trắc địa ảnh viễn thám

các chuẩn đoán đọc điều vẽ trực tiếp, gián tiếp Câu 1: Trình bày các chuẩn đoán đọc điều vẽ trực tiếp, gián tiếp? Cho ví dụ ? Câu 2: Trình bày những ứng dụng của trắc địa ảnh, viễn thám trong công tác quản lý Tài nguyên và Môi trường ở địa phương nơi anh, chị công tác ? Nêu ví dụ cụ thể. 1. Khái niệm: Các chuẩn đoán đọc điều vẽ là các dấu hiệu mà chúng ta dựa vào đó để đoán nhận các mục tiêu có trên ảnh, các dấu hiệu điều vẽ thường được xác định dựa trên cơ sở tạo hình, cơ sở phân bố của các mục tiêu. Phân loại: Chuẩn đoán đọc, điều vẽ trực tiếp. Chuẩn đoán đọc, điều vẽ gián tiếp. Chuẩn đoán đọc, điều vẽ cấu trúc tổng hợp.

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM

- -

TIỂU LUẬN MÔN: ỨNG DỤNG TRẮC ĐỊA ẢNH VIỄN THÁM

MÔN HỌC: ỨNG DỤNG TRẮC ĐỊA ẢNH - VIỄN THÁM

Câu hỏi:

Câu 1: Trình bày các chuẩn đoán đọc điều vẽ trực tiếp, gián tiếp? Cho ví dụ ?

Câu 2: Trình bày những ứng dụng của trắc địa ảnh, viễn thám trong công tác quản

lý Tài nguyên và Môi trường ở địa phương nơi anh, chị công tác ? Nêu ví dụ cụthể

BÀI LÀM

Câu 1: Các chuẩn đoán đọc điều vẽ ảnh:

1 Khái niệm: Các chuẩn đoán đọc điều vẽ là các dấu hiệu mà chúng ta dựa

vào đó để đoán nhận các mục tiêu có trên ảnh, các dấu hiệu điều vẽ thường đượcxác định dựa trên cơ sở tạo hình, cơ sở phân bố của các mục tiêu

Việc đoán đọc điều vẽ ảnh được xây dựng dựa vào quá trình chụp ảnh đó làquá trình quang học, quá trình hình học, quá trình hoá học và cơ sở địa lý, đó là sựphân bố trong không gian của địa hình, địa vật Vì vậy việc đoán đọc điều vẽ ảnhcần có hiểu biết đầy đủ về các quá trình đó Ví dụ quá trình chụp ảnh dựa trênnguyên lý của phép chiếu xuyên tâm Quan hệ giữa điểm ảnh và điểm vật cũngtuân theo qui luật trong phép chiếu này Vì vậy nghiên cứu các định lý trong phépchiếu xuyên tâm, áp dụng chúng vào đoán đọc, điều vẽ ảnh là hết sức cần thiết,hoặc là khi chụp ảnh hình ảnh thu được phải qua 1 hệ thống thấu kính, lăng kínhchất lượng hình ảnh phụ thuộc vào chất lượng của hệ thống thấu kính và lăng kínhlắp đặt trong máy chụp ảnh Nếu chất lượng của hệ thống thấu kính, lăng kính

không tốt sẽ gây ra hiện tượng méo hình Do đó muốn đoán đọc điều vẽ ảnh tốt taphải hiểu rõ các qui luật tạo hình trong quá trình chụp ảnh.

Phân loại:

- Chuẩn đoán đọc, điều vẽ trực tiếp

- Chuẩn đoán đọc, điều vẽ gián tiếp

- Chuẩn đoán đọc, điều vẽ cấu trúc tổng hợp

1.1 Chuẩn đoán đọc, điều vẽ trực tiếp:

Là dấu hiệu hình ảnh mà mắt người có thể cảm nhận được, các loại chuẩnnày được xây dựng trên cơ sở tạo ảnh hình học và quang học trong phép chiếuxuyên tâm, khi quan sát ảnh thì các yếu tố đầu tiên đập vào mắt ta chính là cácchuẩn trực tiếp và chúng được chia ra thành các chuẩn như sau:

vị trí của hình ảnh

Có 2 dạng là hình dạng xác định và hình dạng không xác định

* Hình dạng xác định là chuẩn đoán đọc tin cậy, đó là các đối tượng có hìnhdạng xác định là các đối tượng có liên quan đến địa vật cụ thể thường là những địavật nhân tạo do con người tạo ra

* Hình dạng không xác định thường không được đặt tên và ứng với các địavật tự nhiên như là cánh đồng, khu rừng v.v và là chuẩn đoán đọc điều vẽ khôngtin cậy.

Ngoài ra hình dáng của đối tượng có thể chia thành các loại như là hình điểm, hìnhtuyến, hình vết, hình phẳng, và hình khối

+ Hình điểm như là hình dáng của giếng khơi, của điểm khống chế trắc địa,điểm GPS v.v…

+ Hình tuyến như đường giao thông và đướng sắt v.v…

+ Hình vết thường ứng với các địa vật có diện tích nhất định ví dụ như cánhđồng, đầm lầy, ao hồ

+ Hình phẳng là các đối tượng không có độ cao, không có chiều sâu như làcánh đồng, mặt hồ

+ Hình khối là các đối tượng có độ cao, chiều sâu như là ngôi nhà, cầu v.v…Căn cứ vào chuẩn hình dáng người ta có thể phân biệt được các loại đường:

- Đường sắt: độ rộng đều, ko có ngã tư, ngã 3 từ 60-120o, ít nhà xung quang,không có cây cối mọc 2 bên đường

- Đường bộ: ngược lại với đường sắt

Kết luận: Chuẩn hình dáng là một chuẩn quan trọng và tin cậy nhưng đôi khithể hiện tính bất định tức là chưa thể hiện được các tính chất đặc trưng của đốitượng Ví dụ: dựa vào chuẩn hình dáng chúng ta xác định được đường giao thông

nhưng chưa khẳng định được cấp đường, các loại vật liệu giải mặt đường, tên gọiv.v… Do vậy chúng ta phải kết hợp với các chuẩn đoán đọc điều vẽ khác.

1.1.2 Chuẩn màu sắc (chuẩn nền ảnh).

Màu sắc và độ xám của vật thể trên mặt đất được thể hiện trên ảnh bằng độđậm nhạt của hình ảnh vì vật độ đậm nhạt của hình ảnh là một đặc trưng quantrọng phản ảnh tính chất của địa vật trên ảnh, nền ảnh là mức độ hóa đen của cácyếu tố ở nơi tương ứng địa vật mà có ảnh sáng chiếu vào Độ đậm nhạt của ảnh phụthuộc vào các yếu tố

Thứ nhất là phụ thuộc vào khả năng phản xạ áng sáng của vật thể

Thứ hai độ xám của mặt trời khi chụp ảnh

Thứ ba là chế độ sử lý phim ảnh, vật liệu để chụp, cuối cùng là thường gianchụp trong ngày, mùa chụp v.v…

Nền ảnh:

Rất mịn → Mịn → Trung bình → Thô → Rất thô.

Ví dụ:

Vì vậy ảnh chụp xảy ra hiện tượng các địa vật khác nhau có thể được thể hiệnbằng một nền ảnh như nhau, ngược lại các vật thể giống nhau lại có thể thu đượcnền ảnh là khác nhau Do vậy, đặc trưng về màu sắc của vật thể là rất phức tạp vàluôn biến đổi do nhiều yếu tố nên chuẩn màu sắc là một chuẩn quan trọng nhưngkhông phải là duy nhất và thường được ứng dụng để đoán đọc điều vẽ khu nôngnghiệp hoặc lâm nghiệp

Ví dụ: dựa vào độ xám của hình ảnh ta xác định được các đối tượng và phânloại được các đối tượng ví dụ như cùng thửa ruộng Màu tối là ruộng ngập nước,màu xám là ruộng trồng mầu hoặc là ruộng khô Tuy vậy hiện nay trong xử lý ảnh

số độ xám là một tham số quan trọng, máy tính tự động nhận biết ra được các đốitượng

1.1.3 Chuẩn kích thước.

Kích thước của địa vật trên ảnh hang không phụ thuộc vào tỷ lệ chụp ảnh sovới chuẩn hình dáng thì chuản kích thước ít tin cậy hơn và không quan trọng vìkích thước sx bị thay đổi theo tỷ lệ ảnh và thay đổi theo các vùng khác nhau phụthuộc vào góc nghiêng của ảnh, tuy nhiên chuẩn kích thước được dùng trongtrường hợp phân loại sơ bộ trên ảnh

Ví dụ: Cầu to -> trọng lượng lớn -> ô tô tải

Cầu nhỏ-> trọng lượng nhỏ -> ô tô con

Để xác định kích thước của địa vật trên ảnh người ta dùng công thức:

L=m’a x l’

Trong đó:

 L là kích thước ngoài thực địa

 l’ là kích thước địa vật trên ảnh

Bóng bản thân là bóng mà phía đối tượng không được chiếu sáng, bóng bảnthân làm nổi bật tính không gian của địa vật nhưng mặt khác lại gây khó khăn choviệc đoán đọc các đối tượng bên cạnh nó Bóng bản thân được dùng để đoán đọcđiều vẽ thủy nông, vì phân biệt được loại nào là mương tưới và mương tiêu.

Bóng đổ là bóng do đối tượng đó hất xuống nền, bóng rơi của vật thể chính

là hình chiếu xuyên tâm của nó trên mặt đất mà tâm chiếu là mặt trời tác dụng củabóng đổ để xác định gần đúng kích thước của đối tượng

H = ltgα

Trong đó:

 H là chiều cao của đối tượng mà chúng ta cần xác định

 l là chiều dài bóng đổ (xác định được trên ảnh)

 α phụ thuộc vào vĩ độ φ, thời gian chụp

Ví dụ chụp ở lúc 9h ngày 22/3 năm 1999 ở vĩ độ φ = 21o thì người ta suy rađược α = 45o

1.2 Chuẩn đoán đọc, điều vẽ gián tiếp:

Nếu chỉ dựa vào chuẩn đoán đọc trực tiếp thì chúng ta không thể xác địnhchuẩn các đối tượng cần điều vẽ vì tính bất định của chuẩn đoán trực tiếp thường làlớn, do đó người ta cần phải dựa vào chuẩn gián tiếp, chuẩn đoán đọc điều vẽ giántiếp mà mắt người không cảm thụ được, nó được xây dựng trên mối quan hệ tương

hỗ giữa các đối tượng tự nhiên và cảnh quan

Người ta chia chuẩn đoán đọc gián tiếp thành 3 loại:

- Chuẩn phân bố

- Mối quan hệ tương hỗ.

- Dấu vết hoạt động

1.2.1 Chuẩn phân bố.

Nói lên quy luật phân bố của đối tượng tất nhiên chuẩn này chỉ đúng chotừng vùng phân bố nhât định nơi khu vực địa lý xác định, về quy luật phân bố nómang tính cục bộ tức là đúng với nơi này nhưng lại không đúng với nơi khác Tuynhiên có những trường hợp không theo quy định

1.2.2 Mối quan hệ tương hỗ

Nói lên quy luật tương hỗ giữa 2 đối tượng ở ngoài thực địa

Ví dụ: Đường giao thông => bến xe ô tô hoặc đường thủy => bến phà

1.2.3 Dấu vết hoạt động

Người ta dựa vào dấu vết hoạt động của đối tượng ngoài thực địa được chụplên ảnh làm cơ sở đoán đọc ra các địa vật, các hiện tượng có hoạt động ở ngoài tựnhiên hay nhân tạo

Như vậy cùng với chuẩn trực tiếp, chuẩn gián tiếp cũng đóng vai trò hết sứcquan trọng trong việc đoán đọc và điều vẽ ảnh Giữa chúng cũng có mối quan hệnhất định mang tính qui luật

1.3 Chuẩn đoán đọc điều vẽ tổng hợp.

Chuẩn đoán đọc điều vẽ tổng hợp phản ánh cấu trúc của tập hợp lãnhthổ tự nhiên là chuẩn ổn định và rõ ràng hơn chuẩn trực tiếp của các yếu tố địa vật.Cấu trúc nền của hình ảnh được hình thành từ các thành phần như sau:

Hình dạng, diện tích, màu Nếu nền màu là đại lượng thay đổi thì hìnhdáng là chuẩn ổn định, chắc chắn hơn Cấu trúc hình ảnh là kiểu sắp xếp các yếu tốcủa ảnh theo một trật tự qui luật nhất định phụ thuộc vào tính chất quang học, hìnhhọc của địa vật thể hiện dưới các trường ngẫu nhiên của độ đen thông qua các mức độnền ảnh khác nhau Cấu trúc hình ảnh gồm: chấm mịn, chấm thô, dạng loang lổ, dạngvẩy, dạng dải gợn sóng, dạng răng lược, dạng ô mảng, dạng khảm, dạng cành cây.

1.Ứng dụng trắc địa ảnh, viễn thám trong nghiên cứu các tai biến tự nhiên,biến đổi môi trường:

Trên thế giới, công nghệ viễn thám là công cụ hiệu quả để đánh giá và giámsát quá trình biến đổi khí hậu Các số liệu quan trắc thực địa kết hợp với các thôngtin chiết tách từ ảnh viễn thám vệ tinh cho phép dự báo về xu thế biến đổi và xâydựng các kịch bản biến đổi khí hậu, từ đó chúng ta có căn cứ khoa học để đưa racác giải pháp phòng tránh và thân thiện với biến đổi khí hậu

Đối với nước ta, từ năm 2005, Trung tâm viễn thám thuộc Bộ tài nguyên vàmôi trường đã ký hợp đồng với Công ty hàng không vũ trụ châu Âu tiến hành thựchiện dự án hệ thống giám sát tài nguyên thiên nhiên và môi trường Trạm thu mặtđất của trung tâm cho phép thu trực tiếp từ vệ tinh 5 loại ảnh: Spot2, Spot4 vàSpot5 (các ảnh có độ phân giải từ 2,5 m, 10 m và 20 m), ảnh Envisat/Asar (ảnhradar có độ phân giải 30 m) và ảnh Meris (độ phân giải thấp 400 m) phục vụ điềutra cơ bản, giám sát tài nguyên thiên nhiên và môi trường, giám sát tai biến thiêntai bão lụt và nghiên cứu sự dâng lên của nước biển do biến đổi khí hậu cũng nhưđánh giá tác hại của chúng đối với nền kinh tế Việc xây dựng hệ thống giám sát tàinguyên và môi trường đã mở ra thời kỳ phát triển mới của công nghệ viễn thám.Hiện nay, công nghệ viễn thám đã cho ra đời những sản phẩm là những bức ảnh có

độ phân giải siêu cao để phục vụ cho công tác nghiên cứu và giám sát về nhiềungành kinh tế của đất nước

Ví dụ:

Ảnh vệ tinh viễn thám chụp cơn bão Chanchu trên Biển Đông

Nhóm nghiên cứu của Trung tâm Viễn thám Quốc gia đã nghiên cứu 2 trong

số nhiều khả năng của viễn thám Việt Nam trong giám sát biểu hiện của biến đổikhí hậu là theo dõi mực nước biển dâng và nhiệt độ bề mặt đất cũng như bề mặtnước biển của khu vực biển Đông nước ta

Từ việc thu thập ảnh viễn thám MODIS của Mỹ, nhóm đã nghiên cứu xâydựng bản đồ biến thiên nhiệt độ bề mặt nước biển và bản đồ phân bố hàm lượngchất diệp lục (chlorophy lla) trong nước biển để đánh giá sự biến đổi khí hậu biểuhiện trên đại dương

Nhóm nghiên cứu cho rằng, với khả năng giám sát liên tục trên phạm virộng, ảnh viễn thám vệ tinh cho phép xác định các vùng bị ngập lụt do mưa lũ,nước biển dâng… với các kịch bản khác nhau do biến đổi khí hậu.

Bốn biểu hiện cơ bản của biến đổi khí hậu là nhiệt độ nóng lên của trái đất,mực nước biển dâng, mưa lũ và bão gió thất thường Viễn thám có vai trò quantrọng trong giám sát các biểu hiện, đánh giá tác động, giúp các nhà lãnh đạo các tổchức, cơ quan Nhà nước ra quyết định nhanh để ứng phó trên quy mô rộng Từ ảnhviễn thám, Trung tâm Viễn thám đã xây dựng các bản đồ ngập lụt, vùng ngậpnước, ngập mặn do nước biển dâng…

Mới đây, Trạm Thu ảnh vệ tinh (Trung tâm Viễn thám Quốc gia) được khánhthành tại xã Minh Khai (Từ Liêm, Hà Nội), một phần của dự án "Xây dựng hệthống Giám sát tài nguyên thiên nhiên và môi trường tại Việt Nam", là kênh quantrọng tiếp tục giúp chúng ta kiểm tra độ chính xác của các báo cáo về TN&MT

2.Trong lĩnh vực điều tra đất:

Nhu cầu thực tế là để thống kê và thành lập bản đồ sử dụng đất, điều tragiám sát trạng thái mùa màng và thảm thực vật Nhằm để ứng dụng Xác định vàphân loại các vùng thổ nhưỡng, đánh giá mức độ thoái hoá đất, tác hại của xóimòn, quá trình muối hoá

Ví dụ:

3.Trong lĩnh vực địa chất:

Nhu cầu thực tế là để đưa ra những lời giải đoán cho việc nghiên cứuthạch quyển dựa trên tư liệu viễn thám tập trung vào lớp vỏ trên cùng và tất cả cácthông tin liên quan đến địa chất, địa mạo, thủy văn đều được xử lý

Ứng dụng: Áp dụng kỹ thuật viễn thám trong địa chất là phát hiện, xácđịnh và lập bản đồ các yếu tố trên bề mặt và gần bề mặt trái đất Thành lập bản đồđịa chất; Lập bản đồ phân bố khoáng sản; Lập bản đồ phân bố nước ngầm; Lập bản

đồ địa mạo

4.Trong lĩnh vực nông-lâm nghiệp:

Hiện nay viễn thám được ứng dụng trong nông lâm nghiệp bao gồm:

- Phân loại cây trồng,quản lý và đánh giá năng suất thu hoạch

- Thành lập bản đồ thích nghi đất cho từng loại cây trồng

- Thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất

- Phân tích biến động các loại hình sử dụng đất

Sử dụng phối hợp ảnh vệ tinh quang học và ảnh rada để thành lập bản đồ loạicây trồng và để xác định vị trí và diện tích khu vực cây trồng Xác định vùng bị thiệthại do sâu bệnh và thiên tai Sử dụng khá tốt ảnh chỉ số NDVI trong việc giám sát lớpphủ rừng Ảnh rada và ảnh quang học để xác định vị trí và diện tích khu vực bị khaithác bất hợp pháp Nhằm phân biệt loại rừng, thành lập bản đồ nông - lâm nghiệp,đánh giá nạn phá rừng và mức độ tái sinh, thống kê rừng và ước tính sinh khối, bảo vệnguồn nước, bảo vệ bờ biển (rừng đước), giám sát và phát hiện cháy rừng

Ví dụ:

5.Quản lý đất đai:

Trong quản lý đất đai ảnh viễn thám được để thực hiện công tác quy hoạchcác vùng đất có diện tích lớn đễ tiết kiệm nguồn chi phí Dễ kiểm tra trong côngtác quản lý đất của từng vùng và dễ quản lý các vùng đất biến động,…

Ví dụ: