ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
NGUYỄN ĐẮC HUY
NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ CÁC PHƢƠNG PHÁP
PHÂN LOẠI TÀU THUYỀN TỰ ĐỘNG SỬ DỤNG ẢNH
VIỄN THÁM
Ngành: Hệ Thống Thông Tin
Chuyên ngành: Hệ Thống Thông Tin
Mã Số: 8480104.01
LUẬN VĂN THẠC SĨ HỆ THỐNG THÔNG TIN
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS. TS Nguyễn Thị Nhật Thanh
Hà nội – 09/2020
i
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ...................................................................................................... iii
LỜI CAM ĐOAN ................................................................................................. iv
DANH MỤC HÌNH VẼ ........................................................................................ v
DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................ vii
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ............................................................................. viii
MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 1
Chương 1: Giới thiệu chung .................................................................................. 5
1.1 Tình hình nghiên cứu trên thế giới và Việt Nam .................................. 5
1.2 Giới thiệu về công nghệ viễn thám ....................................................... 6
1.2.1 Khái niệm, đặc điểm cơ bản viễn thám ................................... 6
1.2.2 Dữ liệu ảnh viễn thám quang học ............................................ 8
1.3 Giới thiệu về một số loại tàu thuyền quan tâm ................................... 10
1.3.1 Tàu vận tải [12]...................................................................... 10
1.3.2 Tàu chở dầu [12] .................................................................... 11
1.3.3 Tàu chuyên chở công te nơ [12] ............................................ 11
1.3.4 Tàu sân bay [13] .................................................................... 12
1.3.5 Tàu ngầm [13] ....................................................................... 14
1.3.6 Khu trục hạm [13] ................................................................. 15
1.4 Bộ CSDL tàu thuyền mẫu ................................................................... 16
1.4.1 Nguồn dữ liệu ........................................................................ 16
1.4.2 Phương pháp thu thập bộ dữ liệu tàu thuyền mẫu ................. 17
1.4.3 Quy trình lấy mẫu dữ liệu ...................................................... 18
Chương 2: Nghiên cứu một số thuật toán nhận dạng tàu thuyền. ....................... 20
2.1 Nghiên cứu một số phương pháp, thuật toán trích chọn đặc trưng .... 20
2.1.1 Mô hình Bag of Features ....................................................... 20
2.1.2 Thuật toán Local Binary Patterns .......................................... 34
2.2 Nghiên cứu phương pháp, thuật toán phân lớp tàu thuyền. ................ 36
Chương 3: Ứng dụng phân lớp tàu thuyền ở cảng biển Việt Nam trên ảnh viễn
thám ..................................................................................................................... 41
ii
3.1 Phương pháp đề xuất........................................................................... 41
3.1.1 Bộ cơ sở dữ liệu đầu vào ....................................................... 42
3.1.2 Trích chọn đặc trưng .............................................................. 43
3.1.3 Chọn thuật toán huấn luyện và phân lớp dữ liệu ................... 44
3.2 Kết quả và thảo luận ........................................................................... 46
3.2.1 Bộ cơ sở dữ liệu ..................................................................... 46
3.2.2 Kết quả phân lớp .................................................................... 48
3.2.3 Nhận xét, đánh giá ................................................................. 58
KẾT LUẬN ......................................................................................................... 61
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 62
iii
LỜI CẢM ƠN
Trước tiên tôi xin dành lời cảm ơn chân thành và sâu sắc đến cô giáo,
PGS. TS. Nguyễn Thị Nhật Thanh – người đã hướng dẫn, khuyến khích, chỉ bảo
và tạo cho tôi những điều kiện tốt nhất từ khi bắt đầu cho tới khi hoàn thành
công việc của mình.
Tôi xin dành lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô giáo khoa Công nghệ
thông tin, trường Đại học Công nghệ, ĐHQGHN đã tận tình đào tạo, cung cấp
cho tôi những kiến thức vô cùng quý giá và đã tạo điều kiện tốt nhất cho tôi
trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu tại trường.
Đồng thời tôi xin chân thành cảm ơn chủ nhiệm và nhóm nghiên cứu thực
hiện đề tài cấp nhà nước thuộc chương trình khoa học và công nghệ cấp quốc
gia về công nghệ vũ trụ giai đoạn 2016-2020, mã số đề tài VT-UD.06/16-20 đã
hỗ trợ tôi trong quá trình nghiên cứu thực nghiệm.
Cuối cùng, tôi xin cảm ơn tất cả những người thân yêu trong gia đình tôi
cùng toàn thể bạn bè, đồng nghiệp, những người đã luôn giúp đỡ, động viên, cổ
vũ, khích lệ và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian qua. Trong quá trình thực hiện đề
tài có thể còn có những mặt hạn chế, thiếu sót. Tôi rất mong nhận được ý kiến
đóng góp và sự chỉ dẫn của các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp.
iv
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan rằng luận văn thạc sĩ công nghệ thông tin “Nghiên cứu
đánh giá các phương pháp phân loại tàu thuyền tự động sử dụng ảnh viễn
thám” là công trình nghiên cứu của riêng tôi, không sao chép lại của người
khác. Trong toàn bộ nội dung của luận văn, những điều đã được trình bày hoặc
là của chính cá nhân tôi hoặc là được tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu. Tất cả
các nguồn tài liệu tham khảo đều có xuất xứ rõ ràng và hợp pháp.
Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm và chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy
định cho lời cam đoan này.
Hà Nội, ngày …. tháng … năm …..