Thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10000 bằng công nghệ đo ảnh số có sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh

- Công nghệ đo ảnh số với tư liệu chính là ảnh hàng không có sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh, đảm bảo độ chính xác thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn, đồng thời tiết kiệm được thời gian, giảm giá thành sản phẩm và giải phóng con người khỏi lao động nặng nhọc, nguy hiểm . - Tốc độ tính toán lớn với khả năng tự động hoá cao của hệ thống đo vẽ ảnh số giúp ta có thể tiến hành kiểm tra ngay các công đoạn trong quá trình sản xuất tránh sai sót. - Tư liệu đầu vào cũng như tư liệu đầu ra đều ở dưới dạng số nên thuận tiện cho việc bảo quản, lưu trữ và xử lý. Sản phẩm lưu trữ dưới dạng số nên đáp ứng nhanh chóng những nhiệm vụ kinh tế, cũng như quân sự hiện nay đặt ra. Tuy vậy, việc quản lý tài liệu cần phải được tổ chức chặt chẽ tránh sự sao chép, thất lạc dữ liệu.

pdf78 trang | Chia sẻ: lylyngoc | Ngày: 23/08/2014 | Lượt xem: 3227 | Lượt tải: 6download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10000 bằng công nghệ đo ảnh số có sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
(phiên hiệu mảnh)TH.dgn Các yếu tố thuỷ văn và các đối tượng liên quan. 3 Địahình (phiên hiệu mảnh)DH.dgn Các yếu tố dáng đất, chất đất, các điểm độ cao. 4 Giaothông (phiên hiệu mảnh) GT.dgn Các yếu tố giao thông và các thiết bị phụ thuộc. 5 Dâncư (phiên hiệu mảnh) DC.dgn Nội dung dân cư và các đối tượng kinh tế, văn hoá, xã hội. 6 Ranhgiới (phiên hiệu mảnh)RG.dgn Đường biên giới, mốc biên giới, địa giới hành chính các cấp, ranh giới khu cấm, ranh giới sử dụng đất. 7 Thựcvật (phiên hiệu mảnh) TV.dgn Ranh giới thực vật và các yếu tố thực vật Bảng 3.2. Nội dung và quy tắc đặt tên của các nhóm lớp (tập tin). Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 44 - 3.3.2.Phân lớp nội dung bản đồ địa hình 1. Cơ sở toán học - Khung bản đồ gồm: khung trong, khung giữa và khung ngoài. Khung trong: là đường giới hạn phạm vi của bản đồ, nó trùng với kinh vĩ tuyến biên của bản đồ. Khung giữa: là các đai chia độ, phút. Khung ngoài dùng để trang trí bản đồ cho đẹp bản đồ. - Lưới kilômét. - Các điểm khống chế trắc địa: + Điểm thiên văn. + Điểm toạ độ nhà nước thường. + Điểm độ cao nhà nước cơ bản. + Điểm độ cao kỹ thuật. + Điểm toạ độ cơ sở thường/ toạ độ địa chính. + Điểm khống chế đo vẽ, điểm trạm đo. + Ghi chú độ cao của các điểm độ cao. - Giải thích: Các ký hiệu bên trong khung bản đồ, sơ đồ góc lệch nam châm, thước đo độ dốc. - Trình bày ngoài khung và các nội dung có liên quan. 2. Thuỷ hệ Gồm các yếu tố thuỷ văn: biển, ao, hồ, đảo, sông, suối, ngòi, mạch nước khoáng thiên nhiên… và các đối tượng có liên quan: trạm thuỷ văn, nghiệm triều lớn… - Đường mép nước. - Đường bờ. - Đường bờ nửa tỷ lệ. - Hướng dòng chảy, ghi chú độ rộng dòng chảy, vị trí độ rộng (nơi có độ rộng thay đổi). - Kênh, mương, rãnh thoát nước. - Cống, đập. - Đê. - Tên sông, ao, hồ, suối, kênh, mương… 3. Địa hình Các yếu tố thuộc lớp địa hình bao gồm: Dáng đất, chất đất, điểm độ cao. Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 45 - - Đường bình độ cơ bản. - Bình độ cái. - Đường bình độ nửa khoảng cao đều. - Bình độ phụ. - Bình độ vẽ nháp. - Ghi chú độ cao đường bình độ. - Đầm lầy nước ngọt: Bãi cát, bãi đá… - Tỷ cao sườn đất đá. - Điểm độ cao. 4. Giao thông Các yếu tố giao thông và các thiết bị phụ thuộc: - Sân bay, sân ga. - Đường ray, đường hầm. - Đường bê tông, đường rải gạch, đường đất lớn, đường đất nhỏ… - Đường ô tô, ghi chú đường ô tô. - Tim đường, phố, tính chất đường. - Cầu các loại: cầu sắt, cầu bê tông… - Bến tàu, bến phà, bến đò… 5.Dân cư Nội dung dân cư và các yếu tố kinh tế- văn hoá- xã hội: - Nhà, bệnh viện, trường học… - Tượng đài, bia kỷ niệm, nghĩa trang. - Lăng tẩm, nhà mồ, mộ xây độc lập. - Vòi phun nước. - Kiến trúc dạng tháp cổ. - Đình, chùa, đền, miếu, nhà thờ. - Tam quan, lô cốt, chòi cao, tháp cao… - Trạm biến thế, đường dây điện hạ thế, đường dây thông tin. - Đường ống, cống thoát nước… 6.Ranh giới - Biên giới quốc gia xác định. - Địa giới tỉnh, huyện, xã. - Ranh giới khu cấm, ranh giới sử dụng đất, ranh giới thực vật… - Mốc biên giới, mốc địa giới tỉnh, địa giới xã. Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 46 - - Số hiệu mốc biên giới. - Biên giới quốc gia chưa xác định . - Tên địa danh, cụm dân cư. 7. Thực vật Gồm ranh giới thực vật và các yếu tố thực vật; - Rừng non, rừng tái sinh, rừng cây bụi… - Cây độc lập, cây thân gỗ, thân bụi, - rau, màu, hoa… 3.4. Các công đoạn trong quy trình công nghệ thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10 000 Khi thành lập bản đồ địa hình số từ ảnh hàng không cần phải thực hiện các bước sau: 3.4.1. Công tác chuẩn bị, thiết kế kỹ thuật Thu thập tài liệu có liên quan đến khu đo, tìm các điểm trắc địa gần khu vực thành lập bản đồ, địa giới hành chính, điều kiện đại lý, kinh tế, văn hoá,dân cư, trình độ văn hoá.. Việc khảo sát, thiết kế, bay chụp, thu thập phim ảnh hàng không được tiến hành như trong các quy trình đo ảnh khác, đồng thời phải tuân thủ nghiêm ngặt các quy định kỹ thuật về độ phủ của ảnh, độ cao bay chụp và tỷ lệ ảnh chụp … 3.4.2. Đo nối khống chế mặt bằng và độ cao Đo nối khống chế là quá trình xác định toạ độ các điểm địa vật được chọn làm điểm khống chế (mặt bằng và độ cao) trên ảnh ngoài thực địa, nhằm phục vụ quá trình tăng dày khống chế ảnh nội nghiệp. Các điểm khống chế ngoại nghiệp được chọn theo đồ hình đã thiết kế trên ảnh. Các điểm địa vật phải chọn sao cho có hình ảnh rõ nét trên ảnh và tồn tại ổn định ngoài thực địa. Ví dụ: - Về mặt phẳng: Chọn các địa vật dễ xác định: ngã ba, ngã tư đường… - Về độ cao: Chọn nơi bằng phẳng 3.4.3. Công tác bay chụp Công tác bay chụp ảnh được tiến hành theo thiết kế kỹ thuật đã được thành lập. Các tham số hình học và quang học chụp ảnh được chọn phù hợp với yêu cầu đo vẽ bản đồ địa hình. Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 47 - 3.4.4. Quét phim Để có ảnh số phim hàng không phải được chuyển từ dạng tương tự (Analogue) sang dạng số raster (Digital). Quá trình đó được gọi là quét phim.Khi quét phim các tấm ảnh cần được hệ thống theo thứ tự đánh số của mỗi đường bay. Đăng ký toạ độ các điểm dấu khung, kích thước tối đa cần phải quét. Phim được quét trên máy SCAI-2 và phần mềm PHOTOSCAN-TD. 3.4.5. Tăng dày khống chế ảnh 1.Xây dựng projects Là quá trình nhập vào các thông số cần thiết và xác nhận các file ảnh sử dụng cho công việc theo yêu cầu của hệ thống đo vẽ. - Tạo Seed.dgn file và các thông số của projects. - Nhập vào các thông số của máy ảnh: f, x0, y0, các số liệu kiểm định của máy ảnh. - Khai báo hệ toạ độ, đơn vị sử dụng đo vẽ, các hạn sai khi đo vẽ. - Khai báo, khởi tạo các thông số tuyến bay, đặt các đường dẫn tới các file số liệu. 2. Xây dựng mô hình lập thể ,tăng dày khống chế ảnh Quá trình này nhằm xác định toạ độ các điểm khống chế phục vụ cho công tác định hướng mô hình và xây dựng mô hình số độ cao. Đối với hệ thống xử lý ảnh số của hãng Intergraph, quá trình này được tiến hành bằng phần mềm ImageStation Digital Mensuration (ISDM) trên trạm xử lý ảnh số. Phần mềm Image Station Digital Mensuration (ISDM) có chức năng đo ảnh, nhận các thông tin, tạo ảnh trực giao, quản lý số liệu, lưu trữ các thông tin về ảnh… Để lập mô hình lập thể, ISDM sử dụng ba dạng định hướng để tạo các tham số cần thiết thông qua quá trình xử lý điểm ảnh: - Định hướng trong (IO): Là quá trình xác định vị trí của các pixel ảnh trong hệ toạ độ mặt phẳng ảnh theo mấu khung. Các yếu tố định hướng trong bao gồm (x0, y0,f). Trong đó: x0, y0: là toạ độ điểm chính ảnh. f: tiêu cự máy chụp ảnh. - Định hướng tương đối (RO): Quá trình này xác định mối quan hệ giữa tấm ảnh trái và tấm ảnh phải của một cặp ảnh lập thể. Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 48 - - Định hướng tuyệt đối (AO): Mục đích của công tác định hướng tuyệt đối là quy tỷ lệ, tức là đưa tỷ lệ mô hình về một giá trị nhất định cho trước và xoay mô hình đưa hệ trục toạ độ của mô hình về hệ trục toạ độ trắc địa, hay còn gọi là cân bằng mô hình. Và tiếp đến là định hướng ngoài, tính toán bình sai khối tam giác ảnh không gian ( sử dụng chương trình PHOTO-T). Các điểm tăng dày được chọn phải có hiệu ứng lập thể tốt, các địa vật phải có hình ảnh rõ rệt trên ảnh, không nên chọn điểm ở khu vực có độ dốc thay đổi đột ngột… 3.4.6. Đo vẽ điểm đặc trưng địa hình và thuỷ hệ - Đo vẽ các điểm đậưc trưng của địa hình làm cở sở cho thành lập mô hình bề mặt cũng như cho mô hình số độ cao. - Đo vẽ toàn bộ sông suối có trên khu đo. Tất cả các công việc trên đều được thực hiện trên trạm đo ảnh số. 3.4.7.Lập mô hình số độ cao (DEM) Mô hình số độ cao DEM được xây dựng trên cơ sở các điểm tăng dày được đo trên trạm đo ảnh số .Mô hình số độ cao có thể được xây dựng tự động theo chương trình MATCH_T của hãng INPHO stuttgart và được sử dung để nắn ảnh trực giao và biên tập lại để lập mô hình số địa hình (DTM). 3.4.8.Lập mô hình số địa hình (DTM) Mô hình số độ địa hình DTM bao gồm lưới các điểm độ cao bám sát bề mặt địa hình. DTM được biên tập lại từ DEM đã được thành lập trước đó. Để có được DTM chính xác, nhất thiết phải có độ cao của các đối tượng lớp phủ bề mặt được lấy từ kết quả điều vẽ, hoặc phải được hiệu chỉnh biên tập lại trên từng mô hình lập thể với khoảng cách nhất định, kết hợp với các yếu tố đặc trưng địa hình được số hoá lập thể. Các tham số của DTM bao gồm: lựa chọn đường viền, cấu trúc bề mặt, thông tin địa mạo và dạng địa hình. Ngoài ra, còn có các tham số ngầm định như: tỷ lệ ảnh, độ phân giải của ảnh quét… Quá trình lập DTM có thể tiến hành theo hai cách: tự động và bán tự động. Tuỳ thuộc vào đặc điểm khu vực, chất lượng ảnh chụp để lựa chọn một trong hai phương án trên. Các yếu tố đặc trưng địa hình bao gồm: Các đường sống núi, tụ thuỷ, phân thuỷ, sông, suối, hồ, núi, đồi, đỉnh núi, đường giao thông,… Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 49 - 3.4.9.Nội suy và tu chỉnh đường bình độ Trên cơ sở mô hình số địa hình, tiến hành nội suy các đường bình độ tự động bằng các phần mềm chuyên dụng. Tuy nhiên đường bình độ có thể vẽ trực tiếp bằng phương pháp quan sát lập thể khi rà tiêu đo vào bề mặt địa hình. Có thể sử dụng mô hình số địa hình DTM với việc đo dày đặc các điểm trên lưới tam giác TIN hoặc lưới ô vuông GRID, để tiến hành nội suy đường bình độ. Ta tiến hành nội suy đường bình độ với khoảng cao đều đã được xác định sau đó làm trơn đường bình độ trên các thuật toán nội suy. Đường bình độ được nắn chỉnh trực tiếp khi chúng cắt qua sông suối, qua các đường đặc trưng của bề mặt địa hình và qua các dốc đứng, các vách đá… 3.4.10. Nắn ảnh và lập bình đồ ảnh Sử dụng phần mềm ISIR hoặc BRECT để nắn ảnh máy bay với độ chính xác cao. Các phần mềm này cho phép tạo lập bản đồ trực ảnh số nhờ ảnh quét,các tham số định hướng ngoài của ảnh EO và mô hình số thực địa. Trong quá trình nắn ảnh thường chú ý tới: - Chọn kích thước pixel của ảnh nắn tương đương với ảnh quét. - Loại bỏ các pixel ở ngoài phạm vi DTM. - Phương pháp lấy mẫu ảnh dùng phương pháp xoắn lập phương. - Sai số nắn ảnh tại các điểm khống chế  0.4mm theo tỷ lệ bản đồ. ảnh sau khi nắn xong sẽ được ghép lại và tiến hành chia mảnh theo quy định. Để có được một khối ảnh liền nhau phải tiến hành ghép từng tấm ảnh được nắn riêng biệt lại với nhau. Các ảnh muốn ghép lại với nhau phải có độ phủ chờm lên nhau và phải cùng một độ phân giải. ảnh trước khi được ghép với nhau, chúng phải được điều chỉnh độ tương phản và độ sáng tối cho đồng đều. Sử dụng lệnh MOSAIC của phần mềm MBI hoặc IRASC để ghép ảnh. Sau khi ảnh đã ghép liền với nhau thành một khối, dùng lệnh EXTRAC của phần mềm IRASC hoặc MBI cắt ảnh theo từng mảnh bản đồ. Sai số ghép ảnh: độ chênh lệch vị trí của địa vật cùng tên không được vượt quá 0.6mm trong tỷ lệ bản đồ. Bình đồ trực ảnh được sử dụng làm nền để số hoá những yếu tố nội dung bản đồ theo ảnh điều vẽ. Kết quả đo vẽ địa hình, thuỷ hệ và địa vật được ghép lại theo toạ độ của mảnh bản đồ và tiến hành biên tập nội dung bản đồ gốc dạng số theo quy định Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 50 - biên tập nội dung bản đồ tỷ lệ tương ứng. 3.4.11. Điều vẽ và đo vẽ bổ sung Quá trình này được tiến hành với mục đích bổ sung các nội dung cần biểu thị trên bản dồ nưng còn tiếu trên ảnh, chỉnh sửa lại các nội dung địa hình (đường bình độ và điểm ghi chú độ cao), đồng thời điều tra, xác định các yếu tố định tính, định lượng của các đối tượng, các nội dung ghi chú trên bản đồ như: tính chất của hệ thống thuỷ hệ, giao thông, dân cư, địa lý, hành chính… Kết quả điều vẽ phải được vẽ lên ảnh theo trình tự sau: điểm khống chế trắc địa, các công trình công nghiệp, điểm dân cư, ghi chú các công trình giao thông, mạng lưới thuỷ văn và các đặc trưng của chúng, đường xá, đường thông tin, các yếu tố địa hình (vách đứng, hang động, khe xói…), các ranh giới thổ nhưỡng, thực vật…Các yếu tố nội dung được kí hiệu trên ảnh điều vẽ theo quy định của Qui phạm. Những đối tượng cần thiết nhưng chưa có ký hiệu quy định thì phải thể hiện theo đúng hình dáng, tại đúng vị trí kèm theo ghi chú, giải thích. Việc lấy, bỏ, tổng hợp và xê dịch phải biểu thị tuân theo nguyên tắc: đối tượng thứ yếu nhường cho đối tượng chủ yếu, đối tượng có yêu cầu độ chính xác thấp nhường cho đối tượng có yêu cầu độ chính xác cao và ưu tiên biểu thị các điểm khống chế trắc địa nhà nước. Công tác đo vẽ bổ sung nhằm đo đạc những yếu tố khó nhận biết hoặc không thể nhận biết được trên ảnh. 3.4.12. Số hoá nội dung bản đồ Việc số hoá, biên tập các địa vật được tiến hành trên máy PC dựa trên nền ảnh nắn. Trong quá trình số hoá, các đối tượng phải được phân lớp và sử dụng kí hiệu, màu sắc, lực nét, kích thước, font chữ theo đúng các quy định của quy phạm hiện hành (7 lớp). Sau khi số hoá địa vật phải kết hợp với phần địa hình để chỉnh sửa các yếu tố sao cho đảm bảo tính hợp lý của các đối tượng và sự tương quan giữa chúng. 3.4.13.Biên tập bản đồ gốc - Biên tập kí hiệu cho các đối tượng dạng đường và dạng điểm. - Biên tập chữ chú thích cho các đối tượng. Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 51 - - Trình bày chú giải ngoài khung. Căn cứ vào bản đồ gốc, các file số liệu đã được thành lập trong công đoạn vector hoá để biên tập. - Quy định về tiếp biên số hoá: Sau khi số hoá và biên tập ta phải tiến hành tiếp biên bản đồ. Đối với bản đồ cùng tỷ lệ, các biên phải tiếp khớp nhau và nằm trong hạn sai của sai số tiếp biên. Nếu sai số tiếp biên  0.2mm người tiếp biên được tự động dịch chuyển đối tượng trên phần mép biên bản đồ để làm trùng khớp. Nếu vượt quá hạn sai phải tìm nguyên nhân để xử lý. 3.4.14.In và lưu trữ Sau khi đã hoàn chỉnh việc số hoá, biên tập, tiếp biên với các mảnh xung quanh và được kiểm tra trên máy tính, người ta tiến hành in thử. Bản in thử này được kiểm tra một lần nữa để lựa chọn các yếu tố in, màu in chuẩn, kích thước giấy in, xác định tỷ lệ in cho phù hợp. Các dữ liệu số phải được lưu giữ trong các đĩa CD-ROM và giao nộp sản phẩm. 3.5. Viễn thám và khả năng kết hợp sử dụng trong công nghệ thành lập bản đồ địa hình bằng phương pháp ảnh số 3.5.1. Viễn thám 1. Khái niệm Viễn thám được định nghĩa như một khoa học công nghệ mà nhờ nó các tính chất của vật thể quan sát được xác định, đo đạc hoặc phân tích mà không cần tiếp xúc trực tiếp với chúng. Sóng điện từ hoặc được phản xạ hoặc được bức xạ từ vật thể thường là nguồn tài nguyên chủ yếu trong viến thám. Tuy nhiên những năng lượng như từ trường, trọng trường cũng có thể thay đổi được. Thiết bị dùng để cảm nhận sóng điện từ phản xạ hay bức xạ từ vật thể được gọi là bộ cảm. Phương tiện dùng để mang các bộ cảm được gọi là “vật mang”. Vật mang có thể là kinh khí cầu, máy bay hoặc vệ tinh. Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 52 - Hình 3.3. Sơ đồ nguyên lý thu nhận ảnh vệ tinh 2. Phân loại viễn thám Viễn thám có thể được phân chia thành 3 loại cơ bản ứng với vùng bước sóng sử dụng: - Viễn thám trong giải sóng nhìn thấy và hồng ngoại: nguồn năng lưọng chính là bức xạ mặt trời và ảnh viễn thám nhận được dựa vào sự đo lường năng lượng vùng ánh sáng khả kiến và hồng ngoại được phản xạ từ vật thể và bề mặt trái đất. ảnh thu được bởi kỹ thuật này gọi chung là ảnh quang học. - Viễn thám hồng ngoại nhiệt. Nguồn năng lượng sử dụng là bức xạ nhiệt do chính vật thể sản sinh ra, hầu như mỗi vật thể ở nhiệt độ bình thường đều tự phát ra một bức xạ. ảnh thu được bởi kỹ thuật này được gọi là ảnh nhiệt. - Viễn thám siêu cao tần: trong viễn thám siêu cao tần người ta sử dụng hai loại kỹ thuật là chủ động và bị động. Trong viễn thám bị động thì bức xạ siêu cao tần do chính vật thể phát ra được ghi lại, còn trong viễn thám siêu cao tần chủ động lại thu những bức xạ, tán xạ hoặc phản xạ từ vật thể. 3. Các hệ thống vệ tinh viễn thám Hiện nay một số loại ảnh vệ tinh đang được sử dụng khá phổ biến ở Việt nam cũng như các nước trên thế giới. Tuỳ vào các mục đích khác nhau mà người ta lựa chọn ảnh có độ phân giải thấp, độ phân giải cao hay ảnh siêu phân giải. Một trong những hệ thống vệ tinh phải kể đến đầu tiên đó là vệ tinh Vật mang Mặt trời Khí quyển Rừng Nước Cỏ Mặt đường Công trình xây dựng, nhà cửa Hấp thụ mặt trời Bức xạ mặt trời Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 53 - Landsat của Mỹ, vệ tinh Spot của Pháp hay COSMOS của Liên xô cũ. Những hệ thỗng này cho ảnh vệ tinh độ phân giải thấp và trung bình. Gần đây cùng với sự phát triển như vũ bão của khoa học công nghệ các quốc gia đã lần lượt đưa lên quỹ đạo các hệ thống vệ tinh có độ phân giải rất cao, cao đến 0.6m trong đó phải kể đến các hệ thống vệ tinh của Mỹ như; IKONOS phóng vào quỹ đạo năm 1999 và Quickbird phóng vào vào quỹ đạo năm 2001. Không chỉ các quốc gia phát triển mà các quốc gia đang phát triển cũng đã có những vệ tinh viễn thám của riêng mình như thế hệ vệ tinh IRS của ấn độ phóng lên quỹ đạo lần đầu tiên vào năm 1988 cho đến nay đã có 5 thế hệ vệ tinh được phóng lên. Hình 3.4 . Vệ tinh SPOT5 2002 CNES Hình 3.5. Vệ tinh Quickbird 4.Xử lý ảnh vệ tinh Các dữ liệu ảnh vệ tinh thu được trong kỹ thuật viễn thám thường được lưu dưới dạng số và được xử lý bởi máy tính để tạo ảnh đã được giải đoán ứng Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 54 - dụng vào các lĩnh vực khác nhau. Quá trình xử lý ảnh bao gồm các công đoạn: - Khôi phục và hiệu chỉnh ảnh : đây là giai đoạn tiền xử lý mà phải được thực hiện trước khi tiến hành phân tích và tách các thông tin trên ảnh vệ tinh.Tiền xử lý bao gồm hiệu chỉnh hình học và bức xạ. Bức xạ để đảm bảo ảnh số nhận được những giá trị chính xác năng lượng bức xạ và phản xạ được thu bởi bộ cảm.Hiệu chỉnh hình học bao gồm những hiệu chỉnh do biến dạng hình học do sự thay đổi của bề mặt đất hay của sensor và chuyển đổi ảnh số về toạ độ thực của địa phương hay toàn cầu để thuận lợi cho việc tách các thông tin hữu ích trên ảnh vệ tinh. - Biến đổi ảnh: là thao tác biến đổi ảnh gốc thành ảnh mới nhằm thể hiện ảnh được rõ ràng hơn, hay tạo điểm nhấn đối với các đối tượng cần quan tâm giúp cho công tác giải đoán hiệu quả và chính xác hơn. - Phân loại và phân tích: thực chất là gộp các nhóm đối tượng nào đó có các tính chất tương đối đồng nhất trên ảnh, bằng cách tiến hành gán màu hay khoảng cấp độ sáng nhất định nhằm phân biệt các nhóm đó với nhau trong khuôn khổ ảnh. - Xuất kết quả; sau khi hoàn tất các khâu xử lý, kết quả nhận được có thể xuất dưới dạng phim ảnh, dưới dạng số. 3.5.2. Khả năng kết hợp sử dụng ảnh viễn thám và ảnh hàng không trong công nghệ thành lập bản đồ địa hình bằng phương pháp đo ảnh số Trong thành lập bản đồ địa hình thì việc lựa chọn phương pháp thành lập phụ thuộc nhiều vào đặc điểm tình hình khu đo cũng như tư liệu về trắc địa bản đồ hiện có của khu vực dự kiến đo đạc. Đối với những khu vực có địa hình phức tạp, bị chia cắt thì việc thành lập bản đồ bằng công nghệ đo ảnh là phù hợp và cho hiệu quả kinh tế cao. Với những khu vực có địa hình phức tạp, bị chia cắt và tư liệu trắc địa bản đồ không có hoặc có nhưng không đáp ứng được nhu cầu đo đạc thì việc sử dụng ảnh vệ tinh kết hợp với ảnh hàng không trong thành lập bản đồ là một giải pháp công nghệ phù hợp cho hiệu quả kinh tế cao đồng thời tiết kiệm được thời gian thi công… ảnh vệ tinh có thể phục vụ các nhiệm vụ như: làm tài liệu phục vụ cho dẫn đạc bay, thành lập bình đồ ảnh ,… Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 55 - Chương 4. Thực nghiệm thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10000 khu vực lòng hồ công trình thuỷ điện Hạ Sêsan 2 (Campuchia) 4.1.Khái quát về vị trí ,đặc điểm và tình hình khu đo 4.1.1.Vị trí khu đo Khu đo nằm trọn trong 2 tỉnh Stungtreng và Ratanakiri trên lãnh thổ vương quốc Campuchia ( Xem phụ lục 1 ). Phía Đông giáp: hai tỉnh Gia Lai và KonTum của nước CHXHCN Việt Nam. Phía Tây giáp : hai tỉnh Công-pông-Thơm và Campôt. Phía Nam giáp : hai tỉnh Cratchê và Mông-đun-kiri. Phía Bắc giáp : hai tỉnh Attapu và Champasak của nước CHDCND Lào. 4.1.2. Đặc điểm tình hình khu đo 1. Điều kiện tự nhiên Công trình thuỷ điện Hạ sê san 2 được dự kiến thiết kế trên hợp lưu của sông Sê san và sông Sêrêpôk trên lãnh thổ Vương Quốc Cam pu chia với công suất dự kiến 420MW ứng với MNDBT 75m. Khu vực vùng hồ công trình nằm trên 2 tỉnh Stungtreng và Ratanakiri, địa hình tương đối bằng phẳng. Khu vực công trình chủ yếu là rừng rậm với chiều cao cây trung bình khoảng 30m ảnh hưởng rất nhiều đến việc đo nối khống chế ảnh và điều vẽ ngoại nghiệp. Khu đo nằm trên lãnh thổ Căm Pu Chia, thời gian thi công vào cuối mùa mưa vì vậy công tác tổ chức thi công ở dã ngoại được chuẩn bị chu đáo và khoa học. Địa hình khu vực thi công phức tạp, bị chia cắt bởi sông SêSan và sông SêrêPok. 2 . Điều kiện kinh tế xã hội Dân cư: Trong khu đo chủ yếu là người khơ me sinh sống, trình độ dân trí không cao, kinh tế nghèo nàn, nghề nghiệp chủ yếu là làm nương, khai thác gỗ, trồng rừng v.v.. Giao thông: Hệ thống giao thông vận tải chưa phát triển, đi lại gặp nhiều khó khăn, đường lên tuyến chủ yếu là các đường mòn nối từ các trục đường 178 hoặc các đường tiểu ngạch. Đường giao thông chạy từ cửa khẩu Đức Cơ ( Việt Nam) sang thị trấn Ratnakiri, TungStreng (Campuchia). Tuy nhiên hệ thống đường này Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 56 - cách xa khu vực công trình nên việc đi lại tại khu đo chủ yếu là đi bộ và xuồng máy. Tình hình an ninh tại Campuchia còn chưa được tốt, đặc biệt khu vực này còn chất độc hoá học do chiến tranh để lại, các bệnh sốt rét cấp còn nhiều đặc biệt là vào mùa mưa. 4.2. Tư liệu của quá trình thực nghiệm 4.2.1. Tư liệu ảnh 1. ảnh hàng không Tư liệu ảnh hàng không của khu vực 2 tỉnh Stungtreng và Ratanakiri trên lãnh thổ Campuchia là ảnh đựơc Công ty trắc địa - bản đồ bay chụp vào tháng 12-2007 : (xem phụ lục 2) * Các thông số kỹ thuật : - Máy bay KingAir B-200, tốc độ trung bình 380 km/h. - Máy chụp ảnh hàng không Leica RC-30, tiêu cự f=152,76mm. - Độ cao bay chụp ảnh : 1900 m. - Tỷ lệ ảnh chup : 1/12000. - Độ phân giải quét ảnh : 16 m . - Kích cỡ phim ảnh (23x23) cm. - Độ phủ ngang p = 30%. - Độ phủ dọc q = 60% - 70%. - Góc nghiêng của ảnh  < 30. - Toạ độ tâm ảnh không gian (X, Y, Z) được xác định bằng GPS trên hệ toạ độ WGS 84. * Các hệ thống phụ trợ : - Hệ thống định vị tuyến bay chụp ảnh GCN. - Hệ thống máy thu GPS xác định tọa độ tâm ảnh: Máy thu GPS hai tần Trimble 4000 SSIvà các phần mềm xử lý kèm theo 2. ảnh vệ tinh ảnh vệ tinh được mua lại từ Viện Công nghệ Vũ trụ Việt Nam, với độ phân giải trung bình (xem phụ lục 3 ). 4.2.2. Tư liệu trắc địa bản đồ 1. Khống chế tọa độ, độ cao Lưới khung bao gồm 04 điểm tọa độ, độ cao hạng IV mang số hiệu IV- Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 57 - 39, IV-30, IV-09, IV-24; 02 điểm độ cao hạng IV mang số hiệu CPIV-17; CPIV-05 và 1 điểm phụ P001. Trong đó độ cao điểm IV-39 được đo cao thuỷ chuẩn từ điểm CP-IV10 tới với chênh cao là h=+0,556m. 2. Bản đồ địa hình Bản đồ tỷ lệ 1: 50 000 hệ toạ độ UTM dùng để thiết kế đo nối khống chế ảnh và làm tài liệu tham khảo, thiết kế và dẫn đạc 4.2.3. Thiết bị sử dụng trong quá trình đo đạc nội, ngoại nghiệp - Máy định vị vệ tinh Trimble 4600LS,Trimble 5700 SE. - Máy GPS cầm tay. - Máy thuỷ chuẩn Ni 030. - Mia thuỷ chuẩn. - Máy tính xách tay. - Trạm ảnh số Image Station. - Phần mềm Microsation SE. - Máy tính PC. - Các thiết bị liên quan khác. Tất cả các máy đo đạc và các linh kiện kèm theo đã được kiểm tra, kiểm nghiệm và hiệu chỉnh trước khi đưa vào sử dụng. Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 58 - 4.3. Quy trình công nghệ thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10 000 1.Công tác thành lập bản đồ được tiến hành theo quy trình công nghệ sau Hình 4.1.Quy trình công nghệ thành lập bản đồ 1:10 000 bằng công nghệ đo ảnh số vùng lòng hồ Công Trình thuỷ điện Hạ Sêsan 2 – Campuchia. Chuẩn bị, thu thập, phân tích đánh giá tư liệu: Bản đồ, ảnh và các tư liệu khác. Lập PAKTKT Đo nối khống chế MP+ĐC Bay chụp ảnh hàng không Tăng Dày Đo vẽ điểm đặc trưng địa hình và Thuỷ hệ trên trạm đo vẽ ảnh số Lập mô hình số độ cao (DEM) Nắn và Lập bình đồ ảnh Lập DTM Nội suy đường bình độ Số hoá nội dung bản đồ Biên tập bản đồ gốc In và lưu trữ Điều vẽ và Đo vẽ bổ sung Quét phim Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 59 - 4.3.2. Các bước thực hiện 1. Công tác chuẩn bị Thu thập các tư liệu, tài liệu liên quan tới khu đo từ đó phân tích đánh giá mức độ sử dụng của các tư liệu này. Trên cơ sở đó lập phương án kinh tế kỹ thuật cho các công tác thành lập bản đồ như phương án đo nối khống chế hay phương án bay chụp ảnh … 2. Đo nối, tính toán bình sai điểm KCA mặt phẳng và độ cao ngoại nghiệp Các điểm KCA (mặt phẳng và độ cao) trong toàn khu đo đều được đo bằng công nghệ GPS 2 tần Trimble5700. Tổng số điểm của lưới KCA: 41 điểm. + Điểm gốc tọa độ, độ cao : 06 điểm . + Điểm KCA : 32 điểm. + Điểm phụ : 01 điểm. + Cạnh dài nhất (P001 _ CP-17) : 109.7 km. + Cạnh ngắn nhất (IV-24_ N004) : 0.16 km. Việc tính toán bình sai Sử dụng phần mềm GPServey 2.35a để tính toán, bình sai lưới KCA. Tọa độ và độ cao điểm khống chế ngoại nghiệp sau bình sai xem( Phụ lục 4). 3. Bay chụp ảnh hàng không Khu vực bay chụp ảnh khu vực dự kiến xây dung công trình thuỷ điện Hạ Sê San 2 nằm toàn bộ trên lãnh thổ Vương Quốc Căm Pu Chia. Hoàn thành công tác đánh dấu mốc điểm khống chế ảnh trước khi bay chụp ảnh. Sau khi có đầy đủ phép bay chụp ảnh từ các cơ quan hữu quan của hai nước Việt Nam và Vương quốc Campuchia.Việc bay chụp ảnh được thực hiện trong 12-2007. Toạ độ tâm chụp được xác định bằng DGPS. Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 60 - 4. Thực hiên đo vẽ trên trạm ĐVAS a. Xây dựng Project và các thông số khác * Tạo Project Xây dựng project là quá trình nhập các thông số cần thiết và xác nhận các file ảnh sử dụng cho công việc theo yêu cầu của hệ thống xử lý ảnh số. Khởi động phần mềm (ISPM). - Vào menu file/New project.Trên màn hình sẽ hiện lên bảng hộp thoại (Project location) ta tiến hành nhập các thông tin cần thiết trên các cửa sổ hội thoại như: tên Project Thư mục của chúng (Location). - Tiếp theo bấm Next thì bảng hội thoại hiện lên Project Type: Cho phép chọn kiểu dữ liệu: ảnh hàng không, ảnh vũ trụ…và chọn kiểu file dạng mã nhị phân hay kiểu file ASCII. - Project Units: Lựa chọn đơn vị cho công việc,đơn vị đo dài và đơn vị gốc. Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 61 - - Project Parameter Setting: Các thông số của công việc: + Sai số trung phương của trị đo ảnh. + Bán kính trái đất. + Độ cao bay chụp. - Enable Atmospheric Refraction: Hiệu chỉnh toạ độ khỏi ảnh hưởng của khúc xạ khí quyển. - Enable Eath Cuvature: Hiệu chỉnh độ cong trái đất. ấn Next thì bảng hộp thoại User Setting hiện ra ta tiến hành nhập các hạn sai cho phép của phép định hướng trong, định hướng tương đối, định hướng tuyệt đối. Các giá trị hạn sai này phải phù hợp với độ chính xác cho phép của việc thành lập bản đồ. Kết thúc của bước tạo mới là lựa chọn các điểm dùng trong quá trình định hướng. Nếu chọn 6 điểm trên một mô hình thì chọn nút 3 Point. Khi sử dụng kiểu 10 điểm trên một mô hình thì ta chọn nút 5 Point. Nhấn nút Finish để kết thúc tạo mới Project. Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 62 - * Nhập thông số của Camera Vào chương trình ISPM chọn menu Edit/ Camera Wizard. Ta tiến hành nhập các thông tin mà hệ thống sử dụng như: Tên máy ảnh, chiều dài tiên cự,toạ độ điểm chính ảnh, toạ độ điểm mấu khung và dữ liệu hiệu chỉnh độ méo hình kính vật. * Nhập các số liệu về các dải bay Vào chương trình ISPM chọn menu Edit/ Strip Wizard. Nhập các thông số về dải bay như; số hiệu dải bay… * Nhập điểm khống chế ngoại nghiệp Sau khi thực hiện xong các bước ta được một file Project hoàn chỉnh, nhằm phục vụ cho công đoạn tiếp theo của quá trình tạo ra ảnh trực giao. 2. Tăng dày khống chế ảnh Khởi động phần mềm Image Station Digital Mensuration ( ISDM) trên cửa sổ của (ISDM) sử dụng Tool /Options để chọn và chọn các thông số: + Kiểu dạng tiêu đo. + Màu sắc tiêu đo. + Kiểu tính toán đối với định hướng trong. a. Định hướng trong IO (Interior Orientation) Đây là bước đầu tiên trong quá trình định hướng ảnh, nó cho phép xác định mối quan hệ giữa toạ độ máy quét (đơn vị pixel) va hệ toạ độ ảnh (mm). Chọn lệnh ISDM/ Orientation/ Interior và chọn các tấm ảnh cần định hướng trong. Chú ý chọn công cụ Geometry để xoay tấm ảnh theo đúng chiều như thiết kế bay chụp để thuận lợi cho định hướng trong một cách tự động. Trong quá trình định hướng trong, tiến hành đo toạ độ các điểm mấu khung của ảnh theo đúng thứ tự. Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 63 - Trên màn hình của định hướng trong có ba cửa sổ: + Overview: Hiển thị toàn bộ tấm ảnh. + Fullres: Hiển thị ảnh dấu khung toạ độ Camera. + Detail: Hiển thị chi tiết hình ảnh dấu khung toạ độ Camera với mức phóng đại lớn. - Chọn phương pháp tính Affine và tiến hành đo tất cả 4 điểm mấu khung. Sai số trung phương trọng số đơn vị phải nhỏ hơn hoặc bằng 0.3 kích cỡ pixel. - Sau khi định hướng xong nếu sai số định hướng nằm trong giới hạn cho phép thì máy sẽ báo Good Solution. b. Định hướng tương đối RO (Relative Orientation) Sau khi định hướng trong xong ta tiến hành định hướng mô hình lập thể nhằm xác định mối quan hệ chùm tia của tấm ảnh này so với tấm ảnh kia của ảnh lập thể. Chọn lệnh ISDM/ Orientation/ Relative để hiển thị hội thoại lựa chọn mô hình (Select Models). - Sau khi chọn xong mô hình ta chọn OK để hiển thị màn hình làm việc. - Tiến hành đo 6 điểm phân bố chuẩn trên mô hình lập thể theo chế độ mono hoặc đo lập thể. Khi đo xong 6 điểm phần mềm sẽ tính toán kết quả và hiển thị trên màn hình theo phương pháp số bình phương nhỏ nhất. Kết quả được hiển thị trong bảng Relative Orientation. Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 64 - - Sau đó mỗi khi đo thêm một điểm phần mềm sẽ tính toán lại và cập nhật lại kết quả. Khi kết quả thoả mãn yêu cầu độ chính xác Sigma  5 m thì lưu lại kết quả bằng cách bấm vào Apply và chuyển tới mô hình tiếp theo, bằng cách bấm phải chuột và chọn Next Model. Công việc cứ tiếp tục như vậy với tất cả các mô hình trong tuyến và trong khối ảnh. Trong quá trình định hướng tương đối sử dụng 5 cặp điểm định hướng tiêu chuẩn. Như vậy, để tiến hành định hướng và đo lập thể mỗi cặp ảnh thì cần phải đo ít nhất 10 điểm. Tức là với độ phủ tiêu chuẩn 60% thì trên mỗi ảnh sẽ có tối thiểu 15 điểm định hướng. Tiến hành đo các điểm định hướng là các điểm địa vật rõ nét có kích thước nhỏ và nằm ở vùng lân cận với điểm định hướng tiêu chuẩn như trên. Giá trị thị sai của cặp ảnh không vượt quá 10m. Giá trị sai số trung phương trọng số đơn vị của khâu định hướng tương đối từng dải bay phải nhỏ hơn 0.3 kích cỡ pixel. c. Liên kết dải bay Các điểm sử dụng làm điểm liên kết ( Tie Points) phải nằm trên vùng phủ 6 tức là nằm ở cả 3 ảnh dải trên và 3 ảnh dải dưới. Chọn lệnh ISDM/ Orientation/ Multiphoto để hiển thị nhiều ảnh một lúc và kiểm tra sai số thị sai dọc của các điểm chung liên kết các mô hình trong tuyến. Số điểm liên kết tối thiểu là 5 điểm. Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 65 - d. Định hướng tuyệt đối AO (Absolute Orientation) Đây là bước định hướng cuối cùng với một mô hình. Nếu trong mỗi mô hình lập thể có đủ số lượng điểm có toạ độ mặt đất thì khi hoàn thành bước định hướng tuyệt đối chương trình tính chuyển đổi toạ độ mô hình sang hệ toạ độ mặt đất ương ứng. Chọn lệnh ISDM/ Orientation/ Absolute. Sử dụng chế độ quan sát lập thể để đo tất cả các điểm khống chế ngoại nghiệp có trên mô hình lập thể. Sau khi đo xong tất cả các điểm khống chế ngoại nghiệp phải đảm bảo không phá vỡ kết quả độ chính xác đạt được ở khâu định hướng tương đối từng mô hình lập thể. e. Bình sai khối tam giác ảnh không gian * Tính toán bình sai khối tam giác ảnh không gian - Chọn lệnh Orientation/ Phototriangutation…/Triangutation để bình sai tăng dày khối ảnh Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 66 - Trong Option của bảng Phototriangutation Results chọn: + Relative để tính toán bình sai khối ảnh trong hệ toạ độ mô hình. + Absolute để tính toán bình sai khối ảnh trong hệ toạ độ trắc địa. - Bấm nút Compute để chạy chương trình, kết quả hiển thị trong bảng Phototriangutation Results cho phép ta kiểm tra và biên tập lựa chọn điểm khống chế đảm bảo độ chính xác thành lập bản đổ ở tỷ lệ xác định theo đúng yêu cầu kỹ thuật. * Chấp nhận toạ độ sau bình sai Chọn lệnh ISDM/ Orientation/ Phototriangutation… Densify để ghi lại các điểm tăng dày khống chế ảnh trong file Control của công việc. * Ghi các thông số định hướng ảnh Đây là bước cuối cùng trong quá trình bình sai khối tam giác ảnh không gian nhằm ghi lại tất cả các nguyên tố định hướng của tấm ảnh, các mô hình đã chọn để bình sai. Chọn lệnh ISDM/ Orientation/ Phototriangutation…Bulk Orient để cập nhật lại các nguyên tố định hướng ngoài cho từng mô hình trong khối ảnh. 4.3.2.5. Đo vẽ điểm đặc trưng địa hình và thuỷ hệ 1 Đo vẽ đặc trưng địa hình Đo vẽ bình độ dựa vào kết quả tăng dày ở trên. Ta tiến hành đo vẽ địa hình trên trạm đo ảnh số, cụ thể như sau: - Đo vẽ các điểm đặc trưng địa hình như đỉnh núi, các đường phân thuỷ, đường tụ thuỷ, các vách đứng .... - Khoảng cao đều đường bình độ cơ bản là 2m. - Cứ 4 đường bình độ cơ bản thì thể hiện một đường bình độ cái, ở những Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 67 - khu vực dáng của địa hình chưa được lột tả hết được vẽ thêm đường bình độ nửa khoảng cao đều hoặc đường bình độ phụ. - Mỗi dm2 trên bản đồ, được đo 10-15 điểm ghi chú độ cao ở những vị trí đặc trưng của địa hình. - Đường bình độ 75m được đo vẽ để phục vụ tính diện tích vùng ngập nước. 2. Đo vẽ thuỷ hệ - Vẽ toàn bộ sông, hồ, theo ảnh. - Đường mép nước vẽ theo đường mép nước lúc chụp ảnh. - Điểm độ cao mực nước được đo theo thời điểm chụp ảnh và ghi chú lên bản gốc theo quy định kỹ thuật, thời điểm đo lấy theo thời điểm chụp ảnh. - Điểm độ cao mực nước đo theo hình ziczac hai bên bờ sông với dãn cách 15cm đo một điểm và chỉ đo độ cao mực nước ở những con sông có độ rộng7mm và những hồ có độ rộng  25cm2 trên bản đồ. 4.3.2.6. Tạo mô hình số độ cao DEM Mô hình số độ cao được lập dựa trên kết quả tăng dày. Lập mô hình số độ cao tự động bằng chương trình MATCH_T của hãng INPHO Stuttgart. 4.3.2.7. Lập mô hình số địa hình DTM * Sử dụng phương pháp đo DTM tự động ; Phương pháp này được tiến hành nhanh chóng và thuận tiện nhưng đối với địa hình phức tạp thì khả năng nội suy tự động mô hình số địa hình không đảm bảo chính xác. Từ phần mềm ISDC trên thanh menu chọn Define Match-T Parameters hộp thoại Match- T sẽ hiển thị để ta cài đặt các thông số cần thiết. Sau đó nhấn OK để chạy chương trình. Chọn lệnh External Data/ Input để ghi các điểm DTM vào file Design. * Kiểm tra mô hình số địa hình DTM: Mô hình số địa hình phải đảm bảo độ chính xác theo yêu cầu của bản đồ cần thành lập. Căn cứ vào sai số cho phép, phải quan sát lập thể và sử dụng các công cụ hỗ trợ để kiểm tra và sửa độ cao cho các điểm bị sai. 4.3.2.8. Nội suy đường bình độ Đường bình độ được nội suy dựa trên mô hình số địa hình DTM như sau : - Khoảng cao đều đường bình độ cơ bản là 2m. Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 68 - - Cứ 4 đường bình độ cơ bản thì thể hiện một đường bình độ cái, ở những khu vực dáng của địa hình chưa được lột tả hết được vẽ thêm đường bình độ nửa khoảng cao đều hoặc đường bình độ phụ. - Đường bình độ 75m được đo vẽ để phục vụ tính diện tích vùng ngập nước 4.3.2.9. Nắn ảnh và lập bình đồ ảnh Sử dụng phần mềm ISIR, IRASC để nắn, cắt ghép ảnh. Chọn lệnh Start/ Program/ Base Rectifer. Xuất hiện bảng Base Rectifer cho phép nắn ảnh. 1. Các thủ khai báo, nhập file ảnh Project: Vào tên khu đo. Photo: Vào tên ảnh. Input Image: Chọn đường dẫn của ảnh đầu vào. Output Image: Chọn đường dẫn của ảnh đầu ra. Size Of Pixel: Đặt chữ của pixel. 2. Nắn và tuỳ chọn mô hình số địa hình Chọn Rectification and Option. DTM chọn file TIN hoặc Grid Interpolation Options: Các phương pháp nội suy: + Phương phápNearest Neighbour sử dụng giá trị độ xám của pixel gần nhất. + Phương pháp Bilinear: Sử dụng giá trị độ xám của 4 pixel kề bên. + Phương pháp Cubic Convolution: Nội suy giá trị độ xám từ 16 pixel gần nhất. Digital Terrain Model Option: Chọn phương pháp nắn: + Nắn ảnh sử dụng mô hình số địa hình: Phương pháp này cho độ chính xác cao. + Nắn ảnh không sử dụng mô hình số địa hình cho độ chính xác trung bình. + Rigisteriar Option: Chọn các thông số xác định vùng nắn. Process Option: Hộp thoại cho phép thêm vào công đoạn (Add Tob) hoặc loại bỏ (Remove Tob) khỏi danh sách các file ảnh được thực hiện. 3. Cắt ảnh, ghép lập bình đồ ảnh * Ghép ảnh: Để thực hiện ghép hai tấm ảnh ta chọn lệnh Tool/ Mosaic Image trong phần mềm IRASC. Khi ghép ảnh ta phải điều chỉnh độ xám giữa hai ảnh kề nhau để tránh sự tương phản quá lớn. Các ảnh ghép được với nhau phải có độ Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 69 - chờm phủ lên nhau và cùng mật độ phân giải. * Cắt ảnh: Chọn lệnh Tool/ Extract trong IRASC để cắt lấy khu vực cần đo vẽ trong khung bản đồ có trước. Sai số ghép ảnh: Độ chênh lệch vị trí điểm địa vật cùng tên không được vượt quá 0.4mm theo tỷ lệ bản đồ. 4.3.2.10. Điều vẽ ảnh và đo vẽ bổ sung 1. Điều vẽ ngoại nghiệp Bản đồ địa hình tỷ lệ 1/10.000 công trình thủy điện Sê San 2 (Dự án đầu tư) được thành lập để phục vụ thiết kế, di dân tái định cư, đền bù giải phóng mặt bằng, vì vậy khi điều tra ngoại nghiệp, đội thi công đã tập trung vào các yếu tố nội dung sau: * Dân cư và các đối tượng văn hóa xã hội : - Điều tra cập nhật tên địa danh hành chính, điểm dân cư, số hộ trong điểm dân cư. Điều tra, xác định vị trí, tên, biểu thị theo ký hiệu các đối tượng văn hóa: ủy ban, trường học, chùa, doanh trại quân đội. Thống nhất ghi chú trong toàn bộ hệ thống bản đồ. + Khu vực đo vẽ trung chủ yếu tại 4 xã (Khum) thuộc huyện (Srok) Sê San, tỉnh (Khet) StungTreng: Phluk, Srae Kor, Kbal Romeas, Ta Lat. Ghi chú theo phiên âm quốc tế, trong đó: + Các tên gọi điểm dân cư khác ghi chú theo phiên âm tiếng địa phương (đã ghi trong tài liệu điều tra). * Giao thông và các thiết bị phụ thuộc : - Khu đo có duy nhất một quốc lộ 78 (đường đất), còn lại là đường đất, cát lớn, đất nhỏ, đường mòn và đường bờ ruộng. Các đối tượng này hầu hết đã có trên ảnh. Điều tra ngoại nghiệp đã chỉ rõ thuộc tính tên đường, độ rộng và chất liệu mặt đường. - Kiểm tra, biểu thị các đường giao thông còn thiếu chưa thể hiện (chủ yếu ở các vùng dân cư ở tập trung). - Điều tra đầy đủ vị trí và ghi chú tên, thuộc tính cầu bắc qua sông, suối, bến đò... * Địa hình : Kiểm tra các khu vực thay đổi độ cao hai bên sông lớn (mức độ dốc), tập trung vào các khu vực thiết kế đập, xây dựng nhà máy. Ngoài ra, kiểm tra các khu Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 70 - vực địa hình thay đổi đột xuất mà nội nghiệp không phát hiện được. Biểu thị nét chỉ dốc trên bản đồ. * Thủy hệ và các đối tượng liên quan: - Điều tra và biểu thị thống nhất mạng lưới thuỷ văn theo kí hiệu. Tập trung vào độ rộng của suối, tháng có nước của các sông suối, từ đó chỉ rõ cho biên tập nội nghiệp hướng biểu thị đúng và đầy đủ. - Điều tra tên sông, suối, ao hồ; tên đảo trên hai sông lớn và thống nhất cách ghi theo cách gọi của địa phương. - Kiểm tra các đối tượng có hình ảnh không rõ xuất hiện ở khu vực dân cư. - Điều tra, biểu thị các bãi đá, cát; khu vực có ghềnh, đoạn sông không đi lại được bằng thuyền ở thời điểm mùa khô. * Thực vật: - Kiểm tra, khoanh vẽ lại ranh giới: khu vực rừng rậm, rừng thưa, cỏ, lúa và hoa màu. - Kiểm tra và phân biệt các khu vực có hình ảnh thay đổi trên ảnh (vùng đất trống, đầm lầy, cỏ, hoa màu, lúa...), điều tra và biểu thị theo ký hiệu quy định. - Điều tra loại cây, tên cây và các thông số khác (đo chiều cao cây, đường kính thân cây, mật độ cây). Mức độ ghi chú tính chất rừng phụ thuộc vào phạm vi diện tích và đối tượng thể hiện theo quy định của quy phạm. - Điều tra và thể hiện những dải rừng dài, hẹp, những hàng cây. * Địa giới hành chính: Hiện tại địa giới trong toàn tỉnh StungTreng nói chung và huyện Sê San nói riêng, chưa có mốc địa giới chính xác ngoài thực địa. Chính quyền địa phương quản lý địa giới hành chính theo tài liệu GIS, bản đồ địa giới được lưu trữ trong hệ toạ độ UTM, kinh tuyến trục 1050. Địa giới hành chính trong kết quả điều tra được chuyển vẽ từ tài liệu do Uỷ ban tỉnh Stung Treng cung cấp. 2. Điều vẽ nội nghiệp - Phạm vi điều vẽ chính là phạm vi của tờ bản đồ cần thành lập. - Phương pháp điều vẽ: giải đoán điều vẽ trên máy tính PC. - Dựa vào các yếu tố địa hình, thuỷ hệ, giao thông, dân cư đã được đo vẽ trên trạm và tài liệu điều vẽ ngoại nghiệp tiến hành chuyển đổi, biên tập nội dung bản đồ theo hệ thống kí hiệu quy định. - Dựa vào nền trực ảnh giải đoán bổ sung ranh giới thực vật. - Đối tượng điều vẽ là các đối tượng giao thông, dân cư, các công trình Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 71 - kiến trúc, thực phủ.... - Sử dụng ảnh vệ tinh để giải đoán các yếu tố địa vật mới cũng như tính chất của nó. Hay thành lập bình đồ ảnh từ ảnh vệ tinh. 3. Đo vẽ bổ sung Đo vẽ bổ sung các đối tượng khó phát hiện và các đối tượng không phát hiện được trên ảnh bằng các máy toàn đạc và các công cụ, máy móc khác. 4.3.2.12 . Số hoá nội dung bản đồ 1. Tạo môi trường làm việc - Khởi độngMicrotation, chọn file bản đồ cần số hoá. Nạp modul quản lý các lớp thông tin. Từ cửa sổ lệnh gõ MDLL MSFC trên màn hình xuất hiện thêm thanh công cụMSFC. Nạp modul quản lý ảnh số Từ cửa sổ lệnh gõ MDLL IRASC trên màn hình xuất hiện thêm thanh công cụ IRASC. Gọi ảnh số ra để làm nền số hoá. Trên file của menu IRASC chọn Open và mở file ảnh tuơng ứng. 2. Chọn lớp thông tin cần số hoá Trước khi tiến hành số hoá ta phải có một bảng chứa các đối tượng, mục tiêu của bảng đối tượng là phân chia và quản lý các lớp thông tin và quá trình số hoá các đối tượng trên ảnh. 3. Số hoá các đối tượng trên ảnh Các yếu tố được số hoá trên ảnh bao gồm: Điểm khống chế toạ độ nhà nước, dân cư, đối tượng địa vật kinh tế xã hội, giao thông, thuỷ văn và các đối tượng có liên quan, khoanh vùng chất đất thực vật, địa giới hành chính, ranh giới tường rào, ghi chú. Còn lại dáng đất được xây dựng từ một file bình độ riêng. Dựa vào ảnh nền, số hoá từng đối tượng bản đồ và phải đảm bảo độ chính xác khi thành lập bản đồ địa hình. Khi số hoá cần tuân theo 3 nguyên tắc sau: - Đoán đọc chính xác các yếu tố nội dung. - Trình tự số hoá các yếu tố nội dung như sau: Điểm khống chế, dân cư,đối tượng địa vật, giao thông, thuỷ văn, thực vật, chất đất, ranh giới, ghi chú. Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 72 - - Số hoá đúng quy phạm. 4. Hoàn thiện dữ liệu, kiểm tra tính đầy đủ và chính xác của đối tượng Sau quá trình số hoá dữ liệu nhận được chưa hoàn thiện và sử dụng được.Dữ liệu này phải được kiểm tra, bổ sung đối tượng và xử lý tất cả các lỗi để đảm bảo độ chính xác. 4.3.2.13. Biên tập bản đồ gốc số - Biên tập kí hiệu cho các đối tượng dạng đường và dạng điểm. - Biên tập chữ chú thích cho các đối tượng. - Trình bày chú giải ngoài khung. Căn cứ vào bản đồ gốc, các file số liệu đã được thành lập trong công đoạn vector hoá để biên tập. - Quy định về tiếp biên số hoá: Sau khi số hoá và biên tập ta phải tiến hành tiếp biên bản đồ. Đối với bản đồ cùng tỷ lệ, các biên phải tiếp khớp nhau và nằm trong hạn sai của sai số tiếp biên. Nếu sai số tiếp biên  0.2mm người tiếp biên được tự động dịch chuyển đối tượng trên phần mép biên bản đồ để làm trùng khớp. Nếu vượt quá hạn sai phải tìm nguyên nhân để xử lý. 4.3.2.13. Kiểm tra chỉnh sửa, bổ sung - Nội dung đo vẽ bổ sung ngoài thực địa. - Đo vẽ bổ sung các địa vật, đường giao thông, thuỷ hệ… đều phải phù hợp với yêu cầu kĩ thuật hiện hành, ký hiệu nhà nước. - Nội dung kiểm tra: + Kiểm tra độ chính xác nắn chỉnh. + Kiểm tra toạ độ góc khung, giá trị độ cao của các điểm khống chế toạ độ. + Kiểm tra phân lớp nội dung bản đồ + Kiểm tra tiếp biên các yếu tố nội dung… 4.3.2.14. In bản đồ và lưu trữ Trước khi in bản đồ, file bản đồ cần thành lập phải được kiểm tra và chỉnh lý về mức độ hợp lý giữa các đối tượng trong trình bày bản đồ. Các đối tượng phải đảm bảo đầy đủ khi trình bày bản đồ. Bản đồ được in trên máy in Ploter 800 Ps Từ thanh menu chính của thanh công cụ Microtation chọn filechọn PrintPlotxuất hiện hộp thoại Plot. Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 73 - Đặt các thông số cho bản vẽ trong hộp hội thoại Plot ở Setup. Units: Đơn vị chính. Scale: Đặt tỷ lệ bản đồ. Rotation: Đặt hướng quay cực của bản đồ theo chiều giấy. Origin: Đặt vị trí của bản đồ khi in. Sau khi đã xong chọn thông số vào Setupchọn Driverxuất hiện bảng Selectplotter Driver File, để chọn loại máy in chọn file chọn Plotmáy sẽ in ra bản đồ cần in. Sau đó lưu số liệu, bản đồ vào máy hoặc đĩa CD. 4.4. Kết quả thực nghiệm - Trích mẫu kết quả định hướng ảnh ( xem phụ lục 5 ) - Trích mẫu bản đồ mảnh 12 thuỷ điện Hạ Sêsan 2 được thành lập bằng công nghệ đo ảnh số có sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh ( xem phụ lục 6 ) Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 74 - Kết Luận và Kiến nghị Trên cơ sở kết quả nghiên cứu đề tài “ Thành lập bản đồ địa hình bằng công nghệ đo ảnh số có sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh “ tôi xin rút ra một số kết luận và kiến nghị sau : 1. Kết luận: - Công nghệ đo ảnh số với tư liệu chính là ảnh hàng không có sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh, đảm bảo độ chính xác thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn, đồng thời tiết kiệm được thời gian, giảm giá thành sản phẩm và giải phóng con người khỏi lao động nặng nhọc, nguy hiểm…….. - Tốc độ tính toán lớn với khả năng tự động hoá cao của hệ thống đo vẽ ảnh số giúp ta có thể tiến hành kiểm tra ngay các công đoạn trong quá trình sản xuất tránh sai sót. - Tư liệu đầu vào cũng như tư liệu đầu ra đều ở dưới dạng số nên thuận tiện cho việc bảo quản, lưu trữ và xử lý. Sản phẩm lưu trữ dưới dạng số nên đáp ứng nhanh chóng những nhiệm vụ kinh tế, cũng như quân sự hiện nay đặt ra. Tuy vậy, việc quản lý tài liệu cần phải được tổ chức chặt chẽ tránh sự sao chép, thất lạc dữ liệu. - Để nâng cao độ chính xác và tính kinh tế của công tác đo ảnh số ta phải không ngừng nâng cao độ chính xác của các thiết bị sử dụng, đồng thời đào tạo đội ngũ cán bộ có trình độ cao, vận dụng sáng tạo và áp dụng các thuật toán chặt chẽ trong quá tình tăng dày, trên cơ sở đó tiến hành khai thác tối đa công dụng và công suất của các phần mềm chuyên dùng. - Có thể sử dụng ảnh vệ tinh độ phân giải trung bình để làm tài liệu dẫn đạc và điều vẽ bổ sung trong công tác thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10000 cho những khu vực tư liệu về trắc địa, bản đồ còn hạn chế. Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 75 - 2. Kiến nghị - Ngày nay với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật nói chung và khoa học vũ trụ nói riêng. Các vệ tinh Viễn Thám đã cho ảnh với độ phân giải rất cao và công nghệ xử lý ảnh hiện đại , có thể ứng dụng các quy trình thành lập bản đồ địa hình như đã đề xuất để thành lập bản đồ tỷ lệ lớn hơn như: tỷ lệ 1:5000 và 1: 2000. - Với những vùng có tư liệu ảnh hàng không cũ ta có thể kết hợp tư liệu ảnh hàng không cũ đó với tư liệu ảnh vệ tinh mới để thành lập bản đồ tỷ lệ lớn mà không cần phải bay chụp ảnh hàng không mới. Như vậy cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật thì công tác thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn bằng công nghệ ảnh số có sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh đã trở thành một hướng đi mới , đáp ứng được nhu cầu thành lập bản đồ địa hình thời hiện đại. Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 76 - Tài liệu tham khảo  1 Phạm Vọng Thành - Giáo trình Cơ sở chụp ảnh và chụp ảnh hàng không, Nhà xuất bản Giao thông vận tải, 2000.  2 Trương Anh Kiệt - Giáo trình Cơ sở đo ảnh, Nhà xuất bản Giao thông vận tải, 2001.  3 Phan Văn Lộc - Giáo trình phương pháp đo ảnh lập thể, Nhà xuất bản Giao thông vận tải , 2000.  4 Phạm Vọng Thành - Giáo trình đoán đọc điều vẽ ảnh, Nhà xuất bản Xây dựng , 2000.  5 Trương Anh Kiệt - Giáo trình Công tác tăng dày khống chế ảnh, Nhà xuất bản Giao thông vận tải, 2004.  6 Lê Văn Trung - Viễn Thám, Nhà xuất bản Đại Học Quốc gia TPHCM,2005.  7 Ký hiệu bản đồ địa hình tỷ lệ 1: 10.000 – 1: 25.000 - Tổng cục Địa chính ban hành năm 1995.  8 Quy định kỹ thuật thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10000, 1:25000 và 1:50000 bằng công nghệ ảnh số - Bộ tài nguyên và Môi trường ,2005. Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 77 - Phụ lục

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • pdf25_2489.pdf
Luận văn liên quan