Vệ tinh radar_viễn thám radar
Chia sẻ bởi Nguyễn Minh Sang |
Ngày 26/04/2019 |
104
Chia sẻ tài liệu: vệ tinh radar_viễn thám radar thuộc Bài giảng khác
Nội dung tài liệu:
VIỄN THÁM RADAR
GVHD: Phạm Thế Hùng
Nhóm 1
Nguyễn Thành Kho Trần Ngọc Nhẫn
Nguyễn Thành Được Trần Thị Diễm Em
Nguyễn Minh Sang Võ Thanh Thiên
Trương Đức Nhựt Huỳnh Văn Tân
Lê Thanh Hậu
Giới Thiệu Chung
Tổng quan về viễn thám Radar
Nguyên lý
Đặc điểm hình học của ảnh Radar
Đặc điểm tương tác của sóng Radar và bề mặt vật thể
Đặc điểm ảnh Radar
Các hệ thống vệ tinh viễn thám Radar
Ứng dụng ảnh Radar
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Tổng quan về viễn thám Radar
Định nghĩa:
Viễn thám Radar là viễn thám sử dụng
bức xạ siêu cao tần từ 1 cho đến vài chục
cm cho phép quan sát vật thể trong mọi thời
điểm trong ngày và không bị ảnh hưởng bởi
các điều kiện thời tiết.
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Tổng quan về viễn thám Radar
Lịch sử phát triển
Việc thu ảnh Radar đầu tiên được sử
dụng trong chiến tranh thế giới thứ hai, với
sự phát triển của chương trình PPI hỗ trợ
việc ném bom vào ban đêm.
Sau thế chiến thứ hai SLAR-Máy bay
chụp ảnh nghiêng một bên được phát triển
cho sự khảo sát địa hình.
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Tổng quan về viễn thám Radar
Lịch sử phát triển
Năm 1950 công nghệ SAR xuất hiện.SAR cũng là
thiết bị quan sát một bên nhưng cho phép xử lý tính hiệu
tốt hơn để có độ phân giải phương vị cao hơn.
Năm 1991 vệ tinh ERS-1 với nhiệm vụ giám sát trái
đất lâu dài cung cấp ảnh Radar dùng cho các ứng dụng
dân dụng như:thành lập bản đồ chuyên đề,đánh giá và
giám sát thiên tai,ứng dụng trong quán lý tài nguyên
đất…
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Tổng quan về viễn thám Radar
Lịch sử phát triển
Hiện nay, các vệ tinh RADARSAT ở
Canada,POEM của ESA và hàng loạt các
thế hệ SIR của Mỹ đang thực hiện các
chương trình thám sát trái đất.
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Tổng quan về viễn thám Radar
Ưu điểm:
- Ít chịu ảnh hưởng vào điều kiện khí quyển.
- Kiểm soát được năng lượng, tần số, độ
phân cực của bức xạ sóng điện từ (Radar
chủ động).
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Tổng quan về viễn thám Radar
Phân loại:
Kỹ thuật chủ động: Thu nhận năng
lượng sóng siêu cao tần do chính vệ tinh
phát ra sau khi tới được bề mặt vật thể và
phản xạ trở lại. Các vệ tinh sử dụng Radar
có khẩu độ tổng hợp (SAR), tán xạ kế siêu
cao tần, Radar đo độ cao…thuộc loại viễn
thám Radar chủ động.
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Tổng quan về viễn thám Radar
Phân loại:
Kỹ thuật bị động: thu nhận và phân tích
bức xạ siêu cao tần do chính vật thể phát
ra. Các vệ tinh sử dụng bức xạ kế siêu cao
tần thuộc loại viễn thám Radar bị động.
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Nguyên lý
Nguyên lí hoạt động của SLAR
Viễn thám rađa tạo được một ảnh rađa
với giá trị của mỗi pixel được xác định bởi
mức độ tín hiệu phản xạ từ một vị trítương
ứng trên thực địa.
Vì vậy, năng lượng nhận được từ mỗi xung rađa truyền đi có thể được thể hiện dưới dạng các thông số vật lí của rađa và phép chiếu hình học thông qua phương trình rađa.
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Nguyên lí hoạt động của SLAR
Pr: năng lượng sóng phản xạ được thu nhận bở bộ thu
G - khả năng thu nhận của anten
- bước sóng
pt - năng lượng được sóng anten phát ra
R - khoảng cách từ bộ thu đến vật thể
- Hàm số của đặc trưng vật thể và kích thước của vùng phủ sóng rađa
Nguyên lý
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Nguyên lí hoạt động của SLAR
Phương trình cho thấy có ba tham số chính ảnh hưởng đến năng lượng phản xạ nhận được bởi bộ thu đó là:
- Đặc điểm kỹ thuật của hệ thống rađa: bước sóng được chọn, cộng suất phát sóng và loại anten được chế tạo.
Nguyên lý
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Nguyên lí hoạt động của SLAR
- Vùng quét ảnh rađa: kích thước của vùng phủ sóng rađa, bề rộng chùm tia, góc tới và khỏang cách từ anten đến vật thể.
- Đặc điểm của vật thể: mức độ gồ ghề của bề mặt, chất liệu, lồi lõm của địa hình và phương chiếu của sóng vô tuyến…
Nguyên lý
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Nguyên lí hoạt động của SLAR
Ảnh rađa nhận được từ kỹ thuật này có độ phân giải không gian bao gồm: độ phân giải theo tầm và độ phân giải phương vị
Nguyên lý
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Nguyên lí hoạt động của SLAR
Độ phân giải theo tầm
Độ phân giải theo tầm còn được gọi là độ phân giải ngang tuyến, độ phân giải này phụ thuộc vào chiều dài của xung vô tuyến cao tần (P).
Nguyên lý
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Nguyên lí hoạt động của SLAR
Độ phân giải ngang tuyến được xác định như sau:
Nguyên lý
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Nguyên lí hoạt động của SLAR
C - tốc độ truyền của sóng điện từ
A – góc tới ( hợp bởi tia tới với phương thẳng đứng tại đối tượng được xét
- thời gian của xung
Nguyên lý
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Nguyên lí hoạt động của SLAR
Độ phân giải phương vị
Độ phân giải phương vị còn được gọi là độ phân giải dọc tuyến, thể hiện khả năng chụp ảnh radar lên 2 đối tượng không gian riêng biệt kề nhau theo hướng song song với hướng di chuyển của bộ cảm.
Nguyên lý
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Nguyên lí hoạt động của SLAR
Nguyên lý
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Nguyên lí hoạt động của SAR
Radar khẩu độ tổng hợp (Synthetic Aperture Radar) được phát triển nhằm đạt được độ phân giải tốt mà lại không phụ thuộc vào khoảng cách tới vật thể, nó chỉ sử dụng anten ngắn và bước sóng dài tương ứng.
Điều quan trọng trong nguyên hoạt động của SAR là cần chú ý đến cấu trúc chi tiết của các tính hiệu phản xạ của đối tượng thay đổi trong suốt thời gian được phủ sóng radar.
Nguyên lý
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Nguyên lí hoạt động của SAR
Một vệ tinh phát tín hiệu đồng thời dịch chuyển so với đối tượng trên mặt đất, nên việc ghi nhận các tín hiệu phản xạ cũng bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng Doppler. Bộ xử lý SAR được xem như là một sự vận hành của hệ thống hai chiều, cung cấp các hiệu chỉnh và xử lý cần thiết do sự chuyển động của bộ cảm biến và sự quay của Trái đất, cũng như những sự thay đổi của các đối tượng quan sát khi bộ cảm biến bay ngang qua nó.
Nguyên lý
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
ĐẶC ĐIỂM HÌNH HỌC CỦA ẢNH RADAR
Hầu hết hiện nay thì ảnh radar có một sự biến dạng hình học nhất định, sự biến dạng này do các vệ tinh phát sóng theo một góc nghiêng nhất định theo phương chuyển động của vệ tinh.
Biến dạng tỷ lệ tầm xiên
Do radar đo lường khoảng cách đến vật thể theo tầm xiên, do đó tỷ lệ của ảnh radar bị thay đổi dần từ tầm gần đến tầm xa.
ĐẶC ĐIỂM HÌNH HỌC CỦA ẢNH RADAR
Biến dạng do địa hình
Khi quét ảnh, tia sóng di chuyển theo phương vuông góc với hướng bay nên những vật thể ở gần sẽ phản xạ trước.
Hiện tượng rút ngắn lại (khoảng cách các điểm xa) gọi là biến dạng foreshortening trên ảnh radar, thường xảy ra ở vùng đồi núi.
ĐẶC ĐIỂM HÌNH HỌC CỦA ẢNH RADAR
Biến dạng do địa hình
Hiện tượng layover (tạo ảnh trước). Hiện tượng này xảy ra khi sóng đến đỉnh núi B trước, kết quả đỉnh núi sẽ dịch chuyển một vị trí so với vị trí thật của nó trên mặt đất.
ĐẶC ĐIỂM HÌNH HỌC CỦA ẢNH RADAR
Cả hai biến dạng foreshortening và layover đều ảnh hưởng đến ảnh radar khi chùm tia radar không thể phủ trùm toàn bộ bề mặt đất tạo bóng râm, vì góc tới của tia sóng tăng dần từ tầm gần đến tầm xa.
Đặc điểm tương tác của sóng Radar và bề mặt vật thể
Tương tác giữa sóng và vật thể là hàm số theo các biến xác định bởi hệ thống radar được sử dụng (hướng lan truyền, biên độ, bước sóng, độ phân cực, …) và những đặc điểm của bề mặt vật thể (loại lớp phủ mặt đất, địa hình, …).
Đặc điểm tương tác có 3 nhóm cơ bản sau:
Bề mặt gồ ghề của vật thể.
Mối quan hệ giữa vùng chụp với hướng nhìn của radar (góc tới).
Độ ẩm và hằng số điện môi của bề mặt đối tượng.
Ảnh hưởng của độ gồ ghề bề mặt
Độ gồ ghề nhằm thể hiện sự thay đổi độ cao trung bình của bề
mặt so với mặt phẳng. Độ gồ ghề là một khái niệm tương đối, phụ
thuộc vào bước sóng và góc tới của radar để xác định vật thể có bề
mặt là mặt phẳng hay gồ ghề.
Đặc điểm tương tác của sóng Radar và bề mặt vật thể
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Sự gồ ghề bề mặt
Ảnh hưởng của độ gồ ghề bề mặt
Một bề mặt được xem là bằng phẳng khi sự thay đổi
độ cao của nó nhỏ hơn bước sóng của radar. Khi sự
biến đổi độ cao của bề mặt bắt đầu đạt đến chiều dài
bước sóng thì bề mặt bắt đầu có sự gồ ghề.
Do đó, với một bề mặt cố định thì nó sẽ trở nên gồ
ghề hơn khi bước sóng đến ngắn hơn và bằng phẳng
hơn khi bước sóng dài hơn.
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Ảnh hưởng của độ gồ ghề bề mặt
Phản xạ sóng từ bề mặt vật thể
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Đặc điểm tương tác của sóng Radar và bề mặt vật thể
Đối với một bề mặt và bước sóng cố định, khi thay đổi góc tới cũng làm thay đổi độ phản xạ vì độ gồ ghề của bề mặt vật thể bị thay đổi tỷ lệ nghịch với góc tới.
Theo tiêu chuẩn Rayleigh, một bề mặt được xem là:
Bằng phẳng nếu:
Gồ ghề nếu:
trong đó h – khoảng chênh cao của bề mặt
bước sóng, góc tới.
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Đặc điểm tương tác của sóng Radar và bề mặt vật thể
Ảnh hưởng của góc tới
Đối với từng loại đặc điểm địa hình, mức độ
phản xạ ngược của sóng vô tuyến cao tần về anten
phụ thuộc vào góc tới và địa hình cục bộ của từng
khu vực.
Góc tới cục bộ
Ảnh hưởng của góc tới
Ngoài ra hướng nhìn cũng ảnh hưởng đáng kể đến sự
thể hiện của vật thể trên ảnh radar, đặc biệt khi mặt đất
có cấu trúc dạng duỗi thẳng như tuyến đường, ranh giới
cánh đồng, dải núi, …
Hướng nhìn của radar
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Hướng nhìn của radar là hướng phát của chùm
tia radar so với hướng của vật thể thẳng trên
mặt đất, giữ một vai trò quan trọng trong việc
tăng cường độ tương phản giữa các vật thể
trong một ảnh, đặc biệt ở vùng núi nếu có
hướng nhìn thích hợp sẽ hạn chế phần lớn ảnh
hưởng của layover và bóng râm.
Ảnh hưởng của góc tới
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Đặc điểm tương tác của sóng Radar và bề mặt vật thể
Bằng nhiều cách thu thập ảnh radar từ nhiều
hướng khác nhau sẽ tăng thêm khả năng nhận biết
các vật thể có hướng khác nhau so với hướng nhìn
của radar. Những vật thể có 2 bề mặt vuông góc
với nhau có thể gây ra hiện tượng phản xạ góc.
Phản xạ góc
Ảnh hưởng của góc tới
Những nhận xét sau có thể giúp cho việc giải đoán ảnh tốt hơn:
Đối với vùng có địa hình thấp, góc tới lớn hơn giúp cải thiện các đặc điểm địa hình rất ít, nên thường sử dụng các góc tới rất nhỏ.
Đối với vùng có địa hình cao, góc tới lớn hơn giảm biến dạng layover và làm gia tăng bóng râm, thường dùng góc nhỏ hơn để tránh bóng râm trên ảnh radar.
Các góc tới trung gian tương ứng với mức độ biến dạng giảm đi và xác định tốt đặc điểm của đất.
Ảnh hưởng của góc tới
Đặc điểm tương tác của sóng Radar và bề mặt vật thể
Các góc tới cần phải nhỏ để có mức độ tán xạ ngược
chấp nhận được từ bề mặt đại dương.
Những ứng dụng đo diện tích cần phải sử dụng dữ
liệu chuyển về mặt đất, thường phải sử dụng mô hình độ
cao số (DEM) và sự chuyển đổi ảnh.
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Ảnh hưởng của độ ẩm và hằng số điện môi
Mức độ phức tạp của hằng số điện môi được phản ánh tính
chất điện của bè mặt đối tượng, nó gồm 2 phần (hằng số điện
môi và tính dẫn điện) đều phụ thuộc nhiều vào độ ẩm của chất
liệu.
Trong vùng sóng siêu cao tần, các chất liệu tự nhiên có
hằng số điện môi từ 3 8 ở điều kiện khô. Nước có hằng số
điện môi rất cao (khoảng 80) gấp 10 lần ở đất khô.
Đặc điểm tương tác của sóng Radar và bề mặt vật thể
Đặc điểm tương tác của sóng Radar và bề mặt vật thể
Do đó một sự thay đổi trong độ ẩm sẽ gây ra một thay
đổi đáng kể trong các đặc điểm điện môi của các chất liệu,
gia tăng độ ẩm sẽ dẫn đến gia tăng mức độ phản xạ của
sóng radar.
Khi vật thể ẩm hay ướt thì tán xạ từ bề mặt ngoài cũng là chủ
yếu, loại phản xạ và độ lớn phản xạ phụ thuộc vào mức độ gồ ghề
của sóng radar. Nếu vật thể khô và bề mặt của nó bằng phẳng, năng
lượng của radar có thể thẩm thấu qua bề mặt hay không tùy thuộc
vào bề mặt là không liên tục hoặc bề mặt là không đồng chất.
Ảnh hưởng của độ ẩm và hằng số điện môi
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Với một bề mặt nhất định, tia sáng có bước sóng dài sẽ
xuyên qua xa hơn so với tia sáng có bước sóng ngắn hơn.
Khi năng lượng sóng radar bị ngăn chặn thể thẩm thấu qua
bề mặt trên cùng thì tán xạ khối có thể xảy ra do sự phản xạ từ
nhiều thành phần khác nhau trong môi trường.
Ảnh hưởng của độ ẩm và hằng số điện môi
Phản xạ khối
ĐẶC ĐIỂM ẢNH RADAR
Ảnh Radar có những đặc điểm cơ bản nhất
định khác với ảnh quang học. Các đặc điểm riêng
này được hình thành do sự khác nhau về kỹ thuật
chụp ảnh Radar, vùng phổ được sử dụng và
những biến dạng hình học cũng như nhiễu của
ảnh Radar.
Sự khác biệt này thường gây khó khăn cho
người mới bắt đầu giải đoán ảnh Radar.
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
ĐẶC ĐIỂM ẢNH RADAR
Ảnh radar
ĐẶC ĐIỂM ẢNH RADAR
Tất cả ảnh Radar đều thể hiện mức độ
lốm đốm nhất định được gọi là hiện tượng
“muối và tiêu” trên ảnh Radar hay speckle.
Mức độ phát sinh lốm đốm trên ảnh là do
sự giao thoa ngẫu nhiên trong việc hình
thành hay triệt tiêu năng lượng phức hợp
phản xạ ngược đến từng pixel.
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
ĐẶC ĐIỂM ẢNH RADAR
Speckle chủ yếu hình thành nhiễu làm
giảm chất lượng của ảnh Radar tạo sự khó
khăn cho việc giải đoán và xử lý ảnh.
Có 2 phương pháp thường được áp dụng
để giảm nhiễu trước khi giải đoán và xử lý
ảnh Radar.
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
ĐẶC ĐIỂM ẢNH RADAR
Xử lý đa hướng nhìn bằng cách phân chia
bằng tia Radar vào trong một số chùm tia phụ
hẹp hơn. Phương pháp này làm giảm số lượng
Speckle trên ảnh nhưng chỉ áp dụng trong quá
trình thu ảnh Radar.
Lọc không gian áp dụng chương trình tạo ảnh
mới giảm đáng kể số lượng Speckle so với ảnh
gốc bằng cách sứ dụng các cửa sổ không gian
để tính toán lại giá trị của từng pixel trên ảnh.
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
ĐẶC ĐIỂM ẢNH RADAR
CÁC HỆ THỐNG VỆ TINH VIỄN THÁM RADAR
Đặc trưng kĩ thuật của một số vệ tinh viễn thám radar đang sử dụng phổ biến hiện nay.
Các hệ thống radar máy bay:
Convair-580 C/X SAR được phát triển và vận hành bởi Trung tân viễn thám Canada, để nghiên cứu ứng dụng trong môi trường và khai thác dầu.
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Các hệ thống radar máy bay:
Hệ thống STAR (Sea Ice and Terrain Assessment) vận hành bởi Intera Technologies Limited of Calgary, Alberta, Canada. Bề rộng tuyến chụp ảnh thay đổi từ 19 50km, độ phân giải 5 18m, phục vụ theo dõi băng trên biển và phân tích bề mặt đất
CÁC HỆ THỐNG VỆ TINH VIỄN THÁM RADAR
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
CÁC HỆ THỐNG VỆ TINH VIỄN THÁM RADAR
Các hệ thống radar máy bay:
Hệ thống AirSAR do NASA thiết kế và vận hành bởi Jet Propulsion Laboratory (JPL). Sử dụng các kênh C, L và P trong dãi tần sóng vô tuyến cao tần.
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
CÁC HỆ THỐNG VỆ TINH VIỄN THÁM RADAR
Các hệ thống vệ tinh radar
Vệ tinh ERS-1 do cơ quan không gian Châu Âu ESA (European Space Agency) đưa vào quỹ đạo. Thu thập ảnh trên bề rộng 100km, góc tới từ , độ phân giải 30m, nhằm nghiên cứu lượng phản xạ, vận tốc và hướng gió từ đại dương.
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
CÁC HỆ THỐNG VỆ TINH VIỄN THÁM RADAR
Thế hệ thứ hai là vệ tinh ERS-2 cũng được đưa váo quỹ đạo, cả hai vệ tinh này hiện nay đã sử dụng rộng rãi ở đại dương và cả trong đất liền
Các hệ thống vệ tinh radar
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
CÁC HỆ THỐNG VỆ TINH VIỄN THÁM RADAR
Vệ tinh RADASAT, với cấu tạo chùm tia radar có thể thay đổi nên có ảnh thu thập với bề rộng với độ phân giải từ , có góc tới linh động từ 20 đến 50 độ, nên có thể thu thập dữ liệu trên nhiều vùng địa lý khác nhau.
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Độ phản xạ năng lượng sóng ánh sáng nhìn thấy chủ yếu liên quan đến màu sắc và sắc tố, sóng gần hồng ngoại liên quan đến cấu trúc nhỏ.
Tùy thuộc vào kênh lựa chọn, sóng rada có độ nhạy cao với các thông số khác như sự gồ ghề của lớp trên bề mặt, cấu trúc và hướng thực vật củng như độ âm thực vật.
Ứng dụng ảnh Radar
Lâm nghiệp
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Tán xạ ngược rada thay đổi giảm đi theo sự phân cực nên tập hợp các dữ liệu đa cực và tầng số không nên được sử dụng ở mức độ tổng hợp trong quá trình xử lý.
Thực tế là nội dung thông tin thay đổi đối với ảnh tạo ra theo các bước sóng khác nhau (từ sóng nhìn thấy được đến sóng siêu cao tần) do đó cần đề xuất những sự kết hợp dữ liệu trên cùng một vùng mà từ các bộ cảm biến khác nhau sẽ đưa ra ra một sự bổ sung thông tin chính xác hơn.
Ứng dụng ảnh Radar
Lâm nghiệp
Đối với mục đích lâm nghiệp, ảnh rada airborne là công cụ hữu dụng cho việc thành lập bản đồ lâm nghiệp đặt biệt cho việc biên tập bản đồ rừng nhiệt đới ở mức độ giám sát.
Tuy nhiên, ảnh rada không thể thay thế ảnh hàng không trong việc biên tập bản đồ chi tiết phân loại rừng.
Ứng dụng ảnh Radar
Lâm nghiệp
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Ứng dụng ảnh Radar
Ảnh rada nhìn chung cho phép phân biệt các loại hình sử dụng đất (vùng thành thị, vùng nông nghiệp, rừng, vùng nước…) nhờ vào độ nhạy cảm của SAR với độ gồ ghề bề mặt và độ ẩm.
Lập bản đồ sử dụng đất và xác định vụ mùa
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Đối với việc xác định vụ mùa nông nghiệp, ưu điểm của rada so với các bộ cảm ứng quang học là nó cho phép thu thập dữ liệu tại thời điểm vụ mùa tốt nhất trong chu kỳ phát triển, không phụ thuộc vào điều kiện thời tiết.
Các bước sóng càng ngắn tương ứng với độ tán xạ ngược càng cao từ vòm cây và góc tới từ vừa phải đến lớn tương ứng với thành phần thấp của đất.
Ứng dụng ảnh Radar
Lập bản đồ sử dụng đất và xác định vụ mùa
Nhìn chung, dữ liệu rada cũng khó sử dụng hiệu quả trong việc cung cấp thông tin để xác định vụ mùa vì chi phí cao và thiếu dữ liệu có độ phân giải không gian thích hợp.
Được sử dụng hơn 20 năm qua để phát hiện các đặc trưng và thành lập bản đồ địa chất, thăm dò khoáng sản và dầu.
Lập bản đồ sử dụng đất và xác định vụ mùa
Ứng dụng ảnh Radar
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Địa chất
Được sử dụng hơn 20 năm qua để phát hiện các đặc trưng và thành lập bản đồ địa chất, thăm dò khoáng sản và dầu.
Nhìn chung, hệ thống thoát nước thể hiện rõ trên ảnh SAR, điều này đáp ứng thoả đáng một số yêu cầu của địa mạo học về vùng nghiên cứu.
Ứng dụng ảnh Radar
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Giao thoa
Rada giao thoa dựa trên sự thu nhận 2 ảnh cùng 1 vùng từ vệ tinh có vĩ đạo hơi khác nhau. Sau đó thông tin pha của 2 file dữ liệu ảnh được chồng lên.
Giá trị 2 pha của 1 pixel được lấy ra đưa đến 1 ảnh mới mà chỉ ghi nhận sự khác nhau về pha giữa 2 ảnh gốc.
Ứng dụng ảnh Radar
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Sự khác nhau về pha dẩn đến sự thay đổi độ cao của mỗi pixel và có thể tạo ra mô hình độ cao số.
Trong tương lai kỷ thuật này có thể sử dụng tạo ra mô hình độ cao só những vùng nhiệt đới, cận xích đạo với chi phí thấp
Ứng dụng ảnh Radar
Giao thoa
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Viễn thám rada cho phép ước tính được độ ẩm đất và sự thay đổi độ ẩm cao theo thời gian và không gian vì hầu hết các phép đo trực tiếp trên mặt đất chỉ phù hợp ở vùng đơn và khó ngoại suy,nên song siêu cao tầng viễn thám có tiềm năng mạnh mẽ trong lĩnh vực này tạo ra các bản đồ độ ẩm đất cho toàn cầu hay ở mức độ quốc gia với độ mô phỏng cao thì cũng rất hữu dụng và là xu thế hiện nay.
Ứng dụng ảnh Radar
Thủy văn
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Ảnh rađa hiên nay được áp dụng vào việc quan sát lộ trình tàu thuyền, việc đánh cá, nghiên cứu đường bờ và các mỏ dầu…cũng như cung cấp dữ liệu cần thiết cho các phương pháp dự báo tình trạng biển và thời tiết toàn cầu. Ở vùng bắc cực, Các ảnh rađa ban đầu được sử dụng để phát hiện các tảng băng trôi và sự di chuyển của chúng, cũng như đánh giá điều kiện băng đá.
Ứng dụng ảnh Radar
Hải dương học, nghiên cứu đường bờ biển và băng trên biển
Năm 1979,dữ liệu SAR 580 (kênh L và X) được sử dụng để đánh giá ngập lụt và đã thu được các kết quả thỏa đáng vì nó có thể đo khá chính xác mức độ lũ lụt gia tăng tối đa
Sử dụng dữ liệu SAR phát hiên ô nhiễm dầu là một lĩnh vực đầy triển vọng trong các ứng dụng môi trường
Ứng dụng ảnh Radar
Giám sát môi trường
Các đoạn Video về Radar
Local forecast _ Radar Problems_Issues
Hurricane David - Radar Loops
Hurricane Kate - Satellite_Radar Montage- November 1985
CHÚC CÁC BẠN LUÔN THÀNH CÔNG TRÊN CON ĐƯỜNG HỌC VẤN
CHÂN THÀNH CÁM ƠN SỰ QUAN TÂM CỦA THẦY VÀ CÁC BẠN !
GVHD: Phạm Thế Hùng
Nhóm 1
Nguyễn Thành Kho Trần Ngọc Nhẫn
Nguyễn Thành Được Trần Thị Diễm Em
Nguyễn Minh Sang Võ Thanh Thiên
Trương Đức Nhựt Huỳnh Văn Tân
Lê Thanh Hậu
Giới Thiệu Chung
Tổng quan về viễn thám Radar
Nguyên lý
Đặc điểm hình học của ảnh Radar
Đặc điểm tương tác của sóng Radar và bề mặt vật thể
Đặc điểm ảnh Radar
Các hệ thống vệ tinh viễn thám Radar
Ứng dụng ảnh Radar
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Tổng quan về viễn thám Radar
Định nghĩa:
Viễn thám Radar là viễn thám sử dụng
bức xạ siêu cao tần từ 1 cho đến vài chục
cm cho phép quan sát vật thể trong mọi thời
điểm trong ngày và không bị ảnh hưởng bởi
các điều kiện thời tiết.
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Tổng quan về viễn thám Radar
Lịch sử phát triển
Việc thu ảnh Radar đầu tiên được sử
dụng trong chiến tranh thế giới thứ hai, với
sự phát triển của chương trình PPI hỗ trợ
việc ném bom vào ban đêm.
Sau thế chiến thứ hai SLAR-Máy bay
chụp ảnh nghiêng một bên được phát triển
cho sự khảo sát địa hình.
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Tổng quan về viễn thám Radar
Lịch sử phát triển
Năm 1950 công nghệ SAR xuất hiện.SAR cũng là
thiết bị quan sát một bên nhưng cho phép xử lý tính hiệu
tốt hơn để có độ phân giải phương vị cao hơn.
Năm 1991 vệ tinh ERS-1 với nhiệm vụ giám sát trái
đất lâu dài cung cấp ảnh Radar dùng cho các ứng dụng
dân dụng như:thành lập bản đồ chuyên đề,đánh giá và
giám sát thiên tai,ứng dụng trong quán lý tài nguyên
đất…
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Tổng quan về viễn thám Radar
Lịch sử phát triển
Hiện nay, các vệ tinh RADARSAT ở
Canada,POEM của ESA và hàng loạt các
thế hệ SIR của Mỹ đang thực hiện các
chương trình thám sát trái đất.
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Tổng quan về viễn thám Radar
Ưu điểm:
- Ít chịu ảnh hưởng vào điều kiện khí quyển.
- Kiểm soát được năng lượng, tần số, độ
phân cực của bức xạ sóng điện từ (Radar
chủ động).
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Tổng quan về viễn thám Radar
Phân loại:
Kỹ thuật chủ động: Thu nhận năng
lượng sóng siêu cao tần do chính vệ tinh
phát ra sau khi tới được bề mặt vật thể và
phản xạ trở lại. Các vệ tinh sử dụng Radar
có khẩu độ tổng hợp (SAR), tán xạ kế siêu
cao tần, Radar đo độ cao…thuộc loại viễn
thám Radar chủ động.
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Tổng quan về viễn thám Radar
Phân loại:
Kỹ thuật bị động: thu nhận và phân tích
bức xạ siêu cao tần do chính vật thể phát
ra. Các vệ tinh sử dụng bức xạ kế siêu cao
tần thuộc loại viễn thám Radar bị động.
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Nguyên lý
Nguyên lí hoạt động của SLAR
Viễn thám rađa tạo được một ảnh rađa
với giá trị của mỗi pixel được xác định bởi
mức độ tín hiệu phản xạ từ một vị trítương
ứng trên thực địa.
Vì vậy, năng lượng nhận được từ mỗi xung rađa truyền đi có thể được thể hiện dưới dạng các thông số vật lí của rađa và phép chiếu hình học thông qua phương trình rađa.
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Nguyên lí hoạt động của SLAR
Pr: năng lượng sóng phản xạ được thu nhận bở bộ thu
G - khả năng thu nhận của anten
- bước sóng
pt - năng lượng được sóng anten phát ra
R - khoảng cách từ bộ thu đến vật thể
- Hàm số của đặc trưng vật thể và kích thước của vùng phủ sóng rađa
Nguyên lý
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Nguyên lí hoạt động của SLAR
Phương trình cho thấy có ba tham số chính ảnh hưởng đến năng lượng phản xạ nhận được bởi bộ thu đó là:
- Đặc điểm kỹ thuật của hệ thống rađa: bước sóng được chọn, cộng suất phát sóng và loại anten được chế tạo.
Nguyên lý
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Nguyên lí hoạt động của SLAR
- Vùng quét ảnh rađa: kích thước của vùng phủ sóng rađa, bề rộng chùm tia, góc tới và khỏang cách từ anten đến vật thể.
- Đặc điểm của vật thể: mức độ gồ ghề của bề mặt, chất liệu, lồi lõm của địa hình và phương chiếu của sóng vô tuyến…
Nguyên lý
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Nguyên lí hoạt động của SLAR
Ảnh rađa nhận được từ kỹ thuật này có độ phân giải không gian bao gồm: độ phân giải theo tầm và độ phân giải phương vị
Nguyên lý
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Nguyên lí hoạt động của SLAR
Độ phân giải theo tầm
Độ phân giải theo tầm còn được gọi là độ phân giải ngang tuyến, độ phân giải này phụ thuộc vào chiều dài của xung vô tuyến cao tần (P).
Nguyên lý
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Nguyên lí hoạt động của SLAR
Độ phân giải ngang tuyến được xác định như sau:
Nguyên lý
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Nguyên lí hoạt động của SLAR
C - tốc độ truyền của sóng điện từ
A – góc tới ( hợp bởi tia tới với phương thẳng đứng tại đối tượng được xét
- thời gian của xung
Nguyên lý
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Nguyên lí hoạt động của SLAR
Độ phân giải phương vị
Độ phân giải phương vị còn được gọi là độ phân giải dọc tuyến, thể hiện khả năng chụp ảnh radar lên 2 đối tượng không gian riêng biệt kề nhau theo hướng song song với hướng di chuyển của bộ cảm.
Nguyên lý
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Nguyên lí hoạt động của SLAR
Nguyên lý
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Nguyên lí hoạt động của SAR
Radar khẩu độ tổng hợp (Synthetic Aperture Radar) được phát triển nhằm đạt được độ phân giải tốt mà lại không phụ thuộc vào khoảng cách tới vật thể, nó chỉ sử dụng anten ngắn và bước sóng dài tương ứng.
Điều quan trọng trong nguyên hoạt động của SAR là cần chú ý đến cấu trúc chi tiết của các tính hiệu phản xạ của đối tượng thay đổi trong suốt thời gian được phủ sóng radar.
Nguyên lý
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Nguyên lí hoạt động của SAR
Một vệ tinh phát tín hiệu đồng thời dịch chuyển so với đối tượng trên mặt đất, nên việc ghi nhận các tín hiệu phản xạ cũng bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng Doppler. Bộ xử lý SAR được xem như là một sự vận hành của hệ thống hai chiều, cung cấp các hiệu chỉnh và xử lý cần thiết do sự chuyển động của bộ cảm biến và sự quay của Trái đất, cũng như những sự thay đổi của các đối tượng quan sát khi bộ cảm biến bay ngang qua nó.
Nguyên lý
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
ĐẶC ĐIỂM HÌNH HỌC CỦA ẢNH RADAR
Hầu hết hiện nay thì ảnh radar có một sự biến dạng hình học nhất định, sự biến dạng này do các vệ tinh phát sóng theo một góc nghiêng nhất định theo phương chuyển động của vệ tinh.
Biến dạng tỷ lệ tầm xiên
Do radar đo lường khoảng cách đến vật thể theo tầm xiên, do đó tỷ lệ của ảnh radar bị thay đổi dần từ tầm gần đến tầm xa.
ĐẶC ĐIỂM HÌNH HỌC CỦA ẢNH RADAR
Biến dạng do địa hình
Khi quét ảnh, tia sóng di chuyển theo phương vuông góc với hướng bay nên những vật thể ở gần sẽ phản xạ trước.
Hiện tượng rút ngắn lại (khoảng cách các điểm xa) gọi là biến dạng foreshortening trên ảnh radar, thường xảy ra ở vùng đồi núi.
ĐẶC ĐIỂM HÌNH HỌC CỦA ẢNH RADAR
Biến dạng do địa hình
Hiện tượng layover (tạo ảnh trước). Hiện tượng này xảy ra khi sóng đến đỉnh núi B trước, kết quả đỉnh núi sẽ dịch chuyển một vị trí so với vị trí thật của nó trên mặt đất.
ĐẶC ĐIỂM HÌNH HỌC CỦA ẢNH RADAR
Cả hai biến dạng foreshortening và layover đều ảnh hưởng đến ảnh radar khi chùm tia radar không thể phủ trùm toàn bộ bề mặt đất tạo bóng râm, vì góc tới của tia sóng tăng dần từ tầm gần đến tầm xa.
Đặc điểm tương tác của sóng Radar và bề mặt vật thể
Tương tác giữa sóng và vật thể là hàm số theo các biến xác định bởi hệ thống radar được sử dụng (hướng lan truyền, biên độ, bước sóng, độ phân cực, …) và những đặc điểm của bề mặt vật thể (loại lớp phủ mặt đất, địa hình, …).
Đặc điểm tương tác có 3 nhóm cơ bản sau:
Bề mặt gồ ghề của vật thể.
Mối quan hệ giữa vùng chụp với hướng nhìn của radar (góc tới).
Độ ẩm và hằng số điện môi của bề mặt đối tượng.
Ảnh hưởng của độ gồ ghề bề mặt
Độ gồ ghề nhằm thể hiện sự thay đổi độ cao trung bình của bề
mặt so với mặt phẳng. Độ gồ ghề là một khái niệm tương đối, phụ
thuộc vào bước sóng và góc tới của radar để xác định vật thể có bề
mặt là mặt phẳng hay gồ ghề.
Đặc điểm tương tác của sóng Radar và bề mặt vật thể
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Sự gồ ghề bề mặt
Ảnh hưởng của độ gồ ghề bề mặt
Một bề mặt được xem là bằng phẳng khi sự thay đổi
độ cao của nó nhỏ hơn bước sóng của radar. Khi sự
biến đổi độ cao của bề mặt bắt đầu đạt đến chiều dài
bước sóng thì bề mặt bắt đầu có sự gồ ghề.
Do đó, với một bề mặt cố định thì nó sẽ trở nên gồ
ghề hơn khi bước sóng đến ngắn hơn và bằng phẳng
hơn khi bước sóng dài hơn.
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Ảnh hưởng của độ gồ ghề bề mặt
Phản xạ sóng từ bề mặt vật thể
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Đặc điểm tương tác của sóng Radar và bề mặt vật thể
Đối với một bề mặt và bước sóng cố định, khi thay đổi góc tới cũng làm thay đổi độ phản xạ vì độ gồ ghề của bề mặt vật thể bị thay đổi tỷ lệ nghịch với góc tới.
Theo tiêu chuẩn Rayleigh, một bề mặt được xem là:
Bằng phẳng nếu:
Gồ ghề nếu:
trong đó h – khoảng chênh cao của bề mặt
bước sóng, góc tới.
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Đặc điểm tương tác của sóng Radar và bề mặt vật thể
Ảnh hưởng của góc tới
Đối với từng loại đặc điểm địa hình, mức độ
phản xạ ngược của sóng vô tuyến cao tần về anten
phụ thuộc vào góc tới và địa hình cục bộ của từng
khu vực.
Góc tới cục bộ
Ảnh hưởng của góc tới
Ngoài ra hướng nhìn cũng ảnh hưởng đáng kể đến sự
thể hiện của vật thể trên ảnh radar, đặc biệt khi mặt đất
có cấu trúc dạng duỗi thẳng như tuyến đường, ranh giới
cánh đồng, dải núi, …
Hướng nhìn của radar
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Hướng nhìn của radar là hướng phát của chùm
tia radar so với hướng của vật thể thẳng trên
mặt đất, giữ một vai trò quan trọng trong việc
tăng cường độ tương phản giữa các vật thể
trong một ảnh, đặc biệt ở vùng núi nếu có
hướng nhìn thích hợp sẽ hạn chế phần lớn ảnh
hưởng của layover và bóng râm.
Ảnh hưởng của góc tới
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Đặc điểm tương tác của sóng Radar và bề mặt vật thể
Bằng nhiều cách thu thập ảnh radar từ nhiều
hướng khác nhau sẽ tăng thêm khả năng nhận biết
các vật thể có hướng khác nhau so với hướng nhìn
của radar. Những vật thể có 2 bề mặt vuông góc
với nhau có thể gây ra hiện tượng phản xạ góc.
Phản xạ góc
Ảnh hưởng của góc tới
Những nhận xét sau có thể giúp cho việc giải đoán ảnh tốt hơn:
Đối với vùng có địa hình thấp, góc tới lớn hơn giúp cải thiện các đặc điểm địa hình rất ít, nên thường sử dụng các góc tới rất nhỏ.
Đối với vùng có địa hình cao, góc tới lớn hơn giảm biến dạng layover và làm gia tăng bóng râm, thường dùng góc nhỏ hơn để tránh bóng râm trên ảnh radar.
Các góc tới trung gian tương ứng với mức độ biến dạng giảm đi và xác định tốt đặc điểm của đất.
Ảnh hưởng của góc tới
Đặc điểm tương tác của sóng Radar và bề mặt vật thể
Các góc tới cần phải nhỏ để có mức độ tán xạ ngược
chấp nhận được từ bề mặt đại dương.
Những ứng dụng đo diện tích cần phải sử dụng dữ
liệu chuyển về mặt đất, thường phải sử dụng mô hình độ
cao số (DEM) và sự chuyển đổi ảnh.
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Ảnh hưởng của độ ẩm và hằng số điện môi
Mức độ phức tạp của hằng số điện môi được phản ánh tính
chất điện của bè mặt đối tượng, nó gồm 2 phần (hằng số điện
môi và tính dẫn điện) đều phụ thuộc nhiều vào độ ẩm của chất
liệu.
Trong vùng sóng siêu cao tần, các chất liệu tự nhiên có
hằng số điện môi từ 3 8 ở điều kiện khô. Nước có hằng số
điện môi rất cao (khoảng 80) gấp 10 lần ở đất khô.
Đặc điểm tương tác của sóng Radar và bề mặt vật thể
Đặc điểm tương tác của sóng Radar và bề mặt vật thể
Do đó một sự thay đổi trong độ ẩm sẽ gây ra một thay
đổi đáng kể trong các đặc điểm điện môi của các chất liệu,
gia tăng độ ẩm sẽ dẫn đến gia tăng mức độ phản xạ của
sóng radar.
Khi vật thể ẩm hay ướt thì tán xạ từ bề mặt ngoài cũng là chủ
yếu, loại phản xạ và độ lớn phản xạ phụ thuộc vào mức độ gồ ghề
của sóng radar. Nếu vật thể khô và bề mặt của nó bằng phẳng, năng
lượng của radar có thể thẩm thấu qua bề mặt hay không tùy thuộc
vào bề mặt là không liên tục hoặc bề mặt là không đồng chất.
Ảnh hưởng của độ ẩm và hằng số điện môi
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Với một bề mặt nhất định, tia sáng có bước sóng dài sẽ
xuyên qua xa hơn so với tia sáng có bước sóng ngắn hơn.
Khi năng lượng sóng radar bị ngăn chặn thể thẩm thấu qua
bề mặt trên cùng thì tán xạ khối có thể xảy ra do sự phản xạ từ
nhiều thành phần khác nhau trong môi trường.
Ảnh hưởng của độ ẩm và hằng số điện môi
Phản xạ khối
ĐẶC ĐIỂM ẢNH RADAR
Ảnh Radar có những đặc điểm cơ bản nhất
định khác với ảnh quang học. Các đặc điểm riêng
này được hình thành do sự khác nhau về kỹ thuật
chụp ảnh Radar, vùng phổ được sử dụng và
những biến dạng hình học cũng như nhiễu của
ảnh Radar.
Sự khác biệt này thường gây khó khăn cho
người mới bắt đầu giải đoán ảnh Radar.
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
ĐẶC ĐIỂM ẢNH RADAR
Ảnh radar
ĐẶC ĐIỂM ẢNH RADAR
Tất cả ảnh Radar đều thể hiện mức độ
lốm đốm nhất định được gọi là hiện tượng
“muối và tiêu” trên ảnh Radar hay speckle.
Mức độ phát sinh lốm đốm trên ảnh là do
sự giao thoa ngẫu nhiên trong việc hình
thành hay triệt tiêu năng lượng phức hợp
phản xạ ngược đến từng pixel.
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
ĐẶC ĐIỂM ẢNH RADAR
Speckle chủ yếu hình thành nhiễu làm
giảm chất lượng của ảnh Radar tạo sự khó
khăn cho việc giải đoán và xử lý ảnh.
Có 2 phương pháp thường được áp dụng
để giảm nhiễu trước khi giải đoán và xử lý
ảnh Radar.
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
ĐẶC ĐIỂM ẢNH RADAR
Xử lý đa hướng nhìn bằng cách phân chia
bằng tia Radar vào trong một số chùm tia phụ
hẹp hơn. Phương pháp này làm giảm số lượng
Speckle trên ảnh nhưng chỉ áp dụng trong quá
trình thu ảnh Radar.
Lọc không gian áp dụng chương trình tạo ảnh
mới giảm đáng kể số lượng Speckle so với ảnh
gốc bằng cách sứ dụng các cửa sổ không gian
để tính toán lại giá trị của từng pixel trên ảnh.
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
ĐẶC ĐIỂM ẢNH RADAR
CÁC HỆ THỐNG VỆ TINH VIỄN THÁM RADAR
Đặc trưng kĩ thuật của một số vệ tinh viễn thám radar đang sử dụng phổ biến hiện nay.
Các hệ thống radar máy bay:
Convair-580 C/X SAR được phát triển và vận hành bởi Trung tân viễn thám Canada, để nghiên cứu ứng dụng trong môi trường và khai thác dầu.
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Các hệ thống radar máy bay:
Hệ thống STAR (Sea Ice and Terrain Assessment) vận hành bởi Intera Technologies Limited of Calgary, Alberta, Canada. Bề rộng tuyến chụp ảnh thay đổi từ 19 50km, độ phân giải 5 18m, phục vụ theo dõi băng trên biển và phân tích bề mặt đất
CÁC HỆ THỐNG VỆ TINH VIỄN THÁM RADAR
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
CÁC HỆ THỐNG VỆ TINH VIỄN THÁM RADAR
Các hệ thống radar máy bay:
Hệ thống AirSAR do NASA thiết kế và vận hành bởi Jet Propulsion Laboratory (JPL). Sử dụng các kênh C, L và P trong dãi tần sóng vô tuyến cao tần.
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
CÁC HỆ THỐNG VỆ TINH VIỄN THÁM RADAR
Các hệ thống vệ tinh radar
Vệ tinh ERS-1 do cơ quan không gian Châu Âu ESA (European Space Agency) đưa vào quỹ đạo. Thu thập ảnh trên bề rộng 100km, góc tới từ , độ phân giải 30m, nhằm nghiên cứu lượng phản xạ, vận tốc và hướng gió từ đại dương.
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
CÁC HỆ THỐNG VỆ TINH VIỄN THÁM RADAR
Thế hệ thứ hai là vệ tinh ERS-2 cũng được đưa váo quỹ đạo, cả hai vệ tinh này hiện nay đã sử dụng rộng rãi ở đại dương và cả trong đất liền
Các hệ thống vệ tinh radar
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
CÁC HỆ THỐNG VỆ TINH VIỄN THÁM RADAR
Vệ tinh RADASAT, với cấu tạo chùm tia radar có thể thay đổi nên có ảnh thu thập với bề rộng với độ phân giải từ , có góc tới linh động từ 20 đến 50 độ, nên có thể thu thập dữ liệu trên nhiều vùng địa lý khác nhau.
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Độ phản xạ năng lượng sóng ánh sáng nhìn thấy chủ yếu liên quan đến màu sắc và sắc tố, sóng gần hồng ngoại liên quan đến cấu trúc nhỏ.
Tùy thuộc vào kênh lựa chọn, sóng rada có độ nhạy cao với các thông số khác như sự gồ ghề của lớp trên bề mặt, cấu trúc và hướng thực vật củng như độ âm thực vật.
Ứng dụng ảnh Radar
Lâm nghiệp
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Tán xạ ngược rada thay đổi giảm đi theo sự phân cực nên tập hợp các dữ liệu đa cực và tầng số không nên được sử dụng ở mức độ tổng hợp trong quá trình xử lý.
Thực tế là nội dung thông tin thay đổi đối với ảnh tạo ra theo các bước sóng khác nhau (từ sóng nhìn thấy được đến sóng siêu cao tần) do đó cần đề xuất những sự kết hợp dữ liệu trên cùng một vùng mà từ các bộ cảm biến khác nhau sẽ đưa ra ra một sự bổ sung thông tin chính xác hơn.
Ứng dụng ảnh Radar
Lâm nghiệp
Đối với mục đích lâm nghiệp, ảnh rada airborne là công cụ hữu dụng cho việc thành lập bản đồ lâm nghiệp đặt biệt cho việc biên tập bản đồ rừng nhiệt đới ở mức độ giám sát.
Tuy nhiên, ảnh rada không thể thay thế ảnh hàng không trong việc biên tập bản đồ chi tiết phân loại rừng.
Ứng dụng ảnh Radar
Lâm nghiệp
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Ứng dụng ảnh Radar
Ảnh rada nhìn chung cho phép phân biệt các loại hình sử dụng đất (vùng thành thị, vùng nông nghiệp, rừng, vùng nước…) nhờ vào độ nhạy cảm của SAR với độ gồ ghề bề mặt và độ ẩm.
Lập bản đồ sử dụng đất và xác định vụ mùa
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Đối với việc xác định vụ mùa nông nghiệp, ưu điểm của rada so với các bộ cảm ứng quang học là nó cho phép thu thập dữ liệu tại thời điểm vụ mùa tốt nhất trong chu kỳ phát triển, không phụ thuộc vào điều kiện thời tiết.
Các bước sóng càng ngắn tương ứng với độ tán xạ ngược càng cao từ vòm cây và góc tới từ vừa phải đến lớn tương ứng với thành phần thấp của đất.
Ứng dụng ảnh Radar
Lập bản đồ sử dụng đất và xác định vụ mùa
Nhìn chung, dữ liệu rada cũng khó sử dụng hiệu quả trong việc cung cấp thông tin để xác định vụ mùa vì chi phí cao và thiếu dữ liệu có độ phân giải không gian thích hợp.
Được sử dụng hơn 20 năm qua để phát hiện các đặc trưng và thành lập bản đồ địa chất, thăm dò khoáng sản và dầu.
Lập bản đồ sử dụng đất và xác định vụ mùa
Ứng dụng ảnh Radar
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Địa chất
Được sử dụng hơn 20 năm qua để phát hiện các đặc trưng và thành lập bản đồ địa chất, thăm dò khoáng sản và dầu.
Nhìn chung, hệ thống thoát nước thể hiện rõ trên ảnh SAR, điều này đáp ứng thoả đáng một số yêu cầu của địa mạo học về vùng nghiên cứu.
Ứng dụng ảnh Radar
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Giao thoa
Rada giao thoa dựa trên sự thu nhận 2 ảnh cùng 1 vùng từ vệ tinh có vĩ đạo hơi khác nhau. Sau đó thông tin pha của 2 file dữ liệu ảnh được chồng lên.
Giá trị 2 pha của 1 pixel được lấy ra đưa đến 1 ảnh mới mà chỉ ghi nhận sự khác nhau về pha giữa 2 ảnh gốc.
Ứng dụng ảnh Radar
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Sự khác nhau về pha dẩn đến sự thay đổi độ cao của mỗi pixel và có thể tạo ra mô hình độ cao số.
Trong tương lai kỷ thuật này có thể sử dụng tạo ra mô hình độ cao só những vùng nhiệt đới, cận xích đạo với chi phí thấp
Ứng dụng ảnh Radar
Giao thoa
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Viễn thám rada cho phép ước tính được độ ẩm đất và sự thay đổi độ ẩm cao theo thời gian và không gian vì hầu hết các phép đo trực tiếp trên mặt đất chỉ phù hợp ở vùng đơn và khó ngoại suy,nên song siêu cao tầng viễn thám có tiềm năng mạnh mẽ trong lĩnh vực này tạo ra các bản đồ độ ẩm đất cho toàn cầu hay ở mức độ quốc gia với độ mô phỏng cao thì cũng rất hữu dụng và là xu thế hiện nay.
Ứng dụng ảnh Radar
Thủy văn
SVTH: Nhóm 1 Lớp QLĐĐ06
Ảnh rađa hiên nay được áp dụng vào việc quan sát lộ trình tàu thuyền, việc đánh cá, nghiên cứu đường bờ và các mỏ dầu…cũng như cung cấp dữ liệu cần thiết cho các phương pháp dự báo tình trạng biển và thời tiết toàn cầu. Ở vùng bắc cực, Các ảnh rađa ban đầu được sử dụng để phát hiện các tảng băng trôi và sự di chuyển của chúng, cũng như đánh giá điều kiện băng đá.
Ứng dụng ảnh Radar
Hải dương học, nghiên cứu đường bờ biển và băng trên biển
Năm 1979,dữ liệu SAR 580 (kênh L và X) được sử dụng để đánh giá ngập lụt và đã thu được các kết quả thỏa đáng vì nó có thể đo khá chính xác mức độ lũ lụt gia tăng tối đa
Sử dụng dữ liệu SAR phát hiên ô nhiễm dầu là một lĩnh vực đầy triển vọng trong các ứng dụng môi trường
Ứng dụng ảnh Radar
Giám sát môi trường
Các đoạn Video về Radar
Local forecast _ Radar Problems_Issues
Hurricane David - Radar Loops
Hurricane Kate - Satellite_Radar Montage- November 1985
CHÚC CÁC BẠN LUÔN THÀNH CÔNG TRÊN CON ĐƯỜNG HỌC VẤN
CHÂN THÀNH CÁM ƠN SỰ QUAN TÂM CỦA THẦY VÀ CÁC BẠN !
* Một số tài liệu cũ có thể bị lỗi font khi hiển thị do dùng bộ mã không phải Unikey ...
Người chia sẻ: Nguyễn Minh Sang
Dung lượng: |
Lượt tài: 1
Loại file:
Nguồn : Chưa rõ
(Tài liệu chưa được thẩm định)