Kết quả xử lý ảnh vệ tinh quang học

Một phần của tài liệu (LUẬN văn THẠC sĩ) nghiên cứu xác định các thông số cơ bản trên ảnh vệ tinh quang học để nhận dạng các nhóm đá phục vụ công tác thành lập sơ đồ địa chất cấu trúc ảnh tại khu vực huyện cao lộc, tỉnh lạng sơn (Trang 80)

3.2.1. Kết quả tiền xử lý ảnh

Hình 3.5. Ảnh vệ tinh Landsat 8 khu vực huyện Cao Lộc trước khi hiệu chỉnh phản xạ phổ

Hình 3.6. Ảnh vệ tinh Landsat 8 khu vực huyện Cao Lộc sau khi hiệu chỉnh phản xạ phổ vă nđng cao độ phđn giải

Hình 3.7. Chất lượng ảnh vệ tinh khu vực huyện Cao Lộc trước (a) vă sau (b) khi xử lý vă nắn chỉnh về hệ tọa độ VN2000

a b

3.2.2. Kết quả phđn tích chỉ số thực vật

Hình 3.8. Kết quả phđn tích chỉ số thực vật trín ảnh Landsat 8

Bảng 3.1. Tỷ lệ chỉ số thực vật trong khu vực nghiín cứu tính trín ảnh Landsat 8

STT Chỉ số thực vật Số pixel ảnh Tỷ lệ che phủ thực vật (%) 1 Từ -1 đến 0,1 9.903 0,3 2 Từ 0,1 đến 0,3 48.686 1,6 3 Từ 0,3 đến 0,6 540.324 17,4 4 Từ 0,6 đến 0,8 1.713.806 55,3 5 Từ 0,8 đến 1 783.827 25,3

Tổng 3.096.546 100

Hình 3.9. Kết quả phđn tích chỉ số thực vật trín ảnh Aster

Bảng 3.2. Tỷ lệ chỉ số thực vật trong khu vực nghiín cứu tính trín ảnh Aster

STT Chỉ số thực vật Số pixel ảnh Tỷ lệ che phủ thực vật (%) 1 Từ -0,2 đến 0,1 5.792 0,2 2 Từ 0,1 đến 0,3 87.398 2,8 3 Từ 0,3 đến 0,6 2.726.626 88,1 4 Từ 0,6 đến 0,73 276.742 8,9 Tổng 3.096.558 100

Từ kết quả phđn tích chỉ số thực vật trín ảnh vệ tinh Landsat vă aster cho thấy, diện tích lộ của đâ gốc thƣờng nhỏ, do độ che phủ của thực vật lớn, tỷ lệ khu vực có chỉ số thực vật từ -1 đến 0,3 chỉ chiếm khoảng 3% diện tích nghiín cứu, vì vậy việc phđn loại dựa văo đặc trƣng phổ của đâ gốc bị ảnh hƣởng nhiều của yếu tố phổ thực vật vă chỉ có thể nhận diện đƣợc một văi đối tƣợng có diện phđn bố rộng, độ che phủ nhỏ. Khó nhận biết đặc trƣng phổ của câc loại vỏ phong hóa khâc nhau vă bị thực vật xen kẽ.

3.2.3. Kết quả tổ hợp mău

Hình 3.10. Kết quả tổ hợp mău PCA 213 trín ảnh aster

Hình 3.11. Kết quả nhận diện khu vực hỗn hợp cât bột kết, cuội sỏi kết tuf, tuf phun trăo axit (a) vă khu vực hỗn hợp bazan, cuội, sạn kết tuf (b) bằng tổ hợp mău

PCA213 trín ảnh ASTER.

Hình 3.12. Kết quả tổ hợp mău PCA 624 trín ảnh Landsat8

Hình 3.13. Kết quả nhận diện khu vực đâ vơi (a) vă khu vực hỗn hợp sĩt bột kết, bột kết, sĩt vôi (b) bằng tổ hợp mău PCA trín ảnh Landsat 8.

Hình 3.14. Kết quả tổ hợp mău RGB 572 trín ảnh Landsat8

Hình 3.16. So sânh, phđn loại kết quả tổ hợp mău RGB 312 trín ảnh ASTER

Hình 3.17. Kết quả trộn kính 6,4/5,3/4,2 trín ảnh Landsat8

3.2.4. Kết quả phđn loại

3.2.4.1. Phđn loại khơng kiểm định

Hình 3.19. Kết quả phđn loại khơng kiểm định trín ảnh Landsat 8

Hình 3.20. Kết quả khoanh vùng dựa trín kết quả phđn loại khơng kiểm định trín ảnh Landsat 8

Kết quả phđn loại không kiểm định tạm thời phđn chia ra 5 loại đối tƣợng, kết quả năy đóng vai trị định hƣớng, khoanh vùng câc khu vực có đặc trƣng phổ khâc nhau trong khu vực nghiín cứu, khoanh định sơ bộ câc khu vực có đặc trƣng phổ tƣơng đồng.

3.2.4.2. Phđn loại có kiểm định

Cơng tâc phđn loại đối tƣợng có kiểm định đƣợc sử dụng phƣơng phâp quang phổ góc (Spectral Angle Mapper_SAM) [69]. Đđy lă phƣơng phâp dựa trín thơng

số vật lý, sử dụng 1 góc n-D để phù hợp với điểm ảnh để phổ tham chiếu. Thuật toân xâc định độ tƣơng đồng quang phổ giữa 2 phổ bằng câch tính tơn góc giữa quang phổ vă xử lý chúng nhƣ câc vec tơ trong khơng gian có kích thƣớc bằng số lƣợng dải. Kỹ thuật năy khi đƣợc sử dụng trín sữ liệu phản xạ hiệu chuẩn, tƣơng đối, không nhạy cảm với hiệu ứng chiếu sâng vă hiệu ứng albedo. Quang phổ mẫu (end member) đƣợc SAM sử dụng có thể đến từ câc tệp ASCII hoặc thƣ viện phổ, có thể trích suất chúng trức tiếp từ 1 hình ảnh (dƣới dạng phổ trung bình ROI). SAM so sânh góc giữa vec tơ phổ mẫu vă mỗi vec tơ pixel trong khơng gian n-D. Góc nhỏ hơn đại diện cho câc nhóm gần hơn với phổ tham chiếu. Câc điểm ảnh xa hơn ngƣỡng góc tối đa quy định trong radian không đƣợc phđn loại. Phđn loại SAM giả định dữ liệu phản xạ, tuy nhiín, nếu sử dụng dữ liệu phât xạ, lỗi thƣờng khơng có ý nghĩa vì nguồn gốc phât xạ thƣờng gần bằng 0.

Hình 3.21. Mẫu đặc trưng phổ dùng phđn loại đối tượng bằng phương phâp SAM trín ảnh Landsat 8

Hình 3.22. Kết quả phđn loại kiểm định dùng phương phâp SAM trín ảnh Landsat 8

Hình 3.23. Kết quả nhận biết một số khu vực qua phđn loại kiểm định dùng phương phâp SAM trín ảnh Landsat 8

Khu vực có thănh phần chủ yếu lă sĩt bột kết, sĩt vơi

Khu vực trầm tích bở dời, có sự tập trung dđn cƣ

Đặc điểm: - Phổ của câc đối tƣợng phong hóa bị lẫn, khó phđn biệt do đâ gốc bị phong hơ, thănh phần chính chủ yếu lă cât, bột, sạn, sỏi;

- Phản xạ phổ của khu vực dđn cƣ, đƣờng giao thông dễ bị lẫn với phản xạ bề mặt của lớp vỏ phong hoâ;

- Phƣơng phâp năy sẽ hiệu quả hơn với câc khu vực lộ đâ gốc, diện tích, phạm vi phổ đồng đều, thảm phủ thực vật mỏng vă lớp vỏ phong hơ có độ dăy khơng lớn.

3.2.5. Kết quả phđn tích đứt gêy, đới phá huỷ

Hình 3.24. Sơ đồ mật độ photolineament khu vực nghiín cứu phđn tích từ ảnh Landsat 8

Hình 3.25. Khu vực có mật độ photolineament cao phđn tích từ ảnh Landsat 8 trùng với câc đới milonit (a) vă dăm kết kiến tạo (b) trín bản đồ địa chất 1: 50.000.

a b

Kết quả phđn tích mật độ photolineament đânh giâ mức độ nứt nẻ, phđn cắt của địa hình, liín quan đến câc loại thạch học khâc nhau. Câc khu vực có mật độ photolineament cao tập trung dọc theo 2 bín cânh của đứt gêy sđu Cao Bằng - Tiín Yín do tâc động của đứt gêy năy kĩo theo câc đứt gêy phụ, nứt tâch dọc 2 bín. Một số khu vực có mật độ photolineament thấp đƣợc đânh giâ lă trùng với khu vực phđn bố đâ carbonat.

Việc phđn tích lineament theo hƣớng phât triển, mật độ lineament cho phĩp dự đơn câc diện tích phât triển mạnh câc đới phâ hủy kiến tạo vă câc tính chất của chúng về qui mô cũng nhƣ về hƣớng phât triển. Những khu vực tập trung nhiều lineament (mạnh) sẽ phản ânh câc khu vực có đới dập vỡ, phâ hủy kiến tạo vă cấu trúc đứt gêy lớn trong khu vực vă ngƣợc lại, câc đới có chú giải phâ hủy yếu lă những khu vực khơng có dập vỡ đất đâ, đâ rắn chắc ổn định.

3.3. Kết quả giải đoán ảnh

3.3.1. Nhận dạng các nhóm kiến trúc, hoa văn ảnh

3.3.2. Nhận dạng các nhóm đá trín ảnh vệ tinh quang học

Bảng 3.3. Mẫu ví dụ tone ảnh (theo tổ hợp mău R:G:B – 5:7:2 trín ảnh Landsat8 vă PCA213 trín ảnh ASTER) cho một số loại thạch học

STT Nhóm thạch

học Mẫu ảnh

Mơ tả sơ bộ thănh phần đất đá giải đoán vă cấu trúc tôn ảnh

1.

Nhóm đâ phun trăo axit - trung

tính vă tuf của chúng

Ryolit, cât kết, bột kết: Cấu trúc ảnh dạng địa hình thấp, đỉnh trịn nhỏ, dạng dải kĩo dăi.

2.

Nhóm đâ phun trăo axit - trung

tính vă tuf của chúng

Ryolit: Cấu trúc địa hình tƣơng đối đồng đều, độ dốc trung bình

3.

Nhóm đâ phun trăo axit - trung

tính vă tuf của chúng

Ryolit vă tuf, đâ phiến sĩt: Kiến trúc ảnh dạng dải nhỏ, đỉnh tròn kĩo dăi, mật độ phđn cắt mạnh, mău cam sâng xen xâm xanh.

4.

Nhóm đâ phun trăo axit - trung

tính vă tuf của chúng

Cât bột kết, cuội sỏi kết tuf, tuf phun trăo axit: Kiến trúc ảnh thô xen lẫn khu vực có kiến trúc vđn ảnh trung bình, sâng mău, địa hình tƣơng đối dốc, mạng lƣới sơng suối thƣa

5.

Nhóm đâ phun trăo axit - trung

tính vă tuf của chúng

Cuội sạn kết, ryolit, đâ phiến sĩt vôi: Kiến trúc ảnh thô, mău sâng, nổi cao

6. Nhóm đâ phun

trăo mafic vă tuf của chúng

Bazan, cuội, sạn kết tuf : Kiến trúc ảnh dạng vđn nêo, bề mặt địa hình nổi sƣờn thoải, mău cam sẫm.

7. Nhóm đâ trầm

tích lục nguyín

Bột kết , phiến sĩt, cât kết: Kiến trúc ảnh tƣơng đối thô, dạng vđn ảnh song song với mạng lƣới sơng suối, mật độ dịng chảy cao

STT Nhóm thạch

học Mẫu ảnh

Mơ tả sơ bộ thănh phần đất đá giải đoán vă cấu trúc tơn ảnh

8. Nhóm đâ trầm

tích lục ngun

Sĩt bột kết, bột kết, sĩt vơi: Kiến trúc ảnh tƣơng đối mịn, dạng bề mặt địa hình phđn cắt nhỏ, mạng lƣới sông suối dăy.

9. Nhóm đâ trầm

tích lục ngun

Cât bột kết, cât kết: Kiến trúc ảnh thơ, mău sắc tƣơi, địa hình dốc, đỉnh kĩo dăi, mạng lƣới sơng suối hình xƣơng câ.

10. Nhóm đâ trầm

tích lục ngun

Cât kết, bột kết, đâ phiến sĩt: Kiến trúc ảnh thơ, sắc cạnh, địa hình nổi rõ, độ dốc lớn, vâch nghiíng, mạng lƣới thủy văn kĩm, thảm phủ thực vật tốt, ảnh sâng mău.

11. Nhóm đâ trầm

tích lục nguyín

Bột kết, cât kết, sĩt bột kết chứa vôi, sĩt vôi: Kiến trúc ảnh dạng đỉnh trịn thơ, tƣơng đối đồng đều, mạng lƣới sông suối mật độ dăy, xen kẽ dạng tổ ong.

12. Nhóm đâ

carbonat

Đâ vơi: Cấu trúc ảnh dạng địa hình rời rạc, đỉnh nhọn, độ dốc lớn, mật độ sông suối nhỏ, cấu trúc ảnh dạng vệt lốm đốm, mău sắc tƣơng đối sâng.

13. Nhóm đâ bở

rời

Cât, bột, tuổi Đệ tứ: Khu vực mău xanh tới xâm sâng, kiến trúc ảnh loang lổ, phđn bố khu vực dọc sông, suối, đây thung lũng

STT Nhóm thạch

học Mẫu ảnh

Mô tả sơ bộ thănh phần đất đá giải đoán vă cấu trúc tơn ảnh

14. Nhóm đâ bở

rời

Khu vực đô thị: Độ tƣơng phản cao, đặc trƣng hoa văn ảnh lă hệ thống đƣờng giao thơng, cơng trình xđy dựng.

15. Nhóm sơng

suối, mặt nƣớc

Khu vực mặt nƣớc, sơng suối: Kiến trúc ảnh đồng nhất, mău xanh thẫm, xanh đen tuỳ theo đặc trƣng độ trong của nƣớc.

3.3.3. Nhận dạng đứt gêy trín ảnh vệ tinh quang học

Câc dấu hiệu cơ bản trín câc ảnh viễn thâm để nhận biết câc đứt gêy, câc đới phâ hủy kiến tạo lă sự tồn tại câc dịch chuyển đẳng hƣớng nhìn thấy của đất đâ hay của câc dạng địa hình, hoặc sự tiếp xúc của câc cấu tạo địa chất khâc nhau. Đa số câc đứt gêy, khe nứt phâ hủy cũng đƣợc biểu hiện rõ trín ảnh dƣới dạng câc bậc rênh kĩo dăi dạng tuyến tính, thƣờng phù hợp với tính định hƣớng của hình dạng câc khe nứt tâch, khe núi, hệ thống mạng lƣới thủy văn…

Hình 3.28. Kết quả nhận dạng một số đứt gêy trín ảnh PCA624 của ảnh vệ tinh Landsat8

Hình 3.29. Dấu hiệu nhận dạng một số đứt gêy trín ảnh tỷ số 6,4/5,3/4,2 của ảnh vệ tinh Landsat8

3.4. Kết quả kiểm tra, đối sánh với tăi liệu thực tế 3.4.1. Sơ đồ vị trí kiểm tra, đối sánh

Hình 3.31. Sơ đồ vị trí kiểm tra thực địa khu vực huyện Cao Lộc, tỉnh Lạng Sơn

3.4.2. Ảnh thực địa tại vị trí kiểm tra, đối sánh

Sau khi kết thúc bƣớc xử lý ảnh, để đƣa ra đƣợc sơ đồ phđn loại nhóm đâ cần có thím cơng tâc kiểm tra, đối sânh với số liệu khảo sât thực địa. Công tâc kiểm tra đối sânh lă cơ sở khoa học chứng minh cho kết quả khoanh vẽ, phđn loại phù hợp với nhận định về mỗi đối tƣợng thạch học. Kết quả nhận diện câc đối tƣợng thạch học trín ảnh vệ tinh đƣợc đƣa ra so sânh, kiểm chứng với tăi liệu khảo sât thực địa trong khu vực huyện Cao Lộc, tỉnh Lạng Sơn. Hình ảnh đƣợc tham khảo từ số liệu khảo sât thực địa điều tra trƣợt lở đất đâ khu vực tỉnh Lạng Sơn, thuộc Đề ân: “Điều tra, đânh giâ vă phđn vùng cảnh bâo nguy cơ trƣợt lở đất đâ câc vùng miền núi Việt Nam” [8], tâc giả đê tiến hănh thu thập, khảo sât trực tiếp ngoăi thực địa hoặc trích dẫn từ câc nhóm khảo sât khâc trong đợt thực địa. Với mỗi nhóm đâ đƣợc nhận diện đều có điểm khảo sât thực địa tƣơng ứng để so sânh, lăm rõ về thănh phần thạch học, cấu trúc địa chất của khu vực. Sau đđy lă một số hình ảnh thực địa minh họa cho kết quả kiểm tra, đối sânh giữa kết quả giải đơn, phđn tích ảnh với câc loại đất đâ ngoăi thực tế.

Hình 3.32. Một số vị trí kiểm tra kết quả nhóm đâ trầm tích lục ngun

Ảnh chụp tại vị trí CL_LN01. Câc lớp cât kết, bột kết xen kẽ lớp mỏng đâ phiến sĩt

Ảnh chụp tại vị trí CL_LN02. Cât kết phđn lớp trung bình đến dăy, mău phớt tím, trắng ngă.

Ảnh chụp tại vị trí CL_LN03. Thănh phần chính lă câc đâ cât bột kết xen kẽ cât kết

Ảnh chụp tại vị trí CL_LN04. Thănh phần chính lă câc đâ bột kết, cât kết, sĩt bột kết chứa vôi, sĩt vôi.

Ảnh chụp tại vị trí CL_LN05. Thănh phần chính lă sĩt bột kết, bột kết, sĩt vơi.

Ảnh chụp tại vị trí CL_LN06. Thănh phần chính chủ yếu lă bột kết, cât kết.

Hình 3.33. Một số vị trí kiểm tra kết quả nhóm đâ phun trăo mafic vă tuf

Ảnh chụp tại vị trí CL_MF01. Bazan mău xâm, xâm xanh, phong hoâ mău đỏ sậm

Ảnh chụp tại vị trí CL_MF02. Bazan phong hơ dạng bóc vỏ, kỉm theo cuội, sạn kết tuf.

(Nguồn: Lí Quốc Hùng (2016) [8]) Hình 3.34. Một số vị trí kiểm tra kết quả nhóm đâ phun trăo axit - trung tính vă tuf

Ảnh chụp tại vị trí CL_AX01. Ryolit mău trắng xâm, phong hoâ mău xâm văng.

Ảnh chụp tại vị trí CL_AX02. Cât bột kết, cuội sỏi kết tuf

Ảnh chụp tại vị trí CL_AX03. Thănh phần chính lă ryolit xen cât kết, bột kết

Ảnh chụp tại vị trí CL_AX04. Thănh phần chính lă ryolit vă đâ phiến sĩt

Hình 3.35. Một số vị trí kiểm tra kết quả nhóm đâ carbonat

Ảnh chụp tại vị trí CL_DV01. Đâ vơi dạng khối, phđn lớp dăy

Ảnh chụp tại vị trí CL_DV02. Đâ vơi dạng khối, sƣờn dốc đặc trƣng

(Nguồn: Lí Quốc Hùng (2016) [8]) Hình 3.36. Một số vị trí kiểm tra kết quả nhóm đâ bở rời

Ảnh chụp tại vị trí CL_BR01. Băi bồi thềm sơng, thănh phần gồm cât, bột, sĩt.

Ảnh chụp tại vị trí CL_BR02. Khu vực ruộng nƣớc, có san lấp để xđy dựng, thănh phần gồm cât, bột, sĩt, vật liệu đâ hỗn tạp

(Nguồn: Lí Quốc Hùng (2016) [8])

Trong quâ trình đối sânh câc đối tƣợng dạng diện có thể xảy ra câc trƣờng hợp sau:

- Một đối tƣợng ảnh trùng với diện phđn bố của 1 phđn vị địa chất;

- Một đối tƣợng ảnh trùng với diện phđn bố của 1 phần thuộc 1 phđn vị địa chất (tức lă 1 phđn vị địa chất bao gồm nhiều đối tƣợng ảnh);

3.4.3. Sơ đồ địa chất cấu trúc ảnh

Hình 3.37. Sơ đồ nhóm thạch học khu vực huyện Cao Lộc được thănh lập từ cơng tâc giải đôn ảnh vệ tinh

Hình 3.38. Chú giải sơ đồ nhóm đâ khu vực huyện Cao Lộc được thănh lập từ công tâc giải đôn ảnh vệ tinh

Hình 3.39. Sơ đồ địa chất cấu trúc ảnh khu vực huyện Cao Lộc được thănh lập từ cơng tâc giải đôn ảnh vệ tinh

Hình 3.40. Chú giải sơ đồ địa chất cấu trúc ảnh khu vực huyện Cao Lộc được thănh lập từ cơng tâc giải đôn ảnh vệ tinh

Từ kết quả thănh lập sơ đồ địa chất cấu trúc ảnh có thể thấy:

- Một số khu vực thạch học trùng với câc phđn vị địa tầng trín bản đồ địa chất tỷ lệ 1: 50.000;

- Thănh phần thạch học khoanh chủ yếu dựa trín biểu hiện của câc thănh phần thạch học chính, ít có khu vực chỉ có duy nhất 1 loại thạch học. Duy nhất chỉ

Một phần của tài liệu (LUẬN văn THẠC sĩ) nghiên cứu xác định các thông số cơ bản trên ảnh vệ tinh quang học để nhận dạng các nhóm đá phục vụ công tác thành lập sơ đồ địa chất cấu trúc ảnh tại khu vực huyện cao lộc, tỉnh lạng sơn (Trang 80)