Cơ sở viễn thám pot

C s vi n thám ơ ở ễ
B môn đo nh và vi n thám ộ ả ễ

Khái ni m c a vi n thámệ ủ ễ
Khái ni m c a vi n thámệ ủ ễ

Khái quát v công ngh vi n thámề ệ ễ
Khái quát v công ngh vi n thámề ệ ễ

ng d ng c a vi n thámỨ ụ ủ ễ
ng d ng c a vi n thámỨ ụ ủ ễ
N i dungộ
Viễn thám là gì?
“Viễn thám (Remote Sensing) được định
nghĩa như một khoa học và công nghệ
mà các đặc tính của sự vật được xác
định mà không cần tiếp xúc trực tiếp với
chúng. ”
Concept of Remote Sensing
Hệ thống viễn thám

Nguồn năng lượng hay là
Nguồn năng lượng hay là
nguồn chiếu sáng (A)
nguồn chiếu sáng (A)

Sự bức xạ và khí quyển(B)
Sự bức xạ và khí quyển(B)

Tương tác với các đối tượng
Tương tác với các đối tượng

trên mặt đất (C)
trên mặt đất (C)

Thu nhận năng lượng bởi các bộ
Thu nhận năng lượng bởi các bộ
cảm biến (Sensor) (D)
cảm biến (Sensor) (D)

Truyền, phản xạ và xử lý (E)
Truyền, phản xạ và xử lý (E)

Giải đoán và phân tích (F)
Giải đoán và phân tích (F)

Ứng dụng (G)
Ứng dụng (G)
CCRS
Bức xạ điện từ
Bức xạ điện từ bao gồm một
Bức xạ điện từ bao gồm một
trường điện (E) mà nó biến
trường điện (E) mà nó biến
đổi với một cường độ theo
đổi với một cường độ theo
hướng vuông góc với hướng
hướng vuông góc với hướng
truyền và một trường từ (M)
truyền và một trường từ (M)
có hướng vuông góc sang
có hướng vuông góc sang

phía bên phải của trường
phía bên phải của trường
điện. Cả hai trường này đều
điện. Cả hai trường này đều
được truyền với vận tốc ánh
được truyền với vận tốc ánh
sáng (c).
sáng (c).
Bức xạ điện từ có hai đặc
Bức xạ điện từ có hai đặc
trưng chính đó là bước sóng
trưng chính đó là bước sóng
và tần số
và tần số
CCRS
Phổ điện từ
Phổ điện từ

Cực tím (
Cực tím (
λ
λ
<0.4)
<0.4)

Nhìn thấy (0.4-0.7
Nhìn thấy (0.4-0.7
μ
μ
m)

m)

Hồng ngoại phản xạ IR (0.7
Hồng ngoại phản xạ IR (0.7
μ
μ
m-2.4
m-2.4
μ
μ
m)
m)

Phát xạ (nhiệt) IR (2.4
Phát xạ (nhiệt) IR (2.4
μ
μ
m-20
m-20
μ
μ
m)
m)

Siêu cao tần (1cm-1m)
Siêu cao tần (1cm-1m)
Ảnh hưởng của khí quyển tới bức
xạ điện từ
Tán xạ
H p thấ ụ

CCRS
Trước khi bức xạ điện từ đến được
bề mặt trái đất nó phải đi qua lớp
khí quyển của trái đất. Các phần tử
khí trong khí quyển có thể ảnh
hưởng tới các tia bức xạ truyền tới.
Những ảnh hưởng này có thể tạo ra
tán xạ và hấp thụ
VÍ D V HI N T NG TÁN XỤ Ề Ệ ƯỢ Ạ
VÍ D V HI N T NG TÁN XỤ Ề Ệ ƯỢ Ạ



Bầu trời mầu xanh - Rayleigh scattering
Bầu trời mầu xanh - Rayleigh scattering

Mây mầu trắng - Mie scattering
Mây mầu trắng - Mie scattering
H P THẤ Ụ
H P THẤ Ụ
•
Ozone: Hấp thụ UV
Ozone: Hấp thụ UV
•
Khí nhà kính (The Green House gas (CO
Khí nhà kính (The Green House gas (CO
2
2
)) hấp thụ phần hồng ngoại
)) hấp thụ phần hồng ngoại

xa của quang phổ (>14
xa của quang phổ (>14


µ
µ
m~1mm)
m~1mm)
, và nó làm nóng bầu khí quyển
, và nó làm nóng bầu khí quyển
•
Hơi nước trong khí quyển thì hấp thụ những bước sóng dài của dải
Hơi nước trong khí quyển thì hấp thụ những bước sóng dài của dải
sóng hồng ngoại và siêu cao tần.
sóng hồng ngoại và siêu cao tần.
(22
(22
µ
µ
m
m
đến
đến
1mm )
1mm )
Cửa sổ khí quyển
CCRS
Do sự hấp thụ năng lượng điện từ của
lớp khí quyển ở những vùng rất đặc biệt
của phổ điện từ, chúng ảnh hưởng ở

những nơi (trong phổ điện từ) mà chúng
ta có thể “nhìn” cho các mục đích của
viễn thám.
Ở hình bên thể hiện giá trị bước sóng và
trục đứng thể hiện giá trị phần trăm năng
lượng ứng với từng bước sóng cụ thể
khi truyền qua khí quyển.
Các vùng phổ mà không bị ảnh hưởng
bởi môi trường khí quyển còn được gọi
là cửa sổ khí quyển sẽ được chọn để
thu nhận ảnh viễn thám. Các bước sóng
ngắn hơn 0.3mm hầu như bị hấp thụ bởi
tầng ozon
Bức xạ điện từ tác động đến địa vật
Phản xạ phản chiếu Phản xạ khuyếch tán
CCRS
Sóng điện từ khi lan truyền đến
bề mặt trái đất năng lượng
sóng điện từ sẽ tương tác với
vật thể đó dưới dạng hấp thụ
(A), phản xạ (R), và truyền qua
(T).
Năng lượng phản xạ từ vật thể
thường có hai dạng:
-
Phản xạ phản chiếu
-
Phản xạ khuếch tán
Năng lượng sóng điện từ bị vật
thể hấp thụ nhiều hay ít phụ

thuộc vào bước sóng và loại
vật thể
Đặc tính phản xạ phổ của các đối
tượng tự nhiên
- Nước trong sẽ hấp thụ nhiều và
phản xạ ít, do đó mầu sắc của nó
sẽ rất thẫm trên ảnh.
-
Nước đục sẽ phản xạ mạnh hơn
nước trong vì khả năng phản xạ
của nó phụ thuộc vào khả năng
phản xạ của các đối tượng trong
nước (ví dụ như phù sa hoặc rong
rêu)
-
Đất phản xạ rất mạnh và khả
năng phản xạ phụ thuộc vào chiều
dài bước sóng
-
Thực vật phản xạ ở bước sóng
0.54 mm và phần hồng ngoại. Khả
năng phản xạ phổ của thực vật ở
phần hồng ngoại lớn hơn rất nhiều
lần so với vùng ánh sáng nhìn
thấy.
Khả năng phản xạ phổ (tiếp)

Ngoài ra đối với đối tượng là đất, mặc dù nó có thể phản
Ngoài ra đối với đối tượng là đất, mặc dù nó có thể phản
xạ ở mọi bước sóng nhưng nếu trong đất có chứa các tạp

xạ ở mọi bước sóng nhưng nếu trong đất có chứa các tạp
chất và nước thì khả năng phản xạ phổ của nó sẽ thay đổi.
chất và nước thì khả năng phản xạ phổ của nó sẽ thay đổi.
Ví dụ như nếu trong đất có nước thì nó sẽ hấp thụ nhiều
Ví dụ như nếu trong đất có nước thì nó sẽ hấp thụ nhiều
năng lượng và phản xạ ít năng lượng hơn. Hoặc là nếu
năng lượng và phản xạ ít năng lượng hơn. Hoặc là nếu
trong đất có chứa các chất phù sa hoặc chất sắt thì nó cũng
trong đất có chứa các chất phù sa hoặc chất sắt thì nó cũng
hấp thụ nhiều năng lượng và mầu sắc của nó sẽ trở nên
hấp thụ nhiều năng lượng và mầu sắc của nó sẽ trở nên
sẫm hơn.
sẫm hơn.
Khả năng phản xạ phổ (tiếp)
Các bộ cảm biến thu nhận cái
gì?
•
Năng lư
Năng lư
ợ
ợ
ng
ng
ph
ph
ả
ả
n xạ
n xạ
t

t
ừ
ừ
trái đất
trái đất
•
Năng lư
Năng lư
ợ
ợ
ng
ng
phát xạ
phát xạ
t
t
ừ
ừ
trái đất
trái đất
•
Năng lư
Năng lư
ợ
ợ
ng
ng
tán xạ
tán xạ
t

t
ừ
ừ
trái đất
trái đất


Bộ cảm biến chính là sensor được đặt trên máy bay
hoặc vệ tinh. Ví dụ như máy chụp ảnh, hoặc máy quét
Phân loại viễn thám theo bước sóng
Viễn thám được phân thành 4 loại chính theo bước sóng;
(1)Viễn thám trong dải sóng nhìn thấy và hồng ngoại
(2) Viễn thám hồng ngoại nhiệt ( thu năng lượng nhiệt
của địa vật)
(3) Viễn thám siêu cao tần (Radar) (thu năng lượng tán
xạ)
(4) Viễn thám sử dụng công nghệ Lidar (thu năng lượng
sóng lazer)
VT
quang
học (bị
động)
VT
chủ
động
Viễn thám quang học
- Các bộ cảm quang học hay còn
được gọi là bộ cảm bị động thu
nhận các bức xạ điện từ của mặt
trời trong dải sóng nhìn thấy và

cận hồng ngoại phản xạ, hay phát
xạ từ bề mặt trái đất.
-
Các bộ cảm biến hồng ngoại đo
các bức xạ hồng ngoại nhiệt phát
ra từ bề mặt trái đất.
Viễn thám chủ động
CCRS
Viễn thám chủ động : Cung
cấp một nguồn năng lượng
riêng. Bộ cảm biến phát ra bức
xạ về phía các đối tượng cần
chụp. Bức xạ phản xạ từ các
đối tượng chụp được ghi nhận
bởi bộ cảm biến (sensor).
Ví dụ về viễn thám chủ động:
Các hệ thống Radar, và Lidar
đều là loại viễn thám chủ động.
Núi Mayon ở Philippines
(20 -5-1996). Chụp bằng Radar SAR
BEO
Các loại viễn
thám chủ động
thường làm nổi
rõ cấu trúc của
địa hình
Ảnh tổ hợp mầu SIR-B khu
vực San Francisco-C.A
L-bands HH (red), HV (green), C-band HV (blue)