Hình 1.5. Biểu tượng phần mềm ENVI
ENVI là phần mềm lí tưởng để trực quan hoá, phân tích và biểu diễn ảnh số. ENVI có tất cả các tính năng để xử lí ảnh hoàn thiện, bao gồm: công cụ sửa chữa hình học; phân tích địa hình; phân tích rađa; dạng raster và vector của GIS và được hỗ trợ
hình ảnh từ nhiều nguồn khác nhau.
ENVI chuyên hiển thị ảnh, có khả năng phân tích đa phổ cho hình ảnh quét của SPOT, TM. Ngoài ra ENVI còn có chức năng hiển thị vector.
Các chức năng cơ bản của ENVI: - Hiển thịảnh.
- Tách chiết các thông tin phổ. - Tạo hình ảnh chuyển động. - Hiển thị hình ảnh với mạng lưới. - Phân loại ảnh đa phổ.
- Các chức năng phân loại theo Mask. - Hiệu chỉnh bức xạ.
- Tạo lập các đồ thị.
- Tạo hình ảnh nhiều chiều. - Xử lý hình ảnh Radar.
- Xử lý thông tin phổ tạo các ảnh chỉ số: chồng xếp các band, tạo ảnh tỉ số... - Các định dạng dữ liệu: xây dựng theo hệ thống ASCII, có thể nhập và xuất dữ
liệu ảnh ởđịnh dạng IMG và bảng dữ liệu ở định dạng GRD.
ENVI (The Enviroment for Visualizing) là một phần mềm xử lý ảnh khá mạnh, hệ thống này được thiết kếđể đáp ứng yêu cầu của các nhà nghiên cứu có nhu cầu sử
dụng dữ liệu ảnh viễn thám (Remote Sensing-RS), bao gồm các loại ảnh vệ tinh (Satellite) và ảnh máy bay (aircraft). ENVI hiển thị và phân tích ảnh với nhiều kiểu dữ
liệu và kích cỡ ảnh khác nhau, tất cả trong một môi trường giao diện thân thiện với người sử dụng, (Trần Nguyễn Ánh, 2007).
ENVI có một thư viện khá đầy đủ các thuật toán xử lý dữ liệu ảnh cùng với giao diện cửa sổ đồ hoạ - Tương tác thân thiện với người sử dụng. Phần mềm hỗ trợ
các công cụ để thực hiện một số chức năng chính như: chuyển đổi dữ liệu (transforms), lọc ảnh (filtering), phân loại ảnh (Classification), đăng ký hệ lưới chiếu (registration) và hiệu chỉnh hình học (Geometric corections), các công cụ phân tích phổ, các công cụ sử dụng cho ảnh Radar, (Trần Nguyễn Ánh, 2007).
ENVI hỗ trợ cho phép xử lý những dữ liệu không phải là dữ liệu chuẩn, hiển thị
và phân tích những ảnh lớn, và cũng cho phép mở rộng khả năng phân tích dữ liệu bởi các hàm của người dùng, (Trần Nguyễn Ánh, 2007).
Ngoài ra, ENVI cho phép làm việc với từng kênh phổ riêng lẻ hoặc toàn bộảnh. Khi một file ảnh được mở, mỗi kênh phổ của ảnh đó có thểđược thao tác với tất cả các chức năng hiện có của hệ thống. Với nhiều file ảnh được mở, ta có thể dễ dàng lựa chọn các kênh từ các file ảnh để xử lý cùng nhau, (Trần Nguyễn Ánh, 2007).
Theo Trần Nguyễn Ánh (2007), ENVI có các công cụ chiết tách phổ, sử dụng thư viện phổ, và các chức năng chuyên cho phân tích ảnh phân giải phổ cao (High resolution imges). ENVI được thiết kế dựa trên ngôn ngữ lập trình IDL (Interactive Data Language). IDL là ngôn ngữ lập trình có cấu trúc và cung cấp khả năng thích hợp giữa xử lý ảnh và khả năng hiển thị với giao diện đồ họa dễ sử dụng. Tính linh hoạt và mềm dẻo của ENVI phần lớn nhờ vào khả năng của IDL. Các dạng dữ liệu của ENVI:
- Dữ liệu ảnh (dữ liệu Raster):
+ ENVI cho phép sử dụng hàng loạt loại ảnh khác nhau (ảnh Landsat, ảnh Spot,
ảnh Ikonos, ảnh NOAA, ảnh Radar...). Theo nhiều khuân dạng dữ liệu khác nhau như
theo mỗi file ảnh là một file lưu thông tin chung về ảnh *.hdf. ENVI có thể làm việc với các file dữ liệu đầy đủ hoặc chỉ là tập con của chúng. Phần mềm có các công cụ để xử lý các ảnh toàn sắc (panchromatic images), AVHRR, dữ
liệu Landsat MSS, dữ liệu Landsat TM, dữ liệu của hệ thống SAR. Các công cụ
AVHRR cho phép hiển thị các dữ liệu thiên văn, hiệu chỉnh dữ liệu, nắn chỉnh hình học và tính toán nhiệt độ bề mặt. Các hàm xử lý ảnh Landsat cho phép khửđộ nghiêng (de-skewing) và chỉnh sửa tỷ lệ co (aspect ratios) cho dữ liệu MSS, bóc tách và chỉnh sửa nhiễu khí quyển, xác định hệ số phản xạ. Các công cụđể hiệu chỉnh dữ liệu hồng ngoại nhiệt cũng được phát triển trong ENVI.
+ Mặt khác, ENVI cũng hỗ trợ xử lý các dữ liệu ảnh có định dạng chuẩn như: ASCII, BMP, JPEG,TIFF/GeoTIFF, HDF, PDS, PNG, SRF, vv…
- Dữ liệu đồ hoạ ( dữ liệu Vector):
+ ENVI có khả năng tích hợp và làm việc với dữ liệu đồ hoạ từ các khuân dạng khác nhau như: ArcView Shape file, Arc/Info, Mapinfo, Microstation, AutoCAD…Dữ
liệu đồ hoạ cuả ENVI thường được lưu thành file *.evf.
Hình 1.6. Thanh menu chính của phần mềm ENVI
+ ENVI cung cấp khả năng truy cập vào các file ảnh hay từng kênh phổ của file
ảnh. Cửa sổ Available Bands List (Hình 1.7) liệt kê các kênh phổ của tất cả các file
ảnh đang được mở trong ENVI. Người sử dụng có thể chọn từng kênh phổđể hiển thị
+ ENVI cho phép mở nhiều ảnh trên nhiều cửa sổ cùng một lúc. Khi một ảnh đã
được mở trong ENVI, có ba cửa sổ sẽ hiển thị lên màn hình Image Window, Scroll Window và Zoom Window. Ba cửa sổ này được liên kết chặt chẽ với nhau, việc thay
đổi ở cửa sổ này sẽ kéo theo những thay đổi tương ứng ở các cửa sổ còn lại. Tất cả các cửa sổ đều có thể thay đổi kích thước bằng cách chọn và kéo chuột trái ở góc cửa sổ
hiển thị.
+ Thông thường, mỗi ảnh được hiển thị trên 3 cửa sổđược giới thiệu sau đây:
¾ Main Image Window (Hình 1.8a): Cửa sổ này hiển thị một phần của ảnh ở độ phân giải của dữ liệu gốc với tỷ lệ 1:1. Ô vuông trong cửa sổ này chỉ ra vị trí được hiển thị phóng đại trong cửa sổ Zoom Window. Để thay đổi vị trí hiển thị của cửa sổ phóng đại Zoom Window, chỉ chuột vào ô vuông đỏ
trong Image Window, giữ chuột trái và di chuyển đến vị trí cần quan sát, hình ảnh trên Zoom Window sẽđược cập nhật ngay khi thả chuột.
Hình 1.8b. Cửa sổ Scroll Hình 1.8a. Cửa sổ Image
Hình 1.8c. Cửa sổ Zoom
Hình 1.8. Các cửa sổ hiện thị dữ liệu ảnh trong ENVI (Ảnh khu vực vườn quốc gia U Minh hạ)
¾ Scroll Window (Hình 1.8b): Trong trường hợp toàn bộ tâm ảnh không hiển thị hết trên cửa sổ Main Image, cửa sổ Scroll được mở ra để hiển thị toàn bộ
bức ảnh với độ phân giải thấp hơn. Khung màu đỏ trên cửa sổ Scroll xác
định vùng ảnh được hiển thị trên cửa sổ Main Image.
¾ Zoom Window (Hình 1.8c): Hiển thị một phần được phóng đại của ảnh. Hệ
số phóng đại được hiển thị trong ngoặc trên thanh tiêu đề của Zoom Window. Vùng được phóng đại được xác định bằng hình vuông đỏ trên Image Window.
Các ưu điểm của ENVI được thể hiện ở cách tiếp cận trong công tác xử lý ảnh,
đó là việc kết hợp các kỷ thuật dựa trên kênh phổ và kỹ thuật dựa trên tập tin. Khi dữ
liệu được mở, các kênh phổ được lưu vào danh sách chờ xử lý của chương trình, hoặc khi các tập tin được mở, các kênh phổ của các tập tin được xử lý như một nhóm. ENVI có tất cả các chức năng xử lý ảnh cơ bản, trong chếđộ tương tác với người sử dụng về đồ họa. Đặc biệt trong khi xử lý, ENVI không có giới hạn về kênh phổ được xử lý
đồng thời do vậy các dữ liệu ảnh siêu phổ cũng có thể dược xử lý và phân tích bằng ENVI. Hiện nay, ENVI phiên bản mới có nhiều cải tiến hơn so với phiên bản trước, có thêm nhiều chức năng và đặc biệt là tốc độ đọc và xử lý dữ liệu nhânh hơn nhiều so với phiên bản trước, (Lê Văn Trung và ctv, 2006).
CHƯƠNG 2 PHƯƠNG TIỆN – PHƯƠNG PHÁP 2.1. PHƯƠNG TIỆN Máy vi tính. Máy in màu. Máy GPS.
Phần mềm: Microsoft World, Microsoft Exel, Microsoft PowerPoint, Microsoft Paint, Envi 3.6, Mapinfo.
Ảnh vệ tinh World View 1 khu vực Vườn quốc gia U Minh hạ - Cà Mau được chụp ngày 21 tháng 01 năm 2008 với độ phân giải là 30m x 30m và đây là ảnh trắng
đen.
2.2. PHƯƠNG PHÁP
Phương pháp để thực hiện đề tài là sử dụng phần mềm ENVI giải đoán ảnh viễn thám khu vực vườn quốc gia U Minh hạ - Cà Mau được chụp từ vệ tinh World View 1
2.2.1. Thu thập dữ liệu
- Thu thập ảnh viễn thám: ảnh vệ tinh World View 1 được chụp ngày 21 tháng 01 năm 2008 khu vực vườn quốc gia U Minh hạ - Cà Mau.
- Thu thập bản đồ về vùng nghiên cứu như: Bản đồ khu vực rừng tràm tỉnh Cà Mau ( Bộ Môn Khoa Học Đất & QLĐĐ).
- Các số liệu, tài liệu về diện tích, dân số, điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội,...của vùng nghiên cứu được tham khảo từ các tài liệu do UBND tỉnh Cà Mau cung cấp.
2.2.2. Các bước xử lý ảnh, bản đồ
Ảnh viễn thám được phân tích trên phần mềm ENVI với các bước:
- Để có thể tiến hành việc giải đoán ảnh thì ảnh phải được xử lý như: Che ảnh, nắn ảnh, tăng cường chất lượng ảnh: Tăng cường độ tương phản, lọc ảnh.
- Giải đoán hiện trạng rừng khu vực vườn quốc gia U Minh hạ theo phương pháp phân loại không kiểm tra.
- Kết hợp giữa kết quả ảnh đã được giải đoán bằng phương pháp phân loại không kiểm tra và ảnh ban đầu (ảnh chưa giải đoán) để chọn điểm điều tra khảo sát (dựa vào đặt điểm và độ sáng của các đối tượng trên ảnh).
lại hiện trạng tại điểm kiểm tra.
- Kết hợp với kết quảđiều tra khảo sát thực địa để tiến hành phân loại ảnh theo phương pháp phân loại có kiểm tra.
- Thành lập bản đồ hiện trạng rừng khu vực vườn quốc gia U Minh hạ với kết quả phân loại có kiểm tra.
2.2.3. Viết báo cáo
Hoàn chỉnh 02 bản đồ hiện trạng rừng khu vực vườn quốc gia U Minh hạ năm 2008 với kết quả phân loại ảnh không kiểm tra và phân loại ảnh có kiểm tra.
Viết báo cáo, thuyết minh.
Các bước giải đoán ảnh viễn thám:
Số hóa bảnđồ
Bản đồ hiện trạng Phân loại không kiểm soát Khảo sát, kiểm tra thực địa Thành lập bảng chìa khóa giải đoán
Phân loại có kiểm soát Xửlýảnh, bảnđồ Nắn ảnh Tăng cường chất lượng ảnh Hoàn chỉnh bản đồ Chọn ảnh Thu thập dữliệu Hình 2.1. Lưu đồ các bước giải đoán ảnh viễn thám.
CHƯƠNG 3
KẾT QUẢ THẢO LUẬN