Hướng dẫn thực hành viễn thám với ENVI phần 2

Khóa đào t o DUS-B:
Mô-đun 6: H ng d n th c hành vi n thám v i ENVI

TTVT -

15-17 tháng 1, 2008

ào t o cho các c quan DUS-B

ENVI Remote Sensing

(DUS-B Basic Training on ENVI Remote Sensing)

M c ích & n i dung khóa h c
H

ng d n th c hành vi n
thám v i ENVI

̈

̈

(Ph n II – X lý và phân tích d li u VT
v i ENVI)

̈

M c đích: s d ng các Tools c a ENVI đ gi i các bài
toán v giám sát tài nguyên và môi tr ng
Cách ti p c n: k t h p nguyên lý VT + công c ENVI

+ ng d ng th c t
Ch ng trình:
̈

TS. Tr n Hùng
T v n GeoVi t

www.geoviet.vn

̈
̈

Ph n 1: Gi i thi u ENVI: làm quen & ôn l i nguyên lý VT v i
ENVI
Ph n 2: Các k thu t x lý và phân tích d li u VT v i ENVI
Ph n 3: Khai thác thông tin t d li u VT v i ENVI và d án
m u

ENVI Remote Sensing

ENVI Remote Sensing

N i dung ph n 2

Các b

• Nguyên t c x lý và phân tích d li u vi n thám
• Các k thu t ti n x lý
• Ch nh s a và l c nhi u trong quá trình thu nh n nh
• Chu n hóa c p đ xám (hi u ch nh nh h ng khí quy n)

• N n ch nh hình h c

• K thu t t ng đ
t n s hay theo
• K thu t bi n đ
• K t h p x lý b

nét - L c nh (c a s tr t, theo
hình h c)
i nh (transformation)
n đ và phân tích d li u vi n thám

cx

lý d

li u VT

•
nh d ng c u trúc (formatting);
• Hi u ch nh nh (ch t l ng) – hi u ch nh c p đ xám
(lo i b nhi u, nh h ng c a khí quy n), n n ch nh
hình h c;
X lý • T ng đ nét (s ) c a nh đ tr giúp cho vi c gi i đoán
(enhancement);
• Bi n đ i nh (transformation) g m c k t h p d li u
nhi u kênh đ t o m t nh m i;
Khai
• Phân lo i nh và các k thu t phân tích g m c theo dõi
thác

bi n đ ng, tính toán & mô hình các ch s môi tr ng,
thông
xác đ nh các đ i t ng đ c bi t …
tin

Ti n
x lý

ENVI Remote Sensing

ENVI Remote Sensing

Level 2+ Processing

TiÒn xö lý d÷ liÖu MODIS

IMAPP v1.3 (Linux)
- Cloud mask
- Cloud top properties
- Atmospheric profiles

Các m c D li u vi n thám (MODIS)

NASA Institutional Algorithms (PGEs)

Various Modules
- Forest Fires
- NDVI, LST, …

• Level 1a:

QuickLook Generating

ARCHIVE

(IDL-based code)

- Raw data
- Level 1b
- Quicklooks

Geolocated,
Calibrated radiances

Level 1 b Processing

Antenna tracking
Software (Win ‘98)

IMAPP v1.5 (Linux)

Baseband
(Original packet)

• Level 1b:
• Level 2:
• Level 3:

Ingesting software (Linux)
RF Receiver

Data control system

• Raw data: Data in their original packets, as received from the receiver
• Level 0:
Raw instrument data at original resolution, time ordered, with

CCSDS
Front Processor

Packets

Level 0 Processor
(FrameSync)

(ESH format)

Production Data Set

• Level 4:

duplicate packets removed (PDS format)
Reconstructed unprocessed instrument/payload data at full
resolution; any and all communications artifacts removed (HDF
or HDF-EOS format)
Level 1a data that have been processed to sensor units (radiance) &
radiometrically corrected and geolocated (HDF or HDF-EOS format)
Derived geophysical variable at the same resolution and location as
the level 1 source data (HDF or HDF-EOS or binary format)
Variables mapped on uniform space-time grid scales, usually with
some completeness and consistency (e.g., LST, VI, land cover…)

Model output or results from analyses of lower level data (i.e.,
variables derived from multiple measurements – LAI, NPP,…)

(PDS format)

Công ty T v n GeoVi t (www.geoviet.vn)
6/17 Ngõ 139, Nguy n Ng c V , Hà N i

1


Khóa đào t o DUS-B:
Mô-đun 6: H ng d n th c hành vi n thám v i ENVI

ENVI Remote Sensing

Hi u ch nh l i c a

ENVI Remote Sensing

Chu n hoá c p

u thu

• Basic Tools > General Purpose Utilities > Replace bad lines
> Destriping data

striping

Basic Tools > Calibration Utilities >

…

dropped lines

ENVI Remote Sensing

T o nh b c x chu n hóa

N n ch nh hình h c nh
̈

Basic Tools > Calibration Utilities > …
̈

nh v tinh có b bi n d ng hình h c do:
̈

Th c hành v i ENVI trên d li u Landsat ETM+

̈

̈

̈

̈

Các tham s (date, sun elevation, gains & bias
factors) l y t các file
K t qu tính toán: đ ph n x (%) cho các kênh

1-5, 7 – nhi t đ (K) cho kênh 6 (t i đ u thu)

̈

H t ađ
xác đ nh

Chuy n t a đ

không
(2) Tính toán tham s
chuy n t a đ
(3) Ki m tra đ chính xác
(4) N n ch nh
nh VT đã chuy n t a đ

Map Tools > Georeferencing from Input Geometry
> Georeferencing …
Map Tools > Registration > Image-to-image …
> Image-to-map …
> Assessing registration accuracy

ENVI Remote Sensing

c n n ch nh t a

nh VT g c
có

C u trúc và cách th c quét ch p nh c a b c m, qu

đ o c a v tinh – méo có h th ng (mô hình v t lý nh)
Hình d ng b m t trái đât và chênh cao đ a hình – méo
không có h th ng (mô hình đa th c)

N n ch nh v i ENVI
̈

ENVI Remote Sensing

Các b

xám (calibration)

Basic Tools > General Purpose Utilities > Applying gain and offset

ENVI Remote Sensing

̈

15-17 tháng 1, 2008

nh

nh / B n đ chu n
i m t a đ chu n

(1) Các đi m
kh ng ch
m tđ t
(GCPs)

L a ch n các i m kh ng ch m t
1.
2.
3.
4.

t

Các đi m GCP c n phân b đ u kh p nh c n n n
S l ng đi m GCP ph i đ l n
Xác đ nh v trí đi m GCP v i đ chính xác cao
Các đi m ph i nhìn th y rõ ràng trên nh và b n đ

H t a đ đ a lý,
WGS84, HN72,
VN2000…

Công ty T v n GeoVi t (www.geoviet.vn)
6/17 Ngõ 139, Nguy n Ng c V , Hà N i

2


Khóa đào t o DUS-B:
Mô-đun 6: H ng d n th c hành vi n thám v i ENVI

ENVI Remote Sensing

ENVI Remote Sensing

Th c hành n n ch nh nh v i ENVI

Các tham s quan tr ng trong n n nh
̈
̈

Mô hình v t lý c a nh: v tinh, đ u thu
Mô hình đa th c:

̈

̈

B c c a đa th c chuy n đ i (tuy n tính, đa
th c b c cao 2+ …)
Ph ng pháp n i suy trong n n nh (nearest
neighbor, bi-linear, cubic convolution) – kích
th c pixel…
H t a đ c a b n đ (tùy theo đ phân gi i –
cao: UTM, Gauss; th p: ISIN, đ a lý… )

Th c hành trên ENVI v i b d li u m u: nh v i
nh & nh v i b n đ
̈

L p l i n u c n thi t

̈

̈
̈
̈

̈
̈

Nh p và đ c nh: ch n và hi n th nh g c và nh
chu n / b n đ n n
L a ch n mô hình n n (th ng là đa th c b c 1)
Ch n và nh p các đi m kh ng ch m t đ t (GCP)
(Tính toán mô hình) xem xét sai s , đi u ch nh, l u l i
danh m c đi m GCP…
N n nh: ch n ph ng pháp n i suy, xu t ra file nh …
Hi n th nh đã n n, đánh giá đ chính xác hình h c …

ENVI Remote Sensing

nh

c n n ch nh trên n n B

ENVI Remote Sensing

a hình

Ghép nh và ghép l p
̈

Ghép nh (image mosaicking)

̈

̈

̈

̈

̈

Ghép m t s nh cùng đ c ch p t m t b c m đ đ c
1 nh ph m t vùng đ a lý r ng l n h n: hi u ch nh v 1
h t a đ & chu n hoá c p đ xám – surface reflectance;
Bài t p th c hành trên ENVI v i d li u m u

Ghép l p (layer stacking)
̈

Ghép l p đ xây d ng nh đa th i gian ho c data fusion
…: hi u ch nh v 1 h t a đ & kích th c pixel nh
Bài t p th c hành trên ENVI v i d li u m u

T o nh Ortho v i d li u chi u cao đ a hình

ENVI Remote Sensing

T ng c

ng ch t l

L
L
L
L

c
c
c
c

cao làm t ng đ nét
th p làm tr n và lo i b nhi u
t ng c ng đ ng biên – edge detection
làm t ng c ng theo h ng (lineament trong đ a ch t)

• L ct ns

ENVI Remote Sensing

Các b l c không gian

ng nh

• M c đích t ng c ng ch t l ng nh (enhancement)
• K thu t làm t ng đ t ng ph n nh d a trên image
histogram
• K thu t l c theo m c (level slicing) & morphology
• L c không gian theo ph ng pháp moving windows:
•
•

•
•

nh theo phân tích ph Fourier.

15-17 tháng 1, 2008

Ü

1/9

B l c t n s th p (làm tr n)

1/9
Ü

Ü

B l c t n s cao (làm nét)

1

1

1

1

1

1

1

1

1

-1

-1

-1

-1

8

-1

-1

-1

-1

B l c làm nét các đ ng g (zerosum):
• Roberts cross-gradient operators
•

•

Prewitts operators

-1

-1

-1

-1

0

1

0

0

0

-1

0

1

1

1

1

-1

0

1

Sobel operators

Công ty T v n GeoVi t (www.geoviet.vn)
6/17 Ngõ 139, Nguy n Ng c V , Hà N i

1/9

-1

-1

-1

-1

w

-1

-1

-1

-1

-1

0

0

0

0

-1

0

1

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

-1

-2

-1

-1

0

1

0

0

0

-2

0

2

1

2

1

-1

0

1

3


Khóa đào t o DUS-B:
Mô-đun 6: H ng d n th c hành vi n thám v i ENVI

ENVI Remote Sensing

ENVI Remote Sensing

Th c hành l c nh v i ENVI
Basic Tools & Filter > Th c hành trên ENVI v i b d
li u m u xu t ra memory ho c t o nh m i:

̈

̈
̈

̈
̈
̈

T ng tác thay đ i đ nét hi n th
c a nh

nh d a trên histogram

L c nh theo convolution (c a s tr
L
đ
L
L
L

t)

c nh theo morphology (th ng dùng cho các nh đã
c c t l p)
c nh theo texture
c nh t thích nghi
c nh theo đ c tính t n s (chu i Fourier)

i u ch nh và bi n

d li u m u

• M c đích bi n đ i nh – k t h p thông tin c a 1 ho c
nhi u kênh ho c làm nét nh…
• T o nh t s ph (band ratios)
• K thu t thành ph n chính (PCA)
• K thu t bi n đ i nh d a trên lý thuy t nhi u (MNF)
• K thu t bi n đ i nh trên c s t h p màu IHS
• Tính toán t o nh ch s th c v t (NDVI, Tasseled Cap) –

Band Math > nh p công th c tính cho t ng lo i nh …

ENVI Remote Sensing

Tính toán kênh nhi t

̈
̈

Lo i b mây – cloud-free composite

Công th c tính (rút ra t đ nh lu t Planck)

Ti ( Ri )

=

C 2ν i
Cν 3
ln ( 1 i + 1 )

Ri

̈
̈

C1 = 1.1910659*10-5 mWm-2sr-1cm4; C2 = 1.438833 cm0K
vi – b c sóng gi a kênh i; Ri – b c x ph đ c hi u ch nh

̈

S d ng Basic Tools > Band Math – nh p công th c tính
Th c hành trên ENVI v i b d li u m u (ETM+, MODIS)

̈

Ch n nh đa th i gian (ví d MODIS, NOAA…)
Tách vùng b ph mây cho t ng nh (s d ng level
slicing đ n gi n cho ng ng kênh nhi t nh < 2730K
ho c đ ph n x >20%…
T o nh không mây – t t h p các l p nh đa th i gian:
d a trên các thu t toán: giá tr NDVI c c đ i, ho c kênh
blue c c ti u, ho c nhi t đ c c đ i…
Th c hành trên ENVI v i b d li u m u MODIS (n u
th i gian cho phép)

ENVI Remote Sensing

S hóa c p nh t b n
• Các b

i nh

Image Transformation > Th c hành trên ENVI v i b

ENVI Remote Sensing

̈

15-17 tháng 1, 2008

ENVI Remote Sensing

Xin c¸m ¬n !

v i ENVI

c s hóa nh v tinh

•
c và hi n th (làm nét) nh vi n thám
•
c b n đ n n (c n c p nh t) d ng vector
• N n ch nh hình h c n u c n thi t
• S hóa c p nh t nh ng đ i t ng m i (đ ng,
vùng) t di n gi i nh v tinh

“Interpretation
of natural
beauty”

• Th c hành trên ENVI v i b d li u m u
T v n GeoVi t
www.geoviet.vn; ;

Công ty T v n GeoVi t (www.geoviet.vn)
6/17 Ngõ 139, Nguy n Ng c V , Hà N i

T: 0904348397

4