3. Viễn thám và hệ thông tin địa lý 1 Cơ sở khoa học của ph− ơng pháp viễn thám
3.2.Khái niệm về t− liệu ảnh số và các ph−ơng pháp phân loạ
3.2.1. Khái niệm về t− liệu ảnh số
ảnh số là một dạng t− liệu ảnh không l−u trên giấy ảnh hoặc phim thông th−ờng mà đ−ợc chia thành nhiều phần tử nhỏ đ−ợc gọi là các pixel. Mỗi pixel t−ơng ứng với một đơn vị thông tin và đ−ợc l−u trên đĩa từ hoặc băng từ. Các pixel th−ờng có dạng hình vuông và đ−ợc xác định bằng toạ độ hàng, cột. Hệ toạ độ ảnh th−ờng có gốc toạ độ ở góc trên bên trái và tăng dần từ trái sang phải đối với toạ độ cột, từ trên xuống d−ới đối với toạ độ hàng. Tuỳ theo độ phân giải của ảnh ng−ời ta sử dụng vào các mục đích khác nhau cho phù hợp.
T− liệu ảnh số đ−ợc ghi lại trên đĩa hoặc băng từ theo những trật tự nhất định gọi là kiểu định dạng (format). Các kiểu định dạng này có thể chuyển đổi qua lại nhau để xử lý nhờ các ch−ơng trình xử lý ảnh. Hiện nay t− liệu ảnh vệ tinh dạng số th−ờng có các kiểu định dạng sau[15, tr.28], [47, tr.127]:
33
- Kiểu định dạng BSQ (Band Sequence): Trong kiểu định dạng này các kênh
phổ đ−ợc ghi tuần tự hết kênh này sang kênh khác.
- Kiểu định dạng BIL (Band Interleaved by line): Trong kiểu định dạng này, t−
liệu dạng số đ−ợc ghi theo từng hàng trên đĩa từ, mỗi hàng đ−ợc ghi tuần tự theo các kênh phổ và sau khi song tổ hợp kênh phổ của hàng này thì chuyển sang hàng khác.
- Kiểu định dạng BIP (Band Interleaved by pixel): Trong kiểu định dạng này,
các kênh phổ đ−ợc ghi cách nhau bởi các pixel, mỗi pixel l−u tuần tự các kênh phổ, sau khi kết thúc tổ hợp pixel này lại chuyển sang tổ hợp của pixel khác.
Ngoài các thông tin ảnh ở dạng số, ng−ời ta còn l−u trữ nhiều thông tin bổ trợ khác phục vụ cho việc khai thác thông tin. Các thông tin bổ trợ đ−ợc l−u trữ theo những kiểu định dạng chuẩn nh−: WSF (World Standard Format) hoặc LTWG (Landsat Techniccal Working Group). Mỗi bức ảnh dạng số đều có phần đầu (Header), trên đó ghi các thông tin về bức ảnh nh−: số hàng, số cột, ngày, tháng, năm chụp và các chỉ tiêu chất l−ợng nh− : ảnh đã qua xử lý hay ch−a, đã hiệu chỉnh hình học ch−a, bộ cảm (sensor) quét loại gì ...
T− liệu ảnh vệ tinh th−ờng đ−ợc ghi lại trên nhiều dải phổ khác nhau, trên mỗi giải phổ độ rõ của các lớp thông tin cũng khác nhau do đặc tính phản xạ, hấp thụ phổ có chọn lọc của các đối t−ợng tự nhiên. Vì vậy, t− liệu vệ tinh còn đ−ợc gọi là t− liệu đa phổ, đa kênh hoặc nhiều băng. Một bức ảnh thể hiện màu sắc kết hợp của nhiều băng ảnh gọi là ảnh tổ hợp màu.
Thông tin trên t− liệu ảnh số đ−ợc l−u theo đơn vị bit (có thể là 6, 7, 8 hoặc nhiều hơn). Trong xử lý số, đơn vị để xử lý là byte (1 byte = 8 bit). Bởi vậy, các t− liệu đ−ợc mã hoá với số bit nhỏ hơn hoặc bằng 8 thì đ−ợc l−u ở dạng 1 byte, còn các t− liệu có số bit lớn hơn 8 đ−ợc l−u ở dạng 2 byte. Trong 1 byte có thể l−u đ−ợc 256 cấp độ xám khác nhau, còn trong 2 byte có thể l−u đ−ợc 65536 cấp độ xám. Dựa vào cấp độ xám có thể phân biệt các đối t−ợng
34
khác nhau trên ảnh. Nh− vậy, một bức ảnh t− liệu viễn thám đ−ợc l−u trên đĩa từ hoặc băng từ có kích cỡ tính toán nh− [13, tr.27] sau đây:
A(byte) = Số hàng x Số cột x số kênh x số bit / 8. (3.1) Những bức ảnh chụp một vùng không gian nhất định theo chu kỳ nào đó gọi là tập ảnh đa thời gian. Phần lớn các vệ tinh hoạt động mang tính chu kỳ, cứ sau một khoảng thời gian nhất định theo thiết kế, vệ tinh lại bay qua vị trí cũ. Đây là −u điểm nổi bật của viễn thám trong nghiên cứu đánh giá tài nguyên. Từ tập t− liệu ảnh đa thời gian cho phép theo dõi đánh giá độ biến động của một nhân tố tự nhiên, một nguồn tài nguyên thiên nhiên nào đó trong mối quan hệ tổng hoà giữa các nhân tố tự nhiên và hoạt động sống của xã hội loài ng−ời. ứng dụng này đặc biệt có ý nghĩa trong theo dõi đánh giá biến động của tài nguyên rừng qua các giai đoạn phát triển.