Giáo trình thực tập viễn thám cơ sở phần i trần tuấn tú

NỘI DUNG YÊU CẦU THỰC HÀNH VIỄN THÁM CƠ SỞ I YÊU CẦU BÀI TẬP CHO TỪNG SINH VIÊN Mỗi sinh viên sau phần thực hành phải hoàn thành bắt buộc nội dung thực hành Nội dung bài: Các kết sinh viên thực Một viết (*.doc) trang A4 nhận xét kết thực hành Kết sinh viên chép vào thực mục: ftp://172.29.97.177 vào sharesinhvien pass sharesinhvien Tạo tên nhóm (vd: nhom_2 kết sinh viên nhóm 2) Trong Nhom_2 tạo thư mục kết sinh viên nhóm chép kết thực vào II BÀI TẬP NHÓM Trên sở tập thực sinh viên nhóm, Nhóm thực tổng hợp kết làm thành tiểu luận cho phần thực hành Các kết sinh viên thực (đọc ảnh, tăng cường chất lượng, nắn chỉnh ảnh, phân loại ảnh) Một viết (*.doc) trang A4 nhận xét kết thực hành III YÊU CẦU MỘT SỐ NỘI DUNG BÀI THỰC HÀNH Bài 1: Đọc ảnh Trong SV phải thực nhận xét nội dung: Các đặc điểm nguồn liệu ảnh (hàng, cột,…) Nhận dạng đối tượng (nước, thực vật, đất) đối tượng khác Mô tả chi tiết đặc điểm nhận dạng giải thích Thể ảnh bảng màu khác nhau, nhận xét ý nghĩa sử dụng bảng màu Bài 2: Tăng cường chất lượng (SV làm nội dung) Xây dựng nhận xét biểu đồ histogram kênh ảnh Nhân xét tương quan đối tượng ảnh histogram Thực giãn ảnh làm bật yếu tố (ví dụ nước) Tính diện tích đối tượng sau giãn ảnh Thực lọc ảnh nhận xét kết Thực tổ hợp màu, nhận xét ảnh tổ hợp màu thực, giả Bài 3: Nắn chỉnh hình học ảnh Nhằm loại bỏ biến dạng hình học ảnh Yêu cầu: Mô tả lựa chọn điểm khống chế ảnh chuẩn dùng nắn (bản đồ, Google Earth, vv…) Kết ảnh sau nắn gồm: hình ảnh, tọa độ không gian, phân giải vv Lưu file thông tin kết nắn (chú ý sai số RMSE) Thể ảnh nắn phần mềm MapInfo Bài 4: Phân loại ảnh Nhận dạng phân loại đối tượng ảnh Yêu cầu: Phân loại không kiểm định (ý nghĩa, nhận xét) Phân loại có kiểm định gồm (chọn vùng mẫu, đặc điểm vùng mẫu…) Nhận xét kết Tính diện tích đối tượng sau phân loại Giới thiêu chung Mục tiêu: Phần thực hành Viễn thám sở nhằm trang bị cho sinh viên nắm số kỹ viễn thám, em ôn lại kiến thức môn học viễn thám Yêu cầu môn học Học sinh nắm vững kiến thức viễn thám Sử dụng thành thạo hệ điều hành Windows Có kiến thức đồ môi trường tự nhiên Nội dung: Thực hành kỹ năng: Sử dụng phần mềm IDRISI đọc ảnh, hiển thị ảnh Xử lý hình ảnh viễn thám Nắn chỉnh hình học Phân loại ảnh Các thực hành Những thực hành sách gồm thực hành Thực tập Viễn Thám Cơ Sở Bài : Viễn thám hình ảnh viễn thám Bài : Phép đo ảnh Bài : Nhận dạng đối tượng ảnh Bài : Ảnh số định dạng liệu Bài : Hiển thị ảnh thao tác trỏ Bài : Tổ hợp màu ảnh vệ tinh Trong có cấu trúc sau:  Mục đích thực tập  Những kiến thức cần thiết  Nội dung thực tập  Những câu hỏi Dữ liệu ảnh sử dụng thực tập Dữ liệu ảnh sử dụng thực tập cần tuân theo số qui định sau: Dữ liệu sử dụng với mục đích học tập nghiên cứu Không sử dụng liệu trao đổi mua bán Mô tả liệu thực tập Ảnh Landsat TM Ảnh MODIS Ảnh NASDA Ảnh RADAR Yêu cầu: Thực tập Viễn Thám Cơ Sở Học sinh phải đọc thêm tài liệu tham khảo (trên sách, giáo trình, mạng internet vv…) (giáo viên cung cấp nghiên cứu mẫu) Học sinh thực nghiên cứu ảnh cung cấp Đánh giá kết Thực tập Viễn Thám Cơ Sở Kết đánh giá học sinh: Học sinh trình bày kết thực tập thành báo cáo (tối thiểu trang giấy khổ A4, cỡ chữ 12) Nội dung trình bày gồm: I Giới thiệu khái quát vùng nghiên cứu II Những vấn đề bật môi trường tự nhiên khu vực (môi trường đất, nước, lớp phủ thực vật, người vv ) - thật ngắn gọn III Phương pháp viễn thám nghiên cứu học sinh (tập trung vào phần này) IV Kết thực Thực tập Viễn Thám Cơ Sở Nội dung yêu cầu môn học “Viễn thám sở” Hình thức đánh giá Thi vấn đáp (học sinh bắt câu hỏi, chuẩn bị phút) SV mang theo tập thực hành nhóm tờ ảnh máy bay Nội dung cần nắm Khái niệm viễn thám, diễn giải trình viễn thám, mạnh viễn thám? Phân loại viễn thám, cho ví dụ ? Các yếu tố ảnh hưởng tới phản xạ phổ điện từ ý nghĩa đường phản xạ phổ? Đặc điểm phản xạ phổ Đất, Nước, Thực vật ? Ưu điểm viễn thám đa thời, đa tầng , đa phổ… ? Đặc điểm liệu viễn thám Landsat (MSS, TM, eTM+, SPOT, ASTER)? Đặc điểm Viễn thám hồng ngoại nhiệt, khả ứng dụng? Viễn thám chủ động (RADAR), ưu điểm nghiên cứu môi trường? Các yếu tố giải đoán ảnh (tone/màu, độ phân giải, kích thước, hình dạng, hoa văn, vị trí, kết hợp, chiều cao, bóng đổ, địa hình, mương xói, mạng dòng chảy, thực vật sử dụng đất)? 10 Dữ liệu ảnh số Viễn thám (Cấu trúc, khuôn dạng (BSQ, BIL, BIP), phân giải, liệu mặt đất, đồ, mô hình số độ cao…) ? 11 Trình tự xử lý ảnh số viễn thám ? 12 Biểu đồ Histogram ý nghĩa ? 13 Tăng cường chất lượng ảnh gồm: Tổ hợp màu (màu thực, màu giả), giãn, lọc…? 14 Hiệu chỉnh hình học ảnh (Ý nghĩa, nội dung, sai số RMSE…)? 15 Phân loại ảnh (Ý nghĩa, nội dung, phương pháp…)? Giáo trình thực tập - Viễn Thám Cơ Sở Bài PHẦN MỀM IDRISI32HIỂN THỊ ẢNH VÀ THAO TÁC CON TRỎ Mục đích thực tập Làm quen với phần mềm IDRISI 32 Đọc hiểu thông số ảnh số Hiển thị ảnh cấp độ xám HS làm quen với số loại ảnh số thu nhận từ loại thiết bị viễn thám khác Các liệu hiển thị dạng liệu “thô” Những kiến thức cần thiết Các phương pháp hiệu chỉnh ảnh Cấu trúc ảnh Raster, Cấp độ xám ảnh, thống kê ảnh Phân giải ảnh ảnh số, Tọa độ ảnh số Các loại liệu viễn thám, kênh ảnh số (Ảnh MSS, TM, SPOT, MODISS, NOAA vv…) Các định dạng liệu ảnh số (BSQ, BIP, BIL) Các đầu thu viễn thám, thông số phân giải phổ, phân giải thời gian, phân giải không gian ảnh (Landsat TM, MSS,MERR, MODIS, Radar) Ảnh ETM (Landsat 7), Ảnh AVHRR Ảnh SeaWiFS web address: (seawifs.gsfc.nasa.gov/SEAWIFS.html) Ảnh – RADAR Biên soạn: Trần Tuấn Tú Giáo trình thực tập - Viễn Thám Cơ Sở Nội dung thực tập Thực tập 1: Thiết đặt môi trường làm việc, làm quen với Menu Trước thực tập cần chọn thư mục làm việc bắt buộc sử dụng liệu IDRISI Tất liệu làm việc HS lưu trữ thư mục Trong lần mở đầu tiên, cần khai báo thư mục làm việc Thực ENVIRON IDRISI lưu trữ đường dẫn file ASCII (IDRISI.ENV) nằm thư mục cài đặt IDRISI Trong cách thức chung chức IDRISI tạo từ tới nhiều ảnh đầu vào tính toán tạo hay nhiều ảnh raster Một vài modul tạo bảng kết quả, số khác tạo biểu đồ Tránh tình trạng ghi chồng liệu, chuyển chế độ Overwrite Protection menu ENVIRONMENT Thực Nhấn menu FileData Paths Nhấn biểu tượng Cho phép truy xuất tới biến môi trường xác định thự mục làm việc (Working Folder) Thực tập 2: Các công cụ Thực tập 3: Sử dụng menu FILE>Idrisi file Explorer Xem danh sách loại file thư mục làm việc Biên soạn: Trần Tuấn Tú Giáo trình thực tập - Viễn Thám Cơ Sở Cửa sổ Map Composer Window: Đây công cụ tự động mở hiển thị ảnh Nó cho phép người sử dụng thêm lớp liệu vector, thay đổi bảng màu hiển thị lớp liệu Biên soạn: Trần Tuấn Tú Giáo trình thực tập - Viễn Thám Cơ Sở Thực tập 4: Xác định thông số ảnh Ảnh viễn thám (ảnh số) xây dựng sở cấu trúc raster nên có số thông số sau: Số hàng Số cột Kiểu liệu (Bye, Interger, real) Kiểu file (Binary, ASCII) Hệ thống tọa độ ảnh Giá trị nhỏ lớn cấp độ sáng ảnh Header, ngày tháng chụp ảnh Đơn vị đo ảnh Dạng format Các thông số quan trọng phân tích xử lý ảnh Thực hiện: Vào Menu FileIdrisi file Explorer Chọn kênh ảnh theo dõi thông số ảnh bên cửa sổ bên phải Thực tập 5: Hiển thị ảnh thô Nhằm mục đích hiển thị ảnh kênh hình máy tính, phục vụ cho việc phân tích ảnh, người phân tích quan sát hình thực phân tích chuyên môn Thực hiện: Nhấn biểu tượng Display ( launcher ) Hay Menu DisplayDisplay Biên soạn: Trần Tuấn Tú Giáo trình thực tập - Viễn Thám Cơ Sở Chọn kiểu file liệu hiển thị Chọn file liệu Chọn bảng màu thể Palette file: Nhấn OK Hiển thị ảnh Quan sát thực tập chức cửa sổ window composer Thay đổi bảng màu, thể ảnh với bảng màu khác Thực tập 6: Sử dụng công cụ phóng to, thu nhỏ vùng hiển thị ảnh Thực tập 7: Xem cấp độ xám điểm ảnh Nhằm mục đích quan sát cấp độ xám điểm ảnh Thực hiện: Nhấn biểu tượng dấu hỏi Tìm hiểu số nhấn trỏ hình Thực tập 8: Sử dụng menu FILE>Import để chuyển đổi cấu trúc ảnh Biên soạn: Trần Tuấn Tú Giáo trình thực tập - Viễn Thám Cơ Sở Các thông số ảnh ghi thư mục ảnh gốc Câu hỏi Lập bảng danh sách cấp độ xám lớn nhỏ kênh ảnh 1, 2, 3, 4, 5, Tại hiển thị ảnh toàn khoảng sáng không sử dụng, giải thích sao? Cho biết nguyên nhân ảnh hưởng tới cấp độ xám điểm tối ảnh ? Band ảnh có khoảng cấp độ xám hẹp có độ tương phản nhất? Tìm hiểu thiết bị ghi loại ảnh trên? Khái niệm phân giải không gian? (sử dụng sách giáo trình) Tính diện tích vùng nghiên cứu sử dụng số hàng số cột ảnh Khác ETM - Landsat Landsat 5? Phân giải thời gian Landsat? Biên soạn: Trần Tuấn Tú Giáo trình thực tập - Viễn Thám Cơ Sở Bài TĂNG CƯỜNG CHẤT LƯỢNG ẢNH Mục đích thực tập Hiểu rõ biểu đồ Histogram Hiểu rõ phương pháp giãn ảnh Nắm vững phương pháp tổ hợp màu (tổ hợp màu thực, màu giả, giả hồng ngoại) Những kiến thức cần thiết Cấp độ xám ảnh, thống kê ảnh Các phương pháp giãn ảnh Các kênh ảnh số (Ảnh MSS, TM, SPOT, MODISS, NOAA vv…) Tổ hợp cộng màu, trừ màu Nội dung thực tập Thực tập 1: Hiển thị biểu đồ ảnh – histogram Thực hiện:  Trên Menu Display chọn HISTO  Xuất cửa sổ HISTOGRM  Chọn File ảnh cần xây dựng histogram  Chọn độ rộng bước tính  Giới hạn hiển thị  Chọn kiểu hiển thị histogram (dạng số, dạng đồ thị) Biên soạn: Trần Tuấn Tú Giáo trình thực tập - Viễn Thám Cơ Sở Thực tập kênh ảnh, hai dạng số đồ thị So sánh biểu đồ histogram kênh ảnh khác ảnh TM Biên soạn: Trần Tuấn Tú Giáo trình thực tập - Viễn Thám Cơ Sở Trục X thể giá trị cấp độ xám (DN 0-255) Trục Y số điểm ảnh (pixels) giá trị x (tần số) Giá trị lớn trục y tùy thuộc vào ảnh Thực tập tính biểu đồ histogram xuất dạng biểu đồ Thực tập tính biểu đồ histogram xuất dạng text Thực tập tính biểu đồ histogram cho kênh ảnh nhận xét Thực tập 2: Tăng cường độ tương phản ảnh (giãn ảnh) Mục đích làm ảnh rõ, sáng hơn, dễ dàng phân biệt đối tượng ảnh Thực hiện:  Chọn Display->STRETCH Một cửa sổ thực chức giãn ảnh Biên soạn: Trần Tuấn Tú Giáo trình thực tập - Viễn Thám Cơ Sở  Chọn phương pháp tuyến tính, cân histogram, tuyến tính với độ tập trung  Chọn file ảnh tạo  Nhấn OK Xem lại file ảnh vừa thực Thực tập 3: Thực tăng cường độ tương phản kênh ảnh Thực hiện:  Tham khảo biểu đồ histogram  Biểu diễn histogram kênh ảnh (TM4),  Biểu diễn riêng biệt đất nước cách xác định cấp độ xám từ ảnh TM4 từ histogram Sử dụng trượt Layer properties Thực tập 4: Tăng cường độ mịn ảnh, loại bỏ nhiễu ảnh Lọc ảnh: Mục đích làm ảnh rõ, loại bỏ tín hiệu nhiễu thu ảnh, đồng đối tượng ảnh hay nhằm làm rõ kiểu yếu tố ảnh theo mục đích người phân tích Thực hiện:  Chọn Menu Image processing->Enhancement->FILTER  Cửa sổ FILTER  Chọn phương pháp lọc ảnh Biên soạn: Trần Tuấn Tú Giáo trình thực tập - Viễn Thám Cơ Sở  Chọn file ảnh lọc Chọn file ảnh tạo Thực tập với phương pháp lọc ảnh, theo dõi kết phương pháp Thực tập 5: Tổ hợp màu ảnh Tổ hợp màu: Mục đích phân tích yếu tố, cấu trúc, thành phần đối tượng ảnh sở tổ hợp kênh ảnh khác gán màu khác Thực hiện:  Chọn Display->COMPOSIT  Cửa sổ COMPOSIT  Chọn kênh màu gồm kênh red, green, blue  Chọn file kết tổ hợp màu  Chọn phương pháp tổ hợp màu Biên soạn: Trần Tuấn Tú Giáo trình thực tập - Viễn Thám Cơ Sở  Thực tập với kênh ảnh khác với phương pháp khác nhau, theo dõi kết Ví dụ: Thừa nhận sử dụng ảnh tăng cường chất lượng từ liệu ảnh thô Nó thể số từ kênh phổ mã màu (RGBcolor codes) Chúng ta hiển thị đặc điểm thành hiển thị ảnh: đối tượng có giá trị phản xạ cao ví dụ kênh xuất phần màu đỏ lấy từ kênh Trong kết cho phép hiển thị theo tiêu tổ hợp chuẩn (normal), màu giả (false color) màu tùy ý (arbitrary color) Tùy thuộc vào đối tượng cần quan tâm, HS chọn cách kết hợp tốt Một số ví dụ tổ hợp từ ảnh Landsat TM Có kênh có cách kết hợp khác (phân giải không gian 120 m kênh – so với 30 m kênh khác – mờ hơn): BAND BAND BAND BAND BAND BAND Biên soạn: Trần Tuấn Tú Giáo trình thực tập - Viễn Thám Cơ Sở RGB 741 RGB 572 RGB 543 RGB 432 BAND Biên soạn: Trần Tuấn Tú [...]... N i dung thực tập Thực tập 1: Hiển thị biểu đồ ảnh – histogram Thực hiện:  Trên Menu Display chọn HISTO  Xuất hiện cửa sổ HISTOGRM  Chọn File ảnh cần xây dựng histogram  Chọn độ rộng bước tính  Gi i hạn hiển thị  Chọn kiểu hiển thị histogram (dạng số, dạng đồ thị) Biên soạn: Trần Tuấn Tú Giáo trình thực tập - Viễn Thám Cơ Sở Thực tập trên 3 kênh ảnh, ra hai dạng số và đồ thị So sánh biểu đồ histogram... ảnh TM Biên soạn: Trần Tuấn Tú Giáo trình thực tập - Viễn Thám Cơ Sở Trục X thể hiện giá trị cấp độ xám (DN 0-255) Trục Y chỉ ra số i m ảnh (pixels) t i giá trị x (tần số) Giá trị lớn nhất trục y sẽ tùy thuộc vào từng ảnh Thực tập tính biểu đồ histogram xuất ra dạng biểu đồ Thực tập tính biểu đồ histogram xuất ra dạng text Thực tập tính biểu đồ histogram cho các kênh ảnh và nhận xét Thực tập 2: Tăng... (giãn ảnh) Mục đích làm ảnh rõ, sáng hơn, dễ dàng phân biệt các đ i tượng trên ảnh Thực hiện:  Chọn Display->STRETCH Một cửa sổ thực hiện chức năng giãn ảnh hiện ra Biên soạn: Trần Tuấn Tú Giáo trình thực tập - Viễn Thám Cơ Sở  Chọn một trong 3 phương pháp tuyến tính, cân bằng histogram, tuyến tính v i độ tập trung  Chọn file ảnh tạo ra  Nhấn OK Xem l i file ảnh vừa thực hiện Thực tập 3: Thực hiện... gi i th i gian Landsat? Biên soạn: Trần Tuấn Tú Giáo trình thực tập - Viễn Thám Cơ Sở B i 2 TĂNG CƯỜNG CHẤT LƯỢNG ẢNH Mục đích b i thực tập Hiểu rõ biểu đồ Histogram Hiểu rõ phương pháp giãn ảnh Nắm vững phương pháp tổ hợp màu (tổ hợp màu thực, màu giả, giả hồng ngo i) Những kiến thức cần thiết Cấp độ xám ảnh, thống kê ảnh Các phương pháp giãn ảnh Các kênh ảnh số (Ảnh MSS, TM, SPOT, MODISS, NOAA vv…).. .Giáo trình thực tập - Viễn Thám Cơ Sở Chọn kiểu file dữ liệu hiển thị Chọn file dữ liệu Chọn bảng màu thể hiện Palette file: Nhấn OK Hiển thị ảnh Quan sát và thực tập các chức năng trong cửa sổ window composer Thay đ i bảng màu, thể hiện ảnh v i các bảng màu khác nhau Thực tập 6: Sử dụng các công cụ phóng to, thu nhỏ vùng hiển thị ảnh Thực tập 7: Xem cấp độ xám từng i m ảnh Nhằm mục... độ xám từng i m ảnh Thực hiện: Nhấn biểu tượng dấu h i Tìm hiểu các con số khi nhấn con trỏ trên màn hình Thực tập 8: Sử dụng menu FILE>Import để chuyển đ i cấu trúc ảnh Biên soạn: Trần Tuấn Tú Giáo trình thực tập - Viễn Thám Cơ Sở Các thông số ảnh được ghi trong thư mục cùng ảnh gốc Câu h i Lập bảng danh sách cấp độ xám lớn nhất và nhỏ nhất các kênh ảnh 1, 2, 3, 4, 5, 7 T i sao khi hiển thị ảnh toàn... trên ảnh hay nhằm làm rõ một kiểu yếu tố trên ảnh theo mục đích ngư i phân tích Thực hiện:  Chọn Menu Image processing->Enhancement->FILTER  Cửa sổ FILTER hiện ra  Chọn phương pháp lọc ảnh Biên soạn: Trần Tuấn Tú Giáo trình thực tập - Viễn Thám Cơ Sở  Chọn file ảnh lọc Chọn file ảnh tạo ra Thực tập v i các phương pháp lọc ảnh, theo d i kết quả từng phương pháp Thực tập 5: Tổ hợp màu ảnh Tổ hợp màu:... tố, cấu trúc, thành phần đ i tượng trên ảnh trên cơ sở tổ hợp những kênh ảnh khác nhau và gán những màu khác nhau Thực hiện:  Chọn Display->COMPOSIT  Cửa sổ COMPOSIT hiện ra  Chọn 3 kênh màu gồm kênh red, green, blue  Chọn file kết quả tổ hợp màu  Chọn phương pháp tổ hợp màu Biên soạn: Trần Tuấn Tú Giáo trình thực tập - Viễn Thám Cơ Sở  Thực tập v i các kênh ảnh khác nhau và v i các phương pháp... gi i thích t i sao? Cho biết nguyên nhân c i gì ảnh hưởng t i cấp độ xám của những i m t i nhất trên ảnh ? Band ảnh nào có khoảng cấp độ xám hẹp nhất vì vậy có độ tương phản ít nhất? Tìm hiểu thiết bị ghi các lo i ảnh trên? Kh i niệm phân gi i không gian? (sử dụng sách giáo trình) Tính diện tích vùng nghiên cứu sử dụng số hàng số cột ảnh Khác nhau giữa ETM - Landsat 7 và Landsat 5? Phân gi i th i. .. phản trên kênh ảnh Thực hiện:  Tham khảo biểu đồ histogram  Biểu diễn histogram của kênh ảnh (TM4),  Biểu diễn sự riêng biệt của đất và nước bằng cách xác định cấp độ xám từ ảnh TM4 và từ histogram Sử dụng thanh trượt trong Layer properties Thực tập 4: Tăng cường độ mịn ảnh, lo i bỏ nhiễu trên ảnh Lọc ảnh: Mục đích làm ảnh rõ, lo i bỏ những tín hiệu nhiễu khi thu ảnh, đồng nhất các đ i tượng trên ảnh ...Gi i thiêu chung Mục tiêu: Phần thực hành Viễn thám sở nhằm trang bị cho sinh viên nắm số kỹ viễn thám, em ôn l i kiến thức môn học viễn thám Yêu cầu môn học Học sinh nắm vững kiến thức viễn thám. .. Gi i hạn hiển thị  Chọn kiểu hiển thị histogram (dạng số, dạng đồ thị) Biên soạn: Trần Tuấn Tú Giáo trình thực tập - Viễn Thám Cơ Sở Thực tập kênh ảnh, hai dạng số đồ thị So sánh biểu đồ histogram... tập - Viễn Thám Cơ Sở N i dung thực tập Thực tập 1: Thiết đặt m i trường làm việc, làm quen v i Menu Trước thực tập cần chọn thư mục làm việc bắt buộc sử dụng liệu IDRISI Tất liệu làm việc HS