Cơ sở viễn thám

ở

Cơ s viễn thám

ả

Bộ môn đo nh và viễn thám

Nội dung

ệ

ễ

ệ ễ

 Khái ni m c a vi n thám ủ  Khái quát v công ngh vi n thám ề  ng d ng c a vi n thám ủ

Ứ

ụ

ễ

Viễn thám là gì?

(Remote Sensing) đ

ễ

ượ

ư ộ ặ

ọ ự ậ ượ

ủ ầ

ự ế

ế

ị

“Vi n thám c đ nh ị nghĩa nh m t khoa h c và công ngh ệ c xác mà các đ c tính c a s v t đ đ nh mà không c n ti p xúc tr c ti p v i ớ chúng. ”

Concept of Remote Sensing

Hệ thống viễn thám

 Nguồn năng lượng hay là

 Sự bức xạ và khí quyển(B)  Tương tác với các đối tượng

nguồn chiếu sáng (A)

 Thu nhận năng lượng bởi các bộ cảm biến (Sensor) (D)  Truyền, phản xạ và xử lý (E)  Giải đoán và phân tích (F)  Ứng dụng (G)

trên mặt đất (C)

CCRS

Bức xạ điện từ

bao g m ồ

ớ

ng đi n (E) mà nó ng đ ộ ộ ườ ng vuông góc v i ớ

ề

ừ ng truy n và m t ộ (M) có h ng t ướ

ặ c sóng có hai đ c ướ

CCRS

B c x đi n t ứ ạ ệ ừ m t tr ệ ộ ườ bi n đ i v i m t c ổ ế theo h ướ h ướ ng tr ườ vuông góc sang phía bên ng đi n. C ph i c a tr ả ệ ườ ả ủ hai tr c ng này đ u đ ườ ề ượ truy n v i v n t c ánh sáng ề ớ ậ ố (c). B c x đi n t ứ ạ ệ ừ tr ng chính đó là b ư và t n sầ ố

ổ ệ ừ

Ph đi n t

ổ ệ ừ

m2.4 μμm)m)

Cực tím (λλ<0.4) <0.4)  Cực tím ( Nhìn thấy (0.40.7μμm)m)  Nhìn thấy (0.40.7 Hồng ngoại phản xạ IR (0.7μμm2.4  Hồng ngoại phản xạ IR (0.7 Phát xạ (nhiệt) IR (2.4μμm20 m20 μμm)m)  Phát xạ (nhiệt) IR (2.4 Siêu cao tần (1cm1m)  Siêu cao tần (1cm1m)

Ảnh hưởng của khí quyển tới bức xạ điện từ

Tán xạ

đ n c khi b c x đi n t ứ ạ ệ ừ ế c b m t trái đ t nó ph i đi qua ả ấ

ể ủ ấ

Hấp thụ

ớ

Tr ướ đ ượ ề ặ l p khí quy n c a trái đ t. Các ớ ph n t ầ ử nh h ưở ả truy n t ề ớ có th t o ra tán x và h p th ể ạ khí trong khí quy n có th ể ể i các tia b c x ng t ứ ạ i. Nh ng nh h ữ ả ưở ấ ạ ng này ụ

CCRS

VÍ DỤ VỀ HIỆN TƯỢNG TÁN XẠ VÍ DỤ VỀ HIỆN TƯỢNG TÁN XẠ

Bầu trời mầu xanh Rayleigh scattering  Bầu trời mầu xanh Rayleigh scattering

Mây mầu trắng Mie scattering  Mây mầu trắng Mie scattering

HẤP THỤ HẤP THỤ

• Ozone: H p th UV Ozone: H p th UV ấ ấ

ụ ụ

• Khí nhà kính (The Green House gas (CO

ồ ồ

)) h p th ph n h ng ngo i Khí nhà kính (The Green House gas (CO22)) h p th ph n h ng ngo i ạ ầ ấ ụ ạ ầ ấ ụ m m~1mm) m , và nó làm nóng b u khí quy n m~1mm), và nó làm nóng b u khí quy n xa c a quang ph (>14 xa c a quang ph (>14

ủ ủ

ể ể

ầ ầ

ổ ổ

c trong khí quy n thì h p th nh ng b c trong khí quy n thì h p th nh ng b

ữ ữ

ể ể

c sóng dài c a d i ả c sóng dài c a d i ả

ủ ủ

• H i n H i n sóng h ng ngo i và siêu cao t n. sóng h ng ngo i và siêu cao t n.

ướ ướ m m m đ nếđ nế 1mm ) 1mm )

ụ ấ ụ ấ (22 m ầ (22 ầ

ơ ướ ơ ướ ồ ồ

ạ ạ

Cửa sổ khí quyển

ng đi n t

ượ

c a ệ ừ ủ nh ng vùng r t đ c bi ấ ặ ệ ng , chúng nh h ở ưở ả ổ ệ ừ

ữ

ơ ể

ụ

ủ

Do s h p th năng l ụ ự ấ l p khí quy n ể ở ữ ớ c a ph đi n t ổ ệ ừ ủ nh ng n i (trong ph đi n t ) mà chúng ta có th “nhìn” cho các m c đích c a vi n thám.

ễ

c sóng và

ể ệ

ị

ớ ừ

c sóng c ụ

hình bên th hi n giá tr b Ở ị ướ tr c đ ng th hi n giá tr ph n trăm ầ ể ệ ứ ụ ng ng v i t ng b năng l ứ ướ ượ th khi truy n qua khí quy n. ể ề ể

ị ả

ở

ổ ng khí quy n còn đ ể ể s đ ẽ ượ

ắ

ng Các vùng ph mà không b nh h ưở b i môi tr c g i ượ ọ ườ c ch n đ là c a s khí quy n ể ọ ử ổ c sóng thu nh n nh vi n thám. Các b ậ ả ướ ễ ng n h n 0.3mm h u nh b h p th b i ụ ở ư ị ấ ầ ơ t ng ozon ầ

CCRS

Bức xạ điện từ tác động đến địa vật

ệ ừ

ế

khi lan truy n ượ ng tác v i ớ i d ng h p th ụ

ấ

ậ

ề

Sóng đi n t ề đ n b m t trái đ t năng l ấ ề ặ s t sóng đi n t ệ ừ ẽ ươ v t th đó d ể ướ ạ (A), ph n x (R), và truy n qua ạ ả (T).

ượ

ạ ừ ậ

v t th ể

ng có hai d ng:

Năng l th ườ

ng ph n x t ả ạ

-Ph n x ph n chi u

ế

ả

ạ

-Ph n x khu ch tán

ế

ạ

ả

ượ

ệ ừ ị ậ

Ph n x khuy ch tán

ế Ph n x ph n chi u

ả ạ

ả

ả ạ

ướ

ế CCRS

ng sóng đi n t Năng l b v t th h p th nhi u hay ít ph ụ ể ấ ề ụ thu c vào b c sóng và lo i ạ ộ v t th ể

ậ

Đặc tính phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên

ụ ắ

ề ủ

ạ

- N c trong s h p th nhi u và ướ ẽ ấ ph n x ít, do đó m u s c c a nó ầ ả s r t th m trên nh. ả ẽ ấ

ẫ

ẽ

ụ

ạ ạ

ả

ố ượ

c (ví d nh phù sa ho c rong

ặ

-N c đ c s ph n x m nh h n ơ ả ướ c trong vì kh năng ph n x n ạ ả ướ c a nó ph thu c vào kh năng ả ộ ụ ủ ng trong ph n x c a các đ i t ả ạ ủ n ụ ướ rêu)

ấ

ạ

ả ả

ộ

ụ c sóng

-Đ t ph n x r t m nh và kh ạ ấ ả năng ph n x ph thu c vào ạ chi u dài b ướ

ề

ả

ậ

ự

c sóng ạ

b ạ ở ướ ồ

ạ

ph n h ng ngo i l n h n r t

ổ ủ ạ ớ

ả ồ

ầ

ớ

-Th c v t ph n x 0.54 mm và ph n h ng ngo i. ầ Kh năng ph n x ph c a th c ự ả v t ơ ấ ậ ở nhi u l n so v i vùng ánh sáng ề ầ nhìn th y.ấ

Khả năng phản xạ phổ (tiếp)

 Ngoài ra đ i v i đ i t

ấ ể

ả ế ả ng là đ t, m c dù nó có th ph n ặ ố ớ ố ượ c sóng nh ng n u trong đ t có ch a các t p ấ ư ổ ủ

ấ ng và ph n x ít năng l ề ặ ả

ứ

ề

ả x m i b ạ ứ ạ ở ọ ướ c thì kh năng ph n x ph c a nó s thay ch t và n ạ ẽ ướ ấ c thì nó s h p th đ i. Ví d nh n u trong đ t có n ụ ẽ ấ ướ ụ ư ế ổ ng h n. Ho c là nhi u năng l ơ ượ ạ ượ n u trong đ t có ch a các ch t phù sa ho c ch t s t thì nó ấ ắ ặ ấ ấ ế ng và m u s c c a nó s tr cũng h p th nhi u năng l ẽ ở ầ ắ ủ ượ ụ ấ nên s m h n. ẫ ơ

Khả năng phản xạ phổ (tiếp)

Các bộ cảm biến thu nhận cái gì?

ế ặ

B c m bi n chính là sensor đ ho c v tinh. Ví d nh máy ch p nh, ho c máy quét c đ t trên máy bay ặ ượ ụ ả ộ ả ặ ư ụ ệ

• Năng lượng phản xạ từ trái đ tấ • Năng lượng phát xạ từ trái đ tấ • Năng lượng tán xạ từ trái đ tấ

Phân loại viễn thám theo bước sóng

Vi n thám đ c phân thành 4 lo i chính theo b c sóng; ễ ượ ạ ướ

(1)Vi n thám trong d i sóng nhìn th y và h ng ngo i ồ ễ ạ ả ấ

(2) Vi n thám h ng ngo i nhi t ( thu năng l ng nhi t ồ ễ ạ ệ ượ ệ

VT quang h c ọ (b ị đ ng)ộ

c a đ a v t) ủ ị ậ

(3) Vi n thám siêu cao t n (Radar) (thu năng l ng tán ễ ầ ượ

VT ch ủ đ ngộ

x )ạ

(4) Vi n thám s d ng công ngh Lidar (thu năng l ng ử ụ ệ ễ ượ

sóng lazer)

Vi n thám quang h c

ễ

ọ

ộ ả

ọ ị ộ

ạ ph n x , hay

- Các b c m quang h c hay còn c g i là b c m b đ ng thu đ ộ ả ượ ọ nh n các b c x đi n t c a m t ặ ứ ạ ệ ừ ủ ậ nhìn th yấ và tr i trong d i sóng ả ờ c n h ng ngo i ạ ả ậ ồ b m t trái đ t. phát x t ấ ạ ừ ề ặ

ệ

-Các b c m bi n h ng ngo i đo ế ồ ộ ả ạ t phát các b c x h ng ngo i nhi ạ ứ ạ ồ b m t trái đ t. ra t ừ ề ặ ấ

Viễn thám chủ động

ễ

ộ

ng ạ ừ c ghi

Vi n thám ch đ ng : Cung ủ ộ ng c p m t ngu n năng l ượ ồ ấ riêng. B c m bi n ế phát ra ộ ả b c xứ ạ v phía các đ i t ố ượ ề c n ch p. B c x ph n x t ả ứ ạ ụ ầ ng ch p đ các đ i t ụ ượ ố ượ nh n b i b c m bi n ế ở ộ ả ậ (sensor).

ủ ộ

ạ

Ví d v vi n thám ch đ ng: ụ ề ễ ệ ố Radar, và Lidar Các h th ng đ u là lo i vi n thám ch ủ ễ ề đ ng.ộ