BÀI THẢO LUẬN CÁC LOẠI ẢNH VỆ TINH QUAN SÁT TÀI NGUYÊN

BÀI THẢO LUẬN
CÁC LOẠI ẢNH VỆ TINH QUAN SÁT TÀI NGUYÊN

Nhóm 4
Giảng viên: Phạm Thị Hà
Tháng 3, năm 2016


Nhóm 4:
- Xã Mạnh Linh
- Nguyễn Hoàng Lương
- Nguyễn Thủ Mạnh
- Phan Bùi Quốc Mạnh
- Nguyễn Hữu Nam
- Đinh Thị Ngân
- Trần Công Nghĩa
- Nguyễn Bá Anh Ngọc
- Nguyễn Thị Hồng Ngọc
- Hà Thị Nhung
- Trần Thị Tú Oanh


GIỚI THIỆU
Khái niệm:
Viễn thám (Remote Sensing) là môn khoa học thu nhận thông
tin về hình dáng, kích thước và tính chất của một vật thể, một đối
tượng từ một khoảng cách cố định, không cần tiếp xúc trực tiếp
với chúng.
Điều này được thực hiện nhờ vào việc quan sát và thu nhận
năng lượng phản xạ, bức xạ từ đối tượng và sau đó phân tích, xử
lý, ứng dụng những thông tin nói trên.

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.


Viễn thám được thực hiện từ nhiều khoảng cách và tầng độ cao
khác nhau, như:
- Tầng mặt đất: chụp ảnh bằng các máy ảnh cầm tay và ghi
nhận, ảnh được chụp trực tiếp trên mặt đất.
- Tầng hàng không: máy ảnh được gắn vào máy bay, khinh khí
cầu… và ảnh được chụp từ trên máy bay… còn được gọi là ảnh
hàng không.
- Tầng vũ trụ: bộ cảm biến sensor được gắn lên vệ tinh có quỹ
đạo định sẵn để ghi nhận ảnh và chụp ảnh.
Trong 3 tầng độ cao trên thì viễn thám tầng vũ trụ là tầng viễn
thám được sử dụng rộng rãi và phổ biến nhất hiện nay.


Toàn bộ quá trình thu nhận và xử lí ảnh viễn thám có thể chia
thành 5 phần cơ bản như sau:
- Nguồn cung cấp năng lượng.
- Sự tương tác của năng lượng với khí quyển
- Sự tương tác với các vật thể trên bề mặt đất
- Chuyển đổi năng lượng phản xạ từ vật thể thành dữ liệu ảnh
- Hiển thị ảnh số cho việc giải đoán và xử lí.


Một số ứng dụng của viễn thám trong thực tế hiện nay:

Viễn Thám

Nghiên
cứu địa
chất

Nghiên
cứu
môi
trường

Nghiên
cứu khí
hậu và
khí
quyển

Nghiên
cứu
thực
vật
rừng

Nghiên
cứu
thủy
văn

Nghiên

cứu các
hành
tinh
khác


Một số cách phân loại viễn thám
Phân loại theo nguôn tín hiệu:
- Viễn thám chủ động: nguồn tia tới là tia sáng phát ra từ các thiết
bị nhân tạo, thường là các máy phát đặt trên các thiết bị bay.
- Viễn thám bị động: nguồn phát bức xạ là mặt trời hoặc từ các
vật chất tự nhiên.
Phân loại theo bước sóng:
- Viễn thám trong dải sóng nhìn thấy và hồng ngoại: mặt trời là
nguồn năng lượng chính. Ngoài ra, công nghệ LiDAR sử dụng tia
lazer là trường hợp ngoại lệ sử dụng năng lượng chủ động.
- Viễn thám hồng ngoại nhiệt: nguồn năng lượng sử dụng là bức
xạ nhiệt do chính vật thể phát ra.
- Viễn thám siêu cao tần: sử dụng bức xạ siêu cao tần có bước
sóng từ một đến vài chục centimet. Kỹ thuật Radar thuộc viễn
thám siêu cao tần chủ động. Nguồn năng lượng bị động do chính
vật thể phát ra.


Phân loại theo đặc điểm quỹ đạo:
- 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.
- Vệ tinh quỹ đạo cực (hay gần cực): là vệ tinh có mặt phẳng
quỹ đạo vuông góc hoặc gần vuông góc so với mặt phẳng xích

đạo của trái đất. 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.


Tùy vào loại vệ tinh mà ta có các loại ảnh vệ tinh quan sát tài
nguyên sau:

Vệ tinh

Landsat

SPOT

IKONOS

MOS

IRS

Worldwiew


Landsat
1. Tổng quan
- Vệ tinh Landsat là hệ thống vệ tinh quỹ đạo gần cực với góc
mặt phẳng quỹ đạo so với mặt phẳng xích đạo là 98,2o .
- Landsat cũng là tên chung cho hệ thống các vệ tinh chuyên
dùng vào mục đích thăm dò tài nguyên Trái Đất.

- Đầu tiên nó mang tên ERTS ( Earth Resource Technology
Sattellite) - kỹ thuật vệ tinh thăm dò Trái đất.
- Hệ thống vệ tinh Landsat cho tới nay có thể nói là hệ thống vệ
tinh mang tính chất quốc tế.
- Có 8 vệ tinh trong chương trình này. Và hiện nay là Landsat
8.
- Vệ tinh Landsat được thiết kế sao cho thời gian thu ảnh là
theo đúng giờ địa phương trên mọi vị trí của trái đất.


-Vệ tinh landsat được thiết kế có bề rộng tuyến chụp là 185km
và có thời điểm bay qua xích đạo là 9h39 phút sáng.
- Dữ liệu cung cấp bộ 2 cảm biến TM và MSS được chia thành
các cánh phủ mỗi vùng trên mặt đất 185x170 km được đánh số
theo hệ quy chiếu toàn cầu gồm số liệu của tuyến và hàng và đều
là máy quét cơ học.
- Vệ tinh có giá trị của các pixel được mã hoá 8bits.


Chương trình được bắt đầu vào ngày 23 tháng 7 năm 1972 với
vệ tinh Landsat đầu tiên.


- Ngày phóng: 23/7/1972
- Ngừng hoạt dộng:
06/01/1978

Landsat 1

- Ngày phóng: 22/01/1975
- Ngừng hoạt dộng:
25/02/1982

Landsat 2


- Ngày phóng: 05/03/1978
- Ngừng hoạt dộng:
31/03/1983

Landsat 3


- Ngày phóng: 16/07/1982
- Ngừng hoạt dộng:
15/06/2001

Landsat 4


- Ngày phóng: 01/03/1984
- Ngừng hoạt dộng:
05/06/2013

Landsat 5


- Ngày phóng: 05/10/1993
- Nhưng do trục trặc kỹ

thuật nên không thể đưa vào
quỹ đạo.

Landsat 6


- Ngày phóng: 15/04/1999.
- Hiện nay Landsat 7 vẫn
còn hoạt động

Landsat 7


- Ngày phóng: 11/02/2013.
- Hiện nay Landsat 8 vẫn
còn hoạt động với nhiệm vụ
theo dõi rừng và các hệ
sinh thái khác trên mặt đất.

Landsat 8


2. Đặc
điểm
Landsat 1 là vệ tinh quan trắc trái đất đầu tiên trên thế giới được
phóng bởi người Mỹ vào năm 1972. Nó mở ra kỷ nguyên mới về
nghiên cứu trái đất bằng công nghệ viễn thám tiên tiến.
Tiếp theo đó các thế hệ vệ tinh Landsat 2, 3, 4, 5 và 7 lần lượt
được phóng lên quĩ đạo. Hiện tại Landsat 7 và Landsat 8 vẫn đang
hoạt động và được xem là hệ thống thu nhận chính của Landsat.

Landsat 5 gồm có hệ thống thiết bị quét đa phổ MSS và hệ thống
quét dành cho làm bản đồ chuyên đề TM. MSS là bộ cảm quang
học được thiết kế để thu nhận bức xạ phổ từ ánh sáng mặt trời
chiếu xuống bề mặt trái đất theo 4 kênh phổ khác nhau, được tích
hợp bởi hệ thống quang học và bộ cảm.
TM là phiên bản nâng cấp của thiết bị quan trắc được dùng
trong hệ thống quét đa phổ MSS. Nó dùng để quan trắc bề mặt trái
đất theo 7 kênh phổ có phạm vi từ dải sóng nhìn thấy đến vùng
hồng ngoại nhiệt.


Bộ cảm bản đồ chuyên đề TM là bộ quét đa phổ nâng cao. Bộ
cảm nghiên cứu tài nguyên trái đất được thiết kế để thu nhận ảnh
có độ phân giải cao hơn, tách các phổ có độ nét cao hơn, cải thiện
được độ chính xác hình học và độ chính xác bức xạ khí quyển tốt
hơn bộ cảm MSS.
Bộ cảm này cũng có độ rộng dải quét là 185 km, mỗi pixel mặt
đất có kích cỡ là 30 m x30 m, trừ kênh hồng ngoại nhiệt (kênh 7
có độ phân giải 120m x 120m).
Bộ cảm TM có 7 kênh ghi đồng thời sự phản xạ hoặc bức xạ
phát ra từ bề mặt trái đất dưới dạng màu lam-lục (kênh 1), lục
(kênh 2), đỏ (kênh 3), cận hồng ngoại (kênh 4), hồng ngoại giữa
(kênh 5 và 7), hồng ngoại xa (kênh 6) theo dải phổ sóng điện từ.


Kênh 2 của bộ cảm TM phát hiện phản xạ lục từ thực vật sinh
trưởng tốt.
Kênh 3 được thiết kế để phát hiện sự hấp thụ chất diệp lục của
thực vật.
Kênh 4 TM dùng để nhận biết phản xạ cận hồng ngoại đối với

thực vật màu lục sinh trưởng tốt, ranh giới giữa đất và nước.
Kênh 1 TM có thể xuyên qua nước để lập các bản đồ độ sâu dọc
theo vùng ven bờ và được dùng phổ biến để phân loại đất và thực
phủ cũng như phân loại rừng.
Hai kênh hồng ngoại giữa TM (kênh 5 và kênh 7) được dùng để
nghiên cứu thực vật và đất ẩm, xét đoán giữa đá và khoáng sản.
Kênh hồng ngoại xa TM (kênh 6) được thiết kế để trợ giúp
thành lập bản đồ nhiệt và nghiên cứu vùng đất ẩm và thực vật.


- Landsat 7:
Vệ tinh LANDSAT-7 được phóng thành công tại căn cứ không
quân Vandenburg vào ngày 15/4/1999. Vệ tinh LANDSAT-7 nặng
2.270 kg, bay ở độ cao 705 km đồng bộ với mặt trời, chu kỳ lặp
quanh trái đất là 16 ngày.
LANDSAT-7 được trang bị thêm với bộ bản đồ chuyên đề nâng
cấp ETM+ được kế thừa từ bộ TM. Các kênh quan trắc chủ yếu
tương tự như như bộ TM, và kênh mới được thêm vào là kênh đen
trắng (kênh 8) có độ phân giải là 15 m. Tuy nhiên, ngày 31/5/2003
thiết bị đã gặp sự cố kỹ thuật. Kết quả là tất cả các cảnh Landsat 7
được thu nhận kể từ ngày 14/7/2003 đến nay đều ở chế độ "SLCoff" nghĩa là xuất hiện các vết sọc đen cách đều.
ETM+ (Enhanced Thematic Mapper Plus), đặt trên Landsat 7.
Thiết bị ETM+ quét 8 băng phổ cho hình ảnh độ phân giải cao về
bề mặt trái đất, có độ phân giải là 30m đối với ảnh đa phổ TM, và
15 m đối với ảnh toàn sắc.