7. Cấu trúc của luận văn
2.1.1.Công nghệ viễn thám
Viễn thám đƣợc hiểu là một khoa học và nghệ thuật để thu nhận thông tin về một đối tƣợng, một khu vực hay một hiện tƣợng thông qua việc phân tích tƣ liệu thu nhận đƣợc bằng cách phƣơng tiện. những phƣơng tiện này không có sự tiếp xúc với đối tƣợng cần nghiên cứu[1].
Nhƣ vậy có thể hiểu đơn giản: Viễn thám là thăm dò từ xa về một đối tƣợng mà không có sự tiếp xúc trực tiếp với đối tƣợng.
Viễn thám có hai nội dung chính cần nghiên cứu đó là:
- Sử dụng các thiết bị cảm biến để thu nhận từ xa những tƣ liệu về đối tƣợng cần nghiên cứu.
- Phân tích tƣ liệu để thu nhận thông tin về đối tƣợng cần nghiên cứu.
Các thông số đặc trƣng của một ảnh vệ tinh đó là: độ phân giải không gian, độ phân giải phổ, độ phân giải thời gian và độ phân giải bức xạ.
+ Độ phân giải không gian: là khoảng cách tối thiểu để phân biệt hai đối tƣợng khác nhau trên ảnh (về bản chất khoảng cách đó là độ lớn tối thiểu của một đối tƣợng trên mặt đất mà có thể phân biệt đƣợc trên ảnh).
+ Độ phân giải phổ: là độ rộng hẹp của khoảng bƣớc sóng mà vệ tinh thu nhận sóng phản xạ từ đối tƣợng.
+ Độ phân giải thời gian: là khoảng thời gian ngắn nhất giữa hai lần vệ tinh chụp một vùng.
+ Độ phân giải bức xạ: là mức lƣợng tử hóa của mỗi bức ảnh. Ƣu điểm cơ bản của công nghệ viễn thám đó là:
+ Ảnh viễn thám có tầm bao quát rộng, có thể tiếp cận những vùng sâu, vùng xa, khó hoặc không tiếp cận đƣợc. Thông tin trên toàn vùng thu nhận đƣợc sẽ đồng nhất về thời gian nên có thể phân tích, so sánh đƣợc với nhau.
+ Có khả năng giám sát sự biến đổi tài nguyên, môi trƣờng do khả năng chụp lặp.
+ Sử dụng các dải phổ khác nhau để quan sát các đối tƣợng nên có thể dùng tƣ liệu viễn thám cho nhiều mục đích khác nhau.
+ Ảnh vệ tinh phản ánh trực quan bề mặt đất với mối quan hệ và tác động qua lại giữa các hợp phần tự nhiên cũng nhƣ giữa tự nhiên và con ngƣời.
+ Bản chất của ảnh vệ tinh rất gần với bản đồ. Do đó, nó là nguồn tƣ liệu quý về các loại hình thảm thực vật, lớp phủ mặt đất. Điều này rất có ý nghĩa và tiện lợi đối với những vùng chƣa có bản đồ lớp phủ hay hiện trạng sử dụng đất.
Phổ phản xạ là thông tin quan trọng nhất mà viễn thám thu nhận đƣợc về các đối tƣợng. Dựa vào đặc điểm phổ phản xạ có thể phân tích và nhận diện các đối tƣợng trên bề mặt. Thông tin phổ phản xạ là thông tin đầu tiên và là tiền đề cho các phƣơng pháp xử lý, phân tích trong viễn thám.
Kỹ thuật viễn thám đƣợc tiến hành đồng thời với việc sử dụng các tài liệu tham khảo. Các tài liệu đó có thể ở dạng nào đó và có thể đƣợc thu thập từ nhiều nguồn ( ví dụ: nguồn nghiên cứu về đất, nƣớc, thực vật hay các nguồn tƣ liệu ảnh khác)[1]. Các tài liệu kiểm tra ngoài thực địa cũng giúp ích trong kỹ thuật viễn thám nhƣ: tình trạng đất, mùa màng, các loại thực phủ, vấn đề ô nhiễm, … Tƣ liệu thực địa bao gồm các số liệu về tính chất cơ học hay hóa học của đối tƣợng. Các số liệu xác định về vị trí đối tƣợng trên bản đồ cũng đƣợc xác định dựa trên hệ thống GPS hay đo đạc thực địa. Tài liệu thực tế trên bề mặt đất chỉ có thể nói lên một cách tƣơng đối về đặc điểm của đối tƣợng trên tƣ liệu viễn thám. Tài liệu thực tế mặt đất đƣợc sử dụng rộng rãi với mục đích: định hƣớng cho việc phân tích xử lý tƣ liệu viễn thám và hiệu chỉnh thiết bị thu nhận.
Việc lựa chọn các tài liệu thực tế tùy thuộc vào mục tiêu và tính chất của đối tƣợng nghiên cứu. thời điểm thu thập tƣ liệu rất quan trọng trong trƣờng hợp nghiên cứu đối tƣợng có nhiều biến động.
Các tài liệu về giá trị phổ bề mặt đối tƣợng cũng cần đƣợc thu thập bằng cách đo đạc ngoài thực địa. Các giá trị phổ đo đƣợc ngoài thực địa hoặc trong phòng thí nghiệm là tiền đề cần thiết cho việc nghiên cứu các đối tƣợng.
Những thành công trong việc ứng dụng viễn thám là sự tổng hợp của 2 yếu tố là: nguồn tài liệu đa dạng, có sự liên kết với nhau và quá trình phân tích xử lý tài liệu đó.
Trong thực tế, không có nguồn tài liệu riêng lẻ nào có thể cung cấp đầy đủ thông tin về hiện trạng và biến động tài nguyên thiên nhiên môi trƣờng. Với ƣu điểm
của mình, viễn thám cũng đã giải quyết nhiều vấn đề mà trƣớc đây chƣa đƣợc thực hiện triệt để nhƣ: tính cập nhật, diện tích lớn, … tuy nhiên để giải quyết đƣợc hết vấn đề thì đòi hỏi kết hợp thêm nhiều loại tài liệu khác nhau[1].
Muốn cho việc dùng viễn thám đáp ứng đƣợc các yêu cầu đặt ra thì nguồn tƣ liệu viễn thám cần đảm bảo đầy đủ các yêu cầu:
- Tƣ liệu đa phổ: các tín hiệu về phổ của đối tƣợng phải đƣợc ghi nhận dƣới dạng đa phổ, nhiều band phổ sẽ cung cấp nhiều thông tin về đối tƣợng.
- Tƣ liệu đa thời gian: tƣ liệu đƣợc thu nhận ở nhiều thời điểm khác nhau (nhiều thời điểm trong một năm, hoặc trong nhiều năm)
- Tƣ liệu nhiều tầng: có nhiều tƣ liệu khác nhau đƣợc ghi từ các độ cao khác nhau: vệ tinh, máy bay tầm cao, máy bay tầm thấp, đa phổ mặt đất.
Tính chất đa thời gian của tƣ liệu viễn thám cung cấp nhiều thông tin về đối tƣợng đặc biệt là tính biến động. Bên cạnh đó tƣ liệu có thể phục vụ cho nhiều mục tiêu nghiên cứu khác nhau. Để viễn thám trở thành một công cụ hữu hiệu thì nó cần đƣợc kết hợp chặt chẽ với các nguồn tƣ liệu khác.