phân tích ảnh đa thời gian

Khóa học Khóa học ứ ứ ng dụng ng dụng v v iễn thám trong quản lý Tài nguyên và Môi trường - Trung tâm Viễn thám quôc gia, 2008 iễn thám trong quản lý Tài nguyên và Môi trường - Trung tâm Viễn thám quôc gia, 2008 trung tâm Viễn thám quôc gia Trung tâm thu nhận và xử lý ảnh viễn thám Hà Nội, 9 - 2008 Change detection Lê Minh Sơn VNGS Email: sonlm@rsc.gov.vn Tel: 04-763 8825; 0912 011 474 Khóa học Khóa học ứ ứ ng dụng ng dụng v v iễn thám trong quản lý Tài nguyên và Môi trường - Trung tâm Viễn thám quôc gia, 2008 iễn thám trong quản lý Tài nguyên và Môi trường - Trung tâm Viễn thám quôc gia, 2008 Nội dung Khái niệm Nguyên lý Các phương pháp Chỉ số thực vật NDVI Change dection sử dụng chuỗi NDVI Change dection sử dụng các ảnh phân lớp Thực hành Change dection sử dụng chuỗi NDVI Khóa học Khóa học ứ ứ ng dụng ng dụng v v iễn thám trong quản lý Tài nguyên và Môi trường - Trung tâm Viễn thám quôc gia, 2008 iễn thám trong quản lý Tài nguyên và Môi trường - Trung tâm Viễn thám quôc gia, 2008 Khái niệm Change Detection Change detection là một trong những phương pháp phân tích ảnh viễn thám đa thời gian nhằm xác định sự thay đổi của đối tượng trên bề mặt trái đất. ảnh viễn thám đa thời gian là tập hợp các ảnh của một khu vực ở các thời điểm khác nhau : T0, T1, T2, .Tn, trong đó T0 được coi như thời điểm bắt đầu và các thời điểm T1,T2, .Tn là các thời điểm có các sự kiện có thể làm thay đổi các thông tin về hiện trạng khu vực. Sử dụng phương pháp change detection cần có các điều kiện sau: - Thu nhận liên tục ảnh các thời kỳ trên cùng một khu vực - Các ảnh được xử lý hình học với độ chính xác cao. Ưu điểm: - Cung cấp thông tin đánh giá nhanh về sự thay đổi của các đối tượng trên bề mặt Nhược điểm: - Dễ nhầm lẫn những đối tượng thay đổi theo mùa Khóa học Khóa học ứ ứ ng dụng ng dụng v v iễn thám trong quản lý Tài nguyên và Môi trường - Trung tâm Viễn thám quôc gia, 2008 iễn thám trong quản lý Tài nguyên và Môi trường - Trung tâm Viễn thám quôc gia, 2008 Nguyên lý Change Detection Các band phổ Visibe, NIR, MIR của ảnh thu nhận năng lượng phản xạ của mặt trời chiếu xuống bề mặt trái đất, Cùng một bề mặt thì năng lượng phản xạ thu được là như nhau trên cùng một sensor, giá trị quan sát được của một điểm nào đó trên bề mặt là giống nhau (cùng sensor, cùng tia chiếu mặt trời), Các đối tượng khác nhau thì giá trị phản xạ khác nhau, vì vậy nếu một điểm được quan sát ở thời điểm trước và sau, nếu có giá trị khác nhau thì điểm đó thay đổi. Ví dụ: nếu một vùng nước bị thu hẹp hoặc vùng đất trống trở thành có cây phủ thì phản xạ của chúng ở vùng cận hồng ngoại sẽ rất khác nhau, vì vậy change detection thường được sử dụng bằng cách so sánh trên cùng một khu vực các ảnh được chụp cùng loại sensor trên cùng band phổ ở các thời điểm khác nhau. Khóa học Khóa học ứ ứ ng dụng ng dụng v v iễn thám trong quản lý Tài nguyên và Môi trường - Trung tâm Viễn thám quôc gia, 2008 iễn thám trong quản lý Tài nguyên và Môi trường - Trung tâm Viễn thám quôc gia, 2008 Phản xạ phổ của các đối tượng Phản xạ của nước trong thường thấp, cao nhất ở band blue và giảm dần ở các band có độ dài bước sóng cao. Nước trong thể hiện trên ảnh có màu blue tối. Nước đục có chứa các vật chất phù xa làm tăng giá trị phản xạ phổ ở dải sóng đỏ, vì vậy nước có màu nâu Đất trống thường phụ thuộc vào độ ẩm và giá trị phản xạ tăng khi bư ớc sóng tăng, trên ảnh thể hiện màu đỏ-vàng Thực vật có giá trị phản xạ phổ mạnh, - thấp ở dải sóng blue và đỏ vì bị chất diệp lục trong lá cây hấp thụ, - mạnh nhất ở dải cận hồng ngoại Khóa học Khóa học ứ ứ ng dụng ng dụng v v iễn thám trong quản lý Tài nguyên và Môi trường - Trung tâm Viễn thám quôc gia, 2008 iễn thám trong quản lý Tài nguyên và Môi trường - Trung tâm Viễn thám quôc gia, 2008 Mô phỏng Change Detection Trường hợp vùng rừng trở thành đất trống (hiện tượng chặt phá hoặc khai thác rừng): - Thực vật phản xạ mạnh ở NIR, giá trị trên band TM4 (XS3) rất cao - Khi rừng bị chặt, đất trở nên trống thì giá trị phản xạ của đất trống thấp, trên band TM4 (XS3) đo được giá trị nhỏ hơn. Theo nguyên tắc trên, phân tích ảnh trên máy tính có thể phát hiện được những thay đổi của đối tượng trên bề mặt. ảnh hưởng của điều kiện khí quyển làm cho giá trị phản xạ của đối tượng khác nhau ở các vị trí khác nhau, thời gian chụp khác nhau: - Cùng một loại đối tượng lớp phủ nhưng giá trị DN không bằng nhau, vì vậy khó có thể thu được giá trị DN ngang bằng ở các thời điểm. Khãa häc Khãa häc ø ø ng dông ng dông v v iÔn th¸m trong qu¶n lý Tµi nguyªn vµ M«i tr­êng - Trung t©m ViÔn th¸m qu«c gia, 2008 iÔn th¸m trong qu¶n lý Tµi nguyªn vµ M«i tr­êng - Trung t©m ViÔn th¸m qu«c gia, 2008 M« pháng Change Detection Khóa học Khóa học ứ ứ ng dụng ng dụng v v iễn thám trong quản lý Tài nguyên và Môi trường - Trung tâm Viễn thám quôc gia, 2008 iễn thám trong quản lý Tài nguyên và Môi trường - Trung tâm Viễn thám quôc gia, 2008 Phương pháp nhận dạng thay đổi 1. Bằng hiển thị ảnh Mở các ảnh ở các thời kỳ khác nhau và nhận dạng thay đổi bằng mắt thường 2. Chồng chập các ảnh ở các thời kỳ khác nhau Đòi hỏi các ảnh phải được xử lý hình học chính xác về cùng một hệ toạ độ. a. Sử dụng hiển thị nháy ảnh (flickering) - sẵn có ở các phần mềm viễn thám - hiển thị các ảnh trên cùng một cửa sổ - thuận tiện hơn hiển thị trên 2 cửa sổ b. Thao tác với giá trị DN của ảnh - Lấy giá trị DN của band 4 (XS3) ở thời điểm bắt đầu và trừ đi giá trị của chính điểm đó ở các thời kỳ khác nhau: - Thực vật giảm khi giá trị thu được là (+) và khi thực vật tăng thì giá trị thu được là (-). Khóa học Khóa học ứ ứ ng dụng ng dụng v v iễn thám trong quản lý Tài nguyên và Môi trường - Trung tâm Viễn thám quôc gia, 2008 iễn thám trong quản lý Tài nguyên và Môi trường - Trung tâm Viễn thám quôc gia, 2008 Phương pháp nhận dạng thay đổi c. Dùng tổ hợp màu Gán cùng band phổ của các ảnh thu được ở các thời kỳ: với màu đỏ thời kỳ đầu, màu blue thời kỳ sau Ví dụ: ảnh Landsat 2 thời kỳ - band 4 của ảnh cũ gán màu đỏ - band 4 của ảnh mới gán màu blue Kết quả: Nếu các vùng mà có giá trị phản xạ tăng ở vùng cận hồng ngoại, có nghĩa là thực vật tăng hoặc vùng nước chuyển thành vùng đất trống, trên ảnh sẽ có màu blue Các vùng mà giá trị phản xạ giảm, trên ảnh sẽ có màu đỏ. Tổ hợp màu RGB Khóa học Khóa học ứ ứ ng dụng ng dụng v v iễn thám trong quản lý Tài nguyên và Môi trường - Trung tâm Viễn thám quôc gia, 2008 iễn thám trong quản lý Tài nguyên và Môi trường - Trung tâm Viễn thám quôc gia, 2008 Phương pháp nhận dạng thay đổi c. Dùng tổ hợp màu ảnh Landsat thời điểm 1989 (trái) và 1998 (phải) khu vực Tánh Linh Bình Thuận . pháp phân tích ảnh viễn thám đa thời gian nhằm xác định sự thay đổi của đối tượng trên bề mặt trái đất. ảnh viễn thám đa thời gian là tập hợp các ảnh của. các ảnh thu được ở các thời kỳ: với màu đỏ thời kỳ đầu, màu blue thời kỳ sau Ví dụ: ảnh Landsat 2 thời kỳ - band 4 của ảnh cũ gán màu đỏ - band 4 của ảnh