MỤC LỤCMỞ ĐẦU11.Tính cấp thiết12. Mục tiêu nghiên cứu13. Nhiệm vụ nghiên cứu14. Phương pháp nghiên cứu25. Tài liệu để thực hiện luận văn2CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ VIỄN THÁM3ĐỊNH NGHĨA VỀ VIỄN THÁM31.2. lich sử phát triển của viễn thám41.3Nguyên lí cơ bản của viễn thám81.4 phân loại viễn thám91.4.1. Phân loại theo nguồn năng lượng91.4.2. Phân loại theo vùngbước sóng sử dụng11.4.3. Phân loại theo đặc điểm quỹ đạo21.5 một số tư liệu viễn thám3CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH THÔNG TIN VIỄN THÁM42.1 Phân tích ảnh bằng mắt42.1.1. Khái niệm42.1.2 Các dấu hiệu giải đoán ảnh (signatures)42.1.3 . Chìa khoá giải đoán ảnh (interpretated key )92.2 Kĩ thuật xử lí ảnh số (Digital image Processing)102.2.1. Tiền xử lý112.2.2. Tăng cường chất lượng ảnh (Image Enhancement)152.2.3. Chuyển đổi ảnh162.2.4. Phân loại ảnh23CHƯƠNG 3. KHAI THÁC THÔNG TIN TƯ LIỆU SPOT PHỤC VỤ THÀNH LẬP BẢN ĐỒ LỚP PHỦ KHU VỰC THÀNH PHỐ HÒA BÌNH313.1. Giới thiệu khu vực nghiên cứu313.1.1. Đặc điểm tự nhiên313.1.2 Đặc điểm kinh tế xã hội323.2 TƯ LIỆU SỬ DỤNG343.3SƠ ĐỒ CÁC BƯỚC THỰC HIỆN353.3.1 XỬ LÍ ẢNH TRÊN PHẦN MỀM ENVI353.3.2 Biên tập bản đồ lớp phủ bằng phần mềm ARCGIS 1042KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ471.KẾT LUẬN47
LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập rèn luyện trường đạo giảng dạy thầy cô trường thầy cô khoa Trắc Địa- Bản Đồ trường Đại học Tài Nguyên Môi Trường Hà Nội.Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy cô tận tình giảng dậy giúp đỡ em nghiên cứu hoàn đồ án Bằng nỗ lực, cố gắng thân đặc biệt giúp đỡ tận tình, chu đáo Th.S Bùi Thị Thúy Đào giảng viên môn Ảnh Bản Đồ, em hoàn thành đồ án thời hạn Do thời gian làm đồ án có hạn vốn kiến thức hạn chế nên trành khỏi thiếu sót Em mong nhận đóng góp ý kiến thầy cô bạn sinh viên để đồ án em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn Th.S Bùi Thị Thúy Đào thầy cô khoa Trắc Địa- Bản Đồ trường Đại Học Tài Nguyên MôiTrường Hà Nội tạo điều kiện giúp đỡ em thời gian vừa qua Em xin cân thành cảm ơn! MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết Công nghệ thông tin phát triển mạnh mẽ, thâm nhập hầu hết ngành khoa học, hoạt động thực tiễn nghiên cứu.Các thành tựu khoa học kỹ thuật tiên tiến công nghệ điện tử, viễn thong tin học tạo bước đột phá công nghệ viễn thám GIS Ảnh vệ tinh với hàm lượng thong tin lớn, thu nhận nhiều dải song làng uồn liệu phong phú trực quan giúp cho nghiên cứu bề mặt trình tự nhiên mặt đất cách hiệu Công nghệ xử lý, phân tích suy giải đối tượng địa lý lớp phủ bề mặt có nhiều tiến bộ.Vì phương pháp xây dựng thành lập đồ lớp phủ công nghệ viễn thám GIS phương pháp đại, có nhiều ưu vượt trội so với phương pháp truyền thống tiết kiệm kinh phí, thời gian, sức lao động đảm bảo độ xác cao Nó trở thành nhu cầu thiết yếu công tác nghiên cứu khoa học, đặc biệt nghiên cứu tượng tự nhiên xã hội Trong đó, loại tài nguyên đất, nước vấn đề môi trường hướng quan tâm nhiều.Việc xây dựng đồ lớp phủ sở cho công tác quy hoạch tổng thể kinh tế xã hội địa phương Từ lợi nêu ảnh viễn thám GIS công tác thành lập đồ nói riêng giám sát tài nguyên thiên nhiên nói chung, đề tài “Khai thác thông tin tư liệu Spot phục vụ thành lập bản đồ lớp phủ khu vực thành phố Hòa Bình” có ý nghĩa khoa học thực tiễn phục vụ công tác quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế xã hội thành phố Hòa Bình Mục tiêu nghiên cứu Xác lập sở khoa học cho việc thành lập đồ lớp phủ công nghệ viễn thámvà GIS lấy ví dụ cho việc thành lập đồ lớp phủ thành phố Hòa Bình Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu tổng quan đồ lớp phủ, ảnh vệ tinh hệ thống thông tin địa lý(GIS); - Nghiên cứu công nghệ viễn thám GIS công tác thành lập đồ lớp phủ; - Nghiên cứu đặc tính phản xạ phổ đối tượng tự nhiên - Xây dựng quy trình thành lập đồ lớp phủ công nghệ viễn thám GIS; - Thực nghiệm thành lập đồ lớp phủ thành phố Hòa Bình Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp khảo sát, điều tra tổng hợp - Phương pháp đồ viễn thámvà GIS - Phương pháp chuyên gia - Phương pháp điều tranh anh Tài liệu để thực luận văn - Bản đồ địa hình thành phố Hòa Bình - Bản đồ trạng dung đất thành phố Hòa Bình - Ảnh vệ tinh SPOT CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VIỄN THÁM ĐỊNH NGHĨA VỀ VIỄN THÁM Viễn thám (Remote sensing) hiểu khoa học nghệ thuật để thu nhận thông tin đối tượng, khu vực tượng thông qua việc phân tích tư liệu thu nhận phương tiện Những phương tiện tiếp xúc trực tiếp với đối tượng, khu vực với tượng nghiên cứu Thực công việc thực viễn thám- hay hiểu đơn giản: Viễn thám thăm dò từ xa đối tượng tượng mà tiếp xúc trực tiếp với đối tượng tượng Mặc dù có nhiều định nghĩa khác viễn thám, định nghĩa có nét chung, nhấn mạnh "viễn thám khoa học thu nhận từ xa thông tin đối tượng, tượng trái đất" Dưới định nghĩa viễn thám theo quan niệm tác giả khác Viễn thám nghệ thuật, khoa học, nói nhiều vật không cần phải chạm vào vật (Ficher nnk, 1976) Viễn thám quan sát đối tượng phương tiện cách xa vật khoảng cách định (Barret Curtis, 1976) Viễn thám khoa học lấy thông tin từ đối tượng, đo từ khoảng cách cách xa vật không cần tiếp xúc với Năng lượng đo hệ viễn thám lượng điện từ phát từ vật quan tâm (D A Land Grete, 1978) Viễn thám ứng dụng vào việc lấy thông tin mặt đất mặt nước trái đất, việc sử dụng ảnh thu từ đầu chụp ảnh sử dụng xạ phổ điện từ, đơn kênh đa phổ, xạ phản xạ từ bề mặt trái đất (Janes B Capbell, 1996) Viễn thám "khoa học nghệ thuật thu nhận thông tin vật thể, vùng, tượng, qua phân tích liệu thu phương tiện không tiếp xúc với vật, vùng, tượng khảo sát".( Lillesand Kiefer, 1986) Phương pháp viễn thám phương pháp sử dụng lượng điện từ ánh sáng, nhiệt, sóng cực ngắn phương tiện để điều tra đo đạc đặc tính đối tượng( Theo Floy Sabin 1987) Định nghĩa loại trừ quan trắc điện, từ trọng lực quan trắc thuộc lĩnh vực địa vật lý, sử dụng để đo trường lực nhiều đo xạ điện từ 1.2 lich sử phát triển viễn thám Sự phát triển ngành viễn thám qua thời gian tóm tắt bảng 1.1 Viễn thám khoa học, thực phát triển mạnh mẽ qua ba thập kỷ gần đây, mà công nghệ vũ trụ cho ảnh số, bắt đầu thu nhận từ vệ tinh quĩ đạo trái đất vào năm 1960 Tuy nhiên, viễn thám có lịch sử phát triển lâu đời, bắt đầu việc chụp ảnh sử dụng phim giấy ảnh Từ thể kỷ XIX, vào năm 1839, Louis Daguerre (1789 - 1881) đưa báo cáo công trình nghiên cứu hóa ảnh, khởi đầu cho ngành chụp ảnh Bức ảnh đầu tiên, chụp bề mặt trái đất từ khinh khí cầu, thực vào năm 1858 Gaspard Felix Tournachon - nhà nhiếp ảnh người Pháp Tác giả sử dụng khinh khí cầu để đạt tới độ cao 80m, chụp ảnh vùng Bievre, Pháp Một ảnh chụp bề mặt trái đất từ khinh khí cầu ảnh vùng Bostom tác giả James Wallace Black, 1860 Việc đời ngành hàng không thúc đẩy nhanh phát triển mạnh mẽ ngành chụp ảnh sử dụng máy ảnh quang học với phim giấy ảnh, nguyên liệu nhạy cảm với ánh sáng (photo) Công nghệ chụp ảnh từ máy bay tạo điều kiện cho nghiên cứu mặt đất ảnh chụp chồng phủ cho khả nhìn ảnh (stereo).Khả giúp cho việc chỉnh lý, đo đạc ảnh, tách lọc thông tin từ ảnh có hiệu cao Một ngành chụp ảnh, thực phương tiện hàng không máy bay, khinh khí cầu tàu lượn phương tiện không khác, gọi ngành chụp ảnh hàng không Các ảnh thu từ ngành chụp ảnh hàng không gọi không ảnh Bức ảnh chụp từ máy bay, thực vào năm 1910, Wilbur Wright, nhà nhiếp ảnh người ý, việc thu nhận ảnh di động vùng gần Centoceli thuộc nước ý (bảng 1.1) Bảng 1.1: Tóm tắt phát triển viễn thám qua kiện Thời gian (Năm) Sự kiện 1800 Phát tia hồng ngoại 1839 Bắt đầu phát minh kỹ thuật chụp ảnh đen trắng 1847 Phát dải phổ hồng ngoại phổ nhìn thấy 1850-1860 Chụp ảnh từ kinh khí cầu 1873 Xây dựng học thuyết phổ điện từ 1909 Chụp ảnh từ máy bay 1910-1920 Giải đoán từ không trung 1920-1930 Phát triển ngành chụp đo ảnh hàng không 1930-1940 Phát triển kỹ thuật radar ( Đức, Mỹ, Anh) 1940 Phân tích ứng dụng ảnh chụp từ máy bay 1950 Xác định dải phổ từ vùng nhìn thấy đến không nhìn thấy 1950-1960 Nghiên cứu sâu ảnh cho mục đích quân 12-4-1961 Liên xô phóng thành công tàu vũ trụ có người lái chụp ảnh trái đất từ vũ trụ Lần sử dụng thuật ngữ viễn thám 1960-1970 Mỹ phóng vệ tinh Landsat-1 1972 Phát triển mạnh mẽ phương pháp xử lý ảnh số 1970-1980 Mỹ phát triển hệ vệ tinh Landsat 1980-1990 Pháp phóng vệ tinh SPOT vào quĩ đạo 1986 Phát triển cảm thu đo phổ, tăng dải phổ số lượng kênh phổ, tăng độ phân giải cảm Phát triển nhiều kỹ thuật xử lý Chiến tranh giới thứ (1914 - 1918) đánh dấu giai đoạn khởi đầu công nghệ chụp ảnh từ máy bay cho mục đích quân Công nghệ chụp ảnh từ máy bay kéo theo nhiều người hoạt động lĩnh vực này, đặc biệt việc làm ảnh đo đạc ảnh Những năm sau đó, thiết kế khác loại máy chụp ảnh phát triển mạnh mẽ Đồng thời, nghệ thuật giải đoán không ảnh đo đạc từ ảnh phát triển mạnh, sở hình thành ngành khoa học đo đạc ảnh (photogrametry) Đây ngành ứng dụng thực tế việc đo đạc xác đối tượng từ liệu ảnh chụp Yêu cầu đòi hỏi việc phát triển thiết bị xác cao, đáp ứng cho việc phân tích không ảnh.Trong chiến tranh giới thứ hai (1939 1945) không ảnh dùng chủ yếu cho mục đích quân sự.Trong thời kỳ này, việc phát triển công nghệ radar, đánh dấu phát triển ảnh chụp sử dụng phổ hồng ngoại Các ảnh thu từ nguồn lượng nhân tạo radar, sử dụng rộng rãi quân Các ảnh chụp với kênh phổ hồng ngoại cho khả triết lọc thông tin nhiều hơn.ảnh mầu, chụp máy ảnh, dùng chiến tranh giới thứ hai Việc chạy đua vào vũ trụ Liên Xô cũ Hoa Kỳ thúc đẩy việc nghiên cứu trái đất viễn thám với phương tiện kỹ thuật đại Các trung tâm nghiên cứu mặt đất đời, quan vũ trụ châu Âu ESA (Aeropian Remote sensing Agency), Chương trình Vũ trụ NASA (Nationmal Aeromautics and Space Administration) Mỹ Ngoài thống kê trên, kể đến chương trình nghiên cứu trái đất viễn thám nước Canada, Nhật, Pháp, ấn Độ Trung Quốc Bức ảnh đầu tiên, chụp trái đất từ vũ trụ, cung cấp từ tàu Explorer-6 vào năm 1959 Tiếp theo chương trình vũ trụ Mercury (1960), cho sản phẩm ảnh chụp từ quỹ đạo trái đất có chất lượng cao, ảnh màu có kích thước 70mm, chụp từ máy tự động Vệ tinh khí tượng (TIR0S-1), phóng lên quĩ đạo trái đất vào tháng năm 1960, mở đầu cho việc quan sát dự báo khí tượng Vệ tinh khí tượng NOAA, hoạt động từ sau năm 1972, cho liệu ảnh có độ phân giải thời gian cao nhất, đánh dấu cho việc nghiên cứu khí tượng trái đất từ vũ trụ cách tổng thể cập nhật ngày Sự phát triển viễn thám, liền với phát triển công nghệ nghiên cứu vũ trụ, phục vụ cho nghiên cứu trái đất hành tinh khí Các ảnh chụp (stereo), thực theo phương đứng xiên, cung cấp từ vệ tinh Gemini (1965), thể ưu công việc nghiên cứu trái đất Tiếp theo, tầu Apolo cho sản phẩm ảnh chụp đa phổ, có kích thước ảnh 70mm, chụp trái đất, cho thông tin vô hữu ích nghiên cứu mặt đất Ngành hàng không vũ trụ Nga đóng vai trò tiên phong nghiên cứu Trái Đất từ vũ trụ Việc nghiên cứu trái đất thực tàu vũ trụ có người Soyuz, tàu Meteor Cosmos (từ năm 1961), trạm chào mừng Salyut Sản phẩm thu ảnh chụp thiết bị quét đa phổ phân giải cao, MSU-E (trên Meteor priroda) Các ảnh chụp từ vệ tinh Cosmos có dải phổ nằm kênh khác nhau, với kích thước ảnh 18 x 18cm Ngoài ra, ảnh chụp từ thiết bị chụp KATE-140, MKF-6M trạm quỹ đạo Salyut, cho kênh ảnh thuộc dải phổ 0.40 đến 0.89μm Độ phân giải mặt đất tâm ảnh đạt 20 x 20m Tiếp theo vệ tinh nghiên cứu trái đất ERTS(sau đổi tên Landsat-1), vệ tinh hệ Landsat-2, Landsat-3, Landsat-4 Landsat-5 Ngay từ đầu, ERTS-1 mang theo cảm quét đa phổ MSS với bốn kênh phổ khác nhau, cảm RBV (Return Beam Vidicon) với ba kênh phổ khác Ngoài vệ tinh Landsat-2, Landsat-3, có vệ tinh khác SKYLAB (1973) HCMM (1978) Từ 1982, ảnh chuyên đề thực vệ tinh Landsat TM-4 Landsat TM-5 với kênh phổ từ dải sóng nhìn thấy đến hồng ngoại nhiệt.Điều tạo nên ưu nghiên cứu trái đất từ nhiều dải phổ khác Ngày nay, ảnh vệ tinh chuyên đề từ Landsat-7 phổ biến với giá rẻ ảnh vệ tinh Landsat TM5, cho phép người sử dụng ngày có điều kiện để tiếp cận với phương pháp nghiên cứu môi trường qua liệu vệ tinh Dữ liệu ảnh vệ tinh SPOT Pháp khởi đầu từ năm 1986, trải qua hệ SPOT-1, SPOT-2, SPOT-3, SPOT-4 SPOT-5, đưa sản phẩm ảnh số thuộc hai kiểu phổ, đơn kênh (panchoromatic) với độ phân dải không gian từ 10 x 10m đến 2,5 x 2,5m, đa kênh SPOT- XS (hai kênh thuộc dải phổ nhìn thấy, kênh thuộc dải phổ hồng ngoại) với độ phân giải không gian 20 x 20m Đặc tính ảnh vệ tinh SPOT cho cặp ảnh phủ chồng cho phép nhìn đối tượng (stereo) không gian ba chiều Điều giúp cho việc nghiên cứu bề mặt trái đất đạt kết cao, việc phân tích yếu tố địa hình Các ảnh vệ tinh Nhật, MOS-1, phục vụ cho quan sát biển (Marine Observation Satellite) Công nghệ thu ảnh vệ tinh thực vệ tinh ấn độ IRS-1A, tạo ảnh vệ tinh LISS thuộc nhiều hệ khác Trong nghiên cứu môi trường khí hậu trái đất, ảnh vệ tinh NOAA có độ phủ lớn có lặp lại hàng ngày, cho phép nghiên cứu tượng khí hậu xảy khí nhiệt độ, áp suất nhiệt đới dự báo bão Sự phát triển lĩnh vực nghiên cứu trái đất viễn thám đẩy mạnh áp dụng tiến khoa học kỹ thuật với việc sử dụng ảnh radar Viễn thám radar tích cực, thu nhận ảnh việc phát sóng dài siêu tần thu tia phản hồi, cho phép thực nghiên cứu độc lập, không phụ thuộc vào mây Sóng radar có đặc tính xuyên qua mây, lớp đất mỏng thực vật nguồn sóng nhân tạo, nên có khả hoạt động ngày đêm, không phụ thuộc vào nguồn lượng mặt trời Các ảnh tạo nên hệ radar kiểu SLAR ghi nhận cảm Seasat Đặc tính sóng radar thu tia phản hồi từ nguồn phát với góc xiên đa dạng Sóng nhạy cảm với độ ghồ ghề bề mặt vật, chùm tia radar phát tới, ứng dụng cho nghiên cứu cấu trúc khu vực Công nghệ máy tính ngày phát triển mạnh mẽ với sản phẩm phần mềm chuyên dụng, tạo điều kiện cho phân tích ảnh vệ tinh dạng số ảnh radar Thời đại bùng nổ Internet, công nghệ tin học với kỹ thuật xử lý ảnh số, kết hợp với Hệ thông tin Địa lý (GIS), cho khả nghiên cứu trái đất viễn thám ngày thuận lợi đạt hiệu cao 1.3Nguyên lí viễn thám Nguồn lượng sử dụng viễn thám xạ mặt trời.Sóng điện từ phản xạ xạ từ vật thể nguồn cung cấp thông tin chủ yếu đặc tính đối tượng.Ảnh viễn thám cung cấp thông tin vật thể tương ứng với lượng xạ bước sóng xác định Đo lường phân tích lượng phản xạ phổ ghi nhận ảnh viễn thám, cho phép tách thông tin hữu ích loại lớp phủ mặt đất khác tương tác xạ điện từ vật thể Hình : Nguyên lý hoạt động hệ thống viễn thám Nguồn lượng nguồn chiếu sáng (A) – yêu cầu trước tiên hệ thống viễn thám phải có nguồn lượng để chiếu sáng, cung cấp lượng điện từ cho đối tượng mặt đất Sự xạ khí (B) – sóng điện từ phát từ nguồn lượng tới đối tượng, sóng điện từ tương tác với khí Sự tương tác diễn lượng điện từ phản xạ từ đối tượng trở lại Sensor Tương tác với đối tượng mặt đất (C) – tương tác với khí quyển, sóng điện từ tương tác với đối tượng mặt đất Sự tương tác phụ thuộc vào đặc tính đối tượng đặc tính sóng điện từ Thu nhận lượng cảm biến (Sensor) (D) – Thiết bị dùng để cảm nhận sóng điện từ phản xạ hay xạ từ vật thể gọi cảm biến (Sensor) Bộ cảm biến máy chụp ảnh máy quét Sau lượng điện từ bị tán xạ hấp thụ đối tượng, đòi hỏi phải có Sensor để thu nhận phần lượng mà đối tượng phản xạ trở lại Truyền, thu xử lý liệu (E) – lượng thu Sensor truyền tới trạm thu xử lý để nhận ảnh Giải đoán phân tích (F) - ảnh giải đoán phân tích mắt kỹ thuật số, chiết tách thông tin đối tượng Ứng dụng (G) – nguồn thông tin phong phú đối tượng chiết tách từ ảnh ứng dụng vào nhiều mục đích, giúp giải vấn đề thực tế Các yếu tố hệ thống viễn thám trình bày ba chương giảng 10 công nhận xóa nạn mù chữ phổ cập giáo dục tiểu học Hàng năm, số học sinh đến lớp tăng, đặc biệt học sinh cấp II cấp III.Tỷ lệ học sinh bỏ học giảm, số học sinh khá, giỏi tăng hàng năm Đến năm 2002, địa bàn thị xã có 37 trường học cấp, có 12 trường tiểu học, trường tiểu học trung học sở, 11 trường trung học sở trường phổ thông trung học với tổng số phòng học 520 Số giáo viên trực tiếp giảng dạy thường xuyên 1.115 người.Số học sinh phổ thông cấp năm học 2002 – 2003 đạt 17.761 em, em độ tuổi học đến trường Văn hóa, thể thao: Các di tích văn hoá Hoà Bình, Nhà máy thuỷ điện Hoà Bình, khu tượng đài Bác Hồ, di tích Anh hùng Cù Chính Lan, lòng hồ thuỷ điện Hoà Bình, khu rừng lim cổ thụ phường Chăm Mát, suối Thác Mán, động Tiên Phi, động Can danh lam thắng cảnh bật thị xã Hoà Bình Nằm vị trí ranh giới tiếp giáp vùng núi Tây Bắc với vùng đồng sông Hồng vùng Bắc Trung Bộ, thị xã Hoà Bình nơi diễn giao lưu nhiều luồng văn hoá, nhiều phong tục tập quán, truyền thống, lễ hội dân tộc, vùng, miền nên văn hoá nơi trở nên đa dạng Là trung tâm phát sinh, phát triển cư trú dân tộc Mường nước ta nói chung Hoà Bình nói riêng, thị xã Hoà Bình có đông người Mường sinh sống với đồng bào dân tộc Kinh, Dao, Thái, Tày Ở số Mường, Thái, Dao, đồng bào giữ nếp sinh hoạt, sắc văn hoá dân tộc đặc sắc Trong ngày lễ, tết, hoạt động văn hoá như: múa, hát, đánh cồng, chiêng, ném còn, té nước, uống rượu cần diễn sôi Các di sản văn hoá vật thể phi vật thể, nếp sống, sinh hoạt văn hoá đặc sắc kể tạo nên sức thu hút khách du lịch nước đến với thị xã Hoà Bình Ngoài ra, với vị trí trung tâm hành tỉnh, thị xã Hoà Bình điểm dừng chân nghỉ ngơi thuận tiện du khách trước sau thăm địa điểm du lịch tỉnh khu vực Tây Bắc 3.2 TƯ LIỆU SỬ DỤNG Tư liệu sử dụng gồm: Ảnh vệ tinh Spot dạng PAN có độ phân giải không gian 10m kết hợp giải đoán phòng, điều tra thực địavà bình đồ ảnh số, đồ (tham khảo BĐĐH, đồ chuyên ngành địa chính, địa danh, giao thông, tư liệu có khu vực thành phố Hòa Bình tính thời sự) 3.3SƠ ĐỒ CÁC BƯỚC THỰC HIỆN 3.3.1 XỬ LÍ ẢNH TRÊN PHẦN MỀM ENVI Toàn bước tiến hành nghiên cứu thự phần mềm ENVI 4.8 phân mềm ARCGIS 10 Dưới quy trình công nghệ thành lập BĐLP ảnh vệ tinh SPOT Ảnh vệ tinh Nắn ảnh, tổ hợp màu Phân loại không kiểm định Xác định loại lớp phủ Xử lí sau phân loại Bản đồ lớp phủ 3.3.1.1 Ảnh vệ tinh Ảnh vệ tinh sử dụng ảnh vệ tinh SPOT Những đặc tính ưu việt ảnh Spot - - - - Kích thước ảnh chụp có diện tích 60km x 60km, đảm bảo tính đồng thời gian ghi nhận thông tin phạm vi lãnh thổ rộng lớn Lực phân giải cao (20m ảnh đa phổ - màu 10m ảnh toàn sắc trắng – đen) SPOT cho ảnh có lực phân giải siêu cao (10m ảnh đa phổ màu 2,5m ảnh toàn sắc) cho phép xác định đối tượng mức độ chi tiết, phù hợp với yêu cầu thành lập đồ tỉ lệ lớn Chu kỳ thu ảnh lặp lại từ đến 26 ngày, có khả cập nhật thông tin cách thường xuyên Hiện Viêt Nam, việc mua ảnh SPOT dễ dang thông qua SPOT ASIA (là chi nhánh hang SPOT IMAGE Singapore) Ảnh vệ tinh SPOT chụp tầm cao 830 km nên có khả tổng hợp hóa tự nhiên cá đối tượng có tính chất như: mặt nước, loại đất…, điều cho phép khoang vạch cách khác quan đối tượng khác Ảnh vệ tinh SPOT dạng số nên sử dụng phần mềm hệ thống thiết bị chuyên dụng để xử lí thành lập loại đồ theo yêu cầu đề Khởi động phầm mềm ENVI, công cụ chọn File → Open Image File Hình 3.1: nhập ảnh khu vực nghiên cứu Hình 3.2: Ảnh SPOT khu vực nghiên cứu 3.3.1.2 Nắn ảnh, tổ hợp màu • Tổ hợp màu Hình 3.3: Xây dựng ảnh tổ hợp màu phần mềm ENVI • Tăng cường chất lượng ảnh Tăng cường chất lượng ảnh công đoạn xử lí ảnh làm bật hình ảnh cho người giải đoán dễ đọc, dễ nhận biết nội dung ảnh Tùy tường trường hợp ứng dụng cụ thể tùy loại ảnh vệ tinh mà người xử lí cần tăng cường sắc nét, điều chỉnh độ sang, mức độ tương phản, hay sử dụng lọc, phối màu thích hợp Ý nghĩa việc tang cường độ tương phản nhằm biến đổi khoảng giá trị cấp độ xám thực tế ảnh gốc khoảng cấp đọ xám mà thiết bị hiển thị hiển thị Trong cửa sổ Image, chọn Enhance →…hỗ trợ nhiều phép tính nhằm tăng cường độ tương phản ảnh cách tự động Sau tăng cường độ tương phản chất lượng ảnh thị tăng lên, làm rõ yếu tố đối tượng mà ta cần quan tâm, tăng khả đọc thông tin ảnh, tạo điều kiện thuận lợi cho việc nhận dạng xác định đốitượng giúp kết giải đoán có độ xác cao Hình 3.4: phần ảnh sau hiệu chỉnh độ tương phản 3.3.1.3 Phân loại Ảnh vệ tinh nghiên cứu đề tài sử dụng phương pháp phân loại không kiểm định K-MEANS Ta tiến hành mở ảnh vệ tinh lên sau vào Classification → Unsupervised → Kmeans Chọn file phân loại lựa chọn thiết lập phụ (về kích thước liệu, số kênh ảnh sử dụng) file mặt nạ\ NhấnOK Xuất hộp thoại K-Means Parameters Hình 3.5: thông số phân loại không kiểm định K-means Sau nhập thông số phù hợp, chọn định file đầu lưu vào đĩa cứng (File) hay vào nhớ (Memory) Bấm OK => Xuất hộp thoại Available Bands List, kích chuột vào vào file phân loại, ấn Load Band Ta kết Hình 3.6: Ảnh vệ tinh phân loại không kiểm định K-means 3.3.1.4 Xử lí sau phân loại Dựa vào tư liệu thực địa, đồ tham khảo phương pháp giải đoán ảnh mắt ta gán tên loại lớp phủ cho phù hợp với màu ảnh Ta có bảng phân loại không kiểm định STT Các loại lớp phủ Dân Cư Đất trồng Rừng Mặt nước Mặt nước Màu Trên Image chọn Overlay →Classification → Xuất hộp thoạiInteractive Class Tool chọn options → Edit Class Colos/Name… ta có kết Trên ảnh ta thấy có nơi ảnh lớp phủ có màu giống chưa xác với ảnh gốc, ta tiến hành chỉnh sửa nơi chưa xác màu lớp phủ Từ tư liệu thực địa, đồ tham khảo giải đoán ảnh mắt ta chỉnh sửa ảnh phương pháp thủ công Trên hộp thoại Interactive Class Tool chọn Mode: Polygon and to Class Sau chỉnh sửa ta kết Hình 3.7: Ảnh vệ tinh sau chỉnh sửa Thống kê kết : Chức cho phép ta tính toán thống kê ảnh dựa lớp kết phân loại Trên lệnh ENVI ta chọn Classification =>Post Classification => Class Statistics Xuất hộp thoại Classification Input File chọn ảnh tương ứng để tiến hành thống kê, ấn OK Hộp thoại Class Selection xuất , ta chọn lớp kết dự định sử dụng để tiến hành phân loại Sau chọn xong lớp xuất hộp thoại Compute Statistics Parameters cho phép ta chọn tham số để tính toán thống kê Chọn đường dẫn lưu kết quả, ấn OK Ta có bảng thống kê kết sau Chuyển kết sau phân loại sang dạng vector – Classification to Vector Layer Sau hoàn tất công tác phân loại, xuất File kết phân loại sang dạng vector để dễ dàng biên tập, xử lý với chức GIS Để chuyển sang dạng vector File phân loại, từ công cụ ENVI chọn Classification\ Post Classification\ Classification to vector hoặcvector\ Classfication to Vector Kết lưu theo định dạng File vector*.evf ENVI Tiếp tục ta đổi đuôi từ *.evf sang *.shp để xử lí GIS cách mở ảnh vector vừa chuyển lên ENVI, hộp thoại Vector Windowchọn File → Export Active Layer to Shapefilechọn đường dẫn lưu kết OK 3.3.2 Biên tập đồ lớp phủ phần mềm ARCGIS 10 Mở ảnh Click chuột phải vào Layers => Add Data => tìm đường dẫn đến file chứa ảnh (file ảnh có đuôi “*.shp” lưu trên)=> OK Chạy chất lượng Kích chuột phải vào “lopphu” => chọn Properties Xuất hộp thoại Layer Properties => chọn Symbology/Categories chọn Unique values => Value Field chọn trường “tenlopphu” => Add All Values => Apply => OK Bản đồ sau chạy chất lượng Đổi màu lớp phủ Kích đúp chuột vào lớp phủ xuất hộp thoại Symbol Selector chọn màu OK Bản đồ sau đổi màu lớp phủ Trình bày sang dạng Layout a Chuyển sang dạng layout view b Tạo tên đồ Trên menu chọn customize => chọn toolbars => chọn Draw Trên draw chọn new text=> đánh tên BẢN ĐỒ LỚP PHỦ c Tạo khung lưới Tạo khung: Vào View => Data Frame Properties… => xuất hộp thoại => Chọn Frame => kích vào Border để chọn khung => Apply => OK Tạo lưới: kích chọn View => Data Frame Properties…=> xuất hộp thoại =>chọn Grids => New Grids KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Sau thời gian nghiên cứu lí thuyết trình làm thực nghiệm đề tài “Khai thác thông tin tư liệu Spot phục vụ thành lập bản đồ lớp phủ khu vực thành phố Hòa Bình” rút gọn kết luận sau: Ảnh vẹ tinh SPOT có tầm bao trộng diện tích 3.600 km Nhờ việc thu nhập thông tin lớp phủ phạm vi vùng rộng lớn toàn quốc nhanh chóng kể vùng khó khan không đến được, mặt khác thông tin đồng thời điểm nên phân tích, đối sánh với , đặc điểm đặc biệt quan trọng Việt Nam, nơi mà công tác thành lập đồ lớp phủ gặp nhiều khó khan Ảnh vệ tinh phản ánh trung thực bề mặt đất với mối quan hệ tác động qua lại hợp phần tự nhiên thiên nhiên với người từ giúp cho trình giải đoán dễ dàng Do liệu ảnh có độ phân giải cao, màu sắc tự nhiên nên công tác giải đoán có tính xác cao Phần lớn công tác ngoại nghiệp nên tiết kiệm thời gian Nhờ ảnh vệ tinh phản ánh khách quan thông tin lớp phủ đáp ứng nhiều nhu cầu thông tin cho lĩnh vực đồ khác KIẾN NGHỊ Đề tài thử nghiệm thành công phương pháp thành lập đồ lớp phủ từ ảnh vệ tinh có độ phân giải cao, để kết tốt hơn, em có số ý kiến, kiến nghị sau: Dữ liệu ảnh vệ tinh phải chụp vào thời gian gần với thời gian thành lập đồ Dữ liệu ảnh vệ tinh phải có độ phân giải cao để thành lập đồ lớp phủ tỷ lệ lớn đảm bảo độ xác mức độ biểu thị đồ Phải đào tạo đội ngũ có chuyên môn nghiệp vụ nắm bắt ứng dụng hiệu công nghệ ảnh vệ tinh Đội ngũ có kiến thức sâu lĩnh vực viễn thám đồ đồng thời sử dụng thành thạo phần mềm chuyên ngành sử dụng cho công tác thành lập đồ Do thời gian thực đề tài ngắn nên để thành lập đồ lớp phủ vùng rộng lớn chưa hết, nhiều thiếu xót, có hội em tìm hiểu đưa phương án giải sau [...]... điểm trên không trung (đứng yên so với bề mặt trái đất) Do đó, vệ tinh địa tĩnh cho phép quan sát và thu thập thông tin liên tục trên một vùng cụ thể và được sử dụng thích hợp vào mục đích quan sát khí tư ng hoặc truyền tin Vệ tinh Vinasat của Việt Nam (ngày phóng) là vệ tinh thông tin, có quỹ đạo địa tĩnh Với độ cao lớn, các vệ tinh khí tư ng địa tĩnh có thể giám sát thời tiết và dạng mây bao phủ trên... đối tư ng.Bóng là yếu tố quan trọng tạo nên cấu trúc đặc trưng cho các đối tư ng Tuy nhiên bóng cũng là phần mà thông tin về đối tư ng không có hoặc rất ít, vì vậy phải bổ xung lượng thông tin ở vùng bóng * Dấu hiệu gián tiếp (indirect signatures) a Vị trí (Site): vị trí của đối tư ng trong không gian địa lý của vùng nghiên cứu là thông số rất quan trọng giúp cho người giải đoán có thể phân biệt đối tư ng... về Viễn thám, Hệ thông tin địa lý và Hệ thống định vị toàn cầu, Nxb Đ ại h ọc qu ốc gia H à Nội 6 Nguyễn Ngọc Thạch, Hướng dẫn sử dụng phần mềm Envi, Bài giảng CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH THÔNG TIN VIỄN THÁM 2.1 Phân tích ảnh bằng mắt 2.1.1 Khái niệm Giải đoán bằng mắt là sử dụng mắt người cùng với trí tuệ để tách chiết các thông tin từ tư liệu viễn thám dạng hình ảnh Trong việc xử lý thông tin viễn thám thì... của khí quyển 3 Phân tích thành phần chính Các kênh phổ khác nhau của ảnh vệ tinh đa phổ thường có tư ng quan lẫn nhau Sự tư ng quan giữa các giá trị của pixel ở kênh k và l (được đặc trưng bởi hệ số tư ng quan rkl) thể hiện mức độ chứa thông tin giống nhau giữa hai kênh này.Nếu hai kênh này có sự tư ng quan cao thì thông tin trên hai kênh này có sự trùng lặp lớn và ngược lại Phân tích thành phần chính... tối đa lượng thông tin hữu ích và loại bỏ các thông tin trùng lặp Kết quả là dữ liệu ảnh thu được (ảnh thành phần chính) chỉ chứa các kênh ảnh ít tư ng quan thường được sử dụng rất hiệu quả trong tổ hợp màu và phân loại ảnh Phân tích thành phần chính được sử dụng để giảm số lượng các kênh phổ mà vẫn giữ lượng thông tin không bị thay đổi đáng kể.Thực chất là thuật toán tạo ảnh chứa thông tin chủ yếu... nhanh tư ng ứng Ví dụ, nếu một người điều vẽ phải phân biệt các khu vực sử dụng đất, và đã nhận dạng một vùng với rất nhiều toà nhà trong đó, những khu nhà lớn như nhà máy hoặc nhà kho sẽ làm liên tư ng đến cơ sở kinh doanh, trong khi những khu nhà nhỏ sẽ cho thấy khu dân cư d Sắc (tone) ảnh: là tổng hợp lượng ánh sáng được phản xạ từ bề mặt đối tư ng, là dấu hiệu hết sức quan trọng để xác định đối tư ng... vẫn bảo toàn thông tin ở mức chấp nhận được.Phương pháp này được áp dụng trong viễn thám trên cơ sở một thực tế là ảnh chụp ở các kênh phổ gần nhau có độ tư ng quan rất cao, vì vậy thông tin của chúng có phần trùng lặp rất lớn Phương pháp phân tích thành phần chính là chiết tách một số lượng nhỏ phương sai tồn tại giữa hai kênh ảnh có sự tư ng quan cao và loại bỏ hiệu quả những thông tin trùng lặp... thông số về độ lớn, độ dài, độ rộng của đối tư ng Kích thước liên quan đến tỉ lệ của ảnh.Về hình dạng có thể giống nhau nhưng kích thước khác nhau thì có thể là hai đối tư ng khác nhau.Ðiều quan trọng là đánh giá kích thước của đối tư ng trong mối tư ng quan với các vật thể khác tại thực địa, cũng như kích thước chính xác để hỗ trợ cho việc điều vẽ đối tư ng đó.Việc ước lượng nhanh kích thước đối tư ng... chính là viễn thám vệ tinh địa tĩnh và viễn thám vệ tinh quỹ đạo cực (hay gần cực) - Quỹ đạo đồng bộ trái đất: là quỹ đạo mà vệ tinh chuyển động cùng một vận tốc góc với trái đất, nghĩa là vệ tinh quay một vòng trên quỹ đạo mất thời gian là 24 giờ Vệ tinh chuyển động trên quỹ đạo đồng bộ trái đất và nếu mặt phẳng quỹ đạo có góc nghiêng bằng 0 được gọi là quỹ đạo địa tĩnh.Các vệ tinh địa tĩnh có độ cao... quỹ đạo đồng bộ mặt trời sẽ thu thập thông tin trên vùng nào đó của trái đất theo giờ địa phương nhất định và vị trí của vệ tinh sẽ thay đổi theo điều kiện chiếu sáng của mặt trời trong một năm Loại quỹ đạo này đảm bảo điều kiện chiếu sáng của mặt trời là như nhau khi thu thập ảnh vệ tinh trên cùng khu vực cụ thể theo các ngày và từng mùa khác nhau trong năm Các vệ tinh tài nguyên thường sử dụng quỹ