Xem mẫu
- vn
u.
BÀI GIẢNG VIỄN THÁM
ed
a.
hu
@
an
hu
t
uc
d
en
uy
NGUYỄN ĐỨC THUẬN
ng
Bộ môn Trắc địa – Bản đồ & HTTTĐL
Email : nguyenducthuan@hua.edu.vn
nguyenducthuan_mdc@yahoo.com
Blog : nguyenducthuan.wordpress.com
Monday, January 09, 2012 nguyenducthuan@hua.edu.vn 1
- CHƯƠNG II
LÝ THUYẾT PHẢN XẠ PHỔ CỦA CÁC ĐỐI TƯỢNG TỰ NHIÊN
II.1 Bức xạ điện từ.
II.2 Năng lượng bức xạ mặt trời.
vn
u.
ed
II.3 Đặc điểm phản xạ phổ của các đối tượng tự nhiên.
a.
hu
II.4 Một số yếu tố ảnh hưởng đến khả năng phản xạ phổ
@
của các đối tượng tự nhiên.
an
hu
t
uc
d
en
uy
ng
Monday, January 09, 2012 nguyenducthuan@hua.edu.vn 2
- II.1. BỨC XẠ 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.
vn
Bức xạ điện từ vừa có cả tính chất sóng cũng như
u.
ed
tính chất hạt.
a.
hu
@
an
hu
t
uc
d
en
uy
ng
Monday, January 09, 2012 nguyenducthuan@hua.edu.vn 3
- II.1. BỨC XẠ ĐIỆN TỪ
Tính chất sóng
Được xác định bởi bước sóng λ, tần số v và tốc độ lan
truyền C, mối liên quan giữa chúng thể hiện theo công thức:
vn
λ = C/v (C = 299,793km/s)
u.
ed
a.
hu
@
an
hu
t
uc
d
en
uy
ng
Bức xạ sóng điện từ
Monday, January 09, 2012 nguyenducthuan@hua.edu.vn 4
- II.1. BỨC XẠ ĐIỆN TỪ
Tính chất hạt
Tính chất hạt được mô tả theo tính chất của photon
hay quang lượng tử và năng lượng E được thể hiện như sau:
vn
E = h.v (h là hằng số Plank)
u.
ed
a.
hu
@
an
hu
t
uc
d
en
uy
ng
Bức xạ sóng điện từ
Monday, January 09, 2012 nguyenducthuan@hua.edu.vn 5
- II.1. BỨC XẠ ĐIỆN TỪ
Phát xạ của bức xạ điện từ
- Đường cong bức xạ màu đen cho
các đối tượng bao gồm mặt trời và
vn
trái đất tương ứng xấp xỉ với
u.
ed
6000K và 300K.
a.
- Diện tích dưới mỗi đường cong
hu
@
có thể được tổng hợp để tính toán
an
tổng số năng lượng bức xạ tạo ra
hu
của từng đối tượng.
t
uc
d
- Như vậy, mặt trời sáng hơn vì
en
uy
nhiệt độ của nó lớn hơn. Khi nhiệt
ng
độ tăng, bước sóng có được sẽ thay
đổi theo các bước sóng ngắn hơn
của quang phổ.
Monday, January 09, 2012 nguyenducthuan@hua.edu.vn 6
- II.1. BỨC XẠ ĐIỆN TỪ
Cường độ bức xạ
Nguồn
của mặt trời
của năng lượng điện từ
- Mặt trời xấp xỉ 6000K có ưu thế với
vn
một bước sóng 480 nm (ánh sáng màu
u.
xanh lá cây). Trái đất xấp xỉ 300 K có ưu
ed
a.
thế với một bước sóng 9660 nm.
hu
- Với 6000K sản xuất 41% năng lượng
@
của nó trong vùng nhìn thấy từ 400 - 700
an
hu
nm (màu xanh, màu xanh lá cây, và ánh
t sáng màu đỏ), 59% năng lượng là bước
uc
d
sóng ngắn hơn ánh sáng màu xanh (700nm).
uy
- Đôi mắt là chỉ được trong vùng ánh
ng
sáng từ 400-700nm. Máy dò cảm biến từ
xa có thể được thực hiện nhạy cảm với
năng lượng trong các vùng không nhìn
thấy của quang phổ.
Monday, January 09, 2012 nguyenducthuan@hua.edu.vn 7
- II.1. BỨC XẠ ĐIỆN TỪ
Đơn vị chiều dài
của năng lượng điện từ
vn
Đơn vị Chiều dài
u.
ed
Kilometer 1,000 m
a.
Meter 1.0 m
hu
@
0.01 or 10-2 m
Centimeter (cm)
an
0.001 or 10-3 m
Millimeter (mm)
hu
t 0.000001 or 10-6 m
uc Micrometer (um or µm)
d
10-9 m
Nanometer (nm)
en
uy
10-10m
Angstrom unit (Å)
ng
Monday, January 09, 2012 nguyenducthuan@hua.edu.vn 8
- II.1. BỨC XẠ ĐIỆN TỪ
Quang phổ điện từ
- Mặt trời tạo ra một phổ liên
tục của năng lượng điện từ
vn
u.
liên tục từ tia gamma tới sóng
ed
vô tuyến bao trùm trái đất
a.
hu
trong lĩnh vực năng lượng.
@
an
- Vùng nhìn thấy của quang
hu
phổ có thể được đo bằng cách
t
uc
sử dụng bước sóng (đo bằng
d
en
micromet hoặc nano mét)
uy
ng
hoặc electron volt (eV). Tất
cả các đơn vị có thể hoán đổi
cho nhau.
Monday, January 09, 2012 nguyenducthuan@hua.edu.vn 9
- II.1. BỨC XẠ ĐIỆN TỪ Tia Gamma (=30cm)
an
hu
t
uc
d
en
uy
ng
Monday, January 09, 2012 nguyenducthuan@hua.edu.vn 10
- II.1. BỨC XẠ ĐIỆN TỪ
Năng lượng điện từ - một phần
quang phổ được sử dụng
vn
Còn được biết đến ở lò vi sóng
u.
ed
a.
hu
@
an
hu
t
uc
d
en
uy
ng
Monday, January 09, 2012 nguyenducthuan@hua.edu.vn 11
- II.1. BỨC XẠ ĐIỆN TỪ
Red 650 – 700nm
vn
u.
ed
Orange 600 – 650nm
a.
hu
Yellow 580 – 600nm
@
an
hu
Green 550 – 580nm
t
uc
d
en
uy
ng
Blue 450 – 500nm
Violet 400 – 450nm
Monday, January 09, 2012 nguyenducthuan@hua.edu.vn 12
- II.1. BỨC XẠ ĐIỆN TỪ
- Vùng hồng ngoại có bước sóng
trong khoảng 0,7mm-10mm, lớn
hơn 100 lần vùng nhìn thấy.
vn
- Vùng hồng ngoại được chia
u.
thành hai loại dựa vào khả năng
ed
a.
bức xạ của nó là hồng ngoại và
hu
hồng ngoại nhiệt. Nó thường
@
an
được chia thành 3 hoặc 4 chuyên
hu
mục:
t
uc
d
NEAR IR 700-1300nm
en
PHOTOGRAPHIC IR 700-90nm
uy
MIDDLE IR 1300-3000nm
ng
EMISSIVE OR THERMAL IR 3000-14000nm
Monday, January 09, 2012 nguyenducthuan@hua.edu.vn 13
- II.1. BỨC XẠ ĐIỆN TỪ
- Một phần của quang phổ đó là vi
vn
sóng nằm trong khoảng 1mm-1m.
u.
ed
- Bao gồm các bước sóng dài nhất
a.
được sử dụng cho các cảm biến từ
hu
@
xa, các bước sóng ngắn có đặc tính
an
tương tự như vùng hồng ngoại
hu
t nhiệt. Các bước sóng dài hơn được
uc
d
sử dụng cho chương trình phát
en
uy
thanh.
ng
- Vi sóng được sử dụng chủ yếu
trong các cảm biến hoạt động từ xa.
Monday, January 09, 2012 nguyenducthuan@hua.edu.vn 14
- II.1. BỨC XẠ ĐIỆN TỪ
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 tuỳ thuộc vào bước
vn
sóng.
u.
ed
Phổ trong toàn bộ dải sóng điện từ được mang tên
a.
hu
khác nhau bắt đầu từ tia gama, tia X, tia cực tím, sóng nhìn
@
thấy, tia hồng ngoại, sóng sóng rada và sóng radio.
an
hu
t
uc
d
en
uy
ng
Monday, January 09, 2012 nguyenducthuan@hua.edu.vn 15
- II.1. BỨC XẠ ĐIỆN TỪ
Viễn thám sử dụng 4 tính chất cơ bản của bức xạ điện
từ để thu nhận thông tin từ các đối tượng:
- Tần số hay bước sóng
vn
- Hướng lan truyền
u.
ed
- Biên độ
a.
hu
@
- Mặt phẳng phân cực
an
hu
t
uc
d
en
uy
ng
Monday, January 09, 2012 nguyenducthuan@hua.edu.vn 16
- II.1. BỨC XẠ ĐIỆN TỪ
Tuỳ 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.
vn
Thể hiện màu tư liệu ảnh vệ tinh có vai trò quan trọng
u.
ed
trong giải đoán ảnh bằng mắt.
a.
hu
@
an
hu
t
uc
d
en
uy
ng
Monday, January 09, 2012 nguyenducthuan@hua.edu.vn 17
- II.1. BỨC XẠ ĐIỆN TỪ
Nếu ảnh đa phổ gồm 3 kênh được ghi nhận tương ứng
cùng vùng phổ là đỏ, lục và xanh chàm sẽ cho phép tái tạo
màu tự nhiên trên màn hình hiển thị ảnh.
vn
Ví dụ: lá cây có màu lục trên ảnh như sự cảm nhận
u.
ed
của con người ngoài thực tế, vì chất diệp lục hấp thụ ánh
a.
hu
sáng có bước sóng lục.
@
an
Ngược lại, nếu thông tin được ghi nhận trên vùng phổ
hu
thông không nhìn thấy (sóng hồng ngoại) thì sự tổ hợp màu
t
uc
d
với kênh phổ hồng ngoại sẽ không cho màu tự nhiên, được
en
uy
gọi là tổ hợp màu hồng ngoại. Trên tổ hợp màu này, các đối
ng
tượng được thể hiện trên film hồng ngoại.
Monday, January 09, 2012 nguyenducthuan@hua.edu.vn 18
- II.1. BỨC XẠ ĐIỆN TỪ
Ảnh viễn thám sẽ cung cấp thông tin về các vật thể
tương ứng với năng lượng bức xạ với từng bước sóng do bộ
cảm biến nhận được trong dải phổ đã xác định, đặc trưng
vn
này gọi là đặc trưng phổ.
u.
ed
Phản xạ phổ ứng với
a.
hu
từng lớp phủ mặt đất cho
@
thấy có sự khác nhau do sự
an
hu
tương tác giữa các bức xạ t
uc
d
điện từ và vật thể, điều này
en
uy
cho phép viễn thám có thể
ng
xác định hoặc phân tích được Phổ phản xạ của thực vật,
đặc điểm của lớp phủ thông đất và nước
qua đo lường phản xạ phổ.
Monday, January 09, 2012 nguyenducthuan@hua.edu.vn 19
- II.2. NĂNG LƯỢNG BỨC XẠ MẶT TRỜI
Không phải toàn bộ năng lượng bức xạ Mặt trời đều
đi đến Trái đất.
Trong khí quyển Trái đất có chứa nhiều hỗn hợp khí,
vn
hơi nước và các hạt lơ lửng có kích thước hạt khác nhau đã
u.
ed
gây ra hiện tượng hấp thụ và tán xạ năng lượng trong những
a.
hu
vùng phổ nhất định, làm suy giảm năng lượng bức xạ Mặt
@
trời trên đường đi của nó.
an
hu
Ở vùng phổ nhìn thấy hầu như không chịu sự hấp thụ
t
uc
d
của các thành phần trong khí quyển, ở vùng hồng ngoại, tử
en
uy
ngoại chịu sự hấp thụ nhiều nhất.
ng
Monday, January 09, 2012 nguyenducthuan@hua.edu.vn 20
nguon tai.lieu . vn
