7. Cấu trúc của luận văn
1.3.2Khả năng ứng dụng ảnh cường độ phản hồi Lidar trong phân loại lớp phủ bề
bề mặt
Thông thường, việc phân loại xác định lớp phủ mặt đất được sử dụng chủ yếu bằng ảnh viễn thám đa phổ.Về mặt dung lượng thông tin, ảnh cường độ phản hồi của Lidar chỉ tương đương với một kênh ảnh nếu so sánh với ảnh viễn thám đa phổ. Tuy nhiên, với bước sóng của đa số các hệ thống Lidar thông dụng nằm trong khoảng từ 1054nm đến 1550nm thì ảnh cường độ phản hồi của Lidar sẽ là sự bổ sung hữu hiệu cho các ảnh viễn thám thông thường vì đa số các hệ thống thu ảnh
31
viễn thám độ phân giải cao hiện nay như IKONOS, Quickbird, v.v. đều không có các kênh ảnh ở bước sóng nói trên.
Mặt khác, ảnh cường độ phản hồi của Lidar khác ảnh viễn thám về mặt tính chất của chùm tia. Mỗi giá trị độ xám của các điểm ảnh trên ảnh viễn thám là năng lượng của toàn bộ lớp vật chất nằm trong một điểm ảnh ở một giải sóng điện từ nhất định mà bộ cảm của hệ thống viễn thám thu được. Các chùm tia của hệ thống Lidar thường có độ rộng (footprint) nhỏ và giá trị độ xám của mỗi điểm ảnh (pixel) là giá trị nội suy từ các giá trị cường độ phản hồi thu được của các điểm lân cận điểm ảnh đó trong đám mây các điểm (point clound). Như vậy, giá trị độ xám của mỗi điểm ảnh trên ảnh cường độ phản hồi của Lidar không nhất thiết là đại diện cho giá trị phản hồi của toàn bộ vật chất nằm trong một điểm ảnh mà chỉ là giá trị cường độ phản hồi của một phần vật chất nhất định nằm trong điểm ảnh. Và việc phân loại lớp phủ bằng ảnh cường độ phản hồi bản thân nó đã chứa một số sai số nhất định.
Tuy nhiên, nếu so sánh với ảnh viễn thám, ảnh cường độ phản hồi Lidar có một số ưu điểm nhất định. Chùm tia Lidar cho phép quét xuyên qua các tán cây đồng nghĩa với việc ảnh cường độ phản hồi tạo ra từ dữ liệu đám mây điểm (point clound) chứa đựng cả những thông tin về bề mặt vật chất ở dưới tán cây. Ưu điểm này cho phép ảnh cường độ phản hồi có thể sử dụng để xác định các đối tượng phía dưới tán cây.Với mỗi xung phát ra có thể có tới 5 tín hiệu phản hồi. Các tín hiệu phản hồi này có thể thuộc các tầng khác nhau của thực phủ như: tán lá, cành cây hay mặt đất phía dưới tán cây; hoặc mép mái nhà và bề mặt mặt đất (Hình 1.10). Xung phản hồi thứ nhất có nhiều khả năng là các điểm nằm trên bề mặt tán cây còn xung phản hồi cuối cùng có nhiều khả năng là các điểm mặt đất. Do vậy dữ liệu cường độ phản hồi của Lidar có thể ứng dụng trong nghiên cứu rừng và sự phát triển của cây.
Với tầm bay thấp và số lượng điểm đo lớn, dữ liệu Lidar cho phép đạt được độ phân giải cao hơn so với các hệ thống thám. Nếu mật độ điểm quét lớn, có thể đạt được ảnh cường độ phản hồi với độ phân giải lên tới 0.2m trong khi các hệ thống viễn thám thương mại cao nhất hiện nay mới cho độ phân giải mặt đất tới 0.5m với
32
ảnh toàn sắc và 2m với ảnh phổ. Hơn nữa do là nguồn viễn thám chủ động và bước sóng của tín hiệu nên dữ liệu cường độ phản hồi Lidar có thể thu được vào ban đêm và có thể có bất cứ lúc nào cần thu dữ liệu.
Hình 1.10: Chùm tia Laser và các xung phản hồi
(Nguồn www.lidarcomm.com)
Một ưu điểm của ảnh cường độ phản hồi là ảnh được xác định từ đám mây các điểm với mật độ cao bằng các thiết bị bay tầm thấp và không sử dụng ánh sáng nhìn thấy được nên không bị hiện tượng bóng của đối tượng như đối với ảnh viễn thám và ảnh hàng không. Ưu điểm này cho phép có thể sử dụng ảnh cường độ phản hồi để bổ sung cho những vùng dữ liệu còn thiếu khi phân loại bằng ảnh viễn thám độ phân giải cao.