3. Kỹ thuật cắt hỡnh ảnh
I.2.3.7.1. Tạo cỏc ảnh thành phần
Đối với mỗi pixel trong bức ảnh đa phổ, cỏc giỏ trị DN thường cú liờn quan giữa band này với band khỏc. Mối liờn quan đú được thể hiện trong hỡnh 7 với cỏc chấm là cỏc pixel trong TM band 1 và 2 tạo nờn hỡnh ụ-van thon dài. Ở đú độ sỏng tăng dần theo sự phõn bố cỏc pixel với cỏc giỏ trị cả hai band 1 và 2. Sơ đồ 3 chiều (khụng thể hiện trong hỡnh) của band 3 là 1, 2 và 3 cũng cú thể biểu hiện trờn hỡnh elipsoid dạng thon dài về sự liờn hệ giữa 3 band. Sơ đồ đú cú ý nghĩa là nếu biết gớa trị của pixcel ở một band (vớ dụ band 2) thỡ cú thể biết cả giỏ trị của nú ở hai band cũn lại (1 và 3). Sự liờn hệ đú cũng nờu lờn sự dư thừa nhiều trong dải tư liệu đa phổ. Nếu sự dư thừa đú giảm đi thỡ tổng số tư liệu cần thiết để mụ tả hỡnh ảnh đa phổ cú thể được cụ đọng lại.
Hỡnh 7: Cỏc dạng mạng lưới thuỷ văn cpư bản
Phương phỏp này đầu tiờn gọi là phương phương phỏp biến đổi karahunen- loeve (do loeve đưa ra năm 1995) được dựng để nộn ộp dải tư liệu đa phổ bằng việc tớnh toỏn một hệ toạ độ mới. Với 2 band tư liệu, việc biến đổi định ra một trục mới (Y1) cú hướng dọc theo hướng phõn bố và trục thứ hai (Y2) vuụng gúc với Y1. Việc tớnh toỏn làm phộp tổ hợp tuyến của cỏc giỏ trị pixel trờn toạ độ ban đầu chuyển thành cỏc gớa trị pixel trờn toạ độ mới.
Y1 = α11X1 + α12X2
Y2 = α21X1 + α12X2
trong đú:
X1, X2 là pixel ở toạ độ ban đầu. Y1, Y2 là cỏc pixel trờn toạ độ mới.
Hỡnh 8 -. Phương phỏp biến đổi thành phần chớnh dựng để tạo ảnh thành phần chớnh (PC) cho 6 band của LANDSAT.
Lưu ý rằng trờn hỡnh 5, dải giỏ trị pixel Y1 là lớn hơn gớa trị X1 ở toạ độ ban đầu và so với giỏ trị X2 ở toạ độ ban đầu thỡ giỏ trị Y2 ở toạ độ mới lại nhỏ.
Phương phỏp biến đổi thành phần chớnh được ỏp dụng cho 3 band nhỡn thấy và 3 band hồng ngoại của tư liệu. Mỗi bức ảnh 3 thành phần chớnh cú thể tổng hợp để tạo nờn hỡnh ảnh màu bằng việc gỏn cho mỗi thành phần một code màu riờng biệt.
Nhỡn chung, việc biến đổi ảnh thành phần chớnh cú một số ưu điểm sau: - Hầu hết sự khỏc biệt trong dóy tư liệu đa phổ cú thể nộn ộp về hỡnh ảnh của một hoặc hai thành phần chớnh.
- Cú thể loại bỏ cỏc nhiễu ở ảnh gốc.
- Mọi sự khỏc biệt về phổ giữa cỏc vật chất cú thể xuất hiện rỏ trờn hỡnh ảnh thành phần chớnh so với ảnh của cỏc band riờng lẻ.
I.2.3.7.2. Tạo cỏc ảnh tỷ số.
Ảnh tỷ số được tạo nờn bằng cỏch chia giỏ trị độ sỏng trờn một band cho giỏ trị của chớnh pixel đú trờn cỏc band khỏc rồi làm gión cỏc trị số đú để xỏc định cỏc giỏ trị mới của pixel. Kết quả tạo được ảnh mới với giỏ trị độ sỏng của pixel khỏc với giỏ trị của ảnh ban đầu.
Hàm toỏn sử dụng để tạo ảnh tỷ số là: Bvi.j.r = BviBvi..jj..Lk
trong đú : Bvi.j.r - Giỏ trị ảnh tỷ số i - Hàng thứ i
j - Cột thứ j
Bvi.j.K - Giỏ trị độ sỏng ở vị trớ tại band K. Bvi.j.L - Giỏ trị độ sỏng ở band L.
tổ hợp màu khỏc nhau của cỏc band. Vớ dụ: 3/1, 5/7, 3/5.
Ảnh tỷ số cũng cú thể được tạo nờn bằng cỏch chia hiệu số giỏ trị độ sỏng của pixel trờn 2 band cho tổng cỏc giỏ trị đú để tạo nờn hỡnh ảnh mới.
Ảnh tỷ số được sử dụng cho nhiều mục đớch ứng dụng như: nghiờn cứu thảm thực vật (band7/ band 5), nghiờn cứu địa chất (band 7/ band 4), nghiờn cứu thổ nhưỡng (band 7/ band 4 hoặc band 7/ band 3).
I.2.3.7.3. Phõn loại đa phổ.
Với mỗi pixel trờn mỗi hỡnh ảnh MSS hoặc TM cú độ sỏng phổ được ghi ở 4 hoặc 6 band súng riờng biệt. Một pixel cú thể được đặc trưng bởi dấu hiệu phổ của nú, dấu hiệu này xỏc định bởi quan hệ phổ phản xạ ở mỗi band súng khỏc nhau. Sự phõn loại đa phổ là quỏ trỡnh chiết tỏch thụng tin, xử lý cỏc dấu hiệu phổ rồi qui định thành cỏc chỉ tiờu dựa trờn cỏc dấu hiệu tương tự.
Trờn hỡnh 9 cỏc đối tượng địa hỡnh thể hiện là nước, cõy trồng cụng nghiệp, sa mạc và cỏc vựng nỳi. Cỏc chấm tư liệu được xỏc định từ trung tõm của dóy phổ trờn mỗi band MSS với cỏc trục của toạ độ 3 chiều. Cỏc chấm trung tõm của mỗi cụm là tiờu biểu của 4 nhúm đối tượng. Cỏc pixel ở xung quanh cũng thuộc về nhúm đối tượng và tạo nờn từng đỏm hoặc hỡnh elipsoid. Bề mặt của hỡnh elipsoid tạo nờn một đường ranh giới qui định bao trựm toàn bộ cỏc pixel thuộc về tiờu chuẩn của loại địa hỡnh đú.
Cỏc chương trỡnh phõn loại làm tỏch biệt cỏc chỉ tiờu của chỳng để xỏc định nờn cỏc đường ranh giới quy định. Trong nhiều chương trỡnh người phõn tớch cú thể điều chỉnh cỏc đường ranh giới đú để đạt được cỏc kết quả tối ưu. Hỡnh 9 chỉ mụ tả sơ đồ đơn giản trờn 3 trục toạ độ (tương ứng 3 band phổ). Trờn thực tế, mỏy tớnh phải sử dụng cỏc trục riờng biệt cho nhiều band phổ: 4 cho MSS và 5, 6 hoặc 7 cho TM.
Mỗi một ranh giới của một tập hợp cỏc pixel cựng loại hay cựng một lớp phổ được xỏc định rừ trong hệ thống nhiều pixel của một hỡnh ảnh,
phương phỏp phõn loại đa phổ giải quyết việc đú bằng cỏc thuật toỏn phõn loại.
Cỏc phương phỏp phõn loại chớnh:
Hỡnh 10 - Sơ đồ mụ tả sự phõn loại đa phổ hỡnh 15