Tải bản đầy đủ
Đặc trưng phản xạ phổ của các đối tượng nghiên cứu.

Đặc trưng phản xạ phổ của các đối tượng nghiên cứu.

Tải bản đầy đủ

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
Hình 1.6: Đặc tính phản xạ phổ của một sô đối tượng tự nhiên.
-Đặc tính phản xạ phổ của thực vật:
Khả năng phản xạ phổ của thực vật xanh thay đổi theo độ dài bước sóng. Trên
đồ thị (hình 1.7) thể hiện đường đặc trưng phản xạ phổ thực vật xanh và các vùng phản
xạ phổ chính.

Hình 1.7: Đặc tính phản xạ phổ của thực vật.

23

Trong vùng sóng ánh sáng nhìn thấy các sắc tố của lá cây ảnh hưởng đến đặc
tính phản xạ phổ của nó, đặc biệt là chất clorophin trong lá cây, ngoài ra còn một số
chất sắc tố khác cũng đóng vai trò quan trọng trong việc phản xạ phổ của thực vật.
(%)

r
........ Hấp thụ của nước
Phản xạ của lá cây

100 •
80 •
60 •
40 •
20 •
0


0,5


0,9


1,3


1,7


2,1


2,5

λ(µ)

Hình 1.8: Đặc tính hấp thụ của lá cây và của nước.
Theo đồ thị trên ta thấy sắc tố hấp thụ bức xạ vùng sóng ánh sáng nhìn thấy và
ở vùng cận hồng ngoại, do trong lá cây có nước nên hấp thụ bức xạ vùng hồng ngoại.
Cũng từ đồ thị trên ta có thể thấy khả năng phản xạ phổ của lá xanh ở vùng sóng ngắn
và vùng ánh sáng đỏ là thấp. Hai vùng suy giảm khả năng phản xạ phổ này tương ứng
với hai dải sóng bị clorophin hấp thụ. Ở hai dải sóng này, clorophin hấp thụ phần lớn
năng lượng chiếu tới, do vậy năng lượng phản xạ của lá cây không lớn. Vùng sóng bị
phản xạ mạnh nhất tương ứng với sóng 0,54µ tức là vùng sóng ánh sáng lục. Do đó lá
cây tươi được mắt ta cảm nhận có màu lục. Khi lá úa hoặc có bệnh, hàm lượng
clorophin trong lá giảm đi lúc đó khả năng phản xạ phổ cũng sẽ bị thay đổi và lá cây sẽ
có mầu vàng đỏ.
Ở vùng hồng ngoại ảnh hưởng chủ yếu lên khả năng phản xạ phổ của lá cây là
hàm lượng nước trong lá. Khả năng hấp thụ năng lượng (r λ) mạnh nhất ở các bước
sóng 1,4µ; 1,9µ và 2,7µ. Bước sóng 2,7µ hấp thụ mạnh nhất gọi là dải sóng cộng
hưởng hấp thụ, ở đây sự hấp thụ mạnh diễn ra đối với sóng trong khoảng từ 2,66 µ 2,73µ.

24

Trên Hình cho thấy ở dải hồng ngoại khả năng phản xạ phổ của lá mạnh nhất ở
bước sóng 1,6µ và 2,2µ - 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 1.9: Đặc tính phản xạ phổ của thực vật.
Khả năng phản xạ phổ của mỗi loại thực vật là khác nhau và đặc tính chung
nhất về khả năng phản xạ phổ của thực vật là:
-

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.

-

Ở vùng hồng ngoại nhân tố ảnh hưởng lớn đến khả năng phản xạ phổ của
lá là hàm lượng nước, ở vùng này khi độ ẩm trong lá cao, năng lượng
hấp thụ là cực đại. Ảnh hưởng của các cấu trúc tế bào lá ở vùng hồng
ngoại đối với khả năng phản xạ phổ là không lớn bằng hàm lượng nước
trong lá.

Nước: Nước trong chỉ phản xạ mạnh ở vùng sóng của tia xanh lơ (Blue) và yếu
dần khi sang vùng tia xanh lục (Green), triệt tiêu ở cuối dải sóng đỏ (Red). Khi nước bị
đục, khả năng phản xạ tăng lên do ảnh hưởng sự tán xạ của các vật chất lơ lửng. Sự

25

thay đổi về tính chất của nước (độ đục, độ mặn, độ sâu, hàm lượng Clorophyl,...) cũng
đều ảnh hưởng đến tính chất phổ của chúng.
Đất khô: Đường cong phổ phản xạ của đất khô tương đối đơn giản, ít có
những cực đại và cực tiểu một cách rõ ràng, lý do chính là các yếu tố ảnh hưởng đến
tính chất phổ của đất khô phức tạp và không rõ ràng như ở thực vật. Tuy nhiên quy
luật chung là giá trị phổ phản xạ của đất tăng dần về phía có bước sóng dài.
Các cực trị hấp thụ phổ do hơi nước cũng diễn ra ở vùng 1,4; 1,9 và 2,7 µ m.
Bên cạnh đó, trong một vài trường hợp nhất định, khả năng phản xạ của các
đối tượng khác nhau lại giống nhau, đặc biệt là với các đối tượng thực vật. Khi đó,
chúng ta rất khó hoặc không thể phân biệt được các đối tượng này, nghĩa là bị lẫn. Đây
là một trong những hạn chế của ảnh vệ tinh.
Thông qua đặc điểm về đường cong phản xạ phổ của các đối tượng người ta
thiết kế các thiết bị thu nhận sao cho tại khoảng bước sóng đó các đối tượng có độ
phản xạ phổ là khác, dễ phân biệt nhất và ở những khoảng nằm trong bước sóng này
sự hấp thụ của khí quyển là nhỏ nhất.
Mỗi loại vệ tinh được thiết kế để thu nhận ở một số dải phổ nhất định hay còn
gọi là các kênh phổ.
1.2. HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS).
1.2.1. Tổng quan về GIS.
1. GIS là gì?
Hệ Thông tin địa lý (GIS - Geography Information System) là một công cụ máy
tính để lập bản đồ và phân tích các sự vật, hiện tượng thực trên trái đất. Công nghệ
GIS kết hợp các thao tác cơ sở dữ liệu thông thường (như cấu trúc hỏi đáp) và các
phép phân tích thống kê, phân tích địa lý, trong đó phép phân tích địa lý và hình ảnh
được cung cấp duy nhất từ các bản đồ. Những khả năng này phân biệt GIS với các hệ
thống thông tin khác và khiến cho GIS có phạm vi ứng dụng rộng trong nhiều lĩnh vực
khác nhau (phân tích các sự kiện, dự đoán tác động và hoạch định chiến lược).
Hiện nay, những thách thức chính mà chúng ta phải đối mặt - bùng nổ dân số, ô
nhiễm, phá rừng, thiên tai chiếm một không gian địa lý quan trọng.
26

Khi xác định một công việc kinh doanh mới (như tìm một khu đất tốt cho trồng
chuối, hoặc tính toán lộ trình tối ưu cho một chuyến xe khẩn cấp), GIS cho phép tạo
lập bản đồ, phối hợp thông tin, khái quát các viễn cảnh, giải quyết các vấn đề phức tạp,
và phát triển các giải pháp hiệu quả mà trước đây không thực hiện được. GIS là một
công cụ được các cá nhân, tổ chức, trường học, chính phủ và các doanh nghiệp sử
dụng nhằm hướng tới các phương thức mới giải.
Lập bản đồ và phân tích địa lý không phải là kỹ thuật mới, nhưng GIS thực thi
các công việc này tốt hơn và nhanh hơn các phương pháp thủ công cũ. Trước công
nghệ GIS, chỉ có một số ít người có những kỹ năng cần thiết để sử dụng thông tin địa
lý giúp ích cho việc giải quyết vấn đề và đưa ra các quyết định.
Ngày nay, GIS là một ngành công nghiệp hàng tỷ đô la với sự tham gia của
hàng trăm nghìn người trên toàn thế giới. GIS được dạy trong các trường phổ thông,
trường đại học trên toàn thế giới. Các chuyên gia của mọi lĩnh vực đều nhận thức được
những ưu điểm của sự kết hợp công việc của họ và GIS.
2. Các thành phần của GIS.

Hình 1.10: Các thành phần của GIS.
GIS được kết hợp bởi 5 thành phần chính: Phần cứng, phần mềm, dữ liệu, con
người và phương pháp.
a. Phần cứng.

27

Phần cứng là hệ thống máy tính trên đó một hệ GIS hoạt động. Ngày nay, phần
mềm GIS có khả năng chạy trên rất nhiều dạng phần cứng, từ máy chủ trung tâm đến
các máy trạm hoạt động độc lập hoặc liên kết mạng.
. b. Phần mềm.
Phần mềm GIS cung cấp các chức năng và các công cụ cần thiết để lưu giữ,
phân tích và hiển thị thông tin địa lý. Các thành phần chính trong phần mềm GIS là:
• Công cụ nhập và thao tác trên các thông tin địa lý.
• Hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS).
• Công cụ hỗ trợ hỏi đáp, phân tích và hiển thị địa lý.
• Giao diện đồ hoạ người-máy (GUI) để truy cập các công cụ dễ dàng.
c. Dữ liệu.
Có thể coi thành phần quan trọng nhất trong một hệ GIS là dữ liệu. Các dữ liệu
địa lý và dữ liệu thuộc tính liên quan có thể được người sử dụng tự tập hợp hoặc được
mua từ nhà cung cấp dữ liệu thương mại. Hệ GIS sẽ kết hợp dữ liệu không gian với
các nguồn dữ liệu khác, thậm chí có thể sử dụng DBMS để tổ chức lưu giữ và quản lý
dữ liệu.
d. Con người.
Công nghệ GIS sẽ bị hạn chế nếu không có con người tham gia quản lý hệ
thống và phát triển những ứng dụng GIS trong thực tế. Người sử dụng GIS có thể là
những chuyên gia kỹ thuật, người thiết kế và duy trì hệ thống, hoặc những người dùng
GIS để giải quyết các vấn đề trong công việc.
e. Phương pháp.
Một hệ GIS thành công theo khía cạnh thiết kế và luật thương mại là được mô
phỏng và thực thi duy nhất cho mỗi tổ chức.
3. Nhiệm vụ của GIS.
a. Nhập dữ liệu.
Trước khi dữ liệu địa lý có thể được dùng cho GIS, dữ liệu này phải được
chuyển sang dạng số thích hợp. Quá trình chuyển dữ liệu từ bản đồ giấy sang các file
dữ liệu dạng số được gọi là quá trình số hoá. Công nghệ GIS hiện đại có thể thực hiện
tự động hoàn toàn quá trình này với công nghệ quét ảnh cho các đối tượng lớn, những
28