Giáo trình cơ sở viễn thám: Chương 6 viễn thám radar

Chơng Viễn thám radar 6.1 Khái niệm viễn thám radar 6.1.1 Khái niệm chung Sóng radar gọi vi sóng (micowave), dải sóng quang phổ điện từ, có bớc sóng khoảng từ 1mm đến 1m đợc dùng viễn thám (cả từ vệ tinh máy bay) Radar (Radio Dectection And Ranging) khái niệm dùng để phát xác định vị trí đối tợng Phơng pháp áp dụng phát xung lợng vi sóngtheo hớng quan tâm ghi lại cờng độ xung phản hồi lại (hay vọng lại) từ đối tợng, theo hệ thống trờng nhìn thiết bị Hệ thống radar tạo hình ảnh không tạo hình ảnh mà giá trị số đo Một lợng lớn thông tin môi trờng tài nguyên đợc thu nhận cảm hoạt động dải phổ sóng radar Viễn thám sóng radar sử dụng lĩnh vực quân nh trớc mà ngày đợc ứng dụng rộng rÃi nghiên cứu môi trờng trái đất, phục vụ cho khoa học mục đích hòa bình Công nghệ radar sử dụng nguồn sóng dài siêu tần, đợc phát từ anten thu nhận sóng phản hồi, phơng tiện hữu hiệu lợng nhân tạo, không phụ thuộc vào lợng mặt trời nên nghiên cứu môi trờng lúc thời tiết Ngoài ra, đặc tính sóng radar không bị ảnh hởng mây phủ, chúng có khả xuyên mây chí xuyên vào lớp mỏng thạch góp phần tích cực vào việc nghiên cứu đối tợng dới lớp phủ thực vật Trong công nghệ viễn thám sóng radar có hai hệ viễn thám thu ảnh với sóng radar: Hệ viễn thám sử dụng nguồn lợng sóng radar chủ động, nguồn lợng từ anten tạo thu sóng phản hồi gọi hệ radarchủ động ( active )và hệ thu lợng sóng radar phát xạ tự nhiên từ vật mặt đất gọi viễn thám radar thụ động( passive) Ngoài ra, hệ radar đợc phân loại theo đặc tính nh radar tạo ảnh radar không tạo ảnh Radar đợc dùng để đo vận tốc chuyển động vật, vận tốc gió Các thiết bị viễn thám radar đợc đặt mặt đất, máy bay, vệ tinh 6.1.2 Các kênh phổ sử dụng radar Sóng radar sóng siêu tần với bớc sóng dài Tơng quan tần suất bớc sóng đợc diễn tả công thức: 89 C = đó: C - vận tốc xạ ®iƯn tõ hay vËn tèc cđa ¸nh s¸ng = 3.108m; λ - b−íc sãng; τ - tÇn sè (sè lÇn xung giây) Bảng 6.1 liệt kê kênh sử dụng radar bớc sóng tần số chùm xung Khả đâm xuyên tia radar tỉ lệ nghịch với độ dài bớc song tia Bảng 6.1: Bớc sóng chu kỳ sóng dùng viễn thám Kênh Bớc sóng (cm) Tần số τ (MHz) Ka (0.86cm) 0.8 - 1.1 40.000 - 26.500 K 1.1 - 1.7 26.500 - 18.000 Ku 1.7 - 2.4 18.000 - 125.000 X (3 vµ 3.2 cm) 2.4 - 3.8 125.000 - 8.000 C 3.8 - 7.5 8.000 - 4.000 S 7.5 - 15 4.000 - 2.000 L (25cm) 15 - 30 2.000 - 1.000 P 30 - 100 1.000 - 3.000 6.1.3 C¸c øng dơng chÝnh cđa radar C¸c øng dơng cđa radar cã thĨ dïng mục đích sau: - Xác định độ ẩm vùng lụt Vạch ranh giới tuyết băng, đo độ sâu tuyết - Xác định thông số đất trồng, cấu trúc địa chất, tạo kim loại khoáng sản, tìm kiếm nớc ngầm - Tìm đối tợng nằm sâu dới mặt đất - Hớng dẫn đờng bay ngành hàng không - Vẽ đồ địa hình với độ xác cao - Vẽ mặt cắt nhiệt độ khí - Đo độ bốc nớc khí - Đo hàm lợng nớc đám mây - Đo độ cao địa hình, độ sâu đáy biển - Vẽ đồ thành tạo sông biến động đờng bờ Với dải sóng radar khác có ứng dụng khác 90 Bảng 6.2: Các ứng dụng kênh sóng radar Tần số ứng dụng 0,4-1,6 GHz Xuyên qua đất, thu thông tin vật gần mặt đất, thông tin độ ẩm không khí mặt đất 1,4-15 GHz Thông tin vùng thời tiết, thông tin đặc tính bề mặt 15-22 GHz Nghiên cứu đại dơng Đo nhiệt độ bề mặt, độ gồ ghề độ muối nớc biển 22GHz Xác định thông tin n−íc t¹i qun khÝ, b»ng viƯc sư dơng xung cã tần số 22,235 GHz 60 GHz Xác định mặt cắt nhiệt độ khí 35,94,135 Có độ phân giải không gian cao với kích thớc anten nhỏ sử 225 GHz dụng để nghiên cứu thông số khác khí 6.1.4.Các loại viễn thám radar Có hai dạng viễn thám radar hàng không từ vũ trụ, mặt khác, chia hai loại: radar chủ động (nếu nguồn phát từ thiết bị viễn thám ) radar thụ động(nếu nguồn lợng mặt trời ) Radar- cấu tạo từ tập hợp Radio Detection and Ranging: khái niệm sử dụng cho dải sóng, có bớc sóng từ 1mm đến 1m, gọi Microwave ( vi sãng ) Nh− vËy, b−íc sãng cđa vi sóng lớn gấp khoảng 2.500.000 lần bớc sóng ánh sáng Hiện nay, viễn thám sử dụng sóng radar viễn thám chủ động với nguồn phát riêng Sóng radar truyền qua điều kiện khí quyển: sơng mù, ma nhẹ, tuyết khói Đặc điểm phản xạ truyền qua vi sóng từ đối tợng mặt đất liên hệ trực tiếp với đặc điểm đối tợng dải sóng nhìn thấy hồng ngoại Ví dụ đối tợng thô vùng nhìn thấy song lại nhẵn vùng vi sóng Viễn thám sóng radar cung cấp hình ảnh khác biệt với hình ảnh chụp ánh sáng nhìn thấy hồng ngoại nhiệt Trong viễn thám, hình ảnh radar đợc thu từ vệ tinh máy bay, song phần lớn theo nguyên tắc chụp nhìn bên sờn từ vệ tinh (Side Looking Radar - SLR) bên sờng máy bay (Side Looking Airbone Radar - SLAR) Ngoài có phơng pháp quét Radar có độ mở đồng thời ( synthetic aperturre radar-SAR ), quét Radar tạo ảnh dạng ®ãng më ( shutle imaging radar- SIR ) 6.2 Qu¸ trình thu tín hiệu radar 6.2.1 Cấu tạo hệ radar đơn giản Cấu tạo chung hệ thèng Radar bao gåm c¸c bé phËn chÝnh sau: 91 Hớng bắn Hình 6.1: Cấu tạo nguyên tắc hoạt động Radar - ăng ten radar có nhiệm vụ phát thu tín hiệu Radar - Bộ phận phát tia Radar (đặt máy bay) - Bộ phận thu tín hiệu phản hồi từ vật lại đợc anten thu nhËn vµ trun vµo theo hƯ thèng xư lý - Bé phËn t¸ch tÝn hiƯu radar - Bé phËn chuyển đổi tín hiệu Radar trở thành hình ảnh - Màn hình hiển thị hình ảnh Một hệ radar đơn giản mang chùm xung tạo nên máy nèi víi mét anten Chïm xung anten ph¸t theo hớng tới vật thể chùm tia phản hồi lại đợc anten thu thời điểm muộn so với thời điểm phát xung Hệ anten radar sử dụng anten thu phát vị trí gọi hệ radar đơn Nếu hệ rađar phát sóng anten thu sóng phản hồi anten khác hệ gọi hệ radar kép Hình 6.1 minh hoạ cấu trúc hệ radar Khi sóng qua anten đợc chỉnh (duplexer) ®iỊu chØnh Bé phËn kiĨm tra (control) sÏ ®iỊu hành hoạt động radar Tín hiệu đầu vào phận kiểm tra cà chuyển đổi thành hình ảnh (CRT) ghi hình ảnh thành phim liệu băng từ 6.2.2 Quá trình vận hành hệ thống tạo ảnh Radar Các thông số đo đợc viễn thám radar gồm: lợng, thời gian, khoảng cách từ thiết bị tới đối tợng mối quan hệ nh sau: SR=Ct/2 92 đó: SR: khoảng cách thiết bị đối tợng; C: tốc độ ánh sáng (3.108 m/s); t: thời gian truyền phản xạ lại thiết bị thu (s) Việc thu tín hiệu radar đợc thực nh sau: - Anten có chức thu liên tục tín hiệu theo hớng bay tốc độ bay thiết bị mang (máy bay vệ tinh) - Mỗi xung tín hiệu đợc truyền đến đối tợng đợc phản hồi trở về, đối tợng xuất dọc theo khoảng rộng chùm tia radar Các tín hiệu đợc anten thu xử lý thành tín hiệu cờng độ thời gian băng từ - Các tín hiệu đợc chuyển thành sản phẩm hình ảnh ghi lại thành phim Các tín hiệu đợc chuyển đổi thành mật độ đờng quét, sáng thành đờng phim ,trên có giá trị khác độ sáng, giá trị liên quan đến cờng độ xung tín hiệu radar thu đợc Tín hiệu radar đợc thu từ phía phía sờn thiết bị Hệ radar nhìn xiên lắp máy bay đợc viết tắt SLAR (Side Looking Airborne Radar) Hoạt động hệ thống là: chùm xung phóng từ radar đặt máy bay tín hiệu phản hồi từ vật lại đợc radar thu nhận hệ thống anten thiết bị thu truyền vào theo hệ thông xử lý (hình 6.2) Chùm xung từ máy bay Tín hiệu phản hồi từ Tín hiệu phản hồi từ nh (a) Tín hiệu phản hồi từ nhà Độ lớn xung Tín hiệu phản hồi từ (b) Hình 6.2: Nguyên lý hoạt động hệ SLAR: a- Truyền xung radar víi tr−êng sãng kho¶ng thêi gian tõ 1-17, b- kết tia phản hồi radar 93 6.3 Đặc điểm ảnh radar 6.3.1.Độ phân giải không gian hệ thống thu ảnh radar ảnh radar có khái niệm độ phân giải: Độ phân giải ảnh radar mặt đất phụ thuộc vào độ dài xung độ rộng chùm anten Có hai khái niệm phân giải không gian, phân giải theo hớng bắn (range resolution) phân giải theo phơng vị (azimuth resolution) Ngoài ra, có khái niệm độ phân giải mặt đất ảnh radar a Độ phân giải theo hớng bắn (range resolution) Phân giải theo hớng bắn khả phân cách hai đối tợng không gian nằm gần theo hớng bắn tia radar Điều đạt đợc tín hiệu phản hồi tất phần hai vật thu nhận anten phải phân cách Góc ép Góc bắn Hớng bắn Phân giải mặt đất Phân giải theo hớng bắn =1/2độ dài xung Hình 6.3: Độ phân giải theo hớng bắn Bất kỳ chồng tín hiệu từ hai vật gây tợng mờ ảo Hiện tợng đợc minh họa hình 6.3 Phân giải theo hớng bắn phụ thuộc vào khoảng cách từ máy bay đối tợng R(r)đợc xác định thời gian xung truyền lợng nửa độ dài xung Độ phân giải theo hớng bắn đợc tÝnh theo c«ng thøc: R ( r ) = τ c cos d đó: R(r) : phân giải theo hớng bắn; c: vận tốc ánh sáng, d góc ép : thời gian cho độ dài xung; 94 Đối với góc ép đợc đo 50 độ, xung có ®é dµi thêi gian τ = 0.1 x 10-6 s độ phân giải theo hớng bắn Rr là: Rr = (0.1 × 10 R(r ) = −6 ) ( ) sec × × 10 sec −1 m) cos 50 0.3 × 10 −2 m = 23m ì 0.64 Tuy nhiên, tợng phân giải phân vị đợc biểu rõ ảnh đối tợng có kích thớc đủ lớn phụ thuộc vào góc bắn góc ép cđa tia radar VÝ dơ, víi tr−êng hỵp gãc Ðp =50 đối tợng có đợc phân giải chúng có phân cách > 23 m theo hớng bắn Hình 6.4 minh hoạ cho độ phân giải radar theo hớng bắn tia radar Khi vật có phân cách đủ lớn độ phân giải theo huớng bắn đợc thể mặt đất, lúc gọi độ phân giải mặt đất (hình 6.3) anten Góc ép độ dài xung A B không phân giải Vật C D phân giải Hớng bắn Hình 6.4: Các đối tợng có phân giải theo hớng bắn khác b Độ phân giải phơng vị (azimuth resolution) Độ phân giải phơng vị đợc xác định độ rộng dải quét tia radar (ra) xác định liên hệ góc phơng vị tia anten phát độ phân giải theo hớng bắn mặt đất (hình 6.5) Ra=0,7RG đây: RG: Khoảng cách theo hớng bắn mặt đất : góc phơng vị tia radar, đợc tính theo công thức: 95 = đó: λ AL λ - b−íc sãng cđa tia AL - ®é réng cđa anten VÝ dơ: RG=8 km, λ= 3,0cm, Al=500cm th× Ra=0,7(8 km 3,0 Cm)/500 cm =33,6 m Thông thờng, anten có độ rộng lớn (tới vài mét), ngời ta phải cải tiến để làm giảm kích thớc anten phơng pháp tạo độ mở tổng hợp (synthetic apperture Radar - SAR) Dựa theo nguyên lý dịch chuyển tần số hiệu ứng Doppler anten B Phơng vị S tầm gần = km S Tầm xa = 20 km Tầm gần Độ rộng xung, góc (radian) Vùng phủ chùm radar Ra Tầm xa Hình 6.5: Phân giải phơng vị đo khoảng cách cung xác định độ rộng chùm theo góc B anten, góc mặt đất 6.3.2 Những đặc điểm méo hình học ảnh radar 6.3.2.1 Sự mÐo hƯ thèng cđa ¶nh (Image distortion) Sù mÐo cđa ảnh radar có nhiều loại phụ thuộc vào hớng bắn tia radar, ảnh radar SLAR đợc ghi theo hai hƯ thèng: - Ghi ¶nh däc theo hớng bắn tia (Slant range image) - Ghi ảnh dọc bề mặt đất theo hớng bắn tia (Ground range image) Nh vậy, hình ảnh thu theo hớng bắn, kích thớc đối tợng bị méo theo xu hớng xa hớng bắn, hình ảnh đối tợng bị kéo dài Ngoài thông số độ cao máy bay vệ tinh, giá trị GR SR thực ảnh phụ thuộc vào thông số khác hệ thống tạo ảnh Vì ảnh radar, việc nắn chỉnh hình học đòi hỏi phải dựa vào nhiều thông số để tính toán 96 6.3.2.2 Độ lệch địa hình (Relief Displacement) Không giống nh ảnh máy bay, hớng lệch địa hình ảnh radar lại phụ thuộc vào hớng bay hớng bắn tia góc ép tia Trên ảnh radar, đối tợng có chiều cao lớn đỉnh chúng có xu hớng tiến gắn tới hớng đờng bay phần đáy đối tợng phần thấp địa hình có xu hớng nằm xa đờng bay 6.3.3 Bóng ảnh radar ( Shadown) Do tia radar phóng nhìn nghiêng phía so với địa hình, phần sờn phơi phía tia chiếu tới có phản hồi lại phần sau đối tợng, phản hồi trở tia radar, nên tín hiệu Khu vực ảnh có màu đen đợc gọi khu vực bóng radar Có hai yếu tố chi phối độ dài bóng ảnh radar : - Đối tợng có chênh cao tơng đáy bóng dài - Càng xa hớng bay (góc ép nhỏ) bóng dài Các tia tơng ứng với góc ép khác có độ dài bóng khác Góc ép Mặt cắt hớng bắn góc ép khác Nhìn gần Nhìn xa Hình 6.6: Các góc ép khác bóng tơng ứng đối tợng ảnh radar 6.3.4 Độ nhám bề mặt ảnh radar Là thông số quan trọng ảnh radar Để phân biệt đối tợng độ nhám đợc xác định theo tiêu chuẩn Reileigh - Bề mặt đợc coi gồ ghề (nhám ) khi: 97 h> λ sin γ ®ã: h - độ cao đối tợng Bề mặt nhám λ - lµ b−íc sãng γ - gãc Ðp - Bề mặt đợc coi nhẵn đối h< 1Cm với mét b−íc sãng (λ) h< λ sin γ VÝ dơ: Víi Seasat, γ = 45° vµ λ = 3,1cm Bề mặt nhám trung bình h=5,7 Cm đó, h < 0.53cm - Theo Peak vµ Oliver ( 1971 ) bề mặt thô nếu: Bề mặt nhẵn h> 4.4 sin γ h>5,7 Cm vÝ dô : h> 23,5 4,4 sin 70 Hình 6.7 Hiện tợng phản xạ tia radar với = 23,5 Cm góc ép 700 bề mặt có độ nhám khác ( đối tợng có độ cao khác ) sin 70 = 0,94 ®ã, h > 5,7Cm Bề mặt nhẵn : h< 25 sin γ vÝ dô : h < 23,5 23,5 = nh− vËy: h < cm 25.0,94 25 sin 70 Bề mặt có độ cao h nằm giá trị gọi bề mặt trung bình Bảng 6.3: Chỉ tiêu chung bề mặt với band radar với góc ép 40 Tiêu chuẩn nhám K band (λ =0.86cm) X band (λ = 3cm) L band (λ = 25cm), γ = 400 γ = 400 γ = 400 Nh½n h < 0.05cm h < 0.19cm h < 1.46cm Trung b×nh h = 0.05 - 0.30cm h = 0.19 - 1.06cm h = 1.41 - 8.04cm Th« h > 0.30cm h > 1.06cm h > 8.35cm 98 Nh vậy, với giá trị độ cao địa hình đo đợc địa hình có độ nhám khác dải sóng radar khác (hình 6.7) 6.3.5.Hiệu ứng phản xạ góc (coner reflect) Là tọng tia radar chiếu tới vật có độ nhám lớn Tia Radar tới đợc phản xạ vị trí góc đối tợng lợng radar phản hồi trở cực đại (hình 6.8) ảnh band K ảnh band L Hình 6.8: Mô độ nhám ảnh radar hiệu ứng phản xạ góc tia radar Hiện tợng phản xạ góc xảy phụ thuộc vào độ nhám đối tợng, nghĩa phụ thuộc vào chiều cao đối tợng bớc sóng tia Radar (hình 6.7) Nghĩa có đối tợng thể phản xạ góc với band sóng ngắn tia radar (band K) song lại phản xạ góc yếu band sóng radar dài (band L) 6.3.6 Khả tạo ảnh lập thể ảnh radar Hai ảnh radar chụp hai góc ép khác hớng bay từ hai hớng ngợc từ độ cao khác cho khả tạo ảnh lập thể Việc nhìn hình ảnh lập thể đợc thực theo nguyên tắc nhìn lập thể ảnh hàng không thông thờng Bên cạnh đó, tạo ảnh radar lập thể theo nguyên tắc giao thoa sóng phản hồi, với lợng hàm bớc sóng radar thời gian truyền (hình 6.9) Phơng pháp nàyđợc thực phổ biến kỹ thuật ảnh radar cho độ xácrất cao (tới centimet) Tuy nhiên việc xử lý phức tạp phải tính 99 nhiều tham số liên quan đến thời gian thu nhËn tÝn hiƯu cđa tia tõ lóc ph¸t ®i ®Õn trë vỊ, ®é réng cđa anten radar, sù ph©n cùc cđa sãng radar An ten Sãng phát Sóng trở Hình 6.9: ảnh radar chụp giao thoa để nghiên cứu độ cao địa hình 6.3.7.Sự radar: ph©n cùc cđa HiƯu øng ph©n cùc sãng radar thĨ hiƯn râ nÐt viƠn th¸m radar, cã kiểu- hay hớng (a) phân cực chủ yếu HH, HV VV.Kết phân cực tạo nên ảnh radar khác theo tõng h−íng.( h×nh 6.10 ) (b) 6.3.8 Sù phơ thc tín hiệu radar vào hệ số điện môi vật chất : Vật có số điện môi thấp phản xạ sóng radar thấp Hình 6.10 ảnh radar vùng núi Oachita kênh K vật có số điện môi cao Lý vật có h»ng sè Thomas M Lillesand vµ Ralph W Kiefer, 2000) (a)- phân cực HH ( b) - HV ( theo điện môi thấp cho khả xuyên sâu vào vật phản xạ bề mặt sóng radar Đại đa số đá đất có số điện môi tổ hợp từ 3-8, nớc có số điện môi 80 Sự tăng độ ẩm đất, đá làm tăng số ®iƯn m«i cđa cđa chóng Th«ng th−êng thùc vËt cã độ ẩm cao có diện phủ lớn nên có đặc tính phản xạ sóng radar mạnh Hằng số điện môi thực vật thay đổi theo điều kiện khí Các vật chất kim loại phản xạ mạnh sóng radar vậy, 100 đối tợng nh cầu sắt, đờng sắt, bề mặt kim loại ảnh radar chúng xuất sáng 6.3.9 Hệ số phản xạ thể tích ảnh radar Nếu vật chất không đồng hình dạng, thành phần, độ ẩm lợng truyền tới tiếp tục tán xạ tợng gọi phản xạ thể tích Một phần phản xạ tới đợc radar (bộ cảm) cho thông tin vỊ phÇn d−íi líp phđ Tia tíi Tia tíi Phản xạ bề mặt Mặt đất Tán xạ thể tích Cây Vật không đồng chất Phản xạ thể tích (a) (b) Hình 6.11 Tán xạ thể tích, (a)- tia tới truyền qua sau tán xạ vật liệu không đồng chất; (b)- tán phản xạ thể tích môi trờng có với độ cao tán khác ( thu thập Nguyễn Văn Đài ) Trong thiên nhiên, tán xạ bề mặt thể tích (hình 6.11) thờng xảy đồng thời hiệu ứng tơng quan chúng khác trờng hợp riêng biệt Đối với sóng radar, mặt nớc cho tán xạ bề mặt, thực vật lại cho tán xạ thể tích Sự đa phản xạ từ nhánh con, cành, tán xạ ảnh hởng đến cờng độ tín hiệu radar phản hồi khử cực truyền tín hiệu radar Tán xạ thể tích dẫn đến tăng cờng độ tín hiệu ảnh phân cực chéo Đặc tính dùng để phân biệt loại thực vật mật độ thực vật Hệ số tổng hợp tán xạ thể tích hàm nhiều biến nh bớc sóng, phân cực chùm tới đặc tính điện môi hình học đối tợng 6.4 Viễn thám radar bị động Viễn thám radar bị động dựa nguyên tắc kỹ thuật lĩnh vực xạ điện từ Rất nhiều vần đề cần phải nghiên cứu kỹ thuật thu ảnh radar bị động nguồn xạ tia radar nguồn t nhiên phản hồi lại ánh sáng mặt trời Các xạ yếu bị phản xạ phải truyền qua khí lần Các vấn đề kỹ thuật cần phải quan tâm đến là: độ nhạy cảm thiết bị, độ xác, dải phổ lựa chọn, hớng thu nhận Vì nghiên cứu chất lợng hình ảnh việc phân tích đòi hỏi yêu cần kỹ thuật riêng cho mục tiêu sử dụng Cũng lý mà việc phát triển viễn thám radar bị động hạn chế Về nguyên tắc chung, viễn thám radar bị động giống nh viễn thám với dải nhìn thấy hồng ngoại Tuy nhiên, để thu đợc tín hiệu radar phản hồi có cờng độ yếu, ngời ta áp dụng nguyên tắc biểu thị nhiệt độ anten (Apparent anten temperature), hệ thống hiệu 101 chỉnh tín hiƯu nhiƯt cđa anten, víi quan niƯm tÝn hiƯu nhiƯt độ liên quan tới xạ dới mặt đất, có tín hiệu sóng cực ngắn Nguyên tắc thu nhận hình ảnh theo nguyên tắc quét, tín hiệu thu đợc, chuyển hoá thành tín hiệu số ghi vào băng t liệu, đĩa từ, cuối chúng đợc chuyển thành hình ảnh Viễn thám radar bị dộng chụp ảnh vào ban ngày Trung tâm NASA đà chụp đợc số ảnh mặt đất vùng châu Mỹ thiết bị đặt máy bay độ cao thấp 760 mét Trên đó, thông tin độ ẩm nhiệt độ đợc phản ánh cách tơng đối rõ tone ảnh tối (ẩm, ấm) sáng (lạnh, khô) 6.5 Viễn thám laser (LIDAR) LIDAR phơng pháp Viễn thám sử dụng tia laser để thăm dò đối tợng (Light Detection and Ranging _ LIDAR) Đây phơng pháp viễn thám chủ động: với cờng độ mạnh, tia laser đợc phóng xuống địa hình phản hồi trở lại, ghi lại thành tín hiệu điện từ Thiết bị thu phát đợc đặt máy bay, chiếu xuống mặt đất, tia laser bị hấp thụ, khúc xạ tán xạ Tín hiệu hiệu trở có cờng độ khác tác động đối tợng tự nhiên, phụ thuộc vào khoảng cách từ đối tợng đến thiết bị Dựa vào đặc tính đó, tín hiệu laser thu đợc phản ánh số tính chất đối tợng nh độ cao cây, sinh khối, độ sâu đáy vùng có nớc che phủ, (a) (b) Hình 6.12 a- kênh X cho tín hiệu phản hồi dạng phân tán (bề mặt gå ghỊ) cđa c¸c thưa rng cã thùc vËt b- TÝn hiƯu radar trªn kªnh L cho tÝn hiƯu thu đợc vùng ẩm ớt 6.6.Các loại t liƯu viƠn th¸m radar phỉ biÕn HiƯn cã nhiỊu vệ tinh nớc có hệ thống quét ảnh radar nh : Nga, Mỹ, cộng đồng Châu Âu, Nhật Bản, Cândacó thể thống kê bảng 6.4 số thông số kỹ thuật hệ thống quét ảnh radar vệ tinh chủ động 102 Bảng 6.10 Đặc tính số vệ tinh radar chủ động nớc ( theo Nguyễn Văn Đài ) Đặc tính Almaz-1 (Nga) ERS-1 (ESA) ERS-2 (ESA) Envisat-1 (ASAR), ESA JERS-1 (NhËt ) Radarsat1 (Canada) Ngμy phãng 31/3/1991 17/7/1991 21/4/1995 7/2001 11/2/199 4/11/1995 Tuæi thä 3 5 ®é cao (km) 300/ 360 785 785 800 568 798 Kênh S C C C L C Sự phân cực HH VV VV HH, HV, VV, VH HH HH Gãc nhìn độ 20-70 23 23 14-45 35 10-60 Độ phủ (km) 350 100 100 58-405 75 45-500 Độ phân giải ( m ) 10-30 30 30 30-1000 18 8-100 Toµn chùm có nhìn phải trái Chùm tới thÊp Chïm më réng (tíi )thÊp) Chïm më réng Chïm chuẩn Chùm mở rộng Chùm phân giải cao có độ phñ 50 km Cùc nÐt chïm réng Cùc nÐt chïm hẹp Hình 6.13 Các mốt tạo ảnh Radasat-1 có kích thơc độ phân giải giải khác nhau, tuỳ thc vµo gãc Ðp cđa tia radar 103 104 ... đối tợng 6. 4 Viễn thám radar bị động Viễn thám radar bị động dựa nguyên tắc kỹ thuật lĩnh vực xạ điện từ Rất nhiều vần đề cần phải nghiên cứu kỹ thuật thu ảnh radar bị động nguồn xạ tia radar nguồn... mà việc phát triển viễn thám radar bị động hạn chế Về nguyên tắc chung, viễn thám radar bị động giống nh viễn thám với dải nhìn thấy hồng ngoại Tuy nhiên, để thu đợc tín hiệu radar phản hồi có... radar Có hai dạng viễn thám radar hàng không từ vũ trụ, mặt khác, chia hai loại: radar chủ động (nếu nguồn phát từ thiết bị viễn thám ) radar thụ động(nếu nguồn lợng mặt trời ) Radar- cấu tạo từ