Trắc địa - Phần 4 Đo vẽ bản đồ địa chính - Chương 9 docx

73
Chơng 9
Đo vẽ bản đồ địa chính bằng ảnh máy bay
I. Khái niệm thnh lập bản đồ bằng ảnh máy bay
Chụp ảnh là một phơng pháp cho phép thu thập các thông tin địa vật, địa
hình một cách nhanh chóng, các thông tin địa vật và địa hình đợc xử lý nhờ
những thiết bị đo ảnh ngày càng hoàn thiện và có độ chính xác cao. Việc thực
hiện thành lập bản đồ địa chính các tỷ lệ khác nhau là một ứng dụng quan trọng
của đo đạc chụp ảnh.
Căn cứ vào nguyên lý chụp và đo ảnh ta chia ra:
+ Đo đạc chụp ảnh hàng không.
+ Đo đạc chụp ảnh mặt đất.
+ Đo đạc chụp ảnh vũ trụ.
Trong chơng trình này giới thiệu về đo đạc chụp ảnh hàng không.
Tuỳ theo quá trình công nghệ, đo đạc chụp ảnh hàng không, hiện nay đợc
ứng dụng chủ yếu các phơng pháp sau:
Phơng pháp tổng hợp: Là sự kết hợp sử dụng ảnh máy bay kết hợp
với đo vẽ bổ sung trực tiếp ở thực địa.
Phơng pháp toàn năng (phơng pháp đo ảnh lập thể).
Dựa vào máy đo ảnh lập thể toàn năng, ngời ta dựng lại các mô hình lập
thể giống hệt nh không gian vật. Trên mô hình lập thể, ngời ta đo đạc xác định
vị trí các điểm địa vật và dáng đất. Các số liệu đo này đợc ghi chép lại hoặc nhờ
một hệ thống tự động đợc chuyển vẽ lên mặt giấy thành các đờng liền địa vật
và đờng đồng mức.


II. Một số kiến thức về ảnh máy bay
II.1. Nguyên lý chụp ảnh máy bay
Các tấm ảnh chụp từ máy bay là hình chiếu xuyên tâm của không gian vật
lên mặt phẳng ảnh. Hình chiếu đợc tạo nên qua phép tạo hình quang học và

đợc ghi nhận trên phim ảnh. Nguyên lý chụp ảnh qua phép chiếu xuyên tâm
đợc thể hiện trên hìn vẽ 9-1.Trong đó:
- A, B, C là các điểm trên mặt đất.
- S - là tâm chiếu.
- a, b, c là hình chiếu của các điểm tơng ứng A, B, C trên mặt phẳng P
trong phép chiếu xuyên tâm, mặt phẳng P chính là mặt phẳng tấm phim trong
máy ảnh.
- f = OS Là tiêu cự máy chụp ảnh.

74
Nếu hứng một mặt phẳng P song song với P và cách S một đoạn f sẽ
đợc điểm ảnh a, b, c mặt phẳng P là mặt phẳng tấm ảnh, tơng đơng dùng
tấm phim in ra các ảnh.
Điểm O là hình chiếu của S trên mặt
phẳng ảnh đợc gọi là điểm chính ảnh.
Nếu SO trùng với phơng dây dọi,
mặt phẳng ảnh nằm ngang, đây là vị trí
lý tởng. Nhng thực tế máy ảnh không
ở vị trí thẳng đứng, nó nghiêng trong
không gian, mặt đất lại lồi lõm, vì vậy vị
trí hình chiếu các điểm từ mặt đất lên
mặt phẳng ảnh hàng không sẽ bị xê dịch.
Căn cứ vào vị trí trục quang học của
máy chụp ta chia ra.
- ảnh phẳng khi độ lệnh trục quang
học của máy chụp so với phơng thẳng
đứng không vợt quá 3
0
.
- ảnh nghiêng khi độ lệnh trục

quang học của máy chụp so với phơng
thẳng đứng lớn hơn 3
0
.
Kích thớc ảnh hàng không thông
thờng là 18cmx18cm hoặc 23x23cm,
ảnh đợc giới hạn trong khung vuông,
trên 4 cạnh của khung vuông có in hình 4
mấu khung (hình 9-2), nối các điểm đối
diện của mấu khung sẽ cắt nhau ở điểm
O. ở vị trí lý tởng, điểm chính ảnh O
sẽ trùng với O.
Hai trục trùng với hai đờng thẳng nối các mấu khung và các giao điểm O
của chúng gọi là hệ toạ độ mặt phẳng ảnh.
II.2. Các yếu tố hình học
Những yếu tố dùng để xác định vị trí của tấm ảnh trong không gian vật và
vị trí tơng đối của tâm chụp S so với mặt phẳng ảnh tại thời điểm bay chụp gọi
là các yếu tố hình học (hay yếu tố định hớng). Có hai loại yêú tố định hớng là
yếu tố định hớng trong và yếu tố định hớng ngoài.
+ Yếu tố định hớng trong xác định vị trí tâm chiếu của ống kính S tơng
ứng với tờ phim trong máy chụp ảnh, yếu tố định hớng trong bao gồm: Tiêu cự
máy chụp ảnh f
K
, toạ độ X
0
, Y
0
của điểm chính ảnh.
s
Hình 9-2

f
o
x
y
x
0
y
0
o
o
A
C
B
P
p
p
c
a
b
S
c
b
a
o
O
f
Hình 9-1

75
Các yếu tố định hớng trong có tác dụng khôi phục lại chùm tia chiếu nh

khi chụp ảnh.
+ Yếu tố định hớng ngoài xác định vị trí của máy chụp ảnh tơng ứng
với địa hình tại thời điểm bay chụp.
Yếu tố định hớng ngoài bao gồm:
- Toạ độ tâm chiếu hình S: X
S
, Y
S
, Z
S
(Z
S
= H - là độ cao bay chụp) trong
hệ toạ độ trắc địa mặt đất.
- Góc nghiêng của tấm ảnh

.
- Góc phơng vị hớng bay chụp A.
- Góc xoay của ảnh K.
II.3. Tỷ lệ ảnh
Tỷ lệ ảnh là tỷ số giữa tiêu cực f
K
của máy chụp ảnh và độ cao bay chụp H.

H
fk
M
=
1

Độ cao bay chụp H là khoảng cách thẳng đứng từ tâm chụp S đến mặt thuỷ
chuẩn đợc chọn làm gốc. Độ cao bay chụp thay đổi sẽ thay đổi tỷ lệ ảnh và
đợc ghi tự động bằng máy trên máy bay.


III. Nội dung các công đoạn sản xuất chủ yếu trong quy trình
lập bản đồ địa chính bằng ảnh máy bay
III.1. Công tác chuẩn bị. (lập luận chứng kinh tế kỹ thuật và trình duyệt)
Nghiên cứu nội dung và yêu cầu nhiệm vụ, phạm vi đo vẽ, tình hình chung
về địa hình, địa vật, thực vật phủ, thời tiết, khí hậu vv của khu vực đo. (tình
hình đặc điểm khu đo).
Thu thập và đánh giá khả năng sử dụng của tài liệu trắc địa và bản đồ đã có
trong khu đo.
Nghiên cứu tình hình trang thiết bị và khả năng sử dụng của chúng.
Thiết kế kỹ thuật : Từ khâu bay chụp đến gia công phim ảnh, đo đạc bổ
sung, đo vẽ ảnh trong phòng vv
Lập kế hoạch kỹ thuật và kế hoặch thi công.
Kiểm tra kiểm nghiệm các loại máy, thiết bị sử dụng.
III.2. Công tác bay chụp ảnh
Chụp ảnh máy bay đợc tiến hành theo các dải (tuyến) bay.
Để tạo ra mô hình lập thể, mỗi đối tợng đều phải chụp trên hai tấm ảnh
liền nhau, phần chồng lên nhau của hai tấm ảnh so với kích thớc ảnh gọi là độ
phủ, phần chồng lên nhau của 2 tấm ảnh trên cùng một dải gọi là độ phủ dọc

76
(hình 9-3) phần chồng lên nhau của hai tấm
ảnh thuộc hai dải bay gọi là độ phủ ngang.
Trong quy phạm thờng quy định độ
phủ dọc:
%80%60 ữ

=
P
, độ phủ ngang:
%40%30 ữ=q .
Các chỉ tiêu chất lợng chung về bay chụp
đợc quy định trong quy phạm.
III.3. Bố trí điểm khống chế ảnh và đo nối toạ độ
Mỗi tấm ảnh hoặc mỗi mô hình cần có 4 điểm nhận biết vị trí chính xác
trên ảnh và biết toạ độ độ cao trong hệ toạ độ trắc địa ở thực địa, những điểm này
gọi là điểm khống chế ảnh. Các điểm khống chế ảnh dùng để nắn ảnh hoặc định
hớng tuyệt đối các mô hình lập thể trớc khi đo.
Các điểm khống chế ảnh thờng đợc chọn các địa vật rõ nét nh góc bờ
ruộng, góc giao nhau của đờng giao thông hoặc làm dấu riêng trớc khi bay
chụp.
Công tác đo đạc xác định toạ độ, độ cao điểm điểm đã trọn trên ảnh và
đóng cọc làm dấu ở thực địa gọi là đo nối ảnh hàng không.
III.4. Tăng dày điểm khống chế ảnh
Để có đủ mật độ điểm khống chế ảnh cần thiết, ngời ta làm công tác tăng
dày điểm đo vẽ ảnh ở trong phòng nhờ các máy đo ảnh đơn và các máy đo ảnh
toàn năng. Việc chọn trích điểm và đo toạ độ ảnh trên máy phải theo quy phạm
hiện hành.
III.5. Nắn ảnh
Nắn ảnh là quá trình đa các tấm ảnh máy bay bị nghiêng về vị trí nằn
ngang có cùng tỷ lệ nhờ máy nắn ảnh.
III.6. Lập bình đồ ảnh
Trên nền bản giấy vẽ, ngời ta chuyển tất cảc các điểm khống chế ảnh, dựa
vào các điểm này ghép các ảnh đã nắn lại với nhau, khi ghép chỉ giữ lại phần
giữa các tấm ảnh, cắt bỏ các phần trùng lặp ở ngoài rìa, dùng hồ dán các tấm ảnh
đó lại sẽ đợc một bình đồ ảnh kín liên tục, cùng tỷ lệ và kích thớc với bản đồ
cần lập.

III.7. Đoán đọc và điều vẽ ảnh hàng không
Đoán đọc ảnh hành không là căn cứ vào đặc trng hình dạng của các loại
địa vật, dựa vào quy luật để tạo ảnh, để đoán nhận hình dạng, kích thớc, ranh
giới, tính chất và nội dung của các địa vật.
p
Hình 9-3
q

77
Điều vẽ ảnh hàng không là căn cứ vào nội dung và yêu cầu của bản đồ, dựa
vào kết quả đoán đọc và điều tra thực địa mà tổng hợp các địa vật đã có trên ảnh
hoặc xác định lên ảnh các yếu tố cha có trên ảnh, dựa vào ký hiệu bản đồ thể
hiện đầy đủ các yếu tố địa vật trên ảnh.
III.8. Đo vẽ địa hình ở thực địa
- Bố trí lới khống chế độ cao rải đều trên toàn bộ khu đo.
Xác định độ cao của các điểm trạm đo.
Tiến hành đo vẽ chi tiết theo các phơng pháp đã học, bổ sung những địa
vật quan trọng có kích thớc nhỏ nhng không thấy hiện trên ảnh.
Vẽ đờng đồng mức trên bản vẽ.
III.9. Đo ảnh lập thể
Hai tấm ảnh đặt trên hai giá đỡ của máy toàn năng sau khi định hớng
tơng đối cặp ảnh đó, mô hình lập thể đợc tạo thành ở nơi hai tấm ảnh có độ
phủ 60%- 70%, dựa vào 6 điểm khống chế ảnh có toạ độ , độ cao đã đợc xác
định trong phơng pháp tăng dày để ổn định hớng tuyệt đối của mô hình. Ta có
mô hình lập thể ở tỷ lệ xác định, sau đó điều khiển tiêu đo tiếp xúc với bề mặt
mô hình và di chuyển theo đờng biên địa vật hoặc đờng đồng mức. Khi tiêu đo
di động nhờ hệ thống chuyền động sẽ chuyển qua bản vẽ và bút chì sẽ di động
trên mặt bàn để vẽ đờng biên hay đờng đồng mức trên bản vẽ.
III.10. Hoàn chỉnh bản đồ gốc
Sau khi đo vẽ xong địa vật và dáng đất tiến hành tiếp biên bản đồ, hoàn

chỉnh bản đồ gốc nền địa chính. Sau đó tến hành đo vẽ bổ sung để đợc bản đồ
địa chính hoàn chỉnh.