Câu1:Trình bày các thành phần cơ bản của hệ thống thiễn thám 2 Câu 2:Trình bày phân loại viễn thám 2 Câu3: Phân tích sự khác nhau giữa vệ tinh địa tĩnh và vệ tinh quỹ đạo cực. Kể tên 1 số vệ tinh địa tĩnh và vệ tinh quỹ đạo cực 3 Câu 4:a,Vẽ sơ đồ trình bày nguyên lý hoạt động của hệ thống viễn thám 4 Câu 5: Trình bày các dạng tương tác năng lượng của bức xạ điện từ với đối tượng tự nhiên 5 Câu 6: Vẽ sơ đồ trình bày đặc trưng phản xạ phổ của thực vật 5 Câu 7:Vẽ sơ đồ và trình bày đặc trung phản xạ phổ của nước 6 Câu 8: Vẽ sơ đồ và trình bày đặc trung phản xạ phổ của thổ nhưỡng 7 Câu 9: Kn vật mang, bộ cảm? Trình bày các dạng quỹ đạo cơ bản của vệ tinh viễn thám 7 Câu 10: Độ phân giải của vệ tinh là gì? Có những loại độ phân giải nào? Trình bày đặc điểm của tùng loại 8 Câu 11: Trình bày khuôn dạng dữ liệu ảnh vệ tinh? 9 Câu 12: a, kn ảnh số? So với tư liệu ảnh tương tự, dữ liệu ảnh số có những ưu điểm j vượt trội? 10 Câu 13: kn viễn thám radar. Trình bày các yếu tố ah đến chất lượng ảnh Radar 11 Câu 14: kn, ưu nhược điểm của pp phân loại ảnh bằng măt. Các dấu hiệu phân loại ảnh bằng mắt 12 Câu 15:Trình bày Nguyên nhân dẫn tới sai số của ảnh viễn thám 14 Câu 16: trình bày kn và các bước trong phân loại tự động ảnh viễn thám. Liệt kê các phương pháp phân loại tự động đã đc học 15 Câu 17: trình bày pp phân loại koh kiểm định và các thuật toán thường đc sd trg pp này. Nêu ưu nhược điểm của phân loại tự động so với giải đoán ảnh bằng mắt 16 Câu 18: trình bày pp phân loại có kiểm định và các thuật toán thường đc sd trg pp này. Nêu ưu nhược điểm của từng phương pháp 18
Trang 1CƠ SỞ VIỄN THÁM 2016
-Nguồn năng lượng A: năng lượng để chiếu sáng hay cung cấp năng lượng tới đối trượng cần nghiên cứu
-Những tia phát xạ và khí quyển B: bức xạ điện từ từ nguồn phát tứi đối tượng nghiên cứu sẽ phải tương tác qua lại với khí quyển nơi nó đi qua
-Sự tương tác vơi đối tượng C: năng lượng sẽ tương tác với đối tượng tùy thuộc vào đặc điểm của cả đối tượng và sóng điện từ Sự tương tác này có thể là truyền qua đối tg, bị đối tượng hấp thụ hay bị phản xạ trở lại vào khí quyển
-Thu nhận năng lượng bằng bộ cảm biến D: tập hợp lại và thu nhận sóng điện từ Năng lượng điện từ truyền về bộ cảm
sẽ mang thông tin của đối tượng
-Sự truyền tải, thu nhận và xử lý E: năng lượng đc thu nhận bởi bộ cảm cần đc truyền tải, thường dưới dạng điện từ, đến 1 trạm tiếp nhận- xử lý nơi dữ liệu sẽ đc xử lý sang dạng ảnh -Giải đáon và phân tích ảnh F: Ảnh thô sẽ được xử lý để có thể sd vapf nhiều mục đích khác nhau Giải đoán các đối tg trên ảnh bằng nhiều pp khác nhau: bằng mắt, thực địa, tự động -Ứng dụng G: là phần tử cuối cùng của viễn thám ứng dụng thông tin thu nhận đc trong quá trình xử lý ảnh vào các lĩnh vực, bài toán cụ thể
Câu 2:Trình bày phân loại viễn thám
*phân loại theo nguồn năng lượng
-Viễn thám chủ động: Có thể làm việc trong mọi điều kiện thời tiết các mùa trong năm và mọi thời điểm trong ngày
-Viễn thám thụ động: Chỉ có thể làm việc khi mặt đất đc chiếu sáng Chỉ thực hiện đc vào ban ngày
*Phân loại theo dải phổ điện từ:
-Viễn thám tử ngoại: các thiết bị cảm biến của hệ thống rất nhạy với bước sóng từ 0.05-0.38
Trang 2-Viễn thám quang học: các thiết bị cảm biến của hệ thống này rất nhạy với bước sóng từ 300nm- 3000nm
-Viễn thám hồng ngoại: bộ cảm biến hđ trg vùng hồng ngoại Ghi lại năng lượng tỏa ra từ mặt đất trong diaỉ phổ từ3000nm- 5000nm và 8000nm- 14000nm
-Viễn thám siêu cao tần: ghi lại các vi sóng tán xạ ngược của bước sóng trong dải phổ từ 1mm-1m
*Phân loại theo đặc điểm quỹ đạo
-Vệ tinh địa tĩnh: là vệ tinh tốc độ cao góc quay bằng tốc
độ góc quy của trái đất
-Vệ tinh quỹ đạo cực: là vệ tinh có mặt phẳng quỹ đạo vuông góc với mp gần vuông góc với mp xích đạo của TĐ
*Phân loại thêo độ cao vật mang
-Viễn thám mặt đất
-Viễn thám hàng không
-Viễn thám vệ tinh
-Viễn thám vũ trụ
*Theo lĩnh vực ứng dụng
-Lĩnh vực nghiên cứu lớn
-Lĩnh vực ứng dụng cụ thể
*Phân loại theo nguồn tín hiệu
-Viễn thám chủ động: nguồn tia tới là nguồn tia sáng phát
ra từ các thiết bị nhân tạo, thường là các máy phát đặt trên các thiết bị bay
-Viễn thám bị động: nguồn phát bức xạ là mặt trời hoặc
từ các vật chất tự nhiên
Câu3: Phân tích sự khác nhau giữa vệ tinh địa tĩnh và vệ tinh quỹ đạo cực Kể tên 1 số vệ tinh địa tĩnh và vệ tinh quỹ đạo cực
-Vệ tinh địa tĩnh: là vệ tinh tốc độ góc quay bằng tốc độ góc quay của trái đất, ngĩa là vị trí tương đối của vệ tinh so với
TĐ là đứng yên
Trang 3VD: GMS của Nhật Bản, GOES của Hoa Kỳ, METEOSAT của châu Âu…
-vệ tinh quỹ đạo cực: là vệ tinh có mặt phẳng quỹ đạo vuông góc hoặc gần vuông góc so với mp xích đạo của TĐ Tốc độ quay của vệ tinh khác tốc độ quay của TĐ và đc thiết
kế riêng sao cho thừi gian thu ảnh trên mỗi vùng lãnh thổ trên mặt đất là cùng giờ địa phương và thời gian thu lặp lại là 1 cố định đối vs 1 vệ tinh
VD: METEOR của Nga, NOAA của Hoa Kỳ, FY của Trung Quốc…
Câu 4:a,Vẽ sơ đồ trình bày nguyên lý hoạt động của hệ thống viễn thám
b,Khóa giải đoán là gì? Mđích, yêu cầu khi thành lập khóa giải đoán phục vụ cho công tác giải đoán ảnh vệ tinh
*K/n: là chuẩn giải đoán cho đối tượng nhất định bao gồm tập hợp các yếu tố và dấu hiệu do người giải đoán thiết lập, nhắm trợ giúp cho công tác giải đoán nhanh và đạt kết quả chính xác thống nhất cho các đối tượng từ nhiều người khác nhau
*Mục đích khóa giải đoán:+ ngta có thể phát triển
mở rộng và phân tích cho nhiều vùng khác trên cơ sở cùng 1 loại tư liệu cũng như cùng mùa và thời gian chụp ảnh=> giúp công tác giải đoán nhanh hơn và đảm bảo đc tính thống nhất trong quá trình giải đoán
+ nhắm trợ giúp cho công tác giải đoán nhanh và đạt kết quả chính xác thống nhất cho các đối tượng từ nhiều người khác nhau
*Yêu cầu thành lập khóa giải đoán: thông thường đc thành lập dựa trên nhũng vùng nghiên cứu thủ nghiệm đã đc điều tra kĩ lưỡng
Trang 4Câu 5: Trình bày các dạng tương tác năng lượng của bức
xạ điện từ với đối tượng tự nhiên
-Sóng điện từ chiếu tơid mặt đất, năng lượng của nó sẽ tác động lên bề mặt vật thể và xáy ra các hiện tượng: phản xạ năng lượng, hấp thu năng lượng, thấu quang NL NL sẽ chuyển đổi thành 3 dạng NL khác nhau
-NL của bức xạ điện từ phụ thuộc vào cấu trúc bề mặt đối tượng Tùy thuộc vào đối tượng, NL phản xạ phổ có thể phản
xạ toàn phần,1 phần, tán xạ toàn phần, 1 phần Phụ thuộc vào bước sóng, tại các bước sóng khác nhau sẽ nhận được khả năng phản xạ phổ khác nhau
-Độ hấp thụ NL điện từ đc tính là tỉ số giữa Nl phát xạ bị hấp thụ và NL tới
-Độ phản xạ NL điện từ là tỉ số giữa NL phản xạ và NL tới
-Độ truyền năng lượng điện từ hay độ thấu quang: năng lượng thấu quang/năng lượng tới
-Năng lượng bức xạ điện từ chiếu trới đối tượng đc phản
xạ koh những phụ thuộc vào bề mặt đối tượng mà còn phụ thuộc vào bước sóng Bước song khác nhau sẽ nhận dc khả năng phản xạ phổ khác nhau
Câu 6: Vẽ sơ đồ trình bày đặc trưng phản xạ phổ của thực vật
-Khả năng pxạ phổ của thực vật phụ thuộc vào bước sóng điện từ Trg dải dóng điện từ nhìn thấy, các sắc tố là cây a/hg đến đặc tính pxạ phổ của nó, đặc biệt là hàm lượng chất diệp lục
-.Trg dải sóng này, thực vật ở trạng thái tươi tốt vs hàm lượng diệp lục cao se có khả năng pxạ phôt cao ở bước sóng xanh lá cây, giảm ở vùng có sóng đỏ và tăng rất mạng ở vùng sóng cận hồng ngoại
Trang 5-Khả năng phản xạ phổ của lá cây ở vùng sóng ngắn và vùng ánh sáng đỏ thấp 2 vùng này tương ứng với 2 dải sóng bị diệp lục hấp thụ Ở vùng này , chất diệp lục bị hấp thụ phần lớn năng lượng chiếu tới, do vậy khả năng phản xạ phổ của lá cây koh lớn
-TV có khả năng hấp thụ năng lượng mạnh nhất ở các bước sóng 1.4µ, 1.9 , 2.7µ Bước sóng 2.7µ hấp thụ nlg mạnh nhất gọi là dải sóng cộng hưởng hấp thụ.Khi hàm lượn nước trg lá giảm đi, khả năng phản xạ phổ của lá cây cũng tăng lên đáng kể
Câu 7:Vẽ sơ đồ và trình bày đặc trung phản xạ phổ của nước
-Khả năng pxạ phổ của nước thay đổi theo bước sóng của bức xạ chiếu tới thành phần vật chất có trg nước Ngoài ra khả năng pxạ phổ của nước còn phụ thuộc vào bề mặt nước và
trạng thái của nước
-Đối vs dg bờ nước, dải phóng hồng ngoại và cận hồng ngoại
có thể phân biệt 1 cách rõ rang.Nc có khả năng hấp thụ rất
mạnh nlg ở bước sóng cận hồng ngoại và hồng ngoại, do đó năng lượng phản xạ sẽ rất ít ở dại sóng dài, khả năng phản xạ phổ của nước khá nhỏ nên có thể sd các kênh ở dải sóng ngoài
để xđ ranh giới nước- đất liền
-Trg nước chứa nhiều thành phần hữu cơ và vô cơ=> khả
năng pxạ phổ của nước phụ thuộc vào thành phần vsf trạng thái của nước.Nước đục có khả năng pxạ phổ cao hơn nc trg, nhất là ở dải sóng dài
-Hàm lượng clorophyl ảnh hưởng đến khả năng pxạ phổ của nước(giảm khả năng pxạ phổ ở bước sóng ngắn, tăng ở dải sóng màu xanh lá cây Ngài ra còn có các yếu tố khác a/hg đến kahr năng pxạ phổ của nước: độ mặn của nước biển, hàm lg khí metan, õi…
Trang 6Câu 8: Vẽ sơ đồ và trình bày đặc trung phản xạ phổ của thổ nhưỡng
-Khả năng phản xạ phộ tăng theo độ dài bước sóng, đặc biệt
là bước sóng cận hồng ngoại và hồng ngoại nhiệt
-Chỉ có năng lượng phản xạ hấp thụ mà koh có năng lượng thấu quang
-Các loại đất có thành phần cấu tạo hữu cơ và vô cơ khác nhau, khả năng phản xạ phổ sẽ khác nhau
-Độ ẩm và lượng nước có trg đất ảnh hưởng lớn đến khả năng phản xạ phổ của thổ nhưỡng
-Khả năng phản xạ phổ của thổ nhưỡng phụ thuộc vào độ
ẩm của đất Khi độ ẩm tăng, khả năng phản xạ phổ giảm
Câu 9: K/n vật mang, bộ cảm? Trình bày các dạng quỹ đạo
cơ bản của vệ tinh viễn thám
*K/n nộ cảm, vật mang
-Bộ cảm: giữ nhiệm vụ thu nhận các năng lượng bức xạ do vật thể phản xạ từ nguồn cung cấp tự nhiên(mặt trời) hoặc nhân tạo( do chính vệ tinh phát) Năng lượng này đc chuyển thành tín hiệu số( biến dổi quang năng thành điện năng và chuyển đổi tín hiệu điện thành 1 số nguyên hữu hạn là giá trị của pixel) tương ứng với năng lượng bức xạ ứng với từng bước sóng do bộ cảm nhận đc trg dải phổ đã đc xđ
+Cấu trúc bộ cảm: Bức xạ điện từ=> bộ thăm dò=> bộ xử lý=> Bộ xuất xữ liệu
=>Bộ cảm là 1 thiết bị dùng để cảm nhận sóng điện từ phản
xạ hoặc bức xạ từ vật thể
-Vật mang: là 1 phương tiện dùng để mang các bộ cảm vệ tinh, máy bay là những vật mang cơ bản gồm 5 loại vật mang: +Vệ tinh địa tĩnh
+Vệ tinh tài nguyên
+Vật mang quỹ đạo thấp
+Vật mang tầng máy bay
Trang 7+Vật mang tầng thấp
*Các dạng quỹ đạo cơ bản của vệ tinh viễn thám.
-Quỹ đạo đồng bộ TĐ: Là quỹ đạo của vệ tinh có chuyển động với vận tốc cùng với vận tốc quay của TĐ Có nghĩa là
vệ tinh quay 1 vòng quanh TĐ hết gần 24 giờ.Nếu mp quỹ đạo của vệ tinh trùng với mặt phẳng xích đạo của TĐ thì vệ tinh đc gọi là vệ tinh địa tĩnh Có độ cao bay 30000km- 40000km và luôn lơ lửng tại 1 điểm trên koh trung Sd cho mục đích quan sát khí tượng, giám sát môi trường cho mỗi vùng lãnh thổ và truyền tin
-Quỹ đạo đồng bộ với quỹ đạo mặt trời: là quỹ đạo chuyển động của vệ tinh hướng bắc-Nam kết hợp với chuyển động Đông-Tây của TĐ tạo thành quỹ đạo chuyển động đồng bộ với quỹ đạo chuyển động của mặt trời, sao cho vệ tinh luôn nhìn
bề mặt TĐ tại thời điểm có độ sáng ổn định Góc nghiêng của
mp quỹ đạo gần bằng góc nghiêng của trục quay TĐ so với
mp xích đạo đc gọi là quỹ đạo cực
Câu 10: Độ phân giải của vệ tinh là gì? Có những loại độ phân giải nào? Trình bày đặc điểm của tùng loại
*k/n đpg của vệ tinh: là thông số cơ bản nhất phản ánh chất
lượng và tính năng của ảnh vệ tinh, dựa vào đó ta có thể xác định khả năng phân loại, nghiên cứu vật thể
*Các loại đpg và đặc điểm
-Đpg không gian: là kích thước nhỏ nhất của 1 đối tượng hay khoảng cách tối thiểu giữa 2 đối tượng liền kề có khả năng phân biệt trêna nhr Đpg này phụ thuộc vào kích thước pixel của ảnh( pixel nhỏ thỳ đpg càng cao), độ tương phản hình ảnh,
đk khí quyển và các thông số quỹ đạo của vệ tinh
-Đpg bức xạ: là khả năng nhạy cảm của các thiết bị thu để phát hiện những sự khác nhau rất nhỏ trong năng lượng sóng điện từ Để lưu trữ, xử lý và hiển thị ảnh vệ tinh trg máy tính
Trang 8kiểu raster, tùy thuộc vào số bit dùng để ghi nhận thông tin, mỗi pixel sẽ có giá trị hữu hạn ứng với từng cấp độ xám
-Đpg phổ: thể hiện bởi kích thước và kênh phổ, bề rộng phổ hoặc sự phân chia vùng phổ mà ảnh vệ tinh có thể phân biệt 1
số lượng lớn các bước sóng có kích thước tương tự, cũng như tách biệt được các bức xạ từ nhiều vùng phổ khác nhau Đpg phổ thể hiện độ nhạy tuyến tính của bộ cảm biến trong khả năng phân biệt sự thay đổi nhỏ nhất của cường độ phản xạ sóng từ các vật thể
-Đpg thời gian: là thời gian lặp đi lặp lại tại cùng 1 vitrí của ảnh vệ tinh Đpg thời gian cho biết số ngày giờ mà hệ thống cảm biến của vệ tinh sẽ quay lại để chụp 1 vị trí nhất định Đpg ảnh klq đến các thiết bị ghi ảnh mà lq tới khả năng lặp lại của vệ tinh
Câu 11: Trình bày khuôn dạng dữ liệu ảnh vệ tinh?
-K/n: là sự phối hợp bố trí không gian và giá trị độ xám để thu nhận, xử lý, thể hiện và phân tích ảnh
-Phân loại:
+Khuông dạng dữ liệu kiểu BSQ: trg khuôn dạng dữ liệu này tất cả các dữ liệu thuộc 1 kênh ảnh đc lưu thành 1 file Có bao nhiêu kênh ảnh thì có bấy nhiêu file Ưu điểm: dễ đọc, cho phép chọn kênh bất kì và thuận tiện cho xuất ảnh hoặc tổ hợp màu vệ tinh
+Khuông dạng dữ liệu kiểu BIL: là cấu trúc xen đường trong băng phổ Gtrị số của các kênh sẽ lần lượt ghi nhận thứ
tự tù dòng 1 cho đến hết và cho ra file dữ liệu chung cho tất cả các kênh
+Khuông dạng dữ liệu kiểu BIP: cấu trúc xen pixel trong băng phổ, ghi nhận dữ liệu theo kiểu pixel1,line1, band1, pixel1, line1, band2,… Mỗi pixel đc lưu trữ tuần tự theo các kênh, nghĩa là các kênh phổ đc ghi theo hàng và cột của từng pĩel Sauk hi kết thúc tổ hợp phổ của pixel này lại chuyển sang
tổ hợp phổ của pixel khác
Trang 9Câu 12: a, k/n ảnh số? So với tư liệu ảnh tương tự, dữ liệu ảnh số có những ưu điểm j vượt trội?
*K/n: Ảnh số đc tạo bởi mảng hai chiều của các phần tử
ảnh có cùng kích thước đc gọi là Pixel Mỗi pixel đc xđ bởi tọa độ hàng(m) cột(n) và giá trị độ xám của nóg(m,n) Giá trị
độ xám của pixel thay đổi theo tọa độ điểm(x,y) Tọa độ hàng
và cột của mỗi pixel đều là các số nguyên Còn giá trị độ xám của pixel nằm trong thang độ xám từ 0-255 Tọa độ số hóa chỉ
là các giá trị rời rạc m,n và đc biểu thị:
X=X0+m∆x
Y=Y0+m∆y
=>Ảnh số là 1 ma trận không gian của các đơn vị ảnh đc xếp theo dòng và cột theo 1 trật tự nhất định dưới dạng số
*Ưu điểm
-Dữ liệu ảnh số chứa thông tin gốc về 1 đối tượng tốt hơn dữ liệu trên ảnh chụp phim có cùng độ phân giải
-Cho phéo xử lý tự động và phân loại nhanh
-Có dải phổ lớn và nhiều kênh hơn so với dữ liệu chụp trên phim ảnh
-DL ảnh số phủ 1 vùng rộng lớn hơn khả năng của ảnh chụp phim
-Có thể lưu trữ gọn nhẹ trên máy tính
-Truyền tải nhanh trên mạng
-Ít khả năng hỏng như ảnh phim
b,k/n, nguyên lý cơ bản của viễn thám hồng ngoại nhiệt Nêu các đặc điểm chính của ảnh hồng ngoại nhiệt
*K/n: là 1 trong 3 loại cơ bản của kỹ thuật viễn thám
bao gồm viễn thám trg dải phổ quang và hồng ngoại, viễn thám rađar, viễn thám hồng ngoại nhiệt là phương pháp ghi nhận các bức xạ nhiệt ở dải sóng hồng ngoại nhiệt( từ 3 -14m).Viễn thám hồng ngoại nhiệt nguồn năng lượng là bức
xạ nhiệt do chính vật thể phát ra
*Nguyên lý cơ bản của viễn thám hồng ngoại nhiệt:
Trang 10-Ghi nhận thông tin về nhiệt độ bức xạ của vật thể trong dải sóng hồng ngoại nhiệt bằng phương pháp quét
-Bức xạ nhiệt có cường độ yếu, lại bị hấp thụ mạnh bởi khí quyển nên để thu các tín hiếu phải có thiết bị quét nhiệt với độ nhạy cao
-Tính chất bức xạ nhiệt các đối tượng tự nhiên dựa vào nguyên lý bức xạ của vật đen tuyệt đối.Vật đen tuyệt đối hấp thụ toàn bộ năng lượng của dải sóng điện từ và mặt trời (Tuy nhiên trg thực tế hiếm khi có sự tồn tại của vật đen tuyệt đối mad chỉ có 1 số vật gần giống vật đen tuyệt đối như bồ hóng)
*Đặc điểm chính của ảnh hồng ngoại nhiệt
-Đ2 hình học ảnh hồng ngoại nhiệt:
+Rất hay bị méo do ảnh hưởng của thời tiết, môi trường như gió, mây, mưa, thực vật…
+Ảnh hồng ngoại nhiệt thu nhận ban ngày và ban đêm
có sự khác biệt rất lớn do phụ thuộc vào mô hình nhiệt của các vâth chất khác nhau
VD: nhiệt độ cực đại, tốc độ nóng lên hay lạnh đi của 1 vật thể phụ thuộc vào thành phần vật chất và trạng thái của vật thể đó Nước có gtrị nhiệt độ cực đại và cực tiểu nhỏ hơn cũng như thời điểm xuất hiện giá trị cực đại, cực tiểu cũng chậm hơn 1-2 gio với đối tg khác.=> Nhiệt độ địa hình thường cao hơn vào ban ngày nhưng thấp hơn và ban đêm so với nhiệt
độ của nước
Câu 13: k/n viễn thám radar Trình bày các yếu tố a/h đến chất lượng ảnh Radar
*K/n: là hệ thống đo đạc sử dụng nguồn năng lượng do chính nó phát ra ở dải sóng siêu cao tần Hệ thống radar phát
ra các xung điện về phía đối tượng và thu lại năng lượng dc phản hồi từ đối tượng trg phạm vi trường nhìn của hệ thống
*Các yếu tố ảnh hưởng chất lượng ảnh Radar