CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨỤ
2.1.1. Nguyên lý viễn thám
2.1.1.1. Khái niệm về viễn thám
Viễn thám (Remote sensing) được định nghĩa theo nhiều cách khác nhau nhưng nhìn chung đều thống nhất theo quan điểm khoa học là công nghệ thu nhận thông tin của các vật thể khác nhau mà không cần tiếp xúc trực tiếp với các vật thể đó. Định nghĩa sau có thể được coi là tiêu biểu: “Viễn thám là khoa học và công nghệ mà theo đó các đặc tính của đối tượng quan tâm được nhận diện, đo đạc, phân tích các tính chất mà không cần phải tiếp xúc trực tiếp với đối tượng”. Đối tượng trong định nghĩa này có thể hiểu là một đối tượng cụ thể, một vùng hay một hiện tượng tự nhiên nào đó (Nguyễn Khắc Thời và cộng sự 2011).
Viễn thám điện từ là kỹ thuật sử dụng sóng điện từ để chuyển tải thông tin từ vật cần nghiên cứu tới các thiết bị thu nhận thông tin cũng như công nghệ xử lý để các thông tin thu nhận được có ý nghĩạ
Với độ bao quát rộng, lượng thông tin phong phú, và khả năng cung cấp thông tin nhanh, có độ tin cậy cao viễn thám đã và đang được sử dụng rộng rãi trong công tác điều tra tài nguyên thiên nhiên, quản lý giám sát và bảo vệ môi trường, trong quy hoạch lãnh thổ và an ninh quốc phòng.
Kỹ thuật viễn thám được dựa trên nguyên tắc thu nhận và xử lý năng lượng phản xạ quang phổ điện từ hoặc bức xạ nhiệt khác nhau của các đối tượng khác nhau
trong tự nhiên.
Vệ tinh VT Năng lượng bức xạ Mặt trời Mặt trời tới
Bức xạ Mặt trời phản xạ
Khí quyển
Rừng Nước Bãi cỏ trốngĐất Đườngnhựa Khu xây dựng
(Nguồn: Muhammad Aqeel Ashraf và cộng sự 2011)
Hình 2.1. Nguyên lý phản xạ phổ2.1.1.2. Thông tin trên ảnh viễn thám 2.1.1.2. Thông tin trên ảnh viễn thám
Thông tin trên ảnh viễn thám có được về các đối tượng nhờ vào quá trình “chụp ảnh” vệ tinh mà thực chất là quá trình thu nhận năng lượng sóng điện từ phản xạ hoặc phát xạ từ vật thể. Thông tin nhận biết các đối tượng trong quá trình này chính là nhờ sự khác biệt của phản ứng với sóng điện từ của các đối tượng khác nhau (phản xạ, hấp thụ hay phân tách sóng điện từ).
Năng lượng sóng phản xạ từ đối tượng bao gồm hai phần: - Năng lượng phản xạ trực tiếp từ bề mặt đối tượng - Năng lượng tán xạ bởi cấu trúc bề mặt đối tượng.
Năng lượng phản xạ trực tiếp không phụ thuộc vào bản chất của đối tượng mà chỉ phụ thuộc vào đặc tính bề mặt lớp phủ: độ gồ ghề, hướng ... của đối tượng.
Năng lượng tán xạ là kết quả của một quá trình tương tác giữa bức xạ với bề dày của đối tượng mà bức xạ đó có khả năng xuyên tớị Năng lượng này phụ thuộc vào
cấu trúc, bản chất và trạng thái của đối tượng. Đây là nguồn năng lượng mang thông tin giúp ta có thể nhận biết được các đối tượng và trạng thái của chúng.
Tất cả các vật thể đều phản xạ, hấp thụ, phân tách và bức xạ sóng điện từ bằng các cách thức khác nhau và các đặc trưng này thường được gọi là đặc trưng phổ. Phổ phản xạ là thông tin quan trọng nhất mà viễn thám thu được về các đối tượng. Mỗi vật thể trong tự nhiên có đặc tính phản xạ phổ điện từ khác nhau trên các bước sóng khác nhaụ Dựa vào đặc điểm phổ phản xạ có thể phân tích, so sánh và nhận diện các đối tượng trên bề mặt. Các đối tượng chủ yếu trên mặt đất được khái quát thành 3 loại bao gồm: lớp phủ thực vật, nước, đất trống. Mỗi loại này có phản xạ khác nhau với sóng điện từ tại các bước sóng khác nhaụ
(Nguồn: Muhammad Aqeel Ashraf và cộng sự 2011)
Hình 2.2. Phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên chính
Hình 2.2 biểu diễn đường cong phản xạ phổ của các lớp phủ mặt đất chính (thực vật, đất và nước), chúng có tính chất khái quát việc phản xạ phổ của ba loại lớp phủ chủ yếụ Trên thực tế, các loại thực vật, đất và nước khác nhau sẽ có các đường cong phản xạ phổ khác nhaụ Sự khác nhau này chủ yếu được thể hiện ở độ lớn của phần trăm phản xạ, song hình dạng tương đối của đường cong ít khi có sự thay đổị