BÁO cáo THỰC tập khoa trắc địa bản đồ trường đại học tài nguyên và môi trường hà nội

BÁO CÁO THỰC TẬP LỜI CẢM ƠN Lời em xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến thầy, cô giáo khoa Trắc địa-Bản đồ - Trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội truyền đạt kiến thức, dẫn, đóng góp nhiều ý kiến bổ ích cho em thời gian học tập trường q trình thực tập mơn học Và đặc biệt với lòng chân thành, em xin cảm ơn cô giáo hướng dẫn Th.s Phạm Thị Thanh Thủy Th.s Nguyễn Thị Thúy Hạnh, người đưa định hướng tận tình hướng dẫn cho em suốt q trình nghiên cứu hồn thiện báo cáo thực tập Do hạn chế mặt kiến thức kinh nghiệm thực tế cịn chưa có, trình làm báo cáo em cố gắng song khơng tránh khỏi cịn nhiều sai sót Em mong bảo thầy giáo tồn thể bạn sinh viên Em xin kính chúc q Thầy, Cơ ln dồi sức khỏe thành cơng, ln nhiệt tình tâm huyết với nghiệp cao quý Hà Nội, tháng năm 2016 Sinh viên thực Ma Kiên Mậu MỤC LỤC Phần mở đầu: Giới thiệu chung mục đích đợt thực tập 1.1 Xử lý ảnh vệ tinh ( Sử dụng phần mềm ENVI)…………… 1.1.1 Trình bày cách download ảnh vệ tinh………………… 1.1.2 Trình bày cách cài đặt phần mềm…………………… 1.1.3 Giới thiệu phần mềm……………………………… 1.1.4 Thực hành chức đọc hiển thị ảnh…………………………………………………………… I Tiền xử lý ảnh ( nắn ảnh ghép ảnh )……………… II Tăng cường chất lượng ảnh…………………………… III Phân loại ảnh…………………………………………… Phân loại khơng kiểm định…………………………… Phân loại có kiểm định………………………………… Đánh giá độ xác kết phân loại……………… 1.2.5 Xuất kết phân loại Phần 2: Hệ thống thông tin địa lý ( Thực hành phần mềm GIS )… 2.1 Giới thiệu phần mềm GIS…………………………………… 2.2 Xây dựng sở liệu GIS………………………………… 2.3 Xây dựng liệu đồ chuyên đề………………… • • Phần mở đầu GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MỤC ĐÍCH ĐỢT THỰC TẬP Biết download ảnh vệ tinh từ internet, xử lý ảnh vệ tinh phần mền envi Xây dựng sở liện đồ chuyên đề Xử lý ảnh vệ tinh (Sử dụng phần mềm ENVI) 1.1 Trình bày cách download ảnh vệ tinh Có nhiều nguồn vệ tinh miễn phí từ Internet, em xin giới thiệu phương pháp từ trang web hiển thị toàn cầu (global visualization viewer) trung tâm hóa học thu thập tài nguyên trái đất Cách làm áp dụng để lấy ảnh từ nguồn khác Địa để truy cập vào trang web: http://glovis.usgs.gov Sau đánh đường dẫn bạn vào giao diện trang web: Lưu ý, để hiển thị giao diện trực quan máy tính cần cài đặt chương trình java Chương trình download tại: http://www.java.com/en/download/index.jsp Các thông số ảnh vệ tinh lựa chọn công cụ giao diện:  Collection: nguồn ảnh vệ tinh  Resolution: độ phân giải  Map layer: lựa chọn lớp đồ  Tool menu: công cụ hỗ trợ  File: quản lý tài liệu  Helps: trợ giúp Bước bạn chonja nhr cách bấm chuột trái vào phần hiển thị bên phải kéo đến khu vực cần lấy Ngoài khu vực ảnh vệ tinh xác định cách chọn hàng cột hay chọn kinh độ, vĩ độ Chọn cách di chuyển chuột Sau xác định vị trí, việc chọn thời gian thu ảnh Các bạn chọn năm, tháng ảnh vệ tinh chụp, bấm vào nút prev scene để di chuyển đến sau thời điểm hiển thị theo thời gian cập nhật vệ tinh Ví dụ chọn khu vực Hà Nội ngày 22 tháng 12 năm 2013 path/row 127/45 Ở ta thấy thông tin ảnh LC81270452013352LGN00 Độ che phủ mây 2% chất lượng ảnh - Download ảnh: Để download bạn add ảnh cần download vào mục “List” sau chọn “Add” => “Send to Card” Muốn sử dụng chức download, bạn phải đăng kí tài khoản trang usgs cách chọn Create New Account (Quá trình miễn phí) Sau có tài khoản bạn điền tên password để đăng nhập Click vào biểu tượng download để chuyển sang phần “Download Options” Ở có lựa chọn Chọn level Product để lấy ảnh định dang tiff Sau trình download hồn tất, bạn có file nén bao gồm nhiều band ảnh khu vực chọn Một số trang web download ảnh vệ tinh khác: http://landcover.org Nghiên cứu lớp phủ toàn cầu http://earthexplorer.usgs.gov Khám phá trái đất http://www.spaceimaging.com Ảnh không gian http://edcimswww.cr.usgs.gov/pub/imswebcome/plain.html Hệ thống liệu quan sát trái đất 1.2 Trình bày cách cài đặt phần mềm  Sau cài đặt, coppy file (envi47_license_standalone.dat) thư mục crack  Past vào ổ C:\Program File\ITT\License  Vào Start\Envi47\License wizard.chon Install alicense\next  Mở file: envi47_license_standalone.dat Notepad  Copy toàn paste vào phần trống cửa sổ License Wizard Giao diện sau:  Nhấn Next OK 1.2.1 Giới thiệu phần mềm ENVI (the Enviroment for Visualizing Images) hệ thống xử lý ảnh mạnh Ngay từ đầu, ENVI thiết kế để đáp ứng yêu cầu nhà nghiên cứu có nhu cầu sử dụng liệu ảnh viễn thám (Remote Sensing – RS), bao gồm loại ảnh vệ tinh (satellite) ảnh máy bay (aircraft) ENVI hỗ trợ hiển thị liệu phân tích liệu ảnh kích thước nhiều kiểu định dạng khác – tất môi trường thân thiện với người sử dụng ENVI có thư viện đầy đủ thuật tốn xử lý liệu ảnh với giao diện cửa sổ đồ họa – tương tác thân thiện với người sử dụng Phần mềm hỗ trợ công cụ để thực số chức như: chuyển đổi liệu (transforms), lọc ảnh (filtering), phân loại ảnh (classificetion), đăng ký hệ lưới chiếu (registration) hiệu chỉnh hình học (geometric corrections), cơng cụ để phân tích ảnh có độ phân giải phổ cao, cơng cụ sử dụng cho ảnh radar ENVI hỗ trợ cho phép xử lý liệu liệu chuẩn, hiển thị phân tích ảnh, cho phép mở rộng khả phân tích liệu bới hàm người dùng (plug-in function) ENVI thiết kế dựa ngơn ngữ lập trình IDL (Interactive Data Language) IDL ngơn ngữ lập trình có cấu trúc hỗ trợ cho xử lý ảnh tích hợp Tính mềm dẻo linh hoạt ENVI nhờ phần lớn vào khả IDL Khi cài đặt phần mềm, có lựa chọn: ENVI với phiên đầy đủ IDL, ENVI + IDL Người sử dụng sử dụng IDL để tùy biến chức từ dòng lệnh 1.2.1.1 Các dạng liệu ENVI ENVI làm việc với loại liệu đa dạng a Dữ liệu ảnh (Dữ liệu dạng Raster) ENVI làm việc với file liệu đầy đủ tập chúng Phần mềm có cơng cụ để xử lý ảnh toàn sắc (panchromatric images), AVHRR, liệu Landsat MSS, liệu Landsat TM, ảnh đa phổ (multispectral) ảnh siêu cao tần, liệu hệ thống SAR Các công cụ AVHRR cho phép hiển thị liệu thiên văn, hiệu chỉnh liệu, nắn chỉnh hình học, tính tốn nhiệt độ bề mặt Các hàm xư lý ảnh Landsat cho phép khử độ nghiêng (de-skewing) chỉnh sửa tỷ lệ cao (aspect ratios) cho liệu MSS (trước đến 1979), bóc tách chỉnh sửa nhiều Các công cụ để hiệu chỉnh liệu hồng ngoại nhiệt phát triển ENVI Mặt khác, ENVI hỗ trợ xử lý liệu ảnh có định dạng chuẩn như: ASCII, BMP, JEPG, TIFF/GeoTIFF, HDF, PDS, PNG, SRF, v.v… b Dữ liệu đồ họa (Dữ liệu dạng vector) ENVI có khả tích hợp làm việc với liệu đồ họa từ định dạng khác nhau, ArcView Shape file, Arc/Info, MapInfo, Microstation, AutoCAD… Dữ liệu đồ họa ENVI lưu thành tệp *.evf 1.2.1.2 Các chức hệ thống ENVI a ENVI đơn giản hóa trình xử lý tương tác với tập liệu đa kênh phổ, hiển thị lập thư viện phổ, tạo danh sách region-of-interest gồm đối tượng cần nghiên cứu, đồng thời cung cấp khả hiển thị mềm dẻo duyệt ảnh tảng địa lý b Các chức xử lý ảnh ENVI Bao gồm: - Chuyển đổi liệu: biến đổi ảnh từ ảnh hay kênh phổ đầu vào thành ảnh đầu ra, mà làm bật đối tượng quan tâm Đó là: chuyển đổi thành phần (principal components transformation), chuyển đổi tỉ số band (band ratios transformation), chuyển đổi hue-saturation-value (HSV), phá vỡ tương quan (decorrelation stretching), tạo số thực vật - Các chức lọc liệu như: lọc thông thấp (low pass), lọc thông cao (high pass), lọc trung vị (median), lọc định hướng (directional), lọc phát cạnh biên (and edge detection) ENVI hỗ trợ nhân chập người dùng định nghĩa có kích thước M x N; đó, tất nhân chập chỉnh sửa tương tác ENVI hỗ trợ sẵn kiểu lọc như: Sobel, Roberts, dilation, erosion: Lee, Frost, Gamma, and Kuan Lọc cấu trúc (Texture filters) gồm có tính tốn miền liệu (data range), giá trị trung bình (mean), phương sai (variance), entropy, độ lệch (skewness), độ đồng (homogeneity), độ tương phản (contrast), độ khác biệt (dissimilarity), hệ số tương quan (correlation) (mà kết cho ảnh khác nhau) Trong ENVI, hàm lọc tỏng miền tần số (FFT filtering) như: chuyển đổi FFT xuôi, lọc vùng tần số tương tác, chuyển đổi FFT ngược thực dễ dàng c ENVI cung cấp phương pháp phân loại ảnh không kiểm định KMEANS ISODATA Phân loại ảnh ENVI phương pháp tạo ảnh phân loại dựa vùng lấy mẫu người dùng định nghĩa Các ảnh phân loại sử dụng để giải đoán ảnh viễn thám d ENVI cung cấp cơng cụ thích hợp cho việc sử dụng thư viện phổ xây dựng sẵn Các thường trình ENVI sử dụng để truy cập thư viện phổ so sánh phổ có thư viện với phổ ảnh Việc điều chỉnh đặc trưng phổ liệu siêu cao tần với phổ xác định loại đá, khoáng sản, thực vật vật liệu khác Các hàm phân loại phơt tuyến tính cho phép xác định phong phú phổ quan hệ sử dụng liệu đa phổ (multispectral) liệu siêu cao tần ENVI cung cấp cơng cụ phân tích phổ cho phép nhận dạng vật liệu sở so sánh với thư viện phổ ENVI cho phép sử dụng hàm toán học dải phổ (band) toán học phổ mềm dẻo, cho phép người sử dụng đưa vào biểu thức toán học phức tạp, hàm thủ tục mà chúng truy cập hàm xử lý ma trận IDL e ENVI có khả xử lý liệu radar SAR (ERS-1, JERS-1, RADARSAT, SIR-C, XSAR, and AIRSAR data) Tất thường trình xử lý ENVI chuẩn có khả xử lý ảnh SAR Ngồi ra, cịn có phương pháp phân tích thích hợp riêng cho ảnh radar f ENVI có cơng cụ cho phép tạo liệu đồ họa cuối từ liệu ảnh Đó q trình đăng ký ảnh-vào-ảnh (image-to-image), đăng ký ảnh-vào-bản đồ (image-to-map), hiệu chỉnh trực giao (basic orthorectificetion), ghép ảnh, số tiện ích đồ họa khác Một số cơng cụ tích hợp import, export phân tích liệu GIS cho phép xử lý liệu hệ thống thông tin địa lý ENVI, hiển thị phân tích liệu vector thuộc tính hệ thống thông tin địa lý, chỉnh sửa vector có, truy vấn thuộc tính, sử dụng lớp vector việc phân tích ảnh tạo lớp vector từ kết xử lý ảnh raster, tạo file định dạng GIS chuẩn Sau đây, bắt đầu làm quen với phần mềm g Thực hành chức đọc hiển thị ảnh h Tiền xử lý ảnh (nắn ảnh ghép ảnh) 1.2.2 Thực hành chức đọc hiển thị ảnh a Khởi động phần mền ENVI Kích đúp vào biểu tượng ENVI hình xuất b Mở file ảnh  Chọn File/ Open Image File  Hộp thoại Enter Data Filenames xuất cho phép chọn file ảnh cần mở  Chọn file ảnh cần mở kích vào Open Hộp thoại Available Bands List xuất hình có cấu trúc danh sách Danh sách cho phép ta chọn kênh phổ để thị xử lý Mở ảnh danh sách Available Bands List Có cách để thị ảnh thị ảnh đơn sắc ( đen - trắng) tổ hợp màu  Mở ảnh đơn sắc: Chọn vào tùy chọn Gray Scale sau chọn kênh cần hiển thị cách kích chuột trái vào tên kênh hộp thoại Available Bands List Tên kênh xuất ô Selected Band Kích chuột vào Load Band để hiển thị ảnh cần mở  Mở ảnh tổ hợp màu: Chọn vào ô tùy chọn RGB Color, sau chọn kênh tương ứng với sóng đỏ (R), lục ( G ), lam ( B ) phần Selected Band kích Load Band để hiển thị ảnh c Làm quen với khung cửa sổ thị ảnh Khi file ảnh mở ENVI có ba cửa sổ thị lên hình Image Window, Scroll Window, Zoom Window 10 Hộp thoại Layer Properties 2.3 Chọn khổ giấy xuất in đồ Kích chuột trái vào Layout view góc bên tay trái hình làm cho tồn chức Layout hoạt động Trên Layout chọn Change Layout xuất hộp thoại Select Template chọn ISO (A) Page Sizes cho phép ta chọn khổ giấy phù hợp với kích thước đồ cần thành lập 55 Hộp thoại Select Template Nhấn Finish để chấp nhận, đồ thể sau 56 2.4 Tên đồ Trên menu Arc Gis ta chọn Insert / Title Xuất hộp thoại Insert Title 57 Hộp thoại Insert Title Cho phép ta đánh tên đồ cần thành lập để chấp chọn OK 2.5 Tạo khung, lưới đồ Kích chuột pải vào Layer chọn Properties xuất hộp thoại Data Frama Properties chọn Grids Hộp thoại Data Frama Properties Chọn New Grids xuất hộp thoại Grids and Graticules Wizard Hộp thoại Grids and Graticules Wizard Trong hộp thoại cho phép ta chọn thông số lưới Nhấn Next chọn thông số phù hợp với lưới đồ cần thành lập Sau Next xuất hộp thoại Create a graticule 58 Hộp thoại Create a graticule Hộp thoại cho phép ta chọn dạng mắt lưới số lần lặp lưới Sau chọn định dạng phù hợp Nhấn Next để chấp nhận xuất hộp thoại Axes and lables Hộp thoại hộp thoại Axes and lables Trong hộp thoại cho phép ta chọn định dạng màu chữ Nhấn Next sau chọn định dạng mong muốn Xuất hộp thoại Create a graticule 59 Hộp thoại Create a graticule Chọn thông số phù hợp nhấn Finish để chấp nhận chọn OK để thực Ta kết sau; 2.6 Trên menu Arc Gis ta chọn Insert / Legend Bảng giải 60 Xuất hộp thoại Legend Wizad Hộp thoại Legend Wizad Kích chọn File cần tạo giải Nhấn Next để tiếp tục 61 Hộp thoại Legend Wizad Đánh tên bảng giải vào ô Legend Tile chọn thông số màu cỡ chữ cho phù hợp nhấn Next để tiếp tục Tạo khung bảng giải cách kích chuột vào Border chọn loại khung phù hợp nhấn Next để tiếp tục 62 Chọn thông số cho bảng giải nhấn Next để tiến hành bước xuất khuôn dạng bảng giải nhấn Finish để chấp nhận Kết ta nhận bảng giải: 63 2.7 Trên menu Arc Gis chọn Insert / Scale Bar Thước tỷ lệ Xuất hộp thoại Scale Bar Selector 64 Cho phép ta chọn kiểu định dạng thước nhấn OK để chấp nhận Kết ta nhận 2.8 Trên menu Ari Gis chọn Insert / Noth Arrow Sơ đồ hướng Bắc 65 Xuất hộp thoại North Arrow Selector Kích chuột trái vào sơ đồ hướng muốn chọn nhấn vào Properties xuất hộp thoại North Arrow 66 Hộp thoại North Arrow Cho phép ta chọn thông số màu sắc, kích thước sơ đồ hướng nhấn OK để chấp nhận Nhấn OK tiếp để chọn sơ đồ hướng Kết nhận 2.9 Chọn khung Trên hộp thoại Table Of Contents kích chuột phải vào Layers chọn Properties xuất hộp thoại Data Frame Properties kích chọn Frame 67 Hộp thoại Data Frame Properties Trong hộp thoại Data Frame Properties - Border để chọn kiểu khung - Background để chọn màu -Drop Shodow để chọn định dạng màu khung Sau chọn kiểu khung phù hợp với đồ nhấn Apply để thực nhấn OK để chấp nhận Kết ta có đồ sau 68 69 ... khu vực Hà Đông ta phân thành mẫu sau: Mặt nước, đất đô thị, đất trống, sông, thực vật Dưới hình ảnh mẫu ngồi thực địa STT Mẫu Mặt nước Đất đô thị Thực vật Hình ảnh ảnh Hình ảnh ngồi thực địa 31... phổ ENVI cho phép sử dụng hàm toán học dải phổ (band) toán học phổ mềm dẻo, cho phép người sử dụng đưa vào biểu thức tốn học phức tạp, hàm thủ tục mà chúng truy cập hàm xử lý ma trận IDL e ENVI... liệu đồ họa cuối từ liệu ảnh Đó q trình đăng ký ảnh-vào-ảnh (image-to-image), đăng ký ảnh-vào -bản đồ (image-to-map), hiệu chỉnh trực giao (basic orthorectificetion), ghép ảnh, số tiện ích đồ họa