ỨNG DỤNG VIỄM THÁM SO SÁNH PHƯƠNG PHÁP PHÂN LOẠI GIÁM ĐỊNH VÀ PHƯƠNG PHÁP PHI GIÁM ĐỊNH.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG.

Môn :Kỹ Thuật giải Đoán Ảnh Vệ Tinh

Đề tài: ỨNG DỤNG VIỄM THÁM SO SÁNH PHƯƠNG PHÁP PHÂN LOẠI GIÁM ĐỊNH VÀ PHƯƠNG
PHÁP PHI GIÁM ĐỊNH.

GVHD,Th.s Nguyễn Thị Huyền.


Danh sách nhóm đề tài .

9/10/16

Nguyễn Văn Đệ

13162020

Huỳnh Thị Nhật Vy

13162116

Trần Văn Khoa

13162040

Nguyễn Anh Tuấn

13162113

Trần Minh Tài

13162077

2




TÓM TẮT.

-

Nghiên cứu về phần phân loại đối tượng, lý thuyết về viễn thám.

-

Dữ liệu ảnh vệ tinh được cô cung cấp, từ đó tiến hành phân loại giải đoán so sánh các phương pháp phân loại, tìm
được điểm khác biệt giữa chúng cụ thể ở đây là phương pháp phân loại có giám định và phi giám định.

-

9/10/16

Từ đó rút ra kết luận đạt được khi thực hiện các phương pháp phân loại và rút ra các yếu tố quan trọng khác biệt .

3

Nội dung chính của đề tài.

I.ĐẶT VẤN ĐỀ.
II.TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU.
III.PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.
IV. KẾT QUẢ.
V.KẾT LUẬN.

9/10/16

4


Mục tiêu cụ thể của đề tài:

-

Cho ra kết quả giữa các phương pháp phân loại có giám định và phương pháp phi giám định từ đó cho ra
kết quả so sách giữa 2 phương pháp khác nhau về đều gì .

9/10/16

5


 Khu vực nghiên cứu :
- Thành phố Hồ Chí Minh có tọa độ 10°10' – 10°38' Bắc và 106°22' –
106°54' Đông, phía bắc giáp tỉnh Bình Dương, Tây Bắc giáp tỉnh
Tây Ninh, Đông và Đông Bắc giáp tỉnh Đồng Nai, Đông Nam giáp
tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu, Tây và Tây Nam giáp tỉnh Long An và

Tiền Giang. Diện tích 2.095,239 km2 Dân số : 7.123.340 người
(Theo cổng thông tin TPHCM).

9/10/16

6


 Quy trình phân loại ảnh:
- Để tách thông tin trên ảnh vệ tinh thì dùng máy tính hay giải đoán bằng mắt. Trong đó phân loại
ảnh là quá trình tách hay gộp thông tin dựa trên các tính chất của phổ, không gian và thời gian cho
bởi ảnh của đối tượng cần nghiên cứu.

- Phương pháp phân loại ảnh là các thuật toán được sử dụng để phân các đối tượng nào đó và các
tính chất tương đối đồng nhất về mặt phổ thành các loại cơ bản được quan tâm bởi người giải đoán.

9/10/16

7


- Mục tiêu của việc phân loại là làm phù hợp loại phổ của dữ liệu ảnh với
thông tin được yêu cầu bởi người giải đoán.

- Phương pháp phân loại ảnh được thực hiện bằng cách gán tên loại thông tin cho các khoảng
cấp độ sáng nhất định thuộc một nhóm đối tượng nào đó có tính chất tương đối đồng nhất về
phổ nhằm phân biệt các nhóm đó với nhau trong khuôn khổ ảnh.

9/10/16

8




Trình tự phân loại gồm các bước sau.( theo Lê Văn Trung,2010).

Bước 1: Xác định số loại thông tin cần phân chia trong khu vực.
Bước 2: Chọn các đặc trưng về phổ của đối tượng biến động về thời gian hoặc cấu trúc cụ thể của đối tượng.
Bước 3:Chọn vùng mẫu trên ảnh .
Bước 4: Ước tính thống kê vùng mẫu .
Bước 5: Thực hiện phân loại
Bước 6: Làm trơn bởi các thuật toán lọc.
Bước 7: Kiểm tra phân loại để đánh giá độ chính xác và mức độ tin cậy .

9/10/16

9




Quy trình cơ bản trong phân loại ảnh viễn thám.(Lê
Văn Trung,2010.

9/10/16

10

 Khái niệm về lớp thực phủ và phân loại thực phủ mặt đất .
- Lớp thực phủ mặt đất là lớp phủ vật chất quan sát được khi nhìn từ mặt đất hoặc thông qua vệ tinh viễn thám, bao gồm
thực vật (mọc tự nhiên hoặc tự trồng cấy) và các cơ sở xây dựng của con người (nhà cửa, đường sá,…) bao phủ bề mặt đất.
Nước, băng, đá lộ hay các dải cát cũng ñược coi là lớp phủ mặt đất. (The FAO AFRICOVER Progamme 1998).

- Phân loại thực phủ là việc sắp xếp các đối tượng theo các nhóm hoặc các tạp hợp khác nhau dựa trên mối quan hệ giữa
chúng .Một hệ thống phân loại miêu tả tên của các lớp và tiêu chuẩn phân biệt chúng (theo Sokal,2014).

9/10/16

11


Hệ thống phân loại lớp phủ mặt đất để sử dụng với dữ liệu viễn thám (Nguyễn Ngọc Thạch,2005).

9/10/16
12


TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .
- Đề tài sử dụng ảnh LandsatTPHM thu 4/9/2009 được cô chia sẽ
nên việc thu thập dữ liệu cũng tiện lợi cho nhóm đề tài .Ngoài ra
thì chung ta cũng có thể lấy ảnh từ nguồn trang wep
, thì TPHCM nằm trong 3 Path/Row
như sau:125_052 , 125_053, 124_052 hoặc trang
với Path/Row như trên .

LandsatTPHCM 4/9/2009.
9/10/16

13




9/10/16

Phương pháp nghiên cứu.

14




Khảo sát thực địa.

- Nhóm đề tài tiến hành khảo sát thực địa vào ngày
27_28/11/2015 ở khu vực nghiên cứu, với tổng các điểm mẫu
là 170 điểm ,được chia làm 5 loại thực phủ khác nhau : khu
đô thị hay là khu dân cư, mặt nước, thực vật, đất trống, giao
thông.

Các điểm mẫu khu vực thực địa trên vùng nghiên cứu.

9/10/16

15


SST

Loại lớp phủ

Số điểm mẫu thực địa

1

Khu đô thị

20 điểm .

2

Giao thông

50 điểm .

3

Đất trống

15 điểm.

4

Mặt nước

45 điểm.

5

Thực vật

40 điểm.

Bản: Thông kê số điểm mẫu của từng loại thực phủ.

9/10/16

16




9/10/16

Một số điểm mẫu đặc trưng.

17




Hệ thống phân loại thực phủ cho khu vực nghiên cứu.

- Hệ thống phân loại thực phủ là một danh sách các lớp phủ mặt đất có mặt bên trong khu vực nghiên cứu mà có thể nhận diện hoàn toàn và đầy đủ từ ảnh vệ tinh. (tham khảo khóa luận Nguyễn
Xuân Trung Hiếu DH09GI,2009).

Loại thực phủ

Cấp I

Khái niệm

Cấp II

Khu dân cư
Đất đô thị hoặc

Loại hình sử dụng đất trải dài từ vùng có mật độ cao, đặc trưng bởi các cấu trúc đa đơn vị của vùng lõi đô thị, cho đến nơi có mật độ thấp, vùng ngoại vi
đô thị.

xây dựng

Giao thông

Mặt nước

Là khu vực liên tục được bao phủ bởi nước, với điều kiện, nếu tuyến tính, có chiều rộng tối thiểu là 200 m, nếu được mở rộng có thể bao phủ một diện
tích 16 ha.

Đất trống
9/10/16

Là vùng đất có dưới 1/3 diện tích được bao phủ bởi thực vật, bao gồm cả đất trồng trọt trước hoặc sau thu hoạch, đất bỏ hoang, đất cằn cỗi, nghĩa trang,
bãi rác, …

18



Phương pháp phân loại ảnh.

Phương pháp phân loại hình hộp

Phương pháp phân loại khoảng cách ngắn nhất.
Phân loại có giám định.

Phương pháp phân loại khoảng cách Mahalanobis
Phân loại phi giám định.

Phương pháp phân loại gần đúng

Phương pháp phân loại IsoData

Phương pháp phân loại K_Means

9/10/16

19


Phân loại có giám định.

-

Phân loại mà các chỉ tiêu phân loại được xác lập dựa trên các vùng mẫu và dùng luật quyết định dựa trên thuật
toán thích hợp để gán các pixel ứng với từng loại cụ thể.

-

Các vùng mẫu là những khu vực trên ảnh tương ứng với từng loại mà người giải đoán biết được đặc trưng phổ
hay đặc tính.

-

9/10/16

Dựa trên dữ liệu huấn luyện, thu được trên từng vùng mẫu, các tham số thống kê được xác định.
Các chỉ tiêu phân loại được sử dụng trong quá trình chỉ định pixel thuộc vào từng loại cụ thể:

20




Phương pháp phân loại hình hộp (parallelepiped)

- Là phương pháp đơn giảm nhất. Các giá trị Minimum và Maximum của mỗi lớp
được tính và dùng như ngưỡng phân lọai. Ưu điểm: đơn giản, tính nhanh.
Nhược điểm: có nhiều pixel sẽ không được xử lý.

Phương pháp phân loại hình hộp trong không gian ba chiều.
(hình tham khảo trong bài giảng khoa Địa_Tin_Học,ĐHBKTPHCM).

9/10/16

21



Phương pháp phân loại khoảng cách ngắn nhất (Minimum distance)

- Phương pháp dùng để phân loại các đối tượng trong không gian phổ đa
chiều, khoảng cách không gian phổ từ pixel được xét đến vector đặc trưng của
trung bình từng loại được sử dụng như la chỉ số đánh giá xác định sự thuộc về
một loại nào đó.

(hình tham khảo trong bài giảng khoa
Địa_Tin_Học,ĐHBKTPHCM).

9/10/16

22




Phương pháp phân loại khoảng cách Mahalanobis (Mahalanobis distance) :

-

Ưu điểm: cho kết quả chính sát hơn vì có tính đến ma trận phương sai_hiệp sai.

-

Nhược điểm: Thời gian tính toán chậm hơn, độ chính xác giảm nếu liệu ảnh không theo luật phân bố chuẩn (ma trận phương
sai_ hiệp phương sai sẽ có giá trị lớn).(theo bài giảng Hồ Đình Duẩn,2005)

9/10/16

23




Phương pháp phân loại gần đúng (Maximum likelihood) :

- Là phương pháp phân loại gần đúng nhất MLC được áp dụng khá phổ biến và được xem là thuật
toán chuẩn để so sánh với các thuật toán khác được sử dụng trong xử lý ảnh viễn thám.

- LMC được xây dựng trên cơ sở lý thuyết hàm mật độ xác xuất tuân theo quy luật phân bố chuẩn.
Mỗi pixel được tính xác xuất thuộc vào một loại nào đó và nó được tính xác suất thuộc vào loại đó
là lớn nhất.(Lê Văn Trung,2010).

Phương pháp phân loại gần đúng.
(Lê Văn Trung,2010).

9/10/16

24


Phân loại phi giám định.

- Gộp các số liệu có các tính chất giống nhau thành 1 nhóm. Kỹ thuật ghép nhóm được chia thành 2 loại
chính
+ Phân cấp.

+ Không phân cấp: Gồm có ISODATA và K_Means

9/10/16

25