Theo nghĩa rộng, viễn thám là môn khoa học nghiên cứu việc đo đạc, thu thập thông tin về một đối tượng, sự vật bằng cách sử dụng thiết bị đo qua tác động một cách gián tiếp (ví dụ như qua các bước sóng ánh sáng) với đối tượng nghiên cứu.
Viễn thám không chỉ tìm hiểu và khám phá mặt phẳng của Trái Đất hay những hành tinh mà nó còn hoàn toàn có thể thăm dò được cả trong những lớp sâu bên trong những hành tinh. Trên Trái Đất, người ta hoàn toàn có thể sử dụng máy bay gia dụng, chuyên sử dụng hay những vệ tinh nhân tạo để thu phát những ảnh viễn thám. Viễn thám được sử dụng trong nhiều nghành nghề dịch vụ gồm có địa lý, khảo sát đất đai, và hầu hết những ngành khoa học Trái Đất ( ví dụ thủy văn, sinh thái học, khí tượng học, hải dương học, glaciology, địa chất ) ; nó cũng có những ứng dụng trong quân sự chiến lược, tình báo, thương mại, kinh tế tài chính, kế hoạch và trong những ứng dụng nhân đạo .Ở hiện tại, thuật ngữ ” viễn thám ” thường dùng để chỉ việc sử dụng những công nghệ tiên tiến cảm ứng dựa trên vệ tinh hoặc máy bay để phát hiện và phân loại những vật thể trên Trái Đất. Nó gồm có bề mặt Trái Đất, bầu khí quyển và đại dương, dựa trên việc truyền tính hiệu ( ví dụ như bức xạ điện từ ). Nó hoàn toàn có thể được chia thành viễn thám ” dữ thế chủ động ” ( khi tín hiệu được phát ra từ vệ tinh hoặc máy bay tới vật thể và sự phản xạ của nó được cảm ứng phát hiện ) và viễn thám ” thụ động ” ( khi cảm ứng phát ra ánh sáng mặt trời ) [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]
Video nói về cách Landsat được sử dụng để xác định khu vực bảo tồn ở Cộng hòa Dân Chủ Congo, và cách nó được sử dụng để giúp lập bản đồ ở khu vực MLW ở phía Bắc.
Ảnh minh họa vệ tinh vận dụng công nghệ tiên tiến viễn thámCó hai loại viễn thám chính là viễn thám thụ động và viễn thám dữ thế chủ động. [ 7 ] Các cảm ứng thụ động thu nhận những bức xạ tự nhiên được phát ra hoặc được phản xạ từ vật thể hoặc khu vực xung quanh. Phản xạ ánh sáng mặt trời là một nguồn phổ cập nhất mà những cảm ứng thụ động thu nhận. Ví dụ, những cảm ứng viễn thám thụ động như phim trong nhiếp ảnh. hồng ngoại, thiết bị tích hợp sạt và máy đo sóng radio. Thu nhận tài liệu dữ thế chủ động là ghi nhận những bước sóng điện từ do những nguồn dữ thế chủ động phát ra, chúng đi đến đối tượng người tiêu dùng rồi phản xạ lại sau đó cảm ứng thu nhận tín hiệu. RADAR và LiDAR là những ví dụ về cảm ứng dữ thế chủ động trong khi đó có thời hạn trễ giữa lúc phát ra và thu nhận sóng điện từ trong quy trình đo đạc để xác lập vị trí, tốc độ và phương hướng chuyển dời của một đối tượng người dùng .
- Cảm biến viễn thám: Cảm biến là các thiết bị tạo ra ảnh về sự phân bố năng lượng phản xạ hay phát xạ của các vật thể từ mặt đất theo những phần nhất định của quang phổ điện từ.
Việc phân loại những cảm ứng dựa theo dãi sóng thu nhận, công dụng hoạt động giải trí, cũng hoàn toàn có thể phân loại theo cấu trúc .
Cảm biến bị động thu nhận bức xạ do vật thể phản xạ hoặc phát xạ từ nguồn phát tự nhiên là Mặt Trời. Cảm biến dữ thế chủ động lại thu năng lượng do vật thể phản xạ từ một nguồn cung ứng tự tạo .Viễn thám giúp thu thập dữ liệu của những khu vực nguy khốn hoặc không hề tiếp cận. Các ứng dụng viễn thám gồm có giám sát nạn phá rừng ở những khu vực như lưu vực sông Amazon, những đặc thù của băng ở Bắc Cực hay Nam Cực, và độ sâu âm thanh của những khu vực ven biển và đại dương. Trong thời kỳ cuộc chiến tranh lạnh, bộ quân sự chiến lược đã sử dụng công nghệ tiên tiến viễn thám để thu thập dữ liệu về những khu vực biên giới nguy khốn. Viễn thám còn thay thế sửa chữa cho việc thu thập dữ liệu tốn kém và chậm trễ trên mặt đất đồng thời không làm ảnh hưởng tác động đến những đối tượng người dùng cần thu thập dữ liệu
Đồng thời viễn thám cũng là nền tảng cho việc thu thập và truyền dữ liệu trên quỹ đạo Trái Đất của phổ điện từ, kết hợp với cảm biến và phân tích trên không hoặc trên mặt đất quy mô lớn, cung cấp cho các nhà nghiên cứu đủ thông tin để theo dõi các xu hướng như El Niño và các hiện tượng dài hạn tự nhiên khác. Các ứng dụng khác bao gồm các lĩnh vực khác nhau của khoa học Trái Đất như việc quản lý tài nguyên thiên nhiên, các lĩnh vực nông nghiệp như sử dụng và bảo tồn đất đai,[8][9] hay vấn đề về an ninh quốc gia như thu thập dữ liệu trên mặt đất trên cao hoặc các khu vực biên giới.[10]
Các loại kỹ thuật thu thập dữ liệu vận dụng công nghệ tiên tiến viễn thám[sửa|sửa mã nguồn]
Là cơ sở cho việc tích lũy và nghiên cứu và phân tích đa phổ là những khu vực cần kiểm tra hoặc những đối tượng người dùng có năng lực phản xạ hoặc phát ra bức xạ điển hình nổi bật so với những khu vực xung quanh. Để biết tóm tắt về những mạng lưới hệ thống vệ tinh viễn thám hãy xem bảng tổng quan .
Các loại ra đa[sửa|sửa mã nguồn]
- Trắc địa viễn thám có thể mô phỏng trọng lực hoặc hình thể của khu vực hay mục tiêu xác định. Công nghệ này được ứng dụng lần đầu trong việc phát hiện tàu ngầm. Ngoài ra công nghệ trắc địa viễn thám còn có thế phát hiện ra sự nhiễu loạn của từ trường hấp dẫn của Trái Đất, được sử dụng để xác định những thay đổi trong phân bố khối lượng của Trái Đất, hỗ trợ cho các nghiên cứu địa vật lý, như dự án GRACE.[17]
- Sóng âm: sóng âm thụ động được áp dụng để lắng nghe âm thanh được tạo ra bởi một vật thể khác (một con tàu, cá voi, v. v.), sóng âm chủ động, phát ra các loại xung âm thanh và thu lại âm thanh phản xạ, được dùng để phát hiện, dò tìm và đo đạc các vật thể dưới nước và các loại địa hình.
- Đồ thị địa chấn được chụp tại các địa điểm khác nhau để xác định vị trí và đo động đất (sau khi chúng xảy ra) bằng cách so sánh cường độ tương đối và thời gian chính xác.
- Siêu âm: Các cảm biến siêu âm, phát ra xung tần số cao và thu nhận âm thanh phản xạ, được sử dụng để phát hiện sóng nước và mực nước, áp dụng trong các đồng hồ đo thủy triều hoặc cho các bể kéo.
Đồng thời để triển khai một loạt những quan sát quy mô lớn, hầu hết những mạng lưới hệ thống cảm ứng nhờ vào vào những yếu tố sau : vị trí nền tảng và hướng của cảm ứng. Các công cụ hạng sang lúc bấy giờ thường sử dụng thông tin vị trí từ mạng lưới hệ thống xác định toàn thế giới .
Các tài liệu đặc trưng được sử dụng trong viễn thám[sửa|sửa mã nguồn]
The quality of remote sensing data consists of its spatial, spectral, radiometric and temporal resolutions .
- Độ phân giải không gian (Spatial resolution) hay độ phân giải ảnh của vệ tinh
- Một điểm ảnh của vệ tinh có thể tương ứng từ 1 đến 1.000 mét (3,3 đến 3.280,8 ft) tương ứng với một đơn vị chia mẫu trên mặt đất.
- Độ phân giải phổ (Spectral resolution)
- Bước sóng của các dải tần số khác nhau được ghi lại – thông thường, điều này có liên quan đến số lượng dải tần được ghi lại. Trong chương trình Landsat hiện tại là bảy dải, bao gồm một số dải phổ hồng ngoại, từ độ phân giải phổ từ 0,7 đến 2,1 m. Cảm biến Hyperion trên vệ tinh Earth Observing-1 có độ phân giải là 220 dải từ 0,4 đến 2,5 μm, với độ phân giải phổ từ 0,10 đến 0,11 μm mỗi băng tần.
- Độ phân giải phóng xạ (Radiometric resolution)
- Số lượng cường độ khác nhau của bức xạ mà cảm biến có thể phân biệt. Thông thường, phạm vi này dao động từ 8 đến 14 bit, tương ứng với 256 cấp độ của thang màu xám và lên đến 16.384 cường độ hoặc “sắc thái” của màu, trong mỗi dải.
- Độ phân giải thời gian (Temporal resolution)
- Tần suất bay qua của vệ tinh hay máy bay, và chỉ áp dụng trong các nghiên cứu liên quan đến chuỗi thời gian hay những thứ có sự thay đổi hình ảnh.
Cách giải quyết và xử lý tài liệu trong kỹ thuật viễn thám[sửa|sửa mã nguồn]
Để tạo ra những map dựa trên cảm ứng, hầu hết những mạng lưới hệ thống viễn thám đều phải nhận tài liệu từ cảm ứng bên ngoài tương quan đến những điểm tham chiếu ( gồm có khoảng cách giữa những điểm đã biết trên mặt đất ), điều này còn phụ thuộc vào vào loại cảm ứng được sử dụng. Ví dụ, trong những bức ảnh thường thì, khoảng cách là đúng mực ở TT của hình ảnh với sự biến dạng của những phép đo tăng xa hơn bạn đầu nhận được từ điểm TT .
Các Lever giải quyết và xử lý tài liệu[sửa|sửa mã nguồn]
Để thuận tiện cho việc sử dụng và xử lý dữ liệu trong thực tế, một số “cấp độ” xử lý lần đầu tiên được NASA xác định vào năm 1986, và được xem như là một phần của hệ thống quan sát Trái Đất[18]. Những cấp độ này được áp dụng kể từ đó, kể cả trong nội bộ NASA ([19]) và những nơi khác ([20])
| Cấp | Mức độ xử lý |
|---|---|
| 0 | Dữ liệu đã được xử lý nhưng chưa đạt được độ phân giải đầy đủ |
| 1a | Dữ liệu đã được xử lý, chưa đạt được độ phân giải đầy đủ, được tham chiếu theo thời gian và được chú thích bằng thông tin phụ trợ, bao gồm các hệ số hiệu chuẩn của phóng xạ và hình học và các tham số hội thảo địa lý (ví dụ, phù du nền tảng) được tính toán và gắn vào nhưng không được áp dụng cho dữ liệu Cấp 0 (hoặc nếu được áp dụng, theo cách mà mức 0 có thể phục hồi hoàn toàn từ dữ liệu cấp 1a). |
| 1b | Dữ liệu cấp 1a đã được xử lý cho các đơn vị cảm biến (ví dụ: mặt cắt ngang của radar, nhiệt độ sáng, v.v.); không phải tất cả các công cụ đều có dữ liệu cấp 1b; dữ liệu cấp 0 không thể phục hồi được từ dữ liệu cấp 1b. |
| 2 | Các nhân tố địa vật lý (ví dụ: chiều cao sóng biển, độ ẩm đất, nồng độ băng) ở cùng độ phân giải như dữ liệu nguồn cấp 1. |
| 3 | Các hình ảnh trên các thang lưới không thời gian thống nhất, thường có một số tính hoàn chỉnh và nhất quán (ví dụ: các điểm bị thiếu được nội suy, các vùng hoàn chỉnh được ghép lại với nhau từ nhiều quỹ đạo, v.v.). |
| 4 | Hiệu ứng mô hình hoặc kết quả từ các phân tích dữ liệu cấp thấp (v. d. các biến số không được đo bằng các công cụ, mà thay vào đó được lấy ra từ sự đo lường khác). |
Phân loại ảnh trong viễn thám[sửa|sửa mã nguồn]
- Ảnh quang học: là loại ảnh được tạo ra bởi việc thu nhận các bước sóng ánh sáng nhìn thấy (bước sóng 0.4-0.76 micromet).
- Ảnh hồng ngoại: là loại ảnh được tạo ra bởi việc thu nhận các bước sóng hồng ngoại phát ra từ vật thể (bước sóng 8-14 micromet).
- Ảnh radar: là loại ảnh được tạo ra bởi việc thu nhận các bước sóng trong dãi sóng siêu cao tần (bước sóng lớn hơn 2 cm).
- Ảnh thu được bằng sóng địa chấn cũng là một loại ảnh viễn thám.
Ảnh viễn thám hoàn toàn có thể được lưu theo những kênh ảnh đơn ( trắng đen ) ở dạng số trong máy tính hoặc những kênh ảnh được tổng hợp ( ảnh màu ) hoặc hoàn toàn có thể in ra giấy, tùy theo mục tiêu người sử dụng .
