Ứng dụng ảnh viễn thám Modis được biết đến với ưu điểm nổi bật trong ngành nông nghiệp.
- Ứng dụng ảnh viễn thám và dữ liệu vệ tinh trong khảo cổ học
- Ứng dụng ảnh viễn thám thăm dò và phát triển ngành dầu khí
- Ứng dụng viễn thám đóng vai trò quyết định trong quản lý nhà nước
Viễn thám là gì?
Thuật ngữ viễn thám (remote sensing) – điều tra từ xa, xuất hiện từ năm 1960 do một nhà địa lý người Mỹ là E.Pruit đặt ra (Thomas, 1999).
Kỹ thuật viễn thám là một kỹ thuật đa ngành, nó liên kết nhiều lĩnh vực khoa học và kỹ thuật khác nhau trong các công đoạn khác nhau như: Thu nhận thông tin, tiền xử lý ảnh viễn thám, phân tích và giải đoán thông tin, đưa ra các sản phẩm dưới dạng bản đồ chuyên đề và tổng hợp.
Chính vì vậy có thể định nghĩa viễn thám là sự phân tích thông tin về đối tượng mà không có sự tiếp xúc với đối tượng nghiên cứu. Bằng các công cụ kỹ thuật, viễn thám có thể thu nhận các thông tin, dữ kiện của các vật thể, các hiện tượng tự nhiên hoặc một vùng lãnh thổ nào đó ở một khoảng cách nhất định.
Giới thiệu về vệ tinh Modis
Modis là một đầu đo viễn thám chủ yếu của các vệ tinh TERRA và AQUA. Trong khoảng thời gian một ngày đêm, các đầu đo của các vệ tinh này sẽ quét gần hết Trái Đất trừ một số giải hẹp ở vùng xích đạo. Các dải này sẽ được phủ hết vào ngày hôm sau.
Trong mỗi phiên thu, hệ thông sẽ thu được dữ liệu tại 36 kênh phổ (nếu phiên thu được thực hiện vào ban ngày) hoặc tại các kênh từ 20 đến 36 là các kênh hồng ngoại nhiệt (nếu phiên thu được thực hiện vào ban đêm).
Theo thiết kế, các dữ liệu Modis được sử dụng để nghiên cứu các biến động toàn cầu cũng như các hiện tượng xảy ra trên mặt đất, trong lòng đại dương và tầng thấp của khí quyển.
Các dữ liệu modis cũng đóng vai trò rất quan trọng trong việc xây dựng các mô hình tương tác cho các hiện tượng xảy ra trên toàn bộ Trái Đất. Các mô hình này có thể được sử dụng để dự báo trước những biến động của môi trường.
Đầu đo modis quan sát trái đất một cách liên tục 36 kênh phổ khác nhau trong khoảng từ vùng bước sóng nhìn thấy cho đến dải hồng ngoại nhiệt. Do khả năng cung cấp thông tin một cách liên tục và đa phổ nên đầu đo modis cho phép các nhà khoa học có được dữ liệu cần thiết để ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau và quy trình xử lý ảnh viễn thám.
Ảnh viễn thám Modis trong nông nghiệp
Là một trong số công nghệ hỗ trợ xử lý ảnh viễn thám được cung cấp miễn phí và đầy đủ với độ phân giải thời gian cao (hàng ngày, 8 ngày) thích hợp để nghiên cứu sự sinh trưởng và phát triển của từng cây trồng, kể cả ngắn ngày lẫn dài ngày. Giúp xác định đối tượng cây trồng và hình thức canh tác nông nghiệp cụ thể.
Ảnh modis hàng ngày tuy có độ phân giải thời gian cao hơn nhưng với mức độ khai thác thông tin phục vụ cho nghiên cứu thì không cần thiết, sẽ tốn nhiều thời gian xử lý và giải đoán, đồng thời dung lượng lưu trữ cao cũng hơn gấp nhiều lần.
Do đó trong nghiên cứu này sử dụng ảnh MOD09Q1, độ phân giải thời gian 8 ngày với hai kênh đỏ và hồng ngoại gần.
Đặc điểm của ảnh viễn thám
Ảnh: DigitalGlob
Ảnh MODIS được thu nhận từ hai hệ thống vệ tinh chính, bao gồm: MODIS Terra và MODIS Aqua. Với tầm quan sát lên đến hơn 2.330 km, vệ tinh này có thể quan trắc gần như toàn bộ Trái Đất. Ảnh MODIS có 36 băng phổ, với 3 độ phân giải: 250, 500 và 1000 mét.
Cấu trúc tên của ảnh MODIS Ảnh MODIS thường có tên dưới dạng:
Trong đó:
MOD09A1: tên rút ngắn của sản phẩm
.A2006001: Ngày chụp (tính theo ngày Julian), có dạng: A-YYYYDDD
.h08v05: các trục của cảnh chụp (theo chiều ngang và dọc)
.005: kí hiệu lưu trữ của cơ sở dữ liệu
.2006012234567: Ngày tạo ảnh, tính theo ngày Julian (YYYYDDDHHMMSS)
.hdf: định dạng dữ liệu (HDF-EOS)
Ảnh MODIS có độ phân giải theo thời gian khá rộng, có thể thay đổi từ ảnh hàng ngày, ảnh tổ hợp 8 ngày, 16 ngày, hàng tháng, hàng quý hoặc hàng năm.
Băng phổ được phân bổ theo độ phân giải như sau:
Băng 1 – 2: độ phân giải 250 m. Băng 3 – 7: độ phân giải 5000 m.
Băng 8 – 36: độ phân giải 1000 m.
Ảnh từ LP DAAC còn có thêm độ phân giải 5600 m.
Hầu hết các sản phẩm chính thức của MODIS đều được chụp theo hệ thống lưới ô vuông như hình trên. Các ô được chia theo đơn vị 10 độ, bắt đầu từ 0 (như hình). Mức độ xử lý của ảnh MODIS Ảnh MODIS được phân phối dưới nhiều mức độ xử lý khác nhau, hầu hết là miễn phí.
Mức độ này được chia thành: 0, 1A, 1B, 2, 2G, 3 và 4. Ảnh 0 và 1A là ảnh gốc, chưa được hiệu chỉnh địa lý và khí quyển, ảnh 1B đã được hiệu chỉnh địa lý, ở dạng gí trị số DN.
Ảnh ở mức độ 2 trở lên hầu hết đã được hiệu chỉnh khí quyển, người dùng có thể tải trực tiếp, sử dụng công cụ thích hợp để nắn chỉnh địa lý và tách các băng khác nhau từ ảnh tải về.
Một số sản phẩm khác của ảnh viễn thám MODIS trong nông nghiệp
Có thể tham khảo thêm một số tư liệu ảnh viễn thám dưới đây:
Ảnh MODIS mức độ 1 và các sản phẩm khí quyển, phân phối bởi: L1 and Atmosphere Archive and Distribution System (LAADS).
Sản phẩm đất, phân phối bởi: Land Processes Distributed Active Archive Center (LP DAAC)
Sản phẩm các phần băng (Cryosphere): National Snow and Ice Data Center Distributed Active Archive Center (NSIDC DAAC)
Viễn thám màu và các sản phẩm nhiệt độ bề mặt biển: Ocean color web
Mặc dù ảnh chụp từ viễn thám độ phân giải không cao, nhưng với tầm phủ rộng, thời gian quan trắc liên tục và đặc biệt là miễn phí, ảnh MODIS là nguồn tài liệu tham khảo giá trị cao đối với các nhà khoa học. 36 băng phổ giúp ảnh MODIS được ứng dụng ngày càng nhiều trong hầu hết lĩnh vực nghiên cứu hiện nay.
Nguồn: GigitalGlob, GISvn
Tổng hợp/ Ngọc Hiền
