Đồ án Chuyên ngành trắc địa ảnh trường mỏ địa chất

Ngày nay, cùng với sự phát triển như vũ bão của khoa học kỹ thuật, công nghệ vũ trụ đã phát triển vô c ùng nhanh chóng trong vài thập niên gầm đây. Kỹ thuật viễn thám nói chung đã trở thành một phương tiện kỹ thuật hiện đại được áp dụng trong nh iều lĩnh vực khoa học khác nhau như trong lâm nghiệp, cập nhật và thành lập bản đồ, trong bảo vệ môi trường và phòng chống thiên tai vv. Viễm thám là m ột phương thức thu nhận thông tin về các đối tượng đó. Các thông tin thu được là k ết quả của việc giải đoán m ã ho ặc đo đạc những biến đổi mà các đối tượng tác động tới môi trường chung quanh như trường điện từ, truờng âm thanh hoặc trường hấp đẫn. Tính ưu việt cơ bản của thông tin viễn thám là khả năng tổng hợp và tính t ổng quát cao, độ chi tiết lớn. Bằng ả nh máy bay và ảnh vệ tinh ta co khả năng nghiên cức các đối tuợng tự nhiên trên m ột diện rộng với độ phâ n giải không gian vài mét. Tính lặp lại có chu kỳ của thông tin viễn thám cho phép nghiên cứu sự biến động theo chu kỳ và sự thay đổi tính chất của các đ ối tư ợng tự nhiên theo thời gian và dưới tác động của cá hoạt động kinh tế - xã hội của con người. Tuy nhiên, c ũng như trong chụp ảnh hàng không, ảnh viễn thám cũng bị biến dạng hình h ọc do rất nhiều nguồn sai số gây ra. Các nguồn sai số chủ yếu gây n ên bi ến dạng hình học của ảnh viến thám có thể chia làm hai nhóm chính là: sai số hình học do bản thân máy thu và sai số hình học do tác động bên ngoài. Vì v ậy, trong quy trình công ngh ệ xử lý ảnh viễn thám cho các mục đích trên, công tác hiệu chính hình học ản h viễn thám chiếm một vai trò quan trọng, quyết định đến tính chính xác và độ tin cậy của thông tin. Để hiểu rõ bản chất của các nguồn sai số và cơ sở khoa học của công tác hiệu chỉnh hìn h học ảnh viễn thám, em đã thực hiện đề tài t ốt nghiệp “ Kỹ thuật nắn ảnh vệ tinh để thành l ập bình đồ tỷ lệ 1 : 50.000”.

pdf100 trang | Chia sẻ: lvbuiluyen | Ngày: 18/11/2013 | Lượt xem: 2321 | Lượt tải: 4download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đồ án Chuyên ngành trắc địa ảnh trường mỏ địa chất, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Trắc Địa Ảnh Trường Mỏ Địa Chất Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Trắc Địa Ảnh Trường Mỏ Địa Chất Sinh viên Nguyễn Thị Oanh - 1 - Lớp Cao đẳng Trắc địa B – K49 Lời mở đầu! Ngày nay, cùng với sự phát triển như vũ bão của khoa học kỹ thuật, công nghệ vũ trụ đã phát triển vô cùng nhanh chóng trong vài thập niên gầm đây. Kỹ thuật viễn thám nói chung đã trở thành một phương tiện kỹ thuật hiện đại được áp dụng trong nh iều lĩnh vực khoa học khác nhau như trong lâm nghiệp, cập nhật và thành lập bản đồ, trong bảo vệ môi trường và phòng chống thiên tai vv... Viễm thám là một phương thức thu nhận thông tin về các đối tượng đó. Các thông tin thu được là kết quả của việc giải đoán mã hoặc đo đạc những biến đổi mà các đối tượng tác động tới môi trường chung quanh như trường điện từ, truờng âm thanh hoặc trường hấp đẫn. 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 năng nghiên cức các đối tuợng tự nhiên trên một diện rộng với độ phân giải không gian vài mét. Tính lặp lại có chu kỳ của thông tin viễn thám cho phép nghiên cứu sự biến động theo chu kỳ và sự thay đổi tính chất của các đối tượng tự nhiên theo thời gian và dưới tác động của cá hoạt động kinh tế - xã hội của con người. Tuy nhiên, cũng như trong chụp ảnh hàng không, ảnh viễn thám cũng bị biến dạng hình học do rất nhiều nguồn sai số gây ra. Các nguồn sai số chủ yếu gây nên biến dạng hình học của ảnh viến thám có thể chia làm hai nhóm chính là: sai số hình học do bản thân máy thu và sai số hình học do tác động bên ngoài. Vì vậy, trong quy trình công nghệ xử lý ảnh viễn thám cho các mục đích trên, công tác hiệu chính hình học ản h viễn thám chiếm một vai trò quan trọng, quyết định đến tính chính xác và độ tin cậy của thông tin. Để hiểu rõ bản chất của các nguồn sai số và cơ sở khoa học của công tác hiệu chỉnh hình học ảnh viễn thám, em đã thực hiện đề tài tốt nghiệp “ Kỹ thuật nắn ảnh vệ tinh để thành lập bình đồ tỷ lệ 1 : 50.000”. Dưới sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo PGS. TS. Nguyễn Trường Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Trắc Địa Ảnh Trường Mỏ Địa Chất Sinh viên Nguyễn Thị Oanh - 2 - Lớp Cao đẳng Trắc địa B – K49 Xuân, cùng cô giáo Nguyễn Thị Thu Hương em đã tìm hiểu và thực hiện đề tài được giao trong thời gian thực tập tốt nghiệp vừa qua. Em xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của thầy cô. Đồ án tốt nghiệp được hoàn thành trong… .. trang đánh máy vi tính và có bố cục 3 chương như sau: Lời mở đầu Chương I : GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VIỄN THÁM Chương II : HIỆU CHỈNH HÌNH HỌC ẢNH VỆ TINH Chương III : KHẢO SÁT KỸ THUẬT NẮN ẢNH VỆ TINH ĐỂ THÀNH LẬP BÌNH ĐỒ TỶ LỆ 1 : 50.000 Kết luận Mục lục Tài liệu tham khảo Vì thời gian thực tập có hạn và chưa được trải nghiệm thực tế nên đề tài còn nhiều hạn chế và thiếu sót, kính mong thầy cô và các bạn góp ý để đề tài của em được hoàn thiện hơn. Sinh viên thực hiện Nguyễn Thị Oanh Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Trắc Địa Ảnh Trường Mỏ Địa Chất Sinh viên Nguyễn Thị Oanh - 3 - Lớp Cao đẳng Trắc địa B – K49 Chương I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ VIỄN THÁM § I.1. Một số vấn đề cơ bản về viễn thám I.1.1. Khái niệm cơ bản Sự phát triển của viễn thám gắn liền với sự phát triển của công nghệ vũ trụ, phương pháp chụp ảnh và thu nhận thông tin của các đối tượng trên mặt đất. Hiện nay, ảnh vệ tinh độ phân giải cao (1 4m) đang được các chuyên gia sử dụng theo hưóng tích hợp với GPS (Global Positioning System) v à GIS (Goegraphical Information System), nhằm khai thác dữ liệu không gian hiệu quả phục vụ công tác thành lập bản đồ thành phố, quy hoạch giao thông, giám sát biến động sử dụng đất… Trong đó, vệ tinh Ikonos được phóng vào tháng 4 năm 1999 đã cung cấp ảnh với độ phân giải không gian 1m và đặc biệt là vệ 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 quan trọng trong việc phát triển ứng dụng viễm thám trong nhiều lĩnh cực, đáp ứng đòi hỏi mức độ cung cấp thông tin chi tiết và chính xác. Ngoài việc thu thập thông tin từ ảnh đa phổ độ phân giải cao, ảnh ra đa được thu tgạp bởi kỹ thuật viễn thám siêu cao tần cũng đã được sử dụng phổ biến từ đầu thế kỷ này. I.1.1.1 - Viễn thám là gì? o Khái niệm về viễn thám Viễn thám được định nghĩa là khoa học nghi ên cứu các phương pháp thu thập, đo lường và phân tích thông tin của vật thể quan sát mà không cần tiếp xúc trực tiếp với chúng. Thuật ngữ viễn thám được sử dụng đầu ti ên ở Mỹ vào năm 1960, bao gồm tất cả các lĩnh vực như không ảnh, giải đoán ảnh , địa chất ảnh… Về bản chất, do các tính chất của vật thể có thể được xác định thông Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Trắc Địa Ảnh Trường Mỏ Địa Chất Sinh viên Nguyễn Thị Oanh - 4 - Lớp Cao đẳng Trắc địa B – K49 qua năng lượng bức xạ hay phản xạ từ vật thể nên viễn thám là một công nghệ nhằm xác định và nhận biết đối tượng hoặc các điều kiện môi trường thông qua những đặc trưng riêng về sự phản xạ và bức xạ . o Nguyên lý: Sóng điện từ được phản xạ hoặc bức xạ từ vật thể là nguồn cung cấp thông tin về các vật thể tương ứng với năng lượng bức xạ ứng với từng bước sóng đã xác định. Đo lường và phân tích năng lượng phản xạ phổ ghi nhận bởi ảnh viễn thám, cho phép tách thông tin hữu ích về từng loại lớp phủ mặt đất khác nhau do sự tương tác giữa bức xạ điện từ và vật thể. Hình 1: Nguyên lý thu nhận dữ liệu được sử dụng trong viễn thám D÷ liÖu sè T­ liÖu ¶nh T­ liÖu mÆt ®Êt Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Trắc Địa Ảnh Trường Mỏ Địa Chất Sinh viên Nguyễn Thị Oanh - 5 - Lớp Cao đẳng Trắc địa B – K49 I.1.1.2 - Phương pháp viễn thám Phương pháp viễn thám là phương pháp sử dụng bức xạ điện từ (ánh sáng nhiệt, sóng cực ngắn) như một phương tiện để điều tra và đo đạc những đặc tính của đối tượng. I.1.1.3 - Bộ cảm biến Thiết bị dùng để cảm nhận sóng điện từ phản xạ hay bức xạ từ vật thể được gọi là bộ cảm biến (Sensor). Bộ cảm biến có thể là các máy chụp ảnh hoặc máy quét. 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. Nguồn năng lượng chính thường sử dụng trong viễn thám là bức xạ mặt trời, năng lượng của sóng điện từ do các vật thể phản xạ hay bức xạ được thu nhận bởi bộ cảm biến đặt trên vật mang. Máy bay và vệ tinh là những vật mang chủ yếu cho sự quan trắc trong viễn thám. Định nghĩa này loại trừ những quan trắc về điện từ và trọng lực và 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 bay, nhưng thường được xem như những quan trắc địa vật lý từ máy bay nhiều hơn là viễn thám. Chụp ảnh máy bay là dạng đầu tiên của viễn thám , và tồn tại như một phương pháp được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới. Việc phân tích ảnh hàng không đã góp phần đáng kể trong việc phát hiện nhiều mỏ dầu và 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 của khoa học kỹ thuật cho phép thu được các hình ảnh của dải sóng khác nhau, bao gồm cả dải sóng hồng ngoại và cực ngắn. Sự phát triển và sử dụng các loại tàu vũ trụ có người điều khiển và vệ tinh không có người điều khiển Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Trắc Địa Ảnh Trường Mỏ Địa Chất Sinh viên Nguyễn Thị Oanh - 6 - Lớp Cao đẳng Trắc địa B – K49 bắt đầu từ 1960 đã cung cấp khả năng từ trên quỹ đạo thu được hình ảnh của trái đất. Thông tin về năng lượng phản xạ của các vật thể được ghi nhận bởi ảnh viễn thám thông qua xử lý tự động trên máy hoặc giải đoán trực tiếp từ ảnh dựa trên kinh nghiệm của chuyên gia. Cuối cùng, các dữ liệu hoặc thô ng tin liên quan đến các vật thể và hiện tượng khác nhau trên mặt đất sẽ được ứng dụng vào trong nhiều lĩnh vực khác nhau như: nông lâm nghi ệp, địa chất, khí tượng, môi trường… I.1.1.5 - Quá trình thu nhận và xử lý ảnh viễn thám Viễn thám được thực hiện từ nhiều khoảng cách, độ cao khác nhau: - Tầng mặt đất - Tầng máy bay - Tầng vũ trụ Toàn bộ quá trình thu nhận và xử lý ảnh viễn thám có thể chia thành 5 thành phần cơ bản như sau: - Nguồn cung cấp năng lượng - Sự tương tác của năng lượng với khí quyển - Sự tương tác với các vật thể trên bề mặt trái đất - Chuyển đổi năng lượng phản xạ từ vạt thể thành dữliệu ảnh số bởi bộ cảm biến - Hiển thị ảnh số cho việc giải đoán và xử lý. I.1.2. Phân loại viễn thám Viễn thám có thể được phân thành 3 loại cơ bản ứng với vùng b ước sóng sử dụng. - Loại 1: Viễn thám trong dải sóng nhìn thấy và hồng ngoại phản xạ Nguồn năng lượng chính là bức xạ mặt trời và ảnh viễn thám nhận Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Trắc Địa Ảnh Trường Mỏ Địa Chất Sinh viên Nguyễn Thị Oanh - 7 - Lớp Cao đẳng Trắc địa B – K49 được dựa vào sự đo lường năng lượng vùng ánh sang nhìn thấy và hồng ngoại được phản xạ từ vật thể và bề mặt trái đất. Ảnh thu được bởi kỹ thuật viễn thám này được gọi chung là ảnh quang học. - Loại 2: Viễn thám hồng ngoại nhiệt. Nguồn năng lượng sử dụng là bức xạ nhiệt do chính vật thể sản sinh ra, hầu như mỗi vật thể trong nhiệt độ bình thường đều tự sinh ra một bức xạ. Ảnh thu được bởi kỹ thuật viễn thám này được gọi là ảnh nhiệt. - Loại 3: Viễn thám siêu cao tần Trong viễn thám siêu cao tần, hai loại kỹ thuật chủ động và bị động đều được áp dụng. Đối với viễn thám siêu cao tần chủ động , vệ tinh cung cấp năng lượng riêng và phát trực tiếp đến các vật thể, rồi thu lại năng lượng do song phản xạ lại được đo lường để phân biệt giữa các đối tượng với nhau. Ảnh thu được bởi kỹ thuật viễn thám siêu cao tần chủ động được gọi là ảnh rađa. Sự phân chia thành các dải phổ liên quan đến tính chất bức xạ tự nhiên của các đối tượng, từ đó tạo thành các phương pháp viễn thám khác nhau. 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). Khoảng cách giữa các cực trị được gọi là bước sóng (λ) với đơn vị là độ dài. Số lượng các cực trị truyền qua một điểm nhất định trong thời gian 1 giây được gọi là tần số (υ - đơn vị: herzt). Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Trắc Địa Ảnh Trường Mỏ Địa Chất Sinh viên Nguyễn Thị Oanh - 8 - Lớp Cao đẳng Trắc địa B – K49 § I.2. Tư liệu ảnh vệ tinh có phổ biến ở Việt Nam. I.2.1. Ảnh vệ tinh quang học Ảnh nói chung là sự thể hiện hai chiều của các vật thể trong một vùng đã được xác định, trong kỹ thuật viễn thám có hai loại ảnh thường 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 tương tự hoặc số, được lưu trữ trên phim hay băng từ hay đĩa từ… I.2.1.1. Ảnh tương tự Ảnh tương tự là ảnh chụp trên cơ sở của lớp cảm quang halogen bạc, ảnh tương tự thu được từ các bộ cảm tư ơng tự dùng phim chứ không sử dụng các hệ thống quang điện tử. Những tư liệu này có độ phân giải không gian cao nhưng kém về độ phân giải phổ. Nói chung loại ảnh này thường có độ méo hình lớn do ảnh hưởng của độ cong Trái đất. Các bức ảnh có cấp độ sáng hoặc màu thay đổi liên t ục. Ví dụ như ảnh hàng không, ảnh chụp từ các camera thông thường được lưu trữ trên phim hoặc giấy ảnh có thể xem trực tiếp. I.2.1.2. Ảnh số 1. Khái niệm Ảnh số là dạng tư liệu ảnh không lưu trên giấy ảnh ho ặc phim. Nó được chia thành nhiều phần tử nhỏ thường được gọi là pixel (phần tử ảnh). Mỗi pixel tương ứng với một đơn vị không gian và có một giá trị nguyên hữu hạn ứng với từng cấp độ sáng. Ảnh số được lưu trữ trong máy tính (hay các phương tiện lưu trữ khác tương ứng) để có thể xem trên máy tính. Quá trình chuyển từ ánh tương tự sang ảnh số được gọi là số hoá, bao gồm hai bước cơ bản: Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Trắc Địa Ảnh Trường Mỏ Địa Chất Sinh viên Nguyễn Thị Oanh - 9 - Lớp Cao đẳng Trắc địa B – K49 - Quá trình chia mỗi ảnh tương tự thành các pixel được gọi là chia mẫu (Sampling). - Quá trình chia các độ xám liên tục thành một số nguyên hữu hạn gọi là lượng tử hoá. Các pixel thường có dạng hình vuông và đ ược xác định bằng toạ độ là chỉ số hàng (tăng dần từ trên xuốn g) và chỉ số cột ( từ trái sang phải). Trong quá trình chia mẫu từ một ảnh tương tự thành ảnh số thì độ lớn của pixel hay tần suất chia mẫu phải được chọn tối ưu. Nếu pixel quá lớn thì chất lượng ảnh sẽ tồi còn trong trường hợp ngược lại thì dung lượng thô ng tin cần lưu trữ lại quá lớn. Ảnh số được lưu trữ trong máy tính để thể hiện dữ liệu không gian theo mô hình raster, tuỳ thuộc vào số bít dung để ghi nhận thông tin, mỗi pixel sẽ có một giá trị( giá trị độ sáng của pixel: BV – Brighness Value hay DN – Digital Number) ứng với cấp độ sáng nhất định khi thể hiện ảnh.Ví dụ, ảnh sử dụng 8 bit để lượng tử hoá, có 256 giá trị được sử dụng để lưu trữ ảnh và mỗi phần tử ảnh sẽ nhận một trong những giá trị từ 0÷255 (0 tương ứng đen và 255 là trắng). 2. Ảnh vệ tinh Ảnh vệ tinh hay còn gọi là ảnh viễn thám thường được lưu dưới dạng ảnh số (ảnh hàng không dạng analog không đặt ra ở đây), trong đó năng lượng sóng phản xạ (theo vùng phổ đã được xác định trước) từ các vị trí tương ứng trên mặt đất, được bộ cảm biến thu nhận và chuyển thành tín hiệu số xác định giá trị độ sang của mỗi pixel. Ứng với các giá trị này, mỗi pixel sẽ 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 theo những dải phổ khác nhau (từ cực tím đến sóng radio) nên người ta gọi là dữ liệu đa phổ, đa kênh, đa băng tần hoặc nhiều lớp . Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Trắc Địa Ảnh Trường Mỏ Địa Chất Sinh viên Nguyễn Thị Oanh - 10 - Lớp Cao đẳng Trắc địa B – K49 I.2.2. Các đặc trưng cơ bản của ảnh vệ tinh I.2.2.1. Đặc trưng: Các dữ liệu ảnh thu được trong viễn thám thường dưới dạng số và được 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 phần tử ma trận (xác định bởi hàng và cột) ứng với các phần tử ảnh có từng giá trị độ sáng riêng biệt. Ảnh vệ tinh được đặc trưng bởi một số thông số cơ bản như sau: I.2.2.1.1. Tính chất hình học của ảnh vệ tinh Trường nhìn không đổi IFOV (instantaneous file of vieư) được định nghĩa là góc không gian tương ứng với một đơn vị chia mẫu trên mặt đất. Lượng thông tin ghi được trong IFOV tương ứng với giá trị của pixel. Góc nhìn tối đa mà một bộ cảm biến có thể thu được sóng điện từ được gọi là trường nhìn FVO (field of vieư). Khoảng không gian trên mặt đất do FVO tạo nên chính là bề rộng tuyến bay. Diện tích nhỏ nhất trên mặt đất mà bộ cảm có thể phân biệt được gọi là 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 phân giải mặt đất khi hình chiếu của một pixel tương ứng với một đơn vị chia mẫu trên mặt đất Khi nói rằng ảnh SPOT có kích thước pixel là 20 × 20m có nghĩa là một pixel trên ảnh tương ứng với diện tích 20 × 20m trên mặt đất. Để xác định ảnh có độ phân giải cần thiết cho phép nhận biết đối tượng, thường nên chọn ảnh có độ phân giải không gian bằng 1/2 kích thước của vật thể cần 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. Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Trắc Địa Ảnh Trường Mỏ Địa Chất Sinh viên Nguyễn Thị Oanh - 11 - Lớp Cao đẳng Trắc địa B – K49 Độ phân giải m Kích thước vật thể m Độ phân giải m Kích thước vật thể m 0.5 1.0 5.0 10.0 1.0 2.0 10.0 20.0 1.5 3.0 15.0 30.0 2.0 4.0 20.0 40.0 2.5 5.0 25.0 50.0 Bảng 1 - Quan hệ giữa độ phân giải và kích thước của vật thể cần xác định I.2.2.2. Tính chất phổ của ảnh vệ tinh Cùng một vùng phủ mặt đất tư ơng ứng, các pixel sẽ cho giá trị riêng biệt theo từng vùng phổ ứng với các loại bước sóng khác nhau (ảnh chụp đa phổ - MSS). Do đó, thông tin được cung cấp theo từng loại ảnh vệ tinh khác nhau không chỉ phụ thuộc vào số bit dùng để ghi nhận, mà còn phụ thuộc vào phạm vi bước sóng. Độ phân giải phổ thể hiện bởi kích thước và số kênh phổ, bề rộng phổ hoặc sự phân chia vùng phổ mà ảnh vệ tinh có thể phân biệt một số lượng lớn các bước sóng có kích thước tương tự, cũng như tách biệt được các bức xạ từ nhiều vùng phổ khác nhau. Ảnh có độ phân giải phổ thấp khi thể hiện cường độ phản xạ của nhiều bước sóng đồng thời và bị hạn chế trong dải tần s óng điện từ. Độ phân giải bức xạ thể hiện độ nhạy tuyến tính của bộ cảm biến trong khả năng phân biệt sự thay đổi nhỏ nhất của cường độ phản xạ sóng từ các vật thể. Ngoài ra, số bit dùng trong ghi nhận thông tin cũng là một đặc trưng quan trọng của độ phân giải bức xạ, vì nó quyết định chất lượng ảnh (cấp độ sáng) khi được hiển thị. I.2.2.3. Độ phân giải thời gian của ảnh vệ tinh Độ phân giải thời gian không liên quan đến thiết bị ghi ảnh mà chỉ liên quan đến khả năng chụp lặp lại của vệ tinh. Ảnh được chụp vào những ngày Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Trắc Địa Ảnh Trường Mỏ Địa Chất Sinh viên Nguyễn Thị Oanh - 12 - Lớp Cao đẳng Trắc địa B – K49 khác nhau cho phép so sánh đặc trưng bề mặt thời gian. Nếu dự án yêu cầu đánh giá sự biến động, hoặc tách những thay đổi thì cần phải biết có bao nhiêu dữ liệu ảnh sẵn có cho khu vực nghiên cứu? Ảnh có thể chụp trở lại sau thời gian bao lâu? Vệ tinh có thường xuyên chụp lại cùng vị trí? Ưu thế của độ phân giải không gian là cho phép cung cấp thông tin chính xác hơn và nhận biết được sự biến động của một khu vực cần nghiên cứu. Hầu hết các vệ tinh đều bay qua cùng một điểm vào khoảng thời gian cố định (mất từ vài ngày đến vài tuần) phụ thuộc vào quỹ đạo và độ phân giải không gian. I.2.2.4. Xác định độ phân giải thích hợp nhu cầu công việc Tăng độ phân giải của ảnh vệ tinh dẫn đến tăng độ chính xác và cung cấp được nhiều thông tin có ích. Tuy nhiên, điều này không đúng cho một số trường hợp, nên việc xác định độ phân giải tối thiểu để đáp ứng yêu cầu sẽ cho phép tiết kiệm thời gian và kinh phí. Vì thường ảnh có độ phân giải cao thì giá thành cao hơn và cần phải tăng dung lượng lưu trữ cũng như đòi hỏi hardware và software đủ mạnh cho việc xử lý ảnh. I.2.2.5. Hiển thị ảnh vệ tinh Chất lượng của dữ liệu ảnh vệ tinh được đánh giá qua tỷ số giữa tín hiệu nhập S cần thiết và mức độ nhiễu N (signal to noise radio). Tỷ số S/N được xác định thông qua biểu thức sau: Tỷ số S/N = 20 log10 S/N [dB] Thông tin được lưu trữ trong dữ liệu ảnh số theo đơn vị bit, thông 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 dụng là byte (1 byte = 8 bits). Do đó, đối với ảnh thu được mã hoá có số bít nhỏ hơn hoặc bằng 8 thì được lưu 1 byte ( byte type). Đối với ảnh có số bit lớn hơn 8 được lưu ở dạng 2 byte hay trong một từ có thể lưu được 65536 cấp Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Trắc Địa Ảnh Trường Mỏ Địa Chất Sinh viên Nguyễn Thị Oanh - 13 - Lớp Cao đẳng Trắc địa B – K49 độ xám. Toàn bộ dung lượng của một dữ liệu ảnh đa phổ được xác định bởi: Dung lượng của một ảnh (byte) = {số hàng × số cột × số kênh × số bi t }/8 Ảnh Dung lượngMb Bề rộng ảnh km Độ phân giải m Landsat MSS 30 180 79 Landsat TM 300 180 30 SPOT XS 27 60 21 SPOT Pan 36 60 10 Bảng 2 - Quan hệ gữa dung lượng, độ phân giải và bề rộng của ảnh vệ tinh Ảnh đa phổ bao gồm nhiều kênh phổ. Để hiển thị, từng kênh của ảnh đa phổ được thể hiện lần lượt dưới dạng ảnh grey scale (cấp độ xám) mà mỗi pixel sẽ có giá trị hữu hạn ứng với từng cường độ phản xạ năng lượng của vật thể trên mặt đất, hoạc phối hợp ba kênh ảnh hiển thị cùng lúc dưới dạng ảnh tổ hợp màu. Khi sử dụng chọn từng kênh phổ nào đó được hiển thị theo một màu cụ thể. Do máy tính sử dụng ba màu cơ bản (red, green, blue) nên chỉ có ba kênh duy nhất được phép hiển thị đồng thời (tổ hợp màu). I.2.2.6.Thu nhỏ và phóng to hình ảnh 1. Thu nhỏ hình ảnh Một hệ thống xử lý ảnh số chỉ có thể trình bày trên màn hình một hình ảnh có kích thước ≤ 512 × 512 pixe
Luận văn liên quan