Đồ án khảo sát độ chính xác lưới tam giác ảnh không gian trên trạm ảnh số SSK intergraph

1
MỤC LỤC
MỤC LỤC 1
MỞ ĐẦU 4
CHƯƠNG 1: VỊ TRÍ VÀ NHIỆM VỤ CỦA CÔNG TÁC TĂNG DÀY
ĐIỂM KHỐNG CHẾ TRONG ĐO ẢNH 6
1.1. Vị trí và nhiệm vụ của công tác tăng dày điểm khống chế trong
phương pháp đo ảnh số 6
1.1.1.Nhiệm vụ của công tác tăng dày khống chế ảnh 6
1.1.2. Vị trí của công tác tăng dày điểm khống chế 7
1.2. Những yêu cầu đối với điểm khống chế ảnh tăng dày 9
1.2.1. Định nghĩa điểm khống chế ảnh tăng dày 9
1.2.2. Yêu cầu về độ chính xác của điểm khống chế ảnh tăng dày 9
1.2.3. Yêu cầu về vị trí điểm đối với các điểm khống chế ảnh 13
1.2.4. Những yêu cầu đối với điểm khống chế ngoại nghiệp 13
1.3. Các phương pháp xây dựng lưới tam giác ảnh không gian 15
1.3.1. Phương pháp xây dựng lưới TGAKG theo mô hình 15
1.3.2. Phương pháp xây dựng lưới TGAKG theo chùm tia 26
CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH XÂY DỰNG LƯỚI TGAKG TRÊN TRẠM
ẢNH SỐ SSK INTERGRAPH 36
2.1. Khái niệm ảnh số và những tính chất cơ bản của ảnh số 36
2.1.1. Khái niệm về ảnh số 36
2.1.2. Những tính chất cơ bản của ảnh số 37
2.2. Khái niệm về đo vẽ ảnh số 40
2.2.1. Định nghĩa về phương pháp đo ảnh số 40
2.2.2. Quy trình thành lập BĐĐH bằng phương pháp ảnh số 41
2.3. Phương pháp tăng dày ảnh số 44
2.3.1. Nguyên lý của phương pháp 44
2
2.3.2. Đặc điểm của phương pháp 44
2.4. Quy trình tăng dày trên trạm ảnh số SSK Intergraph 45

2.4.1. Sơ đồ cấu trúc phần mềm trên trạm ảnh số SSK Intergraph 45
2.4.2. Sơ đồ quy trình xây dựng lưới TGAKG trên trạm ảnh số SSK
Intergraph bằng phần mềm Photo – T 47
2.5. LÝ THUYẾT SAI SỐ CỦA LƯỚI TGAKG 48
2.5.1. Các nguồn sai số trong lưới tam giác ảnh không gian 48
2.5.2. Các phương pháp xử lý ảnh hưởng của các loại sai số trong lưới tam
giác ảnh không gian 51
2.5.3. Cơ sở đánh giá độ chính xác lưới TGAKG 52
2.6. Độ chính xác lưới TGAKG trên trạm ảnh số SSK INTERGRAPH.53
2.6.1. Các nguồn sai số trong đo ảnh số 53
2.6.2. Yêu cầu độ chính xác thành lập lưới TGAKG trên trạm ảnh số SSK
Intergraph 54
CHƯƠNG 3: KHẢO SÁT ĐỘ CHÍNH XÁC TGAKG TRÊN TRẠM ẢNH
SỐ SSK INTERGRAPH 57
3.1. Vị trí địa lý và các tư liệu của khu đo 57
3.1.1. Vị trí địa lý của khu đo thực nghiệm 57
3.1.2. Thông số bay chụp ảnh 57
3.1.3. Sơ đồ khối ảnh thực nghiệm 58
3.1.4. Số liệu điểm khống chế ngoại nghiệp 59
3.2. Quy trình xây dựng TGAKG trên trạm ảnh số SSK Intergraph 60
3.2.1. Tạo mới project: 60
3.2.2. Nhập thông số cho camera 62
3.2.3. Nhập thông số cho tuyến bay 63
3.2.4. Nhập toạ độ điểm KCNN 65
3.2.5. Xây dựng lưới TGAKG 66
3
3.3. Độ chính xác của lưới tam giác ảnh không gian thử nghiệm 72
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 73
TÀI LIỆU THAM KHẢO 74
4

MỞ ĐẦU
Phương pháp đo ảnh ra đời đã đánh dấu sự phát triển vượt bậc của ngành
khoa học trái đất nói chung và ngành trắc địa nói riêng. Phương pháp đo ảnh ra
đời từ những năm 50 của thế kỷ 19 và không ngừng phát triển từ phương pháp
đo ảnh tương tự đến phương pháp đo ảnh giải tích và ngày nay là phương pháp
ảnh số. Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ tin học và các kỹ thuật
tính toán, phương pháp đo ảnh số đang được ứng dụng rộng rãi để thành lập bản
đồ địa hình và bản đồ địa chính tại các cơ sở sản xuất trong nước.
Phương pháp đo ảnh số có ưu điểm là độ chính xác và hiệu quả cao nhờ
khả năng tự động hóa trong quá trình đo ảnh như: tự động khớp ảnh trong định
hướng và đo ảnh, tự động xây dựng mô hình lập thể, thành lập mô hình số độ
cao, nội suy đường bình độ và nắn ảnh trực giao.v.v… Trong đó, công tác tăng
dày không chế ảnh hay còn được gọi là công tác xây dựng lưới tam giác ảnh
không gian nhằm xác định tọa độ trắc địa của các điểm khống chế đo vẽ được
chọn tại những vị trí phù hợp trên các ảnh đo nhằm làm cơ sở liên kết các đối
tượng đo vẽ trong phòng với thực địa. Hiện nay, công tác tăng dày ảnh số ngày
càng được áp dụng nhiều hơn trong sản xuất. Tuy nhiên, độ chính xác của lưới
tam giác ảnh không gian được xây dựng bằng công nghệ ảnh số vẫn đang được
các nhà khoa học quan tâm và nghiên cứu.
Để đáp ứng những yêu cầu thực tế nhằm nâng cao kiến thức học tập, em
đã thực hiện đề tài tốt nghiệp với nội dung ” Khảo sát độ chính xác lưới tam
giác ảnh không gian trên trạm ảnh số SSK Intergraph” dưới sự hướng dẫn
của Cô giáo Lê Minh Hằng cùng các thày cô giáo trong bộ môn trắc địa bản đồ.
Qua thời gian nghiên cứu lý thuyết và tiến hành làm thí nghiệm trên trạm
ảnh số SSK Intergraph, em đã hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình. Nội dung
đồ án của em bao gồm những phần sau:
Chương 1: Vị trí và nhiệm vụ của công tác tăng dày điểm khống chế trong đo
ảnh
5
Chương 2: Quy trình xây dựng lới TGAKG trên trạm ảnh số SSK Intergraph

Chương 3: Khảo sát độ chính xác lưới TGAKG trên trạm ảnh số SSK
Intergraph.
Mặc dù đã cố gắng nghiên cứu, học hỏi nhưng với thời gian có hạn, kiến
thức thực tế chưa được đầy đủ nên trong nội dung đồ án của em sẽ không tránh
khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự chỉ dạy của các thày cô giáo
trong bộ môn và sự đống góp ý kiến của các bạn đồng nghiệp. Là một sinh viên
em xin được bày tỏ lòng biết ơn của mình đối với sự hướng dẫn tận tình chu đáo
của Cô giáo cùng toàn thể các thày cô giáo trong Bộ môn trắc địa bản đồ.
Hà nội, ngày tháng năm 2013
Sinh viên thực hiện

6
CHƯƠNG 1 : VỊ TRÍ VÀ NHIỆM VỤ CỦA CÔNG TÁC TĂNG
DÀY ĐIỂM KHỐNG CHẾ TRONG ĐO ẢNH
1.1. Vị trí và nhiệm vụ của công tác tăng dày điểm khống chế trong phương
pháp đo ảnh số
1.1.1.Nhiệm vụ của công tác tăng dày khống chế ảnh
Hiện nay, ở nước ta áp dụng nhiều phương pháp để thành lập bản đồ như:
 Phương pháp đo trực tiếp ngoài thực địa
 Phương pháo đo bằng ảnh chụp
 Phương pháp biên tập từ bản đồ tỷ lệ lớn
Trong các phương pháp thành lập bản đồ nêu trên thì phương pháp thành
lập từ ảnh chụp là phương pháp chiếm tỷ trọng từ 90-95% số lượng bản đồ địa
hình và địa chính ở nước ta và các nước tiên tiện. Phương pháp thành lập bản đồ
từ ảnh có hai quy trình cơ bản như sau:
 Quy trình thành lập bản đồ bằng phương pháp đo ảnh đơn
 Quy trình thành lập bản đồ bằng phương pháp đo ảnh lập thể
Phương pháp đo ảnh đơn lấy ảnh nắn làm nền để xác định vị trí mặt
phẳng của các nội dung địa vật của bản đồ. Phương pháp đo ảnh đơn được ứng
dụng để thành lập bản đồ ở vùng bằng phẳng là chủ yếu. Phương pháp đo ảnh

đơn có thế được thực hiện trên nền ảnh nắn quang cơ hoặc trên nền ảnh nắn và
kỹ thuật số hóa.
Phương pháp đo lập thể chủ yếu áp dụng cho vùng dồi núi và những vùng
có độ chênh cao lớn. Phương pháp đo lập thể có thể tiến hành dựa trên các
phương pháp sau:
 Phương pháp tương tự (toàn năng và vi phân)
 Phương pháp giải tích
 Phương pháp đo ảnh số
7
Để thành lập bản đồ theo phương pháp đo ảnh đơn hay theo phương pháp
đo lập thể thì đều cần có các điểm khống chế thích hợp. Trong công tác đo vẽ
ảnh không, các điểm khống chế là cơ sở cho việc xác định vị trí không gian
trong hệ tọa độ trắc địa của các chùm tia hoặc các mô hình lập thể được xác định
từ các ảnh bay chụp, vì các nguyên tố định hướng ngoài của ảnh hành không
thường không được xác định bằng các phương pháp vật lý trong khi bay chụp
với độ chính xác yêu cầu.
Tuy nhiên, nếu tất cả các điểm không chế ảnh đều phải tiến hành đo đạc
xác định ngoài thưc địa thì khối lượng công tác sẽ tăng lên rất lớn. Vì vây trong
phương pháp đo ảnh, người ta dựa trên các tính chất hình học cơ bản của ảnh đo
và các nguyên lý cơ bản về mối quan hệ giữa ảnh đo, mô hình lập thể và miền
thực địa để xây dựng các phương pháp đo đạc trong phòng nhằm xác định tọa độ
trắc địa của các điểm khống chế ảnh thay cho phần lớn công tác đo đạc ngoài
trời. Công tác này được gọi là công tác tăng dày khống chế ảnh trong Trắc địa
ảnh.
Nhiệm vụ của công tác tăng dày khống chế ảnh là xác định tọa độ trắc
địa của các điểm khống chế đo vẽ ảnh được chọn và đánh dấu ở những vị trí
thích hợp trên các ảnh đo nhằm làm cơ sở cho việc liên kết các đối tượng đo vẽ
trong phòng với miền thực địa phục vụ chi các công tác đo vẽ nội nghiệp vẽ sau
(như công tác nắn ảnh hoặc công tác định hướng mô hình lập thể).
1.1.2. Vị trí của công tác tăng dày điểm khống chế

Qua sơ đồ quy trình công nghệ cơ bản của phương pháp thành lập bản đồ
bằng ảnh hang không nên trên có thế thấy rằng : công tác tăng dày không chế
ảnh vẫn giữ vị trí quan trọng trong toàn bộ quy trình đo vẽ ảnh hiện đại. Đây là
công việc đầu tiên của quy trình công nghệ thành lập bản đồ trong phần nội
nghiệp. Nó rất quan trọng bởi nếu công việc đầu tiên này không đạt được độ
chính xác cao thì các công đoạn tiếp theo cũng sẽ không đạt yêu cầu.
8
SƠ ĐỒ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CƠ BẢN CỦA PHƯƠNG PHÁP
THÀNH LẬP BẢN ĐỒ TỪ ẢNH HÀNG KHÔNG
Hình 1.1. Sơ đồ quy trình công nghệ đo vẽ ảnh hàng không
MIỀN THỰC ĐỊA
Công tác bay chụp
Công tác tăng dày
khống chế ảnh
Các kết quả đo vẽ
Công tác đo nối KC
Công tác điều vẽ
Biên tập và kiểm tra sửa
chữa
Các quá trình xử lý và đo vẽ ảnh trong phòng
Giao nộp sản phẩm
9
1.2. Những yêu cầu đối với điểm khống chế ảnh tăng dày
1.2.1. Định nghĩa điểm khống chế ảnh tăng dày
Điểm khống chế ảnh tăng dày là điểm ảnh rõ nét được chọn và đánh dấu
trên ảnh và đồng thời được xác định tọa độ trắc địa bằng phương pháp trong
phòng.
1.2.2. Yêu cầu về độ chính xác của điểm khống chế ảnh tăng dày
Trong phương pháp đo vẽ ảnh đơn và lập thể, các nội dung bản đồ đếu
được đo vẽ trực tiếp từ các ảnh đo và được định hướng trong hệ tọa độ trắc địa

trên cơ sở các điểm khống chế ảnh được tăng dày. Vì vậy, độ chính xác của các
điểm khống chế ảnh tăng dày cần phải cao hơn độ chính xác của nội dung bản
đồ ít nhất là một cấp.
(1.1)
Trong đó : sai số điệm khống chế ảnh tăng dày
sai số nội dung bản đồ
Độ chình xác của nội dung bản đồ bao gồm độ chính xác về mặt bằng độ
chính xác về độ cao theo quy phạm.
Sai số trung bình cho phép của tọa độ và độ cao điểm khống chế ảnh
Vùng đo vẽ
Sai số trung bình
mặt phẳng
Sai số trung bình độ cao
(tính theo khoảng cao đều đường bình độ)
0.5-1m 2m 2.5m 5m 10m
Vùng đồng
bằng
± 0.35 mm 1/5 ¼ 1/4
Vùng đồi ± 0.35m 1/4 1/3
Vùng núi ± 0.50m 1/3 1/3
10

Trong phương pháp đo ảnh giải tích, độ chính xác của nội dung đo vẽ
quyết định bằng độ chính xác đoán nhận điểm ảnh. Với những tiến bộ kỹ thuật
chụp ảnh và đo ảnh hiện nay, độ chính xác này có thế đạt đến ± 0.01 mm. Do
đó, sai số trung bình cho phép của vị trí mặt phẳng của điểm khống chế tăng dày
được tính theo công thức sau:
. (m) ( 1.2 )
Trong phương pháp đo ảnh giải tích hoặc đo ảnh số, sai số độ cao trung
bình các điểm khống chế ảnh tăng dày cho phép là :

. . ( 1.3 )
Trong đó : mấu số tỷ lệ ảnh
tiêu cự của máy chụp ảnh
Quan hệ giữa tỷ lệ ảnh và tỷ lệ bản đồ được biểu diễn thông qua công
thức Gruber, tức là :
( 1.4 )
Trong đó : – mẫu số tỷ lệ bản đồ
C là hệ số kinh tế hay còn gọi là hệ số Gruber.
Hiện nay, nhờ các tiến bộ kỹ thuật trong công tác bay chụp ảnh và đo ảnh,
hệ số C được xác định trong khoảng từ 200
11
1.2.3. Yêu cầu về số lượng và phương án bố trí điểm
Số lượng và phương án bố trí điểm khống chế đo vẽ trên các ảnh đo do
phương pháp đo vẽ ảnh quyết định.
a.Trong phương pháp đo vẽ ảnh phối hợp:
Phương pháp đo vẽ ảnh phối hợp lấy các ảnh đơn làm cơ sở thì số lượng
và phương án bố trí điểm khống chế trên ảnh phải thỏa mãn yêu cầu của công
tác nắn ảnh. Trong phương pháp nắn ảnh, mỗi ảnh đo cần phải có ít nhất 4 điểm
khống chế, nằm ở 4 góc của diện tích đo vẽ. Ngoài ra,để kiểm tra độ chính xác
nắn ảnh, thường trên mỗi ảnh được bố trí thêm điểm thứ 5 ở giữa ảnh.
Sau đây là phương án bố trí điểm tối ưu vế số lượng và vị trí đối với điểm
khống chế nắn ảnh khi chụp ảnh chuẩn.
- Điểm khống chế ảnh
Hình 1.2. Phương án bố trí điểm khống chế nắn ảnh khi chụp ảnh chuẩn
Theo phương án bố trí điểm như Hình 1 .2, số lượng điểm khống chế
tăng dày trong mỗi dải ảnh và trong toàn khu đo được tính theo các công thức :
( 1.5)
( 1.6 )
Trong đó : i là số ảnh và k là số dải ảnh
Ảnh đơn

Mô hình lập thể
12
b. Trong phương pháp đo vẽ ảnh lập thể:
Phương pháp đo vẽ ảnh lập thể lấy điểm khống chế ảnh là cơ sở cho công
tác định hướng các mô hình lập thế. Do đó, mỗi mô hình phải có ít nhất 3 điểm
khống chế. Để tăng độ chính xác và kiểm tra công tác định hướng thường bố trí
4 điểm khống chế ảnh ở 4 góc của mô hình lập thể.
Hình 1 .3 thể hiện phương án bố trí điểm tối ưu vế số lượng và vị trí đối
với điểm khống chế ảnh khi chụp ảnh chuẩn.

- Điểm khống chế ảnh
Hình 1.3. Phương án bố trí điểm khống chế ảnh trong phương pháp đo ảnh lập
thể khi ảnh chụp tiêu chuẩn
Đối với phương án bố trí điểm này, số điểm khống chế trong mỗi dải ảnh
và trong toàn khối được tính theo các công thức sau :
=2i ( 1.7 )
=i(k+1) ( 1.8 )
Trong đó : i là số ảnh và k là số dải ảnh
13
1.2.3. Yêu cầu về vị trí điểm đối với các điểm khống chế ảnh
Điều kiện lựa chọn vị trí các điểm khống chế ảnh tăng dày phục vụ cho
công tác đo vẽ trong phòng như sau :
 Không được sát mép ảnh dưới 1 cm và các dấu đặc biệt của ảnh (như
đường ép phẳng, bọt nước, đồng hồ…) dưới 1 mm.
 Không được cách các vị trí tiêu chuẩn cho từng trường hợp bố trí điểm
quá 1 cm.
 Phải có khả năng sử dụng chung cho các ảnh kề cùng dải bay và dải bay
bên cạnh. Trong trường hợp độ phủ của ảnh không tiêu chuẩn, điểm
khống chế có thể chọn riêng cho từng dải bay, nhưng phải nằm trên
đường thẳng góc với cạnh đáy ảnh kẻ từ điểm chính ảnh và cách điểm

chính ảnh không nhỏ hơn một cạnh đáy ảnh.
 Tại những vị trí tiêu chuẩn nói trên, điểm khống chế tăng dày phải được
chọn trên những địa vật có hình ảnh rõ nét, dễ đoán nhận và có khả năng
châm chích chính xác vị trí của nó trên các ảnh kề nhau. Những địa vật
như vậy thường là :
 Giao điểm của các địa vật hình tuyến có góc cắt bằng 90
0
.
 Góc của các mảnh ruộng , mảnh đất hay mảnh thực vật có hình dạng rõ
rệt và độ tương phản lớn.
 Các địa vật riêng lẻ đặc biệt (như các dấu mốc nhân tạo).
1.2.4. Những yêu cầu đối với điểm khống chế ngoại nghiệp
a. Định nghĩa
Điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp là điểm ảnh rõ rệt được nhận biết trên
ảnh và trên thực địa và tọa độ trắc địa của chúng được xác định trực tiếp ngoài
thực địa.
Toàn bộ công việc xác định trực tiếp ngoài thực địa điểm khống chế ảnh
ngoại nghiệp được gọi là công tác đo nối.
14
b. Yêu cầu về độ chính xác đối với điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp
Vì điểm khống chế ngoại nghiệp là cơ sở để xác định toạ độ trắc địa của
các điểm tăng dày nên độ chính xác của chúng về nguyên tắc sẽ cao hơn điểm
tăng dày một cấp đồng thời vị trí của chúng được đánh dấu trên ảnh với độ chính
xác
±
0.05 mm khi phục vụ tăng dày cho đo vẽ bản đồ tỷ lệ lớn và
±
0.1 mm khi
phục vụ tăng dày cho đo vẽ bản đồ tỷ lệ trung bình và nhỏ.
2

TD
kcnn
m
m ±≤
hoặc
2
BD
kcnn
m
m ±≤
Các điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp thường được thiết kế đo nối bằng
các phương pháp trắc địa truyền thống nhưng hiện nay công nghệ định vị vệ tinh
GPS được sử dụng rộng rãi thay cho phương pháp trắc địa truyền thống.
c. Yêu cầu về số lượng và phương án bố trí điểm
Số lượng điểm và phương án bố trí điểm khống chế ngoại nghiệp phụ
thuộc vào độ chính xác cần đạt của điểm khống chế để phục vụ cho nhiệm vụ đo
vẽ cụ thể. Ngày nay, với những phát triển mới của các phương pháp tam giác
ảnh cho phép nâng cao độ chính xác và hiệu quả của công tác tăng dày, nên số
lượng điểm khống chế ngoại nghiệp được giảm tới mức tối thiểu và phương án
bố trí điểm cũng rất linh hoạt.
Hình 1 .4 mô tả một vài ví dụ về phương án bố trí điểm khống chế ngoại
nghiệp cho công tác tăng dày theo các phương pháp khác nhau.
a)
b) c) d)
15
: §iÓm khèng chÕ ngo¹i nghiÖp tæng hîp
: §iÓm khèng chÕ ngo¹i nghiÖp ®é cao
Hình 1.4. Các phương án bố trí điểm khống chế ngoại nghiệp
a) Phương án bố trí điểm KC ảnh ngoại nghiệp cho lưới dải bay;
b) Phương án bố trí điểm KC ảnh ngoại nghiệp cho lưới khối không sử dụng

toạ độ tâm chụp bằng GPS;
c) Phương án bố trí điểm KC ảnh ngoại nghiệp cho lưới khối có sử dụng toạ
độ tâm chụp và có đường bay chặn (xác định được liên kết độ cao giữa
các dải bay).
d) Phương án bố trí điểm KC ảnh ngoại nghiệp tối thiểu cho lưới khối có sử
dụng toạ độ tâm chụp xác định bằng DGPS và không có đường bay chặn.
1.3. Các phương pháp xây dựng lưới tam giác ảnh không gian
Phương pháp tăng dày là phương pháp sử dụng các mô hình lập thể hoặc
các chùm tia để tạo ra một lưới tam giác ảnh không gian (TGAKG), định hướng
chúng trong hệ tọa độ trắc địa và xác định tọa độ trắc địa của tất cả các điểm
khống chế ảnh. Phương pháp tăng dày còn dược gọi là phương pháp tam giác
ảnh không gian.
1.3.1. Phương pháp xây dựng lưới TGAKG theo mô hình
1.3.1.1. Nguyên lý xây dựng lưới TGAKG theo mô hình :
1. Lấy mô hình lập thể làm đơn vị hình học cơ bản để xây dựng lưới. Các mô
hình lập thể được xây dựng cơ sở thực hiện điều kiện đồng phẳng của hai véc tơ
điểm ảnh cùng tên trên cặp ảnh lập thể. Mô hình lập thể có thể được xây dựng
trực tiếp trên các máy đo vẽ toàn năng, mô hình này được gọi là mô hình lập thể
tương tự hoặc được xây dựng thông qua việc giải bài toán định hướng tương đối
với các trị đo tọa độ ảnh, mô hình này được gọi là mô hình lập thể giải tích.
2. Liên kết các mô hình lập thể thành lưới tam giác ảnh không gian thông qua
việc chuyển đổi hệ tọa độ mô hình lập thể về hệ tọa độ chung của lưới. Cơ sở
thực hiện quá trình liên kết các mô hình lập thế là các điểm chung trên các mô
hình kề nhau, trong đó có điểm tâm chiếu (Hình 1.4).
16
3. Định hướng tuyệt đối lưới trong hệ tọa độ trắc địa và bình sai lưới để xác định
tọa độ trắc địa các điểm khống chế ảnh tăng dày. Cơ sở của quá trình định
hướng tuyệt đối và bình sai lưới là các điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp có
trong lưới.
• Điểm tâm chiếu

a. Các điểm liên kết mô hình
b. Lưới TGAKG sau khi liên kết mô hình
Trong đó : - Điểm khống chế tăng dày
- Điểm khống chế ngoại nghiệp
Hình 1.5. Sơ đồ nguyên lý xây dựng lưới TGAKG theo mô hình
b. Quy trình xây dựng lưới TGAKG theo mô hình :
Lưới TGAKG theo mô hình được xây dựng theo trình tự nhất định. Trong
đó, việc thành lập chính xác các mô hình đóng vai trò quyết định độ chính xác
của kết quả bình sai. Phương pháp tam giác ảnh không gian theo mô hình được
thực hiện theo quy trình công nghệ trong Hình 1 .6:
17
Hình 1.6. Sơ đồ xây dựng TGAKG theo mô hình
TƯ LIỆU ẢNH
THIẾT KẾ KỸ THUẬT
LƯỚI TĂNG DÀY
ĐO TỌA ĐỘ ẢNH CÁC ĐIỂM TĂNG
DÀY VÀ ĐIỂM KCNN
XỬ LÝ SỐ LIỆU ĐO ẢNH VÀ HIỆU
CHỈNH CÁC SAI SỐ HỆ THỐNG
XÂY DỰNG MÔ HÌNH LẬP THỂ VÀ
TÍNH TỌA ĐỘ MÔ HÌNH
ĐỊNH HƯỚNG TUYỆT ĐỐI VÀ
TÍNH TOÁN BÌNH SAI KHỐI LƯỚI
TGAKG
THỐNG KÊ KẾT QUẢ BÌNH SAI VÀ
LƯU TRỮ
ĐO NỐI KHỐNG CHẾ
NGOẠI NGHIỆP
18
1.3.1.2. Đặc điểm của phương pháp xây dựng TGAKG theo mô hình

1 . Lưới tam giác ảnh không gian (TGAKG) có thể được xây dựng từ các loại
mô hình lập thể khác nhau (giải tích hoặc tương từ) với các trị đo là tọa độ mô
hình của các điểm trong lưới. Các trị tọa độ mô hình có thể được đo trực tiếp
trên maý toàn năng khi xây dựng mô hình tương tự hoặc được tình từ các tọa độ
ảnh khi xây dựng mô hình giải tích. Khi xây dựng mô hình lập thể giải tích cho
phép loại trừ phần lớn ảnh hưởng của sai số hệ thống đối với tọa độ ảnh trước
khi tính toán xây dựng mô hình nên lưới TGAKG theo mô hình ít chịu ảnh
hưởng trực tiếp của các loại số hệ thống của ảnh.
2. Lưới tam giác ảnh không gian được xây dựng với cơ sở toán học chặt chẽ nên
có khả năng đạt độ chính xác cao, thỏa mãn yêu cầu công tác đo vẽ bản đồ các
loại tỷ lệ, đặc biệt là tỷ lệ lớn.
3. Quy trình công nghệ của phương pháp tương đối đơn giản, dễ thực hiện.
4. Khối lượng tính toán tương đối lớn, nhưng quá trình tính toán có thể được
phân chia thành nhiều công đoạn để thực hiện. Đặc biệt, khi lưới tăng dày lớn có
thể thành lập các mô hình mở rộng để xây dựng lưới TGAKG để giảm nhỏ khối
lượng tính toán.
1.3.1.3. Phương pháp bình sai khối lưới TGAKG theo mô hình
a. Mô hình toán học mở rộng
Lưới tam giác ảnh không gian theo mô hình có thể được bình sai theo mô
hình toán học cơ bản hoặc mô hình toán học mở rộng. Nhưng mô hình toán học
cơ bản có những nhược điểm sau:
Các trị đo tham gia bình sai lưới tam giác ảnh không gian chỉ có tọa độ
mô hình của các điểm trong lưới, còn tọa độ trắc địa của các điểm khống chế
ảnh ngoại nghiệp được coi là số liệu gốc không có sai số. Vì vậy, khi thành lập
hệ phương trình số hiệu chỉnh của lưới cần phân biệt điểm khống chế ảnh ngoại
nghiệp và điểm tăng dày với các trọng số khác nhau.
19
Nếu coi tọa độ mô hình của các điểm tăng dày là có cùng độ chính xác và
có trọng số bằng 1 thì tọa độ mô hình của các điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp
có trọng số được xác định như sau:

Trong đó: là sai số trung phương trọng số đơn vị
sai số trung phương của tọa độ trắc địa điểm khống chế
ngoại nghiệp
Các điểm khống chế ảnh phải là những điểm khống chế tổng hợp (được
xác định cả mặt phẳng và độ cao). Điều này sẽ bất lợi đối với công tác đo nối
khống chế ảnh ngoại nghiệp, vì yêu cầu mật độ điểm khống chế ảnh độ cao
thường lớn hơn mật độ điểm khống chế ảnh mặt phẳng.
Để khắc phục nhược điểm nêu trên cơ sở mô hình toán học mở rộng sau:
(1.9)
(1.10)
Trong đó :
- Các đại lượng trong công thức (1.9):
véc – tơ số hiệu chỉnh của tọa độ mô hình điểm j trong mô hình i:
= ( ) (1.9a)
véc tơ số, trong đó chứa số hiệu chỉnh các nguyên tố định hướng
tuyệt đối mô hình i trong hệ tọa độ trắc địa của lưới:
20
= ( , , , , , , ) (1.9b)
ma trận hệ số của véc – tơ :
= (1.9c)
( , , , Trong công thức (1.9c) là tọa độ mô hình của điểm j trong mô
hình i):
véc –tơ ẩn chứa các số hiệu chỉnh của tọa độ trắc địa của điểm j:
= ( , , ) (1.9d)
ma trận hệ số của véc –tơ ẩn trong mô hình i và được xác định như sau:
= - E nếu điểm j có trong mô hình i
= 0 nếu điểm j không có trong mô hình i
véc. tơ số hạng tự do của hệ phương trình số hiệu chỉnh:
21
= (1.9e)

(Trong đó: , , là trị gần đúng của tọa độ trắc địa của điểm i)
ma trận trong số của tọa độ mô hình điểm j có trong mô hình i:
P
ij
= (1.9f)
Nếu coi các tọa độ mô hình là các trị đo có cùng độ chình xác, thì = E.
- Các đại lượng trong công thức (1.10):
véc –tơ số hiệu chỉnh của các trị đo tọa độ trắc địa các điểm khống
chế ảnh ngoại nghiệp:
= với (1.10a)
C
’
ma trận hệ số của véc – tơ x trong hệ phương trình thứ hai và mô tả
như sau:
22
C
’
= (1.10b)
Trong đó:
Các ma trận được xác định như sau:
 Nếu điểm j là điểm khống chế ngoại nghiệp, thì: = E
 Nếu điểm j không phải là điểm khống chế ngoại nghiệp, thì = 0.
véc – tơ số hạng tự do được xác định như sau:
= với = (1 .10c)
Trong đó: là tọa độ trắc địa của điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp ; X,
Y, Z là tọa độ tăng dày của điểm.
P’ ma trận trong số của các trị đo tọa độ trắc địa điểm tăng dày và được xác
định như sau:
P
’

= (1.10d)
23
Với các ma trận trong số tương ứng với từng điểm được xác định như sau:
Nếu điểm j là điểm khống chế ngoại nghiệp thì:
2
2
2
2
2
2
o
KCNN
j
O
j
j
KCNN
j
O
KCNN
m
m
X
P
X
m
P P
Y
m
Y

P
Z
m
m
Z
 
 
 
 
′
 
 
 
 
′ ′
= =
 
 
 
 
′
 
 
 
 
 
 
(1.10e)
Trong đó :
, ,

KCNN KCNN KCNN
X Y Z
m m m
là sai số trung phương của tọa độ trắc địa điểm
khống chế ngoại nghiệp.
- Nếu điểm j không phải là điểm khống chế ngoại nghiệp thì,
j
P
′
= 0.
Theo nguyên lý bình sai gián tiếp lưới tam giác ảnh không gian, từ
phương trình số hiệu chỉnh mở rộng (1.9) và (1.10) ta có:
,v Bt Cx l P= + −

,v C x l P
′ ′ ′ ′
= −

Theo nguyên lý số bình phương nhỏ nhất. Từ đó, ta thành lập được hệ
phương trình chuẩn của bài toán bình sai khối lưới tam giác ảnh không gian theo
mô hình có dạng sau:
.
N N
L
t
tt tx
t
T
L
x

N N
x
xx
tx
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
=
(1.11)
Trong đó :
1
i
n
T
tt
N
tt
N
N B PB
tt
N
tt

 
 
 
 
= =
 
 
 
 
 
O
O
với
i
i
T
tt i i
N B PB=
(1.11a)
24
1
T
j
xx
n
N
xx
N
N C PC C P C
xx

N
xx
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
′ ′ ′
= + =
O
O
(1.11b)
với
1
j
m
T T
ij ij ij j j j
i
N C P C C P C
xx
=
′ ′ ′
= +
∑

1 1 1 1
1
1
j n
i i j j n
m m j m n
T
tx
N N N
t x t x t x
N N N
N B PC
t x t x t x
N N N
t x t x t x
 
 
 
 
= =
 
 
 
 
 
K K
K K K K K
K K
K K K K K
K K

(1.11c)
với
1
i j
m
T
ij ij ij
i
N B P C
t x
=
=
∑
1
i
m
L
t
L
L
t
t
L
t
 
 
 
 
=
 

 
 
 
 
M
M
với
i
T
i i i
L B Pl
t
=
(1.11d)
và
1
j
n
L
x
L
L
x
x
L
x
 
 
 
 

=
 
 
 
 
 
M
M
với
1
j
m
T T
ij ij ij j j j
i
L C P l C P l
x
=
′ ′ ′
= +
∑
(1.11e)
b. Các thuật toán bình sai khối lưới TGAKG
b.1. Thuật toán nghịch đảo ma trận tổng thể
Trong trường hợp lưới TGAKG có kích thước nhỏ, tức là số lượng của ẩn
số không lớn, hệ phương trình chuẩn (1.11) có thể được giải trực tiếp thông qua
nghịch đảo ma trận chuẩn tổng thể của các véctơ ẩn số
( )
T
y t x=

, tức là:
25
1
y N L
−
=
(1.12)
trong đó:
tt tx
T
tx xx
N N
N
N N
 
=
 
 
(1.12a)
t
x
L
L
L
 
=
 
 
(1.12b)
Ma trận nghịch đảo của N có thể thực hiện theo thuật toán chia khối sau:

11 12
1
21 22
N N
N
N N
−
 
=
 
 
(1.13a)
với
1
1
11
T
tt tx xx tx
N N N N N
−
−
 
= −
 
1
1
22
T
xx tx tt tx
N N N N N

−
−
 
= −
 
1
12 22tt tx
N N N N
−
= −
1
21 11
T
xx tx
N N N N
−
= −
(1.13b)
b.2. Thuật toán chia nhóm ẩn
Đối với khối tam giác ảnh không gian có kích thước lớn, để giảm nhỏ
khối lượng tính toán nghịch đảo ma trận chuẩn, có thể tiến hành giải từng nhóm
ẩn thông qua triệt tiêu nhóm ẩn khác, tức là:
1
1 1 1 1
-
= =ÞN t L t N L
Trong đó:
1
1
-

= -
T
tt tx xx tx
N N N N N
1
1
-
= -
t tx xx x
L L N N L
và
1
2 2 2 2
-
= =ÞN t L t N L
Trong đó:
1
2
-
= -
T
xx tx tt tx
N N N N N
1
2
-
= -
T
x tx tt t
L L N N L

độ rộng của các ma trận cải hoá
1
N
R
,
2
N
R
phụ thuộc vào tính liên hệ giữa
các mô hình độc lập và giữa các điểm. Vì vậy, để giảm nhỏ độ rộng của các ma