CHƯƠNG II: CƠ CHẾ THU NHẬN THÔNG TIN RADAR VÀ CÁC NHÂN TỐ TỰ NHIÊN ẢNH HƯỞNG TỚI THUỘC TÍNH ẢNH RADAR Ở TỈNH HOÀ BÌNH
3.2. Các bước tính sinh khối rừng
3.2.1. Kiểm định ảnh (calibration)
Việc khôi phục lại thông tin ban đầu dưới dạng phản hồi đo bằng dB (deci-Ben) từ giá trị năng lượng hay biên độ của ảnh RADAR thực chất là quá trình định chuẩn. Bài toán định chuẩn ảnh được đặt ra với mục đích chuyển các giá trị pixel trên ảnh thành các giá trị hệ số phản hồi (backscatter coefficient) tính theo đơn vị dB, đặc trưng riêng cho mỗi đối tượng nghiên cứu, độc lập với hệ thống RADAR cũng như hệ thống khôi phục ảnh ở trạm thu. Đây là công việc phức tạp nhưng lại đặc biệt quan trọng cho việc phân loại một cách có cơ sở các đối tượng có phản hồi tương tự hoặc gần nhau. Vì việc thống kê theo hàm logarit tính theo dB có khả năng phân dị thông tin cao hơn hàm tuyến tính (tính theo giá trị năng lượng hoặc biên độ), do đó sẽ mang lại nhiều thông tin về sự biến đổi của các đối tượng mặt đất.
3.2.1.1. Kiểm định ảnh ENVISAT ASAR APP
Để tính chuyển giá trị số của điểm ảnh về giá trị độ sáng đối với sản phẩm ảnh ASA_APS_1P sử dụng công thức sau [36]:
, = , ×
× , × , × , (3. 3)
, = ,
, (3. 4) trong đó:
- K là hằng số kiểm định tuyệt đối;
- i,j là số thứ tự hàng cột của điểm ảnh trong ảnh;
- DNi,jlà cường độ điểm ảnh tại hàng i và cột j;
- i,j0 là giá trị sigmanought của điểm ảnh i,j (db);
- i,j là giá trị gamanought của điểm ảnh i,j (db);
- G(i,j)2 là giá tr - i,j là góc ch
- Ri,j là khoảng cách nghiêng t
- Rref là khoảng cách nghiêng tham chi - αi,j là góc tớ
Để có thể định chu K. Hai thông số này đư
Hình 3. 9:
3.2.1.2. Kiểm định
Việc hiệu chỉnh góc t trình thu ảnh do vậy giá tr σ0 theo công thức 3.5
Trong đó, giá trị s lý mức 1.5. Với mức x
= + , trong đó
98
là giá trị hiệu suất của RADAR (gain) tại điểm là góc chụp đối với điểm ảnh i,j (độ);
ng cách nghiêng tới điểm ảnh i,j (km);
ng cách nghiêng tham chiếu (km);
ới tại điểm ảnh i,j (độ).
nh chuẩn được, ta cần các thông số là góc tới này được lấy từ các thông số bổ trợ kèm theo ảnh
: Ảnh ASAR ngày 30 tháng 3 năm 2009 sau kiểm định
ểm định ảnh ALOS PALSAR
nh góc tới tại pixel điểm ảnh đã được xử lý tr y giá trị số trên ảnh DN sẽ tương ứng với giá tr
[60]:
DN2 = σ0.K (3. 5)
số trên ảnh DN là giá trị pixel với ảnh ALOS PALSAR c xử lý 1.1, giá trị thu được được ghi lại ở
, trong đó Q và I là phần thực và phần ảo của số phức.
m ảnh i,j;
i α và hằng số nh.
ểm định
lý trước trong quá i giá trị tán xạ ngược
LOS PALSAR xử ở dạng số phức, ần ảo của số phức.
99
K được hiểu như là hằng số định chuẩn tuyệt đối được cung cấp bởi nhà sản suất. K được hiệu chỉnh giống nhau với các ảnh PALSAR cùng mức độ xử lý nhưng khác nhau khi ở các mức xử lý 1.1 và 1.5. Hằng số K được tính từ hệ số định chuẩn (calibration factor - CF) và phần bù của hệ số định chuẩn (calibration factor offset - CF_offset). Hệ số này được cung cấp trong các file bổ trợ. Bảng sau biểu thị hằng số K ở các level 1.1 và 1.5
L1.1 L1.5
K[dB] CF[dB] – CF_offset[dB] CF[dB]
Công thức định chuẩn sigma nought σ0, beta nought β0, gamma nought γ0 được tính theo các công thức:
, = . , (3. 6)
, = ,
, (3. 7)
, = ,
( , ) (3. 8)
Trong đó:
- K là hằng số định chuẩn tuyệt đối;
- DNi,j giá trị số của pixel dòng i cột j;
- σ0i,j là giá trị tán xạ ngược sigma nought của pixel ở hàng và cột i,j (db);
- β0i,j là giá trị beta nought của pixel ở hàng và cột i,j (db);
- γ0 i,j là giá trị gama nought của pixel ở hàng và cột i,j (db);
- α i,j là góc tới tại pixel ở hàng và cột i,j (độ).
Nếu tính chuyển về đơn vị dB thì giá trị phản hồi 0 được tính như sau đối với ảnh ALOS-PALSAR:
100 Đối với sản phẩm ảnh mức xử lý 1.5
0i,j (dB) = 10 × log10 (DN2i, j) + CF (3. 9) Đối với sản phẩm ảnh mức xử lý 1.1
0i,j (dB) = 10 × log10(I2i, j+Q2i, j) + CF – 32,0 (3. 10) Trong đó:
- K là hệ số định chuẩn tuyệt đối;
- DNi,j là giá trị xám độ của pixel tại hàng i, cột j;
- Ii, j , Qi, j lần lượt là giá trị cường độ và năng lượng của pixel tại hàng i, cột j;
- 0 i,j là giá trị phản hồi tại hàng i, cột j (độ);
- CF (Calibration Factor) là hệ số định chuẩn.
Bảng 3. 5: Hệ số định chuẩn đối với ảnh ALOS PALSAR Ngày xử lý Trước 8/1/2009 Sau 9/1/2009
FBS 9.9 HH -83,16 -83,00
FBS21.5 HH -83,55 -83,00
FBS34.3 HH -83,40 -83,00
FBD34.3 HH -83,20 -83,00
FBD34.3 HV -80,20 -83,00
FBS41.5 HH -83,65 -83,00
FBD41.5 HH -83,19 -83,00
FBD41.5 HV -80,19 -83,00
FBS50.8 HH -83,30 -83,00
PLR21.5 -83,40 -83,00
Ở đây các ảnh ALOS PALSAR mức xử lý 1.5, thu ngày 22/06/2007 và 07/07/2007 với chế độ FBD34.3, do đó ảnh phân cực HH sử dụng hệ số
CF= -83,2, ảnh phân cực HV s Như vậy, có thể vi như sau:
- Đối với ảnh PALSAR FBD34.3 phân c
0i,j
- Đối với ảnh PALSAR FBD
0i,j