Một số trạm đo vẽ ảnh số được ứng dụng phổ biến ở nước ta hiện nay

a) Trạm đo ảnh số Imagestation (Intergraph - Mỹ)

Hình 1: Trạm đo ảnh số Imagestation

Tổng quan về phương pháp đo vẽ ảnh số và trạm đo vẽ ảnh số

1. Phương pháp đo vẽ ảnh số

Trong phương pháp đo ảnh số, dữ liệu đầu vào phục vụ công tác đo ảnh là ảnh dạng số, đó là ảnh chụp kỹ thuật số hoặc cũng có thể là ảnh tương tự được chuyển thành dạng số bằng hệ thống máy quét ảnh. Khi quét ảnh, hệ thống máy quét ghi nhận tín hiệu từ tấm ảnh thông qua hệ thống thiết bị điện từ. Các điểm ảnh được lưu trữ trong máy tính dưới dạng giá trị độ xám của điểm ảnh.

Đánh giá khả năng ứng dụng ảnh vệ tinh lập thể độ phân giải cao trong đo vẽ, cập nhật dữ liệu bản đồ

1. Ứng dụng trên Thế giới

Ngày nay bản đồ là yêu cầu tất yếu trong phát triển kinh tế-xã hội, an ninh quốc phòng, dữ liệu được tích hợp trong hệ thống thông tin địa lý (GIS). Những thông tin thực tế (GIS) được yêu cầu và phục vụ cho những dự án quy hoạch chung. Đặc biệt trong phát triển đất nước thì thông thường không có thông tin thực tế chính xác. Những yêu cầu dữ liệu có thể về cơ bản bằng nguồn ảnh hàng không, nhưng cũng có thể là ảnh vệ tinh cho thành lập bản đồ địa hình đến tỷ lệ 1:5.000. Đôi khi ảnh hàng không là không xác định hoặc phân loại và ảnh hàng không có giá thành đắt, tốn kém thời gian nếu không có máy bay phục vụ. Vì vậy, sử dụng ảnh vệ tinh cho giải pháp thành lập bản đồ là hiệu quả kinh tế.

Tổng hợp, phân tích tính chất hình học và đặc tính hình học của ảnh vệ tinh độ phân giải cao

1. Tính chất hình học của ảnh vệ tinh độ phân giải cao

1.1. Các đặc tính kỹ thuật của ảnh vệ tinh độ phân giải cao

Các vệ tinh độ phân giải cao đang hoạt động hiện nay chủ yếu là các loại vệ tinh có trọng lượng nhỏ và là lại ảnh vệ tinh có quỹ đạo đồng bộ mặt trời (sun-synchronous) để đảm bảo giữ một góc không đổi trong quan hệ tương đối so với hướng mặt trời và luôn quan sát một điểm trên mặt đất vào cùng một thời điểm trong ngày (giờ địa phương). Chukỳ thời gian quan sát lặp lại một vị trí trên mặt đất là tương đối nhanh, khoảng (1÷3.5 ngày) [1], [2], [3], [4], [5]. Theo công ty liên doanh ảnh vệ tinh của Mỹ (Satellite Imaging Corporation) thì ảnh vệ tinh độ phân giải cao có thể được chia làm 2 mức độ sau: 

Cơ sở vật lý ảnh viễn thám

 Viễn thám là phương pháp sử dụng bức xạ điện từ như một phương tiện để nghiên cứu, điều tra,đo đạc những thuộc tính cơ bản của đối tượng nghiên cứu mà không cần tiếp xúc trực tiếp tới đối tượng.
 Viễn thám được thực hiện từ nhiều khoảng cách , độ cao khác nhau:
  -Tầng mặt đất
  -Tầng máy bay
  -Tầng vũ trụ

Các tham số chính của viễn thám về các quá trình xảy ra trên bề mặt trái đất

1. Các đặc trưng quang phổ thực vật

Bất kỳ vật thể nào trên bề mặt đất đều có tác dụng điện từ . Đồng thời bất kỳ vật thể nào có nhiệt độ cao hơn nhiệt độ không tuyệt đối (nhiệt độ k = -273,16⁰C) đều liên tục phát ra sóng điện từ (nhiệt bức xạ). Do thành phần cấu tạo của các vật thể trên bề mặt trái đất khác nhau nên sự hấp thu hoặc phát xạ các sóng điện từ là khác nhau, ngay như thảm thực vật mỗi loại thực vật khác nhau cũng hấp thu và phát xạ các sóng điện từ cũng khác nhau. Vì vậy trên cơ sở các dữ liệu viễn thám ta có thể xác định được các đặc trưng quang phổ khác nhau của của bề mặt trái đất. Trong đó một trong những đặc trưng quang phổ quan trọng nhất của viễn thám là quang phổ thực vật. Từ những đặc trưng này làm cơ sở để xây dựng lên các chỉ số thực vật, là những thông tin quan trọng trong nghiên cứu và phục vụ khí tượng nông nghiệp.

Ứng dụng Hệ thông tin địa lý và Viễn thám trong quản lý môi trường và tài nguyên ở Việt Nam

Việc sử dụng kết hợp Viễn thám và GIS cho nhiều mục đích khác nhau đã trở nên rất phổ biến trên toàn thế giới trong khoảng 30 năm trở lại đây. GIS bắt đầu được xây dựng ở Canada từ những năm sáu mươi của thế kỷ 20 và đã được ứng dụng ở rất nhiều lĩnh vực khác nhau trên toàn thế giới. Sau khi vệ tinh quan sát trái đất Landsat đầu tiên được phóng vào năm 1972, các dữ liệu viễn thám được xem là nguồn thông tin đầu vào quan trọng của GIS nhờ những tiến bộ về kỹ thuật của nó.

Kỹ thuật hậu phân loại ảnh viễn thám - ENVI

Phần trước đã giới thiệu 2 phương pháp phân loại ảnh viễn thám là không kiểm định và có kiểm định. Sau khi phân loại ảnh thì có những kỹ thuật áp dụng để nâng cao chất lượng sau khi phân loại ảnh gọi là Kỹ thuật hậu phân loại ảnh sẽ giới thiệu với bạn đọc ở bên dưới

Những ảnh đã được phân loại cần thực hiện quy trình hậu phân loại để đánh giá chất lượng phân loại và tạo được những lớp cho việc xuất chuyển sang dạng bản đồ ảnh và vector GIS. Các kỹ thuật hậu phân loại:

I. Lọc loại nhiễu kết quả phân loại ( Majority/Minority Analysis)

Sử dụng phương pháp Majoriry Analysis để gộp những pixel lẻ tẻ hoặc phân loại lẫn trong các lớp vào chính lớp chứa nó. Ta nhập kích thước cửa sổ lọc Kernel Size, sau đó giá trị của pixel trung tâm sẽ được thay thế bằng giá trị của pixel chiếm đa số trong cửa sổ lọc đó. Nếu chọn Minority Analyis, giá trị của pixel trung tâm sẽ được thay thế bằng giá trị pixel chiếm thiểu số trong cửa sổ lọc. Để thực hiện chức năng này, từ thực đơn lệnh của ENVI ta chọn Classification\Post Classification\Majority/Minority Analysis.

Phân loại thông tin trên tư liệu ảnh viễn thám - ENVI - Bài 2

Ở bài 1 phân loại đã giới thiệu đến các bạn phương pháp phân loại không kiểm định, phương pháp phân loại kiểm định chủ yếu dùng vào mục đích dựa vào ảnh phân loại này đi khảo sát lựa chọn khu vực lấy mẫu để phân loại có kiểm định. Bài tiếp theo mình giới thiệu các bạn bài tiếp theo là phân loại có kiểm định.

II. Phân loại có kiểm  định

Phân loại có kiểm định yêu cầu người sử dụng phải chọn vùng mẫu làm cơ sở phân loại. Tiếp đó dùng các phương pháp so sánh để đánh giá liệu một pixel nhất định đã đủ tiêu chuẩn để gán cho một lớp chưa. Phần mềm ENVI cung cấp một loạt các phương pháp phân loại khác nhau, bao gồm Parallelepiped, Maximum Likelihood, Minimum Distance, Mahalanobis Distance, Binary Encoding và

Spectral Angle Mapper.

Phân loại thông tin trên tư liệu ảnh viễn thám - ENVI - Bài 1

Ở các bài trước đã giới thiệu đến các bạn các bài tổ hợp màu ảnh viễn thám, tăng cường chất lượng ảnh viễn thám, nắn chỉnh hình học ảnh viễn thám bài 1 và bài 2. Nhưng bài này là những bước tiền xử lý ảnh. Sau khi xử lý hết các bước trên ta tiến hành vào chiết tách thông tin của ảnh thông qua bài phân loại ảnh sẽ được giới thiệu bên dưới.

I.  Phân loại không kiểm định Isodata và K-Means

Khởi động phần phân loại không kiểm định của ENVI bằng cách chọn Classification > Unsupervised > Method, ở đây Method hoặc là K-Means hoặc Isodata.

Nắn chỉnh hình học ảnh viễn thám - ENVI - Bài 2

Ở bài 1 đã giới thiệu các bạn nắn chỉnh hình học ảnh với ảnh bài tiếp theo mình sẽ giới thiệu đến các bạn bài 2 nắn chỉnh hình học ảnh với bản đồ.

II. NẮN CHỈNH HÌNH HỌC ẢNH VỚI BẢN ĐỒ

Quy trình nắn chỉnh hình học ảnh với bản đồ nền (chuẩn) tương tự như quy trình nắn ảnh với ảnh. Tọa độ bản đồ trong hệ tọa độ UTM Zone 13 N, datum  North America 1927.

Nắn chỉnh hình học ảnh viễn thám - ENVI - Bài 1

ENVI hỗ trợ việc đọc và xử lý các ảnh đã được nắn chỉnh về nhiều hệ chiếu toạ độ thông dụng. Ngoài ra ENVI còn có thể hỗ trợ những hệ tọa độ do người dùng tự lập bằng cách đưa vào thay thế những thông số đặc trị trong 6 nhóm hệ quy chiếu, 35 dạng ellipsoids khác nhau và hơn 100 datums để đáp ứng hầu hết những yêu cầu về đo vẽ bản đồ.

Những thông số hệ toạ độ trong ENVI được lưu giữ trong file ASCII “map_proj.txt”, có thể dễ dàng thay đổi / bổ xung bằng những công cụ ENVI Map Projection (hệ quy chiếu) hoặc có thể được sửa trực tiếp (bằng 1 phần mềm soạn thảo đơn giản). Những thông tin trong file này sẽ được sử dụng trong file header gắn với mỗi dữ liệu ảnh và cho phép sự liên kết vị trí “Magic Pixel” với những toạ độ của hệ quy chiếu đã xác định. Một số chức năng của ENVI có thể dùng thong tin này để làm việc với dữ liệu ảnh trong 1 không gian của dữ liệu có tọa độ.

Tăng cường chất lượng ảnh viễn thám - ENVI

         Ở bài trước đã giới thiệu đến các bạn cách tổ hợp màu ảnh viễn thám với ENVI. Tiếp tục hôm nay giới đến các bạn tăng độ nét và lọc ảnh viễn thám trong ENVI.

Tăng cường chất lượng ảnh là công việc tiến hành nhằm loại bỏ các yếu tố gây nhiễu trên tấm ảnh. Có hai phương thức làm tăng cường chất lượng ảnh là: Tăng độ nét và lọc ảnh.

Tổ hợp màu ảnh viễn thám - ENVI

Tư liệu ảnh viễn thám được sử dụng vào rất nhiều mục đích như Môi trường, Ngập úng, Bản đồ... Nhưng trước khi đưa vào sử dụng bạn phải tiến hành xủ lý nâng cao chất lượng ảnh. Một bức ảnh màu có thể được tổ hợp trên cơ sở gán 3 kênh phổ nào đó cho ba màu cơ bản. Có hai phương pháp tổ hợp màu đó là tổ hợp màu tự nhiên và tổ hợp màu giả.

Giới thiệu về tư liệu ảnh viễn thám AVNIR-2

ALOS (The Advanced Land Observing Satellite) là vệ tinh quan sát trái đất của Nhật Bản được phóng lên quỹ đạo vào tháng 1 năm 2006. Đây là thế hệ vệ tinh cải tiến tiếp theo vệ tinh tài nguyên JERS-1 và ADEOS, các bộ cảm trên vệ tinh này  tích hợp nhiều kỹ thuật tiến tiến có thể được sử dụng cho thành lập bản đồ địa hình, giám sát vùng, theo dõi thiên tai và điều tra tài nguyên. Trên ALOS có ba bộ cảm: Panchromatic Remote-sensing Instrument for Stereo Mapping (PRISM) chuyên cho thành lập bản đồ số độ cao, bộ cảm tiếp theo là Advanced Visible and Near-Infrared Radiometer-2 (AVNIR-2) cho phép quan sát lớp phủ chi tiết, rõ nét hơn và cuối cùng là Phased Array L-band Synthetic Aperture Radar (PALSAR) có thể giám sát mặt đất cả ngày lẫn đêm trong mọi điều kiện thời tiết.

Cơ sở khoa học ứng dụng viễn thám quang học trong nghiên cứu ngập lụt

Viễn thám(Remote sensing) là môn khoa học thu nhận thông tin về hình dáng, kích thước và tính chất của một vật thể, một đối tượng từ một khoảng cách cố định, không cần tiếp xúc trực tiếp với chúng. Điều này được thực hiện nhờ vào việc quan sát và thu nhận năng lượng phản xạ, bức xạ từ đối tượng và sau đó phân tích, xử lý, ứng dụng những thông tin nói trên.

Công nghệ viễn thám, một trong những thành tựu khoa học vũ trụ đã đạt đến trình độ cao và đã trở thành kỹ thuật phổ biến được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực kinh tế xã hội ở nhiều nước trên thế giới. Nhu cầu ứng dụng công nghệ viễn thám trong lĩnh vực điều tra nghiên cứu, khai thác, sử dụng, quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trư­ờng ngày càng gia tăng nhanh chóng không những trong phạm vi Quốc gia, mà cả phạm vi Quốc tế. Những kết quả thu được từ công nghệ viễn thám giúp các nhà khoa học và các nhà hoạch định chính sách các phương án lựa chọn có tính chiến lược về sử dụng và quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường. Vì vậy viễn thám được sử dụng như là một công nghệ đi đầu rất có ­ưu thế hiện nay.

Quy trình ứng dụng công nghệ GIS và Viễn Thám (RS) và xây dựng bản đồ ngập lụt

Ngày nay, với sự tiến bộ về khoa học kĩ thuật, công nghệ thông tin đã hình thành và phát triển các công cụ, thiết bị hiện đại, tự động hóa sử dụng trong ngành trắc địa. Các công nghệ hiện đại đó có thể kể đến là GPS(Hệ thống đị vị toàn cầu), RS(Viễn thám), GIS(Hệ thống thông tin địa lý) nó đó giúp cho ngành trắc địa có thể thu thập và khám phá trái đất và cả vũ trụ một cách nhanh chóng và hiệu quả.

Công nghệ viễn thám, một trong những thành tựu khoa học vũ trụ đã đạt đến trình độ cao và đã trở thành kỹ thuật phổ biến được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực môi trường, kinh tế xã hội ở nhiều nước trên thế giới. Nhu cầu ứng dụng công nghệ viễn thám trong lĩnh vực điều tra nghiên cứu, khai thác, sử dụng, quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trư­ờng ngày càng gia tăng nhanh chóng không những trong phạm vi Quốc gia, mà cả phạm vi Quốc tế. Những kết quả thu được từ công nghệ viễn thám giúp các nhà khoa học và các nhà hoạch định chính sách các phương án lựa chọn có tính chiến lược về sử dụng và quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trường. Vì vậy viễn thám được sử dụng như là một công nghệ đi đầu rất có ­ưu thế hiện nay.

GIS với Viễn Thám (RS) vào trong ngập úng

1. Công nghệ GIS

Hệ thông tin địa lý (HTTĐL)- Geographical information system ( GIS) là một tổ chức tổng thể của bốn hợp phần: phần cứng máy tính, phần mềm, dữ liệu địa lý và con người điều hành được thiết kế hoạt động một cách có hiệu quả nhằm tiếp nhận, lưu trữ, điều khiển, phân tích và hiển thị toàn bộ các dạng dữ liệu địa lý. HTTĐL có mục tiêu đầu tiên là xử lý hệ thống dữ liệu trong môi trường không gian địa lý. (Viện nghiên cứu môi trường Mỹ - 1994).

Ứng dụng viễn thám vào trong môi trường - P2

Phương pháp viễn thám thể hiện nhiều ưu điểm như: giàu thông tin, chu kì thu nhận thông tin ngắn, xử lí trên diện rộng, không phụ thuộc vào điều kiện xã hội – chính trị trên mặt đất. Những ưu điểm nổi bật đó đã làm cho Viễn thám trở thành một trong những phương pháp có hiệu quả, nghiên cứu sự biến động tài nguyên và ô nhiễm môi trường trên bề mặt trái đất.

Ứng dụng viễn thám vào trong môi trường - P1

Phương pháp viễn thám thể hiện nhiều ưu điểm như: giàu thông tin, chu kì thu nhận thông tin ngắn, xử lí trên diện rộng, không phụ thuộc vào điều kiện xã hội – chính trị trên mặt đất. Những ưu điểm nổi bật đó đã làm cho Viễn thám trở thành một trong những phương pháp có hiệu quả, nghiên cứu sự biến động tài nguyên và ô nhiễm môi trường trên bề mặt trái đất.