Địa lý - Chương 1: Ảnh vệ tinh quang học

1Chöông 1 AÛNH VEÄ TINH QUANG HOÏC Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng AÛNH VEÄ TINH QUANG HOÏC AÛnh laø keát quaû theå hieän hình hoïc hai chieàu cuûa caùc vaät theå trong moät phaïm vi nhaát ñònh. Trong vieãn thaùm coù hai loaïi aûnh thöôøng ñöôïc söû duïng. - AÛnh töông töï (Analogue image): laø caùc böùc aûnh ñöôïc löu tröõ treân phim hoaëc giaáy aûnh, coù theå xem tröïc tieáp, coù caáp ñoä saùng hoaëc maøu thay ñoåi lieân tuïc nhö aûnh haøng khoâng, aûnh chuïp töø maùy aûnh thoâng thöôøng. - AÛnh soá (Digital image): laø daïng döõ lieäu aûnh ñöôïc löu tröõ treân maùy tính, ñöôïc chia thaønh nhieàu phaàn töû aûnh (pixel). Moãi pixel öùng vôùi moät ñôn vò khoâng gian vaø coù giaù trò nguyeân höõu haïn öùng vôùi töøng caáp ñoä saùng. 2Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng AÛNH VEÄ TINH QUANG HOÏC Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng AÛNH VEÄ TINH QUANG HOÏC Quaù trình chuyeån töø aûnh analogue sang digital ñöôïc goïi laø quaù trình soá hoùa, goàm 2 böôùc: - Chia moät aûnh töông töï thaønh caùc phaàn töû aûnh (pixel) goïi laø chia maãu (sampling). - Chuyeån ñoåi caáp ñoä saùng lieân tuïc öùng vôùi töøng pixel thaønh moät soá nguyeân höõu haïn goïi laø löôïng töû hoùa. Caùc pixel thöôøng coù daïng hình vuoâng coù toïa ñoä laø chæ soá haøng (töø treân xuoáng) vaø chæ soá coät (traùi sang phaûi). Ñoä lôùn cuûa pixel (taàn suaát chia maãu) trong quaù trình chia maãu caàn ñöôïc tính toaùn toái öu, neáu pixel quaù lôùn thì chaát löôïng aûnh keùm, ngöôïc laïi thì dung löôïng löu tröõ aûnh laïi quaù lôùn. 3Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng AÛNH VEÄ TINH QUANG HOÏC Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng AÛNH VEÄ TINH QUANG HOÏC AÛnh soá theå hieän theo moâ hình raster, cung caáp döõ lieäu khoâng gian cho GIS. Tuøy thuoäc vaøo soá bit trong quaù trình löôïng töû hoùa, moãi pixel seõ coù moät giaù trò soá nguyeân öùng vôùi caáp ñoä saùng ñöôïc goïi laø BV (Brightness Value) hay DN (Digital Number). Ví duï, aûnh söû duïng 8 bit ñeå löôïng töû hoùa seõ coù 256 giaù trò caáp ñoä saùng. Moãi pixel seõ nhaän moät trong caùc giaù trò töø 0 – 255 (0 öùng vôùi ñen vaø 255 öùng vôùi traéng). 4Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng AÛNH VEÄ TINH QUANG HOÏC Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng AÛNH VEÄ TINH QUANG HOÏC AÛnh vieãn thaùm hieän nay thöôøng ñöôïc löu döôùi daïng aûnh soá. Naêng löôïng soùng phaûn xaï töø caùc ñoái töôïng maët ñaát ñöôïc sensor ghi nhaän à giaù trò ñoä saùng cho töøng pixel (BV). AÛnh ñöôïc ghi nhaän theo töøng daûi phoå khaùc nhau, ñöôïc goïi laø aûnh ña phoå hay ña keânh, ña baêng taàn. Khi hieån thò: aûnh ñen traéng (1 keânh) aûnh maøu (3 keânh). Nguyeân lyù theå hieän maøu theo toå hôïp RGB 5Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng AÛNH VEÄ TINH QUANG HOÏC Döõ lieäu aûnh ña phoå Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng AÛNH VEÄ TINH QUANG HOÏC 6Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng AÛNH VEÄ TINH QUANG HOÏC Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng ÑAËC ÑIEÅM AÛNH VEÄ TINH Ñaëc ñieåm hình hoïc - Tröôøng nhìn khoâng ñoåi IFOV laø goùc khoâng gian öùng vôùi moät ñôn vò dieän tích chia maãu treân maët ñaát. - Tröôøng nhìn FOV laø goùc nhìn toái ña maø sensor coù theå thu nhaän ñöôïc soùng ñieän töø. - Khoaûng khoâng gian treân maët ñaát do FOV taïo neân chính laø beà roäng tuyeán chuïp L. 7Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng ÑAËC ÑIEÅM AÛNH VEÄ TINH Ñaëc ñieåm hình hoïc Ñoä phaân giaûi khoâng gian g (spatial resolution) laø dieän tích nhoû nhaát treân maët ñaát maø sensor coù theå phaân bieät ñöôïc. AÛnh coù ñoä phaân giaûi khoâng gian caøng cao khi coù kích thöôùc pixel caøng nhoû. Ñoä phaân giaûi khoâng gian cuõng ñöôïc goïi laø ñoä phaân giaûi maët ñaát khi hình chieáu cuûa moät pixel töông öùng vôùi moät ñôn vò chia maãu treân maët ñaát. Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng ÑAËC ÑIEÅM AÛNH VEÄ TINH Ñaëc ñieåm hình hoïc 8Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng ÑAËC ÑIEÅM AÛNH VEÄ TINH Ñaëc ñieåm hình hoïc Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng ÑAËC ÑIEÅM AÛNH VEÄ TINH Ñaëc ñieåm hình hoïc Khi noùi raèng aûnh SPOT coù kích thöôùc pixel laø 20x20m coù nghóa laø 1 pixel treân aûnh töông öùng vôùi dieän tích 20x20m treân maët ñaát. Ñeå xaùc ñònh ñoä phaân giaûi caàn thieát cho pheùp nhaän bieát ñoái töôïng, thöôøng choïn aûnh coù ñoä phaân giaûi khoâng gian baèng ½ kích thöôùc ñoái töôïng caàn xaùc ñònh. Ñoä phaân giaûi (m) Kích thöôùc ñoái töôïng (m) Ñoä phaân giaûi (m) Kích thöôùc ñoái töôïng (m) 0,5 1,0 2,0 4,0 1,0 2,0 1,5 3,0 10,0 20,0 9Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng ÑAËC ÑIEÅM AÛNH VEÄ TINH Ñaëc ñieåm hình hoïc Moái quan heä giöõa ñoä phaân giaûi khoâng gian vaø beà roäng tuyeán chuïp: Sensor Ñoä phaân giaûi khoâng gian Beà roäng daûi chuïp Quickbird 0,61 m 16,5 km Landsat ETM 30 m 185 km MODIS 250 – 1.000 m 2.330 km AVHRR 1.100 m 2.440 km Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng ÑAËC ÑIEÅM AÛNH VEÄ TINH Tính chaát phoå cuûa aûnh Ñoä phaân giaûi phoå (spectral resolution): theå hieän bôûi kích thöôùc vaø soá keânh phoå, beà roäng phoå hoaëc söï phaân chia vuøng phoå maø aûnh veä tinh coù theå phaân bieät moät soá löôïng lôùn caùc böôùc soùng coù kích thöôùc töông töï, cuõng nhö taùch bieät ñöôïc caùc böùc xaï töø nhieàu vuøng phoå khaùc nhau. 10 Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng ÑAËC ÑIEÅM AÛNH VEÄ TINH Tính chaát phoå cuûa aûnh Ñoä phaân giaûi böùc xaï (radiometric resolution): theå hieän ñoä nhaïy tuyeán tính cuûa sensor trong khaû naêng phaân bieät söï thay ñoåi nhoû nhaát cuûa cuûa ñoä phaûn xaï soùng töø vaät theå. Ví duï: aûnh 8 bit seõ phaân bieät ñöôïc 256 giaù trò (töø 0 – 255) Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng ÑAËC ÑIEÅM AÛNH VEÄ TINH Ñoä phaân giaûi thôøi gian cuûa aûnh Ñoä phaân giaûi thôøi gian (temporal resolution) lieân quan ñeán khaû naêng chuïp laëp laïi cuûa veä tinh. AÛnh ñöôïc chuïp ôû nhieàu thôøi ñieåm khaùc nhau cuøng moät vò trí cho pheùp so saùnh ñaëc tröng beà maët theo thôøi gian. Öu theá cuûa ñoä phaân giaûi thôøi gian laø cho pheùp cung caáp thoâng tin chính xaùc hôn vaø nhaän bieát söï bieán ñoäng cuûa moät khu vöïc caàn nghieân cöùu. Quyõ ñaïo bay vaø vaän toác chuyeån ñoäng cuûa veä tinh laø caùc nhaân toá aûnh höôûng ñeán ñoä phaân giaûi thôøi gian. 11 Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng ÑAËC ÑIEÅM AÛNH VEÄ TINH Ñoä phaân giaûi thôøi gian cuûa aûnh Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng ÑAËC ÑIEÅM AÛNH VEÄ TINH Ñoä phaân giaûi thôøi gian cuûa aûnh Ñoä phaân giaûi khoâng gian vaø thôøi gian cuûa moät soá aûnh veä tinh phoå bieán 12 Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng ÑAËC ÑIEÅM AÛNH VEÄ TINH Ñoä phaân giaûi thôøi gian cuûa aûnh Name Type Altitude (km) Inclination (°) Period (min) Repeat Circle (days) Sensors SPOT Sun synchronous 832 98.7 101 26 HRV LANDSAT Sun synchronous 705 98.2 99 16 MSS, TM MOS Sun synchronous 908 103 17 MESSR, VTIR, MSR EO-1 Sun synchronous 705 98.2 99 16 Hyperion IRS Sun synchronous 817 98.69 101 24 LISS, PAN, WIFS RESURS Sun synchronous 678 98.04 98 21 MSU-SK NOAA Sun synchronous 870-833 98.7-98.99 101.4 AVHRR/2, TOVS, SSU, MSU EROS-A1 Sun synchronous 475-491 97.3 94 CCD IKONOS Sun synchronous 681 98.1 98 PAN ADEOS2-GLI Sun synchronous 803 98.6 101 4 GLI SPOT-5 Sun synchronous 832 98.7 101 26 HRV Quickbird-2 Sun synchronous 450 98 93.4 PAN ADEOS Sun synchronous 800 98.6 101 41 OCTS RADARSAT Sun synchronous 798 98.6 100.7 24 SAR Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng ÑAËC ÑIEÅM AÛNH VEÄ TINH Hieån thò aûnh veä tinh Chaát löôïng döõ lieäu aûnh ñöôïc ñaùnh giaù qua tyû soá giöõa tín hieäu nhaäp S caàn thieát vaø möùc ñoä nhieãu N, kí hieäu laø SNR (Signal to noise ratio) ñöôïc tính qua bieåu thöùc: SNR = 20.log10(S/N) Thoâng tin löu trong döõ lieäu aûnh theo ñôn vò bit. Trong xöû lyù aûnh soá baèng maùy tính, dung löôïng aûnh thöôøng söû duïng laø byte. Dung löôïng aûnh (byte) = (soá haøng x soá coät x soá keânh x soá bit)/8 13 Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng KHUOÂN DAÏNG DÖÕ LIEÄU AÛNH VEÄ TINH - Khuoân daïng BSQ (Band Sequence): caùc keânh phoå ñöôïc löu tuaàn töï heát keânh naøy sang keânh khaùc, moãi aûnh öùng vôùi moät keânh. Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng KHUOÂN DAÏNG DÖÕ LIEÄU AÛNH VEÄ TINH - Khuoân daïng BIL (Band Interleaved by Line): töøng haøng ñöôïc ghi theo thöù töï cuûa soá keânh, moãi haøng ñöôïc ghi tuaàn töï theo giaù trò cuûa caùc keânh phoå vaø sau ñoù laëp laïi theo thöù töï töøng haøng, nhö vaäy seõ taïo file döõ lieäu aûnh chung cho caùc keânh phoå. 14 Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng KHUOÂN DAÏNG DÖÕ LIEÄU AÛNH VEÄ TINH - Khuoân daïng BIP (Band Interleaved by Pixel): moãi pixel ñöôïc löu tuaàn töï theo caùc keânh, nghóa laø caùc keânh ñöôïc ghi theo haøng vaø coät töøng pixel. Sau khi heát toå hôïp phoå pixel naøy laïi ñeán pixel khaùc. Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng KHUOÂN DAÏNG DÖÕ LIEÄU AÛNH VEÄ TINH - Khuoân daïng BSQ coù öu ñieåm deã ñoïc, cho pheùp choïn keânh baát kì vaø thuaän tieän khi xuaát aûnh hoaëc toå hôïp maøu. - Khuoân daïng BIP söû duïng tieän lôïi trong phaân loaïi aûnh töï ñoäng vaø xöû lyù aûnh ña bieán. Ngoaøi ra, caùc thoâng tin boå trôï veà ngaøy thaùng naêm, caùc chæ tieâu chaát löôïng aûnh coøn ñöôïc löu keøm ôû caùc khuoân daïng khaùc WSF hoaëc LTWG. Thoâng thöôøng ñeå cung caáp cho ngöôøi söû duïng, aûnh ñöôïc ghi treân ñóa CD-ROM goàm 3 file chính: File ghi nhaän thoâng tin chuù giaûi veà döõ lieäu; file cung caáp thoâng tin veà caáu truùc aûnh, möùc ñoä hieäu chænh hình hoïc vaø hieäu chænh böùc xaï; file döõ lieäu aûnh veä tinh. 15 Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng TÍNH TOAÙN CAÙC CHÆ SOÁ THOÁNG KEÂ Caùc chæ soá thoáng keâ aûnh veä tinh caàn tính toaùn laø: giaù trò ñoä saùng max, min cuûa töøng keânh aûnh; giaù trò trung bình; ñoä leäch chuaån; ma traän phöông sai – hieäp phöông sai; ma traän töông quan,.. Vieäc tính toaùn caùc chæ soá thoáng keâ nhaèm cung caáp caùc thoâng tin toång quaùt veà aûnh, giuùp cho vieäc hieån thò vaø giaûi ñoaùn aûnh ñöôïc toát hôn. Ñoàng thôøi caùc soá lieäu thoáng keâ cuõng laø coâng cuï ñeå löïa choïn giaûi phaùp xöû lyù hoaëc giaûi ñoaùn aûnh phuø hôïp. Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng TÍNH TOAÙN CAÙC CHÆ SOÁ THOÁNG KEÂ Kí hieäu: i – chæ soá haøng; j – chæ soá coät; k – chæ soá keânh aûnh; l – chæ soá cuûa keânh coøn laïi; n – toång soá pixel cuûa aûnh thì: BVijk laø giaù trò pixel ôû haøng i, coät j vaø keânh k. Ñeå ñôn giaûn, ta khoâng caàn xeùt vò trí cuûa pixel maø chæ quan taâm ñeán soá löôïng pixel trong moät keânh aûnh thì coù theå vieát laïi laø BVik (giaù trò pixel trong aûnh ôû keânh k vôùi i thay ñoåi töø 1 ñeán n). - Giaù trò trung bình cuûa keânh k (mk) ñöôïc tính: å = = n i ikk BVn 1 1 m 16 Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng TÍNH TOAÙN CAÙC CHÆ SOÁ THOÁNG KEÂ - Phöông sai cuûa keânh k (Vark) ñöôïc tính: 1 )( 1 2 - - = å = n BV Var n i kik k m - Ñoä leäch chuaån cuûa keânh k (Sk) ñöôïc tính: 1 )( 1 2 - - = å = n BV S n i kik k m Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng TÍNH TOAÙN CAÙC CHÆ SOÁ THOÁNG KEÂ - Hieäp phöông sai giöõa caùc giaù trò pixel ôû keânh k vaø keânh l (Covkl) ñöôïc tính: hoaëc: 1 ))(( 1 - -- = å n BVBV Cov n lilkik kl mm )1( )( 1 1 1 - - = å å å = = = nn BVBVBVBVn Cov n i n i n i ilikilik kl 17 Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng TÍNH TOAÙN CAÙC CHÆ SOÁ THOÁNG KEÂ Giaù trò phöông sai, hieäp phöông sai ñöôïc theå hieän qua ma traän phöông sai – hieäp phöông sai laø ma traän ñoái xöùng (tuøy vaøo soá keânh aûnh) theå hieän nhö sau: Band 1 Band 2 Band 3 Band 4 Band 1 Band 2 Band 3 Band 4 Var1 Cov21 Cov31 Cov41 Cov12 Var2 Cov32 Cov42 Cov13 Cov23 Var3 Cov43 Cov14 Cov24 Cov34 Var4 Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng TÍNH TOAÙN CAÙC CHÆ SOÁ THOÁNG KEÂ - Söï töông quan giöõa caùc giaù trò pixel ôû keânh k vaø keânh l (rkl) ñöôïc tính: lk kl kl SS Covr = Vì Covkl khoâng vöôït quaù giaù trò tích ñoä leäch chuaån hai keânh neân heä soá töông quan rkl laø tyû soá vaø nhaän giaù trò töø -1 ñeán 1. Ma traän töông quan cuõng laø ma traän ñoái xöùng vôùi caùc yeáu toá treân ñöôøng cheùo chính baèng 1. 18 Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng TÍNH TOAÙN CAÙC CHÆ SOÁ THOÁNG KEÂ YÙ nghóa cuûa heä soá töông quan: rkl =0: khoâng coù söï quan heä tuyeán tính giöõa hai keânh aûnh (ñoäc laäp tuyeán tính), vaäy löôïng thoâng tin treân hai keânh aûnh seõ boå sung nhau. rkl = 1: hai keânh töông quan hoaøn toaøn (phuï thuoäc tuyeán tính), neáu giaù trò pixel keânh k taêng thì seõ coù söï gia taêng töông öùng ñoái vôùi caùc pixel keânh l, nghóa laø hai keânh aûnh cung caáp thoâng tin nhö nhau. Neáu rkl = -1 thì giaù trò ñoä saùng keânh k taêng thì seõ coù söï giaûm giaù trò vôùi caùc pixel töông öùng keânh l. - 1≤ rkl ≤ 1: coù söï töông quan giöõa döõ lieäu aûnh cuûa 2 keânh, giaù trò rkl caøng lôùn thì söï töông quan caøng cao nghóa laø hai keânh ít thoâng tin boå sung cho nhau. Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng DÖÕ LIEÄU BOÅ TRÔÏ TÖØ MAËT ÑAÁT Döõ lieäu maët ñaát bao goàm taäp hôïp caùc quan saùt, ño ñaïc vaø thu thaäp caùc thoâng tin veà ñieàu kieän vaø tình traïng thöïc teá treân maët ñaát ñeå xaùc ñònh moái quan heä giöõa döõ lieäu aûnh veä tinh thu ñöôïc vaø baûn thaân ñoái töôïng ñöôïc nghieân cöùu. Caùc soá lieäu maët ñaát phaûi ñöôïc thu thaäp gaàn nhö ñoàng thôøi trong cuøng thôøi ñieåm vôùi döõ lieäu veä tinh hoaëc ít nhaát cuõng trong moät khoaûng thôøi gian sao cho khoâng coù söï thay ñoåi cuûa caùc ñoái töôïng nghieân cöùu. Döõ lieäu maët ñaát ñöôïc söû duïng cho: thieát keá sensor; kieåm ñònh caùc thoâng soá kyõ thuaät cuûa sensor (phaïm vi böôùc soùng, beà roäng keânh phoå); cung caáp thoâng tin hoã trôï cho quaù trình phaân tích vaø hieäu chænh hình hoïc aûnh. 19 Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng DÖÕ LIEÄU BOÅ TRÔÏ TÖØ MAËT ÑAÁT Caùc thoâng tin caàn ñöôïc thu thaäp trong khi khaûo saùt ngoaøi thöïc ñòa laø: - Caùc thoâng tin toång quan cuõng nhö chi tieát veà ñoái töôïng nghieân cöùu nhö: chuûng loaïi, traïng thaùi, tính chaát phaûn xaï vaø haáp thuï phoå, hình daùng beà maët, nhieät ñoä, - Caùc thoâng tin veà moâi tröôøng xung quanh, goùc chieáu, ñoä cao maët trôøi, cöôøng ñoä chieáu saùng, traïng thaùi khí quyeån, nhieät ñoä, ñoä aåm khoâng khí, höôùng vaø toác ñoä gioù, ñieàu kieän beà maët. Tuøy tröôøng hôïp vaø muïc ñích cuï theå maø caùc thoâng tin caàn thu thaäp phaûi ñöôïc raø soaùt caån thaän. Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng DÖÕ LIEÄU BOÅ TRÔÏ TÖØ MAËT ÑAÁT Ñeå ñaït yeâu caàu veà ñoä chính xaùc trong ñaêng kí toïa ñoä aûnh, caàn phaûi coù toïa ñoä caùc ñieåm khoáng cheá maët ñaát, chuùng ñöôïc goïi laø caùc ñieåm GCP (Ground Control Points). Soá lieäu ñònh vò maët ñaát: 20 Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng DÖÕ LIEÄU BOÅ TRÔÏ TÖØ MAËT ÑAÁT Phöông phaùp ñôn giaûn nhaát ñeå xaùc ñònh caùc ñieåm GCP laø söû duïng baûn ñoà ñòa hình. Thoâng thöôøng phaûi tieán haønh khaûo saùt ngoaøi thöïc ñòa vaø ño noái vôùi heä toïa ñoä ñòa phöông do khoâng phaûi luùc naøo cuõng coù baûn ñoà. Soá lieäu ñònh vò maët ñaát: Tyû leä baûn ñoà Ñoä phaân giaûi aûnh(m) Ñoä chính xaùc caàn xaùc ñònh (m) 1: 50.000 1: 25.000 1: 10.000 1: 5.000 5 2,5 1 0,6 2 1,2 0,5 0,1 Yeâu caàu ñoä chính xaùc ñieåm GCP Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng DÖÕ LIEÄU BOÅ TRÔÏ TÖØ MAËT ÑAÁT Hieän nay, ngöôøi ta thöôøng söû duïng caùc thieát bò GPS ñeå xaùc ñònh caùc ñieåm GCP. Heä thoáng ñònh vò toaøn caàu GPS (teân goïi ñaày ñuû laø NAVigation Satellite with Timing and Ranging Global Postitioning System) laø moät heä thoáng radio haøng haûi döïa vaøo caùc veä tinh ñeå cung caáp thoâng tin veà vò trí ba chieàu (khoaûng caùch – Ranging) vaø thôøi gian chính xaùc (Timing). Heä thoáng GPS ñöôïc thieát keá vaø ñieàu haønh bôûi Boä Quoác Phoøng Myõ, chuû yeáu laø ñeå phuïc vuï cho muïc ñích quaân söï, ngaøy nay ñöôïc môû roäng moät phaàn cho muïc ñích daân söï (keå töø naêm 1984). Döõ lieäu töø Heä thoáng ñònh vò toaøn caàu: 21 Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng DÖÕ LIEÄU BOÅ TRÔÏ TÖØ MAËT ÑAÁT Döõ lieäu töø Heä thoáng ñònh vò toaøn caàu: Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng DÖÕ LIEÄU BOÅ TRÔÏ TÖØ MAËT ÑAÁT Öu ñieåm so vôùi kyõ thuaät ñònh vò truyeàn thoáng: Döõ lieäu töø Heä thoáng ñònh vò toaøn caàu: v Vieäc quan saùt khoâng bò giôùi haïn trong khoâng gian; v Ñaùng tin caäy, hieäu quaû cao vaø cho keát quaû vôùi ñoä chính xaùc cao; v Khoâng ñoøi hoûi tính thoâng höôùng giöõa caùc traïm ño; v Coù theå öùng duïng ôû thôøi gian thöïc vaø ôû vò trí baát kì, cho ñoái töôïng ñöùng yeân hay ñang di chuyeån; v Thieát bò coù theå hoaït ñoäng lieân tuïc vaø khoâng phuï thuoäc vaøo ñieàu kieän thôøi tieát. v Ngöôøi söû duïng khoâng caàn quan taâm ñeán vieäc vaän haønh vaø baûo trì heä thoáng 22 Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng DÖÕ LIEÄU BOÅ TRÔÏ TÖØ MAËT ÑAÁT Moät heä thoáng GPS hoaøn chænh goàm 3 thaønh phaàn chính: Döõ lieäu töø Heä thoáng ñònh vò toaøn caàu: - Maûng khoâng gian (Space Segment): goàm 24 veä tinh bay xung quanh Traùi ñaát ôû ñoä cao 20.200km vôùi chu kyø 11 giôø 57 phuùt 58 giaây. Caùc veä tinh coù nhieäm vuï ghi nhaän, löu tröõ caùc döõ lieäu, thoâng tin ñöôïc truyeàn töø caùc traïm ñieàu khieån maët ñaát; duy trì chuaån thôøi gian nguyeân töû; truyeàn thoâng tin ñeán ngöôøi söû duïng vaø thay ñoåi quyõ ñaïo bay (neáu coù). Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng DÖÕ LIEÄU BOÅ TRÔÏ TÖØ MAËT ÑAÁT Döõ lieäu töø Heä thoáng ñònh vò toaøn caàu: - Maûng ñieàu khieån (Control Segment): goàm 01 traïm ñieàu khieån chính (Master Control Station) vaø caùc traïm quan traéc (Monitor Stations). 23 Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng DÖÕ LIEÄU BOÅ TRÔÏ TÖØ MAËT ÑAÁT Döõ lieäu töø Heä thoáng ñònh vò toaøn caàu: - Maûng ngöôøi söû duïng (Users Segment): tuøy theo nhu caàu söû duïng maø söû duïng caùc loaïi maùy thu coù ñoä chính xaùc khaùc nhau. Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng DÖÕ LIEÄU BOÅ TRÔÏ TÖØ MAËT ÑAÁT Döõ lieäu töø Heä thoáng ñònh vò toaøn caàu: TOPCON Legacy E LEICA SR20 GARMIN III PLUS Moät soá kieåu maùy thu GPS: 24 Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng DÖÕ LIEÄU BOÅ TRÔÏ TÖØ MAËT ÑAÁT Döõ lieäu töø Heä thoáng ñònh vò toaøn caàu: Coù hai phöông phaùp ñònh vò thöôøng ñöôïc söû duïng: -Ñònh vò tuyeät ñoái: laø phöông phaùp ñònh vò coù ñoä chính xaùc thaáp baèng vieäc söû duïng caùc maùy ñònh vò caàm tay. Ñoä chính xaùc maët baèng töø 10 – 20m. Maùy thu nhaän tín hieäu ñoàng thôøi töø 4 veä tinh, xöû lyù döõ lieäu vaø cho keát quaû ngay. -Ñònh vò töông ñoái: laø phöông phaùp ñònh vò coù ñoä chính xaùc cao baèng vieäc söû duïng caùc maùy ño traïm GPS. Ñoä chính xaùc maët baèng ñaït vaøi cm, neáu xöû lí toát vaø ñöôøng ñaùy ngaén coù theå ñaït ñeán mm. Hai maùy thu nhaän tín hieäu ñoàng thôøi töø 4 veä tinh, döïa treân toïa ñoä cuûa ñieåm goác ñaõ bieát tröôùc, xaùc ñònh toïa ñoä ñieåm coøn laïi. Sau khi thu tín hieäu caàn coù quaù trình haäu xöû lí baèng caùc phaàn meàm chuyeân duïng. Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng DÖÕ LIEÄU BOÅ TRÔÏ TÖØ MAËT ÑAÁT Döõ lieäu töø Heä thoáng ñònh vò toaøn caàu: 25 Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng DÖÕ LIEÄU BOÅ TRÔÏ TÖØ MAËT ÑAÁT Döõ lieäu töø Heä thoáng ñònh vò toaøn caàu: Ngoaøi heä thoáng GPS cuûa Myõ, coøn coù heä thoáng GLONASS cuûa Nga (hieän nay ñaõ coù 20 veä tinh) vaø GALLIEO cuûa chaâu AÂu (ñang thöû nghieäm). Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng DÖÕ LIEÄU BOÅ TRÔÏ TÖØ MAËT ÑAÁT Döõ lieäu Baûn ñoà: -Baûn ñoà ñòa hình (Topographic Maps): coù tyû leä 1:25.000 hoaëc 1:50.000 cung caáp caùc ñieåm GCP phuïc vuï hieäu chænh hình hoïc, hoaëc caùc thoâng soá ñoä cao ñeå taùi taïo moâ hình ñoä cao soá DEM phuïc vuï cho naén aûnh hoaëc giaûi ñoaùn aûnh laäp theå. -Baûn ñoà chuyeân ñeà: caùc baûn ñoà hieän traïng söû duïng ñaát, röøng, ñòa chaát, tyû leä töø 1:10.000 – 1:25.000 caàn thieát cho vieäc nghieân cöùu chuyeân ñeà, choïn vuøng maãu vaø phaân loaïi aûnh. Neáu chuùng laø caùc baûn ñoà soá thì söû duïng tích hôïp vôùi döõ lieäu cung caáp bôûi vieãn thaùm ñeå xaây döïng cô sôû döõ lieäu GIS. -Baûn ñoà kinh teá xaõ hoäi: cung caáp thoâng tin quan troïng ñeå xaây döïng öùng duïng vieãn thaùm vaø GIS. 26 Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng DÖÕ LIEÄU BOÅ TRÔÏ TÖØ MAËT ÑAÁT Döõ lieäu GIS vaø moâ hình ñoä cao soá: Tích hôïp RS vaø GIS trong nghieân cöùu vaø trieån khai caùc öùng duïng nhö: thaønh laäp baûn ñoà chuyeân ñeà söû duïng ñaát, theo doõi bieán ñoäng ñaát ñai,... AÛnh vieãn thaùm sau khi ñöôïc xöû lyù vaø ñaêng kí toïa ñoä seõ trôû thaønh nguoàn cung caáp döõ lieäu quan troïng cho GIS, ngöôïc laïi döõ lieäu GIS hoã trôï raát nhieàu cho vieäc xöû lyù vaø giaûi ñoaùn aûnh vieãn thaùm. Vieäc phoái hôïp giöõa GIS vaø RS trôû thaønh coâng ngheä raát hieäu quaû ñeå xaây döïng vaø caäp nhaät döõ lieäu khoâng gian phuïc vuï cho coâng taùc quaûn lyù taøi nguyeân thieân nhieân vaø giaùm saùt moâi tröôøng, Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng DÖÕ LIEÄU BOÅ TRÔÏ TÖØ MAËT ÑAÁT Döõ lieäu GIS vaø moâ hình ñoä cao soá: 27 Bieân soaïn: GV. Phaïm Theá Huøng DÖÕ LIEÄU BOÅ TRÔÏ TÖØ MAËT ÑAÁT Döõ lieäu GIS vaø moâ hình ñoä cao soá: Moâ hình ñoä cao soá DEM (Digital Elevation Model) hay DTM (Digital Terrain Model) thöôøng ñöôïc löu tröõ trong GIS laø döõ lieäu ñeå theå hieän ñoä cao cuûa maët ñaát.