bộ giáo dục và đào tạo trờng đại học mỏ địa chất Bài giảng ứng dụng kỹ thuật viễn thám trong nghiên cứu địa chất Tác giả: Pts. Nguyễn Đình Dơng Hà Nội 1994 Lời nói đầu. Bài giảng ứng dụng phơng pháp viễn thám trong nghiên cứu địa chất đợc biên soạn để giảng dạy trong 30 tiết. Trong khuôn khổ thời gian eo hẹp nh vậy khó có thể trình bày hết đợc những điểm cơ bản của công nghệ viễn thám, một công nghệ phát triển mạnh mẽ đa dạng về nội dung kỹ thuật cũng nh các lĩnh vực ứng dụng. Ngời viết tuy đã cố gắng đa vào những gì đợc coi là trọng tâm nhất nhng chắc hẳn không tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Phần lớn những từ vựng chuyên môn của viễn thám đợc sử dụng theo anh ngữ ( đã đợc quốc tế hoá ) và ở nớc ta do việc xây dựng hệ thống từ vựng chuyên môn cho bộ môn viễn thám cha đợc thực hiện vì thế việc chuyển dịch các từ chuyên môn tiếng anh sang tiếng việt chắc rằng có nhiều sơ xuất, tác giả rất mong sự thông cảm của các bạn đồng nghiệp và mong nhận đợc những góp ý chân thành nhằm hoàn thiện bài giảng này tốt hơn. Tác giả xin cám ơn Trờng đại học Mỏ-Địa chất đã tạo điều kiện cho tác giả đợc tham gia giảng dạy môn học này tại trờng. 2 mục lục 1. tổng quan về kỹ thuật viễn thám 2. Cơ sở của viễn thám 2.1 Một số khái niệm cơ bản 2.2 Bức xạ điện từ 2.3 Phân loại viễn thám theo bớc sóng 10 3. bộ cảm 10 3.1 Phân loại bộ cảm 10 3.2 Máy chụp ảnh 11 3.3 Máy quét quang cơ 12 3.4 Máy quét điện tử CCD 13 3.5 Phổ kế tạo ảnh 14 4. viễn thám siêu cao tần 14 4.1 Nguyên lý cơ bản của viễn thám siêu cao tần 14 4.2 Bức xạ siêu cao tần và sự suy giảm của nó 15 4.3 Tán xạ bề mặt 16 4.4 tán xạ trong lòng vật chất 17 4.5 An ten và những tính chất cơ bản của chúng 17 5. Các bộ cảm sử dụng trong viễn thám siêu cao tần 18 5.1 Các loại bộ cảm siêu cao tần 18 5.2 Ra đa cửa mở thực 19 5.3 Ra đa cửa mở tổng hợp 19 5.4 Cơ sở hình học của ảnh ra đa và một số tính chất của chúng 20 5.5 Bức xạ kế và tán xạ kế siêu cao tần 20 6. Vật mang và qũy đạo bay 21 6.1 Phân loại vật mang 21 6.2 Chuyển động của vật mang trong khí quyển và sự ổn định của chúng 22 6.3 Quỹ đạo bay và các thông số cơ bản 23 6.4 Các vật mang quỹ đạo cực 23 7. các vệ tinh viễn thám 24 7.1 LANDSAT 24 7.2 SPOT 25 7.3 Các vật mang quỹ đạo cực 25 8. t liệu sử dụng trong viễn thám 26 8.1 T liệu số 26 8.2 Các tính chất của t liệu số 26 8.3 Các khuôn dạng t liệu số trong viễn thám 27 8.4 Số liệu mặt đỗt 28 8.5 Số liệu định vị mặt đỗt 29 8.6 Bản đồ và số liệu địa hình 29 8.7 Truyền và thu số liệu vệ tinh 31 3 9. giải đoán ảnh 31 9.1 Tách thông tin trong viễn thám 31 9.2 Giải đoán ảnh 33 9.3 Lập thể học 33 9.4 Các yếu tố giải đoán ảnh và khoá giải đoán 34 9.5 Thành lập bản đồ chuyên đề 38 10. các hệ xử lý ảnh 39 10.1 Vấn đề xử lý ảnh trong viễn thám 39 10.2 Các hệ nhập ảnh 41 10.3 Các hệ hiện ảnh 42 10.4 Các hệ sao chép cứng 43 10.5 Lu trữ t liệu ảnh 44 11. hiệu chỉnh ảnh 46 11.1 Hiệu chỉnh bức xạ 46 11.2 Hiệu chỉnh khí quyển 47 11.3 Hiệu chỉnh hình học 48 11.4 Phép chiếu bản đồ 50 12. chuyển đổi ảnh 50 12.1 Tăng cờng chất lợng và chiết tách đặc tính 50 12.2 Biến đổi cấp độ xám 51 12.3 Thể hiện màu t liệu ảnh 51 12.4 Các phép biến đổi giữa các ảnh 52 12.5 Phân tích thành phần chính 53 12.6 Lọc không gian 54 12.7 Phân tích cấu trúc 55 13. phân loại đa phổ 56 13.1 Các kỹ thuật phân loại 56 13.2 Xác định các chỉ số thống kê 57 13.3 Ghép nhóm 58 13.4 Phân loại hình hộp 59 13.5 Phân loại theo cây quyết đứnh 59 13.6 Phân loại khoảng cách ngắn nhất 60 13.7 Phân loại xác suất cực đại 61 14. ứng dụng phơng pháp viễn thám trong điều tra và quản lý tài nguyên 62 14.1 Phân loại lớp phủ bề mặt 62 14.2 Phát hiện biến động lớp phủ bề mặt 63 14.3 Theo dõi chất lợng nớc 63 14.4 Tách các yếu tố tuyến tính 64 14.5 ứng dụng t liệu viễn thám trong nghiên cứu địa chất 65 PHụ lục 67 hình vẽ 68 4 1. tổng quan về kỹ thuật viễn thám Viễn thám - tiếng Anh Remote Sensing, tiếng Pháp La Teledetection - có thể đợc định nghĩa nh một phơng thức thu nhận thông tin về các đối t- ợng từ một khoảng cách nhất định, không có những tiếp xúc trực tiếp với chúng. Các thông tin thu đợc là kết quả của việc giải mã hoặc đo đạc những biến đổi mà đối tơng tác động tới môi trờng xung quanh nh trờng điện từ, trờng âm thanh hoặc trờng hấp dẫn. Tuy vậy khái niệm viễn thám vẫn đợc hiểu nhiều nhất từ góc độ của kỹ thuật điện từ, nó bao trùm mọi giải phổ của sóng điện từ từ sóng radio tần số thấp cho đến sóng siêu cao tần, sóng hồng ngoại xa, hồng ngoại gần, sóng nhìn thấy, tia cực tím, tia x và tia gama. Sự phát triển của viễn thám gắn liền với sự phát triển của chụp ảnh. Bức ảnh đầu tiên đợc chụp vào năm 1839, năm 1849 Aime Laussedat đã khởi đầu một chơng trình sử dụng ảnh cho mục đích thành lập bản đồ địa hình. Năm 1858 ngời ta đã bắt đầu sử dụng khinh khí cầu để chụp ảnh từ trên không. Sự phát triển của ngành hàng không đã cung cấp cho việc chụp ảnh từ trên không những công cụ tuyệt vời trong việc chụp ảnh những vùng chọn lựa và có điều khiển. Những bức ảnh đầu tiên chụp từ máy bay đã đợc Wilbur Wright thực hiện năm 1909 trên vùng Centocalli, Italia. Vào giữa những năm 1930 ngời ta đã có thể chụp ảnh màu và đồng thời bắt đầu thực hiện nhiều cuộc nghiên cứu nhằm tạo ra các lớp cảm quang nhạy với bức xạ gần hồng ngoại có tác dụng hữu hiệu trong việc loại bỏ ảnh hởng tán xạ và mù khí quyển. Trong chiến tranh thế giới thứ hai, những cuộc thử nghiệm nghiên cứu các tính chất phản xạ phổ của bề mặt địa hình và chế thử các lớp cảm quang cho việc chụp ảnh màu hồng ngoại đã đợc tiến hành. Dựa trên thành tựu này một kỹ thuật mới - kỹ thuật do thám hàng không đã đợc xây dựng. Vào năm 1956, ngời ta đã tiến hành một số cuộc bay chụp nhằm thử nghiệm khả năng của ảnh máy bay trong việc phân loại và phát hiện các kiểu thực vật. Vào đầu những năm 1960 nhiều cuộc thử nghiệm về ứng dụng ảnh hồng ngoại màu và ảnh đa phổ đã đợc tiến hành dới sự bảo trợ của cơ quan hàng không vũ trụ quốc gia Hoa kỳ. Những thành công trong lĩnh vực này đã đa đến sự phóng vệ tinh Landsat vào những năm 1970. Sự ứng dụng vệ tinh nhân tạo đã mang đến khả năng thu nhận thông tin có tính toàn cầu về các hành tinh trong đó có cả trái đất và môi trờng xung quang chúng. Những bộ cảm đặt trên vệ tinh nhân tạo trái đất cung cấp thông tin có tính toàn cục về động thái của các tầng mây, lớp phủ thực vật, cấu trúc địa mạo, nhiệt độ và gió trên bề mặt đại dơng. Do tốc độ di chuyển nhanh chóng, độ chùm phủ không gian của vệ tinh rất lớn nên việc theo dõi động thái của nhiều hiện tợng, đặc biệt là các hiện tợng xảy 5 ra trong khí quyển đợc thực hiện vô cùng thuận lợi. Sự tồn tại tơng đối lâu của vệ tinh trên quỹ đạo cũng nh khả năng lặp lại đờng bay của nó cho phép theo dõi những biến đổi theo mùa, theo chu kỳ năm hoặc lâu hơn diễn biến phát triển của các đối tợng nh lớp băng vùng cực, sự phát triển của xa mạc và nạn phá rừng nhiệt đới Hiện nay t liệu viễn thám vệ tinh đợc sử dụng nhiều nhất là của các vệ tinh khí tợng và vệ tinh tài nguyên. Vệ tinh NOAA đợc phóng lần đầu tiên lên quỹ đạo năm 1978 và đã cung cấp ảnh theo chế độ cập nhật với độ phân giải không gian 1.1 km tại điểm ngay dới vệ tinh. Từ năm 1972 đến nay Hoa Kỳ đã phóng 5 vệ tinh tài nguyên. Hai vệ tinh đầu trang bị bộ cảm đa phổ 4 kênh MSS với độ phân giải 80 m. Một kênh hồng ngoại với độ phân giải 240 m đã đợc bổ xung thêm cho bộ cảm MSS trên vệ tinh Landsat 3. Ngoài t liệu MSS vệ tinh Landsat 4 và 5 còn cung cấp thêm một loại t liệu mới là TM với 7 kênh phổ và độ phân giải không gian là 30 m đối với giải sóng nhìn thấy và 120 m cho giải sóng hồng ngoại nhiệt. Pháp cũng đã phóng vệ tinh SPOT năm 1985 với bộ cảm HRV trên 3 kênh phổ có độ phân giải 20 m và một kênh toàn sắc có độ phân giải 10 m. Năm 1988 Nhật Bản cũng đã phóng vệ tinh quan sát biển MOS-1. Vệ tinh này trang bị bộ cảm MESSR với một số thông số kỹ thuật tơng đơng với MSS. Độ phân giải không gian đợc nâng lên thành 50 m. ấn Độ cũng đã phóng thành công vệ tinh tài nguyên của mình với một bộ cảm có các tính năng kỹ thuật tơng đơng với MSS. Liên Xô trớc đây cũng là một cờng quốc trong lĩnh vực viễn thám. Công nghệ chủ yếu của họ dựa trên các bộ cảm tơng tự dùng phim chứ không sử dụng các hệ thống quang điện tử. Những t liệu dạng này có độ phân giải không gian cao nhng kém về độ phân giải phổ. Trong vùng sóng dài của sóng điên từ, các hệ thống siêu cao tần chủ động Ra đa đã đợc thiết kế và sử dụng từ đầu thế kỷ này. Đầu tiên ngời ta sử dụng chúng để theo dõi và phát hiện các vật thể chuyển động, nghiên cứu tầng ion. Trong chiến tranh thế giới thứ hai kỹ thuật ra đa đã đợc phát triển mạnh mẽ. Ngày nay sự ứng dụng của nó trong lĩnh vực thăm dò tài nguyên đã trở nên rất đa dạng và phong phú. Ngời ta đã sử dụng nhiều hệ thống ra đa khác nhau để nghiên cứu đại dơng, khí quyển, các cấu trúc trên bề mặt và gần bề mặt của vỏ trái đất Các hệ thống ra đa rất đa dạng và phong phú từ các loại dùng để đo độ cao, nhiệt độ cho đến các loại tán xạ kế tạo ảnh nghiên cứu tài nguyên. Khoảng giữa những năm 1950 ngời ta tập trung nghiên cứu ra đa có cửa mở thực. Cùng trong thời gian đó công việc nghiên cứu ra đa có cửa mở tổng hợp cũng đợc xúc tiến. Các hệ thống này có kích thớc nhỏ hơn nhiều so với hệ thống có cửa mở thực và cho phép thu đợc các ảnh có độ phân giải cao. 6 Tia la ze cũng đã bắt đầu đợc ứng dụng trong viễn thám. Hiện nay nó đợc ứng dụng chủ yếu cho các mục đích nghiên cứu khí quyển, làm bản đồ địa hình và nghiên cứu lớp phủ bề mặt bằng hiệu ứng huỳnh quang. Nhiều bộ cảm hiện đại đang đợc đầu t nghiên cứu và phát triển trong số đó phải kể đến phổ kế tạo ảnh. Phổ kế tạo ảnh cho phép nâng số kênh phổ lên hàng trăm kênh khác nhau. Tổ chức EOS dự định phóng vệ tinh mang bộ cảm MODIS có 100 kênh và HIRIS có 200 kênh lên quỹ đạo vào khoảng giữa những năm 1990. 2. Cơ sở của viễn thám 2.1 Một số khái niệm cơ bản Viễn thám đợc định nghĩa nh một khoa học và công nghệ mà nhờ nó các tính chất của vật thể quan sát đợc xác định, đo đạc hoặc phân tích mà không cần tiếp xúc trực tiếp với chúng. Sóng điện từ hoặc đợc phản xạ hoặc đợc bức xạ từ vật thể thờng là nguồn t liệu chủ yếu trong viễn thám. Tuy nhiên những dạng năng lợng khác nh từ trờng, trọng trờng cũng có thể đợc sử dụng. Một thiết bị dùng để cảm nhận sóng điện từ phản xạ hay bức xạ từ vật thể đợc gọi là bộ viễn cảm (remote sensor) thờng gọi tắt là bộ cảm. Các buồng chụp ảnh hoặc máy quét là những ví dụ về bộ viễn cảm. Một phơng tiện dùng mang các bộ cảm đợc gọi là vật mang (platform). Máy bay hoặc vệ tinh là những ví dụ về vật mang. Thuật từ viễn thám đợc sử dụng đầu tiên ở Mỹ vào những năm 1960 bao hàm cả các lĩnh vực nh đo ảnh, giải đoán ảnh, địa chất ảnh . Các tính chất của vật thể có thể đợc xác định thông qua các năng l- ợng bức xạ hoặc phản xạ từ vật thể. Viễn thám là một công nghệ nhằm xác định và nhận biết đối tợng hoặc các điều kiện môi trờng thông qua những đặc trng riêng về phản xạ và bức xạ. Trên hình 1 là sơ đồ nguyên lý thu nhận t liệu viễn thám và những trình tự công nghệ cơ bản đợc sử dụng trong viễn thám. 2.2 Bức xạ điện từ Bức xạ điện từ truyền năng lợng điện từ trên cơ sở các dao động của trờng điện từ trong không gian hoặc trong lòng các vật chất. Quá trình lan truyền của sóng điện từ tuân theo định luật Maxwell. Bức xạ điện từ có các tính chất sóng và hạt. Tính chất sóng đợc xác định bởi bớc sóng, tần số và tốc độ lan truyền. Tính chất hạt đợc mô tả theo các tính chất của quang lợng tử hay photon. Bức xạ điện từ có bốn tính chất cơ bản đó là tần số hay bớc sóng, 7 hớng lan truyền, biên độ và mặt phân cực. Trên hình 2 là một số khái niệm cơ bản của bức xạ điện từ và các thông tin có thể nhận biết đợc thông qua những tính chất của nó. Bốn thuộc tính cơ bản của bức xạ điện từ liên quan tới các nội dung thông tin khác nhau. Ví dụ tần số hay bớc sóng liên quan tới màu sắc. Hình dạng của vật thể dẫn tới sự phân cực khác nhau Tất cả các vật thể đều phản xạ, hấp thụ, phân tách và bức xạ sóng điện bằng các cách thức khác nhau và các đặc trng này thờng đợc gọi là đặc trng phổ. Các giải sóng điện từ đợc đặt tên khác nhau bắt đầu từ tia gama, tia X, tia cực tím, sóng nhìn thấy, tia hồng ngoại và sóng vô tuyến. Trên hình 3 là bảng phân loại sóng điện từ và các kênh phổ sử dụng trong viễn thám. Nhìn chung giải phổ sử dụng trong viễn thám bắt đầu từ vùng cực tím ( 0.3 - 0.4 micro mét ), sóng ánh sáng ( 0.4 - 0.7 micro mét ), gần sóng ngắn và hồng ngoại nhiệt Các sóng hồng ngoại ngắn mới đây đợc sử dụng rộng rãi trong phân loại thạch học. Sóng hồng ngoại nhiệt đợc sử dụng trong đo nhiệt, sóng micro mét đợc sử dụng trong kỹ thuật ra đa. 2.3 Phân loại viễn thám theo bớc sóng Viễn thám có thể đợc phân thành ba loại cơ bản theo bớc sóng sử dụng: a/ Viễn thám trong giải sóng nhìn thấy và hồng ngoại b/ Viễn thám hồng ngoại nhiệt c/ Viễn thám siêu cao tần Trên hình 3 là sơ đồ phân loại viễn thám theo bớc sóng. Nguồn năng lợng chính sử dụng trong nhóm a là bức xạ mặt trời. Mặt trời cung cấp một bức xạ có bớc sóng u thế ở 0.5 micro mét. T liệu viễn thám thu đợc trong giải sóng nhìn thấy phụ thuộc chủ yếu vào sự phản xạ từ bề mặt vật thể và bề mặt trái đất. Vì vậy các thông tin về vật thể có thể đợc xác định từ các phổ phản xạ. Tuy nhiên ra đa sử dụng tia la ze là tr- ờng hợp ngoại lệ không sử dụng năng lợng mặt trời. Nguồn năng lợng sử dụng trong nhóm b là bức xạ nhiệt do chính vật thể sản sinh ra. Mỗi vật thể trong nhiệt độ bình thờng đều tự phát ra một bức xạ có đỉnh tại bớc sóng 10 micro mét. Trong viễn thám siêu cao tần, hai loại kỹ thuật chủ động và bị động đều đợc áp dụng. Trong viễn thám siêu cao tần bị động thì bức xạ siêu cao tần do chính vật thể phát ra đợc ghi lại, trong khi viễn thám siêu cao tần chủ động lại thu những bức xạ tán xạ hoặc phản xạ từ vật thể. 8 3. bộ cảm 3.1 Phân loại bộ cảm Trên hình 4 là các kiểu bộ cảm chính hiện đang sử dụng hoặc đang đợc nghiên cứu phát triển trong viễn thám. Việc phân loại các bộ cảm có thể đợc thực hiện theo nhiều khía cạnh khác nhau. Có thể phân loại theo giải sóng thu nhận, cũng có thể phân loại theo kết cấu Các bộ cảm bị động thu nhận các bức xạ do vật thể phản xạ hoặc phát xạ trong khi các bộ cảm chủ động lại thu đợc năng lợng do vật thể phản xạ từ một nguồn cung cấp nhân tạo. Mỗi loại bộ cảm thuộc vào mỗi nhóm trên còn đơc chia thành các hệ thống quét và không quét. Sau đó chúng lại tiếp tục đợc chia thành loại tạo ảnh và không tạo ảnh. Loại bộ cảm hay đợc sử dụng nhiều trong viễn thám hiện nay là các loại buồng chụp, máy quét CCD và máy quét đa phổ quang cơ. Các bộ cảm quang học đợc đặc trng bởi các tính chất phổ, bộ cảm và hình học. Tính chất phổ đợc thể hiện thông qua các kênh phổ và bề rộng của chúng. Các thiết bị dùng phim đợc đặc trng bởi độ nhạy của phim, khả năng lọc của các kính lọc phổ và các tính chất quang học của hệ thống thấu kính. Các đặc trng bức xạ đợc xác định dựa theo sự thay đổi của bức xạ điện từ trớc và sau khi đi qua hệ thống quang học. Các đặc tr- ng hình học đợc thể hiện qua các thông số nh trờng nhìn, trờng nhìn không đổi, độ trùng khớp giữa các kênh, biến dạng hình học Lực phân giải là một hệ số cho phép xác định sự giới hạn về mặt quan trắc không gian của một thiết bị quang học. Giới hạn phân giải là khoảng cách nhỏ nhất có thể phát hiện đợc giữa hai điểm ảnh và giá trị nghịch đảo của nó là lực phân giải. Một mảng ánh sáng đợc bố trí theo thứ tự bớc sóng đợc gọi là phổ. Một chùm tia ánh sáng trắng đợc tách thành một phổ thông qua các phần tử quang học nh lăng kính hoặc hệ thống lăng kính. Trên hình 5 là một số các lăng kính thông dụng sử dụng cho mục đích này. Ngoài việc sử dụng lăng kính trong việc tách phổ ngời ta còn dùng các kính lọc phổ. Trên hình 6 là sơ đồ cấu tạo của một số dạng kính lọc chính. Kính lọc phổ có thể đợc chia thành ba loại chính nh kính lọc sóng dài, kính lọc sóng ngắn và kính lọc đơn phổ. Kính lọc có thể chia thành hấp thụ, giao thoa, nhiễu xạ và phân cực. 3.2 Máy chụp ảnh Các máy chụp ảnh thờng đợc sử dụng trong viễn thám có thể kể đến là máy chụp hàng trắc, máy chụp ảnh đa phổ, máy chụp toàn cảnh 9 Các máy chụp ảnh hàng trắc đôi khi còn đợc gọi là máy chụp đo đạc và chúng thờng đợc lắp trên máy bay hoặc tàu vũ trụ dùng vào mục đích chụp ảnh đo đạc địa hình. Những máy chụp tiêu biểu là máy RMK do hãng Carl Zeiss hay máy RC do hãng Leica Thuỵ sĩ chế tạo. Những máy chụp ảnh sử dụng trong viễn thám vệ tinh có thể kể đến là METRIC CAMERA, máy chụp LFC ( Large Format Camera ) đặt trên tàu vũ trụ con thoi. Máy chụp KFA 1000 do Nga chế tạo đặt trên vệ tinh COSMOS. Trên hình 6 là sơ đồ nguyên lý hoạt động và một số so sánh giữa các máy chụp ảnh khác nhau. Các t liệu của máy chụp ảnh thờng đợc sử dụng cho các mục đích đo đạc cho nên kết cấu của chúng phải thỏa mãn các điều kiện quang học và hình học cơ bản nh sau : - Quang sai máy chụp phải nhỏ - Độ phân giải ống kính phải cao và độ nét của ảnh phải đợc bảo đảm trong toàn bộ trờng ảnh - Các yếu tố định hớng trong phải đợc xác định chính xác ví dụ : chiều dài tiêu cự, tọa độ điểm chính - Quang trục của ống kính phải vuông góc với mặt phẳng phim. - Hệ thống chống nhòe phải đủ khả năng loại trừ ảnh hởng của chuyển động tơng đối giữa vật mang và qủa đất đặc biệt trong trờng hợp chụp ảnh từ vũ trụ. Trên hình 6 là sơ đồ nguyên lý máy chụp ảnh MKF-6 với 6 kênh phổ do CHDC Đức chế tạo và đợc đặt trên trạm quỹ đạo Soyuz 22 của Nga. 3.3 Máy quét quang cơ Máy quét quang cơ về cơ bản là một bức xạ kế đa phổ mà nhờ nó một bức ảnh hai chiều đợc thu nhận dựa trên sự phối hợp chuyển động giữa vật mang và hệ thống gơng quay hoặc lắc vuông góc với quỹ đạo chuyển động. Máy quét đa phổ quang cơ đợc cấu thành bởi những phần chính sau: - Hệ thống quang học - Hệ thống tách phổ - Hệ thống quét - Bộ dò - Hệ thống kiểm định Các hệ thống quét đa phổ quang cơ có thể đợc đặt trên máy bay hoặc vệ tinh. Máy quét đa phổ MSS và TM của vệ tinh LANDSAT, AVHRR của vệ tinh NOAA là những hệ thống máy quét đa phổ quang cơ đặt trên vệ tinh. Máy quét đa phổ M S 2 do hãng Daedalus chế tạo là ví dụ máy quét đa phổ quang cơ đặt trên máy bay. 10 [...]... phép thu 64 kênh phổ trong giải sóng từ 0.4 đến 1.04 micro mét với bề ngang của tuyến bay là 64 km Các phổ kế tạo ảnh rất có ý nghĩa trong nghiên cứu thạch học và phân tích màu nớc biển 4 viễn thám siêu cao tần 4.1 Nguyên lý cơ bản của viễn thám siêu cao tần Viễn thám siêu cao tần sử dụng bức xạ siêu cao tần với bớc sóng từ một cho đến vài chục cen ti mét cho phép quan sát vật thể trong mọi thời tiết... chỉ sử dụng riêng t liệu viễn thám 34 Một hệ xử lý ảnh bao gồm ba phần cơ bản đó là phần cứng (hardware), các thiết bị ngoại vi và phần mềm (software) a Phần cứng Có hai loại phần cứng chính đợc sử dụng đó là phần cứng có các bộ xử lý ảnh chuyên dụng và phần cứng chỉ dùng các máy tính vạn năng - Hệ xử lý ảnh có các bộ xử lý ảnh chuyên dụng Đây là những hệ đợc trang bị những bộ xử lý chuyên dụng phục... vệ tinh viễn thám nằm trong tầm nhìn của nhau Có hai hệ thống truyền thu t liệu viễn thám chính đó là MDR (mission data recorder) và TDRS ( tracking and data relay satellite) Cả hai hệ thống này đều cho phép thu nhận thông tin tại những vùng không có trạm thu Trên hình 29 là sơ đồ nguyên lý hoạt động của TDRS 9 giải đoán ảnh 9.1 Tách thông tin trong viễn thám Việc tách thông tin trong viễn thám có... so với các phơng pháp khác Bản chất nguyên lý dựa trên sự tái tạo mô hình chụp ảnh và thực hiện việc chuyển vẽ thông qua các mô hình đó 33 Trên hình 34 là sơ đồ nguyên lý của một số phơng pháp nắn hình học đơn giản 10 các hệ xử lý ảnh 10.1 Vấn đề xử lý ảnh trong viễn thám Các t liệu thu đợc trong viễn thám phần lớn là ở dới dạng số cho nên vấn đề xử lý số trong viễn thám chiếm một vị trí quan trọng... (semirecurent) là những quỹ đạo mà vệ tinh trở lại điểm nadir trong cùng một ngày hoặc sau nhiều ngày 7 các vệ tinh viễn thám Một vệ tinh mang bộ cảm viễn thám đợc gọi là vệ tinh viễn thám (remote sensing satellite) hay vệ tinh quan sát mặt đất (earth observation satellite) Các vệ tinh viễn thám có thể đợc chia thành các nhóm chính sau: - Vệ tinh địa tĩnh ví dụ GMS - Vệ tinh khí tợng ví dụ NOAA - Vệ tinh... có thể đợc khai thác trong viễn thám Bên cạnh các dạng số liệu bản đồ truyền thống nh đã đề cập ở trên còn có một dạng số liệu khác đang ngày càng đợc sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau kể cả viễn thám đó là mô hình số địa hình (digital terrain model) hay DEM (digital elevation model) Có bốn phơng pháp chính để tạo ra DTM 1) Đờng bình độ Thông thờng trên các bản đồ địa hình độ cao đợc thể... tán xạ trong lòng vật chất Tán xạ trong lòng vật chất (volume scattering) đợc định nghĩa nh tán xạ xảy ra ngay bên trong môi trờng sóng điện từ truyền qua Trên hình 12 là sơ đồ mô phỏng sự tán xạ gây bởi các hạt vật chất lơ lửng, môi trờng truyền qua, lớp đất và thảm phủ thực vật Tán xạ trong lòng vật chất có thể quan sát thấy đợc khi bức xạ siêu cao tần xuyên vào trong lòng vật chất Sự xuy giảm của... tạp và lâu hơn trong trờng hợp lới đều 4) Các hàm mô tả bề mặt Các hàm mô tả bề mặt bậc 3, 4 hoặc cao hơn có thể đợc sử dụng Ngời ta cũng sử dụng hàm spline vào việc mô tả toán học một bề mặt Trên hình 28 là hai dạng lới cơ bản đợc áp dụng trong việc tái tạo mô hình số địa hình 8.7 Truyền và thu số liệu vệ tinh Các số liệu truyền từ vệ tinh không phải chỉ chứa riêng các t liệu viễn thám mà còn chứa... đo đạc về các điều kiện thực tế trên mặt đất trong đó các vật thể cần nghiên cứu tồn tại nhằm xác định mối tơng quan giữa tín hiệu thu đợc và bản thân các đối tợng Nói chung các số liệu mặt đất cần phải đợc thu thập đồng thời trong cùng một thời điểm với số liệu vệ tinh hoặc trong một khoảng thời gian sao cho các sự thay đổi của các đối tợng nghiên cứu trong thời gian đó không ảnh hởng tới việc xác... công tác nghiên cứu khác nhau của viễn thám vệ tinh, những bản đồ địa hình và chuyên đề sau cần thiết phải có đợc a Bản đồ địa hình tỷ lệ 1/25 000 hoặc 1/50 000 Trên bản đồ địa hình có thể lấy đợc tọa độ các điểm kiểm tra phục vụ việc hiệu chỉnh hình học hoặc các thông số độ cao nhằm tái tạo không gian 3 chiều phục vụ việc nắn ảnh hoặc nhìn 3 chiều b Bản đồ chuyên đề Các bản đồ chuyên đề nh sử dụng đất, . mỏ địa chất Bài giảng ứng dụng kỹ thuật viễn thám trong nghiên cứu địa chất Tác giả: Pts. Nguyễn Đình Dơng Hà Nội 1994 Lời nói đầu. Bài giảng ứng dụng phơng pháp viễn thám trong nghiên cứu địa. Tách các yếu tố tuyến tính 64 14.5 ứng dụng t liệu viễn thám trong nghiên cứu địa chất 65 PHụ lục 67 hình vẽ 68 4 1. tổng quan về kỹ thuật viễn thám Viễn thám - tiếng Anh Remote Sensing, tiếng. cũng đã bắt đầu đợc ứng dụng trong viễn thám. Hiện nay nó đợc ứng dụng chủ yếu cho các mục đích nghiên cứu khí quyển, làm bản đồ địa hình và nghiên cứu lớp phủ bề mặt bằng hiệu ứng huỳnh quang. Nhiều