THỰC HÀNH BẢN ĐỒ LỚP PHỦ KHU VỰC TỈNH TUYÊN QUANG_NĂM 2018 Hướng dẫn thực hành bản đồ lớp phủ từng bước_Ảnh minh họa Phần mềm ArcGIS phiên bản 10.8 ArcGIS (ESRI Inc. http:www.esri.com): Là hệ thống GIS hàng đầu hiện nay, cung cấp một giải pháp toàn diện từ thu thập nhập số liệu, chỉnh lý, phân tích và phân phối thông tin trên mạng Internet tới các cấp độ khác nhau như CSDL địa lý cá nhân hay CSDL của các doanh nghiệp. Về mặt công nghệ, hiện nay các chuyên gia GIS coi công nghệ ESRI là một giải pháp mang tính chất mở, tổng thể và hoàn chỉnh, có khả năng khai thác hết các chức năng của GIS trên các ứng dụng khác nhau như: desktop (ArcGIS Desktop), máy chủ (ArcGIS Server), các ứng dụng Web (ArcIMS, ArcGIS Online) hoặc hệ thống thiết bị di động (ArcPAD)... và có khả năng tương tích cao đối với nhiều loại sản phẩm của nhiều hãng khác nhau.
KHOA TRẮC ĐỊA, BẢN ĐỒ VÀ THÔNG TIN ĐỊA LÝ BỘ MÔN BẢN ĐỒ, VIỄN THÁM VÀ GIS BÁO CÁO THỰC HÀNH BẢN ĐỒ LỚP PHỦ KHU VỰC TỈNH TUYÊN QUANG_NĂM 2018 HÀ NỘI, 2023 TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA TRẮC ĐỊA, BẢN ĐỒ VÀ THÔNG TIN ĐỊA LÝ BÁO CÁO VỀ BẢN ĐỒ LỚP PHỦ KHU VỰC TỈNH TUYÊN QUANG NĂM 2018 Ngành: Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ Mã ngành: 7520503 HÀ NỘI - 2023 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Kí hiệu ENVI GIS NDVI Tiếng Anh Tiếng Việt Environment for Visualizing Images Geographic Information System Normalized Difference Vegetation Index Phần mềm xử lý ảnh viễn thám Hệ thống thông tin địa lý Chỉ số thực vật LANDSAT Land Satellite Vệ tinh mặt đất LST Land surface temperature Nhiệt độ bề mặt ETM + Enhaced Thematic Mapper Plus Bản đồ chuyên đề tăng cường NIR Near Infrared Cận hồng ngoại OLI Operational Land Imager Bộ thu nhận ảnh mặt đất TIRS Thermal Infrared Sensor Bộ cảm biến hồng ngoại nhiệt iii CHƯƠNG KHÁI QUÁT VỀ VIỄN THÁM TRONG XÁC ĐỊNH NHIỆT ĐỘ BỀ MẶT 1.1 Khái niệm nguyên lý viễn thám 1.1.1 Khái niệm viễn thám Viễn thám (Remote sensing) định nghĩa khoa học công nghệ thu nhận thông tin hình dáng, kích thước tính chất vật thể, đối tượng từ khoảng cách cố định, không cần tiếp xúc trực tiếp với chúng Điều thực nhờ vào việc quan sát thu nhận lượng phản xạ, xạ từ đối tượng sau phân tích, xử lý, ứng dụng thơng tin thu vào cơng việc Sóng điện từ phản xạ xạ từ vật thể thường nguồn tài liệu chủ yếu viễn thám Những lượng từ trường, trọng trường sử dụng Mặc dù có nhiều định nghĩa khác viễn thám, định nghĩa có nét chung, nhấn mạnh “Viễn thám khoa học thu nhận từ xa thông tin đối tượng, tượng trái đất” Theo Floy Sabin (1987), viễn thám phương pháp sử dụng lượng điện từ ánh sáng, nhiệt, sóng cực ngắn phương tiện để điều tra đo đạc đặc tính đối tượng Định nghĩa loại trừ quan trắc điện, từ trọng lực quan trắc thuộc lĩnh vực địa vật lý, sử dụng để đo trường lực nhiều đo xạ điện từ Theo Janes B.Capbell (1996), viễn thám ứng dụng vào việc lấy thông tin mặt đất mặt nước trái đất, việc sử dụng ảnh thu từ đầu chụp ảnh sử dụng xạ phổ điện từ, đơn kênh đa phổ, xạ phản xạ từ bề mặt trái đất (Janes B Capbell, 1996) Theo Schowengerdt, Robert A (2007), viễn thám định nghĩa phép đo lường thuộc tính đối tượng bề mặt trái đất sử dụng liệu thu từ máy bay vệ tinh Theo Lê Văn Trung (2010), viễn thám định nghĩa khoa học nghiên cứu phương pháp thu nhận, đo lường phân tích thơng tin đối tượng (vật thể) mà khơng có tiếp xúc trực tiếp với chúng 1.1.2 Nguyên lý hoạt động viễn thám - Nguồn phát lượng: Yêu cầu cho viễn thám có nguồn lượng phát xạ để cung cấp lượng điện từ tới đối tượng quan tâm - Sóng điện từ khí quyển: Khi lượng truyền từ nguồn phát đến đối tượng, vào tương tác với khí mà qua Sự tương tác xảy lần thứ lượng truyền từ đối tượng tới cảm biến Một hệ thống viễn thám bao gồm phần tử có quan hệ chặt chẽ với Trình tự hoạt động thành phần hệ thống viễn thám mơ tả hình sau: Hình 1.1 Nguyên lý hoạt động viễn thám Nguồn lượng (A): Thành phần hệ thống viễn thám nguồn lượng để chiếu sáng hay cung cấp lượng điện từ tới đối tượng cần nghiên cứu Trong viễn thám chủ động sử dụng lượng phát từ nguồn phát đặt vật mang, còn viễn thám bị động, nguồn lượng chủ yếu xạ mặt trời - Những tia phát xạ khí (B): Bức xạ điện từ từ nguồn phát tới đối tượng nghiên cứu phải tương tác qua lại với khí nơi qua - Sự tương tác với đối tượng (C): Sau truyền qua khí đến đối tượng, lượng tương tác với đối tượng tùy vào đặc điểm đối tượng sóng điện từ Sự tương tác truyền qua, hấp thụ hay bị phản xạ trở lại khí - Thu nhận lượng cảm biến (D): Sau lượng phát bị phản xạ từ đối tượng cần có cảm biến để tập hợp lại thu nhận sóng điện từ Năng lượng điện từ truyền cảm mang thông tin đối tượng - Sự truyền tải, thu nhận xử lý (E): Năng lượng thu nhận cảm cần truyền tải (thường dạng điện từ) đến trạm thu nhận liệu để xử lý sang dạng ảnh Ảnh liệu thô - Phân loại phân tích ảnh (F): Ảnh thơ xử lý để sử dụng mục đích khác Để nhận biết đối tượng ảnh cần phải giải đoán chúng Ảnh phân loại việc kết hợp phương pháp khác (phân loại mắt, phân loại thực địa, phân loại tự động,…) - Ứng dụng (G): Đây thành phần cuối hệ thống viễn thám, thực ứng dụng thơng tin thu nhận q trình xử lý ảnh vào lĩnh vực, toán cụ thể 1.1.3 Phân loại viễnthám Hình 1.2 Các kênh sử dụng viễn thám Viễn thám phân làm loại theo bước sóng sử dụng: - Viễn thám dải sóng nhìn thấy hồng ngoại phản xạ Trong nhóm mặt trời nguồn lượng chủ yếu Mặt trời cung cấp xạ có bước sóng ưu 0,5mm Tư liệu viễn thám thu dải sóng nhìn thấy phụ thuộc chủ yếu vào phản xạ từ bề mặt vật thể bề mặt Trái đất Các thông tin vật thể xác định từ phổ phản xạ Tuy nhiên, radar sử dụng tia laze (laser) trường hợp ngoại lệ không sử dụng lượng mặt trời - Viễn thám hồng ngoại nhiệt Mỗi vật thể nhiệt độ bình thường tự phát xạ có đỉnh bước sóng 10mm Nguồn lượng sử dụng viễn thám hồng ngoại dochính vật thể sản sinh - Viễn thám siêu cao tần Viễn thám siêu cao tần sử dụng xạ siêu cao tần có bước sóng từ đến vài chục centimet Trong viễn thám siêu cao tần người ta thường sử dụng hai loại kỹ thuật chủ động bị động Nguồn lượng sử dụng viễn thám siêu cao tần chủ động chủ động phát từ máy phát Kỹ thuật đa thuộc viễn thám siêu cao tần chủ động Ra đa chủ động phát nguồn lượng tới vật thể, sau thu lại xạ, tán xạ phản xạ từ vật thể Nguồn lượng sử dụng viễn thám siêu cao tần bị động vật thể phát 1.1.4 Các ứng dụng viễn thám Viễn thám có nhiều ứng dụng ưu điểm khác đặc biệt giám sát tài nguyên môi trường Tùy theo lĩnh vực cần phải chọn loại ảnh thích hợp nhất, nghĩa loại cảm biến có độ phân giải khơng gian, phân giải phổ độ phân giải thời gian thích hợp với yêu cầu cụ thể Hình 1.3 Ứng dụng viễn thám xác định hàm lượng chất rắn lơ lửng phân tích qua ảnh Landsat cửa sơng Đáy (Ảnh chụp ngày 8, tháng 12, năm 2013) Viễn thám ứng dụng vào: Khảo cổ học, quản lí biến đổi môi trường, điều tra đất, địa chất, nông lâm nghiệp, quản lí đất đai Ngồi viễn thám còn ứng dụng việc phát triển kinh tế – xã hội, phục vụ nhiệm vụ an ninh – quốc phòng việc điều tra nghiên cứu biển… Trong Nông nghiệp rừng, viễn thám ứng dụng nhiều việc phát triển bảo vệ tài nguyên rừng ứng dụng thực tế như: Phân loại trồng, quản lý đánh giá suất thu hoạch, thành lập đồ thích nghi đất cho loại trồng, thành lập đồ trạng sử dụng đất, phân tích biến động loại hình sử dụng đất Về địa chất, viễn thám áp dụng để phân tích lập đồ, vùng sâu vùng xa lớn Từ xa giải cảm biến làm việc dễ dàng cho nhà địa chất trường hợp để xác định loại đá khu vực, địa mạo thay đổi từ kiện tự nhiên trận lụt lở đất Về đo đạc đồ GIS, công nghệ viễn thám giải pháp cung cấp mơ hình số độ cao bề mặt Trái Đất bình diện tồn cầu Ngồi ra, cơng nghệ viễn thám cung cấp liệu viễn thám thành lập đồ địa hình, đồ chun đề hình ảnh thơng tin hữu ích cập nhật hệ thống thông tin địa lý quốc gia Nhờ vào phát triển mạnh mẽ viễn thám qua năm gần đây, đem lại nhiều lợi ích mặt tích cực cho đo đạc đồ GIS: Sử dụng ảnh viễn thám để thực công tác quy hoạch vùng đất có diện tích lớn dễ tiết kiệm nguồn chi phí, dễ kiểm tra công tác quản lý đất vùng, dễ quản lý vùng đất biến động Về khí tượng: Dùng để dự báo thời tiết, dự báo thiên tai liên quan đến biến đổi nhiệt độ bề mặt đất, mây… Về môi trường: Giám sát biến động ô nhiễm, rò rỉ dầu mặt (thông qua thị thực vật), nghiên cứu quản lý biến động thị hóa, nghiên cứu tượng đảo nhiệt thị (urban heat island) … Với khả ưu việt nêu trên, công nghệ viễn thám trở thành phương tiện chủ đạo cho công tác giám sát tài nguyên thiên nhiên môi trường cấp độ nước, khu vực phạm vi tồn cầu Khả ứng dụng cơng nghệ viễn thám ngày nâng cao, lý dẫn đến tính phổ cập cơng nghệ 1.2 Giới thiệu chung liệu ảnh vệ tinh Landsat Vệ tinh Landsat tên chung cho hệ thống vệ tinh Hoa Kỳ chuyên dùngvào mục đích thăm dò tài nguyên Trái Đất Đầu tiên mang tên ERTS (Earth Resource Technology Sattellite) - kỹ thuật vệ tinh thăm dò Trái đất Hệ thống vệ tinh Landsat nói hệ thống vệ tinh mang tính chất quốc tế Vệ tinh Landsat phóng lên quỹ đạo lần vào năm 1972, hệ vệ tinh Landsat phóng lên quỹ đạo gần lần phóng gần vệ tinh Landsat (được phóng vào ngày 27/09/2021, từ Căn Lực lượng Không gian Vandenberg, California (Mỹ)) Độ cao vệ tinh đạt 705 km so với bề mặt trái đất, góc nghiêng mặt phẳng quỹ đạo 98°, quỹ đạo đồng mặt trời, chu kỳ lặp 16 ngày, dải quét Landsat (LDCM) giới hạn khoảng 185 km x 180 km Hình 1.4 Vệ tinh Landsat Trong đề tài khóa luận, em sử dụng liệu ảnh Landsat ETM+ làm nguồn tư liệu phục vụ cho trình nghiên cứu Hình 1.5 Vệ tinh Landsat Landsat vệ tinh quan trắc trái đất giới phóng người