Thuật toán khoảng cách MAHALANOBIS

Phương pháp phõn loại tự đụ̣ng có kiờ̉m định dùng thuọ̃t toán khoảng cách Mahalanobis là mụ̣t trường hợp riờng của thuọ̃t toán phõn loại khoảng cách ngắn

22 2 ) ( ) (DNijk ck DNijk cl D   

nhṍt bằng cách sử dụng ma trọ̃n phương sai – hiợ̀p phương sai trong tính toán. Sau khi lṍy dữ liợ̀u mõ̃u, tiờ́n hành tính khoảng cách Mahalanobis từ các pixel ảnh nằm ngoài vùng mõ̃u đờ́n vector phụ̉ trung bình của các vùng mõ̃u trờn. Pixel sẽ thuụ̣c phõn lớp mà khoảng cách Mahalanobis đờ́n nó là ngắn nhṍt.

Trong đó D là khoảng cách Mahalanobis, c – phõn lớp c, X – giá trị của pixel cõ̀n tính khoảng cách,

- giá trị phụ̉ trung bình của mõ̃u giải đoán phõn lớp c,

- ma trọ̃n phương sai – hiợ̀p phương sai của mõ̃u giải đoán phõn lớp c, - ma trọ̃n nghịch đảo ma trọ̃n phương sai – hiợ̀p phương sai,

T – hàm sụ́ chuyờ̉n đụ̉i ma trọ̃n.

Phương pháp phõn loại theo khoảng cách Mahalanobis cho kờ́t quả phõn loại chính xác hơn so với thuọ̃t toán khoảng cách ngắn nhṍt và thuọ̃t toán hình hụ̣p do có tính đờ́n ma trọ̃n phương sai – hiợ̀p phương sai. Tuy nhiờn nhược điờ̉m của phương pháp này là tụ́c đụ̣ tính toán chọ̃m, trong trường hợp dữ liợ̀u ảnh khụng theo quy luọ̃t phõn bụ́ chuõ̉n Gauss đụ̣ chính xác sẽ giảm do ma trọ̃n phương sai – hiợ̀p phương sai có giá trị lớn. Thuọ̃t toán khoảng cách Mahalanobis thường được sử dụng trong trường hợp các kờnh ảnh có đụ̣ tương quan khụng lớn. Nờ́u đụ̣ tương quan giữa các kờnh ảnh cao, ta sử dụng khoảng cách Euclidean. Tình trạng này xảy ra khi phõn loại các đụ́i tượng đụ̀ng nhṍt (thảm thực vọ̃t, đṍt,...).

2.4 XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ ẢNH QUICKBIRD NHẰM TỰ Đệ̃NG HÓA PHÂN LOẠI RỪNG NGẬP MẶN Đệ̃NG HÓA PHÂN LOẠI RỪNG NGẬP MẶN

Nghiờn cứu đặc trưng phản xạ phụ̉ của thực vọ̃t ngọ̃p mặn và nước trờn ảnh QuickBird cho thṍy, ở dải phụ̉ đỏ và cọ̃n hụ̀ng ngoại chứa nhiờ̀u thụng tin nhṍt đờ̉ phõn loại chỳng. Từ phõn tích đặc trưng phản xạ phụ̉, trong đụ̀ án đờ̀ xuṍt phương pháp tự đụ̣ng húa phõn loại thực vọ̃t ngọ̃p mặn và nước như sau:

c M c Cov 1  c Cov

Hỡnh 2.9 Mụ hỡnh tự đụ̣ng húa phõn loại rừng ngọ̃p mặn trờn ảnh QuickBird

Bước 1: Lựa chọn cỏc dải súng mang nhiờ̀u thụng tin nhõt vờ̀ đụ́i tượng nghiờn cứu.

Bước 2: Trừ ảnh: kờnh 4 – kờnh 3. Trờn kờ́t quả trừ ảnh, thực vọ̃t cú giỏ trị dương, nước cú giỏ trị õm

Trừ ảnh: kờnh 3 – kờnh 4, trờn ảnh kờ́t quả, nước cú giỏ trị dương, thực vọ̃t cú giỏ trị õm.

Bước 3: Sử dụng hàm sụ́ Step nhằm đưa các pixel có giá trị dương vờ̀ 1, cỏc pixel cú giỏ trị õm vờ̀ 0.

Bước 4: thực hiợ̀n tụ̉ hợp màu ảnh nhị phõn nhằm thờ̉ hiợ̀n ranh giới giữa nước và đṍt liờ̀n  kờ́t quả phõn loại thực vọ̃t ngọ̃p mặn.

CHƯƠNG III: PHÂN LOẠI RỪNG NGẬP MẶN BẰNG DỮ LIậ́U ẢNH Vậ́ TINH QUICBIRD