Tải bản đầy đủ
Giới thiệu một số hệ thống viễn thám.

Giới thiệu một số hệ thống viễn thám.

Tải bản đầy đủ

*Bộ cảm:
-

MSS (Multispectral Scanner)

-

TM (Thematic Mapper)
Thông số kỹ thuật của bộ cảm MSS

-

Lực phân giải 82m

-

4 kênh phổ:


Kênh 1: 0.5 – 0.6 µm



Kênh 2: 0.6 – 0.7



Kênh 3: 0.7 – 0.8



Kênh 4: 0.8- 1.1

Thông số kỹ thuật của bộ cảm TM
Bộ cảm này cho thông tin về phổ nhiều hơn MSS
-

Lực phân giải 30m.

-

7 kênh phổ


Kênh 1: 0.45 -0.52 µm



Kênh 2: 0.52 – 0.60



Kênh 3: 0.63 – 0.69



Kênh 4: 0.76 – 0.90



Kênh 5: 1.55 – 1.75



Kênh 6: 10.40 – 12.50 (120m phân giải)



Kênh 7: 2.08 – 2.35.

-Vệ tinh SPOT:
SPOT (systeme protatoire d’opservastion de la terre)
là chương trình viễn thám do các nước Pháp, Bỉ, Thuỵ Điển
hợp tác. SPOT – 1 được phóng lên quỹ đạo tháng 2/1986,
SPOT – 2 được đưa lên quỹ đạo ngày 22/1/1992, SPOT – 3
vào tháng 4/1993, SPOT - 4 vào tháng 4/1998.
SPOT có quỹ đạo tròn cận cực đồng bộ mặt trời với độ cao bay chụp là 830 km
và góc nghiêng của mặt phẳng quỹ đạo là 98.70.
Thời điểm bay qua xích đạo là 10h30 sáng.

14

Chu kỳ lặp lại một điểm nào đó trên mặt đất là 26 ngày trong chế độ quan sát
bình thường.
Vệ tinh SPOT được trang bị một bộ quét đa phổ HRV gồm 2 máy HRV – 1 và
HRV – 2 (hisgh resolution visible). Bộ cảm HRV là máy quét điện tử CCD, HRV có
thể thay đổi góc quan sát nhờ một gương định hướng, gương cho phép thay đổi hướng
quan sát từ 0o đến 27o so với phương thẳng đứng. HRV là máy chụp ảnh đa phổ trên ba
kênh ảnh trắng đen XS và một kênh ảnh toàn sắc P (Panrtromantic). Máy HRV sử
dụng hai tế bào quang điện (detecter), một dãy gồm 3000 tế bào và một dãy gồm 6000
tế bào quang điện ghi nhận hình ảnh, các tế bào quang điện được đặt vuông góc với
hướng bay do vậy khi vệ tinh chuyển động sẽ ghi được hình ảnh mặt đất trên một dải
rộng 60km, nếu chụp phối cảnh 27o thì độ rộng dải quét sẽ là 80km. SPOT có khả năng
chụp ảnh mặt đất trong dải hành lang 950km song song với quỹ đạo bay. Trên vệ tinh
SPOT – 4 trang bị thêm máy chụp “thực vật”.
Bảng 1.1: Đặc điểm hệ thống máy chụp ảnh vùng nhìn thấy có độ phân giải cao của
vệ tinh SPOT.
Đặc trưng của HRV
Band – Xanh lá cây

Dạng đa phổ
0.5 – 0.59µm

- Đỏ

Dạng toàn sắc

0.61 – 0.68µm 0.51 – 0.73µm

- Hồng ngoại phản xạ
Trường nhìn
Độ phân giải mặt đất (cell) (tại tâm)
Số Pixel trên một hàng
Dải rộng mặt đất nhìn tại tâm
Độ phủ dọc
Độ phủ bên

0.79 – 0.80µm
4013
20x20m
3000
60km
117 km
3 km

4013
10x10m
6000
60 km
117 km
3 km

-Các hệ thống ảnh RADAR
Hiện nay đang có một số hệ thống ảnh viễn thám radar hoạt động như: ERS
(Châu Âu), RADARSAT (Canada) và JERS (Nhật).
RADARSAT là vệ tinh của Canada do Trung tâm Viễn thám Canada (CCRS
thuộc cơ quan hàng không vũ trụ Canada quản lý. Vệ tinh được phóng tháng 11/1995
lên quỹ đạo).

15

Vệ tinh RADARSAT được trang bị máy chụp ảnh Radar SAR 5 (Synthetic
Aperture Radar) sử dụng kênh C. Có khả năng chọn lực phân giải từ 10 m tới 100m và
dải chụp có độ rộng từ 35 km tới 500 km. Góc chụp nghiêng trong khoảng từ 20 0 đến
500.
Ảnh vệ tinh Radarsat – 1 do công ty Radarsat International (RSI) phân phối.
Trong các loại ảnh radar ảnh Radarsat có khả năng kỹ thuật tương đối tốt nhất.
Vệ tinh viễn thám của Canada Radarsat cung cấp những tư liệu ảnh viễn thám
radar trong dải sóng băng C về các đối tượng bề mặt trái đất. Hệ thống Radarsat có thể
cho 25 loại ảnh radar chụp bằng các bước sóng và các phương thức khác nhau, cả ngày
lẫn đêm và trong mọi thời tiết. Loại ảnh này cũng cho phép chụp ảnh lập thể. Khả
năng chụp lập thể của ảnh Radarsat đã mở rộng đáng kể: nó cho phép lập mô hình số
địa hình các vùng chưa được lập bản đồ địa hình đầy đủ. Dựa vào ảnh Radarsat lập thể
có thể vẽ đường bình độ những vùng núi cao thường xuyên mây mù bao phủ hoặc
những thung lũng quanh năm đầy mây mà để chụp ảnh máy bay thì gặp rất nhiều khó
khăn.
-Vệ tinh phân giải siêu cao QuikBird :
-

Vệ tinh này được phóng ngày 24 tháng 9 năm 1999.

-

Góc nghiêng quỹ đạo: 97.2 °.

-

Vận tốc quỹ đạo: 7.1 km/s.

-

Số vòng quay quanh trái đất: 14.7 trong thời
gian 24 h.

-

Độ dài quỹ đạo: 450 km.

-

Độ dài tiêu cự: 8.78 m.

-

Góc nhìn: 2.12°.

-

GSD: theo phương dây dọi: 0.61m trong dải phổ PAN, 2.44 m trong dải phổ
MS.

-

GSD: khi nghiêng 26 °: 0.72m trong dải phổ PAN, 2.88 m trong dải phổ MS.

-

Độ rộng băng quét: theo dây dọi và nghiêng 26°: 16.5 km.

-

Số pixel trên mỗi hàng: Trên PAN 13 818, trên MS 3 454.

16

-

Thời gian vệ tinh đi qua xích đạo: 10:30 a.m.

-

Thời gian tái quan trắc một điểm: Khoảng 3 ngày

-

Độ phân giải bức xạ (radio): 11 bit.
Bảng 1.2: Các băng phổ của ảnh đa phổ của ảnh vệ tinh QuikBird.
STT

Band Width

Spatial Resolution

Band 1
Band 2
Band 3
Band 4

0.45 - 0.52 µm (blue)
0.52 - 0.60 µm (green)
0.63 - 0.69 µm (red)
0.76 - 0.90 µm (near infra-red)

2.44 - 2.88 m
2.44 - 2.88 m
2.44 - 2.88 m
2.44 - 2.88 m

-Vệ tinh phân giải siêu cao IKONOS :
-

Vệ tinh này được phóng ngày 18 tháng 10 năm 2001.

-

Góc nghiêng quỹ đạo : 98.1 °.

-

Vận tốc trên quỹ đạo: 7.5 km/s.

-

Vận tốc so với mặt đất: 6.8 km/s.

-

Số vòng quay quanh trái đất: 14.7 trong thời

gian

24

h.
-

Độ cao quỹ đạo: 681 km.

-

Độ dài tiêu cự: 10.2 m.

-

Góc nhìn: 0.95°.

-

GSD: theo phương dây dọi: 0.82m trong dải phổ PAN, 3.22m trong dải phổ
MS.

-

GSD: khi nghiêng 26 °: 1.0m trong dải phổ PAN, 4.0 m trong dải phổ MS.

-

Độ rộng băng quét: Theo dây dọi và nghiêng 26°: 11.3 km và 13.8 km

-

Số pixel trên mỗi hàng: Trên PAN 27 832, trên MS 6 856.

-

Thời gian vệ tinh đi qua xích đạo: 10:30 a.m.

-

Thời gian tái quan trắc một điểm: Khoảng 3 ngày.

-

Độ phân giải bức xạ (radio): 11 bit.

Bảng 1.3: Các băng phổ của ảnh đa phổ vệ tinh phân giải siêu cao IKONOS.
STT

Band Width
17

Spatial Resolution

Panchromatic
0.45 - 0.90 µm
Band 1
0.45 - 0.53 µm (blue)
Band 2
0.52 - 0.61 µm (green)
Band 3
0.64 - 0.72 µm (red)
Band 4
0.77 - 0.88 µm (near infra-red)

1m
4m
4m
4m
4m

4. Một số ứng dụng của viễn thám.

Hình 1.3: Biểu đồ thể hiện tỷ lệ ứng dụng của viễn thám.
-

Sử dụng tư liệu ảnh viễn thám để thành lập bản đồ.

-

Viễn thám trong nghiên cứu địa chất.

-

Viễn thám trong nghiên cứu sử dụng đất và lớp phủ mặt đất.

-

Sử dụng kỹ thuật viễn thám để điều tra và quản lý tài nguyên.

-

Viễn thám trong nghiên cứu thuỷ văn.

-

Viễn thám trong nghiên cứu môi trường.

-

Viễn thám trong nghiên cứu các tai biến tự nhiên.

-

Viễn thám trong nghiên cứu cảnh quan và cảnh quan ứng dụng.

1.1.2. Công nghệ viễn thám trong theo dõi lớp phủ mặt đất.
1. Cơ sở vật lý và nguyên lý thu nhận ảnh vệ tinh.
a. Cơ sở vật lý.
Tín hiệu điện từ thu nhận từ đối tượng nghiên cứu mang theo các thông tin về
đối tượng. Viễn thám thu nhận, xử lý các thông tin này, từ các thông tin phổ nhận biết,
xác định được các đối tượng. Bức xạ điện từ truyền năng lượng điện từ dựa trên các

18

dao động của trường điện từ trong không gian cũng như trong lòng vật chất. Quá trình
lan truyền này tuân theo định luật Maxwel tại các dải sóng có bước sóng khác nhau .
Một số vấn đề vật lý ảnh:
Bề mặt trái đất và các đầu đo viễn thám được ngăn cách bởi bầu khí quyển và
chính khí quyển đó làm biến đổi tín hiệu mà đầu đo viễn thám thu nhận được từ mặt
trái đất. Nguyên nhân gây nên sự biến đổi này là các nhiễu làm thay đổi một số tính
chất vật lý của sóng điện từ.
Độ lớn của các nhiễu này phụ thuộc vào sự hiện diện thực tế của các phân tử
khí và phân tử chất lỏng hoặc chất rắn có trong khí quyển và gây ra ba hiện tượng :
hấp thụ, tán xạ và khúc xạ. Khí quyển có cấu tạo phân lớp do sự phân bố của các phân
tử biến đổi trong không gian và theo thời gian. Điều này làm khí quyển có tác dụng
như là một tấm màng lọc tác động rất mạnh đến quá trình ghi nhận dữ liệu bằng các
thiết bị viễn thám.
Hiện tượng hấp thụ, truyền qua và các cửa sổ khí quyển.
Sự hấp thụ sóng điện từ của khí quyển diễn ra là do có sự biến đổi trạng thái nội
tại của các nguyên tử và phân tử trong dải sóng nhìn thấy, hồng ngoại gần và do có sự
tồn tại của các trạng thái quay và trạng thái dao động của các phân tử trong dải hồng
ngoại xa và dải sóng siêu cao tần. Các loại khí hấp thụ sóng điện từ trong khí quyển
bao gồm có Oxy (O2), O zôn (O3), hơi nước (H2O), khí cácbonnic (CO2), nitơ (N2), oxít
cácbon (CO) và mêtan (CH4). Quá trình hấp thụ sẽ làm giảm tín hiệu trên đường đi
của nó. Bức xạ điện từ sẽ bị khí quyển hấp thụ rồi sau đó được phát xạ lại dưới dạng
bức xạ nhiệt. Sự thay đổi về mặt nhiệt lượng này sẽ tạo ra sự khác biệt về nhiệt độ và
độ ẩm tương đối với các khối không khí ở các kiểu khí hậu khác nhau.
Trong viễn thám chúng ta chỉ quan tâm đến khả năng lan truyền và khả năng
tán xạ của khí quyển vì các hiện tượng này sẽ tác động mạnh đến tín hiệu mà đầu đo
viễn thám sẽ nhận được và làm thay đổi thông tin mà các tín hiệu này cung cấp. Khí
quyển có một đặc điểm rất quan trọng là có phản ứng khác nhau đối với các bức xạ
điện từ có bước sóng khác nhau. Đối với các bức xạ điện từ có bước sóng nhỏ hơn
0,35 µ m (tia cực tím) gần vùng nhìn thấy thì khí quyển là một dạng vật chất chắn
sáng và tại các vùng này quá trình lan truyền sẽ không thể xảy ra được.

19