Công nghệ viễn thám là gì? Cơ sở của viễn thám

Sự phát triển của kinh tế – xã hội đã kéo theo nhu cầu sử dụng dữ liệu từ viễn thám gia tăng. Cũng chính vì thế mà việc ứng dụng công nghệ viễn thám để thu thập dữ liệu trong những năm gần đây đặc biệt được chú trọng. Để hiểu rõ hơn về viễn thám cũng như cơ sở dữ liệu của viễn thám, mời bạn đọc cùng Đất Hợp theo dõi nội dung được chia sẻ dưới đây.

Công nghệ viễn thám là gì?

“Viễn thám là một ngành khoa học thu thu thập, đo lường và phân tích thông tin của vật thể trên bề mặt Trái Đất hoặc gần bề mặt Trái Đất bằng cách sử dụng các bộ cảm biến được gắn trên máy bay, tàu vũ trụ… mà không cần tiếp xúc trực tiếp với chúng.”

Hình 1. Công nghệ viễn thám hỗ trợ thu thập dữ liệu bề mặt Trái Đất hiệu quả.

Thuật ngữ “viễn thám” được sử dụng lần đầu tiên trên thế giới ở Mỹ, vào năm 1960. Công nghệ viễn thám lúc này bao gồm nhiều lĩnh vực, ví dụ như: Không ảnh, giải đoán hình ảnh, địa chất ảnh…Bên cạnh đó, viễn thám còn là một công nghệ có khả năng xác định, nhận biết vật thể thông qua các đặc trưng riêng về sự phản xạ và bức xạ của vật thể.

Cơ sở của viễn thám

– Nguyên lý hoạt động

Công nghệ viễn thám sử dụng sóng điện từ được phản xạ / bức xạ từ vật thể để cung cấp thông tin liên quan đến đặc tính, khối lượng của vật thể thông qua ảnh viễn thám; đo lường, phân tích năng lượng phát ra và cho phép tách các thông tin hữu ích theo từng lớp nhờ sự tương tác giữa bức xạ điện từ và vật thể.

Bộ cảm biến là thiết bị được sử dụng để thu thập sóng điện từ được phản xạ / bức xạ từ vật thể, cảm biến đó có thể là máy chụp hoặc máy quét. Những phương tiện dùng để mang các cảm biến này được gọi là vật mang, chúng có thể là máy bay, tàu con thoi, vệ tinh hoặc khinh khí cầu…

Hình 2. Mô tả về nguyên lý thu thập dữ liệu ảnh bằng công nghệ viễn thám.

Nguồn năng lượng chính được sử dụng để thu thập dữ liệu trong công nghệ viễn thám là bức xạ mặt trời, bộ cảm biến được đặt trên vật mang thu nhận năng lượng của sóng điện từ do các vật thể phản xạ hay bức xạ lại.

Thông tin về năng lượng mà các vật thể phản xạ được thu thập lại bởi ảnh viễn thám, thông qua quá trình xử lý tự động trên máy tính hoặc giải đoán trực tiếp hình ảnh theo kinh nghiệm của chuyên gia viễn thám để cho ra kết quả cuối dùng. Dữ liệu sau khi được xử lý sẽ là nguồn thông tin hữu ích, được ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau của đời sống như: Nông – Lâm nghiệp, địa chất, khí tượng, môi trường…

>>> Xem thêm: Ứng dụng của viễn thám

– Thành phần của viễn thám

Toàn bộ quá trình thu nhận và xử lý ảnh bằng công nghệ viễn thám bao gồm 5 thành phần cơ bản sau:

• Nguồn cung cấp năng lượng.
• Sự tương tác của nguồn năng lượng đó với khí quyển.
• Sự tương tác của năng lượng với các vật thể trên bề mặt Trái Đất.
• Chuyển đổi năng lượng phản xạ từ vật thể thành dữ liệu ảnh số thông qua bộ cảm biến.
• Hiển thị ảnh số, là đầu vào cho việc giải đoán và xử lý dữ liệu.

Quá trình thu nhận, xử lý và ứng dụng dữ liệu viễn thám được thể hiện qua sơ đồ dưới đây:

Hình 3. Sơ đồ về quá trình thu nhận, xử lý và ứng dụng của viễn thám.

Trong đó:

• A: Năng lượng sóng điện từ được bức xạ từ nguồn cấp.
• B: Năng lượng từ A tương tác với các yếu tố có trong khí quyển.
• C: Năng từ từ B tương tác với các thành phần trên bề mặt Trái Đất.
• D: Năng lượng C phản xạ lại và được ghi nhận bởi bộ cảm biến.
• E: Năng lượng sau khi thu nhận bởi cảm biến được truyền về trạm thu để xử lý.
• F: Giải đoán và phân tích ảnh viễn thám thu nhận được.
• G: Ứng dụng dữ liệu sau khi giải đoán vào các lĩnh vực khác nhau.

Quá trình thu thập dữ liệu thông qua bộ cảm biến chịu tác động mạnh mẽ bởi khả năng lan truyền sóng điện từ trong khí quyển. Mỗi dải phổ điện từ sẽ có đặc điểm và một tốc độ lan truyền sóng khác nhau, ví dụ như:

• Khả kiến: Có bước sóng từ 0,4 – 0,76µm, rất ít hấp thu bởi oxy, hơi nước. Năng lượng phản xạ cực đại khi bước sóng đạt 0,5µm trong khí quyển. Năng lượng do dải phổ điện từ này cung cấp giữ vai trò quan trọng trong viễn thám.
• Sau Khả kiến: Hồng ngoại gần trung bình, có bước sóng từ 0,77-1,34 & 1,55-2,4, năng lượng phản xạ mạnh với các bước sóng hồng ngoại gần từ 0,77 – 0,9, sử dụng trong chụp ảnh hồng ngoại theo dõi biến đổi thực vật từ 1,55-2,4
• Hồng ngoại nhiệt: Có bước sóng từ 3 – 22µm, có một số vùng bị hấp thụ mạnh bởi hơi nước, dải sóng điện từ này giữ vai trò quan trọng trong việc phát hiện cháy rừng và hoạt động của núi lửa (từ 3,5 – 5µm). Bức xạ nhiệt của Trái Đất có năng lượng cao nhất được phát hiện qua dải sóng hồng ngoại nhiệt tại bước sóng 10µm.
• Vô tuyến (Radar): Có bước sóng từ 1mm – 30cm, dải sóng điện từ này không được hấp thụ mạnh từ khí quyển, cho phép cảm biến thu nhận dữ liệu 24/24 mà không bị ảnh hưởng bởi mây, sương mù hay mưa.

– Phân loại viễn thám

Công nghệ viễn thám được phân thành 3 loại tương ứng với vùng bước sóng được sử dụng, cụ thể là:

• Viễn thám trong dải sóng nhìn thấy và hồng ngoại phản xạ: Sử dụng nguồn năng lượng chính là bức xạ mặt trời để đo lường vùng ánh sáng khả kiến và hồng ngoại được phản xạ từ vật thể và bề mặt Trái Đất để thu thập dữ liệu ảnh. Ảnh được thu bởi loại viễn thám này là ảnh quang học,
• Viễn thám hồng ngoại nhiệt: Sử dụng nguồn năng lượng nhiệt do chính các vật thể phát ra để đo lường các yếu tố của vật thể bằng dữ liệu ảnh. Ảnh thu được bởi loại viễn thám này được gọi là ảnh nhiệt.
• Viễn thám siêu cao tần: Sử dụng hai loại kỹ thuật chủ động và bị động để thu thập dữ liệu (kỹ thuật bị động ghi lại năng lượng từ sóng vô tuyến cao tần có bước sóng > 1mm, kỹ thuật chủ động phát năng lượng riêng đến các vật thể thông qua vệ tinh và thu lại sóng phản xạ từ vật thể đó). Ảnh thu được bởi loại viễn thám này được gọi là ảnh radar.

Công nghệ viễn thám đang dần được chú ý nhiều hơn, đặc biệt là khi xu hướng tích hợp viễn thám vào GIS đang dần trở nên tất yếu. Nó hỗ trợ hiệu quả cho các nhu cầu thu thập dữ liệu thiết thực để phục vụ cho đời sống, kinh tế, xã hội và quân sự… Để tìm hiểu thêm về các thiết bị công nghệ tiên tiến giúp thu thập, xử lý dữ liệu viễn thám và GIS, hãy liên hệ Công ty TNHH Đất Hợp qua HOTLINE 0903 825 125, chúng tôi luôn sẵn sàng hỗ trợ bạn.

>>> Xem thêm: Viễn thám và GIS tương thích với nhau như thế nào?

Mọi thông tin xin vui lòng liên hệ:

CÔNG TY TNHH ĐẤT HỢP
Địa chỉ: Số 2, Đường số 4, Khu nhà ở Vạn Phúc 1, P. Hiệp Bình Phước, TP. Thủ Đức, TP. HCM
Tel: (028).3.6208.606
Mobile: 0903 825 125
Email: cskh@dathop.com.vn
Website: https://dathop.com/  –  https://dathop.com.vn/
Fanpage: https://www.facebook.com/congtydathop