Báo cáo viễn thám và GIS đề tài mapping cameras

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG
~~~~~  ~~~~~

BÁO CÁO
VIỄN THÁM VÀ GIS

Đề tài: Mapping cameras
Sinh viên thực hiện

Giảng viên hướng dẫn: ThS Phương Xuân Quang
Hà Nội,12/2018


MỤC LỤC
MỤC LỤC............................................................................................2
DANH MỤC HÌNH ẢNH...................................................................4
LỜI NÓI ĐẦU......................................................................................5
NỘI DUNG...........................................................................................6
1. Camera..............................................................................................................6
2. Cơ sở của ảnh hàng không................................................................................6
2.1.

Thấu kính...................................................................................................8

2.2.

Cửa chập (the shutter)...............................................................................12

2.3.

Bù chuyển động ảnh.................................................................................12

3. Hình học của chụp ảnh hàng không thẳng đứng..............................................13
4. Các camera hàng không số..............................................................................18
5. Quét số ảnh tương tự.......................................................................................22
6. So sánh ảnh số và tương tự..............................................................................23
7. Độ nhạy phổ....................................................................................................24
8. Kết hợp băng: ảnh quang.................................................................................26
9. Độ phủ bởi nhiều ảnh......................................................................................29
10.

Phép quan trắc..............................................................................................36

11.

Nguồn chụp ảnh trên không.........................................................................38

12.

Tóm lược.....................................................................................................42

BÀI TẬP.............................................................................................44
I.

Bài tập chương 5.................................................................................................44

II.

GIS Review Questions....................................................................................52

1. List several reasons why time of day might be very important in flight
planning for aerial imagery....................................................................................52
2. Outline advantages and disadvantages of high-altitude photography. Explain
why routine high-altitude aerial photography was not practical before infrared
imagery was available............................................................................................53

2


3. List several problems that you would encounter in acquiring and interpreting
largescale aerial imagery of a mountainous region................................................54
4. Speculate on the likely progress of aerial photography since 1890 if George
Eastman (Chapter 1) had not been successful in popularizing the practice of
photography to the general public..........................................................................54
5. Should an aerial photograph be considered as a “map”? Explain....................55
6. Assume you have recently accepted a position as an employee of an aerial
survey company; your responsibilities include preparation of flight plans for the
company’s customers. What are the factors that you must consider as you plan
each mission?.........................................................................................................55
7. List some of the factors you would consider in selection of band combinations
described in this chapter.........................................................................................56
8. Suggest circumstances in which oblique aerial photography might be more
useful than vertical photographs............................................................................56
9. It might seem that large-scale aerial images might always be more useful than
smallscale aerial photographs; yet larger scale images are not always the most
useful. What are the disadvantages to the use of large-scale images?....................57
10. A particular object will not always appear the same when images by an
aerial camera. List some of the factors that can cause the appearance of an object to
change from one photograph to the next................................................................57

III.Dịch video............................................................................................................58
1. Additive Color vs Subtractive Color...............................................................58
2. What Are CMYK And RGB Color Modes?....................................................58
3. Evolution of Analog to Digital Mapping (High Def).........................................59
4. Video of the day | Aerial photography.............................................................60
5.How a Pixel Gets its Color | Bayer Sensor | Digital Image.................................61
6.Photography Equipment & Info : Explanation of Camera Lens Magnification. .62
7.How a Digital Camera Works - CMOS chip.......................................................63
8.Digital Camera Tips : How a Compact Digital Camera Works...........................63
9.Aero Triangulation..............................................................................................64

KẾT LUẬN.........................................................................................65

3


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1: cơ sở của máy ảnh hàng không, mặt cắt ngang..................................................7
Hình 2: Thấu kính lồi, cong đều hai mặt, ánh sáng khúc xạ ở cả hai cạnh để tạo ảnh....9
Hình 3: mặt cắt ngang của hình ảnh được hình thành bởi một ống kính đơn giản,.......10
Hình 4: Khẩu độ dừng , a. phối cảnh, b. khẩu độ hẹp, c. khẩu độ rộng.........................11
Hình 5: Hình ảnh xiên và dọc trên không.....................................................................13
Hình 6: Ảnh chụp xiên hàng không..............................................................................14
Hình 7: Ảnh chụp đứng hàng không.............................................................................14
Hình 8: Dấu điểm chuẩn và điểm gốc...........................................................................15
Hình 9: Điểm gốc đất và điểm gốc ảnh.........................................................................16
Hình 10: Tiêu điểm ngang ,méo quang, độ nghiêng.....................................................17
Hình 11: Dịch chuyển độ cao địa hình..........................................................................17
Hình 12: pixels.............................................................................................................18
Hình 13: Sơ đồ nguyên lý của một thiết bị ghép điện tích............................................19

Hình 14: DMC area array.............................................................................................21
Hình 15: Camera mảng hàng........................................................................................22
Hình 16: Ảnh hồng ngoại đen – trắng...........................................................................26
Hình 17: ảnh toàn sắc...................................................................................................27
Hình 18: Ảnh hồng ngoại và ảnh hồng ngoại đen trắng................................................27
Hình 19: Mô hình màu tự nhiên....................................................................................28
Hình 20: Mô hình màu hồng ngoại...............................................................................29
Hình 21: Các khung riêng lẻ được đánh số theo dải.....................................................30
Hình 22: Đường bay bị lệch do gió ngang làm cho ảnh dưới mặt đất bị dịch như trong
hình............................................................................................................................... 31
Hình 23: Điều chỉnh đường bay để bù lại drift nhưng không đổi hướng camera..........32
Hình 24: chuyển tiếp chồng chéo và điểm chính cổng.................................................33
Hình 25: thị sai lập thể..................................................................................................34
Hình 26: Đo thị sai lập thể............................................................................................35

4


LỜI NÓI ĐẦU
Viễn thám là ngành nghiên cứu đem lại những thành tựu to lớn, có giá trị ứng
dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong quan trắc địa lý, quan trắc môi
trường, khí tượng thủy văn. Kể từ khi con người phát minh ra máy chụp ảnh và thiết bị
bay, ngành viễn thám đã ra đời như một lẽ tất yếu do nhu cầu được làm chủ không
gian, được khám phá và thu thập những hình ảnh bề mặt Trái Đất từ trên không của con
người. Trong suốt hai cuộc Đại chiến thế giới, trải qua thời kì Chiến tranh lạnh cho đến
thời đại bùng nổ công nghệ thông tin hiện nay, ngành viễn thám đã không ngừng phát
triển, không ngừng được áp dụng những kĩ thuật tiên tiến. Nhờ vậy, việc thu thập dữ
liệu về Trái Đất của con người đã có thể được thực hiện trên một diện tích vô cùng
rộng lớn bởi sự giúp sức của những phương tiện như khinh khí cầu, máy bay rồi vệ
tinh; những bức ảnh thu được ngày một chi tiết hơn nhờ các camera có độ phân giải rất

cao được đặt trên các thiết bị bay. Và trong tương lai, chắc chắn ngành viễn thám sẽ
tiếp tục phát triển mạnh mẽ hơn nữa để không ngừng đem lại cho con người nguồn dữ
liệu phong phú về Trái Đất.
Trong khuôn khổ của học phần Viễn thám và GIS, nhóm chúng em đã nhận
nhiệm vụ nghiên cứu chương 3 trong cuốn sách “Introduction to Remote Sensing, 5th
edition” của J.B. Campbell và R.H. Wynne. Nhiệm vụ này chính là đề tài cho bài tập
lớn của học phần “Viễn thám và GIS” mà nhóm chúng em cần thực hiện trong kì học
này với mục tiêu giúp tất cả các thành viên trong nhóm nắm được những kiến thức cơ
bản về ứng dụng của Viễn thám trong nghiên cứu quyển nước. Qua đó, chúng em cũng
sẽ có cơ hội để trau dồi vốn tiếng Anh và thêm phần tự tin để tiếp cận nguồn tài liệu
nước ngoài phong phú.
Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn ThS. Phương Xuân Quang đã giúp đỡ chúng
em trong suốt quá trình hoàn thành đề tài này. Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn

5


NỘI DUNG
1. Camera
Camera là dạng thiết bị viễn thám cổ nhất nhưng đã thay đổi rất nhiều trong vài
thập kỷ gần đây.
Các camera được thiết kế để đặt trên máy bay và cho độ chính xác cao về vị trí
và độ chi tiết không gian tốt vẫn là loại thiết bị viễn thám được sử dụng rộng rãi
nhất hiện nay.
Gần đây các camera số với công nghệ điện tử tiên tiến đã thay thế phần lớn
camera tương tự truyền thống với chất lượng tương đương.
Chương này giới thiệu nền tảng camera đặt trên máy bay hoạt động ở dải phổ
nhìn thấy và hồng ngoại gần với khả năng tạo ảnh có độ chi tiết và yếu tố hình học
tốt.
2. Cơ sở của ảnh hàng không

Hệ thống thu nhận ảnh hàng không có các thành phần tương tự máy ảnh thông
thường bao gồm:





Thấu kính (lens): thu nhận ánh sáng để tạo ảnh
Bề mặt nhạy sáng để ghi lại ảnh
Cửa chập (shutter): kiểm soát ánh sáng vào
Thân máy (camera body): liên kết và giữ các bộ phận của camera ở đúng vị trí
của nó.

Máy ảnh hàng không khác máy ảnh thông thường ở buồng phim (film magazine),
cơ cấu điều khiển (drive mechanism) và côn thấu kính (cone lens).

6


Hình 1: cơ sở của máy ảnh hàng không, mặt cắt ngang

Máy ảnh hàng không còn được thiết kế đặc biệt để thu thập ảnh (ví dụ) cho một
vùng rộng lớn trong các điều kiện không thuận lợi, hay camera sử dụng trong quan
trắc, đo đạc (ảnh chất lượng cao, có khả năng đo đạc).
Máy ảnh tương tự ghi lại một cách vật lý quang cảnh được chụp sử dụng giấy
hoặc phim có phủ hóa chất. Độ sáng của ảnh tương tự tỷ lệ với độ sáng của quang
cảnh. Ảnh tương tự in trên giấy có nhược điểm liên quan đến những khó khăn trong
việc lưu trữ, truyền dẫn, tìm kiếm, phân tích,…
Máy ảnh số ghi lại ảnh bằng dữ liệu là các mảng giá trị phản ánh mẫu của độ
sáng của bức ảnh đó.Máy ảnh số và máy ảnh tương tự có chung nhiều bộ phận và

đặc tính, nhưng thiết kế có khác biệt đáng kể, không dùng phim. Máy ảnh số cho
phép tích hợp với các hệ thống định vị hay các hệ thống ghi chú ảnh.Máy ảnh số
ghi lại ảnh bằng dữ liệu là các mảng giá trị phản ánh mẫu của độ sáng của bức ảnh
đó.Máy ảnh số và máy ảnh tương tự có chung nhiều bộ phận và đặc tính, nhưng
thiết kế có khác biệt đáng kể, không dùng phim. Máy ảnh số cho phép tích hợp với
các hệ thống định vị hay các hệ thống ghi chú ảnh.
Máy ảnh số ghi lại ảnh bằng dữ liệu là các mảng giá trị phản ánh mẫu của độ
sáng của bức ảnh đó.
7


Máy ảnh số và máy ảnh tương tự có chung nhiều bộ phận và đặc tính, nhưng
thiết kế có khác biệt đáng kể, không dùng phim.
Máy ảnh số cho phép tích hợp với các hệ thống định vị hay các hệ thống ghi chú
ảnh.
2.1.

Thấu kính

Thấu kính thu nhận ánh sáng phản xạ và hội tụ nó trên tiêu diện (focal plane) để
tạo ảnh.
Thông thường thấu kính có dạng mặt cong, không song song.
Thấu kính làm thay đổi mật độ quang của tia sáng đến từ khí quyển. Do vậy để
giữ được cân bằng màu và giảm suy hao quang, thấu kính phải được thiết kế cẩn
thận về kích thước và hình dạng hay sắp đặt và kết hợp hợp lý các thấu kính.
Đặc tính quang của thấu kính xác định bởi chỉ số khúc xạ của kính và độ cong.
Chất lượng của thấu kính xác định bởi chất lượng kính, độ chính xác của hình
dạng, độ chính xác khi được đặt trong camera.
Ví dụ: hình dạng thấu kính không chuẩn làm tăng quang sai cầu (spherical
aberration) gây ra lỗi làm cho ảnh bị mờ.

8


Hình 2: Thấu kính lồi, cong đều hai mặt, ánh sáng khúc xạ ở cả hai cạnh để tạo ảnh
Phần lớn camera hàng không là camera thấu kính kết hợp, gồm nhiều thấu kính
khác nhau về kích thước, hình dạng và đặc tính quang học.
Mỗi thấu kính thành phần sửa lỗi cho thấu kính khác, như vậy tổng hợp các thấu
kính cho hình ảnh tốt hơn so với chỉ một thấu kính đơn lẻ.
Trục quang (optical axis): đường nối tâm các thấu kính.
Mặt phẳng ảnh chính (image principal plane): mặt phẳng cắt qua tâm thấu kính.
Điểm nút (nodal point): mặt phẳng ảnh chính cắt trục quang tại điểm nút.
Các tia phản xạ song song đến từ vật thể ở rất xa đi qua thấu kính và đưa ảnh
đến tiêu điểm.
Tia chủ (chief ray) đi qua điểm nút của thấu kính mà không thay đổi hướng.
Tiêu diện (focal plane): mặt phẳng đi qua tiêu điểm và song song với mặt phẳng ảnh
chính.

9


Với camera thường, khoảng cách từ vật thể tới thấu kính càng tăng thì ảnh rơi
càng gần thấu kính và do vậy cần điều chỉnh thấu kính để ảnh rơi vào đúng điểm tụ.
Với camera viễn thám, quang cảnh được chụp với khoảng cách rất xa, tiêu điểm
có thể được đặt cố định ở vô cùng, như vậy không cần chỉnh tiêu điểm.Tiêu cự: khoảng
cách từ tâm thấu kính tới tiêu điểm, thường đo bằng inch hay milimet.
Một số thấu kính lồi, tiêu cự không xác định cho mọi bước sóng. Ví dụ: tiêu cự
đối với ánh sáng xanh ngắn hơn ánh sáng đỏ và hồng ngoại, gây ra hiệu ứng quang sai
màu (chromatic aberration).

Hình 3: mặt cắt ngang của hình ảnh được hình thành bởi một ống kính đơn giản,
Quang sai, năng lượng của các bước sóng khác nhau được đưa đến một tiêu
điểm ở các ống kính khác nhau, các thấu kính phức tạp hơn được điều chỉnh để đưa tất
cả các bước sóng đến một điểm chung
Thị trường của thấu kính được điều khiển bởi field stop, là mặt nạ đặt ngay
trước tiêu diện.
Khẩu độ (aperture stop): thường đặt ở gần tâm của thấu kính kết hợp, bao gồm
một mặt nạ mở tròn có thể điều chỉnh được đường kính.
Khẩu độ có thể điều khiển độ mạnh của ánh sáng ở tiêu diện nhưng không ảnh
hưởng thị trường hay kích thước ảnh. Điều khiển khẩu độ là điều chỉnh độ sáng của
10


ảnh. Kích thước khẩu độ tính theo đường kính mở có thể điều chỉnh được hay ánh sáng
vào camera nhiều hay ít.

Hình 4: Khẩu độ dừng , a. phối cảnh, b. khẩu độ hẹp, c. khẩu độ rộng
Khẩu độ tương đối:

Số f lớn có nghĩa là khẩu độ mở nhỏ, số f nhỏ nghĩa là khẩu độ mở lớn so với
tiêu cự. Độ lớn tiêu cự liên quan đến kích thước camera.Trong khi đó số f được tiêu
chuẩn hóa để không phụ thuộc kích thước.
Ví dụ: khẩu độ bằng “23 mm” không có ý nghĩa gì trong thực tế trừ khi ta biết tiêu cự,
nhưng nói khẩu độ “f4” nghĩa là với mọi kích thước camera thì khẩu độ bằng ¼ tiêu
cự.

11


Các khẩu độ chuẩn là:

Dãy các khẩu độ trên được thiết kế để hai khẩu độ liên tiếp tương ứng với lượng
ánh sáng vào camera hơn kém nhau 2 lần.
Thấu kính cho camera hàng không thường có thị trường rộng do vậy ánh sáng
đến tiêu diện từ rìa của thị trường sẽ tối hơn so với ánh sáng phản xạ từ vật thể được
định vị gần hay chính giữa thị trường.
Hiện tượng có vùng tối ở rìa thị trường gọi là hiệu ứng vignetting => khắc phục
bằng sử dụng bộ lọc anti vignetting.
Máy ảnh số có thể dùng kỹ thuật xử lý ảnh để loại bỏ vignetting thay vì dùng bộ lọc
vật lý.
2.2.

Cửa chập (the shutter)

Cửa chập điều khiển thời gian phim bị phơi dưới ánh sáng.
Cửa chập đơn giản là một bản kim loại đặt giữa các thấu kính thành phần gọi là
cửa chập “intralens” được sử dụng phổ biến trong các camera hàng không. Một dạng
khác của cửa chập là cửa chập tiêu diện được đặt ngay trước tiêu diện (cảm biến).
Chọn tốc độ cửa cập là chọn mức độ phơi sáng mong muốn.

2.3.

Bù chuyển động ảnh

Các camera hàng không chất lượng cao thường có khả năng bù chuyển động ảnh
để có được bức ảnh tốt.
Tuỳ thuộc loại thiết bị ghi ảnh, chuyển động tiến của máy bay (độ cao thấp/tốc
độ cao) thường làm cho ảnh bị nhòe.
12

Với máy ảnh tương tự, việc bù chuyển động ảnh đạt được bằng cách dịch
chuyển phim một cách cơ khí với vận tốc bằng vận tốc máy bay.
Với hệ thống số, bù chuyển động ảnh được thực hiện bởi hệ thống điện tử với
dải thay đổi độ cao và vận tốc rộng hơn.
3. Hình học của chụp ảnh hàng không thẳng đứng
Chụp ảnh hàng không có thể phân loại theo hướng của camera so với mặt đất
trong thời gian phơi sáng.
 Ảnh hàng không xiên (oblique): được ghi lại bởi camera gắn bên hông
máy bay.
o High oblique: chụp ảnh lấy chân trời
o Low oblique: chụp ảnh chỉ lấy mặt đất, không lấy chân trời
 Ảnh hàng không thẳng đứng (vertical): được ghi bởi camera nhìn thẳng
xuống đất

Hình 5: Hình ảnh xiên và dọc trên không

13


Hình 6: Ảnh chụp xiên hàng không
Ảnh hàng không xiên có ưu điểm là cho thấy ảnh của một vùng rất rộng lớn. Dễ
dàng nhận ra rằng các đặc điểm như nhà cao tầng hay đỉnh núi hiện ra rõ nét ở tiền
cảnh.
Ảnh hàng không xiên không được dùng cho mục đích có tính phân tích bởi tỷ lệ
thay đổi rất nhiều giữa tiền cảnh và hậu cảnh cản trở việc đo đạc khoảng cách, diện
tích.

14

Hình 7: Ảnh chụp đứng hàng không
Ảnh hàng không đứng được camera chụp trực tiếp mặt đất từ trên cao. Cho dù
các vật thể và đặc điểm trông có vẻ lạ giống như bản đồ vì được nhìn theo phương
đứng nhưng thực ra lại có nhiều đặc tính hình học được thể hiện và có một số ưu điểm.
Thực tế chỉ rất ít ảnh hàng không thật sự là thẳng đứng mà thường nghiêng vài
độ do chuyển động của máy bay và các yếu tố khác.
Do vậy, thuật ngữ chụp ảnh thẳng đứng được sử dụng chung cho chụp ảnh hàng
không với nghiêng vài độ so với phương thẳng đứng.
Do tính chất hình học của ảnh hàng không thẳng đứng hay gần thẳng đứng được
hiểu rất rõ nên nó được ứng dụng trong nhiều trường hợp ví dụ như đo đạc chính xác
sử dụng ảnh hàng không thẳng đứng hay còn gọi là photogrammetry.

15


Hình 8: Dấu điểm chuẩn và điểm gốc
Dấu điểm chuẩn (fiducial marks): dấu được gắn cứng trong máy ảnh và được ghi vào
ảnh khi chụp.
Điểm gốc (principal point): giao điểm của 2 đường nối điểm chuẩn, cũng là điểm giao
của trục quang và tiêu diện tạo nên tâm quang của ảnh.

Hình 9: Điểm gốc đất và điểm gốc ảnh
16


Điểm gốc đất (ground nadir): là điểm phía dưới theo phương đứng của tâm thấu kính
tại thời điểm chụp.
Điểm gốc ảnh (photographic nadir): giao điểm của đường nối điểm gốc đất và tâm thấu
kính với tiêu diện.

Các ứng dụng photogrametry đòi hỏi phải căn chỉnh (calibration) để đảm bảo độ chính
xác

quang

và

vị

trí

của

ảnh

Hình 10: Tiêu điểm ngang ,méo quang, độ nghiêng
Isocenter: tiêu điểm nghiêng, nằm trên trục “bản lề” giữa mặt ảnh nghiêng và mặt ảnh
đứng giả thiết.
Méo quang (optical distortions): lỗi gây bởi thấu kính cấp thấp, camera hỏng hay các
vấn đề tương tự.

17


Độ nghiêng (tilt) gây bởi tiêu diện bị lệch so với mặt phẳng ngang do di chuyển của
máy bay. Tiêu điểm nghiêng nằm tại hay gần điểm gốc. Phần ảnh phía trên tiêu điểm
nghiêng ở xa mặt đất hơn isocenter nên được thể hiện với tỷ lệ nhỏ hơn tỷ lệ danh định
và ngược lại với phần ảnh phía dưới.
Do phần lớn ảnh đều có nghiêng vài độ nên cần chú ý để tránh sai sót khi đo đạc kích
thước dựa vào ảnh chụp.

Hình 11: Dịch chuyển độ cao địa hình
Dịch chuyển độ cao địa hình (Relief displacement) là lỗi vị trí chủ yếu đối với ảnh
hàng không thẳng đứng.
Ví dụ: Phối cảnh 5 tháp có chiều cao như nhau được nhìn từ tâm thấu kính của camera.
4. Các camera hàng không số

18


Ảnh số: được thu thập bởi một họ các thiết bị có thể thể hiện một cách có hệ
thống hình ảnh của một phần bề mặt trái đất bằng việc ghi lại các phô-ton phản xạ hay
phát ra từ một mảng của mặt đất (pixels = picture elements: điểm ảnh).

Các điểm ảnh hợp với nhau thành một mảng các độ sáng rời rạc tạo thành bức
ảnh. Ảnh số được tạo thành từ ma trận của nhiều ngàn điểm ảnh mà các thành phần
nhỏ có thể phân biệt được bởi mắt người.
Mỗi điểm ảnh biểu diễn độ sáng của một vùng nhỏ của bề mặt trái đất, ghi lại bằng
một giá trị số tương ứng với giá trị nhất định của vùng phổ điện từ nào đó.

Hình 12: pixels
Thông thường thấu kính chiếu ảnh lên tiêu diện.
Phim phủ cảm quang (máy ảnh tương tự) hay mảng các phần tử dò (máy ảnh số) được
đặt tại tiêu diện để ghi lại ảnh.

19


Mỗi phần tử dò là các chất nhạy sáng phát dòng điện âm khi nó chặn các phô-ton từ
thấu kính, từ đó tạo ra ảnh từ ma trận các giá trị độ sáng, mà các giá trị này tỷ lệ với

độ mạnh yếu của điện sạc khi tới tiêu diện.
Hai thiết kế phần tử dò là:
CCD (charged-coupled devices): dùng trong chụp ảnh hàng không
CMOS (complementary metal oxide semiconductor)
CCD: tạo bởi các phần tử nhạy sáng nhúng trong một chip silicon.
Mỗi thành phần nhạy sáng của CCD có thể được chế tạo với đường kính rất nhỏ, cỡ
1m
Vùng phổ cảm thụ được là ánh sáng nhìn thấy và hồng ngoại gần.

Hình 13: Sơ đồ nguyên lý của một thiết bị ghép điện tích

Các phần tử dò có thể sắp xếp theo hàng (linear array) hay theo nhiều hàng và cột
thành mảng 2 chiều

20


Các thiết kế camera số:
Camera format: chuẩn chung cho chụp ảnh lập bản đồ là 230mm x 230mm, mỗi
khung hình là 1 ảnh chụp và được coi là 1 đơn vị cơ sở của ảnh.
Camera chụp ảnh như vậy gọi là framing camera, được coi là chuẩn thiết kế
camera tương tự.
Với camera số, nếu sử dụng định dạng 230mm x 230mm thì cần mảng rất lớn
lên đến 660 megapixel => Cần giải pháp để camera số hỗ trợ định dạng lớn.
Dùng các CCD nhiều vùng với nhiều thấu kính. Ví dụ dùng 4 thấu kính, ảnh
chụp là ghép của 4 ảnh thành phần, tuy nhiên khi ghép cần chú ý tính chất hình học có
thể thay đổi do mỗi thấu kính có một nadir riêng.
Camera có hệ thấu kính riêng để chụp thẳng, chụp phía trước và chụp phía sau.
Mỗi thời điểm camera chỉ chụp vài dải chụp thắng, chụp trước, chụp sau. Tuy nhiên,
máy bay bay tiến phía trước dọc theo đường bay và mỗi thấu kính thu thập các bộ ảnh

riêng biệt.
Intergraph DMC (digital modular camera) là một camera số định dạng khung
lớn (large-frame) với 4 đầu chụp toàn sắc loại CCD độ phân giải cao ở trung tâm và 4
21


đầu

chụp

đa

phổ

ở

ngoại

vi.

Hình 14: DMC area array

Vexcel UltraCamX: hệ đa thấu kính và CCD đặt trên cùng mặt phẳng, có thể cài
đặt bù thời gian để ảnh chụp có phối cảnh như có cùng điểm nhìn.
Hệ thống bao gồm 4 CCD toàn sắc độ phân giải cao, 4 CCD đa phổ độ phân giải
thô.
Ảnh toàn phổ là ảnh chính, 4 camera đa phổ hợp thành 1 ảnh đa phổ của frame.
Ảnh tổng hợp tạo thành ảnh chữ nhật có chiều dài theo hướng across-track.
Có sử dụng nhiều kỹ thuật xử lý và nội suy để tạo ảnh full-frame.
Camera mảng hàng (linear arrays): camera Leica ADS 40 chụp ảnh mặt đất theo

từng hàng, riêng biệt cho ảnh nhìn trước, nhìn thẳng (nadir viewing) và nhìn sau.
Camera SH52 có trang bị 1 mảng nhìn trước, 2 mảng nhìn thẳng (1 toàn sắc, 1 đa phổ),
1 mảng nhìn sau.
22


Mảng đa phổ thu ảnh nhìn thẳng và ảnh nhìn sau trong vùng blue, green, red và
hồng ngoại gần.
Đặc điểm của camera này là được cấu hình để các nadir của các ảnh chụp theo 1
đường thẳng. Như vậy mỗi ảnh hiển thị dịch chuyển độ cao địa hình theo hướng alongtrack như một hàm của độ cao.

Hình 15: Camera mảng hàng

5. Quét số ảnh tương tự
Quét ảnh tương tự để tạo ảnh số bởi ưu điểm của dữ liệu số trong lưu trữ, truyền dẫn và
phân tích.
Máy quét ảnh thông thường cho dù có thể cung cấp độ chính xác tương đối và chi tiết
hình ảnh khá tốt nhưng vẫn không đáp ứng được yêu cầu.
Với các ứng dụng trong khoa học hay đo đạc, máy quét phải được thiết kế chuyên dụng
chất lượng tốt, quét phẳng, mảng CCD lớn, phần mềm phức tạp.

23


6. So sánh ảnh số và tương tự

24


7. Độ nhạy phổ

25