Cơ sở viễn thám-Chương 8

Chia sẻ: Tdhunre Td | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:69

Thêm vào BST

Báo xấu

307
lượt xem 43
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Như phần trên đã giới thiệu, viễn thám có hai dạng tư liệu chủ yếu là dạng hình ảnh (photograph) chụp theo nguyên tác khung và hình ảnh tạo nên bằng phương pháp quét (image). Cả hai phương pháp đều có thể thực hiện trên máy bay hoặc vệ tinh.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Cơ sở viễn thám-Chương 8

Ch ¬ng 8 C¸c ph ¬ng ph¸p xö lý th«ng tin viÔn th¸m Nh phÇn trªn ®· giíi thiÖu, viÔn th¸m cã hai d¹ng t liÖu chñ yÕu lμ d¹ng h×nh ¶nh (photograph) chôp theo nguyªn t¸c khung vμ h×nh ¶nh t¹o nªn b»ng ph ¬ng ph¸p quÐt (image). C¶ hai ph ¬ng ph¸p ®Òu cã thÓ thùc hiÖn trªn m¸y bay hoÆc vÖ tinh. Xö lý th«ng tin viÔn th¸m còng cã hai ph ¬ng ph¸p c¬ b¶n: ph©n tÝch b»ng m¾t vμ xö lý sè. Gi¶i ®o¸n b»ng m¾t (Visual Interpretation) cã thÓ ¸p dông cho c¶ hai d¹ng t liÖu, song xö lý sè (Digital image Processing) th× chØ ¸p dông cho ¶nh sè. 8.1. Ph©n tÝch ¶nh b»ng m¾t (Visual Interpretation) 8.1.1. Kh¸i niÖm chung Gi¶i ®o¸n b»ng m¾t lμ sö dông m¾t ng êi cïng víi trÝ tuÖ ®Ó t¸ch chiÕt c¸c th«ng tin tõ t liÖu viÔn th¸m d¹ng h×nh ¶nh. Trong vi c x lý thông tin vi n thám thì gi i oán b ng m t (visual interpretaion) là công vi c u tiên, ph bi n nh t và có th áp d ng trong m i i u ki n có trang thi t b t n gi n n ph c t p ViÖc ph©n tÝch ¶nh b»ng m¾t cã thÓ ® îc trî gióp b»ng mét sè thiÕt bÞ quang häc Ph©n tÝch hay gi i oán b ng m t lμ s d ng m t th ng ho c có s tr giúp c a các d ng c quang h c t n gi n n ph c t p nh : kính lúp, kính l p th , kính phóng i, máy t ng h p màu,... nh»m n©ng cao kh¶ n¨ng ph©n tÝch cña m¾t ng êi. Ph©n tÝch ¶nh b»ng m¾t lμ c«ng viÖc cã thÓ ¸p dông mét c¸ch dÔ dμng trong mäi ®iÒu kiÖn vμ cã thÓ phôc vô cho nhiÒu néi dung nghiªn cøu kh¸c nhau: nghiªn cøu líp phñ mÆt ®Êt, nghiªn cøu rõng, thæ nh ìng, ®Þa chÊt, ®Þa m¹o, thuû v¨n, sinh th¸i, m«i tr êng... C s gi i oán b ng m t là a vào các d u hi u gi i oán tr c ti p ho c gián ti p và chìa khoá gi i oán. Ph©n tÝch ¶nh b»ng m¾t lμ c«ng viÖc tæng hîp, kÕt hîp nhiÒu th«ng sè cña ¶nh, b¶n ®å, tμi liÖu thùc ®Þa vμ kiÔn thøc chuyªn m«n. D íi ®©y lμ tæng hîp mét sè nguyªn t¾c gi¶i ®o¸n ¶nh. 8.1.2. C¸c dÊu hiÖu gi¶i ®o¸n ¶nh V nguyên t c chung, các d u hi u gi i oán c x p theo hai nhóm. Chính là các y u t nh và các y u t ®Þa k thu t. 139
8.1.2.1.Các y u t nh (photo elements) - Tone nh: là t ng h p l ng ánh sáng c ph n x tõ v m t i t ng, là d u hi u h t s c quan tr ng xác nh i t ng. Tone nh c chia ra nhi u c p khác nhau, trong gi i oán b ng m t th ng có 10-12 c p. S khác bi t c a tone nh ph thu c vào nhi u tính ch t khác nhau c a i t ng (hình 8.1). H×nh 8.1: Thang ®é s¸ng (hay ®é x¸m) cña ¶nh ®en tr¾ng (10 cÊp). - C u trúc nh (texture): C u trúc nh c hi u là t n s l p l i c a s thay i tone nh, gây ra b i t p h p c a nhi u c tính r t rõ ràng c a nhi u cá th riêng bi t. - H×nh d¹ng (Shape): lμ h×nh ¶nh bªn ngoμi cña ®èi t îng, th«ng th êng ®ã lμ h×nh ¶nh 2 chiÒu. §èi víi ¶nh lËp thÓ c¸c thÓ nh×n thÊy c¶ chiÒu cao cña ®èi t îng. H×nh d¸ng lμ yÕu tè ®Çu tiªn gióp cho ng êi ph©n tÝch cã thÓ ph©n biÖt c¸c ®èi t îng kh¸c nhau. - KÝch th íc (Size): lμ th«ng sè vÒ ®é lín,®é dμi, ®é réng cña ®èi t îng. KÝch th íc liªn quan ®Õn tØ lÖ cña ¶nh. VÒ h×nh d¹ng cã thÓ gièng nhau nh ng kÝch th íc kh¸c nhau th× cã thÓ lμ hai ®èi t îng kh¸c nhau. - MÉu (Pattern): lμ sù s¾p xÕp trong kh«ng gian cña c¸c ®èi t îng. Mét d¹ng ®Þa h×nh ®Æc tr ng sÏ bao gåm sù s¾p xÕp theo mét quy luËt ®Æc tr ng cña c¸c ®èi t îng tù nhiªn, lμ hîp phÇn cña d¹ng ®Þa h×nh ®ã. VÝ dô: Khu ®« thÞ lμ tËp trung cña nhμ x©y, ® êng phè, c©y xanh t¹o nªn mét mÉu ®Æc tr ng cña cÊu tróc ®« thÞ. Ruéng trång lóa cã h×nh mÉu « thöa ®Æc tr ng kh¸c víi v ên c©y ¨n qu¶, cã cÊu tróc d¹ng ®èm. - KiÕn tróc (Texture): lμ tÇn sè thay ®æi cña ®é s¸ng (tone) trªn ¶nh. §ã lμ sù tËp hîp c¸c ®Æc ®iÓm cña h×nh ¶nh nh h×nh d¹ng, kÝch th íc, mÉu ®Ó t¹o nªn mét ®¨c ®iÓm riªng biÖt cña ®èi t îng hay nhãm ®èi t îng. CÊu tróc lμ ®Æc ®iÓm t ¬ng ®èi kh¸i qu¸t song l¹i rÊt ®Æc tr ng, gióp cho ng êi ph©n tÝch cã thÓ nhËn diÖn vμ ph©n biÖt mét c¸ch nhanh chãng tõng ®èi t îng tËp hîp thμnh mét d¹ng ®Þa h×nh ®Æc tr ng. VÒ cÊu tróc cã c¸c kh¸i niÖm: th«, mÞn, ®ång t©m, to¶ tia, vßm, ph©n nh¸nh. Ví d : C u trúc m n c tr ng cho tr m tích b r i, c u trúc thô cho c tr ng á macma; c u trúc d ng d i c tr ng cho á tr m tích bi n ch t cao, t ã cã th ph©n bi t c c¸c lo¹i ®¸ kh¸c nhau.. 140
- Bãng (Shadow): lμ phÇn bÞ che lÊp, kh«ng cã ¸nh s¸ng mÆt trêi chiÕu tíi (hoÆc tõ nguån chñ ®éng), do ®ã kh«ng cã ¸nh s¸ng ph¶n håi tíi thiÕt bÞ thu. Bãng th êng ® îc thÓ hiÖn b»ng tone ¶nh ®en trªn ¶nh ®en tr¾ng vμ mμu xÉm ®Õn ®en trªn ¶nh mμu. Bãng cã thÓ ph¶n ¸nh lªn ®é cao cña ®èi t îng. Bãng lμ yÕu tè quan träng t¹o nªn cÊu tróc ®Æc tr ng cho c¸c ®èi t îng. Tuy nhiªn bãng còng lμ phÇn mμ th«ng tin vÒ ®èi t îng kh«ng cã hoÆc rÊt Ýt, v× vËy ph¶i bæ xung l îng th«ng tin ë vïng bãng. - VÞ trÝ (Site): vÞ trÝ cña ®èi t îng trong kh«ng gian ®Þa lý cña vïng nghiªn cøu lμ th«ng sè rÊt quan träng gióp cho ng êi gi¶i ®o¸n cã thÓ ph©n biÖt ®èi t îng. RÊt nhiÒu tr êng hîp cïng mét dÊu hiÖu ¶nh, song ë vÞ trÝ kh¸c nhau l¹i lμ c¸c ®èi t îng kh¸c nhau (®Æc biÖt lμ khi gi¶i ®o¸n b»ng m¾t, m¾t ng êi kh«ng ph©n biÖt ® îc râ c¸c møc kh¸c nhau cña yÕu tè ¶nh). Ví d : bãi b i không th có s n núi m c dù vài c i m trên nh trông r t gi ng d u hi u c a nó. Các bãi b i ch phân b hai bên b sông su i, có màu sáng; còn bên s n núi, các m¶ng màu sáng l i là các nón phóng v t, các i tr t lë ho c vùng canh tác n ng r y. - Màu (colour): màu c a i t ng trên nh màu gi (FCC) giúp cho ng i gi i oán có th phân bi t c nhi u i t ng có c i m tone nh t ng t nh nhau trên nh en tr ng. T h p màu gi thông d ng trong nh Landsat là xanh l (blue), xanh l c(green) và (red), th hi n các nhóm y u t c b n là : th c v t t màu h ng n màu ,n c xanh l nh t n xanh l x m, t tr ng, á l có màu tr ng. Ngoài ra m t s i t ng khác c ng có màu c bi t: ô th màu xanh l , r ng ng p m n: màu x m n màu nâu x m, t tr ng màu cây v ®ông các lo i có màu h ng n màu vàng,.. ngoài ba t h p màu gi ã nêu trên, ng i ta có th t o nên r t nhi u t h p nh màu gi khác b ng ph ng pháp quang h c (dùng các t m l c màu) ho c b ng k thu t x lý nh s . Vì v y khi gi i oán các i t ng trên nh màu gi ph i có nh ng nh h ng ngay t u v t h p màu gi , t ó m i tránh c nh ng s nh m l n ngay t u. 8.1.2.2. Các y u t a k thu t (Geotechnical elements) a. a hình: a hình cho phép phân bi t s b các y u t trên nh, t ó nh h ng r t r trong phân tích. Ví d : - D ng a hình: núi á vôi, i sót, ng b ng, dãy ven bi n, các c n cát ven bi n, lòng sông cæ,.. 141
- Ki u a hình: dãy núi th p c u t o b i núi á vôi, ng b ng i, ng b ng phù sa sông, ng b ng tích t sông bi n, ng b ng tích t do bi n, ng b ng b·i tri u. b. Th c v t: s phân b c a m t ki u th m và c i m c a nó (nh m t tán che, sinh kh i,...) lμ m t d u hi u h t s c quan tr ng phân bi t i t ng kh¸c nh c¸c d¹ng ®Þa h×nh. Ví d : R ng th ng xanh (th ng có nh ng vùng núi cao ho c vùng núi trung bình) c. Hi n tr ng s d ng t: ây v a là m c tiêu v a là d u hi u trong gi i oán b ng m t. Hi n tr ng s d ng t cung c p nh ng thông tin gi¸n tiÕp vμ quan tr ng xác nh các i t ng kh¸c. Ví d : Lúa m t v - vùng ng b»ng cao. Lúa hai v - vùng th p th ng xuyên v a n c, ó là các ng b ng phù sa. HoÆc ®Êt thæ c n«ng th«n ® îc x¸c ®Þnh nhê dÊu hiÖu cña c©y trång xung quanh nhμ ë ( th êng cã mμu ®á trªn ¶nh tæ hîp BGR). d. M ng l i thuû v¨n -sông su i: c ng là m t d u hi u quan tr ng hàng u trong phân tích nh. M ng l i sông su i có quan h r t m t thi t v i d ng a hình, d c l p v phong hoá, n n th ch h c, m¹ng l íi thû v¨n lμ s¶n phÈm qu¸ tr×nh t¸c ®éng cña dßng n íc ch¶y trªn mÆt v¬Ý vËt chÊt nÒn,.® ng th i nó c ng cho bi t c i m c u trúc a ch t c a khu v c.Th«ng qua h×nh ¶nh cña m¹ng l íi thuû v¨n, cã thÓ x¸c ®Þnh ® îc thμnh phÇn vμ cÊu t¹o cña vËt chÊt. Trªn ¶nh viÔn th¸m , cã thÓ ph©n tÝch râ c¸c kiÓu m¹ng l ¬Ý thuû v¨n. Ngoμi ra, cÇn ph©n tÝch c¶ mËt ®é m¹ng l íi thuû v¨n, gi¸ trÞ nμy ® îc sö dông ®Ó xem xÐt møc ®é chia c¾t ngang cña ®Þa h×nh (h×nh 8.2). 142
H×nh 8.2: C¸c kiÓu m¹ng l íi thuû v¨n ®Æc tr ng ph©n tÝch tõ t liÖu viÔn th¸m Có các d ng m ng l i thu v n c b n là: Ki u cành cây Ki u song song Ki u phân nhánh Ki u vành khuyên Ki u ô m ng Ki u vuông góc Ki u to tia Ki u có góc Ki u h ng tâm Ki u b n tóc Ki u b kh ng ch Ki u n Ngoài các d ng c b n ó ng i ta còn chia ra các d ng trung gian: á song song, á phân nhánh; ho c còn chia theo m t : phân nhánh m t cao, m ng m t cao. e. H th ng các khe n t và các y u t d ng tuy n(lineament): Nh ng thông s c a h th ng khe n t c n c xem xét n là: h ng m t , hình d ng, l n. H th ng lineamemt có th liên quan n các ki u t gãy, khe n t l n c a á c ng. ây là m t y u t r t quan tr ng xác nh và phân bi t nhi u b i i t ng ng th i c ng là thông s ánh giá i t ng. Còng cÇn ph©n biÖt c¸c yÕu tè d¹ng tuyÕn nh©n t¹o vμ c¸c yÕu tè d¹ng tuyÕn tù nhiªn VÝ dô vÒ c¸c yÕu tè d¹ng tuyÕn tù nhiªn: C¸c thung lòng hÑp ch¹y dμi, c¸c ®¶o xÕp th¼ng hμng, c¸c s«ng, ®o¹n s«ng th¼ng, c¸c ®o¹n bê biÓn th¼ng, dμi.. ... 8.1.2.3 . Ch×a kho¸ gi¶i ®o¸n ¶nh- tæ h p c¸c y u t gi i o¸n 8.1.2.3. Ch×a kho¸ gi¶i ®o¸n ¶nh( interprated key ) : TËp hîp c¸c yÕu tè gi¶i ®o¸n ® îc gäi lμ ch×a kho¸ gi¶i ®o¸n ¶nh. Lμ kh¸i niÖm thÓ hiÖn sù s¾p xÕp cña c¸c yÕu tè ¶nh, c¸c ®Æc ®iÓm chi tiÕt cña ®èi t îgn t¹o thμnh mét tæng thÓ trong kh«ng gian vÜ m«. Tõ th«ng tin vÒ tæ hîp, ng êi gi¶i ®o¸n cã thÓ ph©n vïng, kiÓm chøng vμ kh¼ng ®Þnh ®Ó nhËn d¹ng c¸c ®èi t îng hoÆc nhãm ®èi t îng, tõ ®ã cã thÓ ph©n biÖt c¸c ®¬n vÞ ®Þa h×nh, c¸c ®¬n vÞ c¶nh quan ®Þa lý, c¸c hÖ sinh th¸i. Trong qu¸ tr×nh gi i o¸n, ngoμi vi c ph©n tÝch c¸c y u t riªng l còng xem xÐt n s t p h p trong kh«ng gian c a t ng nhãm y u t . S t p h p ã cã th t o nªn m t d ng hay m t ki u a h×nh, t ã gióp cho ng i gi i o¸n cã th hi u ch nh, lo i b nh ng sai sãt vμ n©ng cao chÝnh x¸c. Nh v y, trong gi i oán b ng m t ph i n m b t và phân bi t c d u hi u gi i oán vμ ch×a kho¸ gi¶i ®o¸n Công vi c ó yêu c u ng i gi i oán ph i có ki n th c chuyên môn v ng có th 143
k t h p nhu n nhuy n các ki n th c trong quá trình gi i oán nh và ch có nh v y m i a ra k t qu chính xác. Tiêu chu n phân bi t m t i t ng v i các y u t gi i oán v i t ng ó thì c g i là chià khóa gi i oán (interpretation key). Các chià khóa gi i oán d a vào kinh nghi m và ki n th c c thi t l p cùng nh ng nghiên c u trên m t t m nh c th c a ng i phân tích. Thông th ng, 8 y u t gi i oán (kích th c, hình d ng, bóng, tone, màu, c u trúc, m u và t h p m i quan h ) c ng nh th i gian ch p nh, mùa, ki u phim, t l nh,.. s c xem xét k thi t l p nên chìa khóa gi¶i oán. Chìa khóa thông th ng bao g m c ph n mô t và các thành ph n c a hình nh. Thông qua vi c hi u rõ các chìa khóa gi i oán, ng i phân tích có th liên h m r ng phân tích các vùng khác. Thông th ng, chìa khóa c dùng cho m t b c nh ho c cho m t vùng có th i gian ch p nh, công ngh t o nh gi ng nhau. Ví d : Chìa khóa gi i oán c a m t s i t ng trên nh LANDSAT (trên các band và trên nh t ng h p màu gi FCC) c nêu trong b ng 8.1. B¶ng 8.1: Ch×a kho¸ gi¶i ®o¸n cña mét sè ®èi t îng trªn ¶nh Landsat. it ng Band Band Band Band ¶nh màu gi 4 5 6 7 BGR RGB ( 4,5,7) ( 4,5,7) Mây W W W W W W S ng mù W W - - W W R ng DOR BL W W R G Bãi c G.R DG W W P BY t tr ng G.R W W W W W t t G.R W GR DGR LB RP ô th G.R W GR DGR LB RP N c DGR BL BL BL B BP Bóng BL BL BL BL BL BL Ghi chú: PW: tr ng sáng R: ; BL: xanh l sáng; P: h ng; Y: vàng; G: xanh l c RP: h ng; DGR: xanh t i; B: xanh l ; BY: vàng sáng; BP: xanh; BL: en W: tr ng. §Ó chi tiÕt h¬n, ch×a kho¸ gi¶i ®o¸n ® îc thμnh lËp bao gåm ®Çy ®ñ c¸c yÕu tè gi¶i ®o¸n ®· nªu ë trªn (B¶ng 8.2) 144
B¶ng 8.2: Ch×a kho¸ gi¶i ®o¸n ¶nh theo ®Êu hiÖu cña ®èi t îng trªn ¶nh . YÕu tè ¶nh yÕu tè ®Þa kü thuËt §èi §é Mμu H×nh KÝch CÊu KiÕn Bãng Sö lineament m¹ng t îng s¸ng d¹ng th íc tróc tróc dông l íi ®Êt TV 1 2 8.1.2.4. quy tr×nh gi¶i ®o¸n ¶nh thanh lËp b¶n ®å chuyªn ®Ò Theo nh ng kinh nghi m c a nhi u ng i, các công an c n th c hi n thành l p b n chuyên t nh c h th ng trong s¬ ®å sau ( h×nh 8.3) Theo s nμy, các công vi c bao g m các b c c th nh sau : - Chu n b ¶nh: xem các khái quát hình nh v ®Þnh h íng ¶nh theo vÞ trÝ ®Þa lý, t l , màu s c, phân gi i, t li u., thêi gian thu ¶nh.. -Các công vi c c c : c các ch d n, t¹o b¶n ®å c¬ së, nh h ng nh theo b n c s - c nh: c các s li u phân tích xây d ng chìa khóa gi i oán - o c nh: o c chi u dài, chi u cao gi a các it ng (v i nh máy bay, o c m t nh...). - Phân tích nh: khai thác các i t ng ho c phân tích các hi n t ng có trên nh (phân lo i, khai thác,chØnh lý ...) - Thành l p b n chuyên : chuy n k t qu phân tích lên b n c¬ së, hoàn ch nh h th ng chú gi i và b n . 8.1.2.5. Nh÷ng vÊn ®Ò cÇn l u ý trong gi¶i ®o¸n ¶nh b»ng m¾t * Nh÷ng vÊn ®Ò vÒ nguyªn t¾c - B ng m t th ng ho c các d ng c quang h c t n gi n n ph c t p, ng i gi i oán có th b ng nh ng ki n th c th c t và kinh nghi m phân tích nh, cho phép thành l p nên các b n chuyên m t cách nhanh chóng, t ng i chính xác và ti n l i. - Công vi c phân tích nh b ng m t có th áp d ng cho nhi u chuyên ngành khác nhau, trong nh ng nh ng i u ki n trang thi t b khác nhau (t n gi n n hi n i) 145
H×nh 8.3: Quy tr×nh ph©n tÝch ¶nh b»ng m¾t thμnh lËp b¶n ®å chuyªn ®Ò 146
- Phân tích b ng m t có th coi là m t ph ng pháp ph bi n nh t và v n có th áp ng và v n có th áp ng m c chính xác c n thi t, công vi c ó ph thu c r t nhi u vào ng i phân tích nh, k c kinh nghi m chuyên môn , ki n th c nh, ki n th c b n ... * Nh÷ng vÊn ®Ò vÒ kü thuËt TiÕp cËn hÖ thèng trong ph©n tÝch ¶nh b»ng m¾t - C¸c dÊu hiÖu ph©n tÝch ® îc ph¸t hiÖn trùc tiÕp (direct signatures): Trªn t liÖu ¶nh viÔn th¸m trong nhiÒu tr êng hîp cã thÓ gióp ph©n biÖt ® îc trùc tiÕp c¸c ®èi t îng, ®Æc biÖt lμ ®èi víi ¶nh tû lÖ lín (¶nh m¸y bay, ¶nh vÖ tinh tØ lÖ lín) hay víi nh÷ng c¶nh quan ®Þa lý mμ ë ®ã ®èi t îng cã kÝch th íc vμ quy m« lín (nh vïng ®« thÞ cña c¸c n íc ph¸t triÓn, ®Êt n«ng nghiÖp ë nhiÒu n íc ch©u ¢u,...). Tuy nhiªn, trong phÇn lín c¸c t liÖu viÔn th¸m, viÖc ph©n biÖt c¸c ®èi t îng cÇn thiÕt ph¶i cã sù tiÕp cËn hÖ thèng. Khi ®· ph©n tÝch ® îc c¸c dÊu hiÖu trªn ¶nh, ng êi gi¶i ®o¸n ph¶i kÕt hîp víi c¸c kiÕn thøc chuyªn m«n vμ c¸c kiÕn thøc kh¸c ®Ó suy luËn, néi suy, lý gi¶i ®Ó t×m ra c¸ch tr¶ lêi ®óng c¸c c©u hái: t¹i sao nh v©y? §ã lμ c¸i g×? VÝ dô: sù x¾p xÕp th¼ng hμng cña 2 hμng c©y ®éc lËp, c¸c ®Æc ®iÓm d©n c trªn kho¶ng c¸ch dμi sÏ lý gi¶i cho sù tån t¹i mét con ® êng ë gi÷a. C¸c ®iÓm cã thùc vËt ph¸t triÓn ph©n bè theo nh÷ng quy luËt nhÊt ®Þnh ë gi÷a vïng ®ång b»ng sÏ lý gi¶i cho sù tån t¹i c¸c lμng xãm, tô ®iÓm d©n c n«ng th«n ë c¸c vïng canh t¸c lóa n íc. - Ch×a kho¸ tiªu biÓu (Selective Key): lμ tËp hîp c¸c dÊu hiÖu tiªu biÓu nhÊt cho mét ®èi t îng, mét khu vùc. - Ch×a kho¸ lo¹i trõ (Elimination Key): lμ mét sè dÊu hiÖu kh¸c th êng so víi c¸c dÊu hiÖu tiªu biÓu. Sù tån t¹i cña c¸c dÊu hiÖu nμy lμ do sù xuÊt hiÖn cña mét sè ®èi t îng kh¸c hoÆc do nh÷ng nhiÔu tù nhiªn hoÆc nh©n t¸c. VÝ dô: ë gi÷a c¸c c¸nh ®ång lóa cã tån t¹i c¸c ®iÓm trång mμu hoÆc c¸c m¶ng trång c©y c«ng nghiÖp hoÆc cã c¸c ®iÓm d©n c , c¸c khu vùc nghÜa ®Þa. - Ch×a kho¸ t¸ch biÖt (Selected Key): lμ sù lùa chän ®Ó t×m ra dÊu hiÖu ®Æc thï nhÊt cho mét ®èi t îng, mét hiÖn t îng cÇn ph©n biÖt vÝ dô: sù kh¸c biÖt cña m¹ng l íi thuû v¨n . Trong qu¸ tr×nh ph©n tÝch hÖ thèng, ph¶i cã sù hiÓu biÕt kü vÒ khu vùc, vÒ ®Æc ®iÓm ®èi t îng vμ nh÷ng t¸c ®éng tù nhiªn, nh©n t¸c lμm thay ®æi c¸c dÊu hiÖu, sù suy gi¶i logic lμ rÊt cÇn thiÕt, gióp cho ng êi gi¶i ®o¸n ® a ra kÕt qu¶ ®óng nhÊt. Trong viÖc ph©n tÝch hÖ thèng cÇn thiÕt ph¶i ph¸t hiÖn ra c¸c kiÓu ch×a kho¸ gi¶i ®o¸n . 147
Tæ hîp lo¹i film vμ filter ViÖc nghiªn cøu tæ hîp film - filter ®Ó t¹o thμnh ¶nh lμ mét c«ng viÖc rÊt quan träng trong gi¶i ®o¸n. Trong phÇn ®Çu cña ch ¬ng ®· ®Ò cËp ®Õn c¸c c¬ chÕ t¹o mμu, läc mμu, c¸c d¶i sãng vμ tÝnh chÊt cña ®èi t îng tù nhiªn. C¸c th«ng tin khai th¸c ® îc tõ ¶nh cã thÓ kh¼ng ®Þnh cho tÝnh chÊt cña ®èi t îng khi kÕt hîp chÆt chÏ víi c¸c th«ng tin vÒ film - filter. VÝ dô: mμu ®á magenta trªn tæ hîp B-G-R th× chØ cã thÓ ®Æc tr ng cho tÝnh chÊt thùc vËt (liªn quan ®Õn Chlorophyl trong l¸ c©y). Th«ng tin ®a thêi gian (Multitemporal data) C¸c th«ng tin vÒ thêi vô lμ rÊt quan träng trong ph©n tÝch ¶nh. C¸c th«ng tin nμy cã liªn quan ®Õn sù biÕn ®æi tÝnh chÊt ¶nh cña c¸c ®èi t îng. C¸c th«ng tin ®ã lμ: thêi vô gieo trång, ®é thuû v¨n, thêi vô t¨ng tr êng cña c©y cèi trong n¨m (ra hoa, kÕt tr¸i, qu¶ chÝn, thu ho¹ch xong, l¸ vμng, l¸ rông, mäc l¸ míi…). Ngoμi ra mét sè ®Æc ®iÓm kh¸c cña ®èi t îng còng biÕn ®æi theo tÝnh mïa vô. VÝ dô: s«ng cã n íc, c¹n n íc, n íc s«ng cã phï sa hay kh«ng cã hoÆc Ýt phï sa, ®Êt kh« hoÆc ®Êt ít... Sù thay ®æi tÝnh chÊt ¶nh cña ®èi t îng ® îc thÓ hiÖn chñ yÕu ë ®é s¸ng vμ mμu s¾c bÞ thay ®æi. TØ lÖ ¶nh lμ yÕu tè ®Çu tiªn cÇn ® îc quan t©m ®Õn trong c«ng viÖc gi¶i ®o¸n. TØ lÖ ¶nh cã liªn quan ®Õn kÝch th íc cña c¸c ®èi t îng vμ ®é ph©n gi¶i - hay kh¶ n¨ng t¸ch biÖt c¸c ®èi t îng tõ ¶nh. C¸c lo¹i tØ lÖ ¶nh th«ng dông (b¶ng 8.2). B¶ng 8.2: B¶ng tû lÖ c¸c lo¹i ¶nh TØ lÖ DiÖn tÝch mét ¶nh Ghi chó (Km x Km) - ¶nh m¸y bay: Chôp víi èng kÝnh trªn ¶nh 1 : 30000 29,9 x 29,9 152mm 1 : 20000 27,6 x 27, 6 152mm 1 : 80000 18,4 x 18, 4 152mm 1 : 65000 14,9 x 14,9 35mm 1 : 58000 13,8 x 13, 8 1 : 40000 9,2 x 9, 2 1 : 24000 5,5 x 5, 5 1 : 20000 4,6 x 4, 6 1 : 15840 3,6 x 3, 6 1 : 6000 1,4 x 1, 4 Tuú thuéc ®é phãng tõ film gèc ë tØ lÖ - ¶nh vÖ tinh LANDSAT: 185 x 185 1: 3.106 1 : 106 Tuú thuéc ®é phãng tõ film gèc ë - ¶nh SPOT: 148
1: 106 60 x 60 tØ lÖ 1: 3.106 X¸c ®Þnh hÖ thèng ph©n lo¹i (Classification System) X¸c ®Þnh hÖ thèng ph©n lo¹i trong ph©n tÝch ¶nh nghÜa lμ x¸c ®Þnh hÖ thèng chó gi¶i cho b¶n ®å hoÆc s¬ ®å mμ ng êi ph©n tÝch sÏ thiÕt lËp tõ ¶nh, ®©y lμ c«ng viÖc hÕt søc quan träng. Cã hai c¬ së ®Ó x¸c ®Þnh hÖ thèng ph©n lo¹i lμ: - ChØ tiªu ph©n lo¹i cña b¶n ®å chuyªn ®Ò g×? TØ lÖ nμo? Sè ®¬n vÞ b¶n ®å cÇn x¸c ®Þnh? VÝ dô: trªn thÕ giíi hay sö dông hÖ thèng ph©n lo¹i cña Mü US65 cho viÖc thμnh lËp b¶n ®å sö dông ®Êt , ë ViÖt Nam th× dïng hÖ thèng cña tæng côc ®Þa chÝnh ( nay lμ Bé tμi nguyªn m«i tr êng). - Kh¶ n¨ng ph©n biÖt c¸c ®èi t îng trªn ¶nh. Kh¸i niÖm ®¬n vÞ b¶n ®å nhá nhÊt (Minimum mapping unit - MMU) ® îc ¸p dông ®Ó cã thÓ x©y dùng ® îc b¶n ®å cã ®é chi tiÕt cao nhÊt. §«i khi, do tØ lÖ vμ yªu cÇu cña b¶n ®å mμ ng êi ph©n tÝch buéc ph¶i lo¹i bá c¸c chi tiÕt, kh¸i qu¸t ho¸ song vÉn ®¶m b¶o tÝnh chÊt c¸c ®¬n vÞ vμ ®¸p øng ® îc vÒ néi dung b¶n ®å, ph ¬ng ph¸p nμy cÇn ® îc phèi hîp chÆt chÏ víi c¸c nguyªn t¾c cña tõng chuyªn m«n ®Ó ® a ra ® îc kÕt qu¶ hoμn h¶o. VÝ dô khi gi¶i ®o¸n ®Þa chÊt, ®Þa m¹o, l©m nghiÖp,... viÖc kh¸i qu¸t hãa lμ hÕt søc cÇn thiÕt. ChuÈn bÞ ¶nh t liÖu Tr íc khi gi¶i ®o¸n cÇn ph¶i chuÈn bÞ ¶nh ®ª ph©n tÝch cã hiÓu qu¶ nhÊt, mét sè c«ng viÖc ph¶i thùc hiÖn gåm cã: - ChuÈn bÞ ¶nh m¸y bay X¸c ®Þnh vïng chång phñ, xÕp ¶nh theo tuyÓn, x¸c ®Þnh h íng thuËn cho viÖc ®äc hiÖu øng lËp thÓ. X¸c ®Þnh vïng cã ®é lÖch Ýt nhÊt ®Ó gi¶i ®o¸n (gäi lμ vïng hiÖu qu¶ - effective area), x¸c ®Þnh c¸c ®iÓm trªn ¶nh ¶nh vμ trªn b¶n ®å c¬ së (Base map) ®Ó dÔ dμng vÏ hoÆc n¾n chØnh sau. Vïng hiÖu qu¶ ® îc x¸c ®Þnh b»ng bèn ®o¹n th¼ng nèi víi nhau, lÊy vÝ dô chia c¸c vïng phñ chång. - ChuÈn bÞ ¶nh vÖ tinh C¸c c«ng viÖc cÇn chuÈn bÞ gåm cã: b¶n ®å c¬ së vïng ®Ó ®iÒu vÏ hoÆc n¾n chØnh. Trªn b¶n ®å c¬ së cã c¸c yÕu tè ®Þa h×nh c¬ b¶n, c¸c ®iÓm n¾n, hÖ thèng s«ng suèi chÝnh, mét sè ®iÓm hμnh chÝnh chñ yÕu trong khu vùc. X¸c ®Þnh tr êng cña ¶nh, ®Æt ¶nh theo h íng B¾c Nam. Ngoμi ra, ph¶i chuÈn bÞ giÊy can ®óng tiªu 149
chuÈn, t¹o b¶n ®å ngay trªn giÊy can vμ trong qu¸ tr×nh gi¶i ®o¸n cã thÓ ®iÒu vÏ vμ n¾n chØnh c¸c kÕt qu¶ gi¶i ®o¸n ngay trªn giÊy can. ThiÕt bÞ gi¶i ®o¸n ¶nh - ThiÕt bÞ gi¶i ®o¸n ¶nh m¸y bay CÇn chuÈn bÞ kÝnh lËp thÓ vμ luyÖn kh¶ n¨ng nh×n ®Ó cã hiÖu øng lËp thÓ. §Ó luyÖn m¾t, tr íc hÕt cÇn nh×n víi cÆp h×nh kiÓm tra. Cã nhiÒu lo¹i kÝnh lËp thÓ tõ ®¬n gi¶n ®Õn phøc t¹p. KÝnh lËp thÓ ®¬n gi¶n chØ cã cÆp kÝnh dïng ®Ó nh×n chø kh«ng ®o ® îc ®é cao. KÝnh lËp thÓ cã thÓ ®o ® îc ®é cao th êng cã ®é phãng ®¹i lín h¬n (2 - 4) vμ cã th íc thÞ sai. KÝnh lo¹i nμy ® îc gäi lμ kÝnh lËp thÓ g ¬ng (Minor Stereoscope). Lo¹i kÝnh lËp thÓ cã ®é chÝnh x¸c cao h¬n vμ cã ®é phãng ®¹i cao h¬n nhiÒu (2,5 - 10 lÇn hoÆc 20 lÇn) ® îc gäi lμ kÝnh lËp thÓ phãng ®¹i (Zoom Stereoscope) hoÆc cã thªm c¶ bé phËn ®Ìn räi s¸ng (Lightable and Zoom Stereoscope) ë c¸c bé phËn chuyªn m«n lo¹i kÝnh lËp thÓ th êng cã g¾n thªm bé phËn n¾n vμ vÏ lªn b¶n ®å gäi lμ m¸y lËp thÓ phãng ®¹i chuyÓn vÏ (Stereo – Zoom Transferscope). PhÇn tiÕp theo sÏ giíi thiÖu vÒ mét sè thiÕt bÞ gi¶i ®o¸n ¶nh. ThiÕt bÞ gi¶i ®o¸n ¶nh phôc vô c¸c chøc n¨ng yªu cÇu khi gi¶i ®o¸n ®ã lμ: 1) ThiÕt bÞ nh×n 2) ThiÕt bÞ ®o ®¹c ¶nh 3) ThiÕt bÞ chuyÓn ®æi 150
C¸c thiÕt bÞ nh×n Môc ®Ých cña viÖc dïng thiÕt bÞ nh×n ®Ó t¹o mét ¶nh næi. Nguyªn lý t¹o ¶nh næi lμ khi chóng ta cã 2 m¾t vμ nh×n mét ®èi t îng kh«ng gian tõ hai ®iÓm nh×n kh¸c nhau. §iÒu ®ã t¹o ra mét nhËn thøc s©u vÒ vËt vμ hai m¾t cho chóng ta kh¶ n¨ng nh×n vËt tõ hai phÝa nh mét ¶nh næi. Khi hai tÊm ¶nh hμng kh«ng chôp phñ chång nªn nhau, ®iÓm phñ chång cã thÓ ® îc nh×n tõ hai vÞ trÝ kh¸c nhau (vÞ trÝ chôp tr íc vμ vÞ trÝ chôp sau). B»ng viÖc nh×n tõ hai vÞ trÝ chôp kh¸c nhau cho phÐp t¹o ra mét ¶nh næi stereo. H×nh 8.4 minh häa 2 ¶nh dïng ®Ó kiÓm tra kÝnh lËp thÓ vμ kh¶ n¨ng nh×n næi cña 1 cÆp hai ¶nh kh¸c nhau nh×n b»ng 2 m¾t.. H×nh 8.4: KiÓm tra nh×n Stereo (theo Courtesy Zeis,Inc.) Víi 2 h×nh ë trªn, ng êi gi¶i ®o¸n ph¶i thö vμ ®iÒu tiÕt m¾t ®Ó kh¶ n¨ng nh×n lËp thÓ ® îc chÝnh x¸c vÞ trÝÓtªn d íi theo chiÒu th¼ng ®øng cña c¸c h×nh cã sè thø tù kh¸c nhau tõ 1 ®Õn 8. ThiÕt bÞ nh×n cã nhiÒu lo¹i kh¸c nhau ® îc liÖt kª d íi ®©y: a) stereoscope thÊu kÝnh b) stereoscop g ¬ng a) stereoscop g ¬ng cÇu tay b) interpreterscope C¸c thiÕt bÞ ®o ¶nh ThiÕt bÞ ®¬n gi¶n nhÊt dïng ®Ó ®o kho¶ng c¸ch gi÷a hai ®iÓm trªn ¶nh lμ l íi. ThiÕt bÞ hiÖn ®¹i h¬n lμ thiÕt bÞ sè hãa täa ®é ®iÖn tö. Ngoμi ra cßn cã thiÕt bÞ ®o mang tªn planimeter. H×nh 8.6 lμ minh häa l íi ®o ®Æt trªn ¶nh m¸y bay ®Ó ®o diÖn 151
tÝch c¸c ®èi t îng gi¶i ®o¸n. H×nh 8.7 lμ thiÕt bÞ sè hãa ®iÖn tö, dïng ®Ó sè ho¸ c¸c ®èi t îng trªn ¶nh hμng kh«ng. C¸c thiÕt bÞ chuyÓn ®æi ThiÕt bÞ chuyÓn ®æi nh»m phãng to thu nhá ¶nh. ThiÕt bÞ cã thÓ kÓ ra lμ thiÕt bÞ phãng vμ chuyÓn ®æi (Zoom transfering)- h×nh 8.8, thiÕt bÞ ph©n tÝch vμ chuyÓn ®æi kÕt hîp t¹o mμu (Color additive viewer), thiÕt bÞ nèi víi m¸y tÝnh kÕt hîp vidio ®å häa (h×nh 8.9). H×nh 8.5: Mét sè kiÓu kÝnh soi kh¸c nhau: a) steoreocope thÊu kÝnh; b) Steoreoscope g ¬ng c) Steoreos cope g ¬ng bá tói; d) interpreterscope (Theo Wild Heerbrugg) H×nh 8.6: L íi phñ ®o ®¹c H×nh 8.7: ThiÕt bÞ sè hãa täa ®é ®iÖn tö trªn kh«ng ¶nh (Theo Courtesy Numowics corp) 152
H×nh 8.8: Thiªt bÞ phãng vμ chuyÓn H×nh 8.9: Thiªt bÞ m¸y tÝnh ®æi kÕt qu¶ gi¶i ®o¸n video - ®å häa - ThiÕt bÞ gi¶i ®o¸n ¶nh vÖ tinh Dông cô ®Ó gi¶i ®o¸n th êng ®¬n gi¶n nh kÝnh lóp, cßn lo¹i dông cô phøc t¹p h¬n lμ m¸y tæng hîp mμu (Color additive Viewer) dïng ®Ó t¹o nªn c¸c tæ hîp mμu kh¸c nhau tõ phim ®en tr¾ng cña c¸c band phæ riªng biÖt. Th«ng th êng, tæ hîp mμu ® îc t¹o nªn tõ 3 band phæ, song còng cã thÓ dïng 4 band víi m¸y tæng hîp mμu ®a phæ (Color additive viewer). § a th«ng tin chuyªn ®Ò lªn b n c s : Khi gi¶i ®o¸n xong, ph¶i ® a th«ng tin chuyªn dÒ lªn b¶n ®å c¬ së, yªu cÇu cña b¶n ®å c¬ së lμ: - Cã c¸c th«ng tin c¬ b¶n vÒ khu vùc: ®Þa h×nh, ®Þa danh.. - T l thích h p a lên ó các thông tin phân tích t nh - H th ng t a thi t l p theo t a a lý tiêu chu n. - Thông tin trên b n c s c in v i màu sáng nh m t n n khi v b n chuyên s làm n i rõ các thông tin phân tích t nh. Thông th ng v i b n a hình t l 1/50.000, 1/100.000, 1/250.000, nh ng b n c s c thành l p cho phép nâng cao chính xác c a k t qu gi i ®o¸n. V i vi c nghiên c u bi n, các h i t l 1/50.000 - 1/500.000 c xem là nh ng h i c s .V i h chi u UTM cho phép ù chuy n các thông tin phân tích c lên b n c s , c bi t là khi thành l p b n r ng (Murai, 1993). 153
Các ph ng pháp chuy n thông tin lên b n c s bao g m: - H a l i: s d ng bàn sáng chuy n thông tin phân tích t nh lên b n c s . Tr ng h p n y có s d ng ph ng pháp n n ch nh t ng ph n tr¸nh nh ng sai l ch gi a nh và b n (do s in phun nh) H×nh 8.10: ¶nh vÖ tinh Landsat tØnh Hoμ B×nh (10/11/2000). H×nh 8.11: B¶n ®å Sö dông ®Êt tØnh Hoμ B×nh gi¶i ®o¸n tõ ¶nh 8.10. 154
- Chi u quang h c : s d ng m¸y chi u (nh t¸c d ng c a c¸c th u kÝnh và g ng ). Khichuy n k t qu ph©n tÝch lªn b¶n ®å, th ng s d ng máy chuy n v (zoom tranfer scope) hay m¸y chi u g ng (micro projector). - Chuy n theo h th ng l i: v h th ng l i lªn nh và chuy n th«ng tin theo l ic ab n c s . - S d ng m¸y o v nh d ng plotter chuy n th«ng tin lªn b n c s , (m¸y photogrametric plotter). 8.2. Xö lý ¶nh sè (Digital Image Processing) Xö lý ¶nh sè lμ sù ®iÒu khiÓn vμ ph©n tÝch c¸c th«ng tin ¶nh d¹ng sè víi sù trî gióp cña m¸y tÝnh. Xö lý ¶nh sè lμ mét c«ng viÖc rÊt quan träng trong viÔn th¸m vμ cã vai trß t ¬ng tù nh ph©n tÝch ¶nh b»ng m¾t. Xö lý ¶nh sè ®· ® îc b¾t ®Çu tõ nh÷ng n¨m 1960 víi mét sè l îng h¹n chÕ c¸c c«ng tr×nh nghiªn cøu. ChØ tõ 1972 khi vÖ tinh LANDSAT ® îc phãng lªn th× xö lý ¶nh sè míi ® îc ph¸t triÓn mét c¸ch réng r·i. Th«ng th êng xö lý ¶nh sè ¸p dông cho t liÖu vÖ tinh song còng cã thÓ ¸p dông cho t liÖu thu ® îc tõ m¸y bay. Yªu cÇu c¬ b¶n lμ nguån t liÖu ph¶i ë d¹ng sè vμ th«ng th êng lμ ® îc t¹o tõ ph ¬ng ph¸p chôp quÐt scanning. Tr íc ®©y, ph ¬ng ph¸p xö lý sè ® îc ¸p dông h¹n chÕ mét trong nh÷ng nguyªn nh©n c¬ b¶n lμ gi¸ thμnh m¸y tÝnh vμ phÇn mÒm qu¸ ®¾t. HiÖn nay, do gi¸ thμnh m¸y tÝnh thÊp dÇn vμ phÇn mÒm cμng ® îc ph¸t triÓn nhiÒu, nguån t liÖu sè l¹i rÊt ®a d¹ng nªn kü thËt xö lý ¶nh sè ngμy cμng ® îc ¸p dông réng r·i - ®Æc biÖt lμ ® îc kÕt hîp chÆt chÏ víi viÖc xö lý hÖ th«ng tin ®Þa lý - GIS. Trong c¸c phÇn mÒm xö lý, sù ph¸t triÓn cña c«ng nghÖ tin häc cho phÐp ¸p dông nhiÒu phÐp tÝnh to¸n tõ ®¬n gi¶n ®Õn phøc t¹p víi tèc ®é rÊt cao. PhÇn tr×nh bμy d íi ®©y chØ ®Ò cËp ®Ôn c¸c kü thuËt biÔn ®æi vμ khai th¸c th«ng tin tõ t liÖu viÔn th¸m d¹ng sè (digital). 8.2.1. C¸c khu«n d¹ng ¶nh sè Trong viÔn th¸m, tuú theo sù bè trÝ t«ng tin cña tõng pxel cña c¸c kªnh phæ kh¸c nhau mμ ng êi ta chia ra 3 lo¹i khu«n d¹ng ¶nh chÝnh lμ (h×nh 8.12) - BIL : th«ng tin cña tõng kªnh ph©n bè theo tõng hμng pixel xen kÏ - BSQ: th«ng tin cña tõng kªnh bè trÝ lÇn l ît theo tõng hμng - BIP : th«ng tin cña c¸c kªnh bè trÝ xen kÏ theo lÇn l ît tõng pixel Yªu cÇu cña c¸c phÇn mÒm xö lý ¶nh sè lμ ph¶i ®äc vμ xö lý ® îc c¸c khu«n d¹ng d÷ liÖu sè. 8.2.2. C¸c kü thuËt xö lý ¶nh sè Cã nhiÒu kü thuËt kh¸c nhau, song cã thÓ tËp trung thμnh 4 nhãm chÝnh: 155
1. C¸c kü thuËt t¨ng c êng chÊt l îng ¶nh (image enhancement) 2. C¸c kü thuËt t¸ch chiÕt th«ng tin (information extraction) 3. C¸c kü thuËt ph©n lo¹i ¶nh ( image classification). 4. C¸c kü thuËt chØnh söa, kh«i phôc h×nh ¶nh (image restoration) Nh÷ng vÊn ®Ò ® îc tr×nh bμy sÏ chØ ®Ò cËp ®Õn c¸c nguyªn lý c¬ b¶n chø kh«ng ®i s©u vμo khÝa c¹nh to¸n häc. 8.2.2.1 C¸c kü thuËt biÕn ®æi, chØnh söa ¶nh Lμ viÖc ph¸t hiÖn vμ kh«i phôc l¹i c¸c phÇn h×nh ¶nh bÞ tèi do qu¸ tr×nh quÐt, thu nhËn vμ truyÒn h×nh ¶nh. Nguyªn nh©n c¸c lçi lμ do bÞ nhiÔu, do bÞ bá sãt th«ng tin. Môc tiªu cña kü thuËt lμ kh«i phôc l¹i h×nh ¶nh gÇn nh h×nh ¶nh ban ®Çu - ®ã lμ kü thËt cosmetic - söa ch÷a bªn ngoμi. Kü thuËt kh«i phôc h×nh ¶nh t ¬ng ®èi ®¬n gi¶n: Kh«i phôc sù mÊt th«ng tin theo quy luËt - Do mét band phæ cña LANDSAT cã 6 detector (con m¾t ®iÖn tö), mçi detector cung cÊp th«ng tin cña 1 hμng trong qu¸ tr×nh quÐt hoÆc truyÒn, th«ng tin cña mét trong 6 detector bÞ mÊt vμ hμng ®ã trë thμnh ®en v× mang gi¸ trÞ 0. Ph ¬ng ph¸p kh¾c phôc lμ tÝnh gi¸ trÞ DN trung b×nh cña toμn c¶nh, gi¸ trÞ trung b×nh ®ã ® îc g¾n gi¸ trÞ DN cho hμng bÞ thiÕu b»ng c¸ch lÊy gi¸ trÞ trung b×nh gi÷a hμng trªn vμ hμng d íi (tÝnh trßn sè). Tuy nhiªn viÖc kh«i phôc nμy chØ t¹o nªn ¶nh nh©n t¹o chø kh«ng ph¶i ¶nh gèc. - T ¬ng tù nh trªn, song trong tr êng hîp nμy hμng thø 6 l¹i chøa c¸c gi¸ trÞ DN cao gÊp 2 lÇn gi¸ trÞ trung b×nh, tõ ®ã c¸c hμng nμy cã mμu tr¾ng. Ph ¬ng ph¸p nμy x©y dùng ®å thÞ ph©n bè ®é s¸ng (Hystogram) cña 6 hμng trªn ¶nh, tÝnh gi¸ trÞ trung b×nh trªn ®å thÞ (ë gi÷a) ®Ó g¾n cho hμng bÞ thiÕu. HoÆc cã thÓ so s¸nh gi¸ trÞ trung b×nh vμ gi¸ trÞ ë gi÷a ®Ó t×m ra gi¸ trÞ phï hîp g¾n cho hμng bÞ thiÕu. - Trong nhiÒu tr êng hîp cø c¸ch mét hμng l¹i cã phÇn ®Çu hoÆc cuèi cña mét sè hμng tiÕp theo bÞ mÊt th«ng tin, lμm cho phÇn ®ã bÞ ®en, c¸ch kh¾c phôc còng t ¬ng tù nh nh÷ng ph ¬ng ph¸p trªn. §iÒu chØnh ¶nh h ëng cña khÝ quyÓn Nh ë phÇn ®Çu ®· nªu, khÝ quyÓn cã ¶nh h ëng lín ®Õn qu¸ tr×nh quÐt vμ truyÒn th«ng tin, lμm nhiÔu vμ sai lÖch c¸c th«ng tin thùc tÕ. VÝ dô bãng m©y vμ mÆt n íc trªn ¶nh cã cïng gi¸ trÞ DN = 0 ë band 7. NhiÒu tr êng hîp nhiÔu do khÝ quyÓn chØ ¶nh h ëng ®Õn band nμy mμ kh«ng ¶nh h ëng tíi band kh¸c. Kü thuËt ®Ó chØnh gåm cã: chØnh theo hystogram cña tõng band, chØnh b»ng c¸c fitter (läc thÊp). Ngoμi ra, cã thÓ kh¾c phôc b»ng c¸ch sö dông ¶nh phñ chång cña ¶nh kÕ tiÕp ®Ó lo¹i bá m©y ë ¶nh tr íc. 156
H×nh 8.12 : CÊu tróc c¸c khu«n d¹ng ¶nh chÝnh trong viÔn th¸m : BSQ,BIL,BIP HiÖu chØnh h×nh häc Qu¸ tr×nh quÐt, truyÒn th«ng tin ®Ó ghi nhËn sÏ xuÊt hiÖn nhiÒu lo¹i h×nh mÐo vÒ h×nh häc, cã hai hiÖn t îng mÐo chÝnh: mÐo kh«ng hÖ thèng vμ mÐo hÖ thèng. - MÐo kh«ng hÖ thèng: lμ sù mÐo kh«ng æn ®Þnh vÒ mÆt h×nh häc, nguyªn nh©n lμ do tèc ®é bay cña m¸y bay (hoÆc vÖ tinh), ®é cao, gãc nh×n cña thiÕt bÞ, d¶i quÐt. §Ó n¾n chØnh sù mÐo kh«ng hÖ thèng, ph¶i cã hÖ thèng ®iÓm kiÓm tra d íi mÆt ®Êt ®èi chiÕu ®Ó x¸c ®Þnh chÝnh x¸c ® îc täa ®é c¸c ®iÓm trªn ¶nh, ®èi chiÕu víi b¶n ®å vμ sö dông c¸c phÐp n¾n chØnh. KÕt qu¶ n¾n chØnh, ¶nh sÏ ® îc ® a vÒ ®óng kÝch th íc vμ vÞ trÝ ®Þa lý. 157
- MÐo cã hÖ thèng: nguyªn nh©n cña mÐo hÖ thèng vÒ mÆt h×nh häc lμ do ¶nh h ëng cña thiÕt bÞ. Qu¸ tr×nh quÐt, tèc ®é g ¬ng bÞ thay ®æi vμ ® êng bÞ kÐo v»n xuèng. Nh vËy, theo mét quy luËt ®Òu, c¸c ® êng quÐt ®Òu bÞ mÐo gièng nhau khi so s¸nh gi÷a phÇn träng t©m vμ phÇn hai c¹nh cña h×nh ¶nh. Mét hiÖn t îng kh¸c lμ ® êng quÐt bÞ kÐo lÖch vÒ mét phÝa. Sù lÖch hÖ thèng ®ã ® îc gäi lμ sù lÖch toμn c¶nh - Panoramic distortion. ViÖc kh¾c phôc c¸c hiÖn t îng lÖch hÖ thèng t ¬ng ®èi ®¬n gi¶n b»ng c¸ch n¾n hÖ thèng theo ch ¬ng tr×nh phÇn mÒm trong m¸y tÝnh. Phim ¶nh sÏ ® îc in ra sau khi xö lý n¾n hÖ thèng. Ngoμi ra ®Ó kh¾c phôc hiÖn t îng mÐo nμy, mμ nguyªn nh©n lμ hÖ thèng quÐt ngang ng êi ta ®· chÕ t¹o hÖ thèng quÐt däc (nh trong SPOT). Tuy nhiªn mçi hÖ th«ng ®Òu cã nh÷ng u nh îc ®iÓm riªng, khi quÐt däc l¹i cã sù mÐo theo hμng däc. b. T¨ng c êng chÊt l îng ¶nh T¨ng c êng chÊt l îng ¶nh gåm nh÷ng kü thuËt xö lý kh¸c nhau nh»m thay ®æi c¸c gÝa trÞ DN cña ¶nh ban ®Çu nh»m ® a ra ¶nh míi víi c¸c gi¸ trÞ sè míi. Kü thuËt t¨ng c êng cã thÓ ¸p dông cho tõng band riªng biÖt. Kü thuËt lμm t¨ng ®é t ¬ng ph¶n (Contrast Enhancement) Lμ kü thuËt rÊt phæ biÕn trong xö lý sè, nh»m lμm thay ®æi sù t ¬ng ph¶n trong toμn c¶nh hoÆc trong tõng phÇn cña ¶nh. Kü thuËt lμm t¨ng ®é t ¬ng ph¶n cho phÐp cung cÊp thªm nhiÒu th«ng tin bÞ bá sãt, ®Æc biÖt lμ ë c¸c vïng cã ®é s¸ng qu¸ thÊp hoÆc qu¸ cao. §Ó xö lý, h×nh ¶nh th êng ® îc ® a vÒ chÕ ®é 8 bit (256 cÊp ®é s¸ng) vμ ®é s¸ng cña h×nh ¶nh thay ®æi tõ ®en (DN = 0) ®Õn tr¾ng (DN = 127). Trong thùc tÕ h×nh ¶nh thu nhËn ® îc cã sù thay ®æi ®é s¸ng gi÷a DN cùc tiÓu (min) vμ DN cùc ®¹i (max) kh«ng ph¶i lμ toμn bé d¶i tõ 0 - 255, mμ chØ thay ®æi trong mét kho¶ng nμo ®ã. VÝ dô: 60 - 158. Nh vËy th«ng tin trong c¸c d¶i 0 - 59 vμ 159 - 255 kh«ng ® îc sö dông. Kü thuËt t¨ng ®é t ¬ng ph¶n lμ kÐo dμi kho¶ng phæ gi÷a min vμ max. C¸c gi¸ trÞ míi ® îc tÝnh to¸n theo c«ng thøc: DN min DN= * 255 (max min) trong ®ã: DN - gi¸ trÞ sè trong ¶nh ch a xö lý; MIN - gi¸ trÞ sè DN cùc tiÓu trong ¶nh ch a xö lý (= 60); MAX - gi¸ trÞ sè DN cùc ®¹i trong ¶nh ch a xö lý (= 158); DN’- gi¸ trÞ sè cña ¶nh míi. 158