Tổng quan về kỹ thuật viễn thám docx

• Sóng điện từ được phản xạ hoặc bức xạ từ vật thể là nguồn cung cấp thông tin chủ yếu về đặc tính của đối tượng cần phải đo lường và phân tích trong viễn thám... Sự t ơng tác của khí q

TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT VIỄN THÁM

1 Kh¸i niƯm c¬ b¶n

Viễn thám - Remote Sensing được định nghĩa như một khoa học nghiên cứu các phương pháp thu nhận, đo lường và phân tích thông tin của đối tượng (vật thể) mà không có những tiếp xúc trực tiếp với chúng

• Sóng điện từ được phản xạ hoặc bức xạ từ vật thể là

nguồn cung cấp thông tin chủ yếu về đặc tính của đối

tượng cần phải đo lường và phân tích trong viễn thám

Vệ tinh viễn thám bao gồm:

1 Vệ tinh (vật mang)

2 Thiết bị thu ảnh, Boọ caỷm bieỏn (Sensor)

Đặc tr ng kỹ thuật của ảnh viễn thám bao gồm: đặc tr

ng KT của vệ tinh và đặc tr ng KT của thiết bị thu ảnh

Sensor thụ động và chủ động (

(Passive vs Active Sensors )

Viễn thám thụ động (quang học)

Viễn thám chủ động (rađa)

Loại thiết bị chụp ảnh

C¸c Sensor cña ENVISAT

X-band Antenna

Ka-band Antenna

DORIS

MWR SCIAMACHY AATSR

Phổ điện từ (Electromagnetic Spectrum)

ứng dụng :

Tia Gamma & X :Y tế & Hạt nhận

Tia tím :Thiên văn,nghiên cứu Ozone Vùng nhìn thấy :Cho các phân tích bằng mắt Hồng ngoại :Phân biệt thảm thực vật

Nhiệt :Lửa cháy,nhiệt độ mặt n ớc Sóng ngắn :Mặt đất, mặt n ớc

TV/Radio :Radio, Truyền thanh

Figure Source: http://observe.ivv.nasa.gov/nasa/education/reference/reflect/ir.html

Phản xạ phổ ứng với từng loại lớp phủ mặt đất

Sự t ơng tác của khí quyển đối với ánh sáng ư

Sự t ơng tác của khí quyển đối với ánh sáng ư

• Sự hấp thụ bởi khí quyển là nguyên nhân dẫn đến sự suy giảm năng l ợng của ánh sáng.

• Hấp thụ năng l ợng xảy ra khác nhau

đối với một b ớc sóng nhất định (hiện

t ợng hấp thụ của năng l ợng mặt trời của khí quyển là hơi n ớc, khí

Cacbonic và khí Ozon)

Cửa sổ khí quyển

• Trong dải phổ, dải sóng mà ở đó năng l ợng đ ợc truyền qua nhiều nhất

thì gọi là các cửa sổ khí quyển (atmospheric windows)

• Trong các cửa sổ khí quyển thì dải nhìn thấy là vùng rộng nhất và

năng l ợng của ánh sáng đ ợc truyền qua cũng mạnh nhất

Ảnh quang học: nguồn năng lượng chính là bức xạ mặt trời

Ảnh nhiệt: nguồn năng lượng chính là bức xạ nhiệt của các vật thể

Ảnh Radar: sóng radar phản xạ từ các vật thể theo những bước sóng đã xác định

T ươ ng tác của điện từ tới các đối t ợng ư

T ươ ng tác của điện từ tới các đối t ợng ư

Diffuse reflectionph¶n x¹ hçn lo¹n

Specular

reflection:

ph¶n x¹

g ¬ng

Trong tự nhiên có các trạng thái phản xạ năng l ợng ánh sáng thông th

ờng liên quan đến đặc điểm độ nhám bề mặt của đối t ợng

• Phản xạ toàn phần hay phản xạ g ơng, là phản xạ của đối t ợng bề mặt nhẵn nh g ơng Khi đó góc tới bằng góc phản xạ.

• Sự tán xạ hay phản xạ hỗn loạn, ng ợc lại với phản xạ g ơng, là hiện

t ợng bề mặt đối t ợng có sự phản xạ đều theo mọi h ớng

• Hầu hết các đối t ợng trên mặt đất đều không có sự phản xạ g ơng hay tán xạ tuyệt đối Một bề mặt có thể là phản xạ g ơng đối với một sóng có b ớc sóng dài (sóng Radio), song lại là bề mặt tán xạ

đối với một sóng có b ớc sóng ngắn hơn.

HÖ thèng ViÔn th¸m

Quỹ đạo vệ tinh

Vệ tinh tài nguyên

Vệ tinh địa tĩnh

ảnh vệ tinh địa tĩnh

VÖ tinh viÔn th¸m quang häc

SPOT - Ph¸p Landsat - mü

VÖ tinh SPOT 5

VÖ tinh viÔn th¸m radar

V Ö tinh RADARSAT canada

Các dải quét của vệ tinh

Chu kỳ quét lại:

Chu kỳ thời gian ngắn nhất giữa

hai ảnh của cùng một diện tích.

Phụ thuộc vào:

Loại vệ tinh (Địa tĩnh/Quĩ đạo)

Độ cao bay của vệ tinhChiều

rộng của giải quét Khả năng

quay của sensor đốivới mỗi điểm

trên mặt đất.

Ví dụ:

Trung t©m xö lý khai th¸c th«ng tin viÔn th¸m

Thu nhận và phân tích t liệu Viễn thám

Năng l ợng điện từ của ánh sáng sau khi truyền qua các cửa sổ khí quyển t ơng tác với các đối t ợng trên bề mặt Trái đất và phản xạ lại để các thiết bị thu của viễn thám có thể ghi nhận các tín hiệu

đó đ ợc thực hiện qua 3 công đoạn chính:

trọng Phát hiện về dải sóng, về c ờng độ và tính chất khác của nguồn năng l ợng điện từ.

hình ảnh hoặc các tín hiệu điện từ.

thức: phân tích bằng mắt và xử lý số bằng máy tính.

Kh¸i qu¸t vÒ vÖ tinh kh¶o s¸t tµi nguyªn thiªn nhiªn

Giíi thiÖu mét vµi hÖ thèng vÖ tinh

kh¶o s¸t tµi nguyªn thiªn nhiªn:

NOAA- AVHRR

Landsat

MSS TM ETM+ (7) SPOT

Resurs - 01 Radar

ERS-1 JERS SIR-C RadarSat Satellites ®a hÖ thèng

Độ rộng đường quét: 2230km

Độ cao bay: 705 km Độ phân giải bức xạ: 12bits

Chu kỳ lặp: 1ngày

Độ phân giải không gian: 250m (kênh 1và 2), 500m (kênh3-7), 1000m (kênh 8-36)

(Bao trùm Mỹ & một số khu

vực khác của trái đất)

Độ rộng đường quét: 2399km

Độ cao bay: 833 km Độ phân giải bức xạ: 10bits

Chu kỳ lặp: 1 ngày

Độ phân giải không gian: 1,1Km

C¸c thÕ hÖ vÖ tinh SPOT

Hoạt động của hệ thống vệ tinh SPOT

Đặc điểm của hệ thống vệ tinh SPOT

• Quĩ đạo

+ Quĩ đạo cận cực, nghiêng so với mặt phẳng quĩ đạo

~98.8o , cho phép chụp ảnh đ ợc bất kỳ vị trí nào trên trái

đất

+ Quĩ đạo đồng bộ mặt trời, thời gian vệ tinh bay qua theo giờ địa ph ơng là gần nh nhau (qua xích đạo lúc 10h:30 cho phép chụp ảnh mọi nơi với độ chói của mặt trời gần nh nhau

+ Chu kỳ lặp lại là 26 ngày sau khi đã bay vòng quanh trái đất đ ợc 369 lần

D¶i bay cña vÖ tinh SPOT

Kh¶ n¨ng chôp lÆp l¹i cña vÖ tinh SPOT

Một số đặc điểm của vệ tinh SPOT 5

¶nh SPOT 5 ®a phæ 10m- tæ hîp mµu gi¶

¶nh SPOT 5 toµn s¾c 2,5m

¶nh SPOT 5 tæ hîp mµu tù nhiªn

S©n bay Néi Bµi- ¶nh SPOT5 2,5m mµu tù nhiªn

Bình đồ ảnh SPOT 5 màu tự nhiên

LANDSAT 7

Độ rộng đường quét: 185km

Độ cao bay: 705 km

Độ phân giải bức xạ: 9bits

Chu kỳ lặp: 16 ngày

Độ phân giải không

gian: 15m (kênh 8), 30m (kênh 1-5 và kênh 7),

60m (kênh 6)

Thời điểm bay qua xích đạo: 10:00 AM ±15phút

Bản đồ ảnh Landsat 7 ETM

Độ rộng đường quét: 60km

Độ cao bay: 700-737 km Độ phân giải bức xạ: 8bits (kênh 1-9) - 12bits (kênh 10-14)

Chu kỳ lặp: 16 ngày

Độ phân giải không

gian: 15m (kênh1- 9), 90m (kênh 10-14)

Thời điểm bay qua xích đạo: 10:30 AM ±15phút

VÖ tinh ph©n gi¶i siªu cao IKONOS

¶nh ETM

Landsat-Khu vùc Ninh B×nh

¶nh HR IKONOS

Khu vùc qu¶ng tr êng

Ba §×nh

¶nh HR IKONOS s©n bay

Washington