Vệ tinh viễn thám bao gồm các vệ tinh khí tợng, vệ tinh viễn thám biển, vệ tinh địa tĩnh, vệ tinh tài nguyên, các tàu vũ trụ có ngời điều khiển và các trạm vũ trụ. Trên thế giới các hệ thống đang hoạt động là LANDSAT, SPOT, QUICKBIRD, COSMOS, IKONOS, IRS, MOS, TERRA, NOAA...
2.3.1 Hệ thống vệ tinh SPOT và ảnh SPOT
SPOT- là một hệ thống "khép kín" bao gồm các hệ thống quan trắc trên không, các hệ thống xử lý hình ảnh dới mặt đất và hệ thống phân phối ảnh thu đợc do Trung tâm nghiên cứu không gian CNES (Centre National d’ Etudes Spatiales) của Pháp thực hiện, có sự tham gia của Bỉ và Thuỵ Điển.
Hệ thống vệ tinh SPOT đợc Pháp phóng lên quỹ đạo vào năm 1986, đây là loại vệ tinh đầu tiên sử dụng kỹ thuật quét dọc tuyến chụp với hệ thống quét điện tử có khả năng cho ảnh lập thể dựa trên nguyên lý chụp nghiêng; mỗi vệ tinh đợc trang bị một bộ quét đa phổ HRV. Các thế hệ vệ tinh SPOT từ 1 đến 3 có bộ cảm HRV với 3 kênh phổ phân bố trong vùng sóng nhìn thấy ở các bớc sóng xanh lục, đỏ v gần hồng ngoại. Năà m 1998 Pháp đã phóng th nh côngà vệ tinh SPOT- 4 với hai bộ cảm HRVIR v Thực vật (Vegetation Instrument),à và đến năm 2002 đã phóng thành công vệ tinh SPOT-5. Ba kênh phổ đầu của HRVIR tơng đơng với 3 kênh phổ truyền thống của HRV.
1. Quỹ đạo hoạt động của SPOT
- SPOT có quỹ đạo tròn, đồng bộ mặt trời.
- Độ cao bay chụp: 832 km, góc nghiêng của mặt phẳng quỹ đạo 98,7o
- Thời điểm bay qua xích đạo: 10 giờ 30 sáng.
- Chu kỳ lặp: 26 ngày trong chế độ quan sát bình thờng.
Hình 2.9: Quỹ đạo hoạt động của SPOT
2. Bộ cảm
Bộ cảm HRV không phải là máy quét quang cơ mà là máy quét điện tử CCD. HRV có thể thay đổi góc quan sát nhờ một gơng định hớng, gơng này
cho phép thay đổi hớng quan sát từ 00 đến 270 so với phơng thẳng đứng, nhờ vậy mà độ rộng của dải quét có thể lên đến 80km và do đó có thể thu đợc ảnh lập thể. Bộ quét đa phổ HRV có thể quét đa phổ trên ba kênh trắng đen XS và một kênh toàn sắc P (Panchromatic). Đến SPOT - 4 bộ cảm biến đợc cải tiến để thu nhận vùng phổ hồng ngoại và có tên gọi là HRVIR (High Resolution Visible and Middle Infrared). Do vậy mà ảnh SPOT đợc cung cấp ở hai dạng khác nhau là ảnh đa phổ và ảnh toàn sắc với độ phân giải không gian cao hơn so với ảnh đa phổ.
3. T liệu ảnh SPOT:
- ảnh SPOT đợc thu nhận nhờ máy chụp ảnh đa phổ HRV-1 và HRV-2. Có hai loại ảnh chính:
ảnh đa phổ (Multispectral - XS) gồm có ba kênh phổ khác nhau: 0,5 ữ
0,59àm; 0,61ữ 0,68àm; 0,79 ữ 0,89àm đợc gọi là ảnh SPOT - XS. Độ phân giải mặt đất của ảnh SPOT - XS là 20 m. ảnh SPOT - XS ghi nhận nhờ một dãy gồm 3000 tế bào quang điện đợc đặt vuông góc với hớng bay do vậy khi vệ tinh chuyển động sẽ ghi nhận hình ảnh trên một dải rộng 60km.
ảnh toàn sắc (panchoromatic) đợc ghi nhận trên gần nh toàn bộ dải sóng nhìn thấy 0,51 ữ 0,73 àm đợc gọi là ảnh SPOT - Pan. Cách thu nhận của ảnh SPOT - Pan cũng tơng tự nh ảnh SPOT - XS nhng dãy tế bào quang điện gồm 6000 tế bào nên độ phân giải mặt đất là 10 m.
Dới đây là các thông số của thế hệ ảnh SPOT:
Vệ tinh SPOT Kênh phổ Bớc sóng Phổ điện từ Độ phân giải SPOT 1, 2, 3 Kênh 1 0,50 - 0,59 àm Xanh lục 20 m SPOT 1, 2, 3 Kênh 2 0,61 - 0,68 à m Đỏ 20 m SPOT 1, 2, 3 Kênh 3 0,79 - 0,89 à m Gần hồng ngoại 20 m SPOT 4, 5 Kênh 4 1,58 - 1,75 à m Toàn sắc 10 m SPOT 5 Kênh 1 0,50 - 0,59 àm Xanh lục 10 m SPOT 5 Kênh 2 0,61 - 0,68 à m Đỏ 10 m SPOT 5 Kênh 3 0,79 - 0,89 à m Gần hồng ngoại 10 m SPOT 1, 2, 3 Kênh toàn sắc 0,51- 0,73 àm Toàn sắc 10 m SPOT 4, 5 Kênh toàn sắc 0,49 - 0,73àm Toàn sắc 10 m SPOT 5 Kênh toàn sắc 0,49 - 0,73àm Toàn sắc 5 m SPOT 5 Kênh toàn sắc 0,49 - 0,73àm Toàn sắc 2,5 m SPOT 5 Kênh toàn sắc 0,49 - 0,73àm Toàn sắc 5ì10 m
2.3.2 Vệ tinh Landsat
Hệ thống Landsat đợc phóng lên quỹ đạo lần đầu tiên năm 1972, cho đến nay, đã có 5 thế hệ vệ tinh đợc phóng. Mỗi vệ tinh đợc trang bị một bộ quét đa phổ MSS, một bộ chụp ảnh vô tuyến truyền hình RBP. Hệ thống Landsat - 4, 5 còn đợc trang bị thêm một số bộ quét đa phổ TM.
T liệu vệ tinh Landsat là t liệu viễn thám đang đợc sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới và Việt Nam.
1. Quĩ đạo vệ tinh Landsat
- Độ cao bay: 705km, góc nghiêng mặt phẳng quĩ đạo: 980. - Quĩ đạo đồng bộ mặt trời và bán lặp.
- Thời điểm bay qua xích đạo: 9h39' sáng. - Chu kỳ lặp: 17 ngày.
- Bề rộng tuyến chụp: 185km.
2. Bộ cảm
MSS (Multispectral scanner) và TM (Thematic mapper)
Cả 2 bộ cảm này đều là máy quét quang cơ.
Hệ thống Landsat MSS hoạt động ở dải phổ nhìn thấy và gần hồng ngoại (bảng 2.2). Bảng 2.2 Kênh phổ Dạng phản xạ phổ Bớc sóng (à m) 1 Nhìn thấy - xanh 0.5 - 0.6 2 Nhìn thấy - đỏ 0.6 - 0.7 3 Hồng ngoại 0.7 - 0.8 4 Hồng ngoại 0.8 - 1.1 + Đặc điểm của MSS là: - Sử dụng 4 băng phổ.
- Mỗi băng phổ có trang bị 6 bộ thu, có sử dụng sợi quang học. - Ghi tín hiệu năng lợng phản xạ từ bề mặt trái đất.
- Tín hiệu đợc mã thành 64 cấp độ sáng. - Độ phân giải mặt đất 80m.
- Góc quét từ Đông sang Tây là 11,60. - Thời gian lộ quang 33 mili giây. - Độ rộng mỗi đờng quét 185 km.
Hệ thống Landsat TM sử dụng vùng thổ nhìn thấy, gần hồng ngoại và hồng ngoại nhiệt (bảng 2.3) Các đặc điểm của ảnh TM: - Độ rộng các đờng quét: 185 km. - Góc quét: 14.80. - Độ phân giải mặt đất: 30 m. Bảng 2.3 Kênh phổ Bớc sóng (àm) 1 0.45 - 0.52 2 0.52 - 0.60 3 0.63 - 0.69 4 0.76 - 0.90 5 1.55 - 1.75 6 10.4 - 12.5 7 2.08 - 2.35 2.3.3 Vệ tinh COSMOS
T liệu vệ tinh Cosmos là t liệu viễn thám đợc sử dụng rộng rãi trên thế giới và ở nớc ta. ảnh vệ tinh của Liên Xô có hai loại.
1. ảnh có độ phân giải cao
Độ cao bay chụp: 270 km Tiêu cự máy chụp f = 1000mm Kích thớc ảnh: 30 x 30 cm Độ phân giải mặt đất: 6 - 7 m Chụp ở hai kênh phổ Độ phủ dọc > 60 %
2. ảnh có độ phân giải trung bình
Độ cao bay chụp 250 km Tiêu cự máy chụp f = 200mm Kích thớc ảnh: 18 x 18 cm Độ phân giải mặt đất: 30 m Chụp ở ba kênh phổ 0.51 - 0.60à m.
0.60 - 0.70 à m 0.70 - 0.85 à m Độ phủ dọc > 60%