Tư liệu ảnh vệ tinh viễn thám Quang học

Tư liệu  ảnh vệ tinh viễn thám quang học là các tư liệu ảnh thu nhận bởi các kênh phổ của dải sóng ánh sáng nhìn thấy và dải hồng ngoại. Năng lượng đó chủ yếu là năng lượng mặt trời. Người ta còn gọi là tư liệu ảnh quang học. Sau đây sẽ giới thiệu các hệ thống thu nhận tư liệu ảnh vệ tinh viễn thám quang học phổ biến trên thế giới.

I.  TƯ LIỆU ẢNH VỆ TINH LANDSAT

Landsat  :Là hệ thống vệ tinh chụp ảnh trái đất. Chương trình viễn thám Landsat được phát triển bởi NASA (National Aeronautics and Space Administration-Cơ quan hàng không và không gian Hoa Kỳ). Dữ liệu Landsat được lưu giữ ở dạng file .BIL (Band Interleaved by Line) hoặc .BIP (Band Interleaved by Pixel). BIL and BIP được hỗ trợ bởi ARC/INFO và ArcView.Cho đến nay đã có nhiều thế hệ vệ tinh LANDSAT đuợc nghiên cứu và phát triển.

Hệ thống vệ tinh Landsat có thể được chia thành các thế hệ sau:

a)      Thế hệ vệ tinh thứ nhất: Landsat-1, 2, 3

Landsat-1, 2 và 3 được phóng vào các năm 1972, 1973, 1978 tương ứng. Landsat-1 ngừng hoạt động năm 1978 sau khi có hỏng hóc ở một bộ cảm, còn Landsat 2 và 3 ngừng hoạt động năm 1983. Những vệ tinh này có cùng các tham số về quỹ đạo và cùng mang một loại bộ cảm. Quỹ đạo vệ tinh tròn, đồng bộ với mặt trời, quay quanh trái đất trong khoảng 103 phút, quỹ đạo gần cực, góc nghiêng xấp xỉ 99^o. Vệ tinh có thể quay quanh trái đất 14 vòng mỗi ngày. Mỗi vệ tinh có thể quét toàn bộ bề mặt trái đất trong 18 ngày, nghĩa là cứ 18 ngày, ta sẽ nhận được ảnh chụp của một khu vực trên trái đất.

Vệ tinh Landsat-2 và 3 mang 2 loại bộ cảm chụp ảnh là MSS (Multi Spectral Scanner và RBV (Return Beam Vidicon). Bộ cảm RBV hiếm khi được sử dụng trong nghiên cứu môi trường.

MSS (Multispectral Scanner)

MSS là một thiết bị quét ảnh theo đường được gắn trên các máy bay hay vệ tinh, nó tạo ra một số nhất định các ảnh đổng thời ở mỗi một kênh sóng khác nhau. Mỗi một cảnh chụp của MSS bao trùm trên một diện tích 185x185km và nó chồng lên ảnh kế bên khoảng 10 % dọc theo đường chụp. Ở mỗi trạm thu trên mặt đất, các ảnh được chuyển từ các tín hiệu điện tử sang ảnh dương bản đen trắng trên phim 7 li bởi một thiết bị ghi tia electron. Các ảnh gốc có tỷ lệ xấp xỉ 1:3.369.000

Đặc điểm LANDSAT-2 MSS

Bước sóng:

BAND 4: 0.5 – 0.6 μm (xanh lục)

BAND 5: 0.6 – 0.7 μm (đỏ)

BAND 6: 0.7 – 0.8 μm (cận hồng ngoại)

BAND 7: 0.8 – 1.1 μm (cận hồng ngoại)

Độ rộng cảnh:  185 km

Độ phân giải không gian:  80 m × 80 m

Landsat-3 bao gồm 5 kênh MSS và 2 kênh RBV camera. MSS có 4 kênh tương tự Landsat-2 và kênh thứ 5 là hồng ngoại nhiệt được thiết kế để hoạt động ở bất kỳ thời điểm nào trên quỹ đạo, kể cả vào ban đêm, và ở mọi góc cao mặt trời. Bốn băng đầu tiên chỉ có thể thu được khi độ cao mặt trời lớn hơn 10^o. Có 6 bộ dò cho mỗi băng phổ MSS và và 2 bộ dò cho băng hồng ngoại nhiệt. Vì lý do này, băng thứ 5 (hồng ngoại nhiệt) có độ phân giải chỉ bằng 1/3 các băng phổ khác.

b)      Thế hệ thứ 2: Landsat-4, 5

Tại nước Mỹ, với mục đích tổ chức một hệ thống viễn thám chặt chẽ, có khả năng nghiên cứu môi trường tỉ mỉ hơn, chương trình NOAA đã ra đời. Và sự ra đời của Landsat-4 và 5 cũng không ngoài mục đích đó. Landsat-4, 5 được phóng vào các năm 1982 và 1984 tương ứng. Góc nghiêng của các vệ tinh này là 98,3⁰ và thời gian quay quanh trái đất là 98,5 phút. Chu kì lặp là 16 ngày. Sự khác biệt lớn nhất giữa Landsat-4 và 5 với các vệ tinh Landsat trước là bộ cảm RBV đã được bỏ đi và thay bằng một thế hệ MSS mới là TM (Thematic Mapper). Bộ cảm này thu được nhiều kênh phổ hơn và độ phân giải không gian cũng lớn hơn.

Đặc điểm của bộ cảm TM:

TM có 3 kênh nhìn thấy, một kênh cận hồng ngoại và 2 kênh hồng ngoại trung có độ phân giải 30m, một kênh hồng ngoại nhiệt có độ phân giải 120m

Landsat TM

Bước sóng:

BAND 1: 0.45 – 0.52 μm (xanh-tím)

BAND 2: 0.52 – 0.60 μm (lục)

BAND 3: 0.63 – 0.69 μm (đỏ)

BAND 4: 0.76 – 0.90 μm (cận hồng ngoại)

BAND 5: 1.55 – 1.75 μm (hồng ngoại trung)

BAND 6: 10.40 – 12.50 μm (hồng ngoại xa/hồng ngoại nhiệt)

BAND 7: 2.08 – 2.35 μm (hồng ngoại trung)

Độ rộng cảnh: 185 km

Độ phân giải không gian: 30 m × 30 m (trừ BAND 6: 120 m × 120 m)

Bộ cảm TM có khả năng quan trắc trên mọt khoảng phổ tương đối rộng (xanh lam đến hồng

ngoại) và do đó, ứng dụng của loại ảnh này cũng rộng hơn:

1. Nghiên cứu nước ven bờ (Band 1);

2. Xác định sự sinh trưởng của thực vật qua độ phản xạ đo ở dải sóng xanh lục (Band 2);

3. Lập bản đồ diệp lục để nghiên cứu sự phân bố của thực vật (Band 3);

4. Xác định đường bờ nước (Band 4);

5. Đo đạc các thông số về mây và tuyết Band 5);

6. Lập bản đồ nhiệt (Band 6);

7. Lập bản đồ thủy nhiệt (Band 7).

Ảnh TM có độ phân giải chung là 30 m. Độ phân giải cao có được do các bộ dò rất nhạy và

nhờ lượng tử hoá 8 bit trong quá trình chuyển đổi từ tương tự sang dạng số (256 mức độ xám). Băng MSS chỉ được lượng tử hoá 6 bít (64 mức độ xám). Điều này có nghĩa các cảnh TM có số lượng pixel với dải phổ lớn hơn. Điều này còn có thể thấy được qua tốc độ truyền dữ liệu rất cao: 84,9 MB/s.

c)      Thế hệ thứ 3: Landsat- 6, 7

Landsat-6 không được phóng thành công. Năm 1999, Landsat-7 được phóng. Vệ tinh Landsat-7 mang theo bộ cảm ETM+ có khả năng hoạt động trong một dải sóng rộng từ nhìn thấy đến cận hồng ngoại và hồng ngoại nhiệt. Landsat-7 thu được một kênh ảnh Panchromatic có độ phân giải 15m, các kênh phổ khác có độ phân giải giống như Landsat TM là 30m, riêng kênh hồng ngoại nhiệt, kênh 6 có độ phân giải không gian cao hơn: 60m.

Giống như các thế hệ vệ tinh trước, ứng dụng chủ yếu của Landsat-7 là quan trắc mặt đất: như lớp phủ, sử dụng đất, tai biến trượt lở, lũ lụt, nghiên cứu địa chất, nghiên cứu và quan trắc đô thị.... Tuy nhiên nhờ kích thước cảnh lớn với 185x185 km, độ phân giải phổ cao, chu kỳ lặp ngắn, Landsat-7 cũng được ứng dụng cho nghiên cứu đại dương.

Ứng dụng chủ yếu của ảnh vệ tinh Landsat:

Ø      Nông lâm nghiệp

Ø      Thủy sản,

Ø      Quy hoạch vùng,

Ø      Thành lập bản đồ,

Ø      Nghiên cứu biển, đới bờ...

Ví dụ các tư liệu ảnh vệ tinh Landsat

 Tư liệu ảnh MSS

Tư liệu ảnh TM

II.  TƯ LIỆU ẢNH VỆ TINH NOAA

Hệ thống ảnh NOAA được phát triển dựa trên kinh nghiệm từ các hệ thống vệ tinh trước đó như NIMBUS, TIROS, TOS. Hệ thống mang tên của cơ quan đã tài trợ NOAA (US. National Oceanic and Atmospheric Administration). Mục đích chính của NOAA là nghiên cứu nhiệt độ bề mặt biển và quan trắc khí tượng. Có thể chia hệ thống ra làm các thế hệ sau:

a)      Thế hệ 1: NOAA-2, 3, 4, 5

NOAA-2,3, 4, 5 được phóng vào các nằm 1972, 1973, 1974 và 1976. Các vệ tinh NOAA có quỹ đạo tròn, gần cực, góc nghiêng 102⁰, đồng bộ mặt trời và được thiết kế đi qua 2 lần một ngày đối với mọi trạm thu ảnh NOAA. Những vệ tinh này có chu kỳ quay quanh trái đất là 115’ với 12- 13 vòng mỗi ngày.

Các vệ tinh NOAA mang theo bộ cảm VHRR (Very High Resolution Radiometer) được sử dụng chủ yếu cho nghiên cứu đại dương. Bộ cảm này không hoạt động năm 1979 và được thay thế bằng AVHRR trên các thế hệ vệ tinh tiếp theo.

b)      Thế hệ thứ 2: TIROS-N, NOAA -6, 7, 8, 9.

Những vệ tinh này được phóng vào các năm 1978, 1979, 1981, 1983 và 1984. Chúng cũng có góc nghiêng so với quỹ đạo là 102⁰, nhưng chu kỳ quay chỉ còn 99⁰ và các vệ tinh quay mỗi ngày 14-15 vòng.

TIROS-N (Television and Infrared Observational Satellite) ngừng hoạt động năm 1981. Mục đích chính của hệ thống vệ tinh TIROS là dự báo thời tiết và quan trắc mây. TIROS-N được sử dụng để kiểm tra các bộ cảm cho hệ thống vệ tinh NOAA.

Bộ cảm AVHRR dùng trong thế hệ vệ tinh thứ 2 của NOAA được ứng dụng cho nghiên cứu đại dương, chủ yếu là nhiệt độ bề mặt biển. NOAA-8 mang thêm một bộ cảm khác phục vụ cho ngư nghiệp là SARSAT (Search and Rescue Satellite-Aid Tracking) để dò các tín hiệu từ tàu thuyền gặp nguy hiểm

AVHRR

AVHRR là một thiết bị đo bức xạ dạng quét gồm 4-5 kênh (phụ thuộc vào từng phiên bản) hoạt động trong dải sóng nhìn thấy, cận và hồng ngoại nhiệt. Đặc điểm của bộ cảm được liệt kê như sau:

NOAA-7 - AVHRR CHARACTERISTICS

Bước sóng:

BAND 1: 0.58 – 0.68 μm (xanh lục- đỏ)

BAND 2: 0.72 – 1.10 μm (cận hồng ngoại)

BAND 3: 3.55 – 3.93 μm (hồng ngoại trung)

BAND 4: 10.50 – 11.50 μm (hồng ngoại xa/hồng ngoại nhiệt)

BAND5: 11.50– 12.50 μm (hồng ngoại xa/hồng ngoại nhiệt)

Độ rộng cảnh: 2700 km

Độ phân giải: 1 km X 1 km

c)      Thế hệ thứ 3: NOAA 12, 13, I, K, L, M, N

Ứng dụng chủ yếu của ảnh vệ tinh NOAA:

Ø      Theo dõi về dự báo thời tiết

Ø      Nghiên cứu biến động “độ xanh”- chỉ số thực vật (Vegetation Index -VI) hay sự khác biệt của chỉ số thực vật (Normal Difference Vegetation Index - NDVI).

Ø      Nghiên cứu môi trường biển, hàm lượng clorophyl, nhiệt độ bề mặt nước biển.

Ø      Phát hiện và theo dõi cháy rừng, nghiên cứu núi lửa, nghiên cứu quá trình sa mạc hoá...

Ví dụ tư liệu ảnh vệ tinh NOAA

Ảnh có độ phân giải thấp và độ rộng cảnh lớn

III.  TƯ LIỆU ẢNH VỆ TINH SPOT

Vào đầu năm 1978 chính phủ Pháp quyết định phát triển chương trình SPOT (Système Pour l’Observation de la Terre) với sự tham gia của Bỉ và Thụy Điển. Hệ thống vệ tinh viễn thám do Trung tâm nghiên cứu Không gian (Centre National d’Etudes Spatiales – CNES) của Pháp chế tạo và phát triển. Vệ tinh đầu tiên của SPOT-1 được phóng lên quỹ đạo năm 1986, tiếp theo là SPOT-2, SPOT-3, SPOT-4, và SPOT-5 lần lượt vào các năm 1990, 1993, 1998, và 2002 trên đó mang hệ thống quét CCD.

Vệ tinh SPOT bay ở độ cao 832Km, góc nghiêng của mặt phẳng quỹ đạo là 98.7⁰, thời điểm bay qua xích đạo là 10h30’ và chu kỳ lăp trong 26 ngày. Các thế hệ vệ tinh SPOT 1,2,3 có bộ cảm HRV( High Resolution Visible) với kênh toàn sắc (0,51 – 0,73µm) độ phân giải 10m; ba kênh đa phổ có độ phân giải 20m, phân bố trong vùng sóng nhìn thấy gồm xanh lục (0,5-0,59µm), đỏ (0,61 – 0,68m), gần hồng ngoại (0,79 – 0,89µm). Mỗi cảnh có độ bao phủ mặt đất là 60km x 60km. Vệ tinh SPOT 4 với kênh toàn sắc (0,49-0,71 µm); ba kênh đa phổ HRV tương đương với ba kênh truyền thống HRV; thêm kênh hồng ngoại (1,58-1,75µm) có độ phân giải 20m. Khả năng chụp nghiêng của SPOT cho phép tạo cặp ảnh lập thể từ hai ảnh chụp vào hai thời điểm với các góc chụp nghiêng khác nhau.

                       Vệ Tinh SPOT 4  1998  CNES       Vệ Tinh SPOT 5  2002  CNES

Vệ tinh SPOT

Vệ tinh SPOT-5 phóng lên quỹ đạo ngày 03/05/2002, được trang bị một cặp Sensor HRG ( High Resolution Geometric) là loại Sensor ưu việt hơn các loại trước đó. Mỗi một Sensor HRG có thể thu được ảnh đổi với độ phân giải 5m đen-trắng và 10m với ảnh mầu. Với kỹ thuật xử lý ảnh đặc biệt, có thể đạt được ảnh độ phân giải 2,5m, trong khi đó dải chụp phủ mặt đất của ảnh vẫn đạt 60km đến 80km. Đây chính là ưu điểm của ảnh SPOT, điều mà các loại ảnh vệ tinh cùng thời khác ở độ phân giải này đều không đạt.

            Kỹ thuật thu ảnh HRG cho phép định vị ảnh với độ chính xác nhỏ hơn 50m nhờ hệ thống định vị vệ tinh DOGIS và Star Tracker lắp đặt trên vệ tinh. Trên vệ tinh SPOT-5 còn lắp thêm 2 máy chụp ảnh nữa. Máy thứ nhất HSR (High Resolution Stereoscopic) – Máy chụp ảnh lập thể lực phân giải cao. Máy này chụp ảnh lập thể dọc theo đường bay với độ phủ 120 x 600km. Nhờ ảnh lập thể đọ phủ rộng này tạo lập mô hình số độ cao (DEM) với độ chính xác 10m mà không cần tới điểm khống chế mặt đất. Máy chụp ảnh thứ 2 mang tên VEGETATION giống như VEGETATION lắp trên vệ tinh SPOT-4 hàng ngày chụp ảnh mặt đất trên một dãi rộng 22,5km với kích thước pixel 1x1km trong 4 kênh phổ. Ảnh VEGETATION được sử dụng rất hữu hiệu cho mục đích theo dõi biến động địa cầu và đo vẽ bản đồ hiện trạng đất.

            Hai vệ tinh SPOT 4 và SPOT 5 có thêm kênh phổ chụp SWIR nằm phía trên ba kện phổ của các vệ tinh SPOT trước đó, nhờ vậy rất thuận lợi cho nghiên cứu về độ ẩm và lớp phủ thực vật. Sự cải tiến này đã tạo ra rất nhiều ứng dụng cho nông nghiệp, nghiên cứu hiện trạng đất và quản lý tài nguyên thiên nhiên.

Bảng 1-2 và 1-3 giới thiệu tổng hợp về các thông số của thế hệ ảnh SPOT

Loại	Vệ tinh SPOT	Tên bộ cảm	Số Kênh	Độ phân giải (m)	Các kênh đa phổ
XS (Multispictral)	SPOT 1, 2, 3	HRV (High Resolution Visible)	3	20 x 20	Lục, đỏ, gần hồng ngoại
P hoặc PAN (Panchromatic)	SPOT 1, 2, 3	HRV	1	10 x 10	Toàn sắc
P + SX (Panchromatic and Multispictral merging)	SPOT 1, 2, 3	HRV	3	10 x 10	Lục, đỏ, gần hồng ngoại
XI (Multispictral)	SPOT  4	HRVIR (High Resolution Visible and InfraRed)	4	20 x 20	Lục, đỏ, gần hồng ngoại, hồng ngoại trung bình
M ( Monospectral)	SPOT  4	HRVIR	1	10 x 10	Đỏ
M + XI      hoặc P + XI (Panchromatic and Multispictral merging)	SPOT  4	HRVIR	4	10x10*	Lục, đỏ, gần hồng ngoại hồng ngoại trung bình
HI (Multispictral InfraRed High)	SPOT 5	HRG ( High Resolution Geometric)	4	10 x 10	Lục, đỏ, gần hồng ngoại, hồng ngoại trung bình
HX (Multispictral High Resolution)	SPOT 5	HRG	3	10 x 10	Lục, đỏ, gần hồng ngoại
HMA hoặc HMB (Panchromatic High Resolution)	SPOT 5	HRG	1	5 x 5	Toàn sắc
HMX ( HM and HX merging)	SPOT 5	HRG	3	5 x 5	Lục, đỏ, gần hồng ngoại
THR ( Very High Resolution)	SPOT 5	HRG	1	2,5 x 2,5**	Toàn sắc
THX (Very High Resolution Multispectral, THR and HX merging)	SPOT 5	HRG	3	2,5 x 2,5**	Lục, đỏ, gần hồng ngoại
THN (Very High Resolution Multispectral, THR and HX merging, in pseudo-natural colors)	SPOT 5	HRG	3	2,5 x 2,5**	Xanh giả, lục, đỏ
HRS (Very High Resolution Stereoscopic)	SPOT 5	HRG	2	5 x 10	Toàn sắc

Các đặc trưng chính của ảnh vệ tinh SPOT

*    Chỉ riêng kênh B2 (=M) có độ phân giải 10m. Các kênh còn lại được lấy mẫu lại từ 20 đến 10m.

**  Điểm mặt đất – kích thước của THR được lấy mẫu lại. Độ phân giải nhỏ hơn 3m

            Ảnh SPOT được sủ dụng chủ yếu trong các lĩnh vực đo vẽ mới và hiệu chỉnh bản đồ địa hình; thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất; và theo dõi biến động môi trường như mất rừng, xói mòn, phát triển đô thị v.v.. Ảnh SPOT-5 có độ phân giải cao, đặc biệt ảnh độ phân giải 2,5m mở ra triển vọng cảu nhiều ứng dụng mà trước đây chỉ có thể thực hiện với ảnh hàng không như thành lập bản đồ tỉ lệ lớn, quy hoạch đô thị, quản lý hiểm họa và thiên tai..

Vệ tinh SPOT	Kênh Phổ	Bước sóng	Phổ điện từ	Độ phân giải
SPOT 1, 2, 3	Kênh 1	0,5 - 0,59   µm	Xanh lục	20m
SPOT 1, 2, 3	Kênh 2	0,61 - 0,68 µm	Đỏ	20m
SPOT 1, 2, 3	Kênh 3	0,79 - 0,89  µm	Gần hồng ngoại	20m
SPOT 4,5	Kênh 4	1,58 - 1,75  µm	Toàn sắc	10m
SPOT 5	Kênh 1	0,5 - 0,59   µm	Xanh lục	10m
SPOT 5	Kênh 2	0,61 - 0,68  µm	Đỏ	10m
SPOT 5	Kênh 3	0,79 - 0,89  µm	Gần hồng ngoại	10m
SPOT 1, 2, 3	Kênh Toàn sắc	0,51 - 0,73  µm	Toàn sắc	10m
SPOT 4	Kênh Toàn sắc	0,49 - 0,73  µm	Toàn sắc	10m
SPOT 5	Kênh Toàn sắc	0,49 - 0,73  µm	Toàn sắc	5m
SPOT 5	Kênh Toàn sắc	0,49 - 0,73  µm	Toàn sắc	2,5m
SPOT 5	Kênh Toàn sắc	0,49 - 0,73  µm	Toàn sắc	5 x 10m

Độ phân giải phổ của ảnh nguồn các vệ tinh SPOT từ 1 đến 5.

Ví dụ tư liệu ảnh vệ tinh NOAA

Ảnh chụp nghiên cứu các khu vực ngập lụt.

IV.  TƯ LIỆU ẢNH VỆ TINH IKONOS

Vệ tinh tạo ảnh vũ trụ phân giải siêu cao IKONOS được phóng lên quĩ đạo cân cực vào ngày 24 tháng 9 năm 1999 tại độ cao 682 km, cắt xích đạo vào 10:30 phút sáng. Đây là thế hệ vệ tinh thương mại  đầu tiên cung cấp ảnh chụp mặt đất độ phân giải siêu cao 1m. Thời gian quỹ đạo lặp lại:11 ngày. Góc quét 45° theo đường quét dọc và ngang. Tạo ảnh lập thể bằng cách quét liên tục theo chiều ngang và quét lặp lại trước sau theo chiều dọc.

Vệ tinh IKONOS

Đặc điểm ảnh vệ tinh IKONOS:

Ø      Dữ liệu số có cấu trúc 11 bit.

Ø      IKONOS có thể nhìn vào đối tượng và cố định vài giây và có thể hướng theo đối tượng khảo sát.

Ø      Một ảnh IKONOS chuẩn có kích thước 11x11 km. Vệ tinh có thể chụp một dải rộng 11 km và dài 1000 km liên tục hoặc chụp vào ảnh ghép thành khối rộng tới 12.000 km².

Ứng dụng:

Ø      Lập bản đồ tỷ lệ lớn.

Ø      Quy hoạch.

Ø      Dân dụng.

Ø      Quốc phòng.

Ví dụ tư liệu ảnh vệ tinh IKONOS

Ảnh chụp khu đô thị độ phân giải cao

V.  TƯ LIỆU ẢNH VỆ TINH QUICKBIRD

QuickBird được phóng lên vũ trụ vào ngày 18 tháng 10 m 2001 là hệ tạo ảnh vệ tinh thứ hai sau IKONOS cho ra ảnh có độ phân giải cao so với ảnh chụp photos. Nó cho ra khả năng cao nhất về độ phân giải. Kênh toàn sắc có độ phân giải là 0.61 m và độ phân giải của các kênh đa phổ là 2.44 m. QuickBird cho ảnh độ phân giải 0,7 m ghép kênh toàn sắc tổ hợp với kênh hồng ngoại. Khả năng lưu trữ trên vệ tinh và độ rộng của đường quét lớn. Khoảng hẹp nhất của nó là 64 km² và độ rộng nhất là 10000 km² .

Vệ tinh được định vị ở độ cao quĩ đạo là 450 km với góc nghiêng quĩ đạo là 97.2⁰ , đồng bộ mặt trời. Các đặc tính của vệ tinh QuickBird được trình bày ở bảng dưới.

Vệ tinh QUICKBIRD

Vệ tinh QuickBird của công ty Digital Globe cung cấp dải quét rộng nhất, khả năng lưu trữ trong lớn nhất và độ phân giải cao nhất trong tất cả các loại vệ tinh thương mại hiện hành. Vệ tinh Quickbird có khả năng thu nhận trên 75 triệu km² dữ liệu hình ảnh mỗi năm ( lớn hơn 3 lần diện tích vùng Bắc Mỹ ), cho phép Công ty Digital Globe có thể chụp và cập nhật các dữ liệu lưu trữ của Công ty với tốc độ cao chưa từng có trước đây. Vệ tinh Quickbird đã và đang nhanh chóng trở thành sự lựa chọn tốt nhất cho việc sử dụng ảnh vệ tinh phân giải cao cho mục đích thành lập bản đồ.

Từ khi nhanh chóng thành công vệ tinh Quickbird Digital Globe và có thể thu nhận được dữ liệu, ảnh Quickbird nhanh chóng được nghiên cứu sử dụng trong công tác hiệu chỉnh và thành lập bản đồ tỷ lệ lớn khu đô thị.

CÁC ĐẶC ĐIỂM CỦA QUICKBIRD
Ngày phóng	18 tháng 10 năm 2001
Thiết bị phóng	Boeing Delta II
Địa điểm phóng	Vandenberg Air For Base, California
Độ cao quỹ đạo	450 km
Góc nghiêng quỹ đạo	97.20 , đồng bộ mặt trời
Tốc độ	7.1 km/giây
Thời gian cắt qua xích đạo	10h30’ sang ( điểm đi xuống)
Thời gian hoàn thành 1 quỹ đạo	93.5’
Thời gian lặp lại một vị trí	1 - 3.5 ngày phụ thuộc vĩ độ (300 tính từ điểm thiên đế)
Độ rộng dải quét	16.5km x 16.5km Tại điểm thiên đế
Độ chính xác tính theo hệ mét	23m mặt phẳng ( theo tiêu chuẩn CE90)
Dữ liệu số	11 bits
Độ phân giải	Ảnh đen trắng : 61cm (tại điểm thiên đế) - 72cm (250 tính từ điểm thiên đế) Ảnh đa phổ : 2.44m - 2.88m tương ứng
Các băng ảnh	Đen trắng (Pan) : 450 - 900 nm Lam (blue) : 450 - 520 nm Lục (green) : 520 - 600 nm Đỏ (red) : 630 - 690 nm Cận hồng ngoại(NIR) : 760 -900 nm

Ví dụ tư liệu ảnh vệ tinh QuickBird

Hình ảnh phân biệt rõ ràng đường đất trên đồi núi

Hình ảnh rõ nét các ruộng bậc thang.

Ảnh vệ tinh QuickBird 0,62m

VI.  TƯ LIỆU ẢNH VỆ TINH MODIS

Hệ thống vệ tinh MODIS thu nhận ảnh sử dụng 36 phổ kênh, có độ phân giải  từ 250 - 1000m. Độ rộng cảnh rất lớn.

Vệ tinh Modis

Các kênh của bộ cảm MODIS và ứng dụng chủ yếu:

Các loại dữ liệu của MODIS:

1. Dữ liệu nghiên cứu mây

2. Nồng độ tầng đối lưu và đặc tính quang học của khí quyển.

3. Đặc tính về mây

4. Phủ thực vật và đất:

5. Phản xạ và diện phủ của tuyết và bang trên biển.

6. Đo nhiệt độ bề mặt đất

7. Màu của biển (phổ phát xạ của đại dương )

8. Nồng độ chlorophyla (với 35%).

9. Phổ phát xạ của chlorophyl (50%).

Ví dụ tư liệu ảnh vệ tinh MODIS

Ảnh MODIS nghiên cứu đại dương.

MODIS, bão Lupin, 26/11/2003, Tây Philippin

VII.  TƯ LIỆU ẢNH VỆ TINHORBITVIEW

Hệ thống vệ tinh ORBITVIEW được thống kê trong phần I đây là hệ thống vệ tinh của quốc gia Hòa Kỳ. Gồm 4 thế hệ:

ORBITVIEW 1:

Ø      OrbView-1 là vệ tinh tạo ảnh được phóng vào 03/4/1995 trên độ cao 470Km.

Ø      OrbView-1 lần đầu tiên cho phép phân biệt vùng có mây và không mây.

Ø      OrbView-1 chủ yếu phục vụ cho việc nghiên cứu khí quyển và dự báo khí hậu.

ORBITVIEW2:

Ø      OrbView-2 có các bộ cảm đa phổ nghiên cứu mặt đất và biển được phóng lên quĩ đạo vào năm

Ø      1997 cung cấp ảnh cho 14 trạm thu mặt đất.

Ø      Vệ tinh OrbView-2 chuyên nghiên cứu về mầu của đại dương nằm trong dự án của NASA SeaWiFS.

Ø      Độ cao bay, góc nghiêng, chu kỳ của vệ tinh và ứng dụng được thống kê trong phần I.

ORBVIEW3 và ORBVIEW4:

Ø      Hiện nay cơ quan tạo ảnh Orbimage và tập đoàn Khoa học về Quĩ đạo (Orbital Sciences Corporation) xây dựng các vệ tinh

Ø      OrbView-3 và OrbView-4 có độ phân giải cao. Orbimage đã hợp tác với Không quân Mỹ trong nghiên cứu phát triển bộ cảm siêu phổ dùng trên OrbView-4.

Ø      OrbView-4 sẽ cho ra ảnh phân giải của ảnh toàn sắc là 1m và đa phổ là 4m trong giải sóng nhỡn thấy và hồng ngoại.

Ø      Ngoài ra nó còn được trang bị bộ cảm siêu phổ tới 200 kênh từ 0.4-2.5micromet với độ phân giải 8m chuyên để nghiên cứu đặc điểm thành phần vật chất trên mặt đất.

Ø      Độ lặp của ảnh tại một điểm trên mặt đất là 3 ngày. Các ảnh do OrbView-4 sẽ phục vụ mục đích thương mại, môi trường và an ninh.

Ø      Độ phân giải 1 m cho phét phát hiện như rất rõ nét, 4 mét phân giải cho phép xác định chính xác các đối tượng không gian như nông thôn, thành thị và các vùng đang phát triển.

Ø      Vệ tinh OrbView-4 sẽ cho ảnh phục vụ nghiên cứu nông nghiệp, rừng và khai khoáng cũng như kiểm tra môi trường.

Ø      Độ cao bay, góc nghiêng, chu kỳ của vệ tinh và ứng dụng được thống kê trong phần I. 

Ví dụ tư liệu ảnh vệ tinh ORBITVIEW

VIII.  TƯ LIỆU ẢNH VỆ TINH COSMOS VÀ RESURS-01

Chương trình vệ tinh COSMOS của Liên Xô trước đây rất quen thuộc đối với Việt Nam. Tư liệu ảnh viễn thám COSMOS gồm có 2 loại. Ảnh độ phân giải cao có độ bay chụp 270km, máy ảnh tiêu cự 1.000mm, kích thước ảnh 30 x 30cm, độ phủ dọc trên 60%, độ phân giải mặt đất 6 – 7m. Ảnh độ phân giải trung bình có độ cao bay chụp 250km, máy ảnh tiêu cự 200mm, kích thước ảnh 18 x 18cm, độ phủ dọc trên 60%, độ phân giải mặt đất 30cm, chụp ở 3 phổ là xanh lục ( 0,51 – 0,60µm ), đỏ ( 0,6 – 0,7µm ), gần hồng ngoại ( 0,7 – 0,8µm ).

Ngày 20/11, Nga đã phóng thành công tên lửa đẩy Soyuz-U mang theo vệ tinh quân sự Cosmos-2455 lên quỹ đạo từ sân bay vũ trụ Plesetsk.

CHLB Nga đưa lên quỹ đạo 3 vệ tinh viễn thám RESURS – 01 vào các năm 1985, 1988 và 1994. Vệ tinh RESURS – 01 bay ở độ cao 678km, trang bị bộ cảm đa phổ MSU-SK, có độ phân giải không gian là 170m đối với 4 kênh gồm kênh xanh lục ( 0,5 – 0,6µm ), đỏ ( 0,6 – 0,7µm ), gần hồng ngoại ( 0,7 – 0,8µm và 0,8 – 1,1µm ). Kênh hồng ngoại nhiệt ( 10,4 – 12,6µm ) có độ phân giải 600m. Một cảnh có độ bao phủ 600 x 600km.

Hãy like nếu bài viết có ích →

Kết bạn với gisgpsrs trên Facebook để nhận bài viết mới nóng hổi