4.3. GIẢI ĐOÁN ẢNH VIỄN THÁM VÀ XÂY DỰNG BẢN ĐỒ SỬ DỤNG ĐẤT HUYỆN GIA BÌNH
4.3.2. Giải đoán ảnh vệ tinh
Đây là công đoạn chuyển ảnh từ các khuôn dạng khác nhau về khuôn dạng của chương trình ENVI để tiến hành các bước tiếp theo. Khuôn dạng ảnh trong ENVI là dạng image. Thông thường dữ liệu viễn thám được lưu dưới ba dạng cơ bản:
- Dạng BSQ: Các kênh được ghi nối tiếp nhau
- Dạng BIP: ghi lần lượt liên tiếp các pixel của các kênh - Dạng BIL: ghi lần lượt liên tiếp các dòng của các kênh.
4.3.2.2. Tăng cường chất lượng ảnh
Khu vực nghiên cứu sử dụng ảnh SPOT5 có 4 kênh đa phổ với độ phân giải 10m và 1 kênh toàn sắc với độ phân giải 2,5m và Ảnh SPOT6 có 4 kênh đa phổ với độ phân giải 6m và 1 kênh toàn sắc với độ phân giải 1,5m. Với các kênh ảnh khác nhau thì thường có độ phân giải, giá trị phổ cũng như độ sáng tối của cùng một đối tượng trên các kênh ảnh đó sẽ khác nhau, điều này sẽ gây ảnh hưởng rất nhiều đến độ chính xác các kết quả phân loại sau này. Để xử lý vấn đề này thì trước khi gộp thành ảnh hoàn chỉnh của khu vực nghiên cứu cần tiến hành xử lý chúng sao cho tương đồng về độ sáng tối và giá trị phổ. Trên phần mềm xử lý ảnh ENVI chọn phương pháp Equalization – Cân bằng: phương pháp này sẽ kéo giãn cân bằng đồ thị của dữ liệu được hiển thị. Việc tăng cường chất lượng ảnh cho phép thao tác, chuyển đổi giúp người giải đoán dễ đọc, dễ hiểu ảnh hơn.
Để nâng cao chất lượng hình ảnh nhằm phục vụ công tác giải đoán ảnh viễn thám, suy giải các đối tượng cần trộn ảnh toàn sắc và ảnh đa phổ đã xử lý màu để tạo ảnh màu phân giải cao.
Ảnh trước tăng cường Ảnh sau tăng cường Hình 4.5. Tăng cường chất lượng ảnh
4.3.2.3. Nắn chỉnh hình học
Méo hình hình học là sai lệch vị trí giữa tọa độ ảnh thực tế đo được và tọa độ ảnh lý tưởng thu được từ bộ cảm có thiết kế hình học lý tưởng và trong các điều kiện thu nhận lý tưởng. Do vậy dữ liệu ảnh vệ tinh thu được thường chứa đựng những sai số về hình học do các nguyên nhân trong quá trình thu ảnh như:
tốc độ bay chụp, độ cao, góc nhìn của thiết bị... Để đưa các tọa độ ảnh thực tế về tọa độ ảnh lý tưởng phải hiệu chỉnh hình học. Bản chất của hiệu chỉnh hình học là xây dựng mối tương quan giữa hệ tọa độ ảnh đo và hệ tọa độ qui chiếu chuẩn.
Ảnh SPOT chụp năm 2010, 2015 được nắn chỉnh về hệ tọa độ VN 2000 theo phương pháp nắn ảnh theo bản đồ địa hình tỷ lệ 1:25.000 của huyện.
Các bước để nắn chỉnh hình học ảnh vệ tinh:
- Chọn điểm khống chế ảnh:
Chất lượng của ảnh kết quả phụ thuộc rất nhiều vào việc lựa chọn điểm khống chế ảnh. Để hạn chế sai số, thông thường các điểm khống chế được lựa chọn sao cho chúng phân bố đều trên toàn bộ diện tích sẽ nắn, đồng thời bao phủ được tới đường biên của ảnh. Các địa vật được chọn làm điểm khống chế ảnh phải là những địa vật rõ nét cả trên ảnh viễn thám và trên bản đồ, không bị sai dáng do quá trình tổng quát hóa bản đồ hoặc bị xê dịch vị trí do kích thước ký hiệu lớn (thường là các vị trí như ngã ba đường hoặc các địa vật rõ nét như tòa nhà,…).
- Lựa chọn phương pháp nắn và nhập các thông số cần thiết:
Sau khi chọn đủ số điểm khống chế, lựa chọn một trong 3 phương pháp nắn.
+ Phương pháp RST: chỉ thực hiện những chuyển dịch đơn giản như xoay, xác định tỷ lệ và tịnh tiến ảnh.
+ Phương pháp Polynomial (hàm đa thức): cho kết quả tốt hơn phương pháp RST. Yêu cầu số điểm khống chế N tương ứng với bậc của hàm n như sau: N > (n+1)2.
+ Phương pháp Triangulation (lưới tam giác): Chọn các điểm khống chế làm các đỉnh của các tam giác không đều và tiến hành nội suy.
Quá trình nắn ảnh được thực hiện bằng phần mềm ENVI tôi thực hiện theo phương pháp nắn RST, là phương pháp nắn đơn giản nhất do ảnh năm 2010 và 2015 đã ở hệ tọa độ WGS-84. Chọn phương pháp tái chia mẫu là phương pháp người láng giềng gần nhất.
- Kiểm tra sai số trung bình RMS của các điểm khống chế:
Độ chính xác tối thiểu cho việc nắn chỉnh hình học phải nhỏ hơn 1 pixel trên ảnh.
- Tiến hành nắn chỉnh hình học ảnh.
Trong đề tài này các cảnh ảnh được nắn chỉnh hình học theo bản đồ địa hình với sai số trung bình của các điểm nắn ảnh năm 2010 là 0,4794 và sai số trung bình của các điểm nắn ảnh năm 2015 là 0,3689. Tọa độ các điểm nắn ảnh và các sai số điểm nắn ảnh được chi tiết trong hình 4.6 và 4.7.
Hình 4.6. Sai số thành phần các điểm khống chế nắn ảnh năm 2010
Hình 4.7. Sai số thành phần các điểm khống chế nắn ảnh năm 2015 4.3.2.4. Cắt ảnh
Mở file địa giới hành chính huyện Gia Bình, dùng chức năng cắt ảnh trong phần mềm ENVI ta được ảnh cắt theo địa giới hành chính huyện Gia Bình.
Hình 4.8. Ảnh được cắt theo địa giới hành chính huyện Gia Bình năm 2015