Tải bản đầy đủ - 80 (trang)
Hệ thống phân loại lớp phủ mặt đất.

Hệ thống phân loại lớp phủ mặt đất.

Tải bản đầy đủ - 80trang

Cấp 1 (Level1): Phân ra thành 2 loại theo đặc điểm có hay không có lớp phủ thực vật

của bề mặt đất.

Cấp 2 (Level 2): Phân ra thành 4 loại theo nguyên tắc chia các loại của cấp 1 theo đặc

điểm ngập nước hay không ngập nước của bề mặt đất.

Cấp 3 (Level 3): Phân ra thành 8 loại theo nguyên tắc chia các loại của cấp 2 theo tính

chất tự nhiên hay nhân tạo của bề mặt đất. Từ cấp 3 trở đi các đối tượng được phân

chia chi tiết hơn tuỳ theo đặc điểm của đối tượng cũng như khu vực nghiên cứu và

mức độ chi tiết của bản đồ cần thành lập.

* Hệ phân loại lớp phủ mặt đất CORINE chia ra theo 3 cấp:

Cấp1 (Level 1): Phân ra thành 5 loại theo trạng thái bề mặt tổng thể của trái đất là lớp

phủ nhân tạo, đất nông nghiệp, rừng và các vùng bán tự nhiên, đất ẩm ướt, mặt nước

phù hợp với bản đồ tỷ lệ nhỏ phủ trùm toàn cầu.

Cấp 2 (Level 2): Phân ra thành 15 loại theo đặc điểm che phủ của thực vật.

Cấp 3 (Level 3): Phân ra thành 44 loại chi tiết hơn tuỳ theo đặc điểm của đối tượng

cũng như khu vực nghiên cứu.

Ở nước ta trong những năm gần đây đã quan tâm đến việc thành lập bản đồ lớp phủ

mặt đất, nhưng chưa có một công trình nào chuyên nghiên cứu về hệ phân loại của bản

đồ để đưa ra một hệ phân loại chung áp dụng cho cả nước như hệ phân loại của bản đồ

hiện trạng sử dụng đất. Các bản đồ lớp phủ mặt đất đã thành lập đều phục vụ một mục

đích cụ thể hoặc chỉ là một lớp thông tin của lớp phủ mặt đất như lớp phủ rừng.

Thông qua việc nghiên cứu, tham khảo các hệ phân loại “Lớp phủ mặt đất ”, đồng thời

phân tích đặc điểm của các đối tượng trong vùng thử nghiệm kết hợp với khả năng

thông tin của các tư liệu sử dụng, tác giả đã xây dựng hệ phân loại một số đối tượng

lớp phủ mặt đất phục vụ nhiệm vụ nghiên cứu của đề tài được trình bày trong bảng

dưới đây :



45



Bảng 2.2: Các loại lớp phủ ở huyện Kinh Môn.

Cấp 1



Cấp 2



Lớp phủ mặt nước



1. Hồ ao, sông suối, kênh mương



Lớp phủ đất nông



Lớp phủ mặt đất



2. Vùng chuyên canh lúa, lúa màu

3. Vùng chuyên canh rau màu, cây ngắn ngày khác

4. Đất trồng cây lâu năm

5. Khu dân cư đô thị

6. Khu dân cư nông thôn

7. Đất chưa sử dụng



trống

Lớp đất rừng



8.Đất đồi núi tự nhiên hoặc khu rừng nhân tạo



nghiệp

Lớp phủ dân cư



2.1.2. Khái niệm chung về biến động.

Cụm từ biến động được nhắc đến ở mọi nơi, mọi lúc ví như: Biến động thị

trường, biến động giá cả, biến động không gian, biến động dân số, biến động tâm lý…,

như vậy được hiểu là sự biến đổi, thay đổi trạng thái này bằng một trạng thái khác liên

tục của sự vật, hiện tượng tồn tại trong môi trường tự nhiên cũng như trong môi trường

xã hội.

-Biến động về chất và về lượng:

Theo triết học duy vật biện chứng: Chất là tính quy định vốn có của các sự vật

và hiện tượng, là sự thống nhất hữu cơ của các thuộc tính, các yếu tố cấu thành sự vật,

nói lên sự vật đó là gì, phân biết nó với các sự vật hiện tượng khác. Lượng là tính quy

định vốn có của sự vật hiện tượng về quy mô, trình độ phát triển, biểu thị con số các

thuộc tính, các yếu tố cấu thành nó.

Như vậy, những thay đổi đơn thuần về lượng đến một mức độ nhất định sẽ

chuyển thành sự thay đổi khác nhau về chất. Chiều ngược lại, có nghĩa là khi chất mới

ra đời, nó lại tạo ra một lượng mới phù hợp với nó để có một sự thống nhất mới giữa

chất và lượng. Sự quy định này có thể được biểu hiện ở quy mô mức độ và nhịp độ

phát triển mới của lượng. Từ đó ta thấy rằng: Quy luật lượng chất là quy luật về sự tác

động biện chứng giữa lượng và chất, những thay đổi về lượng chuyển thành những

thay đổi về chất và ngược lại. Chất là mặt tương đối ổn định, lượng là mặt biến đổi

mâu thuẫn với chất cũ, chất mới được hình thành với lượng mới nhưng lượng mới lại

tiếp tục biến đổi, đến một mức độ nào đó đang kìm hãm nó. Quá trình tác động lẫn

nhau giữa 2 mặt chất lượng tạo nên một con đường vận động liên tục, từ biến đổi dần



46



dần dẫn tới nhảy vọt, rồi lại biến đổi dần dần chuẩn bị cho những bước nhảy tiếp theo,

cứ thế làm cho sự vật không ngừng biến đổi, phát triển.

-Biến động về diện tích đối tượng (biến động về số lượng):

Giả sử cùng đối tượng A ở thời điểm T 1 có diện tích S1, ở thời điểm T2 có diện

tích S2 (đối tượng A thu nhận được từ 2 ảnh vệ tinh có thời điểm chụp khác nhau), như

vậy ta nói rằng A bị biến đổi diện tích ở thời điểm T 1 so với T2 (sự biến đổi này có thể

bằng nhau, nhỏ hơn hoặc lớn hơn) nếu ta dùng kỹ thuật để chồng xếp 2 lớp thông tin

này thì phần diện tích của phần trùng nhau sẽ được gán giá trị cũ của đối tượng A, còn

giá trị khác sẽ là giá trị của phần biến động. Giá trị biến động này là bao nhiêu, tăng

hay giảm phụ thuộc vào thuật toán được sử dụng.

-Biến động về bản chất đối tượng:

Trên 2 ảnh viễn thám chụp cùng một khu vực ở 2 thời điểm khác nhau, diện tích

A ở thời điểm T1 có giá trị M1, ở thời điểm T2 có giá trị M2 (M1, M2 là các giá trị phổ),

ta sử dụng thuật toán chồng ghép 2 lớp thông tin tại 2 thời điểm T 1,T2 sẽ xuất hiện giá

trị M khác M1,M2. Giả sử diện tích A không đổi ta nói rằng có sự thay đổi về chất của

A. Trên thực tế đây là loại hình thay đổi lớp phủ mặt đất.

-Phân tích vector biến động:

Các đối tượng địa lý đơn giản hay phức tạp đều được qui thành 3 dạng: điểm

(point), đường (line), vùng (polygon). Trong đó: điểm (point): thể hiện một phần tử dữ

liệu gắn với một vị trí xác định trong không gian 2 hoặc 3 chiều. Phương pháp phân

tích vector cho phép xác định và nghiên cứu xu thế biến động về chất của từng điểm

trong không gian 2 hoặc n chiều.

Biến động vùng đất được thể hiện qua hai hình thức chính sau:

- Biến động về diện tích: biến động về diện tích thể hiện qua các thời gian

khác nhau.

- Biến động về loại hình đất đai: biến động về hiện trạng lớp phủ mặt đất thể

hiện qua hai thời điểm khác nhau.

Từ các tư liệu ảnh, tiến hành so sánh để có thông tin về sự biến động của đất đai

theo nguyên tắc phân tích vector.



47



2.1.3. Các phương pháp nghiên cứu biến động.

Theo dõi biến động tài nguyên và môi trường đã trở thành một ứng dụng quan

trọng được nghiên cứu nhiều trong kỹ thuật viễn thám. Với việc sử dụng vệ tinh quang

học, có thể tóm tắt lại thành 4 phương pháp đánh giá biến chính sau:

-Phương pháp 1: Phân tích sau phân loại

Bảng 2.3: Sơ đồ phương pháp phân tích sau phân loại



Ảnh 1



Phân loại

Đánh giá

biến động



Ảnh 2



Phân loại



Việc tiến hành phân loại độc lập các ảnh viễn thám làm cho phương pháp này

có độ chính xác phụ thuộc chặt chẽ vào độ chính xác của từng phép phân loại và đó

thường là độ chính xác không cao, đặc biệt là chuỗi ảnh có số lượng lớn. Phương pháp

có ưu điểm nổi bật là đơn giản và dễ thực hiện. Nhưng xét về độ chính xác của phương

pháp này, người ta đã đưa ra: Nếu độ chính xác của hai phép phân loại đạt lần lượt là

80% và 70%, độ chính xác của phần biến động nhận biết sẽ đạt 56%. Do vậy, cần phải

hết sức thận trọng khi sử dụng.

-Phương pháp 2: Phân loại trực tiếp ảnh đa thời gian



48



Bảng 2.4: Sơ đồ phương pháp phân loại trực tiếp ảnh đa thời gian



Ảnh 1

Phân loại



Đánh giá

biến động



Ảnh 2



Phương pháp này thực chất là ghép 2 ảnh vào nhau tạo thành ảnh đa thời gian

trước khi phân loại. Hai ảnh có n kênh phổ được chồng phủ lên nhau để tạo nên một ảnh

có 2n kênh. Kết quả phân loại của ảnh chồng phủ gồm 2n kênh này là tập hợp bao gồm

các lớp thay đổi và các lớp không thay đổi. Hạn chế lớn nhất của phương pháp này là tuy

chỉ phân loại 1 lần 1 ảnh (ảnh đa thời gian) nhưng lại rất phức tạp trong lấy mẫu vì phải

lấy tất cả các mẫu không biến động cũng như biến động. Hơn nữa, ảnh hưởng của sự thay

đổi theo thời gian (trong các mùa trong năm) và ảnh hưởng của khí quyển cũng không dễ

được loại trừ và do đó ảnh hưởng tới độ chính xác của phương pháp.

-Phương pháp 3: Nhận biết thay đổi phổ

Bảng 2.5: Sơ đồ phương pháp nhận biết thay đổi phổ

Ảnh 1

Đánh giá

biến động



Phân loại



Ảnh 2



Về bản chất nhóm phương pháp này sử dụng các kỹ thuật khác nhau để từ 2 ảnh

ban đầu tạo nên một kênh hay nhiều kênh ảnh mới thể hiện sự thay đổi phổ. Sự khác

biệt hoặc tương tự phổ giữa các pixel có thể được tính cho từng pixel hoặc tính trên



49



toàn cảnh cùng với tính trên từng pixel. Vì thế phương pháp này đòi hỏi nắn chỉnh

hình học phải có sai số nhỏ hơn 1 pixel.

Kết quả của việc so sánh là một ảnh chỉ rõ những khu vực có thay đổi hoặc

không thay đổi cũng như mức độ thay đổi (ảnh này được gọi là ảnh thay đổi). Khi ảnh

này được tạo ra, để có thể phân định được rõ các pixel thay đổi cũng như mức độ thay

đổi cần có một bước xử lý tiếp theo, trong đó quan trọng nhất là kỹ thuật phân ngưỡng.

Phân ngưỡng thực chất là việc định nghĩa mà tại đó chúng ta coi là sự thay đổi.

Phương pháp xác định ngưỡng được sử dụng nhiều nhất là phân tích hàm phân bố của

ảnh thay đổi.

-Phương pháp 4: kết hợp

Bảng 2.6: Sơ đồ phương pháp kết hợp



Ảnh 1



Phân loại



Phân loại



Ảnh 2



Đánh giá

biến động



Phân loại



Như đã thấy ở trên, nhóm các phương pháp nhận biết thay đổi phổ luôn cần các

phân tích tiếp theo để nhận được các thông tin về sự thay đổi. Trong khi đó, các

phương pháp nhận biết dựa trên phân loại lại là những phân tích thể hiện sự thay đổi.

Vì vậy, để giảm sai số trong nhận biết biến động, việc kết hợp giữa 2 phương pháp này

có thể được tiến hành theo rất nhiều các phương pháp khác nhau. Ý tưởng chính của

việc kết hợp này là sử dụng các phương pháp trong nhóm phương pháp nhận biết thay

đổi phổ để chỉ ra các vùng có thay đổi và sau đó áp dụng phương pháp phân loại chỉ

cho những vùng này để định ranh sự thay đổi đó.



50



2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU BIẾN ĐỘNG LỚP PHỦ MẶT ĐẤT BẰNG

VIỄN THÁM VÀ GIS.

2.2.1. Quy trình công nghệ.



Bảng 2.7 : Quy trình công nghệ nghiên cứu biến động bằng viễn thám và GIS



51



Ảnh thời

kỳ trước



Chọn tư

liệu ảnh

viễn thám



Ảnh thời

kỳ sau



Nắn chỉnh

hình học



Đồng nhất

độ phân

giải

Ảnh thời

kỳ trước

đã phân

loại



Phân loại

ảnh viễn

thám



Ảnh thời

kỳ sau đã

phân loại



Kiểm

chứng

Bản đồ kết

quả thời

kỳ trước



Bản đồ kết

quả thời

kỳ sau

Bản đồ

biến động



Đánh giá

biến động

2.2.2. Quy trình xử lý ảnh bằng viễn thám

1. Chọn tư liệu ảnh viễn thám.

Chọn tư liệu viễn thám của khu vực nghiên cứu ở các thời điểm trên cơ sở lý

thuyết đề tài đã đưa ra kỹ thuật điều tra biến động liên quan đến việc sử dụng một dãy

dữ liệu đa thời gian để xác định vùng biến động lớp phủ thực vật giữa hai thời gian

chụp. Để nghiên cứu biến động ta cần ít nhất hai ảnh chụp ở cùng một khu vực ở hai



52



thời điểm khác nhau. Sau đó, ta chuyển đổi 2 ảnh về cùng một hệ quy chiếu và cùng

một độ phân giải. Đây là phương pháp quan trọng trong phương pháp điều tra biến

động bởi nó liên quan đến kết quả và độ chính xác khi so sánh 2 kết quả phân loại. Nói

chung khi sai số nắn chỉnh lớn hơn 1pixel (tức là lớn hơn độ phân giải không gian) thì

việc xác định thông tin biến động sẽ thất bại bới có nhiều pixel bị lẫn.

2. Nắn chỉnh hình học.

Có nhiều nguyên nhân gây ra lỗi hình học của ảnh viễn thám, ví dụ như tốc độ

bay chụp, độ cao bay chụp, góc nhìn của thiết bị, tốc độ gương quay,…

Bản chất của quá trình nắn chỉnh hình học là xây dựng được mối tương quan

giữa 2 hệ tọa độ ảnh đo và hệ tọa độ quy chiếu chuẩn. Lý do là trong quá trình thu

nhận ảnh luôn có sự sai lệch về vị trí giữa tọa độ ảnh đo được và tọa độ ảnh lý tưởng

được tham chiếu với hệ tọa độ biết trước dùng cho trái đất. Vì thế cần phải thực hiện

hiệu chỉnh hình học .

Có hai cách chính được sử dụng để nắn chỉnh hình học:

-



Nắn chỉnh một ảnh số trên cơ sở các điểm khống chế tọa độ trên bản đồ hoặc từ

các điểm tọa độ đo được ngoài thực tế (nắn ảnh theo bản đồ).



-



Nắn chỉnh một ảnh số dựa trên cơ sở tọa độ của một ảnh đã được nắn cùng độ

phân giải hoặc ảnh đã nắn với độ phân giải cao hơn (nắn ảnh theo ảnh).

Trong thực hiện nắn chỉnh ảnh số, có bao nhiêu điểm khống chế tọa độ được



chọn trong nắn chỉnh sẽ có bấy nhiêu dòng ghi nhận chúng. Các dòng này nằm trong

một tệp dữ liệu thông tin về tọa độ của các pixel ảnh trên ảnh chưa biết và giá trị tọa

độ thật của chúng trên thực tế.

Trong cả hai phương pháp, nắn ảnh theo bản đồ (hoặc với dữ liệu đo được từ

GPS) và nắn ảnh theo ảnh phải đảm bảo độ chính xác cho phép. Thông thường việc

kiểm tra độ chính xác dựa trên sai số trung phương trên các điểm kiểm tra. Nếu các sai

số không nhỏ hơn giá trị cho phép thì cần phải tìm nguyên nhân hoặc tăng thêm các

điểm kiểm tra.

3. Đồng nhất về độ phân giải của các ảnh tư liệu.

Do các ảnh có độ phân giải không gian và độ phân giải phổ khác nhau nên

chúng cần được đồng nhất hóa về mặt hình học. Đây là bước quan trọng khi đem so

sánh hai ảnh phân loại có độ phân giải không gian khác nhau.



53



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Hệ thống phân loại lớp phủ mặt đất.

Tải bản đầy đủ ngay(80 tr)

×