Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu giải pháp nâng cao độ chính xác của mô hình số bề mặt được thành lập từ ảnh radar

Nội dung nghiên cứu của đề tài nhằm cơ sở khoa học tạo DSM bằng ảnh radar và những yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác của nó. Nghiên cứu cơ sở lý thuyết của phép biến đổi wavelet và khả năng sử dụng để phân tích tín hiệu trong các công đoạn của qui trình thành lập DSM bằng ảnh radar theo phương pháp InSAR.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu giải pháp nâng cao độ chính xác của mô hình số bề mặt được thành lập từ ảnh radar BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC - MỎ ĐỊA CHẤT ---------------------------- TRẦN THANH HÀ NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC CỦA MÔ HÌNH SỐ BỀ MẶT ĐƯỢC THÀNH LẬP TỪ ẢNH RADAR Ngành : Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ Mã số : 9520503 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Hà Nội - 2018 Công trình được hoàn thành tại: Bộ môn Đo ảnh và Viễn thám, Khoa Trắc địa - Bản đồ và Quản lý đất đai, Trường Đại học Mỏ - Địa chất Người hướng dẫn khoa học: 1. TS Đào Ngọc Long Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ Việt Nam 2. TS Nguyễn Thị Mai Dung Trường Đại học Mỏ - Địa chất Phản biện 1: TS Chu Hải Tùng Phản biện 2: PGS.TS Trịnh Lê Hùng Phản biện 3: TS. Lê Đại Ngọc Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đáng giá luận án cấp Trường Họp tại Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Vào hồi …….. ngày ……tháng….năm 2018 Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư viện Quốc gia Việt Nam; Thư viện Trường Đại học Mỏ - Địa chất 1 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Mô hình số bề mặt (DSM – Digital Surface Model) là tập hợp dữ liệu số mô tả một phần của bề mặt Trái Đất trong không gian 3D. Hiện nay, DSM được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau, như trong thành lập bản đồ địa hình, thành lập bản đồ 3D, được dùng trong nắn ảnh trực giao, lập kế hoạch phòng chống các tai biến thiên nhiên; lũ lụt, kiểm soát xói lở đất, phân tích tầm nhìn ở diện rộng, giám sát tài nguyên môi trường và trong nhiều ứng dụng khác. DSM là sản phẩm trung gian, từ DSM có thể tạo ra DEM Hiện nay, ở nước ta, Trung tâm thông tin tư liệu của Cục Đo đạc - Bản đồ và Hệ thông tin địa lý mới chỉ cung cấp DEM cho khách hàng. Do vậy, việc nghiên cứu qui trình xây dựng DSM, nâng cao độ chính xác của nó trên cơ sở sử dụng các phương pháp đo vẽ hiện đại là cần thiết. Với ưu điểm nổi trội của ảnh radar có độ phủ rộng trên bề mặt Trái Đất, chu kỳ lặp ngắn (hầu như có thể cung cấp tư liệu “tức thời”), chi phí mua tư liệu rẻ hơn nhiều so với các loại tư liệu viễn thám khác, thậm chí ảnh Sentinel, với độ phân giải cao, chu kỳ lặp 12 ngày được cấp miễn phí. Ảnh radar đã được nghiên cứu và ứng dụng để thành lập mô hình số bề mặt (Digital Surface Model – DSM) ngay từ những năm 1960, với sự ứng dụng các phương pháp xử lý chủ yếu như: phương pháp đo độ dốc, phương pháp đo radar lập thể, phương pháp radar giao thoa và phương pháp đo radar phân cực. Những phương pháp này thông thường được sử dụng để xử lý tư liệu của các hệ thống radar độ mở tổng hợp SAR (Synthetic Aperture Radar) nhằm xác định độ cao tương đối hoặc tuyệt đối của các đối tượng trên bề mặt để xây dựng DSM. Mặc dù mới xuất hiện, song phương pháp đo radar giao thoa (InSAR) đã được ứng dụng rộng rãi trong tạo DSM. Đây là một kỹ thuật hứa hẹn sẽ giải quyết một số vấn đề khó khăn trong một khu vực nghiên cứu đòi hỏi độ chính xác, hiệu quả kinh tế cao, thuận tiện với mọi điều kiện thời tiết. Chất lượng của DSM được xây dựng bằng phương pháp InSAR chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố, như là tác động của khí quyển đối với góc chụp ảnh, đường đáy ảnh (baseline) và kỹ thuật xử lý. Ảnh hưởng của các yếu tố này sẽ làm vị trí các pixel bị xê dịch, gây khó khăn trong quá trình khớp ảnh. Hai là sự 2 khác nhau về thời gian thu nhận, tạo ra sự không tương quan giữa hai ảnh, và sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình khớp hai ảnh với nhau để tạo ảnh giao thoa, rồi vấn đề lọc nhiễu pha để mở pha... Do đó để nâng cao chất lượng của sản phẩm DSM thì nhất thiết phải nâng cao chất lượng của ảnh giao thoa trong phương pháp InSAR. Trên thế giới có nhiều nhà khoa học đã nghiên cứu, đề xuất các giải pháp giảm thiểu các sai số gây ra trong các công đoạn của qui trình xử lý ảnh trong phương pháp InSAR, bao gồm: đồng đăng ký (co-registration), tạo ảnh giao thoa (interferogram generation), lọc nhiễu pha, giải pha (phase unwrapping) và chuyển đổi tọa độ, hiệu chỉnh hình học (geocoding). Từ năm 2014, hệ thống vệ tinh Sentinel đã đi vào hoạt động, với chu kỳ lặp ngắn, diện tích phủ trùm lớn, ảnh có độ phân giải cao, được cung cấp miễn phí, đã mở khả năng sử dụng loại tư liệu này để xây dựng DSM có độ chính xác cao, chi phí sản xuất thấp, và có thể đáp ứng rất kịp thời cho người sử dụng . Do vậy hướng nghiên cứu về kỹ thuật xử lý, về các giải pháp nâng cao độ chính xác xây dựng DSM bằng tư liệu viễn thám radar nói chung, tư liệu Sentinel nói riêng phù hợp với điều kiện thực tế tại Việt Nam là cần thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn ứng dụng cao. 2. Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu cơ sở khoa học và các giải pháp nâng cao độ chính xác xây dựng DSM từ ảnh radar, phù hợp với thực tế về tư liệu của Việt Nam. 3. Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu qui trình xây dựng DSM, những yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác của DSM và các giải pháp nâng cao độ chính xác của DSM, trên cơ sở ứng dụng phương pháp biến đổi tín hiệu wavelet trong phân tích tín hiệu, phương pháp Goldstein để lọc nhiễu pha. 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án 4.1. Ý nghĩa khoa học của luận án Góp phần hoàn thiện các ứng dụng của phép biến đổi wavelet trong xử lý và phân tích tín hiệu, ứng dụng phương pháp lọc nhiễu pha Goldstein trong qui trình thành lập DSM từ ảnh radar. 4.2. Ý nghĩa thực tiễn của luận án Cung cấp những đánh giá đầy đủ về cơ sở khoa học cũng như kết quả nghiên cứu thử nghiệm của giải pháp nâng cao độ chính xác 3 của DSM được thành lập bằng ảnh Sentinel - 1A kênh C trong điều kiện Việt Nam. 5. Những luận điểm bảo vệ Luận điểm 1: Với tín hiệu siêu cao tần sử dụng t ...