Embed Size (px)
Citation preview
Đề cương ôn tập viễn thám và Gis
Phần 1 Gis
Câu 1 .Gis là gì?
Hệ thống thông tin địa lý_Gis là một hệ thống thông tin có khả năng nhập, truy tìm, xử lý, phân tích và xuất các dữ liệu tham chiếu địa lý hoặc dữ liệu địa-không gian để phục vụ cho quá trình ra quyết định trong công tác quản lý, quy hoạch tài nguyên thiên nhiên và môi trường.
Câu 2. Các thành phần của GIS
Gồm 5 thành phần : phần cứng, phần mềm, cơ sở dữ liệu, phương pháp, con người.
* Phần cứng : là 1 hệ thống máy tính bao gồm các thiết bị ngoại vi(máy in, máy quét..) trên đó hệ thống GIS hoạt động. Các thành phần trong hệ phần cứng của GIS gồm máy chủ, máy quét, một máy in,một ổ băng đĩa, màn hình hiển thị màu
* Phần mềm : là một tập hợp các câu lệnh, chỉ thị nhằm điều khiển phần cứng của máy tính thực hiện một nhiệm vụ xđịnh
* Cơ sở dữ liệu :
- cơ sở dữ liệu không gian mang tính địa lý thể hiện hình dạng vị trí, kích thước và nét đặc trưng của bề mặt trái đất. bao gồm điểm, đường, vùng
- Cơ sở dữ liệu thuộc tính ko mang tính địa lý, thể hiện đặc tính hay chất lượng các nét đặc trưng của bề mặt trái đất. Bao gồm tên lô, loài cây trồng, chủ sở hữu, diện tích, trữ lượng, tên đường, bề rộng đường.
* Người sử dụng và phương pháp : cập nhật dữ liệu, phân tích không gian, thực thi các tác vụ, ra quyết định.
Câu 3. Các chức năng, nhiệm vụ của GIS
Nhập dữ liệu : - Bản đồ giấy- Dữ liệu số- GPS(hệ thống định vị toàn cầu)- Dữ liệu tọa độ
Lưu trữ dữ liệu :- Dịnh dạng vecto : sự biểu thị rời rạc của thế giới thực- Dịnh dạng raster :sử dụng ô vuông để mô phỏng thực tế- Thực tế
Truy vấn dữ liệu :- Xác định đối tượng dựa vào đặc tính cụ thể- Xác định đối tượng dựa trên các điều kiện đặc biệt
Phân tích dữ liệu :- Khoảng cách- Chồng xếp bản đồ- Mạng lưới
Hiển thị dữ liệu :- Bản đồ- Biểu đồ- Báo cáo
Xuất dữ liệu : bản đồ giấy, internet, file ảnh, tài liệu,báo cáoCâu 4 . Các dữ liệu cần thiết cho GIS :
- Bản đồ và các số liệu địa hình- Số liệu đo đạc thực địa- ảnh viễn thám
Câu 5 . Mô hình dữ liệu vector( khái niệm, đặc điểm, các đối tượng cơ bản, quan hệ địa lý (topo) giữa các đối tượng.-Mô hình dữ liệu vector sử dụng các điểm đường vùng rời rạc để thể hiện cho các đối tượng rời rạc thông qua thuộc tính tên hoặc mã số quy định.-Mọi đối tượng không gian đều đc thể hiện thông qua các phần tử cơ bản là điểm, đường, vùng.-Đối với việc phân tích không gian trong GIS, đặc tính của một đối tượng trong không gian đc xđịnh bởi tọa độ,hình dạng và kích thước trong một hệ thống tọa độ thống nhất, và các đặc tính địa hình học của chúng.-Đặc tính địa hình học là các mqh hoặc các mối liên kết giữa các thực thể trong không gian.- Các đối tượng cơ bản là : kiểu đối tượng điểm, kiểu đtượng đường, kiểu đtượng vùng- Quan hệ địa lý giữa các đối tượng :+ điểm với điểm : nằm trong, gần nhau+ điểm với đường : gần nhất, trên đường
+ điểm với vùng : trong vùng, trên vùng+ đường với đường : giao cắt nhau, chéo nhau, nhập nhau+ đường với vùng : giao cắt nhau, đường biên+ vùng với vùng : gối nhau,nằm trong, kề nhauCâu 6 . Mô hình dữ liệu raster ( k/n, đặc điểm, các đối tượng cơ bản)Khái niệm : mô hình dữ liệu raster phản ánh toàn bộ vùng nghiên cứu dưới dạng một lưới các ô vuông hay điểm ảnh(pixel)Đặc điểm :
- các pixel đc xếp liên tiếp từ trái qua phải, từ trên xuống dưới- mỗi pixel chữa một gtri thuộc tính- tập ma trận các pixel và các gtri thuộc tính tương ứng tạo thành một
lớp (layer)- có thể có nhiều lớp trong cơ sở dữ liệu- độ phân giải của dữ liệu raster phụ thuộc vào kích thước điểm ảnh.
Kích thước càng nhỏ độ phân giải càng lớn.Các đối tượng cơ bản :
- điểm trong mô hình raster : số hiệu điểm, tọa độ pixel, gtri thuộc tính.- Đường trong mô hình raster : số hiệu đường, dãy tọa độ các điểm tạo
nên đường, gtri thuộc tính- Vùng trong mô hình raster : số hiệu vùng, nhóm các tọa độ tạo nên
vùng, giá trị thuộc tínhCâu 7. So sánh mô hình raster với vector (ưu, nhược điểm)
Mô hình vector Mô hình raster
Ưu -biểu diễn tốt các đối tượng địa lý-dữ liệu nhỏ gọn-các quan hệ topo được xđịnh bằng mạng kết nối-chính xác về hình họcKhả năng sửa chữa, bổ sung, chuyển đổi nhanh gọn
-cấu trúc rất đơn giản-dễ dàng chồng xếp và mô hình hóa-thích hợp cho việc thiết lập mô hình 3D-dễ thực hiện nhiều phép toán phân tích dữ liệu-chi phí thấp cho việc thu thập thông tin đầu vào và có khả năng thực hiện tự động
Nhược -cấu trúc dữ liệu phức tạp-khó khăn khi chồng xếp bản đồ-cập nhật thông tin khó khăn
-dung lượng lưu trữ lớn, độ chính xác thấp-khó khăn với các bài phân tích
-thu thập thông tin đầu vào tốn kém
mạng lưới-thực thi và chuyển đổi dữ liệu chậm
Câu 8. Quá trình raster hóa (khái niệm, ví dụ)Raster hóa (hay quá trình chuyển đổi từ vector sang raster) là tiến trình chia đường hay vùng thành các ô vuông pixelRaster hóa rất hữu ích trong việc ứng dụng GIS trong công nghệ viễn thámVd :Câu 9. Quá trình vector hóa (khái niệm,vd)Vector hóa (hay quá trình chuyển đổi từ raster sang vector) là tiến trình tập hợp các pixel để tạo thành đường hay vùng(tiến trình vector hóa phức tạp hơn nhiều tiến trình raster hóa ; tiến trình vector hóa yêu cầu bức ảnh raster đầu vào phải rõ ràng không có nhiễu (noise) hay không rõ ràngVd : ảnh gốc => lọc bớt và mã hóa => dữ liệu vectorCâu 10 . Mô hình dữ liệu thuộc tính(khái niệm ,vd)Mô hình dữ liệu thuộc tính là những mô tả về đặc tính, đặc điểm và các hiện tượng xảy ra tại các vị trí địa lý xác định.Các loại dữ liệu thuộc tính :
- Đặc tính của đối tượng : màu sắc, chất liệu..- Số liệu tham khảo địa lý : sự kiện, hiện tượng..- Chỉ số địa lý : tên, địa chỉ, phương hướng- Quan hệ giữa các đối tượng trong không gianVD :
Câu 11. Khái niệm phân tích không gianPhân tích không gian là sự ứng dụng kỹ thuật GIS nhằm trả lời các câu hỏi về thế giớ thực như là trạng thái hiện tại của một khu vực hay một thực thể, sự thay đổi của hiện trạng cũng như xu thế thay đổi và sự đánh giá về mức độ và khả năng xảy ra trông qua các kỹ thuât chồng xếp mô hình hóa hoặc dự đoán.Câu 12. Các phép phân tích không gian (liệt kê và mô tả vắn tắt)
- Truy vấn : là các phép toán logic và số học trên dữ liệu thuộc tính.- Phân cấp : phân loại lại dữ liệu thuộc tính- Tái cấu trúc lớp phủ : tái cấu trúc lại dữ liệu không gian và các mỗi
quan hệ topo- Chồng xếp: chồng xếp 2 hay nhiều lớp dữ liệu khác nhau
- Phân tích sự liên kết: phân tích sự liên kết giữa điểm, đường, vùng về mặt khoảng cách, diện tích, thời gian, mạng lưới…
Câu 13. Phép truy vấn là gì?(khái niệm, vd)+truy vẫn là quá trình thu thập dữ liệu thuộc tính mà ko làm thay đổi các dữ liệu hiện có theo những đkiện đặc biệt do người thực hiện đề ra+các đkiện đặc biệt gồm 3 yếu tố : tên thuộc tính, bảng dữ liệu, đkiện cụ thể
Câu 14. Khả năng phân cấp là gì ?(kn,vd)+phân cấp là quá trình chỉ ra một nhóm thuộc tính thuộc về một cấp nhóm nào đó. Một lớp bản đồ mới sẽ đc tạo ra mang gtri hoặc mã hóa mới mà nó đc tạo thành dựa vào bản đồ gốc.+việc phân cấp có thể đc thực hiện trên một hoặc nhiều tờ bản đồ khác nhau+các trường hợp thường gặp : khái quát hóa, xếp hạng, tái chọn lọc
Câu 15. Khả năng tái cấu trúc lớp phủ là gì ?(kn,vd)+tái cấu trúc lớp phủ phân tích là một hđộng đường biên nhằm tạo ra một lớp phủ mới dựa trên những lựa chọn từ người sdung+các hđộng này bao gồm 6 kiểu : clip, erase, update, split, append, join
Câu 16. Khả năng chồng xếp là gì? (kn,vd)+chồng xếp là khả năng đặc biệt của GIS cho phép chồng xếp nhiều lớp thông tin (>=2) để tạo thành một bản đồ mới mang các đặc tính hoàn toàn khác với bản đồ trước đây.+các kỹ thuật chồng xếp: phương pháp cộng, trừ, nhân, chia, tính trung bình, etc…
Câu 17. Khả năng phân tích liên kết là gì? (kn,vd) +phân tích liên kết là việc phân tích các mỗi liên kết giữa điểm, đường và vùng về mặt khoảng cách, diện tích, thời gian di chuyển, lộ trình tối ưu..
+các phương thức phân tích liên kết: phân tích vùng đệm, phân tích khoảng cách, phân tích mạng lưới
Câu 18. Bản đồ số là gì? Tính chất của bản đồ số (có sự so sánh với bản đồ giấy truyền thống) Bản đồ số là một tập hợp có tổ chức các dữ liệu bản đồ đc lưu trên thiết bị có khả năng đọc bằng máy tính và đc thể hiện dưới dạng hình ảnh bản đồ. Tính chất của bản đồ (có sự so sánh…) :
- Mỗi bản đồ có một hệ quy chiếu nhất định- Mức độ đầy đủ các thông tin về ndung và độ chính xác các yếu tố
trong bản đồ số hoàn toàn đáp ứng yêu cầu các tiêu chuẩn bản đồ theo thiết kế ban đầu
- Tỷ lệ của bản đồ khác với bản đồ thông thường. Nó ko cố định mà có thể thay đổi tùy theo yêu cầu của ng sdung
- Hệ thống ký hiệu trên bản đồ số thực chất là các ký hiệu của bản đồ thông thường đc số hóa
- Bản đồ có tính linh hoạt hơn hẳn bản đồ truyền thống có thể dễ dàng thực hiện các cviec :cập nhật và hiệu chỉnh thông tin - chồng xếp hoặc tách các lớp thông tin theo ý muốn - dễ dàng biên tập và tạo ra bản đồ mới theo ý muốn -dễ dàng in ra với số lượng và tỷ lệ tùy ý- có khả năng liên kết và sdung trong mạng máy tính
- Khi thành lập bản đồ số các công đoạn ban đầu như thu thập và xử lý số liệu đòi hỏi kỹ thuật và tay nghề cao
- Các yếu tố bản đồ giữ nguyên đc độ chính xác của dữ liệu đo đạc ban đầu, không chịu ảnh hưởng của sai số đồ họa
Câu 19. Các bước cơ bản để thiết kế bản đồ số từ số liệu đo đạc ngoại lâm nghiệp ?
1. Chuẩn bị : lưu ý chọn hệ quy chiếu cho phù hợp (hnay là VN2000)2. Nhập số liệu vào phần mềm GIS : qua cổng kết nối hoặc qua bàn phím3. Biên tập các đối tượng không gian : số hóa các lớp thông tin trên cơ sở số
liệu điều tra4. Xây dựng cơ sở dữ liệu thuộc tính : xây dựng các trường dữ liệu, mẫu
bảng biểu5. Thiết kế bản đồ chuyên đề : từ cơ sở dữ liệu thuộc tính các thông tin theo
tính chuyên đề sẽ đc thể hiện rõ trên bản đồ Đây là sp’ của sự kết hợp giữa thông tin không gian và thông tin thuộc
tính6. Chồng xếp các lớp thông tin và thiết kế, biên tập trang in7. Xác định tỷ lệ bản đồ và in ấn
Câu 20. Các bước cơ bản thiết kế bản đồ số từ bản đồ giấy truyền thống ? mục đích của công tác này ?
1. Quét bản đồ : nhằm mục đích lưu trữ dưới dạng ảnh raster trong máy tính. Chất lượng ảnh, chất lượng bản đồ giấy, độ phân giải, định dạng lưu trữ) sẽ qđịnh đc chất lượng thông tin không gian thu thập đc
2. Định vị bản đồ về một hệ quy chiếu chuẩn : là quá trình tìm mỗi quan hệ tương quan giữa tọa độ ảnh và tọa độ địa lý của bản đồ
3. Tách lớp thông tin và số hóa từng lớp thông tin riêng biệt : các đối tượng không gian trên bản đồ cần đc nhóm gộp theo các nhóm đối tượng gọi là các lớp thông tin. Yêu cầu : tiện cho quá trình biên tập, chỉnh sửa, cập nhật
4. Xây dựng cơ sở dữ liệu thuộc tính cho các lớp thông tin không gian5. Thiết kế bản đồ chuyên đề6. Chồng xếp các lớp thông tin và thiết kế trang in7. Xác định tỷ lệ bản đồ và in ấn Mục đích của công tác này : + thuận tiện cho quá trình quản lý
+ dễ dàng chỉnh sửa cập nhật thông tin sau nàyCâu 21. Trên bản đồ số các đối tượng địa lý đc thể hiện ntn ?
- Các đối tượng số trong cơ sở dữ liệu không gian là sự phản ánh lại các thực thể trong thế giới thực cùng với thuộc tính tương ứng
- Bản đồ thể hiện các đối tượng địa lý thông qua mô tả bằng tập hợp các thành phần như đường, màu sắc, ký hiệu và từ ngữ.
- Các thông tin đồ họa và mô tả cho chúng ta biết về vị trí địa lý và các thuộc tính của các đối tượng địa lý
- Mô hình dữ liệu số phản ánh lại các vị trí, tính chất và các quan hệ không gian dưới dạng số
- Bản đồ số lưu trữ dữ liệu theo loại đối tượng : điểm, đường, vùngCâu 22. Cấu trúc phân lớp thông tin trong bản đồ đc thực hiện ntn ?
- Một trong những bước quan trọng xdung CSDL GIS là phân loại các lớp thông tin
- Hệ thống GIS lưu trữ các đối tượng địa lý theo các lớp thông tin- Mỗi lớp thông tin lưu trữ một nhóm đối tượng địa lý có chung một
tính chất( cùng là điểm, đường hay vùng)- Các phân lớp thông tin sẽ ảnh hưởng rất lớn đến tính hiệu quả, khả
năng xử lý, và sử dụng lâu dài của cơ sở dữ liệu kgianCâu 23. Các nguyên tắc khi thiết kế các lớp thông tin trên bản đồ
- Một số nguyên tắc khi thiết kế các lớp thông tin +các lớp thông tin cơ bản : lớp thông tin cơ sở toán học bản đồ( điểm khống chế, khung viền..), lớp thông tin về địa hình, lớp thông tin hệ thống thủy văn, lớp thông tin hệ thống đường giao thông…+các lớp thông tin chuyên đề : hiện trạng tài nguyên rừng, hiện trạng sử dụng đất…
+gộp các đối tượng địa lý thành một lớp thông tin sao cho không quá chi tiết(khó quản lý) cũng ko quá tổng quát (khó xử lý riêng)
Câu 24. Các chuẩn thông tin cần tuân thủ khi biên tập bản đồ số- Chuẩn về hệ thống tọa độ- Chuẩn về các sai số- Chuẩn về phân mảnh, đánh phiên hiệu mảnh bản đồ số- Chuẩn về phân lớp thông tin- Chuẩn về mô hình lưu trữ và mô tả thông tin
Câu 25. Các ứng dụng của GIS trong lâm nghiệp- Xây dựng, lưu trữ và quản lý thông tin tài nguyên rừng- Thành phần của CSDL lâm nghiệp- Lựa chọn vùng đất thích hợp cho canh tác nông, lâm nghiệp- Xây dựng bản đồ vùng lũ lụt- Mô hình giả lập vùng ngập lụt- Mô hình giả lập vùng đât lở- Mô hình giả lập vùng thiệt hại do cháy rừng- Thiết kế ô mẫu điều tra
PHẦN II VIỄN THÁM
Câu 26. Khái niệm viễn thám ? nguyên lý cơ bản của viễn thám Viễn thám là một môn khoa học và công nghệ mà nhờ nó các tính chất của
vật thể quan sát đc xđịnh, đo đạc hoặc phân tích mà không cần tiếp xúc trực tiếp vs chúng.
Nguyên lý cơ bản của viễn thámCâu 27. Các loại viễn thám ?
Phân loại viễn thám theo bước sóng sdung- Viễn thám nhìn thấy và hồng ngoại- Viễn thám hồng ngoại nhiệt- Viễn thám siêu cao tần
Phân loại theo độ cao bey chụp- Viễn thám hàng không: sử dụng các vật mang bay ở độ cao dưới
100km- Viễn thám vệ tinh : sử dụng các vật mang bay ở độ cao từ 500km đến
36000kmVdu: phi thuyền không gian endeavour(1991), máy bay DC-8(NASA)
Câu 28. Bộ cảm là gì? Các loại bộ cảm ?
Bộ cảm là thiết bị dùng để cảm nhận sóng điện từ phản xạ hay bức xạ từ vật thể.
Các loại bộ cảm :- Bộ cảm bị động (vd : ảnh vệ tinh MODIS mang bộ cảm bị động _dải
sóng nhìn thấy, hồng ngoại gần, hồng ngoại nhiệt)- Bộ cảm chủ động(vd : ảnh chụp bằng bộ cảm chủ động_kênh màu L
có RGB=VV,HV,HH)Câu 29. Các tính chất của bộ cảm quang học ? các ví dụ về bộ cảm quang học ?
Các tính chất : - Tính chất phổ : các kênh phổ, bệ rộng và độ nhạy của chúng- Tính chất bực xạ : phạm vi biến động của bức xạ điện từ khi đi qua hệ
thống quang học- Tính chất hình học : độ méo của ống kính, trường nhìn (FOV), trường
nhìn không đổi (IFOV)Câu 30. Vật mang là gì ? các loại vật mang ? quỹ đạo bay của vệ tinh ?
Vật mang là phương tiện dùng mang các bộ cảmCác vật mang phổ biến hnay là vệ tinh và các thiết bị bay hàng không.Các nhân tố ảnh hưởng đến vật mang là độ cao bay chụp, tư thế bay, quỹ đạo bay hay lộ trình bay chụp, trọng tải
Các loại vật mang :
Vật mang Độ cao bay chụp
Vệ tinh đĩa tĩnh 36000km
Vệ tinh quan sát mặt đất 500-1000km
Tàu vũ trụ 240-350km
Bóng thám không 20km
May bay phản lực 10-12km
May bay 0.3-7.5km
Quỹ đạo bay vệ tinh:- Tập hợp các thông số cơ bản mô tả quỹ đạo chuyển động của vệ tinh
đc gọi là quỹ đạo bay.- Đặc điểm quỹ đạo bay vệ tinh: +hình dạng: elip,tròn…
+độ nghiêng
+ chu kỳ bayCâu 31. Công nghệ viễn thám thường sử dụng các loại tư liệu nào?
- Dữ liệu ảnh số
- Dữ liệu thông tin mặt đất
- Hệ thống định vị toàn cầu (GPS)
- Dữ liệu bản đồ
- Mô hình số hóa độ cao (DEM)
Câu 32. Ảnh số là gì? Các đặc điểm của ảnh số? trên ảnh số thông số nào đặc trưng cho pixel?
Ảnh số là sự thể hiện về mặt số hóa (thường bằng hệ nhị phân) của bức ảnh 2 chiều.
Các đặc điểm của ảnh số:
- ảnh số thông thường đc lưu trữ bằng định dạng raster
- ảnh raster là một tập hợp hữu hạn các giá trị số hóa đc gọi là các thành phần của ảnh hay pixel
- khái niệm lấy mẫu
- cấp độ xám đc thể hiện trên ảnh số
Trên ảnh số thông số đặc trưng cho pixel: mỗi pixel tương ứng với một đơn vị không gian. Các pixel thường có dạng hình vuông. Mỗi pixel đc xđịnh bằng tọa độ hàng và cột.
Câu 33. Đặc tính hình học của ảnh số?
- Trường nhìn(FOV) : là góc nhìn tối đa mà một bộ cảm có thể thu đc song điện từ. khoảng ko gian trên mặt đất do FOV tạo nên chính là bề rộng tuyến bay
- Trường nhìn ko đổi (IFOV): là góc ko gian tương ứng với một đơn vị chia mẫu trên mặt đất
- Hướng bay(V)
- Bề rộng vệt quét (L)
- Độ phân giải mặt đất(g)
Câu 34. Độ phân giải của ảnh số? (khái niệm về các loại độ phân giải của ảnh số)
- Độ phân giải không gian thể hiện kích thước nhỏ nhất của một vật thể có thể đc xđịnh trên mặt đất
- Độ phân giải phổ mô tả các bước song cụ thể mà bộ cảm có thể thu nhận đc trong phổ điện từ. VD: kênh IR có bước sóng từ 0,7 đên 1 um.
- Độ phân giải thời gian là sự mô tả về tần suất mà bộ cảm có thể thu nhận đc bức ảnh tại cùng một vị trí cụ thể trên mặt đất. VD: vệ tinh Landsat có chu kỳ lặp là 16 ngày trong khi vệ tinh RapidEye chỉ mất 5,5 ngày.
- Độ phân giải bức xạ biểu thị số lượng giá trị cấp độ xám có thể đc thể hiện trong một kênh phổ . đvị tính là bit.
Câu 35. Dữ liệu thông tin mặt đất đc sdung để làm gì?
- Làm tư liệu thiết kế bộ cảm
- Kiểm định các thông số kỹ thuật của bộ cảm
- Thu thập các thông tin bổ trợ cho quá trình phân tích và hiệu chỉnh số liệu
Câu 36. Bức xạ điện từ là gì? Các thành phần cơ bản? Các loại bức xạ điện từ ? -KN: là bức xạ truyền năng lượng điện từ trên cơ sở các dao động của trường điện từ trong không gian hoặc trong lòng các vật chất. Bức xạ điện từ có tính chất sóng và hạt.
-Các tp` cơ bản:
Bước sóng/ Tần số Hướng truyền phát Biên độ dao động Mặt phẳng phản cực
-Phân loại:
Cực tím Ánh sáng nhìn thấy Hồng ngoại: hồng ngoại gần, hồng ngoại sóng ngắn, hồng ngoại trung,
hồng ngoại nhiệt, hồng ngoại xa Sóng vi ba: EHF,SHF,UHF
Câu 37. Đặc tính phản xạ phổ của thực vật? Ứng dụng trong viễn thám?
•Ánh sáng nhìn thấy (0,4~0,7 m): –Điểm cực tiểu được xác định bởi các sắc tố trong lá thực vật –Chất diệp lục hấp thụ mạnh năng lượng trong dải sóng 0,45~0,65 m (kênh hấp thụ diệp lục) •Hồng ngoại gần (0,7~1,3 m): –Độ phản xạ rất cao (50 %) –Năng lượng còn lại truyền qua (bị hấp thụ rất ít) –Phụ thuộc cấu trúc lá –Ứng dụng để xác định các loài cây khác nhau
Câu 38. Đặc tính phản xạ phổ của nước? Ứng dụng trong viễn thám?
Hầu hết năng lượng của các tia bức xạ bị nước hấp thụ hoặc truyền qua. •Ánh sáng nhìn thấy (0,4~0,7 m): –Chỉ ít năng lượng được phản xạ trong dải sóng này –Nghiên cứu chất lượng nước –Phân biệt nước nông và sâu, nước trong và đục •Hồng ngoại gần NIR (0,7~1,3 m): –Hoàn toàn bị hấp thụ –Sử dụng để xác định khu vực có nước
Câu 39. Đặc tính phản xạ phổ của đất? Ứng dụng trong viễn thám?
•Các nhân tố ảnh hưởng độ phản xạ của đất:
–Độ ẩm –Kết cấu đất (tỷ lệ cát, sét…) –Cấu trúc bề mặt –Hàm lượng oxit sắt (giảm sự phản xạ) –Hàm lượng chất hữu cơ (giảm sự phản xạ) •Đất khô có kết cấu hạt thô sẽ phản xạ mạnh hơn kết cấu hạt mịn (ngược lại nếu có sự xuất hiện của nước) •Đá: Mức độ phản xạ phụ thuộc vào thành phần khoáng và sự phong hoá bề mặt
Câu 40. Yếu tố thời gian và không gian ảnh hưởng tới khả năng phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên như thế nào? Phương án khắc phục.
•Yếu tố thời gian: Thực vật trên bề mặt đất thường thay đổi theo mùa (ví dụ, mùa đông cây rụng lá) do vậy cần phải nhận biết rõ thời vụ, thời điểm ảnh chụp và đặc điểm của đối tượng khi giải đoán ảnh.
•Yếu tố không gian: –Yếu tố không gian cục bộ –Yếu tố không gian địa lý
•Yếu tố không gian cục bộ: được thể hiện ở cùng một loại đối tượng nhưng có kết cấu khác nhau. Ví dụ: cây trồng theo luống, hàng hay trồng theo mảng. •Yếu tố không gian địa lý: được thể hiện ở cùng loài thực vật nhưng phân bố ở các vùng địa lý khác nhau sẽ có hình dạng khác nhau do vậy khả năng phản xạ phổ cũng khác nhau.
Phương án khắc phục: –Ảnh phải được chụp ở nhiều thường xuyên và định kỳ trong một khoảng thời gian nhất định –Lựa chọn ảnh chụp tại thời điểm các đối tượng có mức độ chênh lệch phản xạ phổ là lớn nhất –Chọn ảnh chụp ở điều kiện môi trường phù hợp như tỷ lệ mây dưới 10%.
Câu 41. Bầu khí quyển ảnh hưởng tới khả năng phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên như thế nào?
Bức xạ phổ của khí quyển phụ thuộc vào bước sóng. Bước sóng có % bức xạ cao được gọi là cửa sổ khí quyển. Viễn thám chỉ có tác dụng tại các vùng cửa sổ khí quyển này.
•Bầu khí quyển ảnh hưởng tới số liệu vệ tinh viễn thám qua 2 con đường: –Tán xạ –Hấp thụ
•Sự tán xạ (scattering): là sự thay đổi đường đi theo mọi hướng (với cường độ khác nhau) của tia bức xạ khi gặp phải mội trường có sự không đồng nhất.
•Có 2 loại tán xạ: –Tán xạ Rayleigh –Tán xạ Mie
•Sự hấp thụ (absorption) diễn ra khi tia sáng không được phản xạ trở lại mà năng lượng của tia sáng bị vật thể hấp thụ.
Câu 42. Ảnh vệ tinh là gì? Các loại ảnh vệ tinh thường gặp? -KN: là những bức ảnh đc chụp bởi các bộ cảm mang trên các vật mang. Ảnh vệ tinh cũng đc phân loại dựa vào loại bộ cảm, độ phân giải hoặc bước sóng sử dụng chụp ảnh-Phân loại:
Theo bộ cảm: ảnh Landsat, ảnh SPOT, ảnh Modis, ảnh Ikonos,.. Theo độ phân giải:
+ Ảnh vệ tinh độ phân giải thấp (MODIS, ASTER)+ Độ phân giải trung bình (Landsat, SPOT)
+ Độ phân giải cao
Theo dải sóng chụp ảnh:
+ Ảnh vệ tinh trong dải ánh sang nhìn thấy và hồng ngoại
+ Ảnh vệ tinh hồng ngoại nhiệt
+ Ảnh vệ tinh siêu cao tần
-Các loại ảnh vệ tinh thường gặp: Vệ tinh SPOT, Vệ tinh Landsat
Câu 43. Kỹ thuật đoán đọc ảnh viễn thám là gì? Các kỹ thuật đoán đọc ảnh phổ biến? Cho ví dụ minh hoạ? -KN: là quá trình tách thông tin định tính và định lượng từ ảnh về vị trí, hình dạng, cấu trúc, đặc điểm, chất lượng, tình trạng các mối quan hệ của các đối tượng dựa trên các tri thức chuyên ngành hoặc kinh nghiệm của người đoán đọc
-Các kỹ thuật đoán đọc ảnh phổ biến:
Phân loại ảnh. VD :Hiện trạng sử dụng đất or hiện trạng sử dụng rừng Theo dõi biến động: Biến động hiện trạng sử dụng đất/ rừng Trích xuất đặc tính vật lý của vật thể: Nhiệt độ, độ cao
Trích xuất các chỉ số: Chỉ số thực vật (NDVI) Xác định các tính chất đặc biệt: lập bản đồ cháy rừng, vùng lũ lụt.
Câu 44. Các phương pháp đoán đọc ảnh và ưu - nhược điểm của chúng?
Kỹ thuật Ưu Nhược
Đoán đọc ảnh bằng mắt
-Khai thác được kiến thức chuyên ngành và kinh nghiệm của đoán đọc viên
-Xử lý tốt ảnh có độ phức tạp cao
-Tốn kém thời gian
-Kết quả ko đồng nhất
-Ko dễ áp dụng kiến thức chuyên ngành
Kỹ thuật sử lý ảnh qua máy tính
-Năng suất cao, thời gian xử lý ngắn
-Quy trình xử lý được chuẩn hóa
-Trích xuất được các thông tin tự nhiên
-Khó kết hợp vs kiến thức chuyên ngành
-Các thông tin phức tạp khó trích xuất
Câu 45. Các yếu tố đoán đọc ảnh? -Yếu tố sắc thái, màu sắc (nước biển, nc trong bể bơi, rừng, đường, mái nhà), thông tin lập thể -> yếu tố cơ sở
-Yếu tố kích thước, hình dạng (Kích thước, hình dạng khác nhau của các ngôi nhà, sân vận động, bụi cây, mặt nc…)
-Yếu tố kết cấu: Kết cấu bề mặt mịn và đồng nhất của nc biển và đồng cỏ, đất nông nghiệp, rừng cây có kết cấu bề mặt thô.
-Yếu tố kiểu mẫu
-Chiều cao, bóng đổ. Dựa trên phân tích các yếu tố cơ sở.
-Vị trí và các mối quan hệ -> Yếu tố ngữ cảnh
Câu 46. Hãy nêu một vài ứng dụng của kỹ thuật đoán đọc ảnh trong viễn thám? -Đoán đọc ảnh ASTER-Lập bản đồ hiện trạng rừng-Đoán đọc khu vực bị lũ lụt-Đoán đọc khu vực cháy rừng-Đoán đọc tài nguyên mỏ quặng-Đánh giá tác động môi trường-Đánh giá tốc độ mất rừng
Câu 47. Các bước cơ bản của kỹ thuật xử lý ảnh vệ tinh
- Xử lí dữ liệu viễn thám
+ Hiệu chỉnh ảnh : - Phục hồi ảnh
- Hiệu chỉnh bức xạ
- Hiệu chỉnh hình học
- Mosia
+Phân loại ảnh : - Phân mảnh
- Phân loại
- Dánh giá độ chính xác
+ Chuyển đổi ảnh : - Tăng cường ảnh
- Chuyển đổi không gian
- Chuyển dổi hình học
- Nén dữ liệu
Câu 48. Khi lựa chọn ảnh vệ tinh để xử lý ta cần chú ý những vấn đề gì?
Câu 49. Quá trình hiệu chỉnh ảnh vệ tinh về cơ bản bao gồm những kỹ thuật nào? - Phục hồi ảnh :
- Hiệu chỉnh bức xạ
- Hiệu chỉnh khí quyển
- Hiệu chỉnh hình học
- Mosia
Câu 50. Méo hình học là gì? Các nguyên nhân gây ra méo hình học? -Méo hình học là sự sai lệch về vị trí, tỷ lệ giữa tọa độ ảnh thực so với tọa độ lý thuyết-Nguyên nhân:+Đặc tính của bộ cảm (hệ thống ống kính)
Méo quang học (do cấu trúc ống kính) Méo tỷ lệ Sự di chuyển lệch của gương xoay
Lỗi do bộ dò tín hiệu+Đặc điểm địa hình (khu vực chụp ảnh, độ cong trái đất)
Hiệu ứng toàn cảnh Độ cong bề mặt trái đất
+Sự di chuyển của vật mang (thay đổi độ cao bay chụp, vị trí) Thay đổi về độ cao Thay đổi vị trí
+Sự di chuyển của đối tượng chụp ảnh (sự quay của trái đất, các vật thể di chuyển khác)
Sự quay của trái đất Sự di chuyển của các đối tượng trên bề mặt
Câu 51. Để hiệu chỉnh hình học cho một bức ảnh vệ tinh ta cần thực hiện các bước kỹ thuật cơ bản nào?
-Hiệu chỉnh hình học là các hoạt động được thực hiện nhằm phục hồi hoặc bù trừ sự méo hình học của ảnh
-Các bước thực hiện:
+Nhập ảnh
+lựa chọn lưới chiếu. Ko có hệ lưới chiếu nào hoàn hảo-> chấp nhận sai số. Các hệ lưới chiếu thường dùng: Mercator, UTM, Gauss-Kruger
+Lựa chọn mô hình hiệu chỉnh
Các điểm khống chế mặt đất(GCPs) là tập hợp các pixel có thể xác định đc chính xác trên ảnh và trên bản đồ cơ sở hoặc ngoài thực địa
+Kiểm tra sai số
+Nội suy và tái chia mẫu ảnh
+Ảnh hiệu chỉnh
Câu 52. khống chế mặt đất là gì? Khi xây dựng các điểm khống chế mặt đất cần lưu ý những vấn đề gì?
Điểm khống chế mặt đất – CPGs là tập hợp các pixel có thể xác định chính xác trên ảnh và trên bản đồ cơ sở và ngoài thực địa.
Với mỗi điểm GCP tọa độ của pixel phải khớp chính xác với tọa độ các điểm tương ứng trên bản đồ cơ sở vs 1 hệ quy chiếu nào đó.
-lựa chọn các điểm khống chế phải:
+dễ dàng xác định trên ảnh và trên bản đồ cơ sở hoặc ngoài thực dịa
+các điểm khấng chế mặt đất phải phân bố đều trên ảnh
+số lượng điểm khống chế mặt đạt phải dù lớn
+tọa độ các điểm này có thể xác định dược với tọa độ chinh xác cao
Câu 53. Kỹ thuật biến đổi ảnh bao gồm những kỹ thuật cơ bản nào?
-tăng cường chất lượng ảnh
+biến đổi cấp độ xám
+biến đổi biểu đồ phân bố
+tổ hợp màu
+lọc ảnh
-chiết tách đặc tính
+chỉ số thực vật
+phân tích thành phần chính
Câu 54. Kỹ thuật tăng cường chất lượng ảnh được thực hiện nhằm mục đích gì? Các kỹ thuật tăng cường cơ bản?
MỤC ĐÍCH : nhằm cung cấp những bức ảnh có độ tương phản cao ,dễ dàng xử lý và phân tích bởi các phần mềm hoặc người đoán đọc
CAC KI THUAT :
-biến đổi cấp độ xám
-biến đổi biểu đồ phân bố
-Tổ hợp màu
-lọc ảnh
Câu 55. Các phương thức tổ hợp màu?
- Tổ hợp màu: tổ hợp màu GRB (trộn 2 màu thành một màu nhạt hơn_ chủ yếu ti vi, màn hình, máy tính); tổ hợp màu CMY (trộn hai màu thành một màu đậm hơn_chủ yếu máy in)
- Tổ hợp màu thực RGB=red,green,blue
- Tổ hợp màu hồng ngoại RGB= IR,Red,Green
- Tổ hợp màu giả (blue-green-red-yellow; cấp độ xám)
Câu 56. Chỉ số thực vật là gì?chỉ số thực vật nào đc sdung phổ biến hnay? (công thức tính)
Chỉ số thực vật: là chỉ số đc xác định dựa trên sự phản xạ khác nhau của thực vật thể hiện giữa kênh phổ thấy đc và kênh phổ cận hồng ngoại. Dùng để biểu thị mức độ tập trung của thực vật trên mặt đất.
Chỉ số thực vật được dung phổ biến hnay là chỉ số thực vật NDVI .công thức tính:
NDVI=(NIR-Vi)/(NIR+VI)
Trong đó NIR là kênh cận hồng ngoại (kênh 4)
Vi : kênh thấy đc ở đây thường là kênh đỏ
Giá trị của NDVI là dãy số từ -1 đến +1
Câu 57. Kỹ thuật phân loại ảnh số là gì? Sự cần thiết của kỹ thuật phân loại ảnh số? phân loại ảnh số để làm gì?
Kỹ thuật phân loại ảnh số: là phương pháp phân loại các phân tử ảnh thành các đối tượng trên mặt đất khác nhau thông qua việc sdung các tham số thống kê về gtri phổ của các pixel trên ảnh trên một kênh phổ hoặc nhiều kênh phổ dưới sự trợ giúp của máy tính và các phần mềm chuyên dụng.
Sự cần thiết của kỹ thuật phân loại ảnh số:
Do phương pháp đoán đọc bằng mắt ko khách quan, tốn thời gian, ko tận dụng hết thông tin có thể cung cấp bởi tư liệu ảnh số: ảnh 8bit có 256 cấp độ xám nhưng mắt ng chỉ phân biệt đc 8-10 cấp độ xám => lãng phí thông tin trên ảnh. Còn nếu sdung phương pháp phân loại ảnh số trên máy tính thì tính khách quan cao, tốc độ xử lý nhanh, máy tính dễ dàng phân biệt 256 cấp độ xám khác nhau => áp dụng thuật toán thống kê chính xác.
Phân loại ảnh số để:
- Làm tư liệu để xây dựng bản đồ sử dụng đất, bản đồ hiện trạng đất, bản đồ hiện trạng rừng..
- Xác định các loài thực vật, các kiểu rừng..
- Nghiên cứu địa chất, khoáng sản..
- Biến đổi khí hậu
Câu 58. Các nguyên lý cơ bản của kỹ thuật phân loại ảnh số?
- Sử dụng thông tin bức xạ phổ từ ảnh
- Các đối tượng khác nhau có thông tin phổ khác nhau
- Giả thiết: tất cả các pixel ‘thực vật’ có chính xác (100%) thông tin phổ khác nhau. => ta có thể nói rằng bất kỳ pixel nào có thông tin phổ như vậy sẽ là thực vật.
Tương tự cho các đối tượng khác như đất nước
- ảnh LANDSAT có 6 kênh phổ => không gian phổ 6 chiều; mỗi pixel sẽ thể hiện là một đ’ trong không gian 6 chiều này
Tổng quát một ảnh vệ tinh bất kỳ sẽ có không gian phổ n-chiều
Câu 59. Các phương pháp phân loại ảnh số thường gặp?
Dựa vào nguyên lý : thông kê tham số và thống kê phi tham số
Dựa vào thuật toán: phân loại không kiểm định và phân loại có kiểm định
Dựa vào các tham số của từng pixel hoặc dựa vào đặc trưng đối tượng
Câu 60. Kỹ thuật phân loại có kiểm định?(khái niệm, đặc điểm, nguyên lý, các bước thực hiện)
Khái niệm : là kĩ thuật phân loại sử dụng các vùng mẫu để phân loại các pixel có cùng đặc trưng các đối tượng .
Người giải đoán biết trước các đối tượng cần phân loại :
+ Số lượng các đối tượng trong vùng nghiên cứu
+ Phân bố của các đối tượng
Các bước thực hiện:
ảnh số => xác định lớp đối tượng => lựa chọn vùng mẫu cho từng đối tượng => tính toán các chỉ số thống kê => chọn thuật toán phân loại => kiểm định kết quả => lập bản đồ phân loại.
Câu 61. Khi lựa chọn vùng mẫu trong kỹ thuật phân loại có kiểm định ta cần lưu ý những vđề gi?
Vùng mẫu có thể lựa chọn dựa trên các nguồn bổ sung như: bản đồ, ảnh máy bay, điều tra hiện trường, đặc điểm trên ảnh tổ hợp màu.
Phải chắc chắn vùng mẫu lựa chọn chính xác => hậu quả nghiêm trọng (sai lầm)
Diện tích phải đủ lớn để tính toán đc các thông tin ( số pixel>=100)
Số lượng vùng mẫu cho mỗi đối tượng phải đủ lớn và bao hàm tất cả các đk khác nhau( 10 vùng mẫu/ lớp đối tượng). phải phân bố đều trong ảnh.
Tránh lựa chọn vùng mẫu ở những khu vực, vùng biên
Câu 62. Thuật toán phân loại là gì? Các loại thuật toán phân loại?
Thuật toán phân loại là các phương pháp gán, phân loại các pixel về một đối tượng nào đó thồn qua các tham số thống kê, các đặc trưng phổ của ảnh. Còn đc gọi là luật ra quyết định.
Các loại thuật toán phân loại gồm:
- Các thuật toán thông kê tham số
+ giả thuyết: các hàm phân bố mật độ của mỗi nhóm đối tượng cần phân loại tuân theo quy luật phân bố chuẩn và có ranh giới tách biệt.
+bao gồm thuật toán xác suất cực đại và thuật toán phân nhóm
- Các thuật toán thông kê phi tham số:
+ giả thuyết : các hàm phân bố mật độ của mỗi nhóm đối tượng cần phân loại ko tuân theo quy luật phân bố chuẩn và hình thái của quy luật phân bố là ko xác định.
+bao gồm: thuật toán hình hộp, thuật toán người láng giềng gần nhất, thuật toán khoảng cách gần nhất.
+thuật toán
+thuật toán theo mạng thông minh
Câu 63. Kỹ thuật phân loại không kiểm định?(khái niệm, đặc điểm, các bước thực hiện)
Phân loại không kiểm định là kỹ thuật phân loại chỉ sử dụng các gtri phổ từ ảnh.
Đặc điểm:
- Số lượng lớp đối tượng do ng dung định trước
- Các lớp đối tượng đc máy tính phân biệt thông qua quá trình nhóm gộp theo cụm.
- Sau đó ng dung sẽ xác định tên đối tượng tương ứng( gán nhãn cho đối tượng)
Các bước thực hiện:
ảnh số => xđịnh số lớp đối tượng => tách biệt dữ liệu thành các nhóm => phân nhóm dữ liệu => gán nhãn cho từng cluster => kiểm định kết quả => lập bản đồ phân loại.
Câu 64. Phân biệt kỹ thuật phân loại có kiểm định và không kiểm định?
Phân loại có kiểm định Phân loại không kiểm định
Ưu điểm -người đoán đọc có thể kiểm soát việc lựa chọn vùng mẫu, các loại lớp đối tượng nhằm đáp ứng 1 mục tiêu hay 1 đặc đ’ của khu vực nghiên cứu.
-có thể đánh giá kết quả bằng các vùng mẫu bổ sung.
-gắn kết chặt chẽ với các vùng n.cứu đã biết trước các đặc tính
-không đòi hỏi các kiến thức mở rộng về khu vực nghiên cứu
-cơ hội để giảm thiểu sai số do người đoán đọc
-các lớp đối tượng đồng nhất được nhân biết riêng biệt
-giảm bớt các công việc sau phân loại
Nhược điểm -người đoán đọc bị rang -việc gộp các nhóm ko
buộc vào thuật toán phân loại lựa chọn.
-vùng mẫu đc xây dựng dựa trên thông tin đối tượng chứ ko phải thuộc tính phổ ảnh.
-lựa chọn vùng mẫu tốn thời gian và công sức
-vùng mẫu có thể ko đại diện cho toàn bộ đối tượng trong ảnh.
tương ứng tốt với các đối tượng ngoài tự nhiên
-không có sự kiểm soát về việc lựa chọn các lớp đối tượng và các thông số của chúng
-các thông tin phổ của các nhóm đối tượng thay đổi theo thời gian => khó khăn khi chồng xếp và đánh giá biến động.
Câu 65. Nguyên lý đánh giá độ chính xác kết quả phân loại ảnh số?
- Lựa chon các điểm mẫu trên ảnh sau đó xác định hiện trạng chính xác ngoài thực địa( hoặc có thể xđịnh qua bản đồ) => điểm khống chế mặt đất.
- Sau đó so sánh hiện trạng thực tế tại các điểm mẫu này với kết quả phân loại
- Kết quả so sánh đc thể hiện qua một ma trận gọi là ma trận sai số
Câu 66. Để đánh giá độ chính xác của kết quả phân loại ta thường sử dụng các chỉ tiêu nào?( công thức tính và ý nghĩa).
Câu 67. Để nâng cao độ chính xác cho kết quả phân loại ảnh số ta nên sử dụng những kỹ thuật nào?
- Lọc ảnh : lọi bỏ hiện tượng muối tiêu
- Giam các lớp thông tin bằng cách gộp các lớp thông tin có cùng đặc điểm
- Cung cấp thêm thông tin bằng cách tăng số lượng vùng mẫu
- Thu thập dữ liệu đối chứng
- Bổ sung các thông tin thêm ( độ cao , độ dốc ...) tăng mức độ hiểu biết khi phân loại .
