BÁO CÁO THỰC TẬP
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên em xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến các thầy, cô giáo trong khoa Trắc địa-Bản
đồ - Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội đã truyền đạt kiến thức, chỉ dẫn, đóng góp
nhiều ý kiến bổ ích cho em trong thời gian học tập tại trường cũng như quá trình thực tập môn học.
Và đặc biệt với tấm lòng chân thành, em xin cảm ơn cô giáo hướng dẫn Th.s Phạm Thị Thanh
Thủy và Th.s Nguyễn Thị Thúy Hạnh, người đã đưa ra định hướng và tận tình hướng dẫn
cho em trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thiện báo cáo thực tập.
Do còn hạn chế về mặt kiến thức và kinh nghiệm thực tế còn chưa có, trong quá trình làm báo
cáo mặc dù em đã rất cố gắng song không tránh khỏi còn nhiều sai sót. Em rất mong được sự chỉ
bảo của các thầy cô giáo cùng toàn thể các bạn sinh viên.
Em xin kính chúc quý Thầy, Cô luôn dồi dào sức khỏe và thành công, luôn nhiệt tình và tâm
huyết với sự nghiệp cao quý.
Hà Nội, tháng 1 năm 2016
Sinh viên thực hiện
Ma Kiên Mậu

MỤC LỤC
Phần mở đầu: Giới thiệu chung về mục đích đợt thực tập....................
1.1. Xử lý ảnh vệ tinh ( Sử dụng phần mềm ENVI)……………..
1.1.1. Trình bày cách download ảnh vệ tinh………………….
1.1.2. Trình bày cách cài đặt phần mềm……………………....
1.1.3. Giới thiệu về phần mềm………………………………...
1.1.4. Thực hành các chức năng cơ bản trong đọc và hiển thị
ảnh……………………………………………………………...
I.
Tiền xử lý ảnh ( nắn ảnh và ghép ảnh )………………...
II.
Tăng cường chất lượng ảnh…………………………….
III.
Phân loại ảnh……………………………………………

nguyên trái đất. Cách làm này cũng có thể được áp dụng để lấy ảnh từ các nguồn khác.
Địa chỉ để truy cập vào trang web:
Sau khi đánh đường dẫn các bạn sẽ vào giao diện của trang web:

Lưu ý, để hiển thị giao diện trực quan máy tính cần cài đặt chương trình java. Chương trình có thể
download tại: />Các thông số ảnh vệ tinh được lựa chọn trên thanh công cụ của giao diện:
 Collection: nguồn ảnh vệ tinh
 Resolution: độ phân giải
 Map layer: lựa chọn các lớp bản đồ
 Tool menu: các công cụ hỗ trợ
 File: quản lý tài liệu
 Helps: trợ giúp
Bước tiếp theo các bạn chonja nhr bằng cách bấm chuột trái vào phần hiển thị bên phải và kéo đến
khu vực cần lấy. Ngoài ra khu vực ảnh vệ tinh có thể được xác định bằng cách chọn hàng và cột hay
chọn kinh độ, vĩ độ. Chọn bằng cách di chuyển chuột.
Sau khi xác định được vị trí, việc tiếp theo là chọn thời gian thu ảnh. Các bạn chọn năm, tháng ảnh
vệ tinh được chụp, bấm vào nút prev scene để di chuyển đến ngay sau thời điểm hiển thị theo thời
gian cập nhật của vệ tinh. Ví dụ chọn khu vực Hà Nội ngày 22 tháng 12 năm 2013 thì path/row là
127/45. Ở đây ta thấy thông tin về ảnh là LC81270452013352LGN00. Độ che phủ của mây là 2%
và chất lượng ảnh được 9.

3


- Download ảnh:
Để download các bạn add ảnh cần download vào mục “List” sau đó chọn “Add” => “Send to Card”.

Muốn sử dụng chức năng download, các bạn phải đăng kí tài khoản ở trang usgs bằng cách chọn
Create New Account (Quá trình này miễn phí).


 Nhấn Next. OK
1.2.1. Giới thiệu về phần mềm
ENVI (the Enviroment for Visualizing Images) là một hệ thống xử lý ảnh khá mạnh. Ngay từ đầu,
ENVI được thiết kế để đáp ứng yêu cầu của các nhà nghiên cứu có nhu cầu sử dụng dữ liệu ảnh viễn
thám (Remote Sensing – RS), bao gồm các loại ảnh vệ tinh (satellite) và ảnh máy bay (aircraft).
ENVI hỗ trợ hiển thị dữ liệu và phân tích các dữ liệu ảnh ở mọi kích thước và ở nhiều kiểu định
dạng khác nhau – tất cả trong một môi trường thân thiện với người sử dụng.
ENVI có một thư viện khá đầy đủ các thuật toán xử lý dữ liệu ảnh cùng với giao diện cửa sổ đồ họa
– tương tác thân thiện với người sử dụng. Phần mềm đã hỗ trợ các công cụ để thực hiện một số chức
năng chính như: chuyển đổi dữ liệu (transforms), lọc ảnh (filtering), phân loại ảnh (classificetion),
đăng ký hệ lưới chiếu (registration) và hiệu chỉnh hình học (geometric corrections), các công cụ để
phân tích ảnh có độ phân giải phổ cao, các công cụ sử dụng cho ảnh radar.
ENVI cũng hỗ trợ cho phép xử lý những dữ liệu không phải dữ liệu chuẩn, hiển thị và phân tích
những ảnh, và cũng cho phép mở rộng khả năng phân tích dữ liệu bới các hàm của người dùng
(plug-in function).
ENVI được thiết kế dựa trên ngôn ngữ lập trình IDL (Interactive Data Language). IDL là một ngôn
ngữ lập trình có cấu trúc và hỗ trợ cho xử lý ảnh tích hợp. Tính mềm dẻo và linh hoạt của ENVI là
nhờ phần lớn vào khả năng của IDL. Khi cài đặt phần mềm, có 2 lựa chọn: đó là ENVI với phiên
bản đầy đủ của IDL, và ENVI + IDL. Người sử dụng có thể sử dụng IDL để tùy biến các chức năng
từ dòng lệnh.
1.2.1.1. Các dạng dữ liệu của ENVI
ENVI làm việc với các loại dữ liệu đa dạng.
a. Dữ liệu ảnh (Dữ liệu dạng Raster)
ENVI có thể làm việc với các file dữ liệu đầy đủ hoặc chỉ là tập con của chúng.
Phần mềm có các công cụ để xử lý các ảnh toàn sắc (panchromatric images), AVHRR, dữ liệu
Landsat MSS, dữ liệu Landsat TM, các ảnh đa phổ (multispectral) và ảnh siêu cao tần, dữ liệu của
hệ thống SAR. Các công cụ AVHRR cho phép hiển thị các dữ liệu thiên văn, hiệu chỉnh dữ liệu, nắn
chỉnh hình học, và tính toán nhiệt độ bề mặt.
Các hàm xư lý ảnh Landsat cho phép khử độ nghiêng (de-skewing) và chỉnh sửa tỷ lệ cao (aspect
ratios) cho dữ liệu MSS (trước và đến 1979), bóc tách và chỉnh sửa nhiều.

dữ liệu (data range), giá trị trung bình (mean), phương sai (variance), entropy, độ lệch (skewness),
độ đồng nhất (homogeneity), độ tương phản (contrast), độ khác biệt (dissimilarity), hệ số tương
quan (correlation) (mà kết quả là cho ra các ảnh khác nhau). Trong ENVI, các hàm lọc tỏng miền tần
số (FFT filtering) như: chuyển đổi FFT xuôi, lọc vùng tần số tương tác, chuyển đổi FFT ngược được
thực hiện khá dễ dàng.
c. ENVI cung cấp các phương pháp phân loại ảnh không kiểm định
KMEANS và ISODATA. Phân loại ảnh trong ENVI là phương pháp tạo các ảnh được phân loại dựa
trên các vùng lấy mẫu do người dùng định nghĩa. Các ảnh được phân loại này được sử dụng để giải
đoán ảnh viễn thám.
d. ENVI cung cấp các công cụ khá thích hợp cho việc sử dụng các thư viện phổ đã được xây
dựng sẵn. Các thường trình của ENVI có thể được sử dụng để truy cập các thư viện phổ và
so sánh phổ có trong thư viện với phổ ảnh.
Việc điều chỉnh các đặc trưng phổ của dữ liệu siêu cao tần với phổ trong xác định các loại đá,
khoáng sản, thực vật và các vật liệu khác. Các hàm phân loại phôt tuyến tính cho phép xác định sự
phong phú của phổ quan hệ sử dụng dữ liệu đa phổ (multispectral) và dữ liệu siêu cao tần. ENVI
cũng cung cấp công cụ phân tích phổ cho phép nhận dạng các vật liệu trên cơ sở so sánh với các thư
viện phổ.
ENVI cho phép sử dụng các hàm toán học về dải phổ (band) và toán học phổ mềm dẻo, cho phép
người sử dụng có thể đưa vào các biểu thức toán học phức tạp, các hàm và các thủ tục mà chúng có
thể truy cập các hàm xử lý ma trận của IDL.
e. ENVI cũng có khả năng xử lý dữ liệu radar SAR (ERS-1, JERS-1, RADARSAT, SIR-C, XSAR, and AIRSAR data). Tất cả các thường trình xử lý ENVI chuẩn đều có khả năng xử lý
ảnh SAR. Ngoài ra, còn có các phương pháp phân tích thích hợp riêng cho ảnh radar.
f. ENVI có các công cụ cho phép tạo các dữ liệu đồ họa cuối cùng từ dữ liệu ảnh. Đó là các
quá trình đăng ký ảnh-vào-ảnh (image-to-image), đăng ký ảnh-vào-bản đồ (image-to-map),
hiệu chỉnh trực giao cơ bản (basic orthorectificetion), ghép ảnh, và một số tiện ích đồ họa
khác.
Một số các công cụ tích hợp như import, export và phân tích dữ liệu GIS cho phép xử lý dữ liệu của
hệ thống thông tin địa lý trong ENVI, hiển thị và phân tích các dữ liệu vector cũng như các thuộc
tính của hệ thống thông tin địa lý, chỉnh sửa các vector đang có, truy vấn thuộc tính, sử dụng các lớp
vector trong việc phân tích ảnh hoặc tạo các lớp vector mới từ các kết quả xử lý ảnh raster, tạo các

c. Làm quen với khung cửa sổ hiện thị ảnh
Khi 1 file ảnh được mở trong ENVI có ba cửa sổ sẽ hiện thị lên màn hình Image Window, Scroll
Window, Zoom Window

10


 Scroll Window: cửa sổ này hiển thị toàn bộ ảnh với độ phân giải đã được giảm đi với một tỉ
lệ phù hợp. Hệ số tỷ lệ này được hiển thị trong ngoặc trên thanh tiêu đề của Scroll Window.
Hình vuông màu đỏ trên cửa sổ chỉ ra vùng được hiển thị với độ phân giải 1:1 trong cửa sổ
Image Window. Ta có thể dùng phím chuột trái để kéo, thả hình vuông này tới vị trí cần quan
sát, Image Window sẽ được cập nhật một cách tự động khi ta thả chuột.
 Image Window: Cửa sổ này hiển thị một phần của ảnh ở độ phân giải của dự liệu gốc với tỷ
lệ 1:1. Ô vuông trong cửa sổ này chỉ ra vị trí được hiển thị phóng đại trong cửa sổ Zoom
Window.
• Để thay đổi vị trí hiển thị của cửa sổ phóng đại Zoom Window, chỉ chuột vào ô
vuông đỏ trong Image Window, giữ chuột trái và di chuyển đến vị trí cần quan sát
hình ảnh trên Zoom Window sẽ được cập nhật ngay khi thả chuột.
• Image Window có thể sử dụng thanh cuộn để điều khiển nội dung hiển thị. Để thêm
thanh điều khiển Scroll Bar ta làm như sau: Chọn File / Preferences trên thanh thực
đơn của Image Window, sau đó chọn vào phím mũi tên bên cạnh Scroll Bar để di
chuyển thành Yes, kích OK ở cuối hộp thoại

11


 Zoom Window: hiển thị một phần được phóng đại của ảnh. Hệ số phóng đại được hiển thị
trong ngoặc trên thanh tiêu đề của Zoom Window. Vùng được phóng đại được xác định bằng
hình vuông đỏ trên Image Window. Ở phía dưới, bên trái của Zoom Window có 3 ô hình
vuông đỏ

 Trên màn hình sẽ xuất hiện hộp thoại Image to Map Registration cho phép ta chọn các tham
số về phép chiếu, lưới chiếu, đơn vị và kích thước pixel cho phù hợp

14


Chọn các tham số địa lý và hình học phù hợp
Trong bài này, ta chọn các tham số là:
•

Projection: Phép chiếu hình trụ ngang UTM

•

Datum: Hệ quy chiếu WGS 84

•

Units: Đơn vị Meter

•

Zone: Múi chiếu 48N ( North - Bắc bán cầu)

•

Pixel size: Kích thước pixel 30.0

•


nhấn OK để thực hiện nắn ảnh
 File tọa độ các điểm khống chế đã chọn có thể lưu lại để kiểm tra bằng cách chọ File / Save
GCPs trên hộp thoại Ground Control Points Selection
b. Nắn ảnh theo ảnh
 Mở ảnh cần nắn và ảnh gốc dùng tham chiếu
 Chọn Map / Registration / Select GSPs: Image to Image. Trên màn hình xuất hiện hộp thoại
Image to Image Registration, chọn Base Image ảnh tham chiếu và Warp Image ảnh tương
ứng với các cửa sổ hiển thị ảnh

17


 Chọn các cặp điểm khống chế ảnh tương ứng như phần nắn ảnh theo bản đồ
 Khi số điểm khống chế ảnh đã đủ, tiến hành nắn ảnh Options / Warp file và chọn phương
pháp nắn mong muốn
2.
Ghép ảnh
Mở ảnh cần ghép: Chọn File / Open Image File xuất hiện hộp thoại Enter Data Filenames
chọn File ảnh cần ghép và kích vào Open.

Xuất hiện hộp thoại Available Bands List

18


Trên thanh công cụ ENVI 4.8 ta chọn Basic Tools /Layer Stacking
Hộp thoại Layer Stacking Parameters xuất hiện:

19


 Square Root – Căn bậc hai: Phương pháp này sẽ tính căn bậc hai của đồ thị đầu vào sau đó
mới thực hiện giãn tuyến tính.

ENVI còn cho phép ta tăng cường ảnh dựa theo một ảnh đã được tăng cường sử dụng chức năng
Histogram Matching hay cho người dung tự tăng cường dựa trên đồ thị và theo các hàm toán học
định sẵn thông qua chức năng Interactive Stretching.
Ta cũng có thể tăng cường, lọc ảnh bằng cách chọn Enhance\Filter và chọn các phương pháp tương
ứng Sharpen, Smooth hay Median để làm sắc nét hoặc làm mịn ảnh.
iii. Phân loại ảnh

22


Phân loại ảnh số tức là phân loại và sắp xếp các pixel trên ảnh thành những nhóm khác nhau dựa vào
các thông tin phổ (giá trị độ sáng, tôn ảnh, màu sắc (ảnh tổ hợp màu), hoa văn ảnh,…).
Dựa trên phương pháp được sử dụng, người ta chia ra 2 loại phân loại chính:
•

Phân loại không kiểm định

•

Phân loại có kiểm định

1. Phân loại không kiểm định
a, Phương pháp phân loại Isodata
Trên thanh công cụ ENVI chọn Classification / Unsupervised / Isodata
Xuất hiện hộp thoại Classification Input File cho phép chọn file đầu vào

Kích chuột vào file muốn phân loại nhấn OK để chấp nhận sẽ xuất hiện bảng hộp thoại ISODATA

Nếu người sử dụng không nhập chỉ một giá trị cho một trong 2 thông số này, tất cả các pixel sẽ được
phân loại.
Lựa chọn chỉ định file đầu ra lưu vào đĩa cứng (File) hay vào bộ nhớ
(Memory)

Bấm OK để chấp nhận
Kết quả nhận được:

25