Bởi vỡ cỏc dữ liệu được phõn loại nằm dưới dạng mảng dữ liệu hai chiều, kết quảđồ họa dễ dàng được đưa ra bằng mỏy vi tớnh bằng cỏch hiển thị cỏc màu cỏc tụng hoặc cỏc chữ cho mỗi ụ trong mảng theo loại lớp phủđối tượng đó được gỏn chọ Cú thể sử dụng một loạt thiết bị cho mục đớch này như cỏc màn hỡnh thể hiện mầu, cỏc mỏy in, cỏc mỏy ghi phim và cỏc mỏy quột cỡ lớn. Những cỏch hiển thịđú trỡnh bày cỏc kết quả phõn loại một cỏch rất hữu hiệu và người phõn tớch cú thể chọn cỏch hiển thị một cỏch tương tỏc chỉ cỏc tập con (tập hợp con) của file ban đầu hoặc dễ dàng thay đổi cỏch gỏn mầu sắc, tạo nhúm cỏc loàị.. Khi muốn cú sản phẩm đầu ra copy giấy đối với cỏc dữ liệu trờn cú thể sử dụng mỏy in tĩnh điện hoặc in lazẹ Cỏc bản in ra cú thể là trắng đen hoặc in mầụ Ta cũng cú thể sử dụng mỏy chụp phim mầu để sản xuất cỏc bản in cứng cú độ chớnh xỏc cao về mầu và hỡnh học. 3.6.2. Cỏc dữ liệu đưa ra bằng bảng Một hỡnh thức chung nữa về kết quảđầu ra là dựng một bảng liệt kờ túm tắt cỏc số liệu thống kờ về diện tớch của cỏc loại lớp phủ cú mặt trờn cảnh tượng hoặc trong cỏc diện tớch nhỏ hơn cảnh tượng mà người sử dụng đó xỏc định. Ta cú thể rỳt ra cỏc số liệu thống kờ về diện tớch từ file dữ liệu đó giải đoỏn dựa theo từng ụ lướị
Trước hết ranh giới của một vựng đang quan tõm (như là một lưu vực, thung lũng hoặc một tỉnh) được số húa đối với cỏc tọa độ ma trận ảnh. Trong ranh giới đú, số lượng cỏc ụ trong mỗi loại lớp phủ sẽđược lập bảng và nhõn với diện tớch mặt đất của một ụ tương ứng. Quỏ trỡnh này đơn giản hơn việc đo thủ cụng cỏc vựng trờn một bản đồ và là ưu điểm chủ yếu của xử lý dữ liệu lớp phủ mặt đất dưới dạng số.
3.6.3. Cỏc file thụng tin bằng số
Một thể loại cuối cựng đểđưa ra kết quả là cỏc file dữ liệu đó giải đoỏn chứa cỏc kết quả phõn loại được ghi lại trờn một số phương tiện lưu trữ bằng mỏy tớnh (chẳng hạn CCT hoặc đĩa). Dữ liệu được giải đoỏn dưới dạng này, cú thể dễ dàng nhập vào hệ thống GIS để hũa nhập với cỏc file dữ liệu địa lý khỏc.
Chương 4
VIỄN THÁM TRONG NGHIấN CỨU TÀI NGUYấN VÀ MễI TRƯỜNG
Nội dung của chương trỡnh bày những ứng dụng của viễn thỏm trong cỏc lĩnh vực nghiờn cứu cụ thể nhưđịa chất, thổ nhưỡng, sử dụng đất… dựa trờn những phõn tớch nhận định về cỏc đối tượng thể hiện trờn từng tư liệu ảnh.
Mục đớch của chương là trang bị cho sinh viờn sự hiểu biết về khả năng ứng dụng của tư liệu ảnh trong cỏc lĩnh vực nghiờn cứu và những kiến thức chung đểứng dụng tư liệu viễn thỏm trong nghiờn cứu cỏc lĩnh vực cụ thể nhưđịa chất, thổ nhưỡng, sử dụng đất.
4.1. GIỚI THIỆU CHUNG
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 phổđược 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 độảm của đất…).
Lĩnh vực ứng dụng của viễn thỏm rất đa dạng nờn bộ cảm thường được cấu tạo bởi nhiều bộ tỏch súng đểđỏp ứng hầu hết cỏc yờu cầu đặt rạ 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 đểđảm 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. Đểứng 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 trịđộ 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 phổđể xỏc định từng đối tượng cụ thể phự hợp với yờu cầụ 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 loạị Do đú cần chỳ ý đến việc chọn cựng bộ dữ liệu mẫu và dữ liệu kiểm tra để cú cơ sởđỏnh 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 đồảnh. Đến giữa những năm 1980 cỏc bản đồ thổ nhưỡng của nhiều nước được thành lập ở dạng bản đồảnh 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 từđú 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, dựđoỏn 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 cứụ Vỡ khả năng nhận được những hỡnh ảnh với tỉ lệ khỏc nhau, việc thành lập cỏc sơđồ 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 đồđịa 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 nhưảnh 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 trụđể nghiờn cứu cỏc cấu tạo sõu của trỏi đất. Khụng cú một sự nghi ngờđỏng 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 sõụ 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 sõụ
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 quảđất, 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 thểđơn giải (stereoskop). Cỏc mỏy lập thểđo 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 đồđịa 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 đồđịa 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 liệụ 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 ởđú tập trung cỏc đặc điểm đoỏn đọc chớnh cho cỏc đối tượng của lónh thổ nghiờn cứụ Một diện tớch mà ởđú tập trung cỏc đặc điểm cần phõn tớch cho cỏc đối tượng của lónh thổ nghiờn cứụ 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 địạ 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.ẠIakovlev 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 từảnh vũ trụ cỏc bản đồđịa chất tỉ lệ 1/2.000.000 – 1/1.000.000.
4.2.2. Đoỏn đọc ảnh nghiờn cứu kiến tạo