8. Bố cục luận văn
2.1.2. Thụng tin trờn ảnh viễn thỏm
Thụng tin trờn ảnh viễn thỏm cú được về cỏc đối tượng nhờ vào quỏ trỡnh “chụp ảnh” vệ tinh mà thực chất là quỏ trỡnh thu nhận năng lượng súng điện từ phản xạ hoặc phỏt xạ từ vật thể. Thụng tin cú được về đối tượng trong quỏ trỡnh này
Vệtinh
MẶTTRỜI
KHÍQUYỂN
Rừng
Nước
Cỏ Mặt đường Cụng trỡnh xõy dựng, nhà cửa
Bức xạ mặt trời
33
chớnh là nhờ sự khỏc biệt của phản ứng với súng điện từ của cỏc đối tượng khỏc nhau (phản xạ, hấp thụ hay phõn tỏch súng điện từ).
Năng lượng súng phản xạ từ đối tượng bao gồm hai phần: - Năng lượng phản xạ trực tiếp từ bề mặt đối tượng
- Năng lượng tỏn xạ bởi cấu trỳc bề mặt đối tượng.
Hỡnh 2.2. Phản xạ phổ của cỏc đối tượng tự nhiờn chớnh
Đõy là hỡnh biểu diễn đường cong phản xạ phổ của cỏc loại lớp phủ mặt đất (thực vật, đất và nước), chỳng cú tớnh chất khỏi quỏt việc phản xạ phổ của ba loại lớp phủ chủ yếu. Trờn thực tế, cỏc loại thực vật, đất và nước khỏc nhau sẽ cú cỏc đường cong phản xạ phổ khỏc nhau. Sự khỏc nhau này chủ yếu được thể hiện ở độ lớn của phần trăm phản xạ, song hỡnh dạng tương đối của đường cong ớt khi cú sự thay đổi.
Thực vật: phản xạ phổ cao nhất ở bước súng màu lục (0.5-0.6μm) (tương ứng với dải súng màu lục-Green) trong vựng nhỡn thấy và cú màu xanh lục. Khi diệp lục tố giảm đi, thực vật chuyển sang khả năng phản xạ ỏnh sỏng màu đỏ trội hơn, dẫn đến lỏ cõy cú màu vàng (do tổ hợp màu Green và Red) hoặc màu đỏ hẳn. Cỏc đặc trưng phản xạ phổ của thực vật nổi bật nhất ở vựng hồng ngoại gần (0,7-1.4μm), là vựng bước súng mà thực vật cú phản xạ cao nhất. Mức độ phản xạ của thực vật phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố khỏc nhau, cú thể kể đến là lượng chlorophyll (diệp lục), độ dày tỏn lỏ và cấu trỳc tỏn lỏ.
Nước: cú phản xạ chủ yếu nằm trong vựng nhỡn thấy (0.4-0.7μm) và phản xạ mạnh ở dải súng lam (0.4-0.5μm) và lục (0.5-0.6μm). Giỏ trị phản xạ của một đối tượng nước phụ thuộc chủ yếu vào độ đục của nú. Nước trong cú giỏ trị phản xạ rất khỏc nước đục, nước càng đục cú độ phản xạ càng cao.
34
Hỡnh 2.3. Đồ thị phản xạ phổ của một số loại nước
éất: cú phần trăm phản xạ tăng dần theo chiều tăng của chiều dài bước súng. Phần trăm phản xạ của đất chủ yếu phụ thuộc vào độ ẩm và màu của đất. Đất khụ, đường cong phổ phản xạ của đất khụ tương đối đơn giản, ớt cú những cực đại và cực tiểu một cỏch rừ ràng, lý do chớnh là cỏc yếu tố ảnh hưởng đến tớnh chất phổ của đất khỏ phức tạp và khụng rừ ràng như ở thực vật. Tuy nhiờn quy luật chung là giỏ trị phổ phản xạ của đất tăng dần về phớa súng cú bước súng dài. Cỏc cực trị hấp thụ phổ do hơi nước cũng diễn ra ở vựng 1.4; 1.9 và 2.7μm.
Hỡnh 2.4. Phản xạ phổ của một số loại đất
Cựng với cỏc đặc trưng phản xạ phổ của cỏc đối tượng tự nhiờn cơ bản, Root và Mille vào năm 1971 nghiờn cứu và đưa ra cỏc đặc trưng phản xạ phổ của một số đối tượng chớnh trong đụ thị như bờ tụng, vỏn lợp, nhựa đường và đất trống. Cỏc đặc trưng này là thụng tin quan trọng giỳp quỏ trỡnh giải đoỏn cỏc đối tượng đụ thị.
35
Hỡnh 2.5. Đặc tớnh phản xạ phổ của cỏc đối tượng trong đụ thị (Nguồn: “Root và Mille 1971”)
Phổ phản xạ là thụng tin quan trọng nhất mà viễn thỏm thu được về cỏc đối tượng. Dựa vào đặc điểm phổ phản xạ (cường độ, dạng đường cong ở cỏc dải súng khỏc nhau) cú thể phõn tớch, so sỏnh và nhận diện cỏc đối tượng trờn bề mặt. Thụng tin về phổ là thụng tin đầu tiờn, là tiền đề cho cỏc phương phỏp phõn tớch ảnh trong viễn thỏm.
Cỏc thụng số quan trọng nhất đặc trưng cho khả năng thụng tin cung cấp của một ảnh vệ tinh là độ phõn giải của nú. Cú ba loại độ phõn giải: độ phõn giải khụng gian, độ phõn giải phổ và độ phõn giải thời gian.
Độ phõn giải khụng gian.
Độ phõn giải khụng gian của một ảnh vệ tinh, do đặc tớnh của đầu thu, phụ thuộc vào hai thụng số FOV (Field of view-trường/gúc nhỡn) và IFOV (instantaneous field of view - trường/gúc nhỡn tức thỡ) được thiết kế sẵn.
í nghĩa quan trọng nhất của độ phõn giải khụng gian là cho ta biết cỏc đối tượng nhỏ nhất mà cú thể phõn biệt được trờn ảnh.
Độ phõn giải phổ.
Tuỳ thuộc vào mục đớch thu thập thụng tin, mỗi loại đầu thu được thiết kế để cú thể thu nhận súng điện từ trong một số khoảng bước súng nhất định. Độ rộng hẹp của khoảng bước súng này là độ phõn giải phổ của ảnh.
Bức xạ phổ (bao gồm cả phản xạ, tỏn xạ và bức xạ riờng) của một đối tượng thay đổi theo bước súng điện từ. Như vậy, ảnh chụp đối tượng trờn cỏc kờnh khỏc
36
nhau sẽ khỏc nhau và điều này cú nghĩa là ảnh được thu trờn càng nhiều kờnh thỡ càng cú nhiều thụng tin về đối tượng được thu thập. Số lượng kờnh ảnh được gọi là độ phõn giải phổ.
Độ phõn giải thời gian.
Vệ tinh viễn thỏm chuyển động trờn quĩ đạo và chụp ảnh khu vực theo một chu kỡ. Khoảng thời gian lặp giữa cỏc lần chụp được gọi là độ phõn giải thời gian của vệ tinh, khoảng thời gian này càng nhỏ thỡ thụng tin thu thập (hay ảnh chụp) càng nhiều.