- Viễn thám quang học: Bức xạ phổ của các đối tợng mặt đất do ánh sáng mặt trời gồm các dải sóng nhìn thấy, cận hồng ngoại và hồng ngoại trung. ảnh thu đợc bởi kỹ thuật viễn thám này đợc gọi chung là ảnh quang học.
- Viễn thám hồng ngoại nhiệt: Ghi nhận bức xạ nhiệt của các đối tợng trên mặt đất ở dải sóng hồng ngoại nhiệt. ảnh thu đợc bởi kỹ thuật viễn thám này đợc gọi là ảnh nhiệt.
- Viễn thám siêu cao tần (viễn thám Radar): Ghi nhận phổ ảnh ở dải sóng viba (Microwave). ảnh thu đợc bởi kỹ thuật viễn thám này đợc gọi là ảnh rađa.
Sự phân loại viễn thám theo bớc sóng đợc thể hiện trong sơ đồ phân loại sau:
Viễn thám trong dải sóng nhìn thấy và hồng ngoại Viễn thám hồng ngoại nhiệt Viễn thám siêu cao tần Phản xạ mặt trời Bức xạ nhiệt vật thể 0,5àm 3àm 10àm Phản xạ Bức xạ a b Buớc sóng Vật thể Sóng rađa UV Nhìn thấy Hồng ngoại phản xạ Hồng ngoại
nhiệt Vô tuyến cao tần
0,4àm 0,7àm 1mm 0,3àm 0,9àm 14àm 1mm 30cm Phổ điện từ Bức xạ phổ nguồn vật thể bức xạ Máy ảnh Bộ tách sóng ánh sáng Bộ cảm nhận Bộ cảm Bộ cảm Bộ cảm Bộ cảm
Hình 2.2: Sơ đồ phân loại viễn thám theo bớc sóng
2.2 Đặc tính phản xạ phổ của các đối tợng tự nhiên
Tất cả các vật thể đều phản xạ và hấp thụ, phân tách và bức xạ sóng điện từ bằng các cách khác nhau. Đặc tính này gọi là đặc trng phổ. Đặc tính phản xạ phổ của các đối tợng tự nhiên là hàm của nhiều yếu tố. Các đặc trng này phụ thuộc vào điều kiện chiếu sáng, môi trờng khí quyển và bề mặt đối tợng cũng nh bản thân các đối tợng.
Việc nghiên cứu đặc tính phản xạ phổ của các đối tợng tự nhiên có ý nghĩa rất quan trọng trong viễn thám. Bởi vì sóng điện từ đợc phát xạ hoặc bức xạ từ các vật thể, các đối tợng trên bề mặt trái đất là nguồn t liệu trong viễn thám để nhận biết, phân biệt, phân tích các đối tợng. Phản xạ phổ ứng với từng loại lớp phủ mặt đất cho thấy có sự khác nhau do sự tơng tác giữa bức xạ điện từ và vật thể, điều này cho phép viễn thám có thể xác định hoặc phân tích đợc đặc điểm của lớp phủ thông qua việc đo lờng phản xạ phổ. Từ đó ứng với mỗi loại đối tợng khác nhau mà ta sử dụng những kênh phổ khác nhau trong quá trình thu nhận ảnh sao cho sự phản xạ phổ giữa các đối tợng là rõ nét và khác biệt nhất. Nhằm tăng tính dễ nhận biết, dễ đọc, dễ hiểu các đối tợng tự nhiên cho công tác giải đoán ảnh sau này.
2.2.1 Một số khái niệm đặc trng phản xạ phổ các đối tợng tự nhiên nhiên
Sóng điện từ chiếu tới mặt đất, năng lợng của nó sẽ tác động lên bề mặt trái đất và sẽ xẩy ra các hiện tợng sau:
- Phản xạ năng lợng. - Hấp thụ năng lợng. - Thấu quang năng lợng.
Hình 2.3: Tác động của năng lợng bức xạ mặt trời lên các đối tợng tự nhiên
Năng lợng bức xạ sẽ chuyển đổi thành ba dạng khác nhau nh trên. Giả sử coi năng lợng ban đầu bức xạ là EO thì khi chiếu xuống các đối tợng nó sẽ chuyển thành năng lợng phản xạ Eρ, hấp thụ Eα và thấu quang E. Có thể mô tả quá trình trên theo công thức:
Eo = Eρ+ Eα+ E (a) .
Trong quá trình này ta phải lu ý hai điểm:
Thứ nhất là khi bề mặt đối tợng tiếp nhận năng lợng chiếu tới, tùy thuộc vào cấu trúc các thành phần, cấu tạo vật chất hoặc điều kiện chiếu sáng mà các thành phần Eρ, Eα, E sẽ có những giá trị khác nhau đối với các đối tợng khác nhau. Do vậy ta sẽ nhận đợc các tấm ảnh của các đối tợng khác nhau do thu nhận năng lợng phản xạ khác nhau. Phụ thuộc vào cấu trúc bề mặt đối tợng, năng lợng phản xạ phổ có thể phản xạ toàn phần, phản xạ một phần, không phản xạ về một hớng hay phản xạ một phần có định hớng.
Thứ hai là năng lợng chiếu tới đối tợng đợc phản xạ không những phụ thuộc vào cấu trúc bề mặt đối tợng mà còn phụ thuộc vào bớc sóng của năng l- ợng chiếu tới. Do vậy mà trên ảnh ta thấy hình ảnh đối tợng do ghi nhận đợc khả năng phản xạ phổ của các bớc sóng khác nhau sẽ khác nhau.
Các hệ thống viễn thám chủ yếu ghi nhận năng lợng phản xạ phổ nên công thức (a) có thể viết lại là:
Năng lợng phản xạ bằng tổng năng lợng bức xạ trừ năng lợng hấp thụ và năng lợng thấu quang.
Để nghiên cứu sự phụ thuộc của năng lợng phản xạ phổ vào bớc sóng điện từ ta đa ra khái niệm khả năng phản xạ phổ. Khả năng phản xạ phổ r của b- ớc sóng đợc định nghĩa bằng công thức : % 100 . ) ( ) ( 0 λ λ ρ λ E E r = (c)
Để thấy rõ đặc tính phản xạ phổ phụ thuộc vào bớc sóng ta xét đồ thị sau (hình 2.4)
1 - Đờng đặc trng phản xạ phổ của thực vật 2 - Đờng đặc trng phản xạ phổ của đất khô 3 - Đờng đặc trng phản xạ phổ của nớc
2.2.2 Đặc tính phản xạ phổ của các đối tợng tự nhiên
Bức xạ điện từ mà bộ cảm (sensor) đặt trên vật mang thu đợc do các đối tợng tự nhiên phản xạ phụ thuộc nhiều yếu tố khác nhau nh: điều kiện chiếu sáng, điều kiện môi trờng khí quyển, bề mặt đối tợng cũng nh bản thân các đối tợng. Vì vậy mà đặc trng phản xạ phổ của các đối tợng tự nhiên sẽ là hàm của nhiều yếu tố. Dựa vào công thức xác định khả năng phản xạ phổ và đờng đặc tính phản xạ phổ của các đối tợng tự nhiên trong hình 2.4 ta thấy rằng:
1. Khả năng phản xạ phổ của thực vật:• • • • • • 20 40 60 0 0,6 • 1,0• • 1,4 1,6• • 2,0• 2,4 λ(à) rλ(%) • • • 0,8 1,2 1,8 2,2 2,6 2 1 3
