Đề xuất các giải pháp kỹ thuật nâng cao độ chính xác bình đồ ảnh vệ tinh phục vụ công tác hiện chỉnh bản đồ tỷ lệ nhỏ và trung bình

Đề xuất các giải pháp kỹ thuật nâng cao độ
chính xác bình đồ ảnh vệ tinh phục vụ cơng
tác hiện chỉnh bản đồ tỷ lệ nhỏ và trung
bình.
Hồng Thị Hà
Trường Đại học Khoa học Tự nhiên
Chuyên ngành: Bản đồ, viễn thám và hệ thông tin địa lý
Mã số: 60.44.76
Người hướng dẫn: PGS. TS. Trần Đình Trí
Năm báo vệ: 2011
Abstract. ổng quan về ảnh vệ tinh; bình đồ ảnh và bình đồ ảnh vệ tinh. Nghiên cứu
xử lý ảnh vệ tinh trong hiện chỉnh bản đồ và đưa ra phương pháp xử lý ảnh vệ tinh
SPOT trong hiện chỉnh bản đồ: Nắn chỉnh hình học ảnh vệ tinh SPOT; Tăng cường
chất lượng ảnh; Phân loại ảnh (Image classification). Đưa ra các giải pháp kỹ thuật
nhằm nâng cao độ chính xác bình đồ ảnh vệ tinh: Các nguồn sai số ảnh hưởng đến
độ chính xác bình đồ ảnh; Mơ hình vật lý và mơ hình hàm số hữu tỷ sử dụng để nắn
ảnh. Thực nghiệm nắn ảnh vệ tinh sử dụng mô hình vật lý với ảnh vệ tinh SPOT5.
Phân tích, đánh giá độ chính xác ảnh nắn sử dụng mơ hình vật lý
Keywords. Ảnh vệ tinh; Bản đồ; Hiện chỉnh bản đồ; Xử lý ảnh

Content:

1. Tính cấp thiết của đề tài
Đã từ lâu, bản đồ là công cụ rất cần thiết trong các hoạt động điều tra, quy
hoạch tài nguyên thiên nhiên cũng như phát triển kinh tế xã hội. Bản đồ sau một
thời gian sử dụng sẽ bị cũ đi, chất lượng suy giảm, thông tin trên bản đồ bị lạc hậu
không phản ánh đúng hiện trạng trên bề mặt đất nên cần phải được hiện chỉnh hoặc
thành lập mới.


Thành lập mới bản đồ thường rất tốn kém và mất nhiều thời gian. So với

thành lập mới, việc hiện chỉnh bản đồ giúp cho việc cung cấp thông tin cập nhật một
cách nhanh chóng hơn, với chi phí thấp hơn.
Đối với bản đồ địa hình, tuỳ thuộc vào tỷ lệ bản đồ và từng khu vực để xác
định khu vực cần hiện chỉnh. Đối với những vùng ít thay đổi như đồi núi, có thể sau
5 - 10 năm tiến hành hiện chỉnh một lần. Đối với những vùng có nhiều biến động
như đơ thị, khu cơng nghiệp, vùng ven biển thời gian có thể tiến hành hiện chỉnh 3 5 năm một lần. Chu kỳ hiện chỉnh đối với các loại bản đồ tỷ lệ nhỏ thuờng dài hơn
so với bản đồ tỷ lệ lớn, nhưng khu vực cần hiện chỉnh thường lớn hơn và mang tính
chất khu vực. Nhu cầu hiện chỉnh bản đồ tỷ lệ lớn thường tập trung ở những vùng
trọng điểm có nhiều hoạt động kinh tế xã hội nhưng diện tích hiện chỉnh thường nhỏ
hơn. Nếu các đối tượng trên thực tế thay đổi > 40% thì nên thành lập mới thay vì
hiện chỉnh.
Hiện nay ở Việt Nam, có một số phương pháp hiện chỉnh bản đồ thường
được sử dụng như: phương pháp đo vẽ trực tiếp ngoài thực địa, phương pháp sử
dụng ảnh hàng không, phương pháp liên biên từ bản đồ lớn hơn,…Các phương pháp
này có ưu điểm là độ chính xác tương đối cao nhưng nhược điểm là giá thành cao,
thời gian thi cơng kéo dài, diện tích phủ trùm khơng lớn, phải có bản đồ tỷ lệ lớn
hơn mới thành lập được,…
Trong những năm gần đây, sự phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật thu nhận
thông tin từ xa và xử lý ảnh đã làm cho công nghệ viễn thám được ứng dụng rộng
rãi trong nhiều lĩnh vực. Ảnh vệ tinh ngày càng xuất hiện nhiều trên thế giới và Việt
Nam. Ảnh vệ tinh có ưu điểm: Diện tích phủ trùm lớn, tính đồng bộ về thơng tin
cao, cho phép tiến hành hiện chỉnh trên khu vực rộng lớn, ảnh vệ tinh sử dụng nhiều
kênh phổ khác nhau cho ra các thông tin đa dạng về các đối tượng, khả năng chụp
lặp cao phù hợp với việc theo dõi các biến động theo thời gian, có khả năng quan
sát được những khu vực đi lại khó khăn hay thậm chí khơng đến được, các loại ảnh
vệ tinh hiện nay rất đa dạng từ độ phân giải thấp, trung bình, cao đến siêu cao, cho
phép hiện chỉnh bản đồ ở các tỷ lệ khác nhau từ nhỏ đến lớn.Với những ưu điểm đó
ảnh vệ tinh trở thành cơng cụ hiệu quả nhất phục vụ công tác hiện chỉnh các loại
bản đồ. Trong công tác hiện chỉnh bản đồ người ta thường sử dụng bình đồ ảnh

được thành lập từ ảnh vệ tinh. Trên bình đồ ảnh vệ tinh, các thông tin về các đối
tượng địa lí có thể được khai thác trực tiếp trên đó để phục vụ cho mục đích hiện
chỉnh.
Để có được bình đồ ảnh, ảnh vệ tinh phải được nắn chỉnh nhằm loại trừ hay
hạn chế các ảnh hưởng của rất nhiều nguyên nhân khác nhau tới vị trí từng điểm
ảnh, phải đưa về tỷ lệ bản đồ cần hiện chỉnh trong cùng một hệ quy chiếu, cùng một
hệ tọa độ của bản đồ. Độ chính xác của bản đồ sau khi hiện chỉnh, độ tin cậy của
thông tin khai thác được phụ thuộc vào độ chính xác của bình đồ ảnh, hay nói một
cách khác đi là độ chính xác của quá trình nắn ảnh vệ tinh.
Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn đó tơi chọn đề tài nghiên cứu:
"Đề xuất các giải pháp kỹ thuật nâng cao độ chính xác bình đồ ảnh vệ tinh phục
vụ cơng tác hiện chỉnh bản đồ tỷ lệ nhỏ và trung bình".
2. Mục đích nghiên cứu
Mục đích của đề tài là nghiên cứu cơ sở khoa học và thực nghiệm của quá
trình nắn ảnh, tạo bình đồ ảnh nhằm đưa ra các giải pháp kỹ thuật nâng cao độ chính
xác bình đồ ảnh vệ tinh phục vụ công tác hiện chỉnh bản đồ.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Do sự hạn chế về tư liệu ảnh vệ tinh, đối tượng nghiên cứu của luận văn là
các loại ảnh vệ tinh có độ phân giải trung bình phục vụ trong cơng tác hiện chỉnh
bản đồ tỷ lệ nhỏ và trung bình.
4. Nội dung nghiên cứu
Luận văn tập trung nghiên cứu những khái niệm cơ bản về viễn thám, bình
đồ ảnh, bình đồ ảnh vệ tinh, các bước thành lập bình đồ ảnh bằng tư liệu ảnh vệ
tinh, chủ yếu là công đoạn nắn ảnh từ đó lựa chọn, đề xuất các giải pháp kỹ thuật tối
ưu nhằm nâng cao độ chính xác trong cơng tác thành lập bình đồ ảnh.
5. Phương pháp nghiên cứu
Để thực hiện các nhiệm vụ của đề tài đặt ra, tác giả áp dụng phương pháp
nghiên cứu như sau: thu thập thơng tin, tài liệu hiện có tìm hiểu khả năng lý thuyết,
đặc tính kỹ thuật của một số ảnh vệ tinh hiện có ở Việt Nam nhằm khảo sát ảnh

hưởng của các yếu tố tới độ chính xác của nắn ảnh như độ chính xác điểm khống


chế ảnh, số lượng điểm khống chế sử dụng trong mơ hình và phân bố đồ hình của
chúng, mơ hình nắn chỉnh hình học và mơ hình số độ cao để đảm bảo cho việc nắn
ảnh đạt độ chính xác hình học cao. Nghiên cứu độ chính xác đạt được cho việc
thành lập bình đồ ảnh vệ tinh. Trên cơ sở các nghiên cứu, đề xuất các giải pháp kỹ
thuật tối ưu cho việc thành lập bình đồ ảnh.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Về mặt khoa học, đề tài nghiên cứu góp phần giúp học viên nắm chắc những
kiến thức cơ bản về viễn thám cũng như các kỹ thuật xử lý ảnh vệ tinh và các bước
cũng như phương pháp thành lập bình đồ ảnh từ tư liệu ảnh vệ tinh. Bên cạnh đó kết
quả nghiên cứu của luận văn góp phần đánh giá khả năng của tư liệu viễn thám
trong công tác hiện chỉnh bản đồ hiện nay.
Về mặt thực tiễn, các kết quả nghiên cứu của luận văn đưa ra một số
giải pháp kỹ thuật nâng cao độ chính xác thành lập bình đồ ảnh vệ tinh phục vụ tốt
cho cơng tác hiện chỉnh bản đồ tỷ lệ nhỏ và trung bình nhằm giảm bớt cơng sức và
chi phí trong cơng tác hiện chỉnh bản đồ.
7. Chương 1: Tổng quan về ảnh vệ tinh và bình đồ ảnh vệ tinh
Viễn thám là một ngành khoa học và công nghệ giúp cho việc xác định, đo
đạc hoặc phân tích các tính chất của các vật thể quan sát 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 năng lượng chủ yếu trong viễn thám. Những năng lượng từ trường, trọng
trường cũng có thể được sử dụng.
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 gọi là vật mang, gồm khí cầu, máy
bay, vệ tinh nhân tạo, tàu vũ trụ...
Viễn thám có thể phân loại làm 3 loại cơ bản theo bước sóng sử dụng:

- Viễn thám trong dải sóng nhìn thấy và hồng ngoại
- Viễn thám hồng ngoại nhiệt
- Viễn thám siêu cao tần


Nguồn năng lượng chính sử dụng trong nhóm thứ nhất là bức xạ mặt trời.
Mặt trời cung cấp một bức xạ có bước sóng ưu thế 500nm. Tư liệu viễn thám trong
dải sóng nhìn thấy phụ thuộc vào phản xạ từ bề mặt vật thể và bề mặt trái đất. Vì
vậy, các thơng tin về vật thể có thể được xác định từ các phổ phản xạ. Tuy nhiên,
radar sử dụng tia laser là trường hợp ngoại lệ không sử dụng năng lượng mặt trời.
Nguồn năng lượng sử dụng trong nhóm thứ hai là bức xạ nhiệt do chính vật thể sản
sinh ra. Mỗi vật thể trong nhiệt độ bình thường đều phát ra một bức xạ có đỉnh tại
bước sóng 10.000nm.
Trong viễn thám siêu cao tần người ta sử dụng hai loại kỹ thuật chủ động và
bị động. Viễn thám siêu cao tần 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.
Đặc điểm chung của ảnh viễn thám được xác định dựa vào đặc điểm chuyển
động của vệ tinh như độ cao, quỹ đạo và tốc độ chuyển động…, bên cạnh đó là kỹ
thuật, vật liệu, thiết bị thu chụp và xử lý ảnh vệ tinh.
- Ảnh viễn thám cung cấp thông tin trên phạm vi rộng được chụp trong cùng
thời điểm và cùng điều kiện vật lý cho phép nhanh chóng rút ngắn thời gian thu
thập và xử lý thơng tin cho quá trình thành lập và hiện chỉnh bản đồ.
- Ảnh viễn thám được chụp ở tỷ lệ nhỏ với những giải phổ khác nhau nên
tính chất tổng quát hóa tự nhiên về mặt hình học và quang học khách quan và chính
xác, phản ánh tính quy luật của các hiện tượng tự nhiên.
- Độ cao thu chụp của các vệ tinh lớn so với độ cao địa hình, do vậy vị trí
điểm bị xê dịch trên ảnh khơng đáng kể, chỉ quan tâm ở vùng núi khi vượt quá hạn
sai cho phép. Ngược lại, ảnh phủ một diện tích rộng nên sai số do độ cong quả đất
lớn, vì vậy phải có phương pháp xử lý thích hợp.

- Kỹ thuật viễn thám cho phép thu chụp ảnh vệ tinh với độ phân giải cao 5 –
30m, thậm chí 0,8 – 5m đảm bảo cho thành lập bản đồ tỷ lệ 1:10000, 1:50000,
1:100000,…
- Viễn thám có khả năng chụp lặp lại theo một chương trình với chu kỳ nhất
định là nguồn thơng tin đảm bảo tính tức thời, phản ánh cả những hiện tượng, đối
tượng biến đổi nhanh.


- Thiết bị thu nhận và xử lý ảnh hiện đại cho phép nhận được ảnh vũ trụ với
lượng thông tin phong phú và tổng hợp về mặt đất. Phản ánh tất cả các thành phần
cảnh quan, ảnh vệ tinh là nguồn thơng tin có ý nghĩa liên ngành, với các phương
pháp xử lý khác nhau sẽ cho ra các nguồn thơng tin hữu ích cho các chun ngành
khác nhau.
- Ảnh vệ tinh cũng có khả năng cung cấp thơng tin ở các vùng con người khó
tiếp và cách xa (rừng núi, hải đảo,…) một cách dễ dàng, đây là một trở ngại mà
phương pháp truyền thống phải mất rất nhiều công sức và tiền của để khắc phục.
- Các sai số hệ thống trên ảnh vệ tinh có độ ổn định cao giúp cho cơng tác
nắn chỉnh hình học được tiến hành với độ chính xác cao phục vụ cho thành lập bản
đồ địa hình.
Tất cả các đặc điểm trên xác định được khả năng ứng dụng ảnh vệ tinh vào
công tác bản đồ với hiệu quả cao về khoa học công nghệ, phương pháp luận cũng
như hiệu quả kinh tế.
Khả năng lý thuyết để thành lập bản đồ của ảnh vệ tinh bao gồm:
- Độ phân giải không gian của ảnh
- Độ lớn pixel thực địa và độ phân giải của ảnh vệ tinh
Dung lượng thông tin (hay nội dung) bản đồ phụ thuộc vào tỷ lệ bản đồ cần
thành lập. Mức độ khái quát càng lớn khi tỷ lệ bản đồ càng nhỏ, dung lượng thông
tin trên bản đồ càng giảm. Trái lại bản đồ ở tỷ lệ càng lớn thì dung lượng thơng tin
càng tăng.
Giữa dung lượng thơng tin trên bản đồ và trên ảnh có mối liên hệ chặt

chẽ. Đối với ảnh photo mối liên hệ đó thể hiện thơng qua tỷ lệ ảnh và tỷ lệ bản đồ.
Song, đối với ảnh số, mối liên hệ ấy thể hiện thông qua độ lớn pixel thực địa GSD
của ảnh và tỷ lệ bản đồ 1:Mb. GSD càng nhỏ thì dung lượng thơng tin trên ảnh
càng lớn; cho nên, dung lượng thông tin trên bản đồ càng phong phú.
Bình đồ ảnh là hình ảnh của miền thực địa được thực hiện bằng cách ghép và
cắt dán các tấm ảnh đơn và nắn theo mảnh bản đồ. Những tấm ảnh nắn được khử sai
số do góc nghiêng của ảnh gây ra, còn sai số của điểm ảnh do địa hình được hạn chế
tới mức tối thiểu phù hợp với độ chính xác của bản đồ. Cơ sở nắn ảnh, ghép ảnh là
các điểm khống chế được ghi trên bản gốc. Bình đồ ảnh mang các thơng tin tối đa


bề mặt thực địa, là sản phẩm trung gian để thành lập hay hiện chỉnh bản đồ. Trong
trường hợp này, hình ảnh trên bình đồ ảnh được giải đốn và các yếu tố địa hình
được đo vẽ trực tiếp trên đó bằng các phương pháp trắc địa hoặc phương pháp đo vẽ
lập thể.
Bình đồ ảnh có hai khái niệm là bình đồ ảnh được thành lập thơng qua cơng
tác nắn ảnh theo nguyên lý nắn ảnh vùng bằng phẳng và bình đồ ảnh trực giao được
thành lập theo nguyên lý ảnh trực giao. Ngày nay, bình đồ ảnh trực giao được thành
lập theo dây chuyền cơng nghệ đo ảnh số.
Bình đồ ảnh thường được sử dụng khi thành lập và hiện chỉnh bản đồ địa
hình, bản đồ chun đề, đơi khi có thể thay thế bản đồ trong cơng tác khảo sát thăm
dò. Trong chiến đấu, là tài liệu quan trọng giúp người chỉ huy trận đánh cũng như
bảo vệ mục tiêu quan trọng. Trong huấn luyện, bình đồ ảnh là tài liệu học tập.
Có thể nói thành lập bình đồ ảnh vệ tinh là quá trình xử lý, hiệu chỉnh hình
học ảnh vệ tinh ở cấp độ cao nhất, nhằm hiệu chỉnh hoặc khử ảnh hưởng của các
nguồn sai số đối với dữ liệu ảnh và hiệu chỉnh ảnh hưởng của chênh cao địa hình để
nhận được một tấm ảnh kết quả đảm bảo độ chính xác về mặt phẳng theo yêu cầu
kỹ thuật tương ứng với một tỷ lệ bản đồ đã xác định.
Thành lập bình đồ ảnh vệ tinh hiện nay được thực hiện bằng phương pháp số.
Quy trình này gồm các bước:

-

Nhập ảnh số, và các thơng tin bổ trợ

-

Chọn phương pháp nắn, mơ hình nắn và điểm khống chế nắn ảnh

-

Nắn ảnh, ghép ảnh và cắt mảnh bình đồ ảnh

-

Xử lý phổ và trình bày khung bình đồ ảnh

-

Xuất in bình đồ ảnh

Bình đồ ảnh vệ tinh hiện được sản xuất và sử dụng trong quy trình hiện chỉnh
bản đồ địa hình phục vụ cho việc điều vẽ các yếu tố địa vật. Để sản xuất được các
bản đồ ảnh vệ tinh đạt độ chính xác, người ta ứng dụng nguyên lý nắn chỉnh hình
học và dựa trên cơ sở các mơ hình tốn học để nắn chỉnh ảnh vệ tinh, sử dụng mơ
hình tốn học thích hợp tùy theo yêu cầu cụ thể để nắn chính hình học ảnh.
Theo quy trình thành lập bình đồ ảnh vệ tinh có thể thấy các yếu tố ảnh
hưởng tới kết quả nắn ảnh vệ tinh đó là: độ phân giải của ảnh vệ tinh; phương pháp


nắn, các mơ hình tốn học sử dụng để thực hiện phép nắn; số lượng điểm khống chế

ngoại nghiệp và đồ hình bố trí chúng, độ chính xác đo đạc điểm khống chế ảnh; mơ
hình số độ cao sử dụng nắn ảnh và mơ hình hình học dùng nắn ảnh.
8. Chương 2: Nghiên cứu xử lý ảnh vệ tinh trong hiện chỉnh bản đồ
Trong quá trình hiện chỉnh bản đồ có thể sử dụng một trong các phương pháp
sau:
- Hiện chỉnh bản đồ theo ảnh hàng không, ảnh vệ tinh.
- Hiện chỉnh bản đồ từ tài liệu bản đồ có tỷ lệ lớn hơn.
- Hiện chỉnh trực tiếp ngoài thực địa.
Mỗi phương pháp nêu trên đều có ý nghĩa về kinh tế kỹ thuật độc lập. Song
để đạt được hiệu quả cao trong phạm vi một khu vực hiện chỉnh hoặc trên cùng một
mảnh bản đồ cho phép ta áp dụng kết hợp các phương pháp trên.
Trường hợp cùng một lúc ta tiến hành hiện chỉnh cả dãy tỷ lệ thì bản đồ có tỷ
lệ lớn hơn cả sẽ được trực tiếp hiện chỉnh, những bản đồ tỷ lệ nhỏ tiếp theo sẽ được
hiện chỉnh bằng phương pháp biên vẽ hoặc chỉnh sửa theo bản đồ mới hiện chỉnh.
Phương pháp xử lý ảnh vệ tinh SPOT trong hiện chỉnh bản đồ
Nắn chỉnh hình học ảnh vệ tinh SPOT
* Các mức xử lý ảnh SPOT
Ảnh SPOT thu nhận được là ảnh thơ có rất nhiều biến dạng trên ảnh. Mỗi
mức nắn nhằm loại trừ các biến dạng để đạt được độ chính xác nhất định. Các mức
nắn chỉnh ảnh được quy ước như sau:
- Mức 1A: ảnh hình vng, về khn dạng là ảnh gốc đặc biệt do hãng SPOT
cung cấp, nó chỉ nhập được bằng một số phần mềm nhất định. Về hình học chưa xử
lý.
- Mức 1B: Nắn chỉnh hình học với sự hiệu chỉnh độ quay trái đất , độ cong
trái đất và sự thay đổi độ cao quỹ đạo vệ tinh. Độ chính xác vị trí tuyệt đối đạt được
khoảng 1.500m đối với ảnh chụp thẳng đứng.


- Mức 2A: Nắn chỉnh hình học tiến hành theo phương pháp mơ hình hố vật
lý khơng sử dụng điểm khống chế từ ảnh mức 1B. Do khơng cải chính sai số dịch vị

điểm ảnh do chênh cao địa hình nên cần chọn mặt phẳng nắn trung bình của vùng
ảnh phủ. Độ chính xác của các tham số chụp ảnh. Ảnh được nắn về một lưới chiếu
bản đồ nào đó.
- Mức 2B: Nắn chỉnh hình học theo phương pháp mơ hình hố vật lý khơng
sử dụng điểm khống chế từ ảnh mức 1B có sử dụng điểm khống chế để chính xác
hố mơ hình. Dùng mơ hình sau hiệu chỉnh để nắn ảnh cho độ chính xác cao hơn.
Độ chính xác mức nắn phụ thuộc vào độ chính xác điểm khống chế. Trong các điều
kiện tiêu chuẩn, khả năng đạt được độ chính xác định vị tuyệt đối đến 20m.
- Mức 3: Mức nắn này bao gồm các bước như mức nắn 2B nhưng có sử dụng
mơ hình số độ cao (DEM) để loại trừ sai số dịch vị điểm ảnh do chênh cao địa hình.
Đây là mức nắn sử dụng khi nắn ảnh vùng núi và núi cao, yêu cầu bản đồ có độ
chính xác cao.
Độ chính xác của mức nắn 3 phụ thuộc vào độ chính xác điểm khống chế và chất
lượng DEM sử dụng, cao nhất đạt được độ chính xác tới 0.5 pixel. ảnh nắn mức 3 là
trực ảnh (orthoimage).
* Hiệu chỉnh hình học (nắn ảnh mức 1B)
Ảnh SPOT ở mức 1B thu được thông qua hiệu chỉnh hình học từ ảnh ở mức
1A. Hiệu chỉnh hình học bao gồm việc hiệu chỉnh ảnh hưởng của độ quay quả đất,
độ cong quả đất và sự thay đổi của các nguyên tố định hướng ngoài của hệ thống
Sensor.
* Nắn chỉnh ảnh SPOT ở mức 2 và mức 3
Để thu được các sản phẩm của ảnh SPOT ở mức 2 và mức 3, ta thực hiện
việc nắn chỉnh ảnh số. Nắn chỉnh hình học ảnh số phải tiến hành 2 cơng đoạn chính
là xác định mơ hình tốn học dùng để nắn ảnh số (mơ hình hóa ảnh) và nắn ảnh số
theo mơ hình được xác định.


Tăng cường chất lượng ảnh
Tăng cường chất lượng ảnh bao gồm những kỹ thuật xử lý khác nhau nhằm
thay đổi các giá trị Digital Number (DN) của ảnh ban đầu nhằm đưa ra ảnh mới với

các giá trị số mới. Kỹ thuật tăng cường chất lượng ảnh có thể áp dụng cho từng
kênh ảnh riêng biệt.
* Các kỹ thuật làm tăng cường độ tương phản (Contrast manipulation)
- Kỹ thuật phân ngưỡng độ xám (Gray-level thresholding)
- Kỹ thuật lọc theo mức (Level slicing)
- Kỹ thuật kéo dãn độ tương phản (Contrast stretching)
* Các kỹ thuật thao tác với đối tượng không gian (Spatial feature manipulation)
- Kỹ thuật lọc không gian (Spatial filtering)
- Kỹ thuật lọc tăng cường đường biên (Edge enhancement)
- Kỹ thuật phân tích Fourier (Fourier Analysis)
* Các kỹ thuật thao tác đa ảnh (Multi-Image Manipulation)
- Tạo ảnh tỷ số phổ (Spectral rationing)
- Tạo ảnh thành phần chính (Principal and Canonical Components)
- Tạo ảnh thành phần thực vật (Vegetation Components)
Phân loại ảnh (Image classification)
Theo định nghĩa, phân loại ảnh số là quá trình phân loại các pixel thành các
lớp hoặc các nhóm lớp theo các chuyên đề khác nhau. Trong quá trình phân loại,
giá trị DN của từng pixel là thơng số duy nhất được sử dụng. Thơng thường có hai
phương pháp phân loại: phân loại có kiểm định (supervised) hoặc khơng có kiểm
định (unsupervised).
Trong cách phân loại khơng có kiểm định, ta chia mức độ xám của ảnh ra các
cấp khác nhau rồi phân loại lại ảnh theo các mức xám đó.
Với phân loại có kiểm định, đầu tiên ta phải định nghĩa rõ ràng các lớp phân
loại và lựa chọn có tính đến đặc thù của tư liệu ảnh. Sau đó ta chọn đặc tính phổ


hoặc cấu trúc cho phép phân biệt các lớp cần được tập hợp. Tiếp đến, ta chọn vùng
mẫu dựa vào kết quả của hai bước trên. Cuối cùng ta chọn lựa các phương pháp
phân loại. Có thể áp dụng nhiều cách phân loại khác nhau trong khuôn khổ tệp mẫu
và so sánh kết quả đạt được để lựa chọn cách phân loại tối ưu nhất. Thông thường,

người ta chọn phương pháp phân loại theo xác suất cực đại (Maximum likelihood)
để nhóm các pixel vào lớp mà xác suất của chúng thuộc vào lớp đó là lớn nhất.
9. Chương 3: Các giải pháp kỹ thuật nhằm nâng cao độ chính xác bình đồ ảnh
vệ tinh
Các nguồn sai số ảnh hưởng đến độ chính xác bình đồ ảnh
Sai số trong q trình thu nhận ảnh vệ tinh
Trong quá trình thu nhận, hình ảnh được tạo ra một cách liên tục theo sự
chuyển động của vệ tinh. Do sự chuyển động không ổn định của vệ tinh nên hình
ảnh thu được dễ bị méo. Hơn nữa, do các thay đổi của các góc định hướng hoặc do
quỹ đạo bay bị sai lệch nên hình ảnh méo hình. Ảnh hưởng này gây nên méo hình
đáng kể khi các hình ảnh có kích thước lớn hơn rất nhiều lần kích thước một pixel.
Các nguồn sai số gây méo hình này có thể gộp lại thành 2 nhóm: sai số nội tại của
bộ cảm biến thu chụp và sai số do tác động bên ngoài.
Sai số trong q trình xử lý ảnh vệ tinh
Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác của ảnh nắn trong q trình xử
lý. Đó là các yếu tố xuất phát từ bản chất của thiết bị thu chụp như độ phân giải của
ảnh vệ tinh, mơ hình sử dụng để nắn ảnh hay các yếu tố tham gia vào quá trình nắn
chỉnh hình học từ khâu ngoại nghiệp tới khâu nội nghiệp như độ chính xác tăng dày
khống chế ảnh (độ chính xác điểm khống chế ảnh và số lượng điểm, đồ hình bố trí
khống chế ảnh), độ chính xác mơ hình số độ cao.
Thực nghiệm và các kết quả
Mục đích và nội dung thực nghiệm
* Mục đích
Thực nghiệm nắn ảnh vệ tinh SPOT5 Panchromatic độ phân giải 2,5m và
QUICKBIRD đen trắng độ phân giải 0,6m sử dụng các mơ hình vật lý và mơ hình


hàm hữu tỷ trên các phần mềm hiện có tại Việt Nam là: SPACEMAT (Pháp), PCI
(Canada) và ERDAS Imagine.
Từ các kết quả thu được qua thực nghiệm, đánh giá sử dụng phương pháp

mơ hình hóa thích hợp cho một số loại ảnh vệ tinh thu nhận từ các đầu thu chụp
khác nhau.
* Nội dung tiến hành
Phần thực nghiệm thứ nhất là nắn ảnh vệ tinh sử dụng mơ hình vật lý với ảnh
vệ tinh SPOT5 do loại ảnh này được cung cấp tại Việt nam thường là ảnh SPOT5
mức 1A hay 1B luôn kèm theo các thông số chụp ảnh trong dữ liệu đi kèm. Thực
nghiệm này tiến hành đối với các trường hợp: nắn ảnh vệ tinh đơn và nắn theo khối
ảnh với các trường hợp lựa chọn số lượng điểm KCA và đồ hình KC khác nhau, nắn
ảnh vệ tinh với DEM thành lập từ bản đồ địa hình có tỷ lệ khác nhau.
Phần thực nghiệm thứ hai là nắn ảnh vệ tinh sử dụng mơ hình hàm hữu tỷ với
ảnh vệ tinh QUICKBIRD bậc tiêu chuẩn do loại ảnh này được cung cấp phần lớn tại
Việt nam và thường sử dụng trong thực tế sản xuất. Do trong dự án sản xuất thử
nghiệm “Thành lập trực ảnh tỷ lệ 1:5 000 bằng tư liệu ảnh vệ tinh độ phân giải siêu
cao ” - Trung tâm Viễn thám (8/ 2007) nhóm tác giả đã thử nghiệm nắn ảnh vệ tinh
sử dụng mơ hình hàm hữu tỷ với ảnh vệ tinh QUICKBIRD bậc tiêu chuẩn với vùng
địa hình bằng phẳng nên trong đề tài này chỉ tiến hành đối với trường hợp nắn ảnh
vệ tinh QUICKBIRD bậc tiêu chuẩn trong điều kiện có chênh cao địa hình lớn .
Thực nghiệm nắn ảnh vệ tinh sử dụng mơ hình vật lý với ảnh vệ tinh SPOT5
Thực nghiệm nắn ảnh SPOT5 Pan với số điểm KC khác nhau
. Vị trí địa lý:
Khu vực thực nghiệm có phạm vi từ 210 20’ đến 200 40’ vĩ độ Bắc, từ 1050
30’đến 1060 15’ kinh độ Đông.
Đánh giá tư liệu:
- Điểm khống chế: Số lượng điểm KC trong thực nghiệm là 32 điểm. Các
điểm KC đo bằng phương pháp GPS. Tọa độ và độ cao được tính tốn trong hệ tọa
độ VN2000. Độ chính xác đo KC về mặt phẳng   0,2m và về độ cao   0,4m.


- Mơ hình số địa hình (DEM): Trong thực nghiệm sử dụng DEM thành lập từ
kết quả số hoá các yếu tố của bản đồ địa hình tỷ lệ 1:25 000 có sẵn ở khu vực này.

Độ cao địa hình vùng núi khoảng 70m còn ở vùng đồng bằng khoảng 2-5m.
- Tư liệu ảnh vệ tinh: Thực nghiệm tiến hành với ảnh vệ tinh SPOT5 Pan độ
phân giải 2.5m có số hiệu 270308 (10/11/2002), góc nghiêng chụp ảnh +13,8.
Kết quả thực nghiệm:
- Phương án 8 điểm khống chế: Sai số TPTB vị trí điểm Mxy =  2.17m.
- Phương án 9 điểm khống chế: Sai số TPTB vị trí điểm Mxy =  1.62m.
- Phương án 12 điểm khống chế: Sai số TPTB vị trí điểm Mxy =  1.67m.
- Phương án 14 điểm khống chế: Sai số TPTB vị trí điểm Mxy =  1.25m.
Nhận xét:
Sau khi nắn ảnh SPOT Pan có độ phân giải 2.5m sử dụng mơ hình vật lý có
thể nhận thấy rằng với các phương án độ chính xác đều đạt kết quả   2.2m và khi
số lượng điểm khống chế tăng lên thì độ chính xác ảnh nắn cũng tăng lên.
Trong trường hợp số điểm khống chế tăng từ 8 đến 14 điểm thì độ chính xác
ảnh nắn tăng dần đều, trường hợp 9 điểm và 12 điểm thì độ chính xác ảnh nắn là
gần bằng nhau và tiếp tục tăng khi số điểm KC tăng lên 14.
Như vậy, khi sử dụng mô hình vật lý số lượng điểm KC cần thiết trong một cảnh
ảnh đơn tối thiểu là 8 điểm, tốt nhất từ 9 điểm đến 12 điểm là phù hợp với yêu cầu
cả về kỹ thuật và kinh tế.
Thực nghiệm nắn ảnh SPOT5 Pan với điểm KC không rải đều trên ảnh
Vị trí địa lý:
Khu vực thực nghiệm có phạm vi từ 200 25’ đến 210 05’ vĩ độ Bắc, từ 1060
02’ đến 1060 46’ kinh độ Đông.
Đánh giá tư liệu:
- Điểm khống chế : Số lượng điểm KC trong thực nghiệm là 24 điểm. Các
điểm KC đo bằng phương pháp GPS. Tọa độ và độ cao được tính tốn trong hệ tọa
độ VN2000. Độ chính xác đo KC về mặt phẳng   0.2m và về độ cao   0.4m.


- Mơ hình số địa hình (DEM): Trong thực nghiệm sử dụng DEM thành lập từ
kết quả số hoá các yếu tố của bản đồ địa hình tỷ lệ 1:25 000 có sẵn ở khu vực này.

Độ cao địa hình khu vực thực nghiệm vùng núi khoảng 200m còn ở vùng đồng bằng
khoảng 1m.
- Tư liệu ảnh vệ tinh: Thực nghiệm tiến hành với ảnh vệ tinh SPOT5 - Pan độ
phân giải 2.5m có số hiệu 271308/5 (23/12/2003), góc nghiêng chụp ảnh -21.
Các trường hợp thực nghiệm:
- Thực nghiệm trên vùng khơng có điểm KC có độ cao trung bình 1m.
Sai số TPTB vị trí điểm: Mxy =  3.24m.
- Thực nghiệm trên vùng khơng có điểm KC có độ cao trung bình 50m.
Sai số TPTB vị trí điểm: Mxy =  4.02m.
Nhận xét:
Khi tăng dày khống chế trên ảnh đơn khu vực địa hình tương đối bằng phẳng
khơng phức tạp trong trường hợp khơng có điều kiện phân bố đều các điểm khống
chế ảnh, bị khuyết một góc như 2 trường hợp ở trên, qua kết quả thực nghiệm dựa
vào sai số mơ hình (mặt phẳng   5.4m; độ cao   4.2m) và sai số trung phương
trung bình vị trí điểm của các điểm đo bằng cơng nghệ GPS sau bình sai (M xy 
 4.02m) có thể kết luận chỉ đảm bảo độ chính xác cho thành lập bình đồ ảnh vệ

tinh tỷ lệ 1/25 000.
Thực nghiệm nắn ảnh SPOT5 Pan theo khối ảnh có góc nghiêng chụp ảnh lớn với
số lượng điểm KC khác nhau
Vị trí địa lý:
Khu vực thực nghiệm có phạm vi từ 200 00’ đến 210 20’ vĩ độ Bắc, từ 1050
30’ đến 1060 45’ kinh độ Đông.
Đánh giá tư liệu:
- Điểm khống chế: Số lượng điểm KC trong thực nghiệm là 46 điểm. Các
điểm KC đo bằng phương pháp GPS. Tọa độ và độ cao được tính tốn trong hệ tọa
độ VN2000. Độ chính xác đo KC về mặt phẳng   0.2m và về độ cao   0.4m.


- Mơ hình số địa hình (DEM): Trong thực nghiệm sử dụng DEM thành lập từ

kết quả số hoá các yếu tố của bản đồ địa hình tỷ lệ 1:25 000 có sẵn ở khu vực này.
Độ cao địa hình khu vực thực nghiệm Hmin = 1m; Hmax = 600m.
- Tư liệu ảnh vệ tinh: Thực nghiệm tiến hành trên khối ảnh gồm 4 cảnh:
270308 (11/10/02), góc nghiêng +13; 270309 (20/10/03), góc nghiêng +258;
271308 và 271309 (23/12/03), góc nghiêng -210.
Các trường hợp thực nghiệm:
- Phương án 1: số lượng điểm KC là 36 điểm.
Sai số TPTB vị trí điểm: Mxy =  3.74m.
- Phương án 2: số lượng điểm KC là 32 điểm.
Sai số TPTB vị trí điểm: Mxy =  3.80m.
- Phương án 3: số lượng điểm KC là 18 điểm.
Sai số TPTB vị trí điểm: Mxy =  4.27m.
Nhận xét:
Đối với khối ảnh vệ tinh, số lượng điểm khống chế càng nhiều thì độ chính
xác sau khi nắn ảnh càng cao. Ưu điểm của tăng dày khối ảnh vệ tinh là độ chính
xác đồng đều ở khu vực tiếp biên giữa các cảnh ảnh. Địa hình khu vực thực nghiệm
tương đối bằng phẳng, độ chênh lệch sai số vị trí điểm giữa các phương án là khơng
lớn nên có thể sử dụng phương án có số lượng điểm khống chế đối với khối ảnh
gồm 4 cảnh là 32 điểm (trung bình mỗi cảnh khoảng 8 điểm) để đảm bảo yêu cầu
kỹ thuật và đạt hiệu quả kinh tế nhất.

Thực nghiệm nắn ảnh SPOT5 Pan sử dụng mơ hình số DEM khác nhau
Trong thực nghiệm sử dụng DEM thành lập từ bản đồ tỷ lệ 1:25 000 (viết tắt
là DEM25) và DEM thành lập từ bản đồ tỷ lệ 1:50 000 (viết tắt là DEM50).
Vị trí địa lý:
Khu vực thực nghiệm có phạm vi từ 20 0 35’ đến 210 35’ vĩ độ Bắc, từ 106 0 02’ đến
106 0 53’ kinh độ Đông.


Đánh giá tư liệu:

- Điểm khống chế : Số lượng điểm KC đối với cảnh ảnh 271307 là 17 điểm,
với cảnh ảnh 271308 là 23 điểm. Các điểm KC đo bằng phương pháp GPS. Tọa độ
và độ cao được tính tốn trong hệ tọa độ VN2000. Độ chính xác đo KC về mặt
phẳng   0.2m và về độ cao   0.4m.
- Mơ hình số địa hình (DEM): Trong thực nghiệm sử dụng DEM thành lập
từ kết quả số hố các yếu tố của bản đồ địa hình tỷ lệ 1: 25 000 có sẵn ở khu vực.
Độ cao địa hình vùng núi khoảng 1200m cịn ở vùng đồng bằng khoảng 1m.
- Tư liệu ảnh vệ tinh: Thực nghiệm tiến hành với ảnh vệ tinh SPOT5 - Pan độ
phân giải 2.5m có số hiệu 271307/5 (23/12/2003) và 271308/5 (23/12/2003), góc
nghiêng chụp ảnh -21.
Các trường hợp thực nghiệm:
- Trường hợp sử dụng DEM25 và DEM50 với cảnh 271308 có địa hình bằng
phẳng, độ cao trung bình H = 1-5m; với các phương án điểm KC là 17 điểm, 12
điểm , 9 điểm và 6 điểm. Kết quả sai số tại các điểm kiểm tra được thể hiện trong
phụ lục số 4.

- Trường hợp sử dụng DEM25 và DEM50 với cảnh 271307 có địa hình
chênh cao lớn, Hmin = 1m; Hmax = 1200m; với các phương án điểm KC là 12 điểm,
9 điểm và 6 điểm. Kết quả sai số tại các điểm kiểm tra được thể hiện trong phụ lục
số 4.
Nhận xét:
Với địa hình bằng phẳng khi nắn ảnh sử dụng DEM 25 và DEM 50 sai số
vị trí điểm kiểm tra trên ảnh xê dịch trong khoảng  3m đến  4m. Sai số giữa các
phương án điểm chênh nhau khơng lớn, vì vậy với địa hình bằng phẳng sử dụng
DEM25 và DEM50 kết quả nắn ảnh là tương đương nhau.
Với địa hình núi cao khi nắn ảnh sử dụng DEM25 và DEM50 sai số vị trí
điểm kiểm tra trên ảnh xê dịch trong khoảng  3.9 –  4.5m và  4.3 –  4.8m.
Theo đồ thị hình 3.15 phương án 12 điểm KC có sai số là bé nhất. Như vậy với địa

hình núi cao khi nắn ảnh sử dụng DEM25 đạt kết quả tốt hơn và số điểm KC cần sử
dụng là 12 điểm.
Khi sử dụng mơ hình số địa hình phục vụ cho nắn mức 3 ảnh vệ tinh cần phải
quan tâm đến độ chính xác của mơ hình số sử dụng vì điều này cũng ảnh hưởng đến
độ chính xác của bình đồ ảnh sau khi nắn.
Thực nghiệm nắn ảnh vệ tinh sử dụng mơ hình hàm hữu tỷ với ảnh vệ tinh
QUICKBIRD
Thực nghiệm nắn ảnh vệ tinh QUICKBIRD bậc tiêu chuẩn độ phân giải
0.6m trên khu vực có chênh cao địa hình ( Hmin= 1m, Hmax= 700m) áp dụng các hệ
số RPC bậc 1, bậc 2 sử dụng 8, 9 điểm KC và áp dụng các hệ số đa thức hữu tỷ
RPC bậc 1, bậc 2, bậc 3 sử dụng 11, 12, 13 điểm KC.
Đối với mơ hình hàm hữu tỷ bậc 1, SSTP các điểm kiểm tra giảm dần khi số
lượng điểm KC tăng dần và đều   1.2m ( 2 pixel). Với trường hợp 9 điểm KC
SSTP các điểm kiểm tra lớn nhất, điều này có thể lý giải do điểm kiểm tra K084100-KT01 có sai số lớn nhất do nằm ở vùng núi và ở góc cảnh ảnh. Khi sử dụng số
lượng điểm KC từ 11 điểm trở lên SSTP các điểm kiểm tra ổn định hơn.
Khi sử dụng 8 hay 9 điểm KC, mơ hình RFM chỉ có các hệ số RPC bậc 1 và
bậc 2. Qua SSTP các điểm kiểm tra cho thấy áp dụng mơ hình RFM bậc 1 và bậc 2
khi sử dụng 8 hay 9 điểm KC cho kết quả là tương đương nhau. Nhưng khi số điểm
KC tăng từ 12 điểm trở lên thì mơ hình RFM bậc 2 lại cho kết quả tốt hơn so với
mơ hình RFM bậc 1.
Đối với mơ hình RFM bậc 3, khi sử dụng 8 hay 9 điểm KC thì sai số vị trí
điểm KC sau bình sai đều khơng có do chưa đủ số điểm KC cần thiết. Các phương
án 11, 12 hay 13 điểm, SSTP các điểm kiểm tra sau bình sai giảm dần và đều nhỏ
hơn so với các giá trị này nhận được từ kết quả bình sai với mơ hình RFM bậc 1 và
bậc 2 (  1.05m). Khi sử dụng 12 điểm KC trở lên SSTP ổn định và   0.85m.
Do điểm KC trong cảnh ảnh thực nghiệm chỉ có 18 điểm nên khơng thể tiến hành
một số phương án khác để khẳng định thêm.
Theo đồ thị sai số, SSTP trong các phương án bình sai cảnh ảnh theo mơ
hình RFM các bậc khác nhau hầu như không vượt quá  1.2m (2 pixel) và các mô

hình RFM bậc cao hơn cho SSTP thấp hơn rất rõ ràng, nhất là khi số lượng điểm
KC tăng từ 11 điểm trở lên. Có thể giải thích là do phân bố điểm KC và điểm kiểm
tra đối với số lượng điểm từ 11 điểm trở lên trên cảnh ảnh đều hơn, xen kẽ nhau
mặc dù cảnh ảnh bị thiếu ở phía Bắc. Áp dụng mơ hình RFM các bậc 1, 2 và 3 đối
với phương án sử dụng 11 điểm KC trở lên sai số vị trí của các điểm kiểm tra đều
nhỏ hơn hạn sai cho phép của bản đồ tỷ lệ 1: 5 000. Sử dụng các phương án 11, 12
và 13 điểm KC ở các bậc thì SSTP điểm kiểm tra sau bình sai biến đổi khơng nhiều
và gần tương đương nhau. Điều này có ý nghĩa rất quan trọng khi lựa chọn số lượng
điểm KC và số bậc mơ hình cần thiết để đạt hiệu quả về kinh tế mà vẫn đảm bảo
được chất lượng bình đồ ảnh.
Như vậy, với cảnh ảnh QUICKBIRD bậc tiêu chuẩn, thực nghiệm ở vùng có
chênh cao địa hình, khi khơng có nhiều điểm KC thì sử dụng mơ hình RFM bậc 1
và bậc 2 với 8 hay 9 điểm KC cũng có thể cho kết quả đạt độ chính xác của bản đồ
tỷ lệ 1:5 000 nhưng không phải là giải pháp an tồn và hợp lý vì cịn phụ thuộc
nhiều vào đồ hình phân bố điểm KC, điểm kiểm tra. Khi số điểm KC tăng từ 11
điểm trở lên thì các mơ hình RFM bậc 1, bậc 2 hay bậc 3 mới cho kết quả sai số ổn
định hơn, đạt yêu cầu của bản đồ tỷ lệ 1: 5 000. Ngoài ra các điểm KC, điểm kiểm
tra cần phân bố rải đều trên toàn bộ cảnh ảnh, nhất là ở các rìa ảnh.
Sử dụng mơ hình RFM với các hệ số RPC được cung cấp cùng dữ liệu ảnh
đối với sản phẩm ảnh QUICKBIRD bậc tiêu chuẩn sẽ cho kết quả đạt độ chính xác
khá cao trong việc thành lập bình đồ ảnh tỷ lệ lớn. Về sơ đồ bố trí và số lượng điểm
KC trên một cảnh ảnh đơn, có chênh cao địa hình lớn thì lựa chọn phương án 18
điểm phân bố đều trên ảnh, trong đó sử dụng 12 hay 13 điểm KC và 6 hay 5 điểm
kiểm tra tùy theo địa hình khu vực là phương án đảm bảo phù hợp giữa yêu cầu độ
chính xác và yêu cầu về kinh tế.
10. Kết luận
Kết quả nghiên cứu của đề tài cho phép đưa ra các kết luận như sau:
- Qua thực nghiệm khi sử dụng hai mơ hình vật lý và mơ hình hàm hữu tỷ để
nắn ảnh vệ tinh đơn với số liệu đầu vào như trong thực nghiệm thì cho độ chính xác

ảnh SPOT5 Pan sau khi nắn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật cho việc thành lập bình đồ
ảnh tỷ lệ 1:10 000 và đối với ảnh QUICKBIRD đen trắng là 1:5 000.
- Ở các phương án thử nghiệm nhận thấy khi các điểm KCA bố trí đều trên
cảnh ảnh thì sai số của các điểm KCA rất đồng đều. Điều này rất quan trọng vì nó
cũng liên quan tới đồ hình bố trí điểm KC thực địa và chất lượng ảnh sau khi nắn.
- Để đảm bảo độ chính xác của ảnh sau khi nắn cần nâng cao độ chính xác xác
định điểm KCA trên ảnh vệ tinh và đo đạc điểm KCA ngoại nghiệp. Cụ thể là phải
chú trọng chất lượng việc chọn điểm KCA phục vụ nắn ảnh.
* Sử dụng mơ hình vật lý để nắn ảnh vệ tinh SPOT5
- Số lượng điểm khống chế tối thiểu từ 9 điểm đến 12 điểm KC ở vùng bằng
phẳng (độ cao trung bình 1-5m), sử dụng DEM thành lập từ bản đồ địa hình tỷ lệ
1:25 000 thì bình đồ ảnh có thể đạt độ chính xác ở tỷ lệ 1:10 000.
- Số lượng điểm khống chế tối thiểu là 12 điểm KC ở vùng có chênh cao lớn
(Hmin= 1m, Hmax=1200m), sử dụng DEM thành lập từ bản đồ địa hình tỷ lệ 1:25 000
thì bình đồ ảnh có thể đạt độ chính xác ở tỷ lệ 1:10 000 và DEM thành lập từ bản đồ
địa hình tỷ lệ 1:50 000 thì bình đồ ảnh chỉ đạt độ chính xác ở tỷ lệ 1:25 000.
Các trường hợp trên kết quả chỉ có thể đạt được khi các điểm được phân bố
đều trên ảnh và có các điểm kiểm tra xen kẽ các điểm KC.
Nếu các điểm KC không thể bố trí đều trên ảnh thì kết quả chỉ đạt độ chính
xác cho thành lập bình đồ ảnh tỷ lệ 1:25 000 và nhỏ hơn.
- Đối với khối ảnh vệ tinh với địa hình bằng phẳng số lượng điểm KC sử dụng
tối thiểu 8 điểm/cảnh ảnh trong khối, phân bố rải đều trên thì kết quả đạt được độ
chính xác để thành lập bình đồ ảnh tỷ lệ 1:10 000.
* Sử dụng mơ hình hàm hữu tỷ nắn ảnh vệ tinh QUICKBIRD bậc Tiêu chuẩn
- Khi sử dụng 8 hay 9 điểm KC, mơ hình RFM chỉ có các hệ số RPC bậc 1
và bậc 2 và cho kết quả sai số vị trí điểm sau khi nắn là tương đương nhau.
- Số lượng điểm khống chế tối thiểu từ 11 điểm đến 13 điểm KC ở vùng có
chênh cao lớn (Hmin= 1m, Hmax=700m) thì bình đồ ảnh có thể đạt độ chính xác ở tỷ

lệ 1:5 000. Trong thực nghiệm sử dụng DEM thành lập từ bản đồ địa hình tỷ lệ
1:25000 đạt kết quả tốt nhưng do có ít điểm kiểm tra trên vùng núi cao nên cần phải
khảo cứu thêm trên một số khu vực địa hình đặc trưng hơn nữa.
- Sử dụng các phương án 11, 12 và 13 điểm KC ở bậc 1, bậc 2 và bậc 3 thì
SSTP điểm kiểm tra sau bình sai biến đổi khơng nhiều và gần tương đương nhau.
Từ các kết quả thực nghiệm đưa ra các đề xuất sau:
- Đối với trường hợp các loại ảnh SPOT, QUICKBIRD bậc cơ sở sử dụng mơ
hình vật lý để nắn chỉnh hình học thì đạt độ chính xác cao và có hiệu quả hơn khi sử
dụng mơ hình hàm hữu tỷ về mặt kinh tế.
- Đối với trường hợp ảnh QUICKBIRD khi nhà cung cấp ảnh không cung cấp
loại ảnh cơ sở (Basic) nên không sử dụng được mơ hình vật lý thì áp dụng mơ hình
hàm hữu tỷ trong q trình mơ hình hố ảnh cũng cho độ chính xác cao nhưng số
lượng điểm KCA cần nhiều hơn.
- Đối với ảnh vệ tinh SPOT5: số lượng điểm KC trên cảnh ảnh từ 9 điểm đến
12 điểm ở vùng bằng phẳng và tối thiểu 12 điểm ở vùng có chênh cao địa hình,
ngồi ra cịn các điểm kiểm tra xen kẽ; điểm KC ngoại nghiệp cần bố trí đều trên
tồn bộ cảnh ảnh. Sử dụng DEM thành lập từ bản đồ tỷ lệ 1:25 000 và mơ hình vật
lý để nắn ảnh thành lập bình đồ ảnh thì kết quả đạt độ chính xác của bản đồ tỷ lệ
1:10 000.
- Đối với khối ảnh vệ tinh SPOT5 ở khu vực địa hình bằng phẳng, số lượng
điểm KC sử dụng tối thiểu 8 điểm/cảnh ảnh, phân bố đều thì kết quả cũng đạt được
độ chính xác để thành lập bình đồ ảnh tỷ lệ 1:10 000.
- Đối với ảnh vệ tinh QUICKBIRD bậc tiêu chuẩn: số lượng điểm khống chế
từ 11 điểm đến 13 điểm KC ở vùng có chênh cao địa hình có các điểm kiểm tra xen
kẽ, rải đều trên toàn bộ cảnh ảnh nhất là ở các rìa ảnh; sử dụng DEM tốt nhất thành
lập từ bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10 000 và lớn hơn; mơ hình RFM với các hệ số RPC
để nắn ảnh thì bình đồ ảnh có thể đạt độ chính xác ở tỷ lệ 1:5 000.

- Đối với việc thành lập bình đồ ảnh tỷ lệ lớn như 1:10 000, 1:5 000 ở khu vực có
chênh cao địa hình nên sử dụng DEM có độ chính xác cao như thành lập từ cơng
nghệ đo vẽ lập thể ảnh hàng không, công nghệ LIDAR...

References :
1. Nguyễn Xuân Lâm (2006), Đề tài nghiên cứu cấp Bộ: Nghiên cứu một số giải
pháp kỹ thuật xử lý ảnh viễn thám độ phân giải cao cho mục đích thành lập bản
đồ chuyên đề tỷ lệ 1 :10 000 và lớn hơn.
2. Tổng cục Địa chính (2002), Quy trình hiện chỉnh bản đồ địa hình bằng ảnh vệ
tinh, Hà nội.
3. Cao Xuân Triều, Tăng Quốc Cương (2007), Tìm hiểu và đánh giá về mơ hình
hàm số hữu tỷ: Các phương pháp và ứng dụng, Bài báo, Đặc san Viễn thám và
Địa tin học số 2 (4/2007), Trung tâm Viễn thám.
4. Nguyễn Hà Phú và nnk (2007), Thành lập trực ảnh tỷ lệ 1:5 000 bằng tư liệu ảnh
vệ tinh độ phân giải siêu cao, Dự án SXTN, Trung tâm Viễn thám.
5. Institut Geographique National (2006), Block Adjustments Software, IGN
ESPACE, Toulouse, France.
6. Institut Geographique National (2001), Logiciel DELTAMULTI, Manuel
Utilisateur Version 1.0, IGN ESPACE, Toulouse, France.
7. SPOT IMAGE (2002), Spot Satellite Geometry Handbook, Toulouse, France.
8. Space Imaging (2003), RPC Block Adjustment Certification of PCI Geomatica
OrthoEngine 9.0.
9. Philip Cheng, Thierry Toutin, Yun Hang, Matthew Wood, Quickbird- Geometric
Correction, Path and Block Processing and Data Fusion, Bài báo.


22