Đang tải... (xem toàn văn)
Câu 1. Khái niệm viễn thám. Trình bày các thành phần cơ bản và quá trình của viễn thám. So sánh ảnh sự giống và khác nhau giữa ảnh số và ảnh viễn thám. Viễn thám là môn khoa học thu thập các thông tin về một đối tượng, một khu vực, một hiện tượng từ một khoảng cách nào đó mà không có sự tiếp xúc trực tiếp với đối tượng hay hiên tượng đó. Thành phần: 1. Nguồn năng lượng: thành phần đầu tiên của một hệ thống viễn thám là nguốn năng lượng đê 2. Những tia phát xạ và khí quyển. 3. Sự tương tác với đối tượng 4. Thu nhận năng lượng bộ cảm 5. Sự truyền tải, thu nhận và xử lý 6. Giải đoán và phân tích ảnh 7. Ứng dụng. Quá trình của viễn thám: 1. Sự hiện diện của nguồn năng lượng điện từ 2. Sự lan truyền nguồn năng lượng điện từ đến bầu khí quyển 3. Sự tương tác giữa sóng điện từ với bề mặt trái đất. 4. Sự lan truyền năng lượng phản xạ từ bề mặt trái đất đến sensor 5. Các sensor ghi nhận dữ liệu 6. Dữ liệu được truyền về trạm mặt đất và ghi vào băng từ 7. Phân tích, xử lý dữ liệu
1 XƯ LÝ ẢNH VIỄN THÁM Câu Khái niệm viễn thám Trình bày thành phần trình viễn thám So sánh ảnh giống khác ảnh số ảnh viễn thám - - - Viễn thám môn khoa học thu thập thông tin đối tượng, khu vực, tượng từ khoảng cách mà tiếp xúc trực tiếp với đối tượng hay hiên tượng Thành phần: Nguồn lượng: thành phần hệ thống viễn thám nguốn lượng đê Những tia phát xạ khí Sự tương tác với đối tượng Thu nhận lượng cảm Sự truyền tải, thu nhận xử lý Giải đoán phân tích ảnh Ứng dụng Quá trình viễn thám: Sự diện nguồn lượng điện từ Sự lan truyền nguồn lượng điện từ đến bầu khí Sự tương tác sóng điện từ với bề mặt trái đất Sự lan truyền lượng phản xạ từ bề mặt trái đất đến sensor Các sensor ghi nhận liệu Dữ liệu truyền trạm mặt đất ghi vào băng từ Phân tích, xử lý liệu Câu Ảnh hưởng khí đến truyền sáng Các bước sóng 0.3µm hoàn toàn bị hấp thụ tần ozon - - • Các loại mây + hạt nước hấp thụ làm tán xạ bước sóng < 0.3µm Ánh sáng qua khí có mật độ khác bị khúc xạ, phản xạ, ánh xạ ảnh hưởng lớn đối việc chụp ảnh hàng không Các vùng phổ không bị ảnh hưởng môi trường khí sử dụng để thu nhận ảnh viễn thám Câu Trình bày độ phân giải ảnh số viễn thám Độ cao viễn thám: độ cao mà thiết bị viễn thám hoạt động mà không cần tiếp xúc với đối tượng Tầng mặt đất: 0,5m – 30m Tầng máy bay: 5m – 20Km Tầng vệ tinh: 300Km – 36000Km Thấp 1000Km Từ 1000 – 36000Km Độ phân giải kích thước điểm ảnh ảnh -> thông số quan trọng đặc trưng cho khả thông tin ảnh viễn thám Phân loại: Độ phân giải không gian, độ phân giải thời gian, độ phân giải phổ, độ phân giải phản xạ Độ phân giải không gian: kích thước pixel mặt đất + Mức độ chi tiết đối tượng ảnh phụ thuộc vào độ phân giải không gian + Cho biết đối tượng phân biệt ảnh + Do đặc tính đầu thu, độ phân giải không phụ thuộc vào hai thông số thiết kế sẵn: FOV (Field of View- trường góc nhìn) , IFOV (Insttantaneous FOV- trường góc nhìn tức thì) FOV Cho biết phạm vi không gian mà đầu thu thu nhận sóng điện từ từ đối tượng IFOV Cho biết phạm vi không gian mà đầu thu thu nhận sóng điện từ thời 3 điểm Nếu FOV thu lớn Nếu góc IFOV nhỏ ảnh thu rộng khả phân biệt đối ngược lại tượng lớn Nghĩa giá trị pixel nhỏ phạm vi chịu ảnh hưởng hẹp Với góc nhìn, vệ tinh Pixel mang giá từ giá trị tổng cao có khoảng thu ảnh hợp từ giá trị xạ lớn đối tượng góc IFOV thu nhận lúc • • - • Độ phân giải phổ: số lượng kích thước khoảng bước sóng mà cảm ứng thu nhận ghi lại liệu ->không phải toàn giải sóng điện từ thu nhận ảnh viễn thám + Các khoảng bước sóng gọi kênh -> Độ phân giải phổ số lượng kênh ảnh + Độ phân giải phổ cao thông tin thu thập từ đối tượng nhiều + Ảnh thông thường có từ 3- 10 kênh phổ Độ phân giải thời gian: khoản thời gian định mà cảm chụp lại vùng chọn + Nếu thời gian lặp nhỏ thông tin thông tin thu thập (hay ảnh chụp được) nhiều Câu Trình bày phổ phản xạ số đối tượng tự nhiên Phổ phản xạ tượng mà phần lượng phản hồi từ bề mặt theo góc đối xứng với góc tới Gồm phản xạ toàn phần, không hoàn toàn, tán xạ toàn phần tán xạ không toàn phần Đường cong phổ phản xạ hàm thể tương quan lượng phản xạ phổ bước sóng tia sáng Phổ phản xạ đối tượng tự nhiên: Thực vật: phụ thuộc vào sắc tố, cấu trúc tế bào, thành phần nước đặc biệt chất diệp lục (bước sóng từ 0.45 – 0.67 µm) Diệp lục sẽ: • • + Quyết định tính chất màu sắc ánh sáng phát xạ + Hấp thụ tia sáng màu lam, đỏ + Phản xạ mạnh tia sáng màu lục -> có màu xanh + Hàm lượng diệp lục giảm -> Sự phát xạ tia màu xanh giảm thay tia khác Chú ý: + Xét dạng hàm, đường cong phổ phản xạ thực vật giống nhau, khác phần giá trị + Ký hiệu số thực vật: NDVI + Sự phản xạ cụm thực vật ảnh ảnh hưởng môi trường sống thực vật (thành phần thổ nhưỡng, độ ẩm đất, chất đất…) ->tùy vào dải sáng Phản xạ phổ đất phụ thuộc: Thành phần giới: tỷ lệ đất cát, đất thịt, đất sét… Độ ẩm: khô, ẩm hay bão hòa Thành phần hữu đất Oxit sắt số khoáng vật màu khác Độ nhám bề mặt: thấp phản xạ nhiều nhược lại độ nhám cao phản xạ Sự phản xạ phổ đất phụ thuộc vào tính chất đất khô hay đất ẩm Yếu tố nước đất định suy giảm khả phản xạ phổ đất (ở bước sóng từ 0.5 – 2.5 µm) Nhận xét: + Đồ thị đường cong phản xạ số loại đất phụ thuộc vào thành phần độ hạt, lượng ẩm, đất + Đất cát: phản xạ mạnh độ ẩm tăng phản xạ giảm + Đất sét: phản xạ mạnh độ ẩm tăng đất có màu tối + Hàm lượng hữu cơ: đất có chất hữu cao khả phản xạ thấp Phản xạ phổ nước: nước phản xạ mạnh vùng sóng tia sáng xanh lơ (Blue) , yếu dần sang vùng tia xanh 5 lục (Green) , triệt tiêu cuối dải sóng đỏ (Red) Phản xạ phổ phụ thuộc vào tính chất nước: Khi tính chất nước thay đổi, hình dạng đường cong giá trị phổ phản xạ bị thay đổi • Phản xạ phổ đá: giá trị phổ phản xạ phụ thuộc vào nhiều yếu tố cảu đá: mức độ chứa nước, cấu trúc, cấu tạo, thành phần khoáng vật, bề mặt… • Kết luận: Phổ phản xạ thông tin quan trọng mà viễn thám thu đối tượng Dựa vào cường độ, đường cong phổ phản xạ ta phân tích, so sánh, nhận diện đối tượng bề mặt Các đối tượng khác nhóm đối tượng có đường cong phổ phản xạ tương đối giống nhau, khác chi tiết nhỏ đường cong Câu Khái niệm cảm phân loại chúng - Bộ cảm (bộ cảm biến điện từ- sensor) thiết bị chứa mắt điện tử dùng để quan sát xạ Một sensor chứa hàng nghìn mắt điện tử - Bộ cảm thu nhận lượng sóng điện từ phản xạ hay xạ từ vật thể theo bước sóng xác định Năng lượng sóng điện từ sau tới cảm chuyển thành tín hiệu số (chuyển đổi tín hiệu điện thành số nguyên hữu hạn gọi giá trị pixel) tương ứng với lượng xạ ứng với bước sóng cảm nhận dải phổ xác định - Phân loại: Bộ cảm chủ động cảm thụ động • Bộ cảm chủ động(Active sensor): Là cảm biến phát nguồn lượng điện từ đến vật thể Khi chùm tia lượng tới vật thể phát xạ thiết bị ghi nhận Ưu, nhược điểm: Ghi nhận ngày lẫn đêm, hay tất mùa năm, điều kiện thời tiết xấu • Có thể bổ sung nguồn thông tin đối tượng quan tâm trogn thời điểm cảm thụ động không cung cấp Cần có nguồn lượng lớn đủ sức thay cho nguồn lượng tự nhiên VD: Radar SLR, SLAR Ứng dụng cảm radar: Thám sát bề mặt đại dương: xác định sóng, gió, đáy đại dương… Lập đồ địa chất Thăm dò quặng mỏ Lập đồ cảnh báo thiên tai, lũ lụt Bản đồ mưa, độ ẩm… Bộ cảm thụ động (Passive sensor): Ghi nhận sóng phản xạ vật thể có nguồn lượng tự nhiên ghi nhận sóng xạ phát từ vật thể Vào ban đêm, thiết bị ghi nhận có ghi nhận hình ảnh không? Bộ cảm thụ động ghi nhận xạ nhiệt vật thể ngày lẫn đêm Ưu, nhược điểm: Phụ thuộc vào nguồn lượng tự nhiên Bộ cảm hoạt động vùng gần vĩ độ cực Ảnh hưởng điều kiện thời tiết - VD: Vệ tinh Landsat, SPOT, IRS… Câu Khái niệm hệ thống thu ảnh viễn thám phân loại chúng Hệ thống thu ảnh viễn thám: Phân loại: Một số loại vệ tinh viễn thám: Tài nguyên mặt đất: LANDSAT, SPOT Tài nguyên biển: MOS, MODIS Tài nguyên mặt đất độ phân giải cao: OBVIEW, IKONOS, QUICKBIRD Khí tượng: GOES, NOAA Các vệ tinh quan sát mặt đất hay vệ tinh tài nguyên: Quan sát tài nguyên mặt đất: LANDSAT, SPOT, IKONOS, QUICKBIRD Quan sát tài nguyên biển: MOS, MODIS Quỹ đạo đồng mặt trời Độ phân giải không gian trung bình cao Độ phân giải thời gian trung bình, điều khiển từ trạm mặt đất Dải quét bao phủ gần toàn trái đất - - • Câu Nêu khái niệm viễn thám Radar Radar chủ động Trình bày đặc điểm độ phân giải không gian, bóng, độ nhám bề mặt khả tạo ảnh lập thể Radar (lấy ví dụ minh họa) Viễn thám radar viễn thám siêu cao tần từ 1cm đến 1m cho phép quan sát vật thể thời điểm ngày không bị ảnh hưởng thời tiết Radar chủ động (lidar): phương pháp viễn thám với cường độ mạnh, tia laser phóng xuống địa hình phản hồi trở lại, ghi lại tín hiệu điện từ Đặc điểm: Độ phân giải không gian: + Độ phân giải ảnh radar phụ thuộc vào độ dài xung độ rộng chùm ăngten + Gồm độ phân giải theo hướng bắn độ phân giải theo phương vị Độ phải giải theo hướng bắn: khả phân cách hai đối tượng không gian nằm gần theo hướng tia bắn radar Công thức tính: R(r) = R(r): độ phân giải theo hướng bắn; c: vận tốc ánh sáng; thời gian cho xung; : góc ép Khi vật có phân cách đủ lớn độ phân giải theo hướng bắn thể mặt đất gọi độ phân giải mặt đất • • • Độ phân giải phương vị: xác định độ rộng dải quét tia radar liên hệ góc phương vị tia β tia angten phát độ phân giải theo hướng bắn mặt đất Ra=9,7RG x β Trong đó: RG: Khoảng cách theo hướng bắn mặt đất β: góc phương vị radar β= λ: bước sóng; AL: độ rộng anten Bóng ảnh radar: Do tia radar phóng nhìn nghiêng phía so với địa hình, phần sườn phơi phía tia chiếu tới có phản hồi lại Ở phần sau đối tượng, phản hồi trở tia radar -> tín hiệu Khu vực ảnh có màu đen -> gọi bóng Có yếu tố chi phối dộ dài ảnh radar: Đối tượng có chênh cao tương đáy bóng dài Càng xa hướng bay (góc ép nhỏ) bóng dài Độ nhám bề mặt ảnh radar: Là thông số quan trọng ảnh radar Độ xám (gồ ghề) xác định theo tiêu chuẩn Reiileigh Bề mặt coi gồ ghề h > ngược lại Khả ảnh lập thể radar: Hai ảnh radar chụp góc ép khác hướng bay từ hai hướng ngược từ hai độ cao khác cho khả tạo ảnh lập thể Tạo ảnh radar lập thể theo nguyên tắc giao thoa sóng phản hồi, với lượng hàm bước sóng radar thời gian truyền -> cho độ xác cao Câu Nêu khái niệm viễn thám Radar Radar bị động Trình bày đặc điểm độ phân giải không gian, độ méo hình học, hiệu ứng phản xạ góc hệ số phản xạ thể tích Radar (lấy ví dụ minh họa) - - • • Viễn thám radar viễn thám siêu cao tần từ 1cm đến 1m cho phép quan sát vật thể thời điểm ngày không bị ảnh hưởng thời tiết Radar bị động: phương pháp viễn thám dựa nguyên tắc kỹ thuật lĩnh vực xạ điện từ (với nguồn lượng ánh sáng mặt trời) Đặc điểm: Độ phân giải không gian: + Độ phân giải ảnh radar phụ thuộc vào độ dài xung độ rộng chùm ăngten + Gồm độ phân giải theo hướng bắn độ phân giải theo phương vị Độ phải giải theo hướng bắn: khả phân cách hai đối tượng không gian nằm gần theo hướng tia bắn radar Công thức tính: R(r) = R(r): độ phân giải theo hướng bắn; c: vận tốc ánh sáng; thời gian cho xung; : góc ép Khi vật có phân cách đủ lớn độ phân giải theo hướng bắn thể mặt đất gọi độ phân giải mặt đất Độ phân giải phương vị: xác định độ rộng dải quét tia radar liên hệ góc phương vị tia β tia angten phát độ phân giải theo hướng bắn mặt đất Ra=9,7RG x β Trong đó: RG: Khoảng cách theo hướng bắn mặt đất β: góc phương vị radar β = λ: bước sóng; AL: độ rộng anten Độ méo hình học: Sự méo hệ thống ảnh + Phụ thuộc hướng bắn tia radar + Trên hình ảnh thu theo hướng bắn, kích thước đối tượng theo xu hướng xa, hướng bắn bị méo, hình ảnh đối tượng bị kéo dài Độ lệch địa hình: phụ thuộc vào hướng bay hướng bắn tia góc ép tia tới đối tượng có chiều cao lớn đỉnh có xu hướng tiến gần tới đường bay phần đáy đối 10 • • • 10 tượng phần thấp địa hình có xu hướng nằm xa đường bay Hiệu ứng phản xạ góc: Là tượng tia radar chiếu tới đối tượng có độ nhám lớn Tia radar tới phản xạ vị trí góc đối tượng lượng radar phản hồi trỏe cực đại Hiện tượng phản xạ góc xảy phụ thuộc độ nhám đối tượng, gồm chiều cao đối tượng bước sóng tia radar Hệ số phản xạ thể tích: Phản xạ thể tích tượng vật chất không đồng hình dạng, thành phần, độ ẩm lượng truyền tới tiếp tục tán xạ Một phần phản xạ tới radar (bộ cảm) cho thông tin phần lớp phủ Tán xạ bề mặt thể tích thường xảy đồng thời hiệu ứng tương quan chúng khác trường hợp riêng biệt khác khác Hệ số phản xạ thể tích hàm nhiều biến bước sóng, phân cực chùm tới, đặc tính điện môi hình học đối tượng Câu Trình bày đặc điểm ảnh viễn thám hồng ngoại nhiệt Viễn thám hồng ngoại nhiệt phương pháp ghi nhận xạ dải sóng hồng ngoại nhiệt từ 3-14µm Đặc điểm ảnh viễn thám hông ngoại nhiệt: Phân giải không gian diện phủ mặt đất: ảnh quét đa phổ ngang thường ghi nhận từ độ cao 300- 12000m Độ phân giải không gian D tính theo công thức: D= H’.β Độ rộng đường quét W tính theo công thức: W= 2H’tanθ Với H’ cao độ bay, θ nửa giá trị góc trường nhìn hệ quét Biến dạng hình học quét đa phổ ngang gây giảm thiểu phần vùng tâm vệt quét 10 11 11 Ảnh ghi nhận hệ quét đa phổ ngang chưa nắn bị biến dạng hình học, đặc biệt đường vuông góc tới hướng bay • Thay đổi kích thước pixel phân giải: Trong quét ngang, kích thước điểm ảnh tăng dần xa đường tâm ảnh nadir Tại tâm nadir, độ phân giải mặt đất đơn vị ảnh tính kích thước thật pixel ảnh, phụ thuộc vào góc β, cao độ H’ góc quay θ Độ phân giải rìa ảnh lớn gấp 3-4 lần độ phân giải điểm ảnh đường tâm Kích thước điểm ảnh tăng dần theo hướng từ nadir rìa ảnh Một vật ghi nhận với nhiệt độ sáng kích thước vật phải lớn độ phân giải mặt đất • Biến dạng địa hình theo chiều: Biến dạng địa hình theo hướng Biến dạng đo phổ từ máy bay có tính chất theo hướng • Biến dạng thông số bay: thực tế có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến biến dạng thông số bay, kết hình ảnh bị méo lệch theo nhiều hình thức khác Đặc điểm chính: - Rất hay bị méo ảnh hưởng yếu tố môi trường: gió, mưa, mây, thực vật… - Rất khác ảnh ban ngày ban đêm, phụ thuộc vào mô hình nhiệt vật chất khác Câu 10 Trình bày nguyên nhân phải tiến hành hiệu chỉnh xạ ảnh hiệu ứng nguyên nhân gây ảnh - Nguyên nhân: Các tư liệu ảnh số thu thập chịu mức độ nhiễu định để loại bỏ nhiễu cần thực tiền xử lý ảnh mà hiệu chỉnh xạ phép tiền xử lý ảnh: -> Để đảm bảo đồng tương đối mặt xạ cần hiệu chỉnh ảnh - Độ nhạy cảm biến quang: 11 12 • • • • 12 Thường xảy tượng làm mờ ảnh, tức trường hợp cường độ xạ tâm ảnh lớn góc Đây sai lệch tránh khỏi hệ quang học Hiệu ứng mờ (Vignetting): Vignetting = cosn θ Với: θ: góc tới, n=4 Độ nhạy cảm biến quang điện tử: Hiệu chỉnh xạ: xác định sai số cường độ xạ trước ống kính cường độ mà thiết bị thực ghi nhận Dữ liệu bị lỗi: dòng ảnh, vệt dòng ảnh, nhiễu ngẫu nhiên Mất dòng ảnh: Nguyên nhân: tách sóng mảng tuyến tính không hoạt động bị lỗi Kết quả: Mất nhiều dòng ảnh (giá trị dòng ảnh bị BV =0) Hiệu chỉnh: +) Tính giá trị trung bình BV dòng ảnh => Xác định dòng bị ảnh hưởng +) BV pixel dòng bị = trung bình BV pixel xung quanh Vệt dòng ảnh: Nguyên nhân: Do không đồng tách sóng mảng tuyến tính Kết quả: Dòng quét tách sóng bị lỗi sáng tối Hiệu chỉnh: +) BV vệt ảnh trị trung bình pixel xung quanh +) Chuẩn hoá Histogram dựa histogram tách sóng khác mảng tuyến tính Nhiễu ngẫu nhiên: Nguyên nhân: sai số truyền liệu bị gián đoạn tạm thời Kết quả: tạo điểm sáng sậm đen ảnh 12 13 • • • • • • 13 Hiệu chỉnh: sử dụng cửa sổ lọc để lọc tần số không gian Địa hình góc chiếu mặt trời: Bóng chói: Nguyên nhân: cường độ chiếu góc chiếu mặt trời Hiệu ứng: giống vignetting Hiệu chỉnh: ước tính đường cong bóng râm => Phân tích chuỗi Fourier => loại bỏ thành phần tần số thấp Bóng râm: Nguyên nhân: địa hình (khu vực đồi núi, nhà cao tầng…) Hiệu ứng: che khuất nguồn xạ phản xạ Hiệu chỉnh: DEM, toạ độ vệ tinh (góc tia xạ vector trực giao với bề mặt địa hình) Góc chiếu mặt trời: Nguyên nhân: cường độ góc chiếu mặt trời Hiệu ứng: ảnh chụp khu vực vào mùa khác có cường độ chiếu sáng khác Hiệu chỉnh: dựa góc tới mặt trời Ảnh hưởng khí quyển: Bức xạ mà cảm thu không chứa riêng lượng hữu ích mà chứa nhiều thành phần nhiễu khác tán xạ, xạ, hấp thụ từ vật thể… Hiệu chỉnh khí công đoạn tiền xử lý nhằm loại trừ thành phần xạ không mang thông tin hữu ích Các phương pháp hiệu chỉnh ảnh hưởng khí quyển: Phương pháp sử dụng số liệu quan trắc thực địa: +) Tiến hành đo đạc xạ đối tượng nghiên cứu thời điểm bay chụp +) Dựa khác biệt cường độ xạ thu từ vệ tinh giá trị đo để tiến hành hiệu chỉnh xạ 13 14 14 => Thu kết tốt lúc thực Các phương pháp khác: +) Một số vệ tinh trang bị cảm biến đặc biệt chuyên thu nhận tham số trạng thái khí đồng thời với cảm thu nhận ảnh +) Việc hiệu chỉnh khí tiến hành trình bay 14 15 15 Câu 12 Tại phải hiệu chỉnh hình học? Trình bày phương pháp hiệu chỉnh hình học nguyên tắc chọn điểm khống chế mặt đất - Để đưa toạ độ ảnh thực tế toạ độ ảnh lý tưởng phải hiệu chỉnh hình học Hiệu chỉnh hình học xây dựng mối tương quan hệ toạ độ ảnh đo hệ toạ độ quy chiếu chuẩn - Chọn phương pháp: phải dựa chất méo hình tư liệu nghiên cứu số lượng điểm khống chế Hiệu chỉnh hệ thống: hiệu chỉnh số liệu tham chiếu hay tính chất hình học cảm biến sensor Hiệu chỉnh phi hệ thống: hiệu chỉnh tổng quan hệ toạ độ ảnh hệ toạ độ quy chiếu chuẩn (số điểm khống chế phân bố, bậc…) Hiệu chỉnh phối hợp: kết hợp phương pháp - Nguyên tắc chọn điểm khống chế: Phân bố Đủ số điểm Độ xác cao Các đối tượng dễ nhận dạng Câu 13 Trình bày quy trình nguyên tắc yếu tố ảnh giải đoán ảnh mắt thường - Quy trình giải đoán ảnh mắt: Chuẩn bị: thu thập liệu, đọc thông tin bổ trợ và định vị ảnh theo đồ Đọc ảnh: hình dạng, kiểu mẫu, lập khóa giải đoán Trắc địa ảnh: đo chiều dài, độ cao, tỷ lệ, mật độ đối tượng Phân tích ảnh: phân loại định lượng đối tượng Thành lập đồ chuyên đề: trình bày kết giải đoán thể đồ - Nguyên tắc yếu tố ảnh: Tone ảnh: tổng hợp lượng ánh sáng phản xạ vào đối tượng 15 16 • • • • • • • • 16 Tone ảnh chia làm nhiều cấp độ khác nhau, thể nhiều tính chất khác đối tượng Ví dụ: thang độ sáng (độ xám) ảnh đen trắng 10 cấp Mầu sắc: Mầu đối tượng ảnh màu giả (FCC) giúp người giải đoán phân biệt nhiều đối tượng có tone ảnh tương tự ảnh đen trắng VD: Tổ hợp màu giả RGB ảnh Landsat thể nhóm yếu tố sau: Hình dạng (Shape): hình ảnh bên đối tượng, giúp người phân tích phân biệt đối tượng khác Kích thước: thông số độ lớn, độ dài, độ rộng đối tượng Kích thước liên quan đến tỉ lệ ảnh VD: hình dạng giống kích thước khác đối tượng khác Cấu trúc ảnh (texture): thay đổi độ sáng ảnh Đó tập hợp đặc điểm hình ảnh: hình dạng, kích thước, mẫu để tạo nên đặc điểm riêng biệt đối tượng hay nhóm đối tượng => giúp người phân tích nhận diện phân biệt đối tượng nhanh chóng, hiệu Về cấu trúc có khái niệm: thô, mịn, phân nhánh… Mẫu (Pattern): xếp không gian đối tượng VD: Khu đô thị tập trung nhà xây, đường phố, xanh tạo nên mẫu đặc trưng cấu trúc đô thị Bóng (Shadow): phần bị che lấp, ánh sáng mặt trời chiếu tới nên ánh sáng phản hồi tới thiết bị thu 16 17 • • - • • • • 17 Bóng thường thể tone ảnh đen ảnh đen trắng mầu sẫm đến đen ảnh mầu Bóng phản ánh độ cao đối tượng Vị trí: không gian địa lý vị trí thông số quan trọng giúp cho người giải đoán phân biệt đối tượng Câu 14 Khái niệm phân loại ảnh có kiểm định? Vẽ sơ đồ trình bày trình phân loại ảnh có kiểm định Phân loại có kiểm định (suppervice Classsification): Là phân chia cách có kiểm định giá trị DN pixel ảnh theo nhóm đơn vị lớp phủ mặt đất việc sử dụng máy tính thuật toán Phải tạo chìa khoá phân tích phổ - tạo vùng mẫu Từ đó, pixel khác toàn ảnh xem xét xếp theo nguyên tắc “giống nhất” để đưa nhóm đối tượng đặt tên Quy trình phân loại ảnh gồm: Bước 1: Định nghĩa lớp Các lớp phân loại cần định nghĩa rõ ràng mặt tiêu Các tiêu cần lựa chọn có ý đến đặc thù tư liệu ảnh Bước 2: Lựa chọn đặc tính Các đặc tính phổ cấu trúc cho phép phân biệt lớp cần tập hợp, lựa chọn Bước 3: Chọn vùng mẫu Các tệp mẫu cần lựa chọn dựa vào kết bước Các số liệu lấy dựa vào tệp mẫu có ý nghĩa định việc thành lập tiêu phân loại Bước 4: Lựa chọn phương pháp phân loại Có thể sử dụng nhiều cách phân loại khác khuôn khổ tệp mẫu so sánh kết đạt để lựa chọn cách phân loại tối ưu nhất, cho kết xác Có phương pháp: 17 18 • • - - 18 Phân loại theo khoảng cách ngắn (nearest distanceb classified) Phân loại theo láng giềng gần (nearest neighbour classified) Phân loại theo hình hộp (Box classified) Phân loại theo xác suất cực đại (maximum likelihood classified) – hay sử dụng, có độ xác cao Bước 5: Phân loại Dựa luật đinh tiêu thiết lập, pixel phân loại theo lớp chọn Bước 6: Kiểm tra kết phân loại Các kết sau phân loại cần kiểm tra độ xác độ tin cậy Nếu tiêu xác không đảm bảo cần thay đổi điều chỉnh tiêu phân loại cách phù hợp nhằm đạt kết tốt Câu 15 Khái niệm phân loại ảnh không kiểm định? Vẽ sơ đồ trình bày trình phân loại ảnh không kiểm định Phân loại không kiểm định (Unsuppervice Classification) Là việc phân loại tuý theo tính chất phổ Số lượng tên lớp xác định tương đối so sánh với tài liệu mặt đất Tạo nhóm phổ dựa thuật toán thống kê khoảng giá trị phổ hay gọi chùm phổ Sử dụng thiếu thông tin khảo sát thực địa Có thể cho máy tự động phân loại theo tiêu chuẩn thống kê định Nhóm yếu tố có độ phản xạ gần giống thành nhóm => Phân loại không kiểm định làm tảng cho phân loại có kiểm định dựa vào bảng phân loại + kiến thức thực tế + phần mềm hỗ trợ, người sử dụng phân loại xác 18 19 • • • • • • 19 Quy trình phân loại ảnh gồm: Bước 1: Định nghĩa lớp Các lớp phân loại cần định nghĩa rõ ràng mặt tiêu Các tiêu cần lựa chọn có ý đến đặc thù tư liệu ảnh Bước 2: Lựa chọn đặc tính Các đặc tính phổ cấu trúc cho phép phân biệt lớp cần tập hợp, lựa chọn Bước 3: Chọn vùng mẫu Các tệp mẫu cần lựa chọn dựa vào kết bước Các số liệu lấy dựa vào tệp mẫu có ý nghĩa định việc thành lập tiêu phân loại Bước 4: Lựa chọn phương pháp phân loại Có thể sử dụng nhiều cách phân loại khác khuôn khổ tệp mẫu so sánh kết đạt để lựa chọn cách phân loại tối ưu nhất, cho kết xác Có phương pháp: Phương pháp Isodata Phương pháp K-mean Bước 5: Phân loại Dựa luật đinh tiêu thiết lập, pixel phân loại theo lớp chọn Bước 6: Kiểm tra kết phân loại Các kết sau phân loại cần kiểm tra độ xác độ tin cậy Nếu tiêu xác không đảm bảo cần thay đổi điều chỉnh tiêu phân loại cách phù hợp nhằm đạt kết tốt 19 20 • • • • - 20 Câu 16 Trình bày thuật toán phân loại ảnh có kiểm định Maximum Likelihood Classifiacation (MLC) (có vẽ hình minh hoạ) Ưu nhược điểm thuật toán phân loại MLC Thuật toán phân loại theo xác suất cực đại: Là phương pháp phân loại có kiểm định Sử dụng số liệu mẫu để xác định Mỗi pixel tính xác suất thuộc vào lớp gán vào lớp có xác suất lớn Ưu điểm: Độ xác cao sở toán học chặt chẽ Chú ý sử dụng: Số lượng khu vực lấy mẫu phải đủ lớn để giá trị trung bình ma trận phương sai, hiệp phương sai tính cho lớp có giá trị với thực tế Ma trận nghịch đảo ma trận phương sai hiệp phương sai không ổn định độ tương quan kênh phổ gần cao Câu 17 Trình bày thuật toán phân loại ảnh không kiểm định Isodata (có vẽ hình minh hoạ) Ưu nhược điểm thuật toán phân loại Isodata Phương pháp phân loại isodata (Interactive self Organizing Data Analysis) phương pháp phân loại ảnh không kiểm định Ưu điểm: Câu 18 Ưu nhược điểm phân loại ảnh không kiểm định, có kiểm định 20 21 21 B Bài tập Chuyển định dạng ảnh BIL, BIP, BSQ Tính toán độ phân giải ảnh RADAR Giải thích màu ảnh ảnh ENVI (sử dụng nguyên tắc RGB) Dạng Mô tả phổ phản xạ thực vật, nước ảnh SPOT Sử dụng phương pháp phối màu RGB, giải thích màu chúng ảnh màu giả (IR,G,B), biết đường cong phổ phản xạ chúng thể hình 21 22 22 Gợi ý trả lời: Mô tả phổ phản xạ thực vật, nước ảnh SPOT (mô tả lý thuyết (câu 4) + đường cong phổ phản xạ thực tế mà đầu cho) Sử dụng phương pháp phối màu RGB, giải thích màu chúng ảnh màu giả (NIR,G,B), biết đường cong phổ phản xạ chúng thể hình B G IR 22 23 23 Giải: B1 Xác định giải sóng IR, G, B IR= 0,75 μm – 1,4 μm G= 0,5μm-0,56 μm B = 0,46 μm-0,49 μm B2 Thể dải sóng đường cong phổ phản xạ đối tượng hình vẽ (đề kẻ đen đâu nhé) Chấp nhận lấy giá trị dải sóng, thông thường lấy giá trị trung tâm B3 Xác định giá trị DN tương ứng mà đường cong phổ phản xạ nước, thực vật kênh IR, G, B (gióng giao điểm kênh với đương cong phổ phản xạ lên DN) (IR,G,B) = (175,75,50) B4 Thể điểm lên tổ hợp màu R,G,B (R,G,B) = (IR,G,B) = (175,75,50) B5 Kết luận màu đối tượng Dạng Chuyển định dạng BSQ, BIP, BIL VD: Một ảnh vệ tinh X có kênh phổ lưu trữ dạng BIP, chuyển sang dạng BSQ 23 24 24 đáp án Dạng Tính độ phân giải ảnh radar Vd1 Hệ thống SLAR có thời gian truyền cho độ dài xung 0,1 micro giây Tính độ phân giải mặt đất theo hướng nhìn điểm AB mặt đất Biết góc ép máy bay hướng AB 50 độ độ dài xung hệ thống SLAR 50m, AB có phân biệt không? Ví dụ2 Hệ thống SLAR có thời gian truyền cho độ dài xung 0,1 micro giây Tính độ phân giải mặt đất theo hướng nhìn điểm AB, CD mặt đất Biết góc ép máy bay hướng AB 30 độ CD 45 độ Nếu độ dài xung hệ thống 40m, AB,CD có phân biêt ko? 24 [...]... ra trên ảnh - Nguyên nhân: Các tư liệu ảnh số thu thập được bao giờ cũng chịu một mức độ nhiễu nhất định để loại bỏ nhiễu cần thực hiện tiền xử lý ảnh mà hiệu chỉnh bức xạ là một trong những phép tiền xử lý ảnh: -> Để đảm bảo sự đồng nhất tương đối về mặt bức xạ thì cần hiệu chỉnh ảnh - Độ nhạy của cảm biến quang: 11 12 • • • • 12 Thường xảy ra hiện tượng làm mờ ảnh, tức... dữ liệu, đọc các thông tin bổ trợ và và định vị ảnh theo bản đồ nền 2 Đọc ảnh: hình dạng, kiểu mẫu, lập khóa giải đoán 3 Trắc địa ảnh: đo chiều dài, độ cao, tỷ lệ, mật độ đối tượng 4 Phân tích ảnh: phân loại và định lượng các đối tượng 5 Thành lập bản đồ chuyên đề: trình bày các kết quả giải đoán và thể hiện trên bản đồ - Nguyên tắc về yếu tố ảnh: 1 Tone ảnh: là tổng hợp lượng ánh sáng được phản xạ vào... ảnh được chia làm nhiều cấp độ khác nhau, thể hiện nhiều tính chất khác nhau của đối tượng Ví dụ: thang độ sáng (độ xám) của ảnh đen trắng là 10 cấp Mầu sắc: Mầu của đối tượng trên ảnh màu giả (FCC) giúp người giải đoán phân biệt được nhiều đối tượng có tone ảnh tương tự nhau trên ảnh đen trắng VD: Tổ hợp màu giả RGB trên ảnh Landsat thể hiện các nhóm yếu tố cơ bản sau: Hình dạng (Shape): là hình ảnh. .. nhiều dòng ảnh (giá trị trên dòng ảnh bị mất BV =0) Hiệu chỉnh: +) Tính giá trị trung bình BV của các dòng ảnh => Xác định dòng bị ảnh hưởng +) BV của pixel trên dòng bị mất = trung bình BV các pixel xung quanh Vệt dòng ảnh: Nguyên nhân: Do không đồng bộ giữa các bộ tách sóng trong cùng mảng tuyến tính Kết quả: Dòng quét của bộ tách sóng bị lỗi sẽ sáng hơn hoặc tối hơn Hiệu chỉnh: +) BV trên vệt ảnh bằng... - • • • • 17 Bóng thường thể hiện bằng tone ảnh đen trên ảnh đen trắng và mầu sẫm đến đen trên ảnh mầu Bóng phản ánh độ cao của đối tượng Vị trí: trong không gian địa lý vị trí là thông số quan trọng giúp cho người giải đoán phân biệt được đối tượng Câu 14 Khái niệm phân loại ảnh có kiểm định? Vẽ sơ đồ và trình bày quá trình phân loại ảnh có kiểm định Phân loại có kiểm định (suppervice Classsification):... giải ảnh RADAR 3 Giải thích màu ảnh trên ảnh ENVI (sử dụng nguyên tắc RGB) Dạng bài 1 Mô tả phổ phản xạ của thực vật, nước trên ảnh SPOT Sử dụng phương pháp phối màu RGB, hãy giải thích màu của chúng trên ảnh màu giả (IR,G,B), biết đường cong phổ phản xạ của chúng được thể hiện như trên hình 21 22 22 Gợi ý trả lời: Mô tả phổ phản xạ của thực vật, nước trên ảnh SPOT (mô tả lý thuyết (câu 4) + đường cong... chỉnh tổng quan giữa hệ toạ độ ảnh và hệ toạ độ quy chiếu chuẩn (số điểm khống chế và phân bố, bậc…) Hiệu chỉnh phối hợp: kết hợp 2 phương pháp trên - Nguyên tắc chọn điểm khống chế: Phân bố đều Đủ số điểm Độ chính xác cao Các đối tượng dễ nhận dạng Câu 13 Trình bày quy trình và nguyên tắc về yếu tố ảnh trong giải đoán ảnh bằng mắt thường - Quy trình giải đoán ảnh bằng mắt: 1 Chuẩn bị: thu... nhiều yếu tố ảnh hưởng đến sự biến dạng các thông số bay, kết quả là hình ảnh bị méo và lệch theo nhiều hình thức khác nhau Đặc điểm chính: - Rất hay bị méo do ảnh hưởng của các yếu tố môi trường: gió, mưa, mây, thực vật… - Rất khác nhau giữa ảnh ban ngày và ban đêm, phụ thuộc vào mô hình nhiệt của các vật chất khác nhau Câu 10 Trình bày các nguyên nhân phải tiến hành hiệu chỉnh bức xạ ảnh và các hiệu...11 11 Ảnh ghi nhận bởi hệ quét đa phổ ngang chưa được nắn sẽ bị biến dạng hình học, đặc biệt trên đường vuông góc tới hướng bay • Thay đổi kích thước của pixel phân giải: Trong quét ngang, kích thước của điểm ảnh sẽ tăng dần khi xa đường tâm ảnh nadir Tại tâm nadir, độ phân giải mặt đất của đơn vị ảnh được tính bằng kích thước thật của pixel ảnh, phụ thuộc vào góc β, cao... Độ phân giải tại rìa ảnh lớn gấp 3-4 lần độ phân giải điểm ảnh tại đường tâm Kích thước của điểm ảnh sẽ tăng dần theo hướng từ nadir ra rìa ảnh Một vật được ghi nhận với một nhiệt độ sáng thì kích thước của vật đó phải lớn hơn độ phân giải mặt đất • Biến dạng địa hình theo một chiều: Biến dạng địa hình chỉ ra theo một hướng Biến dạng này do khi đo phổ từ máy bay và có tính chất đều theo một hướng •