Đang tải... (xem toàn văn)
Câu 1: Mục tiêu, bản đồ hiện trạng đất Cấu 2: Nguyên lí chụp ảnh viễn thám Câu 3: Sơ đồ phổ màu ánh sáng của các đối tượng Câu 4: Cơ sở vật lí ảnh. Đặc trưng của ảnh vệ tinh Câu 5: Ưu nhược điểm của pp giải đoán mắt thường Câu 6: Các yếu tố sử dụng trong giải đoán mắt thường Câu 7: Các bước phân loại ảnh số. Vẽ sơ đồ và phân tích các bước 1. NGUYÊN LÍ CHỤP ẢNH VỆ TINH Cần trình bày 2 vấn đề: Ảnh vệ tinh được chụp như thế nào? Sơ đồ nguyên lý chụp ảnh ở bài đầu, quan trọng cần nêu nguồn sáng, vật thể và đầu thu Vì sao ảnh vệ tinh lại phân biệt được các vật thể: do độ phản xạ khác nhau Trả lời: + Viễn thám: Là phương pháp thu thập thông tin về một vật thể nào đó mà không trực tiếp tiếp xúc với vật thể đó. Cần nhớ các khái niệm: phản xạ, phát xạ, đầu thu (bộ cảm), vệ tinh Có 3 loại viễn thám: + Viễn thám quang học (dải phổ nhìn thấy và hồng ngoại, sử dụng nguồn bức xạ là mặt trời); + Viễn thám nhiệt (dải phổ hồng ngoại nhiệt; sử dụng nguồn bức xạ nhiệt của vật thể) + Viễn thám radar (dải sóng ngắn, sử dụng phát xạ radar từ vệ tinh hay bản thân vật thể). Độ phản xạ Độ phản xạ được định nghĩa là tỷ số giữa cường độ sóng phản xạ và cường độ sóng tới. Hệ số phản xạ được định nghĩa là tỷ số giữa cường độ sóng phản xạ và cường độ sóng phản xạ từ bề mặt khuếch tán hoàn hảo Độ phản xạ liên quan tới bước sóng được gọi là phản xạ phổ. Viễn thám được xây dựng trên giả định cơ bản là phản xạ phổ của các đối tượng khác nhau thì khác nhau Phản xạ phổ của lớp phủ bề mặt Phản xạ phổ được giả định khác nhau với các đối tượng lớp phủ khác nhau, điều này cho phép viễn thám có thể nhận ra được các đối tượng khác nhau nhờ vào phản xạ phổ Các loại thực vật có phản xạ phổ khác nhau và khác với phản xạ phổ của các loại đất khác nhau Các đặc trưng phổ của bức xạ mặt trời
1 ĐỂ CƯƠNG VIỄN THÁM Câu 1: Mục tiêu, đồ trạng đất Cấu 2: Nguyên lí chụp ảnh viễn thám Câu 3: Sơ đồ phổ màu ánh sáng đối tượng Câu 4: Cơ sở vật lí ảnh Đặc trưng ảnh vệ tinh Câu 5: Ưu nhược điểm pp giải đoán mắt thường Câu 6: Các yếu tố sử dụng giải đoán mắt thường Câu 7: Các bước phân loại ảnh số Vẽ sơ đồ phân tích bước NGUYÊN LÍ CHỤP ẢNH VỆ TINH Cần trình bày vấn đề: - Ảnh vệ tinh chụp nào? Sơ đồ nguyên lý chụp ảnh đầu, quan trọng cần nêu nguồn sáng, vật thể đầu thu - Vì ảnh vệ tinh lại phân biệt vật thể: độ phản xạ khác Trả lời: + Viễn thám: Là phương pháp thu thập thông tin vật thể mà không trực tiếp tiếp xúc với vật thể Cần nhớ khái niệm: phản xạ, phát xạ, đầu thu (bộ cảm), vệ tinh - Có loại viễn thám: + Viễn thám quang học (dải phổ nhìn thấy hồng ngoại, sử dụng nguồn xạ mặt trời); + Viễn thám nhiệt (dải phổ hồng ngoại nhiệt; sử dụng nguồn xạ nhiệt vật thể) + Viễn thám radar (dải sóng ngắn, sử dụng phát xạ radar từ vệ tinh hay thân vật thể) - Độ phản xạ Độ phản xạ định nghĩa tỷ số cường độ sóng phản xạ cường độ sóng tới Hệ số phản xạ định nghĩa tỷ số cường độ sóng phản xạ cường độ sóng phản xạ từ bề mặt khuếch tán hoàn hảo Độ phản xạ liên quan tới bước sóng gọi phản xạ phổ Viễn thám xây dựng giả định phản xạ phổ đối tượng khác khác Phản xạ phổ lớp phủ bề mặt Phản xạ phổ giả định khác với đối tượng lớp phủ khác nhau, điều cho phép viễn thám nhận đối tượng khác nhờ vào phản xạ phổ Các loại thực vật có phản xạ phổ khác khác với phản xạ phổ loại đất khác Các đặc trưng phổ xạ mặt trời Mặt trời nguồn lượng sử dụng viễn thám đo lượng phản xạ dải sóng nhìn thấy hồng ngoại Ánh sáng mặt trời bị hấp thụ, khuếch xạ ozon, nước, bụi khí trình truyền tới bề mặt trái đất Mặt trời coi vật đen tuyệt đối có nhiệt độ 5900 độ K Ảnh hưởng khí Ánh sáng mặt trời truyền qua khí bị hấp thụ hay tán xạ làm giảm cường độ Các nhân tố ảnh hưởng đến độ truyền (tính %) ánh sáng qua khí gồm: phân tử khí (kích thước nhỏ bước sóng) bụi khí (kích thước lớn bước sóng) Các nhân tố ảnh hưởng khác đến độ truyền ánh sáng qua khí với bước sóng khác Bước sóng mà sóng điện từ truyền qua gần hoàn toàn gọi cửa sổ khí CHỤP ẢNH Sensor = Bộ cảm Bộ cảm chủ động thu tín hiệu phản xạ từ nguồn lượng nhân tạo, cảm bị động thu tín hiệu phản xạ phát xạ từ nguồn lượng tự nhiên Các kiểu cảm chia thành: +Hệ thống quét (scanning) +Hệ thống phi quét (non-scanning) +Hệ thống chụp ảnh (imaging) +Hệ thống phi chụp ảnh (non-imaging) BỘ CẢM QUANG HỌC Các đặc tính quan trọng cảm quang học gồm: đặc tính phổ (spectral), đặc tính xạ (radiometry), đặc tính hình học (geometry) - Các đặc tính phổ liên quan tới số băng, chiều rộng băng… - Các đặc tính xạ liên quan tới thay đổi sóng điện từ truyền qua hệ thống quang học - Các đặc tính hình học liên quan tới tính chất hình học việc chụp ảnh trường nhìn … CAMERA - Camara quan trắc hàng không, camera đa phổ, camera toàn cảnh… sử dụng viễn thám - Camera quan trắc (đặt máy bay) thường dùng cho ứng dụng xác địa hình, camera đa phổ dùng theo dõi lớp phủ thực vật MÁY QUÉT QUANG CƠ Là máy đo đa phổ mà ảnh hai chiều tạo nhờ kết hợp chuyển động bay chuyển động quay gương quét vuông góc với hướng bay Là tập hợp hệ thống:hệ thống quang học, hệ thống đo phổ, hệ thống quét, hệ thống thu nhận Được dùng vệ tinh LandSat, NOAA PLATFORM (Platform) Phương tiện mang đầu thu viễn thám gọi platform Có hai loại chính: vệ tinh máy bay Vệ tinh viễn thám Là vệ tinh có gắn cảm dùng để quan sát trái đất khí hậu Vệ tinh viễn thám đặc trưng độ cao, quĩ đạo đầu thu Các thông số thiết kế phù hợp với mục đích sử dụng vệ tinh Trong tương lai, có vệ tinh mang nhiều đầu thu, có tính đa mục tiêu Một số vệ tinh – Landsat, Spot, NOAA Giá số loại ảnh LandSat 7: USD/cảnh SPOT 5: 6000 EUR/cảnh IKONOS: ~ 11USD/km2 QuickBird: ~ 14 USD/km2 ASTER: ~ 150 USD/ cảnh Mua liệu ảnh vệ tinh Qua đại lý thức Tìm Internet Cần ý: số hiệu, ngày chụp ảnh Nên tìm cách có quicklook trước mua QUÁ TRÌNH CHIẾT XUẤT THÔNG TIN TỪ ẢNH Câu hỏi chủ yếu yêu cầu em nắm bước chiết xuất thông tin, không cần nói khái niệm không cần phân biệt giải đoán mắt thường ảnh số (chỉ cần nói phương pháp chiết xuất thông tin) • • • • • • • Là trình “lọc” thông tin quan tâm từ ảnh Chiết xuất thông tin người hay máy tính tiến hành – phân loại số giải đoán mắt thường Do có ưu, nhược điểm riêng, hai phương pháp kết hợp cho kết tốt Các xu hướng kết hợp: “hệ tương tác người-máy” “hệ chuyên gia” Quá trình chiết xuất thông tin (định tính định lượng) vật thể và/hoặc quan hệ chúng dạng đồ dựa vào hiểu biết kinh nghiệm chuyên gia Giải đoán ảnh vệ tinh thường tiến hành với ảnh, ảnh máy bay thường tiến hành với cặp ảnh lập thể Có thể tiến hành giải đoán ảnh tương tự ảnh số (giải đoán hình) Qui trình: - Chuẩn bị: ảnh, máy tính,… - Tiền xử lý - Đọc ảnh: nhận rõ đối tượng dựa vào dấu hiệu ảnh, tiến hành làm khoá giải đoán - Đo đạc ảnh: chiết xuất đại lượng vật lý dựa vào liệu tham khảo hay liệu định chuẩn - Phân tích ảnh: Đọc ảnh dựa thông tin phi ảnh, quan hệ thông tin giải đoán, tình trạng thực tế tượng, đánh giá tình - Tạo đồ chuyên đề Giải đoán ảnh Giải đoán ảnh hình ảnh tương tự • Giải đoán ảnh tương tự (mắt thường ) - Không phụ thuộc vào máy tính - Dễ dàng nhìn toàn cảnh ảnh - K ết h ợp tri thức v kinh nghi ệm Ưu điểm - Dễ dàng tham kh ảo c ác th ông tin li ên quan Nhược điểm - Tốn nhiểu thời gian - Phụ thuộc vào nhà giải đoán - Không phóng to ảnh để xem chi tiết - Không thể thay đổi tổ hợp màu, kiểu hiển thị màu (đại l ượng vật lí) - Phải số hóa lại Quá trình giải đoán ảnh vệ tinh Giải đoán ảnh số (giải đoán toàn hình) - Xử lí nhanh với suất cao - Dễ dàng tham khảo thông tin - Dễ dàng phóng to ảnh để xem chi tiết - Có thể thay đổi tổ hợp màu, kiểu hiển thị ảnh - Không phải số hóa lại - Phụ thuộc vào máy tính - Khó nhận toàn cảnh ảnh - Khó kết hợp kinh nghiệm Các nhân tố giải đoán ảnh Kích thước Hình dạng: hình dáng bên đối tượng Vị trí Kiến trúc: xếp đối tượng mặt không gian Cấu trúc: tần số lặp lại thay đổi tone ảnh Tone ảnh Màu sắc Vị trí Tổ hợp mối quan hệ Chìa khoá giải đoán Tập hợp nhân tố giải đoán giúp phân biệt đối tượng Chìa khoá giải đoán người giải đoán lập dựa kinh nghiệm kiến thức Chìa khoá giải đoán đặc biệt cần thiết để giảm thiểu sai biệt người giải đoán thời gian giải đoán Mỗi cảnh ảnh thường có chìa khoá riêng Ngoài nhân tố giải đoán, thông tin ảnh cần quan tâm xây dựng khoá giải đoán Từ ảnh Bản đồ trạng sử dụng đất Đây sơ đồ chiết xuất thông tin, tập trung chút sản phẩm đồ trạng sử dụng đất, bước trình cần giải thích theo hướng ẢNH VỆ TINH - Có nhiều loại ảnh vệ tinh khác nhau: LandSat 7, SPOT 5, IKONOS, QuickBird, ASTER 8 - Mua liệu ảnh vệ tinh Qua đại lý thức Tìm Internet Cần ý: số hiệu, ngày chụp ảnh Nên tìm cách có quicklook trước mua TIỀN XỬ LÍ ẢNH Nắn chỉnh phổ Nắn chỉnh khí Nắn chỉnh hình học Ghép ảnh Tăng cường chất lượng ảnh - Xử lý ảnh viễn thám Dữ liệu viễn thám thường dạng ảnh số, đó, xử lý ảnh viễn thám thường xử lý ảnh số Bao gồm bước bản: nhập liệu, chỉnh liệu (tiền xử lý); chuyển đổi liệu (tăng cường chất lượng ảnh); phân loại (chiết xuất thông tin); xuất liệu (in) - Xử lý ảnh số + Nắn chỉnh phổ Nắn chỉnh phổ loại bỏ lỗi phổ (tín hiệu phản xạ xạ) có tất ảnh Các méo phổ xảy liệu thu từ khoảng cách xa, chịu ảnh hưởng điều kiện mặt trời, khí thân đầu thu + Nắn chỉnh khí Ánh sáng truyền qua khí bị tán xạ hấp thụ Điều làm cho ánh sáng nhận đầu thu bị ảnh hưởng, toàn ánh sáng phản xạ từ vật thể nhận, lại có phần ánh sáng nhận từ khí Các phương pháp nắn là: sử dụng phương trình truyền xạ, sử dụng liệu mặt đất + Méo hình học ảnh Méo hình học khác biệt toạ độ thực tế điểm ảnh với toạ độ lý tưởng theo lý thuyết (được chụp đầu chụp lý tưởng điều kiện lý tưởng) Có hai loại méo hình học: nội méo gây hình học đầu thu ngoại méo gây độ cao đầu thu hình dạng đối tượng + Nắn chỉnh hình học Dùng để loại bỏ méo hình học gắn toạ độ ảnh với toạ độ địa lý cách sử dụng liệu định chuẩn đầu chụp, liệu đo đạc vị trí độ cao, điểm khống chế mặt đất, điều kiện khí … Các bước nắn chỉnh hình học: Ảnh đầu vào PP nắn Lựa chọn tham số Kiểm tra độ xác phép nắn Nội suy tái tạo ảnh ảnh đầu + Lựa chọn phương pháp phù hợp vào đặc tính méo ảnh liệu tham khảo có + Nhận diện tham số: tham số cần thiết cho phương trình nắn nhận biết qua liệu định chuẩn điểm khống chế mặt đất + Kiểm tra độ xác Nếu độ xác không đạt, phải thay đổi phương pháp nắn liệu tham khảo + Ảnh nắn tạo nội suy tái tạo ảnh Phương pháp lựa chọn điểm khống chế + Đủ số lượng (vd điểm với đa thức nắn bậc nhất) + Phân bố toàn ảnh để tạo độ xác toàn ảnh + Dễ lấy 10 + Chính xác + Ít biến động + Tăng cường chất lượng ảnh Tăng cường chất lượng ảnh trình làm cho chất lượng ảnh tốt lên, dễ nhận biết đối tượng phục vụ cho việc giải đoán chiết xuất yếu tố quan tâm Có nhiều biện pháp tăng cường chất lượng ảnh khác nhau: chuyển đổi xám độ, chuyển đổi histogram, tổ hợp màu… Đồng hóa histogram Chuẩn hóa histogram Tổ hợp màu Mọi màu biểu diễn qua tổ hợp ba màu Hai hệ màu dùng RGB (red, green, blue) YMC (yellow, magenta, cyan) Sử dụng ba kênh ảnh, kênh ứng với màu Giá trị pixel kênh giá trị màu tổ hợp Khi kênh ảnh sử dụng nằm dải phổ nhìn thấy, ta tổ hợp màu thực Khi tôt hợp với kênh ảnh vùng nhìn thấy, ta màu giả (pseudo-color composite) Các yếu tố chiết xuất chia thành ba loại: yếu tố phổ, yếu tố hình học yếu tố cấu trúc CHIẾT XUẤT THÔNG TIN KẾT QUẢ: BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT 11 Từ ảnh thành lập đồ trạng sử dụng đất - Ảnh vệ tinh ảnh chứa đựng tất thông tin bề mặt Trái Đất sử dụng nhiều ngành khoa học khác Dựa vào mục đích khác mà nhà khoa học định sử dụng ảnh vệ tinh để chiết xuất lọc thông tin cần thiết Ảnh vệ tinh bao gồm nhiều loại khác bán với giá khác tham khảo số ảnh sau: LandSat 7: USD/cảnh SPOT 5: 6000 EUR/cảnh IKONOS: ~ 11USD/km2 QuickBird: ~ 14 USD/km2 ASTER: ~ 150 USD/ cảnh 12 - Sau có ảnh vệ tinh muốn sử dụng ảnh để thành lập đồ theo mục đích khác ta tiến hành bước hình sau: - Trên sở vận dụng ảnh vệ tinh vào thành lập đồ trạng sử dụng đất + Bước 1: Đầu tiên phải có ảnh vệ tinh Ảnh vệ tinh mua download miễm phí mạng Về ảnh vệ tinh thường bị méo mó có độ xác không cao, nguyên nhân điều kiện chụp ảnh như, độ rung máy vừa bay vừa chụp, chuyển động vệ tinh….Do muốn sử dụng ảnh vệ tinh trước tiên ta phải tiển xử lý để đưa ảnh dạng chuẩn + Bước 2: Tiền xử lý ảnh gồm có giai đoạn sau Tổ hợp ảnh hay gọi tổ hợp màu, mục đích để ta nhận biết cách tốt đối tượng ảnh Việc tổ hợp màu phụ thuộc vào người xử lý ảnh tổ hợp màu tối ưu để người xử lý cho kết cao Nắm chỉnh ảnh thường ảnh vệ tinh điều kiện chụp ảnh nên ảnh méo biến dạng Do ta phải nắn ảnh gắn tọa độ cho ảnh, việc nắm ảnh quan trọng ta nắm cần phải đảm bảo cho đối tượng ảnh không bị biến dạng sai lệch Cắt ảnh sau nắm xong cắt bỏ phần thừa ảnh Việc cắt ảnh giúp xử lý ảnh gọn không thời gian cho phần không cần thiết tập trung vào nội dung làm Lấy khóa ảnh để tiếp tục bước cần phải lấy khóa ảnh Việc xây dựng khóa ảnh quan trọng việc chiết xuất thông tin Lấy khóa ảnh phụ thuộc vào thân người xử lý ảnh kinh nghiệm người xử lý + Bước Chiết xuất thông tin Trên sở bước hai tiến hành chiết xuất thông tin Việc chiết xuất thông tin thực hai cách - Giải đoán mắt thường tức sử dụng mắt hiểu biết khu vực để giải đoán ảnh Việc giải đoán sau cần phải tiến hành thực nghiệm lại để kiển tra độ xác 13 hiệu chỉnh kết sửa lại cho xác - Phương pháp giải đoán ảnh số tức dựa vào phần mềm thuật toán máy tính để giải đoán Giải đoán ảnh số gồm có phân loại ảnh không kiểm định tức máy tính tự phân loại kết qua máy tính Còn phân loại có kiểm định người phân loại đưa mãu thuật toán cho máy phân loại Chúng ta đưa bao nhiễu mẫu máy phân loại nhiêu - Sau máy phân loại xong phải hiệu chỉnh kết chỉnh sữa cho xác + Bước Kết Sau thực xong bước tất bước ta có kết sở xây dựng đồ trạng sử dụng đất Bản đồ trạng sử dụng đất (bản đồ HTSDĐ) tài liệu phản ánh thực tế sử dụng đất thời điểm kiểm kê quỹ đất đơn vị hành cấp xã, huyện, tỉnh (gọi tắt đơn vị hành cấp), vùng kinh tế toàn quốc phải lập sở đồ thống nước Quá trình chiết xuất thông tin từ ảnh vệ tinh, phân biệt giải đoán ảnh thường với ảnh số khác nào) Bài làm - Chiết xuất thông tin từ ảnh Là trình “lọc” thông tin quan tâm từ ảnh - Bao gồm kiểu chính:phân loại; nhận biết biến động; chiết xuất đại lượng vật lý; tính toán số; nhận biết cố - Chiết xuất thông tin người hay máy tính tiến hành – phân loại số giải đoán mắt thường - Do có ưu, nhược điểm riêng, hai phương pháp kết hợp cho kết tốt - Các xu hướng kết hợp: “hệ tương tác người-máy” “hệ chuyên gia” - Giải đoán ảnh Quá trình chiết xuất thông tin (định tính định lượng) vật thể và/hoặc quan hệ chúng dạng đồ dựa vào hiểu biết kinh nghiệm chuyên gia - Giải đoán ảnh vệ tinh thường tiến hành với ảnh, ảnh máy bay thường tiến hành với cặp ảnh lập thể - Có thể tiến hành giải đoán ảnh tương tự ảnh số (giải đoán hình) - Qui trình: + Chuẩn bị + Tiền xử lý + Đọc ảnh: nhận rõ đối tượng dựa vào dấu hiệu ảnh, tiến hành làm khoá giải đoán + Đo đạc ảnh: chiết xuất đại lượng vật lý dựa vào liệu tham khảo hay liệu định chuẩn + Phân tích ảnh: Đọc ảnh dựa thông tin phi ảnh, quan hệ thông tin giải 14 đoán, tình trạng thực tế tượng, đánh giá tình + Tạo đồ chuyên đề - Quá trình giải đoán ảnh vệ tinh - Chìa khoá giải đoán + Tập hợp nhân tố giải đoán giúp phân biệt đối tượng + Chìa khoá giải đoán người giải đoán lập dựa kinh nghiệm kiến thức + Chìa khoá giải đoán đặc biệt cần thiết để giảm thiểu sai biệt người giải đoán thời gian giải đoán + Mỗi cảnh ảnh thường có chìa khoá riêng (hoàn cảnh chụp ảnh riêng, thời tiết, góc độ chụp khác nhau) + Ngoài nhân tố giải đoán, thông tin ảnh cần quan tâm xây dựng khoá giải đoán (thông tin thời gian chụp thời gian thu hoạch/phát triển) - Tạo đồ chuyên đề + Các thông tin giải đoán chuyển hoạ lên đồ chuẩn bị trước + Bản đồ phải đáp ứng yêu cầu: tỷ lệ, toạ độ, thông tin + Việc chuyển hoạ thực công cụ riêng (kính …) + Với việc áp dụng GIS, việc chuyển hoạ chuyển thành việc số hoá + Với việc giải đoán hình, việc số hoá trở nên không cần thiết Ví dụ giải đoán lớp theo dõi lớp phủ thực vật Vườn Quốc gia Pù Mát Phương pháp áp dụng thành công cho nhiều khu vực Việt Nam: Thái Nguyên, Thanh Hóa, Nghệ An, Quảng Trị, Phú Yên, Gia Lai, Bình Thuận Thành lập khóa giải đoán Màu sắc Kiến trúc Vị trí Hình dạng Kỹ thuật giải đoán hình 15 Thu phóng linh hoạt Không phải số hóa lại Làm polygon trực tiếp Dễ tham khảo tài liệu ĐỀ CƯƠNG CÂU HỎI NHANH I GIỚI THIỆU VỀ BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT Kể tên vài loại ảnh vệ tinh viễn thám Ảnh Landsat, ảnh Spot, ảnh NOAA, ảnh Ikonos, ảnh QuickBird, ảnh Aster Bản đồ trạng đất có tầm quan trọng nào? Bản đồ trạng sử dụng đất (bản đồ HTSDĐ) tài liệu phản ánh thực tế sử dụng đất thời điểm kiểm kê quỹ đất đơn vị hành cấp xã, huyện, tỉnh (gọi tắt đơn vị hành cấp), vùng kinh tế toàn quốc phải lập sở đồ thống nước Tầm quan trọng - Là nguồn tài nguyên có giới hạn - Phục vụ cho hầu hết nhu cầu người - Luôn đứng trước áp lực áp lực gia tăng dân số - Luôn đòi hỏi có cách sử dụng đất hiệu Phải biết trạng sử dụng đất để sử dụng hiệu Đất đai áp lực sử dụng thoái hóa đất quy hoạch sử dụng hợp lý Vai trò Bản đồ trạng sử dụng đất đóng vai trò thông tin đầu vào bản, tảng thực quy hoạch sử dụng đất đai Nội dung đồ trạng sử dụng đất gì? - Là loại đồ chuyên đề - Cơ sở toán học - Tỉ lệ đồ - Thông tin (cơ sở địa lí) - Thông tin chuyên đề II CƠ SỞ LÍ THUYẾT VỀ VIỄN THÁM Có loại viễn thám nào? - Viễn thám quang học (dải phổ nhìn thấy hồng ngoại, sử dụng nguồn xạ mặt trời) - Viễn thám nhiệt (dải phổ hồng ngoại nhiệt; sử dụng nguồn xạ nhiệt vật thể) - Viễn thám radar (dải sóng ngắn, sử dụng phát xạ radar từ vệ tinh hay thân vật thể) 16 Khí ảnh hưởng tới việc chụp ảnh viễn thám quang học - Ánh sáng mặt trời truyền qua khí bị hấp thụ hay tán xạ làm giảm cường độ - Các nhân tố ảnh hưởng đến độ truyền (tính %) ánh sáng qua khí gồm: phân tử khí (kích thước nhỏ bước sóng) bụi khí (kích thước lớn bước sóng) - Các nhân tố ảnh hưởng khác đến độ truyền ánh sáng qua khí với bước sóng khác - Bước sóng mà sóng điện từ truyền qua gần hoàn toàn gọi cửa sổ khí III CƠ SỞ VẬT LÍ ẢNH VỆ TINH Ảnh vệ tinh có đặc trưng - Độ phân giải không gian : kích thước pixel mặt đất - Độ phân giải phổ : khoảng phổ sử dụng số kênh phổ - Độ phân giải thời gian: thời gian chụp lặp lại - Độ phân giải xạ: khả nhạy cảm mạnh hay yếu với lượng điện từ Nêu đặc trưng hình học ảnh vệ tinh - IFOV: góc nhìn tức thời cảm tiến hành sampling (thu ảnh điểm), định độ phân giải không gian ảnh - FOV: góc nhìn lớn mà cảm thu nhận cách hiệu lượng sóng điện từ, định độ rộng dải quét kích thước ảnh, độ chi tiết IFOV Các loại liệu sử dụng trình chiết xuất thông tin từ ảnh vệ tinh - Dữ liệu kèm với ảnh (thời gian, ) - Dữ liệu thực địa (kiểm chứng độ xác) - Dữ liệu đồ, số liệu liên quan - Các liệu phụ trợ bao gồm file mô tả: liệu ảnh, vệ tinh, đầu thu, trình xử lý liệu - Dữ liệu mặt đất: hiểu chỉnh đầu thu - Dữ liệu đồ: đồ địa hình, đồ chuyên đề đồ kinh tế - xã hội Trình bày sơ lược cách hiển thị màu cho ảnh vệ tinh - Các màu tự nhiên tổng hợp từ màu bản: đỏ, lục, lam - Có cách hiển thị màu bản: + Phản xạ: để biểu diễn màu đỏ (red), tia green tia red bị hấp thụ hết phản xạ màu đỏ, vật nhìn thấy màu đỏ 17 + Xuyên qua: cho màu đỏ qua màu khác không qua Để thể dạng “ảnh”, dùng hai phương pháp hiển thị màu: + Tổ hợp màu từ ảnh đa kênh + Sử dụng bảng màu giả với ảnh đơn kênh • Mọi màu biểu diễn qua tổ hợp ba màu Hai hệ màu dùng RGB (red, green, blue) YMC (yellow, magenta, cyan) • Sử dụng ba kênh ảnh, kênh ứng với màu Giá trị pixel kênh giá trị màu tổ hợp • Khi kênh ảnh sử dụng nằm dải phổ nhìn thấy, ta tổ hợp màu thực Khi tổ hợp với kênh ảnh vùng nhìn thấy, ta màu giả 10 Vẽ sơ đồ trình thành lập đồ từ ảnh vệ tinh Chiết xuất thông tin • 18 11 Phần mềm xử lí vệ tinh có chức - Nhập ảnh, hiển thị ảnh xử lý ảnh, phân loại ảnh, xuất ảnh 12 Kể tên phần mềm xử lí ảnh thông dụng PCI/Geomatica Unix/Windows IDRISI 32 Windows ERDAS DOS/Windows IMAGINE Unix/Win NT ER MAPPER Unix/Windows ENVI Windows 13 Các nguyên nhân méo (nhiễu) phổ ảnh vệ tinh Các méo phổ xảy liệu thu từ khoảng cách xa, chịu ảnh hưởng điều kiện mặt trời, khí thân đầu thu 14 Các điểm khống chế sử dụng nắn chỉnh hình học cần yêu cầu gì? - Đủ số lượng (vd điểm với đa thức nắn bậc nhất) - Phân bố toàn ảnh để tạo độ xác toàn ảnh - Dễ lấy - Chính xác - Ít biến động 15 Vẽ đồ thị kiểu tăng cường chất lượng ảnh phương pháp giãn Đồng hóa histogram Chuẩn hóa histogram 16 Các nhân tố sử dụng giải đoán ảnh vệ tinh gồm (kể tên) Kích thước Hình dạng: hình dáng bên đối tượng Vị trí Kiến trúc: xếp đối tượng mặt không gian Cấu trúc: tần số lặp lại thay đổi tone ảnh Tone ảnh 19 Màu sắc Vị trí Tổ hợp mối quan hệ 17 Chìa khóa giải đoán ảnh Tập hợp nhân tố giải đoán giúp phân biệt đối tượng 18 Các ưu điểm giải đoán ảnh hình so với giải đoán ảnh ảnh tương tự 19 Ưu, nhược điểm phương pháp giải đoán ảnh mắt thường so với phân loại ảnh số Ưu điểm Nhược điểm Giải đoán ảnh tương tự (mắt thường ) - Không phụ thuộc vào máy tính - Dễ dàng nhìn toàn cảnh ảnh Giải đoán ảnh số (giải đoán toàn hình) - Dễ dàng tham khảo thông tin - Dễ dàng phóng to ảnh để xem chi tiết - Có thể thay đổi tổ hợp màu, kiểu hiển thị ảnh - Không phải số hóa lại - Khó tham khảo thông tin - Phụ thuộc vào máy tính - Không phóng to ảnh để xem chi tiết - Khó nhận toàn cảnh ảnh - Không thể thay đổi tổ hợp màu, kiểu hiển thị màu - Phải số hóa lại 20 Vẽ sơ đồ bước giải đoán ảnh vệ tinh 21 Tính toán ảnh nhằm mục đích gì? Kể tên kiểu tính toán ảnh? - Mục đích: Tăng cường chất lượng ảnh phục vụ cho việc chiết xuất thông tin - kiểu tính toán ảnh: Tính toán số học, Tính toán logic, Phân tích thành phần 20 22 Các phép lọc ảnh có tác dụng gì? Kể tên phép lọc - Sử dụng để tăng cường hay cải thiện chất lượng ảnh 23 Kể tên phương pháp phân loại không kiểm định phương pháp phân loại có kiểm định Phân loại chia bó (clustering) Phân loại khối song song (parallel pipe) Phân loại khoảng cách nhỏ Phân loại độ tương tự lớn Ứng dụng lý thuyết mờ Phân loại hệ chuyên gia 24 Nếu bước phân loại ảnh số Bước 1: Định nghĩa lớp phân loại Tuỳ thuộc theo mục tiêu đặc điểm ảnh Bước 2: Lựa chọn đặc trưng Các đặc trưng dùng để phân biệt đối tượng cần phân loại cần rõ Đõ đặc trưng phổ, thời gian, cấu trúc… Bước 3: Lấy mẫu Các mẫu (training sample) cần lấy để qua nhận đặc điểm lớp phục vụ cho trình phân loại ảnh Cách lấy mẫu khác bước phân biệt phân loại không kiểm định phân loại có kiểm định Bước 4: Đánh giá thống kê So sánh đặc tính thống kê tập mẫu để phục vụ cho trình phân loại ảnh Bước 5: Phân loại Tuỳ theo cách phân loại khác (phương thức định – decision rule), pixel ảnh phân loại lớp Bước 6: Chỉnh sửa kết Kết phân loại cần kiểm tra chỉnh sửa để đảm bảo độ xác tính thực 25 Sau phân loại cần ý vấn đề gì? Kiểm tra tính xác.Tính xác cho biết giá trị phép đo so với giá trị trung bình lệch Kiểm tra độ xác Độ xác cho biết sai lệch phép đo giá trị thực Kết phân loại dạng raster, thường manh mún không thuận lợi cho nhận định mắt Nên áp dụng biện pháp khái quát hoá Có thể áp dụng phép lọc (median…) để làm cho kết trực quan Cần có kinh nghiệm chuyên gia Độ lớn ma trận lọc phụ thuộc vào tỷ lệ 21 [...]... bản đồ chuyên đề - Cơ sở toán học - Tỉ lệ bản đồ - Thông tin nền (cơ sở địa lí) - Thông tin chuyên đề II CƠ SỞ LÍ THUYẾT VỀ VIỄN THÁM 4 Có những loại viễn thám nào? - Viễn thám quang học (dải phổ nhìn thấy và hồng ngoại, sử dụng nguồn bức xạ là mặt trời) - Viễn thám nhiệt (dải phổ hồng ngoại nhiệt; sử dụng nguồn bức xạ nhiệt của vật thể) - Viễn thám radar (dải sóng ngắn, sử dụng phát xạ radar từ vệ... đoán trên ảnh số (giải đoán trên toàn màn hình) - Dễ dàng tham khảo các thông tin - Dễ dàng phóng to ảnh để xem chi tiết - Có thể thay đổi tổ hợp màu, kiểu hiển thị ảnh - Không phải số hóa lại - Khó tham khảo các thông tin - Phụ thuộc vào máy tính - Không phóng to ảnh để xem chi tiết - Khó nhận được toàn cảnh của ảnh được - Không thể thay đổi tổ hợp màu, kiểu hiển thị màu - Phải số hóa lại 20 Vẽ sơ... các đối tượng trên ảnh không bị biến dạng và sai lệch Cắt ảnh sau khi nắm xong chúng ta cắt bỏ những phần thừa của ảnh Việc cắt ảnh sẽ giúp xử lý ảnh gọn hơn và không mất thời gian cho các phần không cần thiết và tập trung vào nội dung mình làm Lấy khóa ảnh để tiếp tục bước tiếp theo chúng ta cần phải lấy khóa ảnh Việc xây dựng khóa ảnh là rất quan trọng trong việc chiết xuất thông tin Lấy khóa ảnh cũng... ảnh và kinh nghiệm của người xử lý + Bước 3 Chiết xuất thông tin Trên cơ sở bước hai chúng ta tiến hành chiết xuất thông tin Việc chiết xuất thông tin có thể được thực hiện bằng hai cách - Giải đoán bằng mắt thường tức là sử dụng mắt và hiểu biết của mình về khu vực đó để giải đoán ảnh Việc giải đoán sau đó cần phải tiến hành thực nghiệm lại để kiển tra độ chính xác 13 và hiệu chỉnh kết quả và sửa... các nhân tố giải đoán, các thông tin về ảnh cũng cần được quan tâm trong xây dựng khoá giải đoán (thông tin về thời gian chụp như thời gian thu hoạch/phát triển) - Tạo bản đồ chuyên đề + Các thông tin giải đoán được chuyển hoạ lên bản đồ nền được chuẩn bị trước + Bản đồ nền phải đáp ứng các yêu cầu: tỷ lệ, toạ độ, các thông tin nền + Việc chuyển hoạ được thực hiện bằng công cụ riêng (kính …) + Với việc... giới hạn - Phục vụ cho hầu hết các nhu cầu của con người - Luôn đứng trước áp lực do áp lực của gia tăng dân số - Luôn đòi hỏi có cách sử dụng đất hiệu quả hơn Phải biết hiện trạng sử dụng đất để sử dụng hiệu quả hơn Đất đai áp lực sử dụng và thoái hóa đất quy hoạch sử dụng hợp lý Vai trò Bản đồ hiện trạng sử dụng đất đóng vai trò thông tin đầu vào cơ bản, là nền tảng thực hiện mọi quy hoạch sử... trên các thông tin phi ảnh, quan hệ giữa các thông tin giải 14 đoán, tình trạng thực tế của hiện tượng, đánh giá tình huống + Tạo bản đồ chuyên đề - Quá trình giải đoán ảnh vệ tinh - Chìa khoá giải đoán + Tập hợp các nhân tố giải đoán giúp phân biệt các đối tượng + Chìa khoá giải đoán được người giải đoán lập dựa trên kinh nghiệm và kiến thức hiện tại + Chìa khoá giải đoán là đặc biệt cần thiết để giảm... nhất trong cả nước 2 Quá trình chiết xuất thông tin từ ảnh vệ tinh, phân biệt giải đoán ảnh thường với ảnh số khác nhau như thế nào) Bài làm - Chiết xuất thông tin từ ảnh Là quá trình “lọc” ra những thông tin quan tâm từ ảnh - Bao gồm 5 kiểu chính:phân loại; nhận biết biến động; chiết xuất các đại lượng vật lý; tính toán chỉ số; nhận biết sự cố - Chiết xuất thông tin có thể được người hay máy tính tiến... màn hình, việc số hoá trở nên không cần thiết Ví dụ giải đoán lớp theo dõi lớp phủ thực vật Vườn Quốc gia Pù Mát Phương pháp đã được áp dụng thành công cho nhiều khu vực tại Việt Nam: Thái Nguyên, Thanh Hóa, Nghệ An, Quảng Trị, Phú Yên, Gia Lai, Bình Thuận Thành lập khóa giải đoán Màu sắc Kiến trúc Vị trí Hình dạng Kỹ thuật giải đoán trên màn hình 15 Thu phóng linh hoạt Không phải số hóa lại Làm polygon... Kiến trúc Vị trí Hình dạng Kỹ thuật giải đoán trên màn hình 15 Thu phóng linh hoạt Không phải số hóa lại Làm polygon trực tiếp Dễ tham khảo tài liệu ĐỀ CƯƠNG CÂU HỎI NHANH I GIỚI THIỆU VỀ BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT 1 Kể tên một vài loại ảnh vệ tinh viễn thám Ảnh Landsat, ảnh Spot, ảnh NOAA, ảnh Ikonos, ảnh QuickBird, ảnh Aster 2 Bản đồ hiện trạng đất có tầm quan trọng như thế nào? Bản đồ hiện trạng