7. Cấu trúc luận văn
2.1.2. Nguyên lý chung của viễn thám
Cơ sở tư liệu của viễn thám là sóng điện từ được phát xạ hoặc bức xạ từ các vật thể, các đối tượng trên bề mặt trái đất. Sóng điện từ có 4 tính chất cơ bản: bước sóng, hướng lan truyền, biên độ và mặt phân cực. Mỗi một thuộc tính cơ bản này sẽ phản ánh nội dung thông tin khác nhau của vật thể, phụ thuộc vào thành phần vật chất và cấu trúc của chúng, làm cho mỗi đối tượng được xác định và nhận biết một cách duy nhất. Sóng điện từ phản xạ hoặc bức xạ từ vật thể trên bề mặt trái đất sẽ được thu nhận bằng các hệ thống thu ảnh gọi là bộ cảm (sensor). Các bộ cảm được lắp đặt trên các phương tiện (platform) kinh khí cầu, máy bay hoặc vệ tinh. Xử lý, phân tích, giải đoán (interpretation) các tấm ảnh viễn thám sẽ cho ra các thông tin về đối tượng cần nghiên cứu.
Hệ thống viễn thám thường bao gồm 7 phần tử có quan hệ chặt chẽ với nhau.
Hình 2.1. Nguyên lý viễn thám vệ tinh
(Nguồn: Nguyễn Ngọc Thạch , 1997, Viễn thám và GIS trong nghiên cứu tài nguyên môi trường, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội.)
Theo trình tự hoạt động của hệ thống, chúng ta có:
- Nguồn năng lượng (A): Thành phần đầu tiên của một hệ thống viễn thám là nguồn năng lượng để chiếu sáng hay cung cấp năng lượng điện từ tới đối tượng quan tâm. Có loại viễn thám sử dụng năng lượng mặt trời, có loại tự cung cấp năng lượng tới đối tượng.
- Những tia phát xạ và khí quyển (B) : Vì năng lượng đi từ nguồn năng lượng tới đối tượng nên sẽ phải tương tác với vùng khí quyển nơi năng lượng đi qua. Sự
20
tương tác này có thể lặp lại ở một vị trí không gian nào đó vì năng lượng còn phải đi theo chiều ngược lại, tức là từ đối tượng đến bộ cảm.
- Sự tương tác với đối tượng (C): Một khi được truyền qua không khí đến đối tượng, năng lượng sẽ tương tác với đối tượng tuỳ thuộc vào đặc điểm của cả đối tượng và sóng điện từ. Sự tương tác này có thể là truyền qua đối tượng, bị đối tượng hấp thu hay bị phản xạ trở lại vào khí quyển.
- Thu nhận năng lượng bằng bộ cảm (D): Sau khi năng lượng được phát ra hay bị phản xạ từ đối tượng, chúng ta cần có một bộ cảm từ xa để tập hợp lại và thu nhận sóng điện từ. Năng lượng điện từ truyền về bộ cảm mang thông tin về đối tượng.
- Sự truyền tải, thu nhận và xử lý (E): Năng lượng được thu nhận bởi bộ cảm cần phải được truyền tải, thường dưới dạng điện từ, đến một trạm tiếp nhận – xử lý nơi dữ liệu sẽ được xử lý sang dạng ảnh, ảnh này chính là dữ liệu thô.
- Giải đoán và phân tích ảnh (F): ảnh thô sẽ được xử lý để có thể sử dụng được. Để lấy được thông tin về đối tượng người ta phải nhận biết được mỗi hình ảnh trên ảnh tương ứng với đối tượng nào. Công đoạn để có thể nhận biết này gọi là giải đoán ảnh.
- Ứng dụng (G): Đây là phần tử cuối cùng của quá trình viễn thám, được thực hiện khi ứng dụng thông tin mà chúng ta đã chiết được từ ảnh để hiểu rõ hơn về đối tượng mà chúng ta quan tâm, để khám phá những thông tin mới, kiểm nghiệm những thông tin đã có… nhằm giải quyết những vấn đề cụ thể.