Thành lập bản đồ địa chính bằng công nghệ máy bay không người lái UAV

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA TRẮC ĐỊA và BẢN ĐỒ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

TÊN ĐỀ TÀI:
Sử dụng công nghệ UAV trong công tác thành lập bản đồ địa chính tỷ lệ
1:5000 xã Long Hoà - huyện Châu Thành - tỉnh Trà Vinh

Sinh viên thực hiện :
Ngành :
Niên khóa :

TP.HCM , tháng 11 năm 2017


TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA TRẮC ĐỊA VÀ BẢN ĐỒ

SINH VIÊN THỰC HIỆN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Ngành Kỹ Thuật Trắc Địa – Bản Đồ. Mã số: D520503

TÊN ĐỀ TÀI :
Sử dụng công nghệ UAV trong công tác thành lập bản đồ địa chính tỷ lệ 1:5000
xã Long Hoà – huyện Châu Thành – tỉnh Trà Vinh

Giảng viên hướng dẫn :

TP HỒ CHÍ MINH, NĂM 2017


LỜI CAM ĐOAN
Tôi, , xin cam đoan đây là công trình độc lập của riêng tôi, được thực hiện
với sự hướng dẫn của
Các số liệu sử dụng trong đồ án có nguồn gốc rõ ràng. Các kết quả trong đồ
án này là trung thực, không chỉnh sửa, do chính tôi làm ra.
Tp. HCM, ngày…..tháng…..năm
(Ký và ghi rõ họ tên)

1


LỜI CẢM ƠN
Để đồ án này đạt kết quả tốt đẹp, em đã nhận được sự hỗ trợ, giúp đỡ của
nhiều cơ quan, tổ chức, cá nhân. Với tình cảm sâu sắc, chân thành, cho phép em
được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến tất cả các cá nhân và cơ quan đã tạo điều kiện
giúp đỡ trong quá trình học tập và nghiên cứu đề tài.
Trước hết em xin gửi tới các thầy cô trường Đại học Tài Nguyên và Môi
Trường TP.HCM lời chào trân trọng, lời chúc sức khỏe và lời cảm ơn sâu sắc. Với
sự quan tâm, dạy dỗ, chỉ bảo tận tình chu đáo của thầy cô, đến nay em đã có thể
hoàn thành luận văn, đề tài: “Sử dụng công nghệ UAV trong công tác thành lập bản
đồ địa chính tỷ lệ 1:5000 xã Long Hoà – huyện Châu Thành – tỉnh Trà Vinh”.
Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới ThS. Hoàng Mạnh Hùng
đã quan tâm giúp đỡ, hướng dẫn em hoàn thành tốt luận văn này trong thời gian
qua.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn đến lãnh đạo Trường Đại học Tài nguyên và Môi
trường TP.HCM, các Khoa Phòng ban chức năng đã trực tiếp và gián tiếp giúp đỡ

em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu đề tài.
Với điều kiện thời gian cũng như kinh nghiệm còn hạn chế của một học viên,
đồ án này không thể tránh được những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự chỉ
bảo, đóng góp ý kiến của các thầy cô để em có điều kiện bổ sung, nâng cao ý thức
của mình, phục vụ tốt hơn công tác thực tế sau này.
Em xin chân thành cảm ơn!

2


XÁC NHẬN CỦA HỘI ĐỒNG
Đồ án này được hoàn thành tại: Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường TP.HCM
Giảng viên hướng dẫn:.............................................................................................................
(Ghi họ tên, học hàm, học vị và chữ ký)

Giảng viên phản biện:...............................................................................................................
(Ghi họ tên, học hàm, học vị và chữ ký)

Đồ án được chấm bởi Hội đồng chấm đồ án, họp tại phòng vào lúc….giờ, ngày … tháng
…..., năm …….
Thành phần hội đồng gồm: .....................................................................................................
.....................................................................................................
.....................................................................................................
.....................................................................................................
.....................................................................................................

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng và Trưởng Khoa sau khi đồ án đã được chỉnh sửa (nếu có)
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
TRƯỞNG KHOA

3


TÓM TẮT
Hiện nay với sự phát triển trong xu thế hội nhập ngày càng rộng rãi
trên nhiều lĩnh vực của nền kinh tế thế giới, lĩnh vực hàng không đóng một vai trò
thiết yếu cho sự phát triển chính trị, kinh tế và xã hội hiện nay. Bên cạnh hàng
không dân dụng, những thiết bị bay không người lái UAV cũng đang phát triển một
cách nhanh chóng trên nhiền lĩnh vực khác nhau, trong đó UAV đang ngày càng
được sử dụng rộng rãi trong ngành trắc địa, bản đồ.
Đặc biệt đất đai là nguồn tài nguyên vô cùng quý giá, là tài sản quan trọng
của quốc gia, vì vậy việc quản lý đất đai là rất cần thiết, trong đó bản đồ địa chính là
tài liêu quan trong trong bộ hồ sơ địa chính, nó có tính pháp lý cao, trợ giúp đắc lực
cho công tác quản lý đất đai. Trước đây việc thành lập bản đồ chủ yếu dùng phương
pháp đo vẽ trực tiếp. Tuy nhiên việc thành lập bản đồ địa chính bằng UAV đã giúp
tiết kiệm được thời gian và chi phí đặc biệt giải quyết khó khăn trong việc đo vẽ
trực tiếp ở nơi có địa hình đặc biệt. Những ưu thế lớn của dữ liệu ảnh đo từ UAV là
nhanh chóng, tiện dụng, độ chính xác cao (do độ phân giải của máy chụp ảnh cao và
UAV bay ở độ cao thấp) đảm bảo cho các hoạt động nghiên cứu địa lý.
Chính vì vậy, việc sử dụng phương pháp đo ảnh khoảng cách gần sử dụng
máy bay không người lái (UAV) phục vụ trong công tác thành lập bản đồ là một đề
tài nghiên cứu mang tính ứng dụng cao, bổ sung thêm nguồn tư liệu và công nghệ
trong công tác thành lập bản đồ bằng công nghệ ảnh.

4


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN............................................................................................I
LỜI CẢM ƠN................................................................................................II

XÁC NHẬN CỦA HỘI ĐỒNG....................................................................III
TÓM TẮT.....................................................................................................IV
DANH MỤC HÌNH...................................................................................VIII
DANH MỤC BẢNG......................................................................................X
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT...........................................XI
LỜI MỞ ĐẦU.................................................................................................1
1. Tính cấp thiết của đề tài...........................................................................1
2. Mục tiêu của đề tài..................................................................................1
3. Nội dung nghiên cứu:..............................................................................2
4. giới hạn nghiên cứu của đề tài:................................................................2
5. Phương pháp nghiên cứu của đề tài:........................................................2
6. Cấu trúc của đồ án...................................................................................2
CHƯƠNG 1: NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG.....................................................4
1.1. Tổng quan về công nghệ máy bay không người lái UAV.....................4
1.1.1. Giới thiệu về máy bay không người lái UAV................................4
1.1.2. Tổng quan về tình hình sử dụng công nghệ máy bay không người
lái UAV trong và ngoài nước.............................................................................6
1.2. Tổng quan về bản đồ địa chính.............................................................7
1.2.1. Khái niệm......................................................................................7
1.2.2. Cơ sở toán học bản đồ địa chính....................................................9
1.2.3. Nội dung của bản đồ địa chính....................................................12
1.2.4. Các phương pháp thành lập bản đồ địa chính..............................15
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC SỬ DỤNG ẢNH CHỤP BẰNG MÁY
BAY KHÔNG NGƯỜI LÁI PHỤC VỤ THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA CHÍNH......20
2.1. Khái niệm chụp ảnh hàng không........................................................20
2.2. khái niệm và phương pháp đo vẽ ảnh số.............................................21
2.2.1. khái niệm.....................................................................................21
5

2.2.2 Phương pháp đo vẽ ảnh................................................................23
2.3. Đặc điểm cấu tạo máy chụp ảnh số....................................................25
2.4. Một số yêu cầu kỹ thuật của công tác chụp ảnh hàng không bằng máy
bay không người lái UAV....................................................................................27
2.4.1. Thiết bị bay..................................................................................28
2.4.2. Thiết bị điều khiển từ xa..............................................................28
2.4.3. Trạm điều khiển mặt đất..............................................................29
2.4.4. Môi trường bay............................................................................29
2.5. Ước tính độ chính xác và thiết kế bay chụp ảnh.................................31
2.5.1. Kích thước Pixel..........................................................................31
2.5.2. Kích thước pixel và kích thước của một tấm ảnh ngoài thực địa 31
2.6. Mối quan hệ giữa tham số của máy chụp ảnh số phổ thông và tốc độ
máy bay không người lái.....................................................................................33
2.6.1. Mối quan hệ giữa các yếu tố........................................................33
2.6.2. Yêu cầu của ảnh chụp trong đo vẽ...............................................33
2.6.3. Đề xuất tốc độ máy bay phù hợp với yêu cầu chụp ảnh cho đo vẽ
bản đồ..............................................................................................................35
2.7. Quy trình thành lập bản đồ địa chính bằng công nghệ UAV...............36
2.7.1. Lập phương án kỹ thuật, khảo sát, thiết kế..................................37
2.7.2. Bay chụp ảnh...............................................................................38
2.7.3. Tăng dày khống chế ảnh..............................................................38
2.7.4. Đo vẽ các yếu tố địa hình địa vật trên mô hình lập thể................39
2.7.5. Lập mô hình số độ cao.................................................................39
2.7.6. Thành lập bình đồ trực ảnh..........................................................40
2.7.7. Điều vẽ ảnh..................................................................................40
2.7.8. Số hoá và biên tập nội dung bản đồ.............................................40
CHƯƠNG 3: THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA CHÍNH TỶ LỆ 1:5000 KHU
VỰC XÃ LONG HOÀ – HUYỆN CHÂU THÀNH – TỈNH TRÀ VINH...............42
3.1. Đặc điểm tình hình khu đo.................................................................42
3.1.1. Vị trí địa lý..................................................................................42

6


3.1.2. Đặc điểm tự nhiên, địa lý và xã hội.............................................42
3.2. Đặc điểm của thiết bị bay chụp và tư liệu thực nghiệm.....................43
3.2.1. Giới thiệu về máy bay không người lái Trimble UX5.................43
3.2.2 Quy trình thành lập bản đồ địa chính bằng máy chụp ảnh số phổ
thông gắn trên máy bay không người lái Trimble UX5...................................44
3.3. kết quả thực nghiệm...........................................................................44
3.3.1. Xử lý ảnh.....................................................................................44
3.3.2. Điều vẽ ngoại nghiệp...................................................................54
3.3.3. Số hoá bản đồ địa chính...............................................................54
3.3.4. Biên tập bản đồ địa chính............................................................55
3.3.5. Đánh giá độ chính xác của bản đồ địa chính dựa vào số liệu bản
đồ địa chính cũ.................................................................................................57
KẾT LUẬN...................................................................................................59
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO.......................................................60

7


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Sử dụng dữ liệu ảnh lập bản đồ đô thị 3D.......................................5
Hình 1.2: Đo vẽ địa hình bằng ảnh chụp từ máy bay không người lái............5
Hình 1.3: Đo vẽ bản đồ địa chính....................................................................6
Hình 2.1: Mô phỏng cấu tạo, hoạt động của máy ảnh số...............................25
Hình 2.2: Cấu trúc của CCD.........................................................................26
Hình 2.3: Bay chụp với chiều dài mảng CCD vuông góc hướng bay............34
Hình 2.4: Bay chụp với chiều rộng mảng CCD vuông góc hướng bay.........34

Hình 2.5: Sơ đồ quy trình thành lập bản đồ địa chính từ tư liệu ảnh chụp UAV
................................................................................................................................. 37
Hình 3.1: Máy bay không người lái Trimble UX5........................................43
Hình 3.2: Quy trình thành lập bản đồ bằng tư liệu ảnh chụp bằng máy bay
không người lái Trimble UX5.................................................................................44
Hình 3.3: chọn đường dẫn tạo mới project....................................................45
Hình 3.4 Bảng khai báo các thông số giới hạn..............................................46
Hình 3.5: Bảng lựa chọn các điểm dùng trong quá trình định hướng tương đối
................................................................................................................................. 46
Hình 3.6 : Nhập thông số cho camera...........................................................47
Hình 3.7: Nhập thông số cho tuyến bay........................................................47
Hình 3.8: Bảng nhập điểm khống chế ngoại nghiệp......................................48
Hình 3.9: Đường dẫn mở các tấm ảnh trong khối..........................................49
Hình 3.10: Bảng bình sai khối tam giác ảnh..................................................49
Hình 3.11: Kết quả bình sai khối ảnh............................................................50
Hình 3.12: Bảng cài đặt cấu hình Project......................................................52
Hình 3.13: Bảng nhập các thông số hệ quy chiếu..........................................53
Hình 3.14: Nhập dữ liệu ảnh từ lệnh import..................................................53
Hình 3.15: Các bờ thửa được số hóa trên nền bình đồ ảnh............................54
Hình 3.16: bảng kết nối dữ liệu thuộc tính....................................................55
Hình 3.17: Bảng chọn đơn vị hành chính......................................................55
Hình 3.18: Bảng gán thông tin cho thửa đất..................................................56
8


Hình 3.19: Bảng vẽ nhãn thửa cho bản đồ địa chính.....................................56
Hình 3.20: Bản đồ địa chính tờ số 7 xã Long Hoà – Huyện Châu Thành –
Tỉnh Trà Vinh..........................................................................................................57
Hình 3.21: Chồng 2 bản đồ địa chính năm 1996 và 2016 để tiến hành so sánh
................................................................................................................................. 58

9


DANH MỤC B

Y
Bảng 2.1: Giá trị tốc độ chụp tương ứng tốc độ máy bay..............................36

10


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT
STT
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

17
18

Ký hiệu viết tắt
KCNN
BĐĐC
KCA
GPS
GIS
DEM
DTM
CCD
ADC
CMOS
UAV
ISDM
DCCS
ISPM
ISSD
ISFC
TBC
ISAT

Nội dung
Khống Chế Ngoại Nghiệp
Bản Đồ Địa Chính
Khống Chế Ảnh
Global Positioning System
Geographic Information System
Digital Elevation Model

Digital Terrain Model
Chage Couple Device
Analog To Digital Converter
Complementary Metal-oxide Semiconductor
Unmanned Aerial Vehicle
ImageStation Digital Mensuration
Digital comparator correlator system
ImageStation Photogrammetric Manager
ImageStation Stereo Display
ImageStation Feature Collection
Trimble Business Center
ImageStation Automatic Triangulation

 

11


LỜI MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Những năm gần đây, cụm từ “Thiết bị bay không người lái” (Unmanned
Aerial Vehicle – UAV) đã dần trở nên quen thuộc trên các phương tiện thông tin đại
chúng. Tuy nhiên, khái niệm này vẫn còn khá mới mẻ với người dân Việt Nam khi
mà mức độ tiếp cận với công nghệ chế tạo và ứng dụng thiết bị này vẫn còn khiêm
tốn. Những ứng dụng đối với mục đích dân sự, nghiên cứu khoa học và phục vụ
trong ngành trắc địa của UAV là không nhỏ trong vai trò là thiết bị do thám từ
không gian, nhằm cung cấp các thông tin mặt đất tại vùng mà con người khó tiếp
cận đến. Công tác thành lập bản đồ địa hình trong dãy bản đồ tỷ lệ cơ bản 1:2.000,
1:5.000, 1:10.000, 1:25.000 và 1:50.000 ở nước ta chủ yếu sử dụng phương pháp đo
vẽ ảnh lập thể, nguồn tư liệu đầu vào cho phương pháp đo vẽ ảnh từ toàn năng, giải

tích đến đo vẽ ảnh số được phát triển từ phim nhựa hàng không, đến tư liệu ảnh số
được chụp từ máy ảnh kỹ thuật số chuyên dụng. Tuy nhiên việc thu thập các dữ liệu
ảnh chụp vệ tinh quang học và ảnh chụp hàng không có người lái có lúc không được
kịp thời và bị ảnh hưởng rất lớn trong điều kiện thời tiết có mây Việt Nam nằm
trong vùng khí hậu nhiệt đới, tỷ lệ diện tích của lãnh thổ bị mây che phủ lên đến
70% nên hiệu suất có được ảnh vệ tinh không mây là rất thấp. Tư liệu ảnh hàng
không chụp từ thiết bị bay không người lái bằng máy chụp ảnh phổ thông sẽ được
bổ sung cho sự thiếu hụt về thu nhận dữ liệu từ vệ tinh và máy bay có người lái,
nhằm nghiên cứu địa hình ở độ cao thấp bằng cách gắn các thiết bị máy chụp ảnh
phổ thông và máy quay video chuyên dụng. Chính vì vậy, việc sử dụng máy chụp
ảnh số gắn trên máy bay không người lái phục vụ trong công tác thành lập bản đồ
bằng phương pháp đo ảnh là một đề tài nghiên cứu mang tính ứng dụng cao, bổ
sung thêm nguồn tư liệu và công nghệ trong công tác thành lập bản đồ bằng công
nghệ ảnh. Nhận thức được tính cấp thiết của công nghệ máy bay không người lái,
trên cơ sở tiếp thu học hỏi những công nghệ mới, em đã chọn đề tài nghiên cứu là “
Sử dụng công nghệ UAV trong công tác thành lập bản đồ địa chính tỷ lệ 1:5000
xã Long Hoà - huyện Châu Thành - tỉnh Trà Vinh ’’ để phục vụ cho việc hoàn
thành đồ án tốt nghiệp của khoá đại học khoá 02 khoa trắc địa – bản đồ, trường đại
học Tài nguyên và môi trường TP.HCM.
2. Mục tiêu của đề tài
- Mục đích: Thành lập bản đồ bằng việc sử dụng công nghệ mới.
- Mục tiêu chung: Thành lập bản đồ địa chính tỷ lệ 1:5.000 từ ảnh chụp bằng
máy bay không người lái.
- Mục tiêu cụ thể:

1


+ Có ảnh chụp máy bay không người lái khu vực thành lập bản đồ địa chính.
+ Biết sử dụng các phần mềm trong việc thành lập bản đồ (số hoá, biên tập

bản đồ…)
+ Tạo ra bản đồ địa chính tỷ lệ 1:5000 bằng ảnh chụp máy bay không người
lái -UAV. Triển khai các mục tiêu cụ thể, hoàn thành chúng sẽ dần dần hoàn thành
mục tiêu chung và đạt được mục đích nghiên cứu.
3. Nội dung nghiên cứu:
- Quy trình chụp ảnh bằng máy bay không người lái.
- Quy trình thành lập bản đồ địa chính bằng máy bay không người lái.
- Sử dụng ảnh hàng không không người lái để thành lập bản đồ địa chính tỷ
lệ 1:5000.
- Phương thức chụp ảnh hàng không.
- Nắn chỉnh hình học ảnh hàng không.
4. giới hạn nghiên cứu của đề tài:
- Về thời gian: Đồ án được thực hiện từ tháng 7/2017 và kết thúc vào tháng
12/2017.
- Về địa điểm: Xã Long Hoà, huyện Châu Thành, tỉnh Trà Vinh.
- Về nội dung: Đề tài được giới hạn trong quy trình thành lập bản đồ địa
chính cùng với các tài liệu đi kèm theo quy định địa bàn xã Long Hoà - huyện Châu
Thành - tỉnh Trà Vinh.
5. Phương pháp nghiên cứu của đề tài:
- Nghiên cứu các tài liệu về công nghệ UAV, bản đồ địa chính, những yêu
cầu, tiêu chuẩn kỹ thuật trong các quy phạm, quy định hiện hành về thành lập bản
đồ địa chính. Tìm kiếm tài liệu và cập nhật các thông tin trên mạng internet.
- Sử dụng các phương tiện và các công cụ tiện ích, phân tích logic các tư liệu,
đánh giá khách quan các yếu tố để đưa ra kết luận chính xác làm cơ sở giải quyết
các vấn đề đặt ra.
- Thực nghiệm đo vẽ thành lập bản đồ địa chính bằng công nghệ UAV, thành
lập một tờ bản đồ địa chính và bộ hồ sơ hoàn chỉnh để giao nộp theo quy phạm hiện
hành.
- Sử dụng phương pháp so sánh, thống kê, thu thập, phân tích và tổng hợp để
hoàn thành mục tiêu nghiên cứu.

6. Cấu trúc của đồ án
Đồ án gồm có 3 chương với 23 hình và bảng.
Chương 1: Những vấn đề chung.

2


Chương 2: Cơ sở khoa học sử dụng ảnh chụp bằng máy bay không người lái
phục vụ thành lập bản đồ địa chính.
Chương 3: Thành lập bản đồ địa chính tỷ lệ 1:5000 khu vực xã Long Hoà–
Huyện Châu Thành – Tỉnh Trà Vinh.

3


CHƯƠNG 1: NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG
1.1. Tổng quan về công nghệ máy bay không người lái UAV
1.1.1. Giới thiệu về máy bay không người lái UAV
Định nghĩa máy bay không người lái UAV một cách đầy đủ nhất là:
UAV là viết tắt của "Unmanned Aerial Vehicle" (Phương tiện hàng không
không người lái, hay thường gọi là "Máy bay không người lái") , nó có thể có
nhiều hình dạng, kích thước và phục vụ nhiều mục đích khác nhau. Chúng có
thể có sải cánh rộng như một máy bay phản lực hay chỉ nhỏ như một chiếc
máy bay mô hình điều khiển bằng sóng radio.Theo đúng như tên gọi của mình,
trên UAV hoàn toàn không có phi công lái. UAV có thể được điều khiển từ xa
(bởi một phi công ngồi tại một trạm điều khiển trên mặt đất) hoặc cũng có thể
tự bay theo các lịch trình đã được lập trình từ sẵn, hoặc theo sự điều khiển của
các hệ thống máy tính phức tạp (Hồ Việt Dũng, 2013).
Hiện tại có ít nhất 32 nước đang nghiên cứu hơn 250 kiểu máy bay không
người lái (UAV) và 41 quốc gia đang sử dụng 80 loại UAV. Hầu hết các loại

trên đều thuộc lĩnh vực tình báo và có vai trò trong chiến đấu. Tất nhiên UAV
không chỉ dùng trong quân sự mà có thể được ứng dụng rộng trong nhiều lĩnh
vực dân sự, như chữa cháy, thám hiểm/đo đạc địa hình, tuần tra biên giới, cứu
hộ, nông nghiệp, thậm chí cả điện ảnh. Một trong những ứng dụng lý thú của
UAV là sử dụng như vệ tinh, bay trên các thành phố và đóng vai trò như trạm
truyền dẫn tín hiệu băng thông cho liên lạc điện thoại di động hoặc mạng máy
tính vô tuyến. UAV - vệ tinh sẽ giúp giảm chi phí đáng kể so với vệ tinh địa
tĩnh (Hoàng Minh, 2008)
Máy bay không người lái (UAV - Unmanned Aerial Vehicle) được định nghĩa
là thiết bị bay không người lái hay còn gọi là phương tiện cơ giới trên không”
(Blyenburgh, 1999). Các phương tiện này có thể điều khiển từ xa, bán tự động, tự
động.
Việc sử dụng các thiết bị này trong phương pháp đo ảnh khoảng cách gần đã
được sử dụng một số nước trên thế giới như:
Hệ thống bay tự động RMAX của Đại học Linkoping, Thuỵ Điển
(Eisenbeiss, 2003).
Nhóm nghiên cứu thuộc Đại học Khoa học ứng dụng Tây Bắc Thuỵ Sĩ đã thử
nghiệm chụp ảnh bằng UAV Md4-200 của Microdrones (2007).
Máy bay trực thăng mô hình được gắn máy quét Laser sử dụng trong đo ảnh
của công ty (Aeroscout, 2009).

4


Niethammer và các công sự đã thử nghiệp bay chụp bằng thiết bị Octocopter
của Microkopter (2009).

Hình 1.1: Sử dụng dữ liệu ảnh lập bản đồ đô thị 3D

Hình 1.2: Đo vẽ địa hình bằng ảnh chụp từ máy bay không người lái

- Viện Trắc địa và Đo chụp ảnh (ETH Zurich) (Institute of Geodesy and
Photogrammetry) sử dụng máy bay trực thăng điều khiển mặt đất với phần mềm
5


thiết kế tuyến chụp ảnh và kiểm soát bay (Flight planning and control software) và
đã sử dụng để thành lập bản đồ ở vùng Pinchango Alto, Peru (16.9.2004). Ngoài ra
còn sử dụng cho các ứng dụng khác như theo dõi đường dây điện, hiện trường tai
nạn giao thông…
Kết quả thử nghiệm tại Pinchango Alto, Peru như sau:
- Diện tích bay chụp 250 x 80 m2
- Máy ảnh Canon 30D độ phân giải 8,3 Mb Pixel(3840×2400)
- Giá trị 1 pixel = 5,8µm tương đương 2,3cm;
- Kích cỡ CCD: 22,5 x 15 mm;
- Tiêu cự: 22 mm;
- Độ cao bay chụp: ~ 80 mét;
- Tỷ lệ ảnh: ~ 1: 4.000.
Quá trình xử lý bằng phần mềm của Intergraph (ISDM- ImageStation Digital
mensuration) và ISAT (ImageStation Automatic Triangulation). Sai số trung phương
trọng số đơn vị của quá trình đo đạc 0,5 đến 0,7 pixel. DSM được lập tự động bằng
phần mềm ISAT với độ phân giải 10cm, sau đó tạo ảnh Orthophoto với độ phân giải
3cm.

Hình 1.3: Đo vẽ bản đồ địa chính

1.1.2. Tổng quan về tình hình sử dụng công nghệ máy bay không người lái
UAV trong và ngoài nước
1.1.2.1. Ngoài nước
Trên thế giới, việc sử dụng máy bay không người lái (UAV) trong các ứng

dụng dân sự đã tăng nhanh trong một số năm gần đây. Đặc biệt với các ứng dụng
cần độ phủ nhỏ, những hệ thống UAV có một số ưu điểm uyển chuyển, linh động,
nhanh và hiệu quả hơn so với các hệ thống bay chụp hàng không truyền thống. Ở
Ma rốc Raid AL-Tahir và các cộng sự đã áp dụng hiệu quả công nghệ xử lý ảnh
UAV để phục vụ xử lý sau các thảm hoạ tự nhiên và nhân tạo. Tại Trung Quốc LI
6


Changchun và các cộng sự đã ứng dụng công nghệ UAV vào đánh giá hiện trạng
khu vực động đất. Ở Đức nghiên cứu của Niethammer đã ứng dụng công nghệ xử lý
dữ liệu UAV để đánh giá nhanh các khu vực bị sạt lở đất. Công ty East Nippon
Expressway (NEXCO East) của Nhật Bản hiện đang xúc tiến dự án quan trắc các
công trình đường bộ bằng công nghệ UAV và dự kiến sẽ đưa vào đại trà. Các ứng
dụng này có tính thực tiễn cao vì đã áp dụng các phương pháp xử lý tự động đáp
ứng nhanh nhu cầu dữ liệu hiện trạng khu vực quan tâm.
Trên thế giới, việc nghiên cứu và sử dụng ảnh chụp bằng máy chụp ảnh số
phổ thông lắp trên máy bay không người lái trong công nghệ đo ảnh vẽ ảnh số để
thành lập bản đồ địa hình, bản đồ chuyện ngành và các mục đích đo đạc công trình
khác. Về bản chất đây là phương pháp đo ảnh khoảng cách gần, nhưng có đặc điểm
cơ bản là không dùng máy chụp ảnh chuyện dụng mà thay vào đó là máy chụp ảnh
số phổ thông.
1.1.2.2. Trong nước
Hiện nay, tại Việt Nam ứng dụng công nghệ chụp và xử lý ảnh UAV còn khá
mới mẻ, việc nghiên cứu sử dụng máy chụp ảnh phổ thông trong phương pháp đo
ảnh khoảng cách gần đã được một số cơ quan, các nhà khoa học đề cập vào và tạo
được nền tảng cơ sở ban đầu cho quá trình nghiên cứu, ứng dụng. Năm 2011, Bộ
Quốc phòng đã thử nghiệm và nhập hệ thống thiết bị của công ty Microdone để
nghiên cứu, xây dựng và áp dụng phương pháp chụp ảnh bằng máy chụp ảnh số phổ
thông gắn trên các loại thiết bị bay không người lái ở nước ta còn nhiều hạn chế và
chưa triển khai sản xuất đại trà ở các dự án. Các phần mềm đo vẽ ảnh mà phần mềm

này ở Việt Nam được các cơ quan, doanh nghiệp nhập rất nhiều, các phần mềm đều
là các phần mềm thương mại đều có thể sử dụng được. Viện khoa học Đo đạc và
Bản đồ ngoài các phần mềm đã được trang bị, trong dự án tăng cường năng lượng
đã được đầu tư phần mềm Envi, Scanex Image processor V3.0 có khả năng thực
hiện bài toán này. Tháng 12 năm 2013 đề tài cấp Bộ của Bộ Tài nguyên và Môi
trường đầu tiên về ứng dụng công nghệ chụp ảnh UAV do tiến sỹ Đào Ngọc Long
-Viện khoa học đo đạc và bản đồ chủ trì được nghiệm thu. Kết quả của đề tài dừng
lại ở mức phục vụ đo vẽ bổ sung bản đồ. Hiện nay Cục Bản đồ Bộ Quốc phòng
cũng đang có chương trình nghiên cứu ứng dụng ảnh UAV để thành lập bản đồ địa
hình tỷ lệ lớn.
1.2. Tổng quan về bản đồ địa chính
1.2.1. Khái niệm
Định nghĩa bản đồ địa chính một cách đầy đủ là:

7


Bản đồ địa chính là bản đồ chuyên ngành đất đai, cung cấp thông tin về đất
đai. Trên bản đồ thể hiện các yếu tố địa lý khác liên quan đến đất đai. Bản đồ
địa chính được xây dựng trên cơ sở kỹ thuật và công nghệ ngày càng hiện đại,
nó đảm bảo cung cấp các thông tin thuộc tính về đất đai. Bản đồ địa chính
khác với bản đồ chuyên ngành thông thường ở chỗ bản đồ địa chính có tỷ lệ
lớn và có phạm vi đo vẽ là rộng khắp mọi nơi trên toàn quốc. Bản đồ địa chính
thường xuyên được cập nhật các thay đổi hợp pháp của đất đai, có thể cập nhật
hằng ngày hoặc theo định kỳ. Bản đồ địa chính là tài liệu cơ bản nhất của bộ
hồ sơ địa chính, nó mang tính pháp lý phục vụ cho việc quản lý chặt chẽ đất
đai trên từng thửa đất, từng chủ sử dụng. Bản đồ địa chính thu được dưới hai
dạng là bản đồ giấy và bản đồ số địa chính. Bản đồ giấy địa chính là bản đồ
truyền thống, các thông tin được thể hiện toàn bộ trên giấy nhờ hệ thống ký
hiệu và ghi chú. Còn bản đồ số địa chính có đầy đủ nội dung thông tin địa

chính và các thông tin này được lưu trữ dưới dạng số trong máy tính, sử dụng
một hệ thống ký hiệu đã số hoá. Khi nghiên cứu đặc điểm quy trình công nghệ
thành lập bản đồ địa chính và phạm vi ứng dụng của từng loại bản đồ địa
chính, ta cần hiểu khái niệm về bản đồ địa chính cơ sở, bản đồ địa chính và
bản đồ trích đo (Nguyễn Thùy Linh, 2015).
Bản đồ địa chính cơ sở
Đó là tên chung của bản đồ gốc được đo vẽ bằng phương pháp đo vẽ trực tiếp
ngoài thực địa, bằng phương pháp đo ảnh hay thành lập trên cơ sở được đo vẽ
kín ranh giới hành chính và kín mảnh bản đồ. Bản đồ địa chính cơ sở là tài liệu
cơ bản để biên tập, biên vẽ bản đồ địa chính theo từng đơn vị hành chính cơ sở
xã, phường, thị trấn (Nguyễn Thùy Linh, 2015).
Bản đồ địa chính
Được biên tập từ địa chính cơ sở, theo từng đơn vị hành chính cơ sở xã,
phường, thị trấn (gọi chung là cấp xã) được đo vẽ trọn vẹn các thửa, xác định
loại đất theo chỉ tiêu thống kê của từng chủ sử dụng đất trong mỗi mảnh bản
đồ và được hoàn chỉnh phù hợp với số liệu trong hồ sơ địa chính.
Bản đồ địa chính được thành lập cho từng đơn vị hành chính cấp xã, là tài liệu
quan trọng trong bộ hồ sơ địa chính. Trên bản đồ thể hiện vị trí, hình thể, diện
tích, số thửa và loại đất của từng chủ sử dụng đất, đáp ứng yêu cầu quản lý đất
đai của nhà nước ở tất cả các cấp xã, huyện, tỉnh và trung ương (Nguyễn Thùy
Linh, 2015).

8


Bản đồ trích đo
Là tên gọi chung cho bản vẽ có tỷ lệ lớn hay nhỏ hơn bản đồ địa chính cơ sở
và bản đồ địa chính, trên đó thể hiện chi tiết từng thửa đất trên các ô thửa,
vùng đất có tính ổn định lâu dài hoặc thể hiện chi tiết theo yêu cầu quản lý đất
đai (Nguyễn Thùy Linh, 2015).

1.2.2. Cơ sở toán học bản đồ địa chính
Theo điều 5 số 25/2014/TT-BTNMT
Bản đồ địa chính là bản đồ chuyên ngành về đất đai có yêu cầu độ chính xác
cao và yêu cầu thể hiện nội dung tỉ mỉ, chính xác theo tiêu chuẩn quy định chặt chẽ
do cơ quan chủ quản ban hành.
Bản đồ địa chính được lập ở các tỷ lệ 1:200, 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000
và 1:10000; trên mặt phẳng chiếu hình, ở múi chiếu 3 độ, kinh tuyến trục theo từng
tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương, hệ quy chiếu và hệ toạ độ quốc gia VN-2000
và hệ độ cao quốc gia hiện hành.
Kinh tuyến trục theo từng tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương quy định tại
Phụ lục số 02 kèm theo Thông tư này.
Khung trong mở rộng của mảnh bản đồ địa chính là khung trong của mảnh
bản đồ địa chính được thiết lập mở rộng thêm khi cần thể hiện các yếu tố nội dung
bản đồ vượt ra ngoài phạm vi thể hiện của khung trong tiêu chuẩn. Phạm vi mở
rộng khung trong của mảnh bản đồ địa chính mỗi chiều là 10 xen ti mét (cm) hoặc
20 cm so với khung trong tiêu chuẩn.
Lưới toạ độ vuông góc trên bản đồ địa chính được thiết lập với khoảng cách
10 cm trên mảnh bản đồ địa chính tạo thành các giao điểm, được thể hiện bằng các
dấu chữ thập (+).
Các thông số của file chuẩn bản đồ
+ Thông số hệ quy chiếu và hệ toạ độ
Thông số hệ quy chiếu và hệ toạ độ để lập bản đồ địa chính thực hiện theo quy
định tại Thông tư số 973/2001/TT-TCĐC ngày 20 tháng 6 năm 2001 của Tổng cục Địa
chính hướng dẫn áp dụng hệ quy chiếu và hệ toạ độ quốc gia VN-2000.
+ Thông số đơn vị đo (Working Units) gồm:
Đơn vị làm việc chính (Master Units): mét (m);
Đơn vị làm việc phụ (Sub Units): mi li mét (mm);
Độ phân giải (Resolution): 1000;
Toạ độ điểm trung tâm làm việc (Storage Center Point/Global Origin): X:
500000 m, Y: 1000000 m.

Chia mảnh, đánh số hiệu mảnh bản đồ địa chính
+ Bản đồ địa chính tỷ lệ 1:10000
9


Mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:10000 được xác định như sau:
Chia mặt phẳng chiếu hình thành các ô vuông, mỗi ô vuông có kích thước thực
tế là 6 x 6 ki lô mét (km) tương ứng với một mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:10000.
Kích thước khung trong tiêu chuẩn của mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:10000 là 60 x
60 cm, tương ứng với diện tích là 3600 héc ta (ha) ngoài thực địa.
Số hiệu của mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:10000 gồm 08 chữ số: 02 số đầu là
10, tiếp sau là dấu gạch nối (-), 03 số tiếp là 03 số chẵn km của toạ độ X, 03 chữ số
sau là 03 số chẵn km của toạ độ Y của điểm góc trái phía trên khung trong tiêu
chuẩn của mảnh bản đồ địa chính.
+ Bản đồ địa chính tỷ lệ 1:5000
Chia mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:10000 thành 04 ô vuông, mỗi ô vuông có
kích thước thực tế là 3 x 3 km tương ứng với một mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ
1:5000. Kích thước khung trong tiêu chuẩn của mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:5000
là 60 x 60 cm, tương ứng với diện tích là 900 ha ngoài thực địa.
Số hiệu của mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:5000 gồm 06 chữ số: 03 số đầu là
03 số chẵn km của toạ độ X, 03 chữ số sau là 03 số chẵn km của toạ độ Y của điểm
góc trái phía trên khung trong tiêu chuẩn của mảnh bản đồ địa chính.
+ Bản đồ địa chính tỷ lệ 1:2000
Chia mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:5000 thành 09 ô vuông, mỗi ô vuông có kích
thước thực tế 1 x 1 km tương ứng với một mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:2000. Kích
thước khung trong tiêu chuẩn của mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:2000 là 50 x 50 cm,
tương ứng với diện tích 100 ha ngoài thực địa.
Các ô vuông được đánh số thứ tự bằng chữ số Ả Rập từ 1 đến 9 theo nguyên
tắc từ trái sang phải, từ trên xuống dưới. Số hiệu của mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ
1:2000 bao gồm số hiệu mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:5000, gạch nối (-) và số thứ

tự ô vuông.
+ Bản đồ địa chính tỷ lệ 1:1000
Chia mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:2000 thành 04 ô vuông, mỗi ô vuông có
kích thước thực tế 0,5 x 0,5 km tương ứng với một mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ
1:1000. Kích thước khung trong tiêu chuẩn của mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:1000
là 50 x 50 cm, tương ứng với diện tích 25 ha ngoài thực địa.
Các ô vuông được đánh thứ tự bằng chữ cái a, b, c, d theo nguyên tắc từ trái
sang phải, từ trên xuống dưới. Số hiệu mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:1000 bao gồm số
hiệu mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:2000, gạch nối (-) và số thứ tự ô vuông.
+ Bản đồ tỷ lệ 1:500
Chia mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:2000 thành 16 ô vuông, mỗi ô vuông có
kích thước thực tế 0,25 x 0,25 km tương ứng với một mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ
10


1:500. Kích thước khung trong tiêu chuẩn của mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:500 là
50 x 50 cm, tương ứng với diện tích 6,25 ha ngoài thực địa.
Các ô vuông được đánh số thứ tự bằng chữ số Ả Rập từ 1 đến 16 theo nguyên
tắc từ trái sang phải, từ trên xuống dưới. Số hiệu mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:500
bao gồm số hiệu mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:2000, gạch nối (-) và số thứ tự ô
vuông trong ngoặc đơn.
+ Bản đồ tỷ lệ 1:200
Chia mảnh bản đồ địa chính 1:2000 thành 100 ô vuông, mỗi ô vuông có kích
thước thực tế 0,10 x 0,10 km, tương ứng với một mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:200.
Kích thước khung trong tiêu chuẩn của mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:200 là 50 x 50
cm, tương ứng với diện tích 1,00 ha ngoài thực địa.
Các ô vuông được đánh số thứ tự bằng chữ số Ả Rập từ 1 đến 100 theo
nguyên tắc từ trái sang phải, từ trên xuống dưới. Số hiệu mảnh bản đồ địa chính tỷ
lệ 1:200 bao gồm số hiệu mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:2000, gạch nối (-) và số thứ
tự ô vuông.

- Yêu cầu của công tác quản lý, trình độ quản lý và sử dụng đất của mỗi địa
phương. Có thể chọn tỷ lệ bản đồ địa chính theo bảng sau:
Tên gọi của mảnh bản đồ địa chính
+ Tên gọi của mảnh bản đồ địa chính gồm tên của đơn vị hành chính cấp
tỉnh, huyện, xã đo vẽ bản đồ; mã hiệu mảnh bản đồ địa chính và số thứ tự của mảnh
bản đồ địa chính trong phạm vi một đơn vị hành chính cấp xã (sau đây gọi là số thứ
tự tờ bản đồ).
+ Số thứ tự tờ bản đồ được đánh bằng số Ả Rập liên tục từ 01 đến hết trong
phạm vi từng xã, phường, thị trấn; thứ tự đánh số theo nguyên tắc từ trái sang phải,
từ trên xuống dưới, các tờ bản đồ tỷ lệ nhỏ đánh số trước, các tờ bản đồ tỷ lệ lớn
đánh số sau tiếp theo số thứ tự của tờ bản đồ nhỏ.
+ Trường hợp phát sinh các tờ bản đồ mới trong quá trình sử dụng thì được
đánh số tiếp theo số thứ tự tờ bản đồ địa chính có số thứ tự lớn nhất trong đơn vị
hành chính cấp xã đó.
Tên gọi mảnh trích đo địa chính
+ Tên gọi của mảnh trích đo địa chính bao gồm tên của đơn vị hành chính
cấp tỉnh, huyện, xã thực hiện trích đo địa chính; hệ toạ độ thực hiện trích đo (VN2000, tự do); khu vực thực hiện trích đo (địa chỉ thửa đất: số nhà, xứ đồng, thôn,
xóm…) và số hiệu của mảnh trích đo địa chính.
+ Số hiệu của mảnh trích đo địa chính gồm số thứ tự mảnh (được đánh bằng
số Ả Rập liên tục từ 01 đến hết trong một năm thuộc phạm vi một đơn vị hành
chính cấp xã); năm thực hiện trích đo địa chính thửa đất; ví dụ: TĐ03-2014.
11


Mật độ điểm khống chế toạ độ
+ Để đo vẽ lập bản đồ địa chính bằng phương pháp đo vẽ trực tiếp ở thực địa
thì mật độ điểm khống chế toạ độ quy định như sau:
Bản đồ tỷ lệ 1:5000, 1:10000: Trung bình 500 ha có một điểm khống chế toạ
độ có độ chính xác tương đương điểm địa chính trở lên;
Bản đồ tỷ lệ 1:500, 1:1000, 1:2000: Trung bình từ 100 ha đến 150 ha có một

điểm khống chế toạ độ có độ chính xác tương đương điểm địa chính trở lên;
Bản đồ địa chính tỷ lệ 1:200: Trung bình 30 ha có một điểm khống chế toạ độ
có độ chính xác tương đương điểm địa chính trở lên;
Trường hợp khu vực đo vẽ có dạng hình tuyến thì bình quân 1,5 km chiều dài
được bố trí 01 điểm toạ độ có độ chính xác tương đương điểm địa chính trở lên.
Trường hợp đặc biệt, khi đo vẽ lập bản đồ địa chính mà diện tích khu đo nhỏ
hơn 30 ha thì điểm toạ độ có độ chính xác tương đương điểm địa chính trở lên mật
độ không quá 2 điểm.
Để đo vẽ lập bản đồ địa chính tỷ lệ 1:2000, 1:5000, 1:10000 bằng phương
pháp ảnh hàng không kết hợp với đo vẽ trực tiếp ở thực địa thì trung bình 2500 ha
có một điểm khống chế toạ độ có độ chính xác tương đương điểm địa chính trở lên.
(Bộ Tài Nguyên và Môi Trường [BTNMT], 2014)
1.2.3. Nội dung của bản đồ địa chính
Theo điều 5 số 25/2014/TT-BTNMT
Các yếu tố nội dung chính thể hiện trên bản đồ địa chính gồm:
+ Khung bản đồ;
+ Điểm khống chế toạ độ, độ cao Quốc gia các hạng, điểm địa chính, điểm
khống chế ảnh ngoại nghiệp, điểm khống chế đo vẽ có chôn mốc ổn định;
+ Mốc địa giới hành chính, đường địa giới hành chính các cấp;
+ Mốc giới quy hoạch; chỉ giới hành lang bảo vệ an toàn giao thông, thuỷ
lợi, đê điều, hệ thống dẫn điện và các công trình công cộng khác có hành lang bảo
vệ an toàn;
+ Ranh giới thửa đất, loại đất, số thứ tự thửa đất, diện tích thửa đất;
+ Nhà ở và công trình xây dựng khác: chỉ thể hiện trên bản đồ các công trình
xây dựng chính phù hợp với mục đích sử dụng của thửa đất, trừ các công trình xây
dựng tạm thời. Các công trình ngầm khi có yêu cầu thể hiện trên bản đồ địa chính
phải được nêu cụ thể trong thiết kế kỹ thuật - dự toán công trình;
+ Các đối tượng chiếm đất không tạo thành thửa đất như đường giao thông,
công trình thuỷ lợi, đê điều, sông, suối, kênh, rạch và các yếu tố chiếm đất khác
theo tuyến;

12