Những kiến thức cơ bản về viễn thám

Chương 3: Những kiến thức RS CHƯƠNG 3: NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ RS Mục ñích: Giúp người học nắm ñược số vấn ñề sau: - Lịch sử phát triển RS giới Việt Nam - Định nghĩa, nguyên lý làm việc thành phần RS - Các yếu tố ảnh hưởng ñến lượng sóng ñiện từ, phản xạ phổ - Các loại RS vệ tinh RS - Tổng thể vật mang, cảm biến RS Lịch sử phát triển Trên giới Thuật ngữ ‘Viễn Thám’ ñược ñưa vào năm 1960 Evelyn Pruitt thuộc viện Hải quân Hoa Kỳ Tuy nhiên, lịch sử viễn thám ñã có từ trước Đầu tiên ảnh chụp từ khinh khí cầu gần Paris 1858 Suốt 50 năm sau ñã có tiến rõ rệt ñó thiết kế máy ảnh làm phim nhũ Năm 1909, phi công Wilbur Wright ñã chụp ảnh ñầu tiên từ máy bay bay qua vùng Centocelli Ý Hầu hết ảnh không chụp theo phương ngang mà xiên xuống mặt ñất Phổ biến hình ảnh thành phố lớn danh lam thắng cảnh Qua ñây, nhà khoa học nhận thấy tiềm chụp ảnh không công cụ tạo ñồ bước khoa học quan trắc phát triển Mãi ñến chiến tranh giới thứ nhất, chụp ảnh không ñược sử dụng với quy mô lớn có hệ thông Máy ảnh ñược thiết kế ñặc biệt ñể thám không xử lý nhanh chóng ñể chụp hàng nghìn ảnh ngày Song song ñó, công nghệ giải ñoán ảnh ñể có thông tin bổ ích ñược phát triển Bằng cách quan sát diễn biến người sở mặt ñất thời gian dài giúp cho nhà chiến lược dự ñoán ñược trình thao diễn quân Đến cuối chiến tranh giới thứ nhất, ñã có cải tiến ñáng kể máy bay, thiết bị xử lý máy ảnh số lượng người có kinh nghiệm chụp ảnh không, xử lý ảnh tăng lên ñáng kể Những cải tiến thiết bị chụp ảnh ñược giới thiệu năm 1920 1930 chụp ảnh không trở thành nguồn thông tin tin cậy ñể biên tập ñồ Chụp ảnh không chưa ñược sử dụng phổ biến Chủ yếu nhà ñịa lý, lâm nghiệp nhà quy hoạch Châu Âu Bắc Mỹ ñã sử dụng cho nghiên cứu với ñịa lý với quy mô nhỏ Châu Phi Nam Mỹ Phim màu ñược phát triển lần ñầu thời kỳ sử dụng cho ñến chiến tranh giới thứ Một vài lĩnh vực nghiên cứu khoa học ñã khởi xướng tạo tảng cho công nghệ viễn thám sau Chiến tranh giới thứ ñã tạo tiền ñề cho việc phát triển nhanh công nghệ viễn thám Việc phân tích ảnh không phục vụ cho trinh sát quân lại ñược áp dụng Công nghệ giải ñoán ảnh trở nên tinh vi ñóng vai trò quan trọng cho nghiên cứu vùng ven biển Khả chụp xuyên qua nước, ñặc biệt ảnh màu ñã tạo ñiều kiện thuận tiện cho việc thu thập thông tin ñộ sâu, chướng ngại vật ñáy biển mà ñồ hàng hải Những thước phim hồng ngoại ñã xuất thời gian chiến tranh nhằm phát quân ngụy trang Mạng lưới Rada ñược dựng lên vào năm 1940 ñể cung cấp sớm cảnh báo cho máy bay Tiến công nghệ rada cho phép 84 Phạm Văn Thông Chương 3: Những kiến thức RS phát triển giám sát nhận thiết bị phạm vi hẹp Rada cung cấp hình ảnh thực ñịa hình vị trí mục tiêu ñộ xác phụ thuộc vào ñiều kiện thời tiết ánh sáng Rada giúp xác ñịnh vị trí ñể ném bôm kể ban ñêm, ñiều kiện thời tiết xấu, hữu ích cho hàng hải ven biển Trong năm 1950 hệ thống ảnh hồng ngoại ñược phát triển, cung cấp hình ảnh xạ vật thể ñịa vật Hệ thống hồng ngoại không phụ thuộc vào ánh sáng vượt qua ñám mây Trong thời gian Side Looking Airborne Radar (SLAR) phát triển ñã cải thiện ñược hạn chế PPI Rada Cả hai hệ thống thiết kế sử dụng quân hoạt ñộng vài năm lĩnh vực dân Năm 1957, U.S.S.R (Liên Xô) ñã tung SPUTNIK-1, ñánh dấu bắt ñầu ‘thời ñại không gian’ Năm 1959, vệ tinh EXPLORER-6 US ñã truyền hình ảnh trái ñất ñược chụp từ vệ tinh Vệ tinh khí tượng ñầu tiên giới TIROS-1 ñược phóng vào năm 1960, tiền thân vệ tinh thời tiết thời Những vệ tinh không gian có vai trò ñặc biệt việc tạo nhận thức cho người khả lập ñồ giám sát mặt ñất từ liệu vệ tinh Những ảnh ñầu tiên trái ñất ñược chụp từ vệ tinh ñã mang ñến ngạc nhiên cho người tính chi tiết ñặc ñiểm mặt ñất phạm vi rộng lớn Sau này, Mỹ Liên Xô ñã ñưa Camera máy quét ñặc biệt ñể chụp ảnh phục vụ cho ñánh giá tài nguyên Trong chứng minh giá trị hình ảnh không gian, họ sớm nhận vệ tinh tính toàn cầu Những hạn chế ñã ñược khắc phục phần lớn việc phát triển hàng loạt vệ tinh tài nguyên trái ñất LANDSAT Mỹ Vệ tinh hoạt ñộng quỹ ñạo thấp LANDSAT hệ thống tương tự sau ñã cung cấp ảnh không gian với mức chi tiết giúp ích cho nghiên cứu biển, cho dù thời gian xuất Ngoài vệ tinh ñang hoạt ñộng không gian, ñã có hệ thống ñang ñược thử nghiệm ñể giám sát môi trường biển Trong số này, bậc vệ tinh NIMBUS-7 dùng chụp ảnh màu vùng ven biển - Coastal Zone Colour Scanner (CZCS) vệ tinh SEASAT với cảm biến chuyên dụng ñể nghiên cứu biển Trong vài năm gần ñây, Liên Xô Mỹ ñã có vệ tinh viễn thám riêng cho họ Máy bay ñóng vai trò viễn thám tính linh hoạt ñộ cao, lịch trình khả bổ sung cảm biến dễ dàng Tùy thuộc vào yêu cầu thông tin người sử dụng nguồn lực sẵn có, máy bay phù hợp với nghiên cứu viễn thám có tính thay ñổi ñộ cao, ñộng … Máy bay ñược sử dụng ñể thử nghiệm cảm biến trước ñưa lên vệ tinh Những tiến nhanh chóng công nghệ máy tính ñã có ảnh hưởng lên tất khía cạnh Viễn Thám Sự quan tâm người sử dụng ñó phát triển công nghệ xử lý ảnh phục vụ cho phân tích liệu; chương trình máy tính ñể nắn ảnh, nâng cao chất lượng khai thác liệu; tốc ñộ xử lý máy tính cho phép ngươig dùng thực phân tích liệu khu vực rộng lớn thời gian ngắn Với tiến công nghệ thu thập phân tích liêu Ngày nay, Viễn thám ñang gặp thách thức lớn ñó cung cấp thông tin tiện 85 Phạm Văn Thông Chương 3: Những kiến thức RS lợi, kịp thời ñến người cần Điều cần có sở hạ tầng ñể truy cập, xử lý, phân phối có cộng ñồng áp dụng cho mục ñích Ở Việt Nam Công nghệ viễn thám ñã ñược ứng dụng Việt Nam từ năm 70 kỷ 20 Thời gian ñầu vài quan nước ñã thu nhận ảnh vệ tinh phục vụ cho ứng dụng thuộc lĩnh vực ñịa chất lâm nghiệp Thời gian tiếp theo, ứng dụng ñược mở rộng thêm cho lĩnh vực khác nông nghiệp, giám sát môi trường thiên thai, quy hoạch, nghiên cứu khoa học… Trong khoảng thời gian từ 1979 ñến 1980 vài tổ chức Việt Nam ñã bắt ñầu nắm bắt công nghệ viễn thám Trong 10 năm tiếp theo, viễn thám ñã ñược mở rộng cho nghiên cứu thí nghiệm ñể xác ñịnh phương pháp khả sử dụng liệu viễn thám cho việc giải nhiệm vụ an sinh xã hội Việt Nam Giai ñoạn 1990-1995, bên cạnh tiếp tục việc mở rộng nghiên cứu thí nghiệm, nhiều lĩnh vực ñã sử dụng công nghệ viễn thám vào ứng dụng sống ñã gặt hái ñược kết có ý nghĩa công nghệ, khoa học kinh tế Hiện nay, số tổ chức ñã hoạt ñộng cách chuyên nghiệp lĩnh vực viễn thám Các tổ chức tập trung nhiều quan nhà nước phân tán từ trung ương ñến ñịa phương cán ngành, cục, tỉnh, viện trường ñại học Số lượng quan gia tăng tới hàng chục tổ chức với hàng trăm cán làm nhiệm vụ lĩnh vực viễn thám Các cán ñược ñào tạo nước Công nghệ viễn thám ñã trở nên công cụ ñược sử dụng phổ biến Việt Nam cho nghiên cứu khoa học, quản lý tạo ñồ tài nguyên thiên nhiên Công nghệ viễn thám ñã ñược ñầu tư tổ chức Bộ tài nguyên môi trường trung tâm viễn thám, viện nghiên cứu ñịa chất khoáng sản ñã nghiên cứu nhiều ñề tài liên quan tới viễn thám Mục ñích chúng ñể nâng cao chất lwngj hiệu nghiên cứu Nhiều dự án nghiên cứu khoa học công nghệ viễn thám ñược thiện viện khoa học công nghệ Việt Nam trường ñại học lĩnh vực biển, sinh thái, khoa học trái ñất, nghiên cứu môi trường quy hoạch Từ thời gian bắt ñầu ñến nay, tổ chức tham gia vào hoạt ñộng lĩnh vực viễn thám Việt Nam ñã thu thập ñược nhiều liệu viễn thám từ ngụồn khác với thời ñiểm khác ña dạng loại ảnh Tuy nhiên, liệu ảnh viễn thám phổ biến ảnh vệ tinh có ñộ phân giải thấp trung bình (ñộ phân giải khoảng 5-20m) Mục ñích việc sử dụng liệu ñể phục vụ cho nghiên cứu ứng dụng ñòi hỏi ñộ xác trung bình thấp quản lý tài nguyên môi trường, giám sát biến ñộng môi trường nguồn tài nguyên thiên nhiên, cập nhật thông tin cho ñồ tỷ lệ nhỏ trung bình ñồ chuyên ñề Những phương pháp ñể giải ñoán phân loại ñối tượng thông tin phương pháp thủ công ñược dựa kinh nghiệm kiến thức chuyên gia lĩnh vực giải ñoán ảnh hàng không Từ năm cuối kỷ 20 ñầu kỷ 21 nhiều tổ chức, viện nghiên cứu ñã ứng dụng phương pháp dựa pixel cho việc phân loại cách tự ñộng phương pháp hình hộp, khoảng cách ngắn nhất, phương pháp xác suất Gần ñây, tổ chức ñã bắt ñầu sử dụng ảnh có ñộ phân giải không gian cao (ñộ phân giải nhỏ 5m) ñến ứng dụng ñòi hỏi ñộ xác cao cập nhật liệu không gian cho ñồ tỷ lệ lớn Tuy nhiên, việc phân loại, trích lọc 86 Phạm Văn Thông Chương 3: Những kiến thức RS thông tin từ phương pháp cũ ñã thể nhiều vấn ñề tượng muối tiêu nhiều, hay khó phân loại ñối tượng theo mục ñích sử dụng ñể giải vấn ñề tổ chức ñã sử dụng lại phương pháp trích lọc thông tin ảnh phương pháp thủ công Thấy ñược phát triển nhanh cấp thiết ứng dụng công nghệ viễn thám sống, phát triển kinh tế xã hội giới Chính phủ nước ta ñã có ñịnh hướng cho phát triển công nghệ vũ trụ Ngày 14/6/2006, thủ tướng phủ ñã ñịnh ‘chiến lược nghiên cứu ứng dụng công nghệ vũ trụ ñến năm 2020’ Trong giai ñoạn 2006-2010, ñẩy mạnh chiều rộng chiều sâu lĩnh vực ñó có viễn thám Ứng dụng viễn thám vào ngành khí tượng thủy văn, tài nguyên môi trường cụ thể lạ nâng cao chất lượng dự báo sớm mưa bão, lũ, lũ quét, sạc lở ñật loại thiên tai khác, ñánh giá biến ñổi khí hậu toàn cầu ñến Việt Nam Định kỳ ñánh giá biến ñộng sử dụng ñất ñai, xây dựng sở liệu ñồ chuyên ñề số hóa dùng chung cho nhiều quan từ trung ương ñến ñịa phương Với ngành nông nghiệp, thủy sản, ñiều tra tài nguyên mở rộng ứng dụng viễn thám việc xây dựng quy trình dự báo sản lượng lúa vùng trồng lúa trọng ñiểm, dự báo lũ lụt, khô hạn, cháy rừng; quy hoạch nuôi trồng thủy sản ñánh bắt hải sản; nghiên cứu tượng tài nguyên dầu khí, nước ngầm … Từ năm 2011 ñến 2020 ñưa vào ứng dụng Việt Nam thành tựu vệ tinh quan sát trái ñất ñộ phân giải cao, vệ tinh ñịnh vị có ñộ xác cao, thiết bị mặt ñất gọn nhẹ tích hợp nhiều chức Bên cạnh ñó thành lập Ủy ban vũ trụ Việt Nam Viện công nghệ vũ trụ ñể tập trung xây dựng khung pháp lý, phát triển sở hạ tầng, phần cứng, phần mềm nguồn nhân lực cho việc phát triển ứng dụng công nghệ vũ trụ Việt Nam Định nghĩa Viễn thám Nói cách nôm na “viễn thám” có hai từ “viễn” “thám” “Viễn” có nghĩa xa, từ xa, không tiếp xúc với ñối tượng “Thám” có nghĩa tìm hiểu, lấy thông tin ñối tượng Ta hiểu cách ñơn giản viễn thám ngành khoa học nghiên cứu ñối tượng mà không tiếp xúc trực tiếp với chúng Trong tiếng Anh, viễn thám “remote sensing”, thường ñược viết tắt RS Nếu nói cách khoa học dùng ñịnh nghĩa sau: Viễn thám khoa học thu nhận thông tin bề mặt trái ñất mà không tiếp xúc trực tiếp với bề mặt Điều ñược thực nhờ vào việc quan sát thu nhận lượng phản xạ, xạ từ ñối tượng sau ñó phân tích, xử lý, ứng dụng thông tin nói (theo CCRS) Nguyên lý làm việc RS Sóng ñiện từ ñược phản xạ xạ từ vật thể nguồn cung cấp thông tin chủ yếu ñặc tính ñối tượng Ảnh viễn thám cung cấp thông tin vật thể tương ứng với lượng xạ ứng với bước xóng ñã xác ñịnh Đo lường phân tích lượng phản xạ phổ ghi nhận ảnh viễn thám cho phép tách thông tin hữu ích loại lớp phủ mặt ñất khác tương tác xạ ñiện từ vật thể Một thiết bị dùng ñể cảm nhận sóng ñiện từ phản xạ hay xạ từ vật thể ñược gọi ‘bộ cảm biến – Sensors’ Bộ cảm biến máy chụp ảnh máy 87 Phạm Văn Thông Chương 3: Những kiến thức RS quét Phương tiện mang sensors ñược gọi ‘vật mang’ Vật mang máy bay, khinh khí cầu, tàu thoi hay vệ tinh….hình 3.1 thể số vật mang: (a) (b) (c) (d) (e) (f) Hình 3.1: (a-IKONOS 2), (b-OrbView (SeaStar)), (c-EROS A1) , (d-NOAA 12, 14, 16), (e-RADARSAT 1), (f-SPOT 1, 2, 4) Hình 3.2: Nguyên lý thu thập liệu ảnh viễn thám 88 Phạm Văn Thông Chương 3: Những kiến thức RS Nguồn lượng thường sử dụng viễn thám xạ mặt trời, lượng sóng ñiện từ vật thể phản xạ hay xạ ñược thu nhận cảm biến ñặt vật mang Thông tin lượng phản xạ vật thể ñược ghi nhận ảnh viễn thám thông qua xử lý tự ñộng máy giải ñoán trực tiếp từ ảnh dựa kinh nghiệm chuyên gia Cuối cùng, liệu thông tin liên quan ñến vật thể tượng khác mặt ñất ñược ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nông lâm nghiệp, khí tượng, môi trường, ñịa chất, thủy sản… Hình 3.3, thể sơ ñồ quy trình công nghệ ñược sử dụng việc tách thông tin hữu ích từ ảnh viễn thám Hình 3.3: Nguyên lý thu nhận quy trình xử lý liệu viễn thám Toàn trình thu nhận xử lý ảnh viễn thám chia thành thành phần sau: - Nguồn cung cấp lượng - Sự tương tác lượng với khí - Sự tương tác với vật thể bề mặt trái ñất - Chuyển ñổi lượng phản xạ từ vật thể thành liệu ảnh số cảm biến - Hiển thị ảnh số cho việc giải ñoán xử lý Những thành phần RS Hệ thống viễn thám thường bao gồm phần tử có quan hệ chặt chẽ với Theo trình tự hoạt ñộng hệ thống, chúng thể hình 3.4: Nguồn lượng (A): Thành phần ñầu tiên hệ thống viễn thám nguồn lượng ñể chiếu sáng hay cung cấp lượng ñiện từ tới ñối tượng quan tâm Có loại viễn thám sử dụng lượng mặt trời, có loại tự cung cấp lượng tới ñối tượng Thông tin viễn thám thu thập ñược dựa vào lượng từ ñối tượng ñến Hình 3.4: Những thành phần RS 89 Phạm Văn Thông Chương 3: Những kiến thức RS thiết bị nhận, nguồn lượng chiếu sáng hay truyền tới ñối tượng lượng ñi từ ñối tượng ñến thiết bị nhận Những tia phát xạ khí (B): Vì lượng ñi từ nguồn lượng tới ñối tượng nên phải tác qua lại với vùng khí nơi lượng ñi qua Sự tương tác lặp lại vị trí không gian ñó lượng phải ñi theo chiều ngược lại, tức từ ñối tượng ñến cảm Sự tương tác với ñối tượng (C): Một ñược truyền qua không khí ñến ñối tượng, lượng tương tác với ñối tượng tuỳ thuộc vào ñặc ñiểm ñối tượng sóng ñiện từ Sự tương tác truyền qua ñối tượng, bị ñối tượng hấp thu hay bị phản xạ trở lại vào khí Thu nhận lượng cảm (D) Sau lượng ñược phát hay bị phản xạ từ ñối tượng, cần có cảm từ xa ñể tập hợp lại thu nhận sóng ñiện từ Năng lượng ñiện từ truyền cảm mang thông tin ñối tượng Sự truyền tải, thu nhận xử lý (E) Năng lượng ñược thu nhận cảm cần phải ñược truyền tải, thường dạng ñiện từ, ñến trạm tiếp nhận-xử lý nơi liệu ñược xử lý sang dạng ảnh Ảnh liệu thô Giải ñoán phân tích ảnh (F): Ảnh thô ñược xử lý ñể sử dụng ñược Để lấy ñược thông tin ñối tượng người ta phải nhận biết ñược hình ảnh ảnh tương ứng với ñối tượng Công ñoạn ñể “nhận biết” gọi giải ñoán ảnh Ảnh ñược giải ñoán kết hợp nhiều phương pháp Các phương pháp giải ñoán thủ công mắt, giải ñoán kỹ thuật số hay công cụ ñiện tử ñể lấy ñược thông tin ñối tượng khu vực ñã chụp ảnh Ứng dụng (G): Đây phần tử cuối trình viễn thám, ñược thực ứng dụng thông tin mà ñã chiết ñược từ ảnh ñể hiểu rõ ñối tượng mà quan tâm, ñể khám phá thông tin mới, kiểm nghiệm thông tin ñã có nhằm giải vấn ñề cụ thể Yếu tố ảnh hưởng ñến lượng sóng ñiện từ Năng lượng sóng ñiện từ lan truyền qua môi trường khí bị phần tử khí hấp thụ hình thức khác tùy thuộc vào bước sóng cụ thể Trục ngang hình 3.5 thể giá trị bước sóng trục ñứng thể % lượng ứng với bước sóng cụ thể truyền qua khí Các vùng phổ mà không bị ảnh hưởng mạnh môi trường khí (còn ñược gọi cửa sổ khí quyển) ñược chọn ñể sử dụng cho việc thu nhận ảnh viễn thám Các bước sóng ngắn 0,3µm bị hấp thụ tầng Ôzôn, vùng ánh sáng khả kiến mặt trời cung cấp bị hấp thu khí lượng sóng ñiện từ ứng với bước sóng 0,5µm có ưu cho việc thu nhận ảnh viễn thám Bức xạ nhiệt trái ñất có lượng cao bước sóng 10µm vùng cửa số khí sóng vô tuyến cao tần với bước sóng lớn 1mm bị hấp thu khí Do ñó, ảnh viễn thám nhận ñược thường dựa vào ño lường lượng phản xạ sóng ñiện từ nằm vùng sóng vô tuyến cao tần (ảnh Rada) trường hợp ngoại lệ không sử dụng lượng mặt trời 90 Phạm Văn Thông Chương 3: Những kiến thức RS Hình 3.5: Vùng phổ sử dụng viễn thám bị hấp thu lượng khí Trong viễn thám, người ta thường quan tâm ñến khả lan truyền sóng ñiện từ khí quyển, tượng chế tương tác sóng ñiện từ với khí có tác ñộng mạnh ñến thông tin ñược thu nhận cảm biến Khí có ñặc ñiểm quan trọng ñó tương tác khác ñối với xạ ñiện từ có bước sóng khác Đối với viễn thám quang học, nguồn lượng cung cấp chủ yếu mặt trời có mặt thay ñổi phân tử nước khí (theo không gian thời gian) có lớp khí nguyên nhân chủ yếu gây nên biến ñổi lượng phản xạ từ mặt ñất ñến cảm biến Khoảng 75% lượng mặt trời chạm ñến lớp khí ñược truyền xuống mặt ñất trình lan truyền sóng ñiện từ bị hấp thu, tán xạ khúc xạ trước ñến cảm biến Các loại khí Oxy, Nitơ, Cacbonic, Ôzôn, nước,… phần tử lơ lửng khí tác nhân ảnh hưởng ñến suy giảm lượng sóng ñiện từ trình lan truyền Để hiểu rõ chế tương tác sóng ñiện từ khí quyển, việc chọn phổ ñiện từ ñể sử dụng cho việc thu nhận ảnh viễn thám Bảng 3.1 thể ñặc ñiểm dải phổ ñiện từ thường ñược sử dụng công nghệ viễn thám Bảng 3.1: Đặc ñiểm dải phổ ñiện từ sử dụng công nghệ viễn thám Dải phổ ñiện từ Bước sóng Đặc ñiểm Tia cực tím 0,3 ÷0,4µm Hấp thụ mạnh khí tầng cao (tầng Ôzôn), thu nhận lượng dải sóng cung cấp tượng lại bảo vệ người tránh bị tác ñộng tia cực tím Khả kiến 0,4÷0,76µm Rất bị hấp thu Ôxy, nước lượng phản xạ cực ñại ứng với bước sóng 0,5µm khí Năng lượng dải sóng cung cấp giữ vai trò quan trọng viễn thám 91 Phạm Văn Thông Chương 3: Những kiến thức RS Hồng ngoại gần 0,77÷1,34µm Năng lượng phản xạ mạnh ứng với bước sóng trung bình hồng ngoại gần từ 0,77÷0,9µm Sử dụng 1,55÷2,4µm chụp ảnh hồng ngoại theo dõi biến ñổi thực vật từ 1,55÷2,4µm Hồng nhiệt ngoại 3÷22µm Một số vùng bị hấp thụ mạnh nước, dải sóng giữ vai trò phát cháy rừng hoạt ñộng núi lửa từ 3,5÷5µm Bức xạ nhiệt trái ñất có lượng cao bước sóng 10µm Vô (Rada) tuyến 1mm÷30cm Khí không hấp thụ mạnh lượng bước sóng lớn 2cm, cho phép thu nhận lượng ngày lẫn ñêm, không ảnh hưởng mây, sương mù hay mưa Phân loại ảnh viễn thám Viễn thám ñược phân thành loại ứng với vùng bước sóng sử dụng: a Viễn thám dải sóng nhìn thấy hồng ngoại phản xạ Nguồn lượng xạ mặt trời ảnh viễn thám nhận ñược dựa vào ño lường lượng vùng ánh sáng khả kiến hồng ngoại ñược phản xạ từ vật thể bề mặt trái ñất Ảnh thu ñược công nghệ viễn thám ñược gọi chung ảnh quang học b Viễn thám hồng ngoại nhiệt Nguồn lượng sử dụng xạ nhiệt vật thể sản sinh ra, vật thể nhiệt ñộ bình thường ñều tự phát xạ Ảnh thu ñược công nghệ viễn thám gọi ảnh nhiệt Hình 3.6: Nguồn lượng xạ mặt trời c Viễn thám siêu cao tần Trong viễn thám siêu cao tần, hai loại kỹ thuật chủ ñộng bị ñộng ñều ñược áp dụng Viễn thám bị ñộng ghi lại lượng sóng vô tuyến cao tầng với bước sóng lớn 1mm mà ñược xạ tự nhiên phản xạ từ số ñối tượng 92 Phạm Văn Thông Chương 3: Những kiến thức RS Trong hình 3.7a: Năng lượng nhận ñược từ xạ khí (1); phản xạ từ mặt ñất (2); xạ vật thể phát (3) hay dựa vào xạ mặt ñất (4) Vì có bước sóng dài nên lượng thu nhận ñược công nghệ viễn thám siêu cao tần bị ñộng thấp so với viễn thám dải sóng khả kiến Đối với viễn thám siêu cao tần chủ ñộng (Radar – Radio detection and ranging), vệ tinh cung cấp lượng riêng phát trực tiếp ñến vật thể, thu lại lượng sóng phản xạ lại từ vật thể Cường ñộ lượng phản xạ ñược ño lường ñể phân biệt ñối tượng với Ảnh thu ñược kỹ thuật kiễn thám ñược gọi ảnh Rada, hai loại công nghệ viễn thám siêu cao tần (bị ñộng chủ ñộng) thường ñược sử dụng việc tạo ảnh rada ñược thể hình 3.7 Hình 3.7: (a-viễn thám bị ñộng) (b, c- viễn thám chủ ñộng) Tổng thể vật mang Để cảm biến thu nhận lượng xạ phát xạ từ vật thể bề mặt ñất tạo ảnh quang học hay ảnh rada, cảm biến ñược bố trí vật mang phương tiện dùng ñể ñưa cảm ñến ñộ cao vị trí mong muốn cho việc thu nhận thông tin từ mặt ñất ñạt hiệu nhất, ñáp ứng cho nhiều mục ñích ứng dụng khác Vệ tinh máy bay vật mang thường ñược sử dụng viễn thám Chụp ảnh từ máy bay (tạo ảnh hàng không) xem dạng ñầu tiên viễn thám tồn phương pháp ñược sử dụng rộng rãi thành lập ñồ ñịa hình chuyên ñề phục vụ công tác quản lý tài nguyên thiên nhiên giám sát môi trường quy hoạch quản lý ñộ thị… Ngoài có nhiều loại vật mang khác có ñộ cao hoạt ñộng từ vài chục mét trở lên thang trượt cần cẩu, máy bay không người lái,… ñể chụp ảnh khu vực nhỏ mặt ñất, khinh khí cầu ñể nghiên cứu nhiều ñối tượng khác nhau, tàu thực theo chương trình thí nghiệm khác (a) (b) (c) (d) Hình 3.8: Các dạng vật mang ñược sử dụng công nghệ viễn thám 93 Phạm Văn Thông Chương 3: Những kiến thức RS Vệ tinh nhân tạo bao gồm vật mang ñược phóng vào không gian chuyển ñộng theo quỹ ñạo ñịnh phục vụ công tác liên lạc viễn thông, ñịnh vị hàng hải, thám sát khí tượng quan sát mặt ñất… Vệ tinh viễn thám cho phép nhìn thấy vùng rộng mặt ñất bao gồm tất ñối tượng có ưu cung cấp ảnh ña phổ, ña thời gian cho toàn giới Ảnh vệ tinh có ưu ñiểm sau: - Bao phủ vùng rộng lớn trái ñât - Khu vực cần nghiên cứu ñược chụp lặp lại thường xuyên nhiều lần theo chu kỳ - Ảnh ñược xử lý phân tích máy tính - Chi phí tương ñối thấp tính ñơn vị diện tích vùng phủ ảnh Tuy nhiên, ảnh vệ tinh có ñộ phân giải mặt ñất thấp so với ảnh hàng không Hiện nay, thị trường cung cấp ảnh vệ tinh có ñộ phân giải cao 0,6m tương lai gần với việc phóng vệ tinh thương mại cho phép cung cấp ảnh có ñộ phân giải cao nhiều Tuy nhiên, giá thành ảnh viễn thám ñộ phân giải cao thường yếu tố việc chọn lựa nhà cung cấp loại ảnh vệ tinh Hình 3.9 thể vệ tinh nhân tạo thông dụng ñang ñược sử dụng công nghệ viễn thám có quỹ ñạo hoạt ñộng ñộ phân giải khác Các vệ tinh nhân tạo thường chuyển ñộng theo lộ trình ñã ñược thiết kế trước cho phù hợp vứi khả mục tiêu cảm biến ñược ñặt vệ tinh Lộ trình ñược thiết kế ñể vệ tinh chuyển ñộng vũ trụ Hình 3.9 : Các vệ tinh nhân tạo ñược xác ñịnh thông số theo ñịnh thông dụng ñang ñược sử dụng luật Kepler áp dụng cho vật thể chuyển ñộng vũ trụ ñược gọi quỹ ñạo vệ tinh Sự lựa chọn quỹ ñạo tùy thuộc vào giá trị tập hợp thông số này; thông thường vệ tinh khác chuyển ñộng theo quỹ ñạo khác ñược phân biệt bởi: - Những ñộ cao khác sơ với mặt ñất - Theo quỹ ñạo elip nằm mặt phẳng có góc nghiêng khác so với mặt phẳng chứa xích ñạo - Theo thời gian vệ tinh di chuyển hoàn tất vòng quay quỹ ñạo, ñược gọi chu kỳ quỹ ñạo - Theo khoảng thời gian cố ñịnh mà vệ tinh trở lại ñúng vị trí chụp ảnh ban ñầu, ñược gọi chu kỳ lặp lại vệ tinh (do cảm biến có trường nhìn cố ñịnh, nên vệ tinh di chuyển tạo nên tuyến chụp mặt ñất có bề rộng cố ñịnh ñược gọi ñộ rộng tuyến chụp Vì trái ñất quay nên vệ tinh chụp ảnh theo tuyến khác mặt ñất sau chu kỳ tiếp theo, sau khoảng thời gian cố ñịnh vệ tinh lặp lại vị trí ban ñầu thời gian ñược gọi tần suất lặp lại hay chu kù lặp) 94 Phạm Văn Thông Chương 3: Những kiến thức RS Cao ñộ vệ tinh ảnh hưởng ñến ñộ phân giải mặt ñất ảnh khả cảm biến cố ñịnh, chu kỳ lặp lại vệ tinh giữ vao trò quan trọng việc cung cấp ảnh ña thời gian phục vụ công tác giám sát liên tục biến ñộng bề mặt ñất Hình 3.10 minh họa quỹ ñạo, tuyến chụp khả chụp phủ toàn mặt ñất vệ tinh lựa chọn thông số quỹ ñạo ñể phù hợp với khả mục tiêu cảm biến ñược ñặt vệ tinh (a) (b) (c) (d) Hình 3.10 (a) Quỹ ñạo vệ tinh nhân tạo (b) Tuyến chụp tạo vệ tinh di chuyển (c) Tuyến ñược tạo trái ñất quay (d) Vùng chụp mặt ñất vệ tinh Nhìn chung dựa theo quỹ ñạo chuyển ñộng vệ tinh so với trái ñất mặt trời chia quỹ ñạo vệ tinh thành loại sau: Quỹ ñạo ñồng trái ñất: quỹ ñạ mà vệ tinh chuyển ñộng vận tốc gốc với trái ñất, nghĩa vệ tinh quay vòng quỹ ñạo khoảng thừi gian 24giờ hay 86164,1 giây Vệ tinh chuyển ñộng quỹ ñạo ñồng trái ñất mặt phẳng quỹ ñạo trùng với mặt phẳng chứa xích ñạo (có góc nghiên không) ñược gọi quỹ ñạo ñịa tĩnh Các vệ tinh ñịa tĩnh có ñộ cao khoảng 36000km treo lơ lửng ñiểm không trung (ñứng yên so với bề mặt trái ñất) Do vậy, vệ tinh ñịa tĩnh cho phép quan sát thu thập thông tin liên tục vùng cụ thể ñược 95 Phạm Văn Thông Chương 3: Những kiến thức RS sử dụng thích hợp vào mục ñích quan sát khí tượng truyền tin… Với ñộ cao lớn, vệ tinh khí tượng ñịa tĩnh giám sát thời tiết dạng mây bao phủ toàn bán cầu trái ñất Quỹ ñạo ñồng mặt trời: quỹ ñạo cho phép vệ tinh chuyển ñộng theo hướng Bắc – Nam kết hợp với chuyển ñộng quay trái ñất (Tây – Đông) cho vệ tinh luôn nhìn ñược bề mặt trái ñất thời ñiểm có chiếu sáng tốt mặt trời Như góc nghiêng mặt phẳng quỹ ñạo gần với góc nghiêng trục quay trái ñất (so với mặt phẳng xích ñạo) nên ñược gọi quỹ ñạo gần cực Những vệ tinh chuyển ñộng theo quỹ ñạo ñồng mặt trời thu thập thông tin vùng ñó trái ñất theo ñịa phương ñịnh vị trí vệ tinh thay ñổi theo ñiều kiện chiếu sáng mặt trời năm Loại quỹ ñạo ñảm bảo ñiều kiện chiếu sáng mặt trời thu thập ảnh vệ tinh khu vực cụ thể theo ngày mùa khác năm Các vệ tinh tài nguyên thường sử dụng quỹ ñạo ñồng mặt trời có ưu ñiểm tạo ñược ñiều kiện chiếu sáng ổn ñịnh Đây yếu tố quan trọng cho việc giám sát thay ñổi giá trị phổ ảnh mà không cần hiệu chỉnh ñiều kiện chiếu sáng khác Quỹ ñạo có chu kỳ lặp lại ngày nhiều ngày: quỹ ñạo mà cho phép vệ tinh trở lại ñiểm ñỉnh ñầu khu vực chụp ảnh ngày sau nhiều ngày Hình 3.11: Minh hoạc quỹ ñạo cho phép vệ tinh có khả thu thập thông tin mặt ñất (a) (b) (c) Hình 3.11: a-Qũy ñạo ñồng trái ñất, b-quý ñạo ñồng mặt trời, c-các quỹ ñạo Tổng quan cảm biến Bộ cảm biến thu nhận lượng sóng ñiện từ phản xạ hay xạ từ vật thể theo bước sóng xác ñịnh Năng lượng sóng ñiện từ sau tới ñược cảm biến chuyển thành tín hiệu số (chuyển ñổi tín hiệu ñiện thành số nguyên hữu hạn gị giá trị Pixel) tương ứng với lượng xạ ứng với bước sóng cảm biến nhận ñược dải phổ ñã xác ñịnh Máy quét với trường nhìn không ñổi (instantaneous field of view –IFOV) (góc nhìn không gian tương ứng pixel với ñơn vị chia mẫu bề mặt ñất) ñược sử dụng ñể tạ ảnh hai chiều bề mặt ñất dựa phối hợp chuyển ñộng vật mang hệ thống quét vuông góc với hướng bay Lượng thông tin lượng xạ ghi ñược IFOV ñược cảm biến ñổi thành giá trị pixel Hệ thống quét sử dụng ñể ghi nhận lượng xạ ứng với bước sóng khác gải tần ñã xác ñịnh (từ cực tím ñến hồng ngoại) ñược gọi hệ thống quét ña phổ Hai phương pháp quét thường ñược sử dụng việc tạo ảnh ña phổ ñó quét vuông góc với tuyến chụp quét dọc tuyến chụp 96 Phạm Văn Thông Chương 3: Những kiến thức RS Quét vuông góc với tuyến chụp Gương quay (A) chuyển ñộng mặt phẳng vuông góc với ñường bay ñược sử dụng ñể dịch chuyển trường nhìn không ñổi IFOV tạo thành dòng quét vuông góc với hướng di chuyển vệ tinh Năng lượng phản xạ ñược phân chia ứng với bước sóng khác (thông qua kính lọc phổ) ñược tách sóng (B -Detectors) ño lường lượng ứng vứi kênh phổ chuyển thành giá trị số pixel Sau kết thúc dòng quét, gương quay trả vệ vị trí ban ñầu ñể tạo dòng nhờ dịch chuyển ñồng vệ tinh, kết nhận ñược ảnh vệ tinh tập hợp dòng ảnh liên tiếp lên Trường nhìn không ñổi IFOV (C) cảm biến ñộ cao vệ tinh xác ñịnh ñộ phân giải mặt ñất (D) góc nhìn tối ña (E) mà cảm biến thu ñược sóng ñiện từ (ñược quét gương quay) ñược gọi trường nhìn (field of view – FOV) Khoảng cách không gian mặt ñất FOV tạo nên tương ứng với ñộ cao vệ tinh bề rộng tuyến chụp (F) ñược sử dụng ñể xác ñịnh bề rộng ảnh vệ tinh Hình 3.12: Tạo ảnh ña phổ theo phương pháp quýet vuông góc với tuyến chụp Quét dọc tuyến chụp Quét dọc tuyến chụp sử dụng hệ thống quét ñiện tử tách sóng mảng tuyến tính ñể ghi nhận lượng xạ ứng với dòng quét cố ñịnh vuông góc với phương chuyển ñộng vệ tinh Bộ tách sóng mảng tuyến tình (A) ñược xây dựng mặt phẳng tạo ảnh (B) hệ thống lăng kính (C) cho phép tạo thành dòng quét vuông góc với hướng di chuyển vệ tinh Mỗi tách sóng riêng biệt (detector – diod quang ñiện) ño lường lượng phản xạ ứng với Pixel (D) ñược phân chia ứng với bước sóng khác (thông qua kính lọc phổ) Trong phương pháp này, tách sóng mảng tuyến tính riêng ñảm nhiệm việc ño lường lượng ứng với kênh phổ kích thước IFOV ứng với tách sóng riêng biệt xác ñịnh ñộ phân giải mặt ñất ảnh vệ tinh Từ phương pháp cho thấy, phần tử ảnh vệ tinh thường có dạng hình vuông thể khu vực ñó mặt ñất Điều quan trọng cần ý ñó phân biệt rõ ràng kích thước pixel ảnh với ñộ phân giải không gian, ñối với ảnh vệ tinh ñiều tương ứng trường hợp Nếu bọ cảm biến có ñộ phân giải không gian 20m ảnh thu ñược từ cảm biến ñược thể ñúng ñộ phân giải pixel tương ứng cho ñiện tích 20x20m mặt ñất 97 Phạm Văn Thông Chương 3: Những kiến thức RS Trong trường hợp kích thước pixel ñộ phân giải không gian Tuy nhiên, thiết bị hiển thị ảnh số cho phép thể với kích thước pixel khác so với ñộ phân giải không gian ảnh vệ tinh Hình 3.13: Tạo ảnh ña phổ theo phương pháp quét dọc tuyến chụp Nói chung, ảnh thể ñược vật thể lớn gọi ảnh có ñộ phân giải thấp, ảnh cho phép tách ñối tượng nhỏ thấy ñủ chi tiết mặt ñất ñược gọi ảnh có ñộ phân giải cao Độ phân giải cao diện tích mặt ñất ñược thể ảnh nhỏ, hiên bọ cảm biến ñặt vệ tinh phục vụ cho mục ñích quân ñược thiết kế cho thu ñược nhiều thông tin tốt, nên ảnh nhận ñược thường có ñộ phân giải cao sơ với ảnh công ty thương mại cung cấp Ngoài ra, khải niệm tỷ lệ ảnh cho biết mức ñộ chi tiết ñược cung cấp ảnh vệ tinh, ñó tỷ số khoảng cách ảnh với khoẳng cách thực mặt ñất Nếu tỷ lệ ảnh 1:100.000 ñối tượng có chiều dài 1cm ảnh có chiều dài thật mặt ñất 100.000cm (1km) Ảnh có tỷ lệ nhỏ tỷ số nhỏ ngược lại gọi ảnh tỷ lệ lớn Các yếu tố ảnh hưởng ñến phản xạ phổ Phản xạ phổ ứng với loại lớp phủ mặt ñất cho thấy có khác tương tác xạ ñiện từ vật thể Điều cho phép viễn thám xác ñịnh phân tích ñược ñặc ñiểm lớp phủ thông qua việc ño lường phản xạ phổ Bộ cảm biến thu nhận lượng sóng ñiện từ từ phản xạ hay xạ từ vật thể theo bước sóng xác ñịnh Năng lượng sóng ñiện từ trước tới ñược cảm biến ñể chuyển thành tín hiệu số (chuyển ñỏi tín hiệu ñiện thành số nguyên hữu hạn gọi giá trị pixel) chịu tác ñộng yếu tố sau: Tín hiệu nhận ñược mạnh hay yếu tùy thuộc vào cường ñộ sóng phản xạ Nếu thu nhận tín hiệu vào ngày có bầu trời không mây, nhận ñược lượng mặt trời phản xạ từ vật thể mạnh so với ngày có mây Năng lượng sóng phản xạ suy giảm nhiều ảnh hưởng khí quyển, nên ñộ cao vệ tinh lớn tín hiệu thu ñược cảm biến nhỏ Bộ cảm biến thu nhận lượng sóng ñiện từ phản xạ hay xạ từ vật thể theo bước sóng xác ñịnh nên cảm biến có băng thông lớn thu nhận ñược nhiều lượng hữu ích ñể tạo tín hiệu mạnh, ñộ phân giải phổ thấp khả tách sóng việc ghi nhận lượng ứng với bước sóng ñịnh 98 Phạm Văn Thông Chương 3: Những kiến thức RS Trường nhìn tức thời (IFOV) cảm biến ñộ cao vệ tinh ñịnh ñộ phân giải mặt ñất, cao ñộ bay vệ tinh cố ñịnh Chúng ta thay ñổi IFOV cách tăng cường thấy kính phóng ñại Tuy nhiên, ñiều dẫn ñến giảm lượng sóng phản xạ ñến tách sóng nên trường nhìn tức tới IFOV cảm biến thường phải ñược xây dựng cho nhỏ thực ñược Do vệ tinh trái ñất dịch chuển nên thời gian thu nhận tín hiệu phải ñược tính toán phù hợp ñể thu nhận tín hiệu tốt nhất, nghĩa tỷ số tín hiệu nhập mức ñộ nhiễu lớn tốt Phương pháp quét dọc tuyến chụp cho phép cho phép tăng thời gian thu nhận tín hiệu sư chênh lệch ñộ nhạy tách sóng hàng nên thường bị xuất nhiễu gây hặc nhiều cột ảnh 10 Các vệ tinh viễn thám Vệ tinh khí tượng hay thời tiết: ñược sử dụng ñể dự báo giám sát ñiều kiện thời tiết, loại vệ tinh sử dụng quỹ ñạo ñịa tĩnh GMS ( Geosynchronous Meteorological Satellite) Nhật Bản bay ñộ cao 36.000 km tầng thấp (850 km) với quỹ ñạo cực vệ tinh NOAA Hoa Kỳ hệ thứ vệ tinh khí tượng vận hành National Oceanic and Administration (NOAA) Thế hệ ñầu tiên TIROS-1 ( Television and Infrared Observation Satellite -1) ñược phóng vào quỹ ñạo năm 1960 phục vụ cho mục ñích dự báo thời tiết dân sự, sau ñó NASA (National Aeronautics and Space Administration) ñã phóng vệ tinh ATS-1 (Applications Technology Satellite) vào năm 1966 cung cấp ảnh bán cầu cảu bề mặt trái ñất lớp mây bao phủ (sau 30phút nhận ñược ảnh) Hiện nay, ñã có nhiều quốc gia ñưa vệ tinh khí tượng vào quỹ ñạo ñể sử dụng cho mục ñích giám sát ñiều kiện thời tiết Tuy nhiên, nhìn chung vệ tinh ñều sử dụng cảm biến có ñộ phân giải không gian thấp (so với vệ tinh quan sát tài nguyên mặt ñất) bao phủ vùng rộng có ñộ phân giải thời gian cao nhằm cung cấp thường xuyên thông tin ñộ ẩm khí quyển, ñộ phủ mây… nhằm dự báo ñiều kiện thời tiết toàn cầu Vệ tinh quan sát mặt ñất hay vệ tinh tài nguyên: ñược sử dụng ñể quan sát tài nguyên mặt ñất Lansat, SPOT có ñộ phân giải không gian trung bình hay ñộ phân giải cao IKONOS, Quickbird Tất ñều sử dụng ñồng mặt trời, chụp nhiều kênh phổ thường ñộ cao từ 700 ÷ 900 km nhằm thành lập ñồ giám sát biến ñộng bề mặt ñất Ngoài ra, có vệ tinh chuyên quan trắc vùng biển MOS ( Marine Observation Satellite) Nhật Bản ñể nghiên cứu môi trường biển, hệ ñầu tiên ñược phóng vào năm 1987 với thiết bị ño phổ MESSR, VTIR, MSR ñã ñược ứng dụng hiệu việc xác ñịnh nhiệt ñộ mặt biển, nước màu nước biển, quan sát tuyết, băng nhiệt ñộ bề mặt trái ñất… Nhìn chung, xu vệ tinh ñược chế tạo gọn nhẹ, mang cảm biến ña mục tiêu vận hành theo quỹ ñạo cực ñồng mặt trời 10.1 Các vệ tinh khí tượng a Vệ tinh GOES ( Geostationary operational Environmental Satellite) Vệ tinh khí tượng GOES ñược thiết kế NASA ñể cung cấp thường xuyên thông tin ñiều kiện thời tiết Hoa Kỳ cho ảnh bề mặt ñất với tỉ lệ nhỏ loạt hệ vệ tinh ñược nhà khí tượng sử dụng ñể giám sát dự báo thời tiết 20 năm qua Thế hệ thứ vệ tinh bao gồm từ GOES-1 ( phóng 99 Phạm Văn Thông Chương 3: Những kiến thức RS vào quỹ ñạo năm 1975 ) ñến GOES – (năm 1992) nhằm ño lường nhiệt ñộ khí quyển, gió, ñộ ẩm ñộ phủ mây Thế hệ thứ bắt ñầu từ GOES-8 (phóng vào quỹ ñạo năm 1994) với nhiều cải tiến kĩ thuật ñáng kể nhằm tảo ảnh thường xuyên (15phút thu ảnh lần), ñọ phân giải không gian xạ tốt Việc sử dụng sensor thu nhận ñồng thời lượng phản xạ vùng phổ khả biến, hồng ngoại rada cho phép rút ngắn thời gian dự báo, tạo ảnh ngày lẫn ñêm chụp ảnh tỷ lệ thu nhỏ ứng với vùng ñược chọn trước Bảng 3.2 tổng kết kênh ñược sử dụng cảm biến khả ứng dụng ảnh GOES lĩnh vực theo dõi dự báo thời tiết Bảng 3.2: Các kênh ñược sử dụng khả ứng dụng ảnh vệ tinh GOES Độ phân giải Khả ứng dụng Kênh Bước sóng không gian (Km) µm Tách ñám mây, vùng ô nhiễm, xác ñịnh 0,52 ÷ 0,72 1 mưa bão (khả biến) Xác ñịnh sương mù, phân biệt mây chứa nước, tuyết ban ngày, tách ñấm 3,78 ÷ 4,03 cháy, núi lửa ban ñêm, xác ñinh nhiệt (sóng ngắn IR) ñộ ñại dương Ước tính hàm lượng nước, chuyển 6,47 ÷ 7,02 ñộng khí Xác ñịnh giông, bão mưa lớn 10,2 ÷ 11,2 4 (sóng dài IR) Xác ñịnh nước, ñộ ẩm tầng thấp, xác ñịnh nhiệt ñộ ñại dương, tách bụi 11,5 ÷ 12,5 tro phun trào núi lửa b.Vệ tinh Meteosat Đây vệ tinh khí tượng, ñươc thiết kế phục vụ chương trình giám sát dự báo thường xuyên ñiều kiện thời tiết toàn giới, chương trình bao gồm vệ tinh quan hàng không gian châu âu thực Các Vệ tinh Meteosat ñược ñưa vào quỹ ñạo vệ tinh ñịa tĩnh từ năm 1997 (vệ tinh ñầu tiên) ñến Meteosat-5 ñang sử dụng cảm biến VISSR (Visible ana Infrared band - VIS), kênh hồng ngoại cung cấp thông tin nước chứa khí kênh hồng ngoại nhiệt liên quan ñến việc xác ñịnh nhiệt ñộ ñám mây ñể ước tính dự báo lượng mưa Trong trường hợp bầu trời không mây, ảnh nhiệt cho phép cug cấp thông tin nhiệt ñộ ñại dương bề mặt ñất Ngoài ra, số vệ tinh khí tượng ñại tĩnh tương tự ñược nước phóng lên quỹ ñạo ñể thực dự án WWW ( Worl Weather Watch) WMO (Worl Meteorological Organization) từ năm 1991 như: INSAT (Ấn Độ), GMS (Nhật) kết hợp Meteosat GOES bao phủ toàn trái ñất GMS-4 có cảm VISSR (Visible and Infrared Scan Radiometer) với kênh vùng ánh sáng khả biến hồng ngoại nhiệt VISSR quét bốn hàng cho kênh khả biến hàng cho kênh hồng ngoại nhiệt ñồng thời từ Bắc ñến Nam Tổng số hàng quét 10.000 cho kênh khả biến 2.500 cho kênh hồng ngoại nhiệt Ngoài ra, GMS có hệ thống platform (DCP – Data Collection Platform) thu nhận liệu không mặt ñất mà trạm khơi ñại dương 100 Phạm Văn Thông Chương 3: Những kiến thức RS c Vệ tinh NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) Vệ tinh NOAA có chu kì lặp 101,4 phút, với góc nghiêng mặt phẳng quỹ ñạo so với mặt phẳng xích ñạo 98,7 ñộ; vệ tinh chuyển ñộng từ cực bắc cực Nam cao ñộ so với mặt nước biển 870km Hai cảm NOAA AVHRR/2 (Advanced Very High Resolution Radiometer) với trường nhìn tức thời IFOV 1,1km bề rộng tuyến chụp 2800km TOVS (TIROS – Operational Vertical Sounder) bao gồm cảm chính: HIRS/2 (High Resolution Infrared Sounder) có IFOV 20km tương ứng với Swatch 2200km cảm biến SSU (Stratospheric Sounding Unit) có IFOV 147km với Swatch 736km với cảm MSU (Microwave Sounding Unit) có IFOV 110km với bề mặt tuyến chụp 2347km Vệ tinh NOAA cung cấp ảnh cho vùng phủ toàn cầu với chức giám sát ñiều kiện thời tiết cho ảnh bề mặt ñất với tỷ lệ nhỏ Bảng 3.3 thể kênh chính, bước sóng ñược sử dụng thu nhận ảnh khả ứng dụng ảnh vệ tinh NOAA Kênh Bước sóng Độ phân giải không gian (km) µm 0,58 ÷ 0,68 1,1 (red) 0,725 ÷ 1,1 1,1 (near IR) 3,55 ÷ 3,93 1,1 (mid IR) 10,3 ÷ 11,3 1,1 (thermal IR) 11,5 ÷ 12,5 1,1 (thermal IR) Khả ứng dụng Giám sát băng, tuyết mây Khảo sát nông nghiệp, thực phủ nước Xác ñịnh nhiệt ñộ ñại dương, núi lửa cháy rừng Xác ñịnh nhiệt ñộ ñại dương ñộ ẩm ñất Xác ñịnh nhiệt ñộ ñại dương ñộ ẩm ñất 10.2 Vệ tinh giám sát tài nguyên a Vệ tinh Landsat Vệ tinh Landsat vệ tinh viễn thám tài nguyên ñầu tiên ñược phóng lên quỹ ñạo năm 1972, cho ñến ñã hệ vệ tinh Landsat ñã ñược phóng lên quỹ ñạo liệu ñã ñược sử dụng rộng rãi toàn giới Hiện ảnh vệ tinh Landsat ñược cung cấp từ 15 trạm thu nhằm phục vụ quản lý tài nguyên giám sát môi trường Landsat ñược NASA thiết kế ñầu tiên thực nghiệm kiểm tra tính khả thi việc sử dụng cảm biến ña phổ thu thập liệu thám sát mặt ñất Sự thành công Landsat nhờ vào việc kết hợp nhiều lên phổ ñể quan sát mặt ñất, ảnh có ñộ phân giải không gian tốt phủ vùng rộng với chu kì lặp ngắn Vệ tinh Landsat ñược thiết kế có bề rộng tuyến chụp 185 km có thời ñiểm bay qua xích ñạo 9:39 sáng Dữ liệu cung cấp cảm biến TM MSS ñược chia thành cảnh phủ vùng mặt ñất 185 x 170km ñược ñánh số theo hệ quy chiếu toàn cầu gồm số liệu tuyến hàng Các giá trị pixel ñược mã hóa bit, tức cấp ñộ xám khoảng ÷255 Đặc trưng quỹ ñạo vệ tinh Landsat ñược thể thông số sau: 101 Phạm Văn Thông Chương 3: Những kiến thức RS Bảng 3.4: Đặc trưng qũy ñạo vệ tinh Độ cao bay 915km (Landsat -1-3) 705km (Landsat-4-5-7) Quỹ ñạo Đồng mặt trời Chu kì lặp 18 ngày (Landsat -1-3) 16 ngày (Landsat-4-5-7) Thời gian hoàn tất chu kì quỹ ñạo Khoảng 103 phút (Landsat -1-3) Khoảng 99 phút (Landsat-4,5,7) Năm phóng vào quỹ ñạo 1972 Landsat 1; 1975 Landsat 1978 Landsat 3; 1982 Landsat 1984 Landsat 5, 1999 Landsat Cả hai cảm biến MSS (Multispectral Scanner) TM (Trematic Mapper) sử dụng vệ tinh Landsat ñều máy quét quang Đặc trưng Sensor ñộ phân giải không gian ảnh vệ tinh Landsat ñược thể thong số sau: Bảng 3.5: Đặc trưng sensor ñộ phân giải không gian Tên Sensors Kênh TM Thematic Mapper (Landsat 1, 5) Kênh Kênh Kênh Kênh Kênh Kênh Kênh MSS Multi spectral Scanner (Landsat 1, 5) Kênh Kênh Kênh Kênh EMT+ Enhanced Thematic Mapper, Plus (Landsat 7) Kênh Kênh Kênh Kênh Kênh Kênh Kênh Kênh (Pan) Bước sóng µm 0,45÷0,52 0,52÷0,60 0,63÷0,69 0,76÷0,90 1,55÷1,75 10,4÷12,5 2,08÷2,35 0,5÷0,6 0,6÷0,7 0,7÷0,8 0,8÷1,1 0,45÷0,52 0,52÷0,61 0,63÷0,69 0,75÷0,90 1,55÷1,75 10,4÷12,5 2,09÷2,35 0,52÷0,90 Loại Độ phân giải không gian Xanh lơ Lục Đỏ Hồng ngoại gần Hồng ngoại trung bình Hồng ngoại nhiệt Hồng ngoại trung bình 30 m 30 m 30 m 30 m 30 m 120 m 30 m Lục Đỏ Hồng ngoại gần Hồng ngoại gần Xanh lơ Lục Đỏ Hồng ngoại gần Hồng ngoại trung bình Hồng ngoại nhiệt Hồng ngoại trung bình Lục ñến hồng ngoại gần 80 m 80 m 80 m 80 m 30 m 30 m 30 m 30 m 30 m 60 m 30 m 15 m Bảng 3.6: Khả ứng dụng tương ứng với kênh phổ Kênh Bước sóng Ứng dụng Phân biệt thực phủ, thành lập ñồ vùng ven bờ biển, 0,45÷0,52 TM (xanh lơ) xác ñịnh ñối tượng trồng trọt TM TM TM 0,52÷0,60 (lục) 0,63÷0,60 (ñỏ) 0,76÷0,90 (gần IR) Thành lập ñồ thực phủ, xác ñịnh ñối tượng trồng trọt Phân biệt loại trồng, vùng có thực vật, xác ñịnh ñối tượng trồng trọt Xác ñịnh loại trồng, vùng có thực vật, ñộ ẩm ñất, sinh 102 Phạm Văn Thông Chương 3: Những kiến thức RS 1,55÷1,75 TM (Hồng ngoại sóng ngắn IR) 10,4÷12,5 TM (Hồng ngoại nhiệt IR) TM (Hồng ngoại sóng ngắn IR) Cảm nhận ñộ ẩm ñất thực vật, phân biệt vùng bao phủ mây tuyết Phân biết ñộ ẩm ñất dày ñặc rừng, thành lập ñồ nhiệt, xác ñịnh cháy rừng 2,08÷2,35 Phân biệt loại ñá khoáng, hàm lượng ñộ ẩm b Vệ tinh SPOT Vệ tinh SPOT ñược quan hàng không Pháp (Système Poul l’Observation de la Terre) phóng lên quỹ ñạo năm 1986, sau ñó vào năm 1990, 1993, 1998 2002 vệ tinh SPOT 2-3-4 ñược ñưa vào họat ñộng Đây loại vệ tinh ñầu tiên sử dụng kỹ thuật quét dọc tuyến chụp với hệ thống quét ñiện tử có khả cho ảnh lập thể dựa nguyên lý thám sát nghiêng Bộ cảm biến HRV (High Resolution Visible) ñược chế tạo cho vệ tinh SPOT máy quét ñiện tử CCD Tuy nhiên, HRV thay ñổi góc quan sát nhờ gương ñịnh hướng gương cho phép quan sát nghiêng 270 nên thu ñược ảnh lập thể Đến SPOT-4 cảm biến ñược cải tiến ñể thu nhận vùng phổ hồng ngoại có tên gọi HRVIR (High Resolution Visible and Middle Infrared) SPOT ñược thiết kế, vận hành khai thác phục vụ mục ñích thương mại, nhằm cung cấp liệu giám sát tài nguyên môi trường Ảnh SPOT ñược cung cấp hai dạng khác ảnh toàn sắc Panchromatic có ñộ phân giải không gian cao sơ với ảnh ña phổ (trên kênh) ñược sử lý cập ñộ khác Cấp 1: Đã hiệu chỉnh phổ hình học Cấp 2: Sử dụng ñiểm khống chế mặt ñất ñể hiệu chỉnh hình học Cấp 3: Hiệu chỉnh hình học có sử dụng mô hình ñộ cao số mặt ñất (DEM) Ảnh SPOT ñược nhận 14 trạm thu mặt ñất, cảnh ñược xác ñịnh theo số hiệu cột hàng hệ thống quy chiếu lưới toàn cầu SPOT-GRS (Grid Reference System) Do ảnh SPOT phủ vùng mặt ñất rộng 60x60km, ñộ phân giải không gian cao cho phép tạ ảnh lập thể nên ñược ứng dụng khác phổ biến nghiên cứu trạng sử dụng ñất, phân tích biến ñộng thành lập ñồ tỷ lệ 1:10.000 nhỏ Bảng 3.7: Đặc trưng sensor ñộ phân giải không gian Tên cảm biến SPOT 1-3 HRV-XS: Khả kiến ñộ phân giải cao Đa phổ HRV-P: Khả kiến ñộ phân giải cao Toàn sắc SPOT-4 HRVIR-X: Kênh Bước sóng µm Loại Độ phân giải không gian Kênh Kênh Kênh 0,50÷0,59 0,61÷0,68 0,79÷0,89 Lục ñến vàng Đỏ Hồng ngoại gần 20m 20m 20m Kênh P 0,51÷0,73 Lục ñến ñỏ 10m Kênh Kênh 0,50÷0,59 0,61÷0,68 Lục ñến vàng Đỏ 20m 20m 103 Phạm Văn Thông Chương 3: Những kiến thức RS Khả kiến ñộ phân giải cao hồng ngoại/ña phổ HRVIR-M: Khả kiến ñộ phân giải cao hồng ngoại/ñơn sắc Thực phủ Kênh Kênh Kênh P Kênh Kênh Kênh Kênh 0,79÷0,89 1,58÷1,75 Hồng ngoại gần Hồng ngoại trung bình 20m 20m 0,61÷0,68 Đỏ 10m 0,43÷0,47 0,61÷0,68 0,79÷0,89 1,58÷1,75 Xanh lơ Đỏ Hồng ngoại gần Hồng ngoại trung bình 1km 1km 1km 1km Bảng 3.8: Đặc trưng quỹ ñạo vệt inh SPOT Độ cao bay Altitude Quỹ ñạo Orbit Chy kỳ lặp Recurrent period Thời gian hoàn tất chu kỳ quỹ ñạo Period per revolution Năm phóng vào quỹ ñạo Launch year 822 km Đòng mặt trời 26 ngày Khoảng 101 phút 1986 (SPOT-1) 1990 (SPOT-2) 1993 (SPOT-3) 1998 (SPOT-4) 2002 (SPOT-5) c Vệ tinh MOS (Marine Observation Satellite) Vệ tinh MOS-1 hệ ñầu tiên ñược Nhật Bản phóng lên quỹ ñạo vào tháng năm 1987 ñể thám sát ñại dương nghiên cứu môi trường biển, sau ñó MOS-1b (tháng 2/1990) với ba thiết bị ño phỏ có phạm vi vùng phổ tương tự cảm biến ña phổ vệ tinh Landsat Các thông số kỹ thuật sensor ñộ phân giỉa không gian vệ tinh MOS ñược thể bảng 3.9: Bảng 3.9 Tên cảm biến Kênh MESSR Bức xạ kế tự quét Đa phổ Kênh Kênh Kênh Kênh MSR Bức xạ kế quét Vô tuyến tần cao VTIR Khả kiến nhiệt Bức xạ kế hồng ngoại Kênh Kênh Kênh Kênh Bước sóng µm 0,51÷0,59 0,61÷0,69 0,72÷0,80 0,80÷1,10 Lục Đỏ Hồng ngoại gần Hồng ngoại gần Độ phân giải không gian 50 m 50 m 50 m 50 m 23,8±0,2GHz 31,4±0,25GHz Vô tuyến cao tần Vô tuyến cao tần 32 km 23 km 0,50÷0,70 6,00÷7,00 10,5÷11,5 11,5÷12,5 Khả kiến Hồng ngoại nhiệt Hồng ngoại nhiệt Hồng ngoại nhiệt 900 m 2700 m 2700 m 2700 m Loại Bảng 3.10: Độ cao bay Quỹ ñạo 909 km Đồng mặt trời Chu kỳ lặp 17 ngày Thời gian hoàn tất chu kỹ quỹ ñạo Nắm phòng vào quỹ ñạo 104 Khoảng 103 phút 1987 (MOS-1), 1990 (MOS-1b) Phạm Văn Thông Chương 3: Những kiến thức RS d Vệ tinh IRS (Indian Remote Sensing Satellite) Một loạt vệ tinh viễn thám Ấn Độ ñược phóng lên qũy ñạo ñể thực việc nghiên cứu toàn phần lục ñại bề mặt trái ñất, bao gồm vệ tinh IRS-1 phóng vào ñầu năm 1988, ñến tháng 12/1995 hệ thứ IRS-1c ñược ñưa vào quỹ ñạo với cảm biến PAN (Panchromatic) kênh ñơn với ñộ phân giải cao, LISS-3 (Linear Image Self-scanning Sensor) với ñộ phân giải trung bình cho bốn kênh phổ WiFS (Wide Field Sensor) ứng với hai kênh phổ có ñộ phân giải thấp Ngoài ra, vệ tinh IRS tạo ảnh lập thể ứng với kênh toàn sắc (PAN) giống ảnh SPOT quan sát nghiêng vệ tinh IRS 260 Ảnh IRS ñộ phân giải cao có khả ứng dụng tốt thành lập ñồ quy hoạch thành phố, ảnh ña phổ cung cấp LISS-3 có ñặc tính tương tự Landsat TM từ kênh ñến kênh nên áp dụng tốt cho việc phân biệt thực vật, thành lập ñồ trạng sử dụng ñất quy hoạch tài nguyên thiên nhiên Các thông số kỹ thuật sensor ñộ phân giải không gian ảnh vệ tinh IRS ñược liệt kê bảng 3.11 Bảng 3.11 Tên cảm Kênh biến PAN: P Bộ cảm biến toàn sắc Kênh LISS-3: Bộ cảm trợ Kênh Kênh quét ảnh tuyến tính Kênh Bước sóng µm Loại Độ phân giải (IRS-1C) Độ phân giải (IRS-1D) 0,50÷0,75 Khả kiến (lục ñến hồng ngoại gần) 5,8 m 5,2÷5,8m 0,52÷0,59 0,62÷0,68 0,77÷0,86 1,55÷1,70 Khả kiến (lục ñến vàng) Khả kiến (lục ñến ñỏ) Hồng ngoại gần Hồng ngoại trung bình 24 m 24 m 24 m 70 m 5,2÷5,8m 5,2÷5,8m 5,2÷5,8m 5,2÷5,8m Bảng 3.12: Đặc trưng quỹ ñạo vệ tinh IRS IRS-1C Độ cao bay 817 km Quỹ ñạo Đồng mặt trời Chu kỳ lặp 24 ngày Thời gian hoàn tất chu kỳ quỹ ñạo Năm phóng vệ tinh 1995 IRS-1D 780 km Đồng mặt trời 25 ngày 1997 e Vệ tinh IKONOS IKONOS loại vệ tinh thương mại ñầu tiên có ñộ phân giải cao (1m) ñược ñưa vào không gian tháng 9/1999 công ty SpaceImage (USA based Earth observation company) bắt ñầu phổ biến ảnh ñộ phân giải cao từ tháng 3/2000 Bộ cảm biến OSA (Optical Sensor Assembly) vệ tinh IKONOS sử dụng nguyên lý quét ñiện tử (Pushbroom-12µm CCD elements) có khả thu ñồng thời ảnh toàn sắc ña phổ Ngoài khả tạo ảnh có ñộ phân giải cao vào thời ñiểm năm 2000, ảnh IKONOS có ñộ phân giải xạ cao sử dụng ñến 11bits ñể ghi nhận lượng xạ Nhiều ứng dụng cho việc quản lý ñô thị quy hoạch thành phố lớn giới ñã minh chứng cho thấy ưu ảnh IKONOS ñộ phân giải cao, tương lai ảnh ñộ phân giải cao giữ vai trò quan trọng việc thành lập ñồ giám sát thành phố IKONOS chuyển ñộng theo quỹ ñạo ñồng mặt trời với ñộ cao 680km góc nghiên mặt phẳng quỹ ñạo 98,20 Vệ tinh IKONOS có chu kỳ lặp 14 ngày (thời gian chụp lại vùng ñất từ ñến ngày) thời gian ñi qua xích ñạo 105 Phạm Văn Thông Chương 3: Những kiến thức RS 10h30 sáng, với bề rộng tuyến chụp 11km Các thông số sensor ñộ phân giải không gian ảnh vệ tinh IKONOS ñược thể qua bảng sau: Bảng 3.13: Đặc trưng quỹ ñạo vệ tinh IKONOS Tên cảm biến Kênh Bước sóng (µm) Độ phân giải 1m P 0,45÷0,90 Kênh 0,45÷0,52 Kênh 4m 0,52÷0,60 0,63÷0,69 Kênh 0,76÷0,90 Kênh Các loại ảnh vệ tinh thương mại có ñộ phân giải cao khác sử dụng Orbview-3 (Orbimage), Quickbird (Earth watch), EROS-A1 (west india space) OSA: Bộ cảm biến toàn sắc Đa phổ 10.3 Ảnh vệ tinh có ñộ phân giải cao Các loại ảnh vệ tinh thương mại có ñộ phân giải cao HSRI (High Resolution Satellite Image) ñang ñược sử dụng phổ biến ñể thành lập ñồ ñịa hình, chuyên ñề phục vụ cho việc quản lý ñô thị Ảnh vệ tinh ñộ phân giải cao có ưu ñộ xác với sai số mặt khoảng 0,3m, thành lập ñồ tỷ lệ 1:10.000 với khoảng cao ñều từ 2,5 ñến 5m cho phép cập nhật ñồ tỷ lệ 1:5.000 Ảnh có khả tạo ảnh lập thể ñặc biết thời gian chụp trở lại vùng ñất nhanh nên dễ dàng tích hợp với liệu GIS cho phép tạo nhiều sản phẩm từ ảnh vệ tinh cách tự ñộng bán tự ñộng Bảng 3.14: Bốn loại vệ tinh cung cấp ảnh có ñộ phân giải cao 1m Vệ tinh IKONOS Độ phân giải 0,82 m PAN 3.28 m MS Chu kỳ lặp 14 ngày Năm phóng 1999 Cơ quan SpaceImage EROS 1,8 m PAN 15 ngày 2000 West Indian Space Quickbird 0,61 m PAN 2,5 m MS 20 ngày 2001 Digital Globe Orbview m PAN m MS 16 ngày 2003 Orbital Sciences Bảng 3.15: Tỷ lệ lập ñồ 1972 Landsat MSS, 80m 1982 Landsat TM, 30m 1986 Spot 10m, PAN 1991 KVA 1000, 2m 1996 IRS 1C/D, 6m 1: 250.000 1: 100.000 1:50.000 1999 IKONOS-1, 1m 2000 EROS A1, 1,8m 2001 Quickbird, 0,6m 2002 Spot-5, 2,5m 2003 Orbview, 1m 1: 10.000 1: 10.000 1: 10.000 10.4 Ảnh vệ tinh thường dùng lĩnh vực hải dương học khai thác thủy sản - Ảnh từ số vệ tinh dùng ñể thành lập ñồ hệ sinh thái ven bờ: Ảnh Landsat MSS; ảnh Landsat 4, TM; ảnh Landsat ETM+; ảnh ASTER; ảnh SPOT 3, 4, 5; ảnh ALOS; ảnh JERS ảnh ERS chúng tải miễn phí từ website sau: http://asterweb.jpl.nasa.gov/paa_download.asp http://glcfapp.umiacs.umd.edu:8080/esdi/index.jsp http://oceancolor.gsfc.nasa.gov/cgi/landsat.pl 106 Phạm Văn Thông Chương 3: Những kiến thức RS - http://imars.marine.usf.edu/corals/maps/asia_reefs.html http://zulu.scs.nasa.gov/mrsid/mrsid.pl Sử dụng ảnh từ website MODIS, Seawifs, AVHRR, Topex/Poceidon , NSCAT, MODAS, … ñể nghiên cứu yếu tốt bề mặt nhiệt ñộ nước biển (SST), chầp diệp lục, nước trồi… phục vụ lĩnh vực khai thác thủy sản: MODIS 1km: http://oceancolor.gcfsc.nasa.gov/ MODIS 250m: http://rapidfire.sci.gsfc.nasa.gov/ Giovanni: http://reason.gsfc.nasa.gov/OPS/Giovanni/ AVHRR: http://podaac.jpl.nasa.gov/sst/ MODAS: http://www7320.nrlsc.navy.mil/ PFEL: http://www.pfeg.noaa.gov NSCAT: http://winds.jpl.nasa.gov/ Topex/Poceidon: http://sealevel.jpl.nasa.gov/ 107 Phạm Văn Thông [...]...Chương 3: Những kiến thức cơ bản về RS Vệ tinh nhân tạo bao gồm những vật mang ñược phóng vào không gian và chuyển ñộng theo những quỹ ñạo nhất ñịnh phục vụ công tác liên lạc viễn thông, ñịnh vị và hàng hải, thám sát khí tượng và quan sát mặt ñất… Vệ tinh viễn thám cho phép nhìn thấy một vùng rộng trên mặt ñất bao gồm tất cả các ñối tượng... Thông Chương 3: Những kiến thức cơ bản về RS Khả kiến ñộ phân giải cao và hồng ngoại/ña phổ HRVIR-M: Khả kiến ñộ phân giải cao và hồng ngoại/ñơn sắc Thực phủ Kênh 3 Kênh 4 Kênh P Kênh 1 Kênh 2 Kênh 3 Kênh 4 0,79÷0,89 1,58÷1,75 Hồng ngoại gần Hồng ngoại trung bình 20m 20m 0,61÷0,68 Đỏ 10m 0,43÷0,47 0,61÷0,68 0,79÷0,89 1,58÷1,75 Xanh lơ Đỏ Hồng ngoại gần Hồng ngoại trung bình 1km 1km 1km 1km Bảng 3.8: Đặc... thành lập bản ñồ và giám sát thành phố IKONOS chuyển ñộng theo quỹ ñạo ñồng bộ mặt trời với ñộ cao 680km và góc nghiên của mặt phẳng quỹ ñạo là 98,20 Vệ tinh IKONOS có chu kỳ lặp là 14 ngày (thời gian chụp lại trên cùng vùng ñất chỉ từ 1 ñến 3 ngày) và thời gian ñi qua xích ñạo 105 Phạm Văn Thông Chương 3: Những kiến thức cơ bản về RS là 10h30 sáng, với bề rộng tuyến chụp là 11km Các thông số cơ bản của... trời Chu kỳ lặp 17 ngày Thời gian hoàn tất chu kỹ quỹ ñạo Nắm phòng vào quỹ ñạo 104 Khoảng 103 phút 1987 (MOS-1), 1990 (MOS-1b) Phạm Văn Thông Chương 3: Những kiến thức cơ bản về RS d Vệ tinh IRS (Indian Remote Sensing Satellite) Một loạt các vệ tinh viễn thám của Ấn Độ ñược phóng lên qũy ñạo ñể thực hiện việc nghiên cứu toàn bộ phần lục ñại của bề mặt trái ñất, bao gồm vệ tinh IRS-1 phóng vào ñầu năm... Phạm Văn Thông Chương 3: Những kiến thức cơ bản về RS Trong trường hợp này kích thước của pixel và ñộ phân giải không gian là như nhau Tuy nhiên, các thiết bị hiển thị ảnh số có thể cho phép thể hiện với những kích thước pixel khác nhau so với ñộ phân giải không gian của ảnh vệ tinh Hình 3.13: Tạo ảnh ña phổ theo phương pháp quét dọc tuyến chụp Nói chung, ảnh chỉ thể hiện ñược những vật thể lớn gọi là... thực vật, ñộ ẩm của ñất, sinh quyển 102 Phạm Văn Thông Chương 3: Những kiến thức cơ bản về RS 1,55÷1,75 TM 5 (Hồng ngoại sóng ngắn IR) 10,4÷12,5 TM 6 (Hồng ngoại nhiệt IR) TM 7 (Hồng ngoại sóng ngắn IR) Cảm nhận ñộ ẩm của ñất và thực vật, phân biệt vùng bao phủ bởi mây và tuyết Phân biết ñộ ẩm của ñất và sự dày ñặc của rừng, thành lập bản ñồ nhiệt, xác ñịnh cháy rừng 2,08÷2,35 Phân biệt loại ñá và khoáng,... 3: Những kiến thức cơ bản về RS Cao ñộ vệ tinh ảnh hưởng ñến ñộ phân giải mặt ñất của ảnh khi khả năng của bộ cảm biến là cố ñịnh, chu kỳ lặp lại của vệ tinh giữ vao trò rất quan trọng trong việc cung cấp ảnh ña thời gian phục vụ công tác giám sát liên tục các biến ñộng trên bề mặt ñất Hình 3.10 minh họa quỹ ñạo, tuyến chụp và khả năng chụp phủ toàn bộ mặt ñất của vệ tinh khi lựa chọn các thông số cơ. .. ñược thiết kế bởi NASA ñể cung cấp thường xuyên thông tin về ñiều kiện thời tiết của Hoa Kỳ và cho ảnh bề mặt ñất với tỉ lệ nhỏ 1 loạt các thế hệ của vệ tinh này ñược các nhà khí tượng sử dụng ñể giám sát và dự báo thời tiết trong hơn 20 năm qua Thế hệ thứ nhất của vệ tinh bao gồm từ GOES-1 ( phóng 99 Phạm Văn Thông Chương 3: Những kiến thức cơ bản về RS vào quỹ ñạo năm 1975 ) ñến GOES – 7 (năm 1992) nhằm... giá trị của pixel ñược mã hóa 8 bit, tức là cấp ñộ xám ở trong khoảng 0 ÷255 Đặc trưng chính của quỹ ñạo và vệ tinh Landsat ñược thể hiện bởi các thông số sau: 101 Phạm Văn Thông Chương 3: Những kiến thức cơ bản về RS Bảng 3.4: Đặc trưng chính của qũy ñạo và vệ tinh Độ cao bay 915km (Landsat -1-3) 705km (Landsat-4-5-7) Quỹ ñạo Đồng bộ mặt trời Chu kì lặp 18 ngày (Landsat -1-3) 16 ngày (Landsat-4-5-7)... lập bản ñồ các hệ sinh thái ven bờ: Ảnh Landsat MSS; ảnh Landsat 4, 5 TM; ảnh Landsat 7 ETM+; ảnh ASTER; ảnh SPOT 3, 4, 5; ảnh ALOS; ảnh JERS và ảnh ERS và chúng có thể tải miễn phí từ các website sau: http://asterweb.jpl.nasa.gov/paa_download.asp http://glcfapp.umiacs.umd.edu:8080/esdi/index.jsp http://oceancolor.gsfc.nasa.gov/cgi/landsat.pl 106 Phạm Văn Thông Chương 3: Những kiến thức cơ bản về RS