Bài giảng Thực tập viễn thám (Practice of remote sensing): Bài 2 - ThS. Nguyễn Duy Liêm

Chia sẻ: Bình An | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:83

Thêm vào BST

Báo xấu

5
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Thực tập viễn thám (Practice of remote sensing) - Bài 2: Tổng hợp kiến thức về viễn thám. Những nội dung chính trong bài giảng gồm có: Giới thiệu viễn thám, đặc điểm của dữ liệu viễn thám, ràng buộc khi sử dụng dữ liệu viễn thám, các dạng giải đoán ảnh, quy trình phân loại chuyên đề, phân loại lớp phủ trên nền tảng GEE. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Thực tập viễn thám (Practice of remote sensing): Bài 2 - ThS. Nguyễn Duy Liêm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP. HỒ CHÍ MINH KHOA MÔI TRƯỜNG & TÀI NGUYÊN | BỘ MÔN GIS & TÀI NGUYÊN 1
Nội dung  Giới thiệu viễn thám  Chi phí thu thập dữ liệu  Đánh giá độ chính xác  Định nghĩa  Các dạng giải đoán ảnh  Thành lập bản đồ  Lược sử hình thành và  Phân loại chuyên đề  Phân loại lớp phủ trên nền phát triển tảng GEE  Trích xuất đại lượng vật lý  Tiến trình hoạt động  Giới thiệu nền tảng GEE  Phát hiện thay đổi  Đặc điểm của dữ liệu viễn  Phân tích hình mẫu không  Đăng kí tài khoản GEE thám gian  Đăng nhập GEE  Độ phân giải phổ  Quy trình phân loại chuyên  Tạo thư mục chủ  Độ phân giải bức xạ đề  Tảiranh giới vùng quan  Độ phân giải không gian  Xác định mục tiêu tâm  Độ phân giải thời gian  Thu thập dữ liệu  Tạo kho lưu trữ cá nhân, tập tin  Ràng buộc khi sử dụng dữ  Tiền xử lý ảnh liệu viễn thám  Tính chỉ số NDVI  Lập hệ thống phân loại  Khả năng trích xuất thông  Phân loại lớp phủ  Tạo khóa giải đoán tin  Phân loại ảnh Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Thực tập viễn thám 2
Viễn thám là gì?  Viễn thám = Remote Sensing (RS) Từ xa (at a distance) Thu nhận thông tin vật lý của một khu vực từ khoảng cách xa. (detecting and monitoring the physical Dò xét characteristics of an area at a distance) (detect, monitor) Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Thực tập viễn thám 3
Trái Đất “chụp ảnh tự sướng” (selfie) bằng vệ tinh Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Thực tập viễn thám 4
Ví dụ viễn thám  UAV  Vệ tinh  Flycam (2019)  Google Earth (2014) Trường Đại học Nông Lâm TP. Hồ Chí Minh Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Thực tập viễn thám 5
Ví dụ viễn thám  Điện thoại 1.200 năm tuổi của tộc  Điện thoại “ống bơ” do Robert Hooke người Chimu, Peru phát minh vào 1667  Hai đầu của trái bầu khô (dài 8,9 cm,  Hai lon thiếc, cốc giấy hoặc các vật có tẩm nhựa cây bên ngoài, quanh đáy hình dạng tương tự nối với nhau bằng có lớp màng rung bằng da động một sợi dây. vật), nối với nhau bằng một sợi dây (dài 22,8 m làm bằng sợi cotton). Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Thực tập viễn thám 6
Bài tập 1  Trong 5 giác quan của con người, giác quan nào “viễn thám”? Thị giác Thính giác Khứu giác Vị giác Xúc giác Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Thực tập viễn thám 7
Viễn thám là khoa học  Vật lý (bức xạ điện từ) 1) Thu nhận sóng điện từ phản xạ, Năng lượng bức xạ từ vật thể  2) Xử lý Mặt trời dữ liệu  3) Thông tin 52% 43% 5% Cửa sổ khí quyển Bước sóng Vô tuyến Vi ba Hồng ngoại Khả kiến Cực tím Tia X Tia Gamma (m) Kích thước xấp xỉ Tòa nhà Con Bươm Mũi kim Động vật Phân tử Nguyên tử Hạt nhân người bướm nguyên sinh Tần số (Hz) Ứng dụng AM FM Sóng di Lò vi Đo Điều Google Cháy Chụp X- Nhà máy điện radio radio động, sóng thân khiển Earth nắng quang hạt nhân Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn nhiệt Wi-fi từ xa Thực tập viễn thám 8
Viễn thám là nghệ thuật  Mỹ thuật (hình ảnh)  Xử lý dữ liệu cần “kiến thức thị giác”, phối màu, trí tưởng tượng, óc sáng tạo. Ảnh toàn cầu “không gợn mây” (ghép từ chuỗi ảnh vệ tinh Sentinel trong 3 năm 2016, 2017, 2018) Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Thực tập viễn thám https://s2maps.eu 9
Viễn thám là gì?  Khoa học (nghệ thuật) nghiên cứu Nhiệt độ bề mặt đất ban ngày tại TP.  phương pháp thu nhận, đo lường Hồ Chí Minh (mùa khô 2018-2019) và phân tích thông tin của đối tượng  mà không tiếp xúc vật lý trực tiếp với chúng. ≠ Cảm biến tại chỗ (thiết bị Nhiệt kế đất được ngâm trong/ chạm vào đối tượng đo lường). Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Thực tập viễn thám 10
Lược sử hình thành và phát triển viễn thám - Khinh khí cầu, diều, tên lửa, chim bồ câu, máy bay Sơ khai (trước Thế chiến I) - Hình ảnh chưa giúp ích cho khoa học Máy ảnh được đưa lên Máy ảnh được đưa lên tên lửa Tên lửa chụp khinh khí cầu nhỏ (độ cao ảnh ở độ cao (Gaspard Felix 100 m) 600 m Tournachon) 1882 1908 1903 1859 1897 1904 1914 nay Máy ảnh được gắn lên Máy ảnh Máy ảnh được diều (Edmund được gắn lên đưa lên máy bay Douglas chim bồ câu (Wilbur Wright) Archibald) Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Thực tập viễn thám 11
Lược sử hình thành và phát triển viễn thám - Máy bay, vệ tinh Phát triển (Thế chiến I – Chiến tranh lạnh) - Phục vụ chủ yếu cho quân sự Cảm biến được gắn Cảm biến được Máy ảnh được lên vệ tinh khí tượng gắn lên vệ tinh gắn lên máy bay/ TIROS-1 (NOAA) quan sát tài giữ bởi phi công nguyên ERTS- để do thám 1 (Landsat) 1960 1986 1988 1991 1914- 1972 1980 nay 1918 Vệ tinh Vệ tinh SPOT-1 IRS-1A Thuật ngữ Viễn thám Evelyn Lord Pruitt Viễn thám (1918 - 2000), du nhập vào Văn phòng Việt Nam Nghiên cứu Hải quân Hoa Kỳ Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Thực tập viễn thám 12
Lược sử hình thành và phát triển viễn thám - Vệ tinh Nở rộ (Sau Chiến tranh lạnh - nay) - Phục vụ khí tượng, tài nguyên môi trường Vệ tinh Vệ tinh Vệ tinh Sentinel-1 Sentinel-2 PlanetScope Vệ tinh JERS-1 Vệ tinh TERRA 1991 2002 2021 1992 1999 2014 2015 2016 nay Vệ tinh Vệ tinh AQUA Landsat-9 Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Thực tập viễn thám 13
Lược sử hình thành và phát triển viễn thám Không gian Tàu con thoi Vệ tinh (quang học/ SAR) Máy bay chụp ảnh Khinh khí cầu Máy bay SAR Trên không Bồ câu 18-32km Máy bay truyền hình 1,8km Diều Mặt đất Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Thực tập viễn thám 45m 14
Tiến trình hoạt động của viễn thám A. Nguồn năng lượng (tự nhiên/ nhân tạo): cung cấp năng lượng điện từ. B. Tương tác năng lượng điện từ với khí quyển: năng lượng điện từ tương tác với khí quyển khi truyền qua (2 chiều: nguồn  đối tượng, và đối tượng  cảm biến). C. Tương tác năng lượng điện từ với đối tượng: năng lượng điện từ tương tác với đối tượng phụ thuộc vào những đặc tính của đối tượng và sự bức xạ. D. Cảm biến ghi năng lượng: thiết bị thu và ghi lại năng lượng điện từ từ đối tượng. E. Truyền, nhận và xử lý dữ liệu viễn thám: dữ liệu từ cảm biến được truyền đến trạm thu và xử lý  ảnh (tương tự/ số). F. Giải đoán và phân tích dữ liệu viễn thám: trích lọc thông tin từ đối tượng. G. Ứng dụng dữ liệu viễn thám: khám phá đối tượng, giải quyết vấn đề cụ thể. Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Thực tập viễn thám 15
Mặt đất Tiến trình hoạt động của viễn thám Thu nhận dữ liệu  Thu nhận dữ liệu (phát hiện, ghi nhận bức xạ điện từ)  Phát hiện, ghi nhận bức xạ điện từ của mặt đất.  Sử dụng máy ảnh, cảm biến điện từ. Dữ liệu viễn thám (ảnh chụp, ảnh số)  Đầu ra: ảnh chụp (máy ảnh), ảnh số (cảm biến). Phân tích dữ liệu  Phân tích dữ liệu (giải đoán trực quan, xử lý ảnh)  Trích xuất thông tin từ ảnh chụp, ảnh số.  Sử dụng phương pháp giải đoán trực quan, xử lý Thông tin về ảnh. mặt đất (bản đồ)  Đầu ra: bản đồ phân bố của biến quan tâm. Ứng dụng (trực tiếp,  Ứng dụng kết hợp)  Bản đồ từ dữ liệu viễn thám có thể được sử dụng trực tiếp hoặc kết hợp với các dữ liệu khác trong Nghiên cứu, nghiên cứu, quy hoạch, quản lý. Quy hoạch, Quản lý Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Thực tập viễn thám 16
Đặc điểm của dữ liệu viễn thám  Độ phân giải phổ (spectral resolution)  Số lượng, bề rộng của các kênh phổ mà thiết bị viễn thám có thể ghi nhận được trên một vùng nào đó. Kênh phổ ít bị ảnh hưởng bởi khí quyển. Tại sao có kênh 9 mặc dù toàn bộ năng lượng Mặt trời ở kênh phổ này không xuyên qua được khí quyển? Khả kiến Hồng ngoại gần Hồng ngoại sóng ngắn Hồng ngoại nhiệt 1,36 – 1,39 µm Xuyên qua khí quyển (%) Landsat-9 Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Thực tập viễn thám 17
Độ phân giải phổ của mắt người bình thường  Vùng khả kiến (0,4 – 0,7 µm).  Ba loại tế bài nón trên bề mặt Nguồn võng mạc thu nhận màu Não bộ sáng Mắt người 0,42 0,53 0,56 Tổ hợp màu cộng (Red, Green, Blue) Độ kích hoạt Vật thể Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn 0,4 Bước sóng (µm) 0,7 Thực tập viễn thám 18
Bài tập 2  Biết rằng dải bước sóng của kênh phổ 9 ảnh Landsat-9 là 1,36 – 1,39 µm. Năng lượng photon (E) của chùm ánh sáng đơn sắc (bước sóng λ) được tính theo công thức: h là hằng số Planck (6,625 x 10−34 Js) hc E= c là tốc độ ánh sáng trong chân không (~3 x 108 m/s) λ Λ là bước sóng của ánh sáng (m) 1. Tính năng lượng photon của chùm ánh sáng đơn sắc có bước sóng lần lượt là 1,36 µm, 1,39 µm? 2. Do ảnh hưởng của khí quyển, chỉ 10% năng lượng photon của chùm ánh sáng đơn sắc có bước sóng 1,36 µm đến được mặt đất. Tính năng lượng photon đến mặt đất? Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Thực tập viễn thám 19
Đặc điểm của dữ liệu viễn thám  Độ phân giải phổ (spectral resolution)  Số lượng kênh phổ càng NHIỀU  độ phân giải phổ càng CAO. Khả kiến Hồng ngoại gần Hồng ngoại sóng ngắn Hồng ngoại nhiệt Sentinel-2 (13 kênh) Xuyên qua khí quyển (%) Landsat-9 (11 kênh) Copyright © 2024 | nguyenduyliem@hcmuaf.edu.vn Thực tập viễn thám 20