Giáo trình Nghiên cứu phương pháp trộn ảnh viễn thám siêu cao tần Sentinel-1 và ảnh viễn thám quang học - Lê Minh Hằng

Nội dung text: Giáo trình Nghiên cứu phương pháp trộn ảnh viễn thám siêu cao tần Sentinel-1 và ảnh viễn thám quang học - Lê Minh Hằng

1. Tp chí Khoa h c HQGHN: Các Khoa h c Trái t và Môi tr ng, T p 32, S 1 (2016) 18-27 Nghiên c u ph ơ ng pháp tr n nh vi n thám siêu cao t n Sentinel-1 và nh vi n thám quang h c Lê Minh H ng 1,*, Tr n Vân Anh 2 1Hc vi n K thu t Quân s ; 236 Hoàng Qu c Vi t, C u Gi y, Hà N i, Vi t Nam 2Tr ưng i h c M - a ch t, 18 Ph Viên, c Th ng, B c T Liêm, Hà N i, Vi t Nam Nh n ngày 26 tháng 01 nm 2016 Ch nh s a ngày 01 tháng 3 nm 2016; Ch p nh n ng ngày 16 tháng 3 nm 2016 Tóm t ắt: V tinh siêu cao t n Sentinel-1-kênh C c C ơ quan hàng không v tr Châu Âu phóng thành công lên qu o n m 2014 v i chu k là 12 ngày. ây là t li u vi n thám m i và có phân gi i không gian 10m. c im t li u vi n thám siêu cao t n cho phép xác nh c c tính b m t c a i t ng, m, d n in d a vào n ng l ng tán x ph n h i thu nh n trên nh. Trong khi ó, t li u vi n thám quang h c cho phép xác nh i t ng l p ph thông qua c tr ng ph n x ph c a các kênh ph . Vi c k t h p nh ng u im c a t li u nh vi n thám siêu cao t n và nh quang h c cho phép t o ra nh sau khi tr n có nhi u thông tin h ơn. Trong n i dung bài báo, các tác gi trình bày k t qu nghiên c u th nghi m các ph ơ ng pháp tr n d li u nh siêu cao t n Sentinel-1, nh quang h c LANDSAT 8 và phân tích các ch s ánh giá ch t lng ph trên nh sau khi tr n. Ph ơ ng pháp tr n nh c nghiên c u trong bài báo là ph ơ ng pháp IHS, ph ơ ng pháp thành ph n chính PCA, ph ơ ng pháp Brovey và ph ơ ng pháp nhân nh. T khóa : tr n nh, SAR, nh vi n thám quang h c, Sentinel-1. 1. Đặt v ấn đề ∗∗∗ ít trong n m. Trong khi ó, t li u nh Radar m t ng h p (Synthetic aperture radar - SAR) K thu t vi n thám c s d ng nghiên thì không ph thu c vào iu ki n th i ti t, cu các i t ng trên b m t Trái t t xa. ngày và êm. Nh ng n u ch phân tích d li u Tuy nhiên, m i m t lo i t li u vi n thám ch nh SAR duy nh t thì không phân lo i c l p có th nghiên c u m t i t ng ho c m t vài ph b m t do c im thu nh n tín hi u trên c tính c a i t ng trên b m t Trái t ph nh SAR ch ph n ánh c tính c u trúc b thu c vào c im thu nh n tín hi u c a b mt, d n in và c im phân c c c a cm v tinh. B c m quang h c cho phép phân i t ng. lo i l p ph d a vào các c tr ng ph c a các Các nhà khoa h c trên th gi i ã xu t i t ng trên nh. Tuy nhiên, nh quang h c nhi u ph ơ ng pháp k t h p các d ng t li u ph thu c vào iu ki n th i ti t. i v i m t nh t li u vi n thám quang h c và t li u v khu v c nóng, m nh c a Vi t Nam thì kh tinh Radar m t ng h p SAR. Vi c k t h p nng thu nh n nh quang h c không mây là r t t li u nh SAR và t li u quang h c nh m các ___ mc ích khác nhau: (1) K t h p t o ra m t ∗ dng t li u m i nh m t ng phân gi i, t ng Tác gi liên h . T: 84-983228452. Email: leminhhang81@gmail.com cng ch t l ng nh; (2) K t h p nh m m c 18
2. L.M. H ng, T.V. Anh / T p chí Khoa h c HQGHN: Các Khoa h c Trái t và Môi tr ưng, T p 32, S 1 (2016) 18-27 19 ích nh n m nh m t s i t ng l p ph trên thông tin khác nhau t o ra m t nh m i nh; (3) K t h p nh m t ng l ng thông tin mang nhi u thông tin h ơn. M c ích c a vi c ph c v cho m c ích phân lo i i t ng l p tr n nh quang h c và nh SAR là khai thác ph . Trên các t p chí khoa h c ã công b c nhi u thông tin h ơn khi t c phân nh ng k t qu nghiên c u các ph ơ ng pháp gi i t i a mà màu s c n u có thay i s là t i tr n nh SAR và nh quang h c và k t qu thi u so v i nh quang h c. Trong n i dung bài nh n c là t t h ơn so khi phân tích trên nh báo, các tác gi th nghi m các ph ơ ng pháp quang h c [1-3] tr n nh nh nh ph ơ ng pháp chuy n i h Trong n c c ng ã có nh ng nghiên c u màu RGB-IHS, ph ơ ng pháp chuy n i v kh n ng tr n nh SAR và nh quang h c [1, Brovey, ph ơ ng pháp phân tích thành ph n 4]. Tuy nhiên, các nghiên c u v n ang th chính (Principal Component Analysis - PCA) nghi m i v i d li u nh ERS1,2, EnviSAT và ph ơ ng pháp nhân nh (Multiplicate). ASAR, ALOS PALSAR v i các m c x lý a. Ph ươ ng pháp chuy n i h màu RGB-IHS khác nhau. N m 2014, Cơ quan hàng không v tr Châu Âu (ESA) ã phóng thành công v Hi n nay có 02 h th ng t h p màu là h tinh Radar m t ng h p Sentinel-1. T li u th ng màu R-G-B và h th ng IHS. Tuy nhiên, nh Sentinel-1 là t li u m i và c cung c p h th ng RGB có nh c im là màu hi n th s mi n phí, tín hi u thu nh n kênh C, phân ph thu c vào t ng thành ph n. H th ng màu gi i không gian là 10m, chu k ch p là 12 ngày. IHS g m có 3 thành ph n : I (Intensity) c ng Vì v y, vi c nghiên c u s d ng t li u màu, H (Hue) - màu, S (Saturation) - bão Sentinel-1 s m ra nh ng ng d ng m i trong hòa màu. u im c a h th ng màu IHS là các nghiên c u giám sát Trái t. thành ph n c ng màu c l p v i các thành Ngoài ra, ph ơ ng pháp ánh giá ch t l ng ph n còn l i và th hi n c nhi u màu trong ca nh sau khi tr n c công b trên các t p t nhiên h ơn h th ng RGB. chí khoa h c trong và ngoài n c, c bi t i Các b c ti n hành tr n màu RGB-IHS- vi ph ơ ng pháp tr n nh SAR và nh vi n RGB c th nh sau: thám quang h c, ch y u d a trên phân tích ♦ nh t h p màu g c RGB chuy n sang bng m t. Ph ơ ng pháp ánh giá ch t l ng h màu IHS nh sau khi tr n b ng các ch s ánh giá ch t lng ph c c p trong các tài li u [5, 6] ♦ Thay th thành ph n I - c ng màu nh ng s d ng các ch s khác nhau. Do ó, bng kênh nh SAR phân gi i cao. trong n i dung bài báo, các tác gi trình bày k t ♦ Chuy n ng c t h p IHS m i v RGB qu nghiên c u th nghi m các ch s ánh giá Ph ơ ng pháp chuy n i h màu IHS là ch t l ng ph c a nh sau khi tr n trên t li u mt trong nh ng ph ơ ng pháp tr n nh c ơ b n vi n thám m i Sentinel-1 và Landsat 8 OLI và nh t, ban u c áp d ng tr n nh a ph la chn ph ơ ng pháp tr n nh SAR và nh phân gi i th p v i nh toàn s c có phân vi n thám quang h c. gi i cao, nh m t ng c ng phân gi i và màu sc c a nh. Tuy nhiên, hi n nay, ph ơ ng pháp chuy n i h màu IHS có th áp d ng cho nh 2. Phươ ng pháp tr ộn ảnh siêu cao t ần và ảnh quang h c k t h p v i nh SAR. quang h ọc b. Ph ươ ng pháp bi n i Brovey 2.1. Ph ươ ng pháp tr n nh t ư li u nh siêu cao Ph ơ ng pháp bi n i Brovey c ng là m t tn và nh quang h c trong nh ng ph ơ ng pháp r t ph bi n trong k thu t x lý nh vin thám. Ph ơ ng pháp Brovey Ph ơ ng pháp tr n nh nh m k t h p d li u cho phép k t h p v i m t s l ng b t k các ca nhi u b c m, nhi u th i im ho c các
3. 20 L.M. H ng, T.V. Anh / T p chí Khoa h c HQGHN: Các Khoa hc Trái t và Môi tr ưng, T p 32, S 1 (2016) 18-27 kênh nh quang h c. Công th c c a bi n i t h p nh. Các n i dung có th phát hi n c Brovey c th hi n nh sau: trên nh SAR nh m, g gh c a b m t cng s c chuy n t i lên nh sau khi tr n. XS_SAR 1 = (SAR x Xs 1) / (Xs 1+Xs 2+Xs 3+ + Xs n) XS_SAR 2 = (SAR x Xs 2) / (Xs 1+Xs 2+Xs 3+ + d. Ph ươ ng pháp nhân nh (Multiplicative) Xs n) XS_SAR n = (SAR x Xs n) / (Xs 1+Xs 2+Xs 3+ + Xs n) ây là ph ơ ng pháp ơ n gi n nh t c a k thu t tr n nh. Thu t toán tr n nh nh theo Trong ó: XS , XS , XS là các kênh 1 2 n ph ơ ng pháp nhân nh c th c hi n trên hai nh quang h c; SAR là kí hi u nh SAR c nh bao g m nh phân gi i cao và nh a vào tr n nh; XS_SAR là các kênh nh k t n phân gi i th p. Ph ơ ng pháp th c hi n theo hp gi a nh quang h c và nh SAR công th c (1) và c nh m i [7]: Ph ơ ng pháp xây d ng nh t h p màu s DN× DN = DN (1) dng bi n i Brovey cho phép v c ơ b n b o Bi HR image B i _New toàn c các tính ch t ph n x ph c a nh Trong ó: DN là giá tr s trên nh, B i là s quang h c trong khi ó các thông tin v c u kênh nh, trong ó i=1~3; DN là giá tr s trúc c b sung t nh SAR, làm t ng HR image tơ ng ph n cho nh. ây c ng là ph ơ ng pháp trên nh phân gi i cao (SAR) và DN Bi_New là c s d ng t ơ ng i r ng rãi trong vi c x giá tr s kênh i c a nh sau khi trn. lý nh. 2.2. Các ch s ánh giá ch t l ưng ph trên c. Ph ươ ng pháp thành ph n chính (Principal nh sau khi tr n Component Analysis) Ch t l ng c a nh sau khi tr n nh n c Các kênh nh v tinh quang h c th ng có t các ph ơ ng pháp trình bày t i m c 2.1 s tính t ơ ng quan v i nhau. Phân tích nh vi n c ánh giá d a trên các thông tin v ph thám quang h c thành các kênh thành ph n tr c và sau khi tr n. Ph ơ ng pháp ánh giá chính là th c hi n phép bi n i các kênh nh ch t l ng ph trên nh sau khi tr n c phân gc thành các thành ph n ch a ng các thông tích thông qua các ph ơ ng pháp: (1) So sánh tin ít trùng l p nh t theo th t gi m d n t ch t l ng b ng m t v i nh tr c khi tr n; (2) PC1, PC2, PC3 [5]. Ta có th s d ng phép Phân tích vào histogram và (3) Phân tích các bi n i này th c hi n vi c tr n nh. Các ch s ánh giá ch t l ng ph . Ph ơ ng pháp bc ti n hành nh sau: ánh giá d a vào vi c so sánh ch t l ng b ng mt mang tính c m quan, ph thu c vào ki n ♦ Tính các kênh thành ph n chính PC1, th c chuyên gia [8]. Ph ơ ng pháp d a vào phân PC2, PC3 tích histogram c s d ng khi tr n nh a ♦ Thay th kênh PC1 b ng nh SAR. Sau ph và nh toàn s c do có chi u dài b c sóng khi chuy n các kênh a ph sang các thành có t ơ ng quan l n gi a các kênh [6]. Tuy ph n chính thì kênh PC1 là kênh có thông tin nhiên, do nh SAR và nh quang h c có c nhi u nh t. Vi c thay th nh SAR b ng kênh im thu nh n khác nhau nên phân tích PC1 s giúp nh sau khi tr n có c u th v histogram không kh quan. phân gi i không gian và các thông tin trên Do ó, các tác gi xu t ph ơ ng pháp th nh SAR. nghi m ánh giá ch t l ng nh sau khi tr n ♦ Tính ng c t t h p các kênh thành da vào các ch s ánh giá ch t l ng ph . ph n chính m i v các kênh g c. Trong tài li u nghiên c u [5], ã xu t s Theo ph ơ ng pháp k t h p nh PCA thì s dng các ch s th ng kê ánh giá ch t l ng có m t c a nh SAR nh h ng rõ r t n hình ph c a nh sau khi tr n bao g m ch s Bias, nh (màu s c, c u trúc) c a các i t ng trên ch s t ơ ng quan (Corr), ch s chênh l ch
4. L.M. H ng, T.V. Anh / T p chí Khoa h c HQGHN: Các Khoa h c Trái t và Môi tr ưng, T p 32, S 1 (2016) 18-27 21 lch chu n (SDD - Standard deviation - Chênh l ch Entropy: S khác bi t v difference), ch s ch t l ng toàn nh (UIQ - entropy trên nh g c và trên nh tr n Universal-image-quality index), ch s chênh n1  n lch Entropy (H), ch s ERGAS (Relative = = − Hx( )∑ pi() log2  ∑ pi()() log 2 pi dimensionless global error in synthesis). i=1p() i  i = 1 Tuy nhiên, t li u nh Sentinel-1 là t li u (4) mi và có phân gi i không gian 10m nên Trong ó: p( i ) là xác su t x y ra c a giá tr i. ch a có k t qu công b v vi c ánh giá ch t lng các ph ơ ng pháp tr n nh thông qua các - ERGAS c xu t b i tác gi Wald ch s th ng kê. Trong n i dung bài báo các tác [10]. Ch s ERGAS là m t ch s c tr ng gi s d ng ch s Bias [9], chênh l ch Entropy cho ch t l ng quá trình tr n nh d a trên sai (H(x)) [11], ERGAS [6]và ch s t ơ ng quan ( r ). s trung bình chu n hóa ca m i kênh trên nh - Bias là l ch gi a giá tr trung bình c a sau khi tr n. T ng ch s ERGAS ng ngh a nh g c và nh sau khi tr n. Ch t l ng t t nh t vi s suy gi m hình nh trong quá trình tr n s có giá tr g n b ng 0: nh. Ch s ERGAS c tính nh sau: 1/2 DP− AT AT n 2 Bias =TB TB =1 − TB (2) dh1  RMSE   ERGAS = 100 ∑   (5) DPTB DP TB 2 dl ni=1  TB   Trong ó: DP TB , AT TB là giá tr trung bình tơ ng ng c a nh a ph và nh sau tr n và Trong ó: dh/ dl là t s kích th c pixel 1 m n ca SAR và nh quang h c và N là s l ng c tính theo công th c: TB= ∑∑ x ij kênh nh. mn i= j ji = RMSE là bình ph ơ ng sai s c tính - STD là l ch chu n tính trên m i kênh theo công th c sau: nh và c xác nh theo công th c: 2 2 RMSEB(i )= Bias ( B i) + STD( B i ) (6) n 1/2 1 2  STD=∑() DPij, − DP TB  (3) n −1 i=1  Bng 1. T ng h p d li u th nghi m Nh ng c im chính Bộ c ảm Đặc điểm t ư li ệu Ngày ch ụp Mức x ử lý Sentinel-1 01 kênh, ch ch p r ng (IW – 30/05/2015, gi ch p Mc level 1, ã c Interferometric Wide Swath), ơ n phân 00h:13:12 x lý và tính chuy n v cc VV, phân gi i không gian 10m giá tr m t t (ground (kích th c range-GRDH). pixel)/5(range)x20m(Azimuth) D li u 16 bit Landsat 8 10 kênh ph , kênh nhìn th y, c n h ng Path/row: 127/045; Mc level 1, ã hi u ngo i và h ng ngo i ng n có phân UTM/WGS84 múi ch nh v h t a gi i 30x30m, kênh vi n thám nhi t th 48N. Ngày ch p UTM/WGS 84 phân gi i 120m và kênh toàn s c là là 30/05/2015, góc 15m. nghiêng m t tr i S d ng kênh 2~ kênh 7 th nghi m 68.44 o; gi ch p vi phân gi i là 30x30m 11h:02:39 D li u 16 bit
5. 22 L.M. H ng, T.V. Anh / T p chí Khoa h c HQGHN: Các Khoa hc Trái t và Môi tr ưng, T p 32, S 1 (2016) 18-27 - Ch s t ơ ng quan gi a 2 nh c tính 3. K ết qu ả th ử nghi ệm theo công th c (7). Giá tr t ơ ng quan gi a hai nh tr c và sau b ng 1 c cho là t t nh t. D li u th nghi m i v i nh SAR là nh Sentinel-1 và nh quang h c là nh Landsat-8. ∑∑ ( Amn− TB A)( B mn − TB B ) D li u nh Sentinel-1 và nh Landsat 8 u r = m n (7) c ch p vào ngày 30/05/2015 nên l p ph b 2 2  ∑∑ ()()Amn− TB A B mn − TB B  mt trên hai nh th nghi m là gi ng nhau. c m n  im c a t li u th nghi m c th hi n t i bng 1. Trong ó: Amn , Bmn : giá tr c ng xám tơ ng ng trên nh tr c và nh sau khi tr n. Ph ơ ng pháp tr n nh d li u nh Sentinel- 1 và nh quang h c c th c hi n theo quy trình sau: Landsat 8 Hi u ch nh khí quy n nh tr n Sentinel-1 nh chu n nh Hi u ch nh Tính chuy n Mc level-1 a hình sang dB Hình 1. Quy trình tr n nh d li u nh Sentinel-1 và nh quang h c. a. Phân tích k t qu tr n nh bng quan sát tr c ti p Kt qu th nghi m các ph ơ ng pháp tr n nh c th hi n trong Hình 2. (a) Landsat 8-30m (b) Sentinel-1-10m (c) - IHS (d) - PCA (e) - Brovey (f) - PP nhân nh Hình 2. K t qu tr n nh nh Landsat 8 và nh Sentinel-1.
6. L.M. H ng, T.V. Anh / T p chí Khoa h c HQGHN: Các Khoa h c Trái t và Môi tr ưng, T p 32, S 1 (2016) 18-27 23 Qua k t qu th nghi m t i Hình 2 cho th y hng c a th i ti t. Vì v y, vi c tích h p nh s nh sau khi tr n ã có c phân gi i 10m giúp có c thông tin t nh SAR t i các v trí tơ ng ơ ng v i phân gi i không gian c a b mây trên nh a ph (Hình 3) nh Sentinel-1. ánh giá v màu s c c a các Trên nh SAR thì i t ng n i b t là khu ph ơ ng pháp tr n nh thì ph ơ ng pháp thành vc dân c và n c, còn các i t ng th c v t, ph n chính PCA cho màu s c gi ng v i màu t tr ng khó phân bi t. Trên nh quang h c thì trên nh g c Landsat 8 OLI (t h p màu gi - i t ng d nh n bi t là th c v t và n c, còn kênh 5: kênh 4: kênh 3). i t ng dân c và t tr ng khó phân bi t. Kt qu trên nh sau khi tr n, ta xác nh c b. Phân tích thông tin l p ph trên nh sau khi tr n vùng ranh gi i c a i t ng dân c , th c v t, Trên nh sau khi tr n th hi n c nhi u t tr ng, n c d a vào nh ng u im c a nh thông tin h ơn khi phân tích riêng r nh quang quang h c và nh SAR và d a trên s khác bi t hc và nh SAR. c bi t, trên nh quang h c v màu s c (tham kh o Hình 4, Hình 5, Hình 6 luôn xu t hi n các v trí b nh h ng b i mây. và Hình 7). Trong khi ó, t li u nh SAR không b nh (a) (b) (c) Hình 3. K t qu lo i b mây trên nh sau khi tr n. a. V trí trên nh Landsat-8 b mây; b. V trí t ơ ng ng trên nh Sentinel-1; c. V trí trên nh sau khi tr n. (a) (b) (c) Hình 4. Hình nh i t ng dân c trên nh sau khi tr n.
7. 24 L.M. H ng, T.V. Anh / T p chí Khoa h c HQGHN: Các Khoa hc Trái t và Môi tr ưng, T p 32, S 1 (2016) 18-27 (a) (b) (c) Hình 5. Hình nh i t ng th c v t trên nh sau khi tr n. (a) (b) (c) Hình 6. Hình nh i t ng t tr ng trên nh sau khi tr n. (a) (b) (c) Hình 7. Hình nh i t ng n c trên nh sau khi tr n. (a) nh sau tr n; (b) nh g c Landsat 8; (c) nh Sentinel-1. c. Phân tích d a trên các ch s ánh giá ch t chính PCA cho k t qu t t nh t v i các ch s lưng ph ánh giá ch t l ng ph t t h ơn so v i các Ch t l ng ph c a các ph ơ ng pháp tr n ph ơ ng pháp khác. c bi t, ch s t ơ ng quan nh so v i nh g c c th hi n qua các ch s v giá tr ph c a ph ơ ng pháp tr n PCA so v i ánh giá ch t l ng ph trong các b ng 2 d i ây: nh quang h c t 0.9367, chênh l ch v giá tr Entropy là 0.0049, ERGAS là 5.1772. Ph ơ ng Qua k t qu th hi n trên b ng 2 và công pháp nhân nh cho ch t l ng ph kém nh t v i th c xác nh (2), (4), (5), (7), ta th y ph ơ ng giá tr ERGAS là 96.4859. pháp tr n nh theo ph ơ ng pháp thành ph n
8. L.M. H ng, T.V. Anh / T p chí Khoa h c HQGHN: Các Khoa h c Trái t và Môi tr ưng, T p 32, S 1 (2016) 18-27 25 Bng 2. Ch s ánh giá ch t l ng ph c a các ph ơ ng pháp tr n nh Ph ươ ng pháp Landsat 8 Giá tr ị TB Ch ỉ s ố tr ộn ảnh Band 5 Band 3 Band 4 IHS 0.5904 0.5917 0.5939 0.5920 PCA -0.2563 -0.2598 - 0.2615 -0.2592 Bias Brovey 0.5974 0.5973 0.5972 0.5973 PP nhân nh 5.4720 5.4728 5.4716 5.4722 IHS -0.0238 -0.0276 -0.0285 -0.027 Chênh l ệch PCA 0.0049 0.0049 0.0049 0.0049 Entropy Brovey -0.0258 -0.0291 -0.0289 -0.0279 PP nhân nh -0.0103 -0.0103 -0.0103 -0.0103 IHS 10.1996 10.3340 10.7055 10.4695 PCA 5.0542 5.1103 5.2863 5.1772 ERGAS Brovey 10.3125 10.4286 10.7628 10.5576 PP nhân nh 94.3203 95.2924 98.2549 96.4859 IHS 0.7881 0.7582 0.7376 0.7613 Ch ỉ s ố PCA 0.9369 0.9342 0.9390 0.9367 tươ ng quan Brovey -0.7438 -0.7662 -0.7658 0.7586 PP nhân nh -0.7938 -0.7928 0.8058 0.7975 a) Sentinel -1 b) Landsat 8 OLI c) nh tr n (PCA) Hình 8. So sánh k t qu th nghi m phân lo i l p ph trên t li u sau khi tr n. d. Th nghim phân lo i l p ph trên nh qu tt nh t. Tác gi th nghi m và so sánh k t sau khi tr n qu phân lo i l p ph trên t li u nh Sentinel- 1, nh Landsat 8 OLI và nh sau khi tr n theo Sau khi l a ch n ph ơ ng pháp tr n nh theo ph ơ ng pháp PCA. ph ơ ng pháp thành ph n chính PCA cho k t
9. 26 L.M. H ng, T.V. Anh / T p chí Khoa h c HQGHN: Các Khoa hc Trái t và Môi tr ưng, T p 32, S 1 (2016) 18-27 Trên Hình 8a th hi n k t qu tách i t ng lp m t s thông tin v l p ph m t t, tài dân c trên t li u nh Sentinel-1. Tác gi s cp B , B Tài nguyên và môi tr ng dng ph ơ ng pháp phân lo i Maximum [2] EHLERS, M., KLONUS,S.and ASTRAND, P.J (2008), Quality assessment for multi-sensor Likehood phân lo i l p ph trên nh Landsat multi-date image fusion. In CD-ROM 8 OLI và nh sau trn (PCA). Kt qu phân lo i Proceedings of the ISPRS Congresses, 3–11 July lp ph c th hi n trên Hình 8b và Hình 8c. 2008, Beijing, China. ánh giá chính xác k t qu phân lo i trên t [3] ZHANG, J (2010), Multi-source remote sensing li u nh Landsat 8 OLI t 97% và trên t li u data fusion: status and trends. International nh sau tr n là 99%. Kt qu phân lo i trên Journal of Image and Data Fusion, 1, pp. 5–24. Hình 8b và Hình 8c cho th y, k t qu phân lo i [4] Nguyen Van Trung, Jung-Hyun Choi, Joong-Sun lp ph t t h ơn khi s d ng m t lo i t li u, Won. (2010). Fusion of ALOS PALSAR and c bi t là khu v c có i t ng dân c và ASTER data for landcover classification at Tonle Sap floodplain, Cambodia. Proc. SPIE nc. V trí ánh d u trên Hình 8b là i t ng Asia-Pacific Remote Sensing, Vol 7858. t tr ng nh ng trên Hình 8c ( nh sau khi tr n) [5] C. Pohl & J. L. Van Genderen (1998), Review là i t ng dân c . article: Multisensor image fusion in remote sensing: concepts, methods and applications, 4. K ết lu ận International journal remote sensing, Vol. 19, No 5, pp.823-854. Ph ơ ng pháp tr n d li u nh c a nhi u b [6] Yuhendra Yusuf, Josaphat Tetuko Sri Sumantyo, cm óng vai trò quan tr ng trong các ng d ng Hiroaki Kuze (2013), Spectral information vi n thám, do có th cung c p nhi u thông tin analysis of image fusion data for remote sensing hơn khi phân tích riêng t ng dng t li u. Qua applications, Geocarto International, Vol. 28, kt qu phân tích quan sát tr c ti p và thông No. 4, 291-310. qua các ch s ánh giá ch t l ng ph trên nh [7] Susheela Dahiya , Pradeep Kumar Garg & sau khi tr n, các tác gi l a ch n ph ơ ng pháp Mahesh K. Jat (2013), Review article: A tr n nh Sentinel-1 và nh Landsat 8 OLI theo comparative study of various pixel-based image fusion techniques as applied to an urban ph ơ ng pháp thành ph n chính (PCA). D li u environment, International Journal of Image and nh tr n theo ph ơ ng pháp thành ph n chính Data Fusion, Vol. 4, No. 3, pp. 197–213. cho phân gi i c a nh SAR và có màu s c [8] Shi, W., et al., 2005. Wavelet-based image tơ ng t nh t h p màu c a nh a ph tr c fusion and quality assessment. International khi tr n nh. Các ch s ánh giá ch t l ng Journal of Applied Earth Observation and tơ ng quan trên nh sau tr n nh c ng ch rõ Geoinformation, 6, 241–251. ph ơ ng pháp thành ph n chính PCA cho k t [9] Acerbi, F.W., Clevers, J.G.P.W., and Schaepman, M.E., 2006. The assessment of qu t t nh t. Các thành ph n l p ph trên nh multi-sensor image fusion using wavelet sau khi tr n c tách bi t, thu n ti n cho vi c transform for mapping the Brazalian Savana. gi i oán trên nh SAR và nh quang h c. K t International Journal of Applied Earth qu th nghi m phân lo i l p ph trên nh sau Observation and Geoinformation, 8, 278–288. khi tr n cho chính xác cao h ơn khi phân lo i [10] Wald, L., 2000. Quality of high resolution trên nh quang h c. synthesized images: is there a simple criterion?, Proceedings of International Conference on Fusion of Earth Data, 1, 99–105. Tài li ệu tham kh ảo [1] Chu H i Tùng (2008), Nghiên c u kh n ng ng dng nh v tinh Radar và quang h c thành
10. L.M. H ng, T.V. Anh / T p chí Khoa h c HQGHN: Các Khoa h c Trái t và Môi tr ưng, T p 32, S 1 (2016) 18-27 27 Fusion Data Sentinel-1 Image and Optical Image Lê Minh H ng 1, Tr n Vân Anh 2 1Military of Technical Academy, 236 Hoàng Qu c Vi t, C u Gi y, Hà N i, Vi t Nam 2Hanoi University of Mining and Geology, 18 Ph Viên, c Th ng, B c T Liêm, Hà N i, Vi t Nam Abstract: Sentinel-1 satellite (C-band Synthetic Aperture Radar) is lauched by the European Union on the August 2014. The repeat cycle is 12 days. The spatial resolution is 10m. As is known, optical data contain information on the reflective and emissive characteristics of the Earth’s surface features, while SAR data contain information on the surface roughness, texture and dielectric properties of natural and man-made objects. The different techniques to combine optical and SAR images in order to enhance various features and they all judged that the results from the fused images were better than the results obtained from the individual images. In the article, the authors present the method of fusion Sentinel-1 image and Landsat 8 image data and analysis the spectral information index of fused image. The effectiveness of for techniques, the intensity-Hue-saturation (IHS), principal component analysis (PCA), Brovey and Multiplicative have been evaluated through visual inspection and correlation analysis. Keywords: fusion, Sentinel-1, optical image, SAR. ___