2.1 Cơ sở viễn thám
2.1.6 Phương pháp xử lý thông tin viễn thám
2.1.6.1 Khái niệm giải đoán ảnh viễn thám
Giải đoán ảnh viễn thám là quá trình chiết tách thông tin định tính cũng như định lượng từ ảnh như hình dạng, vị trí, cấu trúc, đặc điểm, chất lượng, điều kiện, mối quan hệ tương hỗ giữa các đối tượng dựa trên tri thức chuyên ngành hoặc kinh nghiệm của người giải đoán ảnh.
- Phân loại đa phổ: là quá trình tách gộp thông tin dựa trên các tính chất phổ, không gian và thời gian của đối tượng.
- Phát hiện biến động: là phát hiện và tách các biến động dựa trên tư liệu ảnh đa thời gian ( ví dụ như xác định biến động lớp phủ thực vật, biến động đường bờ nước…).
- Chiết tách các thông tin tự nhiên: tương ứng với việc đo nhiệt độ , trạng thái khi quyển, đo độ cao của vật thể dựa trên các đặc trưng phổ.
- Xác định các chỉ số: là việc tính toán các chỉ số mới( ví dụ chỉ số thực vật, chỉ số ô nhiễm)
- Xác định các đối tượng đặc biệt: là xác định các đặc tính hoặc các hiện tượng đặc biệt như thiên tai, cháy rừng, chỉ ra các đường đứt gãy, đặc điểm khảo cổ…
2.1.6.2 Giải đoán ảnh bằng mắt
Giải đoán bằng mắt được thực hiện với các tư liệu dạng hình ảnh, có sự kết hợp nhuần nhuyễn các kiến thức chuyên môn của người phân tích để từ đó khai thác được các thông tin có trong tư liệu ảnh
Giả đoán bằng mắt là sử dụng mắt thường có sự trợ giúp của các dụng cụ quang học như kính lúp, kính lập thể, máy tổng hợp màu… Cở sở để giải đoán là các chuẩn đoán đọc và mẫu đoán đọc.
Để trợ giúp cho công tác đoán đọc người ta thành lập các mẫu đoán đọc. Tất cả các chuẩn đoán đọc cùng với thông tin về thời gian chụp, mùa chụp, tỷ lệ ảnh đều phải đưa vào mẫu đoán đọc. Một bộ mẫu đoán đọc không chỉ gồm phần ảnh mà còn mô tả bằng lời.
Khoá giải đoán bao gồm 8 nhóm chính đó là: Kích thước, hình dạng, bóng, độ đậm nhạt, mầu sắc, hình mẫu, cấu trúc và mối quan hệ tương hỗ (dấu hiệu gián tiếp).
2.1.6.3 Giải đoán ảnh bằng công nghệ ảnh số
Xử lý ảnh số là phương pháp phân tích tư liệu phổ dưới dạng hình ảnh số chứ không phải dạng ảnh tương tự. Ưu điểm của phương pháp là có thể phân tích các tín
hiệu phổ một cách chi tiết( 256 mức hoặc hơn). Phương pháp với sự trợ giúp của máy tính và các phần mềm chuyên dụng có thể tách chiết rất nhiều thông tin phổ của đối tượng, từ đó nhận biết đối tượng một cách tự động. Tuy nhiên, trong quá trình xử lý ảnh số cần có sự kết hợp nhuần nhuyễn kiến thức chuyên môn với hiểu biết về đối tượng của người phân tích.
Các dữ liệu thu được trong viễn thám thường được lưu dưới dạng ảnh số nên vấn đề xử lý ảnh số trong viễn thám giữ vai trò quan trọng trong việc tách thông tin hữu ích phục vụ cho rất nhiều chuyên ngành khác nhau.
Hình 2.10: Quy trình kỹ thuật xử lý ảnh số
Nhìn chung đối với một ảnh viễn thám dưới dạng số thì việc xử lý được thực hiện qua các bước sau:
- Nhập số liệu: có hai loại tu liệu chính là ảnh tương tự và ảnh số. Trong trường hợp ảnh số thì tư liệu ảnh được chuyển từ các băng từ lưu trữ mật độ cao HDDT vào các băng từ CCT. Trong trường hợp ảnh tương tự thì tư liệu ảnh được chuyển thành dạng số thông qua các máy quét chuyên dụng.
- Khôi phục và hiệu chỉnh hình ảnh: là những công đoạn như khôi phục và hiệu chỉnh ảnh. Nó được sử dụng để hiệu chỉnh bức xạ và hiệu chỉnh hình học do những biến dạng gây ra bởi bộ cảm biến và vật mạng.
- Biến đổi ảnh: các quá trình xử lý như tăng cường chất lượng ảnh, biến đổi tuyến tính. Các phương pháp tăng cường chất lượng ảnh thường được biết đến là linear contrast stretch (Kéo dãn độ tương phản tuyến tính), histogram-equalized stretch (Cân bằng Histogram), và Spatial filtering (Lọc không gian).
- Phân loại ảnh: Phân loại ảnh là quá trình tách gộp thông tin dựa trên các tính chất phổ, không gian và thời gian. Phân loại thường được biểu diễn bởi tập hợp các kênh ảnh và quá trình này là gán từng pixel trên ảnh vào các lớp khác nhau dựa trên đặc tính thống kê của các giá trị độ xám của từng pixel. Có hai phương pháp phân loại chính đó là có kiểm định và không kiểm định
2.1.6.4 So sánh hai phương pháp giải đoán ảnh viễn thám
Bảng 2.5: So sánh hai phương pháp giải đoán ảnh viễn thám
Phương
pháp Ưu điểm Nhược điểm
Giải đoán bằng mắt
-Sử dụng kinh nghiệm của người giải đoán.
-Có sự hiểu biết về ảnh phức hợp tốt hơn.
- Có thể phân tích được các thông tin phân bố không gian.
- Tốn thời gian.
- Đòi hỏi người có hiểu biết, kinh nghiệm để giải đoán. - Kết quả thu được không đồng nhất. Giải đoán bằng công nghệ ảnh số
- Năng suất cao, thời gian xử lý ngắn. - Kết quả xử lý được chuẩn hóa. - Chiết xuất được các đặc tính vật lý. - Có thể đo được các chỉ số đặc trưng tự nhiên.
- Rất khó ứng dụng được kinh nghiệm của người giải đoán. - Chiết xuất thông tin ít về bối cảnh.
- Kết quả phân tích các thông tin kém.