...GT Co so vien tham.pdf

...GT Co so vien tham.pdf tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các lĩnh vực ki...

Chtơng 4 chụp ảnh h~ng không 4.1. Giới thiệu chung Thuật ngữ không ảnh l một khái niệm khoa học đợc xử dụng cho các ảnh đợc chụp bằng phim ảnh trên các phơng tiện hng không nh máy bay, kinh khí cầu v các phơng tiện khác trên không v đợc thực hiện với các loại máy ảnh khác nhau. Nh vậy l, khi nói đến không ảnh, không có nghĩa hẹp l chỉ nói tới ảnh chụp từ máy bay. Còn khi nói ảnh thu từ máy bay chính l một trong những phơng pháp thu dữ liệu không ảnh. Viễn thám hng không l nghiên cứu đối tợng không gian v các quá trình xẩy ra trên mặt đất qua không ảnh- các dữ liệu ảnh chụp trong ngnh hng không. Nh vậy, lịch sử phát triển của khoa học viễn thám bắt đầu bằng việc chụp ảnh v tách lọc thông tin về một vật trên các bức ảnh đợc chụp bằng phim ảnh. Hình 4. 1: ảnh chụp trên khinh khí cầu chụp vùng Booston, tác giả James Wallace Black vo 13 tháng 10 năm 1860 (Thomas). ảnh chụp theo phơng pháp ny chỉ nhạy cảm với dải sóng nhìn thấy, hồng ngoại gần v đợc gọi l ảnh photo. Bức ảnh hng không đầu tiên, dùng trong nghiên cứu về trái đất l ảnh đợc chụp trên khinh khí cầu, ghi lại vùng Booston, đợc thực hiện bởi James Wallace Black vo 13 tháng 10 năm 1860. Các ảnh chụp bằng máy ảnh có thể kể đến l các ảnh hng không trắng đen v ảnh mu nằm trong dải phổ nhìn thấy, đơn kênh hoặc đa kênh. Thời kỳ đầu, ảnh photo đợc chụp từ trên 55 các khinh khí cầu. Giai đoạn tiếp theo khi ngnh hng không phát triển thì chụp ảnh đợc thực hiện trên các máy bay. Bức ảnh đầu tiên chụp từ máy bay đợc thực hiện vo năm 1903. Trong chiến tranh thế giới thứ nhất v chiến tranh thế giới thứ hai không ảnh đã phát triển do yêu cầu của mục đích quân sự. Một loạt các kiểu máy ảnh v cả công nghệ đo đạc ảnh hng không cùng với giải đoán thông tin từ không ảnh ra đời. 4.2. Những u điểm v hạn chế khi sử dụng không ảnh 4.2.1. Ưu điểm Sử dụng không ảnh có các u điểm cần kể đến sau đây: ảnh chụp từ máy ảnh mô phỏng giống nh mắt ngời v nhạy cảm với phổ nhìn thấy. Độ phân giải cao v chứa đựng nhiều thông tin. Độ trung thực cao về mặt hình học. Giá thnh rẻ Cho ra cách nhìn tổng thể: nghiên cứu các đối tợng không gian với nhau. Nghiên cứu vùng xa m không thể tiếp cận trực tiếp đợc. Tiếp kiệm thời gian. ứng dụng cho nhiều ngnh khác nhau 4.2.2. Những hạn chế của ảnhhng không Dải phổ của máy ảnh còn hẹp, chỉ có trong khoảng bớc sóng 0,3 - 0,9 micron (phổ nhìn thấy, cực tím v hồng ngoại gần). Chịu nhiều ảnh hởng của điều kiện khí quyển, Quá trình tìm lại phim tốn nhiều thời gian v phức tạp. Dễ bị h hỏng theo thời gian. Mất thông tin trong quá trình rửa ảnh 4.2.3. Nguyên lý chụp ảnh hng không Nguyên lý hoạt động cơ bản của máy ảnh đợc tuân thủ theo hoạt động của một thấu kính lồi. Hình ảnh của một vật đợc ánh sáng ghi nhận v truyền qua thấu kính lồi ghi lại trên một mặt phẳng nằm sau thấu kính. Trên mặt phẳng ny đợc bố trí cho phim chạy qua. Sơ đồ của một máy ảnh đơn giản nhất đợc minh họa trên hình 4.2. 56 phim Thấu kính Vật Hệ máy F A B' 2F B 2F H A' v u Mặt đất 1/u+1/v =1/f h>>F ab Máy ảnh sử dụng cho viễn thám l thiết bị chính xác. Hợp phần chính của nó bao gồm một thấu kính lồi v phim ghi nhận hình ảnh đặt đằng sau thấu kính. Máy ảnh đợc chia ra lm 4 loại chính: 1. Máy ảnh phổ thông khung đơn; 2. Máy chụp ảnh ton cảnh; 3. Máy chụp ảnh theo đờng v 4. Máy chụp đa kênh (đã nêu ở chơng 3). Hình 4.2: Mô phỏng ảnh của một vật qua thấu kính lồi của một máy ảnh (a) v ghi nhận hình ảnh vật trên phim (b) 4.2.4. đặc điểm của ảnh hng không 4.2.4.1Độ phủ mặt đất của ảnh (Overlap) Hình 4.3: Cặp ảnh lập thể có vùng phủ chồng 57 L diện tích mặt đất mỗi lần chụp đợc. Khái niệm ny liên quan đến đặc điểm của ống kính v khoảng cách hay độ cao chụp. Nếu cùng một độ cao chụp thì độ che phủ mặt đất khác nhau liên quan đến độ mở ống kính. Ví dụ: Với ống kính độ mở 230mm thì diện tích phủ sẽ bằng 17,5 lần diện tích phủ của ống kính 5,5 x 5,5mm hay bằng 61 lần so với BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƢỜNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUN VÀ MƠI TRƢỜNG HÀ NỘI ===========o0o============= GIÁO TRÌNH CƠ SỞ VIỄN THÁM Người biên soạn: Ths Nguyễn Thị Thuý Hạnh Hà Nội, 2011 MỤC LỤC MỤC LỤC Mở đầu Chƣơng Tổng quan viễn thám 1.1 Định nghĩa………………………………………………………………………………5 1.2 Lịch sử phát triển viễn thám 1.3 Nguyên lý viễn thám 1.4 Hệ định vị toàn cầu viễn thám 1.5 Giới thiệu ứng dụng viễn thám 11 1.6 Phân loại viễn thám 11 1.7 Vấn đề thu nhận phân tích tư liệu viễn thám 13 1.8 Các tài liệu tham khảo cho việc xử lý tư liệu viễn thám 14 1.9 Cấu trúc hệ thống viễn thám lý tưởng 15 1.10 Yêu cầu nguồn tư liệu viễn thám 16 1.11 Giới thiệu số vệ tinh 16 Chƣơng Cơ sở vật lý viễn thám 2.1.Các nguồn lượng nguyên lý xạ 23 2.2 Tính chất hạt truyền lượng ánh sáng 27 2.3 Tương tác lượng khí 27 2.4 Các cửa sổ khí 29 2.5 Sự tương tác lượng với đối tượng mặt đất 30 2.6 Phổ phản xạ số đối tượng tự nhiên 32 Chƣơng Đặc điểm loại tƣ liệu viễn thám phƣơng pháp thu nhận tƣ liệu viễn thám 3.1 Đặc điểm phim ảnh đen trắng màu 3.2 Ảnh số, cấu trúc phương pháp lưu trữ 34 3.3 Phương pháp thu nhận ảnh đặc điểm loại ảnh viễn thám 40 3.4 Các khái niệm độ phân giải tư liệu viễn thám 43 Chƣơng Viễn thám hàng không 4.1 Giới thiệu chung 52 4.2 Những ưu điểm hạn chế sử dụng không ảnh 52 4.3 Nguyên lý chụp ảnh hàng không 53 4.4 Đặc điểm ảnh hàng không 53 Chƣơng Viẽn thám hồng ngoại nhiệt 5.1 Nguyên lý xạ nhiệt vật chất 55 5.2 Các ảnh hưởng khí tới việc quét tạo ảnh hồng ngoại `59 5.3 Kỹ thuật chụp ảnh hồng ngoại nhiệt 61 Chƣơng Viễn thám Radar 6.1 Khái niệm viễn thám Radar 65 6.2 Q trình thu tín hiệu Radar 67 6.3 Đặc điểm ảnh Radar 69 6.4 Viễn thám Radar bị động 70 6.5 Viễn thám Laser (LIDAR) 71 Chƣơng Các phƣơng pháp xử lý thơng tin viễn thám 7.1 Phân tích ảnh mắt 72 7.2 Xử lý ảnh số 78 Phụ lục 108 Tài liệu tham khảo 139 MỞ ĐẦU Công nghệ viễn thám phát triển mạnh mẽ giới Việt Nam, trở thành công cụ đắc lực quản lý tài nguyên thiên nhiên, bảo vệ môi trường giảm thiểu thiên tai Để góp phần vào cơng tác đào tạo nguồn nhân lực ngành Trắc địa trường Đại học Tài nguyên Môi trường Hà Nội, phương pháp đo vẽ truyền thống, tác giả muốn giới thiệu nguyên lý kỹ thuật liên quan đến công nghệ viễn thám giúp học sinh, sinh viên bớt khó khăn tiếp cận công nghệ thành lập đồ với nhiều ưu khơng thể phủ nhận Giáo trình “Cơ sở viễn thám” biên soạn theo đề cương môn học Cơ sở viễn thám hội đồng giáo trình trường Đại học Tài ngun Mơi trường Hà Nội xét duyệt, sở tổng hợp kiến thức có sở khoa học chặt chẽ công bố nhiều nơi Giáo trình sử dụng làm tài liệu học tập, giảng dạy tham khảo cho học sinh, sinh viên, giáo viên ngành Trắc địa, Địa Chính, Quản lý đất đai, Môi trường, Địa chất…trường Trường Đại học Tài ngun Mơi trường Hà Nội Nội dung giáo trình gồm ba chương, thiết kế theo trình tự phát triển từ nguyên lý đến thuật toán xử lý ảnh khả ứng dụng công nghệ viễn thám Tác giả xin chân thành cảm ơn Lãnh đạo Nhà trường tạo điều kiện thuận lợi để giáo trình hồn thiện, đặc biệt đóng góp ý kiến giảng viên khoa Trắc địa-Bản đồ cố vấn chuyên gia Tuy nhiên, việc biên soạn tránh khỏi thiếu sót, tác giả mong nhận nhiều ý kiến đóng góp bạn đồng nghiệp để chỉnh lý, bổ sung cho lần tái sau giúp giáo trình ngày hồn thiện Hà Nội - 2011 Tác giả Nguyễn Thị Thuý Hạnh Chơng 5 viễn thám hồng ngoại nhiệt Phơng pháp viễn thám hồng ngoại nhiệt l phơng pháp ghi nhận các bức xạ nhiệt ở dải sóng hồng ngoại nhiệt ( từ 3 đến 14 Pm). Vì bức xạ nhiệt có cờng độ yếu, lại bị hấp thụ mạnh bởi khí quyển, nên để thu các tín hiệu nhiệt phải có thiết bị quét nhiệt với độ nhạy cao. Dới đây l một số cơ sở vật lý v các nguyên tắc tạo ảnh hồng ngoại. 5.1. Nguyên lý bức xạ nhiệt của vật chất Tính chất bức xạ nhiệt của các đối tọng tự nhiên dựa vo nguyên tắc bức xạ của vật đen tuyệt đối. 5.1.1. Nhiệt độ Kinetic v sự bức xạ Nhiệt độ của vật chất đo đợc khi tiếp xúc hoặc đặt chìm vo bên trong vật chất đợc quan niệm l nhiệt độ bên trong của vật chất gọi l nhiệt độ Kinetic. Nhiệt độ Kinetic l nhiệt độ bên trong của vật chất, thể hiện sự trao đổi năng lợng của các phân tử cấu tạo nên vật chất. Sự bức xạ năng lợng của vật chất l một hm số của nhiệt độ Kinetic của chúng. Khi bức xạ, vật chất có một nhiệt độ khác gọi l nhiệt độ bên ngoi của vật chất. Viễn thám ghi nhận thông tin về nhiệt độ bên ngoi của vật chất, cũng có nghĩa l ghi nhận thông tin về sự bức xạ của vật chất. 5.1.2. Sự bức xạ của vật đen tuyệt đối Nh phần đầu đã mô tả, khi nhiệt độ của một vật lớn hơn nhiệt độ 0 o K (-273 0 C) thì nó sẽ phát ra một bức xạ nhiệt. Cờng độ bức xạ v tính chất phổ của bức xạ l một hm của thnh phần vật chất tại thời điểm đó. Hình 5.1 minh hoạ cho sự phân bố phổ của năng lợng bức xạ từ bề mặt của vật đen tuyệt đối tại các nhiệt độ khác nhau. Các đờng cong phân bố năng lợng có hình dạng giống nhau nhng các tia của chúng có xu hớng chuyển dịch về phía có bớc sóng ngắn hơn khi nhiệt độ tăng cao (quy luật chuyển dịch cực trị năng lợng bức xạ của Wiens). Phân bổ phổ của năng lợng bức xạ của vật đen tại các nhiệt độ khác nhau: T A max O trong đó: Om - bớc sóng m ở đó có bc xạ cực đại; A - 2.898 Pm (hệ số); T - nhiệt độ Kinetic. 71 Ton bộ năng lợng phát ra từ bề mặt của vật đen tuyệt đối ở một nhiệt độ no đó đợc xác định v tính bằng quy luật Stefan - bolfman: M =M( O ) , d O, = G T 4 trong đó: M - tổng năng lợng phát xạ, w/ m 2 ; M O - năng lợng phổ phát xạ tại bớc sóng O , ; G - hằng số stefan bolzmal = 5,6697X 10 -8 W/Cm2/K -4 ; T - nhiệt độ của vật đen ( độ K ) d - diện tích phát xạ của vật đen Hình 5.1: Đặc điểm phát xạ nhiệt của vật chất Theo phơng trình, tổng lợng nhiệt phát ra từ bề mặt vật đen thì khác nhau theo tỷ lệ với lũy thừa 4 của nhiệt độ tuyệt đối. Viễn thám đo đợc năng lợng phát ra của vật, do đó đo đợc nhiệt độ của vật. Viễn thám đo các bức xạ M theo các dải bớc sóng khác nhau, tuy nhiên sự bức xạ nhiệt chỉ bắt đầu từ dải hồng ngoại nhiệt. 5.1.3. Sự phát xạ nhiệt từ các vật chất thực Với vật đen tuyệt đối, nó phát xạ ton bộ năng lợng rơi vo nó khi lm cho nhiệt độ của nó tăng lên, còn vật chất thực chỉ phát ra một phần năng lợng rơi vo nó. Khả năng phát xạ nhiệt gọi l độ phát xạ nhiệt (H). H = Năng lợng nhiệt phát ra của vật tại một nhiệt độ no đó/ Năng lợng phát ra của vật đen tại cùng nhiệt độ đó. H có giá trị từ 0 - 1: giá trị H khác nhau tuỳ thuộc vo thnh phần vật chất, ở các nhiệt độ khác nhau thì sự phát xạ cũng khác nhau. Ngoi ra, sự phát xạ còn khác nhau ở dải sóng v góc phát xạ. 72 Một vật gọi l vật xám thì có độ phát xạ nhỏ hơn 1 nhng sự phát xạ l đều ở một bớc sóng tơng tự nh của vật đen tuyệt đối. Một vật có sự phát xạ khác nhau ở các dải sóng khác nhau thì gọi l vật phát xạ lựa chọn. Rất nhiều vật chất có sự phát xạ giống nh vật đen, ví dụ: nớc 0,98 - 0,99 v phát xạ ở dải sóng 6 - 14Pm. Nhiều vật chất khác lại có sự phát xạ lựa chọn, Ví dụ: thạch anh có sự phát xạ rất khác biệt giữa các phần trong dải phổ từ 6 - 14Pm. Dải sóng từ 8 -14Pm có đặc điểm l ngoi việc thể hiện sự phát xạ của khí quyển còn thể Chơng 6 Viễn thám radar 6.1. Khái niệm về viễn thám radar 6.1.1. Khái niệm chung Sóng radar còn gọi là vi sóng (micowave), là một dải sóng của quang phổ điện từ, có bớc sóng trong khoảng từ 1mm đến 1m đợc dùng trong viễn thám (cả từ vệ tinh và máy bay). Radar (Radio Dectection And Ranging) là khái niệm dùng để phát hiện và xác định vị trí của các đối tợng. Phơng pháp áp dụng là phát ra những xung năng lợng vi sóngtheo một hớng quan tâm rồi ghi lại cờng độ của những xung phản hồi lại (hay vọng lại) từ các đối tợng, theo hệ thống trờng nhìn của thiết bị. Hệ thống radar có thể tạo hình ảnh hoặc không tạo hình ảnh mà bằng các giá trị số đo. Một lợng lớn các thông tin hiện nay về môi trờng và tài nguyên đợc thu nhận bởi bộ cảm hoạt động trên dải phổ của sóng radar. Viễn thám sóng radar không những chỉ sử dụng trong lĩnh vực quân sự nh trớc đây mà ngày càng đợc ứng dụng rộng rãi trong nghiên cứu môi trờng của trái đất, phục vụ cho khoa học và mục đích hòa bình. Công nghệ radar sử dụng nguồn sóng dài siêu tần, đợc phát ra từ một anten và thu nhận sóng phản hồi, là một phơng tiện hữu hiệu của năng lợng nhân tạo, không còn phụ thuộc vào năng lợng mặt trời nên có thể nghiên cứu môi trờng trong mọi lúc và mọi thời tiết. Ngoài ra, đặc tính của sóng radar là không bị ảnh hởng của mây phủ, chúng có khả năng xuyên mây và thậm chí xuyên vào một lớp mỏng của thạch quyển góp phần tích cực vào việc nghiên cứu các đối tợng dới lớp phủ thực vật. Trong công nghệ viễn thám sóng radar có hai hệ viễn thám thu ảnh với sóng radar: Hệ viễn thám sử dụng nguồn năng lợng sóng radar chủ động, do nguồn năng lợng từ anten tạo ra và thu sóng phản hồi gọi là hệ radarchủ động ( active )và hệ thu năng lợng sóng radar phát xạ tự nhiên từ một vật trên mặt đất gọi là viễn thám radar thụ động( passive). Ngoài ra, các hệ radar có thể đợc phân loại theo các đặc tính nh radar tạo ảnh và radar không tạo ảnh. Radar còn đợc dùng để đo vận tốc chuyển động của vật, vận tốc gió. Các thiết bị viễn thám radar có thể đợc đặt trên mặt đất, máy bay, hoặc trên vệ tinh. 6.1.2. Các kênh phổ chính sử dụng trong radar Sóng radar là sóng siêu tần với bớc sóng dài. Tơng quan giữa tần suất và bớc sóng đợc diễn tả bằng công thức: 89 C = trong đó: C - vận tốc của bức xạ điện từ hay vận tốc của ánh sáng = 3.10 8 m; - bớc sóng; - tần số (số lần xung trong một giây). Bảng 6.1 liệt kê các kênh sử dụng trong radar và bớc sóng cùng tần số của chùm xung. Khả năng đâm xuyên của tia radar tỉ lệ nghịch với độ dài bớc song của tia Bảng 6.1: Bớc sóng và chu kỳ sóng dùng trong viễn thám Kênh Bớc sóng (cm) Tần số (MHz) Ka (0.86cm) 0.8 - 1.1 40.000 - 26.500 K 1.1 - 1.7 26.500 - 18.000 Ku 1.7 - 2.4 18.000 - 125.000 X (3 và 3.2 cm) 2.4 - 3.8 125.000 - 8.000 C 3.8 - 7.5 8.000 - 4.000 S 7.5 - 15 4.000 - 2.000 L (25cm) 15 - 30 2.000 - 1.000 P 30 - 100 1.000 - 3.000 6.1.3. Các ứng dụng chính của radar Các ứng dụng của radar có thể dùng trong các mục đích sau: - Xác định độ ẩm và vùng lụt. Vạch ranh giới tuyết và băng, đo độ sâu của tuyết. - Xác định thông số của đất trồng, cấu trúc địa chất, các thanh tạo kim loại và khoáng sản, tìm kiếm nớc ngầm - Tìm đối tợng nằm sâu dới mặt đất - Hớng dẫn đờng bay trong ngành hàng không. - Vẽ bản đồ địa hình với độ chính xác cao - Vẽ mặt cắt nhiệt độ quyển khí - Đo độ bốc hơi nớc trong khí quyển - Đo hàm lợng nớc trên đám mây - Đo độ cao địa hình, độ sâu đáy biển. - Vẽ bản đồ thành tạo của sông và biến động đờng bờ. Với các dải sóng radar khác nhau sẽ có những ứng dụng khác nhau. 90 Bảng 6.2: Các ứng dụng của các kênh Chơng 7 Các hệ thống viễn thám phổ biến trên thế giới 7.1. Các vệ tinh Landsat của Mỹ Phụ hệ thống kiểm soát độ cao Thiết bị điện tử ghi phổ ở dải band rộng Pin mặt trời Anten thu dữ liệu Bộ cảm đo độ cao Máy quét đa phổ Hệ thu chùm phản hồi Vidicon Hình 7.1: Thiết kế bề ngoi của Landsat-1, Landsat-2 v Landsat-3 ( Phỏng theo sơ đồ của NASA) 7.1.1. Vệ tinh Landsat Vệ tinh Landsat của Mỹ l hệ thống vệ tinh quỹ đạo gần cực ( với góc mặt phẳng quỹ đạo so với mặt phẳng xích đạo l 98,2 0 ), lúc đầu có tên l ERTS (Earth Remote Sensing Satellite), sau 2 năm kể từ lúc phóng ERTS-1 ngy 23 tháng 7 năm 1972, đến năm 1976, đợc đổi tên l Landsat (Land Satellite), sau đó có tên l landsat-TM (thematic Mapper)v Landsat- ETM (Enhanced Thematic Mapper). Chơng trình đợc thực hiện giữa Bộ nội vụ v Trung tâm Nghiên cứu Vũ trụ Quốc gia NASA của Mỹ. 104 Độ cao 705 km Góc nghiêng 98,2 0 Thời gian ngy giờ địa phơng 9:45' sáng Bảng 7.1: Các thông số cơ bản về các loại vệ tinh Landsat Vệ tinh Ngy phóng Ngy hoạt động RBV band MSS band TM band Quỹ đạo Lặp lại/độ cao (Km ) Landsat-1 23-7-1972 6-1-1978 1,2,3 đồng thời 4567 Không 18ngy/900km Landsat-2 22-1-1975 25-2-1982 11,2,3 đồng thời 4567 Không 18ngy/900km Landsat-3 5-3-1978 31-3-1983 A,B,C,D 4567,8 Không 18ngy/900km Landsat-4 16-7-1982 Hoạt động Không 1234 1234567 16ngy/900km Landsat-5 1-3-1984 Hoạt động Không 1234 1234567 16ngy/900km Landsat-6 5-10-1993 Không phóng Không Không 1234567 16ngy/900km Ghi chú: - RBV: hệ thống chụp ảnh tia ngợc bằng máy ảnh. - MSS: Hệ thống quét đa phổ. - TM: Sensor tạo bản đồ chuyên đề - ETM: Sensor tạo bản đồ chuyên đề chất lợng cao. Các dữ liệu vệ tinh đợc xử lý, lu trữ trên tape v chuyển xuống các trạm thu dới đất qua các vệ tinh truyền thông tin. Vệ tinh Landsat đợc thiết kế sao cho thời gian thu ảnh l theo đúng giờ địa phơng trên mọi vị trí của trái đất v các thông số khác đợc nêu trong bảng 7.2. Chu kỳ quĩ đạo 98,9 phút Quĩ đạo vệ tinh Vét quét mặt đất Hình 7.2: Quĩ đạo đồng bộ mặt trời của vệ tinh Landsat-4, -5 (phỏng theo sơ đồ của NASA). 105 Vệ tinh truyền thông tin Quỹ đạo N+1, ngy Quỹ đạo N, ngy M+1 Quỹ đạo N+1 ngy Quỹ đạo N, ngy M Quỹ đạo N ngy M+18 Hình 7.3: Cấu tạo hệ thống quét ảnh của Landsat (trên) v quỹ đạo của vệ tinh landsat trên nớc Mỹ độ phủ bên của hình ảnh l 62km tại 40 0 vĩ bắc (dới). Hình 7.4: Sơ đồ phân bố trên ton cầu các dải quét của Landsat v các trạm thu với bán kính hoạt động của trạm thu 106 Hình 7.5: Sơ đồ vị trí các ảnh của Landsat ở Việt Nam (trái) v ảnh Việt Nam ghép từ ảnh vệ tinh LANDSAT-TM phải) (kích thớc ảnh 185 x 185 Km). ảnh Landsat có kích thớc 185x185 Km, vị trí mỗi cảnh của ảnh vệ tinh Landsat đợc xác định theo sơ đồ : - Số thứ tự hng (row) - Số thứ tự tuyến bay (path) Trên hình 7.5, bên trái l sơ đồ vị trí các cảnh của Landsat trên lãnh thổ Việt Nam v ngy thu ảnh. Ví dụ: hng 46, dải 127 l khu vực Ho Bình v lân cận. Ghi chú: * 79m đối với Landsat 1, 2, 3 v 82m với Landsat 4 v 5. RBV Bộ cảm thu theo nguyên tắc vô tuyến ( retur beam vidicon ) MSS- Bộ cảm quét đa phổ TM - Bộ cảm quét có độ phân giải cao thnh lập bản đồ chuyên đề ETM-Bộ cảm quét phân giải cao thnh lập bản đồ chuyên đề tỉ lệ lớn. Nh vậy việc gọi tên các band phổ của Landsat l khác nhau giữa MSS v TM nên khi sử dụng cần phân biệt rõ dải phổ đợc sử dụng. Trong kế hoạch, NASA sẽ phóng vệ tinh Landsat mới với bộ cảm ALI có 10 band v giá thnh rẻ hơn thuộc chơng trình thiên niên kỷ mới -NMP (New Millennium Program) của Mỹ. 107 Hệ ALI đợc thiết kế với trọng lợng 1 ®¹i häc quèc gia hμ néi Tr−êng §¹i häc Khoa häc Tù nhiªn ***** NGUYÔN NGäC TH¹CH c¬ së viÔn th¸m CC S Hμ Néi 8-2005 Lời nói đầu Viễn thám (Remote sensing) đang đợc ứng dụng rộng rãi trong nhiêu lĩnh vực khác nhau, đặc biệt là trong các khoa học về trái đất. Bớc đầu tiên của việc ứng dụng viễn thám là phân tích bằng mắt các bức ảnh chụp bằng máy ảnh quang học phục vụ cho mục đích quân sự, dần dần cùng với sự phát triển của nhiều công nghệ và nhiều ngành khoa học khác nhau, viễn thám đã có những bớc phát triển vợt bậc với những dạng t liệu mới và những công nghệ xử lý mới hết sức đa dạng. Viễn thám, bớc đầu phát triển ở một số nớc có nền công nghệ tiên tiến, dần dần đã trở nên một công nghệ và một ngành khoa học có tính toàn cầu phục vụ một cách hữu hiệu cho rất nhiều lĩnh vực khác nhau, đặc biệt là trong việc nghiên cứu, quản lý tài nguyên, môi trờng. Khoa học Viễn thám có 6 hợp phần cơ bản là: cơ sở vật lý của viễn thám, công nghệ thu nhận hình ảnh trong viễn thám, viễn thám trong dải phổ quang, viễn thám hồng ngoại nhiệt, viễn thám radar, các phơng pháp xử lý thông tin viễn thám ( giải đoán ảnh bằng mắt và xử lý ảnh số ). Ngoài ra Viễn thám còn đợc gắn chặt với công nghệ định vị toàn cầu (GPS ). Để phục vụ công tác đào tạo và tham khảo tại khoa Địa lý, Trờng Đại học Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà nội, giáo trình Cơ sở Viễn thám biên soạn trên cơ sở tổng hợp từ nhiều nguồn thông tin và từ những kiến thức cơ bản đang phổ biến trên thế giới cũng nh ở Việt nam, trong đó có một số giáo trình đã đang đựơc sử dụng ở Trờng Đại học khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội. Giáo trình cũng có thể đợc sử dụng để giảng dạy ở các khoa, các ngành thuộc lĩnh vực khoa học trái đất, môi trờng. Hà nội, tháng 10 năm 2005 1 Chơng 1 Khái niệm chung về viễn thám Viễn thám là một ngành khoa học có lịch sử phát triển từ lâu, có mục đích nghiên cứu thông tin về một vật và một hiện tợng thông qua việc phân tích dữ liệu ảnh hàng không, ảnh vệ tinh, ảnh hồng ngoại nhiệt và ảnh radar. Sự phát triển của khoa học viễn thám đợc bắt đầu từ mục đích quân sự với việc nghiên cứu phim và ảnh, đợc chụp lúc đầu từ khinh khí cầu và sau đó là trên máy bay ở các độ cao khác nhau. Ngày nay, viễn thám ngoài việc tách lọc thông tin từ ảnh máy bay, còn áp dụng các công nghệ hiện đại trong thu nhận và xử lý thông tin ảnh số, thu đợc từ các bộ cảm có độ phân giải khác nhau, đợc đặt trên vệ tinh thuộc quỹ đạo trái đất. Viễn thám đợc ứng dụng trong nhiều ngành khoa học khác nhau nh quân sự, địa chất, địa lý, môi trờng, khí tợng, thủy văn, thủy lợi, lâm nghiệp và nhiều ngành khoa học khác. Các dữ liệu viễn thám, trong đó có ảnh vệ tinh đa phổ , siêu phổ và ảnh nhiệt đợc dùng trong các nghiên cứu khác nhau nh: sử dụng đất, lớp phủ mặt đất, rừng, thực vật, khí hậu khí tợng, nhiệt độ trên mặt đất và mặt biển, đặc điểm quyển khí và tầng ozon, tai biến môi trờng Dữ liệu ảnh radar đợc sử dụng trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu khác nhau nh nghiên cú các mục tiêu quân sự, đo vận tốc gió, đo độ cao bay và độ cao của sóng biển, nghiên cứu cấu trúc địa chất, sụt lún đất, theo dõi lũ lụt ngoài ra, còn ứng dụng trong nghiên cứu bề mặt của các hành tinh khác. 1.1. Định nghĩa Viễn thám (Remote sensing - tiếng Anh) đợc hiểu là một khoa học và nghệ thuật để thu nhận thông tin về một đối tợng, một khu vực hoặc một hiện tợng thông qua việc phân tích t liệu thu ... khó khăn tiếp cận công nghệ thành lập đồ với nhiều ưu phủ nhận Giáo trình “Cơ sở viễn thám” biên so n theo đề cương môn học Cơ sở viễn thám hội đồng giáo trình trường Đại học Tài nguyên Môi trường... đặc biệt đóng góp ý kiến giảng viên khoa Trắc địa-Bản đồ cố vấn chuyên gia Tuy nhiên, việc biên so n tránh khỏi thiếu sót, tác giả mong nhận nhiều ý kiến đóng góp bạn đồng nghiệp để chỉnh lý,