Tổng quan về kỹ thuật viễn thám
Bản chất và nhiệm vụ của phương pháp đo ảnh
1.1.1 Khái niệm về phương pháp đo ảnh
Phương pháp đo đạc chụp ảnh, hay còn gọi là phương pháp đo ảnh, là một kỹ thuật đo gián tiếp sử dụng hình ảnh hoặc thông tin thu được từ đối tượng đo Mục tiêu chính của phương pháp này là xác định trạng thái hình học của đối tượng, bao gồm vị trí, hình dáng, kích thước và mối quan hệ tương tác giữa các đối tượng đo.
Phương pháp đo ảnh là một kỹ thuật viễn thám hiện đại trong nghiên cứu khoa học về trái đất Viễn thám, theo nghĩa rộng, là môn khoa học chuyên nghiên cứu việc đo đạc và thu thập thông tin về các đối tượng và sự vật thông qua thiết bị đo, sử dụng tác động gián tiếp như các bước sóng ánh sáng để phân tích đối tượng nghiên cứu.
Viễn thám không chỉ nghiên cứu bề mặt Trái Đất và các hành tinh, mà còn thăm dò các lớp sâu bên trong chúng Trên Trái Đất, việc thu nhận ảnh viễn thám có thể thực hiện qua máy bay dân dụng, máy bay chuyên dụng và vệ tinh nhân tạo Tùy thuộc vào loại sóng thu nhận, có thể tạo ra các loại ảnh khác nhau: Ảnh quang học từ bước sóng ánh sáng nhìn thấy (0.4-0.76 micromet), ảnh hồng ngoại từ bước sóng hồng ngoại (8-14 micromet), ảnh radar từ sóng siêu cao tần (trên 2 cm), và ảnh từ sóng địa chấn Ảnh viễn thám có thể được lưu dưới dạng kênh ảnh đơn (trắng đen), kênh ảnh tổ hợp (màu) hoặc in ra giấy, tùy theo nhu cầu sử dụng.
1.1.2 Đặc điểm và phạm vi ứng dụng của phương pháp đo ảnh
Với phương thức đo gián tiếp trên ảnh của các đối tượng đo, phương pháp đo ảnh có những đặc điểm sau đây:
Phương pháp đo ảnh cho phép đo đạc các đối tượng mà không cần tiếp xúc hay lại gần, miễn là chúng có thể được chụp ảnh Do đó, đối tượng đo đạc bằng phương pháp này rất đa dạng, từ các khu vực rộng lớn trên mặt đất đến những vật thể có kích thước cực nhỏ, chỉ khoảng 10^-6 mm.
Các tư liệu đo đạc sẽ được thu thập nhanh chóng trong quá trình chụp ảnh, giúp giảm bớt khối lượng công việc ngoài trời và hạn chế ảnh hưởng của thời tiết đến kế hoạch công tác.
Công nghệ đo đạc hiện đại cho phép thực hiện nhiều điểm đo đồng thời, không chỉ giới hạn ở các vật thể tĩnh như địa hình hay địa vật, mà còn có khả năng đo lường các vật thể chuyển động nhanh như quỹ đạo tên lửa và máy bay Bên cạnh đó, công nghệ này cũng có thể theo dõi những vật thể chuyển động chậm, như đo độ lún và biến dạng của các công trình xây dựng.
Quy trình công nghệ của phương pháp này rất thuận lợi cho việc tự động hóa đo đạc và tính toán, từ đó nâng cao hiệu suất công tác và hiệu quả kinh tế.
Phương pháp đo ảnh có nhược điểm lớn là trang thiết bị cồng kềnh và chi phí cao, yêu cầu các điều kiện nhất định trong quá trình sử dụng và bảo quản, đặc biệt là trong khí hậu nhiệt đới của Việt Nam.
1.1.3 Ứng dụng của phương pháp đo ảnh
1.1.3 Ứng dụng của phương pháp đo ảnh
Ngày nay, với sự phát triển vượt bậc của khoa học và công nghệ, phương pháp đo ảnh đã trở thành một công cụ cơ bản trong công tác đo vẽ bản đồ ở nhiều quốc gia, được gọi là phương pháp trắc địa ảnh Phương pháp này không chỉ được sử dụng để đo vẽ địa hình mà còn được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khoa học kỹ thuật khác.
Trong công trình : Người ta dùng ảnh chụp được để đo độ lún, biến dạng của các công trình thay thế cho các phương pháp truyền thống;
Trong ngành công nghiệp, hình ảnh được sử dụng để đo lường và tính toán khối lượng khai thác mỏ, đồng thời nghiên cứu các phương án thiết kế và thi công tối ưu Ngoài ra, ảnh cũng được áp dụng để kiểm tra việc lắp ráp các thiết bị công nghệ và đánh giá chất lượng tạo hình trong quy trình chế tạo máy bay, ô tô và tàu thủy.
Trong nông-lâm nghiệp : Điều tra qui hoạch đất đai trồng trọt, điều tra rừng, nghiên cứu quá trình phát triển gia súc hoặc các loại cây trồng;
Trong khí tượng, thuỷ văn : Nghiên cứu các hiên tượng về khí tượng (mây, mưa, gió) nghiên cứu đòng chảy và các hiện tượng thuỷ văn (sóng, thuỷ triều);
Trong kiến trúc, bảo tồn bảo tàng : Giữ gìn và khôi phục các công trình kiến trúc và di tích lịch sử có giá trị;
Trong lĩnh vực quân sự : Nghiên cứu quĩ đạo và tốc độ của các loại đầu đạn, tên lửa, máy bay, nghiên cứu các vụ nổ…
Ảnh được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khoa học kỹ thuật, bao gồm y học, địa chất, sinh vật học, hóa học, vật lý học, thiên văn học và nghiên cứu vũ trụ.
1.1.4 Lịch sử phát triển của ngành trắc địa ảnh
1.1.4 Lịch sử phát triển của ngành trắc địa ảnh
Ngành đo đạc chụp ảnh đã phát triển song hành với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là trong lĩnh vực trắc địa bản đồ Sự ra đời của các ngành như chụp ảnh, quang học, hàng không, cơ khí chính xác, điện tử và tin học đã tác động mạnh mẽ đến phương pháp và hệ thống máy móc trong đo đạc chụp ảnh Giai đoạn hình thành phương pháp đo ảnh từ 1859 đến 1900 đánh dấu những thí nghiệm thành công của các nhà khoa học như A Laussedat và A Maydenbauer về ứng dụng chụp ảnh mặt đất Đồng thời, Nadar cũng đã thực hiện chuyến bay chụp ảnh trên không vào năm 1858 bằng một máy ảnh đơn giản từ một khí cầu Trong giai đoạn này, phương pháp đo ảnh vẫn còn phụ thuộc vào quy trình công nghệ của phương pháp giao hội thuận, với các điểm được xác định từ ảnh đơn.
Vì vậy, phương pháp này được gọi là phương pháp giao hội ảnh hoặc là phương pháp bàn đạc ảnh.
Phương pháp giao hội ảnh gặp khó khăn trong việc nhận biết điểm đo cùng tên trên các tấm ảnh khác nhau, dẫn đến hạn chế trong ứng dụng đo đạc địa hình Từ năm 1900-1914, phương pháp đo ảnh lập thể và máy đo ảnh chuyên dụng ra đời, với Carl-Fulfrich đóng góp nguyên lý đo ảnh lập thể, khắc phục nhược điểm của phương pháp trước đó và thúc đẩy sự phát triển của máy chụp ảnh mặt đất và thiết bị đo tọa độ lập thể Giai đoạn 1915-1930 chứng kiến sự hình thành phương pháp đo ảnh hàng không, đi kèm với sự phát triển của ngành hàng không và chiếc máy ảnh hàng không đầu tiên của Messter, cùng với máy đo vẽ ảnh lập thể hàng không đầu tiên của Gasser được chế tạo để phục vụ đo vẽ ảnh hàng không.
Khoảng 15 năm tiếp theo các máy ảnh đo vẽ ảnh hàng không không ngừng được cải tiến hoàn chỉnh Nhờ đó phương pháp đo ảnh đã được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực đo vẽ bản đồ. d Giai đoạn từ 1930-1945 Đặc trưng của giai đoạn này là việc phát triển các phương pháp chụp ảnh hàng không cho công tác đo vẽ bản đồ địa hình, đồng thời không ngừng hoàn thiện các máy móc đo vẽ và chụp ảnh Các máy móc có độ chính xác cao ra đời điều đó giúp cho việc nâng cao độ chính xác của bản đồ Cùng thời gian đó ở Liên Xô cũ đã thành lập bản đồ tỉ lệ 1/100.000, 1/50.000 và 1/25.000 ở một số khu vực khó khăn. e Giai đoạn sau chiến tranh thế giới thứ 2 Đặc trưng cơ bản của giai đoạn này là việc ứng dụng ngày càng nhiều các thành tựu của kĩ thuật điện tửvà máy tính điện tử vào việc chế tạo các máy móc đo chụp ảnh và vào quá trình đo vẽ ảnh Các linh kiện điện tử thay thế ngày càng nhiều cho các bộ phận cơ học trong các máy đo ảnh, làm cho máy móc thiết bị trở nên gọn nhẹ giúp giảm cường độ lao động và nâng cao hiệu xuất công tác Các hệ thống đo ảnh chính xác cao ngày càng được hoàn chỉnh như máy Stereometrograph (của CHDC Đức) Planimat (của Tây Đức), Autograph A10 (của Thuỵ Sĩ) … Đồng thời các hệ thống bán tự động và tự động xuất hiện ngày càng nhiều như hệ thống đo vẽ bản đồ Topocart, hệ thống đo vẽ toàn năng Streotrigomet (CHDC Đức)…
Ngày nay, với sự phát triển của lý thuyết và công nghệ đo đạc chính xác, các phương pháp chụp ảnh đã có khả năng đáp ứng nhu cầu đo vẽ bản đồ địa hình với tỷ lệ từ 1/200 đến 1/50.000, đồng thời giải quyết nhiều nhiệm vụ phức tạp trong các lĩnh vực khoa học kỹ thuật khác Điều này đã thúc đẩy sự phát triển mạnh mẽ của ngành trắc địa và trắc địa ảnh, góp phần vào sự phát triển kinh tế của các quốc gia và toàn nhân loại Công tác đo đạc không chỉ phục vụ cho việc lập bản đồ hay đo độ lún, biến dạng công trình mà còn hỗ trợ nghiên cứu môi trường toàn cầu và tài nguyên thiên nhiên thông qua các ảnh vệ tinh như Landsat, Cosmos, Sport, IRS, Ikonos, và Radarsat, mang lại lợi ích thiết thực cho con người.
Các loại tư liệu sử dụng trong viễn thám
Kết quả thu nhận ảnh từ vệ tinh hoặc máy bay sẽ tạo ra những bức ảnh ở dạng tương tự hoặc số, được lưu trữ trên phim ảnh hoặc băng từ.
1.2.1 Ảnh tương tự Ảnh tương tự là ảnh chụp trên cơ sở của lớp cảm quang halogen bạc, ảnh tương tự thu được từ các bộ cảm tương tự dùng phim chứ không sử dụng các hệ thống quang điện tử Những tư liệu này có độ phân giải không gian cao nhưng kém về độ phân giải phổ. Nói chung loại ảnh này thường có độ méo hình lớn do ảnh hưởng của độ cong bề mặt trái đất Vệ tinh Cosmos của Nga thường sử dụng loại bộ cảm này.
1.2.2 Ảnh số ảnh số là dạng tư liệu ảnh không lưu trên giấy ảnh hoặc phim Nó được chia thành nhiều phân tử nhỏ thường được gọi là pixel Mỗi pixel tương ứng với một đơn vị không gian Quá trình chia mỗi ảnh tương tự thành các pixel được gọi là chia mẫu (Sampling) và quá trình chia các độ xám liên tục thành một số nguyên hữu hạn gọi là lượng tử hóa. Các pixel thường có dạng hình vuông Mỗi pixel được xác định bằng tọa độ hàng và cột.
Hệ tọa độ ảnh thường bắt đầu với điểm 0 ở góc trên bên trái, với chỉ số cột tăng dần từ trái sang phải và chỉ số hàng tăng từ trên xuống Khi chuyển đổi một ảnh tương tự thành ảnh số, việc chọn độ lớn pixel hay tần số chia mẫu là rất quan trọng Nếu pixel quá lớn, chất lượng ảnh sẽ giảm, trong khi pixel quá nhỏ sẽ dẫn đến dung lượng thông tin lớn Hình 3 minh họa sơ đồ nguyên lý chia mẫu và lượng tử hóa.
Sơ đồ nguyên lý chia mẫu và lượng tử hóa ảnh số được xác định bởi các thông số cơ bản về hình học bức xạ.
- Trường nhìn không đổi là góc không gian tương ứng với một đơn vị chia mẫu
Sự phân bố liên tục của cấp độ xám hay mầu
Chia mẫu ảnh số pixel
V f f d f: Độ tương tự f d : Độ lượng tử hoá V: Đơn vị cường độ n: Số nguyên
Lượng tử hoá là quá trình mà trong đó tần số f được xác định trong khoảng (n-0,5)V đến (n+0,5)V, dẫn đến sai số lượng tử hoá là f - f d (Phần bóng) Khái niệm lượng tử hoá trên mặt đất cho thấy rằng lượng thông tin ghi được trong trường hình không đổi tương ứng với giá trị pixel.
Trường nhìn là góc nhìn tối đa mà bộ cảm có khả năng thu nhận sóng điện từ Khoảng không gian trên mặt đất được xác định bởi trường nhìn này chính là bề rộng tuyến bay.
Độ phân giải mặt đất là vùng nhỏ nhất mà bộ cảm biến có thể nhận diện trên bề mặt trái đất, thường được thể hiện qua hình chiếu của một pixel Ảnh số được ghi lại qua các dải phổ khác nhau, do đó được gọi là tư liệu đa phổ.
Năng lượng sóng điện từ khi đến bộ dò sẽ được chuyển đổi thành tín hiệu điện và sau khi lượng tử hóa, sẽ trở thành ảnh số Trong dải sóng thu được, chỉ phần biến đổi tuyến tính được lượng tử hóa, trong khi hai phần biên của tín hiệu không được tính đến do chứa nhiều nhiễu và không duy trì được mối quan hệ tuyến tính giữa thông tin và tín hiệu Việc xác định ngưỡng nhiễu cần được thực hiện cẩn thận, và chất lượng tư liệu được đánh giá qua tỷ số tín hiệu/nhiễu, được định nghĩa bằng một biểu thức cụ thể.
Thông tin được ghi theo đơn vị bit Trong xử lý số, đơn vị xử lý thường là byte.
Tư liệu có số bit nhỏ hơn hoặc bằng 8 được lưu trữ dưới dạng 1 byte, tương đương với 8 bit, trong khi tư liệu có số bit lớn hơn 8 được lưu dưới dạng 2 byte hoặc 1 từ Mỗi byte có khả năng lưu trữ 256 cấp độ xám, trong khi mỗi từ có thể lưu trữ lên đến 65536 cấp độ xám.
Trong quá trình lưu trữ ảnh, cần phải ghi lại nhiều thông tin bổ trợ quan trọng như số hiệu ảnh, ngày, tháng, năm và các chỉ tiêu chất lượng.
Hình 1.4 Sơ đồ mô tả mối tương quan giữa các khái niệmChiều rộng chuyến bay
Trường nhìn Trường nhìn không đổi Độ phân giải mặt ddđất
Số liệu mặt đất là tập hợp các quan sát và đo đạc về điều kiện thực tế của các vật thể nghiên cứu, nhằm xác định mối tương quan giữa tín hiệu thu được và các đối tượng Để đảm bảo tính chính xác, số liệu mặt đất cần được thu thập đồng thời với số liệu vệ tinh hoặc trong khoảng thời gian ngắn, tránh ảnh hưởng của các sự thay đổi trong quá trình nghiên cứu.
Số liệu mặt đất được sử dụng cho các mục đích sau:
- Thiết kế các bộ cảm
- Kiểm định các thông số kỹ thuật của bộ cảm.
- Thu thập các thông tin bổ trợ cho quá trình phân tích và hiệu chỉnh số liệu.
Trong quá trình khảo sát thực địa, cần thu thập các số liệu quan trọng bao gồm thông tin tổng quan và chi tiết về đối tượng nghiên cứu như chủng loại, trạng thái, tính chất phản xạ và hấp thụ phổ, hình dáng bề mặt và nhiệt độ Bên cạnh đó, cần ghi nhận các thông tin về môi trường xung quanh như góc chiếu, độ cao mặt trời, cường độ chiếu sáng, trạng thái khí quyển, nhiệt độ, độ ẩm không khí, cũng như hướng và tốc độ gió.
Việc thu thập số liệu mặt đất thường tốn kém về thời gian và kinh phí, vì vậy nhiều người chọn thành lập các khu vực thử nghiệm để theo dõi và đo đạc đầy đủ các đối tượng cần thiết.
Để đạt được độ chính xác cao trong hiệu chỉnh hình học, cần sử dụng các điểm định vị mặt đất với tọa độ địa lý đã biết Những điểm này thường được đặt ở vị trí dễ nhận diện trên ảnh và bản đồ.
Hiện nay người ta sử dụng hệ thống định vị toàn cầu GPS vào mục đích này.
Phân loại viễn thám - các phương pháp viễn thám
Viễn thám được phân thành ba loại cơ bản dựa trên bước sóng sử dụng: đầu tiên là viễn thám trong dải sóng nhìn thấy và hồng ngoại, tiếp theo là viễn thám hồng ngoại nhiệt, và cuối cùng là viễn thám siêu cao tần.
Nguồn năng lượng chính trong nhóm A là bức xạ mặt trời, với bước sóng ưu thế là 500 m Tư liệu viễn thám trong dải sóng nhìn thấy phụ thuộc vào sự phản xạ từ bề mặt vật thể và bề mặt trái đất, cho phép xác định thông tin về vật thể qua các phổ phản xạ Tuy nhiên, radar sử dụng tia laze là trường hợp ngoại lệ không dựa vào năng lượng mặt trời Trong khi đó, nhóm B sử dụng bức xạ nhiệt do chính vật thể phát ra, với mỗi vật thể ở nhiệt độ bình thường tự phát ra bức xạ có đỉnh tại bước sóng 10.000 m.
Trong viễn thám siêu cao tần, có hai kỹ thuật chính là kỹ thuật chủ động và kỹ thuật bị động Kỹ thuật bị động ghi lại bức xạ siêu cao tần phát ra từ chính vật thể, trong khi kỹ thuật chủ động thu thập bức xạ tán xạ hoặc phản xạ từ vật thể.
Viễn thám trong dải sóng nhìn thấy và hồng ngoại
Viễn thám hồng ngoại nhiệt
Viễn thám siêu cao tần
Bộ cảm siêu cao tần
Mặt trời Đối tượng phản xạ
Bộ cảm Đối tượng Bức xạ nhiệt
Bộ cảm Bộ cảm Đối tượng Bức xạ siêu cao tần
Hệ số phân tán lại
Bức xạ phản xạ Bức xạ phát xạ
UV Nhìn thấy Hồng ngoại Hồng ngoại nhiệt Siêu cao tần
Những bộ cảm chính trong viễn thám
Bộ cảm (Sensor) là thiết bị thu nhận sóng điện từ từ vật thể thông qua quá trình bức xạ và phản xạ Các bộ cảm có thể được phân loại dựa trên dải sóng mà chúng thu nhận hoặc theo cấu trúc của chúng.
Các bộ cảm biến được chia thành hai loại chính: cảm biến bị động, thu nhận bức xạ từ vật thể phản xạ hoặc phát xạ, và cảm biến chủ động, nhận năng lượng từ nguồn cung cấp nhân tạo Mỗi loại cảm biến này có thể được phân loại thành hệ thống quét và không quét, và tiếp tục được chia thành loại tạo ảnh và không tạo ảnh Hiện nay, trong lĩnh vực viễn thám, các thiết bị phổ biến bao gồm máy chụp ảnh, máy quét đa phổ quang cơ và máy quét điện tử.
Các bộ cảm quang học được xác định bởi các tính chất phổ, bộ cảm và hình học Tính chất phổ được thể hiện qua các kênh phổ và bề rộng của chúng, trong khi các thiết bị dùng phim được đặc trưng bởi độ nhạy của phim, khả năng lọc của kính lọc phổ và tính chất quang học của hệ thống thấu kính Đặc trưng bức xạ được xác định dựa trên sự thay đổi của bức xạ điện từ trước và sau khi đi qua hệ thống quang học Các đặc trưng hình học được thể hiện qua các thông số như trường nhìn, trường nhìn không đổi, độ trùng khớp giữa các kênh và biến dạng hình học.
Lực phân giải là hệ số xác định giới hạn quan trắc không gian của thiết bị quang học Giới hạn phân giải thể hiện khoảng cách nhỏ nhất có thể phát hiện giữa hai điểm ảnh, và giá trị nghịch đảo của nó chính là lực phân giải.
Vùng ánh sáng được sắp xếp theo thứ tự bước sóng tạo thành phổ Ánh sáng trắng có thể được tách ra thành phổ nhờ các thiết bị quang học như lăng kính và kính lọc phổ.
1.4.2 Máy chụp ảnh a Máy chụp ảnh
Các máy chụp ảnh thường sử dụng trong viễn thám bao gồm : máy chụp ảnh hàng không, máy chụp đa phổ, máy chụp toàn cảnh
Máy chụp ảnh hàng không, thường được lắp đặt trên máy bay hoặc tàu vũ trụ, có vai trò quan trọng trong việc chụp ảnh đo đạc địa hình Các mẫu máy tiêu biểu bao gồm máy RMK của hãng CARL ZEISS và máy RC của hãng LEICA Thụy Sĩ Trong lĩnh vực viễn thám vệ tinh, các thiết bị như METRIC CAMERA và máy chụp LFC trên tàu vũ trụ con thoi cũng được sử dụng Ngoài ra, máy chụp KFA-1000 do Nga chế tạo, được trang bị trên vệ tinh COSMOS, cũng góp phần vào công tác thu thập dữ liệu địa lý.
Các tư liệu của máy chụp ảnh thường được sử dụng cho mục đích đo đạc, vì vậy cấu trúc của chúng cần phải đáp ứng các tiêu chí quang học và hình học cơ bản.
* Quang sai máy chụp ảnh phải nhỏ.
* Độ phân giải ống kính phải cao và độ nét của ảnh phải được đảm bảo trong toàn bộ trường ảnh.
* Các yếu tố định hướng trong phải được xác định chính xác, ví dụ: chiều dài tiêu cự, toạ độ điểm chính ảnh
* Trục quang của ống kính phải vuông góc với mặt phẳng phim.
Hệ thống chống nhoè cần có khả năng loại bỏ tác động của chuyển động tương đối giữa vật mang và Trái Đất, đặc biệt là trong quá trình chụp ảnh từ không gian Đặc điểm nổi bật của hệ thống ghi ảnh là sử dụng vật liệu ảnh chất lượng cao để đảm bảo hình ảnh rõ nét và chính xác.
- Trên phim ảnh chứa được lượng thông tin lớn tới 10 8 bít.
- Lực phân giải cao và khả năng khái quát hoá lớn.
- Sử dụng rộng rãi trong khoa học và sản xuất trên các loại máy truyền thống.
- Khả năng hiển thị để quan sát rõ ràng.
Trên phim ảnh, có khả năng ghi nhận đồng thời nhiều đại lượng vật lý khác nhau, bao gồm mật độ quang học, quang lượng, hình học, cũng như các yếu tố định tính và định lượng của các đối tượng.
Hệ thống ghi ảnh có tính ổn định cao, cho phép tính toán chính xác các biến dạng trong quá trình tạo ảnh, bao gồm sai số méo hình kính vật và khả năng khử nhoè.
Tuy nhiên hệ thống này cũng có một số nhược điểm:
- Thông tin ảnh không sử dụng trực tiếp được trong các hệ thống máy tính khi chưa biến thành tín hiệu điện.
Thông tin từ ảnh không thể được truyền tải từ vũ trụ về trái đất theo thời gian thực, mà cần phải gửi cả hệ thống thiết bị và phim ảnh để thực hiện xử lý trên mặt đất.
1.4.3 Máy quét a Máy quét đa phổ quang cơ
Máy quét quang cơ là một thiết bị bức xạ kế đa phổ, cho phép thu nhận ảnh hai chiều thông qua sự phối hợp giữa chuyển động của vật mang và hệ thống gương quay hoặc lắc vuông góc với quỹ đạo di chuyển.
Máy quét đa phổ quang cơ được cấu thành bởi những phần chính sau:
Hệ thống quét đa phổ quang cơ có thể được lắp đặt trên máy bay hoặc vệ tinh, với ví dụ tiêu biểu là máy quét đa phổ MSS và TM của vệ tinh Landsat.
+ Những phần chính của máy quét đa phổ quang cơ :
Hệ thống kính viễn vọng phản xạ kiểu Newton, Cassegrain hoặc Ritchay - Chretien nhằm hạn chế sự lệch màu đến mức tối thiểu.
Các hệ thống gương, lăng kính hoặc kính lọc đơn phổ thường được sử dụng.
Các gương quay hoặc lắc trong hệ thống vuông góc với đường bay là phần tử quét cơ bản.
Năng lượng điện từ được chuyển đổi thành tín hiệu điện thông qua bộ dò quang điện tử Các bộ khuếch đại quang học chủ yếu được sử dụng cho dải sóng nhìn thấy và vùng tia cực tím Đối với sóng hồng ngoại và vùng nhìn thấy, diot silicon thường được áp dụng, trong khi đó, Ingium antimony (Isnb) được sử dụng cho sóng ngắn Để đo bức xạ nhiệt, diot HqCdTe là lựa chọn phổ biến.
Các tín hiệu điện đo được thường bị ảnh hưởng bởi sự biến động độ nhạy của hệ thống dò Do đó, việc duy trì một nguồn ánh sáng hoặc nhiệt độ ổn định là cần thiết để đảm bảo độ chính xác trong việc kiểm định thông số bộ cảm.
Năng lượng điện từ và cơ sở vật lý của viễn thám
Bức xạ điện từ là quá trình truyền năng lượng thông qua các dao động của trường điện từ, diễn ra trong không gian hoặc trong các vật chất Sóng điện từ tuân theo định luật Maxwell và có cả tính chất sóng lẫn tính chất hạt.
Tính chất của sóng điện từ được xác định bởi bước sóng, tần số và tốc độ lan truyền, trong khi tính chất hạt được mô tả qua các đặc điểm quang lượng tử, hay còn gọi là photon Bức xạ điện từ có bốn tính chất cơ bản: tần số hoặc bước sóng, hướng lan truyền, biên độ và mặt phân cực.
Bức xạ điện từ có bốn thuộc tính quan trọng, bao gồm tần số và bước sóng, liên quan đến màu sắc, cũng như sự phân cực, ảnh hưởng đến hình dạng của vật thể.
Tất cả các vật thể có khả năng phản xạ, hấp thụ, phân tách và bức xạ sóng điện từ theo những cách riêng biệt Đặc điểm này thường được gọi là đặc trưng phổ của vật thể.
Phản xạ phổ là hiện tượng liên quan chặt chẽ đến môi trường mà sóng điện tử truyền đi, do năng lượng di chuyển trong không gian dưới dạng sóng điện từ Dải sóng điện từ được xác định từ 0,1μm đến 10km Hình 2.1 minh họa phân loại sóng điện từ cùng các kênh phổ ứng dụng trong viễn thám.
Dải sóng nhìn thấy, hay còn gọi là vùng sóng chụp ảnh được, là phần sóng điện từ mà có thể ghi nhận trên phim ảnh Trong phương pháp viễn thám, thông tin từ vùng phổ nhìn thấy được ghi lại như tài liệu gốc, cho phép đo trực tiếp năng lượng phản xạ phổ một cách liên tục.
Ngoài dải phổ nhìn thấy, năng lượng phản xạ của các đối tượng được ghi nhận dưới dạng số rời rạc Thông tin này sau đó được chuyển đổi thành hình ảnh thông qua thiết bị, biến đổi dữ liệu rời rạc thành thông tin liên tục.
2.1.2 Nguồn chiếu sáng và đồ thị phản xạ phổ năng lượng mặt trời
Mọi đối tượng tự nhiên đều phản xạ năng lượng mặt trời theo cách đặc trưng, phản ánh trạng thái và bản chất của chúng.
Phương pháp thụ động ghi nhận ảnh là quá trình thu nhận ánh sáng phản xạ từ các đối tượng nhờ ánh sáng mặt trời Hiện nay, hầu hết các hệ thống thu nhận ảnh vũ trụ, ngoại trừ hệ thống rađa, đều hoạt động dựa trên phương pháp này Do đó, trong nghiên cứu nguồn sáng của hệ thống viễn thám, ánh sáng mặt trời đóng vai trò chủ yếu.
Lớp Độ dài sóng Tần số
Hồng ngoại xa 14 ~ 1mm 0,3 ~ 22THz
Milimet (EHF) 1 ~ 10m 30 ~ 300GHz Centimet (SHF) 1 ~ 10cm 3 ~ 30GHz Decimet (UHF) 0,1 ~ 1m 0,3 ~ 3GHz Sóng cực ngắn (VHF) 1 ~ 10m 30 ~ 300MHz
Sóng trung (MF) 0,1 ~ 1km 0,3 ~ 3MHz
Sóng dài (LF) 1 ~ 10km 30 ~ 300KHz
Sóng rất dài (VLF) 10 ~ 100km 3 ~ 30KHz
Hình 2.1 Bảng phân loại các sóng điện từ và kênh phổ sử dụng trong viễn thám
Các nghiên cứu về vật lý cho thấy: mật độ phổ của năng lượng ánh sáng mặt trời là một hằng số của bước sóng Độ dài sóng
Tia Tia X Tử ngoại EHF SHF UHF VHF HF MF LF VLF
Đặc tính phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên
Đặc tính phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, bao gồm điều kiện chiếu sáng, môi trường khí quyển, bề mặt đối tượng và bản thân các đối tượng đó.
Hình 2.2 Đường bức xạ phổ của mặt trời
2.2.1 Một số khái niệm đặc trưng phản xạ phổ các đối tượng tự nhiên
Sóng điện từ chiếu tới mặt đất, năng lượng của nó sẽ tác động lên bề mặt trái đất và sẽ xẩy ra các hiện tượng sau:
Năng lượng bức xạ sẽ chuyển đổi thành ba dạng khác nhau: năng lượng phản xạ (Eρ), năng lượng hấp thụ (Eα) và năng lượng thấu quang (E) Nếu coi năng lượng ban đầu bức xạ là EO, quá trình chuyển đổi này có thể được mô tả bằng công thức cụ thể.
Eo = E + E + E (a) Trong quá trình này ta phải lưu ý hai điểm:
Thứ nhất là khi bề mặt đối tượng tiếp nhận năng lượng chiếu tới, tùy thuộc vào
Đường bức xạ phổ của vật đen tuyệt đối. Đường bức xạ phổ của mặt trời ở
6000 0 K Đường bức xạ phổ của mặt trời quan sát ở mặt đất cấu trúc các thành phần, cấu tạo vật chất hoặc điều kiện chiếu sáng mà các thành phần E,
E sẽ có giá trị khác nhau tùy thuộc vào từng đối tượng, dẫn đến việc thu nhận các tấm ảnh với năng lượng phản xạ khác nhau Năng lượng phản xạ phổ có thể phản xạ toàn phần, phản xạ một phần, không phản xạ về một hướng, hoặc phản xạ một phần có định hướng, tùy thuộc vào cấu trúc bề mặt của đối tượng.
( Không phản xạ về một hướng) d - Tán xạ một phần
(Phản xạ một phần có định hướng)
Hình 2.3 Một số phản xạ
Khi đoán đọc và phân tích các ảnh vũ trụ cũng như ảnh từ máy bay, cần lưu ý đến các dạng phản xạ từ bề mặt Việc này đặc biệt quan trọng khi xử lý hình ảnh thiếu thông tin về khu vực khảo sát Do đó, hiểu rõ các thông số kỹ thuật của thiết bị, các phản chụp và điều kiện chụp ảnh là rất cần thiết, vì những yếu tố này ảnh hưởng lớn đến độ chính xác trong việc đoán đọc và vẽ ảnh.
Năng lượng chiếu tới một đối tượng phản xạ không chỉ phụ thuộc vào cấu trúc bề mặt của đối tượng mà còn bị ảnh hưởng bởi bước sóng của năng lượng đó.
Do vậy mà trên ảnh ta thấy hình ảnh đối tượng do ghi nhận được khả năng phản xạ phổ của các bước sóng khác nhau sẽ khác nhau.
1 - Đường đặc trưng phản xạ phổ của thực vật.
2 - Đường đặc trưng phản xạ phổ của đất khô.
3 - Đường đặc trưng phản xạ phổ của nước
Các hệ thống viễn thám chủ yếu ghi nhận năng lượng phản xạ phổ nên công thức (a) có thể viết lại là:
Năng lượng phản xạ được tính bằng tổng năng lượng bức xạ trừ đi năng lượng hấp thụ và năng lượng thấu quang Để nghiên cứu sự phụ thuộc của năng lượng phản xạ phổ vào bước sóng điện từ, chúng ta giới thiệu khái niệm khả năng phản xạ phổ Khả năng phản xạ phổ r của một bước sóng được định nghĩa theo một công thức cụ thể.
2.2.2 Đặc tính phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên a Đặc tính phản xạ phổ của thực vật:
Khả năng phản xạ phổ của thực vật xanh thay đổi theo độ dài bước sóng, với đường đặc trưng phản xạ được thể hiện trong đồ thị (hình 2.5) cùng các vùng phản xạ phổ chính.
Hình 2.4 Đặc tính phản xạ phổ của một sô đối tượng tự nhiên
Trong vùng sóng ánh sáng nhìn thấy, sắc tố của lá cây, đặc biệt là chlorophyll, ảnh hưởng đáng kể đến đặc tính phản xạ phổ của chúng Ngoài chlorophyll, còn có nhiều sắc tố khác cũng góp phần quan trọng vào khả năng phản xạ phổ của thực vật.
Hình 2.6 Đặc tính hấp thụ của lá cây và của nước
Theo đồ thị, sắc tố trong lá cây hấp thụ bức xạ ánh sáng nhìn thấy và vùng cận hồng ngoại, trong khi nước có mặt trong lá cây giúp hấp thụ bức xạ hồng ngoại Bên cạnh đó, đồ thị cũng cho thấy khả năng phản xạ phổ của lá xanh ở vùng sóng ngắn.
Hấp thụ của nước Phản xạ của lá cây
Sắc tố hấp thụ Nước hấp thụ
Phản xạ phổ hồng ngoại
Cấu trúc tế bào Thành phần nước
Các yếu tố chính ảnh hưởng đến khả năng phản xạ phổ của lá cây
Những dải phổ hấp thụ
Đặc tính phản xạ phổ của thực vật cho thấy ánh sáng đỏ có mức độ phản xạ thấp, với hai dải sóng bị clorophin hấp thụ, dẫn đến năng lượng phản xạ của lá cây không lớn Vùng sóng phản xạ mạnh nhất là ở 0,54μ, tương ứng với ánh sáng lục, khiến lá cây tươi có màu xanh Khi lá cây úa hoặc bị bệnh, hàm lượng clorophin giảm, làm thay đổi khả năng phản xạ và lá sẽ chuyển sang màu vàng đỏ Ở vùng hồng ngoại, hàm lượng nước trong lá ảnh hưởng đến khả năng phản xạ, với khả năng hấp thụ năng lượng mạnh nhất tại các bước sóng 1,4μ, 1,9μ và 2,7μ Bước sóng 2,7μ là dải sóng cộng hưởng hấp thụ, nơi hấp thụ mạnh diễn ra trong khoảng 2,66μ - 2,73μ.
Trên hình 10 cho thấy ở dải hồng ngoại khả năng phản xạ phổ của lá mạnh nhất ở bước sóng 1,6 và 2,2 - tương ứng với vùng ít hấp thụ của nước.
Khi hàm lượng nước trong lá giảm đi thì khả năng phản xạ phổ của lá cây cũng tăng lên đáng kể (hình 2.7).
Hình 2.7 Đặc tính phản xạ phổ của thực vật.
Khả năng phản xạ phổ của các loại thực vật có sự khác biệt rõ rệt Đặc điểm chung nhất về khả năng này là mỗi loài thực vật phản xạ ánh sáng ở các bước sóng khác nhau, ảnh hưởng đến quá trình quang hợp và sinh trưởng của chúng.
- Ở vùng ánh sáng nhìn thấy, cận hồng ngoại và hồng ngoại khả năng phản xạ phổ khác biệt rõ rệt.
- Ở vùng ánh sáng nhìn thấy phần lớn năng lượng bị hấp thụ bởi clorophin có trong lá cây, một phần nhỏ thấu qua lá còn lại bị phản xạ.
- Ở vùng cận hồng ngoại cấu trúc lá ảnh hưởng lớn đến khả năng phản xạ phổ, ở đây khả năng phản xạ phổ tăng lên rõ rệt.
Trong vùng hồng ngoại, hàm lượng nước trong lá là yếu tố quyết định khả năng phản xạ phổ, với độ ẩm cao giúp năng lượng hấp thụ đạt mức tối đa Cấu trúc tế bào lá ảnh hưởng đến phản xạ phổ nhưng không mạnh mẽ bằng hàm lượng nước Đối với thổ nhưỡng, khả năng phản xạ phổ thường đơn giản hơn so với thực vật, với đặc điểm chung là phản xạ tăng theo độ dài bước sóng, đặc biệt ở vùng cận hồng ngoại và hồng ngoại, nơi chỉ có năng lượng hấp thụ và phản xạ mà không có năng lượng thấu quang Phản xạ phổ của đất cát sẽ khác nhau tùy thuộc vào thành phần cấu tạo, chất hữu cơ và vô cơ, với các yếu tố chính như cấu trúc bề mặt, độ ẩm và thành phần hợp chất ảnh hưởng đến khả năng phản xạ này.
Hình 2.8 Đặc tính phản xạ phổ của thổ nhưỡng.
Cấu trúc đất được xác định bởi tỷ lệ giữa sét, bụi và cát Sét có kích thước hạt nhỏ hơn 0,002mm, bụi từ 0,002mm đến 0,05mm, và cát từ 0,05mm đến 2mm Sự kết hợp của ba loại thành phần đất này tạo ra các loại đất khác nhau với những đặc điểm riêng biệt.
Đất hạt mịn có khoảng cách giữa các hạt nhỏ, khiến chúng gần nhau hơn, trong khi đất hạt lớn có khoảng cách lớn hơn, tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận chuyển không khí và độ ẩm Khi đất ẩm ướt, mỗi hạt cát sẽ được bao bọc bởi một lớp nước mỏng, dẫn đến độ ẩm và lượng nước trong loại đất này cao hơn.
Đất mùn Đất bụi Đất cát ảnh hưởng lớn đến khả năng phản xạ phổ của chúng,
Hình 2.9 Khả năng phản xạ phổ của đất phụ thuộc vào độ ẩm
Khi độ ẩm tăng, khả năng phản xạ phổ giảm, dẫn đến việc cát khô trở nên thẫm màu hơn khi hạt nước rơi vào Sự khác biệt rõ rệt giữa các đường đặc trưng 1, 2, 3 là nguyên nhân cho hiện tượng này Ngược lại, nếu cát đã ẩm mà thêm nước, màu sắc của cát sẽ không thay đổi nhiều do sự chênh lệch ít giữa đường 2 và đường 3.
Một số yếu tố ảnh hưởng tới khả năng phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên
Để đoán đọc hiệu quả các đối tượng tự nhiên, cần xác định ảnh hưởng của các yếu tố không gian - thời gian và khí quyển đến khả năng phản xạ phổ của chúng trên bề mặt đất.
2.3.1 Ảnh hưởng của các yếu tố không gian - thời gian a Yếu tố thời gian.
Thực phủ mặt đất và một số đối tượng khác thường hay thay đổi theo thời gian.
Khả năng phản xạ phổ của cây cối thay đổi theo thời gian, ví dụ như cây rụng lá vào mùa đông và xanh tốt vào mùa xuân, mùa hè Lúa cũng có màu sắc bề mặt khác nhau theo từng mùa vụ Do đó, khi đoán đọc ảnh, cần lưu ý về thời vụ, thời điểm ghi nhận ảnh và đặc điểm của đối tượng cần phân tích Yếu tố không gian cũng đóng vai trò quan trọng trong việc này.
Có hai loại yếu tố trong không gian: yếu tố không gian cục bộ và yếu tố không gian địa lý Yếu tố cục bộ được thể hiện qua việc chụp ảnh cùng một loại đối tượng, chẳng hạn như cây trồng theo hàng hoặc theo mảng lớn Sự khác biệt trong cách trồng này sẽ dẫn đến khả năng phản xạ phổ khác nhau của hai loại cây trồng.
Yếu tố địa lý và thời gian ảnh hưởng đến khả năng phản xạ phổ của thực vật, khi cùng một loại thực vật nhưng ở các vùng khác nhau sẽ có sự khác biệt trong điều kiện sinh trưởng Ví dụ, khi góc mặt trời hạ thấp, hình ảnh núi sẽ xuất hiện với bóng đổ, tạo ra sự khác biệt giữa hai sườn núi: một bên được chiếu sáng và một bên không Để kiểm soát ảnh hưởng của các yếu tố không gian và thời gian đến khả năng phản xạ phổ, cần thực hiện một số phương án cụ thể.
Ghi nhận thông tin khi khả năng phản xạ phổ của một đối tượng khác biệt rõ rệt so với khả năng phản xạ phổ của đối tượng khác.
- Ghi nhận thông tin vào những lúc mà khả năng phản xạ phổ của một đối tượng không khác biệt mấy.
- Ghi nhận thông tin thường xuyên, định kỳ qua một khoảng thời gian nhất định.
- Ghi nhận thông tin trong điều kiện môi trường nhất định, ví dụ góc mặt trời tối thiểu, mây ít hơn 10%, qua một số ngày nhất định
2.3.2 Ảnh hưởng của khí quyển
Khi phân tích hệ thống ghi nhận thông tin viễn thám, ta nhận thấy rằng năng lượng bức xạ từ mặt trời phải đi qua khí quyển trước khi phản xạ từ bề mặt trái đất và được truyền đến máy ghi trên vệ tinh Điều này cho thấy khí quyển có ảnh hưởng lớn đến khả năng phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên.
Bề dày khí quyển khoảng 2.000 km có ảnh hưởng lớn đến tia sáng từ mặt trời chiếu xuống trái đất Đối với các vệ tinh viễn thám, độ dày của khí quyển cũng tác động đến số liệu thu thập, đặc biệt qua tham số độ cao bay của vệ tinh.
Khí quyển ảnh hưởng đến dữ liệu vệ tinh viễn thám thông qua tán xạ và hấp thụ năng lượng Sự biến đổi năng lượng bức xạ mặt trời trong khí quyển diễn ra khi sóng điện từ bị tán xạ và hấp thụ bởi các thành phần khí quyển và hạt ion Quá trình này dẫn đến sự suy giảm trong phân bố phổ, phân bố góc và phân bố không gian của tín hiệu phát xạ từ các đối tượng nghiên cứu.
Sau đây chúng ta xem xét ảnh hưởng của khí quyển ở cả hai con đường tán xạ và hấp thụ.
Hiện tượng tán xạ là quá trình thay đổi hướng của tia chiếu mà không làm mất năng lượng Tán xạ xảy ra khi các thành phần trong không khí hoặc ion trong khí quyển phản xạ tia chiếu, hoặc do sự không đồng nhất của mật độ không khí ở các lớp khí quyển dày đặc, dẫn đến hiện tượng khúc xạ khi tia chiếu đi qua.
Hiện tượng hấp thụ xảy ra khi tia sáng truyền năng lượng qua các nguyên tử trong khí quyển, làm nóng lớp khí quyển mà không bị tán xạ Ngược lại, hiện tượng tán xạ tuyệt đối xảy ra khi không có sự hấp thụ năng lượng Trong hệ thống viễn thám, nếu năng lượng tia sáng bị tán xạ theo nhiều hướng và ống kính máy ghi có trường thu rộng, nó sẽ thu được toàn bộ năng lượng tán xạ; nếu trường thu quá hẹp, chỉ một phần năng lượng mới được thu nhận.
Các nguyên nhân chính gây ra hiện tượng tán xạ và hấp thụ năng lượng ánh sáng mặt trời là:
- Do sự hấp thụ, khúc xạ năng lượng mặt trời của các phần tử trong khí quyển.
- Do sự hấp thụ có chọn lọc bước sóng của hơi nước, ozon và các hợp chất không khí trong khí quyển.
- Do sự phản xạ (tán xạ năng lượng chiếu tới, do sự không đồng nhất của khí quyển và các hạt nhỏ trong khí quyển).
Nếu gọi Eo là năng lượng bức xạ toàn phần chiếu tới, E là năng lượng bị hấp thụ,
E là năng lượng tán xạ, trong khi E là năng lượng còn lại sau khi ảnh hưởng của tầng khí quyển Từ đó, chúng ta có thể xác định hệ số hấp thụ α, hệ số phản xạ ρ và độ trong suốt T của lớp khí quyển thông qua công thức.
+ + T = 1 Đối với vật thể trong suốt :
T = 0 ; + = 1 Đối với vật thể ít hấp thụ: + T = 1
Hiện tượng tán xạ và bức xạ trong khí quyển phụ thuộc vào kích thước của các hạt gây tán xạ Khi năng lượng từ nguồn chiếu vào khí quyển, nếu kích thước hạt nhỏ và gần bằng bước sóng, hiện tượng tán xạ sẽ còn phụ thuộc vào bước sóng của ánh sáng.
Nếu những vùng kích thước hạt lớn hơn bước sóng rất nhiều như hạt mưa thì ánh sáng tán xạ bao gồm:
- Phản xạ trên bề mặt hạt nước.
- Xuyên qua hạt nước hoặc phản xạ nhiều lần trong hạt nước.
- Khúc xạ qua hạt nước.
Hiện tượng phản xạ phổ không phụ thuộc vào bước sóng mà phụ thuộc vào thành phần không khí Khi có sương mù dày đặc, năng lượng bị tán xạ hoàn toàn, dẫn đến ảnh có màu trắng do năng lượng không đến được máy thu Vì vậy, trong ảnh tổ hợp màu mây, màu trắng luôn chiếm ưu thế.
Khí quyển ảnh hưởng đến bức xạ mặt trời thông qua ba cơ chế chính: phản xạ, hấp thụ và truyền năng lượng Trong lĩnh vực viễn thám, phần năng lượng được truyền qua là yếu tố cực kỳ quan trọng.
Sau đây ta xét đồ thị đặc trưng cho sự tác động của khí quyển đến bức xạ năng lượng (hình 2.12).
Hình 2.12 Cửa sổ khí quyển
Trên đồ thị trục hoành biểu thị độ dài bước sóng , một trục biểu thị hệ số phản xạ năng lượng nguồn theo phần trăm (%). r = E o
Trong vùng ánh sáng nhìn thấy, năng lượng phản xạ đạt mức cao nhất gần 60% so với năng lượng chiếu tới Đồ thị cho thấy sự khác biệt trong mức độ phản xạ và hấp thụ năng lượng bức xạ ở các dải sóng khác nhau: một số bước sóng chỉ bị hấp thụ ít, trong khi những vùng khác lại hấp thụ năng lượng nhiều hơn Đây được gọi là "cửa sổ khí quyển".
Quỹ đạo vệ tinh và các vật mang
Vệ tinh có mang bộ cảm viễn thám gọi là vệ tinh viễn thám hay vệ tinh quan sát mặt đất.
Hệ thống Landsat, ra mắt lần đầu vào năm 1972, đã phát triển qua 5 thế hệ vệ tinh Mỗi vệ tinh được trang bị bộ quét đa phổ MSS và bộ chụp ảnh vô tuyến truyền hình RBP Đặc biệt, Landsat-4 và Landsat-5 còn được trang bị thêm các bộ quét đa phổ TM, nâng cao khả năng quan sát và thu thập dữ liệu.
Tư liệu vệ tinh Landsat là tư liệu viễn thám đang được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới và Việt Nam. a Quĩ đạo vệ tinh Landsat.
- Độ cao bay: 705km, góc nghiêng mặt phẳng quĩ đạo: 98 0
- Quĩ đạo đồng bộ mặt trời và bán lặp.
- Thời điểm bay qua xích đạo: 9h39' sáng.
- Bề rộng tuyến chụp: 185km. b Bộ cảm:
MSS (Multispectral scanner) và TM (Thematic mapper)
Cả 2 bộ cảm này đều là máy quét quang cơ.
Hệ thống Landsat MSS hoạt động ở dải phổ nhìn thấy và gần hồng ngoại (bảng 1). Đặc điểm của MSS là:
- Mỗi băng phổ có trang bị 6 bộ thu, có sử dụng sợi quang học.
- Ghi tín hiệu năng lượng phản xạ từ bề mặt trái đất.
- Tín hiệu được mã thành 64 cấp độ sáng.
- Độ phân giải mặt đất 80m.
- Góc quét từ Đông sang Tây là 11,6 0
- Thời gian lộ quang 33 mili giây.
- Độ rộng mỗi đường quét 185 km
Kênh phổ Dạng phản xạ phổ Bước sóng ()
Hệ thống Landsat TM sử dụng vùng thổ nhìn thấy, gần hồng ngoại và hồng ngoại nhiệt (bảng 2)
Các đặc điểm của ảnh TM:
- Độ rộng các đường quét: 185 km.
- Độ phân giải mặt đất: 30 m.
Hệ thống SPOT được Pháp ra mắt vào năm 1986, với bốn thế hệ vệ tinh đã được phóng lên quỹ đạo cho đến nay Mỗi vệ tinh trong hệ thống này được trang bị bộ quét đa phổ HRV, giúp thu thập dữ liệu hình ảnh chất lượng cao.
Tư liệu vệ tinh SPOT là tư liệu viễn thám hiện đang được sử dụng rộng rãi trên thế giới và Việt Nam. a Quĩ đạo.
- Độ cao bay 830km, góc nghiêng của mặt phẳng quĩ đạo 98,7 o
- Thời điểm bay qua xích đạo: 10 giờ 30 sáng.
- Chu kỳ lặp: 26 ngày trong chế độ quan sát bình thường.
Các đặc trưng của HRV Dạng đa phổ Dạng toàn sắc
Trường nhìn 4 1 3 4 1 3 Độ phân giải 20 x 20 m 10 x 10m
Số Pixel trên một hàng 3.000 6.000 Độ rộng đường quét 60 km 60 km b Bộ cảm.
Bộ cảm HRV là máy quét điện tử CCD, không phải máy quét quang cơ Thiết bị này có khả năng thay đổi góc quan sát nhờ vào gương định hướng, cho phép điều chỉnh hướng quan sát lên đến +27 độ so với trục thẳng đứng, từ đó thu được hình ảnh lập thể.
Các thông số của ảnh SPOT chỉ ra ở bảng 3.
Tư liệu vệ tinh Cosmos là nguồn tài nguyên viễn thám phổ biến toàn cầu và tại Việt Nam Ảnh vệ tinh của Liên Xô được chia thành hai loại, trong đó có ảnh có độ phân giải cao.
Độ cao bay chụp: 270 km
Tiêu cự máy chụp f = 1.000mm
Độ phân giải mặt đất: 6 - 7 m.
Chụp ở hai kênh phổ. b ảnh có độ phân giải trung bình:
Tiêu cự máy chụp f = 200mm
Độ phân giải mặt đất: 30 m.
Độ cao bay chụp 250 km
