CHƯƠNG VI : QUAN TRẮC VÀ THÀNH LẬP BẢN ĐỒ
6.2. Công nghệ viễn thám
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;