Trong khi xiên và hình ảnh trên không gian có thể có một quy mô mà trong đó một centimet trên trang đại diện cho một vài trăm mét trên mựt đất, các hình ảnh vệ tinh có thể đại diện cho h
Trang 1Câu 3 : Tìm các ưu điểm và nhược điểm của hình ảnh vệ
tinh ? ( Liên quan đến việc chụp ảnh trong không gian) Trả lời :
Ưu điểm
Một lợi thế chính của hình ảnh vệ tinh là : nó có thể hiển thị một khu vực rộng lớn Trong khi xiên và hình ảnh trên không gian có thể có một quy mô mà trong đó một centimet trên trang đại diện cho một vài trăm mét trên mựt đất, các hình ảnh
vệ tinh có thể đại diện cho hàng chục cây số trong một centimet duy nhất
Hình ảnh vệ tinh cũng có thể cung cấp nhiều thông tin hơn
sơ vói hình ảnh trông thường Máy quét và cảm biến không chỉ cho thấy thảm thực vật và giải quyết các mô hình, mà còn làm cho các phép đo của bề mặt trái đất và phát hiện các tần số khác nha của bức xạ điện tử Thông tin thu thập được khoảng
từ lượng hơi nước trong khí quyển, nhiệt độ cuat đất và biển Hình ảnh vệ tinh có thể nhìn thấy và lưu trữ rất nhiều thông tin Phổ ánh sáng mà người ta sử dụng có thể được điều khiển
để chọn lên rất chi tiết từng phút và hiện tượng trên bề mặt trái đất Ví dụ, các nhà khảo cổ có thể sử dụng chúng để xác định vị trí các biến tinh tế trong đất để tìm địa điểm tiềm năng Đối với, Các nhà môi trường có thể sử dụng chúng để phát hiện biến thể trong thảm thực vật độ ẩm
Nhược điểm
Mặc dù hình ảnh vệ tinh là rất hữu ích, nó có một số suy sụp Hình ảnh vệ tinh là tốn thời gian, vì phải mất một thời gian dài để xử lý các hình ảnh lớn sử dụng độ phân giải cao như vậy tạo ra một hình ảnh đầy đủ không gian, điều kiện tối ưu cũng được yêu cầu : Mô hình thời tiết có thể à không thể đoán trí lý tưởng Nếu các điều kiện này không tối ưu, nó có thể là ngày
Trang 2hoặc thậm chí cả tuần cho đến khi các vệ tinh sẽ quay trở lại khu vực đó là cần thiết để được chụp ảnh
Người ta không thể nình thấy nhưỡng gì mình đang tìm kiểm Ví dụ, đất ở các khi rừng mưa bị chặn bởi vô cây Đám mây che phủ cũng có thể ảnh hưởng đến chất lượng Trong một
số lĩnh vực, đặc biết là nhưng nơi có mây, người ta phải chắp
vá hoặc chọn hình ảnh từ thời điểm khác nhau để có được một hình ảnh rõ ràng Ngoài ra, chúng chiếm rất nhiều dụng lượng lưu trữ dữ liệu và nguồn mấy tinh Trong một số trường hợp khác, người ta có thể tốn kém Có nhưng người Việt có sẵn mà
có thể hoạc không có thể phù hợp cho dự án của mình
Câu 4 : Chế tạo, phóng, và hoạt động của quan sát trái đất
là một công việc như vậy rất tốn kém, lớn mà nó đòi hỏi các nguồn lực của một chính phủ quốc gia hỗ trợ cho nhiều hoạt động cần thiết để tiếp tục hoạt động.Nhiều người đã đặt câu hỏi cho dù đó là cần thiết
để chi tiêu ngân sách nhà nước cho việc quan sát tài nguyên trái đất vệ tinh và có những ý kiến khác về việc sử dụng các quỹ này Bạn làm thề nào có thể cung cấp để bẹn minh cho các chi phí của các chương trình như vậy?
Trả lời:
Một sự quan tâm sẽ hút thu thêm ngày càng nhiều sự chú
ý của công cộng đó là vấn đề riêng của cá nhân Có nhiều hệ thống cùng cấp hoặc biểu đồ có giá trị của hình ảnh với độ phân giải submeter, các cơ quan chính phủ và công ty tư nhân sẽ có truy cập trực tiếp đến dự liệu có thể cung cấp, thông tin rất chi tiết về các cá nhân cụ thể và tài sản của người ta Mặc dù, hình ảnh sẽ không phải cung cấp thông tin,
Trang 3không có lợi ích thông qua công khai chụp ảnh trong không gian có sẵn, sự dễ dàng truy cập và định dạng chuẩn mở ra một hướng mới cho việc sử dụng các thông tin đó Các mối quan tâm cân tập trung không quá nhiều về hình ảnh bản thân về hiệu quả việc kết hợp hình ảnh với các dữ liệu khác
từ của thông tin thị trường Sự phối hợp các hình thức khác của thông tin, mỗi bản thân tốt hon, có thể phát triển khả năng mà người ta phải cho bị phản đối hoặc thậm chí nguy hiểm
Vấn đề thứ ba là truy cập công cộng quan ngại về vấn đề đáng tin cậy đề cho các hình ảnh có độ phân giải tốt Ví dụ : Các tổ chức tin tức có thể muốn duy trì hệ thông giám sát của mình để cùng cấp nguồn tin một độc lập thông tin về quân sự phát triển chính trị, kinh tế và quân sự trên thế giới Các chính phủ, các nhà đầu hoặc vận hành của hệ thông hình ảnh vệ tinh, cảm thấy rằng người ta đang ở trong một vị trí đề hạn chế truy cập khi câu hỏi của an ninh quốc gia bị de dọa
Câu 5: Tại sao quỹ đạo của vệ tinh viễn thám lại thấp hơn nhiều so với quỹ đạo của vệ tinh thông tin liên lạc
Trả Lời:
Như ta đã biết thì càng chụp xa thì ảnh viễn thám sẽ càng bị mờ khó nhìn do độ phân giải giảm xuống
Còn với vệ tinh thông tin liên lạc thì càng lên cao thì khả năng phủ sóng trên mặt đất càng tăng nên thường chúng có quỹ đạo địa tĩnh với độ cao 35786km
Ngoài ra thì độ cao thấp hơn sẽ giúp làm giảm suy hao tiết kiệm chi phí phóng tên lửa đẩy…
Câu 6: Ưu điểm chủ yếu của vệ tinh nhân tạo có độ phân giải cao trong các hệ thống viễn thám :
Trả lời:
Trang 4- Viễn thám cho phép nghiên cứu tổng quan mối quan hệ không
gian giữa các đối tượng và phác thảo các đặc điểm/ khuynh hướng/ các hiện tượng về khu vực
- Khi các khu vực không thể đến khảo sát, cách tiếp cận duy
nhất để có thông tin về các khu vực này là sử dụng các vật mang viễn thám
- Kỹ thuật viễn thám cho phép tiết kiệm thời gian và nhân lực,
thông tin về một khu vực lớn được thu thập nhanh
- Ứng dụng đa ngành: cùng một dữ liệu viễn thám có thể được
các nhà nghiên cứu sử dụng trong các ngành khác nhau như địa chất, rừng, sử dụng đất, nông nghiệp, thủy văn, môi trường…
- Ảnh viễn thám được chia thành nhiều phần tử nhỏ thường được
gọi là pixel (phần tử ảnh) Mỗi pixel tương ứng với từng cấp độ xám
Các pixel thường có hình dạng vuông và được xác định bằng tọa độ
là chỉ số hàng (tăng dần từ trên xuống) và chỉ số cột (từ trái sang phải) Nếu kích thước pixel quá lớn thì chất lượng ảnh sẽ kém, còn trong trường hợp ngược lại thì dung lượng thông tin cần lưu trữ lại quá lớn Diện tích nhỏ nhất trên mặt đất được ghi nhận tương ứng với một pixel được gọi là độ phân giải của ảnh Tùy theo loại vệ tinh
và lĩnh vực ứng dụng, ảnh viễn thám được cung cấp sẽ có độ phân giải khác nhau
Nhược điểm chủ yếu của vệ tinh nhân tạo có độ phân giải cao trong các hệ thống viễn thám
-Thu được thông tin rất chậm
- dung lượng thông tin cần lưu trữ lại quá lớn
-Chi phí rất tốn kém đòi hỏi công nghệ cao
Câu 7: Thảo luận về các vấn đề gặp phải khi các kĩ sư thiết
kế các cảm biến vệ tinh đa phổ có điểm ảnh rất nhỏ và các khắc phục những vấn đề đó.
Trả lời:
Khái niệm về bộ cảm: Bộ cảm giữ nhiệm vụ thu nhận năng
lượng bức xạ từ nguồn cung cấp tự nhiên (mặt trời) hoặc nhân tạo (do chính vệ tinh phát) Năng lượng này được chuyền thành tín hiệu số (biến đổi quang năng thành điện năng và chuyển đổi tín hiệu điện thành 1 số nguyên hữu hạn gọi là giá trị pixel) tương ứng với năng lượng bức xạ ứng với từng bước sóng do bộ cảm nhận được trong dải phổ đã xác định
Trang 5 Hai cảm biến được sử dụng trong hệ thống Landsat:
RBV (Return Beam Vidicom): Được sử dụng trong vệ tinh Landsat 1 và 2, nó cho khoảng 1.600 tiểu cảnh ở độ phân giải 80 mét Cấu hình ban đầu sử dụng cảm biến RBV ba máy ảnh độc lập, mỗi cảm biến một bước sóng quang phổ khác nhau (0,48-0,83, 0,48-0,57, 0,58-0,68, và 0,70-0,83 micromet), dữ liệu được ghi nhận đến 70 mm
Các công cụ sử dụng cảm biến ống Vidicon RBV chứa một súng điện tử mà đọc các hình ảnh từ một tấm mặt quang tương tự như máy ảnh truyền hình The luồng dữ liệu nhận được từ các vệ tinh đã được analog-to-kỹ thuật số xử lý trước để sửa lỗi phóng xạ và hình học Hệ thống được thiết
kế lại cho RBV Landsat 3 để sử dụng một cấu hình hai camera gắn bên cạnh đó mua bốn tiểu cảnh trong trường nhìn của một đa phổ Scanner (MSS) cảnh Độ phân giải Landsat 3 RBV không gian là 40 mét với một bước sóng quang phổ của 0,505-0,75 micromet 3 dữ liệu Landsat cũng được ghi nhận đến 70 mm cho đến khi bộ phim kỹ thuật số Hệ thống xử lý Hình ảnh EROS (EDIPS) đã trở thành hoạt động vào năm 1979 EROS Laser chùm Recorders (LBRs) ghi MSS và RBV dữ liệu tại 28 micron để cuộn phim 9-inch và hình ảnh đã được lốp bóng lên để lưu trữ, lưu trữ
và sao lưu vẫn còn là một kho lưu trữ hữu hiệu đối với các kho lưu trữ kỹ thuật số MSS Tuy nhiên, tất cả các dữ liệu lưu trữ kỹ thuật số RBV bị thanh trừng vì thiếu máy tính tương thích
MSS (Multispectral Scanner System): là thiết bị quét đường quan sát Trái Đất vuông góc với các đường quỹ đạo Các chức năng quét xuyên theo dõi được thực hiện bởi một gương dao động; sáu dòng được quét đồng thời trong mỗi bốn băng tần quang phổ cho mỗi gương quét Các chuyển động về phía trước của truyền hình vệ tinh được cung cấp các dòng cùng theo dõi sự tiến triển quét
Do vượt trội về ưu điểm lên MSS đã dần thay thế RBV ở các
vệ tinh Landsat 4 và 5 Hình ảnh của MSS cho chất lượng thực sự tốt cho việc thu thập dữ lieeujtaif nguyên Trái Đất
Câu 8: Bạn hãy nêu một số yếu tố mà được coi là do các nhà khoa học chọn làm thời gian quan sát (thời gian Mặt Trời
Trang 6địa phương) cho một vệ tinh quan sát Trái Đất để quỹ đạo đồng bộ với Mặt Trời.
Trả lời:
Quỹ đạo đồng bộ với Mạt Trời (Sun synchronous): Quỹ đạo
đồng bộ Mặt Trời được thiết kế để giảm sự khác biệt trong chiếu sáng bằng cách di chuyển vệt quỹ đạo một cách có hệ thống, di chuyển về phía Tây mỗi năm
Chiếu sáng được quan sát dưới điều kiện thay đổi như vậy tron
suốt cả năm, lặp đi lặp trên một cơ sở từng năm
Góc giờ (hour angle): khác biệt về kinh độ giữa điểm ta quan
sát và tia mặt trời trực tiếp
h = [(GMT – 12.0) * 15] – longitude
Bởi vì h thay đổi theo vĩ độ, để duy trì góc Mặt Trời địa phương
(local sun angle) không đổi, cần phải thiết kế quỹ đạo vệ tinh sao cho có được cảnh chụp ở cùng thời gian Mặt Trời địa phương (local sun time)
Lựa chọn cẩn thận chiều cao quỹ đạo, độ lệch tâm và độ
nghiêng có thể tận dụng lợi thế của hiệu ứng hấp dẫn của hình dạng phình to ở xích đạo của Trái Đất để phù hợp với sự chuyển động theo mùa của chùm tia năng lượng Mặt Trời
Thời gian Mặt Trời địa phương tối ưu khác nhau với mục tiêu
của từng dự án, nhưng hầu hết các vệ tinh quan sát Trái Đất được đặt trong quỹ đạo được thiết kế để thu nhận hình ảnh
Trang 7trong khoảng 9:30-10:30 thời gian Mặt Trời đia phương là thời gian tối ưu giữa chiếu sáng lý tưởng cho một số ứng dụng và thời gian mây che phủ tối thiểu ở vùng nhiệt đới
Câu 9: Vệ tinh quan sát Trái Đất không cho hình ảnh liên tục,
nó chỉ ghi cảnh cá nhân theo sự điều khiển của trung tâm Liệt kê một số công đoạn có thể được xem xét trong kế hoạch thu nhận ảnh trong tuần qua Thiết kế một chiến lược cho việc thu thập các hình ảnh vệ tinh trên toàn thế giới, xác định các quy tắc cho việc quyết định ảnh được ưu tiên.
Trả lời:
Việc thu, nhận và xử lý ảnh viễn thám là quá trình tách thông tin định tính cũng như định lượng từ ảnh dựa trên các tri thức chuyên ngành hoặc kinh nghiệm của người đoán đọc điều vẽ
Việc tách thông tin viễn thám có thể phân loại thành 5 loại sau:
Phân loại đa phổ: là quá trình tách gộp thông tin dựa trên các tính chất phổ, không gian và thời gian của đối tượng
Phát hiện biến động: là phát hiện và phân tích các biến động dựa trên tư liệu ảnh đa thời gian
Chiết tách các thông tin tự nhiên: chiết tách các thông tin tự nhiển tương ứng với việc đo nhiệt độ trạng thái khí quyển,
độ cao của vật thể dựa trên các đặc trưng phổ hoặc thị sai của cặp ảnh lập thể
Xác định các chỉ số: là việc tính toán các chỉ số mới, ví dụ: chỉ số thực vật
Xác định các đối tượng đặc biệt: xác định các đối tượng đặc biệt như thiên tai, các cấu trúc tuyến tính, các biểu hiện tùm kiếm khảo cổ
Quá trình tách thông tin từ ảnh có thể được thực hiện bằng mắt người hay máy tính
Việc giải đoán bằng mắt người có ưu điểm có thể khai thác được các tri thức chuyên môn và kinh nghiệm con người, mặt khác việc giải đoán bằng mắt người có thể phân tích được các thông tin phân bố không gian Tuy nhiên phương pháp này có nhược điểm là tốn kém thời gian và kết quả thu được không đồng nhất
Trang 8Việc xử lý bằng máy tính có ưu điểm là năng suất cao, thời gian
xử lý ngắn, có thể đo được các chỉ số đặc trưng tự nhiên nhưng
nó có yếu điểm là khó kết hợp với tri thức con người, kết quả phân tích các thông tin kém Để khắc phục nhược điểm này, những năm gần đây người ta đã nguyên cứu các hệ chuyên gia,
đó là các hệ chương trình máy tính có khả ngăng mô phỏng tri thức con người phục vụ cho việc đoán đọc điều vẽ tự động
Giải đoán ảnh viễn thám gồm các giai đoạn sau:
Nhập số liệu: có hai nguồn tư liệu chính đó là ảnh tương tự
do các máy ảnh chụp cung cấp và ảnh số do máy quyet cung cấp Trong trường hợp ảnh số thì tư liệu được chuyền
từ các băng từ lưu trữ mật độ cao HĐT và các băng từ CCT
Ở dạng này máy tính nào cũng đọc được số liệu Các ảnh tương tự cũng được chuyển thành dạng số thông qua các máy quyets
Khôi phục và hiệu chình ảnh: Đây là giai đoạn các tín hiệu số được hiệu chỉnh hệ thống nhằm tạo ra một tư liệu ảnh có thể sự dụng được Giai đonạ này được thực hiện trên các máy tính lớn tại các Trung tâm số liệu vệ tinh
Biến đổi ảnh: Các quá trình xử lý như tăng cường chất lượng, biến đổi tuyến tính là giai đoạn tiếp theo Giai đoạn này có thể thực hiện được trên các máy tính nhở như máy vi tính trong khuôn khổ của một phòng thí nghiệm
Phân loại: Phân loại đa phổ để tách các thông tin cần thiết phục vụ việc theo dõi các đối tượng hay lập bản đồ chuyên
đề là khâu then chốt của việc khai thác tư liệu viễn thám
Xuất kết quả: Sau khi hoàn tất các khâu xử lý cần xuất kết quả