Đề cương viễn thám đầy đủ

1.Trình bày các loại vệ tinh quan sát tài nguyên ? Đặc trưng, ưu, nhược điểm và khả năng ứng dụng? 2.Phân loại ảnh là gì ? 3.Phân tích đặc điểm của sự tương tác năng lượng với các đối tượng trên bề mặt đất ? 4.Trình bày khái niệm phân loại ảnh và nguyên lý phân loại ảnh số ? 5.Phân loại ảnh là gì ? 6. Có mấy phương pháp phân loại ảnh số ? Phân tích từng phương pháp ? 7.Có mấy phương pháp phân loại ảnh số ? Phân tích từng phương pháp ? 8...... 9...... 10..... 11.........

Trang 1

1.Trình bày các loại vệ tinh quan sát tài nguyên ? Đặc trưng, ưu, nhược điểm và khả năng ứng dụng?

TRả lời:

1. Vệ tinh Landsat

• Landsat là vệ tinh viễn thám tài nguyên đầu tiên được phóng vào quỹ đạo năm 1972

• Sử dụng bộ cảm biến đa phổ để thu thập

dữ liệu ảnh

• Ảnh được cung cấp từ 25 trạm thu trên trái đất phục vụ quản lý tà nguyên và giám sát môi trường

• Ảnh có độ phân giải tương đối cao( từ 80-15m), độ phủ trùm tương đối lớn( 185km) với chu kì lặp ngắn( từ 16-18 ngày)

• Các giá trị của Pixel ảnh được mã hoá 8 bit( cấp độ xám trong khoảng 0-255 )

• Dữ liệu ảnh do 2 bộ cảm biến quang cơ TM

và MSS thu nhận được các cảnh phủ một

Trang 2

vùng trên mặt đất được đánh số theo tuyến

và hàng 1.2 Ưu điểm:

• Ảnh có giá thành rẻ với độ phân giải không gian tương đối cao, độ phủ trùm khá rộng nên được ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau

1.3 Nhược điểm :

• Không có khả năng tạo ảnh lập thể 1.4 Khả năng ứng dụng :

• Sử dụng khá phổ biến trong nhiều lĩnh vực khác nhau như sử dụng và quản lý tài

nguyên, giám sát mô trường, thành lập bản

đồ, phân tích biến động ( sử dụng đất, biến đổi đường bờ,…)

2. Vệ tinh Spot

2.1 Đặc trưng :

• Vệ tinh Spot đầu tiên được cơ quan hàng không Pháp phóng vào quỹ đạo năm 1986,

Trang 3

sử dụng kỹ thuật quét dọc tuyến chụp với hệ thống quét điện tử

• Ảnh Spot được nhận từ 14 trạm thu

• Ảnh Spot được cung cấp bởi 2 dạng: ảnh toàn sắc phanchromatic và ảnh đa phổ, được xử lý ở các cấp độ khác nhau

• Ảnh Spot phủ một vùng trên mặt đất rộng 60*60km, độ phân giải tương đối cao( từ 2,5-10m ), cho phép tạo ảnh lập thể

2.2 Ưu điểm:

• Ảnh có độ phân giải tương đối cao, độ phủ trùm khá rộng, đặc biệt có thể tạo được ảnh lập thể nên được ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực

• Giá thành ảnh cao 2.4 Khả năng ứng dụng :

• Ứng dụng khá phổ biến trong nghiên cứu hiện trạng sử dụng đất, giám sát môi trường, , dự báo ngập lụt, thành lập bản đồ tỉ lệ

1:10000 hoặc nhỏ hơn…

Trang 4

3. Vệ tinh MOS

3.1 Đặc trưng :

• Vệ tinh MOS đầu tiên được Nhật phóng vào quỹ đạo năm 1987

• Các kênh ảnh MOS có phạm vi vùng phổ tương tự như ảnh Landsat

• Là ảnh đa phổ có độ phân giải không gian từ 50m-32km, độ phủ trùm lớn

3.2 Ưu điểm:

• Ảnh có độ phủ trùm lớn 3.3 Nhược điểm :

• Ảnh có độ phân giải không gian tương đối thấp

• Không tạo được ảnh lập thể 3.4 khả năng ứng dụng :

• Phục vụ chính cho việc quan sát đại dương

và nghiên cứu môi trường biển

4. Vệ tinh IRS

4.1 Đặc trưng :

Trang 5

• Vệ tinh IRS đầu tiên được Ấn Độ phóng vào quỹ đạo năm 1988

• Có thể tạo được ảnh lập thể ứng với kênh toàn sắc

• Có ảnh toàn sắc và ảnh đa phổ

• Độ phân giải không gian tương đối cao ( từ 5,2-70m)

4.2 Ưu điểm :

• Có thể tạo ảnh lập thể

• Độ phân giải không gian tương đối tốt 4.3 Nhược điểm :

• Độ phân giải không cao như ảnh Spot nên còn 1 số hạn chế về khả năng ứng dụng 4.4 Khả năng ứng dụng :

• Nghiên cứu toàn bộ phần lục địa của bề mặt Trái đất

• Ảnh có độ phân giải tương đối cao sử dụng tốt trong việc thành lập bản đồ và quy hoạch thành phố Ảnh đa phổ do bộ cảm LISS-3 thu được sử dụng tốt cho việc phân biệt thực vật,

Trang 6

thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất và quy hoạch tài nguyên thiên nhiên…

5. Vệ tinh Ikonos

5.1 Đặc trưng :

• Ikonos là vệ tinh thương mại đầu tiên có độ phân giải không gian cao ( từ 1-4m)

• Bộ cảm biến OSA của vệ tinh Ikonos sử dụng nguyên ly quét điện tử , có khả năng thu đồng thời ảnh toàn sắc và ảnh đa phổ

• Ảnh 11 bit, độ phủ trùm 11*11km 5.2 Ưu điểm :

• Ảnh có độ phân giải cao 5.3 Nhược điểm :

• Độ phủ trùm không cao

• Giá thành ảnh cao 5.4 Khả năng ứng dụng :

• Ảnh Ikonos được sử dụng không chỉ để thành lập và cập nhật bản đồ địa hình tỉ lệ tủng bình, giám sát phân tích biến động mà còn có thể

Trang 7

tạo ra hình ảnh thực cho khu vực phục vụ kinh doanh và du lịch

• Ứng dụng trong việc quản lý đô thị và quy hoạch thành phố

6.1 Đặc trưng :

• Vệ tinh WorldWiew2 được phóng vào quý đạo năm 2009 tại Hoa Kì

• Có ảnh toàn sắc và ảnh đa phổ

• Độ phân giải cao ( từ 0.46-2.4m)

• Độ phủ trùm của ảnh : 16.4*16.4km 6.2 Ưu điểm :

• Ảnh có độ phân giải không gian cao

• Có các kênh toàn sắc và đa phổ

• Được trang bị bởi 8 dải cảm biến thay vì là 4 như ảnh Landsat, 4 dải mới được thêm vào có màu đỏ, vàng, xanh dương, cận hồng ngoại-2 làm tăng khả năng phân biệt giữa các loài thực vật đặc biệt

• Ứng dụng được trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau

Trang 8

• Độ phù trùm không cao 6.4 Khả năng ứng dụng :

• Quy hoạch nhà đất, quy hpachj dự án hạ tầng

cơ sở, giám sát môi sinh , giám sát canh nông

và trồng rừng, giám sát công tác cứu hộ, phòng chát chữa cháy,…

7. Vệ tinh Vnredsat 1

7.1 Đặc trưng :

• Được phóng vào quỹ đạo ngày 07 tháng 05 năm 2013

7.2 Ưu điểm :

• Nhiệm vụ là chụp và cung cấp ảnh quang học

có độ phân giải không gian cao một cách chủ động và kịp thời nhằm góp phần phát triển kinh tế xã hội, đảm bảo quốc phòng an ninh, nghiên cứu khoa học và đào tạo

• Độ phủ ảnh nhỏ ( chiều rộng dại chụp 17,5km) nên việc chujo ảnh phủ một diện tích

Trang 9

lớn là rất khó khăn, đồng thời làm tăng chi phí hậu xử lý ảnh và khống chế ảnh ngoại nghiệp

• Ảnh của Vnredsat 1 là ảnh quang học nên việc chụp ảnh phụ thuộc tương đối nhiều vào thời tiết

2.Phân loại ảnh là gì ? Có mấy phương pháp

phân loại ảnh số ? Phân tích từng phương

pháp ?

- Phân loại ảnh là tách hay gộp các thông tin dựa trên tính chất phổ, không gian và thời gian cho bởi ảnh của đối tượng cần nghiên cứu

- Có 2 phương pháp phân loại ảnh số : phân loại giám định và phân loại phi giám định

- Phân loại giám định :

Là 1 hình thức phân loại mà các chỉ tiêu phân loại được xác lập dựa vào thuật toán thích hợp

để gán nhãn Pixel ứng với từng vùng cụ thể Vùng mẫu là những khu vực cụ thể trên ảnh tương ứng với từng loại mà người giải đoán biết được đặc trưng phổ ( hay đặc tính )

Dựa trên dữ liệu huấn luyện thu được trên từng vùng mẫu, các tham số thống kê được xác định,

Trang 10

từ đó, các chỉ tiêu phân loại được sử dụng trong quá trình chỉ định Pixel thuộc vào từng loại cụ thể

Có 4 phương pháp phân loại Pixel :

 Sắp xếp theo nguyên tắc khoảng cách gần nhất

 Sắp xếp theo nguyên tắc gần nhất

 Sắp xếp theo nguyên tắc hình hộp phổ

 Sắp xếp theo nguyên tắc xác suất giống nhau nhất

• Đây là phương pháp phân loại có sự giám định của chuyên gia dựa trên những hiểu biết về các đối tượng tại khu vực nghiên cứu đẻ gắn và định

ra các mẫu phân loại

3.Phân tích đặc điểm của sự tương tác năng lượng với các đối tượng trên bề mặt đất ?

1. Tán xạ :

Có nghĩa là tán phản xạ ra tất cả mọi hướng Bề mặt với địa hình lỗi lõm là nguyên nhân chủ yếu gây nên tán xạ Sóng ánh sáng bị tán xạ bởi các nguyên tử và các phân tử trong khí quyển có kích thước tương đương với kích thước của bước sóng ánh sáng

Trang 11

Đ2 : Sự tương tác giữa các sóng ánh sáng với các

phần tử nhỏ mà đường kính của các phần tử nhỏ bé hơn bước sóng của 1 tia bức xạ, gây ra hiện tượng

mù sương trên ảnh vệ tinh

2. Phát xạ :

Là năng lượng được phát ra bởi chính vật thể,

thường là những bước sóng dài, tuỳ thuộc vào cấu trúc và nhiệt độ của nó

3. Phản xa :

Là năng lượng quay lịa từ bề mặt vật thể với góc

phản xạ bằng và đối diện với góc tới, cường độ phản

xạ tỷ lệ thuận với độ nhẵn của bề mặt đối tượng Tính phản xạ hay hướng dao động của sóng phản xạ khác biệt với sóng của năng lượng tới

4. Hấp thụ :

Những vật thể mà bề mặt của chúng tiếp nhận bức

xạ điện từ, có thể hấp thụ một phần năng lượng đó Phần hấp thụ này được dùng để biến đổi sự ohaan

bố năng lượng bên tỏng vật thể, có nghĩa là năng lượng của nó được dùng để đốt nóng vật thể, hay đẻ dành cho các hoạt động trao đổi

5. Sự truyền dẫn :

Trang 12

Khi lan truyền qua các vật thể có các mật độ khác nhau, ví dụ từ không khí sang nước, sẽ có sự thay đổi

về tốc độ của bức xạ tới

 Tán xạ, phát xạ, phản xạ là các hiện tượng xay ra trên

bề mặt, những tương tác này được xác định trước tiên bởi các tính chất trên bề mặt như: màu sắc, độ ghồ ghề, lồi lõm Lan truyền và hấp thụ là những

hiện tượng xảy ra bên trong vật thể vuifchusng được xác định bởi các đặc tính bên trong vật thể như mật

độ và độ dẫn Sự kết hợp giữa tương tác bề mặt với hành vi bên trong của bất kì vật thể nào đó đều phụ thuộc vào bước sóng của bức xạ điện từ, cũng như vào thuộc tính riêng của vật thể đó Những tương tác giữa vật thể và năng lượng được phản ánh trên các ảnh viễn thám, do đó chúng là cơ sở để nhận biết từ các thông tin trên ảnh

4.Trình bày khái niệm phân loại ảnh và nguyên

lý phân loại ảnh số ?

- Khái niệm: Phân loại ảnh là quá trình tách hay gộp thông tin dựa trên tính chất phổ, không gian và thời gian được cho bởi ảnh của đối tượng cần nghiên cứu

- Nguyên lý phân loại ảnh số :

Trang 13

• Gán tên loại (loại thông tin) cho các khoảng cấp

độ sáng (loại phổ) thuộc 1 nhóm đối tượng nào

đó có các tính chất tương đối đồng nhất về phổ nhằm phân biệt các nhóm đó với nhau trong khuôn khổ ảnh Tuỳ thuộc vào số loại thông tin yêu cầu, loại phổ trên ảnh được phân thành các loại tương ứng dựa theo 1 luật quyết định nào

đó được xác định trước

• Trình tự phân loại ảnh số :

Xác định các loại Chọn đặc trưng phân loại Mẫu dữ liệu huấn luyện

Huấn luyện phi giám định Huấn luyện giám định

Ước tính thống kê

Luật quyết định

Trang 14

5.Phân loại ảnh là gì ? Có mấy phương pháp

phân loại ảnh số ? Phân tích từng phương

pháp ?

- Phân loại ảnh là tách hay gộp các thông tin dựa trên

tính chất phổ, không gian và thời gian cho bởi ảnh

của đối tượng cần nghiên cứu

- Có 2 phương pháp phân loại ảnh số : phân loại giám

định và phân loại phi giám định

- Phân loại giám định :

 Phân loại cát mảnh đa cấp

 Bộ phân loại cây quyết định

 Bộ phân loại khoảng cách cực tiểu

 Bộ phân loại gần đúng nhất- MLC

 Bộ phân loại luận lý mờ

 Bộ phân loại hệ chuyên gia

 Bộ phân loại hệ thần kinh nhân tạo

Phân loại Đánh giá kết quả

Trang 15

Là 1 hình thức phân loại mà các chỉ tiêu phân loại được xác lập dựa vào thuật toán thích hợp

để gán nhãn Pixel ứng với từng vùng cụ thể

Vùng mẫu là những khu vực cụ thể trên ảnh tương ứng với từng loại mà người giải đoán biết được đặc trưng phổ ( hay đặc tính )