Ứng dụng kỹ thuật insar trong xây dựng mô hình độ cao số (DEM)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM HỒ TỐNG MINH ĐỊNH ỨNG DỤNG KỸ THUẬT INSAR TRONG XÂY DỰNG MÔ HÌNH ĐỘ CAO SỐ (DEM) CHUYÊN NGÀNH : ĐỊA TIN HỌC Mà SỐ NGÀNH : 2.16.00 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 09 năm 2005 CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH ·—¶ Cán hướng dẫn khoa học: Tiến só LÊ VĂN TRUNG Cán chấm nhận xét : Tiến só TRẦN TRỌNG ĐỨC Cán chấm nhận xét : Tiến só VŨ XUÂN CƯỜNG Luận văn thạc só bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng naêm 2005 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH CỘNG HÒA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC Tp HCM, ngày tháng năm 2005 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: HỒ TỐNG MINH ĐỊNH Phái: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 13-11-1980 Nơi sinh : Gia Lai Chuyên ngành: Địa Tin Học MSHV : 02203564 I TÊN ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG KỸ THUẬT INSAR TRONG XÂY DỰNG MƠ HÌNH ĐỘ CAO SỐ (DEM) II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Nhiệm vụ: Nghiên cứu việc ứng dụng kỹ thuật InSAR xây dựng mơ hình độ cao số (DEM) đánh giá độ xác đạt kỹ thuật - Nội dung: ƒ Mơ hình tốn qui trình xử lý kỹ thuật InSAR ƒ Bài toán mở pha – vấn đề giải pháp ƒ Thiết kế chương trình giải mở pha PUT – cơng cụ giải tốn mở pha cho phép nâng cao độ xác liệu DEM từ kỹ thuật InSAR ƒ Đánh giá độ xác đạt kỹ thuật InSAR theo phương án giải mở pha III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 17 – 01 – 2005 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 30 – 06 – 2005 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS LÊ VĂN TRUNG U U U U CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CN BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH TS LÊ VĂN TRUNG Nội dung đề cương luận văn thạc sĩ Hội đồng chun ngành thơng qua Ngày TRƯỞNG PHỊNG ĐT – SĐH tháng năm 2005 TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH LỜI CẢM ƠN ·—¶ Để hoàn thành Luận Văn Thạc Só kết thúc khoá học Ngoài nổ lực thân có giúp đỡ, động viên tận tình gia đình, thầy cô bè bạn ™ Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn Luận Văn: Tiến só Lê Văn Trung, người hướng dẫn em tận tình suốt trình thực Luận Văn ™ Em xin chân thành cảm ơn thầy, cô môn Địa Tin Học giảng dạy, giúp đỡ em trình thực ™ Em xin chân thành cảm ơn thầy, cô khác Trường Đại Học Bách Khoa TP HCM giảng dạy em khoá học vừa qua ™ Em xin chân thành cảm ơn Tiến só Fumio Shinohara, Tiến só David Small, Tiến só Curtis W Chen, Tiến só Andreas Reigber, Tiến só Bert Kampes, Andy Smith cung cấp tài liệu hướng dẫn tận tình qúa trình thực nghiên cứu ™ Em xin chân thành cảm ơn Cơ quan không gian Âu Châu, công ty ISTS cung cấp liệu phần mềm xử lý cho nghiên cứu ™ Chân thành cảm ơn bạn lớp Cao Học K14 đồng nghiệp Trung tâm Địa Tin Học giúp đỡ suốt trình học tập thực nghiên cứu Trong thời gian làm Luận Văn có hạn chế, nên không tránh khỏi thiếu sót Luận Văn này, em mong bổ sung thông cảm thầy cô bạn đồng nghiệp TP HCM, ngày 30 tháng 06 năm 2005 Hồ Tống Minh Định i TÓM TẮT SAR giao thoa (InSAR – Interferometry SAR) trở thành kỹ thuật hữu hiệu cho xây dựng mô hình độ cao số (DEM), cho khả lập đồ không bị ảnh hưởng mây mưa, cho khả giám sát biến dạng bề mặt với độ xác vài cm Tuy nhiên, giao thoa làm số nguyên lần chu kỳ giá trị pha đo được, nên cần xử lý hồi phục lại giá trị pha ban đầu, bước then chốt kỹ thuật Bước xử lý toán mở pha Luận văn nghiên cứu mô hình toán qui trình xử lý kỹ thuật InSAR, toán mở pha cách giải Trên sở phương pháp giải toán mở pha, chọn giải thuật thích hợp cho việc thiết kế thực chương trình giải mở pha PUT - công cụ giải toán mở pha, cho phép nâng cao độ xác DEM đạt Luận văn chọn khu vực tỉnh Bình Định làm khu vực nghiên cứu thực nghiệm cho kỹ thuật InSAR Cuối cùng, đánh giá độ xác khả ứng dụng kỹ thuật InSAR qua kết qủa thực nghiệm DEM đạt từ phương án giải mở pha ABSTRACT Interferometric SAR (InSAR) has established itself as a useful technique for building Digital Elevation Model (DEM), for precise cloud-free topographic surveying and for the monitoring of topographic change at sub-centimetric accuracies However, measurements of the phase are only available modulo π , so, the processing need recover the original phase, is the key step of the InSAR technique This is known as the Phase Unwrapping problem This thesis research about the interferometric model and InSAR processes, phase unwrapping problem and the solution for problem Base on some methods for solving, choose the suitable algorithm for designing and implementing the PUT (Phase Unwrapping Tools) program – the solver for phase unwrapping problem, to enhance the accuracy of DEM generate through the InSAR technique This thesis has chosen Binh Dinh province for study area, to illustrate for the ability of the InSAR technique Finally, with many results from difference solution of phase unwrapping, evaluating the accuracy and the ability to apply the InSAR technique to generate DEM ii NHD: TS LÊ VĂN TRUNG LUẬN VĂN THẠC SĨ MỤC LỤC Trang Lời cảm ơn i Tóm tắt ii Muïc luïc iii Danh mục bảng .vi Danh mục hình vẽ vii Bảng thuật ngữ viết taét x CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN, MỤC TIÊU VÀ GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Tổng quan 1.2 Mục tiêu đề tài 1.3 Giới hạn đề tài CHƯƠNG 2: VIỄN THÁM RADAR 2.1 Giới thiệu 2.2 Nguyên lý thu nhận ảnh Radar 2.2.1 Nguyeân lý hoạt động SLAR 2.2.2 Nguyên lý hoạt động SAR .11 2.3 Các cảm Viễn thám Radar 14 2.3.1 Veä tinh ERS-1 & ERS-2 14 2.3.2 Veä tinh RADARSAT .15 2.4 Các ứng dụng Viễn thám Radar .16 2.3.1 Nông nghiệp 17 2.3.2 Lâm nghiệp 19 2.3.3 SAR giao thoa (InSAR) 20 2.3.4 Địa chaát 20 2.3.5 Các ứng dụng khác 21 CHƯƠNG 3: KỸ THUẬT INSAR 23 3.1 Giới thiệu .23 3.2 Các khái niệm 23 3.2.1 Hình học SAR 23 3.2.2 Đường đáy 25 3.2.3 Pha .26 3.2.4 AÛnh giao thoa 27 3.2.5 Tương quan ảnh .29 3.2.6 Mô hình độ cao số (DEM) 30 iii LUẬN VĂN THẠC SĨ NHD: TS LÊ VĂN TRUNG 3.3 Mô hình toán kỹ thuật InSAR 31 3.3.1 Sóng điện từ 31 3.3.2 Mô hình giao thoa .33 3.4 Qui trình xử lý InSAR 38 3.4.1 Đăng ký ảnh 39 3.4.2 Tạo giao thoa ảnh 40 3.4.3 Giải mở pha .42 3.4.4 Chuyển đổi pha thành cao ñoä 44 3.4.5 Geocoding aûnh 44 CHƯƠNG 4: BÀI TOÁN MỞ PHA 46 4.1 Giới thiệu .46 4.2 Bài toán mở pha chieàu 47 4.2.1 Các khái niệm .47 4.2.2 Bài toán mở pha chiều 48 4.3 Bài toán mở pha chiều 49 4.3.1 Định nghóa toán 49 4.3.2 Khái niệm Phần dư 50 4.3.3 Các phương pháp giải .52 4.4 Giải thuật Goldstein .56 4.4.1 Giới thiệu 56 4.4.2 Nội dung thuật toán 57 CHƯƠNG 5: GIỚI THIỆU NGÔN NGỮ IDL 60 5.1 Giới thiệu .60 5.2 Lập trình IDL 61 5.2.1 Caùc khaùi niệm IDL 61 5.2.2 Các cấu trúc điều khiển 62 5.2.3 Haøm, thủ tục hàm 65 5.2.4 Thực thi chương trình 66 5.3 Laøm việc với ma trận 67 5.3.1 Tạo ma trận IDL 67 5.3.2 Các toán tử ma trận 67 5.3.3 Truy xuất phần tử ma trận 68 5.3.4 Các ví dụ mẫu 69 CHƯƠNG 6: CHƯƠNG TRÌNH GIẢI MỞ PHA PUT 72 6.1 Giới thiệu .72 6.2 Hieän thực chương trình PUT .72 6.2.1 Phân tích yêu cầu 72 6.2.2 Thieát kế chương trình 73 iv LUẬN VĂN THẠC SĨ NHD: TS LÊ VĂN TRUNG 6.2.3 Hiện thực chương trình 73 6.3 Hướng dẫn sử dụng chương trình PUT 75 6.3.1 Cài đặt chương trình 75 6.3.2 Nhập xuất liệu 76 6.3.3 Xử lý toán mở pha 77 CHƯƠNG 7: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ 79 7.1 Giới thiệu .79 7.2 Khu vực nghiên cứu 79 7.2.1 Khu vực nghiên cứu 79 7.2.2 Dữ liệu nghiên cứu 81 7.3 So sánh, đánh giá 82 7.3.1 Phần mềm xử lý 82 7.3.2 Keát xử lý .83 CHƯƠNG 8: KẾT LUẬN 94 8.1 Kết luận 94 8.2 Đóng góp đề tài 95 8.3 Hướng mở đề tài 95 Tài liệu tham khảo .97 v LUAÄN VĂN THẠC SĨ NHD: TS LÊ VĂN TRUNG DANH MỤC CÁC BẢNG Trang 2.1 Đặc trưng quỹ đạo vệ tinh ERS-1 14 5.1 Các kiểu liệu 61 5.2 Caùc toaùn tử 62 7.1 Dữ liệu ảnh SAR cho khu vực nghiên cứu 81 7.2 So sánh DEM từ ASTER DEM từ InSAR 93 vi NHD: TS LÊ VĂN TRUNG LUẬN VĂN THẠC SĨ DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ 2.1 Trang Phổ điện từ phổ sóng cao tần 2.2 Các thành phần hệ thống tạo aûnh radar 2.3 Bề rộng bao phủ 2.4 Ảnh hưởng chiều dài xung đến độ phân giải tầm xiên 2.5 Dọc theo hướng bay 10 2.6 Điểm P thu nhận từ vị trí 1,2 đến N 12 2.7 Xử lyù SAR 13 2.8 Veä tinh ERS-2 .15 2.9 Veä tinh RADARSAT-1 .16 2.10 Khả thu ảnh cuûa RADARSAT 16 2.11 2.12 2.13 Tách thông tin vụ mùa từ ảnh RADARSAT-1 17 T T Quaûn lý rừng với RADARSAT 19 T T Thành lập đồ địa chaát 20 T T 2.14 RADARSAT cho giám sát băng tuyết .22 3.1 Sự khác ảnh SAR ảnh quang học hình học thu ảnh 24 3.2a Mô tả đường đáy 25 3.2b Các thành phần đường đáy 25 3.3 Độ lệch pha 26 3.4 AÛnh giao thoa 28 3.5 Nguyên lý tạo ảnh giao thoa 28 3.6 Ảnh tương quan 29 3.7 AÛnh DEM 30 3.8 Moâ tả sóng điện từ 31 3.9 Thay đổi điện trường theo thời gian 32 3.10 Ảnh hưởng thời gian khoảng cách đến lượng .33 3.11 Mô hình hình học cho hệ thống SAR giao thoa 34 3.12 Chênh lệch thu ảnh .37 3.13 Các bước xử lý InSAR 38 3.14 AÛnh giao thoa chưa lọc .41 vii LUẬN VĂN THẠC SĨ NHD: TS LÊ VĂN TRUNG Hình 7.7: DEM từ ảnh ASTER Hình 7.8: DEM tạo với thuật toán mở pha Goldstein HVTH: HỒ TỐNG MINH ĐỊNH 86 LUẬN VĂN THẠC SĨ NHD: TS LÊ VĂN TRUNG Hình 7.9: DEM tạo với thuật toán mở pha Constantini Hình 7.10: DEM tạo với thuật toán mở pha SNAPHU HVTH: HỒ TỐNG MINH ĐỊNH 87 NHD: TS LÊ VĂN TRUNG LUẬN VĂN THẠC SĨ Để đánh giá kết đạt được, so sánh cao độ điểm phân bố hai DEM Tuy nhiên, phương pháp hiệu có số điểm khống chế tin cậy Do đó, chọn cách so sánh cao độ theo mặt cắt dọc hai DEM [19] Chúng ta kiểm tra số vị trí cao độ khu vực đồng đồi núi Bốn vị trí đặc trưng chọn hình 7.11 Tại khu vực đồng bằng, kiểm tra vị trí (355 pixel) (354 pixel) Tại khu vực đồi núi, kiểm tra vị trí (452 pixel) (379 pixel) Hình 7.11: Vị trí so sánh Tại vị trí này, mặt cắt dọc DEM từ ảnh ASTER DEM tạo từ kỹ thuật InSAR tạo tính độ chênh lệch trung bình cao độ M H Trong phần này, để thể kết so sánh dễ dàng trực quan, qui ước gọi: • DEM từ ảnh ASTER gọi là: ASTER B HVTH: HỒ TỐNG MINH ĐỊNH B 88 NHD: TS LÊ VĂN TRUNG LUẬN VĂN THẠC SĨ • DEM tạo với lời giải mở pha thuật toán Constantini phần mềm InSAR Toolkit gọi là: Constantatini • DEM tạo với lời giải mở pha thuật toán Goldstein phần mềm PUT gọi là: Goldstein • DEM tạo với lời giải mở pha từ SNAPHU phần mềm PUT gọi là: SNAPHU So sánh DEM khu vực đồng Vị trí : U (a) Goldstein – ASTER, M H = 3.76 m B B B (b) Constantini – ASTER, M H = 3.76 m B B (c) SNAPHU – ASTER, M H = 7.75 m Hình 7.12: So sánh DEM vị trí B HVTH: HỒ TỐNG MINH ĐỊNH B B B 89 NHD: TS LÊ VĂN TRUNG LUẬN VĂN THẠC SĨ Vị trí : U (a) Goldstein – ASTER, M H = 17.34 m B B (b) Constantini – ASTER, M H = 7.78 m B B (c) SNAPHU – ASTER, M H = 9.38 m Hình 7.13: So sánh DEM vị trí B HVTH: HỒ TỐNG MINH ĐỊNH B B B B 90 NHD: TS LÊ VĂN TRUNG LUẬN VĂN THẠC SĨ So sánh DEM khu vực đồi núi Vị trí : U U (a) Goldstein – ASTER, M H = 51.67 m B B B (b) Constantini – ASTER Tại vị trí (7.14b), nhận thấy toán mở pha bị giải sai từ pixel đến pixel 244 Để đánh giá mô hình, tách hai khoảng: Vị trí pixel – 244 : M H = 269 m Vị trí pixel 245 – 452: M H = 74.58 m B B B B B B (c) SNAPHU – ASTER Hình 7.14: So sánh DEM vị trí Tại vị trí (7.14c), nhận thấy toán mở pha bị giải sai từ pixel đến pixel 299 Để đánh giá mô hình, tách hai khoảng: Vị trí pixel – 299 : M H = 208 m Vị trí pixel 300 – 452: M H = 77.80 m B HVTH: HỒ TỐNG MINH ĐỊNH B B B B B B B 91 NHD: TS LÊ VĂN TRUNG LUẬN VĂN THẠC SĨ Vị trí số 4: U U (a) Goldstein – ASTER, M H = 55.57 m B B B (b) Constantini – ASTER, M H = 45.03 m B B B (c) SNAPHU – ASTER Hình 7.15: So sánh DEM vị trí Tại vị trí (7.15c), nhận thấy toán mở pha bị giải sai từ pixel 225 đến pixel 379 Để đánh giá mô hình, tách hai khoảng: Vị trí pixel – 225 : M H = 95.92 m Vò trí pixel 225 – 379: M H = 259.97 m B HVTH: HỒ TỐNG MINH ĐỊNH B B B B B B B 92 NHD: TS LÊ VĂN TRUNG LUẬN VĂN THẠC SĨ Trên sở độ chênh lệch trung bình cao độ tính vị trí, tổng hợp lại giá trị tính độ lệch trung bình H A - H S DEM từ ảnh ASTER DEM tạo từ kỹ thuật InSAR B B B B Độ chênh lệch trung bình cao độ M H (m) B Khu vực Đồng Đồi núi Vị trí B HA - HS (m) B B B B Goldstein 3.76 17.34 51.67 55.57 Constantini 3.76 7.78 74.58 45.03 SNAPHU 7.75 9.38 77.8 95.92 B B 8.30 66.76 Bảng 7.2: So sánh DEM từ ASTER DEM từ InSAR Tại khu vực đồng bằng, cao độ thay đổi thấp, tần số đóng pha thấp nên toán mở pha bị giải sai Trên liệu DEM tạo được, độ chênh lệch trung bình so tương ảnh DEM ASTER khoảng 8.30 m Tại khu vực đồi núi, cao độ thay đổi nhanh, tần số pha đóng lớn gây khó khăn cho việc giải toán mở pha thể hình 7.14b, 7.14c 7.15c Trên liệu DEM tạo được, độ chênh lệch trung bình so tương ảnh DEM ASTER khoảng 66.76m Sự sai lệch lớn so với khu vực đồng bằng, thể hạn chế SAR thu ảnh vùng đồi núi Các kết đạt kết sơ ban đầu để đánh giá DEM từ kỹ thuật InSAR Trong thực tế, nên cần so sánh với DEM chuẩn xác DEM từ đồ địa hình Qua kết thực nghiệm khu vực tỉnh Bình Định, nhận thấy chương trình PUT thiết kế cho việc giải toán mở pha đạt kết tốt Kết cho thấy, giải thuật Goldstein phương án tốt nhất, tiếp đến giải thuật Constantini cuối SNAPHU HVTH: HỒ TỐNG MINH ĐỊNH 93 NHD: TS LÊ VĂN TRUNG LUẬN VĂN THẠC SĨ CHƯƠNG : KẾT LUẬN 8.1 KẾT LUẬN Mục tiêu luận văn giới thiệu kỹ thuật cho vấn đề xây dựng mô hình độ cao số, nêu bật ảnh hưởng quan trọng toán mở pha trình xử lý xây dựng công cụ để giải vấn đề Nhìn chung, luận văn hoàn thành mục tiêu đặt ban đầu, cụ thể số điểm sau: Làm rõ sở mô hình toán kỹ thuật InSAR, kỹ thuật thể ứng dụng quan trọng khoa học viễn thám Radar Dựa hai ảnh SAR có vị trí thu khác nhau, độ lệch pha tính toán, giải mở pha kết hợp với thông tin đường đáy, quỹ đạo vệ tinh, cao độ bề mặt tính tạo DEM Quá trình thành lập mô hình DEM cần xử lý qua bước đăng ký ảnh với độ xác khoảng 0.125pixel, tạo ảnh giao thoa, thực bước tiền xử lý cho toán mở pha làm phẳng pha lọc nhiễu, giải mở pha, chuyển đổi pha thành cao độ geocoding để chuyển ảnh từ hệ tọa độ SAR hệ tọa độ tham chiếu WGS84 Bài toán mở pha nghiên cứu làm rõ vai trò quan trọng bước xử lý Khái niệm Phần dư đưa để giải thích mức độ phức tạp giải pháp toán Trên sở đó, nhiều thuật toán giới thiệu, giải thuật Goldstein đánh giá tốt hiệu Tuy nhiên, thuật toán thường giải sai vùng tương quan thấp bị nhiễu, chưa có giải thuật tối ưu cho tất trường hợp Do đó, cần thiết phải có nhiều phương án cho việc giải toán mở pha xử lý theo kỹ thuật InSAR Trên sở đó, chương trình PUT thiết kế Chương trình giải mở pha PUT viết ngôn ngữ IDL số module viết ngôn ngữ C Chương trình thực thuật toán Goldstein SNAPHU cho xử lý mở pha Kết xử lý cho thấy chương trình chạy tốt so với sản phẩm thương mại – phần mềm PulSAR/InSAR ToolKit Trên sở ba phương án cho giải mở pha, hai phương án chương trình PUT phương án phần mềm InSAR HVTH: HỒ TỐNG MINH ĐỊNH 94 LUẬN VĂN THẠC SĨ NHD: TS LÊ VĂN TRUNG Toolkit, mô hình DEM tương ứng phương án tạo Kết thực nghiệm ban đầu tỉnh Bình Định, cho thấy DEM tạo từ InSAR lệch 8.3m khu vực đồng 66.76m khu vực đồi núi so sánh tương liệu DEM ảnh ASTER Trong điều kiện lý tưởng, toán mở pha giải hoàn toàn DEM từ kỹ thuật InSAR so với ảnh DEM ASTER đạt độ xác mong đợi khoảng < 10m 8.2 ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI Luận văn có giá trị thực tiễn cao Một số đóng góp đạt đề tài sau: Kết nghiên cứu ứng dụng ảnh SAR thành lập mô hình độ cao số Việt Nam Tạo tiền đề cho nghiên cứu sau ảnh SAR nhằm theo kịp với tiến công nghệ khoa học Viễn Thám giới Minh chứng cho khả ứng dụng kỹ thuật InSAR Phương pháp luận toán mở pha chương trình PUT công cụ giải vấn đề thực tế 8.3 HƯỚNG MỞ CỦA ĐỀ TÀI Dựa thực nghiệm thành công qua kết luận văn, có hướng phát triển cho nghiên cứu tương lai: Kỹ thuật InSAR vi phân Dựa lần thu ảnh khác nhau, phát chuyển động nhỏ bề mặt trái đất xảy khoảng thời gian lần thu nhận Kỹ thuật loại bỏ yếu tố địa hình thông qua mô hình pha mô từ mô hình độ cao số sẵn có Kỹ thuật cho tín hiệu lại tương ứng với thay đổi kích thước nhỏ (khoảng vài bước sóng cảm) địa hình, xác định biến dạng từ tín hiệu lại Mục tiêu kỹ thuật loại bỏ tín hiệu gây biến đổi địa hình từ ảnh giao thoa, để xác định độ biến dạng địa hình ảnh Kỹ thuật ứng dụng nâng cao kỹ thuật InSAR, gọi kỹ thuật InSAR vi phân (DInSAR - Differential InSAR), trở thành công cụ hiệu từ việc quan trắc biến dạng lún ứng dụng phát nước ngầm gas Hơn nữa, kỹ thuật DInSAR ứng dụng việc phát biến động nhỏ bề mặt trái đất HVTH: HỒ TỐNG MINH ĐỊNH 95 LUẬN VĂN THẠC SĨ NHD: TS LÊ VĂN TRUNG tác động núi lửa (ví dụ: nghiên cứu động đất Kobe (Nhật Bản), Hector Mine(California, Mỹ)) Kỹ thuật InSAR phân cực Các ứng dụng viễn thám SAR chia thành hai nhóm chính, nhóm xử lý giao thoa nhóm xử lý phân cực Kỹ thuật InSAR cung cấp vấn đề liên quan đến yếu tố độ cao mô hình độ cao số tính toán yếu tố khác phân biệt loại thực vật, cấu trúc lớp phủ thực vật… Kỹ thuật SAR phân cực (PolSAR - Polarimetry SAR) minh chứng cho khả cung cấp thông tin hữu ích bề mặt trái đất mùa vụ lúa, độ ẩm đất, thông số bề mặt địa mạo Phổ sóng siêu cao tần có bước sóng trãi dài từ vài centimet vài chục centimet đó, nhận biết cấu trúc có kích thước tương ứng với bước sóng Vì vậy, công cụ hữu hiệu cho việc phát tìm kiếm yếu tố môi trường tác động tự nhiên người Kỹ thuật InSAR phân cực (PolinSAR - Polarimetry-interferometry SAR) kỹ thuật tích hợp SAR phân cực SAR giao thoa, hứa hẹn mang lại nhiều khả ứng dụng tương lai Kỹ thuật thể tiến vượt bậc việc khai thác thông tin liệu ảnh SAR Từ kỹ thuật này, khảo sát độ cao mùa vụ lúa, xác định cao độ rừng,… Gần đây, nhiều cảm SAR thiết kế chuẩn bị phóng để phục vụ cho kỹ thuật PolinSAR ALOS/PALSAR (JAXA), RADARSAT-2 (CSA), TerraSAR-X (DLR),… HVTH: HỒ TỐNG MINH ĐỊNH 96 NHD: TS LÊ VĂN TRUNG LUẬN VĂN THẠC SĨ TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Abdefattah, R., and J M Nicolas, “Sub-pixelic Image Registration for SAR Interferometry Coherence Optimization”, Deùpartment MASC [2] Buckley, S., and Paul Rossen and Patricia Persaud, ROI_PAC Documentation – Repeat Orbit Interferometry Package, Caltech Jet Propulsion Laboratory, (2000) [3] Carande, R E., Overview and Future of Synthetic Apenture Radar Technology, Vexcel Corporation, (2000) [4] Carballo G F., and P W Fieguth, “Probabilistic Cost Function for Network Flow Phase Unwrapping”, University of Waterloo [5] Constantini, M., “A Novel PhaseUnwrapping Method Based on Network Programming”, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, (1998) [6] CSA, GlobeSAR, Education Resources for Radar Remote Sensing [7] CSA, Fundamentals of Remote Sensing, Education Resources for Radar Remote Sensing [8] Curlander, J C., and R N McDonough, Synthetic Apenture Radar: Systems and Signal Processing, (Wiley, New York, 1991) [9] Chen, C W, and H.A Zebker, “Two-Dimensional Phase Unwrapping with Use of Statistical Models for Cost Functions in Nonlinear Optimization”, Journal of the Optical Society of America A, (2001) [10] Chen, C W., Statistical-Cost Network-Flow Approaches to Two-Dimensional Phase Unwrapping for Radar Interferometry, Stanford University, (2001) [11] Dinh, H T M., and L V Trung, “DEM Generate from SAR Image – Experiment in Binh Dinh Province”, ESA Cat1 project, Department of Geomatics Engineering, HCMUT, (2005) [12] FAO, Radar Imagery: Theory and Interpretation, Lecture note, (1993) [13] Ge, L., and E Cheng, X Li, C Rizos, “Quantitative Subsidence Monitoring: The Intergrated InSAR, GPS and GIS Approach”, The th International Symposium on Satellite Navigation Technology Including Mobile Positioning & Location Serivces, (2003) P HVTH: HỒ TỐNG MINH ĐỊNH P 97 NHD: TS LÊ VĂN TRUNG LUẬN VĂN THẠC SĨ [14] Ghiglia, D C., and M D Pritt, Two-Dimensional Phase Unwrapping: Theory, Algorithms, and Software, (Wiley, New York, 1998) [15] Gonzalez, R C., and R E Woods, Digital Image Processing, (AddisionWesley Publishing, 1993) [16] Hồ Tống Minh Định, Lê Văn Trung, “Ứng dụng kỹ thuật InSAR xây dựng mô hình độ cao số (DEM)”, Hội nghị Khoa học & Công nghệ lần thứ 9, Trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM, (2005) [17] http://earth.esa.int/ HTU UTH [18] Jacobsen, K., “DEM generation from satellite data”, University of Hannover, Germany [19] Kampes, B., DORIS User’s manual & Technical documentation, Delft University of Technology, (1999) [20] Keung, N and Chakarat Skawratananond, Migrate Win32 C/C++ application to Linux on POWER, IBM Corporation [21] Lê Văn Trung, Viễn Thám, (NXB.ĐHQG TP.HCM, 2005) [22] Leica Geosystems, Radar Concepts, IMAGINE IFSAR, (2003) [23] Masumoto, S., and T V Anh and V Raghavan, “DEM generation form SAR Image-An Experiment in Kagoshima Region, South Japan”, Department of Geosciences, Osaka City University, (2004) [24] Nguyễn Hữu Phương, Xử Lý Tín Hiệu Số, (NXB.Thống Kê, 2003) [25] Olmsted, C., Scientific SAR User’s Guide, Alaska SAR Facility, (1993) [26] Reigber, A., and O Hellwich, ”RAT (Radar Tools): A free SAR image analysis software package”, Technical University Berlin, (2003) [27] Reigber, A., and J Moreira, “Phase Unwrapping by Fusion of Local and Global Methods”, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, (1997) [28] RSI, Building IDL Applications,(2004) [29] Schauble, C., and Salim Alam, Element of IDL, University of Colorado at Boulder, (1995) [30] Small, D., and D Nuesch, “Validation of Height Models from ERS Interferometry”, FINGRE 96, (1996) HVTH: HỒ TỐNG MINH ĐỊNH 98 LUẬN VĂN THẠC SĨ NHD: TS LÊ VĂN TRUNG [31] Small, D., Generation of Digital Elevation Models through Spaceborne SAR Interferometry, Department of Geography, University of Zurich, (1998) [32] Smith, A., Pulsar/InSAR ToolKit User’s Guide, Phoenix Systems, UK, (1999) [33] Xu, W., and I Cumming, “A Region-Growing Algorithm for InSAR Phase Unwrapping”, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, (1999) [34] Wegmuller, U., and C L Werner, T Strozzi, A Wiesmann, “Phase Unwrapping with Gamma ISP”, Gamma Remote Sensing AG, (2002) [35] Zebker, H A., and Y Lu, “Phase Unwrapping Algorithms for Radar Interferometry: Residue-Cut, Least-Squares, and Synthesis Algorithms”, Journal of the Optical Society of America A, (1998) [36] Zebker, H A., Interferometric Radar Processing Tutorial Viewgraphs, Department of Geophysics, Stanford University HVTH: HỒ TỐNG MINH ĐỊNH 99 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG U Họ tên: HỒ TỐNG MINH ĐỊNH Ngày sinh: 13 – 11 – 1980 Nơi sinh : Gia Lai Địa : 86H Võ Văn Hát, Phường Long Trường, Quận 9, TP HCM QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO U 1998 – 2003 : Học Đại Học Trường Đại Học Bách Khoa TP HCM Ngành học: Địa Tin Học 2003 – 2005 : Học Cao Học Trường Đại Học Bách Khoa TP HCM Ngành học: Địa Tin Học QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC U 12/2002 – 02/2004 : Công tác Công ty Liên Doanh Xây Dựng Nền Móng Phía Nam 02/2004 – 03/2005 : Công tác Phòng Thí Nghiệm Viễn Thám, Trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM 03/2005 – Nay : Công tác Trung Tâm Địa Tin Học ... TÀI: ỨNG DỤNG KỸ THUẬT INSAR TRONG XÂY DỰNG MƠ HÌNH ĐỘ CAO SỐ (DEM) II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: - Nhiệm vụ: Nghiên cứu việc ứng dụng kỹ thuật InSAR xây dựng mơ hình độ cao số (DEM) đánh giá độ xác... thay đổi độ cao pixel tạo mô hình độ cao số Hiện nay, kỹ thuật sử dụng để tạo mô hình độ cao số vùng nhiệt đới, cận xích đạo với chi phí thấp Biên tập đồ địa hình từ giám sát SAR giao thoa mô tả... Nam chúng ta, chưa có quan ứng dụng kỹ thuật việc xây dựng mô hình độ cao số nói riêng, ứng dụng lónh vực khác nói chung Do đó, việc nghiên cứu, đánh giá kỹ thuật InSAR cải thiện kết toán mở