộ các yếu tố trên ảnh ( như đồng bằng, đồi núi, thềm sông, bãi biển v.v ) từ đó định hướng trong phân tích giải đoán ảnh. b. Thực vật: Kiểu thực vật, mức độ phát triển của loại thực vật chính là chỉ thị cho yếu tố tự nhiên dưới nó, đặt biệt là loại đất, mức độ ẩm ( kể cả độ sâu mực nuocs ngầm, chất lượng nước). Như vậy kiểu thực vật là dấu hiệu quan trọng để phân biệt đối tượng. c. Hiện trạng sử dụng đất: Đây là yếu tố hàng đầu trong phân tích ảnh, từ kiểu mạng sông suối cho biết: Dạng địa hình, nền đá và mức độ che phủ thực vật,  Rất nhiều mạng lưới sông suối được xếp vào các nhóm cơ bản: - Kiểu cành cây  đá granit, đá cắt kết - Kiểu ô mạng  vùng đồng bằng - Kiểu ô tỏa tia  vùng núi lửa, vòm nâng - kiểu song song  Trên hoang mạc, trầm tích sườn hay thung lũng. Đây cũng vừa là mục tiêu vừa là dấu hiệu trong giải đoán ảnh bằng mắt. Hiện trạng sử dụng đất cung cấp những thông tin quan trọng để xác định các đối tượng. d. Các dạng xói mòn: Mặt cắt ngang ( hình dạng khe rãnh ) khác nhau đối với các đất đá khác nhau. e. Hệ thống khe nứt – hình dạng: Các thông số khe nứt cần được xem xét khi giải đoán ảnh là: hướng, mật độ, hình dạng, độ lớn. Hệ thống lineament có thể liên quan đến các kiểu đứt gãy, khe đứt lớn của đá cứng. 7 f. Tổ hợp tất cả các yếu tố giải đoán: Trong quá trình giải đoán, ngoài việc phân tích các yếu tố riêng lẻ còn xem xét sự tập hợp trong không gian của từng nhóm yếu tố. Sự tổ hợp đó có thể tạo nên một dạng hay một kiểu địa hình từ đó giúp người giải đoán có thể hiệu chỉnh và loại bỏ những sai sót lầm lẫn làm cho việc giải đoán nâng cao độ chính xác. 3. Khoanh vùng: a. Phương pháp và đặc điểm:  Phương pháp khoanh vùng còn có tên gọi là vùng phân bố, dùng để chỉ không gian phân bố của một đối tượng, hiện tượng nào đó như: một loại thực vật hay động vật, đất cày v.v Tùy thuộc vào đặc điểm phổ biến hiện tượng trong phạm vi phân bố của mình có thể là liên tục, rộng khắp (như vùng phân bố băng hà) hay tản mạn (như vùng trồng bông).  Phương pháp khoanh vùng (vùng phân bố) dùng để biểu diễn một hiện tượng nào đó phát triển trên một diện tích không lớn, phân bố của hiện tượng thường là phân tán, phát triển thành cụm, phân bố không đều khắp trên lãnh thổ mà chỉ có ở từng vùng nhất định. Đặc điểm cơ bản của phương pháp này là khoanh vùng thuộc các hiện tượng khác nhau có thể không kề nhau, xen kẽ nhau hoặc che nhau.  Để khoanh vùng, ta vẽ ranh giới bao bọc các hiện tượng đó bằng độ dày của nét. Sau đó dùng màu, nét trải hoặc kí hiệu hay viết tên hiện tượng vào khoanh vùng. Những khoanh vùng mà ranh giới không rõ ràng trên thực địa thì chỉ trải nét, vẽ kí hiệu hoặc viết tên đối tượng mà không vẽ ranh giới hiện tượng. b. Một số đối tượng khoanh vùng: - Khoanh vùng tuyệt đối: là khoanh vùng mà ngoài khoanh vùng đó ta không thấy hiện tượng xuất hiện lặp lại ở nơi khác. - Khoang vùng tương đối: nhiều khoanh vùng của hiện tượng đó được phát triển lặp lại ở nhiều nơi. - Khoanh vùng mở: khi bản đồ có diện tích nhỏ hơn diện tích khoanh vùng hiện tượng. 8 Các hình thức biểu hiện khác nhau của phương pháp vùng phân bố - Khoanh vùng đóng: khi bản đồ có diện tích lớn hơn khu vực có hiện tượng được khoanh vùng. 4. Gán thuộc tính theo chú giải: 5. Số hóa:  Quá trình chuyển ảnh tương tự sang ảnh số được gọi là số hóa bao gồm 2 bước cơ bản: 9 Bản đồ kinh tế Nam bộ sử dụng phương pháp vùng phân bố - Chia 1 ảnh tương tự thành các phần tử ảnh (pixel) được gọi là chia mẫu (sampling). - Chuyển đổi cấp độ sáng liên tục ứng với từng pixel thành một số nguyên hữu hạn gọi là quá trình lượng tử hóa. 6. Thành lập bản đồ chuyên đề:  Bản đồ chuyên đề được thành lập bằng cách chuyển các đối tượng giải đoán lên bản đồ cơ sở đã chuẩn bị trước.  Các yêu cầu đối với bản đồ cơ sở:  Tỷ lệ bản đồ thích hợp.  Hệ thống tọa độ phù hợp với mục đích xây dựng bản đồ.  Thông tin trên bản đồ cơ sở được thể hiện bằng màu sáng. 10 [...]... pháp chuyển các đối tượng giải đoán lên bản đồ cơ sở:  Can vẽ: kết quả giải đoán được đặt lên bàn sáng và bản đồ cơ sở được đặt lên trên sao cho các địa vật trùng nhau Sau đó thực hiện thao tác can vẽ những đối tượng cần vẽ lên bản đồ cơ sở  Chiếu quan học: ảnh giải đoán được chiếu lên bản đồ cơ sở thông qua hệ thống quan học  Sử dụng lưới chiếu ô vuông: Kẻ lưới ô vuông trên ảnh và trên bản đồ cơ sở... ảnh và trên bản đồ cơ sở Sau đó chuyển các đối tượng trong ảnh trên từng ô lên bản đồ cơ sở tại ô tương ứng  Sử dụng các thiết bị đo ảnh: sử dụng các thiết bị đo vẽ ảnh hiện đại để tái tạo lại mô hình chụp ảnh và thực hiện chuyển vẽ thông qua các mô hình đó C_KẾT LUẬN Bằng việc sử dụng ảnh trong công tác lập bản đồ, một kỷ thuật mới – lượng ảnh – đã được xác lập Mục đích của kỷ thuật nhằm xác định... tượng bằng cách đo đạc trên ảnh các sự vật hay hiện tượng đó một cách trực tiếp Ta có thể phân biệt được giữa định lượng ảnh với không lượng ảnh Mặc dù địa lượng ảnh được thực đầu tiên trong lịch sử, và cho đến ngày nay dẫn còn được sử dụng cho vài mục đích đặt biệt (các nghành khoa học kỷ đăt biệt trong dan sự, nghiên cứu về 11 sự duy chuyển của băng…), tuy nhiên không lượng ảnh đã thực sự trở thành... băng…), tuy nhiên không lượng ảnh đã thực sự trở thành một loại dụng cụ để làm chuẩn đặt biệt trong ngành bản đồ Giải đoán không ảnh là một kỷ thuật được ứng dụng trong nhiều ngành khoa học khác nhau với vai trò chủ yếu là giới hạn, xác định và định vị các sự vật và hiện tượng đồng thời tìm hiểu và giải thích mối tương quan giữa chúng đối với môi trường xung quanh nó 12 D_TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 Lê Văn Trung_Sách . kết quả giải đoán.  Khóa giải đoán là tập hợp hướng dẫn giúp người giải đoán nhanh chóng nhận biết đối tượng trên ảnh. Khóa giải đoán bao gồm chú giải và hình ảnh.  Khoá giải đoán được. tiến trình của phương pháp này có khác nhau. Và việc giải đoán ảnh tương tự (giải đoán ảnh bằng mắt) được tiến hành theo quy trình như sau: 1 B_NỘI DUNG I. Khái quát chung: 1. Định nghĩa về ảnh: . chìa khóa giải đoán ảnh và chú dẫn.  Tìm và xác định ra các đặc tính ảnh quan trọng nhất cần thiết phải được sử dụng để giải đoán ảnh. b. Phân tích ảnh: - Trong bước này, người giải đoán sẽ