Báo cáo viễn thám và gis khoa học trái đất

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG c om ========00======= ng BÁO CÁO co MÔN: VIỄN THÁM VÀ GIS an Khoa học trái đất du o Nhóm 3: Lớp u Nguyễn Thị Ngọc Hà cu SHSV ng Sinh viên thực th Giảng viên hướng dẫn: Phương Xuân Quang Phạm Văn Ngữ 20090545 ĐT11_K54 20090893 ĐT03_K54 20091948 ĐT11_K54 20092611 ĐT11_K54 Hà Nội 9/2013 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Mục lục Khoa học trái đất Error! Bookmark not defined 18.1.Giới thiệu 18.2 Khoa học nghiên cứu đất dựa ảnh chụp từ không vệ tinh .3 18.3 Các mơ hình tiêu nước c om 18.4 Nét đặc trưng 10 18.5 Địa thực vật học 15 18.6 Quan sát tượng đa phổ đá khoáng sản 19 ng 18.7 Photoclinometry 20 co Độ nghiêng hình ảnh 20 an Ứng dụng .22 18.8 Band Ratios 23 th Tỉ lệ băng tần 23 ng 2.Ứng dụng 25 du o 18.9 Soil and Landscape Mapping .27 Đất đồ cảnh quan 27 u 2.Ứng dụng 28 cu 18.10 Các đơn vị địa hình tích hợp 29 18.11 Bảo tồn vùng ngập nước .30 18.12 Hình ảnh radar thăm dò 30 18.13 Tóm tắt .31 18.14 Một số tài liệu học tập giảng dạy 31 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt co ng c om 18.1.Giới thiệu Chương đề cập tới ứng dụng viễn thám khoa học trái đất, bao gồm địa chất học, địa mạo học khoa học đất Mặc dù lĩnh vực có điểm khác nhau, chúng tập trung vào hình dạng, cấu trúc, trạng thái tự nhiên đất trầm tích bề mặt trái đất Ứng dụng viễn thám khoa học trái đất đặc biệt khó khăn Thơng thường, đối tượng muốn tìm hiểu thường cấu trúc thuộc địa chất, tầng đất đặc trưng mà có phần hoàn toàn bị che phủ mặt đất Rất khó để trực tiếp thu nhận hình ảnh đối tượng Thay vào đó, thường phải tìm yếu tố khác diện bề mặt trái đất, từ suy luận đặc điểm địa chất, thổ nhưỡng, địa mạo Thêm vào đó, thơng tin địa chất thường nhận phân biệt phản xạ phổ, âm bề mặt đất Thậm chí nghiên cứu trực tiếp nhà địa chất học có sai khác nhau, dễ hiểu ứng dụng viễn thám lĩnh vực khó khăn du o ng th an Cuối cùng, thường phải dựa vào tín hiệu tổng hợp từ nhiều loại đất đá, thực vật mà tổng hợp phản xạ phổ chúng thường không giống với thành phần cấu thành nên Bởi thiết bị viễn thám thu nhận xạ từ vùng rộng lớn mặt đất điểm nhỏ nên điều gây khó khăn cho việc ứng dụng vào khoa học trái đất cu u Tuy nhiên, viễn thám cup cấp hội cho lĩnh vực địa chất học Việc quan sát phản xạ, xạ dải sóng vật thể mở cánh cửa nghiên cứu cho đối tượng mà quan sát hình thức khác Một ảnh vệ tinh ghi lại nhiều tín hiệu tạo thành nhiều thông tin khác bao gồm che chắn, đất, đá, thực vật Mặc dù tín hiệu tổng hợp khó xử lý, chúng đồng thời phản ánh khác địa hình địa vật mà dễ dàng nhận từ hình thức quan sát khác Cuối cùng, ảnh viễn thám khơng thể thay hồn tồn nghiên cứu thực nghiệm phịng thí nghiệm, cũng cấp thơng tin bổ sung cho phương pháp truyền thống cấp thơng tin hữu ích mà phương pháp khác khơng thể có 18.2 Khoa học nghiên cứu đất dựa ảnh chụp từ không vệ tinh CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt cu u du o ng th an co ng c om Các nhà địa chất học nghiên cứu nhiều khía cạnh bề mặt trái đất với mong muốn hiểu cấu trúc bề mặt trái đất để từ dễ dàng tìm thấy tài ngun khống, dầu mỏ dự báo nguy địa chất Viễn thám có đóng góp vào số khía cạnh nghiện cứu địa chất qua việc cung cấp thông tin khoa học đất đá, mẫu cấu trúc, thực vật Khoa học đá liên quan tới tính chất vật lý, hóa học đá, phân biệt loại đất đá Cấu trúc định nghĩa dạng hình thành mảng đá bao gồm gập, gãy, đứt đoạn Địa lý thực vật tập trung vào mối quan hệ tầng thực vật bao phủ bề mặt đất tính chất đất đá tầng đất phía Hình 18.1 Ảnh chụp từ khơng vùng Galisteo Creek, phía bắc New Mexico Việc nghiên cứu địa chất qua ảnh trình thu nhận hiểu thông tin địa chất thông qua ảnh chụp từ không Việc nghiên cứu thông tin địa chất qua ảnh khoảng năm 1920 việc chụp ảnh CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt cu u du o ng th an co ng c om khơng bắt đầu phát triển Sau đó, kỹ thuật chụp điều chỉnh áp dụng vào năm 1950 1960 Ngày nay, việc nghiên cứu địa chất qua ảnh không dừng lại việc chụp ảnh khơng đơn mà có nhiều cải tiến Hình 18.2 Chú giải ảnh hình 18.1 Việc thực hành nghiên cứu địa chất qua ảnh dựa ứng dụng trực tiếp từ lý thuyết dịch thông tin từ ảnh sang vấn đề địa chất Các hình khối, kích thước, màu sắc sáng tối, bố cục…trong ảnh có ý nghĩa quan trọng lĩnh vực nghiên cứu địa hình địa vật Tương tự, lý thuyết quang trắc có ứng dụng quan trọng việc tính tốn độ dày, mỏng lớp thềm Những đo đạc cho phép thu nhận thông tin cấu trúc bề mặt đất thông qua ảnh chụp từ cao CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Ảnh viễn thám có khả cung cấp thơng tin giá trị cấu trúc địa hình Hình 18.1 18.2 biểu diễn ảnh lập thể vùng khô cằn thuộc New Mexico, đặc trưng dòng nham thạch chảy quanh đất đá trầm tích Phía cạnh ảnh nhìn thấy thềm sa thạch uốn cong hình cung sâu sang bên trái tiếp tục hướng tới phần ảnh Trong ảnh lập thể, chiều cao vật thể nhìn rõ làm lộ mảng sa thạch lớp địa chất tạo nên chỏm núi Hình ảnh 18.3 quang cảnh nhìn từ mặt đất dãy núi nhỏ vị trí phía góc bên phải hình 18.2 cu u du o ng th an co ng c om Những ảnh đồng thời cung cấp chứng tác động núi lửa việc hình thành nên hình dạng phong cảnh Các dòng nham thạnh chảy cắt qua tạo nên đường hẹp rõ rệt ảnh Hình 18.3 Ảnh chụp từ mặt đất vùng Galisteo Creek, New Mexico Vùng đất có thềm đá cứng bao phủ lớp cát vàng Có thực vật sinh sống Qua ví dụ ngắn này, thấy hữu ích việc sử dụng ảnh CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt khơng để có thơng tin chi tiết nhìn kỹ khoa học trái đất Mục tiếp tục đề cập đến số khía cạnh khác chụp ảnh địa hình hữu ích ảnh viễn thám lĩnh vực khoa học trái đất cu u du o ng th an co ng c om 18.3 Các mô hình tiêu nước Các mơ hình nước thường thể rõ thông qua ảnh viễn thám Những đặc điểm mơ hình nước cho phép nhà địa chất học suy đốn thơng tin có ích vật chất bề mặt cấu trúc địa chất thường gắn liền với quang cảnh cụ thể (thể hình 18.4 18.5) Các mơ hình nước quan sát tự nhiên chứa đặc điểm hai nhiều mơ hình hình, chúng khơng trùng khớp hồn tồn với mơ hình dùng để biểu diễn chúng Hình 18.4 Sơ lược mơ hình nước Một mơ hình nước đặc trưng mơ hình nhánh giống với đường gân gọi mơ hình nước hình Mơ hình nàythường có đặc điểm bề mặt địa hình phẳng, sườn khơng q dốc, khơng có đứt gãy lớn Mơ hình nước song song tìm thấy địa CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt điểm mà địa chất đồng với địa hình có độ dốc rõ rệt Có nhiều dạng nước thực tế có đặc điểm nằm hai mơ hình hình hơ hình song song Nếu địa hình có đoạn bị nhơ lên tác động kiến tạo bị trũng xuống suy giảm mực nước biển mơ hình hóa mơ entrenched incised Trong mơ vậy, đặc điểm vết rạch mơ hình nước tiết lộ đặc điểm thềm đất đá phía – hình dạng, độ sâu, độ cứng tính liên kết vật liệu bề mặt cu u du o ng th an co ng c om Nếu địa hình đặc trưng cấu trúc tuyến tính, rãnh nước thường phân bố theo dạng lưới Khi địa hình cao phần trung tâm thấp dần phía rảnh nước có hình tỏa trịn CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om ng co an th ng du o u cu Hình 18.5 Ảnh chụp khơng mơ tả số dạng thoát nước đề cập hình 18.4 Khi địa hình bị ảnh hưởng yếu tố có tính chất rộng lớn đóng bang, đường đứt đoạn, nham thạch hình thành đường rãnh nước thường khơng quan sát rõ Địa hình đặc trưng hồ, đầm lầy nối với hệ thống dòng phức tạp Theo thời gian, dòng chảy hình thành trở lại thời gian hệ thống nước lộn xộn khơng theo mơ hình CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Những xem xét kỹ vào hệ thống nước địa hình có cho biết đặc trưng cách cấu tạo vật liệu bề mặt Các địa hình phẳng, sườn dốc tròn thường gắn liền với lớp đất dẻo, có tính liên kết cao Địa hình khơng có đường nước đường nước đơn giản lớp đất đá bề mặt có độ thám nước cao Những mơ hình nước phức tạp thường có vật liệu bề mặt thấm nước độ cứng bị ướt .c om Hình dạng đường cắt ngang hệ thống dòng chảy chịu chi phối lớn tính kết dính vật liệu bề mặt Những đổi hướng bất ngờ dòng chảy thay đổi lớp đất đá thềm đất đá bề mặt Các đường ngắn, dạng chữ V với thay đổi dạng bậc thang thường đặc trưng cho thoát nước tốt, cấu trúc bề mặt lỏng lẻo giống cát Rãnh nước hình chữ U thể có mặt lớp bùn sâu đồng th an co ng Trong chụp ảnh địa hình đen trắng từ khơng, màu sắc địa hình đặc điểm mơ hình rãnh nước Các màu sáng, mịn thường thể lớp đất thoát nước tốt Một khu vực cát rộng, phẳng thường thu với màu xám sáng đồng Nói chung, hình dạng thu với tông màu khác biểu thị kết cấu đất khác du o ng 18.4 Nét đặc trưng Thuật ngữ lineament hiểu phổ biến đường nét địa hình dạng tuyến kéo dài với quy mơ khu vực khơng thiết có chất kiến tạo đồng lineaments với đứt gãy gọi chung đứt gãy sâu cu u ● Lineanemts tên đăt nhà địa chất, coi có nguồn gốc từ địa chất thể nhìn thấy thông qua ảnh viễn thám Những đặc trưng coi tuyến tính hay định tuyến, O’Leary(1975) đưa khái niệm Linearments thuật ngữ ưu dùng Thuật ngữ dùng văn địa chất từ năm 1904 sử dụng quốc gia khác Những thuật ngữ sử dụng sớm, trước có xuất ảnh hàng không, áp dụng đặc điểm tính địa chất ví dụ như: đặc điểm địa hình(sườn núi,hệ thống nước,bờ biển, ) ● Vào đầu năm 1930, mẫu đứt gãycó thể nhìn thấy thơng qua ảnh hàng khơng phương tiện để suy cấu trúc địa chất.Những đặc điểm ảnh đồng chặt chẽ với đặc điểm, cấu trúc vùng Gần đây, tài liệu viễn thám, thuật ngữ đưa CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ● Cuối cùng, bất thường thuộc địa thực vật học phản ánh đặc trưng vùng-những số cụ thể có nghĩa khu vực cụ thể, nên kiến thức thảm thực vật địa chất cần thiết để khai thác triệt để kiến thức tầng địa chất ng c om Những kiến thức địa chất xem xét loại thưc vật phản ứng chúng với tác nhân từ đất Sự phát triển thực vật không phụ thuộc vào chất dinh dưỡng quan trọng( P, K, N) mà phụ thuộc vào vi chất dinh dưỡng là: mage Mg, bari B, cali Ca, lưu huỳnh S yêu cầu với lượng nhỏ.Chúng góp phần vào tăng trưởng thực vật Ngược lại, yếu tố khác xem thành phần gây độc hại đến phát triển cây, chí với liều lượng nhỏ hòa tan đất.Các loại nặng Ni, Cu, Cr, Pb Từ điều này, sử dụng yếu tố để biết vị trí tầng địa chất khu khống sản th an co HydroCacbon gây ảnh hưởng đến phát triển thực vật chúng thực vật hấp thụ.Khí Hydrocacbon di chuyển mặt đất Trên bề mặt đất, chúng có nồng độ cao bị thấm dầu hay mỏ vỉ than.Hydrocacbon có đất giúp thực vật tăng trưởng cách tpaj dưỡng chất quan trọng song bên cạnh lại làm thay đổi bầu khí đất gây hại cho số loài thực vật du o ng Ý nghĩa đặc biệt địa thực vật học thay đổi màu xanh chất diêp lục quan sát phổ Có thể nhận thấy rằng,phản xạ cao màu xanh cây, giảm màu xanh da trời màu đỏ Vùng gần khu vực hông ngoại, phản xạ tăng rõ rệt cu u Collins(1981) số nhà nghiên cứu khác thấy ứng suất địa hóa thấy vùng có phổ từ 0.55 - 0.75 µm (là nơi có màu xanh cây, đỏ vùng hơng ngoại) Đáng ý nhất, vị trí độ dốc đường miêu tả có tăng phản xạ vùng rìa nhìn thấy Mặc dù màu xanh đặc biệt chịu tác động ảnh hưởng điện hóa, ảnh hưởng diễn vị trí đường dần với nơi có bước sóng ngắn hơn(Ví dụ phía cuối màu CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om xanh quang phổ, đo chuyển đổi màu xanh ) độ dốc dốc co ng Cần phải nhấn mạnh rằng, thay đổi nhỏ quan sát cảm biến có chất lượng tốt tiến trình để lọc phản xạ th an Theo Collins(1983) việc thay đổi màu xanh quan sát thấy hầu hết loài thực vật Họ tin tưởng phổ hầu hết thực vật xanh khơng giới hạn vài lồi cu u du o ng Nguyên nhân dịch chuyển màu sắc chưa làm sáng tỏ tận ngày Bất thường nông độ kim loại nặng đất thực vật hấp thụ tác động tích cực đến phận bao gồm Nồng độ kim loại nguyên nhân bệnh úa vàng quan sát phương pháp thông thường Mối quan hệ kim loại nặng thay đổi màu xanh rõ ràng, thông tin đua Collins đồng nghiệp diện kim loại nặng không làm ảnh hưởng đến chất diệp lục-các ion kim loại nặng dường không xâm nhập vào chất diệp lục mà xuất để làm chậm phát triển chúng, ảnh hưởng tới đa dạng không ảnh hưởng đến chất lượng chất mô thực vật Chang Collins tiến hành thí nghiệm phịng thí nghiệm để xác định kết phép đo quang phổ lĩnh vực nghiên cứu tác động khác kim loại Trong thí nghiệm họ sử dụng oxit, sunfat, sunfua, cacbon,clorua Cu, Zn, Fe, Ni, Mn, Mo, V, Se điều chế nồng độ thấp 100ppm Fe Pb dường có lợi cho tăng trưởng cây, Mo V có tác CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt động điều kiện nghiên cứu, số chất chống lại nhau, số kết hợp tạo thay đổi 18.6 Quan sát tượng đa phổ đá khoáng sản co ng c om Một chiến lược lớn thứ cho việc nghiên cứu khoa học đá phụ thuộc vào quan sát quang phổ đất đá Màu sắc đặc điểm quang phổ đá xác định tính mẫu địa chất.Các nhà địa chất học sử dụng màu sắc để xác định mẫu khu vực phòng thí nghiệm sử dụng để đo phân tích quang phổ Độ phát xạ quang phổ, phản xạ đá khống sản tính chất quan trọng có quan hệ mật thiết với tính chất vật lý hóa học chúng Trong phịng thí nghiêm, đặc trưng phổ quan sát cách chi tiết đầy đủ Các nhà địa chất có nhiều kinh nghiêm việc tính quang phổ vật liệu địa chất phát triển chế rộng lớn xung quanh việc nghiên cứu tầng địa chất du o ng th an Việc áp dụng kiến thức thu viễn thám cịn khó khăn Trong phịng thí nghiệm, quang phổ quan sát khơng có tác động khí quyển, cối hay che khuất phổ, nhà khoa học tiến hành đặc tính thứ 2(như độ ẩm) từ mẫu ban đầu bù cho tác động nó.Trong liệu viễn thám, tác động biến thường ước định.Các thiết bị cảm ứng từ xa thông thường thường khơng có quang phổ tốt độ phân giải phóng xạ cần thiết cu u Vị trí khu vực có biến đổi nhiệt biết đến có diện khống chất limonit bề mặt Limonit gồm oxi hợp chất sắt, bao gồm goethire quặng sắt đỏ; khoáng chất có xu hướng trải vùng gần dải hồng ngoại, dải nhìn thấy tia cực tím, quang phổ chúng thường 0.5 µm giảm vùng tử ngoại Sự diện Limonit khoáng chất săn phẩm tạo từ điều kiện thời tiết, xác định vị trí khu vực biến đổi nhiệt, qua cho thấy khả khu vực khoáng sản.Tuy nhiên việc xác định thành phần limonit không xác định chứng hoạt động thủy nhiệt, có mặt limonit khơng làm biến đổi q trình nhiệt dịch hay xuất tình Do đó, việc quan sát quang phổ hay phổ khơng phải đặc trưng việc phân tích xem xét với thông tin khác CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Spectra of some natural geologic surfaces: (A) White Joe Lott Tuff member of th an co ng Mt Belknap volcanics; (B) limonitic Joe Lott Tuff member of Mt Belknap volcanics; (C) tan soil on rhyolite; (D) orange-layered laterite Data were collected in the field near the surface using portable spectroradiometers Limonitic minerals (B, C, D) show low reflectances at wavelengths below 0.5-m, relative to nonlimonitic materials (A) From Geotz et al (1975), as given by Williams (1983, p 1748 ng Khoáng chất đất sét làm giảm phản xạ xuống 1.6 µm du o Ở độ phân giải quang phổ tốt hơn, khoáng chất đất sét cacbon đặc trưng cấu trúc ALOH MgOH thị quang phổ tỏng dải hấp thụ từ 2.1 - 2.4 µm.(Hình trên) cu u Độ phát xạ quang phổ từ - 12 µm(giữa vùng hơng ngoại) cho phép xác định số khoáng chất silicat việc tách khoáng chất silicat từ khống chất khơng phải silicat Khống chất silicat thường phát xạ cực tiểu vùng non-silicat xạ tỏng bước sóng dài 18.7 Photoclinometry Độ nghiêng hình ảnh Là ước tính thơng tin độ nghiêng việc phân tích phân bố độ sáng ảnh bề mặt vật chất (ví dụ:Miệng núi lửa) (From:Wiktionary) Là hiểu biết mối quan hệ độ sáng hình ảnh phương hướng bề mặt mà tạo độ sáng ấy.Một bề mặt không thuộc phản xạ thống CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt mà chiếu sáng góc cộng với thay đổi độ sáng hình ảnh mang thơng tin liên quan đến độ dốc phần tử riêng biệt mặt đất dẫn đến có đầy đủ hình ảnh, bao gồm nhiều điểm ảnh, mơ tả hình dạng địa hình trái đất.(From:Remote sensing) c om Bề mặt trái đất khơng phản xạ thống nhất, độ sáng bề mặt gây địa hình khơng pha trộn với độ sáng gây vật liệu bề mặt khác Viễn thám thường liên quan đến khác biệt quang phổ mà quan sát nhiều nơi khác bề mặt Trái đất nguyên nhân cho phong phú khoáng sản bên nguồn tài nguyên khác Do đó, độ sáng hướng bề mặt thường coi yếu tố phức tạp để giải thích thơng tin quang phổ.( Quang phổ dải có màu cầu vồng từ đỏ đến tím, hứng có tượng tán sắc ánh sáng) cu u du o ng th an co ng Trong viễn thám, bề mặt nguồn chiếu sáng có mối quan hệ hình học cố định, thân nơi chiếu sáng bao gồm nhiều khía cạnh riêng, có định hướng rõ ràng với chùm tia lượng mặt trời Cụ thể là, chùm tia lượng mặt trời chiếu sáng Trái đất góc cố định thời điểm nào, địa hình khơng cho hình ảnh tạo thành từ nhiều độ sáng khác Vì vậy, bề mặt đồng địa hình khơng đều, thay đổi gam hình ảnh màu xám miêu tả thay đổi độ nghiêng bề mặt định hướng Hình 18.14: Độ sáng bề mặt phụ thuộc vào định hướng bề mặt liên quan đến hướng chiếu sáng Nếu bề mặt có vật liệu bề mặt giống xử lí theo luật cosin Lambert , độ sáng chúng phụ thuộc vào góc độ mà chúng định hướng CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Luật cosin lambert quang học nói mối quan hệ cường độ ánh sáng từ bề mặt tỉ lệ thuận với cosin góc anfa hợp bề mặt vật đường thẳng từ mắt người quan sát tới vật .c om Ứng dụng Giúp cho viễn thám cách cung cấp công cụ cho phép phân tích để tách thơng tin quang phổ từ độ sáng phát sinh từ hướng bề mặt Một phản xạ khuếch tán (Chương 2) có độ sáng việc dự đốn từ góc độ ánh sáng (Hình 18.14).Chứng tỏ góc chiếu sáng thay đổi,độ sáng bề mặt thay đổi th an co ng Một số bề mặt trái đất đáp ứng việc phản xạ đồng đều, số bề mặt khác trái đất hiển thị biến đổi nhỏ phản xạ , thiếu vắng thảm thực vật khác biệt màu sắcthực vật thời tiết gây Những nhà địa chất người nghiên cứu bề mặt mặt trăng hành tinh thực phương pháp cần thiết để lấy thơng tin địa chất từ hình ảnh ( Wildey Pohn , 1964) Độ nghiêng hình ảnh bao gồm yếu tố viễn thám , trắc quang , phóng xạ Mặc dù lý thuyết thực hành phải đối phó với nhiều vấn đề chưa giải ,nhưng có ứng dụng quan trọng viễn thám cu u du o ng Chúng ta xấp xỉ độ sáng địa hình ,đo cặp cụ thể băng tần , với tỷ lệ chúng sau: G : đại diện cho độ sáng gam màu xám hình ảnh dải quang phổ lựa chọn từ hình ảnh đa băng tần , c : số tùy ý >0 R1/R2 : Tỷ lệ hình ảnh R1 R2 có số đặc tính hữu ích Đầu tiên, mối quan hệ điểm ảnh bị che khuất điểm ảnh bị chiếu sáng trực tiếp Do đó, hình ảnh tỷ lệ hiển thị thơng tin tỉ lệ phản xạ tinh khiết khơng có hiệu địa hình Điều cho phép nhà địa chất để kiểm tra đặc tính quang phổ bề mặt mà khơng có tác động lẫn lộn độ sáng hỗn hợp địa hình độ phản xạ Trong hình ảnh thơ, khác biệt độ sáng điểm ảnh bị gây khác biệt độ nghiêng, bóng dâm , khác biệt màu sắc vật liệu bề mặt Trong hình CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ảnh tỷ lệ , nhà địa chất học cho khác biệt độ sáng khác biệt phản xạ Kết minh họa ví dụ hình 18.15 cu u du o ng th an co ng c om 18.8 Band Ratios Tỉ lệ băng tần Tỷ lệ băng tần có ý nghĩa quan trọng viễn thám địa chất Bằng cách loại bỏ ảnh hưởng đổ bóng, trộn lẫn với thông tin phổ cần thiết để làm cho phân biệt thạch học, chúng truyền đạt thơng tin quang phổ hoàn toàn Hơn nữa, tỷ lệ giảm thiểu khác biệt độ sáng đơn vị thạch học (ví dụ, tỷ lệ có xu hướng nhấn mạnh thơng tin màu sắc độ sáng tuyệt đối) tạo điều kiện so sánh liệu thu thập ngày khác nhau, điều dẫn tới khác góc lượng mặt trời Hình 18.15: Ví dụ minh họa sử dụng tỷ lệ băng tần Trong ví dụ giả tạo , bề mặt địa hình chiếu sáng từ phía bên phải hình minh họa bao gồm ba vật liệu bề mặt tương phản , phần chiếu sáng chùm tia lượng mặt trời , độ dốc ngược chiếu sáng gián tiếp ánh sáng khuếch tán Các giá trị số nguyên (thô) truyền đạt thông tin hỗn hợp phản xạ bề mặt đổ bóng Vì có đổ bóng , bề mặt vật liệu riêng biệt khơng thể phân cách rõ ràng vào lớp riêng biệt chúng Trong hình minh họa phía , tỷ lệ hai băng CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt tần cách biệt với hiệu ứng vật liệu bề mặt khác ( loại bỏ hiệu ứng địa hình ) cho phép nhận dạng lớp phổ riêng biệt (Based on Taranick (1978, p 28) Trong sơ đồ phần trên, độ sáng nơi xảy kết hợp khác biệt địa hình phản xạ bề mặt , nhà phân tích khơng thể giải khác biệt hiệu ứng Trong sơ đồ phần dưới, tỷ lệ tách biệt rõ ràng loại phản xạ bề mặt, phần thể hai bề mặt địa hình khác cu u du o ng th an co ng c om Goetz cộng (1975) kiểm tra phản xạ đá Arizona sử dụng quang phổ kế có khả thu thập phổ độ phân giải cao cho loạt bề mặt tự nhiên cầm tay Họ tìm thấy số tỷ lệ hữu ích phân biệt đơn vị thạch học Bởi băng tần chúng dựa liệu độ phân giải cao không phù hợp với chia nhỏ quen thuộc quang phổ, tỷ lệ chúng phải xác định sử dụng định danh riêng, đưa hình 18.13 Ví dụ, tỷ lệ băng tần chúng 10 (khoảng, màu đỏ / hồng ngoại gần) cung cấp phân biệt tốt đá trần phủ thảm thực vật khu vực Tỷ lệ 12/3 chúng (giữa IR / màu xanh) thành công việc phân biệt đá limonitic nonlimonitic Phổ tần cho phụ gia limonit giảm mạnh kênh (màu xanh) diện sắt III, hấp thụ mạnh mẽ khu vực này, đá nonlimonitic thường có độ sáng khu vực Do đó, tỷ lệ 12/3 có xu hướng làm bật khác biệt đá limonitic nonlimonitic Đá thay đổi thủy nhiệt chứa khoáng chất đất sét hiển thị dải hấp thụ kênh 13, tỷ lệ 12/13 có xu hướng để xác định khu vực thủy nhiệt thay đổi Sơ đồ trình bày phần trước CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2.Ứng dụng Cho thấy hình ảnh tỉ lệ khu vực cụ thể trái đất , Ví dụ: Hình 22 Bức ảnh cho thấy: + Dải tần màu đỏ hình ảnh xác định tỷ lệ dải tần phạm vi ( 0,63-0,69 mm ) : ( 0,52-0,60mm ) ; cường độ lớn màu đỏ cho thấy mức độ cao oxit sắt .c om +Dải tần màu xanh tỷ lệ ( 1,55-1,75 m ) : ( 2,08-2,35 m ) ; tỉ lệ màu xanh cao cho thấy có hàm lượng đất sét cao bề mặt đất +Dải tần màu xanh lam/lục điều khiển giá trị tỷ lệ ( 8,20-8,54 mm ) : ( 8,60-8,95mm ) ; cường độ màu xanh mức độ oxit silic bề mặt đất cao co ng + Dải tần màu vàng(đỏ+xanh cây) thể có mặt oxit sắt đất sét khu vực cu u du o ng th an Ứng dụng thể việc sử dụng tỉ lệ quang phổ CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om ng co an th cu u du o ng Hình 22: ng , khu khai thác mỏ Nevada Biến thể màu sắc đại diện cho thay đổi tỷ lệ quang phổ dải tần, (Hình ảnh cung cấp Tổng cơng ty Geo- Sectra Từ Vincent cộng sự) năm 1984 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt an co ng c om 18.9 Soil and Landscape Mapping Đất đồ cảnh quan th ( du o ng Hình 18.16: Phác thảo tương phản đất) - FEET (đơn vị đo chiều dài Anh 0, 3048 m) cu u Khoa học đất nghiên cứu lớp vỏ đất ( thổ nhưỡng-địa chất) bề mặt Trái đất cố gắng để hiểu hình thành đất mẫu hình dạng biến thể đất Vỏ trái đất phức hợp nguyên liệu chất vô từ địa chất pha trộn với chất hữu mục nát từ mô thực vật động vật Lớp đất gồm có thành phần(3 tầng) có độ dày thành phần khác -Tầng A đầu tiên( 0-50 cm): Lớp mặt- Có màu tối giàu chất hữu cơ.Lớp chứa nhiều vi sinh vật trùng,rễ cây,vi sinh vật… -Tầng B: Lịng đất-màu đỡ tối hơn, vi sinh vật,rễ phong phú A -Tầng C: sâu thổ nhưỡng, chứa vật liệu địa chất bên bị phân hủy lới lỏng mề mại lớp C -Tầng R: chứa chủ yếu đá cịn ngun vẹn,khơng thay đổi CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 2.Ứng dụng an co ng c om Sự hình thành tầng lớp đất tương tác yếu tố khí hậu địa hình,địa chất,con người theo thời gian th Hình 18.17: Cảnh quan khu vực đất đai (Nguồn: Công ty dịch vụ bảo tồn tài nguyên thiên nhiên USDA) cu u du o ng Landscape: Cảnh quan bao phủ tranh loại đất khác với độ dày,mỏng đất khác vị trí trái đất CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Hình 18.18: Chuẩn bị bước lập đồ đất Trong bước lập đồ, điều tra viên (dưới bên trái hình ảnh ) phác họa đơn vị lập đồ khung ảnh ( hình ảnh trung tâm ) , cuối đơn vị đồ chỉnh sửa kết hợp để hình thành đơn vị trình bày đồ đất cuối ( thấp bên phải) Nguồn: Từ Virginia - Khảo sát đất hợp tác xã Công ty dịch vụ bảo tồn tài nguyên thiên nhiên USDA du o ng th an co ng c om Trong bước lập đồ, nhà khoa học đất kiểm tra hình ảnh khơng, thường sử dụng phạm vi âm nổi, để xác định ranh giới lớp đất Các nhà khoa học đất học nhiều thổ nhưỡng khu vực thông qua quan sát thực địa, loại đất vị trí chúng Bản đồ đất miêu tả phân bố thành phần thổ nhưỡng cung cấp thơng tin có giá trị liên quan đến địa hình, địa chất, địa mạo, thuỷ văn, yếu tố cảnh quan khác Ứng dụng đồ đất cho nhà địa chất, người nông dân để đánh giá địa điểm tốt cho lĩnh vực nông nghiệp xây nhà của,cầu cống,cơ sở vật chất… Đối với khu vực, nhìn vào đồ đồ phục vụ hướng dẫn để chọn phương thức kinh tế ,xây dựng, công việc người tốt cho loại đất cu u 18.10 Các đơn vị địa hình tích hợp Định nghĩa đơn vị địa hình tích hợp dựa khái niệm đa dạng phức tạp tập hợp đất, địa hình, thảm thực vật, hình thức phản ứng quang phổ đặc biệt tacó thể công nhận lập đồ Phương pháp tiếp cận chung từ lâu áp dụng, theo nhiều tên gọi khác nhau,trong phưuong phát tốt lâu đời biết đến gọi "lập đồ hệ thống đất" Lập đồ hệ thống đất chia nhỏ khu vực thành yếu tố cảnh quan định kỳ dựa kiểm tra toàn diện phân phối đất, thực vật, thủy văn, địa chất Phương pháp dựa phân thứ bậc cảnh quan Hệ thống đất tái lập từ thành phần địa hình, đất đai, cối Các đơn vị hệ thống lĩnh vực thạch học thống với tương đối đồng đất hệ thống thoát nước CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Phương pháp đơn vị địa hình tích hợp áp dụng để phân tích liệu kỹ thuật số Ở độ phân giải cảm biến vệ tinh, phản ứng quang phổ riêng từ nhiều thành phần cảnh quan kết hợp để tạo phản ứng tổng hợp Trong bối cảnh này, phương pháp thơng thường phân loại hình ảnh để lập đồ lớp riêng đất, thảm thực vật, địa chất khó khăn co ng c om 18.11 Bảo tồn vùng ngập nước Diện tích vùng ngập nước đất đặc trưng đất bão hòa bị ngập Tại Hoa Kỳ, vùng đất ngập nước xác định cách hợp pháp diện (1) thảm thực (2) vùng đất ngập nước:bao gồm chứng ngập lụt bão hòa, (3) đặc điểm nồng độ oxy thấp, màu sắc đặc biệt màu xám đen nhất, thường có vết lốm đốm đặc biệt bão hòa kéo dài Sự hiểu biết xuất vùng đất ngập nước có ý nghĩa loạt vấn đề sách, có quy định sử dụng đất, chất lượng nước, giảm thiểu lũ lụt, nông nghiệp, hấp thụ cacbon.Đối với số mục đích nghiên cứu thực địa cần thiết để xác định phân tích phạm vi vùng đất ngập nước an Tuy nhiên, cho mục đích khác, viễn thám tạo thành công cụ quan trọng việc bảo tồn giám sát vùng đất ngập nước cu u du o ng th 18.12 Hình ảnh radar thăm dị Theo kết luận chương này, lưu ý ứng dụng liệu SAR để thăm dị dầu khí ngồi khơi Sự giãn tự nhiên dầu mỏ từ đáy đại dương gây màng mỏng dầu bề mặt đại dương tạo bề mặt nước mịn gây điều kiện thúc đẩy phản ứng vùng đại dương Dầu loang xảy phân tử dầu lên mặt biển để tạo thành mỏng lớp dầu khí mà làm suy giảm sóng bề mặt đại dương Công nghệ SAR nhạy cảm với khác biệt độ nhám bề mặt, dễ dàng phân biệt vết dầu nước thơ xung quanh Do vết dầu loang vùng khơng có tán xạ, đặc trưng khu vực riêng biệt bóng tối hình ảnh radar Do đó,kết hỗ trợ việc xác định vùng có váng có nguồn gốc SAR có khả quan sát khu vực ngày đêm, phạm vi rộng điều kiện khí tượng, liệu SAR hỗ trợ việc xác định vùng có váng hình thành cách thường xuyên Bản đồ thăm dị quan trọng sản xuất cách sử dụng hệ thống GIS để che phủ thông tin khác bờ biển, độ sâu, đường vận chuyển, giàn khoan dầu có hình ảnh RADARSAT Những đồ CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt cho phép nhà sản xuất định để giảm rủi ro thăm dị làm tăng chi phíhiệu khoan dầu ngồi khơi .c om 18.13 Tóm tắt Chụp ảnh không viễn thám từ lâu áp dụng cho vấn đề khoa học trái đất Địa chất, lập đồ địa hình, chủ đề liên quan đến hình thành ứng dụng thường xuyên chụp ảnh không, ngày cảm biến từ xa, sử dụng với kỹ thuật khác, tiếp tục để tạo thành công cụ quan trọng để lập đồ địa chất, thăm dị, nghiên cứu co ng Ngồi ra, khảo địa chất hình thành khía cạnh quan trọng chương trình nghiên cứu ứng dụng cho Landsat, SPOT, RADARSAT, ERS-1, hệ thống khác Nghiên cứu địa chất cho hình thành thành phần kinh tế quan trọng việc thực hành viễn thám, chúng tạo thành yếu tố quan trọng tiến lý thuyết thực tế viễn thám an 18.14 Một số tài liệu học tập giảng dạy Geologic Fieldwork with ASD: part of • • th www.youtube.com/watch?v=cjuitl_-_LU cu u du o ng Geologic Fieldwork with ASD: part of • • www.youtube.com/watch?v=xBknHsZdG2E&feature=related Geologic Fieldwork with ASD: part of • • www.youtube.com/watch?v=2-AkC8jcL08&feature=related CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ... địa mạo học khoa học đất Mặc dù lĩnh vực có điểm khác nhau, chúng tập trung vào hình dạng, cấu trúc, trạng thái tự nhiên đất trầm tích bề mặt trái đất Ứng dụng viễn thám khoa học trái đất đặc... khơng để có thơng tin chi tiết nhìn kỹ khoa học trái đất Mục tiếp tục đề cập đến số khía cạnh khác chụp ảnh địa hình hữu ích ảnh viễn thám lĩnh vực khoa học trái đất cu u du o ng th an co ng c om... mặt đất điểm nhỏ nên điều gây khó khăn cho việc ứng dụng vào khoa học trái đất cu u Tuy nhiên, viễn thám cup cấp hội cho lĩnh vực địa chất học Việc quan sát phản xạ, xạ dải sóng vật thể mở cánh