Đồ án Kỹ thuật nắn ảnh vệ tinh để thành lập bình đồ tỷ lệ 1 : 50.000

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành

Trắc Địa Ảnh Trường Mỏ Địa Chất

ên ngành Trắc Địa Ảnh

ồ án tốt nghiệp chuy

Đ

ờng

Trư

ịa

Mỏ Đ Chất

ời mở đ

L

ầu!

ới sự phát triển như vũ bão của khoa học kỹ thuật,

Ngày nay, cùng v

ệ vũ trụ đã phát triển vô cùng nhanh chóng trong vài thập niên gầm

công ngh

đây. Kỹ thuật viễn thám nói chung đã trở thành một phương tiện kỹ thuật hiện

đại được áp dụng trong nhiều lĩnh vực khoa học khác nhau như trong lâm

ệp, cập nhật và thành lập bản đồ, trong bảo vệ môi trường và phòng

nghi

ống thiên tai

ch

ễm thám là một

vv... Vi

ức thu nhận thông tin về các

phương th

ối tượng đó. Các thông tin thu được là kết quả của việc giải

đ

ã hoặc đo

đoán m

ạc những biến đổi mà các đối tượng tác động tới môi trường chung quanh

đ

ờng điện từ, truờng âm thanh hoặc trường hấp đẫn.

như trư

Tính ưu việt cơ bản của thông tin viễn thám là khả năng tổng hợp và

tính tổng quát cao, độ chi tiết lớn. Bằng ảnh máy bay và ảnh vệ tinh ta co khả

ức các đối tuợng tự nhiên trên một diện rộng với độ phâ

năng nghiên c

ải

n gi

ặp lại có chu kỳ của thông tin viễn thám cho phép

không gian vài mét. Tính l

ứu ự biến động theo chu kỳ và sự thay đổi tính chất của các ối

nghiên c

s

đ

ợng tự nhiên theo thời gian và dưới tác động của cá hoạt động kinh tế

tư

- xã

ội của con người.

h

ư trong chụp ảnh hàng không, ảnh viễn thám cũng

Tuy nhiên, cũng nh

ình học do rất nhiều nguồn sai số gây ra. Các nguồn sai số chủ

ị biến dạng h

b

ên bi

ếu gây n

y

ọc của ảnh viến thám có thể chia làm hai nhóm

ình h

ến dạng h

ình học do bản thân máy thu và sai số hình học do tác động

ố h

chính là: sai s

ình công nghệ xử lý ảnh viễn thám cho các

ậy, trong quy tr

bên ngoài. Vì v

ên, công tác hiệu chính hình học ản

ục đích tr

m

ò

ễn thám chiếm một vai tr

h vi

à độ tin cậy của thông tin.

ọng, quyết định đến tính chính xác v

quan tr

Để hiểu rõ bản chất của các nguồn sai số và cơ sở khoa học của công

ệu chỉnh hìn ọc ảnh viễn thám, ã thực hiện đề tài tốt nghiệp

ỹ

“ K

tác hi h h em đ

ật nắ ảnh vệ tinh để thành lập bình đồ tỷ lệ 1 :

thu

n

50.000”.

ướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo PGS. TS. Nguyễn Trường

ới sự h

Dư

ẳng

Lớp Cao đ

ịa

Trắc đ B – K49

Sinh viên Nguyễn Thị Oanh

- 1 -

ên ngành Trắc Địa Ảnh

ồ án tốt ngh ệp chuy

ờng

Trư

ịa

Mỏ Đ Chất

Đ

i

ễn Thị Thu Hương em đã tìm hiểu và thực hiện đề

Xuân, cùng cô giáo Nguy

ợc giao trong thời gian thực tập t

tài đư

ệp vừa qua. Em xin

ốt nghi

chân thành

ảm ơn sự giúp đỡ của thầy cô.

c

ược hoàn thành trong…

Đồ án tốt nghiệp đ

.. trang đánh máy vi tính và

ương như sau:

ố cục 3 ch

có b

ời mở đầu

L

ỚI THIỆU CHUNG VỀ VIỄN THÁM

Chương I : GI

Chương II : HI

ÌNH HỌC ẢNH VỆ TINH

ỆU CHỈNH H

Chương III : KHẢO SÁT KỸ THUẬT NẮN ẢNH VỆ TINH

Ể THÀNH LẬP BÌNH ĐỒ TỶ LỆ 1 : 50.000

Đ

ết luận

K

ục lục

M

ệu tham khảo

Tài li

ời gian thực tập có hạn và chưa được trải nghiệm thực tế nên đề tài

Vì th

ều hạn chế và thiếu sót

còn nhi

ầy cô và

, kính mong th

ạn góp ý để đề tài

các b

của em được hoàn thiện hơn.

ực hiện

Sinh viên th

ễn Thị Oanh

Nguy

ẳng

Lớp Cao đ

ịa

Trắc đ B – K49

Sinh viên Nguyễn Thị Oanh

- 2 -

ên ngành Trắc Địa Ảnh

ồ án tốt nghiệp chuy

Đ

ờng

Trư

ịa

Mỏ Đ Chất

Chương I

ỚI THIỆU CHUNG VỀ VIỄN TH

GI

ÁM

ột số vấn đề cơ bản về ễn th

§ I.1. M vi

ám

ơ b

ệm c

I.1.1. Khái ni

ản

ự phát triển của viễn thám gắn liền với sự phát triển ủa công nghệ vũ

S

c

ương pháp chụp ảnh và thu nhận thông tin của các đối tượng trên mặt

ụ, ph

tr

ất.

đ

Hiện nay, ảnh vệ tinh độ phân giải cao (1 4m) đang được các chuyên

ử dụng theo hưóng tích hợp với GPS (Global Positioning System) v

gia s

à GIS

ằm khai thác dữ liệu không gian hiệu

(Goegraphical Information System), nh

ả phục vụ công

qu

ập bản đồ thành phố, quy hoạch giao thông, giám

tác thành l

ến động sử dụng đất… Trong đó, vệ tinh Ikonos được phóng vào tháng 4

sát bi

ã cung c

ới độ phân giải không gian 1m và đặc biệt là vệ

ấp ảnh v

năm 1999 đ

tinh Quickbird được phóng vào tháng 10 năm 2001 cung cấp ảnh với độ phân

giải không gian 0.61m. Ảnh đa phổ độ phân giải không gian cao đã góp phần

ọng trong việc phát triển ứng dụng viễm thám trong nh ều lĩnh cực,

quan tr

i

ứng đòi hỏi mức độ cung cấp thông tin chi tiết và chính xác.

đáp

ệc thu thập thông tin từ ảnh đa phổ độ phân giải cao, ảnh ra đa

Ngoài vi

ợc thu tgạp bởi kỹ thuật viễn thám siêu cao tần cũng đã được sử dụng phổ

đư

ến từ đầu thế kỷ này.

bi

ễn th

ám là gì?

I.1.1.1 - Vi

ệm về viễn thám

Khái ni

o

ọc nghi ên cứu các

à khoa h

được định nghĩa l

ễn thám

Vi

phương pháp

ủa vật thể quan sát mà không cần

à phân tích thông tin c

ường v

ập, đo l

thu th

ếp xúc trực tiếp với chúng

ti

.

ược sử dụng đầu ti

ật ngữ viễn thám đ

Thu

ào năm 1960, bao

ở Mỹ v

ên

ư không ảnh, giải đoán ảnh

ồm tất cả các lĩnh vực nh

g

ịa chất ảnh…

, đ

Về bản chất, do các tính chất của vật thể có thể được xác định thông

ẳng

Lớp Cao đ

ịa

Trắc đ B – K49

Sinh viên Nguyễn Thị Oanh

- 3 -

ên ngành Trắc Địa Ảnh

ồ án tốt ngh ệp chuy

ờng

Trư

ịa

Mỏ Đ Chất

Đ

i

ên ễn thám là một công nghệ

qua năng lượng bức xạ hay phản xạ từ vật thể n vi

ằm xác

nh

à

ận biết

định v nh

đối tượng hoặc các điều kiện môi trường thông

ững

ưng riêng về sự phản xạ và bức xạ

đặc tr

qua nh

.

o

Nguyên lý:

ện từ

Sóng đi

à nguồn cung cấp

được phản xạ hoặc bức xạ từ vật thể l

ề các vật thể t

thông tin v

ứng với năng l

ượng bức xạ ứng với từng bước

ương

sóng đã xác định.

à phân tích năng l

Đo lường v

ượng phản xạ phổ ghi nhận bởi ảnh

ễn thám, cho phép tách thông tin hữu ích về từng loại lớp phủ mặt

vi

đất

ự t

ữa bức xạ điện từ và vật thể.

khác nhau do s ương tác gi

D÷ liÖu sè

T- liÖu ¶nh

T liÖu

mÆt ®Êt

Hình 1: Nguyên lý thu nhận dữ liệu được sử dụng trong viễn thám

ẳng

Lớp Cao đ

ịa

Trắc đ B – K49

Sinh viên Nguyễn Thị Oanh

- 4 -

ên ngành Trắc Địa Ảnh

ồ án tốt nghiệp chuy

Đ

ờng

Trư

ịa

Mỏ Đ Chất

ễn thám

I.1.1.2 - Phương pháp vi

ễn thám là ph

Phương pháp vi

ử dụng bức xạ điện

ương pháp s

ừ

ệt, sóng cực ngắn) như một ph

t (ánh sáng nhi

ương tiện để điều

tra và đo đạc những đặc tính của đối tượng.

ộ cảm biến

I.1.1.3 - B

ết bị dùng

Thi

để cảm nhận sóng điện từ phản xạ hay bức xạ từ vật thể

à bộ cảm biến

được gọi l

ộ cảm biến có thể là các máy chụp ảnh

(Sensor). B

ặc máy quét

ho

.

I.1.1.4 - Vật mang

Phương tiện mang các sensors được gọi là vật mang, có thể là

máy bay, khinh khí cầu, tàu con thoi hoặc vệ tinh.

ức xạ mặt

được thu

ồn năng l

à b

ượng chính thường sử dụng trong viễn thám l

Ngu

ời, năng l

ể phản xạ hay bức xạ

tr

ượng của sóng điện từ do các vật th

ật mang.

ên v

đặt tr

ận bởi bộ cảm biến

nh

ệ tinh là ững vật mang chủ yếu cho s

Máy bay và v nh

ự quan trắc trong

ễn thám.

vi

ày loại trừ những quan trắc về điện từ và trọng lực và

Định nghĩa n

những quan trắc chủ yếu là để đo đạc nhưng trường lực nhiều hơn là đo đạc

bức xạ điện từ. Các quan trắc về từ v à bức xạ thường được thực hiện từ máy

ư những quan trắc

bay, nhưng thường được xem nh

ều hơn là viễn thám.

địa vật lý từ máy bay

nhi

ủa viễn thám

ên c

đầu ti

ư một

ồn tại nh

, và t

ụp ảnh máy

Ch

ạng

bay là d

ất trên thế giới. Việc phân tích ảnh

ãi nh

phương pháp được sử dụng rộng r

à

ần

ể trong việc phát hiện nhiều mỏ dầu v

hàng không đã góp ph đáng k

khoáng sản trầm tích. Sự thành công này sử dụng dải nhìn th ấy của sóng điện

từ và có thể hiệu quả hơn nếu sử dụng các dải sóng khác. Từ1960, sự tiến bộ

ủa khoa học kỹ thuật

c

ảnh của dải sóng khác

cho phép thu được các hình

ồm cả dải sóng hồng ngoại và cực ngắn. S

nhau, bao g

ển và s ụng

ự phát tri ử d

ại tàu vũ trụ có ng

các lo

à vệ tinh không có ng

ười điều khiển v

ười điều khiển

ẳng

Lớp Cao đ

ịa

Trắc đ B – K49

Sinh viên Nguyễn Thị Oanh

- 5 -

ên ngành Trắc Địa Ảnh

ồ án tốt ngh ệp chuy

ờng

Trư

ịa

Mỏ Đ Chất

Đ

i

ắt

ấp khả năng từ trên quỹ

ảnh ủa

đạo thu được hình

b đầu từ 1960 đã cung c

c

trái đất.

ề năng l

Thông tin v

ượng phản xạ của các vật thể được ghi nhận bởi ảnh

ặc giải đoán trực tiếp từ ảnh

ng tin

ượng khác nhau trên m đất sẽ được ứng

ào trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: nông lâm nghi

viễn thám thông qua xử lý tự động trên máy ho

ên kinh nghiệm của chuyên gia. Cuối cùng, các dữ liệu hoặc thô

ựa tr

d

à hiện t

ật ể v

liên quan đến các v th

ặt

ụng v

d

ệp, địa chất, khí

tượng, môi trường…

I.1.1.5 - Quá trình thu nhận và xử lý ảnh viễn thám

ễn thám được thực hiện từ nhiều khoảng cách, độ cao k

Vi

hác nhau:

- Tầng mặt đất

ầng máy bay

- T

ầng vũ trụ

- T

ộ quá trình thu nhận và xử ảnh viễn thám có thể chia thành 5

Toàn b lý

ần cơ bản như sau:

thành ph

ồn cung cấp năng lượng

- Ngu

- Sự tương tác của năng lượng với khí quyển

- Sự tương tác với các vật thể trên bề mặt trái đất

ượng phản xạ từ vạt thể thành dữliệu ảnh số bởi

ển đổi năng l

- Chuy

ộ cảm biến

b

ển thị ảnh số cho việc giải đoán và xử lý.

- Hi

ại viễn th

I.1.2. Phân lo

ám

ại cơ bản ứng với vùng b

ành 3 lo

được phân th

ễn thám có thể

Vi

ớc

ư

sóng sử dụng.

ại 1: V

ìn thấy và hồng ngoại ản xạ

ph

- Lo

iễn thám trong dải sóng nh

ượng chính là bức xạ mặt trời và ảnh viễn thám nhận

ồn năng l

Ngu

ẳng

Lớp Cao đ

ịa

Trắc đ B – K49

Sinh viên Nguyễn Thị Oanh

- 6 -

ên ngành Trắc Địa Ảnh

ồ án tốt nghiệp chuy

Đ

ờng

Trư

ịa

Mỏ Đ Chất

ợc dựa vào sự đo lường

đư

ợng vùng ánh sang nhìn thấy và hồng ngoại

năng lư

ợc phản xạ từ vật thể và bề mặt trái đất. Ảnh thu được bởi kỹ

đư

ật viễn

thu

ợc gọi chung là ảnh

ọc.

quang h

thám này đư

- Loại 2: Viễn thám hồng ngoại nhiệt.

Nguồn năng lượng sử dụng là bức xạ nhiệt do chính vật thể sản sinh ra,

ầu như mỗi vật thể trong nhiệt độ bình thường đều tự sinh ra một bức xạ.

h

ược bởi kỹ

Ảnh thu đ

ật viễn thám này được gọi là ảnh nhiệt.

thu

ại 3: Viễn thám siêu cao tần

- Lo

êu cao tần, hai loại kỹ thuật chủ động và bị động đều

ễn thám si

Trong vi

êu cao tần chủ động , vệ tinh cung cấp

ụng ối với viễn thám si

. Đ

được áp d

năng lượng riêng và phát trực tiếp đến các vật thể, rồi thu lại năng lượng do

ản xạ lại được đo lường để phân biệt giữa các đối tượng với nhau.

song ph

Ảnh thu đ

rađa.

ược bởi kỹ thuật viễn thám siêu cao tần chủ động được gọi

ảnh

là

ải phổ liên quan

Sự phân chia thành các d

ự nhiên

đến tính chất bức xạ t

ủa các ạo

ễn thám khác nhau.

c

đối tượng, từ đó t thành các phương pháp vi

Sóng điện từ được truyền trong môi trường đồng nhất theo hình sin với

tốc độ gần 3 × 10 m/s (tốc độ ánh sáng).

ảng cách giữa các cực trị

à b

λ) với

ị là

đơn v độ

Kho

được gọi l ước sóng (

dài.

ố l

S ượng các cực trị truyền qua một điểm nhất định trong thời gian 1

ần số (υ

à t

ị: herzt).

- đơn v

giây được gọi l

ẳng

Lớp Cao đ

ịa

Trắc đ B – K49

Sinh viên Nguyễn Thị Oanh

- 7 -

ên ngành Trắc Địa Ảnh

ồ án tốt ngh ệp chuy

ờng

Trư

ịa

Mỏ Đ Chất

Đ

i

ệu ảnh vệ tinh có phổ biến ở Vi

§ I.2. Tư li

ệt Nam.

Ảnh vệ tinh quang học

I.2.1.

ự thể hiện hai chiều của cá ật thể trong một

Ảnh nói chung là s c v

ỹ thuật viễn thám

vùng đã được xác định, trong k

ại ảnh th

có hai lo

ường sử

dụng đó là ảnh tương tự và ảnh số.

Kết quả của việc thu nhận ảnh từ vệ tinh sẽ có những tấm ảnh ở dạng

ặc số, ưu trữ trên phim hay băng từ hay ừ…

ự

tương t ho được l đĩa t

ương t

I.2.1.1. Ảnh t

ự

ương tự là ảnh chụp trên cơ sở của lớp cảm quang halogen

ự dùng phim chứ không sử

Ảnh t

ạc, ảnh tương tự thu được từ các bộ cảm tư

b

d

ơng t

ụng các hệ thống quang đi ử.

ện t

ệu

Những tư li này có độ phân giải không gian cao nhưng kém về độ

ớn do ảnh

ình l

ường có độ méo h

ải phổ. Nói

phân gi

ày th

chung loại ảnh n

hưởng của độ cong Trái đất.

àu thay đổi liên t

Các bức ảnh có cấp độ sáng hoặc m

ư ảnh

ục. Ví dụ nh

ảnh chụp từ các camera thông th

ưu trữ trên phim

ường được l

hàng không,

ặc giấy

ho

ảnh có thể xem trực tiếp.

I.2.1.2. Ảnh số

ệm

1. Khái ni

ạng tư liệu ảnh không lưu trên giấy ảnh ho

Ảnh số là d

ặc phim.

ợc chia thành nhiều phần t

Nó đư

à

ần tử ảnh)

ử nhỏ thường được gọi l pixel (ph

.

ỗi pixel t

M

ứng với một

ị khô ột giá tr

đơn v ng gian và có m ị nguy

ên hữu

ương

ạn ứng

h

ưu trữ trong máy tính (

với từng cấp độ sáng. Ảnh số được l

hay các

ện ữ khác t ứng)

ên máy tính

để có thể xem tr .

phương ti lưu tr

ương

ố hoá,

ự sang ảnh số à s

được gọi l

ển từ ánh t

Quá trình chuy

ương t

bao gồm hai bước cơ bản:

ẳng

Lớp Cao đ

ịa

Trắc đ B – K49

Sinh viên Nguyễn Thị Oanh

- 8 -

ên ngành Trắc Địa Ảnh

ồ án tốt nghiệp chuy

Đ

ờng

Trư

ịa

Mỏ Đ Chất

ỗi ảnh

- Quá trình chia m

ự thành các pixel

tương t

à chia mẫu

được gọi l

(Sampling).

- Quá trình chia các độ xám li

lượng tử hoá.

Các pixel thường có dạng hình vuông và đ ược xác định bằng toạ độ là

ỉ số hàng (tăng dần từ trên xuốn ỉ số cột ( từ trái sang phải)

ên tục thành một số nguyên hữu hạn gọi

là

ch

g) và ch

. Trong

ẫu từ một ảnh tương tự thành ảnh số thì độ lớn của pixel hay

quá trình chia m

ần suất chia mẫu phải được chọn tối ưu. Nếu pixel quá lớn thì chất lượng ảnh

t

ẽ tồi còn trong trường hợp ngược lại thì dung lượng thô

s

ần lưu trữ lại

ng tin c

quá lớn.

ợc lưu trữ trong máy tính để thể hiện dữ liệu không gian theo

Ảnh số đư

ào số bít dung để ghi nhận thông tin, mỗi pixel sẽ

ỳ thuộc v

mô hình raster, tu

ột giá trị( giá trị độ

có m

ủa pixel: BV

sáng c

– Brighness Value hay DN –

ứng với cấp độ

ất định khi thể hiện ảnh. ụ, ảnh sử

sáng nh Ví d

Digital Number)

ượng tử hoá, có 256 giá trị được sử dụng để lưu trữ ảnh và mỗi

ụng 8 b ể l

d it đ

ương ứng đen và

ần tử ảnh sẽ nhận một trong những giá trị từ 0÷255 (0 t

ph

255 là trắng).

Ảnh vệ tinh

2.

ọi là ảnh viễn thám thư

òn g

Ảnh vệ tinh hay c

ưu dưới

ợc l

ờng đư

àng không dạng analog không đặt ra ở đây), trong đó năng

ạng ảnh số (ảnh h

d

ùng phổ đã được xác định trước) từ các vị trí

ợng sóng phản xạ (theo v

lư

ên mặt đất, được bộ cảm biến thu

ứng tr

à chuyển thành tín hiệu

ận v

nh

tương

ày, mỗi pixel sẽ

ố xác định giá trị độ sang của mỗi pixel. Ứng với các giá trị n

s

có độ sáng khác nhau thay đổi từ đen đến trắng để cung cấp thông tin về các

vật thể. Tuỳ thuộc vào số kênh phổ được sử dụng, ảnh vệ tinh được ghi lại

ững dải phổ khác nhau (từ cực tím đến sóng radio) nên người ta gọi là

theo nh

ữ ệu ổ, đa kênh, đa băng tần hoặc nhiều lớp

d li đa ph

.

ẳng

Lớp Cao đ

ịa

Trắc đ B – K49

Sinh viên Nguyễn Thị Oanh

- 9 -

ên ngành Trắc Địa Ảnh

ồ án tốt ngh ệp chuy

ờng

Trư

ịa

Mỏ Đ Chất

Đ

i

ặc trưng cơ bản của ảnh vệ tinh

I.2.2. Các đ

ặc trưng:

I.2.2.1. Đ

ược trong viễn thám

ữ liệu ảnh thu đ

Các d

ưới dạ

ờng d

thư

à được

ố v

ng s

xử lý bởi máy tính để tạo ảnh cho người giải đoán nghiên cứu ứng dụng vào

nhiều lĩnh vực khác nhau. Ảnh số được thể hiện bởi ma trận, trong đó các

ần tử ma trận

ph

ịnh bởi hàng và cột) ứng với các phần tử ảnh có từng

(xác đ

ị độ s

giá tr

ệt. Ảnh vệ tinh được đặc trưng bởi một số thông số cơ

áng riêng bi

ản như sau:

b

ình học của ảnh vệ tinh

ất h

I.2.2.1.1. Tính ch

ìn không đổi IFOV (instantaneous file of vieư) được định

ờng nh

Trư

nghĩa là góc không gian tương ứng với một đơn vị chia mẫu trên mặt đất.

ợng thông tin ghi được trong ứng với giá trị của pixel.

Lư

IFOV tương

ối đa mà một bộ cảm biến có thể thu được

Góc nhìn t

ện từ được

sóng đi

ọi là

g

ờng nhìn FVO (field of vieư). Khoảng không gian trên mặt đất do

trư

ạo nên chính là bề rộng tuyến bay.

FVO t

ên mặt đất mà bộ

ỏ nhất tr

Di tích nh

ược gọi là

ệt đ

ện

ảm có th

c ể phân bi

độ phân giải không gian. Ảnh có độ phân giải không gian càng cao khi có

kích thước của pixel càng nhỏ. Độ phân giải không gian cũng được gọi là độ

ải mặt đất khi hình chiếu của một p

phân gi

ứng với một đơn vị chia

ixel tương

ẫu trên mặt đất Khi nói rằng ảnh SPOT có kích thước pixel là 20 × 20m có

m

ĩa là một pixel trên ảnh tương ứng với diện tích 20 × 20m trên mặt đất. Để

ngh

ịnh ảnh có độ phân giải cần thiết cho phép ận biết đối tượng,

ờng

thư

xác đ

nh

ọn ảnh có độ phân giải không gian bằng 1/2 k

nên ch

ớc của vật thể cần

ích thư

nhận biết. Bảng 7.1 tổng kết quan hệ giữa độ phân giải ảnh cần thiết và kích

thước của vật thể cần xác định.

ẳng

Lớp Cao đ

ịa

Trắc đ B – K49

Sinh viên Nguyễn Thị Oanh

- 10 -

ên ngành Trắc Địa Ảnh

ồ án tốt nghiệp chuy

Đ

ờng

Trư

ịa

Mỏ Đ Chất

ộ

ớc

Kích thư

Đ

ớc vật thể

Kích thư

ộ phân giải

Đ

ải

ật thể

phân gi

m

v

m

0.5

1.0

1.5

2.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

10.0

20.0

30.0

40.0

50.0

10.0

15.0

20.0

25.0

2.5

ảng

B

ệ giữa độ phân giải và kích thước của vật thể cần xác định

1 - Quan h

ất phổ của ảnh vệ tinh

I.2.2.2. Tính ch

ùng phủ mặt đất tư

êng

ứng, các pixel sẽ cho giá trị ri

ột v

Cùng m

ơng

ùng phổ ứng với các loại bước sóng khác nhau (ảnh chụp đa

ệt theo từng v

bi

ổ

ợc cung cấp theo từng loại ảnh vệ tinh khác

ph - MSS). Do đó, thông tin đư

nhau không chỉ phụ thuộc vào số bit dùng để ghi nhận, mà còn phụ thuộc vào

ạm vi bước sóng.

ph

ộ phân giải phổ thể hiện bởi kích thước và số kênh phổ, bề rộng phổ

Đ

ặc sự phân chia vùng phổ mà ảnh vệ tinh có thể

ho

ệt một số lượng lớn

phân bi

ớc sóng có kích thước tương tự, cũng như tách biệt được các bức xạ từ

các bư

ều vù

nhi

ổ khác nhau. Ảnh có độ phân giải phổ thấp khi thể hiện cường

ng ph

ộ phản xạ của nhiều bước sóng đồng thời và bị hạn chế trong dải tần s

đ

óng

điện từ.

ộ phân giải bức xạ thể hiện độ nhạy tuyến tính của bộ cảm biến trong

Đ

ả năng phân biệt sự thay đổi nhỏ nh

kh

ường độ phản xạ sóng từ các vật

ất của c

ể.

th

ố bit d

Ngoài ra, s

ận thông tin cũng là một đặc trưng

ùng trong ghi nh

ọng của độ phân giải bức xạ

quan tr

ết định chất lượng ảnh (cấp độ

, vì nó quy

sáng) khi được hiển thị.

ộ phân giải thời gian của ảnh v

I.2.2.3. Đ

ệ tinh

ộ phân giải thời gian không liên quan đến thiết bị ghi ảnh mà chỉ liên

Đ

ến khả năng chụp lặp lại của vệ tinh. Ảnh được chụp vào những ngày

quan đ

ẳng

Lớp Cao đ

ịa

Trắc đ B – K49

Sinh viên Nguyễn Thị Oanh

- 11 -

ên ngành Trắc Địa Ảnh

ồ án tốt ngh ệp chuy

ờng

Trư

ịa

Mỏ Đ Chất

Đ

i

ặc trưng bề mặt thời gian. Nếu dự án yêu cầu

khác nhau cho phép so sánh đ

ự biến động, hoặc tác

đánh giá s

ững thay đổi thì cần phải biết có bao

h nh

ữ liệu ảnh sẵn có cho khu vực nghiên cứu? Ảnh có thể chụp trở lại sau

nhiêu d

thời gian bao lâu? Vệ tinh có thường xuyên chụp lại cùng vị trí?

à cho phép cung cấp thông tin

ế của độ phân giải không gian l

Ưu th

ược sự biến động của một khu vực cần nghiên

ận biết đ

chính xác hơn và nh

ứu.

c

ầu hết các vệ tinh đều bay qua cùng một điểm vào khoảng thời gian

H

ố định (mất từ vài ngày đến vài tuần) phụ thuộc vào quỹ đạo và độ phân giải

c

không gian.

I.2.2.4. Xác đ

Tăng đ

ịnh độ phân giả

ợp nhu cầu công việc

i thích h

ộ phân giải của ảnh vệ tinh dẫn đến tăng độ chính xác và cung

ấp được nhiều thông tin có ích. Tuy nhiên, điều này không đúng cho một số

c

ờng hợp, nên việc xác định độ phân giải tối thiểu để đáp ứng yêu cầu sẽ

trư

ết kiệm thời gian và kinh phí. Vì thường ảnh có độ phân giải cao

cho phép ti

thì giá thành cao h

ơn và cần phải tăng dung lượng lưu trữ cũng như òi hỏi

đ

hardware và software đủ mạnh cho việc xử lý ảnh.

ển thị ảnh vệ tinh

I.2.2.5. Hi

ất lượng của dữ liệu ảnh vệ ti

Ch

ợc đánh giá qua tỷ số giữa tín

nh đư

ệu nhập S cần thiết và mức độ

hi

ễu N (signal to noise radio). Tỷ số S/N

nhi

ợc xác định thông qua biểu thức sau:

đư

ỷ số

T

S/N = 20 log₁₀S/N

[dB]

ưu trữ trong dữ liệu ảnh số theo đơn vị bit, thông

ợc l

Thông tin đư

thường các ảnh viễn thám được ghi theo 6,7,8 hoặc 10 bits ( vệ tinh NOAA

dùng 10 bits để ghi). Trong xử lý ảnh số bằng máy tính, đơn vị thường sử

ụng là byte (1 byte = 8 bits

d

ối với ảnh thu được mã hoá có ố bít

). Do đó, đ

s

ỏ hơn ặc bằng 8 thì được lưu 1 b

ối với ảnh có số b

yte ( byte type). Đ it

nh

ho

ớn hơn 8 được lưu ở dạng 2 byte hay trong một từ có thể lưu được 65536 cấp

l

ẳng

Lớp Cao đ

ịa

Trắc đ B – K49

Sinh viên Nguyễn Thị Oanh

- 12 -

ên ngành Trắc Địa Ảnh

ồ án tốt nghiệp chuy

Đ

ờng

Trư

ịa

Mỏ Đ Chất

ộ xám. Toàn bộ dung lượng của một dữ liệu ảnh đa phổ được xác định bởi:

đ

ợng của một ảnh (byte) = ố hàng × số cột × số kênh × số bi

Dung lư {s

t }/8

ợng

ề rộng ảnh

ộ phân giải

Đ

Dung lư

Mb

B

Ảnh

km

180

60

m

Landsat MSS

Landsat TM

SPOT XS

30

300

27

79

30

21

10

SPOT Pan

36

60

ảng 2

B

ệ gữa dung lượng, độ phân giải và bề rộng của ảnh vệ tinh

- Quan h

ổ. Để hi

ênh ph

Ảnh đa phổ bao gồm nhiều k

ủa ảnh đa

ênh c

ển thị, từng k

ược thể hiện lần lượt dưới dạng ảnh grey scale (cấp độ xám) mà mỗi

ổ đ

ph

ường độ phản xạ năng lượng của vật

ẽ có giá trị hữu hạn ứng với từng c

pixel s

thể trên mặt đất, hoạc phối hợp ba kênh ảnh hiển thị cùng lúc dưới dạng ảnh

ổ ợp màu. Khi sử dụng chọn từng kênh phổ nào đó được hiển thị theo một

t h

ụ thể. Do máy tính sử dụng ba màu cơ bản (red, green, blue) nên chỉ có

màu c

ất được phép hiển thị đồng thời (tổ hợp màu).

ba kênh duy nh

à phóng to hình ảnh

I.2.2.6.Thu nhỏ v

ảnh

ình

1. Thu nhỏ h

Một hệ thống xử lý ảnh số chỉ có thể trình bày trên màn hình một hình

ảnh có kích thước ≤ 512 × 512 pixel trong một lần, vì vậy cần thu nhỏ hình

ảnh

ột hay vài hình ảnh để có thể

thành m

ảnh để có thể chuyển toàn c

xem xét

ổng

t

quan.

ể thu nhỏ mộ

ên thuỷ, mỗi một hàng (row) thứ m và

ảnh nguy

t hình

Đ

ình ảnh được lụă chọn một cách hệ thống. Ví dụ

ỗi cột (colum) thứ n của h

m

àng và 3.240 cột, khi thu thành 1170

ới một ảnh Landsat MSS có 2.340 h

v

hàng và 1620 cột thì được pixel trên ảnh thu nhỏ chỉ còn 25 %, tương tự đối

với ảnh Landsat TM, có 5.940 cột mỗi band, việc thu nhỏ hình ản là điều cần

ết và khi đó

thi

ể là 30.Lúc đó thu nhỏ hình ảnh cho phép xem xét

m có th

ợc

đư hình

ảnh một cách tổng quát.

ẳng

Lớp Cao đ

ịa

Trắc đ B – K49

Sinh viên Nguyễn Thị Oanh

- 13 -

ên ngành Trắc Địa Ảnh

ồ án tốt ngh ệp chuy

ờng

Trư

ịa

Mỏ Đ Chất

Đ

i

ại hình ảnh (magnification

2. Phóng đ

)

ũng có thể hiểu là ỹ thuật phóng to hình ảnh (zoomming). Thông

C

k

ờng áp dụng cho mục đích giải đoán bằng mắt, đó là sự sao nguyên bản

thư

àng và cột của ảnh vẫn được giữ nguyên. Trong xử

hình ảnh bị thu nhỏ, các h

ước pixel lên nhiều lần

ảnh số, ảnh bị phóng đại tăng kích th

ếu ỷ lệ

. N

lý

t

à m thì kích thước pixel sẽ là m ²

ại l

phóng đ

.

ảnh phóng đại đôi khi giúp người giải đoán phân tích kỹ được các

Hình

ết của một pixel.

chi ti

ỹ thuật cắt hình ảnh

3. K

ình

ệc phân tích giá trị thông tin độ xám từ điểm A tới điểm B trong h

Vi

ảnh là quan trọng trong nhiều ứng dụng viễn thám. Các giá trị độ xámcủa các

ột lát cắt của hình ảnh cho phép xác định mối liên hệ bằng cách

pixel theo m

ấm trên sơ đồ cột. Ví dụ, một khoảng cách từ điểm A đến B

ch

dài 5940m

ở giữa có độ sáng lớn hơn

xel

ững pi

(198pixel × 30m /pixel = 5940m). Nh

ợc làm nổi rõ. Phương pháp này cho phép quay hình ảnh để phân tích kỹ

đư

ất của từng pixel theo cả cạnh huyền chứ không thuần tuý xe nằm

tính ch

ngang của trục toạ độ.

ột số kỹ thuật nâng cao chất lượng ảnh số

I.2.3. M

ỹ thuật ử lý ảnh số (Digital image processing)

K

x

ử lý ảnh số có thể ghép vào 3 nhóm chính sau:

Các phương pháp x

ỹ thuật chỉnh, khôi phục hình ảnh.

 K

ài liệu, nhiễu và lệch hình học sinh

ằm khắc phục những sai sót của t

Nh

ền về.

ra trong quá trình quét, ghi và truy

ục sự bỏ

- Khôi ph

ờng quét theo quy luật

sót các đư

ường chấm ngắt quãng theo quy luật.

- Khôi phục các đ

- Lọc những nhiễu xuất hiện tản mạn trên hình ảnh.

ẳng

Lớp Cao đ

ịa

Trắc đ B – K49

Sinh viên Nguyễn Thị Oanh

- 14 -

ên ngành Trắc Địa Ảnh

ồ án tốt nghiệp chuy

Đ

ờng

Trư

ịa

Mỏ Đ Chất

ệ

ỉnh sự tán xạ của khí quyển.

- Hi u ch

ệu chỉnh sự méo hình học.

- Hi

ờng chất lượng ảnh.

 Tăng cư

Để giúp cho người giải đoán có khả năng nâng cao lượng thông tin:

ương phản.

ờng độ t

- Tăng cư

ển mật độ, tone màu và mật độ.

- Chuy

ều mật độ trên ảnh.

- Làm đi

- Tăng cư

ường biên.

ờng đ

ối số hoá ảnh.

- Ghép n

ạo ảnh lập thể.

- T

ết tách thông tin.

 Chi

ử dụng khả năng xử lý thông tin của

S

ể nhận dạng, phân loại

máy tinh đ

ở các tính số của chúng.

các pixel trên cơ s

ành phần chính.

ạo ảnh th

- T

ạo ảnh tỷ số.

ại đa phổ .

- T

- Phân lo

- Tạo các ảnh có thay đổi khả năng thảm sát.

Để phục vụ cho mục đích giải đoán, dưới đây sẽ đề cập cụ thể một số

ỹ thuật ờng chất lượng ảnh bằng máy tính với tư liệu Landsat, song

k

tăng cư

ũng có thể sử dụng cho các loại tư liệu ảnh số khác.

c

ương phản

ến đổi độ t

I.2.3.1. Bi

ại các tia phản xạ và bứ xạ từ các vật chất tr

Các Sensor ghi l

ặt đất.

ên m

ực tế một vật có thể có nă

Th

ợng phản xạ rất mạnh ở một bước sóng nào

ng lư

đấy, trong khi đó những vật chất khác có thể lại có năng lượng rất yếu ở chính

bước sóng đó. Điều đó dẫn đến sự tương phản giữa hai loại vật chất khi được

ận bằng một hệ thống viễn thám. Tuy nhiên trong t ực tế, một số đối

ghi nh

h

ẳng

Lớp Cao đ

ịa

Trắc đ B – K49

Sinh viên Nguyễn Thị Oanh

- 15 -

ên ngành Trắc Địa Ảnh

ồ án tốt ngh ệp chuy

ờng

Trư

ịa

Mỏ Đ Chất

Đ

i

ợng có độ sáng tương tự như nhau ở vùng nhìn thấy

tư

ần, kết quả là hình

và g

ương phản thấp. Thêm vào đó, bên cạnh đặc điểm có độ phản xạ

ảnh có độ t

ấp của thực vật (biophysicalmaterials) thì những động tác nhân tạo cũng

th

làm cho vật chất có độ phản xạ thấp đi. Ví dụ, ở các nước đang phát triển,

ật kiệu tự nhiên (như gỗ, ất vv..) để xây dựng nhà ở

nhân dân hay dùng các v

đ

ị. Kết quả là trên ảnh vùng đô thị hoá của các nước đang phát triển

đô th

ờng có độ tương phản hơn vì các vật liệu

thư

ựng ở đó thường là gạch

xây d

ự đường và cây trồng màu xanh được chăm sóc phát triển tốt. Như vậy, các

nh

ật liệu thực vật là yếu tố quan trọng có tác động làm phân tán sự tương phản

v

ủa hình ảnh.

c

Ví dụ một hình ảnh ghi bức xạ của các vật iệu có độ tương phản cao

ải rộng ( từ 0 đến 127 hoặc từ 0 đến 255) thì ảnh sẽ không có những

trong d

ập trung. Kỹ thuật xử lý số cho phép làm giảm độ tương phản của ảnh

vùng t

ụ, trong giải từ 10

đi (ví d

ể xuất hiện các vùng vật chất có độ tương

-50) đ

ản tập trung dễ phân biệ

ph

t.

ợc lại để làm tăng độ tương phản của tư liệu viễn thám dạng số, kỹ

Ngư

ật xử lý số được áp dụng trong toàn bộ dải độ sáng ở khoảng trung bình

thu

ư trên màn hình video hay phim sao chụp từ đĩa cứng. Kỹ

giống nh

thuật xử lý

àm thoả mãn yêu cầu

ương phản hình ảnh. Để làm

ờng độ t

tăng cư

ố có thể l

s

ày, thường

ều n

đi

àm tăng độ tương phản theo tuyến

ụng ỹ thuật l

hay áp d

k

ặc không theo tuyến.

ho

I.2.3.2. Tăng cường độ tương phản theo tuyến

ờng độ tương phảntheo tuyến là sự tương phản (được hiểu là sự

Tăng cư

ãn) nhằm mở rộng độ sáng của thông tin ban đầu và sản

tương phản kéo d

ưa ra gồm toàn bộ giải độ sáng (như ở ảnh TM đó là giải từ 0

ẩm đ

ph

- 255.)

ới hình ảnh nguyên thuỷ, rất khó phân biệt các đối tượng trên ảnh

V

ại dễ dàng phân tích ở ảnh đã tăng cường.

song l

ường, độ tương

Ảnh tăng c

ản theo tuyến tốt nhất khi áp dụng các histogram (sơ đồ cột) Gaussian

ph

và

ẳng

Lớp Cao đ

ịa

Trắc đ B – K49

Sinh viên Nguyễn Thị Oanh

- 16 -

ên ngành Trắc Địa Ảnh

ồ án tốt nghiệp chuy

Đ

ờng

Trư

ịa

Mỏ Đ Chất

ận Gaussian

c

ộ giá trị độ sáng ở dạng đơn sơ và trong trường

, trong đó toàn b

ợp dải hẹp của ơ đồ cột, khi

h

ỉ có một hình ảnh được xuất hiện ất

đó ch . T

ờng hợp này là hiếm và thường được dùng để phân biệt các đối

nhiên trư

tượng đất và nước có diện tích rộng.

à cực tiểu của hình ảnh được xác định riêng biệt

ị cực đại v

Các giá tr

ằng công thức.

b

BVvao  BV min

BV max BV min

BV ra =

 BVt

trong đó:

- BV vào: Đ

ên thuỷ của hình ảnh

ộ sáng nguy

ải các giá trị độ sáng cần được thể hiện ( nghĩa l

- BVt : D

à 256)

ị độ sáng sau khi tăng cường

- BV ra : Giá tr

Ảnh nguyên thuỷ, sự phân bố độ xám (DN) ở khoảng 50-128; ảnh được

ờng ối đa l

tăng cư : 0-200 (t

à 256).

ẳng

Lớp Cao đ

ịa

Trắc đ B – K49

Sinh viên Nguyễn Thị Oanh

- 17 -

ên ngành Trắc Địa Ảnh

ồ án tốt ngh ệp chuy

ờng

Trư

ịa

Mỏ Đ Chất

Đ

i

Ả

ỷ và ảnh tăng cường độ tương phản.

Hình 2 - . nh nguyên thu

ẳng

Lớp Cao đ

ịa

Trắc đ B – K49

Sinh viên Nguyễn Thị Oanh

- 18 -

ên ngành Trắc Địa Ảnh

ồ án tốt nghiệp chuy

Đ

ờng

Trư

ịa

Mỏ Đ Chất

Hình 3- Sơ đồ thể hiện kỹ thuật làm tăng độ tương phản không theo tuyến,

chú ý các đoạn dốc là khoảng được tăng cường.

Một phương pháp hữu hiệu nhất là phương pháp làm giãn đều

ầu tiên, h

histogram (histogram squalization). Đ

ủa hình ảnh được

istogram c

ập nên, sau đó người sử dụng tách ra các lớp cấp độ xám tương ứng với các

l

ớp đối tượng phân b

l

ên ả

ố tr

ụng thuật tính

nh và áp d

ể quy cho các

toán đ

ằng nhau đó ững giá trị độ xám khác nhau. Số lượng các pixel

nhóm pixel b nh

ằng nhau đó tương ứng với giá tri của các cấp độ xám của 32 lớp. Như vậy

b

ẽ tạo nên ảnh mới có độ tương phả

s

ơn. Có thể tự động làm ảm độ

n rõ h gi

ình ảnh bằng việc

ản các phần tử rất sáng đến rất tối trong tổ ợp h

tương ph

h

ờng.

ư

istogram bình th

ự phân bố ở h

kéo dãn s

ự làm giãn đều histogram để biến đổi sự tương phản của hình ảnh

S

ợc sử dụng nhiều trong xử lý ảnh vì ưu điểm của nó là cần rấ

đư

t ít thông tin

ổ xung từ việc phân tích, do đó nó được sử dụng rộng rãi nhằm giới thiệu

b

ột dãy tư liệu mang tính giả thiết. Điển hình cho phương

phương pháp cho m

ẳng

Lớp Cao đ

ịa

Trắc đ B – K49

Sinh viên Nguyễn Thị Oanh

- 19 -

ên ngành Trắc Địa Ảnh

ồ án tốt ngh ệp chuy

ờng

Trư

ịa

Mỏ Đ Chất

Đ

i

pháp này là phép làm giãn Gaussian.

ột phương pháp dãn không theo theo tuyến để làm tăng ộ tương

Là m

đ

ản ở giữa những phần phụ của histogram. Ví dụ toàn cảnh một vùng núi

ph

ên ảnh nguyên thuỷ, sự phân bố của histogram cho thấy độ xám của ảnh

lửa, tr

phân b

ược tách biệt khá rõ

ảng dung nham đ

các m

ố từ 0

ảnh đó

– 255. Trên

ê

ương phản ở dải độ

ờng độ t

n trong. Khi tăng cư

ếu chi tiết b

ràng song thi

ược thể hiện rõ hơn: các mẫu ảnh của uốn

ếu tố chi tiết đ

xám trung bình, các y

ên, phương pháp này cũng dễ gây lẫn

ếp, cấu tạo các miệng núi lửa…Tuy nhi

n

àn ảnh nên thường áp dụng cho từng phần c

ộn xử lý cho to

l

ủa ảnh.

àu trên

ờng ộ m

ảnh

ến đối

Làm bi

ắc ật ộ

màu s , m đ và cư



đ

ần trên đã nêu, các màu ản nguyên thuỷ và đỏ, xanh lục

Như ph dương b

ọi là hệ thống RGB. Còn có một khái niệm tiếp cận về

và xanh lơ hay g

màu

nữa là sắc (hue) và cường độ (intensity), mật độ (saturation) hay còn gọi là hệ

thống HIS.

ười quan sát khi nhận định về màu của

ệm đó cũng rất hữu ít cho ng

Khái ni

ượng.

ối t

đ

ối quan hệ về hai hệ thống RGB và HIS được thể hiện trên hình

M

3

ị số có thể tách chiết từ sơ đồ n

Các giá tr

ể thể ện theo hệ thống

ày đ hi

ệ thống kia .

này hay h

Sự chuyển dời đó được tính theo công thức sau: R.Hayden, 1982

(3.1) I = R + G + B

G  B

(3.2) H =

I  3B

1 3B

(3.3) S =

I

ảng 0 < H

Trong kho

ờng mật độ

< 1 thì 1< H < 3. Sau khi làm tăng cư

ảnh, các giá trị HIS được chuyển thành hệ thống hình ảnh RGB vào

hình

ình chuyển đổi ngược.

phương tr

ẳng

Lớp Cao đ

ịa

Trắc đ B – K49

Sinh viên Nguyễn Thị Oanh

- 20 -

ên ngành Trắc Địa Ảnh

ồ án tốt nghiệp chuy

Đ

ờng

Trư

ịa

Mỏ Đ Chất

ự chuyển đổi HIS sang RGB và ngược lại là hữu ích đ

S

ể tổng hợp các

ảnh với các

ụ

ể hiệu chỉnh hình

hình

kiểu khác nhau. Ví d màn ảnh rađa có th

ọc và chuyển đổi sang hệ thống TM nhiệt. Sau khi các band TM được

h

chuyển sang các giá trị HIS, ảnh rađa có thể được thay thể bởi ảnh có cường

ộ mạnh. (Tổ hợp mới ảnh ra

đ

ắc ảnh và nhiệt độ tăng cường) có thể được

đa, s

ển laị ệ ảnh RGB để kết hợp giữa ảnh rada và TM.

chuy

h

à HIS

ệ giữa hai hệ thống RGB v

Hình 3 - Liên h

ỹ thuật tăng cường đường gờ.

I.2.3.4. K

ảnh, người phân tích hay quan

ến việc nhận dạng

tâm đ

Trong phân tích

ếu tố dạng tuyến như các vết g

các y

ịa chất, các chỗ giao nhau và các

ãy đ

ặc các yếu tố nhân tạo dạng tuyến như: đường cao tốc, kê

lineament ho

nh

ưới dạng các đường song song tạo

đào...nhiều yếu tố dạng tuyến xuất hiện d

ương p

ự t

ản mạnh với nền chung của ảnh. Một số yếu tố dạng tuyến tạo

h

nên s

ương phản giữa các vùng kề nhau. Đa số trường hợp, yếu tố dạng

ự t

ường gờ với sự tương phản rõ ràng nên dễ phân biệt

ến xuất hiện với các đ

tuy

ũng có yếu tố dạng tuyến xuất hiện ờ

ận biết. Kỹ thật tăng

song c

m ảo khó nh

ương phản có thể làm nhấn mạnh sự khác biệt về độ sáng cùng với

ờng độ t

cư

các yếu tố dạng tuyến. Tất nhiên kỹ thuật này không chỉ sử dụng riêng cho

việc làm nổi rõ yếu tố dạng tuyến vì toàn bộ ảnh được làm tăng cường chất

ợng c ứ không chỉ riêng yếu tố dạng tuyến. Tuy nhiện, sử dụng các loại lọc

lư

h

ẳng

Lớp Cao đ

ịa

Trắc đ B – K49

Sinh viên Nguyễn Thị Oanh

- 21 -

ên ngành Trắc Địa Ảnh

ồ án tốt ngh ệp chuy

ờng

Trư

ịa

Mỏ Đ Chất

Đ

i

ẽ cho phép làm nổi rõ một cách riêng biệt các đường gờ trên ảnh. Có hai kiểu

s

ọc trên hình là lọc theo hướng (directional filler) và lọc không theo hướng

l

ểu lọc khác là lọc t

(non directional filler) ngoài ra còn có hai ki

ố cao

ầng s

(high-pass-filltering hay high- frequency filltering) và lọc tầng số thấp (low-

pass- filltering- hay low- frequency filltering).

ường biên không theo hướng sử dụng filter laplacian

ọc đ

Hình 4. L

ọc

ớng .

 L không theo hư

Lọc lapalacian là kiểu lọc không theo hướng. Cửa lọc gồm 9 pixel với

ị 0 ở góc và ở giữa cạnh .

các giá tr -1

ị là 4.

Ở trung tâm pixel có giá tr

ết quả biến đổi của phép lọc là lần lượ

K

ổi giá trị DN của

t làm thay đ

ở trung tâm

ọc là liên tục từ trái sang phải và từ phải

. Quá trình l

các pixel

sang trái, k

ết quả là từ dải pixel nguyên thuỷ đã tạo nên một dải tư liệu mới

ẳng

Lớp Cao đ

ịa

Trắc đ B – K49

Sinh viên Nguyễn Thị Oanh

- 22 -

ên ngành Trắc Địa Ảnh

ồ án tốt nghiệp chuy

Đ

ờng

Trư

ịa

Mỏ Đ Chất

ới các pixel mới các giá trị mới của các pixel cho phép làm tăng độ tương

v

ản của các pixel ở vi trí có các đường gờ và

ph

ậy các đường gờ sẽ nổi rõ

như v

ảnh .

Phần phiá Nam của cao nguy

õ trên hình ảnh nguyên thuỷ và được làm rõ trên ảnh tăng cường .

trên

ên các vết gẫy hướng Tây bắc là không

ấy r

th

ết gẫy hướng Bắc đôi chỗ thì nhìn thấy rõ trên ảnh tăng cường

Các v

ần ớn là bị lưu mờ bởi các vết gẫy hướng Tây Bắc.

song ph l

ếu tố hình học như mạn

Các y

ới thuỷ văn, đường sông núi được thể

g lư

ện sắc nét và rõ trên ảnh được tăng cường .

Lọc theo hướng

hi



àm nổi các hướng dạng tuyến trên hình ảnh với

ử dụng phép lọc để l

S

ên trái nhân với cos góc A (góc tính theo

ửa lọc khác nhau. Cửa lọc b

các c

ướng cần làm tăng cường), c

ên

ọc b

ửa l

ớng Bắc của h

ải

ới sin A.

Góc ở phần tư phía Đông bắc là âm bản cò n góc phần tư phía Tây bắc là

hư

ph nhân v

ảng. Cửa lọc được thể hiện bằng

dương b

ải tư liệu,

cách đưa vào d

( hình 4b) ở

ộ sáng (DN=40) được tách biệt với vùng tối (DN= 35) dọc theo

đó vùng đ

lineament hư

ớng Đông bắc (A=45^o

ặt cắt AB có ự chênh ệch độ sáng

). M

s

l

ọc theo lineament. Cửa lọc được thể hiện bằng cách nhân nó với dải

DN=5 d

ủa c

c

ừng khung của tư liệu nguyên thuỷ,

hính pixel trong t

hình 4b quá trình

xử lý như sau:

ào bên phải trên các pixel nguyên thuỷ và nhân với giá

ặt cửa sổ lọc v

- Đ

ương ứng. K

à 10.

ị của mỗi pixel t

tr

ổng của mỗi pixel l

hi đó t

ịnh sin của góc (sin = 45^o

- Xác đ

ới giá trị lọc của tổng

= -0.71) và nhân v

ết quả là tạo nên

(=10). K

ị lọc là (

giá tr

-0.71x10=-7.1).

ặt filter bên trái lên dải các pixel và làm lại như vậy. Kết quả cũ

- Đ

ng

ị lọc là

cho giá tr

-7.

- Cộng hai giá trị lọc đó (= - 14), giá trị nầy đặt thay cho giá trị pixel ở

ẳng

Lớp Cao đ

ịa

Trắc đ B – K49

Sinh viên Nguyễn Thị Oanh

- 23 -

ên ngành Trắc Địa Ảnh

ồ án tốt ngh ệp chuy

ờng

Trư

ịa

Mỏ Đ Chất

Đ

i

ủa giá trị ban đầu. Kết quả của các bước đó thể hiện trên hình 59B

trung tâm c

ới các gi ị của các pixel và mặt cắt.

v á tr

ị được lọc cho mỗi pixel kết hợp với giá trị của các pixel

ên ảnh mới có

- Đem các giá tr

ên dải số liệu mới và mặt cắt mới nghiã

ban đầu để tạo n

là tạo n

ược nổi rõ . Phương pháp lọc theo hướng được sử dụng hình học

ớng đ

các hư

o

ướng góc làm tăng cường là 55 ^o

ới h

Landsat v

ờ đó các đứt

Tây (A=55 ), nh

ướng Tây bắc được làm nổi r

ẫy theo h

g

õ.

ỹ thuật ghép nối ảnh số.

K

I.2.3.5.

ối

ể được chuẩn bị bằng cách ghép và

ối một hình ảnh riêng biệt như đã mô tả như ở phần trước. Sự khác biệt về

Ghép n ảnh Landsat có th

n

ương phản và tone ảnh ở phần ghép nối các ảnh như dạng bàn cờ là

độ t

ày có thể khắc

ờng x

thư

ối với một tấm ảnh ghép, điều n

ảy ra đ

ục bằng việc

ph

à ferney hough, 1975).

ối trực tiếp từ băng từ số hoá CCT (Bernstein v

ghép n

ẳng

Lớp Cao đ

ịa

Trắc đ B – K49

Sinh viên Nguyễn Thị Oanh

- 24 -

ên ngành Trắc Địa Ảnh

ồ án tốt nghiệp chuy

Đ

ờng

Trư

ịa

Mỏ Đ Chất

ọc không theo hướ

Hình 5 Ảnh l

ọc theo hướng từ ảnh

ng và l

ản ồ

Landsat và b đ phân tích lineament.

ẳng

Lớp Cao đ

ịa

Trắc đ B – K49

Sinh viên Nguyễn Thị Oanh

- 25 -

ên ngành Trắc Địa Ảnh

ồ án tốt ngh ệp chuy

ờng

Trư

ịa

Mỏ Đ Chất

Đ

i

à kết quả lọc.

ửa lọc kenel v

Hình 6 - . C

ảnh liền kề nhau được hiệu chỉnh hình học so với ảnh khác bằng

Các

việc nhận dạng các điểm kiểm tra mặt đất (ground control poit - GCP) ở vùng

phủ chồng. Các pixel được hiệu chỉnh hình học phù hợp với bản đồ đia hình .

ớc tiếp theo là loại trừ ừ file số liệu các pixel đã bị nhân đôi nằ

m trong

Bư

t

ủ chồng. Kỹ thuật làm kéo giãn độ tương phản tới đã được áp dụng

vùng ph

cho toàn b

ộ các pixel, từ đó sẽ

ảnh có độ đồng nhất cả ở vùng

tạo nên hình

ẳng

Lớp Cao đ

ịa

Trắc đ B – K49

Sinh viên Nguyễn Thị Oanh

- 26 -

ên ngành Trắc Địa Ảnh

ồ án tốt nghiệp chuy

Đ

ờng

Trư

ịa

Mỏ Đ Chất

ối.

ghép n

ết lập hình ảnh tổng hợp nổi.

I.2.3.6. Thi

ên mặt đất có thể được sử dụng để xác định

ểm kiểm tra tr

Các đi

vị trí các dải pixel của ảnh Landsat lên các dải tư liệu khác cũng như lên bản

đồ địa hình. Sự xác định đó cũng cho biết giá trị độ cao cho mỗi pixel ảnh.

ới thông tin đó, máy tính có thể thể hiện giá trị độ cao cho mỗi pixel trong

V

ột đường quét trong mối liên hệ với pixel ở trung tâm đường quét. Kết quả

m

ịnh được độ cao tương đối của các ối tượng trên ảnh vệ tinh tương tự

là xác đ

đ

ở ảnh hàng không. ểm cơ bản trên ảnh bị lệch đi và ảnh thứ

Đi

như do parallax

hai được tạo nên với các đặc điểm chênh cao như tạo vùng có độ phủ chồng

của ảnh máy bay. Tuy nhiên, độ cao trên ảnh nổi như vậy không phải là giá trị

ật đo được từ ảnh còn với trên ảnh máy bay, giá trị đó là thực.

th

ỹ thuật chiết tách thông tin.

I.2.3.7. K

ạo các ảnh thành phần chính.

I.2.3.7.1. T

ối với mỗi p

Đ

ức ảnh đa phổ, các giá ị DN thường có liên

ixel trong b tr

ữa band này với band kh ối liên quan đó được thể hiện trong hình

quan gi ác. M

ới các chấm là các pixel trong TM band 1 và 2 tạo nên hình ô

7 v

-van thon dài.

Ở đó độ sáng tăng dần theo sự phân bố các pixel với các giá trị cả hai band 1

ình) của ba

ồ 3 chiều (không thể hiện trong h

và 2. Sơ đ

ũng

nd 3 là 1, 2 và 3 c

ên hình elipsoid dạng thon dài về sự liên hệ giữa 3 band. Sơ

à nếu biết gía trị của pixcel ở một band (ví dụ band 2) thì có

ể biểu hiện tr

có th

ồ đó có ý nghĩa l

đ

òn lại (1 và 3). Sự liên hệ đó cũ

ể biết cả giá trị của nó ở hai band c

th

ng nêu

ư thừa nhiều trong dải tư liệu đa phổ. Nếu sự dư thừa đó giảm đi thì

ự d

lên s

tổng số tư liệu cần thiết để mô tả hình ảnh đa phổ có thể được cô đọng lại.

ẳng

Lớp Cao đ

ịa

Trắc đ B – K49

Sinh viên Nguyễn Thị Oanh

- 27 -

ên ngành Trắc Địa Ảnh

ồ án tốt ngh ệp chuy

ờng

Trư

ịa

Mỏ Đ Chất

Đ

i

ạng mạng lưới thuỷ văn cpư bản

Hình 7: Các d

ầu tiên gọi là phương ph

Phương pháp này đ

ến đổi

ương pháp bi

ợc dùng để nén ép dải tư liệu

karahunen- loeve (do loeve đưa ra năm 1995) đư

ổ bằng việc tính toán một hệ toạ độ mới. Với 2 band tư liệu, việc biến

đa ph

ướng dọc theo hướng phân bố và trục thứ

đổi định ra một trục mới (Y1) có h

àm phép tổ hợp tuyến của các

ới Y1. Việc tính toán l

hai (Y2) vuông góc v

giá

ên toạ độ ban đầu chuyển thành các gía trị pixel trên toạ độ mới.

ị pixel tr

tr

Y1 = ₁₁X₁+ ₁₂X₂

Y2 = ₂₁X₁+ ₁₂X₂

trong đó:

X₁, X₂là pixel ở toạ độ ban đầu.

ạ độ mới.

Y₁, Y₂là các pixel trên to

ằng số.

₁₁, ₁₂, ₂₁và ₂₂là các h

ẳng

Lớp Cao đ

ịa

Trắc đ B – K49

Sinh viên Nguyễn Thị Oanh

- 28 -

ên ngành Trắc Địa Ảnh

ồ án tốt nghiệp chuy

Đ

ờng

Trư

ịa

Mỏ Đ Chất

ành phần chính dùng để tạo

ến đổi th

Hình 8 -. Phương pháp bi

ần chính (PC) cho 6 band của LANDSAT.

ảnh thành ph

ẳng

Lớp Cao đ

ịa

Trắc đ B – K49

Sinh viên Nguyễn Thị Oanh

- 29 -