Viễn thám (Remote Sensing) là môn khoa học thu nhận thông tin về hình dáng, kích thước và tính chất của một vật thể, một đối tượng từ một khoảng cách cố định, không cần tiếp xúc trực tiếp với chúng. Điều này được thực hiện nhờ vào việc quan sát và thu nhận năng lượng phản xạ, bức xạ từ đối tượng và sau đó phân tích, xử lý, ứng dụng những thông tin nói trên. Viễn thám không chỉ tìm hiểu bề mặt của Trái đất hay các hành tinh mà nó còn có thể thăm dò được cả trong các lớp sâu bên trong các hành tinh. Trên Trái Đất, người ta có thể sử dụng máy bay dân dụng, chuyên dụng hay các vệ tinh nhân tạo để thu phát các ảnh viễn thám.
BÀI THẢO LUẬN CÁC LOẠI ẢNH VỆ TINH QUAN SÁT TÀI NGUYÊN Nhóm Giảng viên: Phạm Thị Hà Tháng 3, năm 2016 Nhóm 4: - Xã Mạnh Linh - Nguyễn Hoàng Lương - Nguyễn Thủ Mạnh - Phan Bùi Quốc Mạnh - Nguyễn Hữu Nam - Đinh Thị Ngân - Trần Công Nghĩa - Nguyễn Bá Anh Ngọc - Nguyễn Thị Hồng Ngọc - Hà Thị Nhung - Trần Thị Tú Oanh GIỚI THIỆU Khái niệm: Viễn thám (Remote Sensing) môn khoa học thu nhận thông tin hình dáng, kích thước tính chất vật thể, đối tượng từ khoảng cách cố định, không cần tiếp xúc trực tiếp với chúng Điều thực nhờ vào việc quan sát thu nhận lượng phản xạ, xạ từ đối tượng sau phân tích, xử lý, ứng dụng thơng tin nói Viễn thám khơng tìm hiểu bề mặt của Trái đất hay các hành tinh mà thăm dò lớp sâu bên hành tinh Trên Trái Đất, người ta sử dụng máy bay dân dụng, chuyên dụng hay vệ tinh nhân tạo để thu phát ảnh viễn thám Viễn thám thực từ nhiều khoảng cách tầng độ cao khác nhau, như: - Tầng mặt đất: chụp ảnh máy ảnh cầm tay ghi nhận, ảnh chụp trực tiếp mặt đất - Tầng hàng không: máy ảnh gắn vào máy bay, khinh khí cầu… ảnh chụp từ máy bay… gọi ảnh hàng khơng - Tầng vũ trụ: cảm biến sensor gắn lên vệ tinh có quỹ đạo định sẵn để ghi nhận ảnh chụp ảnh Trong tầng độ cao viễn thám tầng vũ trụ tầng viễn thám sử dụng rộng rãi phổ biến Tồn q trình thu nhận xử lí ảnh viễn thám chia thành phần sau: - Nguồn cung cấp lượng - Sự tương tác lượng với khí - Sự tương tác với vật thể bề mặt đất - Chuyển đổi lượng phản xạ từ vật thể thành liệu ảnh - Hiển thị ảnh số cho việc giải đốn xử lí Một số ứng dụng viễn thám thực tế nay: Viễn Thám Nghiên cứu địa chất Nghiên cứu mơi trường Nghiên cứu khí hậu khí Nghiên cứu thực vật rừng Nghiên cứu thủy văn Nghiên cứu hành tinh khác Một số cách phân loại viễn thám Phân loại theo ngn tín hiệu: - Viễn thám chủ động: nguồn tia tới tia sáng phát từ thiết bị nhân tạo, thường máy phát đặt thiết bị bay - Viễn thám bị động: nguồn phát xạ mặt trời từ vật chất tự nhiên Phân loại theo bước sóng: - Viễn thám dải sóng nhìn thấy hồng ngoại: mặt trời nguồn lượng Ngồi ra, công nghệ LiDAR sử dụng tia lazer trường hợp ngoại lệ sử dụng lượng chủ động - Viễn thám hồng ngoại nhiệt: nguồn lượng sử dụng xạ nhiệt vật thể phát - Viễn thám siêu cao tần: sử dụng xạ siêu cao tần có bước sóng từ đến vài chục centimet Kỹ thuật Radar thuộc viễn thám siêu cao tần chủ động Nguồn lượng bị động vật thể phát Phân loại theo đặc điểm quỹ đạo: - Vệ tinh địa tĩnh: vệ tinh có tốc độ góc quay tốc độ góc quay trái đất, nghĩa vị trí tương đối vệ tinh so với trái đất đứng yên - Vệ tinh quỹ đạo cực (hay gần cực): vệ tinh có mặt phẳng quỹ đạo vng góc gần vng góc so với mặt phẳng xích đạo trái đất Tốc độ quay vệ tinh khác với tốc độ quay trái đất thiết kế riêng cho thời gian thu ảnh vùng lãnh thổ mặt đất địa phương thời gian thu lặp lại cố định vệ tinh Tùy vào loại vệ tinh mà ta có loại ảnh vệ tinh quan sát tài nguyên sau: Vệ tinh Landsat SPOT IKONOS MOS IRS Worldwiew Landsat Tổng quan - Vệ tinh Landsat hệ thống vệ tinh quỹ đạo gần cực với góc mặt phẳng quỹ đạo so với mặt phẳng xích đạo 98,2o - Landsat tên chung cho hệ thống vệ tinh chuyên dùng vào mục đích thăm dò tài ngun Trái Đất - Đầu tiên mang tên ERTS ( Earth Resource Technology Sattellite) - kỹ thuật vệ tinh thăm dò Trái đất - Hệ thống vệ tinh Landsat nói hệ thống vệ tinh mang tính chất quốc tế - Có vệ tinh chương trình Và Landsat - Vệ tinh Landsat thiết kế cho thời gian thu ảnh theo địa phương vị trí trái đất Ảnh vệ tinh IKONOS ứng dung quản lý đô thị Ảnh IKONOS ứng dụng nghiên cứu địa hình MOS 4.1 Đặc điểm vệ tinh MOS - Vệ tinh MOS-1 hệ Nhật Bản phóng lên quỹ đạo vào 2/1987 để thám sát đại dương mơi trường biển - Sau MOS-1b phóng lên quỹ đạo vào 2/1990 với ba thiết bị đo phổ có phạm vi vùng tương tự cảm biến đa phổ vệ tinh landsat - Vệ tinh có độ cao bay 909km, quỹ đạo đồng mặt trời - Vệ tinh mang ba cảm biến: MESSR, VTIR, MSR với kênh có bước sóng độ phân giải khác - Chu kỳ lặp 17 ngày, thời gian hoàn tất chu kỳ quỹ đạo khoảng 103 phút - Ảnh MOS ảnh đa phổ với độ phân giải từ 32-50m - Ảnh có độ phủ trùm lớn → phục vụ cho việc quan sát đại dương môi trường biển 4.2 Đặc điểm ảnh MOS Bảng 4.2 đăc trưng sensor độ phân giả khơng gian Tên cảm biến Kênh MESSR: Bức Kênh xạ kế tự quyét Kênh Đa phổ Kênh Kênh MSR: Bức xạ kế quyét Vô tuyến tán cao VTIR: Khả kiến nhiệt Bức xạ kế hồng ngoại Bước sóng Loại Độ phân giải 0,51 ÷ 0,59 0,61 ÷ 0,69 0,72 ÷ 0,80 0,80 ÷ 1,10 Lục Đỏ Hồng ngoại gần Hồng ngoại gần 50m 50m 50m 50m 23,8 ± 0,2 GHz 31,4 ± 0,25 GHz Kênh Kênh Kênh Kênh 0,5 ÷ 0,7 0,6 ÷ 0,7 10,5 ÷ 11,5 11,5 ÷ 12,5 Vơ tuyến cao tần Vô tuyến cao tần Khả kiến Hồng ngoại nhiệt Hồng ngoại 32m 23m 900m 2700m 2700m 2700m 4.3 Ưu điểm ảnh MOS - Độ phủ trùm lớn - Có giá thành rẽ thâm nhập vào Việt Nam 4.4 Nhược điểm ảnh MOS - Ảnh có độ phân giải khơng gian thấp - Khơng tạo ảnh lập thể 4.5 Khả ứng dụng ảnh MOS - Thám sát đại dương nghiên cứu môi trường biển IRS 5.1 Đặc điểm vệ tinh IRS - Hai vệ tinh IRS IRS-1a IRS-1b ten lửa Vostok Nga đưa lên quỹ đạo vào 3/1988 8/1991 + Và vệ tinh IRS-1a ngừng hoạt động năm 1992 vệ tinh IRS-1b hoạt động cuối năm 1999 + Hai vệ tinh có độ bay cao 905km với góc nghiên 99 độ với chu kỳ lặp 22 ngày + Hai vệ tinh mang sensor LLISS COD chụp ảnh kênh phổ - Vào cuối năm 1998 Ấn Độ vệ tinh hoạt động có vệ tinh IRS-1c tên lữa Molniiya 5.2 Đặc điểm ảnh IRS - Ảnh có độ phân giải khơng gian tương đối cao - Có thể tạo ảnh lập thể ứng với kênh toàn sắc Bảng 5.2 đăc trưng sensor độ phân giả khơng gian Tên cảm biến Kênh Bước sóng Loại Độ phân giải Độ phân giải PAN: Bộ cảm biến tồn sắc P 0,5 ÷ 0,59 Khả kiến (lục đến hồng ngoại gần) 5,8m 5,2 ÷ 5,8m LISS: Bộ cảm trợ quyets ảnh tuyến tính Kênh2 Kênh Kênh Kênh 0,52 ÷ 0,59 0,62÷ 0,68 0,77÷0,86 1,55÷ 1,7 Khả kiến (lục đến vàng) Khả kiến (lục đến đỏ) Hồng ngoại gần Hồng ngoại trung bình 24m 24m 24m 70m 21 ÷ 23m 21 ÷ 23m 21 ÷23m 63 ÷ 70m 5.3 Ưu điểm ảnh IRS - Ảnh có độ phân khơng gian tương đối cao - Có khả tạo ảnh lập thể 5.4 Nhược điểm ảnh IRS - Độ phân giải chưa cao ảnh SPOT nên nhiều hạn chế trog số ứng dụng 5.5 Khả ứng dụng ảnh IRS - Ảnh có độ phân giải cao ứng dụng tốt thành lập đồ quy hoạch thành phố - Ảnh đa phổ cung cấp LISS-3 có đặc tinh tương tự LandsatTM từ kênh đến kênh nên áp dụng tốt cho việc phân biệt thực vật, thành lập đồ trạng sử dụng đất quy hoạch tài nguyên thiên nhiên - Nghiên cứu toàn phận lục địa bề mặt trái đất - Bộ cảm biến Liss thu nhận dùng để thành lập đồ sử dụng đất, phân biệt tốt thực vật WORLDVIEW 6.1 Đặc điểm vệ tinh WORLDVIEW - Thuộc loại vệ tinh quan sát trái đất đặt lên quỹ đạo độ cao 770km vào tháng 10/2009, với vận tốc quỹ đạo 100 phút , thời gian vận hành tối da 10 năm - Vệ tinh worldview-2 cân nặng 2800kg, chiều cao 4,3m, đường kính 2,5m, chiều rộng 7,1m, mức tiêu thụ lượng 3,2W - Vệ tinh chụp ảnh kênh toàn sắc (PAN) kênh đa phổ (MS) - Chu kỳ lặp 11 ngày 6.2 Đặc điểm ảnh WORLDVIEW - Ảnh có độ phân giải khơng gian cao cao ảnh IKONOS - Ảnh WORLDVIEW cung cấp dạng khác nhau: ảnh toàn sắc ảnh đa phổ - Ảnh có độ phủ trùm 16,4km Hình ảnh đám mây treo núi Phú Sĩ, Nhật Bản chụp vệ tinh WorldView Digital Globe vào ngày 2/9, trông mảng băng - (Ảnh: BBC News) 6.3 Ưu điểm ảnh WORLDVIEW - Ảnh có độ phân giải khơng gian cao nên ứng dụng nhiều lĩnh vực - Được trang bị dãy cảm biến, kênh màu: đỏ, xanh dương, vàng, cận hồng ngoại nên có khả phân biệt loài thực vật đặc biệt 6.4 Nhược điểm ảnh WORLDVIEW - Ảnh có độ phủ trùm không cao 6.5 Khả ứng dụng ảnh WORLDVIEW-2 - Quy hoạch nhà đất, hậ tầng sở, trồng rừng ... cố định vệ tinh Tùy vào loại vệ tinh mà ta có loại ảnh vệ tinh quan sát tài nguyên sau: Vệ tinh Landsat SPOT IKONOS MOS IRS Worldwiew Landsat Tổng quan - Vệ tinh Landsat hệ thống vệ tinh quỹ... thể phát Phân loại theo đặc điểm quỹ đạo: - Vệ tinh địa tĩnh: vệ tinh có tốc độ góc quay tốc độ góc quay trái đất, nghĩa vị trí tương đối vệ tinh so với trái đất đứng yên - Vệ tinh quỹ đạo cực... Landsat nói hệ thống vệ tinh mang tính chất quốc tế - Có vệ tinh chương trình Và Landsat - Vệ tinh Landsat thiết kế cho thời gian thu ảnh theo địa phương vị trí trái đất -Vệ tinh landsat thiết