CHƯƠNG 6:thienthu.weebly.com/uploads/4/8/6/9/4869850/giao_trinh... · Web viewTrong viễn thám siêu cao tần, hai loại kỹ thuật chủ động và bị động đều được

CHƯƠNG 6: VIỄN THÁM VÀ ỨNG DỤNG VIỄN THÁM TRONG QUẢN

LÝ MÔI TRƯỜNG

I. Lịch sử phát triển của Khoa học viễn thám: Viễn thám (Remote sensing)  được định nghĩa bằng nhiều từ ngữ khác nhau, nhưng

nói chung đều thống nhất theo quan điểm chung là khoa học và công nghệ thu thập thông tin của vật thể mà không tiếp xúc trực tiếp với vật thể đó.

Định nghĩa sau đây có thể coi là tiêu biểu: “Viễn thám là khoa học và công nghệ mà theo đó các đặc tính đối tượng quan tâm được nhận diện, đo đạc, phân tích các tính chất mà không có sự tiếp xúc trực tiếp với đối tượng”. Đối tượng trong định nghĩa này có thể hiểu là một đối tượng cụ thể, một vùng hay một hiện tượng.

Trong khoảng 3 thập kỷ gần đây khi công nghệ vũ trụ đã cho ra đời các ảnh số thu nhận từ các vệ tinh trên quỹ đạo của trái đất viễn thám đã thực sự phát triển mạnh mẽ.  Nhưng thực ra viễn thám đã có lịch sử lâu đời. Ảnh chụp (film) được sử dụng cho nghiên cứu mặt đất đã xuất hiện từ thế kỷ 19. Năm 1839, Louis Daguere (1789-1881) đưa ra báo cáo về thí nghiệm hoá ảnh của mình khởi đầu cho ngành chụp ảnh. Ảnh chụp về bề mặt trái đất từ khinh khí cầu bắt đầu sử dụng từ năm 1858. Bức ảnh chụp đầu tiên về Trái đất từ khinh khí cầu chụp vùng Bostom vào năm 1860 bởi James Wallace Black, 1860.

Sự phát triển của viễn thám đi liền với sự phát triển của công nghệ vũ trụ phục vụ cho việc nghiên cứu trái đất và vũ trụ. Các ảnh chụp nổi stereo theo phương đứng và xiên cung cấp bởi GEMINI (1965) đã thể hiện ưu thế của công việc nghiên cứu Trái đất bằng các bức ảnh của nó. Tiếp theo, tàu Apolo cho ra sản phẩm ảnh chụp nổi và đa phổ kích thước 70mm. Ngành hàng không vũ trụ của Liên Xô cũ và hiện nay là Nga góp phần tích cực vào việc nghiên cứu trái đất từ vũ trụ. Các nghiên cứu đã được thực hiện trên các con tàu vũ trụ có người như Soynz, các tàu Meteor, Cosmos hoặc trên các trạm “Chào mừng” (Salyut). Sản phẩm thu được là các ảnh chụp trên các thiết bị quét đa phổ phân dải cao như MSU_E. Ảnh chụp từ vệ tinh Cosmos trên 5 kênh phổ khác nhau với kích thước ảnh 18*18cm. Ngoài ra các ảnh chụp từ thiết bị chụp KATE-140, MKF-6M trên trạm quỹ đạo Salyut cho ra sau kênh ảnh thuộc dải phổ 0.40 đến 0.89µm với độ phân giải mặt đất tại tâm ảnh đạt 20*20m .

Tiếp theo với vệ tinh nghiên cứu trái đất ERTS-1 (Earth Reosourcer Technology Satellite) được phóng lên quỹ đạo trái đất vào năm 1972. Sau vệ tinh này đổi tên là Landsat 1, rồi các vệ tinh thế hệ mới hơn là  Landsat 2, Landsat 3, Landsat 4 và Landsat 5. Ngay từ đầu ERTS-1 mang theo bộ cảm MSS (máy quét đa phổ) với bốn kênh phổ khác nhau và bộ cảm RBV (Return Beam Vidicon) với ba kênh phổ khác nhau. Ngoài Landsat 2, Landsat3 còn có các vệ tinh khác như SKYLAB (1973) và HCMM (1978). Từ 1982 là các ảnh chuyên đề được thực hiện trên các các vệ tinh Landsat TM 4 và Landsat TM 5 với 7 kênh phổ khác nhau từ dải sóng nhìn thấy đến hồng ngoại nhiệt. Điều này cho phép nghiên cứu trái đất từ nhiều dải phổ khác nhau. Đồng thời với việc phát triển của các ảnh vệ tinh Landsat, các ảnh vệ tinh của Pháp là vệ tinh SPOT (1986) đã đưa ra sản phẩm ảnh số thuộc hai kiểu ảnh đơn kênh với độ phân giải không gian 10*10m và ảnh

đa kênh SPOT-XS với ba kênh (hai kênh thuộc dải phổ nhìn thấy, một kênh thuộc dải phổ hồng ngoại) với độ phân giải không gian 20*20m. Đặc tính của ảnh vệ tinh SPOT là cho ra các cặp ảnh nổi Stereo cung cấp một khả năng tạo ảnh nổi ba chiều. Điều này giúp cho việc nghiên cứu bề mặt trái đất đạt kết quả cao, nhất là việc nghiên cứu bề mặt địa hình.

Các ảnh vệ tinh của Nhật như MOS-1 phục vụ cho quan sát biển (Marine Observation Satellite) và các ảnh chụp từ các vệ tinh của Ấn Độ I-1A tạo ra các ảnh vệ tinh như LISS thuộc nhiều hệ khác nhau.

Sự phát triển trong lĩnh vực nghiên cứu trái đất bằng viễn thám được đẩy mạnh do áp dụng kỹ nghệ mới với việc sử dụng các ảnh RADAR. Viễn thám RAĐAR tích cực thu nhận ảnh bằng việc phát sóng dài siêu tần và thu tia phản hồi cho phép thực hiện các nghiên cứu độc lập không phụ thuộc vào mây. Sóng RADAR có khả năng xuyên qua mây, lớp đất mỏng và là nguồn sóng nhân tạo nên có thể hoạt động cả ngày và đêm, không chịu ảnh hưởng của năng lượng mặt trời.

Gần đây nhất là sự ra đời của ảnh vệ tinh IKONOS của Mỹ. Các ảnh IKONOS có độ phân giải đặc biệt cao so với các loại ảnh trước đây. Hiện tại các ảnh IKONOS đã đạt tới độ phân giải 1m, trong thời gian sắp tới sẽ có các ảnh IKONOS độ phân giải 0,5m. Ảnh IKONOS có thể được sử dụng để cập nhật và hiệu chỉnh các bản đồ tỷ lệ trung bình hay làm bản đồ ảnh về hiện trạng sử dụng đất rất tốt.

II. Tổng quan về viễn thám:Do các tính chất của vật thể (nhà, đất, cây, nước...) có thể được xác định thông qua

năng lượng bức xạ hay phản xạ từ vật thể nên viễn thám là một công nghệ nhằm xác định và nhận biết đối tượng hoặc các điều kiện môi trường thông qua những đặc trưng riêng về sự phát xạ và bức xạ.

Sóng điện từ được phản xạ hay bức xạ từ vật thể là nguồn cung cấp thông tin chủ yếu về đặc tính của đối tượng cần phải đo lường và phân tích trong viễn thám.

Thiết bị dùng để cảm nhận sóng điện từ phản xạ hay phát xạ từ vật thể được gọi là bộ viễn cảm (Remote sensor) thường được gọi tắt là bộ cảm biến (sensor). Các máy quay phim (camera) hoặc máy quét (scanner) là những ví dụ về bộ cảm.

Phương tiện được sử dụng để mang các bộ cảm được gọi là vật mang (platform). Các vệ tinh và máy bay là những vật mang cơ bản thường được sử dụng trong viễn thám. Ngoài ra có thể xét đến tàu vũ trụ con thoi, các trạm nghiên cứu vũ trụ như trạm Hòa Bình của Nga cũng là các vật mang lý tưởng cho các bộ cảm viễn thám. Tuy vậy còn có nhiều loại vật mang khác có độ cao hoạt động từ vài chục mét trở lên.

Bảng 2.1 Hệ thống phân loại vật mang theo độ cao

Vật mang Độ cao Hình thức quan sát Ghi chú

Vệ tinh địa tĩnh 36.000km Quan sát từ một điểm cố định GMS

Vệ tinh qũy đạo tròn

500 – 1000km

Quan sát theo chu kỳ đều đặn LANDSAT, SPOT, MOS-1

Tàu vũ trụ con thoi

240 – 350km

Quan sát theo từng cuộc thí nghiệm

Kinh khí cầu 100m – 100km

Nghiên cứu nhiều đối tượng khác nhau

Phản lực tầng cao

10 – 12km “

Máy bay tầng thấp và trung bình

500 – 800m “

Máy bay lên thẳng

100 – 2000m

“

Máy bay không người lái

Dưới 500m “

Đo đạc mặt đất 0 – 30m Thu thập số liệu thực địa

Nguồn năng lượng chính thường sử dụng trong viễn thám là bức xạ mặt trời, năng lượng của sóng điện từ do các vật thể phản xạ hay bức xạ được thu nhận bởi sensor đặt trên vật mang. Thông tin về đối tượng có thể nhận biết được thông qua xử lý tự động trên máy tính hoặc giải đoán trực tiếp từ ảnh của đối tượng dựa trên kinh nghiệm của chuyên gia. Cuối cùng, các dữ liệu hoặc thông tin dưới dạng ảnh số sẽ được áp dụng vào trong nhiều lĩnh vực khác nhau như nông nghiệp, lâm nghiệp, địa chất, khí tượng, môi trường…

Vệ tinh Landsat Vệ tinh RadarsatVệ tinh SPOT

Vệ tinh QUICKBIRD Vệ tinh khí tượng NOAA Vệ tinh IKONOS

Hình VI.1: Một số vệ tinh viễn thám

Ảnh viễn thám được chia thành nhiều phần tử nhỏ thường được gọi là pixel (phần tử ảnh). Mỗi pixel tương ứng với từng cấp độ xám.

Hình VI.2 : Minh họa giá trị cấp độ xám của các pixel trên một diện tích ảnh

Các pixel thường có hình dạng vuông và được xác định bằng tọa độ là chỉ số hàng (tăng dần từ trên xuống) và chỉ số cột (từ trái sang phải). Nếu kích thước pixel quá lớn thì chất lượng ảnh sẽ kém, còn trong trường hợp ngược lại thì dung lượng thông tin cần lưu trữ lại quá lớn. Diện tích nhỏ nhất trên mặt đất được ghi nhận tương ứng với một pixel được gọi là độ phân giải của ảnh. Tùy theo loại vệ tinh và lĩnh vực ứng dụng, ảnh viễn thám được cung cấp sẽ có độ phân giải khác nhau.

Quá trình tách thông tin từ ảnh có thể được thực hiện bằng máy tính hay giải đoán bằng mắt. Mỗi phương pháp đều có những ưu và nhược điểm của nó, việc xử lý dựa trên cả người và máy được thực hiện thông qua những hệ thống xử lý tương tác người – máy.

Tách thông tin trong viễn thám có thể phân thành 5 loại:

- Phân loại: là quá trình tách, gộp thông tin dựa trên các tính chất phổ, không gian và thời gian cho bởi ảnh của đối tượng cần nghiên cứu.

- Phát hiện biến động: là sự phát hiện và tách các sự biến động (thay đổi) dựa trên dữ liệu ảnh đa thời gian.

- Tách các đại lượng vật lý: chiết tách các thông tin tự nhiên như đo nhiệt độ, trạng thái khí quyển, độ cao của vật thể dựa trên các đặc trưng phổ hoặc thị sai của ảnh lập thể.

- Tách các chỉ số: tính toán xác định các chỉ số mới (chỉ số thực vật NDVI…)

- Xác định các đặc điểm: xác định thiên tai, các dấu hiệu phục vụ tìm kiếm khảo cổ…

Sau khi hoàn tất các khâu xử lý, kết quả nhận được có thể xuất dưới dạng phim ảnh, copy màu (tương tự)…Các kết quả xuất dạng số ngày càng được khai thác sử dụng nhiều vì nó cho phép tích hợp với GIS. Dữ liệu viễn thám là nguồn cung cấp cơ sở dữ liệu cho GIS trên cơ sở các lớp thông tin chuyên đề khác nhau; sử dụng chức năng chồng lớp hay phân tích của GIS để tạo ra một kết quả phong phú hơn. Do đó, việc phối hợp viễn thám và GIS sẽ trở thành công nghệ tích hợp rất hiệu

quả để xây dựng và cập nhật dữ liệu không gian phục vụ cho nhiều lĩnh vực khác nhau.

Hình VI.3 Các công nghệ chính dùng trong viễn thám

Ưu điểm chủ yếu của công nghệ viễn thám trong nghiên cứu mặt đất bao gồm:

- Viễn thám cho phép nghiên cứu tổng quan mối quan hệ không gian giữa các đối tượng và phác thảo các đặc điểm/ khuynh hướng/ các hiện tượng về khu vực

- Khi các khu vực không thể đến khảo sát, cách tiếp cận duy nhất để có thông tin về các khu vực này là sử dụng các vật mang viễn thám

- Kỹ thuật viễn thám cho phép tiết kiệm thời gian và nhân lực, thông tin về một khu vực lớn được thu thập nhanh

- Ứng dụng đa ngành: cùng một dữ liệu viễn thám có thể được các nhà nghiên cứu sử dụng trong các ngành khác nhau như địa chất, rừng, sử dụng đất, nông nghiệp, thủy văn, môi trường…

III. Nguyên lý của Viễn thám (Principle of Remote Sensing)III.1/ Bức xạ sóng điện từ:

Bức xạ điện từ là quá trình truyền năng lượng điện từ trên cơ sở các dao động của điện trường và từ trường trong không gian.

Hình VI.4: Bức xạ sóng điện từ

Hình VI.5 Khả năng khai thác thông tin từ bức xạ điện từ

Trên Hình VI.4 trình bày một số khái niệm cơ bản về bức xạ điện từ và Hình VI.5 các thông tin có thể nhận biết được thông qua những tính chất của nó. Bốn thuộc tính cơ bản của bức xạ điện từ liên quan tới các nội dung thông tin khác nhau. Ví dụ tần số hay bước sóng liên quan tới màu sắc. Sự phân cực liên quan đến hình dạng bên ngoài của vật thể. Hướng lan truyền được sử dụng để phát hiện cấu trúc vật thể.

Quá trình lan truyền của sóng điện từ qua môi trường vật chất sẽ tạo ra phản xạ, hấp thụ, tán xạ và bức xạ sóng điện từ dưới các hình thức khác nhau tùy thuộc vào bước sóng.

Phổ trong toàn bộ giải sóng điện từ được mang tên khác nhau bắt đầu từ tia gamma, tia x, tia cực tím, sóng nhìn thấy, tia hồng ngoại và sóng vô tuyến.

Nhìn chung, giải phổ sử dụng trong viễn thám bắt đầu từ vùng cực tím (0,3 ÷ 0,4 µm), sóng ánh sáng (0,4 ÷ 0,7 µm), hồng ngoại gần, hồng ngoại sóng ngắn và hồng ngoại nhiệt (8,0 ÷ 100 µm). Các sóng hồng ngoại ngắn mới đây được sử dụng rộng rãi trong phân loại thạch học. Sóng hồng ngoại nhiệt được sử dụng trong đo nhiệt, sóng microwave được sử dụng trong kỹ thuật rada.

Hình VI.7 Các kênh sử dụng trong viễn thám và minh họa ảnh viễn thám theo các kênh khác nhau

Khí quyển của trái đất hấp thụ năng lượng ở các vùng tia gamma, tia X và phần lớn ở tia cực tím (UV), do đó những sóng điện từ vùng này không được sử dụng trong viễn thám. Viễn thám ghi lại năng lượng ở vùng sóng cực ngắn, hồng ngoại nhìn thấy và cả phần bước sóng dài ở vùng cực tím -  sóng điện từ mang thông tin.

Trong vùng hồng ngoại (infrared - IR) có bước sóng từ (0,7 ÷ 100 µm), kỹ thuật viễn thám thường sử dụng sóng hồng ngoại phản xạ (0,7 ÷ 3,0 µm)

Tùy thuộc vào bước sóng điện từ phản xạ hay bức xạ từ các vật thể được thu nhận bởi bộ cảm biến sẽ tạo ra các ảnh viễn thám có màu sắc khác nhau. Màu của dữ liệu ảnh vệ tinh giữ vai trò rất quan trọng trong việc giải đoán ảnh bằng mắt, nếu ảnh đa phổ gồm 3 kênh được ghi nhận tương ứng cùng vùng phổ của đỏ, lục và xanh lơ sẽ cho phép tái tạo màu tự nhiên trên màn hình hiển thị ảnh. Ngược lại, nếu thông tin ghi nhận trên vùng phổ không nhìn thấy (sóng hồng ngoại) sự tổ hợp màu với kênh phổ hồng ngoại sẽ không cho màu tự nhiên, trường hợp này được gọi là tổ hợp màu hồng ngoại. Trên tổ hợp màu này, các đối tượng được thể hiện giống như thể hiện trên film hồng ngoại.

Hình VI.8 : Vùng ánh sáng khả kiến minh họa theo màu sắc

Hình VI.9: Minh họa tổ hợp màu của các kênh ảnh

Bảng 2.2. Các dải phổ của sóng điện từ

Dải phổ Bước sóng Ðặc điểm

Tia gamma <0,03nm Bức xạ tới thường hấp thụ toàn bộ bởi tầng khí quyển phía trên và không có khả năng dùng trong viễn thám.

Vùng tia X 0,03÷30nm Hoàn toàn bị hấp thụ bởi khí quyển phía trên và không được sử dụng trong viễn thám.

Vùng tia cực tím 0,03÷0,4µmCác bước sóng tới nhỏ hơn 0,3µm thì hoàn toàn bị hấp thụ bởi tầng ôzôn trong tầng khí quyển bên trên.

Vùng tia cực tím chụp ảnh 0,3÷0,4µm

Truyền qua khí quyển, ghi nhận được vào phim và các photodetector (con mắt điện tử), nhưng bị tán xạ mạnh trong khí quyển.

Dải phổ Bước sóng Ðặc điểm

Vùng nhìn thấy 0,4÷0,7µm Tạo ảnh với phim và photodetector, có cực đại của năng lượng phản xạ ở 0,5µm.

Vùng hồng ngoại 0,7÷3µm

Phản xạ lại bức xạ mặt trời, không có thông tin về tính chất của đối tượng. Band từ 0,7-0,9µm, được nghiên cứu với phim và được gọi là band ảnh hồng ngoại.

Vùng hồng Ngoại  nhiệt

3÷5µm

8÷14µm

Các cửa sổ chính ở vùng nhiệt ghi thành ảnh ở các bước sóng này yêu cầu phải có máy quét cơ quang học và hệ thống máy thu đặc biệt, gọi là hệ Vidicon, không phải là bằng phim. 

Vùng cực ngắn 0,1÷30 cmCác bước sóng dài hơn có thể xuyên qua mây, sương mù và mưa. Các hình ảnh có thể ghi lại trong dạng chủ động hay thụ động.

Vùng Radar 0,1÷30 cmDạng chủ động của viễn thám sóng cực ngắn. Hình ảnh radar được ghi lại ở các band sóng khác nhau.

Vùng radio >30 cmÐạt bước sóng dài nhất của quang phổ điện từ. Một vài sóng radar được phân ra với bước sóng rất dài được sử dụng trong vùng sóng này.

III.2/ Nguyên lý của viễn thám:

Sóng điện từ được phản xạ hoặc bức xạ từ vật thể là nguồn cung cấp thông tin chủ yếu về đặc tính của đối tượng. Ảnh viễn thám sẽ cung cấp thông tin về các vật thể tương ứng với năng lượng bức xạ ứng với từng bước sóng đã xác định. Đo lường và phân tích năng lượng phản xạ phổ ghi nhận bởi ảnh viễn thám cho phép tách thông tin hữu ích về từng loại lớp phủ mặt đất khác nhau do sự tương tác giữa bức xạ điện từ và vật thể.

Các tính chất của vật thể có thể được xác định thông qua các năng lượng phản xạ hoặc phát xạ từ vật thể. Cơ sở vấn đề là ở chỗ, mỗi vật thể có đặc điểm khác nhau về sự phản xạ và phát xạ cho dù điều kiện địa lý hoặc môi trường khác nhau.

Như vậy: Viễn thám là công nghệ nhằm xác định và nhận biết đối tượng hoặc các điều kiện môi trường thông qua những đặc trưng riêng về phản xạ và bức xạ.

Dữ liệu viễn thám sẽ được xử lý tự động bởi máy tính hoặc giải đoán bằng mắt thường dựa trên kinh nghiệm của của chuyên gia và lĩnh vực sử dụng kết quả của dữ liệu của viễn thám khá đa dạng: trong nông nghiệp, sử dụng đất, rừng, địa chất, thủy văn, hải dương học, khí tượng học, môi trường…

Hình VI.22 Sơ đồ nguyên lý thu nhận và xử lý số liệu viễn thám

Toàn bộ quá trình thu nhận và xử lý ảnh viễn thám có thể chia thành 5 thành phần cơ bản như sau:

- Nguồn cung cấp năng lượng

- Sự tương tác của năng lượng với khí quyển

- Sự tương tác với các vật thể trên bề mặt đất

- Chuyển đổi năng lượng phản xạ từ vật thể thành dữ liệu ảnh số bởi bộ cảm biến

- Hiển thị ảnh số cho việc giải đoán và xử lý.

Hình VI.23: Các thành phần cơ bản của một hệ thống viễn thám

A: năng lượng sóng điện từ được bức xạ từ nguồn cung cấp

B: năng lượng này tương tác với các phân tử trong khí quyển

C: khi đến mặt đất, năng lượng tương tác với bề mặt vật thể

D: năng lượng phản xạ được tách và ghi nhận bởi bộ cảm biến

E: truyền dữ liệu về các trạm thu để xử lý

F: giải đoán và phân tích ảnh viễn thám

G: ứng dụng ảnh viễn thám vào các lĩnh vực liên quan.

Có thể hình dung hệ thống viễn thám một cách đơn giản theo Hình VI.22. Bức xạ mặt trời một phần bị khuyếch tán trong khí quyển; khi xuống đến mặt đất, một phần bị hấp thụ, một phần truyền qua, một phần phản xạ. Bộ cảm trên vệ tinh thu những sóng phản xạ này - sóng điện từ mang thông tin. Tín hiệu thu được từ vệ tinh truyền xuống trạm thu trên mặt đất. Sau khi được xử  lý bằng công nghệ xử lý ảnh số hay giải đoán bằng mắt thường, những thông tin này sẽ chuyển đến cho người dùng.

 Hình VI.24 minh họa rõ hơn quá trình thu nhận sóng điện từ mang thông tin của viễn thám quang học (với bộ cảm thụ động) và viễn thám radar (với bộ cảm tích cực).  

Hình VI.25: Quá trình thu nhận sóng điện từ

 Các hệ thống viễn thám bị động ghi lại năng lượng được bức xạ tự nhiên hay phản xạ từ một số đối tượng, còn hệ thống viễn thám chủ động được cung cấp một năng lượng riêng cho nó và chiếu trực tiếp vào đối tượng nhằm mục đích đo đạc phần năng lượng đi trở về. Việc chụp bằng đèn Flash là một ví dụ cho viễn thám chủ động. Trái lại, việc ghi lại nguồn sáng có thể có của địa hình đó là viễn thám bị động. Một dạng khác phổ biến của viễn thám chủ động, đó là radar. Nó được cấp một nguồn năng lượng riêng của năng lượng điện từ ở bước sóng radar.

Bộ cảm biến chỉ thu nhận năng lượng sóng điện từ phản xạ hay bức xạ từ vật thể theo từng bước sóng xác định. Năng lượng sóng điện từ sau khi tới được bộ cảm biến được chuyển thành tín hiệu số và truyền về trạm thu trên mặt đất. Sau khi được xử lý, ảnh viễn thám sẽ cung cấp thông tin về các vật thể tương ứng với năng lượng bức xạ ứng với từng bước sóng do bộ cảm biến nhận được trong dải phổ đã xác định (từ cực tím đến hồng ngoại) nên người ta còn gọi là dữ liệu ảnh đa phổ hay đa kênh.

IV. Các kiểu viễn thám liên quan đến vùng bước sóng:

Viễn thám được phân thành ba loại cơ bản theo bước sóng sử dụng:

1) Viễn thám trong giải sóng nhìn thấy và phản xạ

2) Viễn thám hồng ngoại nhiệt

3) Viễn thám siêu cao tần

Nguồn năng lượng chính sử dụng trong nhóm 1 là bức xạ mặt trời. Mặt trời cung cấp một bức xạ có bước sóng ưu thế ở 0.5 µm. Tư liệu viễn thám thu được trong dải sóng nhìn thấy phụ thuộc chủ yếu vào sự phản xạ từ bề mặt vật thể và bề mặt trái đất. Vì vậy các thông tin về vật thể có thể được xác định từ các phổ phản xạ. Đây là nhóm kỹ thuật được sử dụng nhiều nhất. Nó cho hình ảnh chất lượng rất cao và hợp với tư duy giải đoán của con người. Yếu điểm của nó là rất phụ thuộc vào thời tiết. Chỉ những khi trời trong, không mây, mưa thì tư liệu thu được mới có thể sử dụng được.

Nguồn năng lượng sử dụng trong nhóm 2 là bức xạ nhiệt do chính vật thể sinh ra. Mỗi vật thể trong nhiệt độ bình thường đều tự phát ra một bức xạ có đỉnh tại bước sóng 10 µm. Các bộ cảm dựa theo nguyên lý này thường thu nhận thông tin về đêm. Tư liệu thu được cho phép xác định các nguồn nhiệt trên bề mặt trái đất.

Trong viễn thám siêu cao tần, hai loại kỹ thuật chủ động và bị động đều được áp dụng. Trong viễn thám siêu cao tần bị động thì bức xạ siêu cao tần do chính vật thể phát ra được ghi lại, trong khi viễn thám siêu cao tần chủ động lại thu những bức xạ tán xạ hoặc phản xạ từ vật thể sau khi được phát ra từ các máy phát đặt trên vật mang.

Nhìn chung thì kỹ thuật chủ động được ứng dụng nhiều và cho hiệu quả cao do việc quan trắc không bị giới hạn bởi điều kiện không mây của khí quyển. Tuy nhiên việc giải đoán vẫn còn nhiều khó khăn bởi lẽ những thông tin thu được phản ảnh chủ yếu trạng thái cấu trúc vật lý bề mặt của đối tượng chứ không liên quan nhiều tới thành phần vật chất của đối tượng. Nhóm kỹ thuật này vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu và phát triển và hứa hẹn một tương lai ứng dụng đặc biệt cho các vùng nhiệt đới ẩm có mưa và mây hầu như quanh năm.

V. Ảnh viễn thám:Ảnh viễn thám (còn gọi là ảnh vệ tinh) là ảnh số thể hiện các vật thể trên bề mặt trái

đất được thu nhận bởi các bộ cảm biến đặt trên vệ tinh. Tùy thuộc vào vùng bước sóng được sử dụng để thu nhận, ảnh viễn thám có thể được phân thành ba loại cơ bản:

Ảnh quang học: Nguồn năng lượng chính là bức xạ mặt trời.

Ảnh nhiệt: Nguồn năng lượng chính là bức xạ nhiệt của các vật thể.

Ảnh rada: Nguồn năng lượng chính là sóng rada phản xạ từ các vật thể do vệ tinh tự phát xuống theo những bước sóng đã được xác định.