Đang tải... (xem toàn văn)
Câu 1: Viễn thám là gì? Phân loại ảnh viễn thám? Nguyên lý cơ bản của viễn thám là gì? Đường cong phản xạ phổ là gi? Ứng dụng? Viễn thám là môn khoa học và công nghệ mà nhờ nó các tính chất của vật thể quan sát được xác định, đo đạc hoặc phân tích mà không cần tiếp xúc trực tiếp với chúng Phân loại ảnh viễn thám: a, Phân loại theo bước sóng sử dụng: Vùng viễn thám nhìn thấy và hồng ngoại nhiệt Vùng viễn thám hồng ngoại nhiệt Vùng viễn thám siêu cao tần b, Phân loại theo độ cao bay chụp: Viễn thám hàng không: Sử dụng các vật mang bay ở độ cao dưới 100km Viễn thám vệ tinh: Sử dụng các vật mang bay ở độ cao từ 500km đến 36.000 km Nguyên lý cơ bản của viễn thám: Năng lượng điện từ: + Thành phần bức xạ điện từ: Bước sóng, hướng truyền phát, biên độ dao động, mặt phẳng phân cực. + Phân loại bức xạ điện từ: Cực tím (100 Â – 0.4 m), ánh sáng nhìn thấy ( 0.40.7 m), hồng ngoại ( 0.7 m – 1mm), sóng vi ba ( 1 – 10 dm) + Năng lượng bức xạ là năng lượng được mang trong bức xạ điện từ + Dòng bức xạ: là năng lượng bức xạ từ 1 bề mặt trong 1 đơn vị thời gian + Cường độ bức xạ: là năng lượng bức xạ từ một nguồn phát theo hướng xuyên tâm trên một đơn vị góc khối và thời gian. + Sự chiếu xạ: năng lượng của tia bức xạ chiếu tới bề mặt trong 1 đơn vị thời gian. + Tán xạ bức xạ: năng lượng bức xạ từ 1 bề mặt trong 1 đơn vị thời gian. + Sự bức xạ: Cường độ bức xạ từ 1 mặt phẳng quy chiếu với 1 góc khối theo hướng xuyên tâm và trong 1 đơn vị thời gian. Đặc tính phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên. Các yếu tố ảnh hưởng khả năng ảnh hưởng phản xạ phổ của đối tượng tự nhiên. Đường cong phản xạ phổ là đồ thị thể hiện hàm tương quan giữa năng lượng phản xạ theo bước sóng . Ứng dụng: Trong lĩnh vực khảo cổ học: Xác định mật độ phân bố di tích, di vật khảo cổ, xác định quá trình hình thành và phá hủy của di tích. Trong lĩnh vực quản lý biến đổi môi trường: Sử dụng để giám sát, bảo vệ môi trường và phòng chống thiên tai. VD: Vùng ô nhiễm nước…. Trong lĩnh vực điều tra đất: Xác định và phân loại các vùng thổ nhưỡng, đánh giá mức độ thoái hóa đất, tác hại xói mòn, quá trình muối hóa. Trong lĩnh vực địa chất: lập bản đồ phân bố khoáng sản, lập bản đồ địa mạo… Trong lĩnh vực nông lâm nghiêp: Phân loại cây trồng, quản lý và đánh giá năng suất thu hoạch, thành lập bản đồ thích nghi đất cho từng cây trồng, thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất, sử dụng khá tốt chỉ số NDVI trong việc giám sát lớp phủ rừng.
Họ tên : Vũ Văn Chỉnh Lớp : L03 MSV : 1453062326 BÀI KIỂM TRA VIỄN THÁM - GIS Câu 1: Viễn thám gì? Phân loại ảnh viễn thám? Nguyên lý viễn thám gì? Đường cong phản xạ phổ gi? Ứng dụng? - Viễn thám môn khoa học công nghệ mà nhờ tính chất vật thể quan sát xác định, đo đạc phân tích mà không cần tiếp xúc trực tiếp với chúng * Phân loại ảnh viễn thám: a, Phân loại theo bước sóng sử dụng: - Vùng viễn thám nhìn thấy hồng ngoại nhiệt - Vùng viễn thám hồng ngoại nhiệt - Vùng viễn thám siêu cao tần b, Phân loại theo độ cao bay chụp: - Viễn thám hàng không: Sử dụng vật mang bay độ cao 100km - Viễn thám vệ tinh: Sử dụng vật mang bay độ cao từ 500km đến 36.000 km *Nguyên lý viễn thám: - Năng lượng điện từ: + Thành phần xạ điện từ: Bước sóng, hướng truyền phát, biên độ dao động, mặt phẳng phân cực + Phân loại xạ điện từ: Cực tím (100 Â – 0.4 µ m), ánh sáng nhìn thấy ( 0.4-0.7 µ m), hồng ngoại ( 0.7 µ m – 1mm), sóng vi ba ( – 10 dm) + Năng lượng xạ lượng mang xạ điện từ + Dòng xạ: lượng xạ từ bề mặt đơn vị thời gian + Cường độ xạ: lượng xạ từ nguồn phát theo hướng xuyên tâm đơn vị góc khối thời gian + Sự chiếu xạ: lượng tia xạ chiếu tới bề mặt đơn vị thời gian + Tán xạ xạ: lượng xạ từ bề mặt đơn vị thời gian + Sự xạ: Cường độ xạ từ mặt phẳng quy chiếu với góc khối theo hướng xuyên tâm đơn vị thời gian - Đặc tính phản xạ phổ đối tượng tự nhiên - Các yếu tố ảnh hưởng khả ảnh hưởng phản xạ phổ đối tượng tự nhiên * Đường cong phản xạ phổ đồ thị thể hàm tương quan lượng phản xạ theo bước sóng * Ứng dụng: - Trong lĩnh vực khảo cổ học: Xác định mật độ phân bố di tích, di vật khảo cổ, xác định trình hình thành phá hủy di tích - Trong lĩnh vực quản lý biến đổi môi trường: Sử dụng để giám sát, bảo vệ môi trường phòng chống thiên tai VD: Vùng ô nhiễm nước… - Trong lĩnh vực điều tra đất: Xác định phân loại vùng thổ nhưỡng, đánh giá mức độ thoái hóa đất, tác hại xói mòn, trình muối hóa - Trong lĩnh vực địa chất: lập đồ phân bố khoáng sản, lập đồ địa mạo… - Trong lĩnh vực nông - lâm nghiêp: Phân loại trồng, quản lý đánh giá suất thu hoạch, thành lập đồ thích nghi đất cho trồng, thành lập đồ trạng sử dụng đất, sử dụng tốt số NDVI việc giám sát lớp phủ rừng Câu 2: Đặc trưng phản xạ phổ đất nước, thực vật? Cách tính NDVI? * Đặc tính phản xạ phổ thực vật : - Ánh sáng nhìn thấy (0,4 ~ 0,7 µ m): + Điểm cực tiểu xác định sắc tố thực vật + Chất diệp lục hấp thụ mạnh lượng dải sóng 0,45 ~ 1,3 µ m (kênh hấp thụ diệp lục) - Hồng ngoại gần (0,7 – 1,3 µ m): + Độ phản xạ cao (50%) + Năng lượng lại truyền qua (bị hấp thụ ít) + Phụ thuộc cấu trúc + Ứng dụng để xác định laoì khác * Đặc tính phản xạ phổ đất: - Các nhân tố ảnh hưởng phản xạ đất: + Độ ẩm + Kết cấu đất (tỷ lệ, cát, sét, ) + Cấu trúc bề mặt + Hàm lượng oxit sắt (giảm phản xạ) + Hàm lượng chất hữu ( giảm phản xạ) - Đất khô có kết cấu hạt thô phản xạ mạnh kết cấu hạt mịn (ngược lại có xuất nước) - Đá: Mức độ phản xạ phụ thuộc vào thành phần khoáng phong hóa bề mặt * Đặc tính phản xạ phổ nước: - Hầu hết lượng tia xạ bị nước hấp thụ truyền qua - Ánh sáng nhìn thấy (0,4 ~ 0,7 µ m): + Chỉ lượng phản xạ dải sóng + Nghiên cứu chất lượng nước + Phân biệt nước nông sâu, nước đục - Hồng ngoại gần NIR (0,7 – 1,3 µ m): + Hoàn toàn bị hấp thụ + Sử dụng để xác định khu vực có nước * Đặc tính phản xạ phổ nước: - Sự tạp xạ phổ từ nước + Hấp thụ khíquyển + Sự phản xạ bề mặt + Sự phản xạ nước vật thể phù du + Sự phản xạ từ lớp đáy * Chỉ số thực vật NDVI - Chỉ số NDVI số thực vật sử dụng phổ biến NDVI = NIR − Re d NIR + Re d NDVI có giá trị từ 0-1 NDVI = 0.1 đất trống NDVI = 0,9 rừng giàu Câu 3: Méo hình học gì? Các phương pháp hiệu chỉnh ảnh viễn thám? Các phương pháp tăng cường chất lượng ảnh viễn thám? * Méo hình học: - Méo hình học: Là sai lệch vị trí, tỷ lệ tọa độ ảnh thực so với tọa độ lý thuyết * Các phương pháp hiệu chỉnh ảnh viễn thám: - Phục hồi ảnh: + Hầu hết ảnh chụp bị ảnh hưởng yếu tố nhiễu làm suy giảm chất lượng ảnh + Có loại ảnh hưởng nhiễu ảnh gây ra: Ảnh bị sọc viền, liệu theo dải + Ảnh bị sọc viền: Là lỗi xảy cảm trình ghi liệu bị lỗi hệ thống dịch chuyển pixel hàng + Mất liệu: Là lỗi xảy cảm trình lưu liệu bị lỗi thông tin dòng pixel liệu - Hiệu chỉnh xạ: + Hiệu chỉnh xạ: Là trình chuyển đổi giá trị số (DN) thành giá trị phản xạ (reflectance) qua công thức số cụ thể REF i = RAD i πxSunDist EAI i x cos( SolarSenith) RAD i = DN i * A i Trong đó: REF i giá trị phản xạ kênh phổ thứ i RAD i giá trị radiance kênh phổ thứ i A i hệ số chuyển đổi xạ kênh phổ thứ i Sundist khoảng cách trái đất – mặt trời (đơn vị thiên văn) SolarZenith góc thiên đỉnh mặt trời (= 900-độ cao mặt trời) - Hiệu chỉnh khí quyển: Mục tiêu hiệu chỉnh khí nhằm thu xạ phổ bề mặt trái đất (chứa đựng thông tin đối tượng mặt đất) từ ảnh viễn thám cách loại bỏ hiệu ứng khí gây (sự tán xạ hấp thụ) - Hiệu chỉnh hình học: - Nguyên nhân: + Đặc tính cảm (hệ thống ống kính) + Đặc điểm địa hình (khu vực chụp ảnh, độ cong trái đất) + Sự di chuyển vật mang (thay đổi độ cao bay chụp, vị trí) + Sự di chuyển đối tượng chụp ảnh (sự quay trái đất, vật thể di chuyển khác) - Sự di chuyển vật mang: + Thay đổi độ cao + Thay đổi vị trí - Sự di chuyển đối tượng chụp ảnh: + Sự quay trái đất + Sự di chuyển đối tượng bề mặt * Các phương pháp tăng cường chất lượng ảnh: - Biến đổi cấp độ xám: Là kỹ thuật biến đổi giá trị cấp độ xám thực tế ảnh khoảng cấp độ xám mà thiết bị có khả hiển thị - Biến đổi histogram: Histogram biểu đồ biểu thị phân bố giá trị cấp độ xám khác - Tổ hợp màu: Tổ hợp màu thật (RGB = Red, Green, Blue), tổ hợp màu giả ( RGB = NIR, Red, Green) - Lọc ảnh: Là kỹ thuật nhằm làm bật giảm mức độ chói thuộc tính ảnh dựa yếu tố kết cấu (texture) Câu 4: Cấu trúc ảnh số? Ảnh vệ tinh? độ phân giải viễn thám? Kỹ thuật phương pháp đoán đọc ảnh vệ tinh * Ảnh số thể mặt số hóa ( thường hệ nhị phân) ảnh chiều, thông thường lưu trữ dạng Raster - Phương pháp đoán đọc mắt: Người đoán đọc sử dụng yếu tố đoán đọc (màu sắc, kết cấu, kích thước, hình dạng ) để khoanh vẽ, bóc tách đối tượng ảnh - Phương pháp phân loại ảnh số máy: có kết hợp nhiều kênh phổ lúc, áp dụng thuật toán xác suất thống kê để nhận biết phân loại đối tượng ảnh * Ảnh vệ tinh: ảnh chụp cảm mang vật mang vệ tinh Ảnh vệ tinh phân loại dựa vào loại cảm, độ phân giải bước sóng sử dụng chụp ảnh * độ phân giải viễn thám: - Độ phân giải xạ: Số lượng cấp độ khác liệu ghi lại ( số bít) - Độ phân giải không gian: vùng nhỏ phân biệt phận cảm ứng ( kích thước ô lưới, điểm ảnh) - Độ phân giải phổ: Những bước sóng khác ghi lại sensor ( số band) - Độ phân giải thời gian: Khoảng thời gian lần thu nhận liệu * Kỹ thuật đoán đọc ảnh vệ tinh: - Phân loại ảnh - Theo dõi biến động - Trích xuất đặc tính vật lý vật thể - Trích xuất số - Xác định tính chất đặc biệt * Phương pháp đoán đọc ảnh Kỹ thuật Đoán đọc ảnh mắt Ưu điểm Nhược điểm - Khai thác kiến - Tốn thời gian thức chuyên ngành - Kết không đồng kinh nghiệm đoán đọc viên - Không dễ áp dụng kiến - Xử lý tốt ảnh có độ thức chuyên ngành phức tạp cao - Năng suất cao, thời - Khó kết hợp với kiến gian xử lý ngắn thức chuyên ngành Kỹ thuật xử lý ảnh qua máy tính - Quy trình xử lý - Các thông tin phức tạp chuẩn hóa khó trích xuất - Trích xuất thông tin tự nhiên Câu 5: Sự khác biệt phân loại có kiểm định phân loại không kiểm định? Ưu, nhược điểm số thuật toán phân loại ảnh viễn thám? Cách tính số Kappa - Phân loại ảnh có kiểm định: kỹ thuật phân loại sử dụng vùng mẫu để thu thập thông tin đối tượng từ phân loại pixel có đặc điểm nhóm đối tượng Người giải đoán ảnh biết trước đối tượng cần phải phân loại ảnh, có đối tượng khu vực nghiên cứu, phạm vi phân bố, - Phân loại ảnh không kiểm định: kỹ thuật phân loại sử dụng giá trị phổ từ ảnh Số lượng lớp đối tượng người dùng định trước * Ưu, nhược điểm thuật toán viễn thám - Thuật toán khoảng cách gần + Ưu điểm: - Đơn giản, tính toán nhanh, độ xác cao - Tất pixel không gian phổ chiều phân loại - Cho phép xác định ranh giới đối tượng => không bị trùng lặp + Nhược điểm: - Giả thiết thay đổi phổ ảnh theo hướng thực tế - Độ xác thấp vùng có nhiều đối tượng phân bố phức tạp - Thuật toán xác suất cực đại: + Ưu điểm: - Cho độ xác cao => sử dụng rộng rãi + Nhược điểm: - Tính toán chậm - Yêu cầu vùng mẫu phải lựa chọn xác => phụ thuộc vào kỹ người đoán đọc - Giả thuyết phân bố phổ ảnh vùng mẫu phân bố chuẩn, thực tế lúc => sai số - Thuật toán phân loại ISODATA + Ưu điểm: - Đây thuật toán thống kê phi tham số nên liệu đầu vào không yêu cầu có phân bố chuẩn - Đạt độ xác cao việc xác định nhóm thực tế số lần lặp đủ lớn - Các thông tin nhóm dễ dàng kết hợp vận dụng song song với thông tin phổ + Nhược điểm: - Tốc độ xử lý chậm * Chỉ số Kappa: thước đo mức độ phù hợp liệu đối chứng kết phân loại po − pc K = − pc Trong đó: po – pc : Số pixel phân loại sai – pc : Tổng số pixel phân loại K > 0,8 mức độ chấp nhận cao K = 0,4 ~ 0,8 mức độ chấp nhận trung bình K < 0,4 mức độ chấp nhận Câu 6: Gis gì? Cấu trúc liệu gis? Thế liệu không gian? Dữ liệu phi không gian - Gis hệ thống thông tin có khả nhập, truy tìm, xử lý, phân tích xuất liệu tham chiếu địa lý liệu địa không gian để phục vụ cho trình định công tác quản lý, quy hoạch tài nguyên thiên nhiên môi trường * Cấu trúc liệu gis - Mô hình liệu Vector + Mọi đối tượng không gian thể thông qua phần tử điểm, đường vùng + Đối với việc phân tích không gian gis, đặc tính đối tượng không gian xác định tọa độ, hình dạng kích thước hệ thống tọa độ thống đặc tính địa hình học chúng + Đặc tính địa hình học mối quan hệ mối liên kết thực thể không gian + Kiểu đối tượng dạng điểm: - Điểm xác định cặp giá trị tọa độ (x,y) - Các đối tượng đơn, thông tin địa lý gồm sở vị trí, phản ánh đối tượng điểm Vd: nhà, ô tiêu chuẩn, - Tọa độ đơn - Không cần thể chiều dài diện tích + Kiểu đối tượng dạng đường: - Được xác định tập hợp dãy điểm - Tất đối tượng địa lý có dạng tuyến tính phản ánh đối tượng đường Vd: đường giao thông, - Một dãy cặp tọa độ - Một đường bắt đầu kết thúc nút (node) - Các đường cắt nút + Kiểu đối tượng dạng vùng: - Được xác định ranh giới đường thẳng - Các đối tượng địa lý có diện tích đóng kín cá đường, cung gọi đối tượng vùng Vd: đất, khoảnh rừng, - Được mô tả tập đường điểm nhãn - Một nhiều đường định nghĩa đường bao vùng - Mô hình liệu Raster + Phản ánh toàn vùng nghiên cứu dạng lưới ô vuông hay điểm ảnh (pixel) + Các pixel xếp liên tiếp từ trái qua phải, từ xuống + Mỗi pixel chứa giá trị thuộc tính + Tập ma trận pixel giá trị thuộc tính tương ứng tạo thành lớp ( layer) + Có thể nhiều lớp CSDL + Độ phân giải liệu Raster phụ thuộc vào kích thước điểm ảnh Kích thước nhỏ độ phân giải lớn * Dữ liệu không gian: thể mô hình mô hình liệư dạng vector mô hình liệu dạng rastor * Dữ liệu phi không gian: mô tả đặc tính, đặc điểm tượng xảy vị trí địa lý xác định - Các loại liệu thuộc tính: + Đặc tính đối tượng: màu sắc, chất liệu, + Số liệu tham khảo địa lý: kiện, tượng + Chỉ số địa lý: tên, địa chỉ, phương hướng + Quan hệ đối tượng không gian - Các thông tin mô tả + Có thể nằm vị trí xác định đồ + Có thể chạy dọc theo đường + Có kích thước, màu sắc, kiểu chữ khác + Có thể tạo độc lập với đối tượng địa lý khác 10 Câu 7: Raster hóa gì? Vecter hóa gì? So sánh ưu, nhược điểm cấu trúc liệu raster vecter ? - Raster hóa tiến trình chia đường hay vùng thành ô vuông (pixel) - Vecter hóa tiến trình tập hợp pixel để tạo thành đường hay vùng - Tiến trình vecter hóa yêu cầu ảnh raster đầu vào phải rõ ràng, nhiễu hay không rõ ràng Mô hình Vecter Mô hình Raster - Biểu diễn xác đối - Cấu trúc đơn giản tượng địa lý - Dễ dàng chồng xếp mô - Dữ liệu nhỏ, gọn hình hóa Ưu điểm - Các quan hệ tôp thể - Thích hợp cho việc thiết lập đầy đủ mô hình 3D - Khả sửa chữa, bổ sung, - Dễ thực nhiều phép toán chuyển đổi nhanh gọn phân tích liệu - Chi phí thấp cho việc thu thập thông tin đầu vào khả tự động thực - Cấu trúc liệu phức tạp - Dung lượng lư trữ lớn, độ - Khó khăn chồng xếp xác thấp đồ - Khó khăn với toán Nhược điểm phân tích mạng lưới - Cập nhật thông tin khó khăn - Thu nhập thông tin đầu vào - Thực thi chuyển đổi liệu chậm tốn Câu 8: Bản đồ số gì? Có thay đổi tỉ lệ đồ số không? Phương pháp tạo đồ số? - Bản đồ số tập hợp có tổ chức liệu đồ lưu thiết bị có khả đọc máy tính thể dạng hình ảnh đồ 11 - Có thể thay đổi tỷ lệ đồ số * Phương pháp tạo đồ số - Thu thập liệu: + Dữ liệu không gian + Dữ liệu thuộc tính - Thiết kế đồ số với liệu đầu vào số liệu đo đạc ngoại nghiệp: + Số liệu đo đạc ngoại nghiệp + Chuẩn bị số liệu + Nhập số liệu vào phần mềm Gis + Biên tập đối tượng không gian + Xây dựng sở liệu thuộc tính + Thiết kế đồ chuyên đề + Chồng xếp lớp thông tin thiết kế, biên tập trang in + Xác định tỷ lệ đồ in ấn - Thiết kế đồ số từ đồ truyền thống: + Quét đồ + Định vị đồ hệ quy chiếu + Tách lớp thông tin số hóa lớp thông tin riêng biệt + Xây dựng CSDL thuộc tính cho lớp thông tin không gian + Thiết kế đồ chuyên đề + Chồng xếp lớp thông tin thiết kế, biên tập trang in + Xác định tỷ lệ đồ in ấn Câu 9: Phân tích không gian gì? Trình bày đến ví dụ phân tích không gian? - Phân tích không gian ứng dụng kỹ thuật GIS nhằm trả lời câu hỏi giới thực trạng thái khu vực hay thực thể, 12 thay đổi trạng xu thay đổi đánh giá mức độ khả xảy thông qua kỹ thuật chồng xếp, mô hình hóa dự đoán - Khả Truy vấn: + Truy vấn: Là trình thu thập liệu thuộc tính mà không làm thay đổi liệu thuộc tính mà không làm thay đổi liệu có theo điều kiện đặc biệt người sử dụng đề + Các điều kiện đặc biệt bao gồm yếu tố: Select: tên thuộc tính From: bảng liệu Where: điều kiện cụ thể - Khả phân cấp: + Phân cấp: Là trình nhóm thuộc tính cấp nhóm Một lớp đồ tạo mang giá trị mã hóa mà tạo thành dựa vào đồ gốc + Việc phân cấp thực hay nhiều tờ đồ khác + Các trường hợp thường gặp: Khái quát hóa Xếp hạng Tái chọn lọc - Khả Tái cấu trúc lớp phủ: + Tái cấu trúc lớp phủ: Là hoạt động đường biên nhằm tạo lớp phủ dựa lựa chọn từ người sử dụng + Các hoạt động bao gồm kiểu: Clip Erase Update Split Append Join Câu 10: Nêu 10 ví dụ ứng dụng Gis thực tiễn quản lý tài nguyên thiên nhiên nói chung quản lý tài nguyên rừng nói riêng? - Lựa chọn vùng đất thích hợp cho canh tác nông, lâm nghiệp - Xây dựng đồ vùng lũ lụt - Thiết kế ô mẫu điều tra - Mô hình giả lập vùng ngập lụt - Mô hình giả lập vùng lở đất 13 - Mô hình giả lập vùng thiệt hại cháy rừng - Thống kê diện tích đất đai tài nguyên rừng - Hiện trạng sử dụng đất - Hiện trạng môi trường 14