Bộ tài nguyên và môi trờng
Liên đoàn vật lý địa chất
& Báo cáo tổng kết
đề tài nghiên cứu khoa học
Nghiên cứu, thử nghiệm để xây dựng quy trình
công nghệ xử lý, phân tích, tổng hợp tài liệu
địa vật lý và ảnh viễn thám với mục đích
điều tra địa chất và khoáng sản
5963
03/8/2006
Hà Nội 2003
Năm 2003
3
mục lục
Mục lục 3
Mở đầu 4
Chơng I. Các phần mềm xử lý, phân tích tài liệu địa vật lý và ảnh
viễn thám đang ứng dụng ở Việt Nam
6
A. Nội dung cơ bản các phần mềm đang sử dụng 6
B. Khả năng sử dụng các phần mềm để xử lý, phân tích, tổng
hợp tài liệu địa vật lý và ảnh viễn thám
22
Chơng II. Hiện trạng công tác xử lý, phân tích tài liệu địa vật lý
và ảnh viễn thám ở Việt Nam
23
I. Công tác xử lý, phân tích tài liệu địa vật lý 23
I.1. Một số nét về công tác xử lý, phân tích tài liệu địa vật lý 23
I.2. Quy trình xử lý, phân tích tài liẹu địa vật lý ( tóm tắt) 23
II. Công tác xử lý, phân tích tài liệu ảnh viễn thám 28
II.1. Một số nét về công tác xử lý, phân tích tài liệu viễn thám 28
II.2. Quy trình xử lý, phân tích tài liệu viễn thám 28
III. Một số ví dụ xử lý, phân tích tài liệu địa vật lý và ảnh viễn
năng xử lý đồng thời hoặc tổng hợp các tài liệu địa vật lý và viễn thám.
Hiện nay, việc xử lý, phân tích tài liệu địa vật lý và tài liệu viễn thám đã có những kết
quả quan trọng đóng góp các thông tin khách quan và tin cậy cho công tác điều tra địa chất
và khoáng sản cũng nh các lĩnh vực khác nh địa chất môi trờng và tai biến địa chất. Tuy
vậy việc xử lý, phân tích tổng hợp đồng thời tài liệu địa vật lý và viễn thám ở Việt Nam
cha đợc tiến hành.
Để nâng cao hiệu quả và độ tin cậy của các kết quả xử lý, phân tích tài liệu địa vật lý và
viễn thám trong điều tra địa chất và khoáng sản, ngày 28 tháng 2 năm 2002, Bộ trởng Bộ
Công Nghiệp đã giao cho Liên đoàn Vật lý Địa chất nhiệm vụ, trong quyết định số 480/QĐ-
CNCL: Nghiên cứu, thử nghiệm để xây dung quy trình công nghệ xử lý phân tích tài liệu
địa vật lý (bay đo từ phổ gamma và trọng lực), ảnh viễn thám với mục đích điều tra địa chất
và khoáng sản.
Các nhiệm vụ chủ yếu là:
1. Nghiên cứu xác định các tham số đặc trng của các trờng địa vật lý, ảnh viễn thám,
mối tơng quan giữa chúng và mức độ phản ánh của chúng về cấu trúc địa chất có thể sử
dụng để xử lý, phân tích tổng hợp.
2. Nghiên cứu các bộ chơng trình xử lý và phân tích tài liệu địa vật lý và ảnh viễn thám
hiện có ở Việt Nam, lựa chọn hệ chơng trình xử lý, phân tích tổng hợp.
3. Xử lý, phân tích thử nghiệm theo tổ hợp tài liệu địa vật lý và ảnh viễn thám với mục
đích giải đoán địa chất và khoanh vùng triển vọng khoáng sản, diện tích khoảng 500Km
2
vùng Cẩm Thuỷ Thanh Hoá.
4. Lựa chọn hệ phơng pháp xử lý, phân tích tổng hợp tài liệu địa vật lý và viễn thám với
mục đích điều tra địa chất và khoáng sản.
5. Xây dựng quy trình công nghệ xử lý, phân tích tổng hợp tài liệu địa vật lý và viễn
thám với mục đích điều tra địa chất và khoáng sản.
Trong đó năm 2002, theo văn bản số 67/RD/HĐ-CLCN ngày 28.3.2002, hợp đồng
nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ giữa Bộ Công nghiệp và Liên đoàn Vật lý Địa
chất, đề tài thực hiện nhiệm vụ số 1 và số 2
v.v
Phần mềm đợc điều khiển bởi một menu chính có cấu trúc sáng sủa, đơn giản, dễ sử
dụng. Trong mỗi mục của menu chính là các menu con, tơng ứng với các chọn lựa cho các
modul chơng trình khác nhau.
Trong mục menu chính, ngoài phần Help (trợ giúp) và Grid (xem các thông tin về các tệp
số liệu) còn có 6 mục khác với các chức năng khác nhau. Đó là các nhóm:
I.1. Nhóm dịch vụ (Service)
Tơng ứng mục menu SERVICE dùng để nhập, xuất số liệu, chuyển đổi Format số liệu
sang các phần mềm khác, tạo lới dữ liệu, thực hiện các phép biến đổi cơ bản với lới số
liệu, v.v Trong nhóm này có các modul thực hiện các chức năng sau:
1. Nhập số liệu: COSCAD quản lý và phân tích, xử lý số liệu trên cơ sở các tệp số liệu
đã đợc chuyển về cấu trúc dạng lới đều (grid) theo Format đặc trng của COSCAD. Chức
năng này tạo ra các lới số liệu của COSCAD bao gồm:
- Tạo lới từ các File số liệu dạng X, Y, Z phân bố không đều và phân bố đều.
- Nhập số liệu từ các phần mềm khác (Surfer, Trờng thế, v.v )
2. Biến đổi hình học lới số liệu
- Quay lới số liệu (chuyển vị).
- Cắt lới số liệu: tạo ra một lới số liệu có kích thớc nhỏ hơn, nằm trong lới số liệu đã
cho.
- Làm tha lới số liệu: Taọ một lới mới có khoảng cách giữa các hàng và cột lớn hơn
lới đã cho.
- Nội suy để làm dầy lới số liệu: chức năng ngợc với modul nói trên.
- Nội suy phủ lấp các vùng trống không có số liệu.
- Ghép lới số liệu: Ghép nối 2 lới số liệu nằm sát nhau để tạo một lới chung lớn hơn
(tơng tự chức năng Mosaicking của ER - Mapper)
3. Biến đổi toán học lới số liệu
7
- Hợp nhất nhiều lới số liệu thành một lới số liệu duy nhất nhiều kênh. COSCAD có
khả năng tạo lới số liệu tới 32 kênh.
- Biểu diễn 3 chiều (3D - surface) cho lới số liệu.
I.3. Nhóm phân tích thống kê
Nhóm này bao gồm các chơng trình cho phép thực hiện các phép phân tích, xử lý xác
định các đặc trng thống kê của tập số liệu, hỗ trợ cho các bớc xử lý tiếp theo bằng các
modul chơng trình khác. Các chức năng xử lý chính trong nhóm này là:
- Tính các đặc trng thống kê: giá trị trung bình, phơng sai, độ lệch chuẩn, độ nhọn, độ
bất đối xứng, các moment bậc cao, v.v ở dạng 2D và 3D.
- Tính hàm tự tơng quan (AKF).
- Tính hàm tơng quan giữa các tuyến.
- Tính hàm tơng quan giữa các trờng khác nhau (hay giữa các kênh số liệu với nhau) ở
dạng 2D và 3D.
- Tính phổ Fourie hai chiều.
- Tính hệ số tơng quan giữa hai trờng theo cửa sổ trợt dạng 2D và3D: modul này theo
chúng tôi rất hữu ích khi xử lý tài liệu phổ gamma máy bay nhằm xác định hệ số tơng
quan giữa các kênh I, K, U, Th trên diện tích đo vẽ.
- Tính các moment thống kê theo cửa sổ trợt dạng 2D, 3D.
- Tính các gradient (bao gồm gradient ngang theo phơng X, gradient ngang theo phơng
Y, gradient tổng) theo cửa sổ trợt, với các tham số cửa sổ tuỳ chọn.
8
I.4. Nhóm các chơng trình lọc
Bộ COSCAD cung cấp một hệ thống rất phong phú các chơng trình lọc khác nhau phục
vụ cho việc giải đoán tài liệu địa vật lý.
Các chơng trình lọc đều hỗ trợ các phép lọc một chiều, hai chiều và 3 chiều. Một số
chơng trình lọc quan trọng:
- Lọc thích ứng một và hai chiều.
- Lọc Vime Konmogorop một chiều, hai chiều, 3 chiều.
- Lọc năng lợng một chiều, hai chiều, 3 chiều.
- Lọc entropy một chiều, hai chiều, 3 chiều.
- Lọc đa thức một chiều, hai chiều, 3 chiều.
9
- Phơng pháp nhận dạng theo tổ hợp dấu hiệu: xác định mức độ đồng dạng với mẫu
chuẩn theo tổ hợp dấu hiệu bằng phơng pháp cửa số trợt thông qua việc phân tích thống
kê đa chiều giữa mẫu chuẩn và tập số liệu. Trên cơ sở đó có thể khoanh định các diện tích
có mức độ đồng dạng cao với mẫu chuẩn. Phơng pháp này đã đợc sử dụng rất có hiệu quả
để phát hiện, khoanh định dự báo các diện tích có triển vọng khoáng sản trên cơ sở các mẫu
chuẩn là các điểm khoáng sản rất có triển vọng đã đợc phát hiện trớc đó.
- Phơng pháp phân tích thành phần chính: Đây là phơng pháp phân tích thống kê nhằm
xác định các thành phần mang lợng thông tin nhiều nhất trong số các dấu hiệu đợc sử
dụng để xử lý phân tích. Bằng phơng pháp này ta có thể tăng số lợng dấu hiệu sử dụng
nhng lại giảm số lợng dấu hiệu cần phải xử lý, làm cho quá trình xử lý có thể đợc tiến
hành nhanh hơn, hiệu quả hơn.
- Phơng pháp xác suất ngợc theo tổ hợp dấu hiệu.
II. Bộ chơng trình trờng thế.
Bộ chơng trình trờng thế (PF) của Cục Địa chất Mỹ gồm hơn 100 chơng trình các loại
đợc liên kết bởi một hệ thống Menu đơn giản. Tuy nhiên có thể chạy riêng rẽ từng chơng
trình từ chế độ dòng lệnh trong môi trờng DOS.
Điểm mạnh của bộ chơng trình trờng thế là các phơng pháp xử lý, biến đổi, phân tích
và tính toán đI lợng cho tài liệu từ và trọng lực.
Có thể chia các chơng trình trong bộ trờng thế làm bốn nhóm chính:
II.1. Nhóm chơng trình dịch vụ
Khoảng gần 1/2 số chơng trình của bộ trờng thế là các chơng trình dịch vụ. Trong đó
có các chơng trình biến đổi số liệu dới các dạng khác nhau để phục vụ cho các chơng
trình xử lý, phân tích trong COSCAD, SURFER và các phần mềm khác.
Một số chơng trình quan trọng có nhiều ý nghĩa áp dụng là: các chơng trình biến đổi
số liệu từ dạng ASCII sang binary và ngợc lại; chơng trình tạo lới Grid từ các file số liệu
dạng X, Y, Z và ngợc lại, các chơng trình phủ số liệu cho các vùng trống, cắt dán lới số
liệu, ghép nhiều lới số liệu thành lới duy nhất và các chơng trình biến đổi toán học
cho các lới số liệu, v.v
II.2. Nhóm các chơng trình biến đổi trờng
ER-Mapper chạy trên hệ điều hành Windows-9x, Windows NT và Unix. Cấu hình của
các máy PC trên thị trờng hiện nay hoàn toàn đáp ứng các yêu cầu về phần cứng của ER-
Mapper.
ER-Mapper có thể sử dụng để xử lý số liệu cho các lĩnh vực:
- Xử lý ảnh số liệu vệ tinh, viễn thám , ảnh máy bay
- Thăm dò khoáng sản
- Xử lý số liệu địa vật lý
- Thăm dò và khai thác dầu khí
- Nghiên cứu hải dơng
- Quản lý tài nguyên nớc
- Nghiên cứu và quản lý tài nguyên rừng
- Nghiên cứu và quản lý tài nguyên nớc
- Thành lập các loại bản đồ và nhiều lĩnh vực khác.
ER-Mapper tơng thích và có thể trao đổi dữ kiện với nhiều phần mềm xử lý số liệu
hiện nay nh Surfer, Trờng thế, Coscad, Mapinfo, v.v
ER-Mapper rất mạnh về xử lý ảnh viễn thám, ảnh máy bay, đặc biệt là các tệp số liệu
loại đa kênh, do đó có thể sử dụng các tính năng này để xử lý các số liệu địa vật lý, ngoài ra
nó còn nhiều modul chức năng thích hợp cho xử lý tài liệu địa vật lý nh các bộ lọc (filter),
các phép biến đổi (transform), các công thức xử lý (formula).
11
II.1. Cấu trúc chung của ER-Mapper
ER-Mapper đợc tổ chức theo một hệ thống chặt chẽ với giao diện rất dễ hiểu cho ngời
sử dụng, bao gồm nhiều modul lớn, đảm nhiệm các chức năng xử lý khác nhau.
Các chức năng xử lý, biểu diễn của ER-Mapper đợc điều khiển bởi một hệ thống thực
đơn (Menu) gồm 7 mục menu chính: File, View, Toolbars, Utilities, Process, Windows,
Help.
Mỗi mục Menu lại bao gồm nhiều menu nhỏ đảm nhận các chức năng khác nhau:
- Nhập dữ liệu từ các phần mềm khác và xuất ra.
- Tạo quy trình xử lý nhằm giải quyết các nhiệm vụ khác nhau dới dạng mô tả lu đồ xử
I. Chức năng biểu diễn của ER-Mapper
12
I.1. Tạo ảnh
ER-Mapper cung cấp đầy đủ các chơng trình, thuật toán cho phép tạo các loại ảnh bóng
nổi màu, ảnh tôn độ xám, ảnh 3 kênh phối hợp RGB với các tuỳ chọn kiểu trình bày, bảng màu
rất đa dạng từ giả màu, màu cầu vồng, đảo cầu vồng cho đến các dạng biểu diễn phân mức
nh đẳng trị, phân lớp
Khả năng biểu diễn ảnh là một u thế rất mạnh mà ta có thể khai thác để biểu diễn các
loại tài liệu địa vật lý khác nhau (từ, trọng lực, xạ ), đặc biệt là với các tệp số liệu lớn, các
mảng số liệu với kích thớc tới hàng nghìn dòng và hàng nghìn cột. Đây là điểm mạnh áp
đảo so với các hệ biểu diễn thông dụng hiện nay nh Surfer, Coscad
Một điểm mạnh khác trong khâu biểu diễn của ER-Mapper là khả năng tạo ảnh bóng
kiểu hiệu ứng bóng chiếu mặt trời với 2 tuỳ chọn.
Hai xử lý này có tác dụng rất mạnh trong quá trình tạo ảnh bóng: nó xác lập hớng và
mức thể hiện rõ nét của các cấu trúc dạng tuyến theo phơng xác định, và trong nhiều
trờng hợp có hiệu quả mạnh hơn nhiều bộ lọc định hớng đã đợc sử dụng.
1.2. Tạo bản đồ
- Tạo bản đồ là một khả năng mạnh của ER-Mapper và đợc hỗ trợ bởi một loạt các công
cụ mạnh có khả năng tạo các lớp chú giải véc tơ với đầy đủ tiêu chuẩn của công tác lập bản
đồ trong phòng.
- Với công cụ tạo lớp chú thích Anotation ta có thể tạo nên các lớp chú thích cho các bản
đồ ảnh của ER-Mapper với đầy đủ các hệ thống toạ độ chính thức của các phép chiếu UTM
và GAUSS và hệ thống chú giải khá chi tiết cho các yếu tố địa hình và hành chính.
- ER-Mapper còn có khả năng liên kết động với các hệ quản trị cơ sở dữ liệu khác nh
Mapinfo, Arcinfo, Microstation, Autocad, Surfer, v.v cho phép trao đổi, xuất nhập thông
tin để tạo ra các lớp thông tin chuyên đề, kết hợp nhiều lớp thông tin từ các hệ thống dữ liệu
khác để tạo ra các bản đồ chuyên dụng với nội dung phong phú.
2- Chức năng xử lý của ER-Mapper
ER-Mapper không chỉ là phần mềm mạnh về phơng diện biểu diễn, tạo bản đồ mà còn
nhiều kênh (hay band).
ở dạng xử lý cho một band, ER-Mapper đã xây dựng một th viện các công thức có thể sử
dụng cho tài liệu địa vật lý nh các phép biến đổi: nâng, hạ trờng ở các mức bất kỳ, đạo hàm
ngang, đạo hàm đứng, hiệu chỉnh về cực.
ở dạng xử lý nhiều kênh, ER-Mapper cung cấp một loạt công cụ thực hiện các phép biến đổi,
tinh toán cho các kênh, bao gồm các công thức giải tích và các phép xử lý thống kê. Các công
thức dạng xử lý thống kê của ER-Mapper có thể áp dụng rất hiệu quả trong xử lý tài liệu địa vật
lý tổ hợp. Đó là phơng pháp phân lớp có giám sát (có mẫu) và không giám sát (không có mẫu)
Phơng pháp phân lớp không giám sát của ER-Mapper có thể so sánh với các phơng
pháp phân lớp K - trung bình hay Petrov-1, Petrov-2 trong hệ COSCAD.
Phơng pháp phân lớp có giám sát có thể so sánh với các chơng trình nhận dạng theo tổ
hợp dấu hiệu trong bộ COSCAD.
1 - Phân lớp (không giám sát)
Trong phân lớp không giám sát, chơng trình tìm kiếm các nhóm tự nhiên hoặc các cụm
nhóm tự nhiên của số liệu đo, và gán mỗi điểm về một lớp dựa trên các tham số khởi tạo các
phân nhóm do ngời sử dụng xác định. Thờng là ngời sử dụng yêu cầu ERMAPPER
nhóm các số liệu thành một số các lớp và cung cấp một số tham số để xác định việc
tách/gộp các lớp. Sau khi phân lớp đã thực hiện, mỗi lớp số liệu đợc gán thành một thông
tin chuyên đề hoặc một lớp chuyên đề có màu để hiển thị.
2 - Phân lớp có giám sát
Phân lớp có giám sát là phơng pháp thứ hai để chuyển từ số liệu đa kênh thành các lớp
thông tin chuyên đề, cùng với phân lớp không giám sát là phơng pháp thứ nhất. Trong
phân lớp có giám sát, mật độ và vị trí các lớp chuẩn đã biết trớc trong thực tế. Ta chỉ cần
định danh các diện tích đó trên các số liệu (đa kênh) của nó, sử dụng các đặc trng số liệu
của các diện tích đã biết để dạy cho chơng trình phân lớp có thể gán mỗi điểm trong
14
không gian số liệu về một trong các lớp của nó. Các tham số thống kê đa chiều nh giá trị
trung bình, độ lệch chuẩn, các ma trận tơng quan đợc tính cho các vùng mẫu, mỗi điểm
quan sát đợc đánh giá và gán về lớp có độ giống nhất với thành viên của lớp đó theo các
các file dữ liệu IDRISI, Nội suy một bề mặt từ dữ liệu điểm, Nội suy 1 bề mặt từ các đờng
đẳng trị (Contour).
Module hiển thị (Display Modules):
1. color:Hiển thị ảnh trên màn hình đồ hoạ EGA/VGA. Với: Hiển thị lần l
ợt các
mức màu theo dãy 16 màu, Hiển thị tự động, Chỉ sử dụng với màn hình đồ họa
8514/A1024 x 768,256 màu.
2. ortho: Tạo một sơ đồ phối cảnh 3 chiều theo dữ liệu trên bề mặt.
15
3. Image: Tạo 1 ảnh đen trắng (32 cấp xám) ở dạng 1 ma trận các điểm ảnh.
4. plot: Tạo ra các bản vẽ trên màn hình, máy vẽ HPGL hoặc máy in đợc chọn.
5. Paint: Tạo ra sản phẩm màu trên các máy in HP PaintJet và PaintJet XL.
6. DISplay: Hiển thị toàn bộ ký tự trên máy vẽ.
7. view: Xem xét giá trị 1 file ảnh ở bất kỳ 1 phần ảnh nào.
8. Histogram: Tạo ra 1 biểu đồ (histogram) các giá trị của 1 file ảnh.
9. Stretch: Tăng cờng độ tơng phản của ảnh trớc khi hiển thị.
Quản lý dữ liệu thuộc tính (Attibute Data Management Modules): Tạo một ảnh từ một
file giá trị thuộc tính, Tạo một file giá trị thuộc tính từ một ảnh, Thao tác xuất, nhập các file
giữa dBase và IDRISI.
Quản lý dữ liệu không gian (Spatial data Management Modules): Resample: Hiệu
chỉnh ảnh và nắn chỉnh hình học ảnh - quy các giá trị dữ liệu hiện có trên một hệ thống lới
chiếu cũ vào một hệ thống lới chiếu mới, Tăng độ phân giải của ảnh bởi việc nhân đôi
Pixel, Giảm độ phân giải ảnh bởi việc thu hẹp hoặc kết hợp các pixel, Chuyển đổi vị trí ảnh:
Chuyển hàng, cột hoặc quay ảnh, Ghép nhiều ảnh thành một ảnh lớn hơn, Trích ra một ảnh
mới theo dạng hình chữ nhật hoặc hình vuông, Trích ra đồng thời nhiều cửa sổ ảnh nhỏ hơn
từ một tập hợp các ảnh, Chuyển Raster thành Polygon (vector), Khái quát các đờng dạng
vector, Chuyển đổi một ảnh raster thành một file vector để vẽ bằng PLOT.
b. Các Module phân tích:
b.1 - Phân tích địa lý (Geographic Analysic modules).
hàm tự tơng quan cho 1 ảnh, CENTER: Tính giá trị trung bình theo một bán kính chuẩn;
RATIO: Tính toán tỷ số mật độ chu vi, diện tích các vùng ảnh; QUADRAT: Tính toán các
giá trị thống kê cho các diện tích theo dạng ô vuông; TREND: Tính toán các đa thúc
TREND và nội suy tạo ra 1 ảnh bề mặt TREND; CROSSTAB: Thể hiện sự đối sánh tơng
quan dạng bảng của các ảnh; RANDOM: Tạo ra các ảnh theo dạng phân bố ngẫu nhiên;
FROFILE: Tạo các mặt cắt phổ; REGRESS: Trình bày các phân tích tích hợp trên ảnh hoặc
file giá trị thuộc tính; SAMPLE: Tạo sơ đồ các mẫu hệ thống, ngẫu nhiên, ngẫu nhiên phân
tầng; PATTERN: Đánh giá các mối liên quan về các chỉ số thống kê phổ.
b.3 MODUle phân tích xử lý ảnh (Image Processing Module) gồm: MAKESIG:
Tạo ra dấu hiệu về các đặc điểm nhận dạng (các ô chìa khoá); EDITSIG: Sửa chữa các dấu
hiệu đặc điểm nhận dạng (các ô chìa khoá); SIGCOM: Dùng cho việc so sánh các dấu hiệu
đặc điểm nhận dạng; PIPE: Phân loại theo hình hộp; MINDIST: Phân loại theo khoảnh cách
tối thiểu; COMPOSIT: Tạo ra ảnh tổ hợp màu; VGACOMP: Chuyển đổi từ ảnh tổ hợp
(COMPOSIT) sang ảnh 16 mức VGA, CLUSTER: Phân loại không dự kiến; RADIANCE:
Chuyển giá trị số về giá trị độ chói phổ cho các ảnh Landsat; FILTER: Các bộ lọc Mean,
Mediance, Mode, Edge Elhancement, High pass; DESRIPE: Loại bỏ sọc trên các band
ảnh do ảnh hợng của sản phẩm tách sóng; SCATTER: Tao sơ đồ phân tán dự liệu trên 2
band ảnh; COLSPACE: Chuyển đổi mày IHS RGB; PCA: Phân tích thành phần chính;
CONFUSE: ớc lợng ma trận lẫn để đánh giá độ chính xác của phân loại.
c) Module ngoại vi (Peripheral Module).
c.1 - khám phá và chuyển đổi file: DUMP: Hiển thị nội dung của bất kỳ một
file ảnh nào; PARE: Chuyển đổi các file với Header và format của IDRISI: Chuyển đổi các
ảnh BIL (xếp các dòng theo 1 band) vào IDRISI; BIPIDRISI: Chuyển đổi các file ảnh BIP
(xếp theo các pixel) vào IDRISI; VAR2FIX Chuyển đổi các file ASCII thành các file có dội
dài thích hợp; CRLF: Chuyển đổi (cộng, loại bỏ) CR/LF; FLIP: Thay đổi trật tự các byte để
chuyển các file của UNIX và MACINTOSH.
c.2 - xuất nhập (import/ export): ARCIDRIS: Chuyển đổi các file giữa Arc/
Info và IDRISI; ERDIDRIS: Chuyển đổi các file giữa ERDAS và IDRISI; TIFIDRIS:
Chuyển đổi các file giữa TIS và IDRISI; DLG: Đọc mô hình số độ cao.
Nhóm chức năng cơ sở gồm: các tiện ích, các chức năng xử lý, các chức năng logic và số
học, lấy mẫu và đo đạc, phân loại.
Nhóm chức năng liên quang về mặt địa lý: phân tích địa lý, hiệu chỉnh hình học, mô
hình số bề mặt.
4. Chi tiết về chức năng của DIDACTIM trong xử lý ảnh:
a) Các chức năng tiện tích (Utilitary Function):
Các chức năng tiện ich cho phép thao tác quản lý các ảnh trên đĩa cứng cũng nh trên
đĩa mềm. Các chức năng này bao gồm:
a.1 - Quản lý ảnh (Image Management)
a.2 - Quản lý file (File Managenment)
bao gồm: Chuyển đổi bất kỳ 1 dạng format ảnh
nào đó vào trong DIDACTIM để xử lý, trích, chọn ra 1 band ảnh và tạo 1 file ảnh khác,
ghép nối 1 số ảnh với nhau (Số ảnh <9) để tạo ra 1 ảnh mới. (các ảnh dùng để ghép phải có
cùng 1 số band).
a.3 - Quản lý bản màu
(Look - Up - Table Managenment) gồm: Hiện thị bảng màu,
chuyển dổi 1 bảng màu, liệt kê các bảng màu đợc lu trữ trên đĩa.
a.3.2 - Sửa đổi bảng màu:
bao gồm: Tạo ảnh giả màu cho ảnh đen trắng ( 1 kênh), đổi gía
trị số trên 1 hoặc 3 bảng màu, tạo các khoảng màu theo độ sáng, v.v.
18
a.4 - Quản lý đồ hoạ (Graphic Management): bao gồm: Nạp 1 kênh đồ hoạ, tạo 1 chú
giải cho ảnh trên kênh đồ hoạ, thực hiện các chức năng thiết kế, chuyển đổi 1 kênh đồ hoạ
thành 1 band ảnh và ngợc lại
a.5 - Quản lý giao tiếp đồ hoạ
(Graphic Card Management): bao gồm: bật hoặc tắt đồ
hoạ, bật hoặc tắt 1 band ảnh trên màn hình đồ hoạ, xoá band ảnh trên card đồ hoạ
b. Các chức năng xử lý (Processing Function). Đây là nhóm chức năng quan trọng và
ITSRVB: Chuyển đổi màu Intensity - Hue - Saturation thành Red - Green - Blue.
b.3 - Các phép lọc:
bao gồm: FILMOY: tăng cờng độ tơng phản, làm trơn ảnh và các
đờng contour; FILMED: lọc trung bình không có trọng số, làm trơn ảnh và loại các pixel
độc lập; RHFS: tăng cờng các giá trị số có tần suất cao, làm nổi bật các đờng bao giữa
các đối tợng đồng nhất; CONTOUR: phát hiện và tăng cờng các đờng contour bởi các
phép lọc theo 2 hớng, 4 hớng, 8 hớng (thuật toán SOBEL); GRADI: Phát hiện các yếu tố
tuyến tính theo 1 trong số 8 hớng (B, ĐB, Đ, ĐN, N, TN, T, TB); LAPLA: Các phép lọc
theo thuật toán Laplacian, phát hiện các đờng contour; FILTRE: Các phép lọc do ngời sử
dụng xác định.
b.4 Các phép chuyển đổi thống kê:
bao gồm: MOYEN: Thực hiện phép chuyển đổi
theo giá trị trung bình (Mean); MEDIA: Thực hiện phép chuyển đổi theo giá trị trung gian
(Madian); ECMOY: Phép chuyển đổi theo giá trị độ lệch trung bình (Mean Deviation);
19
ECTYP: Phép chuyển đổi theo độ lệch chuẩn (Standard Deviation); ETEND: Phép chuyển
đổi mở rộng (Extension).
b.5 - Chuyển đổi hình thái:
bao gồm: EROBIN: cho phép loại bỏ các đối tợng nhỏ.;
DILBIN: cho phép xoá các điểm mà giá trị phổ của chúng bằng không; EROGRI: làm trơn
ảnh bởi việc cực tiểu hoá các giá trị pixel trong 1 của sổ xác đNo; DILGRI: làm trơn ảnh
bởi việc làm trơn ảnh loại bỏ cục bộ các lỗ hổng (gap).
c. Các chức năng logic và số học (logic and arithmetic Functions):
c.1 - Giữa 2 ảnh nhị phân:
bao gồm: ANDBIN: Phép logic AND giữa 2 ảnh nhị phân;
ORBIN: Phép logic OR giữa 2 ảnh nhị phân; XORNBIN: Phép logic XOR giữa 2 ảnh nhị
phân; INVBIN: Phép logic NOT giữa 2 ảnh nhị phân.
c.2 - Giữa 2 ảnh toàn sắc:
bao gồm: Cộng các giá trị xám độ của cùng 1 vị trí trên 2 ảnh,
giá sự phân loại, Liệt kê các file ảnh phân loại.
e.2 - Phân loại theo khoảng cách tối thiểu:
bao gồm:
MATCONBA: Ma trận lẫn. Chức năng này chỉ ra các giá trị thống kê theo dạng bảng cho
mỗi lớp về phần trăm của các pixel đợc phân loại cũng nh phần trăm của các pixel đợc
xếp vào mỗi lớp. ý nghĩa của ma trận lẫn cho phép:
- Kiểm tra độ tin cậy và đa ra chỉ số đánh giá sự phân loại.
20
- Chỉ ra mức độ lẫn phổ giữa các lớp và định hớng cho bớc lấy mẫu (chức năng
MAJECH Cập nhật các mẫu).
- Việc tính toán ma trận lẫn có thể thực hiện cho 1 kênh hoặc tất cả các kênh hoặc tổ hợp
một vài kênh từ đó cho phép chọn ra 1 tập hợp các kênh để phân loại.
BARYCLA: Chức năng thực hiện việc phân loại theo khoảng cách tối thiểu.
e.3 - Phân loại giống nhau tối đa:
NATCONMV: Ma trận lẫn (ý nghĩa giống nh ma trận lẫn của phân loại theo khoảng
cách tối thiểu - MACONBA).
MVCLA: Phân loại theo giống nhau tối đa.
e.4 - Phân loại theo đa ngỡng (siêu khối):
BORNE: Chọn ngỡng cho phân loại đa ngỡng.
HYPER: Phân loại theo đa ngỡng (theo ngỡng đã chọn hoặc theo mẫu).
e.5 - Histogram hai chiều:
Lấy mẫu trên histogram hai chiều, Phân loại trên histỏgam
hai chiều.
f- Chức năng hình học (Geometric Functions):
f.1 - Chuyển đổi hình học:
bao gồm: Xoay ảnh theo một hớng nào đó, Dịch chuyển ảnh
đến 1 vị trí X, Y nào đó, Lấy mẫu lại.
f.2 - Hiệu chỉnh hình học:
Card đồ hoạ và màn hình độ hoạ chất lợng cao cho phép tổ hợp màu 24 bit trên 3 kênh đỏ,
lục, lam, (red, green, blue) với một bảng màu tới 16,8 triệu màu. Trên hệ thống menu chính
có thẻ sử dụng đồng thời một trong ba cách giao diện cho xử lý: Chuột (mouse), bàn phím
(Key Board) và các phìm chức năng (Function Keys).
c) Trong chín nhóm chức năng (đã nói ở trên), tổng số gồm 150 chức năng thì có 128
chức năng hoạt động đợc và phục vụ tốt cho các công việc của đề tài. Riêng các chức năng
phân tích địa lý và nắn chỉnh hình học hoạt động kém, tốc độ chậm - Ví dụ, chức năng nắn
chỉnh ảnh theo bản đồ địa hình thao tác phức tạo và hoạt động rất chậm so với các phần
mềm khác (IDRISI chẳng hạn).
d) Với DIDACTIM ta có thể nhập bất cứ một dạng dữ liệu nào để xử lý (chức năng
INTEG, ERDASDID) tuy nhiên việc đa ra các sản phẩm theo một dạng format chuẩn và
đang thịnh hành hiện nay của các phần mềm xử lý ảnh và GIS là bị hạn chế (chỉ có chức
năng giao diện với phần mềm ERDAS của Mỹ, chức năng ERDASDID).
e) Do cách quản lý phân biệt của DIDACTIM qua các dạng file khác nhau nh: File ảnh
(.IMA; CN
i
; i=1 đến 9 kênh ảnh), file đồ hoạ (.OVL), file bảng màu (.LUT), file mẫu
(APP), file ảnh phân loại (.CLA) nó giúp cho việc quản lý các dữ liệu một cách rõ ràng và ít
có sự nhầm lẫn khi đa kết quả ra ngoài. Ngoài ra, việc chuyển đổi giữa các dạng file với
nhau (file ảnh, file đồ hoạ, file ảnh phân loại) cho phép dễ dàng tạo ra đợc các sản phẩm
mong muốn khi chuyển qua các phần mềm khác.
f) Một số chức năng hiển thị ảnh là rất hiệu quả. Ví dụ ta có thể hiển thị ảnh theo toàn bộ
một cách hay hiển thị theo một cửa sổ của màn hình đồ hoạ (CHARCSN, CHARIMA) và
dễ ràng có thể dịch chuyển hay phóng to thu nhỏ trên màn hình.
g) Việc cung cấp một loạt các chức năng xử lý nh : Thao tác phân tích đồ thị phân bố
xám độ, phối hợp các ảnh, các phép lọc, các phép chuyển đổi thống kê, chuyển đổi hình
thái và các chức năng thực hiện các phép toán logic và số học nh : giữa hai ảnh nhị phân,
giữa hai ảnh toàn sắc, giữa ảnh nhị phân và ảnh toàn sắc, giữa ảnh nhị phân và một số hằng
số là rát phong phú và hiệu quả. Nó cho phép tăng cờng chất lợng ảnh, phát hiện các yếu
tố cấu trúc tuyến tính (theo các hớng khác nhau), phân biệt các thể đồng nhất hay không
Thực hiện biến đổi trờng: nh: phép biến đổi Fourie, bao gồm: nâng hạ trờng, đạo
hàm bậc 1, bậc 2, đạo hàm ngang, đạo hàm thẳng đứng, lọc theo dải tần, chuyển trờng từ
về cực, tính giả từ, tính giả trọng lực, tính trung bình trờng, tính gradient ngang có thể sử
dụng các chơng trình Trờng thế hoặc E.R. Mapper
Tính toán các yếu tố thế nằm đối tợng gây dị thờng: thờng sử dụng: chơng trình
FFTFIL, PROFFT dùng cho xử lý hai chiều (theo diện) và một chiều (theo tuyến) trên cơ
sở, chơng trình xác định độ sâu của nguồn gây dị th
ờng từ (Wenner), chơng trình giải
bài toán thuận của trờng từ và trọng lực (chơng trình SAKI) trên cơ sở thuật toán lựa chọn
và giải bài toán thuận của thăm dò từ và trọng lực nhằm xác định các tham số hình học và
vật lý của các vật thể gây dị thờng. v.v.
Cách sử dụng chi tiết sẽ trình bày cụ thể trong quy trình công nghệ.
23
Chơng II
hiện trạng Công tác xử lý, phân tích tài liệu
địa vật lý và viễn thám ở Việt Nam
i. công tác Xử lý, phân tích tài liệu địa vật lý
I.1. một số nét về công tác xử lý, phân tích tài liệu địa vật lý
Công tác xử lý, phân tích tài liệu địa vật lý ở đây chỉ giới hạn ở tài liệu bay đo từ phổ
gamma và trọng lực, không trình bày các dạng xử lý, phân tích tài liệu địa vật lý khác, do
mục đích của đề tài là xây dựng quy trình xử lý, tổng hợp tài liệu bay đo từ phổ gamma,
trọng lực và ảnh viễn thám với mục đích điều tra địa chất và khoáng sản.
Công tác xử lý, phân tích tài liệu bay đo từ phổ gamma và trọng lực đã đợc áp dụng ở
Việt Nam từ rất sớm với mức độ khác nhau bằng các chơng trình phần mềm tự lập một
cách rời rạc.
Việc xử lý, phân tích tổng hợp tài liệu bay đo từ phổ gamma và trọng lực thực sự đợc
áp dụng một cách có bài bản, sau khi hoàn thành đề tài Nghiên cứu áp dụng các phơng
pháp mới trong xử lý phân tích, biểu diễn và lu giữ tài liệu địa vật lý do tiến sĩ Nguyễn
Tài Thinh làm chủ nhiệm, hoàn thành năm 1995. Đề tài đã đa ra quy trình xử lý, phân
Chiều sâu đứt gãy đợc xác định ở bản đồ phông các phép biến đổi còn theo dõi đợc.
Hớng cắm đứt gãy xác định đợc theo sự dịch chuyển vị trí của chúng theo chiều sâu của
bản đồ biến đổi
- Tính toán các yếu tố định hớng đứt gãy: góc cắm, biên độ dịch chuyển tiến hành
bằng các bài toán mô hình hoá 2.5D, Grand-West, Andreev, v.v trong bộ chơng trình
Trờng thế.
- Phân loại đứt gãy tiến hành theo độ sâu, chiều dài đứt gãy theo dõi đợc theo tài liệu
địa vật lý. Đứt gãy bậc 1 là đứt gãy sâu nhất theo dõi đợc trên các bản đồ phông.
c- Phân vùng cấu trúc địa chất dựa chủ yếu vào các bản đồ phông biến đổi bậc thấp
trờng từ và trọng lực, có tham khảo phân chia các thành tạo địa vật lý-địa chất trên mặt.
Tiêu chuẩn để phân chia các miền cấu trúc:
- Ranh giới các miền cấu trúc là các đứt gãy sâu, đóng vai trò ranh giới phân chia các
miền trờng địa vật lý có đặc tính khác nhau.
- Mỗi miền cấu trúc thể hiện bởi một miền trờng đồng nhất hoặc tơng đối đồng nhất và
khác biệt so với các miền trờng xung quanh, đặc biệt biểu hiện rõ bởi các trờng phông
bậc thấp tơng ứng với phần móng.
- Ngoài ra chú ý đến các thành tạo địa chất, địa vật lý phủ trên móng.
2- Xác định các thành tạo magma ẩn
Xác định các thành tạo magma ẩn chủ yếu dựa theo tài liệu trọng lực và từ, sau đó kết
hợp với tài liệu phổ gamma và tài liệu địa chất đã biết để xác định bản chất địa chất của mỗi
thành tạo.
- Trên các bản đồ trờng từ, trọng lực và các bản đồ trờng d biến đổi của chúng,
khoanh định các dị thờng có khả năng phản ảnh các khối magma.
- Xác định đặc trng tham số vật lý của các khối khoanh định so sánh với các thành tạo
địa chất vây quanh chúng.
- Xây dựng mô hình ban đầu và áp dụng các thuật toán Saki theo mô hình 2.5D, Pfmag
3D, Pfgrav 3D, v.v tính toán chính xác mô hình và các đặc trng tham số vật lý của chúng:
+ So sánh đặc trng tham số vật lý của đối tợng và các thành tạo địa chất đã biết trong
khu vực để xác định thành phần và bản chất địa chất các khối magma.
+ Trên bản đồ kết quả vẽ hình chiếu đứng các khối và đờng đẳng trị độ sâu mặt trên của
ợc số đối tợng (số lớp) có
khả năng phân chia đợc.
- áp dụng các chơng trình đã nêu, các trờng đã lựa chọn và số lớp đối tợng đã xác
định, phân chia đợc các lớp đối tợng có đặc trng trờng địa vật lý khác nhau, mỗi lớp
đợc biểu hiện một màu và các đặc trng thống kê trờng vật lý tơng ứng.
Ap dụng các chơng trình có sử dụng đối tợng mẫu nh chơng trình nhận dạng trong
Coscad 8.0, hoặc chơng trình phân lớp có giám sát trong E.R Mapper 5.5.
- Trên bản đồ địa chất tỷ lệ lớn nhất có thể có, xác định các đối tợng địa chất có thành
phần thạch học khác nhau.
- Mỗi đối tợng lựa chọn một diện tích đã đợc khoanh định tin cậy nhất làm mẫu chuẩn
cho đối tợng đó.
- Sử dụng mẫu chuẩn đã lựa chọn và các trờng địa vật lý nh đã nêu, tiến hành nhận
dạng để xác định sự phân bố của đối tợng có đặc trng trờng địa vật lý giống mẫu chuẩn
trên diện tích nghiên cứu. Qúa trình nhận dạng cứ tiếp tục cho từng đối tợng địa chất cho
đến hết. Mỗi đối tợng đợc biểu diễn bằng một màu riêng.
4- Thành lập bản đồ giải đoán địa chất theo tài liệu địa vật lý.
- Trên cơ sở các lớp đối tợng địa vật lý đã phân chia, đối sánh với tài liệu địa chất đã có
để xác định thành phần thạch học và các thành tạo địa chất tơng ứng cho từng lớp. Nh
vậy mỗi lớp về bản chất là các lớp địa vật lý có đặc trng khác nhau, có thể phản ánh các
thành tạo địa chất tơng ứng. Nhng việc gắn tên các thành tạo địa chất chỉ là đối sánh và
Copyright: Tài liệu đại học ©