BÁO cáo THỰC tập khoa trắc địa bản đồ trường đại học tài nguyên và môi trường hà nội

Chương trình có thể download tại: http://www.java.com/en/download/index.jsp Các thông số ảnh vệ tinh được lựa chọn trên thanh công cụ của giao diện:  Collection: nguồn ảnh vệ tinh  Res

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………

1 Phân loại không kiểm định………

2 Phân loại có kiểm định………

3 Đánh giá độ chính xác kết quả phân loại………

1.2.5 Xuất kết quả phân loại Phần 2: Hệ thống thông tin địa lý ( Thực hành trên phần mềm GIS )… 2.1 Giới thiệu phần mềm GIS………

2.2 Xây dựng cơ sở dữ liệu GIS………

2.3 Xây dựng dữ liệu của một bản đồ chuyên đề………

Phần mở đầu

GIỚI THIỆU CHUNG VỀ MỤC ĐÍCH ĐỢT THỰC TẬP

 Biết download ảnh vệ tinh từ internet, xử lý ảnh vệ tinh trên phần mền envi

1 Xử lý ảnh vệ tinh (Sử dụng phần mềm ENVI)

1.1 Trình bày cách download ảnh vệ tinh

Có nhiều nguồn vệ tinh miễn phí từ Internet, trong bài này em xin giới thiệu một phương pháp từ

trang web hiển thị toàn cầu (global visualization viewer) của trung tâm hóa học và thu thập tài

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: http://glovis.usgs.gov

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: http://www.java.com/en/download/index.jsp

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

- 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)

Sau khi đã có tài khoản các bạn điền tên và password để đăng nhập

Click vào biểu tượng download để chuyển sang phần “Download Options”

Ở đây có 4 lựa chọn Chọn level 1 Product để lấy ảnh định dang tiff

Sau khi quá trình download hoàn tất, các bạn sẽ có 1 file nén bao gồm nhiều band ảnh của khu vực

đã chọn

Một số trang web download ảnh vệ tinh khác:

http://landcover.org Nghiên cứu lớp phủ toàn cầu

http://earthexplorer.usgs.gov Khám phá trái đất

http://www.spaceimaging.com Ảnh không gian

http://edcimswww.cr.usgs.gov/pub/imswebcome/plain.html Hệ thống dữ liệu quan sát trái đất

 Mở file: envi47_license_standalone.dat bằng Notepad

 Copy toàn bộ rồi paste vào phần trống trong cửa sổ License Wizard

Giao diện như sau:

 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 viễnthám (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 chứcnăng 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, nắnchỉnh 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

Các công cụ để hiệu chỉnh dữ liệu hồng ngoại nhiệt cũng được phát triển trong ENVI Mặt khác,

ENVI cũng hỗ trợ xử lý các dữ liệu ảnh có định dạng chuẩn như: ASCII, BMP, JEPG,

TIFF/GeoTIFF, HDF, PDS, PNG, SRF, v.v…

b Dữ liệu đồ họa (Dữ liệu dạng vector)

ENVI có khả năng tích hợp và làm việc với dữ liệu đồ họa từ các định dạng khác nhau, như

ArcView Shape file, Arc/Info, MapInfo, Microstation, AutoCAD…

Dữ liệu đồ họa của ENVI được lưu thành tệp *.evf

1.2.1.2 Các chức năng chính của hệ thống ENVI

a ENVI đơn giản hóa quá trình xử lý tương tác với các tập dữ liệu đa kênh phổ, hiển thị và lập thư viện phổ, tạo các danh sách region-of-interest gồm các đối tượng cần nghiên cứu, đồng

thời vẫn cung cấp khả năng hiển thị mềm dẻo và duyệt ảnh trên nền tảng địa lý

b Các chức năng xử lý ảnh trong ENVI

Bao gồm:

- Chuyển đổi dữ liệu: biến đổi các ảnh từ các ảnh hay các kênh phổ đầu vào thành những ảnh đầu ra, mà làm nổi bật những đối tượng đang được quan tâm Đó có thể là: chuyển

- Các chức năng lọc dữ liệu như: lọc thông thấp (low pass), lọc thông cao (high pass), lọc trung vị (median), lọc định hướng (directional), lọc phát hiện cạnh biên (and edge

detection)

ENVI hỗ trợ nhân chập do người dùng định nghĩa có kích thước M x N; trong đó, tất cả các nhân

chập có thể chỉnh sửa tương tác ENVI cũng hỗ trợ sẵn các kiểu lọc như: Sobel, Roberts, dilation,

erosion: Lee, Frost, Gamma, and Kuan Lọc cấu trúc (Texture filters) gồm có các tính toán về miền

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 dựatrên 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, SAR, 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

X-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

file định dạng GIS chuẩn

Sau đây, chúng ta sẽ bắt đầu làm quen với phần mềm

g Thực hành các chức năng cơ bản trong đọc và hiển thị ảnh

 Chọn File/ Open Image File

 Hộp thoại Enter Data Filenames xuất hiện cho phép chọn file ảnh cần mở

 Chọn file ảnh cần mở và kích vào Open

Hộp thoại Available Bands List sẽ xuất hiện trên màn hình có cấu trúc như một danh sách Danhsách này cho phép ta chọn các kênh phổ để hiện thị và xử lý

Mở ảnh trong danh sách Available Bands List

Có 2 cách để hiện thị ảnh đó là hiện thị ảnh đơn sắc ( đen - trắng) và tổ hợp màu

 Mở ảnh đơn sắc: Chọn vào ô tùy chọn Gray Scale sau đó chọn một kênh cần hiển thị bằng

cách kích chuột trái vào tên kênh trong hộp thoại Available Bands List Tên kênh này sẽ

xuất hiện ngay trong ô Selected Band Kích chuột vào Load Band để hiển thị ảnh cần mở

 Mở ảnh tổ hợp màu: Chọn vào ô tùy chọn RGB Color, sau đó chọn các kênh tương ứng với

các sóng đỏ (R), lục ( G ), lam ( B ) trong phần Selected Band rồi kích Load Band để hiển thịảnh

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

 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

 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 bằnghình vuông đỏ trên Image Window Ở phía dưới, bên trái của Zoom Window có 3 ô hình

vuông đỏ

 Ô ngoài cùng bên trái có hình dấu trừ (-): cho phép thu nhỏ hệ số phóng đại của cửa

sổ Zoom

 Ô giữa có hình dấu cộng (+) : cho phép tăng hệ số phóng đại của cửa sổ Zoom

 Ô thứ 3 : bật tắt dấu chữ thập trên cửa sổ Zoom, cho phép xác định vị trí pixel được

chọn

d Xem thông tin tọa độ ảnh

Trên cửa sổ Available Bands List ở dưới mỗi ảnh được mở đều có phần Map Info thông tin về tọa

độ của ảnh Nhấn chuột trái để mở nội dung này ra ta sẽ có các thông tin sau:

 Phép chiếu - Proj: bao gồm phép chiếu và múi chiếu

 Độ phân giải không gian của ảnh: Pixel

 Lưới chiếu - Datum: xác định mặt elipxoid

 Tọa độ địa lý - UL Geo: đây là tọa độ của điểm phía trên bên trái ảnh

 Tọa độ bản đồ - UL Map: đây cũng là tọa độ của điểm phía trên cùng bên trái ảnh

e Tiền xử lý ảnh (nắn ảnh và ghép ảnh)

Lựa chọn phương pháp nắn ảnh theo bản đồ

 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

Chọn các tham số địa lý và hình học phù hợpTrong 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

 Sau khi chọn xong, nhấn OK để bắt đầu thực hiện việc chọn điểm khống chế

Hộp thoại chọn điểm khống chế - Ground Control Points Selection xuất hiện cho việc chọn điểm

Chọn điểm khống chế Ground Control Points Selection Sau đó nhập tọa độ điểm khống chế

 Mởi file bản đồ vecto: Chọn Vector / Open Vector File và chọn file vecto cần mở và nhấn

OK

Hộp thoại danh sách các file vecto Available Vectors List xuất hiện

Chọn file vecto trong danh sách cần mở nhấn Load Selected / New Vector Layer để mở file vecto.

 Chọn từng cặp điểm khống chế tương ứng trên ảnh và trên file bản đồ vecto nhập tọa độ của điểm khống chế quan sát được ở góc phía dưới bên trái của cửa sppr vecto nhấn Add trên

hộp thoại Ground Control Points Selection để chấp nhận Để thuận lợi cho nhập tọa độ điểmkhống chế, sau khi chọn được cặp điểm tương ứng trên ảnh và file vecto, ta nhấn chuột phải trên cửa sổ vecto và chọn Export Map Location, tọa độ của điểm đó sẽ tự động được cập

nhật vào ô tọa độ của điểm khống chế trong hộp thoại Ground Control Points Selection

 Chú ý nên chọn sao cho các điểm khống chế phân bố đều trên toàn ảnh, sai số RMS ở cuối

hộp thoại Ground Control Points Selection cố gắng đạt mức nhỏ hơn 1 pixel và chọn tối

thiểu 4 điểm cho phương pháp nắn đơn giản nhất Sau khi đủ số điểm ta chọn Options /

Warp file trong hộp thoại Ground Control Points Selection chọn tiếp file tương ứng và một

trong 3 phương pháp nắn Warp Method để tiến hành nắn ảnh

 Sau khi đã chọn phương pháp phù hợp ta nhấn Choose để chọn đương dẫn lưu kết quả, tiếp

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

 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

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

Trên thanh công cụ ENVI 4.8 ta chọn Basic Tools /Layer Stacking

Hộp thoại Layer Stacking Parameters xuất hiện:

Trên hộp thoại Layer Stacking Parameters kích chuột vào Import File hộp thoại Layer Stacking

Input File xuất hiện chọn các Band ảnh cần gép và nhấn OK

Để sắp xếp các Band theo thứ tự tăng hoặc giảm trên hộp thoại Layer Stacking Parameters chọn

Reorder Files kích chuột vào các Band rồi kéo thả chuột đến các thứ tự như mong muốn sau đó nhấnOK

Lưu file lại bằng cách trên Layer Stacking Parameters / Choose: chọn đường file / OK

ii Tăng cường chất lượng ảnh

Từ cửa sổ ảnh đã được mở, chọn Enhance, một danh sách sẽ sổ ra cho ta chọn các diện tích tăng

cường là cửa sổ Image, Zoom hay Scroll theo các phương pháp

 Linear – Tuyến tính: Sử dụng giá trị nhỏ nhất và lớn nhất của ảnh dể thực hiện phép giãn

tuyến tính Phương pháp này áp dụng phù hợp cho ảnh có ít giá trị

 Linear 0-255 – Tuyến tính 0-255: Phương pháp này sẽ hiển thị các giá trị thực pixel của ảnh theo giá trị hiện thị của màn hình từ 0 đến 255

 Linear 2% - Tuyến tính 2%: Phương pháp tăng cường tuyến tính sẽ cắt bớt 2% của 2 đầu dữ liệu để tăng khả năng hiện thị ảnh

 Gaussian: Phương pháp này tăng cường ảnh sử dụng giá trị độ xám trùng bình là 127 và độ

lệch chuẩn của dữ liệu là 3 để tăng cường

 Equalization – Cân bằng: Phương pháp này sẽ kéo dãn cân bằng đồ thị của dữ liệ được hiện

thị

 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

Phân loại ảnh số tức là phân loại và sắp xếp các pixel trên ảnh thành những nhóm khác nhau dựa vàocác 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 ISODATAParameters

Phân loại IsoData

Ta sẽ phải lựa chọn các tham số sau để tiến hành phân loại

 Number Of Classes (số các lớp ) Min: tối thiểu, Max: tối đa

 Maximum Iterations: số lần tính lặp lại tối đa - Việc phân loại sẽ dừng lại khi đạt tới số lần

lặp tối đa

 Change Threshold: Ngưỡng thay đổi sau mỗi lần tính toán lặp lại việc phân loại cũng sẽ

dừng lại khi sau mỗi lần tính lặp lại, số phần trăm biến động của các lớp nhỏ hơn ngưỡng

biến động được xác định

 Minimum Pixels in Class: Số pixel nhỏ nhất có thể có của một lớp

 Maximum Class Stdv: độ lệch chuẩn tối đa của lớp Nếu độ lệch chuẩn của một lớp lớn hơn ngưỡng này thì lớp sẽ bị chia ra làm 2 lớp

 Minimum Class Distance: Khoảng cách tối thiểu giữa các giá trị trung bình của các lớp Nếu khoảng cách giữa các giá trị trung bình của các lớp nhỏ hơn giá trị nhập vào thì các lớp đó sẽđược gộp vào

Maximum Merge Pairs: Số tối đa các cặp lớp được gộp

 Maximum Merge Pairs: số các cặp lớp tối đa có thể được gộp

 Maximum Stdev From Mean: Khoảng cách độ lệch chuẩn tối đa từ giá trị trung bình của lớp

 Maximum Distance Error: Sai số khoảng cách tối đa cho phép xung quanh

 giá trị trung bình của lớp

Nếu người sử dụng nhập cả 2 giá trị trong 2 ô được mô tả cuối cùng, phần mềm sử dụng giá trị nhỏ

hơn trong 2 giá trị này để xác định pixel nào sẽ phân loại

Nếu người sử dụng không nhập chỉ một giá trị cho một trong 2 thông số này, tất cả các pixel sẽ đượcphân 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:

Kết quả phân loại

b, Phương pháp phân loại K - Means

Trên thanh công cụ ENVI chọn Classification / Unsupervised / K - Means

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 K-Means

Parameters

Phân loại K- Means Các thông số trong hộp thoại này tương tự như trong hộp thoại của phân loại IsoData Sau khi nhập các thông số phù hợp, chọn chỉ định file đầu ra lưu vào đĩa cứng (File) hay vào bộ nhớ (Memory)

- Bấm OK => Xuất hiện hộp thoại Available Bands List, kích chuột vào vào file phân loại, ấn Load Band Ta được kết quả

2 Phân loại có kiểm định

Là phép phân loại dựa trên một tập các pixel mẫu (ROI) đã được người sử dụng chọn trước Dựa

vào tập mẫu này, máy tính được “huấn luyện” để xác định những pixel có cùng một số đặc trưng về phổ, trên cơ sở đó để phân loại chúng

mẫu phân loại, ta tiến hành chọn các mẫu tiếp theo bằng cách nhấn vào ô New Region

 Hiểu chỉnh các thuộc tính của mẫu:

- ROI Name - Tên của mẫu Để sửa tên mặc định cho mẫu: Kích chuột vào ô tên và sửa

- Color - màu được gán cho mỗi mẫu Có nhiều cách khác nhau để thay đổi mầu cho các mẫu:

- Bấm phím phải chuột vào ô cần đổi: chọn mầu theo tên tiếng Anh

- Bấm phím trái chuột vào ô cần đổi: nhập tên màu theo tên tiếng Anh

- Bấm phím trái chuột vào ô cần đổi: nhập 3 số để tổ hợp nên mầu RGB, ví dụ: 255, 0, 0 để

nhập cho mầu đỏ

- Người sử dụng có thể đặt mầu mặc định của ENVI cho tất cả các mẫu bằng cách: bấm phím phải chuột vào tên cột Color chọn Assign default colors

- Pixels: Hiển thị tổng số các pixel đã chọn cho mỗi mẫu Có thể thay đổi được giá trị này

- Polygons, Polylines, và Points: Hiển thị tổng số các kiểu mẫu ở dạng vùng, đường hay điểm

và số các pixel cho mỗi loại Các giá trị này không thay đổi được

- Fill: xác định kiểu mẫu tô mầu cho mỗi mẫu dạng vùng Muốn sửa đổi: Bấm phím phải

chuột vào ô cần đổi và chọn kiểu muốn sử dụng Người sử dụng có thể đặt một kiểu mẫu tô

mầu cho tất cả các mẫu bằng cách: bấm phím phải chuột vào tên cột Fill: chọn Assign

default colors

- Orien và Space: Chiều và khoảng cách cho các mẫu tô mầu không phải dạng đặc

Như khu vực Hà Đông ta phân thành các mẫu sau: Mặt nước, đất đô thị, đất trống, sông, thực vật

Dưới đây là hình ảnh các mẫu ngoài thực địa

STT Mẫu Hình ảnh trên ảnh Hình ảnh ngoài thực địa

 Trong bảng Roi Tool, mẫu 1 (mặt nước), Dùng chuột trái khoanh vùng mẫu trên cửa sổ đã

chọn (Zoom) Kích đúp chuột phải để đóng vùng Chú ý: một mẫu phân loại có thể bao gồm nhiều vùng (chọn ít nhất 10 vùng mẫu)

 Tiếp tục làm như vậy với các mẫu tiếp theo

Với các mẫu đã chọn, ENVI còn cung cấp cho chúng ta một tiện ích rất hữu hiệu, đó là tính toán sự khác biệt giữa các mẫu - Compute ROI Separability Để chọn chức năng này ta làm như sau:

 Hộp thoại ROI Tool / chọn Options / Compute ROI Separability khi đó trên màn hình sẽ xuấthiện hộp thoại Select Input File for ROI Separability chọn ảnh tương ứng và nhấn OK

 Trên màn hình xuất hiện tiếp hộp thoại ROI Separability Calculation, ta chọn tất cả các mẫu cần tính toán sự khác biệt và nhấn OK để thực hiện:

Hộp thoại ROI Separability CalculationKết quả tính toán sẽ xuất hiện trên màn hình trong hộp thoại ROI Separability Report