Kỹ thuật hiện đại cho phép thu thập thông tin thông qua các cảm biến từ xa, với những bức hình chụp các bức xạ mặt đất, được phân tích và xử lý để tạo ra các sản phẩm là dữ liệu địa hình mặt đất.
Nếu bức xạ mặt đất có nguồn gốc từ năng lượng mặt trời phản chiếu, bộ cảm biến này gọi là thụ động; nếu chúng phát sinh từ sự phản chiếu trở lại năng lượng của bộ cảm biến, bộ cảm biến này được gọi là chủ động.
Tên gọi Tần số (Hz) Bước sóng (m)
Sóng cực ngắn, viba 3.109 tới 3.1011 10-1 tới 10-3
Sóng hồng ngoại 3.1012 tới 3.1013 10-4 tới 10-5
Sóng gần hồng ngoại 3.1013 tới 4,3.1014 10-5 tới 0,7.10-6
Ánh sáng thấy được ... 4,6.1014 Đỏ 0,65.10-6 ... 5,4.1014 Xanh tươi 0,55.10-6 ... 6,6.1014 Xanh thẫm 0,45.10-6 ... Sóng cực tím 3.1015 tới 3.1016 10.7 tới 10-8 6.2.1. Ảnh viễn thám
Một hệ thống viễn thám bao gồm bốn yếu tố cơ bản sau:
- Hệ thống cảm biến: bao gồm cả tên lửa mang vệ tinh lên quỹ đạo; - Diện tích bao phủ bởi cảm biến trong thời điểm nhất định;
- Nguồn năng lượng là mặt trời (đối với hệ thống thu động), hoặc được tạo bởi cảm biến (hệ thống chủ động);
- Hệ thống phân phối: liên quan tới trạm tiếp nhận, hệ thống theo dõi vệ tinh, antenna, cơ quan điều hành và phân phối sản phẩm cho người dùng.
Những quỹ đạo chính của hệ thống vệ tinh:
Phân loại theo các phổ sóng điện từ:
Quang học: Bao gồm phổ nhìn thấy được (có bước sóng từ 0,4 m đến 0,7 m) hoặc gần hồng ngoại (bước sóng 0,7 m đến 3 m).
Hồng ngoại: Tương ứng với bước sóng hồng ngoại từ 7 m đến 15 m.
Sóng cực ngắn: Tương ứng với bước sóng từ mm đến cm, sử dụng chủ yếu bởi radar.
Nguồn bức xạ được sử dụng cho viễn thám có thể là nguồn tự nhiên như ánh mặt trời, những tia tán xạ từ trái đất, bầu khí quyển hoặc các nguồn nhân tạo như đèn flash, nguồn laser hay vi sóng.
Những hệ thống viễn thám chính được phân loại như sau: Cảm biến thụ động:
- Hệ thống chụp ảnh;
- Hệ thống phản hồi chùm tia Vidicon; - Máy quét quang-cơ;
- Máy quét quang-điện tử. Cảm biến chủ động:
- Hệ thống radar. 6.2.2. Cấu trúc ảnh viễn thám
Ảnh viễn thám được tạo bởi khả năng ghi nhận năng lượng bởi các cảm biến, được chuyển đổi thành tín hiệu tương tự, sau đó xử lý và lưu trữ dưới định dạng kỹ thuật số. Khoảng thời gian nội bộ lưu trữ các tín hiệu (khoảng cách giữa các tín hiệu) được gọi là “đơn vị thông tin ảnh”. Đoạn dữ liệu tối thiểu được mô tả bởi một giá trị số hóa duy nhất, được gọi là “điểm ảnh” (pixel - Picture Element), kích thước điểm ảnh phụ thuộc vào độ phân giải hình học của cảm biến. Mỗi điểm ảnh là một đặc trưng kỹ thuật số của bức xạ, mà cảm biến nhận được trong phạm vi dải tần hoặc phổ tần nó quản lý.
Ảnh số là một mảng hình học hai chiều (ma trận). Mỗi điểm ảnh có ba giá trị kết hợp:
- Tọa độ theo tuyến (hàng) bay; - Tọa độ theo cột;
- Giá trị độ xám trong phạm vi bước sóng của nó; 6.2.3. Quy trình xử lý cơ bản
Các yếu tố giải thích ảnh cần xem xét: - Hệ thống cảm biến đa nền tảng - Hình ảnh ban ngày
- Hỗ trợ giải thích ảnh
- Lựa chọn phương pháp phân tích ảnh Các yếu tố chính để giải thích ảnh: - Quy mô - Hình dạng và kích thước - Sắc thái - Màu sắc - Bố cục
- Bóng đổ
6.3. Quy trình xử lý ảnh
+ Quy trình xử lý hình học + Nắn ảnh bằng đa thức
+ Hiệu ứng hình học trong ảnh VIR + Hiệu ứng hình học trong ảnh SAR:
- Độ cao - Điểm mặt đất - Phương vị - Khoảng cách - Khoảng cách xiên - Hướng - Phạm vi bao quát - Góc tới - Góc tới cục bộ Mô hình hình học ảnh SAR: + Phương pháp xử lý trị đo bức xạ
+ Hiện tượng sai lệch bức xạ trong ảnh VIR + Hiện tượng sai lệch bức xạ trong ảnh SAR
6.4. Vấn đề độ cao
+ Phương pháp ảnh nổi + Kỹ thuật Radargrammetry + Kỹ thuật giao thoa
6.5. Ứng dụng của bản đồ viễn thám
Bản đồ viễn thám ngày nay được sử dụng rất nhiều. Với độ chính xác dùng trong quân sự, các vệ tinh có thể tạo ảnh độ phân giải 0,2m mặt đất. Các loại ảnh độ phân giải cao bị các Chính phủ hạn chế sử dụng trong dân sự, hạn chế giao dịch thương mại. Theo ISPRS, yêu cầu thành lập bản đồ từ ảnh không gian được chia làm ba loại:
- Yêu cầu về mặt bằng; - Yêu cầu về độ cao;
CHƯƠNG VII: ỨNG DỤNG THỰC TIỄN 7.1. Lập kế hoạch khảo sát biển
7.1.1. Lập dự án khảo sát biển
Lập kế hoạch khảo sát biển là một thuật ngữ bao gồm toàn bộ quá trình phát triển của một dự án thủy văn, từ khi ra đời cho đến chỉ định đơn vị khảo sát và lưu trữ dữ liệu khảo sát thủy văn tại văn phòng cơ quan. Việc lập kế hoạch khảo sát liên quan đến các thủ tục sau:
+ Yêu cầu về khảo sát;
+ Đặc điểm kỹ thuật của cuộc khảo sát; + Chỉ định đơn vị thiết kế phương án;
+ Lập kế hoạch chương trình khảo sát với đơn vị thiết kế;
+ Đánh giá các nhiệm vụ đã giao cho đơn vị đó, sau khi căn cứ hồ sơ năng lực; + Trinh sát thăm dò dự án;
+ Phân bổ nguồn lực;
+ Lập kế hoạch khảo sát chi tiết; + Ước tính thời gian cần thiết;
+ Lập kế hoạch chương trình khảo sát và phê duyệt;
+ Liên lạc với các cơ quan bên ngoài, nhằm tăng cường sự giám sát và hỗ trợ khi cần;
+ Lập kế hoạch quản lý dự án;
+ Lập kế hoạch tiến độ hàng ngày của dự án;
+ Lập kế hoạch thu nhận và kiểm tra dữ liệu khảo sát;
+ Lập kế hoạch để phân tích, giải thích dữ liệu và báo cáo khảo sát. 7.1.2. Đánh giá nhiệm vụ khảo sát
Các nhiệm vụ chính cho một cuộc khảo sát gồm: + Thành lập đơn vị giám sát;
+ Phương pháp giám sát và hiệu chỉnh vị trí tọa độ; + Tiêu chí của phương pháp đo sâu hồi âm;
+ Loại sonar dò tìm;
+ Quan trắc và mốc thủy triều; + Xác tàu đắm và các vật cản; + Lấy mẫu đáy biển;
+ Quan trắc hải dương học; + Quan trắc dòng thủy triều; + Quan trắc địa vật lý;
+ Đèn biển và phao.
+ Hướng chạy tàu và tuyến khảo sát trên biển; + Tín hiệu vô tuyến;
+ Các quan trắc phụ trợ: Bản đồ ảnh theo chiều dọc, chiều đứng, khoảng cách, dòng đầu tiên, đo từ trường, các hiện tượng tự nhiên, ...
+ Quan trắc kênh dẫn tàu vào ra cảng.
Phân phối nguồn lực khi thực hiện khảo sát căn cứ vào các tiêu chí sau:
+ Dự báo thời tiết và tình trạng nước biển. Điều này ảnh hưởng tới kích thước tàu và khả năng sử dụng tàu cho các nhiệm vụ điều tra khảo sát.
+ Khu vực nước nông có diện tích và vị trí thế nào sẽ ảnh hưởng tới khả năng làm
việc của tàu khảo sát.
+ Có khả năng sử dụng máy bay trực thăng hay không, từ đó đề xuất yêu cầu với các đơn vị có liên quan.
+ Khả năng hậu cần đối với các tàu khảo sát biển, nơi tiếp nhiên liệu và thực phẩm. Khả năng bảo trì thiết bị và nơi sửa chữa khi cần.
+ Nhân lực: số lượng, chuyên môn. Thông tin liên lạc, y tế, khu giải trí trên tàu, sự hỗ trợ từ trên bờ, các thỏa thuận với các địa phương có liên quan.
+ Điều kiện địa hình. Điều này quyết định nguồn lực và thời gian cần thiết cho một cuộc khảo sát.
+ Điều kiện khảo sát đối với thuyền tách rời tàu mẹ, khi thực hiện dự án lớn. Những hạn chế về khả năng của cuộc khảo sát: Ngoài ra, tuyến đường và địa điểm khảo sát trên biển cũng cần quan tâm. Tốt nhất nên cử một trinh sát đi trước thăm dò địa điểm khảo sát.
7.1.3. Kế hoạch điều tra chi tiết
- Kiểm soát vị trí mặt bằng - Kiểm soát vị trí độ cao - Dòng chảy thủy triều - Âm thanh
- Máy quét sonar phụ - Lấy mẫu đáy biển
- Phân định vùng bờ biển, xác nhận đối tượng dễ thấy và địa hình - Những quan trắc phụ trợ
- Tổ chức đội khảo sát
- Thu thập và kiểm tra dữ liệu - Yêu cầu định dạng dữ liệu
- Mối quan hệ với các cơ quan bên ngoài
7.2. Khảo sát thăm dò
7.2.1. Thăm dò chung7.2.2. Thăm dò trắc địa 7.2.2. Thăm dò trắc địa
Mục đích của công tác thăm dò trắc địa là:
- Thiết lập các mối liên lạc với địa phương
- Thăm dò các mốc khống chế sẽ được sử dụng trong cuộc khảo sát - Xác nhận hiện trường khảo sát;
- Thiết kế mạng lưới các mốc khống chế trắc địa; - Đánh dấu các mốc khống chế ổn định lâu dài; - Mô tả các mốc khống chế trắc địa đã có;
- Chứng minh tính hợp lý của kế hoạch khảo sát đã đề xuất;
Đối với mỗi mốc khống chế trắc địa mới thành lập, các thông tin sau được yêu cầu
- Khả năng tiếp cận, thời gian có thể đo đạc;
- Tầm nhìn từ mốc đó đến các mốc khống chế khác; - Mô tả mốc khống chế, chụp ảnh khu vực xung quanh; - Các yếu tố địa phương có liên quan tới công tác đo đạc; - Điều kiện khí tượng và khả năng đo đạc.
7.2.3. Thăm dò thủy triều
Nên sử dụng các trạm nghiệm triều đã có từ trước để cập nhật dữ liệu. Khi sử dụng một trạm nghiệm triều, cần quan tâm tới thước đo thủy triều và điểm cực của thủy triều. Các vấn đề sau được quan tâm:
- Thước đo thủy triều phải đặt tại nơi dễ thấy, dễ xây dựng và dễ đo đạc; - Trạm nghiệm triều phải thấp để luôn có đủ nước cho việc đo triều; - Vấn đề an ninh được coi trọng,
- Nhà đặt trạm nghiệm triều. - Âu thuyền giữ nước.
- Trạm nghiệm triều gần các mốc khống chế trắc địa. - Khả năng tiếp cận.
7.3. Thu nhận dữ liệu
- Hiệu chuẩn và kiểm tra thiết bị định vị mặt bằng - Kiểm soát độ cao
- Quan trắc môi trường - Khảo sát biển theo dòng
- Kiểm tra tuyến
- 6. Dòng khảo sát chính - 7. Các điều tra liên ngành - 8. Các quan trắc khác
7.4. Mô tả bờ biển
- Yêu cầu mô tả chi tiết - Bản đồ địa hình
- Phân định đường mép nước thấp nhất - Độ cao của dải đất ven biển
- Hải đồ
- Sử dụng ảnh hàng không
- Báo cáo phân định đường bờ biển
7.5. Quy trình xử lý dữ liệu
- Đo sâu đáy biển - Nhận dạng đáy biển
- Phát hiện các đặc trưng đáy biển - Các quan trắc phụ trợ
KẾT LUẬN
Trên đây là những gì em tổng quát được, em nhận thấy rằng quyển sách này rất chi tiết nó giúp em hiểu được nhiều vấn đề về biển đảo phục vụ cho công tác khảo sát đo đạc nghiên cứu trên biển. đồng thời giúp em hiểu biết những kỹ thuật đã và đang áp dụng trong ngành hiên nay.
Bên cạnh đó do chưa tiếp xúc với thực tế chỉ được biết qua lý thuyết nên sự hiểu biết của em còn hạn chế. Nhưng em nghĩ rằng quyển sách này sẽ giúp đỡ em rất nhiều trong tương lai. Tuy nhiên, trong một thời kỳ lâu dài, cá nhân em nói riêng và nhân dân nói chung vẫn chưa nhận thức được nhiều về giá trị và tầm quan trọng của biển. Hiện nay còn nhiều cấp, nhiều ngành, địa phương và các lực lượng hoạt động trên biển chưa nhận thức đầy đủ về vị trí, vai trò chiến lược của biển trong sự nghiệp xây dựng và bảo vệ Tổ quốc, chưa thấy hết được tiềm năng to lớn của biển trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước. Công tác nghiên cứu khoa học về biển còn hạn chế…
Vì vậy, ngoài những kiến thức em đọc trong giáo trình Trắc địa biển và những kiến thức em tìm hiểu trên sách báo và mạng internet thì em có một số kiến nghị sau:
1/ Về phần cuốn giáo trình:
Đánh giá chung cuốn giáo trình rất đầy đủ và chi tiết. Nó tổng hợp rất nhiều môn học đã học qua trong đó. Nhưng em nghĩ điều đó nên được lược bỏ. Ví dụ chương 2: Định vị mặt bằng, một số phương pháp truyền thống đã được học chi tiết ở môn trắc địa cơ sở. Thay vì đưa cụ thể toàn bộ thì em nghĩ nên để sinh viên tự xem lại phần đó sẽ hay hơn, vừa rèn tính tự giác và giúp sinh viên nhớ lâu hơn. Cũng tương tự như thế ở chương 6, phần công ngệ viễn thám, em cảm giác như đang học về môn viễn thám chứ không phải trắc địa biển.
Chương 3: Xác định độ sâu và chương 4: Xác định đặc trưng và phân loại đáy biển theo em nghĩ là hai chương trọng tâm của giáo trình cần tìm hiểu kỹ. Em nghĩ thầy nên cố gắng truyền tải những kiến thức đến cho chúng em hiểu một cách tối đa.
2/ Về bài tiểu luận:
Do trình độ tiếng anh còn kém, nên việc thu thập và dịch các tài liệu nước ngoài còn hạn chế. Em chỉ tìm hiểu qua internet bằng tiếng việt mong là sẽ có bản tiếng việt cho phần tham khảo.
Không có điều kiện để đi thực địa, nên vẫn chưa thể nắm rõ các giai đoạn trong một cuộc khảo sát biển. Bản đồ về biển chỉ được nhìn qua ảnh chứ chưa được tiếp xúc với file số.
Trên đây là một số góp ý của em. Vì vốn kiến thức có hạn nên bài tiểu luận còn nhiều thiếu sót, mong bạn đọc và các thầy cô giáo góp ý để em có thể rút kinh nghiệm và hoàn thành tốt hơn những bài tập sau. Em xin chân thành cảm ơn!
Với cá nhân em qua môn học này trước hết em đã biết thêm nhiều thông tin hữu ích về tình hình biển đảo trên thế giới cũng như trong nước. Qua đó thấy được tầm quan trọng của công tác trắc địa biển đối với việc khai thác, quản lý ,bảo vệ định hướng phát triển kinh tế biển cũng như các vấn đề về an ninh quốc phòng đối với từng quốc gia.
Môn học đã cung cấp cho em nhiều kiến thức bổ ích chungvề nghề nghiệp cũng như kiến thức về công tác trắc địa biển ví dụ như:
Các nguyên tắc trong trắc địa biển Định vị trên biển
Các vấn đề về dòng chảy ,thủy chiều và các tác động của nó đến công tác trắc địa
Các phương pháp quan trắc và thành lập bản đồ trên biển.
Ứng dụng thực tiễn của trắc địa biển trong các lĩnh vực khác nhau…… Một số công việc và nhiệm vụ của công tác trắc địa biển:
Tiến hành khảo sát tiền khả thi, dịch vụ hậu cần trong chuyến đi biển và lập kế hoạch khảo sát;
Thực hiện quy trình khảo sát biển; Quản lý dữ liệu đã thu thập; Bảo trì thiết bị.
Đảm bảo hoạt động an toàn và hiệu quả của giao thông hàng hải; Quản lý vùng ven biển;
Thăm dò và khai thác tài nguyên biển;
Bảo vệ môi trường biển và môi trường toàn cầu; Hàng hải và quốc phòng.
Để từ đó em đã hình dung được công việc và nhiệm vụ cơ bản của người kĩ sư trắc địa biển và áp dụng nó vào công việc thực tiễn sau này.