Các giải pháp nâng cao hiệu quả công tác đoán đọc ảnh trong thành lập bản đồ bằng công nghệ ảnh số

§å ¸n tèt nghiƯp

LỜI NĨI ĐẦU
Cùng với sự phát triển ngày càng mạnh mẽ của công nghệ
thông tin. Công nghệ xử lí ảnh số đang được ứng dụng rộng rãi
trong lĩnh vực hiện chỉnh, cập nhật và thành lập mới các loại bản đồ
đặc biệt là bản đồ địa hình. Do có nhiều ưu việt như rút ngắn được
thời gian thực hiện, nâng cao được năng suất lao động, tăng độ
chính xác của bản đồ cũng như lượng thơng tin trên bản đồ, thuận
tiện cho việc sử dụng, sửa chữa, cập nhật thông tin mới cũng như
thông tin lưu trữ, bảo quản, bảo mật bản đồ.
Các kết quả nghiên cứu lý thuyết cũng như việc phân tích các
cơng trình thực nghiệm về đoán đọc ảnh cho phép đi đến kết luận
rằng các tư liệu ảnh hàng khơng có một vai trò quan trọng trong các
lĩnh vực nghiên cứu như : địa lí học, địa chất học, nghiên cứu về
mơi trường, các khí tượng học. Khi phát triển các phương pháp
hàng khơng truyền thống có thể sử dụng những tư liệu này cho đốn
đọc địa hình và chun đề.
Trong bản đồ địa hình các tư liệu ảnh hàng khơng cho phép
nghiên cứu các vấn đề tối ưu bề mặt trái đất trên bản đồ địa hình,
giải quyết các bài tốn trắc địa.
Tuy nhiên với quy trình cơng nghệ thành lập bản đồ địa hình
bằng cơng nghệ đo vẽ ảnh số hiện tại còn chưa tận dụng hết khả
năng ưu việt của ảnh số đặc biệt là khâu đoán đọc vãn làm theo
công nghệ truyền thống là vẽ thủ công trên ảnh phóng to, rồi điều vẽ
ngoại nghiệp, số tác nghiệp viên có thể đốn đọc tốt, vẽ trên ảnh
Sv: Phan ThÞ Thuý

1

Lớp: Trắc địa A - K48

§å ¸n tèt nghiƯp

theo đúng kí hiệu và lực nét là ít. Gây ra rất tốn thời gian, cơng sức
và đem lại hiệu quả kinh tế khơng cao, độ chính xác chi tiết hạn chế.
Với xu thế phát triển rất nhanh của cơng nghệ xử lí ảnh số có
độ phân giải cao. Thấy rõ tính cấp thiết của việc ứng dụng cơng
nghệ xử lí ảnh số vào trong đốn đọc phục vụ cho cơng tác thành
lập bản đồ địa hình tơi đã đi sâu nghiên cứu khả năng đốn đọc của
ảnh số với độ phân giải cao. Căn cứ vào điều kiện, cơ sở của bộ
môn trắc địa ảnh cùng với sự hướng dẫn tận tình của T.S. Trần Đình
Trí tôi đã thực hiện đồ án tôt nghiệp này với đề tài :
“Các giải pháp nâng cao hiệu quả công tác đốn đọc ảnh
trong thành lập bản đồ bằng cơng nghệ ảnh số”.
Nội dung của bản đồ án được trình bày cụ thể và chi tiết trong
ba chương như sau:
Lời nói đầu
Chương 1 : Đo vẽ thành lập bản đồ địa hình bằng cơng nghệ
đo vẽ ảnh số
Chương 2 : Cơng tác đốn đọc ảnh hàng khơng trong thành lập
bản đồ địa hình
Chương 3 : Các giải pháp nâng cao hiệu quả của cơng tác đốn
đọc ảnh hàng khơng trong quy trình thành lập bản đồ địa hình băng
cơng nghệ ảnh số
Kết luận và kiến nghị
Hoàn thành bản đồ án này ngoài những kiến thức đã được
trang bị trong thời gian học tập của bản thân, cịn có sự giúp đỡ của
các thầy cô trong bộ môn Trắc địa Ảnh, cựng cỏc ban bố ng
Sv: Phan Thị Thuý

2

Lớp: Trắc địa A - K48


§å ¸n tèt nghiƯp

nghiệp. Đặc biệt là sư hướng dẫn đầy tận tình của thầy giáo, Tiến sĩ
Trần Đình Trí trong suốt quá trình làm đồ án. Nhân đây em xin bày
tỏ lòng biết ơn chân thành nhất.
Mặc dù đã có nhiều cố găng tìm tịi học hỏi nhưng với trình độ
và kinh nghiệm cịn hạn chế nên đồ án của em khơng tránh khỏi
những thiếu sót. Chính vì vậy em rất mong nhận được sự chỉ bảo
của các thầy, cơ giáo trong Bộ mơn, và đóng góp ý kiến của các bạn
đồng nghiệp để bản đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, tháng 6 năm
2008
Sinh viên thực hiện
Phan Thị Thúy

CHƯƠNG I :
ĐO VẼ THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH BẰNG
CƠNG NGHỆ ẢNH SỐ
I.1. QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ THÀNH LẬP BẢN ĐỒ
ĐỊA HÌNH BẰNG CƠNG NGHỆ ĐO ẢNH SỐ
Bản đồ địa hình là một loại bản đồ mang tính chất đặc biệt
quan trọng, nó có u cầu chặt chẽ về độ chính xác cũng như
phương thức thể hiện nội dung. Công nghệ thành lp bn a

Sv: Phan Thị Thuý

3

Lớp: Trắc địa A - K48


§å ¸n tèt nghiƯp

hình phải trải qua nhiều cơng đoạn với yêu cầu chặt chẽ về lí luận
và thao tác. Do vậy để đánh giá hết khả năng, hạn chế và xu hướng
phát triển của công nghệ số thành lập bản đồ số, ta có quy trình
thành lập bản đồ bao gồn các cơng đoạn như sau:

Sv: Phan ThÞ Th

4

Líp: Trắc địa A - K48


§å ¸n tèt nghiƯp
Khảo sát thiết kế, lập luận
chứng kinh tế
Chụp ảnh
hàng không

Đo khống chế ảnh ngoại
nghiệp

Quét ảnh hàng
không
Tăng dày nội nghiệp

Xây dựng mơ hình
lập thể
Đo vẽ các đặc trương địa hình
Mạng lưới các điểm độ cao
Tạo mơ hình số địa
hình ( DTM )
Nội suy, biên tập bình độ

Điều vẽ
ảnh ngoại
nghiệp

Nắn ảnh trực giao

Số hóa địa vật
Biên tập
Kiểm tra, nghiệm thu cỏc cp
In bn

Sv: Phan Thị Thuý

5

Lớp: Trắc địa A - K48

§å ¸n tèt nghiƯp

1.2.CƠNG TÁC KHẢO SÁT VÀ LẬP LUẬN CHỨNG
KINH TẾ KĨ THUẬT
Thu tập các số liệu trắc địa, bản đồ, khảo sát tình hình địa lí
kinh tế, nắm bắt yêu cầu nhiệm vụ và khả năng kĩ thuật. Lập luận
chứng kinh tế kĩ thuật đưa ra các phương án thực hiện, lịch tiến
hành nhằm đảm bảo yêu cầu kĩ thuật tính kinh tế và khả năng thực
thi.
-Tình hình và đặc điểm khu đo
Để nắm tình hình địa lí, kinh tế của khu đo cần tiến hành công tác
khảo sát điều tra tại khu đo vẽ, liên hệ với chính quyền các cấp ở địa
phương để thu thập về tình hình kinh tế, xã hội như: đời sống,
ngành nghề của người dân trên khu đo, tình hình an ninh trật tự và ý
thức của người dân trong khu cực, trình độ văn hóa và mức độ hiểu
biết của người dân trong khu đo, những hoạt động văn hóa xã hội
như tôn giáo, phong tục tập quán, dân tộc…Khảo sát thực địa để
nắm được mức độ phức tạp của địa hình khu đo, hệ thống giao
thơng sự phân bố hệ thống này và từ đó đánh giá mức độ thuận tiện
của nó. Hệ thống thủy văn và mức độ chia cắt và và sự phân bố của
hệ thống này và từ đó đánh giá sự phân bố của hệ thống, sự ảnh
hưởng của hệ thống này trong việc đi lại làm việc trong khu đo, các
chế độ thủy triều, chế độ thời tiết của khu vực, và sự phân bố dân
cư, tình hình kiến thiết cơ sở hạ tầng trên khu đo. Tình trạng thực
phủ, với những khu vực rừng thì cần điều tra về loại rừng, loại cây,
chiều cao cây, mức độ che phủ của nó. Ngồi ra cần khảo sat những
loại cây trồng chủ yếu trong nông nghiệp, tỡnh hỡnh thc ph trong
Sv: Phan Thị Thuý

6

Lớp: Trắc địa A - K48


§å ¸n tèt nghiƯp

dân cư…
- Các tư liệu cần thiết:
Để làm tốt công tác này chúng ta cần xem xét các tài liệu, tư liệu
trắc địa và bản đồ đã được tiến hành trước đó trên khu đo như: Hệ
thống mạng lưới trắc địa hiện có trên khu đo và gần khu đo trong đó
có các số liệu tọa độ, số liệu độ cao, sơ họa các mốc đó. Các loại tư
liệu bản đồ hiện có như bản đồ địa hình các tỉ lệ, tư liệu bản đồ địa
chính, bản đồ địa giới hành chính…
- Xác minh thực địa:
Xác minh tại thực địa hiện trạng các điểm tọa độ và độ cao
nhà nước các cấp, khẳng đinh mức độ tin cậy của các tư liệu tham
khảo đã thu thập được.
- Lập luận chứng kinh tế kĩ thuật.
Sau khi có đầy đủ điều kiện cần thiết thì ta tiến hành lập luận
chứng kinh té kĩ thuật, đưa ra các phương án thực hiện, lịch tiến
hành nhằm đảm bảo yêu cầu kĩ thuật tính kinh tế và khả năng thực
thi
I.3 CHỤP ẢNH HÀNG KHƠNG:
Đây là cơng đoạn đầu tiên trong phương pháp thành lập bản đồ bằng
ảnh hàng khơng. Nó có ý nghĩa rất quan trọng tới độ chính xác của
bản đồ cần thành lập và hiệu quả kinh tế mà nó mang lại.Với khu
vục đo vẽ bản đồ mà chưa có ảnh chụp hoăc ảnh chụp đã cũ và trên
thực địa có nhiều thay đổi thì phải tiến hành bay chụp mới. Các
tham số hình hoc chụp ảnh được chọn phụ thuc vo nhim v ca

Sv: Phan Thị Thuý

7

Lớp: Trắc địa A - K48


§å ¸n tèt nghiƯp

cơng tác chụp ảnh, phương pháp đo vẽ ảnh sẽ sử dụng, cũng như
phụ thuộc vao điều kiện địa lí tự nhiên của khu vực đo vẽ.
Ta có các tham số hình học chụp ảnh như sau:
Tỷ lệ chụp ảnh: Thông thường tỷ lệ chụp ảnh phụ thuộc trước
và phụ thuộc vào tỷ lệ bản đồ cần thành lập. Tỷ lệ ảnh thường nhỏ
hơn tỷ lệ bản đồ cần thành lập khoảng từ 3 ÷ 5 lần.
Độ cao bay chụp: Để đảm bảo độ chính xác bản đồ cần thành
lập bằng phương pháp đo ảnh lập thể, thì độ cao bay chụp khơng
vượt q giá trị độ cao được xác định theo công thức sau:

H 

b
.
 p h

(1.1)

Trong đó :
b : là đường đáy ảnh.


h

:là sai số trung bình cho phép khi xác định độ cao điểm chi

tiết trên bản đồ.


Δpp

:là sai số trung bình do độ chênh thị sai ngang

Ngày nay với kỹ thuật tiên tiến của công nghệ GPS trong dẫn đường
bay chụp (đạo hàng), đặc biệt là kĩ thuật định vị GPS động cho phép
ta xác định tọa độ tâm chụp ngay trong lúc chụp ảnh đã tạo điều
kiện nâng cao chất lượng kĩ thuật bay chụp. Cùng với chất lượng
của hệ thống quang học, hóa ảnh của máy chụp và phim chụp được
nâng cao. Cho ra những tấm ảnh chất lượng cao, phát huy độ chính
xác cho các cơng đoạn xử lí sau này, giảm nhẹ công sức cho con
người, nâng cao chất lượng sản phẩm.
1.4 ĐO NỐI KHỐNG CHẾ ẢNH NGOẠI NGHIỆP
Sv: Phan Thị Thuý

8

Lớp: Trắc địa A - K48


§å ¸n tèt nghiƯp

Đo nối khống chế ảnh là tồn bộ cơng tác bố trí điểm, đo đạc và
đánh d â ấu vị trí điểm trên ảnh đo. Tất cả các điểm khống chế ảnh
dù được xác định bằng phương pháp gi cũng đều thỏa mãn các yêu
cầu sau.
1.4.1 Yêu cầu về số lượng và phương án bố trí điểm:
Điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp là cơ sở trực tiếp xác định
tọa độ và độ cao của các điểm tăng dày phục vụ cho cơng tác định
hướng mơ hình. Nó thỏa mãn một số yêu cầu sau:
- Độ chính xác phải cao hơn độ chính xác điểm tăng dày ít nhất
một cấp.
- Số lượng và vị trí điểm bố trí linh hoạt theo yêu cầu độ chính
xác điểm tăng dày và phương pháp tăng dày.
Căn cứ vào yêu cầu độ chính xác và vị trí của điểm khống chế
ảnh ta thấy rằng các điểm khống chế ảnh được chọn là những địa
vật tự nhiên rõ nét, có trên ảnh và có ngồi thực địa, nên bố trí là
những diểm giao nhau của những địa vật hình tuyến như chỗ giao
nhau của ngã ba đường, ngã ba ruộng, và đặc biệt là cần bố trí ở
những chỗ bằng phẳng, khơng phải là điểm độ cao như mặt ruộng,
yên ngựa… không nên bố trí điểm khống chế ở những nơi có độ cao
thay đổi đột ngột như các đỉnh núi hoặc như nóc nhà …
1.4.2 Cơng tác đo nối khống chế ảnh ngoại nghiệp
Đo nối được tiến hành nhằm xác định tọa độ của các điểm
khống chế ảnh ngoại nghiệp phục vụ cho tăng dày tam giác ảnh
không gian hoặc khống chế cho từng mơ hình đơn. Các điểm này
đóng vai trị định hướng lưới tam giác ảnh không gian. Các điểm
Sv: Phan Thị Thuý

9

Lớp: Trắc địa A - K48

§å ¸n tèt nghiƯp

này đóng vai trị định hướng lưới tam giác ảnh không gian. Các
điểm đo nối bao gồm: điểm đo nối mặt phẳng là những điểm chỉ cần
xác định tọa độ mặt phẳng X,Y; điểm đo nối độ cao là những điểm
cần xác đinh độ cao Z và điểm đo nối tổng hợp là những điểm cần
xác định cả tọa độ mặt phẳng và độ cao X,Y,Z.
Có 3 phương pháp để xác định tọa độ, độ cao của điểm khống
chế ảnh là : phương pháp lưới tam giác, phương pháp xây dựng lưới
đường chuyền và phương pháp sử dụng công nghệ GPS.
1 Đo nối khống chế ảnh bằng lưới tam giác nhỏ
Với phương pháp này có thể sử dụng nhiều dạng lưới khác
nhau như: Chuỗi tam giác đơn, đa giác trung tâm, tứ giác trắc địa,
giao hội hướng và cạnh. Dựa trên các điểm hạng cao của nhà nước
để thành lập lưới đo góc, đo cạnh, sau đó tiến hành đo các góc hoặc
cạnh gốc và phép giải tam giác. Tùy thuộc vào tình hình thực tế của
khu đo cũng như yêu cầu kĩ thuật cụ thể của cơng trình mà bố trí đồ
hình cho phù hợp.
2 Đo nối khống chế ảnh bằng lưới đường chuyền .
Với loại lưới này thì ngày nay người ta thường sử dung các
loại máy móc kĩ thuật hiện đại như : máy đo dài, máy toàn đạc điện
tử với khả năng đo cạnh với độ chính xác rất cao và tốc độ đo
nhanh, những yêu cầu về vị trí để bố trí điểm ngồi thực địa đơn
giản hơn vì thơng thường mỗi điểm đo chỉ thông với 2 hướng, đo
nối khống chế ảnh bằng lưới đường chuyền kinh vĩ cũng rất thuận
tiện và ít tốn kém. Vì vậy hiện nay đây là phương pháp được ứng
dụng rộng rãi và mang lại hiệu qu cụng vic cao.
Sv: Phan Thị Thuý

10

Lớp: Trắc địa A - K48


§å ¸n tèt nghiƯp

3 Phương pháp định vị vệ tinh GPS.
Cùng với sự phát triển của kỹ thuật định vị vệ tinh GPS, công
tác đo nối điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp cũng phát triển với việc
ứng dụng kỹ thuật GPS trong việc xác định tọa độ các điểm. GPS là
một hệ thống dẫn đường và định vị có độ chính xác rất cao cùng hệ
thống vệ tinh , máy thu, các phần mềm xử lý số liệu hoàn hảo ngày
càng được hồn thiện khơng nghững thuận tiện trong cơng tác dẫn
đường bay chụp mà còn rất thuận tiện cho việc xác định tọa độ các
điểm, với những yêu cầu vể vị trí điểm ngồi thực địa rất đơn giản
và tốc độ đo nhanh chóng, đảm bảo độ chính xác cao cho tất cả các
điểm khống chế ở mọi tỷ lệ bản đổ cần thành lập. Có hai phương
pháp định vị vệ tinh GPS đó là phương pháp định vị tuyệt đối và
phương pháp định vị tương đối:
- Phương pháp định vị tuyệt đối: Là phương pháp sử dụng
máy thu GPS để xác định ra tọa độ WGS-84. Trong đó có thể thành
phần tọa độ vng góc khơng gian ( X,Y,H ) hoặc các thành phần
tọa độ trắc địa ( B,L,H ) trong hệ thống tọa độ WGS-84 là hệ thống
tọa độ cơ sở của hệ thống GPS.
Việc đo GPS tuyệt đối được thực hiện trên cơ sở sử dụng đại lượng
đo là khoảng cách giữa vệ tinh đến máy thu theo nguyên tắc giao
hội không gian từ các điểm đã biết tọa độ là vệ tinh .
- Phương pháp định vị tương đối : Đây là phương pháp sử

dụng hai máy thu GPS đặt ở hai điểm quan sát khác nhau để xác
định hiệu tọa độ giữa hai điểm xét, người ta đã tọa ra và sử dụng
những sai phân khác nhau cho pha sóng tải làm giảm ảnh hng ca
Sv: Phan Thị Thuý

11

Lớp: Trắc địa A - K48


§å ¸n tèt nghiƯp

các nguồn sai số. Hiện nay cơng nghệ GPS là công nghệ hiện đại
nhất và được sử dụng rộng rãi trong trắc địa.
4 Xác định độ cao cho các điểm khống chế ảnh.
Có 3 phương pháp được sử dụng để xác định độ cao cho các
điểm khống chế ảnh đó là phương pháp thủy chuẩn hình học, đo cao
lương giác và phương pháp đo cao bằng GPS.
- Thủy chuẩn hình học là phương pháp cổ truyền , đo cao dựa
trên nguyên lý tia ngắm nằm ngang của máy thủy chuẩn để xác định
chênh cao giữa các điểm đo, đây là phương pháp cho độ chính xác
cao đảm bảo việc xác định độ cao của các điểm khống chế ảnh
nhưng có một hạn chế của phương pháp này là thời gian đo lâu tốn
nhiều cơng sức và nó thường sử dụng cho những nơi địa hình có
mức độ khó khăn nhỏ kết hợp vơi những phương pháp khác để xác
định độ cao cho các điểm khống chế ảnh.
- Đo cao lượng giác thường được sử dụng kết hượp cùng với
việc đo nối khống chế mặt phẳng, khi đo khống chế mặt phẳng
người ta đo ln góc đứng, chiều cao máy, chiều cao tiêu sau đó
khoảng cách giữa để tính ra chênh cao của chúng.

Với sự phát triển của kĩ thuật đo đac thì hiện nay có các máy
đo với độ chính xác đo góc và cạnh cao như máy đo dài, máy toàn
đạc điện tử.. nên việc đo cao lượng giác bằng những phương tiện
này để xác định độ cao cho những điểm khống chế ảnh là rất hiệu
quả, nhất là với những điểm khống chế ảnh tổng hợp nằm trên
những vị trí có địa hình hiểm trở nhiều khó khăn
- Sử dụng cơng nghệ GPS: Việc xác nh ta bng cụng
Sv: Phan Thị Thuý

12

Lớp: Trắc địa A - K48


§å ¸n tèt nghiƯp

nghệ GPS thường được sử dụng đồng thời với việc xác định tọa độ
mặt phẳng cho các điểm khống chế ảnh. Đây là một phương pháp
hiện đại nhất hiện nay cho kết quả nhanh và cho hiệu quả cơng việc
rất cao.
1.5 CƠNG TÁC ĐỐN ĐỌC VÀ ĐIỀU VẼ ẢNH.
Cơng tác đốn đọc và điều vẽ ảnh nhằm xác định định tính và
định lượng của các yếu tố địa vật dựa theo hình ảnh của chúng được
chụp trên ảnh. Tùy theo yêu cầu của từng loại bản đồ mà xác định
nội dung và khối lượng của công tác đoán đọc và điều vẽ. Người ta
thường sử dụng các phương pháp đoán đọc điều vẽ sau:
1.5.1 Điều vẽ ngoại nghiệp.
Điều vẽ ngoại nghiệp được áp dụng khi thành lập bản đồ tỉ lệ
lớn, các vùng có nhiều địa vật thay đổi, các vùng dân cư cần thu
thập nhiều số liệu chi tiết mà khơng thể hoặc khó có thể xác định

trên mơ hình lập thể. Phụ thuộc vào quy trình cơng nghệ đo vẽ hoặc
đặc điểm địa lý của khu đo và mức độ nghiên cứu của nó. Phụ thuộc
vào tài liệu bay chụp mới hay cũ và các tài liệu đã có trên khu đo
mà chọn phương pháp điều vẽ cho phù hợp.
Hiện nay, khi thành lập bản đồ tỉ lệ lớn bằng cơng nghệ số thì
tốt nhất là điều vẽ trên ảnh đã được nắn đúng bằng bản đồ cần thành
lập. Cơng tác điều vẽ có thể thực hiện bằng hai cách sau:
Điều vẽ ngoài trời dày đặc: thương áp dụng khi đo vẽ lập thể
mà khu đo có nhiều cơng trình xây dựng và khi đo vẽ phối hợp để
thành lập bản đồ tỷ lệ lớn
Điều vẽ ngoài trời theo tuyến: thường áp dụng cho những khu
Sv: Phan Thị Thuý

13

Lớp: Trắc địa A - K48


§å ¸n tèt nghiƯp

dân cư, khu vực tương đối phức tạp cho việc đốn đọc trong phịng,
khu vực chưa nghiên cứu đầy đủ và có ít tài liệu.
1.5.2 Đốn đọc trong phịng.
Cơ sở của đốn đọc trong phịng là sử dụng các chuẩn đoán
đọc trực tiếp và chuẩn đoán đọc gián tiếp để giải đốn các yếu tố địa
vật. Hình dáng, kích thước, nền ảnh, bóng địa vật là các chuẩn đốn
đọc điều vẽ trực tiếp, cịn các quy luật phân bố và quan hệ tương hỗ
của các địa vật được phát hiện từ trước là các chuẩn đoán đọc điều
vẽ gián tiếp. Các chuẩn đoán đọc điều vẽ trực tiếp và gián tiếp của
các địa vật cần thể hiện lên bản đồ của khu đo, phải được phát hiện

trên cơ sở nghiên cứu tỷ mỉ ảnh mẫu, cũng như trên cơ sở so sánh
ảnh hàng không với tư liệu bản đồ thu thập được. Khi đoán đọc điều
vẽ trong phòng trước hết phải sử dụng kết hợp các chuẩn đoán đọc
trực tiếp và các chuẩn đoán đọc điều vẽ gián tiếp.
1.5.3 Đoán đọc và điều vẽ theo phương pháp kết hợp.
Đây là phương pháp kết hợp giữa đoán đọc điều vẽ ngồi trời
và đốn đọc trong phịng. Phương pháp này phù hợp cho việc thành
lập nhiều loại bản đồ ngoại trừ bản đồ địa chính. Thơng thường
người ta đốn thường đốn đọc trong phịng trước rồi mới điều vẽ
ngồi trời theo tuyến đã thiết kế. Đây cũng là phương pháp hiện nay
được sử dụng phổ biến.
1.6 CÔNG TÁC TĂNG DÀY KHỐNG CHẾ ẢNH NỘI
NGHIỆP
1.6.1 Xây dụng project
Tạo dựng project là tập hợp và sắp xếp các file dữ liệu cn
Sv: Phan Thị Thuý

14

Lớp: Trắc địa A - K48


§å ¸n tèt nghiƯp

thiết cho một khu đo trên trạm đo vẽ ảnh số. Tên thư mục thường
được lấy từ tên của khu đo vẽ. Trong đó chứa các file dữ liệu như
file camera chứa các thông tin của máy ảnh hay file control chứa
tọa độ và độ chính xác của điểm khống chế ngoại nghiệp. Ngoài ra
trong thư mục cịn có các file kết quả. Lúc đầu các file kết quả này
còn là các file trống chỉ đến khi một số cơng đoạn được thực hiện

xong thì các file này mới hồn chỉnh.
Sauk hi tạo xong project thì hệ thống quy chiếu, hệ tọa độ, độ
cao, lưới chiếu của khu đo mới được thành lập. Và một điều cần chú
ý là các thông số kĩ thuật, kiểm định, hệ tọa độ, đơn vị đo, thông số
các tuyến bay, tọa độ, độ chính xác của các điểm khống chế và các
ngưỡng giới hạn cho sự hội tụ của các bài tốn bình sai.
1.6.2 Tăng dày khống chế ảnh.
Đây là khâu quan trọng trong tồn bộ quy trình cơng nghệ đo
vẽ ảnh số. Từ các điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp đã có trên ảnh
kết hợp với việc chọn điểm, chích điểm, chuyển điểm tọa độ ảnh và
bình sai khối tam giác ảnh không gian. Xác định tọa độ và độ cao
các điểm tăng dày, đảm bảo mỗi mơ hình có ít nhất 3 điểm khống
chế đạt độ chính xác phục vụ cho công tác định hướng tuyệt đối. Sai
số vị trí mặt phẳng của các điểm khống chế tăng dày ít nhất phải đạt
được là 0.1mm. Mbd , còn sai sô về độ cao phải bé hơn hoặc bằng
1/5 khoảng cao đều ( không kể vùng bằng phẳng hay vùng núi cao).
Nhiệm vụ là xác định tọa độ điểm khống chế đo vẽ được chọn và
đánh dấu ở những vị trí thích hợp trên các ảnh đo nhằm làm cơ sở
để liên kết các đối tượng đo vẽ trong phòng vi thc a.
Sv: Phan Thị Thuý

15

Lớp: Trắc địa A - K48


§å ¸n tèt nghiƯp

1.6.3 Định hướng trong.
Đây là cơng tác đầu tiên được thực hiện trên một tấm ảnh. Quá

trình định hướng trong thiết lập một mối quan hệ tọa độ ảnh thông
qua tọa độ kiểm định của các mấu khung camera với đơn vị mm và
hệ tọa độ ảnh qt thơng qua tọa độ đo được của hình ảnh các mấu
khung camera trên ảnh quet tương ứng hiển thị theo hàng cột pixel.
Như vậy bản chất của định hướng trong của ảnh số là chuyển
hệ tọa độ không gian hai chiều từ hệ tọa độ của ảnh quét sang hệ tọa
độ mặt phẳng ảnh. Nếu như ảnh được quét từ phim thì mối quan hệ
này vẫn được thiết lập cho từng tấm ảnh một. Bài toán chuyển đổi
hệ tọa độ có thể được thực hiện thơng qua việc đo tọa độ pixel của
các mấu khung.
Các mấu khung có tọa độ trong cả hai hệ và bài toán chuyển
đổi được thực hiện thông qua việc thực hiện đo tọa độ pixel của các
mấu khung kết hợp với tọa độ kiểm định của chúng. Mơ hình
thường được sử dụng là chuyển đổi affine ( bậc 1 với 6 tham số ).
x = a0 + a1xp +a2yp
y = b0 + b0xp+b2yp
Trong đó :
a ,bi - là tham só tính chuyển (i=1,2)
xp ,yp -là tạo độ pixel của ảnh sô
x,y

- là tọa độ mặt phắng ảnh

Sở dĩ trên trạm xử lý ảnh số thường chọn mơ hình chuyển đổi là
affine vì: đối với các ảnh chụp từ phim thông qua quét ảnh được ảnh
số thì hình dạng của ảnh thường thay đổi cho bin dng ca nh
Sv: Phan Thị Thuý

16

Lớp: Trắc địa A - K48


§å ¸n tèt nghiƯp

hàng khơng đều theo chiều ngang và chiều dọc. Góc giữa các trục
tọa độ có thể khơng vng góc, hai trục tọa độ có thể lệch nhau
trong khoảng 50  m ( góc lệch affine ), độ co giãn có thể đạt tới 90
m

trên tấm ảnh 23x 23cm dẫn tới sai số tọa độ điểm ảnh vào

khoảng 20÷30

 m.

Do vậy phải nên dùng mơ hình affine để khử

các sai số này.
Giá trị sai số trung phương trọng số đơn vị của định hướng
trong cần phải đạt là nhỏ hơn 0.3 kích thước pixel.
Hiện nay trên các trạm đo ảnh số khả năng định hướng trong
là khá tốt vấn đề kĩ thuật là nhận dạng mẫu khung tự động. Phần
mềm định hướng phải tìm được tâm của mấu khung và mơ hình
thường được sử dụng là affine.
1.6.4 Định hướng tương đối
Là quá trình xác định mối liên hệ giữa tấm ảnh trái và tấm ảnh
phải của một cặp ảnh lập thể. Nó xác định được vị trí của các góc
xoay của tấm ảnh này so với tấm ảnh của một cặp ảnh lập thể thông
qua việc đo các điểm định hướng mơ hình lập thể.

Q trình này được thực hiện bằng cách đo tại các điểm có vị
trí phân bố chuẩn trên từng mơ hình nhằm khử thị sai dọc tại các
điểm trên vị trí chuẩn. Cơng tác định hướng tương đối cặp ảnh lập
thể được thực hiện bằng cách đo đạc lần lượt tại các điểm trên cặp
ảnh lập thể.
Để xây dựng mơ hình lập thể, tối thiểu phải đo tọa độ ảnh ba
cặp điểm định hướng ( là các điểm địa vật có hình ảnh rõ nét, kích
thước nhỏ và nằm trong phạm vi vị trí chuẩn theo lý thuyết ) đối với
Sv: Phan ThÞ Th

17

Líp: Trắc địa A - K48


§å ¸n tèt nghiƯp

một cặp ảnh lập thể.
Đối với việc thành lập bản đồ tỷ lệ lớn nói chung và nhất là
đối với các khu vực địa hình phức tạp nên chọn và đo thêm các
điểm định hướng, tốt nhất là đo 5 cặp điểm định hướng chuẩn đối
với cặp ảnh lập thể.
Các giá trị thị sai còn tồn tại đối với tất cả các điểm trong mơ
hình và giá trị sai số trung phương trọng số đơn vị của khâu định
hướng tương đối từng cặp ảnh lập thể (  0 ) yêu cầu phải nhỏ hơn
0.3 kích thước pixel.
1.6.5 Liên kết các giải bay
Khi định hướng tương đối được hồn thành thì các mơ hình
lập thể trong các tuyến bay hình thành. Như vậy phải liên kết các
tuyến bay thành một khối ảnh bằng việc đo các điểm nối trên mỗi

mơ hình đó nhằm tính chuyển tọa độ khơng gian đo ảnh của các mơ
hình trong cả khối về một hệ tọa độ đồng nhất. Hệ tọa độ khơng
gian đo ảnh ( khi bình sai tương đối ) hoặc hệ tọa độ trắc địa ( khi
bình sai tuyệt đối )
Để liên kết các giải bay cần có số lượng tối thiểu là ba điểm
nối đối với từng cặp giải bay kế tiếp nhau. Các điểm nối cần phải
nằm trong độ phủ và nằm cách mép ảnh tối thiểu là 1÷ 1,5 cm.
Để làm tăng độ tin cậy của việc liên kết giải bay, nên chọn và đo các
điểm nối với số lượng lớn hơn 3 điểm ( tối thiểu cũng phải là 4 điểm
nối giữa hai giải bay kế tiếp nhau).
Sau khi đo đủ các điểm nối cho tất cả các giải bay yêu cầu phải:
-

Tiến hành bình sai tương đối từng nhóm của giải bay và cho

Sv: Phan Thị Thuý

18

Lớp: Trắc địa A - K48


§å ¸n tèt nghiƯp

tồn khối ảnh.
-

Giá trị trung phương trọng số đơn vị của khâu định hướng

tương đối toàn ảnh khối (  0 ) phải nhỏ hươn 0.3 kích thước pixel.

-

Quá trình định hướng khối ảnh được coi là đạt yêu cầu

( không phụ thuộc tỷ lệ bản đồ cần thành lập) nếu đạt được đồng
thời các giá trị thị sai còn tồn tại đối với tất cả các điểm trong khối
tam giác ảnh và các giá trị sai số trung phương trọng số đơn vị (  0 )
của tất cả các khâu :
+ Định hướng tương đối từng cặp ảnh lập thể
+ Bình sai khái lược từng giải bay
+ Bình sai khái lược cả khối ảnh
Đều nằm trong giới hạn nhỏ hơn 0.3 kích thước pixel.
1.6.6 Định hướng tuyệt đối
Định hướng tuyệt đối là bước cuối cùng đối với một mơ hình.
Nếu trong mỗi mơ hình lập thể có đủ số lượng điểm có tọa độ trong
hệ tọa độ trong hệ tọa độ mặt đất. Tối thiểu là phải có hai điểm
khống chế tổng hợp ( X,Y,H ) và một số điểm khống chế độ cao ( H
) thì hồn thành bước định hướng tuyệt đối chương trình sẽ tính
chuyển tọa độ mơ hình sang tọa độ mặt đất tương ứng.
Đối với quá trình tăng dày khống chế cho một tuyến hay một
khối ảnh thì quá trình định hướng tuyệt đối chỉ là đo các điểm
khống chế ngoại nghiệp trên tất cả các mơ hình lập thể mà các điểm
này xuất hiện. Sau đó mới có thể thực hiện việc bình sai tính chuyển
từ hệ tọa độ không gian đo ảnh sang hệ tọa độ mặt đất cho cả khối.
Trong quá trình đo các điểm khống chế nh ngoi nghip cú trong
Sv: Phan Thị Thuý

19

Lớp: Trắc địa A - K48

§å ¸n tèt nghiƯp

khối ảnh phải đảm bảo khơng làm phá vỡ kết quả độ chính xác đạt
được của các khâu như: Định hường tương đối từng mơ hình lập thể
và bình sai tương đối từng dải bay và tồn khối ảnh. Vì vậy khi tiến
hành đo các điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp cần chú ý:
- Dựa trên sơ đồ thiết kế lưới khống chế ngoại nghiệp, ghi chú
điểm và các vị trí châm trích điểm trên ảnh.
- Trước hết phải dung tiêu đo đơn để đo điểm trên từng tấm
ảnh, sau đó phải kiểm tra lại bằng cách quan sát lập thể và đo chính
thức từng mơ hình lập thể.
- Giá trị sai số tồn tại các điểm khống chế cũng phải tuân theo
giá trị giới hạn yêu cầu như đối với các điểm định hướng.
1.6.7 Bình sai khối tam giác ảnh không gian :
Phương pháp xây dựng và bình sai lưới tam giác ảnh khơng
gian trong phạm vi lớn gồm nhiều dải bay và nhiều mơ hình được
gọi là phương pháp bình sai khối tam giác ảnh không gian. Căn cứ
vào phương thức sử dụng đơn vị hình học cơ bản để xây dựng lưới
tam giác ảnh khơng gian mà hình thành các phương pháp chủ yếu
sau:
- Phương pháp bình sai khối tam giác ảnh khơng gian khối
theo mơ hình : Phương pháp này lấy mơ hình lập thể lầm đon vị
hình học cơ bản để xây dựng lưới. Cơ sở toán học của phương pháp
là bài tốn chuyển đổi từ hệ tọa độ mơ hình về hệ tọa độ chung của
lưới và việc định hướng tuyệt đối lưới dựa trên cơ sở các điểm
khống chế ngoại nghiệp.
- Phương pháp bình sai khối tam giác ảnh khơng gian theo
Sv: Phan Thị Thuý

20

Lớp: Trắc địa A - K48