Giáo trình cơ sở viễn thám: Chương 7 các hệ thống viễn thám phổ biến trên thế giới

Chơng 7

Các hệ thống viễn thám phổ biến trên thế giới

7.1. Các vệ tinh Landsat của Mỹ

Pin mặt trời

Phụ hệ thống kiểm soát độ cao

Thiết bị điện tử ghi phổ ở
dải band rộng

Bộ cảm đo độ cao
Anten thu dữ liệu

Máy quét đa phổ
Hệ thu chùm phản hồi
Vidicon

Hình 7.1: Thiết kế bề ngoài của Landsat-1, Landsat-2 và Landsat-3
( Phỏng theo sơ ®å cđa NASA)

7.1.1. VƯ tinh Landsat
VƯ tinh Landsat cđa Mü là hệ thống vệ tinh quỹ đạo gần cực ( với góc mặt
phẳng quỹ đạo so với mặt phẳng xích đạo là 98,2 0), lúc đầu có tên là ERTS (Earth
Remote Sensing Satellite), sau 2 năm kể từ lúc phóng ERTS-1 ngày 23 tháng 7 năm
1972, đến năm 1976, đợc đổi tên là Landsat (Land Satellite), sau đó có tên là
landsat-TM (thematic Mapper)và Landsat- ETM (Enhanced Thematic Mapper).
Chơng trình đợc thực hiện giữa Bộ nội vụ và Trung tâm Nghiên cøu Vị trơ Qc
gia NASA cđa Mü.

104


Độ cao 705 km

Góc nghiêng 98,20

Thời gian ngày giờ địa
phơng 9:45' sáng
Vét quét mặt đất
Chu kỳ quĩ đạo 98,9 phút

Quĩ đạo vệ tinh

Hình 7.2: Quĩ đạo đồng bộ mặt trời của vệ tinh Landsat-4, -5
(phỏng theo sơ đồ của NASA).
Bảng 7.1: Các thông số cơ bản về các loại vệ tinh Landsat

Vệ tinh

Ngày
phóng

Ngày hoạt
động

RBV
band

MSS TM band

band

Quỹ đạo
Lặp lại/độ cao
(Km )

Landsat-1

23-7-1972 6-1-1978

1,2,3 đồng 4567
thời

Không

18ngày/900km

Landsat-2

22-1-1975 25-2-1982

11,2,3
4567
đồng thời

Không

18ngày/900km

Landsat-3

5-3-1978

A,B,C,D

4567,8 Không

18ngày/900km

Landsat-4

16-7-1982 Hoạt động

Không

1234

1234567 16ngày/900km

Landsat-5

1-3-1984

Không

1234

1234567 16ngày/900km

Landsat-6

5-10-1993 Không
phóng

Không

Không 1234567 16ngày/900km

31-3-1983
Hoạt động

Ghi chú:
- RBV: hệ thống chụp ảnh tia ngợc bằng máy ảnh. - MSS: Hệ thống quét đa phổ.
- TM: Sensor tạo bản đồ chuyên đề - ETM: Sensor tạo bản đồ chuyên đề chất lợng cao.
Các dữ liệu vệ tinh đợc xử lý, lu trữ trên tape và chuyển xuống các trạm thu dới
đất qua các vệ tinh truyền thông tin.

Vệ tinh Landsat đợc thiết kế sao cho thời gian thu ảnh là theo đúng giờ địa
phơng trên mọi vị trí của trái đất và các thông số khác đợc nêu trong bảng 7.2.
105


Vệ tinh
truyền
thông tin

Quỹ đạo N+1, ngày

Quỹ đạo N+1 ngày

Quỹ đạo N, ngày M+1

Quỹ đạo N, ngày M
Quỹ đạo N ngày M+18

Hình 7.3: Cấu tạo hệ thống quét ảnh của Landsat (trên) và quỹ đạo của
vệ tinh landsat trên nớc Mỹ độ phủ bên của hình ảnh là 62km tại 400 vĩ bắc (dới).

Hình 7.4: Sơ đồ phân bố trên toàn cầu các dải quét của Landsat
và các trạm thu với bán kính hoạt động của trạm thu

106


Hình 7.5: Sơ đồ vị trí các ảnh của Landsat ở Việt Nam (trái) và ảnh
Việt Nam ghép từ ảnh vƯ tinh LANDSAT-TM ph¶i) (kÝch th−íc ¶nh 185 x 185 Km).

ảnh Landsat có kích thớc 185x185 Km, vị trí mỗi cảnh của ảnh vệ tinh
Landsat đợc xác định theo sơ ®å :
-

Sè thø tù hµng (row)

-

Sè thø tù tuyÕn bay (path)

Trên hình 7.5, bên trái là sơ đồ vị trí các cảnh của Landsat trên lÃnh thổ Việt
Nam và ngày thu ảnh. Ví dụ: hàng 46, dải 127 là khu vực Hoà Bình và lân cận.
Ghi chú:

* 79m đối với Landsat 1, 2, 3 vµ 82m víi Landsat 4 vµ 5.
RBV Bộ cảm thu theo nguyên tắc vô tuyến ( retur beam vidicon )
MSS- Bộ cảm quét đa phổ
TM - Bộ cảm quét có độ phân giải cao thành lập bản đồ chuyên đề
ETM-Bộ cảm quét phân giải cao thành lập bản đồ chuyên đề tỉ lệ lớn.

Nh vậy việc gọi tên các band phổ của Landsat là khác nhau giữa MSS và TM
nên khi sử dụng cần phân biệt rõ dải phổ đợc sử dụng. Trong kế hoạch, NASA sÏ
phãng vƯ tinh Landsat míi víi bé c¶m ALI cã 10 band và giá thành rẻ hơn thuộc
chơng trình thiên niªn kû míi -NMP (New Millennium Program) cđa Mü.

107


Hệ ALI đợc thiết kế với trọng lợng chỉ bằng 25% của ETM+, đòi hỏi một
năng lợng điện là 20% so với ETM+, và giá thành hạ chỉ còn bằng 40% so víi
ETM+. HƯ ALI qt ¶nh kiĨu chỉi qt và cho ra các kênh đa phổ với độ phân giải
là 30x30m. Ngoài ra, ALI còn cho ra kênh ảnh toàn sắc có độ phân giải là 10x10 mét.
Bảng 7.2: Hệ thống các thiết bị thu và tính chất cơ bản của vệ tinh Landsat

Các máy Có ở vệ
thu
tinh

Các dải phổ
Tên gọi

1,2
RBV

3
1-5
MSS
3

TM

ETM

4
5
6
7

1-5

1
2
3
4
5
6
7

6

1-7

Dải sóng (m)
0,475 - 0,575

0,580 - 0,680
0,690 - 0,830
0,505 - 0,750
0,5 - 0,6
0,6 - 0,7
0,7 - 0,8
0,8 - 1,1
10,4 - 12,6
0,45 - 0,52
0,52 - 0,60
0,63 - 0,67
0,76 - 0,90
1,55 - 1,75
10,4 - 12,5
2,08 - 2,35
7 kênh giống nh
TM và kênh toàn
sắc Panchromatic

Độ phân giải không
gian (m)
80
80
80
30
79/82 *
79/82
79/82
79/82
240

30
30
30
30
30
120
30

Thời gian
thu ảnh của
các trạm

9h42

9h42

10h30

10 mét
2,5 mét và
60 mét cho band 6 (IR)

10h30

Bảng 7.3: So sánh bộ cảm ETM+ và bộ cảm ALI

ETM +

ALI

Bớc sóng m

Độ phân giải (m)

Bớc sóng m

Độ phân giải (m)

0,450 - 0,515

30

0,43-0,453

30

0,525 -0,605

30

0,45-0,51

30

0,63-0,69

30

0,525-0,605

30

0,775-0,9

30

0,63-0,69

30

1,55-1,75

30

0,775-0,805

30

10,4-12,5

60

0,845-0,89

30

2,09-2,35

30

1,2-1,3

30

0,52-0,9

15

1,55-1,75

30

2,08-2,35

30

0,48-0,68

10

108


7.1.2 Các vệ tinh có độ phân giải siêu cao của Mỹ
Vệ tinh IKONOS

Vệ tinh tạo ảnh vũ trụ phân giải siêu cao IKONOS đợc phóng nên quĩ đạo cân
cực vào ngày 24 tháng 9 năm 1999 tại độ cao 682 km, cắt xích đạo vào 10:30 phút
sáng.

Hình 7.6: ảnh IKONOS bên trái: lầu 5 góc (Mỹ) và ảnh bên phải: trờng Đại học
Khoa học Tự nhiên chụp năm 2001.

Độ lặp lại quĩ đạo tại một điểm trên trái đất là sau 11 ngày. Hệ thống cho phép
thu nhận dữ liệu dới góc nhìn là 450 theo đờng quét dọc và ngang. Điều này cho
phép hệ quét tiếp nối liên tục theo chiều ngang và quét lặp lại trớc và sau theo
chiều dọc tạo ảnh nổi. Tại trực tâm nadir, độ rộng của ảnh trên mặt đất là 11km, và
độ phđ lµ 11 x 11 km. IKONOS sư dơng kü thuật chuỗi quét tuyến thu nhận ảnh trên
4 kênh đa phổ với độ phân giải là 4 m và kênh toàn sắc độ phân giải là 1 m. Các
kênh đa phổ và kênh toàn sắc kết hợp cho phép tạo ảnh có độ phân giải 1 m giả mầu.
Dữ liệu số có cấu trúc là 11 bit (2048 mức xám). IKONOS có thể nhìn vào vật vào
đối tợng và cố định vài giây và có thể hớng theo đối tợng khảo sát . Các thông
số kỹ thuật của IKONOS đợc nêu trong bảng 7.4.
Bảng 7.4: Các thông số chính của IKONOS

Tên kênh

Bớc sóng m

Tên phổ

Phân giải (m)

Kênh 1

Xanh lam

0,45-0,52

4

Kênh 2

Xanh lục

0,51-0,60

4

Kênh 3

Đỏ

0,63-0,7

4

Kênh 4

Hồng ngoại

0,76-0,85

4

Kênh toàn sắc

Toàn sắc

0,45-0,9

1

109


Vệ tinh Quickbird

Vệ tinh QuickBird là vệ tinh có độ
phân giải không gian cao nhất hiện nay
cho ra kênh toàn sắc có độ phân giải là
0.61 m và độ phân giải của các kênh đa
phổ là 2.44 m. QuickBird cho ảnh độ
phân giải 0,7 m ghép kênh toàn sắc tổ
hợp với kênh hồng ngoại.
QuickBird đợc phóng lên vũ trụ
vào ngày 18 tháng 10 năm 2001 là hệ
tạo ảnh vệ tinh thứ hai sau IKONOS
Hình 7.7: Vệ tinh QuickBird
cho ra ảnh có độ phân giải cao so với
ảnh chụp photos. Nó cho ra khả năng
cao nhất về độ phân giải (0,6 m), khả năng lu trữ trên vệ tinh và độ rộng của
đờng quét lớn. Khoảng hẹp nhất của nó là 64 km2 và độ rộng nhất là 10000 km2
(khoảng 6x7 c¶nh).
VƯ tinh OrbitView (hay OrbView )

¶nh vƯ tinh OrbitView tõ các thế hệ OrbView-1 đến - 4 đợc phóng lên quĩ
đạo ở độ cao 470 km. OrbView-1 là vệ tinh tạo ảnh đợc phóng vào ngày 3 tháng t
1995. OrbView-1 lần đầu tiên cho phép phân biệt vùng có mây và không mây.
OrbView-1 cung cấp cho NASA những thông tin cho chơng trình nghiên cứu về

quyển khí trong 5 năm. Cho đến nay, OrbView-1 đà thực hiện hơn 26.000 lần bay
quanh Trái Đất đi đợc một quÃng đờng hơn 700 triệu dặm (miles). Trên
OrbView-1 có hai bộ cảm quang chuyển tiÕp OTD (Optical Transient Detector ) do
Trung t©m bay vị trụ Tổng hành dinh của NASA chế tạo và bộ cảm nghiên cứu
môi trờng khí quyển GPS/MET do Tổ Chức Khoa Học Quốc Gia (National Science
Foundation) và tổ hợp của các Viện Nghiên Cứu Khí Quyển (University Consortium
for Atmospheric Research) cung cÊp nh»m cho ra nh÷ng hiĨu biÕt vỊ thêi tiết giúp
cho dự báo khí hậu. Vệ tinh OrbView-2 chuyên nghiên cứu về mầu của đại dơng
nằm trong dự án của NASA SeaWiFS . OrbView-2 có các bộ cảm đa phổ nghiên
cứu mặt đất và biển đợc phóng lên quĩ đạo vào năm 1997 cung cấp ảnh cho 14
trạm thu mặt đất. Hiện nay cơ quan tạo ảnh Orbimage và tập đoàn Khoa học về Quĩ
đạo (Orbital Sciences Corporation) xây dựng các vệ tinh OrbView-3 và OrbView-4
có độ phân giải cao. Orbimage đà hợp tác với Không quân Mỹ trong nghiên cứu
phát triển bộ cảm siêu phổ dùng trên OrbView-4.

110


Hình 7.8: ảnh đa phổ OrbView - 3
độ phân giải 4 m vùng Castroville,
California

Hình 7.9: ảnh OrbView phân giải 1m
vùng Salt Lake City, Utah

Hình 7.10: ảnh vệ tinh QUICKBIRD của Mỹ (độ phân giải 0,65m) khu vực trờng
ĐHKHTN, chụp tháng 11 năm 2004.

OrbView-4 sẽ cho ra ảnh phân giải của ảnh toàn sắc là 1m và đa phổ là 4m
trong giải sóng nhìn thấy và hồng ngoại. Ngoài ra, trên vệ tinh này đợc lắp đặt bộ

cảm tạo ảnh siêu phổ với số lợng tới 200 kênh, độ phân giải là 8 m, trên dải sóng từ
0,45 đến 2,5 micromét chuyên phục vụ mục đích nghiên cứu đặc điểm thành phần
vật chất trên mặt đất. Các bộ ghi siêu phổ đợc thiết kế đặc biệt nhằm phục vụ cho
quân đội Mỹ giám sát thông tin mặt đất. Độ lặp của ảnh tại một điểm trên mặt đất là
3 ngày. Các ảnh do OrbView-4 sẽ phục vụ mục đích thơng mại, môi trờng và an
111


ninh. Độ phân giải 1 m cho phét phát hiện nhà rất rõ nét, 4 mét phân giải cho phép
xác định chính xác các đối tợng không gian nh nông thôn, thành thị và các vùng
đang phát triển. Vệ tinh sẽ cho ảnh phục vụ nghiên cứu nông nghiệp, rừng và khai
khoáng cũng nh kiểm tra môi trờng. ORBView-4 phóng trên tên lửa Taurus
(Model 2110) gồm hai hợp phần OrbView-4 vµ QuikTOMS vµo ngµy 21/9/2001
theo giê GMT lµ 2:49-3:07 p.m.
HiƯn nay Mü cã nhiỊu vƯ tinh míi phãng lªn q đạo và thu ảnh có độ phân
giải rất cao, điển hình là ảnh IKONOS (độ phân giải 4m) và QUICKBIRD (độ phân
giải 0,65m).
7.2. Các vệ tinh SPOT của Pháp
Systeme Pour Lobservation de La Terre (SPOT) do trung tâm nghiên cứu
không gian cđa Ph¸p - French Centre National d’etudies Spatiales (CNES) thực hiện,
có sự tham gia của Bỉ và Thụy Điển. Vệ tinh SPOT-1 đợc phóng lên quỹ đạo ngày
21-2-1986 và SPOT-3 phóng ngày 25-9-1993. Đó là quỹ đạo phân cực, gần trùng
với quỹ đạo mặt trời có các vệ tinh SPOT từ 1 5.
Bảng 7.5: Các đặc tính cơ bản của hệ thống tạo ảnh SPOT

Năm
phóng

Hệ thống thu ảnh

21/2/1986

SPOT 2

29/9/1993

SPOT 3
Hệthống
Panchromatic
Hệ thống quét
dọc đa phổ.

23/3/1998

SPOT 4
Đa phổ

Độ phân Độ cao vệ Độ phủ Thời gian
giải (m) tinh (m) mặt đất thu ảnh
(km)
0.51 - 0.73
10
832
60 x 60 11 giờ
sáng

1
2
3
1,2,3

NIR
MIR

0.50 -0.59
0.61 - 0.68
0.79 - 0.89
0.61 - 0.68
0.5 - 0.59
0.61 - 0.68
0.79 - 0.89
nh trên

20
20
20
10
20
5

832

60 x 60

11 giờ
sáng

832

10 x 10

11 giờ
sáng

1,2,3,4 0.43 - 0.47
và
0.50 - 0.59
0.61 -0.68
0.79 - 0.89
1.58-1.75
0,48-0,71

20
20

832

SPOT 1

21/1/1990

Tên
band
phổ

và
Panchromatic

Dải phổ
(m)

112

20
10

11 giờ
sáng


5/2000

SPOT 5 XS *
Hệ thống

HRGRIR

Pal.
VGT
**

0,50-0,59
0,61-0,68
0,78-0,89
1,58-1,75
0,48-0,71

832

2000 x 11 giờ
2000

sáng

2,5
1km

Thiết bị đo thực vật (Vegetation 2) bao gồm các kênh phổ điện từ đợc mình
họa trong bảng 7.7. Độ phủ mặt đất là 2,250 km giống trên vệ tinh SPOT-4. Dữ liệu
lu trữ là 10 bit. Dữ liệu ảnh vệ tinh SPOT- 5 đợc ứng dụng trong nhiều lĩnh vực
khác nhau.
Ghi chú:
(1) - Hệ thống chụp ảnh quang học tạo ảnh đen trắng, độ phân giải cao.
(2) - Hệ thống quan trắc thực vật có trờng nhìn rộng, thu ảnh ban ngày.
(3) - Hệ thống này còn gọi là hệ thống nhìn phân giải cao HRVs (High Resolution
Vision).
*
Hệ thống SPOT-XS gồm 4 kênh đa phổ Độ phân giải 10 mét và 1 kênh toàn sắc
(Độ phân giải 5 mét)
** Sensor thực vật độ phân giải 1 Km, thu hàng ngày
*** Độ phân giải 2,5 mét bằng cách quét với 2 Sensor lệch nhau 1/2 pixel với 2 kênh
toàn sắc 0,48-0,71 độ phân giải 5 m gộp lại.
Bảng 7.6: Các thông số của bộ cảm vệ tính SPOT-5 loại HRG

Tên

Dải phổ ( m) Độ phân giải (m) 2 bộ HRG

Kênh1

Xanh lục

0,50-0,59

10

Có

Kênh 2

Đỏ

0,61-0,68

10

Có

Kênh 3

Hồng ngoại gần 0,78-0,89

10

Có

Kênh 4

Hồng ngoại
trung

1,58-1,75

20

Có

0,48-0,71

Hai kênh 5 m gộp
lại cho ảnh phân
giải 2,5 m

2 kênh toàn sắc Toàn sắc
gộp tạo ra ảnh có
độ phân giải 2,5m

Bảng 7.7: Một số thông số kỹ thuật của thiết bị đo thực vật trên SPOT- 5

Tên kênh
Spot 5

Dải phổ (m)

Độ phân giải

B1
B2
B3
B4

0.45 - 0.52

0.61 - 0.68
0.78 - 0.89
1.58 - 1.75

1000 m x
1000 m

113

D÷ liƯu
bit
10

Thêi gian nhận
ảnh (ngày)
1


Hình 7.11: ảnh vệ tinh SPOT3 khu vực Hà nội chụp tháng 10 năm 1995
(độ phân gải 20 mét) và SPOT 5 chụp ngày 11-10-2002 (độ phân giải 5 mét).

Dữ liệu của ảnh SPOT hiện nay có
nhiều mức chất lợng tuỳ theo đợc xử
lý ở các cấp khác nhau và mỗi loại sẽ có
giá khác nhau:
- Cấp 1. Những chỉnh cơ bản về phổ
và hình học
- Cấp 1a. Bộ cảm b×nh th−êng hãa
- CÊp 1b ChØnh h×nh häc cđa 1a
- Cấp 2: Chỉnh hình học sử dụng các

điểm toạ độ khống chế mặtđất
Hình 7.12: Sơ đồ vị trí và bán kính thu
ảnh của các trạm thu SPOT ở khu vực
Châu á- Châu Phi.

- Cấp 3 Chỉnh hình học có sử dụng
DEM

7.3. Các dạng t liệu viễn thám của Liên xô cũ và Nga
Bên cạnh Mỹ, có thể nói Liên xô cị vµ Nga hiƯn nay lµ mét n−íc cã nỊn công
nghệ vũ trụ hàng đầu trên thế giới với việc là nớc đầu tiên chinh phục vũ trụ
(1961phóng tàu Phơng Đông đa ngời lên vũ trụ). Tuy nhiên, do định hớng phát
triển công nghệ khác nhau nên hiện nay, những thông tin và các dạng viễn thám của
Liên xô cũ và Nga hiện nay vẫn còn cha đợc phổ biến trên phạm vi toàn cầu.
114


Có thể thống kê một số thông tin về các dạng t liệu viễn thám của Liên xô cũ
và Nga hiện nay nh sau:
ã Từ trớc năm 1995, Liên xô tập trung phát triển theo hớng thu các tài liệu
có độ phân giải cao dạng analoge và việc thu nhân chỉ đợc thực hiện từ tàu vũ trụ
hoặc từ các trạm mặt đất riêng. Các đầu thu tạo đợc các t liệu có độ phân giải
không gian khá cao (từ 5 đến 10 mét) nh KFA 200, KT...
ã Từ sau năm 1995, Nga bắt đầu phát triển các thiết bị thu ảnh số theo
phơng pháp quét và hình ảnh có thể thu nhận đợc tại các trạm thu mặt đất ở nhiều
nơi trên thế giới. Vệ tinh đem các thiết bị quét ảnh là các vệ tinh có tên Resource 1,
2, 3, 4. Hiện nay, ảnh của Nga đợc đa ra thị trờng dới dạng ảnh in ra giấy hoặc
các đĩa CD_ROM.
Bảng 7.8: Các tính năng chủ yếu của các máy quét đa phổ của Nga

Máy quét
Các tham số

MSU-E

MSU_K

Các dải phæ (μm )

0.5 – 0.6
0.6 – 0.7
0.8 - 0.9

0.5 - 0.6
0.6 - 0.7
0.8 - 0.9
0.9 - 1.1
10.4 - 12.6
3.5 - 4.1

Độ phân giải không gian (m)

30 x 30 m

150 x 160 (tâm ảnh)
150 x 190
(Band 6: 528 x 600)

Kích thớc ¶nh
(Km x Km)

60 x 5000 Km

720 x 5000

Chu kú lỈp lại
(ngày)

4-7 ngày

4-7 ngày

Cấp độ xám
(cấp)

256
(8 bit)

256
(8 bit)

Tốc độ quét
(đờng / giây)

200

Band1: 50 đờng /giây
Band 2: 12 đờng/giây

ã Vệ tinh SPIN-2 (Space Information Meter) tạo ảnh đợc Nga thiết kế nh

một vệ tinh quân sự. Vệ tinh này mang bộ cảm cho ảnh toàn sắc dải phổ 0,51 - 0,76
micro mét dạng photos chụp bởi máy ảnh KUR-1000. Thấu kính tiêu cự là 1 m và
ảnh đợc chụp từ độ cao 220 km. Các bức ảnh chụp có tỷ lệ là 1:220000 với từng
cảnh phủ một diện rộng là 40x160 km, với kích thớc pixel ảnh GRD gần nadir là 1
x1 m. Kích thớc trung bình của pixel ảnh trên mặt đất là 1,56 m. ảnh SPIN-2 đợc
115


chỉnh bởi máy KUR-1000 đợc kết hợp với độ phân giải 10 m của máy ảnh chụp địa
hình TK-350. TK-350 có trục tiêu cự dài 350 ASEAN cho ảnh có tû lƯ lµ 1:660 000
vµ diƯn phđ lµ 200 x 300 km. Các ảnh thu nhận có độ phủ chồng là 80% dùng để tạo
DEM cho việc chỉnh ảnh KUR-1000. Độ chính xác hình học của ảnh có độ phân
giải 2m sai số là 10m không cần sử dụng các điểm khống chế tọa độ mặt đất và sai
số 3m nếu có điểm khống chế tọa độ. Độ sai số của DEM về độ cao là 10 không có
điểm khống chế và 5 mét sử dụng điểm khống chế tọa độ. Có 4 vệ tinh SPIN-2 đợc
phóng lên quĩ đạo tại sân bay vũ trụ Baikonour với mục đích thu nhận ảnh vùng
đông nam Mỹ và một vài thành phố chính trên thế giới.
7.4. Các t liệu viễn thám của ấn Độ
Từ tháng 3 năm 1988 với sự trợ giúp về vệ tinh đẩy của Liên xô và của Mỹ, ấn
Độ đà phóng lên quỹ đạo nhiều vệ tinh điều tra tài nguyên có tên IRS nh: IRS-IA
(tháng 3/1988), IRS-IB (th¸ng 8/1991), IRS-P2 (1994), IRS-IC (1995), IRS-P3
(1996), IRS-ID (1997), IRS-P4 (tháng 5/2000)Trên các vệ tinh có đặt hệ thống
chụp ảnh và các máy quét tạo ảnh (các sensor) khác nhau.
Bảng 7.9: Hệ thống máy chụp ảnh và các đầu thu của ấn Độ

Tên

Dải phổ

Thời gian Độ cao

chụp lặp lại vệ tinh

Loại bộ cảm

PAN
IRS-1D. LISS
(I,II,III

5,2
23,7

0,5-0,75
0,52-0,59 (B2)
0,62-0,68 (B3)
0,71-0,86 (B4)
1,55-1,7 (B5)

3
25

IRS-1D

188

0,62 - 0,68
0,77 - 0,86

3

692

Máy chụp ảnh

24
24
24

195
200
192

Máy quét

IRS - P3
-MOS - A
-MOS - B
-MOS – C
IRS-1B LISS II

1569x1359 0,75 -0,768
523x523 0,408-1,1,01
523x644 1,50 -1,70
36,25

0,45-0,52(B1 )

22

65x85 Máy chụp ảnh
127x134 Máy chụp ảnh

Máy quét

Hồng ngoại

74x21 Máy quÐt

0,52-0,59(B2 )
0,62-0,68 (B3 )
0,77-0,86 (B4 )
IRS-1B LISS I

72,5

0,215-0,52 (B1)
0,52-0,59 (B2)
0,62-0,68 (B3)
0,77-0,86 (B4)

116

22

148

M¸y quÐt


Nguồn t liệu của ấn độ có thể đợc cung cấp dới dạng ảnh analoge, băng từ
hoặc đĩa CD-ROM.
ấn Độ là một trong những nớc áp dụng một cách rất có hiệu quả viễn thám

trong nghiên cứu và quản lý tài nguyên môi trờng, đồng thời là một nớc có hệ
thống tổ chức và đào tạo viễn thám khá hoàn thiện khi so sánh với tình hình chung
trên thế giới. ấn độ có các trung tâm Quốc gia với các chức năng chuyên sâu nh :
Trung tâm nghiên cứu về công nghệ phóng vệ tinh, Trung tâm chế tạo vệ tinh và
thiết bị vũ trụ, Trung tâm nghiên cứu ứng dụng viễn thám GIS, trờng Quốc tế đào
tạo về Viễn thám GIS, các trung tâm Viễn thám của các Bang. Các thông số của
các vệ tinh ấn độ đợc nêu trong bảng 7.8
7.5.Các t liệu viễn thám của Nhật Bản
Là một trong những nớc có nền công nghệ vũ trụ mạnh, Nhật Bản đà chế tạo
và phóng lên quỹ đạo nhiều loại vệ tinh khác nhau. Có thể phân chia các loại vệ tinh
và sensor của Nhật ra làm ba nhóm chính nh sau:

Hình 7.13: Bán đảo triều Triều Tiên trên ảnh
GMS của Nhật.

ã Các vệ tinh khí tợng
của Nhật là dạng quỹ đạo địa
tĩnh
(Geostationary
Meteorological Satellite
GMS ) có vị trí 1400 vĩ độ
Đông. Từ năm 1995 đến nay,
Nhật đà phóng lên quỹ đạo 5
vệ tinh GMS (có ký hiệu GMS
từ 1 đến 5). Hàng ngày, các
trạm thu trên mặt đất có thể
thu đợc liên tục các bức ảnh ở
vùng nhìn thấy (ảnh thực vật
và ảnh mây), ngoài ra có các
dải phổ ở vùng hồng ngoại để

nghiên cứu nhiệt độ mặt nớc
biển.

ã Các vệ tinh nghiên cứu biển có tên lµ Marine Observation Satellite – MOS,
hiƯn cã MOS 1, MOS 1b. Trên các vệ tinh này có đặt các sensor kh¸c nhau nh−:
Multispectal Electronic Self – Scanning Radiometer (MESSR- M¸y tự quét phổ điện
từ), Micowave Radiometer (MSR máy đo sãng RADAR)…

117


ã Các vệ tinh nghiên cứu môi trờng có tên là Advanced Earth Satellite ADEOS, trên đó có các sensor nh− sau: Advanced Visible Near Infrared Radiometer
- AVNIR), Ocean Colour and Temperatura Scanner OCTS). Vệ tinh ADEOS đợc
phóng lên quỹ đạo tháng 8 - 1996 và đà bị mất liên lạc vào ngày 30 - 6 - 1997. Năm
2001, ADEOS II sẽ đợc phóng lên quỹ đạo và sẽ đem theo những thiết bị mới để
nghiên cứu khí quyển. D¶i phỉ cđa ADEOS sư dơng gåm 6 band trong vùng nhìn
thấy và 2 band trong vùng gần hồng ngoại. Độ phân giải không gian là 700 mét
(hồng ngoại), 16 mét ở vùng nhìn thấy. Ngoài ra, có chụp ảnh Panchromatic với độ
phân giải không gian là 8 mét và quét phân giải cao trong dải phổ gần hồng ngoại và
nhìn thấy để nghiên cứu biển với độ phân giải 10 mét.
Dải rộng của ảnh là 1.400km (dải hồng ngoại) và 80Km (dải nhìn thấy và gần
hồng ngoại). Ngoài ra trên vệ tinh ADEOS còn có thiết bị quét tạo ¶nh radar víi
band L (b−íc sãng 25 mÐt) quÐt d¶i ảnh rộng 250 - 360km với độ phân giải không
gian tõ 10 - 20m.

H×nh 7.14: VƯ tinh ADEOS cđa NhËt B¶n

118

Bảng 7.10: Các vệ tinh và sensor của Nhật Bản

Vệ tinh

Sensor

Dải phổ (âm)

GMS (1)

GMS I- IV

Độ rộng

0,50 - 0,75
5,75 - 1.00
10,5 0 - 11,5
11,25 - 12,5

VƯ tinh khÝ t−ỵng

JERS (2)
MOS (3)

Nghiên cứu tài nguyên
ngừng hoạt động)
Nghiên cứu biển

MOS-1
MOS-2

ALOS

ALOS (4)
PRISM (5)

ADEOS
(I..IV)

OCTS (6)
AVNIR(7)
PALSAR (8)

Nghiên cứu đất liền
1m
6 band nhìn
thấy(VIS)
2 band hồng
ngoại (IR)
0,42 - 0,50
0,50 - 0,60
0,61 - 0,69
0,76 - 0,89

10m

ADEOS
Ngừng hoạt động
ADEOS II h/đ từ 2001
Nghiên cú đất liền và ven biển

Chụp Radar

10m

TRM (9)
Ghi chú:

Ghi chú

Nghiên cứu ma
Nhiệt đới
(1) - Global Meteorological satellite (GMS)
(2) - Japanese earth Resources Satellite (JERS)
(3) - Advanced Land Observation Satellite (ALOS)
(4) - Panchromatic Remote sensing Instrument for Stereo Mapping
(5) - Advanced Earth Observing Satellite (ADEOS)
(6) - Advanced Visible and NearInfrared Radiometer (AVNIR)
(7) - Phase array type L-band Synthetic Aperture Satellite (PALSAR)
(8) - Tropical Rainfall Mesuaring Mission (TRMM)

HiÖn nay, Trung tâm Nghiên cứu Vũ trụ Nhật Bản (NASDA) đà và đang chế
tạo nhiều loại vệ tinh thử nghiệm, víi nhiỊu sensor kh¸c nhau.
C¸c t− liƯu viƠn th¸m cđa nhật đợc ghi ở dạng đĩa CD-ROM hoặc band từ với
các format thông dụng nh: GIF, TIFF

119


7.6. Các vệ tinh khí tợng và môi trờng
Là nhóm các vệ tinh phóng lên quỹ đạo nhằm mục đích cung cấp thông tin để

phóng lên quĩ đạo nhằm mục đích cung cấp thông tin để dự báo và theo dõi khí
tợng có tên là vệ tinh khí tợng (Meteological Satellite hay Metsat). Chúng có đặc
điểm chung là độ phân giải thấp song có khả năng chụp lặp lại nhiều lần trong ngày
trên phạm vi toàn cầu. Về sau này, nhiều ứng dụng mới đợc thực hiện đặc biệt là
nghiên cứu chỉ số thực vật và môi trờng biển.
Các vệ tinh địa tĩnh - GOES của Mỹ (Geostationary Operational Emirosmental
Satellite - GOES) do cơ quan khí tợng bộ quốc phòng Mỹ chế tạo bao gồm 3 vệ
tinh có quỹ đạo bay cùng với quỹ đạo Trái Đất và có tốc độ góc cùng với tốc độ góc
của Trái Đất nên chúng có vị trí không đổi so với Trái Đất nh trên xích đạo. Độ cao
của vệ tinh là 36.000 km so với mặt đất. Vệ tinh này có thể cung cấp ảnh liên tục
trong 24 giờ. Dải phổ cung cấp ảnh này để theo dõi và dự báo thời tiết, theo dõi băng
tuyết. Hiện nay, Mỹ có hai vệ tinh GOES hoạt động ở hai vị trí: 135 độ và 75 độ
kinh độ Tây.
Các vệ tinh phân cực đồng trơc (National Ocean and Atmotsphere
Administration NOAA): hiƯn nay cã mét loạt các vệ tinh NOAA của Mỹ có số hiệu
từ 1 - 12 đang hoạt động, từ vệ tinh 6 đến 12 có thêm hệ thống quét phân giải cảo
Advanced Very High Resolution Rediometer - AVHRR đợc đa vào hoạt động.
Các tính năng cơ bản của hệ thống NOAA đợc thống kê trong bảng 7.10.

Hình 7.15: Các vệ tinh nghiên cứu khí tợng và môi trờng

120


Bảng 7.11: Đặc điểm của các vệ tinh NOAA từ 6 - 14

Các tham số cơ bản

NOAA 6, 8, 10,
12,14,16

Ngày phãng
27/6/1979; 28/3/1983;
17/9/1986;
14/5/1991,1995,1997
§é cao vƯ tinh
833km
Thêi gian bay cđa 1 q đạo
120 phút
Độ nghiêng quỹ đạo so với mặt phẳng xích đạo 98,9
Số quỹ đạo / ngày
14,1
Thời gian quỹ đạo lặp lại
4 - 5 ngày
Khoảng cách giữa các quỹ đạo
25,5
Độ dịch chuyển quỹ đạo sau 1 ngày
5,5
Độ rộng dải quét
2.400km
Thời gian chụp lặp lại
12 giờ
Đi qua xích đạo bay về hớng bắc
7.30 tối
Đi qua xích đạo bay về hớng nam
7.30 sáng
Các dải phổ (m):
1
0.58 - 0.68
2
0.72 - 1.1

3
3.55 - 3.93
4
10.5 11..50
5
Không có
Độ phân giải không gian
1.1km ở tâm và 4km
trung bình
Ghi chú:

NOAA 7,9,
11và 14
23/6/1981;
12/12/1984;
24/9/1988.
833km
102 phút
98,9
14,1
8 - 9 ngày
25,5 °
3.0 °
2.400km
12 giê
2.30 tèi
2.30 s¸ng

0.58 - 0.68
0.72 - 1.1

3.55 - 3.93
10.3 11.30
11.5 - 12.3
1.1km ở tâm
và 4km trung
bình
(a) Sự khác nhau của các vệ tinh do quỹ đạo nghiêng khác nhau.
(b) Tính chẵn.
(c) Tính cho việc chụp toàn bộ bề mặt Trái Đất
(d) NOAA - 12 có band 5 riêng.

ảnh của vệ tinh NOAA áp dụng trong một số nghiên cứu chính nh: theo dõi
và dự báo thời tiết, nghiên cứu biến động độ xanh- chỉ số thực vật (Vegetation
Index -VI) hay sù kh¸c biƯt cđa chØ sè thùc vật (Normal Difference Vegetation
Index - NDVI), nghiên cứu môi trờng biển, hàm lợng clorophyl, nhiệt độ bề mặt
nớc biển, phát hiện và theo dõi cháy rừng, nghiên cứu núi lửa, nghiên cứu quá trình
sa mạc hoá... và trở thành một nguồn t liệu phổ biến trong viễn thám môi trờng.
Các vƯ tinh qc phßng cđa Mü (Defense Meteoroogical Satellite Program - DMSP)
sử dụng các dải phổ bao gồm cả vùng nhìn thấy và hồng ngoại tạo ảnh (0.4 - 1.1m)
và cả vùng hồng ngoại nhiệt 8 -13m. Hệ thống có độ phân giải 3km song có các
thiết bị cảm biến với nguồn năng lợng rất thấp thu ảnh cả ngày lẫn đêm cho phạm
vi toàn cầu. Các ảnh thu đợc ngoài mục đích phục vụ nghiên cứu khí tợng còn có
thể nghiên cứu núi lửa, đô thị hóa, nghiên cứu các vùng dầu mỏ, khí đốt, các đám
cháy rừng,... Ví dụ: ảnh chụp ban đêm vùng miền tây nớc Mỹ - tháng 4 năm 1981,
121


dải phổ 0.4 - 1.1m. ảnh đợc sử dụng để
nghiên cứu dân số khi xét mối liên hệ giữa
ánh sáng và số dân). Các vệ tinh khí tợng

của Nga: có tên là Meterological System
with the Geostationary Operational System
GOMS).
Vệ tinh đợc phóng lên quỹ đạo ngày
31/10/1994, là loại vệ tinh địa tĩnh, hoạt
động ở vị trí 360 30 kinh độ đông. Độ cao
của vệ tinh là 36.000km. GOMS có 3 band
phổ là: nhìn thấy: 0,46 - 0,7m, hồng ngoại
nhiệt I là 10,5-12,5m và hồng ngoại nhiệt II
là 6-7m.

Hình 7.16: ảnh vhỉ số thực vật của
bán đảo Đông Dơng xử lý từ ảnh
NOAA- AVHRR

Ngoài GOMS của Nga và Đông âu còn
có vệ tinh khí tợng có tên là METEOSAT
hoạt động ở vị trí 00 và vệ tinh GMS của
Nhật hoạt động ở 1400 Kinh độ Đông.

Hình 7.17: ảnh mây của một cơn bÃo (ảnh GMS)

Các vệ tinh khí tợng của ấn Độ có tên là Indian Satellite (INSAT) hoạt động ở
vị trí 740 kinh độ Đông.
Các vệ tinh khí tợng của Trung Qc (cã ký hiƯu lµ FY 2). VƯ tinh FY2 hoạt
động ở vị trí 1050 kinh độ Đông. FY2 có 3 band phổ: nhìn thấygần hồng ngoại:

122

0,55-1,05m; WV (band hơi nớc): 6,2 7,6m, và hồng ngoại: 10,5-12,5m. FY2
hoạt đông ở độ cao 901km. Hiện nay FY2 bị hỏng.
Hiện nay, Mỹ và Nhật phối hợp chế tạo vệ tinh nghiên cứu ma ở vùng nhiệt
đới, có tên là TRMM (Tropical Rainfal Mesurving Mission) (đà nêu ở trên). Vệ tinh
có mang theo các thiết bị đo ma, thiết bị quét vùng hồng ngoại, thiết bị đo chớp
Vệ tinh đợc phóng lên quỹ đạo ngày 19/11/1997, độ cao vệ tinh là 373km, quỹ đạo
đồng trục với mặt trời, ảnh radar do vệ tinh này thu dợc có độ phân giải không gian
là 250m.
7.7. Các vệ tinh nghiên cứu biển
Mặt nớc biển chiếm 2/3 diện tích bề mặt Trái Đất, môi trờng biển có những
đặc điểm khác với đất và khác với môi trờng trên lục địa. Trong viễn thám biển, có
3 hệ thống khác nhau:
-

Viễn thám nghiên cứu môi trờng bề mặt nớc biển.

-

Viễn thám nghiên cứu đáy biển.

-

Viễn thám nghiên cứu đới ven biển.

ã

Viễn thám nghiên cứu bề mặt nớc biển

Để nghiên cứu môi trờng về mặt nớc biển nh nhiệt độ, clorophyl, dòng
chảy, có các loại vệ tinh sau: SEASAT - sư dơng sãng radar víi λ = 25m, có thể thu

ảnh cả ngày và đêm; NOAA - AVRR - sư dơng band hång ngo¹i. Sư dơng các dải
sóng khác có: vệ tinh NIMBUS-7 của Mỹ phóng năm 1978 với hệ thống máy quét
đa phổ màu (Coastal Zone Color Scanner - CZCS), để nghiên cứu các dải ven biển
với các dải phổ và tính năng nh sau:
Bảng 7.12: Các dải phổ của hệ thống CZCS

Band

Bớc sóng (m)

Các tính năng và tham số chính

1

0.43 - 0.45

Hấp thụ Clorophyl

2

0.51 - 0.53

HÊp thơ Clorophyl

3

0.54 - 0.56

HÊp thơ c¸c vËt chÊt màu

4

0.66 - 0.68

Hấp thụ Clorophyl

5

0.70 - 0.80

Thực vật bề mặt

6

10.50 - 12.5

Nhiệt độ bề mặt

123


Bảng 7.13: Các dải phổ của vệ tinh của Nhật MOS (Marime Observation System)

Các đầu thu
MESSR
Dải phổ

VTIR

MSR

0.51 - 0.59m

0.50 - 0.70μm

1.26cm

0.61 - 0.69μm

0.6 - 7.0μm

0.96cm

0.72 - 0.80μm

10.5 - 11.5μm

0.80 - 1.1m

11.5 - 12.5m

50m

900m (nhìn thấy)

100km

2.00m (nhiệt)

23km ( = 0.96cm)

1.00km

317km

Độ phân giải mặt đất
Dải quét

Ghi chú:

32km ( = 1.26cm)

MESSR - Multispectial ElÐctomic Self - Scanning Radiometer
TIR - Visible Radiometer and Thermal - Infrared.
SR - Microware Scanning Radiometer.

TiÕp sau vÖ tinh MOS, Nhật phóng tiếp các vệ tinh khác là JERS (Japanese
Environmental and Resource Satellite).
Một hệ thống vễn thám nghiên cứu biển của Mỹ do NASA và một công ty t
nhân phối hợp chế tạo có tên là SeaWIFS (Sea Viewing Wide Field of Sensor)
phóng lên quỹ đạo năm 1993. Dải phổ của Sea Wifs từ 0.402 đến 0.885m. Các
thông tin của SeaWifs giúp cho các nghiên cứu môi trờng biển nh: Phytoplankton,
ô nhiễm dầu, chu trình cacbon, nitơ, sulfur và các ảnh hởng của biển đến khí hậu
bao gồm cả các thông tin về tầng không khí sát mặt biển và các thành tạo sol khí
(aerosol). Những thông tin này giúp ích cho nhiều hoạt động trên biển nh: đánh cá,
hàng hải, dự báo thời tiết. SeaWIFF có độ phân giải 1.13km tại tâm cứ 2 ngày 1 lần
cung cấp hình ảnh toàn cầu (Global Area Coverage). Quỹ đạo bay của SeaWifs có
độ cao 70,5km, thời gian bay qua quỹ đạo là 12 giờ tra và góc quét là 158.3. Dải
hình ảnh quét có chiều rộng 2.800km.
ã

Viễn thám nghiên cứu đáy biển

Đáy biển có độ sâu rất khác nhau tính từ bờ ra vùng biển sâu. Để nghiên cứu
đấy biển có hai phơng pháp viễn thám chính đợc áp dụng là viễn thám bị động và
viễn thám chủ động:
-

Viễn thám bị động

Với nguồn năng lợng ánh sáng mặt trời, sau khi truyền qua nớc biển tới đáy
và phản xạ lại tới các thiết bị thu. Dải sóng sử dụng vẫn là vùng nhìn thấy và hồng
124


ngoại tạo ảnh. Dựa vào khả năng đâm xuyên qua nớc khác nhau của các tia sáng
mà các đối tợng ở đáy đợc thể hiện trên ảnh khác nhau ở các dải phổ khác nhau.
Phân tích các hình ảnh phổ, có thể phát hiện các đối tợng ở đáy. Độ sâu tối đa mà
hình ảnh đáy biển đợc thu, trong điều kiện nớc trong suốt thì cũng không vợt
quá giá 100 s¶i (Pathrosm - 1 sai = 6 fit = 1,8 m - theo Floyd FSabins).
-

Viễn thám chủ động nghiên cứu đáy biển

Hình 7.18: Viễn thám SONAR sử dụng sóng Radar để
nghiên cúu chụp ảnh đáy biển

ã

Hiện nay để nghiên

cứu địa hình và độ sâu đáy
biển, các phơng pháp
chụp từ máy bay hay vệ
tinh đều bị hạn chế do
nớc biển hấp thụ hầu hết
các năng lợng ánh sáng
chiếu qua nó. Thay cho
việc chụp trực tiếp ngời ta
áp dụng các phơng pháp
quét, tạo hình ảnh dới đáy
biển theo nguyên tắc địa
vật lý hoặc dạng hình ảnh
quét nhờ các thiết bị đặt
dới nớc. Các sóng đợc
sử dụng là sóng radar và
sóng âm.

Viễn thám nghiên cứu đới ven biển

Để nghiên cứu đới ven bờ các loại t liệu viễn thám đà nêu ở phần trên đều
có thể ứng dụng đợc. (đặc biệt là t− liƯu Landsat MSS hc TM, SPOT, CZCS...).
VƯ tinh NIMBUS đợc thiết kế để nghiên cứu biển. Bên cạnh vệ tinh này có
vệ tinh nghiên cứu biển hoạt động trên dải sóng rađa là Seasat. Trên Seasat có thiết
bị đo sóng phản hồi chu kỳ 13.9 GHZ, dùng để đo áp lực của gió và vector gió sẽ
mô tả chi tiết trong phần viễn thám sóng radar. NIMBUS có các đầu ghi trong dải
phổ sóng nhìn thấy (VIS) và bức xạ nhiệt. Bộ cảm của Nimbus CZCS (Coastal
Color Scaner ) dùng để đo màu và nhiệt độ biển, đo hàm lợng Chlorophyl, thành
phần trầm tích và lợng ô nhiễm của nớc biển. Nimbus -7 đợc phóng vào quĩ đạo
vào tháng 10 năm 1978. CZCS có 6 kênh phổ ( bảng7.13 ). Vệ tinh tạo ảnh cho độ
phủ 1566 kmvà có độ phân giải 825 m tại trực tâm Nadir có khả năng phân biệt sự

phản xạ khác nhau của nớc. Dữ liệu của các kênh phổ này dùng để lập bản đồ nồng
125


độ của phytoplankton và các vật liệu hữu cơ dạng bột. Các kênh hồng ngoại gần
dùng để vẽ bản đồ thực vật bề mặt, và phân biệt vùng có nớc với đất liền. Kênh
hồng ngoại nhiệt dùng để đo nhiệt độ mặt nớc. CZCS ngừng hoạt động vào giữa
năm 1986.
Bảng 7.14: Phổ của các kênh bộ cảm đo mầu ven bờ biển

Kênh

Dải sóng

Mục đích đo

1

0,43 -0,45

Đo hấp thụ chlorophyl

2

0,51-0,53

Đo hấp thụ chlorophyl

3

0,54-0,56

Đo Gelbótofe (đo vật chất màu vàng)

4

0,66 -0,68

Nồng độ chlorophyl

5

0,7-0,7

6

10,5-12,5

Thực vật bề mặt
Nhiệt độmặt

Vệ tinh OrbView-2 có bộ cảm nghiên cứu biển SeaWiFS (Sea-viewing WideField-of-View S ensor). Bộ cảm này có 8 kênh phổ trong giải sóng 0,402 -0,885
m (bảng 7.15).
Bảng 7.15: Đặc tính phổ của các kênh bộ cảm SeaWiFS

Kênh phổ

Bớc sóng nm

Độ phân giải

Độ phủ

1

402-422

1,1 km

2800 km

2

433-453





3

480-500





4

500-520

3

545-565





6

660-680





7

745-785





8

845-855





Bộ cảm đợc thiết kế cho việc nghiên cứu hóa sinh của biển phục vụ dự án của
liên doanh NASA và HÃng Khoa học Quỹ đạo OSC (orbit Science Corporation). Vệ
tinh hoạt động và cho ảnh từ 18 tháng 9 năm 1997. Bộ cảm cho phép nghiên cứu
phytopkankton, chu kỳ cacbon, sulphur, Nito, ảnh hởng của biển trên khí hậu nh
lu trữ nhiệt ở lớp mặt đại dơng và thành tạo biển tầng aerosol. Bộ cảm cho ra hai
loại dữ liệu địa phơng (LAC) và toàn cầu (GAC). Dữ liêu LAC (Local area
Coverage) cho độ phân giải tại nadir là 1,13 km và đợc truyền tải trực tiếp xuống
trạm thu. Dữ liệu GAC (Global Area Coverage) đợc ghi nhận ngay trên vệ tinh.
GAC cho ảnh toàn cầu 2 ngày một lần. Vệ tinh hoạt động ở quĩ đạo với độ cao 705
km và cắt xích đạo vào 12:00 tra, với góc quét là 58,30, tạo ảnh với độ phủ là
126


2800 km. Ngoài việc thiết kế để nghiên cứu chủ yếu về biển, bộ cảm dùng để nghiên
cứu trong các lĩnh vực khác nh khí tợng, các quá trình trên đất và quyển khí. Bộ
cảm đà tạo ra khả năng nghiên cứu các hiện tợng nh El Ninô, La Nina, các thảm
họa tự nhiên nh cháy (tại Florida, Canada, Indonesia, Mexico, Nga), lụt (tại Trung
Quốc), bÃo cát tại xa mạc Sahara.. Hiện tại có hơn 800 các nhà khoa học đại diện
cho 35 nớc truy cập dữ liệu trong năm đầu tiên và có hơn 50 trạm thu ảnh vệ tinh
trên mặt đất thu dữ liệu của SeaWiFS.
7.8. Các hệ thống viễn thám quan trắc trái đất quốc tế
Hệ thống quan trắc trái đất (Earth Observary System - EOS) là một hợp phần
của chơng trình quan trắc hành tinh của NASA (Mission to Plannet Earth - MTPE).

Đó là chơng trình quốc tế nhằm quan trắc, tìm hiểu và theo dõi những ảnh hởng
của các hiện tợng tự nhiên và tác động của con ngời đối với môi trờng Trái Đất.
Chơng trình có sự phối hợp để cung cấp những t liệu và hiểu biết về sự biến đổi
toàn cầu. Chơng trình cũng tập trung vào việc cung cấp nguồn thông tin và t liệu
về Trái Đất nhằm mở rộng sự hiểu biết một cách hệ thống về Trái Đất. Chơng trình
có những công việc đang thực hiện, hoạch định các kế hoạch mới trong quá trình có
sự phối hợp chặt chẽ với các nớc châu Âu, Nga và Nhật Bản bắt đầu hoạt động từ
năm 1998 và sẽ kéo dài khoảng 15 năm. Vệ tinh đầu tiên của chơng trình là AM-1
có thời gian bay cắt qua quỹ đạo là 10h30 sáng - Quỹ đạo cực, COLOR (Ocean
Color); AERO-1 (Atmosphereic aerosols), PM1 (thời gian cắt qua quỹ đạo là 1g30
phút, nghiên cứu mây, băng tuyết, nhiệt độ và một số tính chất của đất liền và biển);
ALT (nghiên cứu dòng biển, sự cân bằng của các khối băng) và CHEM (nghiên cứu
tính chất hóa học của khí quyển).
Bảng 7.16: Các thiết bị thu của ECS AM-1

Thiết bị

Đặc điểm chung

Những ứng dụng chính

ASTER

Ba máy quét hoạt động trung Nghiên cứu thực vật, các loại đá, núi lửa
vùng nhìn thấy, hồng ngoại, 15 - và mây
30m độ phân giải, máy quét dọc

CERES

Hai máy quét band rộng

Đo bức xạ ở tầng khí quyển bên trên, cân
bằng năng lợng bức xạ

MISR

4 band, có 9 góc nhìn khác nhau. Cung cấp các hình ảnh có góc nhìn khác
nhau, tài liệu về mây, sol khí khí quyển,
hiệu chỉnh ảnh hởng khí quyển

MODIS,
ASTER

Máy quét đa phổ 36 band, độ áp dụng cho nghiên cứu sự đa dạng của
phân giải 250m và 500m
đất, nghiên cứu biển, mây phủ và đặc
điểm mây

MOPITT

Máy quét với 3 band hồng ngoại Đo l−ỵng dioxit cacbon, metal ë trong
khÝ qun

127


Bộ cảm MODIS là bộ cảm có mục đích cung cấp dữ liệu về đất liền, biển và
quyển khí một cách đồng thời. Thiết kế của bộ cảm dựa trên các bộ cảm trớc đây là
AVHRR và CZCS và đợc hoàn thiện hơn. MODIS cung cấp dữ liệu ảnh toàn cầu
hai ngày một lần với độ phân giải là 250 m, 500 m và 1000 m, cao hơn so với độ

phân giải của bộ cảm AVHRR. Số kênh phổ của MODIS là 36 kênh (bảng 7.17) với
dữ liệu lu trữ ở dạng 12 bit. MODIS có đặc tính chỉnh hình học và phổ. Phơng
pháp chỉnh phổ kênh đối với kênh đợc tham chiếu cho 36 kênh cho ra sai số 1/2
pixel hoặc cao hơn. Có 20 kênh phản xạ đợc chỉnh phổ với độ chính xác là 5 %
hoặc cao hơn.
Bảng 7.17: Các kênh của bộ cảm MODIS

ứng dụng phổ biến

Kênh phổ

Dải sóng (nm)

Độ phân giải
(m)

Khoanh ranh giới
mây/đất. Nghiên cứu
lớp phñ rõng.

841-876 nm

250

3

459-479 nm

500

545-565 nm

500

1230-1250 nm

500

6

1628-1652 nm

500

7

2105-2155 nm

500

8

405-420 nm

1000

9

438-448 nm

1000

10

483-493 nm

1000

11

526-536 nm

1000

12

546-556 nm

1000

13

662-672 nm

1000

14

673-683 nm

1000

15

743-753 nm

1000

16
Hơi nớc quyển khí

250

5

Mầu của biển,
phytopkankton/sinh-địa
hóa

620-670 nm

4

Đặc tính đất/mây

1 và 2

862-877 nm

1000

17

890-920 nm

1000

18

931-941 nm

1000

19

915-965 nm

1000

128