...Đỗ Tuấn Anh_.pdf

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
KHOA TRẮC ĐỊA - BẢN ĐỒ

ĐỖ TUẤN ANH

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
KHẢO SÁT VÀ ĐÁNH GIÁ MỘT VÀI CHỈ SỐ CHIẾT
TÁCH ĐẤT XÂY DỰNG VÀ KHU VỰC DÂN CƯ TỪ TƯ
LIỆU ẢNH VIỄN THÁM

Ngành: Trắc địa - Bản đồ
Mã ngành: D520503

NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS. TRỊNH THỊ HOÀI THU

HÀ NỘI, 2016


MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH VẼ
DANH MỤC BẢNG BIỂU
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
LỜI CẢM ƠN
LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................ 1
1. Tính cấp thiết của đề tài.............................................................................. 1
2. Nội dung nghiên cứu. ................................................................................. 2
3. Phương pháp nghiên cứu. ........................................................................... 2
4. Cấu trúc đồ án. ........................................................................................... 3
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VIỄN THÁM .............................................. 4
1.1. Khái niệm về viễn thám ........................................................................... 4
1.1.1. Định nghĩa ............................................................................................ 4

1.1.2. Nguyên lý cơ bản của viễn thám ........................................................... 5
1.1.3. Bức xạ điện từ ...................................................................................... 8
1.2. Phân loại viễn thám ............................................................................... 13
1.2.1.Phân loại theo nguồn tín hiệu .............................................................. 13
1.2.2.Phân loại theo đặc điểm quỹ đạo ......................................................... 14
1.2.3. Phân loại theo dải sóng thu nhận ........................................................ 15
1.3. Ứng dụng của một số loại ảnh viễn thám phổ biến ................................ 16
1.3.1.Tư liệu ảnh Landsat MSS .................................................................... 16
1.3.2. Tư liệu ảnh Landsat TM, SPOT và MAPSAT .................................... 17
1.3.3. Tư liệu ảnh thu từ máy chụp ảnh vũ trụ quang học ............................. 18
1.3.4. Tư liệu ảnh Radar ............................................................................... 20
CHƯƠNG II: PHƯƠNG PHÁP CHIẾT TÁCH THÔNG TIN TRÊN ẢNH
VIỄN THÁM ............................................................................................... 22
2.1. Thông tin trên ảnh viễn thám ................................................................. 22


2.1.1. Vấn đề thu nhận và phân tích tư liệu viễn thám .................................. 22
2.1.2.Đặc tính phản xạ phổ của nước, thực vât, thổ nhưỡng ......................... 23
2.1.3. Một số yếu tố ảnh hưởng đến phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên ....... 31
2.2. Phương pháp chiết tách thông tin trên ảnh viễn thám............................. 37
2.2.1. Giải đoán ảnh bằng mắt ...................................................................... 37
2.2.2. Giải đoán ảnh theo phương pháp số .................................................... 39
CHƯƠNG III: KHẢO SÁT VÀ ĐÁNH GIÁ MỘT VÀI CHỈ SỐ CHIẾT
TÁCH ĐẤT XÂY DỰNG VÀ KHU VỰC DÂN CƯ TỪ TƯ LIỆU ẢNH
VIỄN THÁM ............................................................................................... 42
3.1. Khái quát chung về khu vực nghiên cứu ................................................ 42
3.1.1. Vị trí địa lý ......................................................................................... 42
3.1.2. Địa hình, cảnh quan ............................................................................ 43
3.2. Mô tả dữ liệu sử dụng ............................................................................ 44
3.3. Chiết tách đất xây dựng và khu vực dân cư ........................................... 46

3.3.1. Sơ đồ quy trình nghiên cứu ................................................................. 46
3.3.2. Cắt ảnh theo ranh giới......................................................................... 46
3.3.3. Chuyển đổi giá trị số sang giá trị phổ.................................................. 47
3.3.4. Tính chỉ số thực vật và chỉ số đất xây dựng ........................................ 48
3.3.5. Phân loại ảnh ...................................................................................... 51
3.4. Khảo sát và đánh giá một vài chỉ số chiết tách đất xây dựng và khu vực
dân cư........................................................................................................... 57
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 60
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................ 61


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 2.1. Đặc tính phản xạ phổ của thực vật. ............................................... 24
Hình 2.2. Đặc tính hấp thụ của lá cây và của nước ....................................... 25
Hình 2.3. Đặc tính phản xạ phổ của thực vật ................................................ 26
Hình 2.4. Đặc tính phản xạ phổ của thổ nhưỡng ........................................... 27
Hình 2.5. Khả năng phản xạ phổ của đất phụ thuộc vào độ ẩm ..................... 28
Hình 2.6. Khả năng phản xạ và hấp thụ của nước ......................................... 29
Hình 2.7. Khả năng phản xạ phổ của một số loại nước ................................ 30
Hình 2.8. Cửa sổ khí quyển .......................................................................... 35
Hình 3.1. Ảnh vệ tinh LANDSAT8 khu vực huyện Đông Anh hiển thị ở tổ
hợp màu Red_Green_Blue 5:4:3 .................................................................. 44
Hình 3.2. Sơ đồ quy trình nghiên cứu ........................................................... 46
Hình 3.3. a. Ảnh khu chụp khu vực nghiên cứu được tổ hợp màu giả 5:4:3 .. 47
Hình 3.1. b. Ảnh cắt khu vực nghiên cứu được tổ hợp màu giả 5:4:3 ........... 47
Hình 3.4. a. Giá trị số của ảnh ...................................................................... 48
Hình 3.2.b. Giá trị phản xạ của ảnh .............................................................. 48
Hình 3.5. Kết quả tính NDVI ....................................................................... 49
Hình 3.6. Kết quả tính SAVI ........................................................................ 50
Hình 3.7. Kết quả tính NDBI ........................................................................ 51

Hình 3.8. Kết quả phân loại tổ hợp NDVI và các kênh ảnh .......................... 55
Hình 3.9. Kết quả phân loại tổ hợp SAVI và các kênh ảnh ........................... 55
Hình 3.10. Kết quả phân loại tổ hợp NDBI và các kênh ảnh......................... 56
Hình 3.11. Kết quả xử lý sau phân loạitổ hợp NDBI và các kênh ảnh .......... 56


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1: Đặc điểm của dải phổ điện từ sử dụng ........................................ 7
Bảng 2.1: Mối quan hệ giữa bước sóng và độ thấu quang của nước ............. 31
Bảng 2.2: Cửa sổ khí quyển bức xạ mặt trời ................................................. 36
Bảng 3.1: Thông tin các kênh của Landsat ................................................... 45
Bảng 3.2: Mẫu sử dụng trong phân loại ........................................................ 53
Bảng 3.3: Ma trận đánh giá độ chính xác của kết quả phân loại với chỉ
số NDVI ....................................................................................................... 58
Bảng 3.4: Ma trận đánh giá độ chính xác của kết quả phân loại với chỉ
số SAVI ....................................................................................................... 58
Bảng 3.5: Ma trận đánh giá độ chính xác của kết quả phân loại với chỉ
số NDBI ....................................................................................................... 59


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
NDVI

normalized difference vegetation index (chỉ số thực vật)

SAVI

Soil Adjusted Vegetation Index (chỉ số thực vật có hiệu chỉnh L)

NDBI

Normalized Difference Built-up Index (chỉ số đất xây dựng)

RGB

Red: Green:Blue ( đỏ: xanh: lam)

HIS

Hue: Saturation: Intensity.( màu sắc: cường độ: độ sáng)

NASA

National Aeronautics & Space Administation ( Cơ quan hàng
không và vũ trụ Mỹ)