Một số khái niệm cơ bản về viễn thám

L/O/G/O

CƠ SỞ GIS & VIỄN THÁM

www.trungtamtinhoc.edu.vn


Nội dung thảo luận

Câu 1: Viễn thám là gì? Cho ví dụ

Câu 2: Phân loại viễn thám

Câu 3: Hệ thống viễn thám & nguyên lý HĐ

Câu 4: Ứng dụng viễn thám

Câu 5: Cơ sở vật lý của viễn thám

www.trungtamtinhoc.edu.vn


Câu 1: Viễn thám là gì?

Viễn thám (Remote sensing)

Là môn khoa học nghiên cứu về phương pháp
thu thập, đo đạc, nghiên cứu, phân tích thông tin
của một đối tượng, sự vật từ xa bằng cách sử dụng
thiết bị đo qua tác động một cách gián tiếp với đối
tượng nghiên cứu mà không cần tiếp xúc trực tiếp

với đối tượng đó.

Vệ tinh do thám Kobalt-M Nga (Nguồn:
Internet)

www.trungtamtinhoc.edu.vn


Câu 1: Viễn thám là gì?

Viễn thám không chỉ tìm hiểu bề mặt của Trái Đất hay các hành tinh mà nó còn có thể thăm dò được cả trong các lớp sâu
bên trong các hành tinh. Trên Trái Đất, người ta có thể sử dụng máy bay dân dụng, chuyên dụng hay các vệ tinh nhân
tạo để thu phát các ảnh viễn thám

Vệ tinh nhân tạo và máy bay dân dụng thu phát ảnh viễn thám
www.trungtamtinhoc.edu.vn


Câu 1: Viễn thám là gì?
•
Ví dụ

3. Viễn thám vệ tinh

1. Viễn thám mặt đất

www.trungtamtinhoc.edu.vn

2. Viễn thám hàng không

Câu 2: Phân loại viễn thám

Khoảng cách từ thiết bị chụp đến đối tượng

Theo chiều dài bước sóng

Theo nguồn năng lượng

Theo quỹ đạo
Phân loại viễn thám

www.trungtamtinhoc.edu.vn


1. Phân loại theo nguồn năng lượng

Mặt trời là nguồn năng lượng chủ yếu trong viễn thám. Năng lượng mặt trời vừa phản chiếu đối tượng
vừa hấp thụ và toả năng lượng.

Theo nguồn năng lượng

Viễn thám chủ động (Active sensor)

www.trungtamtinhoc.edu.vn

Viễn thám bị động (Passive sensor)


1. Phân loại theo nguồn năng lượng

a.Viễn thám chủ động (active sensor)

b. Viễn thám bị động (Passive sensor)

Nguồn phát bức xạ là mặt trời hoặc từ các
Nguồn tia tới là tia sáng phát ra từ các thiết bị
nhân tạo, thường là các máy phát đặt trên các

vật chất tự nhiên( các vật thể tự phát ra tia
bức xạ hồng ngoại)

thiết bị bay.

Thuận lợi của hệ thống này là có thể làm việc
trong mọi điều kiện thời tiết các mùa trong
năm và mọi thời điểm trong ngày.

Viễn thám bị động là kỹ thuật quan sát khi
nguồn bức xạ điện từ chứa thông tin về vật thể
do chính vật thể phát ra hoặc tán xạ từ những
nguồn bức xạ không chịu sự kiểm soát.

www.trungtamtinhoc.edu.vn


1. Phân loại theo nguồn năng lượng

•

Ví dụ -viễn thám bị động :viễn thám quang học dựa trên sự chiếu xạ của mặt trời, viễn thám

nhiệt dùng đo nhiệt độ bề mặt trái đất v.v...

•

Ví dụ-viễn thám chủ động: Viễn thám rada,…

www.trungtamtinhoc.edu.vn


2. Phân loại theo bước sóng

Theo bước sóng

a.Viễn thám trong dải sóng nhìn thấy và

c. Viễn thám siêu cao tần

hồng ngoại)

b.Viễn thám hồng ngoại nhiệt

www.trungtamtinhoc.edu.vn


2. Phân loại theo bước sóng

a. Viễn thám trong dải sóng nhìn thấy và hồng ngoại.



Mặt trời là nguồn năng lượng chủ yếu đối với nhóm này. Nó cung cấp một bức xạ có bước sóng
ưu thế ở 0,5μm. Tư liệu viễn thám thu được trong dải sóng nhìn thấy phụ thuộc chủ yếu vào sự
phản xạ từ bề mặt vật thể và bề mặt Trái đất. Các thông tin về vật thể được xác định từ các phổ
phản xạ

www.trungtamtinhoc.edu.vn


2. Phân loại theo bước sóng

b. Viễn thám hồng ngoại nhiệt.

 Mỗi vật thể ở nhiệt độ bình thường đều tự phát ra một bức xạ có đỉnh tại bước sóng 10μm.
Nguồn năng lượng sử dụng đối với viễn thám hồng ngoại nhiệt do chính vật thể sản sinh ra

Đo nhiệt độ với máy ảnh hồng ngoại. So với một cây khỏe mạnh, nhiệt độ của cây bị bệnh cao hơn

www.trungtamtinhoc.edu.vn


2. Phân loại theo bước sóng
c. Viễn thám siêu cao tần

Nguồn năng lượng sử dụng đối với viễn thám siêu cao tần

bị động do chính vật thể phát ra. Bức xạ

kế siêu cao tần là bộ cảm thu nhận và phân tích bức xạ siêu cao tần của vật thể.

 Viễn thám siêu cao tần sử dụng bức xạ siêu cao tần có bước sóng từ một đến vài chục centimet. Nguồn

năng lượng sử dụng đối với viễn thám siêu cao tần chủ động được chủ động phát ra từ máy phát. Ra
-đa chủ động phát ra nguồn năng lượng tới các vật thể, sau đó thu lại được những bức xạ, tán xạ hoặc
phản xạ từ vật thể.

Sử dụng viễn thám siêu cao tần để phát hiện và tìm tâm chấn của động đất

www.trungtamtinhoc.edu.vn


3. Phân loại theo quĩ đạo

Căn cứ vào đặc điểm quỹ đạo, có thể chia ra thành 2 nhóm vệ tinh.

Theo quỹ đạo

Vệ tinh địa tĩnh

www.trungtamtinhoc.edu.vn

Vệ tinh quỹ đạo cực (hay gần cực)


3. Phân loại theo quĩ đạo

a. Vệ tinh địa tĩnh
Là vệ tinh có tốc độ góc quay bằng tốc độ góc quay của trái đất, nghĩa là vị trí tương đối của vệ tinh so
với trái đất là đứng yên.

www.trungtamtinhoc.edu.vn

3. Phân loại theo quĩ đạo

•

Ví dụ về vệ tinh địa tĩnh:

Vệ tinh Vinasat 1 có quỹ đạo 132°E (cách trái đất 35.768
Km)

www.trungtamtinhoc.edu.vn

Vệ tinh Vinasat 2 có quỹ đạo 131,8°E


3. Phân loại theo quĩ đạo

 Là vệ tinh có mặt phẳng quỹ đạo vuông góc hoặc gần vuông góc
so với mặt phẳng xích đạo của trái đất
feature
b.Vệ tinh
quỹ đạo

cực
(hay gần cực)



Tốc độ quay của vệ tinh khác với tốc độ quay của trái đất và được
thiết kế riêng sao cho thời gian thu ảnh trên mỗi vùng lãnh thổ trên

mặt đất là cùng giờ địa phương và thời gian thu lặp lại là cố định
đối với 1 vệ tinh

www.trungtamtinhoc.edu.vn


4. Khoảng cách từ thiết bị chụp đến
đối tượng

www.trungtamtinhoc.edu.vn


Câu 3: Hệ thống viễn thám và nguyên lý hoạt động

Hệ thống viễn thám điển hình (lý tưởng)
- Là 1 hệ thống sử dụng các phương tiện thu nhận thông tin bằng nhiều cách, nhiều phương tiện và
nhiều tầng khảo sát
- Đa số chương trình viễn thám sử dụng năng lượng tự nhiên, cung cấp từ Mặt trời song trên thực tế,
nguyên lý bức xạ của 1 vật đen lại được ứng dụng cho các nghiên cứu trong viễn thám.

www.trungtamtinhoc.edu.vn


Hệ thống viễn thám
Khi xét về khía cạnh truyền và thu nhận thông tin viễn thám, cấu trúc của một hệ thống viễn thám lý tưởng bao gồm
các hợp phần sau:
Nguồn năng lượng này có thể cung cấp năng lượng trên toàn bộ các dải phổ một cách đồng nhất,

Nguồn năng lượng đồng

rõ ràng với năng lượng cao và không phụ thuộc vào thời gian và vị trí.

nhất

Khí quyển không can thiệp

Đó là môi trường khí quyển không có sự tương tác vào nguồn năng lượng truyền qua nó, kể cả
lúc truyền đến hoặc phản xạ ngược từ Trái Đất

Tương tác đồng nhất giữa năng
lượng và vật chất

www.trungtamtinhoc.edu.vn

Người sử dụng phải có trình độ hiểu biết cả về kỹ thuật viễn thám và về chuyên môn của


Hệ thống viễn thám
Khi xét về khía cạnh truyền và thu nhận thông tin viễn thám, cấu trúc của một hệ thống viễn thám lý tưởng bao gồm các hợp
phần sau:
Là thiết bị thu có độ nhạy cảm rất cao trên toàn bộ các dải sóng, từ đó làm rõ nét mọi đặc điểm của đối

Một thiết bị thu hoàn hảo

tượng do có độ sang tuyệt đối (hay phát xạ tuyệt đối) trên hình ảnh thu được

Hệ thống thu nhận thông tin mặtĐồng thời với thời điểm thu nhận hình ảnh, các thiết bị đó và công việc thu thập tài liệu mặt đất phải
đất cùng thời gian

được tiến hành đồng thời, thông tin phải có cùng khuôn dạng để dễ dàng phân tích

Người sử dụng phải có trình độ hiểu biết cả về kỹ thuật viễn thám và chuyên môn của mình

Đối tượng sử dụng

www.trungtamtinhoc.edu.vn


Nguyên lí cơ bản của viễn thám

 Viễn thám nghiện cứu đối tượng bằng giải toán và tách lọc thông tin từ dữ liệu ảnh chụp hàng không ,
hoặc bằng việc giải đoán ảnh vệ tinh dạnh số.

 Các dữ liệu dưới dạng ảnh chụp và ảnh số được thu nhận dựa trên việc ghi nhận năng lượng bức xạ và
song phản hồi phát ra từ vật thể khi khảo sát . Năng lượng phổ dưới dạng song điện từ , nằm trên các
dải phổ khác nhau , cùng cho thông tin về một vật thể từ nhiều góc độ sẽ góp phần giải đoán đối tượng
một cách chính xã hơn .

www.trungtamtinhoc.edu.vn


Nguyên lí cơ bản của viễn thám

Đa phổ
Giari toán tách lọc thông tin từ
dữ liệu ảnh viễn thám được thực

Đa nguồn dữ liệu

hiện dựa cách tiếp cận khác

nhau, đó là:

Đa thời gian

Đa dạng độ phân giải

Đa phương pháp

www.trungtamtinhoc.edu.vn


Câu 4: Phạm vi ứng dụng của viễn thám

•
•

Khí tượng: dùng để dự báo thời tiết, dự báo thiên tai liên quan đến biến đổi nhiệt độ bề mặt đất, mây...
Bản đồ: là công cụ đắc lực phục vụ cho ngành bản đồ, thành lập các loại bản đồ địa hình và bản đồ
chuyên đề ở nhiều tỉ lệ khác nhau.

•
•

Nông-Lâm nghiệp: theo dõi mức độ biến đổi thảm phủ thực vật, độ che phủ rừng...
Địa chất: Theo dõi tốc độ sa mạc hoá, tốc độ xâm thực bờ biển, phân tích những cấu trúc địa chất trên
mặt cũng như bên trong lòng đất (vỏ trái đất)...

•

Môi trường: Nghiên cứu môi trường đất liền (xói mòn, ô nhiễm), môi trường biển ( nhiệt độ, gió sóng)

www.trungtamtinhoc.edu.vn


Phạm vi ứng dụng của viễn thám

•
Ví dụ

1. Ứng dụng công nghệ viễn thám trong
giám sát biến đổi khí hậu
www.trungtamtinhoc.edu.vn

2. Ứng dụng trong ngành bản đồ