Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật nâng cao độ chính xác trong phân loại ảnh tại khu vực có độ phủ hỗn hợp

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI<br /> TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN<br /> ---------------------<br /> <br /> Nguyễn Thị Thanh Bình<br /> <br /> NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP KỸ THUẬT NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC<br /> TRONG PHÂN LOẠI ẢNH TẠI KHU VỰC CÓ ĐỘ PHỦ HỖN HỢP<br /> <br /> LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC<br /> <br /> Hà Nội -2016<br /> <br /> ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI<br /> TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN<br /> --------------------Nguyễn Thị Thanh Bình<br /> <br /> NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP KỸ THUẬT NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC<br /> TRONG PHÂN LOẠI ẢNH TẠI KHU VỰC CÓ ĐỘ PHỦ HỖN HỢP<br /> Chuyên ngành: Bản đồ, viễn thám và hệ thông tin địa lý<br /> Mã số: 60440214<br /> <br /> LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC<br /> Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. Phạm Minh Hải<br /> XÁC NHẬN HỌC VIÊN ĐÃ CHỈNH SỬA THEO GÓP Ý CỦA HỘI ĐỒNG<br /> Giáo viên hướng dẫn<br /> <br /> Chủ tịch hội đồng chấm luận văn<br /> thạc sĩ khoa học<br /> <br /> TS. Phạm Minh Hải<br /> <br /> PGS.TS. Đinh Thị Bảo Hoa<br /> <br /> Hà Nội - 2016<br /> <br /> LỜI CẢM ƠN<br /> Để hoàn thành luận văn này, tác giả xin được gửi lời cảm ơn chân<br /> thành tới các thầy, cô giáo trong Khoa Địa lý, Trường Đại học Khoa học Tự<br /> nhiên và Bộ môn Bản đồ,Viễn thám và GIS, Trung tâm Nghiên cứu và<br /> Chuyển giao công nghệ viễn thám- Cục viễn thám quốc gia đã tạo điều kiện<br /> và giúp đỡ tác giả trong quá trình thực hiện và hoàn thiện luận văn.<br /> Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất tới TS.Phạm<br /> Minh Hải, người đã tận tình chỉ bảo và giúp đỡ tác giả trong suốt thời gian<br /> học tập, công tác và thực hiện luận văn này.<br /> Do thời gian và trình độ còn hạn chế nên luận văn chắc chắn sẽ không<br /> tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được sự đóng góp của quý thầy cô<br /> và các bạn đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm<br /> ơn!<br /> Hà Nội, ngày 22 tháng 12 năm 2016<br /> <br /> Nguyễn Thị Thanh Bình<br /> <br /> 1<br /> <br /> MỤC LỤC<br /> DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT .................................................................................. 5<br /> DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU...................................................................................... 6<br /> DANH MỤC HÌNH VẼ...................................................................................................... 7<br /> MỞ ĐẦU................................................................................................................................ 9<br /> 1. Tính cấp thiết của đề tài: .............................................................................................. 9<br /> 2. Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................................... 10<br /> 3. Nội dung nghiên cứu .................................................................................................... 10<br /> 4. Phạm vi nghiên cứu...................................................................................................... 10<br /> 5. Kết quả đạt đƣợc .......................................................................................................... 10<br /> 6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ................................................................................... 11<br /> 7. Phƣơng pháp nghiên cứu và kỹ thuật sử dụng ...................................................... 11<br /> 8. Cấu trúc luận văn ......................................................................................................... 11<br /> CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ<br /> NGOÀI NƢỚC ...................................................................................................................... 12<br /> 1.1.<br /> <br /> Các khái niệm ......................................................................................................... 12<br /> <br /> 1.2.<br /> <br /> Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nƣớc .................................. 18<br /> <br /> 1.2.1.<br /> <br /> Trên thế giới ...................................................................................................... 18<br /> <br /> 1.2.2.<br /> <br /> Ở Việt Nam ........................................................................................................ 19<br /> <br /> CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN PHÂN LOẠI ẢNH VIỄN THÁM ..................... 24<br /> 2.1. Đặc trƣng phổ phản xạ của các đối tƣợng trong tự nhiên ............................... 24<br /> 2.1.1. Đặc tính phản xạ phổ của thực vật ................................................................... 24<br /> 2.1.2. Đặc tính phản xạ phổ của đất ............................................................................. 25<br /> 2.1.3. Đặc tính phản xạ phổ của nước .......................................................................... 25<br /> 2.2. Khái quát các phƣơng pháp phân loại ảnh truyền thống ................................ 26<br /> 2.2.1. Phân loại không kiểm định .................................................................................. 29<br /> 2.2.1. Phân loại có kiểm định ....................................................................................... 31<br /> 2.3. Các yếu tố ảnh hƣởng đến độ chính xác kết quả phân loài. ............................ 33<br /> 2<br /> <br /> 2.3.1 Đặc điểm khu vực nghiên cứu .............................................................................. 33<br /> 2.3.2. Đặc điểm tư liệu viễn thám.................................................................................. 33<br /> 2.3.3. Dữ liệu đa thời gian ............................................................................................. 34<br /> 2.3.4 Sử dụng các kỹ thuật chuyển đổi dữ liệu ............................................................ 34<br /> 2.3.5. Thuật toán phân loại sử dung ............................................................................. 34<br /> 2.4 Đánh giá độ chính xác kết quả phân loại .............................................................. 35<br /> 2.5. Cơ sở khoa học phƣơng pháp giảm nhiễu điểm ảnh bằng phân loại theo<br /> giá trị phổ sử dụng ba đối tƣợng đất, nƣớc, thực vật. .............................................. 38<br /> 2.5.1 Cơ sở lý thuyết xác định giá trị phổ thực ........................................................... 38<br /> 2.5.2. Nguyên lý chỉ số Nước-Đất-Thực vật................................................................. 41<br /> 2.6. Lập trình chƣơng trình tính toán toán tỷ lệ các thành phần Nƣớc -ĐấtThực vật trong mỗi điểm ảnh bằng ngôn ngữ lập trinh Matlab ............................ 44<br /> CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM TÍNH TOÁN GIÁ TRỊ PHỔ ENDMEMBER<br /> VÀ TỶ LỆ THÀNH PHẦN ĐẤT-NƢỚC-THỰC VẬT TRÊN ẢNH VIỄN<br /> THÁM. .................................................................................................................................... 53<br /> 3.1. Đặc điểm khu vực thực nghiệm ............................................................................. 53<br /> 3.2 Quy trình phân loại ảnh khu vực có độ phủ hỗn hợp dựa trên tỷ lệ các<br /> thành phần Đất- Nƣớc- Thực vật trong một điểm ảnh ................................................ 55<br /> 3.3. Đặc điểm tƣ liệu ảnh viễn thám thực nghiệm ..................................................... 56<br /> 3.3.1. Ảnh Landsat 8 ....................................................................................................... 56<br /> 3.3.2. Ảnh Sentinel 2 ....................................................................................................... 58<br /> 3.4. Thực nghiệm tính toán xác định giá trị phổ thực của 3 đối tƣợng đất,<br /> nƣớc, thực vật trên ảnh ................................................................................................... 60<br /> 3.5. Thực nghiệm tính toán tỷ lệ thành phần 3 đối tƣợng đất, nƣớc, thực vật<br /> trong một điểm ảnh .......................................................................................................... 61<br /> 3.5.1. Chạy chương trình tính toán tỷ lệ thành phần 3 đối tượng đất - nước, thực<br /> vật trong một điểm ảnh ................................................................................................... 61<br /> 3.5.2. So sánh giữa chỉ số thực vật của phương pháp đề xuất với chỉ số<br /> thực vật (NDVI) .............................................................................................................. 62<br /> <br /> 3<br /> <br />