BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
o0o ®ç tiÕn thuÊn
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TÍCH HỢP TƯ LIỆU VIỄN THÁM VÀ GIS
THÀNH LẬP BẢN ĐỒ BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT GIAI ĐOẠN
2004-2009 TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN BUÔN ĐÔN, TỈNH ĐẮK LẮK
LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP
ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TÍCH HỢP TƯ LIỆU VIỄN THÁM VÀ GIS
THÀNH LẬP BẢN ĐỒ BIẾN ĐỘNG SỬ DỤNG ĐẤT GIAI ĐOẠN
2004-2009 TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN BUÔN ĐÔN, TỈNH ĐẮK LẮK LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP
Chuyên ngành : QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI
Mã số : 60.62.16
Người hướng dẫn khoa học : PGS.TS. NguyÔn kh¾c Thêi
HÀ NỘI - 2010
công tác đã giúp đỡ, động viên tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề
tài.
Tự đáy lòng mình, tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ tận tình và quý báu đó!
Hà Nội, ngày 12 tháng 12 năm 2010
Hà Nội, ngày 12 tháng 12 năm 2010Hà Nội, ngày 12 tháng 12 năm 2010
Hà Nội, ngày 12 tháng 12 năm 2010 Tác giả
Tác giảTác giả
Tác giả Đỗ Tiến Thuấn iii
MỤC LỤC
Trang
PHẦN 1. MỞ ĐẦU 1
1.1
NGHIÊN
CỨU 3
1.5
Ý
NGHĨA
KHOA
HỌC
VÀ
THỰC
TIỄN 3
PHẦN 2: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 4
2.1
TỔNG
QUAN
VỀ
VIỄN
TÍCH
HỢP
TƯ
LIỆU
VIỄN
THÁM
VÀ
GIS 20
2.3.1 Khái niệm 20
2.3.2 Tại sao phải tích hợp 20
2.3.3 Khả năng ứng dụng công nghệ tích hợp tư liệu viễn thám và GIS 24
2.3.4 Một số ứng dụng của viễn thám và GIS ở Việt Nam 25
2.4
KHÁI
QUÁT
VỀ
BẢN
ĐỒ
3.1.2 Địa ñiểm nghiên cứu 42
3.2.
NỘI
DUNG
NGHIÊN
CỨU 42
3.3
PHƯƠNG
PHÁP
NGHIÊN
CỨU 42
3.3.1 Phương pháp ñiều tra, khảo sát, thu thập tài liệu, số liệu 42
3.2.2 Phương pháp xây dựng bản ñồ từ ảnh viễn thám 43
3.2.3 Phương pháp chồng ghép bản ñồ 43
PHẦN 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 44
4.1
ĐIỀU
KIỆN
TỰ
iv
4.2.1 Hiện trạng sử dụng ñất 51
4.2.2 Biến ñộng sử dụng ñất giai ñoạn 2004-2009 53
4.3
GIẢI
ĐOÁN
ẢNH
VỆ
TINH,
THÀNH
LẬP
BẢN
ĐỒ
HIỆN
TRẠNG
SỬ
DỤNG
ĐỘNG
SỬ
DỤNG
ĐẤT
GIAI
ĐOẠN
2004-2009 78
4.5
NHẬN
XÉT
VỀ
KẾT
QUẢ 81
PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 83
5.1
KẾT
LUẬN 83
Bảng 4.6 Mẫu giải ñoán ảnh vệ tinh 65
Bảng 4.7 Ma trận sai số phân loại ảnh năm 2004 70
Bảng 4.8 Bảng ñánh giá ñộ chính xác phân loại ảnh năm 2004 70
Bảng 4.9 Ma trận sai số phân loại ảnh năm 2009 71
Bảng 4.10 Bảng ñánh giá kết quả phân loại năm 2009 71
Bảng 4.11 Thống kê diện tích ñất giải ñoán năm 2004 76
Bảng 4.12 Thống kê diện tích ñất giải ñoán năm 2009 76
Bảng 4.13 So sánh giữa diện tích giải ñoán và thống kê năm 2009 77
Bảng 4.14 Biến ñộng sử dụng ñất giai ñoạn 2004-2009 huyện Buôn Đôn 79
Bảng 4.15 Diện tích biến ñộng từng loại ñất giai ñoạn 2004 - 2009 79
Bảng 4.16 So sánh sự thay ñổi diện tích các loại ñất từ 2004-2009 80
vi
DANH MỤC HÌNH
Tên hình Trang
Hình 2.1 Các kênh sử dụng trong viễn thám 5
Hình 2.16 Thành lập bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất bằng phương pháp 35
Hình 4.1 Sơ ñồ vị trí huyện Buôn Đôn 44
Hình 4.2 Trình tự giải ñoán ảnh vệ tinh, thành lập bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất và bản ñồ biến
ñộng sử dụng ñất 55
Hình 4.3 Ảnh SPOT5 của huyện Buôn Đôn năm 2004 56
Hình 4.4 Ảnh SPOT5 của huyện Buôn Đôn năm 2009 56
Hình 4.5 Thực hiện nắn ảnh theo các ñiểm GPS trên ENVI 59
Hình 4.6 Lựa chọn thông số ñể nắn ảnh trên ENVI 59
Hình 4.7 Bảng nhập toạ ñộ các ñiểm khống chế ñể nắn ảnh 59
Hình 4.8 Tọa ñộ và sai số của ñiểm khống chế nắn ảnh năm 2004 60
Hình 4.9 Lựa chọn phương pháp tái chia mẫu 60
Hình 4.10 Toạ ñộ và sai số các ñiểm khống chế ñể nắn ảnh 2009 61
Hình 4.11 Ảnh 2004 ñã ñược cắt theo ranh giới huyện Buôn Đôn 62
Hình 4.12 Ảnh 2009 ñã ñược cắt theo ranh giới huyện Buôn Đôn 62
Hình 4.13 Lấy mẫu cho các loại hình sử dụng ñất năm 2004 66
Sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện ñại hóa ñất nước của Đảng và Nhà nước ta
trong những năm qua ñã ñưa nền kinh tế nước ta phát triển mạnh mẽ, ñời sống
nhân dân ñã và ñang từng bước ñược cải thiện, hạ tầng xã hội cũng như hạ tầng
kỹ thuật ñược thay ñổi tạo ra bộ mặt mới cho ñất nước và thu hẹp dần khoảng
cách ñối với các nước phát triển. Song hành với sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện
ñại hóa là sự gia tăng mạnh của nhu cầu sử dụng ñất, ñặc biệt là ñất phi nông
nghiệp trong khi quỹ ñất lại có hạn. Điều này làm cho diện tích ñất nông nghiệp
liên tục giảm xuống do vậy cần phải quản lý chặt chẽ toàn bộ quỹ ñất, ñảm bảo
ñất ñai ñược sử dụng tiết kiệm, hiệu quả và bền vững.
Để quản lý chặt chẽ quỹ ñất ñang ngày càng hạn chế này ngoài việc nắm
chắc ñược các số liệu biến ñộng về ñất ñai giữa các thời kỳ thông qua số liệu
thống kê, kiểm kê ñất ñai thì việc xây dựng bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất cũng
rất cần thiết. Bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất có thể ñược thành lập từ bản ñồ
hiện trạng sử dụng ñất hiện có song bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất chỉ ñược
thành lập 5 năm một lần vào năm kiểm kê ñất ñai nên khó có thể thành lập
ñược bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất cho một giai ñoạn bất kỳ, thêm vào ñó chất
lượng của bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất ñược thành lập trong các kỳ kiểm kê
ñất ñai hiện nay là chưa cao.
Hiện nay ảnh vệ tinh ñang ñược sử dụng khá rộng rãi ở nước ta trong các
nghiên cứu tài nguyên-môi trường. Ảnh vệ tinh là nguồn thông tin có tính thời
sự rất cao và nếu có ảnh vệ tinh ở các thời ñiểm khác nhau thì chúng ta còn có
thể thành lập ñược bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất và xác ñịnh một cách khách
quan ñược tình hình biến ñộng sử dụng ñất cho bất cứ giai ñoạn nào. Nhưng
việc nghiên cứu biến ñộng sử dụng ñất cũng như thành lập bản ñồ biến ñộng sử
dụng ñất thông qua ảnh vệ tinh còn ñặt ra một số vấn ñề:
2
- Mức ñộ chi tiết của việc thành lập bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất từ ảnh
vệ tinh?
- Nếu chỉ sử dụng ảnh vệ tinh kết hợp với ñiều tra thực ñịa mà không kết
hợp với Hệ thống thông tin ñịa lý (GIS) thì có thể thành lập ñược bản ñồ biến
thám và GIS;
- Nắm ñược tình hình sử dụng và biến ñộng ñất ñai trên ñịa bàn Huyện
giai ñoạn 2004-2009;
- Diễn giải ñược sự biến ñộng sử dụng ñất trên ñịa bàn huyện;
- Các số liệu ñiều tra phải ñược thu thập chính xác, ñầy ñủ và phải phản
ánh ñược một cách trung thực, khách quan.
1.4 PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Đề tài chỉ tập trung nghiên cứu toàn bộ quỹ ñất trên ñịa bàn huyện Buôn
Đôn bằng ảnh vệ tinh SPOT 5 ở hai thời ñiểm năm 2004 và 2009.
1.5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
Kết quả nghiên cứu góp phần khẳng tính ưu việt của phương pháp tích
hợp tư liệu viễn thám và GIS trong công tác thành lập bản ñồ hiện trạng sử
dụng ñất; thành lập bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất. Đánh giá biến ñộng một
cách nhanh chóng, thuận tiện nhưng vẫn ñảm bảo ñộ chính xác cần thiết trên
một phạm vi rộng lớn.
Kết quả nghiên cứu của luận văn ñưa ra số liệu về biến ñộng sử dụng
ñất và bản ñồ biến ñộng sử dụng ñất giai ñoạn 2004-2009 góp phần chỉ ra
chiều hướng, diện tích và vị trí không gian biến ñộng sử dụng ñất của huyện
Buôn Đôn vì vậy ñây sẽ là một tài liệu hữu ích cho công tác quy hoạch sử
dụng ñất của Buôn Đôn giai ñoạn 2011-2020, góp phần ñưa ñất ñai ngày càng
ñược sử dụng hợp lý, tiết kiệm, hiệu quả, bền vững và bảo vệ môi trường.
4
PHẦN 2: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
2.1 TỔNG QUAN VỀ VIỄN THÁM
2.1.1 Khái niệm về viễn thám
Viễn thám ñược ñịnh nghĩa như là một khoa học công nghệ mà nhờ nó
các tính chất của vật thể quan sát ñược xác ñịnh, ño ñạc hoặc phân tích mà
không cần tiếp xúc trực tiếp với chúng.
Sóng ñiện từ hoặc ñược phản xạ hoặc ñược bức xạ từ vật thể thường là
Hình 2.1 Các kênh sử dụng trong viễn thám
Nguồn năng lượng chính sử dụng trong nhóm thứ nhất là bức xạ mặt
trời. Mặt trời cung cấp một bức xạ có bước sóng ưu thế 500µm. Tư liệu viễn
thám thu ñược trong dải sóng nhìn thấy phụ thuộc chủ yếu vào sự phản xạ từ
bề mặt vật thể và bề mặt trái ñất. Vì vậy, các thông tin về vật thể có thể ñược
xác ñịnh từ các phổ phản xạ. Tuy nhiên, radar sử dụng tia laser là trường hợp
ngoại lệ không sử dụng năng lượng mặt trời. Nguồn năng lượng sử dụng trong
nhóm thứ hai là bức xạ nhiệt do chính vật thể sản sinh ra. Mỗi vật thể trong
nhiệt ñộ bình thường ñều phát ra một bức xạ có ñỉnh tại bước sóng 10.000µm.
Hình 2.2 Nguyên lý thu nhận hình ảnh trong viễn thám
R
ừ
ng
Bức xạ mặt trời
Khí quy
ể
n
6
Trong viễn thám siêu cao tần người ta thường sử dụng hai loại kỹ thuật
chủ ñộng và bị ñộng. Trong viễn thám siêu cao tần bị ñộng thì bức xạ siêu cao
tần do chính vật thể phát ra ñược ghi lại, còn trong viễn thám siêu cao tần chủ
ñộng lại thu những bức xạ tán xạ hoặc phản xạ từ vật thể [2].
2.1.2 Vệ tinh sử dụng trong viễn thám
2.1.2.1 Vệ tinh Landsat
Vệ tinh Landsat là vệ tinh tài nguyên của Hoa Kỳ ñược phóng lên quỹ
ñạo lần ñầu tiên vào năm 1972, cho ñến nay ñã có 7 thế hệ vệ tinh Landsat
ñược phóng lên quỹ ñạo. Độ cao bay 705 km, góc nghiêng mặt phẳng quỹ ñạo
98
0
, quỹ ñạo ñồng bộ mặt trời, chu kỳ lặp 18 ngày, bề rộng tuyến chụp 185km.
Hai bộ cảm của vệ tinh Landsat ñều là máy quét quang cơ: MSS
(Multispectral scanner) và TM (Thematic mapper).
Bộ cảm MSS hoạt ñộng ở dải phổ nhìn thấy và hồng ngoại. Đặc ñiểm
của MSS là sử dụng 4 băng phổ, mỗi băng phổ có trang bị 6 bộ thu sử dụng sợi
quang học. Độ phân giải mặt ñất từ 40m ñến 80m, ñộ rộng ñường quét 185km.
Bộ cảm TM sử dụng vùng phổ nhìn thấy, hồng ngoại gần và hồng ngoại nhiệt.
Đặc ñiểm của TM là có ñộ rộng ñường quét 185km và có ñộ phân giải mặt ñất 30m.
Bảng 2.1 Kênh phổ của MSS
Kênh phổ Dạng phản xạ phổ
Chiều dài sóng (
µ
m)
Kênh
0,50-0,59
µ
m
0,61-0,68 µm
0,79-0,89 µm
0,51-0,73 µm
Trường nhìn 4
0
13 4
0
13
Độ phân giải 20m x 20m 10m x 10m
Số pixel trên một hàng 3000 6000
Độ rộng ñường quét 60km 60km
2.1.2.3 Vệ tinh Cosmos
Ảnh vệ tinh Cosmos của Nga có hai loại: ảnh có ñộ phân giải cao và ảnh có
ñộ phân giải trung bình. Ảnh vệ tinh ñộ phân giải cao có kích thước ảnh 30x30cm,
ñộ phân giải mặt ñất 6-7m, ñộ phủ dọc >60%. Ảnh Cosmos ñộ phân giải trung bình
có kích thước ảnh 18x18cm, ñộ phân giải mặt ñất 30m, ñộ phủ dọc >60%.
Hiện nay tư liệu ảnh vệ tinh Landsat, SPOT, Cosmos ñược sử dụng
rộng rãi trên thế giới và Việt nam.
2.1.2.4 Vệ tinh Quickbird
Quickbird ñánh dấu một bước quan trọng của dạng tư liệu viễn thám
phân giải cao ñược thương mại hoá. Lần ñầu tiên phóng vào năm 2000 và bị
thất bại, lần thứ hai ñược phóng lên với ñộ phân giải cao (ảnh PAN-0,6m và
ảnh ña phổ 2,4m) vào 18/10/2001. Vệ tinh ñược phóng lên quỹ ñạo ñồng bộ
mặt trời, ñộ cao 450km, ñộ nghiêng mặt phẳng quỹ ñạo 98
0
. Các kênh phổ của
trong thời gian ñó không ảnh hưởng tới việc xác ñịnh mối quan hệ cần tìm.
2.1.3.4 Số liệu ñịnh vị mặt ñất
Để thu thập số liệu ñịnh vị mặt ñất hiện nay chúng ta thường sử dụng
Hệ thống ñịnh vị toàn cầu (GPS). Những ñiểm ñịnh vị mặt ñất phục vụ quá
9
trình hiệu chỉnh hình học ảnh vệ tinh thường ñược bố trí tại những nơi mà vị trí
của nó có thể thấy ñược dễ dàng trên ảnh vệ tinh và bản ñồ.
2.1.3.5 Bản ñồ và số liệu ñịa hình
Để phục vụ cho mục ñích nghiên cứu của viễn thám ngoài những tư liệu trên
cần phải có các tài liệu ñịa hình và chuyên ñề như bản ñồ ñịa hình, bản ñồ chuyên ñề
sử dụng ñất, rừng, ñịa chất, bản ñồ kinh tế xã hội, mô hình số ñịa hình…[2]
2.1.4 Đặc trưng phản xạ phổ của các ñối tượng tự nhiên
Đặc trưng phản xạ phổ của các ñối tượng trên bề mặt trái ñất là thông số
quan trọng nhất trong viễn thám. Do các thông tin viễn thám có liên quan trực
tiếp ñến năng lượng phản xạ từ các ñối tượng nên việc nghiên cứu các ñặc
trưng phản xạ phổ của các ñối tượng tự nhiên ñóng vai trò hết sức quan trọng
ñối với việc ứng dụng hiệu quả phương pháp viễn thám.
Trong lĩnh vực viễn thám, kết quả giải ñoán các thông tin phụ thuộc rất
nhiều vào sự hiểu biết mối tương quan giữa các ñặc trưng phản xạ phổ với bản
chất và trạng thái các ñối tượng tự nhiên. Đồng thời ñó cũng là cơ sở dữ liệu ñể
phân tích các tính chất của ñối tượng tiến tới phân loại ñối tượng ñó.
Đặc trưng phản xạ phổ của các ñối tượng tự nhiên là hàm của nhiều yếu
tố. Các ñặc tính này phụ thuộc vào ñiều kiện chiếu sáng, môi trường khí quyển,
bề mặt ñối tượng cũng như bản thân ñối tượng.
khả năng hấp thụ ánh sáng của nước trong lá, khả năng phản xạ của chúng
giảm ñi rõ rệt và ngược lại khả năng hấp thụ ánh sáng lại tăng lên. Khả năng
phản xạ phổ của mỗi loại thực vật khác nhau không như nhau và ñặc tính
chung nhất về khả năng phản xạ phổ của thực vật là:
- Ở vùng ánh sáng nhìn thấy, cận hồng ngoại và hồng ngoại khả năng
phản xạ phổ khác biệt rõ rệt.
- Ở vùng ánh sáng nhìn thấy phần lớn năng lượng hấp thụ bởi diệp lục
tố trong lá cây, một phần nhỏ thấu qua lá còn lại phản xạ.
- Ở vùng cận hồng ngoại cấu trúc lá ảnh hưởng lớn ñến khả năng phản
xạ phổ của lá, ở ñây khả năng phản xạ phổ tăng lên rõ rệt.
- Ở vùng hồng ngoại nhân tố ảnh hưởng lớn ñến khả năng phản xạ phổ của
lá là hàm lượng nước. Khi ñộ ẩm trong lá cao thì năng lượng hấp thụ là cực ñại.
Thực vật nói chung khả năng phản xạ của chúng phụ thuộc vào giống
loại, giai ñoạn sinh trưởng và trạng thái phát triển của cây [7].
2.1.4.2 Đặc trưng phản xạ phổ của nước
Đặc tính chung nhất của nước là khả năng phản xạ phổ của nước giảm
dần theo chiều dài bước sóng. Trên hình 2.4 dẫn ra hai ñường cong thể hiện
11
khả năng phản xạ phổ của nước giảm dần theo chiều dài bước sóng.
Khả năng phản xạ phổ của nước thay ñổi theo bước sóng của bức xạ
chiếu tới và thành phần vật chất có trong nước. Khả năng phản xạ phổ còn phụ
thuộc vào bề mặt nước và trạng thái của nước. Trên kênh hồng ngoại và cận
hồng ngoại ñường bờ nước ñược phát hiện ra rất dễ dàng, còn một số ñặc tính
của nước cần phải sử dụng dải sóng nhìn thấy ñể nhận biết.
Trong ñiều kiện tự nhiên mặt nước sẽ hấp thụ rất mạnh năng lượng ở
dải cận hồng ngoại và hồng ngoại, do vậy năng lượng phản xạ sẽ rất ít.
Vì khả năng phản xạ phổ của nước ở dải sóng dài khá nhỏ, nên việc sử
dụng các kênh sóng dài ñể chụp cho ta khả năng ñoán ñọc thủy văn, ao hồ…
30
40
50
0.4 0.5 0.6 0.7
2
1
12
và khả năng phản xạ phổ có mối liên hệ tuyến tính.
Hàm lượng diệp lục tố trong nước cũng là một yếu tố ảnh hưởng ñến
khả năng phản xạ phổ của nước ở bước sóng ngắn và làm tăng khả năng phản
xạ phổ của nước ở bước sóng có màu xanh lá cây.
Ngoài ra, một số yếu tố khác có ảnh hưởng lớn ñến khả năng phản xạ
phổ của nước nhưng cũng có nhiều ñặc tính quan trọng khác của nước không
thể hiện ñược rõ qua sự khác biệt về phổ như ñộ mặn của nước biển, hàm
lượng khí mêtan, ôxi, nitơ, cacbonic [7].
2.1.4.3 Đặc trưng phản xạ phổ của thổ nhưỡng
Đặc tính chung nhất của thổ nhưỡng là khả năng phản xạ phổ tăng theo
ñộ dài bước sóng, sự khác nhau về khả năng phản xạ phổ thấy rõ nhất ở
khoảng phổ hẹp màu ñỏ. Trên hình 2.5 chỉ ra khả năng phản xạ phổ của 3 loại
ñất khô là ñất mùn, ñất bụi và ñất cát. Hình 2.5 Đặc tính phản xạ phổ của thổ nhưỡng
Thổ nhưỡng chỉ có năng lượng hấp thụ và năng lượng phản xạ mà
tăng, khả năng phản xạ phổ cũng sẽ bị giảm do vậy khi hạt nước rơi vào cát
khô ta sẽ thấy cát bị thẫm hơn. Tuy nhiên cát ñã ẩm thì nếu hạt nước rơi vào
cũng không có sự khác biệt nhiều.
Một yếu tố nữa ảnh hưởng ñến khả năng phản xạ phổ là hợp chất hữu
cơ trong ñất. Với hàm lượng hữu cơ từ 0,5 – 5,0% ñất có màu nâu xẫm. Nếu
hàm lượng hữu cơ thấp hơn ñất sẽ có màu nâu sáng.
Ô xít sắt cũng ảnh hưởng tới khả năng phản xạ phổ của ñất. Khả năng
phản xạ phổ tăng khi hàm lượng ô xít sắt giảm xuống nhất là ở vùng phổ nhìn
thấy (có thể làm giảm tới 40% khả năng phản xạ phổ khi hàm lượng ô xít sắt
tăng lên). Khi loại bỏ ô xít sắt ra khỏi ñất thì khả năng phản xạ phổ của ñất
tăng lên rõ rệt ở dải sóng từ 0,5-1,4µm.
Các vùng phản xạ và bức xạ phổ có thể sử dụng ghi nhận thông tin về ñất,
còn hình ảnh ở hai vùng này là dấu hiệu ñể ñoán ñọc các ñặc tính của ñất [7].
2.1.5 Giải ñoán ảnh viễn thám
Giải ñoán ảnh là quá trình chiết tách các thông tin ñịnh tính cũng như
ñịnh lượng từ ảnh.
Có hai phương pháp giải ñoán ảnh viễn thám ñó là thực hiện bằng mắt
và bằng xử lý số.
2.1.5.1 Giải ñoán ảnh bằng mắt
Trong việc xử lý thông tin viễn thám thì ñoán ñọc bằng mắt là công việc
ñầu tiên, phổ biến nhất và có thể áp dụng trong mọi ñiều kiện trang thiết bị từ
ñơn giản ñến phức tạp và có thể áp dụng trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu khác
nhau như ñịa lý, ñịa chất, nông nghiệp, thủy văn, môi trường…
Đoán ñọc bằng mắt là sử dụng mắt thường có sự trợ giúp của các dụng
cụ quang học như kính lúp, kính lập thể, máy tổng hợp màu… Cơ sở ñể ñoán ñọc
là các chuẩn ñoán ñọc vẽ và mẫu ñoán ñọc. Các chuẩn ñoán ñọc bao gồm:
- Chuẩn kích thước: Kích thước của một ñối tượng ñược xác ñịnh theo
tỷ lệ ảnh và kích thước ño ñược trên ảnh. Dựa vào thông tin này cũng có thể
14
phân biệt ñược các ñối tượng trên ảnh.
15
ñoán ñọc bằng xử lý số là vấn ñề quan trọng. Quá trình ñoán ñọc bằng xử lý
số gồm các giai ñoạn: Nhập số liệu, khôi phục và hiệu chỉnh ảnh, biến ñổi ảnh,
phân loại ảnh và xuất kết quả.
- Nhập số liệu: Có hai nguồn tư liệu chính là ảnh số và ảnh tương tự.
Ảnh tương tự ñược chuyển thành dạng số thông qua các máy quét.
- Khôi phục và hiệu chỉnh ảnh: Đây là giai ñoạn mà các tín hiệu số ñược
hiệu chỉnh hệ thống nhằm tạo ra một tư liệu ảnh có thể sử dụng ñược. Nó bao
gồm các bước sau:
+ Hiệu chỉnh bức xạ: Tất cả các tư liệu số hầu như bao giờ cũng chịu một
mức ñộ nhiễu xạ nhất ñịnh. Nhằm loại trừ các nhiễu kiểu này cần phải thực hiện
một số phép tiền xử lý. Khi thu các bức xạ từ mặt ñất trên các vật mang trong vũ
trụ, người ta thấy chúng có một số sự khác biệt so với trường hợp quan sát cùng
ñối tượng ñó ở khoảng cách gần. Điều này chứng tỏ ở những khoảng cách xa như
vậy tồn tại một lượng nhiễu nhất ñịnh gây bởi ảnh hưởng của góc nghiêng và ñộ
cao mặt trời, một số ñiều kiện quang học khí quyển như sự hấp thụ, tán xạ, ñộ
mù Chính vì vậy, ñể bảo ñảm ñược sự tương ñồng nhất ñịnh về mặt bức xạ cần
thiết phải thực hiện việc hiệu chỉnh bức xạ.
+ Hiệu chỉnh khí quyển: Bức xạ mặt trời trên ñường truyền xuống mặt
ñất bị hấp thụ, tán xạ một lượng nhất ñịnh trước khi tới ñược mặt ñất và bức xạ
phản xạ từ vật thể cũng bị hấp thụ hoặc tán xạ trước khi tới ñược bộ cảm. Do
vậy, bức xạ mà bộ cảm thu ñược chứa ñựng không phải chỉ riêng năng lượng
hữu ích mà còn nhiều thành phần nhiễu khác. Hiệu chỉnh khí quyển là một
công ñoạn tiền xử lý nhằm loại trừ những thành phần bức xạ không mang
thông tin hữu ích.
+ Hiệu chỉnh hình học: Méo hình hình học ñược hiểu như sự sai lệch vị trí
giữa tọa ñộ ảnh thực tế ño ñược và tọa ñộ ảnh lý tưởng ñược tạo bởi một bộ cảm
có thiết kế hình học lý tưởng và trong các ñiều kiện thu nhận lý tưởng. Bản chất
của hiệu chỉnh hình học là xây dựng ñược mối tương quan giữa hệ toạ ñộ ảnh ño
và hệ toạ ñộ quy chiếu chuẩn. Hệ toạ ñộ quy chiếu chuẩn có thể là hệ toạ ñộ mặt
phân loại thường dùng ba thuật toán: thuật toán phân loại theo xác suất cực ñại,
thuật toán phân loại theo khoảng cách ngắn nhất, thuật toán phân loại hình hộp.
+ Trong phân loại không kiểm ñịnh không sử dụng dữ liệu mẫu làm cơ
sở ñể phân loại mà dùng các thuật toán ñể xem xét các pixel chưa biết trên một
Copyright: Tài liệu đại học ©