CHƯƠNG II: CƠ CHẾ THU NHẬN THÔNG TIN RADAR VÀ CÁC NHÂN TỐ TỰ NHIÊN ẢNH HƯỞNG TỚI THUỘC TÍNH ẢNH RADAR Ở TỈNH HOÀ BÌNH
2.3. Tương tác của RADAR với đặc điểm sinh thái rừng tỉnh Hòa Bình
2.3.2. Tương tác của RADAR với lớp phủ thực vật rừng tỉnh Hòa Bình
2.3.2.1. Tương tác của RADAR với lớp phủ thực vật rừng
Khi tia RADAR tương tác với lớp phủ thực vật rừng, thì tán xạ phản hổi thu nhận được tại cảm biến RADAR (hình 2.14) gồm:
Tán xạ trực tiếp tại các ngọn cây (1);
Tán xạ trực tiếp tại thân cây- mặt đất (2);
Tán xạ tại thân cây (3);
Tán xạ nhiều lần thân cây-mặt đất (4);
Suy giảm tại mặt đất (5);
Tán xạ trực tiếp tại mặt đất (6).
Hình 2. 14: Tán xạ RADAR của lớp phủ thực vật rừng
Độ lớn của các thành phần tán xạ phụ thuộc vào chiều dài bước sóng, sự phân cực của sóng, góc tới của tia RADAR, sự đa dạng của địa hình và thông số của lớp phủ thực vật.
73
Bước sóng là một trong các thông số quan trọng quyết định tán xạ ngược thu nhận được từ lớp phủ thực vật. Mối quan hệ hay cơ chế tán xạ của các thành phần của cây đối với bước sóng RADAR có thể được khái quát hóa trong bảng 2.3 [50, 53].
Bảng 2. 3: Mối tương quan của bước sóng và tán xạ của các thành phần lớp phủ thực vật
Bước sóng
Thành phần rừng
Lá Cành
nhỏ
Cành trung bình
Cành lớn
Thân
cây Đất
X ++ ++ ++ - - -
C ++ + ++ + - -
L - - ++ ++ ++ +
P - - - ++ ++ ++
(++ nguồn tán xạ ngược chính, + nguồn tán xạ ngược thứ hai và – không tán xạ).
Bảng 2.3 cho thấy :
Sóng RADAR kênh X tương tác với lá, cảnh nhỏ và cành trung bình;
Sóng RADAR kênh C tương tác với lá cành nhỏ và cành thứ cấp;
Sóng RADAR kênh L tương tác với cành thứ cấp và thân cây và một phần với đất;
Sóng RADAR kênh P tương tác với cành chính, thân cây và nền đất.
Phân cực RADAR cũng ảnh hưởng đến tán xạ RADAR với lớp phủ thực vật, tuy nhiên phân cực RADAR có mối quan hệ khá chặt chẽ tới thông số của
74
lớp phủ thực vật rừng. Kích thước, hình thể và định hướng của các thành phần của vòm lá cũng ảnh hưởng đến đặc tính phân cực của tán xạ RADAR. Trong trường hợp tương tác với đối tượng mà bề mặt bị tương tác theo phương nằm ngang, thì tia RADAR có phân cực ngang sẽ bị đối tượng này tán xạ mạnh hơn so với chùm tia RADAR có phân cực thẳng đứng, ngược lại khi tia RADAR tương tác vào bề mặt đối tượng có phương thẳng đứng thì các tia RADAR phân cực thẳng đứng sẽ bị tán xạ mạnh hơn so với các phân cực khác. Khi góc tới của chùm tia RADAR vuông góc với bề mặt đối tượng bị tác động thì tán xạ của chùm tia RADAR có các phân cực khác nhau gây ra bởi bề mặt sẽ tương đương[50].
Góc chụp ảnh hưởng lớn tới tán xạ của bề mặt với việc tán xạ mạnh ở góc tới nhỏ và tán xạ ngược giảm khi tăng góc tới. Sự phụ thuộc vào góc chụp giảm khi độ nhám của bề mặt tăng. Với bước sóng càng ngắn, bề mặt địa hình càng nhám thì sự phụ thuộc vào góc chụp càng giảm, tuy nhiên sự phụ thuộc này tăng khi hằng số điện môi tương đối tăng. Những đối tượng có khả năng tán xạ khối khi tương tác với sóng RADAR thường ít phụ thuộc vào góc chụp [50].
Một số các thông số môi trường như gió, nhiệt độ, độ ẩm cũng có tác động nhất định tới tán xạ RADAR. Gió gây ra sự dịch chuyển của các đối tượng tán xạ sóng RADAR làm thay đổi tổng năng lượng tán xạ sóng RADAR dẫn đến sự thay đổi của tán xạ RADAR của cùng một đối tượng tán xạ RADAR, sự thay đổi của tán xạ này là ngẫu nhiên. Sự ảnh hưởng của gió cũng phụ thuộc vào bước sóng, trên cả vấn đề khoảng cách dịch chuyển cũng như kích cỡ của đối tượng tán xạ. Hơi ẩm của cây có thể là kết quả của mưa, sường mù, nó làm tăng hằng số điện môi tương đối. Sóng RADAR có bước sóng dài sẽ ít ảnh hưởng của độ ẩm, ảnh hưởng chính là làm tăng sự suy yếu của cường độ sóng RADAR khi đâm xuyên vào trong tán lá cây và do vậy
75
làm giảm tổng năng lượng tán xạ từ thực vật. Trong các điều kiện bình thường nhiệt độ không ảnh hưởng lớn, trực tiếp đến thực vật, do vậy cũng không có ảnh hưởng nhiều đến năng lượng tán xạ từ lớp phủ thực vật. Tuy nhiên, nó có ảnh hưởng do các hiệu ứng như bốc hơi nước và kéo theo là lượng nước trong cây giảm.