Thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn bằng công nghệ đo ảnh sô

Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Trắc địa ảnh
Mục lục

Trang
Lời nói đầu ..2
Chơng 1: Bản đồ địa hình và các phơng pháp thành lập
BĐĐH ...4
1.1.Giới thiệu chung về bản đồ địa hình ..4
1.2.Các phơng pháp thành lập bản đồ địa hình .................18
Chơng 2: Công nghệ thành lập BĐĐH bằng phơng pháp đo ảnh số ..23
2.1. Khái niệm chung về ảnh số 23
2.2. Hệ thống trạm đo vẽ ảnh số . .. .27
2.3. Một số kỹ thuật xử lý ảnh số ..35
2.4. Kỹ thuật khớp ảnh ..36
2.5. Quy trình đo vẽ BĐĐH bằng phơng pháp đo ảnh số . ..40
Chơng3: Độ chính xác của bản đồ địa hình đợc thành lập
bằng công nghệ đo ảnh số .. ...54
3.1. Các nguồn sai số ảnh hởng đến độ chính xác của bản đồ địa hình .54
3.2 .Sai số của tấm ảnh hàng không ..54
3.3. Sai số trong quá trình đo ảnh .60
3.4. Sai số của phơng pháp ..66
3.5. Ưu nhợc điểm của phơng pháp.. ....66
Chơng 4: Phần thực nghiệm ...............69
4.1. Khái quát tình hình đặc điểm khu đo ...69
4.2 Thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn khu vực Tùng Lâm .. 76
Kết luận và kiến nghị 90
Tài liệu tham khảo .....94
Trần Thị ái Lan Trắc địa A -K46
1
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Trắc địa ảnh
Lời nói đầu

Trong những năm gần đây khoa học công nghệ ngày càng phát triển đặc biệt là
công nghệ tin học nó đã thúc đẩy sự phát triển hầu hết các ngành khoa học trong đó
có ngành khoa học đo ảnh. Sự phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật tính toán và công
nghệ thông tin cộng với sự phát triển ngày càng hoàn thiện của lý thuyết đo ảnh
trong những thập kỹ gần đây đã cho ra đời phơng pháp đo ảnh mới đo ảnh mới đó là
phơng pháp đo ảnh số. Trớc đây việc xử lý các tấm ảnh tơng tự trên các máy toàn
năng cồng kềnh, sản phẩm làm ra lu trữ rất khó khăn thì giờ đây nhờ có việc đo vẽ
trên các trạm ảnh số chuyên dùng, các tấm ảnh đợc xử lý nhanh chóng với sự tự động
hóa cao, cho ra những sản phẩm nhanh chóng với sự tự động hóa cao, cho ra những
sản phẩm đa dạng và khả năng cập nhật thông tin nhanh, quản lý lu trữ rất thuận lợi
và dễ dàng.
Nh chúng ta đã biết công tác thành lập bản đồ trên trạm ảnh số thì sự thay đổi
lớn nhất so với phơng pháp tơng tự và giải tích là thiết bị máy móc, công nghệ và các
công cụ hỗ trợ ở yếu tố con ngời tham gia vào quá trình sản xuất và các sản phẩm
mới đợc tạo ra. Tuy nhiên ảnh số không làm thay đổi nguyên lý đo vẽ ảnh.
Việc thành lập, đo vẽ bản đồ trên trạm ảnh số nhờ áp dụng những thành tựu tin
học đã cho chúng ta những sản phẩm có chất lợng cao và nhanh chóng, tính kinh tế
cao. ảnh số không những phản ánh chính xác khách quan các đối tợng cần đo vẽ bởi
vì nó thể hiện ở dạng không gian ba chiều (X, Y, Z) mà bảo quản nó cũng rất dễ dàng
và thuận tiện. Ngày nay khoa học kỹ thuật không ngừng phát triển đặc biệt là trong
lĩnh vực thông tin. Muốn nâng cao chất lợng, khả năng tự động hóa của quá trình sản
xuất bản đồ thì cần phải có những quy trình sản xuất hợp lý. Để làm rõ đợc điều này
chúng ta cần hiểu rõ về quá trình sản xuất bản đồ từ đó có những thay đổi phù hợp
với sự phát triển mới là điều hết sức cần thiết đối với mỗi ngời đặc biệt là chúng tôi
những sinh viên sắp ra trờng. Căn cứ vào điều kiện, cơ sở của bộ môn trắc địa ảnh
Trần Thị ái Lan Trắc địa A -K46
2
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Trắc địa ảnh
cùng với sự hớng dẫn tận tình của thầy giáo TS. Trần Đình Trí tôi đã thực hiện đồ
án tốt nghiệp này với đề tài:

Thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn bằng công nghệ đo ảnh số .
Nội dung của đồ án đợc trình bày cụ thể và chi tiết trong bốn chơng nh sau:
Lời nói đầu
Chơng 1: Bản đồ địa hình và các phơng pháp thành lập bản đồ địa hình
Chơng 2: Quy trình thành lập bản đồ địa hình bằng công nghệ đo ảnh số.
Chơng 3: Độ chính xác bản đồ địa hình đợc thành lập bằng công nghệ đo ảnh số.
Chơng 4: Thực nghiệm đo vẽ bản đồ địa hình tỷ lệ 1 : 2000.
Kết luận và kiến nghị.
Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo Tiến Sĩ Trần Đình Trí đã nhiệt tình chỉ bảo
em trong suốt quá trình làm đồ án. Em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo trong tr-
ờng, khoa trắc địa, mộ môn trắc địa đã dạy bảo em trong suốt năm năm học qua.
Xin chân thành cảm ơn các bạn đồng nghiệp đã giúp đỡ, động viên.
Mặc dù đã có nhiều cố gắng tìm tòi học hỏi nhng với trình độ và kinh nghiệm
còn hạn chế nên đồ án không tránh khỏi những thiếu sót chính vì vậy em rất mong đ-
ợc sự chỉ bảo của các thầy cô giáo trong Bộ môn đóng góp ý kiến của các bạn đồng
nghiệp.
Hà nội, tháng 10/2006
Sinh viên:
Trần Thị ái Lan
Trần Thị ái Lan Trắc địa A -K46
3
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Trắc địa ảnh
Chơng 1
bản đồ địa hình và các phơng pháp thành
lập bản đồ địa hình
1.1. Giới thiệu chung về bản đồ địa hình
1.1.1. Khái niệm về bản đồ địa hình
Công tác đo vẽ bản đồ địa hình là một nhu cầu thiết yếu và nó đóng góp một vai
trò hết sức quan trọng trong ngành trắc địa bản đồ và các ngành khác có liên quan.
Bản đồ địa hình không những có vai trò trò quan trọng trong đời sống xã hội, phục vụ

cho sản xuất, nghiên cứu khoa học và an ninh quốc phòng mà nó còn cơ sở dựa vào
đó để thành lập các bản đồ chuyên đề.
Bản đồ địa hình là hình ảnh thu nhỏ một phần hay toàn bộ bề mặt trái đất dựa
trên một quy luật toán học nhất định, các yếu tố nội dung đợc thể hiện bằng ngôn ngữ
bản đồ và đã thông qua một quá trình tổng quát hoá nhằm phản ánh sự phân bố các
tính chất, các mối quan hệ, sự biến đổi các đối tợng và các hiện tợng tự nhiên, kinh tế
xã hội phù hợp với mục đích sử dụng đề tài, tỷ lệ bản đồ và các đặc điểm địa lý lãnh
thổ.
Bản đồ địa hình thuộc loại bản đồ địa lý chung. Nội dung bản đồ địa hình bao
gồm các yếu tố sau: thuỷ hệ, đờng giao thông, dáng đất, lớp phủ thực vật, thổ nh-
ỡng Tuỳ theo mức độ đầy đủ của nội dung mà mức độ tỷ mỉ, chi tiết của các đặc tr -
ng cho các đối tợng và hiện tợng đợc biểu thị bản đồ địa hình thuộc nhóm bản đồ
trang trí .
Bản đồ địa hình có vai trò rất lớn trong thực tế sản xuất, trong nghiên cứu khoa
học và trong nghiên cứu quân sự, các bản đồ địa hình là các tài liệu cơ bản dùng để
thành lập bản đồ tỷ lệ bé hơn.
Phụ thuộc vào tỷ lệ bản đồ mà mức độ sử dụng chúng khác nhau. ví dụ: để lập
một kế hoạch chung cho một công trình xây dựng thờng dùng loại bản đồ địa hình
Trần Thị ái Lan Trắc địa A -K46
4
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Trắc địa ảnh
khái quát. Nhng để khảo sát công trình và thiết kế các công trình thì ngời ta lại dùng
bản đồ địa hình lớn.
Để giải quyết một công tác thiết kế, khảo sát nào đó về tổ chức kinh tế hoặc bảo
vệ đất nớc, ngời ta dùng một bộ bản đồ ở các tỷ lệ khác nhau của từng lảnh thổ khác
nhau.Vì vậy yêu cầu nội dung của bản đồ địa hình ở các tỷ lệ khác nhau phải phù hợp
với nhau .
1.1.2. Nội dung của bản đồ địa hình
Các yếu tố cơ bản của bản đồ địa hình là: thuỷ hệ, các điểm dân c, các đối tợng
công nghiệp, nông nghiệp, văn hoá, mạng lới các đờng giao thông, dáng đất, lớp phủ

thực vật và thổ nhỡng, các đờng ranh giới tất cả các đối t ợng nói trên đợc ghi chú
các đặc trng chất lợng. Khi sử dụng bản đồ địa hình thì việc định hớng có ý nghĩa
quan trọng. Do vậy các vật định hớng cũng là yếu tố của nội dung của bản đồ địa
hình.
Trong bản đồ địa hình yếu tố đặc trng là độ cao của các yếu tố địa hình địa vật.
Do đó trên bản đồ địa hình phải có đầy đủ các yếu tố xây dựng cơ sở toán học bao
gồm:
- Cơ sở trắc địa là các điểm của lới trắc địa nhà nớc và các điểm của lới đo vẽ
mặt bằng.
- Cơ sở độ cao là các điểm mà độ cao của chúng đợc xác định bằng phơng pháp
hình học hoặc độ cao lợng giác.
Bản đồ địa hình còn thể hiện nội dung về các yếu tố địa hình địa vật, dân c.
- Các địa vật đặc trng, độc lập có thể làm những vật định hớng.
- Hệ thống đờng giao thông, đặc điểm chất lợng đờng và các công trình xây
dựng phụ cận.
- Hệ thống thuỷ hệ và các công trình xây dựng trên nó.
- Dân c và ghi chú dân c theo đặc điểm về loại c trú, số lợng ngời.
- Dáng đất, các điểm ghi chú độ cao.
- Lớp phủ thực vật và đất đá, đầm lầy, rừng, bụi cây, thảo nguyên, sa mạc
Trần Thị ái Lan Trắc địa A -K46
5
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Trắc địa ảnh
- Ranh giới hành chính - chính trị của các khu vực.
Sau đây ta sẽ đề cập đến một số đối tợng trong nội dung bản đồ địa hình.
1. Địa vật định hớng.
Đó là những đối tợng của khu vực, nó cho phép ta xác định vị trí nhanh chóng và
chính xác trên bản đồ (ví dụ: các toà nhà cao, nhà thờ, cột cây số ) Các địa vật định
hớng còn cả một số địa vật không nhô cao so với mặt đất nhng dễ dàng nhận biết
(ngã ba, ngã t đờng, các giếng ở ngoài vùng dân c, cây độc lập..)
2. Hệ thống thuỷ văn.

Các yếu tố thuỷ hệ đợc biểu thị tỷ mỉ trên bản đồ địa hình. Trên bản đồ biểu thị
các đờng bờ biển, bờ hồ, bờ của các con sông lớn đợc vẽ bằng hai nét.
Trên bản đồ biểu thị tất cả các con sông có chiều dài từ 1 cm trở lên. Ngoài ra
còn thể hiện các kênh đào, mơng máng, các nguồn nớc tự nhiên và nhân tạo. Đồng
thời còn phải thể hiện các thiết bị thuộc thuỷ hệ nh: (các bến cảng, cầu, cống, trạm
thuỷ điện, đập )
Sự biểu thị các yếu tố thuỷ hệ còn đợc bổ sung bằng các đặc trng chất lợng và số
lợng, độ mặn của nớc, đặc điểm độ cao của đờng bờ, độ sâu và độ rộng của sông, tốc
độ nớc chảy. Trên bản đồ sông đợc thể hiện bằng một nét hay hai nét phụ thuộc vào
độ rộng của nó ở thực địa và tỷ lệ bản đồ.
3. Các điểm dân c.
Các điểm dân c là một trong yếu tố quan trọng nhất của bản đồ địa hình .
Các điểm dân c đợc đặc trng bởi kiểu c trú, số ngời và ý nghĩa hành chính chính
trị của nó. Theo kiểu c trú phân ra làm các nhóm: Các thành phố, các điểm dân c
kiểu thành phố (khu công nhân, khu phố, ven đờng sắt, nơi nghỉ mát)
Các điểm dân c nông thôn (thôn, ấp, nhà độc lập) kiểu dân c đợc thể hiện trên
bản đồ địa hình bằng kiểu ghi chú tên của nó.
Khi thể hiện các điểm dân c trên bản đồ địa hình phải giữ đợc đặc điểm, đặc trng
của chúng về quy hoạch cấu trúc. Trên các bản đồ tỷ lệ càng lớn thì sự biểu thị các
điểm dân c càng tỷ mỉ, khi thu nhỏ tỷ lệ phải tiến hành tổng quát hoá.
Trần Thị ái Lan Trắc địa A -K46
6
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Trắc địa ảnh
Trên bản đồ địa hình tỷ lệ 1:2000 có thể biểu thị tất cả các vật kiến trúc theo
kích thớc của chúng, đồng thời thể hiện đợc đặc điểm của địa vật đặc trng của vật liệu
xây dựng, độ rộng của các đờng trong khu dân c cũng đợc thể hiện theo đúng tỷ lệ.
Trên bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10000 các điểm dân c đợc thể hiện bằng quy ớc ký
hiệu các ngôi nhà và các kiến trúc riêng biệt. Nhng trong đó phải có lựa chọn nhất
định. Trong một số trờng hợp phải thay đổi kích thớc về mặt bằng độ rộng của đờng
sá trong khu dân c.

Trên bản đồ địa hình tỷ lệ 1:25000 đến 1:100000 thì sự biểu thị không phải chủ
yếu là các vật kiến trúc riêng biệt mà là các ô phố. Trong đó đặc trng số lợng đợc
khái quát. Với bản đồ 1:100 000 thì các ngôi nhà trong ô phố không đợc thể hiện. Sự
biểu thị các đờng phố vớ độ rộng quy định (0.5-0.8 mm) điều này mang đến sự ảnh h-
ởng là giảm diện tích các ô phố trên bản đồ.
Các bản đồ tỷ lệ 1:100 000 và nhỏ hơn phải biểu thị tất cả các điểm dân c.
4. Mạng lới đờng sá giao thông và đờng dây liên lạc.
Trên các bản đồ địa hình mạng lới đờng sá đợc thể hiện tỷ mỉ về khả năng giao
thông và trạng thái của đờng. Mạng lới đờng sá đợc thể hiện chi tiết hoặc là khái lợc
tuỳ thuộc vào bản đồ. Do vậy cần phải phản ánh đúng đắn mật độ của lới đờng sá
giao thông cụ thể là hớng, vị trí của các con đờng và chất lợng của chúng.
Trong các bản đồ địa hình đờng sá đợc phân ra thành nhiều loại gồm: đờng sắt,
đờng rải mặt, đờng đất. Các đờng sắt đợc phân chia theo độ rộng của các đờng ray,
theo số đờng ray, trạng thái của đờng, dạng đầu máy xe lửa. Trên đờng sắt phải biểu
thị đợc các nhà ga, các kiến trúc và trang thiết bị thuộc đờng sắt (tháp nớc, trạm canh,
các đoạn đờng ngầm, các đoạn đờng đắp cao, cầu cống )
Ngoài ra còn có các loại đờng cũng phải đề cập trên bản đồ là:
- Các đờng quốc lộ, tỉnh lộ, huyện lộ.
- Các đờng rải nhựa tốt.
- Các đờng đá.
- Các đờng đất lớn.
Trần Thị ái Lan Trắc địa A -K46
7
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Trắc địa ảnh
- Các đờng mòn.
- Các đờng mòn trên các bản đồ tỷ lệ 1:10 000 và lớn hơn thể hiện tất cả các
con đờng, trên các bản đồ tỷ lệ 1:25 000 thì thể hiện có sự lựa chọn nh con đờng trên
đồng ruộng và ở những nơi đờng xá có mật độ cao. Còn ở các bản đồ có tỷ lệ nhỏ hơn
thì sự lựa chọn phải có sự khái quát cao hơn
- Khi lựa chọn phải xét đợc ý nghĩa của các đờng xá, phải biểu thị những con

đờng đảm bảo mối liên hệ giữa dân c với nhau, với các nhà ga, xe lửa, bến tàu, sân
bay và các con đờng dẫn đến nguồn nớc.
- Đặc điểm là khi biểu diễn lới đờng sá trên bản đồ địa hình là phải truyền đạt
chính xác đờng sá đảm bảo chất lợng theo đúng tỷ lệ bản đồ. Ngoài ra trên bản đồ địa
hình cần phải thể hiện rõ đờng dây liên lạc đó là các đờng điện thoại đờng điện báo,
các trạm liên lạc, trạm điện thoại, điện báo trạm vô tuyến, đờng dây điện cao thế và
cả trạm biến áp.
5. Dáng địa hình.
Dáng đất trên bản đồ địa hình đợc biểu thị bằng các đờng bình độ khoảng cao
đều đợc quy định theo từng tỷ lệ bản đồ. Cần thể hiện đầy đủ các tính chất đặc trng
của địa hình đảm bảo cho mục đích xây dựng đặc biệt là ở đồng bằng. Khi cần thiết
có thể biểu thị thêm các đờng bình độ phụ (bình độ nửa khoảng cao đều) và đờng
bình độ bổ sung. Trong nhiều trờng hợp ngời ta còn tăng dày khoảng cao đều cơ bản,
khoảng cao đều lớn nhất thờng dùng cho các vùng núi cao.
Trên bản đồ phải biểu thị đầy đủ các dạng địa hình có liên quan đến sự hình
thành tự nhiên (nh các dãy núi của đỉnh núi, yên núi, thung lũng ) và các địa hình
nhân tạo (nh chỗ đào sâu, chỗ đắp cao, các loại đê đập ngăn nớc, các ngôi mộ cổ ).
Trớc tiên cần xác định đặc điểm chung của dáng đất và vạch ra dạng địa hình cơ
bản đặc trng cho dáng đất, chỉ ra các điểm quan trọng phản ánh đợc đặc điểm độ dốc
của các sờn gần đỉnh, đặc điểm của lòng máng mơng suối.
Để đặc trng đầy đủ hơn cho địa hình trên bản đồ ngời ta còn ghi chú độ cao đ-
ờng bình độ, độ cao của các điểm có tính chất khống chế. Để đợc địa hình, trên các
Trần Thị ái Lan Trắc địa A -K46
8
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Trắc địa ảnh
đờng bình độ ở đỉnh, ở yên núi hoặc ở nơi dạng địa hình không rõ ràng ngời ta còn
đặt vạch chỉ dốc. Những yếu tố dáng đất mà đờng bình độ không thể hiện đợc thì đợc
biểu thị bằng các ký hiệu riêng (ví dụ: vách đứng, núi đá vôi) ngoài ra trên bản đồ địa
hình còn ghi chú độ cao.
Trớc khi biên vẽ dáng đất thì phải xác định rõ những đặc điểm chung và những

dạng địa hình cơ bản và đặc trng của nó.
6. Lớp phủ thực vật và đất.
Trên các bản đồ địa hình các loại rừng, vờn cây, đồn điền, ruộng, đồng cỏ, thảo
nguyên, cát mặn Ranh giới của các khu thực phủ và của các loại đất thì đ ợc biểu
thị bằng các đờng chấm. Còn diện tích bên trong đờng viền thì vẽ các ký hiệu quy ớc
đặc trng cho từng loại đất (trừ ruộng cày cấy thì diện tích để trống) ranh giới đờng
viền yêu cầu cần phải rõ nét, rõ ràng đặc biệt là các chỗ chẳng hạn dùng các ký hiệu
khác nhau để phân biệt loại đầm lầy, đầm qua lại đợc, đầm khó đi qua và đầm không
đi qua đợc. Ngoài ra còn phải ghi chú độ sâu của đầm (tính tới nơi đất cứng)
Rừng đợc phân ra rừng già, rừng non, rừng dày, rừng tha và ghi chú độ cao của
cây, đờng kính, loại cây trồng. Đồng cỏ phân ra đồng cỏ khô, đồng cỏ ớt. Thảo
nguyên phân ra thảo nguyên có cây, thảo nguyên bán hoang mạc, thảo nguyên có đá.
Khi tiến hành vẽ thực vật và loại đất đá thì đều phải tiến hành lựa chọn và khái
quát việc chọn lọc dựa theo tiêu chuẩn kích thớc diện tích nhỏ nhất của các đờng viền
thể hiện trên bản đồ. Nên những nơi tập trung nhiều đờng viền có diện tích nhỏ hơn
tiêu chuẩn thì không đợc loại bỏ mà phải thể hiện bằng cách kết hợp với các loại đất
hoặc thực vật hoặc gộp vào một đờng viền chung, hoặc dùng ký hiệu quy ớc không
cần đờng viền. Ranh giới của các loại thực vật và đất cần đợc thể hiện chính xác về
phơng diện đồ hoạ, thể hiện rõ ràng những chỗ ngoặt có ý nghĩa định hớng.
7. Ranh giới địa giới hành chính.
Ngoài đờng biên giới quốc gia trên các bản đồ địa hình còn phải biểu thị các địa
giới của các cấp hành chính. Cụ thể là trên các bản đồ có tỷ lệ 1:5000 và lớn hơn thì
biểu thị từ địa giới xã trở lên, trên bản đồ tỷ lệ 1:100000 thì không biểu thị địa giới
Trần Thị ái Lan Trắc địa A -K46
9
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Trắc địa ảnh
xã. Các đờng ranh giới phân chia hành chính- chính trị đòi hỏi phải biểu thị rõ ràng,
chính xác.
1.1.3. Phân loại tỷ lệ và chia mảnh bản đồ địa hình.
1. Phân loại theo tỷ lệ.

Bản đồ tỷ lệ lớn thành lập trên mặt phẳng chiếu hình Gauss, Elipxoid Kraopxki
hoặc UTM theo hệ toạ độ cao nhà nớc 1972 hoặc VN-2000. Bản đồ địa hình các loại
tỷ lệ 1:500; 1:1000; 1:2000; 1:5000 là hệ thống bản đồ địa hình tỷ lệ lớn.
Bản đồ tỷ lệ trung bình (1:10000 đến 1:50000)
Bản đồ tỷ lệ nhỏ (1:100000 đến 1:1000000 hoặc nhỏ hơn).
Trên bản đồ địa hình tỷ lệ lớn đòi hỏi độ chính xác cao hệ thống các điểm khống
chế trắc địa, công tác biên vẽ các đối tợng địa hình, địa vật. Nội dung thể hiện trên
bản đồ địa hình tỷ lệ lớn phải chi tiết, rõ ràng truyền tải đầy đủ thông tin đến cho ng-
ời sử dụng.
2. phân mảnh bản đồ địa hình.
Bản đồ địa hình tỷ lệ lớn 1:500; 1:1000; 1:5000 đợc thành lập ở các múi chiếu 3
0
trên bề mặt phẳng chiếu hình Gauss và trong hệ toạ độ, độ cao nhà nớc hiện hành.
Khi diện tích khu đo nhỏ hơn 20 km
2
và nằm cách xa mốc trắc địa nhà nớc 10 km thì
sử dụng hệ toạ độ độc lập để đo vẽ.
Dựa vào diện tích khu đo để phân chia và đánh dấu mảnh bản đồ. Phân mảnh
bản đồ 1:1000000 ra 144 mảnh 1:100000 ký hiệu theo thứ tự từ 1 đến 144 từ trái qua
phải và từ trên xuống dới, mỗi mảnh bản đồ này là cơ sở phân chia các bản đồ có tỷ lệ
lớn hơn.
+ Đối với diện tích lớn hơn 20 km
2
tiến hành đo vẽ thành lập bản đồ tỷ lệ
1:5000, 1:2000.
- Chia mảnh bản đồ tỷ lệ 1:100000 thành 386 mảnh 1:5000
- Chia mảnh bản đồ tỷ lệ 1:5000 thành 6 phần, mỗi phần tơng ứng với một
mảnh bản đồ tỷ lệ 1:2000
Trần Thị ái Lan Trắc địa A -K46
10

Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Trắc địa ảnh
+ Đối với khu đo có diện tích bằng hoặc nhỏ hơn 20km
2
tiến hành đo vẽ bản đồ
tỷ lệ 1:500; 1:1000; 1:2000; 1:5000.
Trờng hợp này chia và đánh số mảnh dựa vào trục toạ độ và lấy cơ sở là mảnh
bản đồ tỷ lệ 1:5000 đồng thời đảm bảo sự thống nhất và liên tục cho việc đo vẽ tiếp
theo.
- Chia mảnh bản đồ tỷ lệ 1:5000 thành 9 ô vuông, mỗi ô có kích thớc 1x1 km t-
ơng ứng với một mảnh bản đồ tỷ lệ 1:2000
- Chia mảnh bản đồ tỷ lệ 1:2000 thành 4 mảnh, mỗi mảnh có kích thớc 0.5 x 0.5
km tơng ứng với mảnh bản đồ tỷ lệ 1:1000
- Chia mảnh bản đồ tỷ lệ 1:2000 thành 16 mảnh, có kích thớc là 0.25 x 0.25 km
tơng ứng với mảnh bản đồ tỷ lệ 1:500
1.1.4. Cơ sở toán học khi thành lập bản đồ địa hình.
1. Về tỷ lệ bản đồ địa hình.
Theo quy phạm bản đồ địa hình thì nớc ta cũng cùng dãy tỷ lệ nh hầu hết các n-
ớc khác trên thế giới, gồm các loại tỷ lệ sau: 1:2000; 1:5000; 1:10000; 1:25000;
1:50000; 1: 100000.
Các loại bản đồ địa hình ở nớc ta cơ bản đợc xây dựng trong phép chiếu Gauss
kruger hoặc phép chiếu UTM. Trong hệ thống múi chiếu 6
0
đợc phép sử dụng thành
lập với các bản đồ tỷ lệ 1:10000 và nhỏ hơn.Trong hệ múi chiếu 3
0
đợc sử dụng thành
lập với các bản đồ có tỷ lệ lớn hơn 1:10000.
2. Về hệ thống toạ độ bản đồ địa hình.
Bản đồ địa hình dùng hai loại hệ toạ độ đó là hệ toạ độ địa lý và hệ toạ độ vuông
góc. Trên cơ sở phép chiếu Gauss Kruger

+ Hệ thống khống chế toạ độ nhà nớc bao gồm:
- Lới toạ độ nhà nớc hạng I, II, III, IV.
- Lới toạ độ cơ sở tơng đơng với lới toạ độ hạng III.
- Lới toạ độ giải tích cấp I, II.
- Lới tam giác nhỏ, đờng chuyền kinh vĩ cấp I, II.
Trần Thị ái Lan Trắc địa A -K46
11
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Trắc địa ảnh
+ Hệ thống khống chế độ cao của nhà nớc bao gồm:
- Lới độ cao nhà nớc hạng I, II, III, IV.
- Lới độ cao kỹ thuật.
- Lới độ cao đo vẽ.
+Khi thành lập bản đồ ở khu vực nhỏ và độc lập, ngời ta sử dụng hệ toạ độ
vuông góc, và đợc quy ớc gốc của hệ toạ độ này thờng đợc chọn là gốc Tây Nam.
Trục X theo hớng Bắc, trục Y vuông góc với trục X theo hớng Đông.
Hiện nay, ở nớc ta đã chính thức sử dụng hệ VN-2000, hệ VN-2000 có các tham
số chính sau:
Elipxoid quy chiếu quốc gia là Elipxoid WGS-84 toàn cầu đợc xác định vị trí
(định vị) phù hợp với lãnh thổ Việt Nam trên cơ sở sử dụng các điểm GPS cạnh dài có
độ cao thuỷ chuẩn phân bố đều trên lãnh thổ.
Điểm gốc toạ độ quốc gia: điểm Noo đặt tại viện nghiên cứu địa chính thuộc
tổng cục địa chính.
Ngoài ra, hệ toạ độ nhà nớc còn sử dụng hệ toạ độ phẳng UTM quốc tế. Thực
chất hệ toạ độ này trong cùng một hệ quy chiếu đợc tính thông qua hệ toạ độ phẳng
của phép chiếu Gauss Kruger theo công thức:
X
UTM
=K
0
*X

G
Y
UTM
=K
0
*(Y
G
-500000) + 500000
T
UTM
=T
G
M
UTM
=K
0
*M
G
Trong đó:
K
0
=0.9996 dùng cho múi chiếu 6
0
.
K
0
=0.9999 dùng cho múi chiếu 3
0
.
X

UTM
Y
UTM
là toạ độ phẳng của lới chiếu UTM.
X
G
Y
G
là toạ độ phẳng của lới chiếu Gauss Kruger
M
UTM
,M
G
là tỷ lệ biến dạng chiều dài tơng ứng của lới chiếu UTM và Gauss Kruger.
3. Các phép chiếu trong bản đồ địa hình.
Trần Thị ái Lan Trắc địa A -K46
12
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Trắc địa ảnh
Nớc ta các bản đồ đợc thành lập trong phép chiếu Gauss Kruger (phép chiếu
đồng góc ) hoặc phép chiếu UTM (phép chiếu hình trụ ngang đồng góc ).
Bản đồ địa hình tỷ lệ lớn đợc đo vẽ bằng hai phơng pháp:
- Đo vẽ trực tiếp ngoài thực địa bằng máy bàn đạc, máy toàn đạc và các dụng cụ
đo vẽ khác.
- Đo vẽ ảnh chụp từ trên máy bay hoặc ảnh chụp trên mặt đất.
Tuỳ thuộc vào diện tích, điều kiện khu đo vẽ, chọn phơng pháp đo vẽ phù hợp.
Đối với khu đo có diện tích nhỏ thờng sử dụng đo vẽ trực tiếp hoặc phối hợp phơng
pháp đo vẽ ảnh . Đối với khu vực có diện tích lớn hơn sử dụng phơng pháp đo vẽ ảnh
máy bay, còn đo vẽ ảnh mặt đất chỉ tiến hành ở vùng đồi núi trọc, để phù hợp với địa
hình, địa vật khu đo và mục đích yêu cầu sử dụng bản đồ để thành lập các loại tỷ lệ
bản đồ địa hình khác nhau.

1.1.5. Yêu cầu độ chính xác của bản đồ địa hình.
Yếu tố đặc trng quan trọng của chất lợng một tờ bản đồ địa hình là độ chính xác
đo và vẽ bản đồ. Nếu độ chính xác của bản đồ quá thấp thì nó không đáp ứng đợc yêu
cầu sử dụng, ngợc lại nếu quy định độ chính xác quá cao sẽ gây khó khăn cho công
tác đo vẽ và tăng giá thành của sản phẩm. Ngời ta thờng đánh giá độ chính xác của
bản đồ địa hình theo ba yếu tố cơ bản, đó là độ chính xác vị trí mặt phẳng và độ cao
các điểm khống chế trắc địa, độ chính xác vị trí mặt bằng của các điểm địa vật và
cuối cùng là độ chính xác biểu diễn địa hình bằng đờng đồng mức.
Tuỳ theo yêu cầu, mục đích sử dụng để xác định tỷ lệ bản đồ cần thành lập.
- Nội dung bản đồ gốc.
- Phụ thuộc mức độ khó khăn của địa hình.
- Diện tích, kích thớc và mức độ chi tiết của các yếu tố địa hình, địa vật.
Theo các nghiên cứu tỷ lệ bản đồ địa hình đợc coi là phù hợp cho từng vùng sau:
- Miền núi và trung du: 1:5000 đến 1:10000 và 1:25000.
- Đồng bằng : 1:1000 đến 1:5000
- Khu vực đô thị: 1:1000; 1:500; 1:200.
Trần Thị ái Lan Trắc địa A -K46
13
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Trắc địa ảnh
Nội dung trên bản đồ tỷ lệ lớn luôn thể hiện một cách đầy đủ chính xác hơn các
bản đồ tỷ lệ khác. Do đó ngay từ khâu khảo sát địa hình, lập lới khống chế trắc địa
đến điều vẽ biên tập bản đồ luôn đòi hỏi độ chính xác cao.
- Đảm bảo độ chính xác cao theo đúng yêu cầu kỹ thuật đối với từng loại tỷ lệ
bản đồ.
- Thể hiện đầy đủ chi tiết các yếu tố nội dung theo đúng yêu cầu kỹ thuật đối với
từng loại bản đồ.
- Bản đồ địa hình cần phải rõ ràng, dễ đọc, cho phép định hớng dễ dàng nhanh
chóng ngoài thực địa.
- Các yếu tố biểu thị trên bản đồ cần phải đầy đủ, chính xác. Mức độ đầy đủ và
tỷ mỉ phải phù hợp với mục đích sử dụng bản đồ và đặc điểm khu đo. Độ chính xác

biểu thị các yếu tố nội dung cần phù hợp với tỷ lệ bản đồ.
- Chất lợng của bản đồ phải có chất lợng cao để bảo quản, lu trữ đợc lâu dài.
Sau đây là một số quy định trong quy phạm trong thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ
lớn của cục Đo đạc và Bản đồ Nhà Nớc.
- Sai số trung bình của vị trí điểm địa vật biểu thị trên bản đồ gốc so với vị trí
điểm khống chế đo vẽ gần nhất (điểm khống chế mặt bằng) không đợc vợt quá quy
định dới đây (tính theo tỷ lệ bản đồ cần thành lập):
0.5 mm khi thành lập bản đồ ở vùng đồng bằng hoặc vùng đồi.
0.7 mm khi thành lập bản đổ ở vùng núi cao.
Khi thành lập bản đồ ở vùng đã xây dựng cơ bản, xây dựng theo quy hoạch và
xây dựng nhà nhiều tầng, sai số trung bình của vị trí tơng quan giữa các điểm tơng
quan giữa các điểm địa vật quan trọng ( nh các công trình chính, các toà nhà )
không đợc vợt quá 0.4 mm.
- Sai số trung bình về độ cao của đờng bình độ, độ cao của các điểm đặc trng địa
hình và điểm ghi chú độ cao biểu thị trên bản đồ gốc so với độ cao của điểm khống
chế đo vẽ gần nhất (điểm khống chế độ cao) không đợc vợt quá quy định nêu ở bảng
dới đây (lấy khoảng cao đều của đờng bình độ làm đơn vị)
Trần Thị ái Lan Trắc địa A -K46
14
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Trắc địa ảnh
Khoảng cao Sai số trung bình về độ cao đờng bình độ
đều(m) (Khoảng cao đều)
1/500 1/1000 2/2000 1/5000 1/10000 1/25000
0.25 1/4 1/4 - - - -
0.5 1/4 1/4 1/4 1/3 - -
1.00 1/4 1/4 1/4 1/4 1/4 -
2.5 - - - 1/3 1/3 1/3
5.00 - - - - 1/2 1/2
10.00 - - - - - 1/2
Trong trờng hợp đo vẽ bản đồ tỷ lệ 1:500, 1:1000 ở vùng có độ dốc trên 10

0
, đo
vẽ bản đồ tỷ lệ từ 1:2000 đến bản đồ tỷ lệ 1:25000 ở vùng có độ dốc 15
0
thì số đờng
bình độ phải phù hợp với độ cao xác định tại chổ thay đổi độ dốc và phải phù hợp với
độ cao của các điểm đặc trng địa hình.
Đối với các khu vực ẩn khuất, đầm lầy, bãi cát không ổn định v v các sai số
nói trên tăng thêm 1.5 lần.
- Sai số giới hạn của vị trí điểm địa vật, của độ cao đờng bình độ, độ cao của
điểm ghi chú độ cao, độ cao điểm đặc trng địa hình quy định là 2 lần sai số nêu trên.
Khi kiểm tra, sai số lớn nhất không vợt quá sai số giới hạn. Số lợng sai số có giá
trị bằng sai số giới hạn không đợc vợt quá 10% tổng số các trờng hợp kiểm tra. Các
sai số trong mọi trờng hợp không đợc mang tính chất hệ thống.
- Sai số vị trí của điểm tăng dày so với vị trí của điểm khống chế đo vẽ ngoại
nghiệp gần nhất không đợc vợt quá quy định sau:
Về mặt phẳng (tính theo tỷ lệ bản đồ thành lập):
0.35 mm đối với vùng đồng bằng và vùng đồi.
0.5mm đối với vùng núi và núi cao.
Về độ cao, các giá trị nêu ở bảng dới đây (lấy khoảng cao đều của đờng bình độ
làm đơn vị).
Khoảng cao Sai số trung bình về độ cao đờng bình độ
Trần Thị ái Lan Trắc địa A -K46
15
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Trắc địa ảnh
đều(m) ( Khoảng cao đều )
1/500 1/1000 2/2000. 1/5000. 1/10000 1/25000
0.5
1/5 1/5 - - - -
1 1/5 1/5

1/5 1/5 1/5 -
2.5
- - - - 1/4 1/4
5
- - - - 1/3 1/3
10
- - - - - 1/3
Sai số giới hạn của điểm tăng dày quy định là 2 lần sai số trung bình nói trên.
Khi kiểm tra, sai số lớn nhất về vị trí của điểm tăng dày không vợt quá sai số giới hạn
và số lợng sai số có giá trị bằng sai số dới hạn không vợt quá :
Về mặt phẳng : 5% tổng số các trờng hợp.
Về độ cao : 5% tổng số các trờng hợp ở vùng quang đãng.
10% tổng số các trờng hợp ở vùng ẩn khuất đầm lầy, bãi cát không
ổn định
Trong mọi trờng hợp các sai số nói trên không đợc mang tính hệ thống.
Trên đây là mọi quy định của các đờng bình độ trên bản đồ đợc quy định nh sau:
TT Tỷ lệ bản đồ Khoảng cao đều (m)
Nhỏ nhất Trung bình Lớn nhất
1 1:2 000 0.5 1 2
2 1:5 000 1 2 5
3 1:10 000 2.5 2.5 5
4 1:25 000 2.5 5 10
5 1:50 000 10 10 20
6 1:100 000 20 20 40
7 1:200 000 20 20 40
8 1:500 000 50 50 100
9 1:1000 000 50 100 200
Trần Thị ái Lan Trắc địa A -K46
16
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Trắc địa ảnh

Ngoài các điểm đặc trng địa hình, bản đồ phải có các điểm ghi chú độ cao.
Số lợng điểm đặc trng địa hình và ghi chú điểm độ cao trên 1 dm
2
bản đồ không
ít hơn 10 điểm khi đo vẽ ở vùng núi, núi cao và 15 điểm khi đo vẽ ở vùng đồi và vùng
đồng phẳng.
Trong các trờng hợp đặc biệt nh khi đo vẽ ở vùng dân c dày đặc, vùng có địa
hình biến đổi đều và có quy luật thì số l ợng điểm nêu trên cũng đợc giảm bớt nhng
cũng không ít hơn 8 điểm khi đo vẽ ở vùng núi, núi cao và 10 điểm khi đo vẽ ở vùng
đồng bằng, vùng đồi. Quy định này phải đợc nêu rõ trong thiết kế kỹ thuật của khu
đo.
Độ chính xác xây dựng lới khống chế địa hình thờng đợc đặc trng bằng sai số
trung phơng vị trí điểm khống chế so với điểm cấp cao hơn. Sai số này thờng lấy bằng
0.02 mm trên bản đồ.
1.2. Các phơng pháp thành lập bản đồ.
Trong các ngành khoa học ứng dụng thì khoa học thành lập bản đồ là một ngành
có nhiều đặc thù riêng biệt, cho ra các sản phẩm đa dạng, đa tỷ lệ, phục vụ cho nhiều
ngành khoa học với mục đích khác nhau nh : Quân sự, quản lý đất đai, thiết kế xây
dựng Lịch sử phát triển của ngành đã hình thành nên các ph ơng pháp thành lập
bản đồ đợc tổng quát nh sau :
Trần Thị ái Lan Trắc địa A -K46
17
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Trắc địa ảnh
Hình 1.1. Các phơng pháp thành lập bản đồ địa hình
1.2.1. Phơng pháp đo đạc trực tiếp ngoài thực địa.
Trần Thị ái Lan Trắc địa A -K46
18
Các phương pháp thành lập bản đồ địa
hình
Phương pháp đo

trực tiếp ngoài thực
địa
Phương
pháp đo ảnh
Phương
pháp biên
tập
Phương
pháp bàn
đạc
Phương
pháp toàn
đạc
Phương
pháp đo ảnh
đơn
Phương pháp
đo ảnh lập
thể
Quang
cơ
Giải tích Trạm ảnh số
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Trắc địa ảnh
1.2.1.1.Phơng pháp bàn đạc
Dùng máy bàn đạc có gắn bàn vẽ, tiến hành đo hớng, đo cạnh và triển điểm vẽ
ngay trên thực địa. Phơng pháp này có u điểm là mô tả hết đợc các yếu tố địa hình,
địa vật. Tuy nhiên nó cho độ chính xác thấp, máy móc không gọn nhẹ, chịu nhiều ảnh
hởng của môi trờng và thời tiết dẫn đến năng suất lao động không cao. Chính vì
những nhợc điểm này phơng pháp bàn đạc hiện nay không sử dụng nữa và thay thế
cho nó là phơng pháp toàn đạc.

1.2.1.2. Phơng pháp toàn đạc
Hiện nay sự xuất hiện của máy toàn đạc điện tử đã giúp cho phơng pháp toàn
đạc trở nên thông dụng. Các khâu nh : lập lới cơ sở, lới đo vẽ cho đến quá trình đo vẽ
cho độ chính xác cao và nhanh chóng, công cụ máy tính chuyển điểm rất chính xác.
Từ đó nhận thấy một số đặc điểm của phơng pháp toàn đạc điện tử nh sau:
+Ưu điểm : đạt độ chính xác cao tại các điểm đo trực tiếp, công tác vẽ bản đồ đ-
ợc tiến hành trong phòng với những điều kiện thuận lợi cho thành quả bản đồ nhanh
chóng chính xác. Phơng pháp này thờng áp dụng cho khu vực không lớn.
+Nhợc điểm : Công tác đo ngoại nghiệp chịu nhiều ảnh hởng của môi trờng và
thời tiết do đó năng xuất lao động không cao, có thể bỏ sót đối tợng đo, gây khó khăn
cho công tác nội nghiệp nếu không có sơ hoạ, đờng đồng mức đợc xác định bằng nội
suy trên cơ sở đo trực tiếp.
1.2.1.3. Phơng pháp liên biên tập bản đồ địa hình
Thành lập các loại bản đồ trên cơ sở các bản đồ cùng khu vực có tỷ lệ lớn hơn
mới đợc thành lập. Khi tiến hành biên tập cần tuân theo những quy định lấy bỏ, tổng
quát hoá nội dung của bản đồ. Phơng pháp này có u điểm là thành lập bản đồ bằng
phơng pháp trong phòng với thời gian ngắn và rẻ tiền, có ứng dụng thành lập bản đồ
tỷ lệ nhỏ và trung bình.
1.2.1.5. Phơng pháp đo ảnh.
a. Phơng pháp đo ảnh đơn.
Trần Thị ái Lan Trắc địa A -K46
19
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Trắc địa ảnh
Phơng pháp đo ảnh đơn đợc dùng ở vùng bằng phẳng là chủ yếu, nó đợc ứng
dụng để đo vẽ địa hình khi mà độ chính xác đo độ cao của phơng pháp đo ảnh lập thể
khó thoả mãn. Đo ảnh đơn áp dụng cho thành lập bản đồ địa chính rất hiệu quả ở
vùng thổ canh có địa hình khá bằng phẳng. Thành lập bản đồ bằng phơng pháp này là
lấy các ảnh nắn (ảnh đã đợc xử lý sai số vị trí điểm do ảnh nghiêng gây ra) làm nên
để xác định mặt phẳng các địa vật của bản đồ. Và sẽ đợc phối hợp đo vẽ nội dung địa
hình của bản đồ bằng phơng pháp đo trắc địa ngoại nghiệp. Phơng pháp này phù hợp

để thành lập bản đồ vùng bằng phẳng có chênh cao địa hình nhỏ nhằm đảm bảo sai số
vị trí điểm do độ lồi lõm của địa hình gây ra không vợt quá giới hạn cho phép.
b. Phơng pháp đo ảnh lập thể.
đo ảnh lập thể có khả năng khái quát địa hình tốt nhất so với tất cả các phơng
pháp khác. Ngày nay nhờ có thiết bị hiện đại nh máy đo vẽ lập thể quang cơ, quang
học, cơ học, giải tích và xử lý ảnh số mà phơng pháp thoả mãn tất cả các loại bản đồ
có tỷ lệ từ 1:1000 trở xuống. Với điều kiện thuận lợi cho phép thì đo ảnh lập thể có
thể đo đợc tỷ lệ 1:500 và lớn hơn. Do đó vẽ trên mô hình nên phơng pháp lập thể hầu
nh hạn chế đến mức tối đa ảnh hởng của thời tiết và địa hình . Đặc biệt với bản đồ
trung bình và bản đồ tỷ lệ bé thì không có phơng pháp nào cho độ chính xác cao hơn
phơng pháp đo ảnh lập thể có thể nói phơng pháp này luôn đợc áp dụng các thành
tựu khoa học mới vào sản xuất để giải phóng con ngời khỏi lao động vất vả, tăng
năng xuất lao động dẫn tới giảm giá thành sản phẩm.
Ngày nay trên thế giới và nớc ta công nghệ đo ảnh số đang đợc áp dụng rộng rãi.
Các bài toán xử lý ảnh đều dựa trên nền tảng của phơng pháp đo ảnh giải tích. Trong
công nghệ xử lý ảnh có rất nhiều công đoạn nh chuyển toạ độ pixel trên ảnh quét về
toạ độ tấm ảnh, xử lý sai số điểm ảnh, xây dựng mô hình lập thể, tăng dày và đo vẽ
1.2.4. Phơng pháp đo ảnh số
1.2.4.1. Khái niệm
Ngày nay kỹ thuật đo ảnh đã đạt đợc những thành tựu hết sức to lớn với sự ra đời và
phát triển không ngừng của phơng pháp đo ảnh số. Phơng pháp đo ảnh số (Digital
Trần Thị ái Lan Trắc địa A -K46
20
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Trắc địa ảnh
Photogrammetry) là phơng pháp xử lý các bài toán đo ảnh giải tích với sự trơ giúp
của máy tính và các phần mềm chuyên dùng để tiến hành số hoá ảnh, đo ảnh, nhận
biết hình ảnh và tính toán xử lý thay cho con ngời trong phần lớn các quá trình đo ảnh
nh: Công tác tăng dày không chế ảnh, xây dựng mô hình số địa hình, nắn ảnh số và
đo vẽ địa hình, Tr ớc đây việc xử lý các tấm ảnh tơng tự với các máy toàn năng
công kềnh, sản phẩm làm ra lu trữ rất khó khăn thì ngày nay việc xử lý tấm ảnh số

trên các trạm đo ảnh số chuyên dùng với mức độ tự động hoá cao, cho ra những sản
phẩm đa dạng và khả năng cập nhật quản lý dễ dàng.
1.2.4.2. Phơng pháp đo ảnh toàn số
Trong phơng pháp này, số liệu đa vào là xử lý ảnh số, tức là tín hiệu ảnh quét đợc ghi
nhận thông tin qua các hệ thống điện tử. Nếu t liệu đầu vào là ảnh chụp truyền thống,
thì trớc hết phải tiến hành số hoá ảnh bằng thiết bị số hoá. Quá trình đo vẽ ảnh số
trong hệ thống này bao gồm các nội dung chủ yếu sau: Xác định các yếu tố định h-
ớng ảnh, nhận dạng và tổ hợp ảnh, tính toạ độ không gian điểm ảnh, nội suy bề mặt
mô hình, tự động vẽ địa hình trên bản đồ ảnh trực giao đợc thành lập theo phơng pháp
nắn ảnh số.
1.2.4.3. Phơng pháp đo ảnh số tức thời
Trong quá trình thu nhận thông tin ảnh và xử lý thông tin xảy ra đồng thời với
sự liên kết chặt chẽ giữa thiết bị chụp ảnh và hệ thống máy tính có tính năng cao. Ph-
ơng pháp đo ảnh số tức thời đợc ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khoa học và công
nghiệp. Trong đo ảnh, phơng pháp này đợc ứng dụng để phát triển phơng pháp đo ảnh
tự động trong phạm vi gần. Hiện nay đã có các hệ thống đo ảnh tức thời nh
MAPVISION của Phần Lan, IRI-D256 của Canada và RTP của Thụy Sỹ v. ..v.
Sự khác biệt cơ bản của phơng pháp đo ảnh toàn số với phơng pháp đo ảnh t-
ơng tự và đo ảnh giải tích là quá trình số hoá và xử lý các thông tin bức xạ của ảnh.
Trớc đó các thông tin bức xạ của ảnh đợc xử lý một cách đơn giản thông qua nhiều
nguồn chiếu sáng và sử lý bằng mắt và não của con ngời. Cùng với sự phát triển của
kỹ thuật viễn thám các thông tin bức xạ của đối tợng chụp ảnh đã trở nên hết sức
quan trọng trong công tác đo ảnh. Có thể nói nếu không sử dụng thông tin bức xạ thì
không thể thực hiện tự động hoá trong đo ảnh.
Trần Thị ái Lan Trắc địa A -K46
21
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Trắc địa ảnh
Do t liệu đo ban đầu của phơng pháp đo ảnh số là các ảnh số nên các thiết bị
quang cơ truyền thống sử dụng trong phơng pháp đo ảnh tơng tự trở nên không cần
thiết nữa, thay vào đó là các máy tính hoặc trạm đo ảnh và các phần mềm chuyên

dùng. Hiện nay phơng pháp đo ảnh số đợc ứng dụng có hiệu quả trong việc thu thập,
quản lý và sử dụng các thông tin ảnh trong kỹ thuật viễn thám và hệ thống thông tin
địa lý (GIS).
Có thể nói, phơng pháp đo ảnh số là sự phát triển hiện đại về công nghệ của
phơng pháp đo ảnh đợc sử dụng có hiệu quả cao trong các lĩnh vực sau đây:
- Thành lập bản đồ địa hình các loại tỷ lệ (từ 1:500 đến 1:50000) đối với các
vùng địa hình khác nhau.
- Đo vẽ bản đồ địa chính cơ sở từ tỷ lệ 1:1000 vùng đồng bằng đến 1:25000
vùng núi.
- Xây dựng mô hình số địa hình (DTM) phục vụ cho mục đích khác nhau nh:
đo vẽ và tạo cơ sở dữ liệu địa hình, sản xuất bản đồ trực ảnh, lập các bản đồ chuyên
đề đo tính khối lợng v.v
chơng 2
Quy trình công nghệ thành lập bản đồ địa hình bằng
phơng pháp đo ảnh số
2.1. Khái niệm về ảnh số
ảnh số đợc tạo bởi mảng 2 chiều của các phần tử ảnh có cùng kích thớc đợc
gọi là pixel. Mỗi pixel đợc xác định bởi toạ độ hàng (m), cột (n) và giá trị độ xám (g)
của nó là g (m, n) biến đổi theo toạ độ điểm. Toạ độ hàng và cột của mỗi pixel đều là
các số nguyên. Còn giá trị độ xám của pixel nằm trong thang độ xám từ 0 đến 255
Trần Thị ái Lan Trắc địa A -K46
22
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Trắc địa ảnh
(thang độ xám có 256 bậc theo đơn vị thông tin là 8(bit). Toạ độ số hoá chỉ là các giá
trị rời rạc m, n và đợc biểu thị :
xmxx
+=
.
0

ynyy
+=
.
0
(2.1)
Trong đó :

m
= 0,1,...M

n
= 0,1,...N

x

,
y

là bớc nhảy số hoá.
Khi lấy
x

=
y

và
m
=
n
chỉ ra các giá trị rời rạc đợc gắn vào các giá trị độ

xám g (m, n) tơng ứng của các pixel, lúc đó chúng ta nói rằng ảnh đợc lấy mẫu
(Sampling) và các giá trị độ xám của nó đợc lợng tử hoá. Nh vậy, ảnh số là tập hợp
các điểm ảnh rời rạc với vị trí m, n (hoặc x, y) và giá trị độ xám tơng ứng với từng
điểm ảnh.
Các phần tử của ma trận độ xám g (m, n) có dạng:












1)-N 1,-g(M 1) 1,-g(M 0) 1,-g(M
.
1)-N g(1, 1) g(1, 0) g(1,
1)-N g(0, 1) g(0, 0) g(0,
(2.2)
Trong đó, mỗi pixel có độ xám g và có vị trí tính theo hàng m, cột n.
Đối với ảnh vệ tinh dạng số thì mỗi phần tử ảnh của pixel thể hiện một khu vực
bề mặt trên trái đất. Giá trị độ xám của pixel đợc tính bằng giá trị trung bình của độ
phản xạ phổ của toàn bộ khu vực nằm trong phạm vi của pixel. Ta có thể thu đợc ảnh
số nhờ các thiết bị số hoá mà cụ thể là máy quét ảnh.
Quá trình số hoá bao gồm 2 vấn đề quan trọng đó là định mẫu ảnh và lợng tử
hoá hình ảnh, hay có thể nói rằng:
Quá trình số hoá = quá trình định mẫu + quá trình lợng tử hoá

Quá trình định mẫu ảnh đợc sử dụng để tạo ra sự rời rạc hoá không gian hình
học liên tục của ảnh. Thông thờng nó đợc thực hiện nhờ hệ thống quang học với kích
thớc nào đó đã đợc chọn chuyển động dọc theo đờng quét trên tấm ảnh, cũng tại thời
Trần Thị ái Lan Trắc địa A -K46
23
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Trắc địa ảnh
điểm đó nó tiến hành đo, ghi (thời gian đã đợc định trớc hoặc độ dài của bớc nhảy)
phản xạ hoặc bức xạ giá trị độ đen của từng vùng với đối tợng tơng ứng. Việc định
mẫu ảnh cho từng vị trí cửa mở của hệ thống quang học là giá trị thích hợp của toàn
giá trị độ đen trong khoảng cửa mở (kích thớc). Theo luật định mẫu, bớc nhảy định
mẫu lý tởng T thoả mãn điều kiện:
c
f
l
T
2

(2.3)
Trong đó:
f
c
là tần số cao nhất của phép biến đổi FURIER của việc định mẫu ảnh, tức là
tần số cắt.
Quá trình lợng tử hoá đợc sử dụng để tạo ra sự rời rạc không gian độ đen liên
tục của ảnh. Lợng tử hoá có thể thực hiện bằng 2 phơng pháp là tuyến tính hoặc
không tuyến tính.
Lợng tử hoá cho ta các giá trị độ xám tại vị trí đợc số hoá thành các mức độ
xám với các khoảng nhảy bằng nhau.
I=2
M

(2.4)
Với M= 1, 2,..., 8 là số đợc lấy cho bậc độ xám
Với M = 1 thì ta có 2 mức độ xám trắng và đen.
Với M = 8 thì ta có 256 mức độ xám, nh vậy khoảng dao động của mức độ
xám từ 0 đến 255.
ảnh đen trắng chỉ bao gồm hai màu đen và trắng. Ngời ta phân sự biến đổi đó
thành I mức. Nếu I = 2, nghĩa là chỉ có hai mức 0 và 1 còn gọi là ảnh nhị phân với
mức 1 tơng ứng với màu trắng và mức 0 ứng với màu đen. ảnh nhị phân khá đơn
giản, các phần tử ảnh có thể coi nh các phần tử logic. Nếu I >2 ta có ảnh đa cấp xám.
Việc xác định số mức phụ thuộc vào tiêu chí lợng tử hóa, I thờng chọn là 32, 64, 128
và 256 .
Với ảnh nhị phân, mỗi pixel mã hoá trên 1 bit, ảnh 256 mức mã hoá trên 8 bit
(1 by). Các bậc độ xám này có thể lu trữ dới dạng một byte nên chúng có rất nhiều
thuận lợi trong quá trình xử lý ảnh số.
Kích thớc của file ảnh đợc tính bằng tích số hàng với số cột và số bit đợc dùng
mã hoá cho một pixel.
ảnh màu là ảnh tổ hợp từ ba màu cơ bản là đỏ, lục và chàm đợc thu nhận trên
các dải băng tần khác nhau. Mỗi pixel ảnh màu gồm ba thành phần nh trên. Mỗi màu
Trần Thị ái Lan Trắc địa A -K46
24
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Trắc địa ảnh
cũng phân thành I cấp khác nhau ( thờng là 256). Do vậy, để lu trữ ảnh màu, ngời ta
lu trữ từng màu riêng biệt, mỗi màu lu trữ nh một ảnh đa cấp xám. Vì vậy, không
gian nhớ dành cho một ảnh màu lớn gấp ba lần một ảnh đa cấp xám cùng kích thớc.
Hàm số độ đen xác suất về sai sót khi lợng tử hoá đợc lấy đồng nhất: 0,5 tức
là:
P(x) = 1 -0,5

X
+

0,5 (2.5)
= 0 Các giá trị khác
Và gía trị trung bình của chúng là P = 0 có phơng sai là:



===
5,0
5,0
222
1
2
1
)()( dxxdxxPx
àà
(2.6)
Ngoài ra, ảnh số có thể thu nhận trực tiếp nhờ hệ thống Sensor đặt trên các
thiết bị bay. Phơng thức thu trực tiếp này đợc sử dụng trong kĩ thuật viễn thám nh hệ
thống MSS, TM đặt trên vệ tinh Lansat của Mỹ hoặc hệ thống CDD đặt trên vệ tinh
Spot của Pháp.
ảnh thu đợc sau quá trình số hoá đợc lu lại cho các quá trình xử lý tiếp theo
hay truyền đi. Cho đến nay, có rất nhiều kỹ thuật xử lý ảnh, tồn tại nhiều định dạng
khác nhau nh ảnh đen trắng IMG, ảnh đa cấp xám, ảnh màu nh BMP, GIF, JPEG.
Mặc dù các định dạng này là khác nhau, nhng chúng cũng tuân theo một cấu trúc
chung nhất định. Bao gồm 3 phần:
Đầu tệp (header) chứa các thông tin về kiểu ảnh, kích thớc, độ phân giải, số bit
dùng cho 1 pixel, cách mã hoá, vị trí bảng màu. Kích thớc phần header phụ thuộc vào
kiểu định dạng ảnh.
Dữ liệu nén (Data Compression) là số liệu ảnh đã đợc mã hoá bởi kiểu mã hoá
chỉ ra trong header.

Bảng màu (Palette Color) chỉ ra số màu dùng trong ảnh và đợc sử dụng để hiện
ảnh (bảng màu có thể không nhất thiết phải có)
Do dung lợng file ảnh rất lớn, nên ngời ta đã nghiên cứu và đa ra kỹ thuật nén
dữ liệu ảnh - đó là quá trình làm giảm lợng thông tin d thừa trong dữ liệu gốc và kết
quả là lợng thông tin thu đợc sau khi nén thờng nhỏ hơn dữ liệu gốc rất nhiều. Với dữ
liệu ảnh, kết quả nén thờng là 10:1. Nếu sử dụng kỹ thuật nén Fractal thì tỷ số nén có
thể lên tới 30:1.
Ngoài thuật ngữ nén dữ liệu ngời ta còn có các tên gọi khác nh giảm độ d
thừa, mã hoá ảnh gốc.
Trần Thị ái Lan Trắc địa A -K46
25