Phương pháp bán giám sát trong phân loại lớp phủ trên ảnh vệ tinh sử dụng thuật toán Mountain

Ngày nay có nhiều thuật toán phân loại ảnh vệ tinh như K – Means, ISODATA, hình hộp, khoảng cách ngắn nhất Tuy nhiên, hầu hết các thuật toán này đều dựa vào thuộc tính quan trọng của mỗi điểm ảnh với lân cận của nó là sự giống nhau và khác nhau về màu sắc mà không quan tâm đến các thuộc tính khác của các cụm như mật độ, hình dáng ụm Trong bài báo này, chúng tôi đề xuất phương pháp phân loại lớp phủ dựa trên thuật toán Mountain sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh quang học Landsat. Kết quả nhận được cho thấy, chất lượng các cụm tốt hơn khi so với kết quả phân loại dựa trên một số thuật toán khác như K-Means và ISODATA.

Phương pháp bán giám sát trong phân loại lớp phủ trên ảnh vệ tinh sử dụng thuật toán Mountain trang 1

Trang 1

Phương pháp bán giám sát trong phân loại lớp phủ trên ảnh vệ tinh sử dụng thuật toán Mountain trang 2

Trang 2

Phương pháp bán giám sát trong phân loại lớp phủ trên ảnh vệ tinh sử dụng thuật toán Mountain trang 3

Trang 3

Phương pháp bán giám sát trong phân loại lớp phủ trên ảnh vệ tinh sử dụng thuật toán Mountain trang 4

Trang 4

Phương pháp bán giám sát trong phân loại lớp phủ trên ảnh vệ tinh sử dụng thuật toán Mountain trang 5

Trang 5

Phương pháp bán giám sát trong phân loại lớp phủ trên ảnh vệ tinh sử dụng thuật toán Mountain trang 6

Trang 6

Phương pháp bán giám sát trong phân loại lớp phủ trên ảnh vệ tinh sử dụng thuật toán Mountain trang 7

Trang 7

Phương pháp bán giám sát trong phân loại lớp phủ trên ảnh vệ tinh sử dụng thuật toán Mountain trang 8

Trang 8

Phương pháp bán giám sát trong phân loại lớp phủ trên ảnh vệ tinh sử dụng thuật toán Mountain trang 9

Trang 9

Phương pháp bán giám sát trong phân loại lớp phủ trên ảnh vệ tinh sử dụng thuật toán Mountain trang 10

Trang 10

Tải về để xem bản đầy đủ

pdf 12 trang Trúc Khang 08/01/2024 4900
Bạn đang xem 10 trang mẫu của tài liệu "Phương pháp bán giám sát trong phân loại lớp phủ trên ảnh vệ tinh sử dụng thuật toán Mountain", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Phương pháp bán giám sát trong phân loại lớp phủ trên ảnh vệ tinh sử dụng thuật toán Mountain

Phương pháp bán giám sát trong phân loại lớp phủ trên ảnh vệ tinh sử dụng thuật toán Mountain
TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐHSP TPHCM Số 3(81) năm 2016 
_____________________________________________________________________________________________________________ 
132 
PHƯƠNG PHÁP BÁN GIÁM SÁT 
 TRONG PHÂN LOẠI LỚP PHỦ TRÊN ẢNH VỆ TINH 
 SỬ DỤNG THUẬT TOÁN MOUNTAIN 
MAI ĐÌNH SINH*, TRỊNH LÊ HÙNG**, ĐÀO KHÁNH HOÀI** 
TÓM TẮT 
Ngày nay có nhiều thuật toán phân loại ảnh vệ tinh như K – Means, ISODATA, hình 
hộp, khoảng cách ngắn nhất Tuy nhiên, hầu hết các thuật toán này đều dựa vào thuộc 
tính quan trọng của mỗi điểm ảnh với lân cận của nó là sự giống nhau và khác nhau về 
màu sắc mà không quan tâm đến các thuộc tính khác của các cụm như mật độ, hình dáng 
cụm Trong bài báo này, chúng tôi đề xuất phương pháp phân loại lớp phủ dựa trên thuật 
toán Mountain sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh quang học Landsat. Kết quả nhận được cho 
thấy, chất lượng các cụm tốt hơn khi so với kết quả phân loại dựa trên một số thuật toán 
khác như K-Means và ISODATA. 
Từ khóa: phân loại, bán giám sát, ảnh vệ tinh, Landsat, Mountain, NDVI. 
ABSTRACT 
Semi – supervised method for land cover classification 
of remotely sensed image using Mountain algorithm 
There have been many classification algorithms for remotely sensed images, such as 
K – Means, ISODATA, parallelepiped and minimum distance. However, most of these 
algorithms are based on a key attribute of each pixel with its neighbors which shows the 
similarities and difference in color without regarding to other properties such as the 
density of clusters, clustered shape. In this study, we propose a new method for land cover 
classification based on Mountain algorithm using Landsat optical images. The obtained 
results show a better quality in clusters when compared with the classified results based on 
other algorithms such as K-Means and ISODATA. 
Keywords: classification, semi-supervised, remote sensed image, Landsat, Mountain, 
NDVI. 
1. Mở đầu 
Ảnh viễn thám là hình ảnh chụp bề mặt Trái Đất từ các vệ tinh nhân tạo nhằm 
phục vụ giải quyết các bài toán cụ thể. Trong thực tế, trên ảnh vệ tinh cần phân lập ra 
những nhóm điểm ảnh gần tương đồng về giá trị độ xám và đặc trưng phổ. Phân loại 
ảnh là một khâu hết sức quan trọng trong xử lí ảnh vệ tinh. Kết quả phân loại ảnh vệ 
tinh có thể được sử dụng phục vụ các mục đích khác nhau, từ nghiên cứu tài nguyên 
* ThS, Học viện Kĩ thuật Quân sự, Hà Nội; Email: maidinhsinh@gmail.com 
** TS, Học viện Kĩ thuật Quân sự, Hà Nội 
TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐHSP TPHCM Mai Đình Sinh và tgk 
_____________________________________________________________________________________________________________ 
133 
thiên nhiên, giám sát môi trường đến quốc phòng – an ninh [1-9]. Mặc dù vậy, do đặc 
điểm ảnh vệ tinh thường có nhiều kênh, dung lượng ảnh lớn, lại chịu ảnh hưởng bởi 
điều kiện thời tiết và thiết bị đo nên việc phân loại các đối tượng trên ảnh là một bài 
toán phức tạp. [1-3] 
Hiện nay, có nhiều phương pháp phân loại ảnh vệ tinh như phương pháp phân 
ngưỡng (manual thresholds), phương pháp phân loại tự động không giám sát 
(unsupervised classification) [3], phương pháp phân loại tự động có giám sát 
(supervised classification), phương pháp sử dụng logic mờ [8] Trong các phương 
pháp phân loại này thường sử dụng một số thuật toán phổ biến như khoảng cách ngắn 
nhất (minimum distance), xác suất cực đại (maximum likelihood), K – Means, C – 
Means, ISODATA[5]. 
Mỗi phương pháp phân loại ảnh đều sử dụng các thuật toán nhất định, tuy nhiên 
các thuật toán này thường bỏ qua một số thuộc tính quan trọng của các cụm như mật độ 
điểm ảnh tại các trọng tâm cụm, hình dáng cụm Điều này ảnh hưởng rất lớn đến độ 
chính xác của kết quả phân loại. Để giải quyết vấn đề trên, trong bài báo đề xuất 
phương pháp phân loại dựa trên thuật toán Mountain, thử nghiệm với tư liệu ảnh vệ 
tinh quang học độ phân giải trung bình Landsat 8 OLI. 
Hình 1. Mô hình bài toán phân loại ảnh 
2. Cơ sở lí thuyết và phương pháp đề xuất 
2.1. Thuật toán Mountain 
Phân cụm Mountain [6] tìm trọng tâm cụm dựa trên mật độ đo gọi là hàm 
Mountain xác định theo công thức sau: 
2
2
1
( ) exp( )
2
n
j
j
x x
h x
 
  (1) 
trong đó: 
h(x) là chiều cao của hàm Mountain tại một điểm x; 
xj là dữ liệu điểm ảnh thứ j và δ là một hằng số ứng dụng cụ thể. 
 Khởi 
tạo 
trọng 
tâm 
Phân 
loại 
Tổng 
hợp 
Ảnh 
kết 
quả 
Ảnh vệ tinh 
TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐHSP TPHCM Số 3(81) năm 2016 
_____________________________________________________________________________________________________________ 
134 
Công thức (1) cho biết kết quả đo tại một điểm x bị ảnh hưởng bởi tất cả các điểm 
xj trong tập dữ liệu. Phép đo này tỉ lệ nghịch với khoảng cách từng điểm xj với điểm x 
đang xem xét. Hằng số δ xác định chiều cao cũng như thông số kết quả hàm Mountain. 
Trọng tâm cụm thứ nhất c1 xác định bằng cách chọn điểm với giá trị h(x) lớn 
nhất. Trọng tâm cụm tiếp theo loại trừ ảnh hưởng của cụm c1 nên tính lại hàm h(x) thay 
bằng hnew(x). ... á trị có kết quả tốt nhất. Khi không thỏa mãn 
tiêu chuẩn (11), thuật toán sẽ dừng lại và tùy từng trường hợp cụ thể để lựa chọn số 
lượng tâm cụm cho phù hợp. 
TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐHSP TPHCM Số 3(81) năm 2016 
_____________________________________________________________________________________________________________ 
136 
Sau khi có các trọng tâm cụm, tiến hành phân cụm dựa trên các trọng tâm cụm ở 
trên. Để gán các cụm này về các lớp tương ứng với các loại hình lớp phủ trên ảnh vệ 
tinh, trong nghiên cứu này sử dụng chỉ số khác biệt thực vật NDVI (Normalized 
Difference Vegetation Index) [7, 14]. Chỉ số NDVI được xác định dựa trên sự phản xạ 
khác nhau của thực vật ở dải sóng đỏ và cận hồng ngoại, thể hiện qua công thức sau 
[14]: 
D
D
NIR RENDVI
NIR RE
 (12) 
Trong đó, NIR và RED tương ứng là giá trị phản xạ phổ tại kênh cận hồng ngoại 
và kênh đỏ ảnh vệ tinh. Đối với ảnh vệ tinh Landsat 5 TM và Landsat 7 ETM+, các 
kênh này tương ứng là kênh 4 và kênh 3, trong khi với ảnh Landsat 8 OLI là các kênh 5 
và 4. [15] 
Giá trị chỉ số NDVI nằm trong khoảng từ -1 đến 1, trong đó NDVI thấp thể hiện 
những khu vực có độ che phủ thực vật thấp. Giá trị NDVI cao đại diện cho những khu 
vực có độ che phủ thực vật cao, còn giá trị NDVI âm thể hiện các khu vực đất ẩm và 
mặt nước. [14] 
Như vậy, thuật toán đề xuất có thể tóm tắt qua các bước sau: 
Bước 1. Chuẩn hóa dữ liệu 
a) Đọc ảnh vệ tinh Landsat vào mảng X theo công thức (3); 
b) Chuẩn hóa mảng X theo công thức (4). 
Bước 2. Tìm các trọng tâm cụm 
a) Tính toán giá trị biểu thị khả năng trở thành tâm cụm Hr của tất cả các điểm 
ảnh theo công thức (5); 
b) Tìm điểm ảnh có Hr lớn nhất theo công thức (6) và gán chúng là tâm cụm, sau 
đó loại chúng ra khỏi tập ứng viên tâm cụm tiềm năng; 
c) Cập nhật lại giá trị Hr của các điểm ảnh còn lại theo công thức (7); 
d) Lặp lại các bước (8), (9) và (10) cho đến khi đủ số lượng tâm cụm hoặc thỏa 
mãn điều kiện dừng (11). 
Bước 3. Phân cụm ảnh X dựa trên các trọng tâm cụm tìm được ở trên. 
Bước 4. Lấy dữ liệu mẫu trên ảnh và tính toán ngưỡng giá trị NDVI theo các lớp 
phủ. 
Bước 5. Gán các cụm về các lớp tương ứng với các lớp phủ trên ảnh vệ tinh 
Landsat dựa trên chỉ số thực vật NDVI. 
Bước 6. Hiển thị kết quả bằng cách gán màu sắc và chồng ghép các lớp sau khi 
phân loại. 
TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐHSP TPHCM Mai Đình Sinh và tgk 
_____________________________________________________________________________________________________________ 
137 
3. Kết quả thực nghiệm 
Để xử lí và phân loại lớp phủ trên ảnh vệ tinh, nhóm tác giả sử dụng ngôn ngữ lập 
trình C++. Đây là ngôn ngữ mạnh và rất hiệu quả trong xử lí ảnh số, đặc biệt đối với 
những ảnh có dung lượng lớn như ảnh vệ tinh. Địa bàn thử nghiệm gồm 2 khu vực với 
đặc trưng lớp phủ khác nhau: Khu vực miền núi (huyện Bảo Lâm, tỉnh Lâm Đồng) và 
khu vực đồng bằng, đô thị (thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên). 
Thử nghiệm 1. Trong thử nghiệm này, nhóm tác giả sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh 
Landsat 8 OLI chụp ngày 14-02-2014 khu vực huyện Bảo Lâm, tỉnh Lâm Đồng – Hình 
2a). Tư liệu ảnh Landsat được tiền xử lí và xác định giá trị phản xa phổ [16]. Ở bước 
tiếp theo, tính toán chỉ số thực vật NDVI theo công thức (12). Kết quả xác định chỉ số 
NDVI được thể hiện trên Hình 2b. 
 a) b) 
Hình 2. Ảnh Landsat 8 OLI ngày 14-02-2014 
khu vực Bảo Lâm, Lâm Đồng (a) và ảnh chỉ số thực vật NDVI (b) 
Để xác định ngưỡng giá trị chỉ số NDVI đối với các loại hình lớp phủ, trong bài 
báo tiến hành lấy các dữ liệu mẫu đối với từng đối tượng, được trích xuất trực tiếp trên 
ảnh NDVI. Số lượng mẫu tùy thuộc từng bài toán cụ thể cũng như tùy từng loại hình 
lớp phủ. Trong nghiên cứu này, thử nghiệm phân loại với 6 đối tượng lớp phủ bao 
gồm: sông ngòi, ao, hồ (lớp 1); đất trống, đất xây dựng (lớp 2); đồng cỏ, thực vật thưa 
(lớp 3); cây gỗ thấp (lớp 4); rừng trồng (lớp 5) và thực vật dày, cây lâu năm (lớp 6). 
Các tham số thực nghiệm được lựa chọn với d1 = 0,15 và d2 = 1,5*d1, điều kiện dừng 
hiệu quả là 0,01<α<0,30. 
TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐHSP TPHCM Số 3(81) năm 2016 
_____________________________________________________________________________________________________________ 
138 
Kết quả xác định ngưỡng giá trị NDVI tương ứng với các loại đối tượng lớp phủ 
khu vực huyện Bảo Lâm (Lâm Đồng) bằng thuật toán Mountain được thể hiện trong 
Bảng 1 như sau: 
Bảng 1. Phân lớp các loại hình lớp phủ dựa trên chỉ số NDVI 
STT Tên đối tượng Giá trị NDVI Ghi chú 
1 Sông ngòi, ao hồ -1,0 < NDVI < 0,0218 
2 Đất trống, đất xây dựng 0,0219 < NDVI < 0,2135 
3 Đồng cỏ, thực vật thưa 0,2136 < NDVI < 0,3082 
4 Cây gỗ thấp 0,3083 < NDVI < 0,4135 
5 Rừng trồng 0,4136 < NDVI <0,6733 
6 Thực vật dày, cây lâu năm 0,6734 < NDVI < 1,0 
Kết quả phân loại lớp phủ khu vực huyện Bảo Lâm (Lâm Đồng) bằng thuật toán 
K – Means, ISODATA và Mountain được thể hiện trên Hình 3(a-c) và Bảng 2. Có thể 
nhận thấy, khi phân loại bằng thuật toán ISODATA và K – Means, một số lớp đã bị 
gán nhầm vào lớp khác, đặc biệt là đối với đối tượng nước (Hình 3a, 3b). Ngoài ra, đối 
tượng đất trống, đất xây dựng hầu như không thể phân loại hiệu quả bằng các thuật 
toán này. Những hạn chế này đã được khắc phục khi sử dụng phương pháp dựa trên 
thuật toán Mountain (Hình 3c). 
 (a) (b) (c) 
Hình 3. Kết quả phân loại lớp phủ khu vực huyện Bảo Lâm 
 sử dụng thuật toán K – Means (a), ISODATA (b) và thuật toán Mountain (c) 
TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐHSP TPHCM Mai Đình Sinh và tgk 
_____________________________________________________________________________________________________________ 
139 
Bảng 2. Số liệu diện tích các loại lớp phủ khu vực huyện Bảo Lâm (%) 
sau khi phân loại 
STT Loại đối tượng K-Means Iso-data Mountain 
1 Sông ngòi, ao hồ 6,671 % 4,408 % 4,073 % 
2 Đất trống, đất xây dựng 8,980 % 8,754 % 12,601 % 
3 Đồng cỏ, thực vật thưa 15,253 % 15,390 % 17,420 % 
4 Cây gỗ thấp 19,069 % 22,330 % 16,001 % 
5 Rừng trồng 26,492 % 28,653 % 25,841 % 
6 Thực vật dày, cây lâu năm 23,536 % 20,465 % 24,063 % 
Để so sánh độ chính xác kết quả phân loại dựa trên thuật toán Mountain, nhóm 
nghiên cứu đã so sánh với kết quả phân loại sử dụng thuật toán K – Means và 
ISODATA. Chỉ số đánh giá độ chính xác được lựa chọn bao gồm chỉ số DB-I (Davies 
Bouldin index) [12] và Kappa index (Bảng 3). Lưu ý rằng, giá trị chỉ số DB-I càng nhỏ 
thì chất lượng phân loại càng tốt, trong khi đó giá trị chỉ số Kappa càng lớn thể hiện độ 
chính xác càng cao. Bảng 3 cho thấy, giá trị chỉ số DB-I khi phân loại bằng thuật toán 
Mountain là 2,1974, trong khi phân loại với thuật toán K – Means và ISODATA, giá trị 
chỉ số này tương ứng là 5,2312 và 3,7612. Tương tự, với chỉ số Kappa, phương pháp đề 
xuất đạt giá trị 0,6732 so với 0,4256 và 0,5721 khi phân loại bằng thuật toán K – 
Means và ISODATA. 
Bảng 3. So sánh độ chính xác của kết quả phân loại 
 với các thuật toán K – Means và ISODATA 
STT 
 Phương pháp 
Chỉ số đánh giá 
K - Means ISODATA Mountain 
1 DB-I 5,3562 3,5427 2,2792 
2 Kappa 0,4561 0,5872 0,6698 
Thử nghiệm 2. Trong thử nghiệm này, nhóm tác giả sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh 
Landsat 5 TM chụp ngày 08-11-2010 khu vực thành phố Thái Nguyên (Hình 4a). Kết 
quả xác định chỉ số thực vật NDVI được trình bày trên Hình 4b. Các đối tượng lớp phủ 
được phân loại bao gồm 6 lớp: sông ngòi, ao, hồ (lớp 1); đất trống, đất xây dựng (lớp 
2); đồng cỏ, thực vật thưa (lớp 3); cây gỗ thấp (lớp 4); rừng trồng (lớp 5) và thực vật 
dày, cây lâu năm (lớp 6). Thuật toán Mountain được sử dụng để xác định ngưỡng giá 
trị chỉ số thực vật NDVI đối với 6 lớp trên. Kết quả xác định ngưỡng giá trị NDVI 
tương ứng với các loại đối tượng lớp phủ khu vực thành phố Thái Nguyên được thể 
hiện trong Bảng 5. 
TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐHSP TPHCM Số 3(81) năm 2016 
_____________________________________________________________________________________________________________ 
140 
 a) b) 
Hình 4. Kết quả xác định chỉ số thực vật NDVI đối với ảnh vệ tinh Landsat 
khu vực huyện Bảo Lâm (a) và thành phố Thái Nguyên (b) 
Bảng 4. Phân lớp các loại hình lớp phủ dựa trên chỉ số NDVI 
STT Tên đối tượng Giá trị NDVI Ghi chú 
1 Sông ngòi, ao hồ -1,0 < NDVI < 0,0158 
2 Đất trống, đất xây dựng 0,0159 < NDVI < 0,2071 
3 Đồng cỏ, thực vật thưa 0,2072 < NDVI < 0,3367 
4 Cây gỗ thấp 0,3368 < NDVI < 0,5281 
5 Rừng trồng 0,5282 < NDVI <0,6864 
6 Thực vật dày, cây lâu năm 0,6865 < NDVI < 1,0 
Kết quả phân loại lớp phủ đối với ảnh vệ tinh Landsat khu vực thành phố Thái 
Nguyên được trình bày trên Hình 6(a-c) và Bảng 5. Có thể nhận thấy, khi sử dụng thuật 
toán K – Means và ISODATA, một số đối tượng như sông ngòi, ao, hồ (lớp 1); đất 
trống, đất xây dựng (lớp 3) hầu như không thể phân loại được, trong đó phần lớn diện 
tích khu vực đô thị Thái Nguyên bị lẫn với đối tượng nước (Hình 6a, 6b). Những hạn 
chế này cũng được khắc phục hiệu quả khi phân loại bằng thuật toán Mountain (Hình 
6c). 
TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐHSP TPHCM Mai Đình Sinh và tgk 
_____________________________________________________________________________________________________________ 
141 
 a) b) 
 c) 
Hình 6. Kết quả phân loại lớp phủ sử dụng thuật toán K – Means (a), 
ISODATA (b), thuật toán Moutain (c) đối với ảnh Landsat 5 TM khu vực thành phố 
Thái Nguyên. 
Bảng 4. Số liệu diện tích các loại lớp phủ khu vực huyện Bảo Lâm (%) 
sau khi phân loại 
STT Loại đối tượng K-Means Iso-data Mountain 
1 Sông ngòi, ao hồ 11,220% 7,076% 4,486% 
2 Đất trống, đất xây dựng 8,928% 9,446% 11,518% 
3 Đồng cỏ, thực vật thưa 17,630% 18,666% 19,702% 
4 Cây gỗ thấp 22,214% 24,286% 25,840% 
5 Rừng trồng 20,264% 21,818% 24,409% 
6 Thực vật dày, cây lâu năm 19,743% 18,707% 14,045% 
TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐHSP TPHCM Số 3(81) năm 2016 
_____________________________________________________________________________________________________________ 
142 
Trong thử nghiệm này, nhóm tác giả cũng so sánh giá trị các chỉ số DB-I và 
Kappa khi phân loại bằng thuật toán K – Means, ISODATA và Mountain. Kết quả 
nhận được cho thấy, giá trị chỉ số DB-I đối với kết quả phân loại bằng thuật toán 
Mountain là 2,3721 so với 4,2413 và 3,4198 khi phân loại bằng thuật toán K – Means 
và ISODATA. Trong khi đó, giá trị chỉ số Kappa khi phân loại bằng thuật toán 
Mountain, K – Means và ISODATA lần lượt là 0,7183; 0,5843 và 0,6259 (Bảng 6). 
Bảng 6. So sánh độ chính xác của kết quả phân loại 
với các thuật toán K – Means và ISODATA 
STT 
 Phương pháp 
Chỉ số đánh giá 
K - Means ISODATA Moutain 
1 DB-I 4,2413 3,4198 2,3721 
2 Kappa 0,5843 0,6259 0,7183 
4. Kết luận 
Phân tích kết quả nhận được cho thấy, ứng dụng thuật toán phân cụm Mountain 
cho kết quả phân loại lớp phủ trên ảnh vệ tinh Landsat tốt hơn nếu so với một số thuật 
toán thông dụng khác như K – Means và ISODATA. Để đánh giá độ chính xác, trong 
nghiên cứu đã thử nghiệm phân loại lớp phủ trên ảnh vệ tinh Landsat đối với hai khu 
vực khác nhau: khu vực miền núi (huyện Bảo Lâm, tỉnh Lâm Đồng) và khu vực đồng 
bằng, đô thị (thành phố Thái Nguyên, tỉnh Thái Nguyên). Kết quả so sánh các chỉ số 
DB-I và Kappa cho thấy, đối với thử nghiệm 1, giá trị đạt được khi sử dụng thuật toán 
Mountain là 2,1974 (DB-I) và 0,6732 (Kappa), so với 5,2312 và 3,7612 (DB-I), 0,4256 
và 0,5721 (Kappa) khi phân loại bằng thuật toán K-Means và ISODATA tương ứng. 
Trong khi đó, với thử nghiệm 2, giá trị các chỉ số DB-I và Kappa khi phân loại bằng 
thuật toán Mountain là 2,3721 (DB-I) và 0,7183 (Kappa), so với 4,2413 (DB-I) và 
0,5843 (Kappa) đối với K – Means; 3,4198 (DB-I) và 0,6259 (Kappa) đối với 
ISODATA. Như vậy, có thể khẳng định, phương pháp sử dụng thuật toán Mountain đã 
cải thiện đáng kể độ chính xác khi phân loại lớp phủ từ ảnh vệ tinh khi so sánh với các 
thuật toán không giám sát như K – Means và ISODATA. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. Trịnh Lê Hùng, Mai Đình Sinh (2014), “Phát hiện và phân loại vết dầu trên biển từ 
tư liệu ảnh ENVISAT sử dụng phương pháp lọc thích nghi và Fuzzy logic”, Tạp chí 
Dầu khí, số 05, tr.49-55. 
2. Ali Asghar Torahi, Suresh Chand Rai (2011), “Land Cover Classification and Forest 
Change Analysis Using Satellite Imagery - A Case Study in Dehdez Area of Zagros 
Mountain in Iran”, Journal of Geographic Information System, 3, pp.1-11. 
TẠP CHÍ KHOA HỌC ĐHSP TPHCM Mai Đình Sinh và tgk 
_____________________________________________________________________________________________________________ 
143 
3. Davies, DL, Bouldin, D.W. (1979), “A cluster separation measure”. IEEE 
Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence, Vol. 1, No2. 
4. Dunn, J. C. (1974), “Well separated clusters and optimal fuzzy partitions”, J. Cybern. 
Vol.4, pp. 95-104. 
5. Junnian Wanga, Jianxun Liu and Lanxia Liu, “A mountain means clustering 
algorithm”, Proceedings of the 7th World Congress on Intelligent Control and 
Automation, China, pp. 5045-5049. 
6. Jung W.Lee, Se0 H.Son, Soon H.Kwon (2001), “Advanced Mountain Clustering 
Method”, ©2001 IEEE, pp. 275-280. 
7. R. Geerken, B. Zaitchik, J.P. Evans (2005), “Classifying rangeland vegetation type 
and coverage from NDVI time series using Fourier Filtered Cycle Similarity”, 
International Journal of Remote Sensing, Vol. 26, No. 24, pp. 5535–5554. 
8. Rouse J.W., Hass R.H., Schell J.A., Deering D.W. (1973), “Monitoring vegetation 
systems in the Great Plains with ERTS”, In 3rd ERTS symposium, NASA SP-351 I, 
1973, pp. 309 – 317. 
9. Mai Dinh Sinh, Trinh Le Hung, Dao Khanh Hoai (2015), “Unsupervised 
Classification using Fuzzy Probability and Fuzzy Clustering for LANDSAT Satellite 
Imagery”, Nation Conference of GIS 2015, Hanoi, pp. 7-11. 
10. Miin-Shen Yang and Kuo-Lung Wu, “A modified mountain clustering algorithm”, 
THEORETICAL ADVANCES, pp. 25-38. 
11. National Aeronautics and Space Administration (NASA), LANDSAT Science data 
user’s Handbook, 270. 
12. Nishchal K. Verma, Payal Gupta, Pooja Agrawal, M. Hanmandluc, Shantaram 
Vasikarla and Yan Cui (2009), “Medical Image Segmentation Using Improved 
Mountain Clustering Approach”, Sixth International Conference on Information 
Technology: New Generations, pp. 1307-1312. 
13. Sinh Dinh Mai, Long Thanh Ngo (2015), “Interval Type-2 Fuzzy C-Means 
Clustering with Spatial Information for Land-Cover Classification”, The 7th Asian 
Conference on Intelligent Information and Database Systems (ACIIDS 2015), part I, 
Springer LNAI 9011, pp. 387-397. 
14. Veronica S. Moertini (2002), “Introduction to five data clustering algorithms”, 
INTEGRAL, Vol. 7, No. 2, pp. 87-96. 
15. Weina Wang, Yunjie Zhang, Yi Li and Xiaona Zhang (2006), “The Global Fuzzy C-
Means Clustering Algorithm”, Proceedings of the 6th World Congress on Intelligent 
Control and Automation, June 21 - 23, 2006, Dalian, China. 
16.  
(Ngày Tòa soạn nhận được bài: 12-01-2016; ngày phản biện đánh giá: 23-02-2016; 
ngày chấp nhận đăng: 17-3-2016) 

File đính kèm:

  • pdfphuong_phap_ban_giam_sat_trong_phan_loai_lop_phu_tren_anh_ve.pdf