Luận văn thạc sĩ: Ứng dụng kỹ thuật xử lý ảnh viễn thám để đánh giá hiện trạng tài nguyên rừng tại Quảng Ngãi

Chia sẻ: Sdfas Vfdtg | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

320
lượt xem 74
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Ứng dụng kỹ thuật xử lý ảnh viễn thám để đánh giá hiện trạng tài nguyên rừng tại Quảng Ngãi nhằm nghiên cứu các kỹ thuật xử lý ảnh viễn thám ứng dụng trong việc đánh giá hiện trạng tài nguyên rừng.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn thạc sĩ: Ứng dụng kỹ thuật xử lý ảnh viễn thám để đánh giá hiện trạng tài nguyên rừng tại Quảng Ngãi

1 2 B GIÁO D C VÀ ĐÀO T O Công trình ñư c hoàn thành t i Đ I H C ĐÀ N NG Đ I H C ĐÀ N NG LÊ T N SĨ Ngư i hư ng d n khoa h c: TS. NGÔ VĂN S NG D NG K THU T X LÝ Ph n bi n 1: TS. PH M VĂN TU N NH VI N THÁM Đ ĐÁNH GIÁ HI N TR NG TÀI NGUYÊN R NG T I QU NG NGÃI Ph n bi n 2: TS. NGUY N HOÀNG C M Chuyên ngành: K thu t ñi n t Mã s : 60.52.70 Lu n văn ñư c b o v trư c H i ñ ng ch m Lu n văn t t nghi p th c sĩ k thu t h p t i Đ i h c Đà N ng vào ngày 11 tháng 11 năm 2012 TÓM T T LU N VĂN TH C SĨ K THU T Có th tìm hi u lu n văn t i: - Trung tâm Thông tin - H c li u, Đ i h c Đà N ng Đà N ng - Năm 2012 - Trung tâm H c li u, Đ i h c Đà N ng.
3 4 M Đ U r ng các c p ch y u v n theo phương pháp th công, t c th ng kê 1. LÝ DO CH N Đ TÀI là d a vào các s li u ki m kê t ng ñ a phương. “R ng Vàng, Bi n B c”. Nh n th c ñư c t m quan tr ng c a r ng ñ n cu c s ng con R ng là ngu n tài nguyên quý giá c a m i qu c gia, r ng có ngư i t i Vi t Nam nói chung, Qu ng Ngãi nói riêng, tôi ñã l a ch n ch c năng sinh thái c c kỳ quan tr ng, r ng tham gia vào quá trình nghiên c u ñ tài: “ NG D NG K THU T X LÝ NH VI N ñi u hoà khí h u, ñ m b o chu chuy n oxy và các nguyên t cơ b n THÁM Đ ĐÁNH GIÁ HI N TR NG TÀI NGUYÊN R NG khác trên hành tinh, r ng duy trì tính n ñ nh và ñ màu m c a ñ t, T I QU NG NGÃI”. h n ch lũ l t, h n hán, ngăn ch n xói mòn ñ t, làm gi m nh s c tàn Đ tài hoàn thành s th hi n hi n tr ng tài nguyên r ng t nh phá c a các thiên tai, b o t n ngu n nư c và làm gi m m c ô nhi m Qu ng Ngãi, t ñó s cung c p ngu n tư li u b ích cho các c p qu n không khí. lý ñưa ra các quy ho ch, ñ nh hư ng phát tri n. Tài nguyên r ng t i Vi t Nam nói chung, Qu ng Ngãi nói riêng 2. M C ĐÍCH NGHIÊN C U ñang g p ph i nhi u v n ñ như n n phá r ng trái phép dư i nhi u M c tiêu chính c a ñ tài là nghiên c u các k thu t x lý nh hình th c và nhi u m c ñích khác nhau ñang di n ra r t ph c t p, gây vi n thám ng d ng trong vi c ñánh giá hi n tr ng tài nguyên r ng. nhi u khó khăn cho các c p chính quy n cũng như cơ quan ch c Đ ñ t ñư c m c tiêu trên, ñ tài c n th c hi n nh ng nhi m v năng trong v n ñ qu n lý. chính sau: V i s phát tri n m nh m c a khoa h c vũ tr , công ngh x lý - Thu th p b n ñ và tư li u nh v tinh vùng nghiên c u (bao nh vi n thám cũng ñã xu t hi n và ngày càng t rõ tính ưu vi t trong g m nh t ng th có ñ phân gi i th p và các b c nh thành ph n có công tác ñi u tra, qu n lý tài nguyên. D li u vi n thám v i tính ch t ñ phân gi i cao). ña th i gian, ña ph , ph trùm di n tích r ng cho phép chúng ta c p - Xây d ng thu t toán x lý nh : k t n i các b c nh thành nh t thông tin, ti n hành nghiên c u m t cách nhanh chóng, hi u qu , ph n ñ có b c nh t ng th có ñ phân gi i cao. ti t ki m ñư c th i gian và công s c. Trong nghiên c u hi n tr ng tài - X lý trích ch n thu c tính, phân ño n ñ có k t qu là m t nguyên r ng, nghiên c u nh vi n thám ngày càng t ra ưu th b i nh m i v i m i vùng có cùng thu c tính c n nghiên c u cùng màu kh năng c p nh t thông tin và phân tích bi n ñ ng m t cách nhanh tô, tính toán di n tích t ng vùng có cùng thu c tính. chóng. - So sánh, ñ i chi u và ñánh giá ñ chính xác k t qu d a trên Nghiên c u nh vi n thám ñã ng d ng vào th c ti n t r t lâu nh ñ a ñ và th c t kh o sát. trên th gi i; nh ng năm 1960 ñã thành l p các b n ñ r ng và b n 3. Đ I TƯ NG VÀ PH M VI NGHIÊN C U ñ l p ph b m t. Tuy nhiên, ñ n nay t i Vi t Nam v n chưa ñư c Đ i tư ng nghiên c u áp d ng r ng rãi, và vi c ti n hành quy ho ch, l p b n ñ hi n tr ng
5 6 Đ i tư ng nghiên c u là nh vi n thám ñư c ch p t i vùng Kh o sát các thu t toán ñ i sánh, phân vùng, trích ch n ñ c r ng núi t nh Qu ng Ngãi. trưng, so kh p ñ có ñư c các thu t toán phù h p v i ng d ng. Ph m vi nghiên c u V m t th c ti n V i m c tiêu ñã ñ t ra, ñ tài ch gi i h n nghiên c u trong ng d ng công ngh vi n thám cho qu n lý tài nguyên r ng. ph m vi nh ng v n ñ sau: H tr cho các c p chính quy n t i Qu ng Ngãi xây d ng - Ph m vi x lý 1 Huy n mi n núi. phương án s d ng, qu n lý r ng phù h p v i quy lu t t nhiên, phát - Ph m vi ng d ng : xác ñ nh vùng có thu c tính r ng che tri n kinh t , xã h i vùng núi. ph , r ng b tàn phá, khu v c dân cư sinh s ng. 6. C U TRÚC LU N VĂN - Đánh giá ñ chính xác so v i k t qu th ng kê t các cơ Lu n văn g m có 4 chương: quan ch c năng qu n lý r ng t i Qu ng Ngãi. + Chương 1: T ng quan v công tác qu n lý r ng t i Vi t 4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C U Nam. Đ th c hi n các nhi m v c a ñ tài ñ t ra, tác gi ph i nghiên + Chương 2: Công ngh vi n thám và ng d ng trong qu n lý c u lý thuy t v x lý nh, nghiên c u v chuy n ñ i qua l i gi a h tài nguyên r ng. t a ñ WGS84 và VN2000; s d ng ngôn ng Visual C++ th c hi n + Chương 3: ng d ng k thu t x lý nh vi n thám ñ ñánh các bư c x lý. Phương pháp phân lo i nh d a trên ki m ch ng th c giá tài nguyên r ng t nh Qu ng Ngãi. ñ a. + Chương 4 : M t s thu t toán và chương trình x lý nh vi n Trên th c ñ a tác gi ñã ti n hành thu th p các thông tin liên thám ñ ñánh giá tài nguyên r ng t nh Qu ng Ngãi. quan ñ n ñ t r ng như b n ñ phân lo i r ng, di n tích t ng lo i Chương 1 r ng, b n ñ s phân ranh gi i ñ a lý hành chính t các cơ quan ch c T NG QUAN V CÔNG TÁC QU N LÝ R NG năng. D li u th c ñ a bao g m các ghi chép, s li u t p tin và nh VI T NAM ch p ñư c nh p vào cơ s d li u trên n n b n ñ ñ ti n ñ i sánh 1.1. CƠ S KHOA H C C A VI C ĐÁNH GIÁ HI N TR NG trong quá trình phân lo i nh v tinh. Các ñi m th c ñ a này s là các TÀI NGUYÊN R NG vùng m u ph c v cho quá trình phân lo i có giám sát mà tác gi ñ 1.1.1. Đ nh nghĩa v r ng c p trong lu n văn. R ng là m t h sinh thái bao g m qu n th th c v t r ng, 5. Ý NGHĨA KHOA H C VÀ TH C TI N C A Đ TÀI ñ ng v t r ng, vi sinh v t r ng, ñ t r ng và các y u t môi trư ng V m t khoa h c khác Đ tài góp ph n hoàn thi n cơ s khoa h c và công ngh trong nghiên c u x lý nh vi n thám.
7 8 1.1.2. Phân lo i r ng * C u trúc ñ a ch t: Tùy theo yêu c u s d ng s li u th ng kê khác nhau nên * Nghiên c u th ch h c: phân chia r ng theo các d ng khác nhau. * ng d ng trong khai khoáng và khai thác d u. 1.1.2.1 Phân lo i r ng theo ch c năng * Đi u tra kh o sát nư c ng m, ñi u tra ñ a ch t công trình... 1.1.2.2. Phân lo i r ng theo tr ng thái r ng * Nghiên cưú môi trư ng: 1.1.2.3. Phân chia tr ng thái r ng tr ng * Nghiên cưú khí h u và quy n khí 1.1.3 L ch s ñi u tra r ng Vi t Nam * Nghiên cưú th c v t, r ng: Qua các gian ño n l ch s và s ti n b c a khoa h c k * Nghiên c u th y văn: thu t, công tác ñi u tra r ng Vi t Nam có nhi u c i thi n v ch t * Nghiên cưú các hành tinh khác: lư ng và s lư ng. 1.3. K T LU N 1.1.3.1. Đi u tra r ng trong giai ño n trư c 1945 Qua các s li u th ng kê cho th y x lý nh vi n thám ng d ng 1.1.3.2. Đi u tra r ng trong giai ño n 1945-1954 cho nhi u lĩnh v c trong ñó có ñi u tra, ñánh giá tài nguyên r ng, m t 1.1.3.3 Đi u tra r ng giai ño n 1955-1975 phương pháp chính xác và hi u qu cao. 1.1.3.4. Đi u tra r ng giai ño n sau 1975 Chương 2 1.1.4. Ngu n g c s li u ñi u tra r ng CÔNG NGH VI N THÁM VÀ NG D NG QU N LÝ 1.1.4.1. S li u ñi u tra r ng do Vi n Đi u tra Quy ho ch R ng thu TÀI NGUYÊN R NG th p và x lý 2.1. Đ NH NGHĨA CÔNG NGH VI N THÁM 1.1.4.2. S li u ñi u tra r ng do các Đoàn ñi u tra r ng các t nh thu Vi n thám (Remote sensing - ti ng Anh) ñư c hi u là m t khoa th p h c và ngh thu t ñ thu nh n thông tin v m t ñ i tư ng, m t khu 1.1.4.3. S li u ñi u tra r ng do l c lư ng Ki m Lâm thu th p v c ho c m t hi n tư ng thông qua vi c phân tích tư li u thu nh n 1.1.4.4. S phong phú c a tài li u ñi u tra r ng ñư c b ng các phương ti n. Nh ng phương ti n này không có s ti p 1.1.4.5. S không ñ ng b c a thông tin ñi u tra r ng xúc tr c ti p v i ñ i tư ng, khu v c ho c v i hi n tư ng ñư c nghiên 1.2. NG D NG C A VI C NGHIÊN C U X LÝ NH c u. VI N THÁM 2.2. L CH S PHÁT TRI N CÔNG NGH VI N THÁM Hi n nay, vi n thám ñư c ng d ng r ng rãi trong nhi u 2.3. NGUYÊN LÝ CƠ B N C A VI N THÁM ngành, nhi u lĩnh v c khác nhau, gi i thi u nh ng ng d ng chính : Vi n thám nghiên c u ñ i tư ng b ng gi i ñoán và tách l c * Nghiên cưú ñ a ch t: thông tin t d li u nh ch p hàng không, ho c b ng vi c gi i ñoán * ng d ng trong nghiên c u ñ a m o: nh v tinh d ng s .
9 10 Phương pháp vi n thám chính là phương pháp s d ng b c x ñó. Quá trình ñó ñư c th hi n b ng các công ño n chính: phát hi n ñi n t như m t phương ti n ñ ñi u tra và ño ñ c nh ng ñ c tính c a (detect), ghi (record) và phân tích (interprete) các tín hi u. ñ i tư ng. • Phát hi n: vi c phát hi n các thông tin là bư c r t quan tr ng. Gi i ñoán, tách l c thông tin t d li u nh vi n thám ñư c th c Phát hi n v d i sóng, v cư ng ñ và tính ch t khác c a ngu n năng hi n d a trên các cách ti p c n khác nhau, có th k ñ n là: lư ng ñi n t . 1. Đa ph : S d ng nghiên c u v t t nhi u kênh ph trong d i 2.6 CÁC TƯ LI U H TR CHO VI C X LÝ NH VI N ph t nhìn th y ñ n sóng radar. THÁM 2. Đa ngu n d li u: D li u nh thu nh n t các ngu n khác Tài li u th c t t i m t ñ t ñư c s d ng r ng rãi theo khái ni m nhau các ñ cao khác nhau, như nh ch p trên m t ñ t, ch p trên là tài li u tham kh o, v i các m c ñích sau: khinh khí c u, ch p t máy bay tr c thăng và ph n l c ñ n các nh + Đ nh hư ng cho vi c phân tích x lý tư li u vi n thám. v tinh có ngư i ñi u khi n ho c t ñ ng. + Hi u ch nh thi t b thu nh n. 3. Đa th i gian. + Ki m ch ng các thông tin tách chi t ñư c t tư li u vi n thám. 4. Đa ñ phân gi i. 2.7. Đ C TRƯNG PH PH N X C A CÁC Đ I TƯ NG T 5. Đa phương pháp: X lý nh b ng m t và b ng s . NHIÊN PH C V CHO CÔNG VI C ĐÁNH GIÁ HI N 2.4. PHÂN LO I NH VI N THÁM TR NG R NG. S phân biêt các lo i nh vi n thám căn c vào các y u t sau: Năng lư ng m t tr i (E0) chi u xu ng m t ñ t dư i d ng • Hình d ng qu ñ o c a v tinh. sóng ñi n t , khi năng lư ng này tác ñ ng lên b m t m t ñ i tư ng • Đ cao bay c a v tinh, th i gian còn l i c a m t qu ñ o. nào ñó thì m t ph n b ph n x tr l i (EPX), m t ph n b ñ i tư ng • D i ph c a các thi t b thu . h p th và chuy n thành d ng năng lư ng khác (EHT), ph n còn l i b • Lo i ngu n phát và tín hi u thu nh n. truy n qua hay còn g i là hi n tư ng th u quang năng lư ng (ETQ). Có hai phương th c phân lo i nh vi n thám chính là Có th mô t quá trình trên theo công th c: • Phân lo i theo ngu n tín hi u E0 = EPX + EHT + ETQ (2.1) • Phân lo i theo ñ c ñi m qu ñ o Kh năng ph n x ph r(λ) c a bư c sóng λ ñư c ñ nh nghĩa 2.5. THU NH N VÀ PHÂN TÍCH TƯ LI U VI N THÁM b ng công th c: Năng lư ng ñi n t c a ánh sáng sau khi truy n qua các c a s r(λ) = [EPX (λ)/E0 (λ)] x 100% (2.2) khí quy n tương tác v i các ñ i tư ng trên b m t Trái Đ t và ph n 2.8. K T LU N x l i ñ các thi t b thu c a vi n thám có th ghi nh n các tín hi u Chương 2 cung c p cơ s lý thuy t v nh vi n thám, v phương th c b c x c a các thành ph n , ñ c trưng ph ph n x c a th c v t.
11 12 Chương 3 3.1. K THU T CHUY N Đ I T H T AĐ WGS-84 NG D NG K THU T X LÝ NH VI N THÁM Đ SANG H T A Đ VN-2000 ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN R NG T NH QU NG NGÃI 3.1.1. Gi i thi u chung Thu th p các hình nh v tinh có ñ phân Xây d ng h quy chi u và h to ñ qu c gia là m t vi c gi i cao (2,5m) quan tr ng ñ i v i m i qu c gia. 1. Xác ñ nh m t ellipsoid quy chi u có kích thư c phù h p. 2. Xác ñ nh phép bi n ñ i phù h p t h quy chi u m t N n ch nh nh ellipsoid v h quy chi u m t ph ng ñ thành l p h th ng b n ñ cơ b n qu c gia bao g m c h th ng phân chia m nh và danh pháp t ng K t n i các hình nh thành nh t ng th t b n ñ theo t ng t l . 3. X lý toán h c ch t ch lư i các ñi m to ñ bao g m t t Nâng cao ch t lư ng nh c các lo i tr ño có liên quan sao cho ñ m b o ñ chính xác cao . 3.1.2 Cơ s lý thuy t C t nh cho 1 ñơn v hành chính Ta có h s VN-2000 và tham s h th ng tính chuy n gi a H t a ñ qu c t WGS-84 và H t a ñ qu c gia VN-2000 có Phân lo i có giám ñ nh các tham s chính sau ñây: 1. Ellipsoid quy chi u qu c gia là ellipsoid WGS-84 toàn c u Tách nh có cùng thu c tính v i kích thư c: a. Bán tr c l n: a = 6378137,0 m Tính toán di n tích b. Đ d t: f = 1: 298,257223563 c. T c ñ góc quy quanh tr c : ω= 7292115,0 x 10-11 rad/s d. H ng s tr ng trư ng Trái ñ t : GM = 3986005.108 m3s-2 So sánh – Đ i chi u e. Tham s d ch chuy n g c t a ñ : Hình 3.1 Quy trình k thu t x lý nh vi n thám ñ ñánh giá hi n tr ng tài nguyên -191,90441429 m; -39,30318279 m; -111,45032835 m. r ng f. Góc xoay tr c t a ñ : -0,00928836”; 0,01975479”; -0,00427372”. g. H s t l chi u dài: k = 1,000000252906278.
13 14 2. V trí ellipsoid quy chi u qu c gia: ellipsoid WGS-84 3.2. CÁC K THU T X LÝ NH VI N THÁM toàn c u ñư c xác ñ nh v trí (ñ nh v ) phù h p v i lãnh th Vi t 3.2.1. K thu t n n ch nh nh vi n thám Nam trên cơ s s d ng ñi m GPS c nh dài có ñ cao th y chu n Nh m ñưa các t a ñ th c t v t a ñ chính xác trên nh c n phân b ñ u trên toàn lãnh th . thi t ph i th c hi n hi u ch nh hình h c. 3.1.3. Phương pháp tính toán chuy n h t a ñ t WGS-84 sang h t a ñ VN-2000 và ngư c l i Ma tr n nh 3.1.3.1. Công th c tính toán g c – chưa Công th c áp d ng 7 tham s ñ tính chuy n : ch nh Ma tr n nh X=∆x0+k(X’ + ε0.Y’ -ψ0.Z’) ñã ñư c ch nh hình Y=∆y0+k(-ε0X’ + Y’+ ω0.Z’) h c (3.1) Z= ∆z0+k( ψ 0X’ - ω0Y’ + Z’) Hình 3.2 : Ma tr n ch nh hình h c gi a các pixel (ñư ng li n) Trong ñó : so v i các pixel g c (ñư ng g ch) - X, Y, Z là t a ñ vuông góc không gian trên h t a ñ 3.2.1.1. Phương th c n n ch nh h th ng c n tính chuy n sang, ñơn v là met, Các công th c toán h c dùng ñ kh sai s : -X’, Y’, Z’ là t a ñ vuông góc không gian trên h t a + Aspect ratio corection: Đư c bi u di n b i ma tr n ñ tính chuy n, ñơn v là met, x a 0 u (3.2) - (ω0, ψ0 , ε0) là 3 góc xoay tr c t a ñ ( góc xoay Ơ-le) y = 0 b v tương ng v i các tr c X, Y, Z, ñơn v là radian. + Earth rotation skew correction: Đư c bi u di n b i ma tr n - (∆X0, ∆Y0, ∆Z0) là tham s d ch chuy n g c t a ñ , x 1 a u ñơn v là met, . = (3.3) y 0 1 v - K là h s t l chi u dài gi a 2 h . 3.1.3.2. Tính chuy n t a ñ t h t a ñ VN-2000 sang h t a ñ H s a ph thu c vào sensor và v trí c a sensor so v i m t ñ t. WGS-84 + Hư ng c a nh so v i tr c B c-Nam: Phép kh sai s bi u 3.1.3.3. Tính chuy n t a ñ t h t a ñ WGS-84 sang h t a ñ VN- di n b i ma tr n 2000 x cosα sinα u = (3.4) y -sinα cosα v
15 16 + Hi u ng "Panoramic": Phép kh sai s ñư c bi u di n b i Mô hình toán h c c a phép l c : ma tr n u i+w j+w x tanθ/θ 0 y = 0 1 v (3.5) y(i,j)= Σ Σ f(k,l) * h(i-k, j-l) (3.14) ( k=i-w l=l-w 3.2.1.2. Phương th c n n ch nh theo b n ñ - dùng ñi m kh ng ch . Trong ñó :f : ma tr n nh ñ u vào, h : toán t l c, y : ñ u ra. Đ n n ch nh bi n d ng không h th ng, c n có h th ng ñi m Tùy theo toán t h (m t n ), ta có các b l c khác nhau như: l c trung ki m tra dư i m t ñ t ñ i chi u ñ xác ñ nh chính xác ñư c to ñ bình (means), phép l c Gauss, phép l c Median, … các ñi m trên nh. K t qu n n ch nh s ñưa nh v ñúng kích thư c 3.2.3. K thu t chi t tách thông tin và v trí ñ a lý. S d ng phép tính toán n i suy và phép l y m u ñ M c ñích c a k thu t chi t tách thông tin là d a trên ph thu tính toán l i t t c các giá tr c a các pixel hi n có. ñư c ñưa ra các gi i pháp ñ nh n d ng các l p thông tin. + N i suy và tái chia m u : Láng gi ng g n nh t, song tuy n. 3.2.4. Phân lo i nh Phép kéo (Warping) Phân lo i nh trong vi n thám là quá trình phân ñ nh các pixel + Phương pháp Polinomial (Hàm ña th c): trong hình nh thành các l p ho c các nhóm ñơn v l p ph m t ñ t . + Phương pháp Delaunay Triangulation (lư i tam giác): 3.2.4.1 Phân lo i không giám sát 3.2.2. K thu t tăng cư ng nh K thu t phân lo i không giám sát không yêu c u ngư i s 3.2.2.1 K thu t làm tăng ñ tương ph n. d ng xác ñ nh b t kỳ thông tin nào v các tính năng có trong nh. M ts phương pháp tăng cư ng ñ tương ph n: 3.2.4.2 Phân lo i có giám sát + Giãn tuy n tính: ñư c th c hi n v i vi c ñưa giá tr xám ñ M u ph ñư c xác ñ nh t các ñ a ñi m xác ñ nh trong nh. c a kênh g c giãn r ng theo tuy n tính ph kín kho ng 0-255. Có các phương pháp s p x p: + Giãn ña tuy n tính: ñư c th c hi n khi t ng kho ng c a m c • Phân lo i theo kho ng cách g n nh t. xám ñ trên nh g c ñư c giãn riêng bi t Phương pháp này s d ng ñ phân lo i các ñ i tư ng trong + Giãn hàm logarit: không gian ph nhi u chi u. + Giãn Gauss: Đưa giá tr nh g c tr v d ng phân b chu n. • Phân lo i hình h p. 3.2.2.2 K thu t phân chia theo m c Các pixel ñư c so sánh và gán v i l p mà giá tr c a nó n m Là k thu t phân chia ñ sáng ho c màu c a t ng kênh ph ho c trong m t ph m vi sai s là 1 ho c 2 l n ñ l ch chu n c a vecto c a t h p kênh ph theo t ng m c. trung bình. N u pixel không n m m t trong các kho ng giá tr ñó thì 3.2.2..3 K thu t l c không gian nó s ñư c gán vào l p chưa phân lo i. 3.2.2.4. Các k thu t l c nh
17 18 • Phân lo i theo xác su t c c ñ i. 3.2.6 Đánh giá ñ chính xác c a k t qu phân lo i Phương pháp này xác ñ nh band ph có s phân b chu n. M i 3.2.6.1 Phương pháp th nh t pixel ñư c tính xác su t thu c vào m t l p nào ñó và nó ñư c gán S d ng m t b ng ng u nhiên làm công c ñánh giá ñ chính xác vào l p có xác su t thu c v l p ñó l n nh t. Xác su t này ñư c ñ nh phân lo i c a khu v c l y m u. nghĩa như sau: 3.2.6.2 Phương pháp th hai Lk = P(k/X) = P(k)*P(X/k) / ∑P(i)*P(X/i) (2.25) Vi c l y m u m t cách ng u nhiên s kh c ph c ñư c các như c ñi m trên nhưng nó b nh hư ng do s lư ng vùng m u có h n. Ch tiêu Kappa này n m trong ph m vi t 0 ñ n 1 và bi u th s gi m theo t l v sai s ñư c th c hi n b ng m t y u t phân lo i hoàn toàn ng u nhiên trong ñó: N: T ng s pixel l y m u r: S l p ñ i tư ng phân lo i xii: S pixel ñúng trong l p th i xi+: T ng pixel l p th i c a m u x+i: T ng pixel c a l p th i sau phân lo i. 3.3 T NG K T Nguyên lý phân lo i theo xác su t c c ñ i Chương 3 trình bày thu t toán chuy n ñ i h t a ñ gi a 3.2.5. K thu t sau phân lo i WGS84 và VN2000, các thu t toán x lý nh bao g m n n ch nh K t qu phân lo i s thư ng có k t qu là hình nh phân lo i có nh, tăng cư ng nh, l c nh, chi t tách thông tin và phân lo i nh. nh ng ph n nhi u do nh ng s khác bi t v ph c a t ng pixel. Vì Ch tiêu Kappa ñánh giá k t qu phân lo i. v y ph i có công vi c ch nh s a sau phân lo i, ñó là k thu t làm nh n mi n phân b c a các ñ i tư ng.
19 20 Chương 4 4.2.1 Gi i thi u chương trình M TS THU T TOÁN VÀ CHƯƠNG TRÌNH X LÝ NH 4.2.2 Đ c nh và hi n th thu c tính VI N THÁM Đ ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN R NG T NH 4.2.3 X lý hình h c QU NG NGÃI Lưu ñ thu t toán : 4.1. THU TH P NH V TINH 4.2. PH N M M X LÝ NH VI N THÁM Đ ĐÁNH GIÁ TÀI NGUYÊN R NG HUY N BA TƠ – T NH QU NG NGÃI T ch c chương trình và m i quan h h tr gi a các B tñ u module Gi i thi u chung M nh vi n thám Chuy n h t a ñ Ch n 3 ñi m kh ng ch v i t a ñ VN-2000 trên nh Đ c nh Thi t l p thu c Tính toán : tính - N i suy tái chia m u. Dùng phương pháp kéo, giãn, xoay. Tính toán ñ xám t ng pixel X lý hình h c Tăng cư ng nh Lưu file v i tên m i; t o t p tin header . Ranh gi i Ghép nh K t thúc hành chính 4.2.4 Thi t l p thu c tính hình nh Ngoài các thu c tính như ñ phân gi i, kích thư c, s lư ng Trích ch n vùng x lý kênh,… nh vi n thám còn thông s là t a ñ g n li n v i nh. Module này xác ñ nh thông s t a ñ thông qua t a ñ kh ng ch trên nh ñư c chuy n ñ i sang h t a ñ VN2000 . T ng h p màu theo thu c tính.Trích l p nh theo t ng thu c tính Trích nh cùng thu c tính. T ng h p ñánh giá. K t qu chung.
21 22 4.2.5 Ghép các nh vi n thám B tñ u Lưu ñ thu t toán : M file hình nh c n trích ch n. M file t a ñ ñư ng biên B tñ u Yes Ch n Ki m tra các t a ñ biên n m Ch n 2 nh vi n thám hình ngoài nh c n trích ch n ? nh khác No Phân gi i : nh 1 = nh 2 ? , No - Gán t t c ñi m nh R/G/B = 255/255/253: n u R/G/B = s lư ng kênh : nh 1= nh 2 ?, 255/255/255 ho c R/G/B= 255/255/254 ñã gán t a ñ VN2000 cho nh ? - V t t c ñư ng g p khúc v i R/G/B= 255/255/254 lên hình nh Yes v i các t a ñ ñư ng biên liên ti p nhau. Ghép nh, lưu file v i tên m i. - Gán giá tr R/G/B = 255/255/255 t i x=0, y=0 Tính toán t a ñ g c m i, t o t p tin header . Dùng thu t toán v t d u loang, l n lư t gán giá tr Yes R/G/B=255/255/255 loang ñ n khi R/G/B=255/255/254 Ti p t c ghép thêm nh ng nh khác ? (thu t toán ph n ph l c lu n văn ñ y ñ ) No K t thúc C t xén ph n dư các hàng và c t n u giá tr c hàng ho c c t có R/G/B = 255/255/255. 4.2.6 Ranh gi i hành chính 4.2.7 Trích ch n vùng x lý - Lưu hình nh ñã trích ch n thành tên m i Lưu ñ thu t toán : - T o file header m i cho file hình nh ñã trích ch n K t thúc
23 24 4.2.8 Chuy n ñ i h t a ñ qu c t WGS-84 sang h t a ñ Vi t 4.3. KI M CH NG K T QU Đ T ĐƯ C Nam VN-2000 Căn c vào kh năng thông tin c a nh v tinh t i khu v c huy n 4.2.9 Tăng cư ng nh, l c nh Ba Tơ, t nh Qu ng Ngãi, ñ ng th i k t h p v i các tư li u khác có 4.2.10 Trích l c thông tin và tính toán k t qu liên quan, ñã ti n hành phân lo i các ñ i tư ng r ng theo ñ che ph B tñ u như: r ng t nhiên, r ng tr ng và ñ t chưa có r ng. Phương pháp phân lo i ñư c s d ng có giám sát theo thu t toán ML (Maximum Likelihood). Vi c l a ch n các vùng m u ñư c tuân M file hình nh c n trích l c th theo tiêu chí là nh ng vùng có ñ c tính ph ñ ng nh t và ñ c trưng cho ñ i tư ng c n phân lo i. - Ch n và lưu vùng m u .- Ch n màu tô B ng 4.2 Ki m ch ng k t qu ñ t ñư c Đánh giá sai s Phương pháp Phương pháp Ki m tra vùng m u theo c p ñ xám 0-255 L p ph th c v t |(1)-(2)| vi n thám truy n th ng (2) T ng di n tích 110.802 113.669 2,5% Trích l c thông tin. R ng t nhiên 46.215 43.346 6,6% R ng tr ng 35.462 40.926 13,3% L c nhi u dùng c a s l c 3x3 , tính toán d a trên Đ t chưa có r ng 22.112 18.638 18,6% giá tr chi m ña s Đ chính xác phân lo i nh: B ng 4.3 B ng tính toán ch s Kappa Lưu file hình nh ñã trích l c và tính toán di n tích thu ñư c theo màu tô. (1) (2) (3) T ng hàng Lo i (ha) (ha) (ha) (ha) R ng t nhiên (1) 43346 0 2869 46215 Yes R ng tr ng (2) 0 35462 0 35462 Ti p t c trích l c thu c tính khác ? Đ t chưa có r ng (3) 3474 0 18638 22112 T ng c t (ha) 46820 35462 21507 103789 No Ch s kappa : κ= 90.4% K t thúc
25 26 K T LU N VÀ HƯ NG PHÁT TRI N Đ TÀI x lý d a trên nh vi n thám và b n ñ ranh gi i hành chính. Tách l p nh, tính toán di n tích . 1. NH NG K T QU Đ T ĐƯ C • Ki m ch ng k t qu ñ t ñư c: D li u nh v tinh ng d ng trong nhi u lĩnh v c khác T k t qu phân lo i ñ t ñư c t i ph n m m và trên th c ñ a các nhau, m t trong s ñó là giám sát, ñánh giá tài nguyên và môi trư ng. báo cáo các c p qu n lý Qu ng Ngãi, ch s kappa ñ t ñư c là 90.4%. Trên th gi i vi c ng d ng nh vi n thám ñ phân gi i cao cho m c 2. NH NG H N CH ñích giám sát tài nguyên và môi trư ng ñã và ñang ñư c ng d ng T k t qu nghiên c u cho th y h n ch c a các phương pháp là r ng rãi, tuy nhiên nư c ta vi c ng d ng công ngh vi n thám s nh m l n gi a các ñ i tư ng r ng c a quá trình phân lo i nh. Do chưa ñư c quan tâm thích ñáng. ñó, ñ b o ñ m ñ chính xác c n thi t trong vi c phân lo i các ñ i M c tiêu chính c a ñ tài là phân vùng, xu t nh, tính toán di n tích tư ng r ng, tùy theo t ng nhi m v c th , có th ph i s d ng k t t ng thu c tính c a nh vi n thám ñư c ghép t nh ng nh vi n thám có h p các lo i tư li u vi n thám khác như nh v tinh radar và nh v ñ phân gi i cao qua nh ng bư c x lý khác nhau, bư c ñ u ñã ti p c n tinh phân gi i siêu cao. Ngoài ra, c n ph i ti p t c nghiên c u và th công ngh vi n thám và ñ t ñư c m t s k t qu như sau : nghi m m t s khu v c khác có các ñ c ñi m khác bi t so v i khu • V lý thuy t : v c huy n Ba Tơ, Qu ng Ngãi ñ nâng cao hơn n a ñ chính xác và Lu n văn ñã t p trung nghiên c u các phương pháp: tính toán kh năng ng d ng c a công ngh vi n thám. chuy n h t a ñ t WGS-84 sang h t a ñ VN-2000 và ngư c l i, 3. HƯ NG PHÁT TRI N Đ TÀI n n ch nh hình h c nh vi n thám, tăng cư ng nh, l c nh. Trong khuôn kh c a lu n văn này chưa gi i quy t ñư c h t bài Lu n văn ñã tìm hi u các k thu t chi t tách thông tin, phân lo i toán có liên quan ñ n ñánh giá tài nguyên r ng, như chưa tính toán nh s d ng các phương pháp phân lo i có giám sát và không giám ñ d c, che l p do hư ng ch p, gi i h n x lý nh vi n thám 2 chi u, sát. chưa k t h p v i d li u thông tin ñ a lý (GIS),... ñ ph n ánh trung Ngoài ra lu n văn cũng nghiên c u phương pháp ñánh giá k t qu th c, có tính th c t cao, chính xác hơn c n ph i t p h p ñư c nh ña x lý b ng ch s Kappa. chi u, ña ph , nhúng d li u thông tin ñ a lý, t o nh ba chi u,... • V ph n m m, lu n văn ñã xây d ng ñư c các module: Đ c thông tin nh vi n thám. Chuy n ñ i h t a ñ WGS-84 sang VN-2000. X lý n n ch nh nh vi n thám. Tăng cư ng nh, tăng cư ng ñ tương ph n và l c nh. Thi t l p thu c tính hình nh d a trên h t a ñ VN2000. Ghép nh ng nh vi n thám r i r c d a trên t a ñ VN-2000. Xây d ng ranh gi i hành chính trên t a ñ VN- 2000 b ng t a ñ WGS-84 r i r c t i các ñi m biên. Trích ch n vùng