Bộ cảm là thiết bị quan trọng dựng để thu nhận năng lượng súng điện từ phản xạ hay bức xạ từ vật thể theo từng bước súng xỏc định, mỗi loại bộ cảm được được thiết kế đỏp ứng từng mục tiờu cụ thể. Bộ cảm quang học tập trung chủ yếu vào số kờnh phổ được thu nhận, trong khi đối với bộ tạo ảnh rada thỡ gúc tới của súng vụ tuyến cao tần và kờnh súng được sử dụng giữ vai trũ quan trọng trong việc xỏc định cỏc đối tượng. Do đú, ứng dụng viễn thỏm vào từng lĩnh vực khỏc nhau cần phải chọn loại ảnh thớch hợp nhất. Vớ dụ, khi dựng súng toàn sắc để ghi nhận năng lượng phản xạ của thực vật sẽ khụng tốt bằng khi sử dụng cỏc quang phổ hẹp nằm trong vựng bước súng đỏ. Độ phõn giải khụng gian quan hệ rất mật thiết đến tỷ lệ của bản đồ cần thành lập cũng như mức độ chi tiết cú thể phõn biệt được trờn ảnh để giải doỏn và thu nhận chớnh xỏc cỏc thụng tin cần thiết. Riờng đối với độ phõn giải thời gian được xem như là khoảng thời gian giữa cỏc thời điểm chụp ảnh, cú những ứng dụng chỉ yờu cầu chụp ảnh theo mựa (xỏc định vụ mựa, mức độ ảm của đất).
Lĩnh vực ứng dụng của viễn thỏm rất đa dạng nờn bộ cảm thường được cấu tạo bởi nhiều bộ tỏch súng để đỏp ứng hầu hết cỏc yờu cầu đặt ra. Ngoài ra, nhiều ứng dụng đũi hỏi phải sử dụng phối hợp nhiều nguồn dữ liệu nờn cũn được gọi là xử lý tớch hợp và đụi khi để đảm bảo yờu cầu về mặt độ chớnh xỏc, người giải đoỏn cũn phải sử dụng thờm một số dữ liệu bổ sung để giải đoỏn ảnh, cỏc dữ liệu này được gọi là dữ liệu bổ trợ. Để ứng dụng tốt kỹ thuật viễn thỏm, người giải đoỏn cần phải lưu ý đến những vấn đề sau:
1- Từng kờnh ảnh được thu thập từ bộ cảm chứa dữ liệu quan trọng và đồng nhất ứng với bước súng khỏc nhau, nờn giỏ trị độ sỏng của từng đối tượng thường cú giỏ trị khỏc nhau cho bởi cỏc kờnh ảnh (do mức độ hấp thu, phản xạ hoặc tỏn xạ năng lượng khỏc nhau). Do đú, người giải đoỏn cần phải xỏc định kờnh phổ tối ưu trong bộ dữ liệu ảnh đa phổ để xỏc định từng đối tượng cụ thể phự hợp với yờu cầu. Ngoài ra, nhiều đối tượng thường bị thay đổi theo thời gian nờn
nhiều ứng dụng đũi hỏi tỏch thụng tin chớnh xỏc cần phải sử dụng nhiều nguồn thụng tin liờn quan đến đối tượng hoặc khu vực nghiờn cứu
2- Cỏc bộ cảm khỏc nhau của cựng vệ tinh thường tạo ảnh để cung cấp thụng tin hỗ trợ cho nhau, nờn khi tớch hợp cú thể trợ giỳp rất tốt cho cụng tỏc giải đoỏn và phõn loại ảnh. Vớ dụ, phối hợp ảnh toàn sắc độ phõn giải cao với ảnh đa phổ cú độ phõn giải thấp hoặc tớch hợp ảnh vệ tinh quang học và ảnh radar.
3- Ảnh đa thời gian sẽ cung cấp rất tốt những thụng tin đa thời gian dựng để theo dừi biến độngcủa lớp phủ mặt đất như biến động đất nụng nghiệp, biến động rừng ngập mặn hay quỏ trỡnh đụ thị húa một thành phố nào đú. Cụng việc này thường liờn quan đến việc phõn loại ảnh chụp ở cỏc thời điểm khỏc nhau trờn cựng một khu vực, tiến hành so sỏnh kết quả phõn loại để xỏc định những biến động về ranh giới giữa cỏc loại. Do đú cần chỳ ý đến việc chọn cựng bộ dữ liệu mẫu và dữ liệu kiểm tra để cú cơ sở đỏnh giỏ chớnh xỏc về mặt tớnh chất cũng như mức độ của những biến động.
Điều tra và thành lập bản đồ thổ nhưỡng là việc làm cú ý nghĩa thiết thực cho việc lập kế hoạch sử dụng hợp lý tài nguyờn đất. Viễn thỏm là phương phỏp cú nhiều ưu thế trong quỏ trỡnh điều tra so với cỏc phương phỏt truyền thống. Nhiều nước cụng nghiệp phỏt triển cũng như cỏc nước đang phỏt triển đó sử dụng rộng rói phương phỏp này để thành lập bản đồ thổ nhưỡng. Ở Mỹ, ngay từ giữa những năm 1930, tất cảc cỏc cụng việc vẽ bản đồ thổ nhưỡng đều được giải quyết với sự trợ giỳp của cỏc ảnh hàng khụng tỷ lệ lớn (1/15840) đến trung bỡnh (1/40.000). Phần lớn cỏc ấn phẩm về thổ nhưỡng xuất bản từ năm 1957 trong đú cú bản đồ thổ nhưỡng được thành lập từ bỡnh đồ ảnh. Đến giữa những năm 1980 cỏc bản đồ thổ nhưỡng của nhiều nước được thành lập ở dạng bản đồ ảnh và bản đồ số.
Tuy nhiờn cũng cần thấy rằng, việc sử dụng cỏc kỹ thuật viễn thỏm trong quỏ trỡnh điều tra thổ nhưỡng cho phộp vạch ra ranh giới của cỏc vựng thổ nhưỡng khỏc nhau trờn bỡnh đồ song khụng thể trực tiếp phõn loại thổ nhưỡng một cỏch chi tiết trờn ảnh nếu nú bị thảm thực vật hoặc cỏc vật khỏc che lấp. Chiều thứ 3 - chiều của thổ nhưỡng chứa đựng nhiều thụng tin quan trọng để phõn loại thổ nhưỡng thỡ lại luụn luụn khụng nhỡn thấy nờn việc thể hiện cỏc thụng tin này thường căn cứ theo dấu hiệu giỏn tiếp kết hợp kinh nghiệm. Cụng việc giải đoỏn ảnh là phỏt hiện ra đối tượng, phõn tớch và phõn loại nú theo những dấu hiệu cú quan hệ với tớnh chất của thổ nhưỡng để từ đú phõn loại thổ nhưỡng. Vỡ vậy, việc sử dụng phương phỏp viễn thỏm trong điều tra và lập bản đồ thổ nhưỡng nhất thiết phải cú sự hỗ trợ của tư liệu hệ thụng tin địa lý và việc nghiờn cứu ngoài thực địa do cỏc nhà chuyờn mụn về ngành thổ nhưỡng cú hiểu biết về viễn thỏm tiến hành.
4.2. VIỄN THÁM TRONG NGHIấN CỨU ĐỊA CHẤT 4.2.1. Mở đầu
Những giới thiệu túm tắt về ỏp dụng của viễn thỏm để giải quyết một số nhiệm vụ thực tiễn như: đo vẽ chụp ảnh địa chất từ vũ trụ, dự đoỏn tỡm kiếm nước ngầm và tỡm kiếm khoỏng sản cú ớch, đó núi lờn ý nghĩa của viễn thỏm với địa chất trong giai đoạn phỏt triển hiện tại và đặc điểm của chỳng trong tương lai theo phạm vi hoàn thiện của cụng nghệ và trỡnh độ nghiờn cứu. Vỡ khả năng nhận được những hỡnh ảnh với tỉ lệ khỏc nhau, việc thành lập cỏc sơ đồ ảnh, bỡnh đồ và bản đồ ảnh địa chất là khả năng thực tế để làm chi tiết húa, làm sỏng tỏ và kiểm tra những bản đồ đó được thiết lập từ trước. Với việc tớnh toỏn phõn tớch trờn cỏc tài liệu mới nhận theo quan điểm kiến tạo toàn cầu và dựa theo cỏc tư liệu ảnh vũ trụ, cho phộp phải kiểm tra một loạt cỏc bản đồ địa chất kiến tạo đó cú. Điều đú cần phải được thực hiện dưa trờn cơ sở phõn tớch dữ liệu viễn thỏm với việc sử dụng cỏc loại tư liệu khỏc nhau như ảnh rađa, ảnh hồng ngoại, kết hợp với một số tư liệu địa vật lớ.
Nhờ khả năng thể hiện trờn những tư liệu nhận được từ vũ trụ, đó đề xuất một hướng nghiờn cứu mới là sử dụng ảnh vũ trụ để nghiờn cứu cỏc cấu tạo sõu của trỏi đất. Khụng cú một sự nghi ngờ đỏng kể nào về khả năng đú vỡ dựa vào những triển vọng thực tế khi kết hợp viễn thỏm với vật lớ và khoan dầu khớ, cỏc thể xõm nhập, cỏc tập hợp đỏ nứi lửa bazan hoặc xỏc định sự tồn tại của nếp uốn lớn hay cỏc đứt góy sõu. Xột mối tương quan giữa độ cao tương đối của phần bề mặt vỏ trỏi đất được nghiờn cứu với khả năng sử dụng ảnh chụp từ vũ trụ trong nghiờn cứu cỏc cấu tạo sõu của vỏ trỏi đất thỡ ảnh vũ trụ cú thể cú ý nghĩa lớn trong việc tỡm kiếm cỏc mỏ khoỏng sản cú ớch nằm dưới sõu.
Sự cần thiết của việc nghiờn cứu cỏc quỏ trỡnh động lực hoc diễn ra trờn mặt đất, yờu cầu phải cú mức độ thụng tin chi tiết, đầy đủ, thường xuyờn. Chỳng chỉ cú thể nhận được bằng chụp ảnh trực tiếp từ vũ trụ, hoặc chụp ảnh quột, song do độ phõn giải thấp nờn khụng thể cho những tài liệu cần thiết để nghiờn cứu định lượng về cỏc hiện tượng như: sự bố trớ tõm động đất, cường độ và tốc độ của cỏc chuyển động kiến tạo hiện đại và cỏc biểu hiện của chỳng đến sự thay đổi hỡnh dạng quả đất, sự xõm thực đất do nước, do giú, Tuy nhiờn, trờn cơ sở xử lớ thụng tin viễn thỏm, cho phộp xỏc định những xu thế và dự bỏo cỏc hiện tượng đú.
Trong thực tế, hiện nay chỉ cú phõn tớch tư liệu viễn thỏm với bao quỏt địa phương và chi tiết mới cú thể cho ta những thụng tin thống nhất từ vũ trụ. Nhờ sự tớnh toỏn và quan sỏt lập thể ảnh mỏy bay, phõn tớch ảnh đa phổ, phõn tớch ảnh rađa, ảnh hồng ngoại nhiệt cho phộp giải quyết tương đối trọn vẹn một số nhiệm vụ thực tế trong địa chất.
Việc lựa chọn cỏc mỏy múc phụ thuộc thước tiờn vào sự phự hợp của cỏc tham số tư liệu viễn thỏm với những đặc tớnh kĩ thuật của mỏy múc. Hệ thống quang học của mỏy lập thể cú độ phúng đại lớn (vớ dụ như mỏy đọc chớnh xỏc loại Stereoximplek độ chờnh cao đọc được là 88mm) thỡ dẫn đến làm giảm độ bao quỏt, nờn cũng cần đoỏn đọc sơ bộ bằng mắt với cỏc mỏy
lập thể đơn giải (stereoskop). Cỏc mỏy lập thể đo ảnh nổi cho phộp chỉnh sửa những sai sút trong phạm vi đường viền cơ sở, trị số gúc nghiờng của ảnh được kể đến làm cho việc đoỏn đọc địa hỡnh được chớnh xỏc hơn. Như vậy, phải cú sự phối hợp liờn tục giữa việc phõn tớch cỏc dấu hiệu trờn ảnh và địa hỡnh, việc chuyển cỏc tài liệu giải đoỏn và hiệu chỉnh theo mạng lưới khống chế. Cần thấy rừ mối tương quan giữa tỉ lệ ảnh và bản đồ địa hỡnh để từ đú chuyển cỏc kết quả giải đoỏn bằng cỏc thiết bị. Sự khỏc biệt về tỉ lệ cú thể là nhiều lần, song để thiết lập bản đồ địa chất thỡ tư liệu viễn thỏm được sử dụng cú thể bắt đầu từ loại cú tỉ lệ nhỏ hơn 1/2.000.000.
Việc sử dụng cỏc mỏy múc lập thể thụng dụng cho phộp tăng them phần giải đoỏn định lượng: xỏc định phương vị và gúc dốc, bề mặt cỏc đứt góy phỏ hủy, sự thành tạo cỏc dịch chuyển, biờn độ phối hợp cửa đới dịch chuyển đến cỏc đới khỏc.
Nhiệm vụ tiếp theo của giải đoỏn sơ bộ là kiểm tra ngoài thực địa và bổ sung tài liệu. Cụng việc này thực hiện nhờ một số tuyến lộ trỡnh cho phộp để kiểm tra cỏc phần diện tớch chủ yếu xỏc định ở trờn tư liệu viễn thỏm cỏc ụ kiểm tra mà ở đú tập trung cỏc đặc điểm đoỏn đọc chớnh cho cỏc đối tượng của lónh thổ nghiờn cứu. Một diện tớch mà ở đú tập trung cỏc đặc điểm cần phõn tớch cho cỏc đối tượng của lónh thổ nghiờn cứu. Lương thụng itn trờn một ảnh cú tỉ lệ nhỏ hơn 1/5.000.000 thỡ sẽ chứa đựng một khối lượng cụng tỏc địa chất trong thời gian một vài năm, nờn trong một mựa thực địa cú thể tiến hành một số lộ trỡnh kiểm tra để phỏt hiện trờn ảnh về mặt địa chất. Trờn cỏc diện tớch cũn lại khụng đi được cỏc lộ trỡnh nghiờn cứu thỡ thực hiện việc ngoại suy cỏc tài liệu đó được làm sỏng tỏ trờn diện tớch Poligon ở ngoài thực địa. Khi nghiờn cứu thực địa người ta sử dụng kớnh lập thể xỏch tay, loại phúng đại một vài lần.
Cụng đoạn cuối cựng của việc phõn tớch đoỏn đọc là tổng hợp cỏc tài liệu giải đoỏn sơ bộ, bổ sung tài liệu của cỏc giai đoạn đo vẽ địa chất ngoài thực địa để làm chớnh xỏc kết quả giải đoỏn, chuyển cỏc tài liệu đoỏn đọc ảnh vũ trụ cần thiết lờn bản đồ bằng mắt hoặc bằng cỏc mỏy múc điều về.
Ở Liờn Xụ cũ, bản đồ ảnh vũ trụ lần đầu tiờn được thành lập cho lónh thổ vựng trũng Tadijikski và miền nền nằm ở vựng nỳi Gixaraski do N.A.Iakovlev và M.M.Nabokov tiến hành năm 1971 và L.B.Taraxenka năm 1975 tiến hành ở phần trung tõm Ajganistan đó làm bản đồ tỉ lệ 1/1.000.000 và 1/500.000 và dựa theo độ chớnh xỏc của cỏc đường contour để phõn tớch được những điều kiện tồn tại, thành phần và cấu trỳc của cỏc thành tạo địa chất, nhanh chúng thành lập từ ảnh vũ trụ cỏc bản đồ địa chất tỉ lệ 1/2.000.000 - 1/1.000.000.
4.2.2. Đoỏn đọc ảnh nghiờn cứu kiến tạo
Hơn 50% toàn bộ thụng tin là địa chất được phõn tớch từ chụp ảnh vũ trụ là thuộc về kiến tạo. Xột trong mối lien quan đến tỉ lệ ảnh và cỏc đặc điểm kiến tạo của vựng thỡ số phần trăm đú cũn tăng lờn. Cỏc vấn đề nghiờn cứu cấu tạo của cấu trỳc trỏi đất từ vũ trụ đó được thể hiện trong một số cụng trỡnh nghiờn cứu trong và ngoài nước (Abroximop, 1974; Atamomov và nnk,1974, Bưzova và nnk,1973; Đolivo - Dobrovolxki, 1973; Makrov và nnk, 1971; Xakhatov, 1973;
Ckriatin, 1973; Trifonov, 1973, 1974; Suls, 1973, 1974; Iakovkev, 1974). Chụp ảnh trỏi đất với mức độ bao quỏt khỏc nhau đó cho khả năng dự đoỏn đầy đủ một số cấu trỳc kiến tạo khỏc nhau: vựng và đới kiến tạo phức nếp lồi và phức nếp lừm; vựng hạ xuống và vựng nõng lờn cựng cỏc cấu tạo nhỏ hơn khỏc, nhỡn thấy rất rừ trờn ảnh vũ trụ, những cấu trỳc uốn nếp và những đứt góy phỏ hủy, cỏc đứt góy sụt xuống, dịch xa, chuyển dịch, chuyển đến, phủ chờm và cỏc vấn đề khỏc. Bờn cạnh đú, cỏc ảnh cũn đem đến cho những thụng tin về đặc điểm địa mạo, nguồn gốc của sự phỏ hủy đú.
Nhiệm vụ chớnh khi đoỏn đọc đẻ nghiờn cứu kiến tạo là xỏc định tớnh chất liờn tục, điều kiện thế nằm của đỏ, những biểu hiện của chỳng trờn tư liệu viễn thỏm, nghiờn cứu cỏc cấu trỳc uốn nếp và đứt góy, làm sỏng tỏ sự phỏt triển của chỳng trong cỏc quỏ trỡnh địa chất.
Đoỏn đọc kiến tạo cú thể đạt được kết quả tốt trong cỏc điều kiện sau:
1. Lộ tốt, ớt bị che phủ cho phộp nờu được những vấn đề cần thiết tối thiểu để cú thể nội suy từ những yếu tố cấu tạo nằm kộo dài xõm nhập và cấu trỳc của cỏc đỏ lớp bờn trong.
2. Sự khỏc nhau của của thành phần vật chất cỏc đỏ và sự biểu hiện tốt trong địa hỡnh. Sự cú mặt của những tầng đặc trưng trong ảnh và cú những biểu hiện rừ về sự phõn cắt địa hỡnh.
3. Sự phõn cắt bị giảm dần và trong điều kiện đú thành tạo nờn địa hỡnh cấu kiến tạo đặc biệt. Đoỏn đọc kiến tạo bắt đầu với việc xỏc định cỏc yếu tố thế nằm của đỏ. Điều cần thiết
cho phương phỏp định lượng là căn cứ vào cơ sở phõn tớch mối tương quan giữa hướng đổ và hỡnh dạng vết lộ của lớp. Ở vựng nỳi, khi mặt cắt của chỳng bao gồm liờn tục cỏc lớp cú độ dày khỏc nhau thỡ nhiệm vụ thiết lập cỏc yếu tố thế nằm được đơn giản húa trong trường hợp quan sỏt được cỏc dạng lớp cú tiết diện tam giỏc, dạng hỡnh trũn, dạng hỡnh thang, cỏc vết lộ của cỏc lớp đỏ cứng tạo thành những dấu hiệu đặc biệt trờn ảnh.
Khi nghiờn cứu kiến tạo đặc biệt là tõn kiến tạo thỡ việc đoỏn đọc địa mạo đúng vai trũ cho phộp làm sỏng tỏ mối quan hệ giữa cỏc đứt góy phỏ hủy khỏc nhau, giữa cỏc cấu trỳc uốn nếp với địa hỡnh, thủy văn và mặt khỏc là với đặc tớnh của sự xõm thực chia cắt địa hỡnh.
Cú lẽ, đa số cỏc ảnh vũ trụ, ảnh vệ tinh được sử dụng hiện nay đều cú mức độ bao quỏt khu vực, nhờ chỳng mà cú thể giải quyết được cỏc vấn đề cơ bản của kiến tạo khu vực.
1. Nghiờn cứu cỏc tập hợp và cỏc tầng cấu trỳc. 2.
Nghiờn cứu cỏc đứt góy phỏ hủy. 3. Nghiờn cứu cỏc
dạng uốn nếp.
4. Thiết lập nờn cỏc đặc điểm phỏt triển của vựng hay cỏc cấu trỳc lớn. 5. Xỏc đinh cỏc cấu trỳc sõu.
Sự phõn chia cỏc tầng và tập hợp cấu tạo theo ảnh vệ tinh ở lớp vỏ trầm tớch của miền nền
