- Đo độ sâu v địa à
b. Nguyên nhân gây ra méo ảnh
2.3 Các phơng pháp đánh giá biến động
Phát hiện biến động là quá trình nhận dạng sự khác biệt về trạng thái của một đối tợng hay hiện tợng bằng cách quan sát chúng tại những thời điểm khác nhau. Tiền đề cơ bản để sử dụng dữ liệu viễn thám cho việc phát hiện biến động là những sự thay đổi về lớp phủ phía trên bề mặt đất phải đa đến sự thay đổi về giá trị bức xạ và những sự thay đổi về bức xạ do sự thay đổi lớp phủ mặt đất phải lớn so với những sự thay đổi về bức xạ gây ra bởi các yếu tố khác, những yếu tố đó bao gồm :
+ sự khác biệt về điều kiện khí quyển + Sự khác biệt về góc mặt trời
+ Sự khác biệt về độ ẩm của đất
ảnh hởng của các yếu tố này có thể đợc giảm từng phần bằng cách chọn dữ liệu thích hợp.
Nhiều phơng pháp phát hiện biến động lớp phủ sử dụng dữ liệu số đã đợc đề xuất, theo Singh (1989) bao gồm các phơng pháp :
+ So sánh các phân loại lớp phủ + Phân loại ảnh đa thời gian + ảnh hiệu hoặc ảnh chia
+ Sự khác biệt về chỉ số thực phủ + Phân tích thành phần chính
Hay ta có thể tổng hợp thành hai phơng pháp nghiên cứu đánh giá biến động chính nh sau:
Hình 2.15. Các phương pháp đánh giá biến động lớp phủ thực vật từảnh viễn thám
Phân tích kết quả thực hiện từ các nghiên cứu đã công bố cho thấy các phơng pháp phát hiện biến động khác nhau tạo ra các bản đồ biến động khác nhau, và không có phơng pháp nào thực sự vợt trội.
Phương pháp 1: Phân tích sau phân loại
Đồ án tốt nghiệp Trờng ĐH Mỏ-Địa Chất
Việc tiến hành phân lọai độc lập các ảnh viễn thám làm cho phơng pháp này có độ chính xác phụ thuộc chặt chẽ vào độ chính xác của từng phép phân lọai và do đó phơng pháp đơn giản, dễ thực hiện nhng đem lại độ chính xác không cao, đặc biệt là với chuỗi ảnh với số lợng lớn
Tuy nhiên nó cũng tránh đợc một số vấn đề nh : không phải chuẩn hóa ảnh hởng của khí quyển và bộ cảm ứng điện từ trên ảnh chụp tại các thời điểm khác nhau, không phải lấy mẫu lại kích thớc pixel trong trờng hợp dữ liệu đa thời gian không cùng độ phân giải không gian. Mặt khác phơng
pháp này cũng là phơng pháp phù hợp cho việc chuyển kết quả qua hệ thống thông tin địa lý GIS để phân tích biến động sau phân loại.
Phương pháp 2: Nhận biết sự thay đổi phổ
Công việc quan trọng nhất của phương pháp n y l sà à ử dụng các kỹ thuật để
nhận ra sự thay đổi phổ của các lớp đối tượng. Loại trừ phương pháp trừ ảnh gốc. Về bản chất, phương pháp n y sà ử dụng các kỹ thuật khác nhau để từ
hai ảnh ban đầu đã được nắn chỉnh hình học, tạo nên một kênh hay nhiều kênh ảnh mới có thể hiện sự thay đổi phổ. Sự khác biệt hoặc đồng nhất về
giá trị phổ của các pixel có thể được tính trên theo từng pixel hoặc cũng có thể tính trên to n cà ảnh. Chính vì vậy, phương pháp n y đòi hà ỏi độ chính xác khi nắn chỉnh hình học phải lớn (sai số <1pixel).
Kết quả phương pháp n y mang là ại l mà ột ảnh thể hiện từ những khu vực có thay đổi v không thay à đổi cũng như mức độ thay đổi. Để có được kết quả
rõ r ng hà ơn ta cần phải có kỹ thuật xử lý tiếp theo, trong đó quan trọng nhất l kà ỹ thuật phân ngưỡng, tức l vià ệc xác định ngỡng phân chia bằng thực nghiệm để tách các pixels biến động và không biến động. Trong thực tế, việc xác định ngỡng phân chia chính xác không phải là vấn đề đơn giản.
Từ các phân tích trên, phơng pháp nghiên cứu đợc đề xuất sử dụng là ph- ơng pháp phân tích biến động sau phân loại. áp dụng phơng pháp này, tập dữ liệu đa phổ của từng thời điểm đợc tiến hành phân loại độc lập để cho ra bản đồ Rừng Ngập Mặn tại một thời điểm. Sau đó tiến hành đánh giá biến động bằng cách so sánh bản đồ rừng ngập mặn thành lập tại hai thời điểm trong GIS.
Việc sử dụng kết hợp giữa RS và GIS cho nhiều mục đích khác nhau đã trở nên rất phổ biến trên toàn thế giới trong khoảng 30 năm trở lại đây. GIS bắt đầu đợc xây dựng ở Canada từ những năm 60 của thế kỉ 20 và đã đợc ứng dụng ở rất nhiều lĩnh vực khác nhau trên thế giới.
Hình 2.16
Sau khi vệ tinh quan sát trái đất Landsat đầu tiên đợc phóng vào năm 1972, các dữ liệu viễn thám đợc xem là nguồn thông tin đầu vào quan trọng của GIS nhờ những tiến bộ về kỹ thuật của nó. Ngày nay, Trái đất đợc nghiên cứu thông qua một dải quang phổ rộng với nhiều bớc sóng khác nhau từ dải sóng nhìn thấy đợc đến dải sóng hồng ngoại nhiệt. Các thế hệ vệ tinh mới đ- ợc bổ sung thêm các tính năng quan sát trái đất tốt hơn với những quy mô không gian khác nhau (hình 1). Vệ tinh cung cấp một lợng thông tin không lồ và phong phú về các phản ứng quang phổ của các hợp phần của trái đất nh: đất, nớc, thực vật. Chính các phản ứng này sau đó sẽ phản ánh bản chất sinh lý của trái đất và các hiện tợng diễn ra trong tự nhiên bao gồm cả các hoạt động của con ngời. Chủ đề phát triển chính của viễn thám trong một thời gian dài chính là môi trờng và tầm quan trọng của nó trong lĩnh vực này đã tăng lên nhanh chóng trong một vài năm gần đây (Askne, 1995). Trong khi đó mục tiêu chính của việc sử dụng GIS là tạo ra những giá trị mới cho các thông tin hiện có thông qua phân tích không gian - thời gian và/ hoặc mô hình hoá các dữ liệu có toạ độ. Nhờ khả năng phân tích không gian - thời gian và mô hình hoá, GIS cho phép tạo ra những thông tin có giá trị gia tăng cho các thông tin đợc triết xuất từ dữ liệu vệ tinh (Burrough và cộng sự, 1998)
Đồ án tốt nghiệp Trờng ĐH Mỏ-Địa Chất
Hình 2.17
Sự kết hợp giữa RS và GIS là sự kết hợp tuyệt vời tạo ra những ứng dụng lớn trong các lĩnh vực trong cuộc sống. Và một trong những ứng dụng to lớn đó là nghiên cứu và giải quyết những vấn đề môi trờng.
Vậy GIS là gì?
Hình 2.18
Theo ESRI (Environmental System Reseach Institute): Hệ thống thông tin địa lí ( Geographic Information System – GIS ) " Là một hệ thống bao gồm phần cứng, phần mềm, dữ liệu và con ngời nhằm thu thập, lu trữ, cập nhập, xử lí, phân tích và hiển thị các thông tin địa lí trên bề mặt trái đất " .
Các thành phần của GIS ?
GIS đợc kết hợp bởi năm thành phần chính: phần cứng, phần mềm, dữ liệu, con ngời và phơng pháp quản lý.
Hình 2.19
Hay nói một cách khác hệ thông tin địa lý bao gồm 4 hợp phần cơ bản:
Phần cứng
Phần mềm
Cơ sở dữ liệu,
Cơ sở tri thức.
Quan hệ của các hợp phần này có đợc biểu diễn nh trong hình 1 dới đây. Vấn đề đặt ra là hợp phần nào quan trọng hơn cả và các bớc xây dựng, kết nối các hợp phần này lại nh thế nào? Theo quan điểm của tôi, vấn đề xây dựng Cơ sở tri thức mang tính quyết định trong các ứng dụng GIS. Đây là hợp phần chủ đạo của Hệ thông tin địa lý và nó đợc xây dựng trên cơ sở các định hớng của nhà quản lý nhằm đáp ứng các nhu cầu ứng dụng. Các nhà chuyên môn thuộc nhiều ngành sẽ phải cùng cộng tác với nhau để thực hiện các thao tác của GIS: thu thập, tổ chức và phân tích dữ liệu theo yêu cầu của nhà quản lý. Các chuyên gia về công nghệ thông tin có chức năng giúp các nhà chuyên môn tổ chức dữ liệu và truyền tải các kết quả đến tay ngời sử dụng các khả năng về phần cứng và phần mềm trên nền tận dụng hạ tầng cơ
Đồ án tốt nghiệp Trờng ĐH Mỏ-Địa Chất
sở thông tin hiện có nh hệ thống mạng cục bộ, Internet, Web v.v... để Hệ thông tin địa lý có thể vận hành đợc, chúng ta cần tới hợp phần thứ hai: Cơ sở dữ liệu. Việc xây dựng cơ sở dữ liệu trong GIS nhất thiết phải tính đến ít nhất là các yếu tố sau:
Mục tiêu của ứng dụng (đợc đề ra bởi giới quản lý),
Các chuẩn về hệ toạ độ, lới chiếu, cấu trúc dữ liệu.
Tính pháp lý của dữ liệu. Phần cứng Phần mềm Cơ sở dữ liệu Cơ sở tri thức Nhà quản lý Chuyên gia công nghệ tt Chuyên gia chuyên ngành Hình 2.20
Các nhu cầu về phần cứng, phần mềm hiện nay có thể đợc dễ dàng đáp ứng và vì vậy chúng không còn mang tính chi phối mạnh nh vào thời kỳ đầu những năm 90. Về đại thể Hệ thông tin địa lý sẽ đợc cơ cấu thành hai khối: Con ngời, dữ liệu và các phơng tiện nh trình bày ở hình 1.
Vậy GIS có chức năng nh thế nào?
Trong những năm cuối của thế kỷ 20, nhiều vấn đề bức xúc đã đặt ra với nhiều quốc gia và các khu vực trên thế giới- đó là vấn đề cạn kiệt tài nguyên, ô nhiễm môi trờng, bùng nổ dân số, thiên tai, dịch bệnh v.v…Nỗ lực kiểm soát và giải quyết các vấn đề này đòi hỏi cần có sự thu thập, tổng hợp và giải quyết các thông tin đầy đủ, chính xác và nhanh chóng. GIS ra đời và phát triển mạnh mẽ trong hầu hết các ngành kinh tế quốc dân, một phần chính là phục vụ cho mục đích đó:
môi trờng vì nó có khả năng:
* Thu thập, lu trữ, khôi phục thông tin dựa trên vị trí không gian của
chúng.
* Nhận dạng các vị trí trong các môi trờng với các tiêu chuẩn cụ thể. * Tìm kiếm mối quan hệ giữa các tập dữ liệu trong môi trờng đó.
* Phân tích các dữ liệu có liên quan về mặt không gian, hỗ trợ cho việc
ban hành quyết định.
* Tạo điều kiện cho việc lựa chọn và chuyển giao dữ liệu cho các mô
hình giải tích có khả năng đánh giá tác động của phơng án.
* Hiển thị các môi trờng đợc lựa chọn dới dạng đồ thị hoặc dạng số trớc
và sau khi phân tích.
Các phần mềm này ngày càng đợc hoàn thiện , phát triển với các chức năng đa dạng hơn, thân thiện với ngời dùng hơn và khả năng quản lí dữ liệu hiệu quả hơn .