ENVI THỰC HÀNH HIỆU CHỈNH HÌNH HỌC

1 * Vệ tinh đã ngừng hoạt động Khóa học ứng dụng viễn thám trong quản lý Ti nguyên v Môi trờng - Trung tâm Viễn thám, 2006 Giới thiệu ảnh vệ tinh Spot Vệ tinh SPOT: SPOT1: 2 1986 * SPOT2: 2 1990 SPOT3: 9 1993 * SPOT4: 3 1998 SPOT5: 5 2002 Khóa học ứng dụng viễn thám trong quản lý Ti nguyên v Môi trờng - Trung tâm Viễn thám, 2006 Giới thiệu ảnh vệ tinh Spot z Cảnh SPOT: Độ rộng :60 km x 60km Các kênh phổ: + Panchromatic: 0,51 0,73 m (toàn sắc) + Đa phổ: XS1 0,50 0,59 m (sóng xanh lá cây) XS2 0,61 0,68 m (sóng đỏ) XS3 0,79 0,89 m (sóng cận hồng ngoại NIR) XI (sóng hồng ngoại ngắn SWIR) z Độ phân giải: Pan: 10m, 5m. Super mode: 2,5m XS: 20m, 10m XS1 XS2 XS3 Tổ hợp màu Hình phóng to ảnh vệ tinh SPOT Khóa học ứng dụng viễn thám trong quản lý Ti nguyên v Môi trờng - Trung tâm Viễn thám, 2006 Thực hành Xử lý ảnh Khóa học ứng dụng viễn thám trong quản lý Ti nguyên v Môi trờng - Trung tâm Viễn thám, 2006 C C á á c c m m ứ ứ c c x x ử ử lý lý ả ả nh nh SPOT SPOT z Mức 1A: ảnh thô, cha xử lý hình học v phổ (hình học ảnh đợc xử lý hệ thống) z Mức 1B: Hình học của ảnh tơng đơng mức 1A, phổ đợc loại trừ yếu tố nhiễu z Mức 2A: Xử lý hình học bằng mô hình vật lý không có điểm khống chế *, phổ ở mức 1B z Mức 2B: Xử lý hình học bằng mô hình vật lý, dùng điểm khống chế mặt đất, có xử lý phổ bằng các thuật toán tăng cờng chất lợng ảnh, có sử dụng phép lọc ảnh z Mức 3: Xử lý hình học bằng mô hình vật lý, dùng điểm khống chế mặt đất, sử dụng mô hình số địa hình (DEM) loại bỏ biến dạng do chênh cao địa hình. Có (hoặc không) xử lý phổ bằng các thuật toán tăng cờngchấtlợng ảnh. Khóa học ứng dụng viễn thám trong quản lý Ti nguyên v Môi trờng - Trung tâm Viễn thám, 2006 Nắn chỉnh hình học Tại sao phải nắn chỉnh ảnh viễn thám ảnh thô có rất nhiều biến dạng, Các biến dạng do: Độ cao bay chụp Góc chụp Sai số xác định vị trí vệ tinh ảnh hởng khí quyển Chênh cao địa hình z Gây ra các sai số trên ảnh: sai số vị trí , biến dạng hình học ảnh không trùng khít trên bản đồ không thể dùng trực tiếp ảnh thô để đo đạc nh trên bản đồ. z Các cách nắn chỉnh hình học: Xử dụng mô hình vật lý ảnh Xử dụng mô hình đa thức Mô hình vật lý (Physical Model) Xây dựng mối quan hệ toán học giữa: Tọa độ cục bộ của thiết bị chụp Vị trí vệ tinh Hệ tọa độ quỹ đạo điều khiển vệ tinh Hệ tọa độ tham chiếu Hệtọađộtrắc địa Lới chiếu bản đồ Điểm khống chế mặt đất Mô hình đa thức: (Polynomial Model) Coi các biến dạng ảnh bằng một phơng trình đa thức Dùng điểm khống chế để xác định các tham số của đa thức Khóa học ứng dụng viễn thám trong quản lý Ti nguyên v Môi trờng - Trung tâm Viễn thám, 2006 Mô hình hình học ảnh vệ tinh 2 Z X Y L T V R S G Hệtoạđộđịatâmvàhệtoạđộcụcbộ Giá trị T, L, R xác định trong hệ toạ độ địa tâm G (X,Y,Z) Hệ toạ độ quỹ đạo cục bộ (T,L,R) Khóa học ứng dụng viễn thám trong quản lý Ti nguyên v Môi trờng - Trung tâm Viễn thám, 2006 Mô hình hình học ảnh vệ tinh Y Z X h h Y Z X p 0 0 q L T R Z X Y L T V R S G Ta nh trong h ta ccb LRT Hệ ta địa tâm XYZ Hệ ta tham chiếu , , h Hệ ta trắc địa , , h Hệ ta bản đồ x y Z (Z: độ cao geoide) Khóa học ứng dụng viễn thám trong quản lý Ti nguyên v Môi trờng - Trung tâm Viễn thám, 2006 Mô hình hình học ảnh vệ tinh Các kiểu mô hình vật lý: 1- Mô hình 1 cảnh: mô hình cho từng cảnh ảnh riêng (60 km x 60 km) 2- Mô hình theo dải: Gắn kết các cảnh chụp cùng thời điểm trong dải bay Có thể gắn 9 cảnh trong 1 dải (60 km x 540 km) 3- Mô hình khối: Gắn kết các dảI v cảnh chụp các thời điểm khác nhau u điểm: Sốlợng điểm khống chế cần tối thiểu Độ chính xác cao trong khu vực rộng lớn Nhợc điểm: Cần thiết bị phần cứng v phần mềm chuyên dụng (đắt tiền) Khóa học ứng dụng viễn thám trong quản lý Ti nguyên v Môi trờng - Trung tâm Viễn thám, 2006 Mô hình hình học ảnh vệ tinh Mô hình Polynomyal: Mô hình Affine: X = ap + bl + c Y = dp + el + f p,l : vị trí pixel theo hàng, cột a,b,c,d,e,f: các tham số cần xác định nhờ điểm KC Mô hình đa thức bậc 2: x 1 = a 0 + a 1 x + a 2 x + a 2 y + a 3 x y +a 4 x 2 + a 5 y 2 y 1 = b 0 + b 1 y + b 2 y + b 2 x + b 3 x y +b 4 x 2 + b 5 y 2 Mô hình đa thức bậc 3: x 1 = a 0 + a 1 x + a 2 x + a 2 y + a 4 x 2 + a 5 y 2 a 3 x y +a 5 x 2 y + a 7 x y 2 +a 8 x 3 + a 9 y 3 y 1 = b 0 + b 1 y + b 2 y + b 2 x+ b 3 x y + b 3 x y +b 4 x 2 + b 5 y 2 +b 6 x 2 y+ b 7 x y 2 +b 8 x 3 + b 9 y 3 Khóa học ứng dụng viễn thám trong quản lý Ti nguyên v Môi trờng - Trung tâm Viễn thám, 2006 Mô hình hình học ảnh vệ tinh Các bớc nắn chỉnh hình học Nhập ảnh Lựa chọn mô hình Chọn điểm khống chế Tính toán mô hình Kiểm tra sai số mô hình, chọn lại điểm (nếu cần thiết) Nắn ảnh Khóa học ứng dụng viễn thám trong quản lý Ti nguyên v Môi trờng - Trung tâm Viễn thám, 2006 Nắn chỉnhhìnhhọcảnhvệtinh Khởi động phần mềm ENVI: Bấm chuột vào phím START, chọn Program/RSI ENVI 4.0/ENVI Mở ảnh Chọn File/Open External File/Generic Format/ Chọn TIFF-GeoTIFF format Chọn ổ đĩa D3[E] Chọn đờng dẫn: temp/IMAGE Chọn format ảnh: TIFF Chọn ảnh XS.tif Open Khóa học ứng dụng viễn thám trong quản lý Ti nguyên v Môi trờng - Trung tâm Viễn thám, 2006 Thực hành Xử lý ảnh vệ tinh Hiệu chỉnh hình học ảnh vệ tinh 3 Hiển thị ảnh Chọn hiển thị ảnh đa phổ: RGB Color Chọn các kênh phổ tơng ứng với R,G,B Mở cửa sổ hiển thị: New Display Hiển thị ảnh: bấm phím Load RGB CủasổIMAGE:hiểnthịảnh1:1 Của sổ ZOOM: phóng ảnh Của sổ SCROL : hiển thị tonbộảnh Khóa học ứng dụng viễn thám trong quản lý Ti nguyên v Môi trờng - Trung tâm Viễn thám, 2006 Thực hành Xử lý ảnh vệ tinh Mở và hiển thị bản đồ: (tơng tự nh mở và hiển thị ảnh) Chọn File/Open External File/Generic Format/ Chọn TIFF-GeoTIFF format Chọn ổ đĩa D3[E] Chọn đờng dẫn: temp/RAMSAR/IMAGE Chọn format : TIFF/GeoTIFF Chọn bando.tif Open Hiển thị bản đồ Chọn hiển thị : RGB Color (bản đồ đợc quét màu) Chọn các kênh phổ tơng ứng với R,G,B Mở cửa sổ hiển thị: New Display Hiển thị ảnh: Load RGB Nắn chỉnh hình học ảnh Khóa học ứng dụng viễn thám trong quản lý Ti nguyên v Môi trờng - Trung tâm Viễn thám, 2006 Thực hành Xử lý ảnh vệ tinh 2. 2. Ch Ch ọ ọ n n : : Warp Image l Warp Image l à à ả ả nh nh v v ệ ệ tinh tinh c c ầ ầ n n n n ắ ắ n n ch ch ỉ ỉ nh nh ( ( hi hi ể ể n n thị thị ở ở c c ử ử a a s s ổ ổ hi hi ể ể n n thị thị Display #1) Display #1) 1. 1. Ch Ch ọ ọ n n : : Base Image l Base Image l à à b b ả ả n n đồ đồ đã đã n n ắ ắ n n ch ch ỉ ỉ nh nh ( ( ho ho ặ ặ c c ả ả nh nh đã đã n n ắ ắ n) n) ( ( hi hi ể ể n n thị thị ở ở c c ử ử a a s s ổ ổ hi hi ể ể n n thị thị Display #2) Display #2) 3. 3. Bấm Bấm OK: OK: Khóa học ứng dụng viễn thám trong quản lý Ti nguyên v Môi trờng - Trung tâm Viễn thám, 2006 Thực hành Xử lý ảnh vệ tinh Khóa học ứng dụng viễn thám trong quản lý Ti nguyên v Môi trờng - Trung tâm Viễn thám, 2006 Thực hành Xử lý ảnh vệ tinh Lu ý: - Chọn mô hình đa thức bậc 1 - Chọn các điểm đồng nhất trên ảnh và bản đồ: Các điểm nhìn thấy rõ ràng trên ảnh và bản đồ Các điểm đảm bảo là không thay đổi do thời gian Các điểm thờng chọn là : giao nhau của đờng giao thông hoặc ngã ba suối, Cầu cống, các địa vật độc lập khi xác định rõ trên ảnh và trên bản đồ -Số lợng điểm: Đối với mô hình đa thức thì số lợng điểm càng nhiều thì độ chính xác nắn ảnh càng cao. Các điểm phải phân bố đều trên toàn ảnh. -Dùng phím di chuyển trên bàn phím để xác định vị trí chính xác của điểm - Khi đã chọn đợc 5 điểm thì có thể dùng Predict để xác định nhanh vị trí điểm cần chọn 1. 1. Ch Ch ọ ọ n n M M ô ô h h ì ì nh nh đ đ a a th th ứ ứ c c b b ậ ậ c c 1 1 2. 2. Ch Ch ọ ọ n n đ đ i i ể ể m m tr tr ê ê n n c c ử ử a a s s ổ ổ hi hi ể ể n n thị thị b b ả ả n n đồ đồ v v à à hi hi ể ể n n thị thị ả ả nh nh 3. 3. Add Point Add Point 1 1 3 3 Khóa học ứng dụng viễn thám trong quản lý Ti nguyên v Môi trờng - Trung tâm Viễn thám, 2006 Thực hành Xử lý ảnh vệ tinh Lu ý: -Trongtrờng hợp nắn chỉnh Image to Image thì sai số của điểm đợc tính bằng pixel - Sai số X,Y và RMS của điểm cần đạt là < or = 0,5 1. Hiển thị danh sách các điểm khống chế 2. Kiểm tra sai số của các điểm 3. Chọn lại điểm nếu cần thiết Error X: Sai số theo chiều X Error Y: Sai số theo chiều Y RMS: Sai số trung phơng trung bình cộng On/Off: sử dụng/không sử dụng điểm dùng trong mô hình Delete: xóa điểm. Update: chọn lại điểm 4. Ghi lại các điểm khống chế -File/Save GCPs to ASCII -Chọn đờng dẫn để lu -OK Khóa học ứng dụng viễn thám trong quản lý Ti nguyên v Môi trờng - Trung tâm Viễn thám, 2006 Thực hành Xử lý ảnh vệ tinh 1. Ch 1. Ch ạ ạ y y ch ch ơ ơ ng ng tr tr ì ì nh nh n n ắ ắ n n ả ả nh nh : : Option/Warp File Option/Warp File Ho Ho ặ ặ c c tr tr ê ê n n Menu Menu chính chính : Map/Registration/Warp From : Map/Registration/Warp From GCPs GCPs /Image to Image /Image to Image 2. 2. Ch Ch ọ ọ n n ả ả nh nh c c ầ ầ n n n n ắ ắ n, n, OK OK 3. 3. Ch Ch ọ ọ n n Ph Ph ơ ơ ng ng ph ph á á p n p n ắ ắ n: n: Polynomial, Polynomial, B B ậ ậ c c 1, 1, Resampling Resampling linear (*) linear (*) Ch Ch ọ ọ n n Output Result to File Output Result to File Ch Ch ọ ọ n n đ đ ờng ờng d d ẫ ẫ n n v v à à ghi ghi t t ê ê n file n file kết kết qu qu ả ả n n ắ ắ n n Ok Ok 1 2 3 Khóa học ứng dụng viễn thám trong quản lý Ti nguyên v Môi trờng - Trung tâm Viễn thám, 2006 Thực hành Xử lý ảnh vệ tinh 4 Hiển thị và kiểm tra ảnh 1- Hiển thị ảnh vừa đợc nắn 2- Hiển thị bản đồ nắn 3- Trên menu của của sổ Image, chọn: Tools/Link/Link Displays Chọn các chế độ hiển thị Link OK Khóa học ứng dụng viễn thám trong quản lý Ti nguyên v Môi trờng - Trung tâm Viễn thám, 2006 Thực hành Xử lý ảnh vệ tinh Hiệu chỉnh Phổ 1- Hiển thị ảnh vừa đợc nắn 2- Thay đổi Histogram Trên menu của cửa sổ IMAGE chọn Enhance/Interactive Stretching 3- Chọn : trên menu của cửa sổ ảnh Histogram Stretch_Type : Linear Histogram_Source: Scroll 4- Thay đổi Input Histogram bằng cách đa con trỏ vào các vị trí cần điều chỉnh, Apply 5- Ghi kết quả 2 3 Khóa học ứng dụng viễn thám trong quản lý Ti nguyên v Môi trờng - Trung tâm Viễn thám, 2006 Thực hành Xử lý ảnh vệ tinh M d liu nh cn nn Nn nh theo im GCP Chn h ta nh nn 5 Chọn điểm GCP Bảng sai số của các điểm GCP Nắn ảnh Lựa chọn các phương pháp nắn ảnh . 2006 Nắn chỉnhhìnhhọcảnhvệtinh Khởi động phần mềm ENVI: Bấm chuột vào phím START, chọn Program/RSI ENVI 4.0 /ENVI Mở ảnh Chọn File/Open External File/Generic. xác của điểm - Khi đã chọn đợc 5 điểm thì có thể dùng Predict để xác định nhanh vị trí điểm cần chọn 1. 1. Ch Ch ọ ọ n n M M ô ô h h ì ì nh nh đ đ a a