Cơ sở viễn thám-Chương 1

Chia sẻ: Tdhunre Td | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:20

Thêm vào BST

Báo xấu

450
lượt xem 77
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Buớc đầu tiên của việc ứng dụng viễn thám là phân tích bằng mắt các bức ảnh chụp bằng máy ảnh quang học phục vụ cho mục đích quân sự, dần dần cùng với sự phát triển của nhiều công nghệ và nhiều ngành khoa học khác nhau

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Cơ sở viễn thám-Chương 1

1 ®¹i häc quèc gia hμ néi Tr−êng §¹i häc Khoa häc Tù nhiªn -------*****-------- NGUYÔN NGäC TH¹CH c¬ së viÔn th¸m CC S Hμ Néi 8-2005
Lêi nãi ®Çu ViÔn th¸m (Remote sensing) ®ang ®−îc øng dông réng r·i trong nhiªu lÜnh vùc kh¸c nhau, ®Æc biÖt lµ trong c¸c khoa häc vÒ tr¸i ®Êt. B−íc ®Çu tiªn cña viÖc øng dông viÔn th¸m lµ ph©n tÝch b»ng m¾t c¸c bøc ¶nh chôp b»ng m¸y ¶nh quang häc phôc vô cho môc ®Ých qu©n sù, dÇn dÇn cïng víi sù ph¸t triÓn cña nhiÒu c«ng nghÖ vµ nhiÒu ngµnh khoa häc kh¸c nhau, viÔn th¸m ®· cã nh÷ng b−íc ph¸t triÓn v−ît bËc víi nh÷ng d¹ng t− liÖu míi vµ nh÷ng c«ng nghÖ xö lý míi hÕt søc ®a d¹ng. ViÔn th¸m, b−íc ®Çu ph¸t triÓn ë mét sè n−íc cã nÒn c«ng nghÖ tiªn tiÕn, dÇn dÇn ®· trë nªn mét c«ng nghÖ vµ mét ngµnh khoa häc cã tÝnh toµn cÇu phôc vô mét c¸ch h÷u hiÖu cho rÊt nhiÒu lÜnh vùc kh¸c nhau, ®Æc biÖt lµ trong viÖc nghiªn cøu, qu¶n lý tµi nguyªn, m«i tr−êng. Khoa häc ViÔn th¸m cã 6 hîp phÇn c¬ b¶n lµ: c¬ së vËt lý cña viÔn th¸m, c«ng nghÖ thu nhËn h×nh ¶nh trong viÔn th¸m, viÔn th¸m trong d¶i phæ quang, viÔn th¸m hång ngo¹i nhiÖt, viÔn th¸m radar, c¸c ph−¬ng ph¸p xö lý th«ng tin viÔn th¸m ( gi¶i ®o¸n ¶nh b»ng m¾t vµ xö lý ¶nh sè ). Ngoµi ra ViÔn th¸m cßn ®−îc g¾n chÆt víi c«ng nghÖ ®Þnh vÞ toµn cÇu (GPS ). §Ó phôc vô c«ng t¸c ®µo t¹o vµ tham kh¶o t¹i khoa §Þa lý, Tr−êng §¹i häc Khoa häc tù nhiªn, §¹i häc Quèc gia Hµ néi, gi¸o tr×nh “C¬ së ViÔn th¸m” biªn so¹n trªn c¬ së tæng hîp tõ nhiÒu nguån th«ng tin vµ tõ nh÷ng kiÕn thøc c¬ b¶n ®ang phæ biÕn trªn thÕ giíi còng nh− ë ViÖt nam, trong ®ã cã mét sè gi¸o tr×nh ®· ®ang ®ù¬c sö dông ë Tr−êng §¹i häc khoa häc tù nhiªn, §¹i häc Quèc gia Hµ Néi. Gi¸o tr×nh còng cã thÓ ®−îc sö dông ®Ó gi¶ng d¹y ë c¸c khoa, c¸c ngµnh thuéc lÜnh vùc khoa häc tr¸i ®Êt, m«i tr−êng. Hµ néi, th¸ng 10 n¨m 2005 1
Ch−¬ng 1 Kh¸i niÖm chung vÒ viÔn th¸m ViÔn th¸m lµ mét ngµnh khoa häc cã lÞch sö ph¸t triÓn tõ l©u, cã môc ®Ých nghiªn cøu th«ng tin vÒ mét vËt vµ mét hiÖn t−îng th«ng qua viÖc ph©n tÝch d÷ liÖu ¶nh hµng kh«ng, ¶nh vÖ tinh, ¶nh hång ngo¹i nhiÖt vµ ¶nh radar. Sù ph¸t triÓn cña khoa häc viÔn th¸m ®−îc b¾t ®Çu tõ môc ®Ých qu©n sù víi viÖc nghiªn cøu phim vµ ¶nh, ®−îc chôp lóc ®Çu tõ khinh khÝ cÇu vµ sau ®ã lµ trªn m¸y bay ë c¸c ®é cao kh¸c nhau. Ngµy nay, viÔn th¸m ngoµi viÖc t¸ch läc th«ng tin tõ ¶nh m¸y bay, cßn ¸p dông c¸c c«ng nghÖ hiÖn ®¹i trong thu nhËn vµ xö lý th«ng tin ¶nh sè, thu ®−îc tõ c¸c bé c¶m cã ®é ph©n gi¶i kh¸c nhau, ®−îc ®Æt trªn vÖ tinh thuéc quü ®¹o tr¸i ®Êt. ViÔn th¸m ®−îc øng dông trong nhiÒu ngµnh khoa häc kh¸c nhau nh− qu©n sù, ®Þa chÊt, ®Þa lý, m«i tr−êng, khÝ t−îng, thñy v¨n, thñy lîi, l©m nghiÖp vµ nhiÒu ngµnh khoa häc kh¸c. C¸c d÷ liÖu viÔn th¸m, trong ®ã cã ¶nh vÖ tinh ®a phæ , siªu phæ vµ ¶nh nhiÖt ®−îc dïng trong c¸c nghiªn cøu kh¸c nhau nh−: sö dông ®Êt, líp phñ mÆt ®Êt, rõng, thùc vËt, khÝ hËu khÝ t−îng, nhiÖt ®é trªn mÆt ®Êt vµ mÆt biÓn, ®Æc ®iÓm quyÓn khÝ vµ tÇng ozon, tai biÕn m«i tr−êng... D÷ liÖu ¶nh radar ®−îc sö dông trong nhiÒu lÜnh vùc nghiªn cøu kh¸c nhau nh− nghiªn c−ó c¸c môc tiªu qu©n sù, ®o vËn tèc giã, ®o ®é cao bay vµ ®é cao cña sãng biÓn, nghiªn cøu cÊu tróc ®Þa chÊt, sôt lón ®Êt, theo dâi lò lôt... ngoµi ra, cßn øng dông trong nghiªn cøu bÒ mÆt cña c¸c hµnh tinh kh¸c. 1.1. §Þnh nghÜa ViÔn th¸m (Remote sensing - tiÕng Anh) ®−îc hiÓu lµ mét khoa häc vµ nghÖ thuËt ®Ó thu nhËn th«ng tin vÒ mét ®èi t−îng, mét khu vùc hoÆc mét hiÖn t−îng th«ng qua viÖc ph©n tÝch t− liÖu thu nhËn ®−îc b»ng c¸c ph−¬ng tiÖn. Nh÷ng ph−¬ng tiÖn nµy kh«ng cã sù tiÕp xóc trùc tiÕp víi ®èi t−îng, khu vùc hoÆc víi hiÖn t−îng ®−îc nghiªn cøu. Thùc hiÖn ®−îc nh÷ng c«ng viÖc ®ã chÝnh lµ thùc hiÖn viÔn th¸m - hay hiÓu ®¬n gi¶n: ViÔn th¸m lµ th¨m dß tõ xa vÒ mét ®èi t−îng hoÆc mét hiÖn t−îng mµ kh«ng cã sù tiÕp xóc trùc tiÕp víi ®èi t−îng hoÆc hiÖn t−îng ®ã. MÆc dï cã rÊt nhiÒu ®Þnh nghÜa kh¸c nhau vÒ viÔn th¸m, nh−ng mäi ®Þnh nghÜa ®Òu cã nÐt chung, nhÊn m¹nh "viÔn th¸m lµ khoa häc thu nhËn tõ xa c¸c th«ng tin vÒ c¸c ®èi t−îng, hiÖn t−îng trªn tr¸i ®Êt". D−íi ®©y lµ ®Þnh nghÜa vÒ viÔn th¸m theo quan niÖm cña c¸c t¸c gi¶ kh¸c nhau. ViÔn th¸m lµ mét nghÖ thuËt, khoa häc, nãi Ýt nhiÒu vÒ mét vËt kh«ng cÇn ph¶i ch¹m vµo vËt ®ã (Ficher vµ nnk, 1976). 2
ViÔn th¸m lµ quan s¸t vÒ mét ®èi t−îng b»ng mét ph−¬ng tiÖn c¸ch xa vËt trªn mét kho¶ng c¸ch nhÊt ®Þnh (Barret vµ Curtis, 1976). ViÔn th¸m lµ mét khoa häc vÒ lÊy th«ng tin tõ mét ®èi t−îng, ®−îc ®o tõ mét kho¶ng c¸ch c¸ch xa vËt kh«ng cÇn tiÕp xóc víi nã. N¨ng l−îng ®−îc ®o trong c¸c hÖ viÔn th¸m hiÖn nay lµ n¨ng l−îng ®iÖn tõ ph¸t ra tõ vËt quan t©m... (D. A. Land Grete, 1978). ViÔn th¸m lµ øng dông vµo viÖc lÊy th«ng tin vÒ mÆt ®Êt vµ mÆt n−íc cña tr¸i ®Êt, b»ng viÖc sö dông c¸c ¶nh thu ®−îc tõ mét ®Çu chôp ¶nh sö dông bøc x¹ phæ ®iÖn tõ, ®¬n kªnh hoÆc ®a phæ, bøc x¹ hoÆc ph¶n x¹ tõ bÒ mÆt tr¸i ®Êt (Janes B. Capbell, 1996). ViÔn th¸m lµ "khoa häc vµ nghÖ thuËt thu nhËn th«ng tin vÒ mét vËt thÓ, mét vïng, hoÆc mét hiÖn t−îng, qua ph©n tÝch d÷ liÖu thu ®−îc bëi ph−¬ng tiÖn kh«ng tiÕp xóc víi vËt, vïng, hoÆc hiÖn t−îng khi kh¶o s¸t ".( Lillesand vµ Kiefer, 1986) Ph−¬ng ph¸p viÔn th¸m lµ ph−¬ng ph¸p sö dông n¨ng l−îng ®iÖn tõ nh− ¸nh s¸ng, nhiÖt, sãng cùc ng¾n nh− mét ph−¬ng tiÖn ®Ó ®iÒu tra vµ ®o ®¹c nh÷ng ®Æc tÝnh cña ®èi t−îng( Theo Floy Sabin 1987). §Þnh nghÜa nµy lo¹i trõ nh÷ng quan tr¾c vÒ ®iÖn, tõ vµ träng lùc v× nh÷ng quan tr¾c ®ã thuéc lÜnh vùc ®Þa vËt lý, sö dông ®Ó ®o nh÷ng tr−êng lùc nhiÒu h¬n lµ ®o bøc x¹ ®iÖn tõ. 1.2. LÞch sö ph¸t triÓn cña viÔn th¸m Sù ph¸t triÓn cña ngµnh viÔn th¸m qua c¸c thêi gian ®−îc tãm t¾t trong b¶ng 1.1. ViÔn th¸m lµ mét khoa häc, thùc sù ph¸t triÓn m¹nh mÏ qua h¬n ba thËp kû gÇn ®©y, khi mµ c«ng nghÖ vò trô ®· cho ra c¸c ¶nh sè, b¾t ®Çu ®−îc thu nhËn tõ c¸c vÖ tinh trªn quÜ ®¹o cña tr¸i ®Êt vµo n¨m 1960. Tuy nhiªn, viÔn th¸m cã lÞch sö ph¸t triÓn l©u ®êi, b¾t ®Çu b»ng viÖc chôp ¶nh sö dông phim vµ giÊy ¶nh. Tõ thÓ kû XIX, vµo n¨m 1839, Louis Daguerre (1789 - 1881) ®· ®−a ra b¸o c¸o c«ng tr×nh nghiªn cøu vÒ hãa ¶nh, khëi ®Çu cho ngµnh chôp ¶nh. Bøc ¶nh ®Çu tiªn, chôp bÒ mÆt tr¸i ®Êt tõ khinh khÝ cÇu, ®−îc thùc hiÖn vµo n¨m 1858 do Gaspard Felix Tournachon - nhµ nhiÕp ¶nh ng−êi Ph¸p. T¸c gi¶ ®· sö dông khinh khÝ cÇu ®Ó ®¹t tíi ®é cao 80m, chôp ¶nh vïng Bievre, Ph¸p. Mét trong nh÷ng bøc ¶nh tiÕp theo chôp bÒ mÆt tr¸i ®Êt tõ khinh khÝ cÇu lµ ¶nh vïng Bostom cña t¸c gi¶ James Wallace Black, 1860. ViÖc ra ®êi cña ngµnh hµng kh«ng ®· thóc ®Èy nhanh sù ph¸t triÓn m¹nh mÏ ngµnh chôp ¶nh sö dông m¸y ¶nh quang häc víi phim vµ giÊy ¶nh, lµ c¸c nguyªn liÖu nh¹y c¶m víi ¸nh s¸ng (photo). C«ng nghÖ chôp ¶nh tõ m¸y bay t¹o ®iÒu kiÖn cho nghiªn cøu mÆt ®Êt b»ng c¸c ¶nh chôp chång phñ kÕ tiÕp nhau vµ cho kh¶ n¨ng nh×n ¶nh næi (stereo).Kh¶ n¨ng ®ã gióp cho viÖc chØnh lý, ®o ®¹c ¶nh, t¸ch läc th«ng 3
tin tõ ¶nh cã hiÖu qu¶ cao. Mét ngµnh chôp ¶nh, ®−îc thùc hiÖn trªn c¸c ph−¬ng tiÖn hµng kh«ng nh− m¸y bay, khinh khÝ cÇu vµ tµu l−în hoÆc mét ph−¬ng tiÖn trªn kh«ng kh¸c, gäi lµ ngµnh chôp ¶nh hµng kh«ng. C¸c ¶nh thu ®−îc tõ ngµnh chôp ¶nh hµng kh«ng gäi lµ kh«ng ¶nh. Bøc ¶nh ®Çu tiªn chôp tõ m¸y bay, ®−îc thùc hiÖn vµo n¨m 1910, do Wilbur Wright, mét nhµ nhiÕp ¶nh ng−êi ý, b»ng viÖc thu nhËn ¶nh di ®éng trªn vïng gÇn Centoceli thuéc n−íc ý (b¶ng 1.1). B¶ng 1.1: Tãm t¾t sù ph¸t triÓn cña viÔn th¸m qua c¸c sù kiÖn Thêi gian Sù kiÖn (N¨m) 1800 Ph¸t hiÖn ra tia hång ngo¹i 1839 B¾t ®Çu ph¸t minh kü thuËt chôp ¶nh ®en tr¾ng 1847 Ph¸t hiÖn c¶ d¶i phæ hång ngo¹i vµ phæ nh×n thÊy 1850-1860 Chôp ¶nh tõ kinh khÝ cÇu 1873 X©y dùng häc thuyÕt vÒ phæ ®iÖn tõ 1909 Chôp ¶nh tõ m¸y bay 1910-1920 Gi¶i ®o¸n tõ kh«ng trung 1920-1930 Ph¸t triÓn ngµnh chôp vµ ®o ¶nh hµng kh«ng 1930-1940 Ph¸t triÓn kü thuËt radar ( §øc, Mü, Anh) 1940 Ph©n tÝch vµ øng dông ¶nh chôp tõ m¸y bay 1950 X¸c ®Þnh d¶i phæ tõ vïng nh×n thÊy ®Õn kh«ng nh×n thÊy 1950-1960 Nghiªn cøu s©u vÒ ¶nh cho môc ®Ých qu©n sù 12-4-1961 Liªn x« phãng thµnh c«ng tµu vò trô cã ng−êi l¸i vµ chôp ¶nh tr¸i ®Êt tõ ngoµi vò trô. 1960-1970 LÇn ®Çu tiªn sö dông thuËt ng÷ viÔn th¸m 1972 Mü phãng vÖ tinh Landsat-1 1970-1980 Ph¸t triÓn m¹nh mÏ ph−¬ng ph¸p xö lý ¶nh sè 1980-1990 Mü ph¸t triÓn thÕ hÖ míi cña vÖ tinh Landsat 1986 Ph¸p phãng vÖ tinh SPOT vµo quÜ ®¹o 1990 ®Õn nay Ph¸t triÓn bé c¶m thu ®o phæ, t¨ng d¶i phæ vµ sè l−îng kªnh phæ, t¨ng ®é ph©n gi¶i cña bé c¶m. Ph¸t triÓn nhiÒu kü thuËt xö lý míi. (Nguån s−u tÇm do NgyÔn V¨n §µi, 2003). 4
ChiÕn tranh thÕ giíi thø nhÊt (1914 - 1918) ®¸nh dÊu giai ®o¹n khëi ®Çu cña c«ng nghÖ chôp ¶nh tõ m¸y bay cho môc ®Ých qu©n sù. C«ng nghÖ chôp ¶nh tõ m¸y bay ®· kÐo theo nhiÒu ng−êi ho¹t ®éng trong lÜnh vùc nµy, ®Æc biÖt trong viÖc lµm ¶nh vµ ®o ®¹c ¶nh. Nh÷ng n¨m sau ®ã, c¸c thiÕt kÕ kh¸c nhau vÒ c¸c lo¹i m¸y chôp ¶nh ®−îc ph¸t triÓn m¹nh mÏ. §ång thêi, nghÖ thuËt gi¶i ®o¸n kh«ng ¶nh vµ ®o ®¹c tõ ¶nh ®· ph¸t triÓn m¹nh, lµ c¬ së h×nh thµnh mét ngµnh khoa häc míi lµ ®o ®¹c ¶nh (photogrametry). §©y lµ ngµnh øng dông thùc tÕ trong viÖc ®o ®¹c chÝnh x¸c c¸c ®èi t−îng tõ d÷ liÖu ¶nh chôp. Yªu cÇu trªn ®ßi hái viÖc ph¸t triÓn c¸c thiÕt bÞ chÝnh x¸c cao, ®¸p øng cho viÖc ph©n tÝch kh«ng ¶nh. Trong chiÕn tranh thÕ giíi thø hai (1939 - 1945) kh«ng ¶nh ®· dïng chñ yÕu cho môc ®Ých qu©n sù. Trong thêi kú nµy, ngoµi viÖc ph¸t triÓn c«ng nghÖ radar, cßn ®¸nh dÊu bëi sù ph¸t triÓn ¶nh chôp sö dông phæ hång ngo¹i. C¸c bøc ¶nh thu ®−îc tõ nguån n¨ng l−îng nh©n t¹o lµ radar, ®· ®−îc sö dông réng r·i trong qu©n sù. C¸c ¶nh chôp víi kªnh phæ hång ngo¹i cho ra kh¶ n¨ng triÕt läc th«ng tin nhiÒu h¬n. ¶nh mÇu, chôp b»ng m¸y ¶nh, ®· ®−îc dïng trong chiÕn tranh thÕ giíi thø hai. ViÖc ch¹y ®ua vµo vò trô gi÷a Liªn X« cò vµ Hoa Kú ®· thóc ®Èy viÖc nghiªn cøu tr¸i ®Êt b»ng viÔn th¸m víi c¸c ph−¬ng tiÖn kü thuËt hiÖn ®¹i. C¸c trung t©m nghiªn cøu mÆt ®Êt ®−îc ra ®êi, nh− c¬ quan vò trô ch©u ¢u ESA (Aeropian Remote sensing Agency), Ch−¬ng tr×nh Vò trô NASA (Nationmal Aeromautics and Space Administration) Mü. Ngoµi c¸c thèng kª ë trªn, cã thÓ kÓ ®Õn c¸c ch−¬ng tr×nh nghiªn cøu tr¸i ®Êt b»ng viÔn th¸m t¹i c¸c n−íc nh− Canada, NhËt, Ph¸p, Ên §é vµ Trung Quèc. Bøc ¶nh ®Çu tiªn, chôp vÒ tr¸i ®Êt tõ vò trô, ®−îc cung cÊp tõ tµu Explorer-6 vµo n¨m 1959. TiÕp theo lµ ch−¬ng tr×nh vò trô Mercury (1960), cho ra c¸c s¶n phÈm ¶nh chôp tõ quü ®¹o tr¸i ®Êt cã chÊt l−îng cao, ¶nh mµu cã kÝch th−íc 70mm, ®−îc chôp tõ mét m¸y tù ®éng. VÖ tinh khÝ t−îng ®Çu tiªn (TIR0S-1), ®−îc phãng lªn quÜ ®¹o tr¸i ®Êt vµo th¸ng 4 n¨m 1960, më ®Çu cho viÖc quan s¸t vµ dù b¸o khÝ t−îng. VÖ tinh khÝ t−îng NOAA, ®· ho¹t ®éng tõ sau n¨m 1972, cho ra d÷ liÖu ¶nh cã ®é ph©n gi¶i thêi gian cao nhÊt, ®¸nh dÊu cho viÖc nghiªn cøu khÝ t−îng tr¸i ®Êt tõ vò trô mét c¸ch tæng thÓ vµ cËp nhËt tõng ngµy. Sù ph¸t triÓn cña viÔn th¸m, ®i liÒn víi sù ph¸t triÓn cña c«ng nghÖ nghiªn cøu vò trô, phôc vô cho nghiªn cøu tr¸i ®Êt vµ c¸c hµnh tinh vµ quyÓn khÝ. C¸c ¶nh chôp næi (stereo), thùc hiÖn theo ph−¬ng ®øng vµ xiªn, cung cÊp tõ vÖ tinh Gemini (1965), ®· thÓ hiÖn −u thÕ cña c«ng viÖc nghiªn cøu tr¸i ®Êt. TiÕp theo, tÇu Apolo cho ra s¶n phÈm ¶nh chôp næi vµ ®a phæ, cã kÝch th−íc ¶nh 70mm, chôp vÒ tr¸i ®Êt, ®· cho ra c¸c th«ng tin v« cïng h÷u Ých trong nghiªn cøu mÆt ®Êt. Ngµnh hµng kh«ng vò trô Nga ®· ®ãng vai trß tiªn phong trong nghiªn cøu Tr¸i §Êt tõ vò trô. 5
ViÖc nghiªn cøu tr¸i ®Êt ®· ®−îc thùc hiÖn trªn c¸c con tµu vò trô cã ng−êi nh− Soyuz, c¸c tµu Meteor vµ Cosmos (tõ n¨m 1961), hoÆc trªn c¸c tr¹m chµo mõng Salyut. S¶n phÈm thu ®−îc lµ c¸c ¶nh chôp trªn c¸c thiÕt bÞ quÐt ®a phæ ph©n gi¶i cao, nh− MSU-E (trªn Meteor - priroda). C¸c bøc ¶nh chôp tõ vÖ tinh Cosmos cã d¶i phæ n»m trªn 5 kªnh kh¸c nhau, víi kÝch th−íc ¶nh 18 x 18cm. Ngoµi ra, c¸c ¶nh chôp tõ thiÕt bÞ chôp KATE-140, MKF-6M trªn tr¹m quü ®¹o Salyut, cho ra 6 kªnh ¶nh thuéc d¶i phæ 0.40 ®Õn 0.89μm. §é ph©n gi¶i mÆt ®Êt t¹i t©m ¶nh ®¹t 20 x 20m. TiÕp theo vÖ tinh nghiªn cøu tr¸i ®Êt ERTS(sau ®æi tªn lµ Landsat-1), lµ c¸c vÖ tinh thÕ hÖ míi h¬n nh− Landsat-2, Landsat-3, Landsat-4 vµ Landsat-5. Ngay tõ ®Çu, ERTS-1 mang theo bé c¶m quÐt ®a phæ MSS víi bèn kªnh phæ kh¸c nhau, vµ bé c¶m RBV (Return Beam Vidicon) víi ba kªnh phæ kh¸c nhau. Ngoµi c¸c vÖ tinh Landsat-2, Landsat-3, cßn cã c¸c vÖ tinh kh¸c lµ SKYLAB (1973) vµ HCMM (1978). Tõ 1982, c¸c ¶nh chuyªn ®Ò ®−îc thùc hiÖn trªn c¸c vÖ tinh Landsat TM-4 vµ Landsat TM-5 víi 7 kªnh phæ tõ d¶i sãng nh×n thÊy ®Õn hång ngo¹i nhiÖt. §iÒu nµy t¹o nªn mét −u thÕ míi trong nghiªn cøu tr¸i ®Êt tõ nhiÒu d¶i phæ kh¸c nhau. Ngµy nay, ¶nh vÖ tinh chuyªn ®Ò tõ Landsat-7 ®· ®−îc phæ biÕn víi gi¸ rÎ h¬n c¸c ¶nh vÖ tinh Landsat TM-5, cho phÐp ng−êi sö dông ngµy cµng cã ®iÒu kiÖn ®Ó tiÕp cËn víi ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu m«i tr−êng qua c¸c d÷ liÖu vÖ tinh (h×nh 1.1). T− liÖu sè H×nh 1.1: ViÔn th¸m tõ viÖc thu nhËn th«ng tin ®Õn ng−êi sö dông (Theo Ravi Gupta, 1991). 6
D÷ liÖu ¶nh vÖ tinh SPOT cña Ph¸p khëi ®Çu tõ n¨m 1986, tr¶i qua c¸c thÕ hÖ SPOT-1, SPOT-2, SPOT-3, SPOT-4 vµ SPOT-5, ®· ®−a ra s¶n phÈm ¶nh sè thuéc hai kiÓu phæ, ®¬n kªnh (panchoromatic) víi ®é ph©n d¶i kh«ng gian tõ 10 x 10m ®Õn 2,5 x 2,5m, vµ ®a kªnh SPOT- XS (hai kªnh thuéc d¶i phæ nh×n thÊy, mét kªnh thuéc d¶i phæ hång ngo¹i) víi ®é ph©n gi¶i kh«ng gian 20 x 20m. §Æc tÝnh cña ¶nh vÖ tinh SPOT lµ cho ra c¸c cÆp ¶nh phñ chång cho phÐp nh×n ®èi t−îng næi (stereo) trong kh«ng gian ba chiÒu. §iÒu nµy gióp cho viÖc nghiªn cøu bÒ mÆt tr¸i ®Êt ®¹t kÕt qu¶ cao, nhÊt lµ trong viÖc ph©n tÝch c¸c yÕu tè ®Þa h×nh. C¸c ¶nh vÖ tinh cña NhËt, nh− MOS-1, phôc vô cho quan s¸t biÓn (Marine Observation Satellite). C«ng nghÖ thu ¶nh vÖ tinh còng ®−îc thùc hiÖn trªn c¸c vÖ tinh cña Ên ®é IRS-1A, t¹o ra c¸c ¶nh vÖ tinh nh− LISS thuéc nhiÒu hÖ kh¸c nhau. Trong nghiªn cøu m«i tr−êng vµ khÝ hËu tr¸i ®Êt, c¸c ¶nh vÖ tinh NOAA cã ®é phñ lín vµ cã sù lÆp l¹i hµng ngµy, ®· cho phÐp nghiªn cøu c¸c hiÖn t−îng khÝ hËu x¶y ra trong quyÓn khÝ nh− nhiÖt ®é, ¸p suÊt nhiÖt ®íi hoÆc dù b¸o b·o. Sù ph¸t triÓn trong lÜnh vùc nghiªn cøu tr¸i ®Êt b»ng viÔn th¸m ®−îc ®Èy m¹nh do ¸p dông tiÕn bé khoa häc kü thuËt míi víi viÖc sö dông c¸c ¶nh radar. ViÔn th¸m radar tÝch cùc, thu nhËn ¶nh b»ng viÖc ph¸t sãng dµi siªu tÇn vµ thu tia ph¶n håi, cho phÐp thùc hiÖn c¸c nghiªn cøu ®éc lËp, kh«ng phô thuéc vµo m©y. Sãng radar cã ®Æc tÝnh xuyªn qua m©y, líp ®Êt máng vµ thùc vËt vµ lµ nguån sãng nh©n t¹o, nªn nã cã kh¶ n¨ng ho¹t ®éng c¶ ngµy vµ ®ªm, kh«ng phô thuéc vµo nguån n¨ng l−îng mÆt trêi. C¸c bøc ¶nh t¹o nªn bëi hÖ radar kiÓu SLAR ®−îc ghi nhËn ®Çu tiªn trªn bé c¶m Seasat. §Æc tÝnh cña sãng radar lµ thu tia ph¶n håi tõ nguån ph¸t víi gãc xiªn rÊt ®a d¹ng. Sãng nµy hÕt søc nh¹y c¶m víi ®é ghå ghÒ cña bÒ mÆt vËt, ®−îc chïm tia radar ph¸t tíi, v× vËy nã ®−îc øng dông cho nghiªn cøu cÊu tróc mét khu vùc nµo ®ã. C«ng nghÖ m¸y tÝnh ngµy nay ®· ph¸t triÓn m¹nh mÏ cïng víi c¸c s¶n phÈm phÇn mÒm chuyªn dông, t¹o ®iÒu kiÖn cho ph©n tÝch ¶nh vÖ tinh d¹ng sè hoÆc ¶nh radar. Thêi ®¹i bïng næ cña Internet, c«ng nghÖ tin häc víi kü thuËt xö lý ¶nh sè, kÕt hîp víi HÖ th«ng tin §Þa lý (GIS), cho kh¶ n¨ng nghiªn cøu tr¸i ®Êt b»ng viÔn th¸m ngµy cµng thuËn lîi vµ ®¹t hiÖu qu¶ cao h¬n. 1.3. Nguyªn lý c¬ b¶n cña viÔn th¸m ViÔn th¸m nghiªn cøu ®èi t−îng b»ng gi¶i ®o¸n vµ t¸ch läc th«ng tin tõ d÷ liÖu ¶nh chôp hµng kh«ng, hoÆc b»ng viÖc gi¶i ®o¸n ¶nh vÖ tinh d¹ng sè. C¸c d÷ liÖu d−íi d¹ng ¶nh chôp vµ ¶nh sè ®−îc thu nhËn dùa trªn viÖc ghi nhËn n¨ng l−îng bøc x¹ (kh«ng ¶nh vµ ¶nh vÖ tinh) vµ sãng ph¶n håi (¶nh radar) ph¸t ra 7
tõ vËt thÓ khi kh¶o s¸t. N¨ng l−îng phæ d−íi d¹ng sãng ®iÖn tõ, n»m trªn c¸c d¶i phæ kh¸c nhau, cïng cho th«ng tin vÒ mét vËt thÓ tõ nhiÒu gãc ®é sÏ gãp phÇn gi¶i ®o¸n ®èi t−îng mét c¸ch chÝnh x¸c h¬n (h×nh 1.2). D÷ liÖu vÖ tinh D÷ liÖu m ¸y bay tÇng cao D÷ liÖu tÇng thÊp M Æt ®Êt H×nh 1.2: Nghiªn cøu viÔn th¸m theo ®a quan niÖm (Theo Lillesand vµ Kiefer, 1986). NÕu biÕt tr−íc phæ ph¸t x¹, ph¶n x¹ (emited/reflected) chuÈn cña vËt thÓ trong phßng thÝ nghiÖm, x¸c ®Þnh b»ng c¸c m¸y ®o phæ, ta cã thÓ gi¶i ®o¸n vËt thÓ b»ng c¸ch ph©n tÝch ®−êng cong phæ thu ®−îc tõ ¶nh vÖ tinh. C¸c phÇn mÒm xö lý ¶nh sè ®−îc ph¸t triÓn, nh»m cho ra th«ng tin vÒ phæ bøc x¹ cña c¸c vËt thÓ hoÆc c¸c hiÖn t−îng x¶y ra trong giíi h¹n diÖn phñ cña ¶nh. Xö lý ¶nh sè lµ kü nghÖ lµm hiÓn thÞ râ ¶nh vµ t¸ch läc th«ng tin tõ c¸c d÷ liÖu ¶nh sè, dùa vµo c¸c th«ng tin ch×a khãa vÒ phæ bøc x¹ ph¸t ra. HiÖn nay, cã rÊt nhiÒu ph−¬ng ph¸p xö lý ¶nh sè ®−îc thùc hiÖn trªn c¸c phÇn mÒm xö lý ¶nh nh− IDRISI, ERDAS (PC), ERDAS Imagine (UNIX), PCI, ERMAPER, DRAGON, ENVI,ILWIS.... Gi¶i ®o¸n, t¸ch läc th«ng tin tõ d÷ liÖu ¶nh viÔn th¸m ®−îc thùc hiÖn dùa trªn c¸c c¸ch tiÕp cËn kh¸c nhau, cã thÓ kÓ ®Õn lµ: 1. §a phæ: Sö dông nghiªn cøu vËt tõ nhiÒu kªnh phæ trong d¶i phæ tõ nh×n thÊy ®Õn sãng radar. 8
2. §a nguån d÷ liÖu: D÷ liÖu ¶nh thu nhËn tõ c¸c nguån kh¸c nhau ë c¸c ®é cao kh¸c nhau, nh− ¶nh chôp trªn mÆt ®Êt, chôp trªn khinh khÝ cÇu, chôp tõ m¸y bay trùc th¨ng vµ ph¶n lùc ®Õn c¸c ¶nh vÖ tinh cã ng−êi ®iÒu khiÓn hoÆc tù ®éng. 3. §a thêi gian: D÷ liÖu ¶nh thu nhËn vµo c¸c thêi gian kh¸c nhau. 4. §a ®é ph©n gi¶i: D÷ liÖu ¶nh cã ®é ph©n gi¶i kh¸c nhau vÒ kh«ng gian, phæ vµ thêi gian. 5. §a ph−¬ng ph¸p: Xö lý ¶nh b»ng m¾t vµ b»ng sè. 1. 4. HÖ ®Þnh vÞ toµn cÇu (GPS) trong viÔn th¸m Trong khoa häc viÔn th¸m kh«ng thÓ kh«ng cã mét hÖ ®Þnh vÞ chung cho viÖc quan s¸t tr¸i ®Êt tõ vÖ tinh vµ gi¸m s¸t tõ mÆt ®Êt. HÖ ®Þnh vÞ toµn cÇu GPS (Global Positioning System) do qu©n ®éi Mü thiÕt kÕ ban ®Çu v× môc ®Ých qu©n sù. HÖ ®Þnh vÞ nµy bao gåm 24 vÖ tinh quay quanh tr¸i ®Êt trªn 6 nhãm quÜ ®¹o kh¸c nhau, cø 4 vÖ tinh trong mét nhãm quÜ ®¹o. Th«ng th−êng, c¸c vÖ tinh nµy quay quanh quÜ ®¹o tr¸i ®Êt mét vßng hÕt thêi gian lµ 24 giê vµ ë trªn ®é cao so víi bÒ mÆt tr¸i ®Êt lµ 20.200km. Nh÷ng vÖ tinh nµy gièng nh− c¸c chßm sao nh©n t¹o, gióp cho ®Þnh vÞ vµ dÉn ®−êng. C¸c vÖ tinh truyÒn tÝn hiÖu radio, m· hãa thêi gian ®−îc ghi nhËn bëi tr¹m thu mÆt ®Êt (h×nh 1.3). Tr¸i §Êt H×nh 1.3. HÖ ®Þnh vÞ toµn cÇu b¾t tÝn hiÖu tõ vÖ tinh quÜ ®¹o H×nh 1.3: HÖTr¸i §Êt toµn cÇu GPS ®Þnh vÞ MÆt ph¼ng cña quÜ ®¹o "gÇn" trßn cña c¸c vÖ tinh nghiªng so víi ®−êng xÝch ®¹o mét gãc 600 vµ ph©n bè c¸ch ®Òu nhau 600 theo kinh tuyÕn. §iÒu ®ã cã nghÜa lµ, ë bÊt cø ®iÓm nµo trªn Tr¸i §Êt víi hÖ ®Þnh vÞ toµn cÇu cã thÓ nhËn ®−îc tÝn hiÖu Ýt nhÊt tõ 4 vÖ tinh. HÖ ®Þnh vÞ toµn cÇu, b¾t ®Çu ho¹t ®éng tõ n¨m 1993, bao gåm 21 vÖ tinh ho¹t ®éng vµ 3 vÖ tinh dù phßng. H×nh 1.4 lµ s¬ ®å hÖ thèng ®Þnh vÞ toµn cÇu víi c¸c vÖ tinh ®ang ho¹t ®éng. VÞ trÝ t¹i mét ®iÓm trªn 9
tr¸i ®Êt ®−îc x¸c ®Þnh bëi GPS nhê thu nhËn tÝn hiÖu vµ so s¸nh chóng víi Ýt nhÊt ba vÖ tinh. Kho¶ng c¸ch tõ mét vÖ tinh ®Õn GPS lµ mÆt cÇu cã b¸n kÝnh tõ vÖ tinh ®Õn GPS. Kho¶ng c¸ch tõ GPS ®Õn hai vÖ tinh lµ giao cña hai mÆt cÇu vµ kÕt qu¶ sÏ lµ mét vßng trßn. Kho¶ng c¸ch nµy nÕu tÝnh tõ 3 vÖ tinh sÏ lµ giao cña hai vßng trßn tøc cã kÕt qu¶ lµ hai ®iÓm, kho¶ng c¸ch tÝnh theo 4 vÖ tinh sÏ lµ mét ®iÓm duy nhÊt. §èi víi mçi tÝn hiÖu nhËn ®−îc, viÖc gi¶i ®o¸n m· hoÆc ®o pha cho phÐp tÝnh to¸n vÞ trÝ cña vÖ tinh trong kh«ng gian vµ kho¶ng c¸ch cña chóng ®Õn GPS. Víi d÷ liÖu tÝnh to¸n cho tõng vÖ tinh, vÞ trÝ n»m ngang cña GPS ®−îc tÝnh tõ giao c¾t duy nhÊt cña ba h×nh nãn. VÞ trÝ n»m ngang vµ ®øng cña GPS cã thÓ tÝnh to¸n ®−îc qua ba hoÆc bèn vÖ tinh. HÖ ®Þnh vÞ toµn cÇu, vÒ møc ®é chÝnh x¸c, ®−îc ph©n ra lµm hai lo¹i. Trong qu©n sù, m· P, cã ®é chÝnh x¸c ngang theo ph−¬ng n»m ngang lµ ±17,8m vµ ®é cao ± 28,4m. HÖ ®Þnh vÞ toµn cÇu cho môc ®Ých d©n dông cã ®é chÝnh x¸c theo ph−¬ng ngang lµ ± 28,4m vµ theo ph−¬ng ®øng lµ ± 44,5m. §é chÝnh x¸c cña vÞ trÝ cã thÓ ®−îc n©ng cao, nÕu ta dïng ®ång thêi hai GPS. §Ó ®o vÞ trÝ cña mét ®iÓm nµo ®ã, ta sÏ xö dông hÖ ®o gåm hai GPS lµ A vµ B (h×nh 1.4). ChØnh d÷ liÖu H×nh 1.4: Sù kh¸c nhau vÒ vÞ trÝ cña cÆp hai GPS Khi ®· ®−îc biÕt gi¸ trÞ täa ®é cña ®iÓm cho bëi hÖ GPS A, ta ®o sù kh¸c nhau víi kÕt qu¶ do hÖ GPS B cung cÊp. NÕu hai hÖ GPS n»m c¸ch nhau trong kho¶ng c¸ch 1000m, ®é chÝnh x¸c ®¹t tõ ± 1 ®Õn ± 2cm. Trong ®¹i ®a sè tr−êng hîp ®Þnh vÞ ®iÓm, khi sö dông hai cÆp GPS, ®é chÝnh x¸c vÒ vÞ trÝ ®¹t tõ 0,3 ®Õn 20m. §é chÝnh x¸c nµy ®−îc b¶o toµn ngay c¶ khi hÖ GPS chuyÓn ®éng víi vËn tèc < 20 km/ h. HÖ 10
®Þnh vÞ toµn cÇu sö dông hÖ täa ®é theo l−íi chiÕu tr¾c ®Þa thÕ giíi 84 (WG 84) hoÆc hÖ täa ®é ®Þa lý. Sù chuyÓn ®æi gi÷a c¸c hÖ täa ®é ®−îc thùc hiÖn qua c¸c thao t¸c ngay trªn m¸y GPS. D÷ liÖu ®Çu vµo ®−îc l−u tr÷ trong hÖ GPS lµ c¸c th«ng tin vÒ hÖ täa ®é cña c¸c ®iÓm kh¶o s¸t, hoÆc nã ®−îc g¾n víi m¸y tÝnh vµ chuyÓn d÷ liÖu mµ nã thu nhËn vµo m¸y tÝnh th«ng qua mét phÇn mÒm chuyªn dông. Khi GPS g¾n trªn c¸c thiÕt bÞ chuyÓn ®éng nh− xe cé vµ m¸y bay, nã sÏ ghi nhËn täa ®é cña c¸c ®−êng ®i qua vµ chuyÓn vµo m¸y tÝnh. D÷ liÖu GPS cã thÓ lµ c¸c d÷ liÖu nh−: - Täa ®é c¸c ®iÓm kh¶o s¸t - §o c¸c ®èi t−îng ®Þa h×nh mµ kh«ng thÓ ®o ®−îc b»ng ph−¬ng ph¸p th«ng th−êng (vÞ trÝ vµ ®é cao). - §o täa ®é ®−êng bé mµ thiÕt bÞ ®ang ®−îc di chuyÓn trªn ®ã. - CËp nhËp d÷ liÖu vÒ hµnh tr×nh trªn ®−êng ®i c¸c tuyÕn hµng h¶i - DÉn ®−êng cho c¸c ph−¬ng tiÖn giao th«ng trªn bé - DÉn ®−êng cho qu¸ tr×nh chôp ¶nh hµng kh«ng. 1.5. Giíi thiÖu vÒ nh÷ng øng dông cña viÔn th¸m HiÖn nay, viÔn th¸m ®−îc øng dông réng r·i trong nhiÒu ngµnh, nhiÒu lÜnh vùc kh¸c nhau vµ d−íi ®©y lµ giíi thiÖu nh÷ng øng dông chÝnh. Nghiªn c−ó ®Þa chÊt: ViÔn th¸m tõ l©u ®· ®−îc øng dông ®Ó gi¶i ®o¸n c¸c th«ng tin ®Þa chÊt. D÷ liÖu viÔn th¸m ®−îc dïng cho gi¶i ®o¸n lµ c¸c ¶nh m¸y bay, ¶nh vÖ tinh vµ ¶nh radar. LÜnh vùc dïng d÷ liÖu nµy cã thÓ kÓ ®Õn lµ ®Þa m¹o, cÊu tróc ®Þa chÊt, trÇm tÝch, khai kho¸ng, dÇu má, ®Þa tÇng, ®Þa chÊt c«ng tr×nh, n−íc ngÇm vµ c¸c nghiªn cøu vÒ ®Þa chÊt m«i tr−êng. D÷ liÖu ¶nh radar cho phÐp nghiªn cøu cÊu tróc ®Þa chÊt mét c¸ch h÷u hiÖu v× ¶nh radar rÊt nh¹y c¶m víi ®Þa h×nh. Tæ hîp d÷ liÖu viÔn th¸m víi d÷ liÖu ®Þa lý sÏ lµm giµu thªm kh¶ n¨ng nghiªn cøu c¸c th«ng tin ®Þa chÊt cÇn quan t©m. Mét sè øng dông cña viÔn th¸m trong ®Þa chÊt cã thÓ kÓ ra nh− sau: * øng dông trong nghiªn cøu ®Þa m¹o: c¸c d¹ng ®Þa h×nh ®−îc thÓ hiÖn rÊt râ trªn ¶nh viÔn th¸m (®Þa h×nh kiÕn t¹o, nói löa, ®Þa h×nh s«ng suèi, ®Þa h×nh tam gi¸c ch©u, ®Þa h×nh thµnh t¹o do c¸t, thµnh t¹o do b¨ng) vµ ®−îc gi¶i ®o¸n mét c¸ch chÝnh x¸c. * CÊu tróc ®Þa chÊt: gi¶i ®o¸n c¸c bÒ mÆt vµ ®é dèc cña tÇng trÇm tÝch, c¸c yÕu tè uèn nÕp, ®øt g·y, linearment vµ chuyÓn ®éng n©ng h¹ (dïng ¶nh giao thoa radar), 11
c¸c rift nói löa hiÖn ®¹i, c¸c cÊu tróc vßng, tiªm nhËp, bÊt chØnh hîp ®Þa tÇng, c¸c øng dông trong nghiªn cøu ®Þa ®éng lùc. * Nghiªn cøu th¹ch häc: ®Þnh c¸c ®¸ trÇm tÝch, macma, biÕn chÊt vµ thµnh t¹o xen kÏ kh¸c. Nghiªn cøu trËt tù ®Þa tÇng vµ t−¬ng quan tuæi. * øng dông trong khai kho¸ng vµ khai th¸c dÇu. * §iÒu tra kh¶o s¸t n−íc ngÇm, ®iÒu tra ®Þa chÊt c«ng tr×nh... Nghiªn c−ó m«i tr−êng: ViÔn th¸m lµ ph−¬ng tiÖn h÷u hiÖu ®Ó nghiªn cøu m«i tr−êng ®Êt liÒn ( xãi mßn, « nhiÔm), m«i tr−êng biÓn (®o nhiÖt ®é, mµu n−íc biÓn, giã sãng), Nghiªn c−ó khÝ hËu vµ quyÓn khÝ (®Æc ®iÓm tÇng ozon, m©y, m−a, nhiÖt ®é quyÓn khÝ), dù b¸o b·o vµ nghiªn cøu khÝ hËu qua d÷ liÖu thu tõ vÖ tinh khÝ t−îng. Nghiªn c−ó thùc vËt, rõng: ViÔn th¸m cung cÊp ¶nh cã diÖn phñ toµn cÇu nghiªn cøu thùc vËt theo ngµy, mïa vô, n¨m, th¸ng vµ theo giai ®o¹n. Thùc vËt lµ ®èi t−îng ®Çu tiªn mµ ¶nh viÔn th¸m vÖ tinh thu nhËn ®−îc th«ng tin. Trªn ¶nh viÔn th¸m chóng ta cã thÓ tÝnh to¸n sinh khèi, ®é tr−ëng thµnh vµ s©u bÖnh dùa trªn chØ sè thùc vËt, cã thÓ nghiªn cøu ch¸y rõng qua c¸c ¶nh vÖ tinh. Nghiªn cøu thñy v¨n: MÆt n−íc vµ c¸c hÖ thèng dßng ch¶y ®−îc hiÓn thÞ rÊt râ trªn ¶nh vÖ tinh vµ cã thÓ khoanh vi ®−îc chóng. D÷ liÖu ¶nh vÖ tinh, ®−îc ghi nhËn trong mïa lò, lµ d÷ liÖu ®−îc sö dông ®Ó tÝnh to¸n diÖn tÝch thiªn tai vµ cho kh¶ n¨ng dù b¸o lò lôt. Nghiªn c−ó c¸c hµnh tinh kh¸c: C¸c d÷ liÖu viÔn th¸m thu tõ vÖ tinh cho phÐp nghiªn cøu c¸c v× sao vµ mÆt tr¨ng. §iÒu nµy kh¼ng ®Þnh r»ng viÔn th¸m lµ mét c«ng nghÖ vµ cã øng dông hÕt søc réng lín v−ît ra khái tÇm tr¸i ®Êt. 1.6. Ph©n lo¹i viÔn th¸m Sù ph©n biªt c¸c lo¹i viÔn th¸m c¨n cø vµo c¸c yÕu tè sau: - H×nh d¹ng quü ®¹o cña vÖ tinh. - §é cao bay cña vÖ tinh, thêi gian cßn l¹i cña mét quü ®¹o. - D¶i phæ cña c¸c thiÕt bÞ thu . - Lo¹i nguån ph¸t vµ tÝn hiÖu thu nhËn. Cã hai ph−¬ng thøc ph©n lo¹i viÔn th¸m chÝnh lµ • Ph©n lo¹i theo nguån tÝn hiÖu C¨n cø vµo nguån cña tia tíi mµ viÔn th¸m ®−îc chia lµm hai lo¹i (h×nh 1.5): 12
Chñ ®éng BÞ ®éng H×nh 1.5: S¬ ®å m« t¶ hai hÖ thèng viÔn th¸m chñ ®éng vµ bÞ ®éng - Chñ ®éng (active) : nguån tia tíi lµ tia s¸ng ph¸t ra tõ c¸c thiÕt bÞ nh©n t¹o, th−êng lµ c¸c m¸y ph¸t ®Æt trªn c¸c thiÕt bÞ bay. - Thô ®éng (hay bÞ ®éng - passive): nguån ph¸t bøc x¹ lµ mÆt trêi hoÆc tõ c¸c vËt chÊt tù nhiªn. HiÖn nay, viÖc øng dông phèi hîp gi÷a viÔn th¸m vµ c¸c c«ng nghÖ vò trô ®· trë nªn phæ biÔn trªn ph¹m vi toµn cÇu. C¸c n−íc cã nÒn c«ng nghÖ vò trô ph¸t triÓn ®· phãng nhiÒu vÖ tinh lªn quü ®¹o, trªn ®ã cã mang nhiÒu thiÕt bÞ viÔn th¸m kh¸c nhau. C¸c tr¹m thu mÆt ®Êt ph©n bè ®Òu trªn toµn cÇu cã kh¶ n¨ng thu nhËn nhiÒu lo¹i t− liÖu viÔn th¸m do vÖ tinh truyÒn xuèng • Ph©n lo¹i theo ®Æc ®iÓm quü ®¹o: cã hai nhãm chÝnh lµ viÔn th¸m vÖ tinh ®Þa tÜnh vµ viÔn th¸m vÖ tinh quü ®¹o cùc (hay gÇn cùc) (h×nh 1.6). H×nh 1.6: VÖ tinh ®Þa tÜnh ( tr¸i ) vµ VÖ tinh quü ®¹o gÇn cùc (ph¶i) C¨n cø vµo ®Æc ®iÓm quü ®¹o vÖ tinh, cã thÓ chia ra hai nhãm vÖ tinh lµ: 13
+ VÖ tinh ®Þa tÜnh lµ vÖ tinh cã tèc ®é gãc quay b»ng tèc ®é gãc quay cñatr¸i ®Êt, nghÜa lµ vÞ trÝ t−¬ng ®èi cña vÖ tinh so víi tr¸i ®Êt lµ ®øng yªn. + VÖ tinh quü ®¹o cùc (hay gÇn cùc) lµ vÖ tinh cã mÆt ph¼ng quü ®¹o vu«ng gãc hoÆc gÇn vu«ng gãc so víi mÆt ph¼ng xÝch ®¹o cña Tr¸i §Êt. Tèc ®é quay cña vÖ tinh kh¸c víi tèc ®é quay cña tr¸i ®Êt vµ ®−îc thiÕt kÕ riªng sao cho thêi gian thu ¶nh trªn mçi vïng l·nh thæ trªn mÆt ®Êt lµ cïng giê ®Þa ph−¬ng vµ thêi gian thu lÆp l¹i lµ cè ®Þnh ®èi víi 1 vÖ tinh (vÝ dô LANDSAT lµ 18 ngµy, SPOT lµ 26 ngµy..). Trªn hai nhãm vÖ tinh nãi trªn ®Òu cã thÓ ¸p dông nhiÒu ph−¬ng ph¸p thu nhËn th«ng tin kh¸c nhau tïy theo sù thiÕt kÕ cña n¬i chÕ t¹o. Cã c¸c nguyªn t¾c thu nhËn h×nh ¶nh nh− sau (chñ ®éng, bÞ ®éng, chôp khung, quÐt däc, quÐt ngang, quÐt bªn s−ên,...). 1.7. VÊn ®Ò thu nhËn vµ ph©n tÝch t− liÖu viÔn th¸m N¨ng l−îng ®iÖn tõ cña ¸nh s¸ng sau khi truyÒn qua c¸c cöa sæ khÝ quyÓn t−¬ng t¸c víi c¸c ®èi t−îng trªn bÒ mÆt Tr¸i §Êt vµ ph¶n x¹ l¹i ®Ó c¸c thiÕt bÞ thu cña viÔn th¸m cã thÓ ghi nhËn c¸c tÝn hiÖu ®ã. Trªn c¬ së c¸c tÝn hiÖu ®ã cã thÓ t¸ch chiÕt c¸c th«ng tin vÒ ®èi t−îng. Qu¸ tr×nh ®ã ®−îc thÓ hiÖn b»ng c¸c c«ng ®o¹n chÝnh: ph¸t hiÖn (detect), ghi (record) vµ ph©n tÝch (interprete) c¸c tÝn hiÖu. • Ph¸t hiÖn: viÖc ph¸t hiÖn c¸c th«ng tin lµ b−íc rÊt quan träng. Ph¸t hiÖn vÒ d¶i sãng, vÒ c−êng ®é vµ tÝnh chÊt kh¸c cña nguån n¨ng l−îng ®iÖn tõ. • Ghi tÝn hiÖu: c¸c tÝn hiÖu ph¸t hiÖn ®−îc cã thÓ ghi d−íi d¹ng h×nh ¶nh hoÆc c¸c tÝn hiÖu ®iÖn tõ. Khi xö lý c¸c tÝn hiÖu d¹ng h×nh ¶nh, mét sè kiÓu phim ¶nh cã phñ c¸c líp nh¹y c¶m ¸nh s¸ng ®Ó ph¸t hiÖn sù kh¸c nhau cña nguån n¨ng l−îng ®iÖn tõ t¹o nªn h×nh ¶nh (photograph) kh«ng gian, kh«ng ®¾t vµ cung cÊp nhiÒu chi tiÕt trong kh«ng gian vµ cã thÓ hiÖu chØnh h×nh häc dÔ dµng. N¨ng l−îng ®iÖn tõ cã thÓ ®−îc ghi d−íi d¹ng c¸c tÝn hiÖu, biÓu ®å phæ hoÆc d−íi d¹ng h×nh ¶nh sè (image) gièng nh− h×nh ¶nh nÒn cña mµn h×nh cña tivi, tµi liÖu sè th−êng cã gi¸ ®¾t h¬n t− liÖu ¶nh, song l¹i cã nhiÒu −u ®iÓm vÒ ®é ph©n gi¶i phæ, kh¶ n¨ng hiÖu chØnh vµ kh¶ n¨ng truyÒn th«ng tin. C¸c tÝn hiÖu ®iÖn tõ cã thÓ ghi nhËn ë d¹ng phim, b¨ng tõ hoÆc ®Üa tõ vµ cã thÓ hiÓn thÞ dÔ dµng. • Ph©n tÝch c¸c tÝn hiÖu phæ: cã thÓ thùc hiÖn ®−îc b»ng hai ph−¬ng thøc: ph©n tÝch b»ng m¾t vµ xö lý sè b»ng m¸y tÝnh. - Ph©n tÝch b»ng m¾t ®−îc thùc hiÖn víi c¸c t− liÖu d¹ng h×nh ¶nh. §©y lµ c«ng viÖc ®· rÊt phæ biÕn trong viÔn th¸m, ph©n tÝch ¶nh b»ng m¾t cã sù kÕt hîp rÊt nhuÇn nhuyÔn c¸c kiÕn thøc chuyªn m«n cña ng−êi ph©n tÝch ®Ó tõ ®ã khai th¸c ®−îc c¸c th«ngt in tån t¹i trong t− liÖu ¶nh. KÕt qu¶ gi¶i ®o¸n phô thuéc rÊt nhiÒu 14
vµo kh¶ n¨ng cña ng−êi ph©n tÝch. TÊt nhiªn, h¹n chÕ cña gi¶i ®o¸n b»ng m¾t lµ kh«ng nhËn biÕt ®−îc hÕt c¸c ®Æc tÝnh phæ cña ®èi t−îng, nguyªn nh©n lµ do kh¶ n¨ng ph©n biÖt sù kh¸c biÖt vÒ phæ cña m¾t ng−êi h¹n chÕ (tèi ®a lµ 12 - 14 møc). - Xö lý sè lµ ph−¬ng ph¸p xö lý ph©n tÝch t− liÖu phæ d−íi d¹ng h×nh ¶nh sè (image) chø kh«ng ph¶i d¹ng ¶nh t−¬ng tù (analoge hay pictorial). ¦u thÕ cña ph−¬ng ph¸p xö lý sè lµ cã thÓ ph©n tÝch c¸c tÝn hiÖu phæ mét c¸ch rÊt chi tiÕt (256 møc hoÆc h¬n). Víi sù trî gióp cña m¸y tÝnh vµ c¸c phÇn mÒm chuyªn dông, cã thÓ t¸ch chiÕt rÊt nhiÒu th«ng tin phæ cña ®èi t−îng, tõ ®ã cã thÓ nhËn biÕt c¸c ®èi t−îng mét c¸ch tù ®éng. TÊt nhiªn qu¸ tr×nh xö lý sè cÇn cã sù kÕt hîp nhuÇn nhuyÔn víi kiÕn thøc chuyªn m«n cña ng−êi ph©n tÝch, hoÆc ng−êi lËp c¸c ch−¬ng tr×nh tÝnh to¸n. 1.8. C¸c tµi liÖu tham kh¶o cho viÖc xö lý t− liÖu viÔn th¸m ViÔn th¸m ®−îc tiÕn hµnh ®ång thêi víi viÖc sö dông c¸c tµi liÖu tham kh¶o. Thu thËp c¸c tµi liÖu tham kh¶o bao gåm c¸c c«ng viÖc nh− tËp hîp c¸c sè liÖu ®o ®¹c, quan tr¾c vÒ ®èi t−îng, vÒ c¸c hiÖn t−îng mµ viÔn th¸m nghiªn cøu. C¸c tµi liÖu ®ã cã thÓ lµ bÊt kú mét d¹ng nµo vµ cã thÓ ®−îc thu thËp tõ nhiÒu nguån (vÝ dô: nguån nghiªn cøu vÒ ®Êt, nguån nghiªn cøu vÒ n−íc, nguån nghiªn cøu vÒ thùc vËt hoÆc tõ nguån t− liÖu ¶nh kh¸c). C¸c tµi liÖu kiÓm tra ngoµi thùc ®Þa còng ®−îc sö dông nh−: t×nh tr¹ng ®Êt, mïa mµng, t×nh tr¹ng rõng, c¸c lo¹i c©y, vÊn ®Ò « nhiÔm nguån n−íc. T− liÖu kiÓm tra thùc ®Þa bao gåm c¸c sè liÖu ®o ®¹c vÒ tÝnh chÊt c¬ häc hoÆc tÝnh chÊt hãa häc cña ®èi t−îng. C¸c sè liÖu x¸c ®Þnh vÒ vÞ trÝ ®èi t−îng trªn b¶n ®å, vÞ trÝ cña ®èi t−îng trªn hÖ thèng ®o ®¹c toµn cÇu (GPS) còng ®−îc x¸c ®Þnh hoÆc ®o ®¹c tù ®éng ngoµi thùc ®Þa. TÊt c¶ c¸c d¹ng t− liÖu, sè liÖu tham kh¶o nãi trªn ®−îc xÕp vµo kh¸i niÖm thùc tÕ mÆt ®Êt (Ground Truth). Kh¸i niÖm nµy ®−îc sö dông phæ biÕn trong viÔn th¸m, song thùc ra nã kh«ng thËt ®óng vÒ nguyªn t¾c tõ ng÷, v× r»ng c¸c tµi liÖu ®ã kh«ng ®−îc thu thËp ®ång thêi víi thêi ®iÓm thu nhËn tÝn hiÖu viÔn th¸m (thêi gian chôp ¶nh). Do ®ã, tµi liÖu thùc tÕ bÒ mÆt ®Êt chØ cã thÓ nãi lªn mét c¸ch t−¬ng ®èi vÒ ®Æc ®iÓm cña ®èi t−îng trªn t− liÖu viÔn th¸m. Nh− vËy, tµi liÖu thùc tÕ mÆt ®Êt ®−îc sö dông réng r·i theo kh¸i niÖm lµ tµi liÖu tham kh¶o, víi c¸c môc ®Ých sau: - §Þnh h−íng cho viÖc ph©n tÝch xö lý t− liÖu viÔn th¸m. - HiÖu chØnh thiÕt bÞ thu nhËn. - KiÓm chøng c¸c th«ng tin t¸ch chiÕt ®−îc tõ t− liÖu viÔn th¸m. Còng v× c¸c môc ®Ých trªn ®ã mµ tµi liÖu tham kh¶o th−êng ®−îc thu thËp theo nguyªn t¾c cña sù thiÕt kÕ chän mÉu thèng kª. 15
ViÖc lùa chän c¸c tµi liÖu thùc tÕ ®Ó thu thËp tïy thuéc vµo môc tiªu vµ tÝnh chÊt cña ®èi t−îng cÇn nghiªn cøu. Thêi ®iÓm thu thËp t− liÖu lµ rÊt quan träng trong tr−êng hîp nghiªn cøu c¸c ®èi t−îng hoÆc hiÖn t−îng tù nhiªn cã nhiÒu biÕn ®éng. VÝ dô nghiªn cøu thùc vËt, nghiªn cøu n−íc. Tuy nhiªn víi nh÷ng ®èi t−îng Ýt cã sù biÕn ®éng th× cã thÓ thu thËp tµi liÖu ë bÊt cø thêi gian nµo (vÝ dô c¸c ®èi t−îng ®Þa chÊt). C¸c tµi liÖu phæ vÒ bÒ mÆt ®èi t−îng còng cÇn ®−îc thu thËp b»ng c¸ch ®o ®¹c ngoµi thùc ®Þa víi c¸c m¸y ®o phæ. TÊt nhiªn viÖc lùa chän ®iÒu kiÖn vµ vÞ trÝ ®o lµ hÕt søc quan träng. C¸c gi¸ trÞ phæ ®o ®−îc ngoµi thùc ®Þa hoÆc trong phßng thÝ nghiÖm lµ tiÒn ®Ò cÇn thiÕt cho viÖc nghiªn cøu vÒ c¸c ®èi t−îng hoÆc hiÖn t−îng tù nhiªn. §o ®¹c phæ cã thÓ thùc hiÖn ë nhiÒu ph−¬ng thøc: ®o b»ng tay x¸ch, cÇn cÈu, m¸y bay trùc th¨ng hoÆc m¸y bay tÇm cao h¬n. C¸c gi¸ trÞ phæ th−êng ®−îc thùc hiÖn ë nhiÒu d¶i phæ hÑp liªn tôc trong kho¶ng phæ cÇn nghiªn cøu, vÝ dô tõ 0,35 - 1,05μm víi nhiÒu band. C¸c gi¸ trÞ phæ ®−îc hiÖn lªn mµn h×nh vµ ®−îc ghi l¹i trªn b¨ng giÊy hoÆc b»ng ®Üa tõ. Th«ng th−êng c¸c phÐp ®o phæ ®Òu ®−îc g¾n víi viÖc ®Þnh vÞ toµn cÇu - GPS. 1.9.CÊu tróc cña mét hÖ thèng viÔn th¸m lý t−ëng XÐt vÒ mÆt thiÕt bÞ vµ ®iÒu kiÖn m«i tr−êng thùc tÕ, mét hÖ viÔn th¸m ®iÓn h×nh (hay lý t−ëng) lµ mét hÖ thèng sö dông c¸c ph−¬ng tiÖn thu nhËn th«ng tin b»ng nhiÒu c¸ch, nhiÒu ph−¬ng tiÖn vµ nhiÒu tÇng kh¶o s¸t (h×nh 1.1 vµ 1..2). §¹i ®a sè ch−¬ng tr×nh viÔn th¸m sö dông n¨ng l−îng tù nhiªn, cung cÊp tõ MÆt trêi song trªn thùc tÕ, nguyªn lý bøc x¹ cña mét vËt ®en l¹i ®−îc øng dông cho c¸c nghiªn c−ó trong viÔn th¸m. C¸c bé c¶m tÝch cùc, sö dông n¨ng l−îng nh©n t¹o, nh− radar vµ laser ®−îc øng dông réng r·i. Phæ ®iÖn tõ truyÒn qua quyÓn khÝ bÞ t¸c ®éng víi quyÓn khÝ trong c¸c qu¸ tr×nh hÊp thô, khuyÕch t¸n vµ phô thuéc vµo thµnh phÇn cña quyÓn khÝ vµ b−íc sãng. Ph¸t x¹ ®iÖn tõ ®−îc ghi nhËn trong viÔn th¸m b»ng c¸c bé c¶m kh¸c nhau nh− m¸y chôp ¶nh (sãng nh×n thÊy lµ chñ yÕu), m¸y quÐt hoÆc bé c¶m ®o bøc x¹ ®Æt trªn c¸c ph−¬ng tiÖn ho¹t ®éng ë c¸c ®é cao kh¸c nhau (mÆt ®Êt, khinh khÝ cÇu, m¸y bay, trªn c¸c vÖ tinh quÜ ®¹o Tr¸i §Êt). D÷ liÖu viÔn th¸m ®−îc gi¶i ®o¸n b»ng m¾t hoÆc b»ng sè ®Ó t¸ch läc c¸c th«ng tin h÷u Ých theo c¸c chuyªn ®Ò kh¸c nhau. Mét sè −u ®iÓm cña viÔn th¸m, so víi c¸c ph−¬ng ph¸p kh¶o s¸t trùc tiÕp, cã thÓ liÖt kª ra nh− sau: 1. Cã c¸ch nh×n mét c¸ch tæng thÓ 2. Cã thÓ ®Õn ®−îc c¸c vïng mµ b»ng thùc ®Þa kh«ng thÓ ®¹t ®−îc 16
3. TiÕt kiÖm thêi gian vµ ®−îc øng dông cho nhiÒu ngµnh: ®Þa chÊt kho¸ng s¶n, n−íc, m«i tr−êng, sö dông ®Êt, n«ng nghiÖp, thùc vËt, rõng, khÝ hËu... Khi xÐt vÒ khÝa c¹nh truyÒn vµ thu nhËn th«ng tin viÔn th¸m th× cÊu tróc cña mét hÖ thèng viÔn th¸m lý t−ëng bao gåm c¸c hîp phÇn sau: • Nguån n¨ng l−îng ®ång nhÊt: nguån n¨ng l−îng nµy cã thÓ cung cÊp n¨ng l−îng trªn toµn bé c¸c d¶i phæ mét c¸ch ®ång nhÊt, râ rµng víi n¨ng l−îng cao vµ kh«ng phô thuéc vµo thêi gian vµ vÞ trÝ. • KhÝ quyÓn kh«ng can thiÖp: ®ã lµ m«i tr−êng khÝ quyÓn kh«ng cã sù t−¬ng t¸c vµo nguån n¨ng l−îng truyÒn qua nã, kÓ c¶ lóc truyÒn ®Õn hoÆc ph¶n x¹ ng−îc tõ Tr¸i §Êt. Nh− vËy, vÒ mÆt lý t−ëng, cã thÓ thu nhËn th«ng tin ë bÊt kú mét b−íc sãng, mét ®é cao, mét vÞ trÝ hay bÊt kú thêi gian nµo. • Mét lo¹t c¸c t−¬ng t¸c ®ång nhÊt gi÷a n¨ng l−îng vµ vËt chÊt trªn bÒ mÆt Tr¸i §Êt. C¸c thµnh phÇn n¨ng l−îng ph¶n x¹ hoÆc truyÒn qua ®Òu ®ång nhÊt ë c¸c d¶i sãng, kh«ng cã sù kh¸c biÖt ®èi víi mçi kiÓu ®èi t−îng trªn bÒ mÆt Tr¸i §Êt. • Mét thiÕt bÞ thu hoµn h¶o: lµ thiÕt bÞ thu cã ®é nh¹y c¶m rÊt cao trªn toµn bé c¸c d¶i sãng, tõ ®ã lµm râ nÐt mäi ®Æc ®iÓm cña ®èi t−îng do cã ®é s¸ng tuyÖt ®èi (hay ph¸t x¹ tuyÖt ®èi) trªn h×nh ¶nh thu ®−îc. §é s¸ng ®ã lµ hµm cña b−íc sãng vµ n¨ng l−îng phæ. ThiÕt bÞ thu ®ã chØ cÇn vËn hµnh víi Ýt n¨ng l−îng, gi¸ rÎ vµ cÊu t¹o nhá gän. • HÖ thèng thu nhËn th«ng tin mÆt ®Êt cïng thêi gian. §ång thêi víi thêi ®iÓm thu nhËn h×nh ¶nh, c¸c thiÕt bÞ ®o vµ c«ng viÖc thu thËp tµi liÖu mÆt ®Êt ph¶i ®−îc tiÕn hµnh ®ång thêi. C¸c th«ng tin thu ®−îc ph¶i cã cïng khu«n d¹ng ®Ó dÔ dµng ph©n tÝch xö lý ®èi s¸nh. • NhiÒu ®èi t−îng sö dông kh¸c nhau trªn cïng mét nguån tµi liÖu (multiple data users). Nh÷ng ng−êi sö dông nµy ph¶i cã tr×nh ®é hiÓu biÕt c¶ vÒ kü thuËt viÔn th¸m vµ vÒ chuyªn m«n cña m×nh. Nh− vËy víi cïng mét nguån t− liÖu viÔn th¸m, cã thÓ ph©n tÝch ®ång thêi nhiÒu th«ng tin kh¸c nhau trªn mét khu vùc réng. Tõ ®ã nh÷ng ng−êi sö dông cã thÓ trao ®æi víi nhau ®Ó ®−a ra nh÷ng quyÕt ®Þnh vÒ viÖc sö dông vµ qu¶n lý hîp lý l·nh thæ vµ m«i tr−êng. Tuy nhiªn, mét hÖ thèng viÔn th¸m lý t−ëng m« t¶ ë trªn kh«ng thÓ cã ®−îc. V× thÕ trong thùc tÕ, ph¶i ph©n tÝch so s¸nh lùa chän ®Ó t×m ra ®−îc nh÷ng kh¶ n¨ng gÇn nhÊt víi mét hÖ thèng lý t−ëng, víi c¸c nguyªn t¾c c¬ b¶n lµ: tèi −u, ®ång thêi vµ ph©n tÝch kü l−ìng. 17
1.10. Yªu cÇu vÒ nguån t− liÖu viÔn th¸m Muèn cho viÖc sö dông viÔn th¸m ®¸p øng ®−îc c¸c nhiÖm vô ®Æt ra nguån t− liÖu viÔn th¸m ph¶i ®¶m b¶o ®Çy ®ñ c¸c yªu cÇu sau: - T− liÖu ®a phæ (Multispectial data): c¸c tÝn hiÖu phæ vÒ ®èi t−îng ph¶i ®−îc ghi nhËn d−íi d¹ng ®a phæ, nhiÒu band phæ sÏ cã ®−îc nhiÒu th«ng tin vÒ ®èi t−îng. - T− liÖu ®a thêi gian (Multiemporal data ): t− liÖu thu ®−îc ë nhiÒu thêi gian kh¸c nhau trong mét n¨m hoÆc nhiÒu n¨m. - T− liÖu nhiÒu tÇng (Multistage data): cã nhiÒu t− liÖu kh¸c nhau ®−îc ghi tõ c¸c ®é cao kh¸c nhau (vÖ tinh m¸y bay tÇm cao, m¸y bay tÇm thÊp, ®o phæ mÆt ®Êt). TÝnh chÊt ®a cña t− liÖu cho kh¶ n¨ng cung cÊp nhiÒu th«ng tin vÒ ®èi t−îng ®Æc biÖt lµ vÒ tÝnh chÊt biÕn ®éng. Cã ®−îc nh÷ng ®iÒu kiÖn ®ã th× t− liÖu cã thÓ phôc vô cho nhiÒu môc tiªu nghiªn cøu kh¸c nhau (Multipurpose). TÊt nhiªn còng ph¶i l−u ý r»ng viÔn th¸m sÏ lµ mét ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu cã hiÖu qu¶ nhÊt mét khi nã ®−îc kÕt hîp chÆt chÏ víi c¸c t− liÖu cña c¸c bé m«n khoa häc kh¸c, ®Æc biÖt lµ khi nã ®−îc vËn dông vµ kÕt hîp nhuÇn nhuyÔn víi kü thuËt m¸y tÝnh vµ hÖ th«ng tin ®Þa lý (Geographical Information System - GIS). 1.11. Tãm t¾t chung vÒ ch−¬ng 1 Ch−¬ng 1 cung cÊp nh÷ng kh¸i niÖm chung nhÊt vÒ viÔn th¸m, ®ã lµ c¸c vÊn ®Ò sau: • ViÔn th¸m cã hai néi dung chÝnh cÇn nghiªn cøu: - Sö dông c¸c thiÕt bÞ c¶m biÕn ®Ó thu nhËn tõ xa nh÷ng t− liÖu vÒ ®èi t−îng cÇn nghiªn cøu. - Ph©n tÝch t− liÖu ®Ó thu nhËn th«ng tin vÒ c¸c ®èi t−îng, vÒ mét khu vùc hoÆc mét hiÖn t−îng. • C¸c thµnh phÇn cña n¨ng l−îng ®iÖn tõ trong viÔn th¸m - N¨ng l−îng nguån (cã thÓ lµ tõ mÆt trêi hoÆc tõ nguån kh¸c). - N¨ng l−îng truyÒn qua khÝ quyÓn. - N¨ng l−îng t−¬ng t¸c víi bÒ mÆt ®èi t−îng (hÊp thô, khóc x¹, ph¶n x¹...). - N¨ng l−îng t−¬ng t¸c truyÒn l¹i qua khÝ quyÓn ®Õn thiÕt bÞ thu . • Qu¸ tr×nh thu nhËn vµ xö lý th«ng tin viÔn th¸m • C¸c hÖ thèng th¨m dß (tõ vÖ tinh, m¸y bay). • C¸c d¹ng t− liÖu sö dông trong viÔn th¸m : - T− liÖu h×nh ¶nh. 18
- T− liÖu d¹ng sè. - C¸c t− liÖu tham kh¶o (b¶n ®å, b¸o c¸o, th«ng kª, ...). • Xö lý vµ ph©n tÝch th«ng tin - ph©n tÝch (gi¶i ®o¸n) vµ vÏ b¶n ®å. Xö lý th«ng tin (xö lý sè), tham kh¶o c¸c th«ng tin bæ sung vµ th«ng tin kiÓm tra, t¸ch chiÕt c¸c th«ng tin vÒ ®èi t−îng, vïng hoÆc hiÖn t−îng cÇn nghiªn cøu - Th«ng tin vÒ vÞ trÝ c¸c ®èi t−îng. - Th«ng tin vÒ quy m« ph©n bè cña c¸c ®èi t−îng. - Th«ng tin vÒ t×nh tr¹ng cña c¸c ®èi t−îng kh¸c nhau trong t− liÖu thu ®−îc. • Xö lý tæng hîp c¸c d¹ng th«ng tin thu ®−îc trong hÖ th«ng tin ®Þa lý (GIS) nh»m cung cÊp th«ng tin ph©n tÝch cho ng−êi sö dông ®Ó ®−a ra nhòng quyÕt ®Þnh thùc hiÖn. CÇn ph¶i kh¼ng ®Þnh r»ng nh÷ng thµnh c«ng trong øng dông cña viÔn th¸m cã tiªu ®Ò lµ sù tæng hîp cña hai yÕu tè lµ: nguån tµi liÖu ®a d¹ng, cã sù liªn hÖ chÆt chÏ víi nhau vµ qu¸ tr×nh ph©n tÝch xö lý nh÷ng tµi liÖu ®ã. Tæng hîp chung, cã thÓ kh¸i qu¸t mét sè øng dông thµnh c«ng cña viÔn th¸m theo c¸c nguyªn t¾c sau: - Lµm râ ®−îc nhòng nhiÖm vô cÇn gi¶i quyÕt. - X¸c ®Þnh nh÷ng vÊn ®Ò mµ viÔn th¸m cã thÓ ®¸p øng ®−îc. - Ph©n tÝch nh÷ng t− liÖu viÔn th¸m xem cã ®¸p øng ®−îc nhiÖm vô cÇn gi¶i quyÕt. - X¸c ®Þnh nguån tµi liÖu tham kh¶o xem cã ®¸p øng ®−îc nhiÖm vô . - X¸c ®Þnh qu¸ tr×nh thùc hiÖn ®Ó gi¶i quyÕt nhiÖm vô ®Æt ra cña c«ng t¸c nghiªn cøu. - X¸c ®Þnh c¸c chØ tiªu ®Þnh l−îng cÇn ®¹t ®−îc trong qu¸ tr×nh ph©n tÝch xö lý th«ng tin. §Ó cho nh÷ng øng dông ®−îc thµnh c«ng, ph¶i ph©n tÝch vµ ph¸t hiÖn nh÷ng th«ng tin ®Æc biÖt tån t¹i trªn t− liÖu viÔn th¸m. Mçi c«ng viÖc ®Òu nh»m môc tiªu gi¶i quyÕt c¸c c©u hái sau vÒ ®èi t−îng: ë ®©u (Where), bao nhiªu (How much) vµ nh− thÕ nµo (How serve). Th«ng th−êng c¸c vÊn ®Ò trªn ®Òu ®−îc xem xÐt trong qu¸ tr×nh ph©n tÝch xö lý th«ng tin viÔn th¸m nh»m gi¶i quyÕt mét sè vÊn ®Ò ®Æt ra. Trong qu¸ tr×nh xö lý th«ng tin viÔn th¸m, rÊt cÇn tæng hîp v¬Ý nhiÒu th«ng tin kh¸c kh«ng ph¶i lµ tõ viÔn th¸m mµ lµ tõ HÖ th«ng tin ®Þa lý nãi chung. 19