Đang tải... (xem toàn văn)
Câu 1. Khái niệm viễn thám. Trình bày các thành phần cơ bản và quá trình của viễn thám. • Viễn thám _ Remote Sensing được định nghĩa như một khoa học nghiên cứu các phương pháp thu nhận, đo lường và phân tích thông tin của đối tượng (vật thể) mà không có những tiếp xúc trực tiếp với chúng. • Trình bày các thành phần cơ bản của viễn thám: Toàn bộ quá trình thu nhận và xử lí ảnh viễn thám có thể chia thành 5 phần cơ bản như sau: Nguồn cung cấp năng lượng. Sự tương tác của năng lượng với khí quyển Sự tương tác với các vật thể trên bề mặt đất Chuyển đổi năng lượng phản xạ từ vật thể thành dữ liệu ảnh Hiển thị ảnh số cho việc giải đoán và xử lí. Trình tự của nguyên tắc vận hành viễn thám như sau: 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 8. Ứng dụng. b. Trình bày các thành phần cơ bản và quá trình của viễn thám. Quá trình 1: truyền năng lượng và thu nhận ảnh 1. Nguồn phát năng lượng (A) nguồn năng lượng phát xạ để cung cấp năng lượng điện từ tới đối tượng quan tâm. 2. Sóng điện từ và khí quyển (B) khi năng lượng truyền từ nguồn phát đến đối tượng, nó sẽ đi vào và tương tác với khí quyển. Sự tương tác này có thể xảy ra lần thứ 2 khi năng lượng truyền từ đối tượng tới bộ cảm biến. 3. Sự tương tác với đối tượng (C) – sau khi xuyên qua khí quyển, nó tương tác với đối tượng. Phụ thuộc vào đặc tính của đối tượng và sóng điện từ mà năng lượng phản xạ hay bức xạ của đối tượng có sự khác nhau. 4. Việc ghi năng lượng của bộ cảm biến (D) sau khi năng lượng bị tán xạ hoặc phát xạ từ đối tượng, bộ cảm biến thu nhận và ghi lại sóng điện từ. 5. Sự truyền tải, nhận và xử lý (E) năng lượng được ghi nhận bởi bộ cảm biến phải được truyền tải đến một trạm thu nhận và xử lý. Năng lượng được truyền đi thường ở dạng điện. Trạm thu nhận sẽ xử lý năng lượng này để tạo ra ảnh dưới dạng bản cứng hoặc là số. Quá trình 2: Giải đoán, phân tích và sử dụng 6. Sự giải đoán và phân tích (F) ảnh được xử lý ở trạm thu nhận sẽ được giải đoán trực quan hoặc được phân loại bằng máy để tách thông tin về đối tượng. 7. Ứng dụng (G) đây là thành phần cuối cùng trong qui trình xử lý của công nghệ viễn thám. Thông tin sau khi được tách ra từ ảnh có thể được ứng dụng để hiểu tốt hơn về đối tượng, khám phá một vài thông tin mới hoặc hỗ trợ cho việc giải quyết một vấn đề cụ thể.
XỬ LÝ ẢNH VIỄN THÁM • • Câu Khái niệm viễn thám Trình bày thành phần trình viễn thám Viễn thám _ Remote Sensing định nghĩa khoa học nghiên cứu phương pháp thu nhận, đo lường phân tích thông tin đối tượng (vật thể) mà tiếp xúc trực tiếp với chúng Trình bày thành phần viễn thám: Toàn trình thu nhận xử lí ảnh viễn thám chia thành phần sau: - Nguồn cung cấp lượng - Sự tương tác lượng với khí - Sự tương tác với vật thể bề mặt đất - Chuyển đổi lượng phản xạ từ vật thể thành liệu ảnh - Hiển thị ảnh số cho việc giải đoán xử lí Trình tự nguyên tắc vận hành viễn thám sau: 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 Ứng dụng b Trình bày thành phần trình viễn thám Quá trình 1: truyền lượng thu nhận ảnh Nguồn phát lượng (A) - nguồn lượng phát xạ để cung cấp lượng điện từ tới đối tượng quan tâm Sóng điện từ khí (B) - lượng truyền từ nguồn phát đến đối tượng, vào tương tác với khí Sự tương tác xảy lần thứ lượng truyền từ đối tượng tới cảm biến Sự tương tác với đối tượng (C) – sau xuyên qua khí quyển, tương tác với đối tượng Phụ thuộc vào đặc tính đối tượng sóng điện từ mà lượng phản xạ hay xạ đối tượng có khác Việc ghi lượng cảm biến (D) - sau lượng bị tán xạ phát xạ từ đối tượng, cảm biến thu nhận ghi lại sóng điện từ Sự truyền tải, nhận xử lý (E) - lượng ghi nhận cảm biến phải truyền tải đến trạm thu nhận xử lý Năng lượng truyền thường dạng điện Trạm thu nhận xử lý lượng để tạo ảnh dạng cứng số Quá trình 2: Giải đoán, phân tích sử dụng Sự giải đoán phân tích (F) - ảnh xử lý trạm thu nhận giải đoán trực quan phân loại máy để tách thông tin đối tượng Ứng dụng (G) - thành phần cuối qui trình xử lý công nghệ viễn thám Thông tin sau tách từ ảnh ứng dụng để hiểu tốt đối tượng, khám phá vài thông tin hỗ trợ cho việc giải vấn đề cụ thể • • • • • • Câu Ảnh hưởng khí đến truyền sáng Ảnh hưởng khí đến ánh sáng truyền qua phụ thuộc vào yếu tố -Thành phần vật chất -Vị trí senor -Bề dày khí Sự tán xa - lan truyền ánh sáng không định hướng - gây phần tử nhỏ be Đặc điểm: - Độ dài bước sóng không đổi - Theo hướng - Không đồng cường độ Tuỳ thuộc mật độ, bề dày, độ dài bước sóng mà người ta chia làm: - Tán xạ Rayleigh( dhạt < λ ) hạt bụi, phân tử Nito oxy, xảy phần khí quyển, phân tán gần đồng Tạo hiệu ứng bầu trời xanh, mặt trời đỏ - Tán xạ Mie(dhạt = λ ) hạt bụi lớn, nước, khói Xảy tầng khí Phân tán không đồng Gây hiệu ứng mây trắng, sương mù trắng - Tán xạ không chọn lọc(dhạt > λ) giọt nước, hạt bụi Bước sóng tia sáng phân tán đồng bule + green + red = white light Sự hấp thụ: Năng lượng bị hấp thụ, bước sóng khác nhau, phụ thuộc vào thành phần hóa học Sự truyền qua: Một phần lượng mặt trời sau tán xạ, hấp thụ khí truyền qua đến bề mặt trái đất • Cửa sổ khí quyển: Vùng dải sóng mà lượng bị hấp thụ Trong dải sóng phổ diện từ, lượng truyền qua nhiều vùng ánh sáng nhìn thấy, thế, hầu hết viễn thám quang học bố trí cảm vùng ánh sáng Câu Ảnh hưởng khí đến truyền sáng Ảnh hưởng khí đến ánh sáng truyền qua phụ thuộc vào: - Thành phần vật chất: Các chất khí: N2, O2, hạt nhỏ (rắn lỏng), lơ lửng khí quyển, kích thước hạt d: 0,001 µm < d < 100 µm - Bề dày khí - Vị trí cảm (sensor) Sự ảnh hưởng khí đến as thể hiên tượng tán xạ, hấp thụ truyền qua Sự tán xa khí lan truyền ánh sáng cách không định hướng gây phần tử nhỏ be có mặt khí Có kiểu tán xạ khác +Sự tán xa Rayleigh - Tán xạ Rayleigh: dhạt λ giọt nước, hạt bụi bước sóng tia sáng phân tán đồng Hiện tượng hấp thu tượng lượng bị hấp thụ phân tử có mặt khí bước sóng khác ánh sáng Hiện tượng hấp thụ phụ thuộc vào thành phần hoá học chất lơ lửng có khí Năng lượng mặt trời truyền qua khí bị hấp thụ nước, ozon, cacbonic Ozon hấp thụ tia cực tím, UV, tia có hại cho sống trái đất Khí CO2 hấp thụ lượng tia hồng ngoại nhiệt (infrared thermic) giữ lại không khí Đây nguyên nhân gây hiệu ứng nhà kính, làm tượng BĐKH xảy nhanh rõ net Sự truyền qua: Là tượng phần lượng mặt trời (ngoài phần bị tán xạ, phản xạ, hấp thụ) truyền qua khí để đến bề mặt trái đất Trong dải phổ, vùng dải sóng mà lượng bị hấp thu tức truyền qua nhiều gọi cửa sổ khí (atmotspheric windows) Nhờ cửa sổ khí mà lượng mặt trời đến trái đất cảm biển máy ảnh ghi nhận Hơi nước khí hấp thụ phần lớn ánh sáng vào khí có bước sóng dài vùng hồng ngoại bước sóng ngắn vùng cao tần (microwave, 22 micro đến 1m), không sử dụng cho viễn thám Câu Trình bày độ phân giải ảnh số viễn thám a.Độ phân giải không gian Độ phân giải không gian kích thước nhỏ vật mà cảm ghi phổ (sensor) nhận biết đối tượng không gian phân cách với đối tượng không gian khác nằm kề đối tượng này.Độ lớn pixel ảnh đơn vị xác định độ phân giải không gian hệ thống.Độ phân giải không gian ảnh số từ 0.6m,1m,đến 6.4m(ảnh radar),10m(SPOT),và km (ảnh vệ tinh).một ảnh số có độ phân giải cao ảnh có kích thước pixel nhỏ b.Độ phân giải phổ Độ phân giải phổ số lượng kênh ảnh ảnh số khu vực đó.Số lượng kênh ảnh phụ thuộc vào khả ghi phổ thiết bị ghi hay cảm.Độ phân giải phổ cao đạt đến 200 kênh gọi hệ siêu phổ.Vệ tinh Landsat TM gồm kênh phổ ,Landsat ETM+có kênh.Vệ tinh TERRA có ảnh MODIS với 36 kênh.Viễn thám radar hoạt động kênh phổ khác Ka,K,Ku,X,C,S,L,P c.Độ phân giải thời gian Độ phân giải thời gian viễn thám thực chất không liên quan đến thiết bị ghi ảnh mà chi liên quan đến khả chụp lặp lại vệ tinh(liên quan đến quỹ đạo vệ tinh).Một vùng chụp vào thời điểm khác cho thông tin vùng xác nhận biết biến động khu vực.Mỗi loại vệ tinh có độ phân giải thời gian khác nhau.Độ phân giải thời gian cao ảnh khí tượng với phân giải thời gian 30p(GMS) (NOAA).Với loại ảnh vệ tinh khí tượng ,có thể theo dõi chuyển động đám mây ,của bão… Câu Trình bày phổ phản xa số đối tượng tự nhiên Phản xa phổ các đối tượng thực vật: • • - Thực vật: phụ thuộc vào sắc tố, cấu trúc tế bào, thành phần nước đặc biệt diệp lục Diệp lục sẽ: Quyết định tính chất màu sắc ánh sang phản xạ Hấp thụ tia sáng màu lam đỏ Phát xạ mạnh tia sáng màu lục => có màu xanh Hàm lượng diệp lục giảm =>sự phát xạ tia màu xanh giảm thay đổi tia khác Phản xa phổ -Vùng ánh sáng nhìn thấy -Vùng cận hồng ngoại • • Thực vật -phản xạ mạnh tia lục hấp thụ tia đỏ cam -Phản xạ mạnh phụ thuộc vào cấu trúc phát triển Phản xa phổ đất: Phụ thuộc vào: Thành phần giới: tỷ lệ đất cát, thịt, set… 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 cao phản xạ hơn… Sự phản xạ phổ đất phụ thuộc vào tính chất đất: khô hay ẩm Yếu tố nước đất định suy giảm khả phản xạ phổ đất Khả phản xạ phổ đất rõ bước sóng dài: từ 0,5µm – 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 set: phản xạ mạnh độ ẩm cao đất có màu tối Hàm lượng chất hữu cơ: đất có chất hữu cao khả phản xạ thấp… Câu Khái niệm cảm phân loai chúng Bộ cảm viễn thám thiết bị thu nhận lượng điện từ vật xạ phản xạ nguồn cung cấp tự nhiên nhân tạo, chuyển thành tín hiệu *Phân loại cảm: a.Theo nguồn lượng: • Bộ cảm bị động +Ghi nhận sóng phản xạ vật thể có nguồn lượng tự nhiên Thu tín hiệu điện trường vùng cửa sổ nhìn thấy(0,4-0,7µm) vùng đỏ-hồng ngoại(0,7-1,4 µm) +Vào ban đêm không thu nhậ ảnh +Ghi nhận sóng xạ phát từ vật thể chúng +Mỗi vật thể thường có nguồn xạ nhiệt riêng, tồn thành phần cấu chúng +Ưu khuyết điểm: - Lệ thuộc vào nguồn lượng tự nhiên - Hoạt động kem vùng gần vĩ độ cực • - • • • • • • • Ảnh hưởng bới điều kiện thời tiết +Các vệ tinh mang cảm bị động: Landsat, SPOT… Bộ cảm chủ động +Vật mang cảm phát nguồn lượng điện từ đến vật thể quan tâm +Khi chùm tia lượng tới vật thể phản xạ thiết bị ghi nhận +Ưu khuyết 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 thời điểm cảm thụ động không cung cấp Cần có nguồn lượng lớn đủ sức thay nguồn lượng tự nhiên +Các vệ tinh mang cảm chủ động: SLR, SLAR b Phân loai theo bước sóng phổ điện từ Bộ cảm quang học: cận cực tím,nhìn thấy,gần hồng ngoại (0.25-3Mm) +các sóng phản xạ vật thể chi diễn vùng cực tím,nhìn thấy gấn hồng ngoại +vùng tia cực tím +vùng tia hồng ngoại Trong vùng hồng ngoại cảm quang học chi ghi nhận phản xạ vật thể vùng hồng ngoại (0.7-3Mm) Bộ cảm hồng ngoại nhiệt ghi nhận tín hiệu vật thể nguồn lượng Bộ cảm radar Câu Khái niệm hệ thống thu ảnh viễn thám phân loai chúng Hệ thống thu ảnh viến thám: chụp khung lên địa hình để ghi nhận hình ảnh thời gian mở ống kính máy chụp ảnh Phân loai hệ thống chup ảnh viễn thám a.Hệ thống chụp ảnh khung Hệ thống chụp ảnh phim -Các camera chụp phim có bước sóng từ vùng cận cực tím, nhìn thấy đến cận hồng ngoại Hệ thống chụp ảnh băng từ -Sử dụng camera ghi nhận tức thời hình ảnh vùng Sau ghi chúng vào băng từ dạng raster -Các camera chụp phim hay ghi băng từ có bước sóng từ vùng cận cực tím, nhìn thấy đến cận hồng ngoại b Hệ thống quét đa phổ - Dựa vào số lượng kênh phổ, hệ thống tạo ảnh quet đa phổ có dạng: + Ảnh quet đa phổ (Multiple spectral): lượng kênh phổ < 10 + Ảnh quet siêu phổ (supperspectral): lượng kênh phổ > 10 + Ảnh quet siêu siêu phổ (hyperspectral imageries): có số lượng kênh phổ từ 200 - Dựa vào cách thức quet, có hệ thống tạo ảnh quet đa phổ + Hệ thống tạo ảnh theo kiểu quet ngang (across track scanning- whisk broom scanning) + Hệ thống tạo ảnh theo quet dọc (Along track scanning – Push broom scanning) + Hệ thống tạo ảnh theo kiểu quet bên sườn : Radar -Dựa vào bước sóng dãy phổ điện từ, ảnh chụp từ hệ thống quet đa phổ có loại: - Ảnh quang học: hệ thống quet đa phổ sử dụng bước sóng vùng cận cực tím, nhìn thấy, cận hồng ngọai (0,3 – micromet) - Ảnh nhiệt: hệ thống quet đa phổ sử dụng bước sóng vùng hồng ngọai ( – 1mm) - Ảnh radar: hệ thống quet đa phổ sử dụng bước sóng vùng microwave (1mm-1m) • • - • • - • • • • • - 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 tao ảnh lập thể Radar (lấy ví du minh họa) Viễn thám Radar viễn thám sử dụng xạ siêu cao tần từ 1cm đến 1m cho phep quan sát vật thể thời điểm ngày ko bị ảnh hưởng tới thời tiết Viễn thám Radar chủ động: Viễn thám Laser (LIDAR) Sử dụng tia laser để thăm dò đối tượng Là phương pháp viễn thám với cường độ mạnh, tia laser phóng xuống địa hình phản hồi trở lại, ghi lại thành tín hiệu điện từ Tín hiệu trở có cường độ khác tác động đối tượng tự nhiên, khoảng cách từ đối tượng đến thiết bị =>Các tín hiệu laser thu đc phản ánh số tính chất đối tượng độ cao cây, sinh khối, độ sâu đáy vùng có nước che phủ… Đặc điểm độ phân giải không gian: Độ phân giải ảnh radar phụ thuộc vào độ dài xung độ rộng chum anten Gồm: độ phân giải theo hướng bắn độ phân giải theo phương vị Phân theo hướng bắn: khả phân cách đối tượng không gian nằm gần theo hướng bắn tia radar Khi có phân cách đủ lớn độ phân giải theo hướng bắn đc thể mặt đất gọi độ phân giải mặt đất 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 phần sau đối tượng, phản hồi trở tia radar => ko có tín hiệu khu vực ảnh có màu đen gọi bóng radar Có yếu tố cho phối độ dài bóng ảnh radar: + Đối tượng có chênh cao tương đáy bóng dài + Càng xa hướng bay (góc ep nhỏ) bóng dài Độ nhám bề mặt ảnh Radar Là thông số quan trọng ảnh radar Có tiêu chuẩn độ nhám Nhẵn Trung bình Thô Giá trị độ cao, độ nhám khác thu dải sóng radar khác Khả tao ảnh lập thể radar: Hai ảnh radar chụp góc ep khác hướng bay từ hướng ngược từ 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 VD: ảnh radar chụp giao thoa để nghiên cứu độ cao địa hình • • • • - - • - 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 xa góc hệ số phản xa thể tích Radar (lấy ví du minh họa) Viễn thám Radar viễn thám sử dụng xạ siêu cao tần từ 1cm đến 1m cho phep quan sát vật thể thời điểm ngày ko bị ảnh hưởng tới thời tiết Radar bị động: Dựa nguyên tắc kỹ thuật lĩnh vực xạ điện từ Do nguồn xạ tia radar nguồn tự nhiên phản hồi lại ánh sáng mặt trời nên yếu Để thu đc tín hiệu radar cần sử dụng nguyên tắc biểu thị nhiệt độ anten: hệ thống hiệu chinh tín hiệu nhiệt anten Chi chụp ảnh vào ban ngày Đặc điểm độ phân giải không gian: Độ phân giải ảnh radar phụ thuộc vào độ dài xung độ rộng chum anten Gồm: độ phân giải theo hướng bắn độ phân giải theo phương vị Phân theo hướng bắn: khả phân cách đối tượng không gian nằm gần theo hướng bắn tia radar Khi có phân cách đủ lớn độ phân giải theo hướng bắn đc thể mặt đất gọi độ phân giải mặt đất Độ méo hình học ảnh radar: Sự meo hệ thống ảnh: + Phụ thuộc vào hướng bắn tia radar + Trên hình ảnh thu theo hướng bắn, kích thước đối tượng theo xu hướng ngày xa hướng bắn bị meo, hình ảnh đối tượng bị keo dài Độ lệch địa hình: phụ thuộc vào hướng bay hướng bắn, góc ep tia + Các đối tượng có chiều cao lớn đinh có xu hướng tiến gần tới hướng đường bay phần đáy đối tượng phần thấp địa hình có xu hướng nằm xa đường bay Hiệu ứng phản xa góc ảnh radar: Là tượng tia radar chiếu tới vật thể có độ nhám lớn Tia radar tới đc phản xạ vị trí góc đối tượng lượng radar phản hồi trở cực đại Hiện tượng phản xạ góc xảy phụ thuộc vào độ nhám đối tượng: gồm chiều cao đối tượng bước sóng tia radar VD: • Hệ số phản xa thể tích Radar: Nếu vật chất không đồng hình dạng ,thành phần ,độ ẩm lượng truyền tới tiếp tục tán xạ.Một phần phản xạ tới radar cho thông tin phần lớp phủ Câu Trình bày đặc điểm ảnh viễn thám hồng ngoai nhiệt Phương pháp viễn thám hồng ngoại nhiệt phương pháp ghi nhận xạ nhiệt dải sóng hồng ngoại nhiệt ( từ đến 14 µm) Vì xạ nhiệt có cường độ yếu, lại bị hấp thụ mạnh khí quyển, nên để thu tín hiệu nhiệt phải có thiết bị quet nhiệt với độ nhạy cảm cao Rất hay bị meo ảnh hưởng yếu tố môi trường như: gió, mưa, mây, thực vật… Rất khác ảnh ban ngày ban đêm phụ thuộc vào mô hình nhiệt vật khác Các đối tượng có nhiệt độ cực đại tốc độ nóng lên lạnh khác phụ thuộc vào thành phần vật chất trạng thái đối tượng Trên ảnh hồng ngoại độ sáng ảnh thể nhiệt độ đối tượng, vùng nóng nhiệt độ cao, ảnh có màu từ sáng đến trắng Vùng lạnh có màu đen, xám Mức độ xám thể thang nhiệt độ ảnh khu vực • • Câu 10 Trình bày nguyên nhân phải tiến hành hiệu chỉnh xa ảnh hiệu ứng nguyên nhân gây ảnh Nguyên nhân phải tiến hành hiệu chỉnh xa: -Do độ nhạy cảm biến -Do địa hình góc chiếu mặt trời -Do ảnh hướng tầng khí Hiệu ứng nguyên nhân: Do độ nhạy cảm biến: Cảm biến quang – hiệu ứng vignetting Hiệu chinh xạ: xác định sai khác cường độ xạ trước sau sensor Mất dòng ảnh: +Nguyên nhân: tách sóng mảng tuyến tính không hoạt động bị lỗi +Kết quả: nhiều dòng ảnh (BV dòng bị = 0) +Hiệu chinh: Tính trị trung bình BV dòng ảnh xác định dòng bị ảnh hưởng • • BV pixel dòng bị = TB BV pixel xung quanh Vệt dòng ảnh +Nguyên nhân: : không đồng tách sóng mảng tuyến tính +Kết quả: : dòng quet tách sóng lỗi sáng tối +Hiệu chinh: BV vệt ảnh trị trung bình pixel xung quanh Chuẩn hóa Histogram dựa histogram tách sóng khác mảng tuyến tính Nhiễu ngẫu nhiên +Nguyên nhân: sai số khí liệu bị gián đoạn tạm thời + Kết quả: tạo điểm sáng sậm đen ảnh +Hiệu chinh: sử dụng cửa sổ lọc Cảm biến từ- hiệu ứng uncertaindetector Do địa hình góc chiếu mặt trời: tao hiệu ứng góc chiếu mặt trời Bóng chói +Nguyên nhân: cường độ chiếu góc chiếu mặt trời +Hiệu ứng: giống vigneting +Hiệu chinh: ước tính đường cong bóng râm phân tích chuỗi Fourier loại bỏ thành phần tần số thấp Bóng râm +Nguyên nhân: địa hình (đồi núi, khu nhà cao tầng,…) +Hiệu ứng: che khuất nguồn xạ phản xạ +Hiệu chinh: DEM, tọa 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 chinh: dựa góc tới mặt trời Do ảnh hưởng khí quyển: gây hiệu ứng hập thu tán xa Câu 11 Trình bày vẽ sơ đồ bước tiến hành hiệu chỉnh xa để đưa phổ phản xa đối tượng tai bề mặt đất • Sơ đồ: • Các bước tiến hành: Độ nhạy - Bộ cảm biến quang - Hiệu ứng Vignetting - • • • • • • • • • Độ nhạy - Bộ cảm biến quang - điện tử + Hiệu chinh xạ: xác định sai khác cường độ xạ trước sau sensor + Dữ liệu bị lỗi: Mất 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: nhiều dòng ảnh (BV dòng bị = 0) Hiệu chinh: Tính trị trung bình BV dòng ảnh xác định dòng bị ảnh hưởng BV pixel dòng bị = TB BV pixel xung quanh + Vệt dòng ảnh Nguyên nhân: không đồng tách sóng mảng tuyến tính Kết quả: dòng quet tách sóng lỗi sáng tối Hiệu chinh: BV vệt ảnh trị trung bình pixel xung quanh Chuẩn hóa 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 Hiệu chinh: sử dụng cửa sổ lọc (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 vigneting Hiệu chinh: ước tính đường cong bóng râm phân tích chuỗi Fourier loại bỏ thành phần tần số thấp Bóng chói Nguyên nhân: cường độ chiếu góc chiếu mặt trời Hiệu ứng: giống vigneting Hiệu chinh: ước tính đường cong bóng râm phân tích chuỗi Fourier loại bỏ thành phần tần số thấp 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 chinh: dựa góc tới mặt trời Ảnh hưởng khí Câu 12 Tai phải hiệu chỉnh hình học? Trình bày phương pháp hiệu chỉnh hình học nguyên tắc chọn điểm khống chế mặt đất • Nguyên nhân phải hiệu chỉnh hình học -Nội sai: phụ thuộc vào tính chất sensor dẫn đến lỗi hình học vật mang -Ngoại sai: + Địa hình: vị trí, độ cao, tốc vệ tinh chụp ảnh +Vật mang • Phương pháp hiệu chỉnh hình học - Phương pháp: Thiết lập quan hệ toán học pixel ảnh với tọa độ điểm bề mặt trái đất , dùng phep biến hình để hiệu chinh + Giả định: đã có đồ ảnh nghiên cứu đã nắn chinh +Xác định hệ tọa độ (x,y) đồ(u,v) ảnh cần chinh Câu 13 Trình bày quy trình nguyên tắc yếu tố ảnh giải đoán ảnh mắt thường • Quy trình giải đoán ảnh mắt thường • Nguyên tắc yếu tố ảnh giải đoán ảnh mắt thường Các yếu tố ảnh Tông ảnh: tổng hợp lượng ánh sáng phản xạ từ mặt đối tượng Hình dạng: ý đến hình ảnh bên đối tượng, hình ảnh hai chiều, net chung đặc thù đối tượng Kích thước: thông số độ lớn dài rộng đối tượng, liên quan đến ti lệ ảnh Mẫu Kiến trúc: tần số biến đổi độ sáng ảnh, tập hợp đặc điểm hình ảnh Bóng: phần bị che lấp, cho phep xác định độ cao tương đối, màu đen ảnh đen trắng, màu xẫm đến đen ảnh màu Vị trí: vị trí không gian đối tượng nghiên cứu Cùng dấu hiệu ảnh vị trí khác cho đối tượng khác Màu Các yếu tố kỹ thuật Mạng lưới thủy văn Hệ thông khe nứt: cần biết hướng , mật độ, hình dạng, độ lớn… Hiện trạng sử dụng đất: Vừa mục tiêu vừa dấu hiệu Cung cấp thông tin gián tiếp quan trọng việc định hướng đối tượng Dạng địa hình: cho phep nhận biết yếu tố sơ Định hướng phân tích giải đoán ảnh Thực vật: kiểu thực vật mức độ phát triển thực vật cho phep xác định yếu tố tự nhiên loại đất, mức độ ẩm, độ sâu mực nước ngầm, kể chất lượng nước Câu 14 Khái niệm phân loai ảnh có kiểm định? Vẽ sơ đồ trình bày trình phân loai ảnh có kiểm định • Phân loai có kiểm định: Phân chia cách có kiểm định giá trị DN pixel ảnh theo nhóm đơn vị lớp phủ mặt đất • Vẽ sơ đồ: • - Quá trình phân loai ảnh có kiểm định Xác định lớp đối tượng: phụ thuộc vào mục tiêu đặc điểm khu vực nghiên cứu Các lớp đối tượng phải xác định rõ Lựa chọn vùng mẫu cho đối tượng: sử dụng nguồn tư liệu bổ sung Vùng mẫu chắn xác đủ lớn Số lượng vùng mẫu đủ lớn, phân bố đều, tránh chọn biển, Chọn thuật toán phân loại: MLC thuật toán dựa nguyên tắc xác suất pixel gán vào m đối tượng định trước Câu 15 Khái niệm phân loai ảnh không kiểm định? Vẽ sơ đồ trình bày trình phân loai ảnh không kiểm định • Phân loai ảnh ko kiểm định: - Là việc phân loại túy 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 • Sơ đồ trình phân loai ảnh ko kiểm định Xác định lớp đối tượng: phụ thuộc vào mục tiêu đặc điểm khu vực nghiên cứu Các lớp đối tượng phải xác định rõ - Chọn thuật toán phân loại: Isodata – kỹ thuật tự xếp số liệu có lặp lại + Lựa chọn ngẫu nhiên lớp đối tượng -> tính toán trọng tâm lớp + Hình thành lớp + Tính toán khoảng cách từ pixel đến trọng tâm lớp + Lặp lại khoảng cách không đổi + Các tham số phải xác định trước Isodata N số lượng tối đa nhóm đối tượng phân loại M số lần lặp tối đa T ngưỡng thay đổi, ngưỡng mà sau lẫn lặp số % pixel nhóm không vượt T - Câu 16 Trình bày thuật toán phân loai ảnh có kiểm định Maximum Likelihood Classifiacation (MLC) (có vẽ hình minh hoa) Ưu nhược điểm thuật toán phân loai MLC • Thuật toán phân loai theo xác suất cực đai: - 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 • Vẽ hình minh họa • - Ưu nhược điểm thuật toán phân loai MLC: 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 loai ảnh không kiểm định Isodata (có vẽ hình minh hoa) Ưu nhược điểm thuật toán phân loai Isodata • Trình bày thuật toán phân loai ảnh không kiểm định Isodata Phương pháp ISODATA thuật toán lặp tối ưu tiêu biểu thực gồm bước sau: Bước 1: Chọn C điểm ảnh xem trọng tâm C nhóm tương ứng với số loại có ảnh, giá trị pixel điểm chi định xem trung bình nhóm mi(i=1,…, C) Bước 2: Tính khoảng cách pixel ảnh đến trung bình nhóm mi, gộp pixel vào nhóm thích hợp dựa vào khoảng cách ngắn Bước 3: Tính giá trị trung bình nhóm hình thành mi (i=1,…, C) Bước 4:Nếu mi= mi* cho tất nhóm trình lặp kết thúc, ngược lại tính lại trọng tâm nhóm tiếp tục lặp nhóm ổn định • Vẽ hình minh họa Input X= {x1,x2,…,xn} Ngưỡng T Isodata Xi thuộc Cj Output Chọn phần tử trung tâm M Begin Tính d(Xi,M) So sánh d(Xi, M) với T để tách đôi X Xác định tâm Mnew (theo avg) Tìm d(Xi, Mnew) Nhóm vùng theo ngưỡng đưa • - • • • • - Ưu nhược điểm thuật toán phân loai Isodata Ưu điểm: Không cần phải biết nhiều liệu trước Người sử dụng dùng Isodata hiệu để xác định cụm quang phổ liệu Nhược điểm: Có thể thời gian liệu phi cấu trúc Thuật toán tràn không kiểm soát chi để lại lớp Câu 18: Ưu nhược điểm phân loai ảnh không kiểm định, có kiểm định Phân loai ảnh có kiểm định Ưu điểm: Người đoán đọc kiểm soát việc lựa chọn vùng mẫu, lớp đối tượng nhằm đáp ứng mục tiêu hay đặc điểm khu vực nghiên cứu Có thể đánh giá kết vùng mẫu bổ sung Gắn kết chặt chẽ với vùng nghiên cứu đã biết trước đặc tính Nhược điểm: Người đoán đọc bị rang buộc vào thuật toán phân loại lựa chọn Vùng mẫu đc xây dựng dựa thông tin đối tượng ko phải thuộc tính phổ ảnh Lựa chọn vùng mẫu tốn thời gian công sức Vùng mẫu không đại diện cho toàn đối tượng ảnh Phân loai ảnh kiểm định Ưu điểm: Không đòi hỏi kiến thức mở rộng khu vực nghiên cứu Cơ hội để giảm thiểu sai số người đoán đọc Các lớp đối tượng đồng nhận biết riêng biệt Giảm bớt công việc sau phân loại Nhược điểm: Việc gộp nhóm ko tương ứng tốt với đối tượng tự nhiên - Không có kiểm soát việc lựa chọn lớp đối tượng thông số cuẩ chúng Các thông tin phổ nhóm đối tượng thay đổi theo thời gian => khó khăn chồng xếp đánh giá biến động Bài tập: Dạng Mô tả phổ phản xạ thực vật, nước ảnh SPOT Sử dụng phương pháp phối màu RGB, hãy giải thích màu chúng ảnh màu giả (IR,G,B), biết đường cong phổ phản xạ chúng thể hình Dạng Chuyển định dạng Một ảnh vệ tinh X có kênh phổ lưu trữ dạng BIP, hãy chuyển sang dạng BSQ 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 ep 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 ep máy bay hướng AB 30 độ CD 45 độ Nếu độ dài xung hệ thống 40m, AB,CD có phân biêt ddwocwj ko? [...]... giải đoán ảnh bằng mắt thường • Nguyên tắc về yếu tố ảnh trong giải đoán ảnh bằng mắt thường Các yếu tố ảnh Tông ảnh: tổng hợp lượng ánh sáng được phản xạ về từ mặt đối tượng Hình dạng: chú ý đến hình ảnh bên ngoài của đối tượng, hình ảnh hai chiều, net chung nhất hoặc đặc thù của đối tượng Kích thước: thông số về độ lớn dài rộng của đối tượng, liên quan đến ti lệ ảnh Mẫu... sensor + Dữ liệu bị lỗi: Mất dòng ảnh, Vệt dòng ảnh, và Nhiễu ngẫu nhiên + Mất dòng ảnh Nguyên nhân: bộ tách sóng của mảng tuyến tính không hoạt động hoặc bị lỗi Kết quả: mất một hoặc nhiều dòng ảnh (BV trên dòng bị mất = 0) Hiệu chinh: Tính trị trung bình BV của các dòng ảnh xác định dòng bị ảnh hưởng BV của pixel trên dòng bị mất = TB BV các pixel xung quanh + Vệt dòng ảnh Nguyên nhân: không đồng bộ... tinh chụp ảnh +Vật mang • Phương pháp hiệu chỉnh hình học - Phương pháp: Thiết lập 1 quan hệ toán học giữa pixel ảnh với tọa độ điểm trên bề mặt trái đất , dùng phep biến hình để hiệu chinh + Giả định: đã có 1 bản đồ của ảnh nghiên cứu và đã được nắn chinh +Xác định 2 hệ tọa độ (x,y) của bản đồ(u,v) của ảnh cần chinh Câu 13 Trình bày quy trình và nguyên tắc về yếu tố ảnh trong giải đoán ảnh bằng... dài rộng của đối tượng, liên quan đến ti lệ ảnh Mẫu Kiến trúc: tần số biến đổi độ sáng trên ảnh, tập hợp đặc điểm của hình ảnh Bóng: phần bị che lấp, cho phep xác định độ cao tương đối, màu đen trên ảnh đen trắng, màu xẫm đến đen trên ảnh màu Vị trí: vị trí không gian của đối tượng nghiên cứu Cùng dấu hiệu ảnh vị trí khác nhau cho đối tượng khác nhau Màu Các yếu tố kỹ thuật Mạng lưới thủy văn Hệ thông... phân tích giải đoán ảnh Thực vật: kiểu thực vật mức độ phát triển của thực vật cho phep xác định các yếu tố tự nhiên dưới nó như loại đất, mức độ ẩm, độ sâu mực nước ngầm, kể cả chất lượng nước Câu 14 Khái niệm phân loai ảnh có kiểm định? Vẽ sơ đồ và trình bày quá trình phân loai ảnh có kiểm định • Phân loai có kiểm định: Phân chia một cách có kiểm định các giá trị DN của các pixel ảnh theo từng nhóm... 15 Khái niệm phân loai ảnh không kiểm định? Vẽ sơ đồ và trình bày quá trình phân loai ảnh không kiểm định • Phân loai ảnh ko kiểm định: - Là việc phân loại thuần túy theo tính chất phổ - Số lượng và tên các lớp được xác định tương đối khi so sánh với tài liệu mặt đất - Tạo nhóm phổ dựa trên thuật toán thống kê khoảng giá trị phổ hay gọi là chùm phổ • Sơ đồ và quá trình phân loai ảnh ko kiểm định Xác... toán phân loai ảnh không kiểm định Isodata (có vẽ hình minh hoa) Ưu nhược điểm của thuật toán phân loai Isodata • Trình bày thuật toán phân loai ảnh không kiểm định Isodata Phương pháp ISODATA là một trong những thuật toán lặp tối ưu cơ bản tiêu biểu nhất được thực hiện gồm các bước sau: Bước 1: Chọn C điểm nào đó trên ảnh xem như là trọng tâm của C nhóm tương ứng với số loại có trên ảnh, do đó giá... 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 Dạng bài 2 Chuyển định dạng Một ảnh vệ tinh X có 3 kênh phổ đang lưu trữ ở dạng BIP, hãy chuyển sang dạng BSQ đáp án Dạng bài 3 Tính độ phân giải ảnh radar Vd1 Hệ thống SLAR có thời gian truyền... điểm: Người đoán đọc bị rang buộc vào thuật toán phân loại lựa chọn Vùng mẫu đc xây dựng dựa trên thông tin đối tượng chứ ko phải thuộc tính phổ ảnh Lựa chọn vùng mẫu tốn thời gian và công sức Vùng mẫu có thể không đại diện cho toàn bộ đối tượng trong ảnh Phân loai ảnh không có kiểm định Ưu điểm: Không đòi hỏi kiến thức mở rộng về khu vực nghiên cứu Cơ hội để giảm thiểu sai số do người đoán đọc Các lớp... râm phân tích chuỗi Fourier loại bỏ thành phần tần số thấp Góc chiếu mặt trời Nguyên nhân: cường độ và góc chiếu của mặt trời Hiệu ứng: ảnh chụp cùng khu vực vào các mùa khác nhau sẽ có cường độ chiếu sáng khác nhau Hiệu chinh: dựa trên góc tới của mặt trời Ảnh hưởng của khí quyển Câu 12 Tai sao phải hiệu chỉnh hình học? Trình bày các phương pháp hiệu chỉnh hình học và nguyên tắc chọn điểm khống