Bài tiểu luận cuối kì cơ sở viễn thám

Điều này được chứng minh bằng việc sử dụng các hệ thống hình ảnh có liên quan đến 7 yếu tố A, B, C, D, E, F, và G A Nguồn năng lượng: Yêu cầu đầu tiên đối với viễn thám là cần phải có ng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

- -

BÀI TIỂU LUẬN CUỐI KÌ CƠ SỞ VIỄN THÁM

Hà Nội, ngày 10 tháng 01 năm 2024

Họ và tên sinh viên :

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các tư liệu, số liệu sử dụng trong luận văn là trung thực, có nguồn gốc rõ ràng Các kết quả nghiên cứu trong luận văn chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình khoa học nào

Ngày 10 tháng 01 năm 2024 Người cam đoan

LỜI CẢM ƠN

Để bài luận văn được hoàn thành Trong quá trình làm trước hết em xin gửi lời cảm

ơn chân thành đến Thầy đã tận tình hướng dẫn, truyền đạt những kiến thức, kinh nghiệm cho em trong suốt quá trình thực hiện bài tiểu luận…

Em xin chân thành cảm ơn!

Ngày 10 tháng 01 năm 2024

Tác giả

I.Lý thuyết

1 Khái niệm cơ bản về viễn thám là gì?

Viễn thám là khoa học và nghệ thuật thu nhận thông tin về đối tượng, khu vực hay hiện

tượng thông qua việc phân tích dữ liệu thu được bằng thiết bị không tiếp xúc với đối tượng, khu vực hay hiện tượng nghiên cứu (Lillesand and Kiefer, 1987, 1994)

Viễn thám là thăm dò từ xa về một đối tượng hoặc một hiện tượng mà không có sự tiếp xúc trực tiếp với đối tượng hoặc hiện tượng đó

Theo McCloy (1995) viễn thám là sự thu nhận dữ liệu dùng thiết bị cảm biến đặt ở xa, và việc khai thác thông tin từ dữ liệu đó

Viễn thám là khoa học thu nhận, xử lý và diễn giải các số đo thu được từ máy bay

và vệ tinh (Sabins, 1997)

Mather (1999) cho rằng khoa học viễn thám bao gồm việc giải đoán các số đo năng lượng điện từ phản xạ hay bức xạ bởi một mục tiêu từ một điểm quan sát ở xa mục tiêu Quan sát trái đất bằng viễn thám là giải đoán và hiểu các số đo năng lượng điện từ phản xạ từ hay phát xạ bởi bề mặt trái đất hay khí quyển, và thiết lập quan

hệ giữa các số đo đó với bản chất và sự phân bố các hiện tượng trên mặt đất hay trong khí quyển

Viễn thám là khoa học thu nhập thông tin về bề mặt Trái Đất mà không thực sự tiếp xúc

với nó Điều này được thực hiện bằng cách cảm nhận và ghi lại năng lượng phản xạ hoặc phát ra vì xử lý, phân tích và ứng dụng các thông tin đó

Viễn thám là quá trình liên quan đến sự tương tác giữa bức xạ tới và các mục tiêu trên bề

mặt Trái Đất Điều này được chứng minh bằng việc sử dụng các hệ thống hình ảnh có liên quan đến 7 yếu tố (A, B, C, D, E, F, và G)

(A) Nguồn năng lượng: Yêu cầu đầu tiên đối với viễn thám là cần phải có nguồn cung cấp năng lượng điện từ cho các mục tiêu trên bề mặt Trái Đất (B) Bức xạ và bầu khí quyển: Khi năng lượng được truyền đến các mục tiêu trên bề mặt Trái Đất sẽ tiếp xúc và tương tác với bầu khí quyển Sự tương tác này có thể diễn ra lần thứ hai khi năng lượng truyền từ các mục tiêu trên bề mặt Trái Đất đến cảm biến

(C) Tương tác với mục tiêu: Một khi năng lượng đi đến các mục tiêu thông qua bầu khí quyển sẽ tương tác với các mục tiêu tùy thuộc vào đặc tính của các mục tiêu tùy thuộc vào đặc tính của các mục tiêu và bức xạ

(D) Ghi nhận năng lượng bằng cảm biến: Sau khi năng lượng bị phân tán hoặc được phát ra từ các mục tiêu trên bề mặt Trái Đất, một bộ cảm biến từ xạ được gắn trên các thiết bị vệ tinh thu nhập và ghi nhận bức xạ điện từ

(E) Truyền, tiếp nhận và xử lý: Năng lượng được ghi lại bởi cảm biến phải được truyền thường ở dạng điện tử, đến 1 trạm tiếp nhận và xử lý, nơi dữ liệu được xử lý thanh hình ảnh kỹ thuật số

(F) Giải đoán và phân tích hình ảnh đã xử lý được giải đoán bằng trực quan hoặc kỹ thuật số, để trích xuất thông tin về các mục tiêu trên bề mặt Trái Đất

(G) Các ứng dụng: Khi các đối tượng trên bề mặt Trái Đất được trích xuất từ hình ảnh vệ tinh tiết lộ một số thông tin mới hoặc hỗ trợ giải quyết một số vấn đề cụ thể nào đó

Viễn thám là phương pháp sử dụng bức xạ điện từ như một phương tiện để nghiên cứu,

điều tra, đo đạc những thuộc tính cơ bản của các đối tượng hoặc hiện tượng mà không cần tiếp xúc trực tiếp với các đối tượng, hiện tượng đó

- Đối tượng: ngôi nhà, cái cây…

- Hiện tượng: ngập lụt, ô nhiễm, nhiệt độ…

Dữ liệu số

Tư liệu ảnh

Tư liệu mặt đất

Viễn thám được thực hiện từ nhiều khoảng cách/độ cao khác nhau:

- Tầng mặt đất

- Tầng máy bay

- Tầng vũ trụ

Các độ cao hoạt động viễn thám Thu nhận thông tin nhưng không tiếp

xúc trực tiếp tới đối tượng, từ nhiều độ cao khác nhau.

Tầng vệ tinh: 300-36000 km chia ra:

- Nhỏ hơn 1000km

- Từ 1000km – 36000km

Tầng máy bay: 5-20km

Tầng mặt đất: 0,5-30m

2 Phương pháp thu thập dữ liệu trong viễn thám là như thế nào?

Dữ liệu cảm biến từ xa phải ở định dạng kỹ thuật số để thực hiện quá trình xử lý ảnh Phương pháp thu nhập dữ liệu trong viễn thám có thể bao gồm sử dụng các công cụ và kỹ thuật sau:

1 Hình ảnh vệ tinh: Sử dụng hình ảnh từ vệ tinh để thu thập dữ liệu địa lý và hình ảnh vùng đất từ trên cao Các vệ tinh như Landsat, Sentinel, hoặc WorldView cung cấp hình ảnh với độ phân giải khác nhau để nghiên cứu địa hình, thực vật, và các biểu hiện khác trên mặt đất

2 LIDAR (Laser Imaging Detection and Ranging): Sử dụng sóng laser để tạo ra hình ảnh và bản đồ chi tiết của môi trường địa lý

3 Quang phổ: Đo quang phổ từ các hình ảnh viễn thám để xác định các thông tin về loại cây cỏ, đất, nước, và các yếu tố môi trường khác

4 GPS (Global Positioning System): Sử dụng GPS để xác định vị trí địa lý và thu thập dữ liệu vị trí

5 RADAR (Radio Detection and Ranging): Sử dụng sóng radar để thu thập dữ liệu về các đối tượng và môi trường từ xa, đo khoảng cách và thu thập dữ liệu về mặt đất, đặc biệt là trong điều kiện thời tiết xấu hoặc trong bóng tối

6 Mạng cảm biến: Sử dụng các cảm biến đất đồng đều trên một khu vực lớn để theo dõi

sự thay đổi trong môi trường, chẳng hạn như cảm biến độ ẩm, cảm biến nhiệt độ, hoặc cảm biến khí quyển

7 GIS (Geographic Information System): Sử dụng hệ thống thông tin địa lý để tổ chức, quản lý và phân tích dữ liệu địa lý từ nhiều nguồn khác nhau

8 Âm thanh:

• Sóng âm: sóng âm thụ động được áp dụng để lắng nghe âm thanh được tạo

ra bởi một vật thể khác (một con tàu, cá voi, v v.), sóng âm chủ động, phát ra các loại xung âm thanh và thu lại âm thanh phản xạ, được dùng để phát hiện, dò tìm và

đo đạc các vật thể dưới nước và các loại địa hình

• Đồ thị địa chấn được chụp tại các địa điểm khác nhau để xác định vị trí và

đo động đất (sau khi chúng xảy ra) bằng cách so sánh cường độ tương đối và thời gian chính xác

• Siêu âm: Các cảm biến siêu âm, phát ra xung tần số cao và thu nhận âm thanh phản xạ, được sử dụng để phát hiện sóng nước và mực nước, áp dụng trong các đồng hồ đo thủy triều hoặc cho các bể kéo

Các phương pháp này cho phép thu thập dữ liệu địa lý, hình ảnh và thông tin khác từ xa

để phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau, bao gồm quản lý tài nguyên, định vị, và định

vị địa lý

3: So sánh đặc điểm của viễn thám chủ động và viễn thám bị động?

Khái niệm:

- Viễn thám chủ động (active): nguồn tia tới là tia sáng phát ra từ các thiết bị nhân tạo, thường là các máy phát đặt trên các thiết bị bay Có thể làm việc trong mọi điểu kiện thời tiết các mùa trong năm và mọi thời điểm trong ngày

- Viễn thám bị động (passive): nguồn phát bức xạ là mặt trời hoặc từ các vật chất tự nhiên Chỉ làm việc khi mặt đất được chiếu sáng, chỉ thực hiện ban ngày

Để so sánh điểm giống nhau và khác nhau giữa viễn thám chủ động và viễn thám bị động, chúng ta có thể sử dụng các điểm sau:

Điểm giống nhau:

1 Mục tiêu: Cả viễn thám chủ động và bị động đều nhằm thu thập thông tin từ môi trường xung quanh để phục vụ cho các mục đích quan sát, phân tích và dự đoán

2 Ứng dụng: Cả viễn thám chủ động và bị động đều được sử dụng trong nhiều lĩnh vực như quân sự, địa lý, môi trường, nông nghiệp, và địa chất

Điểm khác nhau:

1 Phương pháp thu thập: Viễn thám chủ động sử dụng các thiết bị hoặc cảm biến để phát

ra tín hiệu hoặc sóng và sau đó thu thập dữ liệu từ phản ứng của môi trường xung quanh, trong khi viễn thám bị động thu thập dữ liệu mà không cần phải phát ra tín hiệu hoặc sóng

2 Tác động đến môi trường: Viễn thám chủ động có thể tác động đến môi trường thông qua việc phát ra tín hiệu hoặc sóng, trong khi viễn thám bị động không gây ra ảnh hưởng đáng kể đến môi trường

3 Loại dữ liệu thu thập: Viễn thám chủ động thường tập trung vào việc thu thập dữ liệu

về vị trí, hình dạng và đặc điểm của các vật thể, trong khi viễn thám bị động thường thu thập dữ liệu từ ánh sáng, nhiệt độ, hoặc phản xạ từ môi trường

Những điểm giống nhau và khác nhau trên cung cấp một cơ sở vững chắc để so sánh và phân tích sự khác biệt giữa viễn thám chủ động và viễn thám bị động trong một bài tiểu luận

4: Liệt kê các kênh phổ (Band) của ảnh viễn thám quang học miễn phí ngày nay?

Dưới đây là một số kê phổ (band của ảnh viễn thám quang học miễn phí hiện nay:

1 Ánh sáng nhìn thấy-Visible light band (Band 1): Khoảng 0.4 - 0.7 micromet (µm) 2.Hồng ngoại gần-Near Infrared band (Band 2): Khoảng 0.7 - 1.3 micromet (µm)

3 Short Wave Infrared band (Band 3): Khoảng 1.3 - 3.0 micromet (µm)

4 Mid-Wave Infrared band (Band 4): Khoảng 3.0 - 5.0 micromet (µm)

5 Long Wave Infrared band (Band 5): Khoảng 8.0 - 14.0 micromet (µm)

Các kênh phổ này cung cấp thông tin quan trọng về môi trường, địa hình, và các đối tượng khác trên trái đất và được sử dụng rộng rãi trong viễn thám quang học

5: Ảnh SAR được sử dụng trong lĩnh vực quản lí đất đai như thế nào?

Ảnh SAR (Synthetic Aperture Radar) là một loại ảnh viễn thám được tạo ra bằng cách sử dụng sóng vô tuyến để phản xạ bề mặt đất Ảnh SAR có thể cung cấp thông tin về độ cao,

độ dốc, độ ẩm, cấu trúc và sự biến đổi của đất Một số ứng dụng của ảnh SAR trong quản

lý đất đai là:

- Giám sát và đánh giá tình trạng đất, như sự xói mòn, suy thoái, ô nhiễm, phân loại đất

và khả năng canh tác

- Phát hiện và theo dõi các hoạt động sử dụng đất, như khai thác khoáng sản, chăn nuôi, lâm nghiệp, nông nghiệp và đô thị hóa

- Đo lường và giảm thiểu tác động của thiên tai, như lũ lụt, hạn hán, trượt lở, sóng thần và động đất

- Thu thập dữ liệu ở những vùng thường bị che phủ bởi mây hay sương mù và che khuất bởi bóng tối

- Hỗ trợ trong việc lập kế hoạch và quy hoạch đất đai, như xác định ranh giới, phân bổ tài nguyên, bảo vệ môi trường và phát triển bền vững

6 Làm thế nào viễn thám có thể được sử dụng trong lĩnh vực đất đai?

Viễn thám có thể được sử dụng trong lĩnh vực đất đai theo các cách sau:

1 Đánh giá tài nguyên: Viễn thám cung cấp khả năng thu thập thông tin về tài nguyên đất đai như sự phân bố và diện tích các loại đất, sự phát triển của nông nghiệp, rừng, đồng

cỏ, mặt nước và các tài nguyên thiên nhiên khác Dữ liệu viễn thám giúp đánh giá những thay đổi về tài nguyên trong thời gian và giúp lập kế hoạch sử dụng đất đai hiệu quả

2 Quản lý sử dụng đất: Dữ liệu viễn thám có thể được sử dụng để xác định và giám sát các khu vực đất đai và sử dụng đất đúng theo quy hoạch và định mức Viễn thám giúp xác

định sự thay đổi trong việc sử dụng đất và đánh giá tác động của các hoạt động con người đến môi trường và sự bền vững của hệ sinh thái

3 Đánh giá rủi ro thiên tai: Viễn thám cung cấp thông tin về địa hình và khả năng tổn thương của các khu vực đất đai khi xảy ra thiên tai như lũ lụt, động đất hoặc cháy rừng

Dữ liệu viễn thám giúp xác định và đánh giá rủi ro thiên tai và hỗ trợ quá trình lập kế hoạch ứng phó và phục hồi sau thiên tai

4 Giám sát môi trường: Viễn thám có thể theo dõi sự biến đổi và phân loại môi trường đất đai như xác định mức độ ô nhiễm môi trường, theo dõi sự thay đổi về chất lượng đất, đánh giá sự tác động của khai thác mỏ và công trình xây dựng đến môi trường Thông tin này có thể được sử dụng để đưa ra quyết định về bảo vệ môi trường và quản lý tài nguyên đất đai

Như vậy, viễn thám đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp thông tin và dữ liệu để giúp quản lý tài nguyên đất đai, đánh giá tài nguyên, quản lý sử dụng, đánh giá rủi ro và giám sát môi trường trong lĩnh vực đất đai

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 1

LỜI CẢM ƠN 2

I.Lý thuyết 3

1 Khái niệm cơ bản về viễn thám là gì? 3

2 Phương pháp thu thập dữ liệu trong viễn thám là như thế nào? 5

3 So sánh đặc điểm của viễn thám chủ động và viễn thám bị động? 6

Khái niệm: 7

Điểm giống nhau: 7

Điểm khác nhau: 7

4.Liệt kê các kênh phổ (Band) của ảnh viễn thám quang học miễn phí ngày nay? 8

5 Ảnh SAR được sử dụng trong lĩnh vực quản lí đất đai như thế nào? 8