Bài giảng Ứng dụng viễn thám trong thủy văn và giảm nhẹ thiên tai

† Ngày nay kỹ thuật viễn thám đã được phát triển và ứng Trang 2 † Như vậy viễn thám thông qua kỹ thuật hiện đại không tiếp cận với đối tượng mà xác định nó qua thông tin ảnh chụp từ kh

GIỚI THIỆU KỸ THUẬT VIỄN THÁM Hoàng Thanh Tùng Bộ mơn Tính tốn Thủy văn Các khái niệm † Viễn thám tiếng Anh remote sensing, tiếng Pháp La teledetection xem kỹ thuật phương pháp thu nhận thông tin đối tượng từ khoảng cách định mà khơng có tiếp xúc trực tiếp với đối tượng † Thuật ngữ viễn thám (Remote sensing) - điều tra từ xa, xuất từ năm 1960 nhà địa lý người Mỹ E.Pruit đặt (Thomas, 1999) † Các thông tin thu nhận kết việc giải mã đo đạc biến đổi mà đối tượng tác động tới môi trường chung quanh trường điện từ, trường âm trường hấp dẫn † Ngày kỹ thuật viễn thám phát triển ứng dụng nhanh hiệu nhiều lĩnh vực 1 † † Các khái niệm Như viễn thám thông qua kỹ thuật đại không tiếp cận với đối tượng mà xác định qua thông tin ảnh chụp từ khoảng cách vài chục mét tới vài nghìn km Kỹ thuật viễn thám kỹ thuật đa ngành, liên kết nhiều lĩnh vực khoa học kỹ thuật khác công đoạn khác như: Thu nhận thông tin; - Tiền xử lý thơng tin; - Phân tích giải đốn thông tin; - Đưa sản phẩm dạng đồ chuyên đề tổng hợp - Vì định nghĩa Viễn thám thu nhận phân tích thơng tin đối tượng mà khơng có tiếp xúc trực tiếp với đối tượng nghiên cứu Bằng cơng cụ kỹ thuật, viễn thám thu nhận thông tin, dự kiện vật thể, tượng tự nhiên vùng lãnh thổ khoảng cách định Lịch sử phát triển kỹ thuật viễn thám † † † † Sự phát triển kỹ thuật viễn thám gắn liền với phát triển kỹ thuật chụp ảnh Năm 1858 G.F.Toumachon người Pháp sử dụng khinh khí cầu bay độ cao 80 mét để chụp ảnh từ không, từ việc mà năm 1858 coi năm khai sinh ngành kỹ thuật viễn thám Năm 1894 Aine Laussedat khởi dẫn chương trình sử dụng ảnh cho mục đích thành lập đồ địa hình (Thomas, 1999) Sự phát triển ngành hàng không tạo nên công cụ tuyệt vời việc chụp ảnh từ vùng lựa chọn có điều khiển Những ảnh chụp từ máy bay Xibur Wright thực năm 1909 vùng Centocalli Italia Các máy ảnh tự động có độ xác cao đưa vào thay máy ảnh chụp tay 2 Lịch sử phát triển kỹ thuật viễn thám † † † † Năm 1929 Liên Xô cũ thành lập Viện nghiên cứu ảnh hàng không Leningrad, viện sử dụng ảnh hàng không để nghiên cứu địa mạo, thực vật, thổ nhưỡng Trong chiến tranh giới lần thứ hai thử nghiệm nghiên cứu tính chất phản xạ phổ bề mặt địa hình chế thử lớp cản quang cho chụp ảnh màu hồng ngoại tiến hành Dựa kỹ thuật kỹ thuật thám hàng khơng đời Trong vùng sóng dài sóng điện từ, hệ thống siêu cao tần tích cực (RADAR) thiết kế sử dụng từ đầu kỷ Đầu tiên người ta sử dụng để theo dõi phát vật thể chuyển động, nghiên cứu tầng ion Trong chiến tranh giới thứ hai, kỹ thuật RADAR phát triển mạnh mẽ Vào năm 50 người ta tập trung nghiên cứu nhiều vào việc phát triển hệ thống RADAR ảnh cửa mở thực Hệ thống RADAR có cửa mở tổng hợp (Syntheric Aparture Radar - SAR) xúc tiến nghiên cứu Lịch sử phát triển kỹ thuật viễn thám † † † † Vào năm 1956, người ta tiến hành thử nghiệm khả ảnh máy bay việc phân loại phát kiểu thực vật Vào năm 1960 nhiều thử nghiệm ứng dụng ảnh hồng ngoại màu ảnh đa phổ tiến hành bảo trợ quan hàng không vũ trụ quốc gia Hoa Kỳ Từ thành công nghiên cứu vào ngày 23-71972 Mỹ phóng vệ tinh nhân tạo Landsat mang đến khả thu nhận thông tin có tính tồn cầu hành tinh (kể Trái Đất ) môi trường chung quanh Những máy đặt vệ tinh nhân tạo Trái Đất cung cấp thơng tin có tính tồn cục động thái mây, lớp phủ thực vật, cấu trúc địa mạo, nhiệt độ gió bề mặt đại dương Sự tồn tương đối lâu vệ tinh quỹ đạo khả lặp lại đường bay cho phép theo dõi biến đổi theo mùa, theo hàng năm khoảng thời gian tương đối dài đối tượng mặt đất Lịch sử phát triển kỹ thuật viễn thám † † † † † † † Trong vòng thập kỷ gần kỹ thuật viễn thám hoàn thiện với thiết bị thu đặc biệt mà nhiều nước dự kiến kế hoạch phóng vệ tinh điều tra tài nguyên Nhật, Ấn Độ, nước Châu Âu Tổ chức EOS phóng vệ tinh mang máy thu MODIS (100 kênh) HIRIS (200 kênh) lên quỹ đạo Nhiều phần mền xử lý ảnh số đời làm cho thành kỹ thuật quan trọng việc điều tra điều kiện đánh giá tài nguyên thiên nhiên quản lý bảo vệ môi trường Ngày tia Laze bắt đầu ứng dụng viễn thám Hiện ứng dụng chủ yếu cho mục đích nghiên cứu khí quyển, làm đồ địa hình nghiên cứu lớp phủ bề mặt hiệu ứng huỳnh quang Viễn thám ngày cung cấp thông tin tổng hợp thơng tin tức thời để khắc phục loạt vấn đề thiên tai, theo dõi biến động tài nguyên hồi phục ( nước, sinh vật ) Những bước phát triển viễn thám Việt Nam Kỹ thuật viễn thám đưa vào sử dụng Việt Nam từ năm 1976 (Viện Điều tra Quy hoạch Rừng) Mốc quan trọng để đánh dấu phát triển kỹ thuật viễn thám Việt Nam hợp tác nhiều bên khn khổ chương trình vũ trụ quốc tế (Inter Kosmos) nhân chuyến bay vũ trụ kết hợp Xô - Việt tháng - 1980 Kết nghiên cứu cơng trình khoa học trình bày hội nghị khoa học kỹ thuật vũ trụ năm 1982 nhân tổng kết thành tựu khoa học chuyến bay vũ trụ Xô - Việt năm 1980 phần quan trọng kết sử dụng ảnh đa phổ MKF-6 vào mục đích thành lập loạt đồ chuyên đề như: địa chất, đất, sử dụng đất, tài nguyên nước, thuỷ văn, rừng vv † Những bước phát triển viễn thám Việt Nam Ủy ban Nghiên cứu Vũ trụ Việt Nam hình thành tiến khoa học trọng điểm “Sử dụng thành tựu vũ trụ Việt Nam” mang mã số 48 - 07 có vấn đề Viễn thám Chương trình tập trung vào vấn đề : „ „ „ „ † † † Thành lập đồ địa chất, địa mạo, địa chất thuỷ văn, trạng sử dụng đất rừng, biến động tài nguyên rừng, địa hình biến động số vùng cửa sông vv Vấn đề nghiên cứu đặc trưng phổ phản xạ Vấn đề nhận dạng viễn thám để xây dựng sở cho phần mềm xử lý ảnh số Thông qua dự án viện trợ quốc tế UNDP FAO VIE 76/011 VIE 83/004 Viện khoa học Việt Nam Trung tâm Khoa học tự nhiên công nghệ Quốc gia trang bị số thiết bị cho kỹ thuật viễn thám Trong đáng ý Hệ xử lý ảnh số ROBOTRON Thiết bị tổng hợp ảnh màu Phịng thí nghiệm kỹ thuật ảnh Những bước phát triển viễn thám Việt Nam Từ năm 1990 nhiều ngành đưa công nghệ viễn thám vào ứng dụng thực tiễn lĩnh vực khí tượng, đo đạc đồ, địa chất khoáng sản, quản lý tài nguyên rừng thu kết rõ rệt Công nghệ viễn thám kết hợp với hệ thông tin địa lý ứng dụng để thực nhiều đề tài nghiên cứu khoa học nhiều dự án có liên quan đến điều tra khảo sát điều kiện tự nhiên tài nguyên thiên nhiên, giảm sát môi trường, giảm thiểu tới mức thấp thiên tai số vùng Cũng từ 1990 viễn thám nước ta chuyển dần bước từ công nghệ tương tự sang công nghệ số kết hợp hệ thơng tin địa lý xử lý nhiều loại ảnh đạt yêu cầu cao độ xác với quy mơ sản xuất công nghiệp Nhiều ngành, nhiều quan trang bị phần mềm mạnh phổ biến giới phần mềm ENVI, ERDAS, PCI, ER MAPPER, OCAPI, với ohần mềm để xây dựng hệ thông tin địa lý † Những bước phát triển viễn thám Việt Nam Đến Việt Nam chưa có Trung tâm Viễn thám Quốc gia yêu cầu cấp thiết ngành nên hình thành 20 Trung tâm phịng viễn thám, cở sở nghiên cứu đưa tiến kỹ thuật viễn thám vào ứng dụng vào công tác chuyên môn : „ „ „ „ „ „ „ Trung tâm Viễn thám Tổng cục địa Phịng Viễn thám Viện Điều tra Quy hoạch Rừng Bộ Lâm nghiệp (cũ), Bộ Nông nghiệp Phát triển Nơng thơn Các phịng Địa chất Ảnh Liên đoàn Địa chất - Bản đồ Địa chất Intergeo Tổng cục Địa chất Trung tâm Viễn thám Địa chất - Viện Địa chất, Trung tâm Khoa học Tự nhiên Công nghệ Quốc gia Trung tâm Liên ngành Viễn Thám & GIS Trung tâm Khoa học Tự nhiên Công nghệ Quốc gia với Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn Bộ phận Viễn thám Viện Quy hoạch Thiết kế Nông nghiệp, Bộ Nông nghiệp Phát triển Nông thôn Các trạm thu ảnh vệ tinh khí tượng Trung tâm Quốc gia Khí tượng Thủy văn CƠ SỞ KỸ THUẬT VIỄN THÁM Hồng Thanh Tùng Bộ mơn Tính tốn Thủy văn 2.1 Các trình kỹ thuật Viễn thám † kỹ thuật viễn thám có q trình: thu nhận kiện (data acquisition) phân tích kiện (data analysis) † q trình thứ : Ta có nguồn lượng (a), truyền lượng qua khí (b), lượng tác động qua lại với yếu tố mặt đất (c), Các sensors đặt máy bay vệ tinh (tàu vũ trụ) (d) Các sản phẩm thu nhận từ sensors dạng hình ảnh dạng số (e) Tóm lại q trình thứ dùng sensors để nhận lượng điện từ phản xạ từ bề mặt trái đất ‰ Q trình thứ hai - phân tích kiện, tiến hành giải đoán mắt thơng tin ảnh máy tính để xử lý thông tin thu dạng số (f) ‰ Tất thông tin xử lý sau thể dạng đồ, biểu bảng báo cáo (g) cuối sản phẩm chuyển giao cho người sử dụng để phục vụ cho yêu cầu hay nhiệm vụ cụ thể 2.1 Các trình kỹ thuật Viễn thám ‰ Sự thu nhận kiện (data acquisition) nhiều dạng khác dạng phân bố lượng điện từ hay trường vật lý Trong phần đề cập đến thiết bị thu (sensor) lượng điện từ thông thường đặt vệ tinh hay máy bay ‰ Các nguồn lượng (điện từ) sử dụng cho Viễn thám: -Mặt trời -Vệ tinh -Bản thân đối tượng 2.2 Đặc tính sóng điện từ † † Sóng điện từ tương tác với vật chất theo nhiều chế khác phụ thuộc vào: „ thành phần vật chất „ cấu trúc thân đối tượng Những chế tương tác thay đổi cách rõ nét qua số đặc tính sóng điện từ thành phần phổ, phân cực, cường độ hướng phản xạ ‰ Như để xác định hồn tồn đầy đủ thơng tin đối tượng cần phải khảo sát tồn giải phổ sóng điện từ ‰ Sự tồn khí làm giảm khả lan truyền sóng điện từ tăng phần nhiễu tín hiệu thu Sự có mặt mây mù, bụi thành phần khác làm tăng thêm ảnh hưởng tiêu cực Ỉ Người ta tìm khoảng sóng mà ảnh hưởng khí nhỏ 2.2 Đặc tính sóng điện từ 2.2 Đặc tính sóng điện từ Giải phổ Bước sóng (μm) Đặc điểm Tia gama 0.0003μm Bức xạ tối thường bị hấp thụ toàn tầng khí phía khơng có khả dùng VT Vùng tia X 0.0003-.03 μm Hoàn tồn bị hấp thụ khí khơng sử dụng VT Vùng tia cực tím 0.03- 0.4μm Các xạ tối có bước sóng nhỏ 0.3μm hồn tồn bị hấp thụ tầng ozơn khí Vùng tia cực tím chụp ảnh 0.3 - 0.4μm Truyền qua khí ghi nhận vào phim photo detecter bị tán xạ mạnh khí Vùng nhìn thấy 0.4 - 0.7μm Tạo ảnh với phim photo detecter, đạt cực đại lượng phản xạ bước sóng 0.5 Vùng hồng ngoại 0.7 - 10μm Phản xạ lại xạ mặt trời khơng có thơng tin tính chất nhiệt đối tượng Băng từ 0.7 - 1.1 μm nghiên cứu với phim gọi hồng ngoại gần 2.2 Đặc tính sóng điện từ Giải phổ Bước sóng (μm) Vùng hồng 3-5 đến ngoại nhiệt 14μm Đặc điểm 8- Các số khí nhiệt ghi hình ảnh bước sóng này, yêu cầu phải có máy quét quang hệ thống máy thu đặc biệt gọi hệ thống “vibicol” phim Vùng cực ngắn 0.1 - 30 cm Các bước sóng dài hay vùng rađa xuyên qua mây, sương mù mưa Các hình ảnh ghi dạng chủ động hay bị động Vùng rađa 0.1 - 30 cm Dạng “ chủ động VT sóng sóng cực ngắn ” Hình ảnh rađa ghi lại băng sóng khác Vùng rađio > 30 cm Là vùng có bước sóng dài phổ điện từ Một vài sóng rada phân với bước sóng dài sử dụng vùng sóng 2.3 Các nguồn lượng nguyên tắc xạ † † Năng lượng sóng điện từ đề cập hai lý thuyết: lý thuyết sóng lý thuyết hạt Ánh sáng nhìn thấy nhiều dạng lượng điện từ Sóng rađio, nhiệt tia cực tím tia X dạng lượng lượng điện t Nguyên lý viễn thám hệ thống thông tin địa lý Bộ môn Tính toán thuỷ văn nhận đợc kết có nhiều ý nghĩa cho việc giải đoán Ví dụ nhà giải đoán nhận đới thực vật ảnh, nhà giải đoán cho ranh giới địa chất hai loại đá đới đứt gÃy mà không cần biết tý kiến thức sinh thái thực vật Tuy nhiên, có hiểu biÕt vỊ sinh th¸i thùc vËt, nã sÏ gióp cho ngời giải đoán biết rõ đất đá dới lớp phủ thực vật, khả thấm nớc nh đặc tính lý học thủy văn đất đá Sử dụng kết hợp đặc diểm lớp phủ thực vật, đất, địa chất mối liên kết địa điểm cho việc giải đoán địa chất cần thiết Song cần phải nhấn mạnh giải đoán địa chất ảnh công cụ công cụ có giá trị nhằm bổ sung cho công tác điều tra mặt đất thay đợc cho công tác điều tra thực địa Thông thờng giải đoán ảnh ngời ta thờng giải theo hai cách: - Chia hạng loại để nhận biết; - Phân loại đồng hạng Có hai kiểu mắc lỗi thờng xẩy giải đoán: - Kiểu mắc sai lầm 1: Lo¹i bá “ A “ thùc tÕ l¹i A gọi loại bỏ sai (Wrong rejecton); - Kiểu mắc sai lầm 2: Chấp nhận A thực tế lại “ A “ gäi lµ sù cho lµ sai (Wrong assignment) Địa chất ảnh gắn liền với việc nghiên cứu, đoán đọc ảnh máy bay ảnh vệ tinh giúp cho việc thành lập loại đồ địa chất Một đồ địa chất ảnh cung cấp thông tin sau: - Sự phân bố kiểu đá nhóm nham thạch học khu vực Tuổi đất đá khó xác định đợc từ ảnh máy bay; - Cho phép xác định góc cắm lớp đá, hay vỉa, đợc phân loại góc cắm thoải, trung bình lớn Sau số lần thực hành, nhà địa chất ảnh ớc đoán giá trị thực góc cắm cđa líp hay vØa mét c¸ch chÝnh x¸c - TÝnh liªn tơc cđa líp, vØa, phøc hƯ cịng nh− sù đứt đoạn, đổi hớng, nghiêng, hay ngắt quÃng lớp, vỉa, đờng phơng đá đợc xác định ảnh - Các đứt gÃy nh bất chỉnh hợp địa tầng nhận ảnh máy bay cách chắn Trong thực tế nhiều đứt gÃy đợc phát dễ dàng ảnh vệ tinh ảnh máy bay điều tra mặt đất, đôi lúc cho phép biết đợc độ xê dịch đứt gÃy đặc điểm - Cho biết tính liên tục địa hình bề mặt nh thềm, đồng tích tụ aluvi, đồng tích tụ biển v.v ranh giới chúng nh thành phần vật liệu cấu tạo nên địa hình (cát thô, bột, sét, sỏi cuội) - Xác định giếng nớc, hệ thống kênh mơng cha hoàn chỉnh, diện tích tụ nớc; - Cho biết vị trí mạch nớc ngầm, chỗ thấm rỉ sờn, diện tích trợt đất bao gồm trợt đất cũ, nơi xẩy trợt, diện tích bị mặn hoá; - Cho biết lớp phủ thực vật tự nhiên trạng; - Một đồ địa chất ảnh đặc điểm văn hoá xà hội nh đờng giao thông, thành phố, khu dân c, khu vực canh tác v.v Những đặc điểm giúp cho việc định hớng Ngoài điều nêu trên, có hai điểm quan trọng nghiên cứu địa chất ảnh là: - Đoán đọc địa chất ảnh thay cho công tác khảo sát thực địa, cần kết hợp hai phơng pháp; - Không thiết đoán đọc ảnh cần phải kiểm tra thực tế trớc vẽ chúng đồ Kiểm tra thực địa đợc tiến hành mặt cắt đà chọn trớc mà có 83 Nguyên lý viễn thám hệ thống thông tin địa lý Bộ môn Tính toán thuỷ văn nghi nghờ, công việc giúp cho hiểu đợc thể thạch học loại đá khác ảnh, đờng phơng đá, đo lại góc cắm lớp xác định lại cấu trúc địa chất nghi ngờ 4.6.3 Kỹ thuật giải đoán ảnh địa chất chất a) Cơ sở giải đoán địa chất ảnh Giải đoán địa chất ảnh vệ tinh ảnh máy bay dựa sở số lợng nhân tố nhận biết (fundamental recognition elements): + Nhân tố ảnh: chẳng hạn tơng phản ảnh; + Các nhân tố địa kỹ thuật, chẳng hạn nh địa hình; + Liên kết đặc điểm tập hợp tất dự kiện bao gồm sử dụng nhân tố ảnh, nhân tố địa kỹ thuật cho phép xác định đối tợng cách xác Tỷ lệ ảnh độ phóng đại đứng cặp ảnh máy bay nhìn nỉi cịng lµ u tè nhËn biÕt gióp cho −íc đoán góc cắm lớp phóng đại dạng địa hình giúp cho việc nhận biết dễ dàng Đối với việc phân tích đứt gẫy (lineament) cho mục đích kiến tạo, ảnh vệ tinh tỷ lệ nhỏ cần thiết Số lợng thông tin địa chất thu đợc từ ảnh máy bay ảnh vệ tinh phụ thuộc đối tợng cần giải đoán (đá trầm tích cho nhiều thông tin nhất, đá biến chất cho thông tin nhất) môi trờng khí hậu vùng khí hậu khô hạn, vết lộ thể nhiều vùng điều kiện khí hậu nhiệt đới, việc tiến hành lập đồ địa chất ảnh nh phân biệt kiểu đá vùng khí hậu khô hạn dễ dàng b) Các nhân tố đoán đọc ảnh máy bay ảnh vệ tinh Tông màu Đợc hiểu tổng lợng ánh sáng đợc phản xạ đối tợng đợc nhận biết cấp độ xám tối khác đợc ghi lại ảnh máy bay ảnh vệ tinh Tông màu tối: Biểu bề mặt giáp khô, khu vực ớt không thấm nớc hay có mực nớc ngầm, khu vực có thực vật rậm rạp, hồ chứa nớc Tông màu sáng sáng: Biểu bề mặt địa hình nhẵn, dạng địa hình băng, tuyết, đá xâm thực Tông màu dạng vết đốm: Biểu hiên thay đổi thạch học hay đá có độ rỗng Tông màu dạng lớp: Biểu khác đá Tông màu ảnh phụ thuộc vào hớng sờn dốc góc chiếu tia sáng mặt trời thờì điểm chụp ảnh Sờn dốc bị che bóng biểu tông màu tối, ngợc lại sờn dốc đợc chiếu sáng tông màu sáng Kiến trúc ảnh ảnh Đợc định nghĩa nh tần số thay đổi tôn màu ảnh gây tập hợp nhiều đặc điểm từ nhỏ tới rõ ràng cá thể riêng biệt Kiến trúc ảnh đợc mô tả nh kiến trúc hạt mịn, hạt thô, kiến trúc vết đốm, kiến trúc khối v.v Kiểu: Là mét nh©n tè nhËn biÕt quan träng, nã thĨ hiƯn xếp đối tợng nh địa hình, lớp phủ thực vật v.v ảnh máy bay ảnh vệ tinh theo không gian cách có thứ tự, giúp cho việc nhận biết đối tợng Kiểu ngời hay tự nhiên tạo Kiểu đờng kẻ thẳng, đờng vạch, đờng cong, thực vật kiểu lớp, mảng thực vật dạng khối Hình dáng: dáng Hình dáng đối tợng, chẳng hạn nh nhà, miệng núi lửa, đai v.v đợc nhận biết dễ dàng ảnh Hình dáng ngời tạo thờng dễ nhận biết Các đụn cát, thềm sông, nón phóng vật, sống núi đợc nhận biết dễ dàng nhìn qua ảnh lập thể 84 Nguyên lý viễn thám hệ thống thông tin địa lý Bộ môn Tính toán thuỷ văn Kích thớc: thớc Kích thớc đối tợng nhận biết mối liên hệ với đối tợng đà biết ảnh hay qua nghiên cứu vết bóng đối tợng Hình dáng kích thớc cần thiết việc nhận biết đặc điểm địa hình, địa vật, chẳng hạn nh hố sụt, sông, hồ, v.v Mối quan hệ đối tợng với đối tợng khác ảnh giúp cho việc nhận biết, chẳng hạn thung lũng lòng chảo biểu cho địa hình sông băng, đặc điểm dạng đờng bờ biển thẳng biểu đứt gÃy chạy qua 4.6.4 Các nhân tố địa kỹ thuật sử dụng giải đoán ảnh Sau đà nghiên cứu sơ ảnh vệ tinh ảnh máy bay, cần sử dụng nhân tố địa kỹ thuật phục vụ cho công tác giải đoán, nhân tố bao gồm: Địa hình: Cho phép nhận biết loại đất đá khác ảnh, chẳng hạn hố sụt, giếng, phin castơ tiêu biểu cho có mặt đá vôi Các dạng sờn dốc, vách thung lũng địa hình mức độ cứng, mềm đá Sự có mặt địa hình thềm, bÃi bồi biểu tích tụ sản phẩm sông v.v Thực vật: KiĨu thùc vËt cịng nh− mËt ®é cđa nã chØ rõ độ ẩm đất nằm dới Một loại thực vật định nh liễu (đợc biết nh loại thực vật thị) mọc nơi có độ ẩm cao Các loại xoài, me, đa v.v khu vực nớc nông nớc ngầm Thực vật nhận biết kiểu chúng tông màu ảnh Các kiểu mạng lới sông suối mật đô: Là nhân tố quan trọng cho việc đoán đọc Các kiểu mạng lới sông suối thay đổi chúng đặc điểm cho biết kiểu đất đá hay tập hợp vật liệu khác nhau, đồng thời chúng biểu thị cho cấu trúc địa chất Có sáu kiểu mạng lới sông suối bản: a) Kiểu cành (trông giống cành cây): phát triển đá (Dendritic) đồng nhất, nằm ngang biểu đồng tất hớng Sự phát triển phụ thuộc vào kiểu đá, thí dụ đá granit cứng biểu đơn giản đá phiến sét vùng đá vôi biêủ dới dạng hố sụt hay tập hợp mạng lới hố nhỏ liên kết với b) Kiểu ô mạng (trellis pattern) pattern) Kiểu thờng phát triển nếp uốn hay loại đá có độ cứng mềm mà đờng phơng song song trùng với thung lũng mà chúng đứt gÃy song song Các nhánh ban đầu thờng dài, thẳng song song với suối Các nhánh thứ hai thờng ngắn, nhỏ nối với nhánh góc vuông Những nhánh phát triển s−ên dèc cïng h−íng víi gãc c¾m cđa líp th−êng dài so với nhánh phát triển sờn ngợc hớng với góc cắm lớp c) Kiểu toả tia (Radial drainage) drainage) Bao gồm mạng lới khe suối chảy toả tia từ vùng trung tâm (miệng núi lửa, hay vòm nâng) chảy vào phần trung tâm (là lu vực, hố trũng) d) Kiểu song song (Parallel drainage) drainage) Các nhánh gần nh chảy song song với Kiểu thờng phát triển đá đồng nhất, trầm tích lớt hay thung lũng bị lấp đầy, sờn dốc e) Kiểu hình khuyên (Anmler drainage) drainage) Các nhánh nối có dạng toả tia chảy theo đờng cong tạo thành thung lũng hình khuyên ôm lấy vòm nâng hay nếp uốn đảo ngợc 85 Nguyên lý viễn thám hệ thống thông tin địa lý Bộ môn Tính toán thuỷ văn f) Kiểu vuông góc (Rectangular drainage) Các nhánh phụ nối với nhánh nối làm thành góc vuông Kiểu mạng sông suối cho biết đặc điểm đứt gÃy hay chi đá Cộng với kiểu mạng lới sông suối, mật độ mạng lới sông suối quan trọng dấu hiệu cho giải đoán Nếu nhánh nối phát triển với mật độ cao, cho biết đất đá gốc bền vững với trình xói mòn có độ thấm thấp Loại thờng sét, phiến sét, bột cát sét Nếu nhánh nối phát triển với mật độ thấp, cho biết đất đá gốc bền vững với trình xói mòn Loại thờng biểu cho đá cát kết granit loại đá cứng khác Các dạng mạng lới thủy văn xem hình 3-2 Trong việc phân tích mật độ mạng lới sông suối, địa hình, tổng lợng ma, cờng độ ma khu vực cần đợc tính tới kết hợp với lớp phủ thực vật khả xói mòn đá vùng khí hậu khô hạn, tổng lợng ma thấp, song cờng độ ma lớn, cần diễn thời gian ngắn đà đủ gây xói mòn làm phát triển khe rÃnh Các kiểu xói mòn (Erosion (Erosion pattern) Đặc điểm xói mòn đợc xác định nh nhân tố giải đoán quan trọng, cụ thể chúng thấy nh sau: - Mặt cắt ngang khe rÃnh không giống loại đất khác Khe rÃnh phát triển loại đất có cấu tạo hạt thô (nh đất cát) thờng ngắn dốc - Trong loại đất bột, đất tốt khe rÃnh thờng dốc phần đỉnh phẳng phần thân - Trong đất sét, khe rÃnh thờng dài phẳng Hệ thống khe rÃnh phát triển dạng địa hình đất hoạt động Hiện trạng sử dụng ®Êt (land use) HiƯn tr¹ng sư dơng ®Êt cho ta thông tin điều kiện đất khu vực Đất phát triển đá bột kết-sét kết đá vôi thờng diện tích canh tác diện tích ®ång b»ng ngËp theo mïa cđa l−u vùc s«ng, th−êng diện tích cho trồng trọt điểm quần c điều kiện địa hình Địa hình đầm lầy thấp ven sông đợc lấp đầy có tôn màu tối hơn, cấu tạo đất sét có nhiều diƯn tÝch thÊp ngËp n−íc theo mïa TËp hỵp nhân tố giải đoán Các nhân tố nhận biết đợc sử dụng cách kết hợp có ích việc nâng cao khả giải đoán Liên kết tông màu ảnh, trạng, biểu địa hình, kiến trúc ảnh cho phép đoán đọc chí lớp đất đá khu vực vết lộ tha thớt, ví dụ: đứt gÃy nhận biết hình dạng đờng thẳng, đờng cong hay với lớp phủ thực vật có dạng dơng, thay đổi đột ngột tông màu, cụt đột ngột địa hình Một vài biểu bật cần ý đoán đọc loại đá khác nhau: Đá trầm tích: Trên ảnh thấy có phân lớp rõ ràng khác biểu tôn màu lớp trầm tích hay thành hệ trầm tích a) Đá cát kết: Đợc tông màu tới sáng, kiến trúc hạt thô, mạng lới sông suối kiểu cành cây, bán song song, ô mạng Đá cát kết thờng có dạng cấu tạo vạch 86 Nguyên lý viễn thám hệ thống thông tin địa lý Bộ môn Tính toán thuỷ văn b) Đá phiến sét: Có tôn màu từ tối đến sáng, kiến trúc ảnh hạt mịn Hệ thống khe rÃnh hầu hết có dạng cành cây, lông chim Đá phiến sét thờng gặp thung lũng với diện tích phẳng hay phần sờn thấp vách c) Đá vôi : Nhận biết tông màu xám, kiến trúc hạt vừa, mạng lới sông suối hố hay chảy ngầm (đôi gặp kiểu cành cây) Đặc điểm hoà tan đợc biết rõ dạng địa hình castơ nh hố sụt, phễu castơ, cánh đồng cari Đá mac ma: Biểu lộ dới dạng khối, vắng mặt kiểu cấu tạo lớp a) Đá granit: Thể tôn màu từ xám tới sáng, kiến trúc hạt thô, kiểu mạng lới sông suối dạng cành cây, toả tia dạng góc Địa hình thờng có kiểu núi sót dạng gò bề mặt pediment lợn sóng thoải Vắng mặt cấu tạo lớp, đan chéo thớ chẻ thể rõ ảnh phần cao pediment thờng lộ đá gốc, diện tích canh tác tha thớt, tông màu sáng, khơi rÃnh xuất b) Đá bazan: Thể tôn màu tối, tối xám, kiến trúc hạt vừa, mạng lới sông suối dạng vuông góc tới dạng cành Địa hình núi mặt bàn vách có cấu tạo ca mép thung lũng dạng lòng chảo, lớp dòng chảy thể rõ chỗ (phổ biến dạng dài) khu vực thấp xuất đất đen (tông màu tối) trồng với trạng diện tích đất trông trọt c) Thổ đai: Hình dáng dạng dài chạy thẳng hay cong cắt qua đá Thế đai cấu tạo đá axít có tông màu sáng ngợc lại cấu tạo đá bazan có tông màu tối d) Đá biến chất: Cho ta số biểu chung nh đá macma (chẳng hạn nh đá granit) song có khác chỗ phổ biến dạng thể ảnh máy bay Bảng 44-4 Tập hợp t liệu ảnh vệ tinh sử dụng nghiên cứu địa chất TT Kiểu ảnh Vệ tinh Độ ph/giải Ghi 80m -Nghiên cứu so sánh band 5&7 cho nhiều thông tin b) ảnh tổ hợp màu Landsat giả (FCC) tới 80m Tập hợp band 4,5 sử dụng chung cho giải đoán địa chất ảnh nhiệt (TM) Landsat 30m a) Band tới 4&5 - Độ phân giải cao, giúp cho việc phân biệt loại đá Kết thu đợc tốt nghiên cứu so sánh band & 4, & 7, cho phÐp ph©n biệt thay đổi không thay đổi đá, sử dụng tốt nghiên cứu thăm dò ảnh đa phổ MSS Landsat a) Band 4,5,6&7 1,2 & b) ảnh tổ hợp màu giả (False colour composite FCC) a) ảnh toàn sắc - Tổ hợp băng 2,3 & có ích cho giải đoán địa chất Khi giải đoán, kết hợp sử dụng ảnh tổ hợp màu giả MSS TM thờng cho kết giải đoán cao Spot 10m - Có khả đoán đọc nhiều lập thể phóng đại lên tới tỷ lệ 87 Nguyên lý viễn thám hệ thống thông tin địa lý Bộ môn Tính toán thuỷ văn 1:50.000, gần đợc nh ảnh máy bay Rất tốt cho giải đoán địa chất B) ¶nh phỉ Spot 20m - ThĨ hiƯn tèt cho viƯc thành lập đồ địa chất Cấu trúc 1) Uốn nếp: Đợc phát lặp lại, hay quay lại địa tầng, biểu vết lộ trật tự địa tầng bị đảo lộn 1) Khe nứt, nứt, thô chẻ: Biểu diện dạng đờng thẳng cong tông màu tối, đợc thể rõ ảnh 4.6.5 Các kiểu tỷ lệ ảnh máy bay thờng đợc sử dụng giải đoán ảnh ảnh - Tỷ lệ 1:15.000 sử dụng điều tra địa chất công trình đặc biệt thành lập đồ chi tiết - Tỷ lê 1:25.000 sử dụng cho việc nghiên cứu địa chất ảnh cách chi tiết cấp dạng địa hình trung bình tới thấp Nghiên cứu nớc ngầm, địa chất công trình, địa mạo - Tỷ lệ 1: 30.000 - 1: 40.000 sử dụng cho nghiên cứu tất ®èi t−ỵng - Tû lƯ 1:50.000 - 1:60.000 sư dơng nghiên cứu khu vực có địa hình cao thành lập đồ thăm dò 4.7 Sử dụng kỹ thuật Viễn thám để điều tra thành lập đồ đất Điều tra đất thành lập đồ dất lµ viƯc lµm cã ý nghÜa thiÕt thùc cho viƯc lập kế hoạch sử dụng hợp lý tài nguyên đất Viễn thám phơng pháp có nhiều u trình điều tra đất so với phơng pháp truyền thống Nhiều nớc công nghiệp phát triển nh nớc phát triển đà sử dụng rộng rÃi phơng pháp để thành lập đồ đất Mỹ từ năm 1930, tất công việc đồ đợc giải với trợ giúp ảnh hàng không tỷ lệ lớn (1:15.840) đến trung bình (1:40.00) Phần lớn ấn phẩm đất xuất từ năm 1957, đồ đất đợc in ghép ảnh tỷ lệ 1:24.000 đến 1:2.000 1:15.840 Đến năm 1980 đồ điều tra đất nhiều nớc đợc thể dạng đồ nét đồ số Tuy nhiên cần nhận thấy rằng, viƯc sư dơng c¸c kü tht viƠn th¸m qu¸ trình điều tra đất giới hạn mức vạch ranh giới đơn vị đất khác nhau, trực tiếp phân loại đất ảnh, đất vật thể ba chiều, mà có bề mặt thấy trực tiếp ảnh không bị che lấp thảm thực vật vật khác Còn chiều thứ ba - chiều sâu đất chứa đựng nhiều thông tin quan trọng để phân loại đất lại luôn không nhìn thấy Vai trò việc giải đoán ảnh chỗ phát đối tợng, phân tích phân loại theo cấu trúc đợc giả thiết có quan hệ với cấu trúc đất để từ phân loại đất Vì việc sử dụng viễn thám điều tra lập đồ đất thiết phải có hộ trợ việc nghiên cứu đất thực thụ có trình độ cao ngành đất tiến hành 88 Nguyên lý viễn thám hệ thống thông tin địa lý Bộ môn Tính toán thuỷ văn 4.7.1 Quy trình điều tra đất phơng pháp viễn thám Khi sử dụng phơng pháp viễn thám để điều tra đất, tuân thủ theo quy trình chung sau đây: Trong phòng a) Chọn ảnh khu vực nghiên cứu làm mosaic ảnh, vạch đơn vị lÃnh thổ chủ yếu khu vực lên ảnh giấy bóng mờ b) Vẽ ranh giới kiểu tự nhiên đơn vị lÃnh thổ tự nhiên chủ yếu Đối với trờng hợp tỷ lệ nghiên cứu lớn đơn vị tự nhiên cấp thấp c) Nghiên cứu mắt thờng, kính stereo scopic (đối với ảnh máy bay) toàn ảnh đơn vị tự nhiên đà vạch d) Sơ lựa chọn vùng mẫu vạch ranh giới vùng ảnh giấy bóng mờ e) Xây dựng giải sơ sở nghiên cứu vùng mẫu đà chọn f) Giải đoán ảnh theo giải sơ Ngoài thực địa a) Điều tra nhanh toàn diện tích đợc nghiên cứu, để phát hiện: - Quan hệ địa hình với ảnh; - Quan hệ đất với kiểu phụ kiểu tự nhiên - Lựa chọn lần cuối vùng mẫu sở vùng chọn phòng tiến hành điều tra chi tiết vùng mẫu, xem xét quan hệ đơn vị giải đoán với đơn vị phân loại đất b) Rà soát lại kết giải đoán ảnh với vùng diện tích vùng mẫu cho phù hợp với tài liệu điều tra vùng mẫu - Lùa chän tun kiĨm tra vµ tiÕn hµnh kiĨm tra thực địa lần cuối đồ đất giải đồ - Hoàn thiện đồ báo cáo thuyết minh Năm 1969 Bennema Gelens giới thiệu quy trình điều tra đất phơng pháp viễn thám gồm hai nhóm sau: a/ Quy trình điều tra vùng mẫu; b/ Quy trình điều tra có vùng mẫu Quy trình tóm tắt nh sau: + Cho nhóm a Yêu cầu kiểm tra thực địa phụ thuộc vào tỷ lệ nghiên cứu - Tỷ lệ nhỏ: Kiểm tra toàn ®−êng ranh giíi; - Tû lƯ trung b×nh: KiĨm tra số đờng; - Tỷ lệ lớn: Kiểm tra hạn chế không kiểm tra + Cho nhóm b - Giải đoán chi tiết toàn ảnh sau điều tra vùng mẫu - Giải đoán chi tiết toàn ảnh trớc điều tra vùng mẫu đợc soát xét lại điều tra vùng mẫu Hai quy trình đợc ứng dụng rộng rÃi 4.7.2 Các yếu tố ảnh hởng đến trình giải đoán ảnh Các Các tính chất đất ảnh hởng đến độ phản xạ 89 Nguyên lý viễn thám hệ thống thông tin địa lý Bộ môn Tính toán thuỷ văn a/ Kích thớc hạt Oriov (1964) nhiều thÝ nghiƯm ®· chØ r»ng ®Êt cã ®−êng kính hạt tăng độ phản xạ đất giảm Khi phá vỡ kiến trúc đất thông thờng làm tăng khả phản xạ bề mặt phản xạ tăng Hạt thô, có hình dạng đặc biệt hình thành nên bề mặt tổng hợp gồm nhiều lỗ rỗng thân hạt hấp thụ nhiều ánh sáng hơn, làm giảm khả phản xạ đất b/ Thành phần giới đất Thành phần giới hay thờng lợng hạt đất khác có ảnh hởng lớn đến độ phản xạ ánh sáng Đất chứa 90% chất vô hầu nh đất hữu phản xạ cao bớc sóng Đất có 60% thành phần giới sét phản xạ cao vùng sóng nhìn thấy Một số kết nghiên cứu NASA đà khẳng định điều Bảng 44-5 Phản xạ ánh sáng kiểu đất Thành phần giới Phản xạ (%) Băng Băng Băng Băng Sét màu đen 21 22 19 25 SÐt-bét th« 41 49 53 56 Bét th« 31 44 47 43 Cát-bột thô 25 36 37 43 Cát mịn 23 30 24 21 Qua bảng thấy rằng, thành phần giới thô phản xạ ánh sáng giảm xuống trừ loại đầu, sét nhng có màu đen nên độ phản xạ tăng c/ Màu đất Màu đất có quan hệ chặt chẽ với độ phản xạ ánh sáng Đất có màu thẩm phản xạ thấp đất có màu đỏ màu sáng Bảng 44-6 Phản xạ ánh sáng kiểu đất Loại đất Phản xạ (%) Băng Băng Băng Băng Đất đỏ Granit 13 22 26 25 Đất đen 11 14 15 d/ Vật chất hữu oxýt kim loại Vật chất hữu oxyt kim loại có ảnh hởng quan trọng đến màu đất, dới điều kiện canh tác khí hậu khác tính chất đợc thay đổi Hàm lợng chất hữu ảnh hởng đến màu đất, nhiệt độ, khả giữ nớc trao đổi cation, cấu trúc đất Thông qua mà độ phản xạ thay đổi Orlov Obukhov (1964) đà tìm mối quan hệ độ phản xạ hàm lợng Fe 2O3 nh− sau: R (%) = 84 - 4.9 C Trong C hàm lợng Fe 2O3 đất tính phần trăm 90 Nguyên lý viễn thám hệ thống thông tin địa lý Bộ môn Tính toán thuỷ văn e/ Cấu trúc đất độ nhám bề mặt Là hai yếu tố có ảnh hởng đến độ phản xạ Đất có bề mặt gồ ghề làm giảm độ phản xạ, đất cấu trúc phản xạ nhiều từ 10 - 20 % so với đất có cấu trúc tốt Bảng 44-7 Các tính chất phản xạ ánh sáng cấu trúc Loại đất Độ phản xạ (%) Băng Băng Băng Băng Đất bột thô bị đào xới 19 20 21 20 Đất bột thô không bị đào xới 31 44 47 43 f/ Độ ẩm đất ảnh hởng lớn đến độ phản xạ, theo quy luật lợng ẩm đất tăng độ sáng giảm Ngay vùng sóng 0.38 -1.4 àm, diện tích đất khô có độ phản xạ lớn đất ớt Các kết nghiên cứu mối quan hệ độ ẩm đất độ phản xạ nh sau: Bảng 44-8 Mối quan hệ độ ẩm độ phản xạ Độ ẩm phần trăm (%) 12 16 20 24 32 Độ phản xạ (%) Đất sét - bột Đất c¸t 20 36 19 26 18 20 16 19 15 18 14 18 14 - g/ NhiƯt ®é ®Êt NhiƯt độ đất nhân tố quan trọng, có liên quan ®Õn tû lƯ mÊt Èm, tû lƯ phong ho¸, qu¸ trình phản ứng hoá học, hoạt động vi sinh vật Nhiệt độ bề mặt đất thu nhận nhiều loại sensor, có sensor hồng ngoại nhiệt có khả ghi nhận số điều kiện nhiệt độ đất tầng dới bề mặt Việc giải đoán ảnh nhiệt nhìn chung khó phụ thuộc vào nhiều điều kiện ngoại cảnh nh độ ẩm không khí, mức độ canh tác, mùa chụp ảnh , ví dụ vào mùa xuân đất sét lạnh đất cát ảnh mờ , nên nhiệt độ đất yếu tố quan trọng nhng khó ghi nhận giải đoán Một số đặc điểm ảnh có ảnh hởng đến trình giải đoán a/ Kích thớc đối tựơng Là đặc điểm quan trọng để nhận dạng đối tợng giải đoán, giải đoán dựa vào mối quan hệ kích thớc đối tợng để định Ví dụ sông đào phải rộng kênh mơng ảnh, chúng thẳng có màu nh b/ Hình dạng đối tợng Hình dạng đối tợng ảnh yếu tố quan trọng để giải đoán ảnh, chụp từ cao, hình dạng ảnh xuất ảnh không hoàn toàn giống với hình dạng thực, nhng có kinh nghiệm giải đoán dễ dàng nhận 91 Nguyên lý viễn thám hệ thống thông tin địa lý Bộ môn Tính toán thuỷ văn c/ Bóng đối tợng Đôi bóng đối tợng có ích trình giải đoán, cho biết nhiều thông tin đối tợng thân đối tợng, đặc biệt trờng hợp thân đối tợng bị mờ thông tin d/ Tông ảnh thay đổi tông ảnh Chúng ta biết ảnh đen trắng, nói chung vật thể màu sẫm đen vật thể màu sáng Các vật thể có bề mặt nhẵn nh đờng nhựa có màu sẫm nhng ảnh sáng vật thể có bề mặt nhám, thô Bề mặt nớc thay đổi từ đen đến trắng phụ thuộc vào góc chiếu mặt trời góc chụp ảnh, nhìn chung vùng đất ớt đen vùng đất khô nhng có trờng hợp sáng màu nh ảnh Còn trờng hợp tông ảnh thay đổi đột ngột cách sử dụng đất khác e/ Cấu trúc ảnh Cấu trúc ảnh định nghià nh xếp không gian đối tợng theo trật tự Các loại đất khác thể ảnh theo cấu trúc khác f/ Vị trí đối tợng ảnh Là yếu đất để nhận dạng đối tợng Chẳng hạn đất phù sa phải nằm gần vùng châu thổ, hai bên sông Đất thoát nớc tốt phải gắn với tập đoàn định, đất úng nớc liền với loài thị cho g/ Điểm lốm đốm bề mặt ảnh Có nghĩa bề mặt ảnh đợc bao phủ điểm có tông ảnh khác với tông toàn ảnh Rất khó để phân biệt điểm chấm với bề mặt có tông không phẳng, nhiên mối liên hệ với tính chất khác đặc trng đợc sử dụng tốt để giải đoán đất Các bớc giải đoán ảnh Theo quy trình giải đoán ảnh đà nêu phần 1, trình bày chi tiết pha giải đoán ảnh, phần quan trong công việc có sử dơng kü tht viƠn th¸m C¸c b−íc kh¸c quy trình có phần dễ hiểu đợc giải thích kết hợp phần a/ Phát nhận dạng đối tợng Sau đà chuẩn bị ảnh, ảnh ghép , công việc việc giải đoán xem xét xem có ảnh với tất yếu tố có liên quan đến đất, sau ghi nhận chúng, xác định vị trí ảnh, kích thớc, hình dạng cđa nã nh− thÕ nµo vµ ci cïng lµ nhËn dạng đối tợng đó, nhận dạng toàn phần phần thuật ngữ khoa học đặt tên đối tợng b/ Phân tích Sau đà phát đối tợng, nhận dạng chúng, bớc thứ hai phân tích đối tợng, tìm mối liên hệ chúng yếu tố khác để gúp đỡ phân loại đất Có bốn phơng pháp phân tích đối tợng đợc đề xuất là: Phân tích cấu trúc Phơng pháp đợc Frost đa dựa ba nguyên tắc sau: - Đất giống xuất ảnh giống nhau; - Đất kh¸c xt hiƯn d−íi c¸c cÊu tróc kh¸c nhau; - Một đối tợng giải đoán đà đợc kiểm tra với quan sát đất thực địa đối tợng dùng để mở rộng vùng khác Tuy nhiên nói phơng pháp đơn giản nên đợc sử dụng Phơng pháp phân tích yếu tố 92 Nguyên lý viễn thám hệ thống thông tin địa lý Bộ môn Tính toán thuỷ văn Là phơng pháp quan trọng, đợc nhiều ngời quan tâm nghiên cứu, bắt đầu Buring năm 1960 sau Vink 1963 bổ sung phân tích thêm 1964 Kanphorst đà đa nhóm yếu tố quan trọng để giải đoán đất nh sau (trên sở sơ đồ tác giả trên) Gần hơn, Bennema Gelens (1969) đà đề xuất ba nhóm yếu tố có liên quan với việc giải đoán đất, là: - Các yếu tố gồm: + Bề mặt địa hình; + Thực vật tự nhiên; + Các loại trồng; + Đá mẹ; + Nớc; + Các công trình nhân tạo; + Động vật - Các yếu tố hỗn hợp gồm : + Các đờng thoát nớc mơng xói; + Cấu trúc mạng lới thoát nớc; + Sử dụng ®Êt; + C¸c ®øt g·y; + C¸c kiÕn tróc cđa động vât - Các yếu tố đoán Không nhìn thấy ảnh mà suy từ yếu tố hai nhóm + Điều kiện thoát nớc; + Đá mẹ; + Các tầng đất; + Các yếu tố ảnh hởng đến xói mòn đất Goosen Deeko (FAO 1967) đà tìm tầm quan trọng yếu tố giải đoán với trình điều tra ®Êt nh− sau: Nh×n chung cã thĨ thÊy u tố có quan hệ chặt với việc giải đoán phục vụ điều tra lập đồ đất là: Kiểu lÃnh thổ (kiểu tự nhiên - land type); Hình thái địa hình (Relief form): - Đá mẹ; - Mức độ phong hoá; - Thành phần giới, độ dày; - Chế độ ẩm; - Chất mùn; - Độ dốc Bảng 44-9 Các nhóm yếu tố giải đoán đất Nhóm I Quan hệ với Hình thái lÃnh thổ Tên yếu tố - Kiểu địa hình - Hình dánh chung 93 Nguyên lý viễn thám hệ thống thông tin địa lý II III IV V Bộ môn Tính toán thuỷ văn - Sờn - Mạng lới đờng tụ thủy - Mạng lới lu vực - Mạng lới sông, suối - Hình dáng thung lũng khe rÃnh Các nét đặc biệt địa - Tông màu hình - Cấu trúc màu - Cấu trúc ảnh Thực vật - Thực vật tự nhiên - Các đặc biệt - Sử dụng đất Các yếu tố giải đoán - Điều kiện nớc - Đá mẹ - Các tầng đất - Tiểu trung địa hình ảnh hởng ngời - Đê sông - Hào rÃnh - Ranh giới đồng ruộng - Cấu trúc dân c - Giao thông - Các điểm khảo cổ Việc phân tích yếu tố đợc kết hợp đồ Bản đồ đợc sử dụng kiểm tra thực địa xác hoá ranh giới đơn vị đất Phơng pháp phân tích yếu tố có thuận lợi ngời điều tra không cần kiến thức sâu đất mà cần ngời lÃnh đạo nhóm biên tập lại Tuy nhiên bất lợi tốn nhiều thời gian công sức so với phơng pháp khác - Phơng pháp phân tích yếu tố tự nhiên Các yếu tố nh phơng pháp , nhng cách sử dụng khác Nhiều yếu tố không cần vạch ranh giới đồ mà lại đợc sử dụng nh sở vật chất mối quan hệ hợp phần tự nhiên cảnh quan Do mối quan hệ nguyên tắc tồn trình tơng tác tự nhiên nên phơng pháp phân tích đợc coi phơng pháp phân tích trình tợng Nh phơng pháp này, vùng nghiên cứu đợc phân thành đơn vị tự nhiên cấp theo tỷ lệ nghiên cứu Việc giải đoán từ ảnh tơng đối thuận lợi Bản đồ đất xây dựng từ phơng pháp cho phép xác định tổ hợp đất đơn vị phân loại đất cấp chủ yếu đơn vị tự nhiên 94 Nguyên lý viễn thám hệ thống thông tin địa lý Bộ môn Tính toán thuỷ văn Bảng 44-10 Quan hệ yếu tố phân tích với khả điều tra đất Yếu tố - Kiểu lÃnh thổ - Địa hình - Hình dạng sờn - Điều kiên thoát nớc - Hệ thống thoát nớc nhân tạo - Thực vật tự nhiên - Đá mẹ - Màu ảnh - Tình hình sử dụng đất Khả nhận thấy ảnh lập thể cao cao cao cao cao cao thÊp cao cao Mèi quan hƯ víi ®iỊu kiƯn ®Êt cao cao cao cao cao cao cao thÊp trung bình Mức độ trùng hợp với ranh giới đất cao cao cao trung b×nh trung b×nh trung b×nh cao thÊp thấp - Phơng pháp phân tích ngoại suy Phơng pháp Bennema Gelen (ITC 1969) đề nghị nh tên gợi ý phơng pháp dựa vào đặc điểm bên lÃnh thổ, miêu tả đơn giản với thuật ngữ dân gian diện mạo bên lÃnh thổ, thí dụ nh: Vùng đất cao, vùng đất giữa, đồi lợn sóng, sờn sờn giữa, dốc đứng Trong thực tiễn, nhiều nhà điều tra ứng dụng phơng pháp giải đoán nhanh ảnh để vạch ranh giới kiểu đất tơng đối xác việc chuyển từ thuật ngữ phơng pháp sang thuật ngữ phơng pháp không khó khăn dối với nhà thổ nhỡng có kinh nghiệm Vì phơng pháp hay đợc dùng kết hợp với phơng pháp c/ Phân loại đối tợng Các ảnh đà đợc phân tích bốn phơng pháp đa ranh giới đơn vị khác Quá trình ổn định tên cho đơn vị liên quan đến trình phân loại đơn vị Sự phân loại ta dùng thuật ngữ tơng tự nh tên định nghĩa đối tợng Ví dụ: Yếu tố phân tích Phân tích sờn Thuật ngữ tơng tự - Sờn cong - Sờn lõm - Đất rừng - Đất đồng cỏ - Cây ¨n qu¶ - ThỊm thÊp - ThỊm cao - BÃi bồi Sử dụng đất Phân tích tự nhiên 95 Nguyên lý viễn thám hệ thống thông tin địa lý Bộ môn Tính toán thuỷ văn Nh thông qua ba pha giải đoán ảnh thu đợc kết thể đơn vị đất đồ, hoàn thành quy trình điều tra đất phơng pháp viễn thám Để nâng cao độ xác công trình, cần thực đủ quy trình đà ghi 3.Sử dụng kỹ thuật viễn thám để hoạ đồ vùng đất bị thoái hoá Đối với loại đất bị thoái hoá (bị nhiễm mặn, bị xói mòn ) kỹ thuật viễn thám đợc ứng dụng rộng rÃi để nghiên cứu đạt đợc kết định Dới trình bày số phơng pháp kết điều tra a) Điều tra đất bị nhiễm mặn Để giải đoán vùng đất bị nhiễm mặn cần thiết phải lựa chọn kỹ kiểu phim ảnh Phim hồng ngoại Ektachrome tỏ thích hợp để giải đoán (Miersetal 1963, Manchanda 1981) Đối với ảnh thông thờng diện tích có màu trắng nơi tích tụ nhiều muối nơi khác Các tài liệu Landsat MSS lựa chọn kỹ mùa chụp băng sóng sử dụng cho kết giải đoán tốt Theo Manchanda, diện tích vùng bị mặn quan sát tốt vào thời gian từ tháng đến tháng bảy Band cho lợng thông tin lớn có độ tơng phản vùng đất bị nhiễm mặn không bị nhiệm mặn lớn nhất, Band cho kết Sự khác tông ảnh đất nhiễm mặn trung bình tông Band độ tơng phản lớn Band nhng yếu Band Band Richardsonetal (1976) mức độ nhiễm mặn cã quan hƯ tèt víi Band cã b−íc sãng tõ 0.69 đến 1.7àm Kết so sánh việc sử dụng ảnh máy bay ảnh vệ tinh để nghiên cứu đất mặn vùng Chambal ấn Độ cho thấy (Manchanda 1984), ảnh hàng không phân biệt đợc ba cấp nhiễm mặn là: ít, trung bình nhiều, tài liệu MSS phát hai cấp nhiễm mặn là: nhiều Sự sai khác diện tích tính toán 1.9% Nếu xét giá thành thời gian việc sử dụng tài liệu MSS rẻ nhanh b) Điều tra đất bị xói mòn Nghiên cứu đất xói mòn phơng pháp viễn thám chủ yếu dựa vào tính chất đất có ảnh hởng đến xói mòn nh thành phần giới, chất hữu cơ, độ ẩm đất Trên ảnh máy bay phát khe rÃnh theo chiều nh độ sâu, chiều rộng, chiều dài nhng ảnh vệ tinh điều khó khăn Diện tích đất có mơng rÃnh vạch ảnh vệ tinh thờng lớn ảnh máy bay khoảng 5% Có thể nhận dạng vùng xói mòn thông qua đặc điểm: - Tiềm xói mòn gắn với thay đổi thực vật; - Sự thay đổi màu đất; - Sự xuất cấu trúc kiểu cành cây; - Thế nằm đụn cát; - Sự xuất vùng đất trơ sỏi đá Manchanda (1985) nghiên cứu xói mòn đất vùng Haryana đà phân cấp xói mòn sau (trên ảnh landsat FCC): E1 : Chia cắt trung bình, vùng đồng thấp trớc núi; E2 : Chia cắt mạnh, đồng cao trớc núi; E3 : Chia cắt mạnh vùng đồi cao Kết luận Tóm lại kỹ thuật viễn thám phơng tiện tốt để nghiên cứu điều tra đất, đà đợc sử dụng có hiệu nhiều nớc Tuy nhiên việc sử dụng nên nhà chuyên môn đất, có trình độ cao mang lại kết tốt Một số quy trình giải đoán ảnh đợc đề xuất 96 Nguyên lý viễn thám hệ thống thông tin địa lý Bộ môn Tính toán thuỷ văn áp dụng, quy trình pha giải đoán ảnh quan trọng nhất, cần tuân thủ nghiêm túc, đáng ý giai đoạn phân tích đối tợng với phơng pháp Quan trọng phơng pháp phân tích yếu tố Kỹ thuật viễn thám đợc sử dụng có hiệu để nghiên cứu đất thoái hoá nh đất bị nhiễm mặn xói mòn 97