Thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10000 bằng công nghệ đo ảnh số khu vực bản chát

LỜI CẢM ƠN

Trước tiên em xin gửi lời cám ơn chân thành sâu sắc tới các thầy cô giáo
trong trường Đại học Tài Nguyên Môi Trường Hà Nội nói chung và các thầy
cô giáo trong khoa Trắc địa- bản đồ nói riêng đã tận tình giảng dạy, truyền đạt
cho em những kiến thức, kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian qua.
Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn đến cô Quách Thị Chúc, cô đã tận tình
giúp đỡ, trực tiếp chỉ bảo, hướng dẫn em trong suốt quá trình làm đồ án tốt
nghiệp. Trong thời gian làm việc với cô, em không ngừng tiếp thu thêm nhiều
kiến thức bổ ích mà còn học tập được tinh thần làm việc, thái độ nghiên cứu
khoa học nghiêm túc, hiệu quả, đây là những điều rất cần thiết cho em trong
quá trình học tập và công tác sau này.
Do thời gian và kinh nghiệm còn thiếu nên trong đồ án không tránh khỏi
những thiếu sót. Em kính mong các thầy, cô sửa chữa, bổ sung để đồ án của
em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, tháng 9 năm 2015
Sinh viên:

Bùi Thanh Tùng


MỤC LỤC
1.1.3Nội dung của tờ bản đồ địa hình.......................................................................9
2.5.1. Ưu điểm.........................................................................................................42
2.5.2. Nhược điểm...................................................................................................43
Hình 3.1: Ảnh chụp khu vực Bản Chát từ độ cao 5418m năm 2006..................44
3.1. Tình hình đặc điểm khu đo Bản Chát huyện Than Uyên, tỉnh Lai Châu...44
3.1.1 Vị trí địa lý Bản Chát huyện Than Uyên.........................................................44
3.1.2 Đặc điểm địa lý tự nhiên................................................................................45
3.1.3 Điều kiện kinh tế - xã hội................................................................................46

3.1.4 Đánh giá chung..............................................................................................47
3.1.5 Tư liệu thực nghiệm........................................................................................47
TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................80
PHỤ LỤC...............................................................................................................81


DANH MỤC BẢNG
1.1.3Nội dung của tờ bản đồ địa hình.......................................................................9
2.5.1. Ưu điểm.........................................................................................................42
2.5.2. Nhược điểm...................................................................................................43
Hình 3.1: Ảnh chụp khu vực Bản Chát từ độ cao 5418m năm 2006..................44
3.1. Tình hình đặc điểm khu đo Bản Chát huyện Than Uyên, tỉnh Lai Châu...44
3.1.1 Vị trí địa lý Bản Chát huyện Than Uyên.........................................................44
3.1.2 Đặc điểm địa lý tự nhiên................................................................................45
3.1.3 Điều kiện kinh tế - xã hội................................................................................46
3.1.4 Đánh giá chung..............................................................................................47
3.1.5 Tư liệu thực nghiệm........................................................................................47
TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................80
PHỤ LỤC...............................................................................................................81



DANH MỤC HÌNH
1.1.3Nội dung của tờ bản đồ địa hình.......................................................................9
2.5.1. Ưu điểm.........................................................................................................42
2.5.2. Nhược điểm...................................................................................................43
Hình 3.1: Ảnh chụp khu vực Bản Chát từ độ cao 5418m năm 2006..................44
3.1. Tình hình đặc điểm khu đo Bản Chát huyện Than Uyên, tỉnh Lai Châu...44
3.1.1 Vị trí địa lý Bản Chát huyện Than Uyên.........................................................44
3.1.2 Đặc điểm địa lý tự nhiên................................................................................45

3.1.3 Điều kiện kinh tế - xã hội................................................................................46
3.1.4 Đánh giá chung..............................................................................................47
3.1.5 Tư liệu thực nghiệm........................................................................................47
TÀI LIỆU THAM KHẢO.....................................................................................80
PHỤ LỤC...............................................................................................................81

1


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đồ án
Khoa học kỹ thuật được loài người biết đến rất lâu trong quá trình hình
thành và phát triển của chúng ta. Những phát minh mới công cụ mới lần lượt
ra đời thay thế cho những công cụ lạc hậu. Tất cảđều nhằm phục vụ con
người giúp con người thoải mái khỏi những nặng nhọc vất vả của công việc
và nâng cao năng suất lao động hạ giá thành sản phẩm. Cùng với xu hướng
của thờiđại các nhà trắc địa cũng đã tìm tòi cho ra đời những phương pháp
máy móc thiết bị mới nhằm phục vụ cho công tác đo đạc hiệu quả hơn. Sự ra
đời và phát triển mạnh mẽ của công nghệđo ảnh số là 1trong những phát minh
như thế.
Việc sử dụng ảnh hàng không trong thành lập bản đồ nói chung và bản
đồđịa hình nói riêng đãđóng góp quan trọng cho nhiều lĩnh vực đời sống và
với nhu cầu thiết thực đó em đã thực hiện đồ án : “thành lập bản đồ địa hình
tỷ lệ 1:10000 bằng công nghệ đo ảnh số khu vực bản chát’.
2. Mục tiêu của đề tài
Minh chứng khả năng ứng dụng công nghệ ảnh số để xây dựng bản đồ
địa hình tỷ lệ 1:10000 bằng công nghệ đo ảnh số khu vực bản chat
3. Nội dung nghiên cứu của đồ án
- Bản đồ địa hình và công nghệ thành lập bản đồ địa hình bằng phương
pháp đo ảnh số.

- Độ chính xác của bản đồ địa hình được thành lập theo công nghệ ảnh số.
- Thực nghiệm: Thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10000 bản Chát huyện
Than Uyên Tỉnh Lai Châu bằng công nghệ ảnh số.
4. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp thu thập tài liệu: Sử dụng các tài liệu về bản đồ địa hình,
bản đồ hành chính, phương pháp thành lập bản đồ địa hình bằng công nghệ
ảnh số làm cơ sở lý luận cho đề tài. Tìm kiếm tài liệu và cập nhật thông tin
trên mạng internet cũng như giáo trình, tài liệu tham khảo.
- Phương pháp điều tra thực địa: sử dụng số liệu đo đạc thực địa khu vực
nghiên cứu để phục vụ công tác đo vẽ trong phòng.

2


- Phương pháp thực nghiệm kiểm chứng: Nghiên cứu tìm sử dụng các
chương trình đo vẽ trên phần mềm trạm ảnh số SSK – Intergraph
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đồ án
Công nghệ ảnh số đem lại khả năng tự động hóa cao trong công tác tăng
dày khống chế ảnh, việc đo vẽ trên mô hình lập thể đạt mức thuận tiện cao.
Các sản phẩm từ công nghệ ảnh số thỏa mãn nhiều yêu cầu khác nhau của
công nghệ thành lập bản đồ địa hình, cũng như bản đồ địa chính bằng ảnh.
Các sản phẩm được lưu trữ dưới dạng số, do đó rất thuận lợi trong việc
chỉnh sửa, cập nhật thông tin cần thiết.
Hệ thống đo ảnh số có khả năng trao đổi thông tin với hệ thống thông tin
địa lý (GIS) và hệ thống thông tin đất đai (LIS). Khả năng này mang lại hiệu
quả kinh tế cao cho nhiều ngành có liên qua như: lâm nghiệp, địa chất, môi
trường…
Hiện nay, dữ liệu ảnh số thu được từ nhiều nguồn như ảnh vệ tinh, ảnh
hàng không, ảnh Lidar. Tuy nhiên, ảnh vệ tinh phù hợp dùng để thành lập bản
đồ tỷ lệ 1:50.000 và nhỏ hơn; ảnh hàng không phù hợp việc lập bản đồ địa

hình tỷ lệ 1:2000, 1:5000 đối với khu vực đồng bằng và đô thị, tỷ lệ 1:10.000
đối với khu vực đồi núi; ảnh Lidar phù hợp với việc thành lập bản đồ địa hình
tỷ lệ 1:1000. Do đó việc lựa chọn phương pháp thành lập bản đồ địa hình
bằng ảnh hàng không đáp ứng được tỷ lệ, công nghệ ảnh hàng không được sử
dụng nhiều, phổ biến, máy móc thiết bị đầu tư một lần, tính tự động hóa cao,
đồng thời mang lại hiệu quả kinh tế lớn mà vẫn đảm bảo độ chính xác.
6. Cấu trúc của đồ án
Nội dung của đồ án được trình bày trong 3 chương :
- Chương 1 : Bản đồ điạ hình và phương pháp thành lập bản đồ địa hình
bằng công nghệ đo ảnh số
- Chương 2 : Độ chính xác của bản đồ địa hình tỷ lệ 1 : 10000 được
thành lập bằng công nghệ đo ảnh số
- Chương 3 : Thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ 1 : 10000 trên trạm ảnh số
intergraph, khu vực bản chát
CHƯƠNG I: BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP THÀNH

3


LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH BẰNG CÔNG NGHỆ ĐO ẢNH SỐ
1.1. Giới thiệu chung về bản đồ địa hình
1.1.1. Khái niệm về Bản đồ
1. Khái niệm
Bản đồ là hình ảnh thu nhỏ của thực tế địa lý được ký hiệu hoá thể
hiện các yếu tố đặc điểm một cách có chọn lọc. Bản đồ là hình ảnh thu nhỏ và
được khái quát hoá một phần bề mặt quả đất lên mặt phẳng nằm ngang theo
phép chiếu hình bản đồ với những nguyên tắc biên tập khoa học.
Bản đồ địa hình là loại bản đồ thể hiện một khu vực trên bề mặt trái
đất trên đó bản đồ thể hiện những thành phần của thiên nhiên và kết quả hoạt
động của con người mà mắt ta có thể cảm nhận được.

Trên bản đồ phụ thuộc vào tỷ lệ, các đối tượng có trên bề mặt đất
được chọn lọc biểu diễn, các đối tượng này chứa đựng lượng thông tin và nó
phụ thuộc vào không gian, thời gian và mục đích sử dụng:
- Tính không gian xác định khu vực được tiến hành đo vẽ thành lập bản đồ.
- Tính thời gian ghi nhận trên bản đồ hiện trạng của bề mặt trái đất ở
thời điểm tiến hành đo vẽ.
- Mục đích sử dụng chi phối nội dung và độ chính xác thành lập bản đồ.
2. Mục đích sử dụng của BĐĐH
Bản đồ địa hình có vai trò rất quan trọng trong khoa học và trong thực
tiễn bao gồm: trong xây dựng công nghiệp, dân dụng, năng lượng, giao thông
và trong các công trình khác. Bản đồ có nhiều tỷ lệ, ứng với mỗi loại tỷ lệ lại
có những mục đích sử dụng khác nhau.
- Bản đồ tỷ lệ lớn : thường được sử dụng để thiết kế mặt bằng xây
dựng các công trình xây dựng, các thành phố, các điểm dân cư, để lập thiết kế
kỹ thuật các xí nghiệp công nghiệp và các trạm phát điện, dùng để tiến hành

4


thăm dò và tìm kiếm, thăm dò và tính toán trữ lượng các khoáng sản, dùng
trong công tác quy hoạch và cải tạo đồng ruộng.
- Bản đồ tỷ lệ trung bình; dùng trong công tác quy hoạch ruộng đất và
làm cơ sở để đo vẽ thổ nhưỡng, thực vật, thiết kế các công trình thuỷ nông,
dùng để chọn tuyến đường giao thông, để khảo sát các phương án xây dựng
thành phố
- Bản đồ tỷ lệ nhỏ; dùng trong quy hoạch và tổ chức các vùng kinh tế,
để chọn các tuyến đường sắt, đường ôtô và kênh đào giao thông…
1.1.2. Cơ sở toán học của bản đồ địa hình
1. Cơ sở toán học
Cơ sở toán học của bản đồ địa hình bao gồm các yếu tố: tỷ lệ, hệ thống

toạ độ, phép chiếu, sự phân mảnh.
a. Hệ thống tỷ lệ
Theo quy phạm bản đồ địa hình trước năm 2000, nước ta dùng dãy tỷ lệ
như hầu hết các nước khác trên thế giới, gồm các tỷ lệ: 1:2000, 1:5000,
1:25.000, 1:50.000 và 1:100.000. Sau năm 2000, hệ thống tỷ lệ bản đồ địa
hình nước ta theo quy phạm mới còn có thêm các tỷ lệ: 1:500 và 1:1000.
b. Hệ thống toạ độ và phép chiếu
Từ tháng 7 năm 2000, Tổng cục Địa chính đã công bố và đưa vào sử dụng
hệ quy chiếu và hệ toạ độ quốc gia VN-2000 được áp dụng thống nhất để xây
dựng hệ thống bản đồ địa hình và áp dụng trong việc triển khai các dự án (hoặc
luận chứng kinh tế kỹ thuật) về đo vẽ bản đồ địa hình với lưới chiếu toạ độ
phẳng cơ bản là lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc UTM quốc tế. Lưới chiếu
bản đồ được quy định như sau:
- Sử dụng lưới chiếu hình nón đồng góc với 2 vĩ tuyến chuẩn 11 o và 21o
để thể hiện các bản đồ địa hình cơ bản ở tỷ lệ 1:1.000.000.

5


- Sử dụng lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc với múi chiếu 6 o có hệ số
điều chỉnh tỷ lệ biến dạng chiều dài k0 = 0,9996 để thể hiện các bản đồ địa
hình cơ bản tỷ lệ từ 1:500.000 đến 1:25.000.
- Sử dụng lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc với múi chiếu 3 o có hệ số
điều chỉnh tỷ lệ biến dạng chiều dài k0 = 0,9999 để thể hiện các bản đồ địa
hình cơ bản tỷ lệ từ 1:10.000 đến 1:2.000.
c. Sự phân mảnh
Để tiện sử dụng các bản đồ địa hình người ta phải thiết lập hệ thống phân
mảnh và danh pháp chặt chẽ, trên cơ sở phân mảnh và danh pháp của bản đồ
tỷ lệ 1:100.000.
Trong phép chiếu của bản đồ địa hình, các kinh tuyến và vĩ tuyến được

biểu thị thành đường cong, nhưng độ cong của các kinh tuyến rất nhỏ, do đó
trên tất cả các bản đồ địa hình đều thể hiện thành đường thẳng. Các đường vĩ
tuyến trên các bản đồ tỷ lệ lớn hơn hoặc bằng 1:50.000 được thể hiện như
những đường thẳng còn trên các bản đồ tỷ lệ nhỏ hơn hoặc bằng 1:100.000
được thể hiện là đường cong.
2. Thủy hệ
Các yếu tố thuỷ hệ được biểu thị tỉ mỉ trên bản đồ địa hình. Trên bản đồ
biểu thị các đường bờ biển, bờ hồ, bờ của các con sông lớn được vẽ bằng 2 nét.
Các đường bờ nước được thể hiện trên bản đồ theo đúng đặc điểm của từng
kiểu đường bờ.
Trên bản đồ biểu thị tất cả các con sông có chiều dài từ 1cm trở lên.
Ngoài ra còn thể hiện các kênh đào, mương máng, các nguồn nước tự nhiên
và nhân tạo. Đồng thời còn phải thể hiện các thiết bị thuộc thuỷ hệ (như các
bến cảng, cầu cống, trạm thủy điện, đập,...).

6


Sự biểu thị các yếu tố thuỷ hệ còn được bổ sung bằng các đặc trưng chất
lượng và số lượng (độ mặn của nước, đặc điểm và độ cao của đường bờ, độ
sâu và độ rộng của sông, tốc độ nước chảy).
Trên bản đồ, sông được thể hiện bằng một nét hay hai nét là phụ thuộc
vào độ rộng của nó ở thực địa và tỷ lệ của bản đồ (bảng).
Bảng 1.1: Biểu thị yếu tố thủy hệ trên bản đồ địa hình
Biểu thị song
- 1 nét
- 2 nét cách nhau 0.3 mm
- 2 nét thể hiện đúng độ

Độ rộng của sông ở thực địa (m)

1:10.000 1:25.000 1:50.000 1:100.000
<3
<5
<5
<10
3–6
5 – 15
5 – 30
10 – 60

rộng của sông

>6

> 15

> 30

> 60

Biểu thị kênh, mương theo tiêu chuẩn sau:
- Đối với bản đồ tỷ lệ 1: 5000:
+ Kênh, mương ≥ 3m vẽ 2 nét theo tỷ lệ và phải đo độ rộng, độ sâu
(không biểu thị chất đáy). Kênh, mương đào có tàu, thuyền và ca nô chạy
được phải biểu thị chất liệu đáy.
+ Kênh, mương < 3 mét biểu thị 1 nét màu ve kèm ghi chú độ rộng của
kênh, mương để nội nghiệp biểu thị lực nét cho đúng.
- Đối với bản đồ tỷ lệ 1:2000: kênh mương có độ rộng ≥ 1m biểu thị 2
nét theo tỷ lệ; < 1m biểu thị là kênh, mương 1 nét không phải ghi chú độ rộng.
3. Dân cư

Các điểm dân cư là một trong những yếu tố quan trọng nhất của bản đồ địa
hình. Các điểm dân cư được đặc trưng bởi kiểu cư trú, số người và ý nghĩa hành
chính – chính trị của nó. Kiểu điểm dân cư được thể hiện trên bản đồ địa hình
bằng kiểu chữ ghi chú tên của nó.
Khi thể hiện các điểm dân cư trên bản đồ địa hình thì phải giữ được đặc
trưng của chúng về quy hoạch, cấu trúc.
7


4. Mạng lưới đường giao thông và đường dây liên lạc
Trên các bản đồ địa hình thì mạng lưới đường xá được thể hiện tỉ mỉ về khả
năng giao thông và trạng thái của đường. Mạng lưới đường xá được thể hiện chi
tiết hoặc khái lược là tuỳ thuộc vào tỷ lệ của bản đồ. Cần phải phản ánh đúng đắn
mật độ của lưới đường xá, hướng và vị trí của các con đường, chất lượng của
chúng.
Đường xá được phân ra thành: đường sắt, đường rải mặt và đường đất.
Các đường sắt được phân chia theo độ rộng của đường ray, theo số đường ray,
trạng thái của đường, dạng đầu máy xe lửa,...Trên đường sắt phải biểu thị các
nhà ga, các vật kiến trúc và các trang thiết bị khác thuộc đường sắt (tháp nước,
trạm canh, các con đường ngầm, các đoạn đường đắp cao, cầu, cống,...).
5. Dáng đất
Bảng 1.2: Biểu thị khoảng cao đều của các đường bình độ trên bản đồ
Tỷ lệ

Khoảng cao đều (m)

Tỷ lệ

Khoảng cao đều (m)

Nhỏ

Trung

Lớn

nhất

bình

nhất

1:2000

0.5

1

2

1:100.000

20

20

40

1:5000

1

2

5

1:250.000

20

40

40

1:10.000

2.5

2.5

5

1:500.000

50

50

100

1:25.000

2.5

5

10

1:1.000.000

50

100

200

1:50.000

10

10

20

bản đồ

bản đồ

Nhỏ

Trung Lớn

nhất bình

nhất

Dáng đất trên bản đồ địa hình được biểu thị bằng các đường bình độ. Những
yếu tố dáng đất mà đường bình độ không thể hiện được thì được biểu thị bằng các
ký hiệu riêng (Ví dụ: vách đứng). Ngoài ra, trên bản đồ địa hình còn ghi chú độ cao.

8


Trên các bản đồ địa hình cần phải thể hiện chính xác và rõ ràng các dạng
địa hình có liên quan đến sự hình thành tự nhiên của dáng đất như các dãy
núi, các đỉnh núi, yên núi, thung lũng, các vách nứt, rãnh sói, đất trượt... và
các dạng có liên quan với sự hình thành nhân tạo như chỗ đắp cao, chỗ đào
sâu,... Sử dụng bản đồ có thể thu nhận được những số liệu về độ cao, về độ
dốc với độ chính xác cao, đồng thời phải đảm bảo phản ánh đúng đắn sự cắt
xẻ ngang và cắt xẻ đứng của bề mặt...
6. Lớp thực phủ thực vật và đất
Trên các bản đồ địa hình biểu thị các loại rừng, bụi cây, vườn cây, đồn
điền, ruộng, đồng cỏ, cát, đất mặn, đầm lầy,... Ranh giới của các khu thực phủ
và của các loại đất thì được biểu thị bằng các đường chấm, ở diện tích bên
trong đường viền thì vẽ các ký hiệu quy ước đặc trưng cho từng loại thực vật
hoặc đất. Ranh giới của các loại thực vật và đất cần được thể hiện chính xác
về phương diện đồ hoạ, thể hiện rõ ràng những chỗ ngoặt có ý nghĩa định
hướng. Các đầm lầy được phân biệt biểu thị các đầm lầy qua được, các đầm
lầy khó qua và các đầm lầy không qua được, ngoài ra còn ghi độ sâu của đầm
lầy. Rừng được phân biệt biểu thị: Rừng già, rừng non, rừng rậm, rừng thưa,

rừng bị cháy, rừng bị đốn,... ghi rõ độ cao trung bình của cây, đường kính
trung bình và loại cây.
7. Ranh giới hành chính
Ngoài đường 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 1:50.000 và
lớn hơn thì biểu thị từ địa giới xã trở lên, trên bản đồ tỷ lệ 1:100.000 thì
không biểu thị địa giới xã. Các đường ranh giới phân chia hành chính – chính
trị đòi hỏi phải thể hiện rõ ràng, chính xác
1.1.3 Nội dung của tờ bản đồ địa hình
1. Các yếu tố thuộc cơ sở toán học
Địa vật định hướng là những đối tượng cho phép ta xác định vị trí nhanh
chóng và chính xác trên bản đồ thường được biểu thị bằng các đối tượng phi
9


tỷ lệ trên thực tế là những địa vật dễ nhận biết hoặc nhô cao so với mặt đất.
Các điểm thuộc lưới khống chế cơ sở được biểu thị với mức độ chi tiết và độ
chính xác phụ thuộc vào tỷ lệ cũng như mức độ sử dụngcủa bản đồ. Bản đồ
địa hình tỷ lệ 1/10.000 và lớn hơn các điểm khống chế trắc địa có chôn mốc
cố định phải được biểu thị lên bản đồ. Bản đồ địa hình tỷ lệ 1/25.000 đến
1/100.000 biểu thị các điểm của mạng lưới trắc địa Nhà nước hạng I, II, III và
IV, các điểm đường chuyền và các điểm thuỷ chuẩn.
2. Các yếu tố thuộc nội dung địa lý
a. Các điểm dân cư và các đối tượng kinh tế, văn hoá xã hội
Các điểm dân cư là một trong những yếu tố quan trọng nhất của bản đồ
địa hình. Tỷ lệ bản đồ địa hình càng lớn thì mức độ càng chi tiết, các điểm
dân cư được đặc trưng bởi kiểu cư trú, số người và ý nghĩa hành chính - chính
trị của nó. Khi thể hiện các điểm dân cư trên bản đồ phải giữ được đặc trưng
về quy hoạch, cấu trúc. Trên các bản đồ tỷ lệ lớn thì sự biểu thị các điểm dân
cư càng tỉ mỉ, phạm vi dân cư phải biểu thị khép kín bằng các ký hiệu tương

ứng, nhà trong vùng dân cư phải biểu thị tính chất (chịu lửa, kém chịu lửa),
quy mô (lớn, nhỏ, số tầng). Các công trình công cộng phải biểu thị tính chất
kinh tế, xã hội, văn hoá của chúng như nhà máy, trụ sở uỷ ban, bưu điện…
b. Thuỷ hệ và các công trình liên quan
Các yếu tố thuỷ hệ được biểu thị tỉ mỉ, trên bản đồ địa hình biểu thị các
đường bờ biển, bờ hồ, sông, ngòi, mương, kênh, rạch,… Các đường bờ nước
được thể hiện trên bản đồ theo đúng đặc điểm của từng kiểu đường bờ. Đồng
thời còn phải thể hiện các thiết bị phụ thuộc thuỷ hệ như các bến cảng, trạm
thuỷ điện, đập… Sự biểu thị các yếu tố thuỷ hệ còn được bổ sung bằng các
đặc trưng chất lượng như độ mặn của nước, độ sâu và rộng của sông, tốc độ
dòng chảy…
c. Mạng lưới đường giao thông
Trên các bản đồ địa hình mạng lưới đường được thể hiện tỉ mỉ về khả
năng giao thông và trạng thái của đường. Mạng lưới đường được thể hiện chi

10


tiết hoặc khái lược và tuỳ thuộc vào tỷ lệ của bản đồ, cần phải phản ánh đúng
mật độ của lưới đường, hướng và vị trí của các con đường, chất lượng của
chúng. Khi lựa chọn phải xét đến ý nghĩa của đường. Phải biểu thị những con
đường đảm bảo mối liên hệ giữa các điểm dân cư với nhau, với các ga xe lửa,
các bến tàu, sân bay… Trên các bản đồ tỷ lệ lớn phải biểu thị tất cả các con
đường như : đường sắt, đường ô tô, đường rải nhựa, đường đất lớn - nhỏ,
đường mòn, chú ý biểu thị vị trí hạ hoặc nâng cấp đường, biển chỉ đường, cầu
cống, cột cây số…
d. Lớp phủ thực vật - thổ nhưỡng
Trên các bản đồ địa hình biểu thị các loại rừng, vườn cây, đồn điền,
ruộng, đồng cỏ, tài nguyên, cát, đất mặn, đầm lầy… Ranh giới các khu thực
phủ và của các loại đất được biểu thị bằng các đường nét đứt hoặc dãy các

dấu chấm, ở diện tích bên trong đường viền thì vẽ các ký hiệu quy ước đặc trưng
cho từng loại thực vật hoặc đất. Ranh giới của các loại thực vật và đất cần được
thể hiện chính xác về phương diện đồ hoạ, thể hiện rõ ràng những chỗ ngoặt có ý
nghĩa định hướng.
e. Ranh giới
Bản đồ địa hình khi thể hiện ranh giới, địa giới hành chính thì ngoài
đường biên giới quốc gia còn thể hiện đầy đủ địa giới hành chính của các cấp.
Các ranh giới phân chia hành chính, theo các tài liệu Nhà Nước. Các mốc địa
giới khi đo vẽ phải xác định chính xác và vẽ đúng vị trí. Đường ranh giới
hành chính cấp cao được thay thế cho đường ranh giới hành chính cấp thấp và
được khép kín.

11


Ranh giới thực vật và các địa vật khác được phân ra làm hai loại: loại
chính xác và loại không chính xác thể hiện bằng ký hiệu tương ứng.
Các đường ranh giới phân chia hành chính – chính trị đòi hỏi phải thể
hiện rõ ràng chính xác và theo đúng quy định trong quy phạm.
g. Dáng đất
Dáng đất trên bản đồ hình học được biểu thị bằng các đường bình độ và
các điểm độ cao. Ngoài đường bình độ và độ cao ra còn sử dụng rất nhiều các
ký hiệu khác bổ trợ để mô tả rõ hơn đặc điểm của từng phần tử và dạng tiểu
địa hình như đèo hố, gò, vách sụt, vách đá, bãi đá, ngọn đá. Như vậy bằng vệc
sử dụng mô tả được các kiểu địa hình khác nhau như: địa hình đồi núi, địa
hình bằng phẳng, địa hình cát, địa hình đầm lầy …
1.2. Các phương pháp thành lập bản đồ địa hình
1.2.1 Phương pháp đo đạc trực tiếp ngoài thực địa
1. Phương pháp bàn đạc
Dùng máy bàn đạc có gắn bàn vẽ, tiến hành đo hướng, đo cạnh và triển

điểm vẽ ngay trên thực địa. Phương pháp này có ưu điểm là mô tả hết được các
yếu tố đía hình, địa vật. Tuy nhiên nó cho độ chính xác thấp, máy móc không
gọn nhẹ, chịu nhiều ảnh hưởng của môi trường và thời tiết dẫn đến năng suất
lao động không cao. Chính vì những nhược điểm này phương pháp bàn đạc
hiện nay không sử dụng nữa và thay thế cho nó là phương pháp toàn đạc.
2. Phương pháp toàn đạc
Hiện nay sự xuất hiện của máy toàn đạc điện tử đã giúp cho phương
pháp toàn đạc trở nên thông dụng. Các khâu lập lưới cơ sở, lưới 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 phương
pháp toàn đạc điện tử như sau:

12


- Ưu điểm : đạt độ chính xác cao tại các điểm đo trực tiếp, công tác vẽ bản
đồ được tiến hành trong phòng với những điều kiện thuận lợi cho thành quả bản
đồ nhanh chóng chính xác. Phương pháp này thường áp dụng cho khu vực
không lớn.
- Nhược điểm : Công tác đo ngoại nghiệp chịu nhiều ảnh hưởng của môi
trường và thời tiết do đó năng xuất lao động không cao, có thể bỏ sót đối
tượng đo, gây khó khăn cho công tác nội nghiệp nếu không có sơ hoạ, đường
đồng mức được xác định bằng nội suy trên cơ sở đo trực tiếp.
Các phương pháp thành lập bản đồ địa hình

Phương pháp đo

Biên tập từ bản

Phương

trực tiếp ngoài thực

đồ có tỷ lệ lớn

pháp đo ảnh

địa

hơn

Phương pháp

Phương

Phương pháp đo

Phương pháp đo

bàn đạc

pháp toàn

ảnh đơn

ảnh lập thể

đạc

Quang cơ

Giải tích

Trạm ảnh số

Hình 1.1 : Các phương pháp thành lập bản đồ địa hình

13


1.2.2 Phương pháp biên tập từ bản đồ có tỷ lệ lớn hơn

Thành lập các loại bản đồ trên cơ sở các bản đồ cùng khu vực có tỷ lệ
lớn hơn mới được thành lập. Khi tiến hành biên tập cần tuân theo những quy
định lấy bỏ, tổng quát hoá nội dung của bản đồ. Phương pháp này có ưu điểm
là thành lập bản đồ bằng phương pháp trong phòng với thời gian ngắn và rẻ
tiền, có ứng dụng thành lập bản đồ tỷ lệ nhỏ và trung bình.
1.2.3 Phương pháp đo ảnh
1. Phương pháp đo ảnh đơn
Phương pháp đo ảnh đơn được dùng ở vùng bằng phẳng là chủ yếu, nó
được ứng dụng để đo vẽ địa hình khi mà độ chính xác đo độ cao của phương
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 phương pháp này là lấy các ảnh nắn (ảnh đã được 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 được phối hợp đo vẽ nội dung địa hình của bản đồ bằng
phương pháp đo trắc địa ngoại nghiệp. Phương pháp này phù hợp để thành lập
bản đồ vùng bằng phẳng có chênh cao địa hình nhỏ nhằm đảm bảo sai số vị trị
điểm do độ lồi lõm của địa hình gây ra không vượt quá giới hạn cho phép.
2. Phương pháp đo ảnh lập thể

Đo ảnh lập thể có khả năng khái quát địa hình tốt nhất so với tất cả các
phương pháp khác. Ngày nay nhờ có thiết bị hiện đại như máy đo vẽ lập thể
quang cơ, quang học, cơ học, giải tích và xử lý ảnh số mà phương 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 được tỷ lệ 1:500 và lớn hơn. Do đó
vẽ trên mô hình nên phương pháp lập thể hầu như hạn chế đến mức tối đa ảnh
hưởng của thời tiết và địa hình . Đặc biệt với bản đồ trung bình và bản đồ tỷ
lệ bé thì không có phương pháp nào cho độ chính xác cao hơn phương pháp

14


đo ảnh lập thể, có thể nói phương pháp này luôn được áp dụng các thành tựu
khoa học mới vào sản xuất để giải phóng con người khỏi lao động vất vả, tăng
năng xuất lao động dẫn tới giảm giá thành sản phẩm.
Ngày nay trên thế giới và nước ta công nghệ đo ảnh số đang được áp
dụng rộng rãi. Các bài toán xử lý ảnh đều dựa trên nền tảng của phương pháp
đo ảnh giải tích. Trong công nghệ xử lý ảnh có rất nhiều công đoạn như
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.
1.3. Khái niệm chung về ảnh số
1.3.1 Khái niệm
Ảnh số được tạo bởi mảng 2 chiều của các phần tử ảnh có cùng kích thước
được gọi là pixel. Mỗi pixel được 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. Giá trị độ xám của pixel nằm trong thang độ
xám từ 0 đến 255 (thang độ xám có 256 bậc theo đơn vị thông tin là 8(bit).
Ngoài ra, ảnh số có thể thu nhận được trực tiếp nhờ hệ thống Sensor đặt
trên các thiết bị bay. Phương thức thu trực tiếp này được sử dụng trong kỹ
thuật viễn thám như hệ thống MSS,TM đặt trên vệ tinh Lansat của mỹ hoặc

vệ tinh Spot của pháp
Ảnh thu được sau quá trình số hóa được lưu 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 như ảnh đen trắng IMG, ảnh đa cấp xám, ảnh màu
như BMG,GIF,JPEG. Mặc dù các định dạng này là khác nhau nhưng chúng
cũng tuân theo 1 cấu trức chung nhất định bao gồm 3 phần :
Đầu tệp (header) chứa các thông tin về kiểu ảnh, kích thước, độ phân
giải, số bit dùng cho 1 pixel, cách mã hóa, vị trí bảng màu. Kích thước phần
header phụ thuộc vào kiểu định dạng ảnh.
15


Dữ liệu nén (Data Compression) là số liêu ảnh đã được mã hóa bởi kiểu
mã hóa chỉ ra trong header.
Do dung lượng file rất lớn nên người ta đã nghiên cứu và đưa kỹ thuật
nén dữ liệu ảnh-đó là quá trình làm giảm lượng thông tin dư thừa trong dữ
liệu gốc và kết quả thu được là lượng thông tin sau khi cải nén nhỏ hơn dữ
liệu gốc rất nhiều. Với dữ liệu ảnh, kết quả nến thường là 10:1. Nếu sử dụng
kỹ thuật nén Fractal thì tỷ số nến có thể lên tới 30:1
Ngoài thuật ngữ nén dữ liệu người ta còn có các tên gọi khác như giảm
độ dư thừa, mã hóa ảnh gốc.
Cho tới nay có rất nhiều phương pháp nén đã và đang được sử dụng và
phân chia thành các nhóm lớn như nén không mất mát thông tin ( tức là các
phương pháp nén mà sau khi giải nén ta thu được chính xác dữ liệu gốc) và
nén có mất mát thông tin( tức là các phương pháp mà sau khi giải nén ta
không thu được dữ liệu như bản gốc)
1.3.2 Ảnh số có những ưu nhược điểm sau
1. Ưu điểm
-

Dễ sao chép, dễ nhân bản, dễ bảo quản.
Có thể được sử dụng để giải đoán tự động và bán tự động.
Dễ dàng thay đổi, tăng cường chất lượng hình ảnh (Histogram).
Có thể cho giá trị tọa độ và độ xám trực tiếp.
Có thể trực tiếp tích hợp các dữ liệu khác (dạng raster và vector).
Có thể hiển thị ở rất nhiều tỷ lệ bằng Zoom in và Zoom out mà không

làm giảm chất lượng ảnh.
2. Nhược điểm
- Ảnh phân giải cao đòi hỏi bộ nhớ lớn
- Bị giới hạn bởi kích thước màn hình
- Cần có máy tính đồ họa chất lượng tốt và phần mềm chuyên dùng
- Chuyển sang dạng tương tự cần có máy in đắt tiền.

16


1.4. Hệ thống trạm đo vẽ ảnh số
1.4.1. Khái niệm
Trạm đo ảnh số là hệ thống xử lý dữ liệu đầu vào trong phép đo ảnh số:
ảnh dạng số, số liệu đo đạc thực địa, các thiết bị xuất - nhập.
Trạm đo ảnh số là sản phẩm của sự kết hợp giữa cơ sở lý thuyết trắc địa
- bản đồ với thành tựu khoa học trong lĩnh vực điện tử, công nghệ thông tin.
Trạm đo ảnh số cần sự phát triển về khoa học máy tính, không yêu cầu
nhiều về lĩnh vực cơ khí chính xác như trong các máy đo vẽ ảnh toàn năng.
Thiết bị ngoại vi :

Thiết bị lưu trữ :

Chuột

CDRom

Bàn phím

Đĩa mềm

- Bộ xử lý trung

Kính lập thể quang

tâm (CPU)

học

Thanh ghi

- Bộ xử lý đồ họa
(CARD)

Màn hình hỗ trợ 3D độ phân giải cao
(≥ 120Hz)

Hình 1.2 : Sơ đồ tổng quát trạm đo vẽ ảnh số


Bộ xử lý trung tâm (CPU): hiện nay các hệ thống máy tình trang bị các
CPU Intel Pentium4 tốc độ 2GHz – 3GHz hoàn toàn đáp ứng được các
yêu cầu về tốc độ xử lý trên các máy tính cá nhân.



Bộ xử lý đồ hoạ: Card đồ hoạ hỗ trợ 3D, ví dụ card Intense 3D Pro của
hãng Intergraph.

17




Màn hình: Các màn hình phẳng tần số quét từ 120Hz rất phổ biến trên
thị trường hiện nay.



Thiết bị lưu trữ: thời đại công nghệ thông tin đang phát triển mạnh mẽ
hiện nay liên tục cho ra đời những thiết bị lưu trữ như ổ cứng có dung
lượng lưu trữ đến hàng trăm Gigabyte, đĩa DVD có dung lượng đến
hàng chục Gigabyte, hoàn toàn đáp ứng nhu cầu lưu trữ dữ liệu số.



Các thiết bị ngoại vi: chuột thông thường, chuột 3D, kính lập thể quang
học, kính xanh - đỏ, bàn phím v.v.

1.4.2. Một số hệ thống trạm đo ảnh số
1. Trạm đo ảnh số Imagestation (Intergraph - Mỹ)
Trạm đo vẽ ảnh rất hiện đại chạy trên hệ thống máy tính trạm
(Workstation) có khả năng tự động hoá cao, thực hiện hầu hết các công tác đo
vẽ ảnh số:

- Định hướng ảnh
- Tăng dày khống chế ảnh
- Thành lập mô hình lập thể
- Xây dựng mô hình độ cao số
- Nắn ảnh trực giao
- Số hoá các đối tượng ..
Quy trình xử lý thực hiện với tốc độ cao.
Trang thiết bị của hệ thống gồm các phần chính sau:
 Máy quét Photoscan PS1 hoặc SCAI(do Đức sản xuất).
 Bộ xử lý trung tâm (CPU): tối thiểu là PentiumII 300Mhz.
 Bộ xử lý đồ hoạ: EdgeII+.
 Bộ nhớ động: 128MB of Ram.
 Đĩa cứng: 15Gb.
 Màn hình: 18 inch, tần số 120Hz.

18


 Kính lập thể.
 Bộ kích hoạt hồng ngoại.
 Chuột 3D điều khiển bằng hai tay.
 Hệ điều hành: Windows NT, UNIX.
Hiện nay, hãng Intergraph đang chuyển dần từ các trạm đo trên máy chủ phức
tạp sang hệ thống các máy cá nhân (PC) với hệ điều hành Windows giúp
người sử dụng deã dàng thao tác hơn.
Hệ thống phần mềm của trạm đo vẽ ảnh Imagestation
 ISPM (Image Station Photogrammetric Manager): quản lý khu đo trong
máy tính như: máy chụp ảnh, chiều cao bay chụp, tọa độ điểm khống
chế mặt đất, số dải bay..
 ISDO (Image Station Digital Orientation): thực hiện chức năng định

hướng ảnh (định hướng trong, định hướng tương đối, tuyệt đối).
 ISSD (Image Station Stereo Display): hiển thị mô hình lập thể cặp ảnh
 ISFC (Image Station Feature Collection): đo vẽ các đối tượng chi tieát
trong mô hình lập thể.
 ISDC (Image Station Digital Terrain Modeling Collection): mô tả các
yếu tố đặc trưng địa hình (điểm độ cao đặc trưng, đường tụ thủy, phân
thủy cho phép tạo mô hình độ cao số DTM và vẽ các đường đồng mức
tự động).
 ISMT (Image Station Match – AT): thành lập mô hình độ cao số (tạo
các DTM tự động theo nguyên lý khớp ảnh).
Ngoài ra, hệ thống còn có các phần mềm kèm theo:
• Microstation: phần mềm đồ họa phục vụ biên tập thành lập bản đồ.
•

MGE (Modular GIS Environment): thu thập, phân tích, lưu trữ tích hợp
dữ liệu không gian và các thông tin thuộc tính thành một hệ thống nhất.
Iplot: in ấn, xuất bản bản đồ
19


2. Hệ thống 3D Mapper
Hệ thống xử lý ảnh số trên máy tính cá nhân (PC) thực hiện hầu hết các công
tác đo vẽ ảnh (ngoại trừ công tác tăng dày khống chế ảnh).
Trang thiết bị của hệ thống bao gồm:
 Bộ xử lý trung tâm (CPU): tối thiểu là PentiumII 350Mhz.
 Bộ nhớ động: 128 MB of Ram.
 Ổ cứng: 6GB.
 Màn hình: 17 inch, 120Hz.
 Kính lập thể.
 Hệ điều hành: Win NT, Win 98.

3. Hệ thống Photomod
Hệ thống xử lý ảnh số chạy trên máy tính cá nhân của hãng Racurs (Nga) hiện
đang phổ biến trên thế giới; tại Việt Nam, hệ thống được Cục bản đồ - Bộ
Tổng tham mưu áp dụng trong công tác đo ảnh số phục vụ công tác thành lập
bản đồ địa hình.
Đây là một hệ thống hiện đại, các thao tác thực hiện dễ dàng đối với người sử
dụng. Hệ thống có khả năng thực hiện hầu hết các công tác đo ảnh số với khả
năng tự động hoá cao, ngoại trừ phần tăng dày khống chế ảnh phụ thuộc thao
tác của người sử dụng.
a. Phần cứng:
 Bộ xử lý trung tâm (CPU): tối thiểu PentiumII, 300Mhz.
 Bộ nhớ động

: 64 Mb.

 Ổ cứng

: 2 Gb.

 Màn hình

: 17 inch, 120hz.

 Chuột thông thường, chuột 3D, bàn phím.
 Kính lập thể, kính xanh đỏ.
 Hệ điều hành

: Win NT, Win 98.

20

b. Phần mềm: gồm các modul sau
 Photomod Project Manager: quản lý thông tin khu đo, camera chụp
ảnh, số lượng dải bay, số lượng ảnh chụp ..
 Photomod Aerial Triangulation: định hướng trong, định hướng tương
đối, định hướng tuyệt đối.
 Photomod Solver: bình sai khống chế ảnh.
 Photomod montage desktop: hiển thị mô hình lập thể.
 Photomod Stereo Draw: đo vẽ các đối tượng trong mô hình lập thể.
 Photomod 2D Vector: số hoá các đối tượng trong 2D.
 Photomod Fast Ortho: nắn ảnh trực giao.
 Photomod Scan Correct: hiệu chỉnh hình học ảnh quét.
Tính ưu việt của hệ thống là khả năng xử lý trên các máy tính cá nhân với giá
thành rẻ, có thể dùng chuột thông thường để xử lý, hệ thống nhìn lập thể ổn
định, có khả năng kết nối tốt với các hệ thống phần mềm đồ hoạ như Autocad,
Microstation, Mapinfo, ...
1.5. Một số kỹ thuật xử lý ảnh số.
1.5.1. Tăng cường chất lượng ảnh
Quá trình phân tích ảnh thực chất là quá trình tăng cường chất lượng
ảnh. Do nhiều nguyên nhân khác nhau như: tính năng của thiết bị thu nhận
ảnh do nguồn sáng và nhiễu xạ nên có thể bị suy biến. Vì vậy cần phải tăng
cường và khôi phục ảnh để làm nổi bật các đặc trưng chính của ảnh nhằm bảo
đảm cho ảnh số gần giống với ảnh gốc mà không bị biến dạng.
1.5.2. Cấu trúc hình tháp
Cấu trúc hình tháp làm tăng tốc độ tính toán khi khớp ảnh cũng như tăng
tốc độ đọc, hiển thị ảnh trên màn hình. Các file ảnh sau khi quét thường được
tổ chức theo các lớp cấu trúc hình tháp với độ phân giải khác nhau. Các lớp
hình ảnh của một ảnh có độ phân giải khác nhau theo một hệ số phóng đại

21