Ưu điểm và ứng dụng của ảnh viễn thám Radar

Ưu điểm và ứng dụng của ảnh viễn thám Radar (Remote sensing satellite imagery) được biết đến với dạng sóng siêu tần, mục đích xác định thông số đất trồng, phát hiện lũ lụt, tìm kiếm những vật thể nằm sâu trong lòng đất, ảnh chụp được ở mọi điều kiện thời tiết.

Tham khảo tư liệu ảnh viễn thám qua bài viết của Trung tâm xử lý & phân tích dữ liệu ảnh viễn thám (CSIA – Center for Satellite Image Analysis) về vệ những đặc điểm của vệ tinh radar được dùng trong ngành nào.

• Quy trình xử lý ảnh viễn thám radar
• Dịch vụ cung cấp vệ tinh ảnh viễn thám trong mọi lĩnh vực
• Các giải pháp quốc phòng và tình báo của E-Geos
• Sử dụng dữ liệu ảnh vệ tinh viễn thám đa thời gian VNREDSAT-1 theo dõi biến động cồn cát khu vực biển Cửa Đại

Viễn thám là gì?

Viễn thám không chỉ tìm hiểu bề mặt của Trái Đất hay các hành tinh mà nó còn có thể thăm dò được cả trong các lớp sâu bên trong các hành tinh. Trên Trái Đất, người ta có thể sử dụng máy bay dân dụng, chuyên dụng hay các vệ tinh nhân tạo để thu phát các ảnh viễn thám. Có hai loại viễn thám chính là viễn thám bị động và viễn thám chủ động.

Ảnh viễn thám radar là gì?

Sóng radar còn được gọi là vi sóng (micowave), là một dải sóng của quang phổ điện từ, có bước sóng trong khoảng từ 1mm đến 1m được dùng trong viễn thám (cả từ vệ tinh và máy bay).

Radar (Radio Dectection And Ranging) là khái niệm dùng để phát hiện và xác định vị trí của các đội tượng. Phương pháp áp dụng là phát ra những xung năng lượng vi sóng theo một hướng quan tâm rồi ghi lại cường độ của những xung phản hồi lại (hay vọng lại) từ các đối tượng, theo hệ thống trường nhìn của thiết bị. Hệ thống radar có thể tạo hình ảnh hoặc không tạo hình ảnh mà bằng các giá trị số đo.

Đặc điểm của vệ tinh radar

Một lượng lớn các thông tin hiện nay về môi trường và tài nguyên được thu nhận bởi bộ cảm hoạt động trên dải phổ của sóng radar. Viễn thám sóng radar không những chỉ sử dụng trong lĩnh vực quân sự như trước đây mà ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong nghiên cứu môi trường của trái đất, phục vụ cho khoa học và mục đích hòa bình.

Công nghệ radar sử dụng nguồn sóng dài siêu tần, được phát ra từ một anten và thu nhận phản hồi, là một phương tiện hữu hiệu của nẵng lượng nhân tạo, không còn phụ thuộc vào năng lượng mặt trời nên có thể nghiên cứu môi trường trong mọi lúc và mọi thời tiết.

Ngoài ra, đặc tính của sóng radar là không bị ảnh hưởng của mây và thâm chí xuyên vào một lớp mỏng của thạch quyển góp phần tích cực việc nghiên cứu các đối tượng dưới lớp phủ thực vật.

Trong công nghệ viễn thám sóng radar có hai hệ viễn thám thu ảnh với sóng radar: Hệ viễn thám sử dụng nguồn năng lượng sóng radar chủ động, do nguồn năng lượng từ anten tạo ra và thu sóng phản hồi gọi là hệ radar chủ động (active) và hệ thu năng lượng sóng radar phát xạ tự nhiên từ một vật trên mặt đất gọi là viễn thám radar thụ động (passive).

Ngoài ra, các hệ radar có thể được phân loại theo các đặc tính như radar tạo ảnh và radar không tạo ảnh. Radar còn được dùng để đo vận tốc chuyển động của vật, vận tốc gió. Các thiết bị viễn thám radar có thể được đặt trên mặt đất, máy bay, hoặc trên vệ tinh.

Các kênh phổ chính sử dụng trong radar

Sóng radar là sóng siêu tần với bước sóng dài. Tương quan giữa tần suất và bước sóng được diễn tả bằng công thức:

Bảng liệt kê các kênh sử dụng trong radar và bước sóng cùng tần số của chùm xung.

Các ứng dụng ảnh viễn thám trong thực tế

• Chụp ảnh viễn thám xác định độ ẩm và vùng lũ lụt, vach ranh giới giữa tuyết và băng, đo độ sâu của tuyết.
• Ứng dụng ảnh viễn thám trong nông nghiệp xác định thông số của đất trồng, cấu trúc địa chất, các thanh tạo kim loại và khoáng sản, tìm kiếm nước ngầm…
• Từ trạm thu ảnh viễn thám phát hiện và tìm đối tượng nằm sâu dưới mặt đất
• Ảnh hàng không trong viễn thám sẽ xác định đường bay và định vị, phát hiện những vật thể lạ.
• Vẽ bản đồ địa hình với độ chính xác cao
• Ảnh chụp vệ tinh cho phép vẽ mặt cắt nhiệt độ khí quyển
• Đo độc bốc hơi nước trong khí quyển
• Đo hàm lượng nước trên đám mây
• Đo độ cao địa hình, độ sâu dáy biển
• Ảnh viễn thám và Gis cho phép vẽ bản đồ thành tạo của sông và biến động đường bờ ven sông, biển.

Bên cạnh đó có có những website hỗ trợ quy trình xử lý ảnh viễn thám, cho phép tải ảnh viễn thám miễn phí.

Các loại vệ tinh viễn thám radar

Có hai dạng vệ tinh viễn thám radar hàng không và từ vũ trụ, mặt khác, có thể chia ra làm hai loại, radar chủ động (nếu nguồn phát ra từ thiết bị vệ tinh viễn thám) và radar bị động ( nếu nguồn phát là năng lượng mặt trời).

Radar là gì? cấu tạo của tập hợp từ Radio Detection an Ranging: Chính là khái niệm sử dụng cho dải sóng, có bước sóng từ 1mm đến 1m, gọi là Microwave (vi sóng). Như vayajm bước sóng của vi sóng lớn gấp khoảng 2.500.00 lần bước sóng ánh sáng. Hiện nay, viễn thám sử dụng sóng radar là viễn thám chủ động với ngồn phát riêng. Sóng radar có thể truyền qua mọi điều kiện của khí quyển: sương mù, mưa nhẹ, tuyết và khói.

Đặc điểm phản xạ hoặc truyền qua của vi sóng từ các đối tượng trên mặt đất không có liên hệ trực tiếp với những đặc điểm của đối tượng ở dải sóng nhìn thấy hoặc hồng ngoại. Lấy ví dụ với một đối tượng có thể là thô ở vùng nhìn thấy xong lại là nhẵn ở vùng vi sóng.

Vệ tinh viễn thám radar cung cấp một hình ảnh khác biệt với hình ảnh chụp bằng ánh sáng nhìn thấy hoặc hồng ngoại nhiệt.

Trong nguyên tắc ảnh viễn thám, các hình ảnh radar được thu có thể từ trạm thu vệ tinh hoặc từ máy bay, song phần lớn đều theo nguyên tắc chụp hình bên sườn từ vệ tinh (Side Looking Radar – SLR) hoặc bên sườn máy bay (Side Looking Airbone Radar – SLAR).

Ngoài ra quy trình xử lý ảnh viễn thám video còn có phương pháp quét Radar có độ mở đồng thời (Synthetic aperturre radar – SAR), quét radar tạo ảnh dạng đóng mở (shutle imaging radar – SIR).

Nguồn: Gisgprs, Cục viễn thám quốc gia

Tổng hợp/ Ngọc Hiền