Nghiên cứu khả năng thành lập bản đồ địa hình tỉ lệ 1 2000 bằng công nghệ ảnh số

Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

GV hướng dẫn : Tiến sỹ Lê Văn Trung

LỜI CẢM ƠN
Để luận văn hoàn thành tốt đẹp, tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt tình
của thầy hướng dẫn Tiến sỹ Lê Văn Trung trong quá trình định hướng đề cương nghiên
cứu cũng như quá trình thực hiện luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể thầy cô
giáo bộ môn Địa tin học - Khoa Xây dựng trường đại học Bách khoa TP.HCM đã tạo
mọi điều kiện thuận lợi để tôi học tập nghiên cứu trong thời gian qua.
Tôi xin chân thành cảm ơn GS.TSKH Phan Văn Lộc , là người cha và người thầy
, đang giảng dạy tại khoa Trắc địa - trường đại hoc Mỏ địa chất, đã giúp đỡ tôi rất nhiều
trong quá trình học tập nghiên cứu, đặc biệt là những kiến thức về đo ảnh.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám đốc xí nghiệp Chụp ảnh hàng không - công
ty Trắc địa bản đồ - BQP, ban điều hành dự án khảo sát đo đạc bản đồ khu vực các mỏ
bauxit tỉnh Đắc Nông, đã nhiệt tình giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu thu thập dữ
liệu ảnh và trắc địa địa hình , góp phần quan trọng trong việc hoàn thành luận văn thạc
sỹ kỹ thuật của tôi.
Tôi xin cảm ơn gia đình, đồng nghiệp , bạn bè đã động viên tôi trong việc thực
hiện luận văn.
Xin chân thành cảm ơn !

TP.HCM, tháng 11 năm 2007

Phan Văn Lâm

Trang
Đề tài : Nghiên cứu khả năng thành lập BĐĐH tỷ lệ 1/2.000 bằng công nghệ aûnh soá

1

Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

GV hướng dẫn : Tiến sỹ Lê Văn Trung

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ
Những năm gần đây ở Việt Nam , bản đồ tỷ lệ lớn đã trở thành một nhu cầu cần
thiết cho sự phát triển đất nước, cần thiết cho quy hoạch xây dựng, quản lý đất đai, khai
khoáng , phát triển hệ thống thông tin địa lý, cải tạo môi trường . . .
Sản xuất bản đồ tỷ lệ lớn bằng cách đo đạc tiếp cận trực tiếp ngoài thực địa sẽ
tốn nhiều kinh phí và thời gian , không thể đo đạc được ở những khu vực hiểm trở, khó
khăn , như hải đảo, vùng cao nguyên, núi cao .
Sử dụng ảnh số trở nên phổ biến ở một số ngành. Công nghệ đo ảnh số dang
phát triển mạnh , đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về thời gian và chất lượng của thị
trường . Bằng công nghệ đo ảnh số người ta có thể thành lập, cập nhật, hiện chỉnh bản
đồ tỷ lệ nhỏ, trung bình và tỷ lệ lớn.
Mặc dù công nghệ đo ảnh số tiêùt kiệm được nhiều chi phí, công sức và ngày
càng thể hiện rõ tính hiệu quả , chất lượng cho thành lập bản đồ địa hình. ... Tuy nhiên
chưa được quan tâm , nghiên cứu và đánh giá hết khả năng của công nghệ. Đặc biệt là
trong đo vẽ bản đồ tỷ lệ lớn.
Trong luận văn này, tác giả đi sâu nghiên cứu khả năng thành lập bản đồ địa
hình tỷ lệ 1/2000 bằng công nghệ ảnh số. Trong đó tập trung giải quyết những nội dung
chính sau đây :
- Khảo sát các nguồn sai số trong thành lập bản đồ địa hình bằng công nghệ ảnh
số .
- Đề xuất các giải pháp nâng cao độ chính xác của việc lập mô hình số độ cao.
- Áp dụng thực nghiệm cho việc thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ 1/2000 khu vực
tỉnh Đắc Nông.
- Đánh giá độ chính xác đạt được.

Trang
Đề tài : Nghiên cứu khả năng thành lập BĐĐH tỷ lệ 1/2.000 bằng công nghệ ảnh số

2


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

GV hướng dẫn : Tiến sỹ Lê Văn Trung

Abstract

Nowadays in Viet Nam, large-scale topographic maps become very necessary to
the development of our country, which is needed for state management, scheming for
building country, land management, mine exploitation, GIS development, to improve
the environment . . .
Create large-scale maps by surveying and enter in contact directly with the object
will costs a lot of money and time. It can't be measured in an abrupt terrain and it is very
difficult in island, high land and mountain area. Using digital image become popular in
many industries.
Digital photogrammetric method has been strongly developed. It brings high
effectiveness in terms of quality and time in revision, updating and new establishment
of various maps including topographic maps. The method shows a high automatic level
in orientation a plotting of stereo pairs, . . . but it hasn't been a full research about
technical ability of the method.
In this research, I would consider to estimate precise of the method and ability of
create 1/2000 scale topography map (the large scale) by using digital photogrammetric
system. The main piority are :
- Studying every error of create 1/2000 scale topography map (the large scale)
by using digital photogrammetric.

- Any solution to raise the DTM and DEM accuracy , that crieate by using digital
photogrammetric system .
- Reality applying by create 1/2000 scale topography map in Dak Nong province.
- Assessing the reality applying solution accuracy .

Trang
Đề tài : Nghiên cứu khả năng thành lập BĐĐH tỷ lệ 1/2.000 bằng công nghệ ảnh số

3


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

GV hướng dẫn : Tiến sỹ Lê Văn Trung

MỤC LỤC
NỘI DUNG

Trang

LỜI CẢM ƠN
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, HÌNH ẢNH
PHẦN MỞ ĐẦU

1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
2. MỤC ĐÍCH CỦA LUẬN VĂN

3.TÀI LIỆU VÀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU
4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
6. CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN

1
2
4
7
8
9
11

11
11
12
12
12
13

CHƯƠNG I : BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP THÀNH LẬP

14

I.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH
I.1.1. Cơ sở toán học của bản đồ địa hình
I.1.2. Nội dung của bản đồ địa hình
I.1.3. Độ chính xác của bản đồ địa hình
I.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH
I.2.1. Đo trực tiếp ngoài thực địa

I.2.2. Biên tập từ bản đồ địa hình có tỷ lệ lớn hơn mới hoàn thành
I.2.3. Đo ảnh

14
15
19
20
20
20
21
21

CHƯƠNG II. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA
HÌNH BẰNG ẢNH HÀNG KHÔNG KỸ THUẬT SỐ.

II.1. KHÁI NIỆM VỀ ẢNH SỐ
II.2. HỆ THỐNG ĐO VẼ ẢNH SỐ VÀ CẤU TRÚC TRẠM ẢNH SỐ
II.2.1. Sơ đồ cấu trúc hệ thống xử lý ảnh số
II.2.2. Giới thiệu một số trang thiết bị cho công nghệ ảnh số hiện có tại VN
II.2.3. Trạm ảnh số
II.2.4. Giới thiệu tính năng của một số hệ thống trạm đo vẽ ảnh số
II.3. GIỚI THIỆU CÁC KỸ THUẬT XỬ LÝ ẢNH SỐ
CHƯƠNG III. CÁC NGUỒN SAI SỐ TRONG CÔNG NGHỆ ĐO VẼ BẢN
ĐỒ ĐỊA HÌNH BẰNG KHÔNG ẢNH SỐ

III.1. SAI SỐ CỦA ẢNH HÀNG KHÔNG
III.1.1 Sai số do độ cong trái đất
III.1.2. Sai số do chiết quang khí quyển khi bay chụp ảnh
III.1.3. Sai số do méo hình kính vật
III.1.4. Sai số do biến dạng hình học của phim ảnh

III.2. SAI SỐ TRONG QUÁ TRÌNH ĐO ẢNH
III.2.1. Sai số của thiết bị đo ảnh
Trang
Đề tài : Nghiên cứu khả năng thành lập BĐĐH tỷ lệ 1/2.000 bằng công nghệ ảnh số

23

23
24
24
24
26
26
29
30

30
30
31
34
37
38
39
4


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

GV hướng dẫn : Tiến sỹ Lê Văn Trung

III.2.2 . Sai số số liệu gốc
III.2.3. Sai số do người đo ảnh
III.3. SAI SỐ DO PHƯƠNG PHÁP
CHƯƠNG IV. KHẢO SÁT CÁC NGUỒN SAI SỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN LẬP
MÔ HÌNH SỐ ĐỘ CAO BẰNG CÔNG NGHỆ ĐO ẢNH SỐ

IV.1. KHÁI NIỆM VỀ MÔ HÌNH SỐ ĐỘ CAO
IV.2. CÁC NGUỒN DỮ LIỆU ĐỂ XÂY DỰNG MÔ HÌNH SỐ ĐỘ CAO
IV.3. GIỚI THIỆU CÁC THUẬT TOÁN XÂY DỰNG MHSĐC
IV.4. QUY TRÌNH XÂY DỰNG MÔ HÌNH SỐ ĐỘ CAO BẰNG ẢNH SỐ
IV.4.1. Thiết kế bay chụp ảnh
IV.4.2. Công tác chuẩn bị sau khi có ảnh chụp
IV.4.3. Đo nối khống chế ảnh
IV.4.4. Quét phim
IV.4.5. Tăng dày khống chế ảnh nội nghiệp
IV.4.6. Tạo mô hình lập thể
IV.4.7. Đo vẽ các đặc trưng địa hình trên mô hình lập thể và các điểm độ
cao cho MHSĐC
IV.4.8. Kiểm tra, chỉnh sửa kết quả đo vẽ lập thể
IV.4.9. Thành lập MHSĐC
IV.4.10. Lưu trữ MHSĐC
IV.5. KHẢO SÁT CÁC NGUỒN SAI SỐ VÀ CÁC BIỆN PHÁP NÂNG CAO
ĐỘ CHÍNH XÁC CỦA MHSĐC
IV.5.1. Yêu cầu độ chính xác đối với DEM ( Phục vụ nắn ảnh trực giao ) và
DTM ( Phục vụ nội suy đường bình độ )
IV.5.2. Các phương pháp đánh giá DEM, DTM
IV.5.3. Các nguồn sai số ảnh hưởng tới độ chính xác của MHSĐC được
thành lập bằng công nghệ ảnh số và phương pháp hạn chế các
nguồn sai số đó
IV.5.3.1 nh hưởng do tỷ lệ bay chụp ảnh hàng không

IV.5.3.2. Sai số do phim chụp
IV.5.3.3. Sai số do máy quét phim
IV.5.3.4.Ảnh hưởng của màn hình máy tính dùng để đo vẽ ảnh số
IV.5.3. 5. Ảnh hưởng của độ phân giải quét phim và việc nén ảnh JPEG
IV.5.3.6. Ảnh hưởng của các nguồn sai số trong quá trình tăng dày khống
chế ảnh
IV.5.3.7. Ảnh hưởng sai số đo vẽ lập thể các yếu tố đặc trưng địa hình và
các điểm độ cao
IV.5.3.8. Ảnh hưởng của phương pháp xây dựng và lưu trữ tệp tin MHSĐC
CHƯƠNG V. QUÁ TRÌNH THỰC NGHIỆM

V.1. KHÁI QUÁT VỀ KHU VỰC THỰC NGHIỆM
V.2. QUÁ TRÌNH THỰC NGHIỆM
V.2.1. Lập lưới khống chế ảnh
Trang
Đề tài : Nghiên cứu khả năng thành lập BĐĐH tỷ lệ 1/2.000 bằng công nghệ ảnh số

40
40
40
42

42
43
43
44
44
45
46
46

47
51
52
55
55
56
56
56
59
60

60
63
65
69
70
79
84
88
91

91
93
93
5


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

GV hướng dẫn : Tiến sỹ Lê Văn Trung

V.2.2. Đánh dấu điểm khống chế ảnh trước khi bay chụp ảnh
V.2.3. Quá trình thực hiện bay chụp ảnh
V.2.4. Kết quả bay chụp ảnh
V.2.5. Thu số liệu và tính toán xác định tọa độ tâm ảnh
V.2.6. Tạo project của khu đo
V.2.7. Tăng dày tính toán
V.2.8. Mở và hiển thị mô hình bằng modul ISSD
V.2.9. Đo vẽ mô tả lại các yếu tố đặc trưng địa hình
V.2.10. Tạo DEM tự động, lập bình đồ ảnh trực giao 1/2000
V.2.11. Đoán đọc ảnh nội nghiệp sơ bộ lần 1
V.2.12. Điều vẽ ảnh ngoại nghiệp
V.2.13. Điều vẽ nội nghiệp kết hợp số hoá biên tập bản đồ
V.2.14. Đo vẽ đường bình độ mô tả địa hình
V.2.14.1 Lập đường bình độ bằng nội suy từ mô hình số địa hình DTM
V.2.14.2. Đo vẽ trực tiếp đường bình độ từ mô hình lập thể và nội suy
DTM
V.2.14.3. So sánh độ chính xác của 2 phương pháp đo vẽ mô tả địa hình
V.2.15. Kiểm tra , in , lưu trữ sản phẩm
V.3. ĐÁNH GIÁ ĐỘ CHÍNH XÁC CỦA QUÁ TRÌNH THỰC NGHIỆM
V.3.1. Chất lượng ảnh chụp
V.3.2. Đánh giá việc bay chụp ảnh chụp dựa trên công thức Gruber
V.3.3. Về công tác định hướng trong của ảnh trên trạm
V.3.4. Về công tác định hướng ngoài của ảnh trên trạm
V.3.5. Kết quả tính tăng dày và độ chính xác định hướng tuyệt đối mô hình
V.3.6. Đánh giá kết quả của phương pháp đo vẽ chi tiết trên mô hình lập
thể, đánh giá độ chính xác của bản đồ 1/2000
V.3.6.a. Phương pháp đánh giá đo kiểm tra trực tiếp ngoài thực địa
V.3.6.b. Phương pháp đánh giá bằng công thức ước tính độ chính xác
V.3.6.c. Kết quả đánh giá độ chính xác

93
94
95
98
99
99
101
102
102
104
105
106
106
106
107

CHƯƠNG VI. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT HƯỚNG PHÁT TRIỂN

119

VI.1. KẾT LUẬN
VI.2. NHỮNG HẠN CHẾ CỦA LUẬN VĂN
VI.3. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN
VI.4. HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

Trang
Đề tài : Nghiên cứu khả năng thành lập BĐĐH tỷ lệ 1/2.000 bằng công nghệ ảnh số

108
108
108
108
110
110
110
110
112
112
116
118
119
121
121
121
122
128

6


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

GV hướng dẫn : Tiến sỹ Lê Văn Trung

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
CCD
ISSD

ISPM
ISDO
ISFC
ISDC
ISMT
Iplot
MGE
DEM
DTM
GIS
GPS
VN 2000
WGS 84
BÑ ÑH
MHSÑC

: Charged Coupled Device .
: ImageStation Stereo Display
: Image station Photogrammetric Manager
: Image station Digital Orientation
: Image station Feature Collection
: Image station Digital Terrain Modeling Collection
: Image station Match - AT
: Imformation Plot
: Modular Gis Enviroment
: Digital Elervation Model
: Digital Terrain Model
: Geographical Imformation System .
: Global Positioning System.
: Việt Nam 2000

: World Geodetic System 1984
: Bản đồ địa hình .
: Mô hình số độ cao.

Trang
Đề tài : Nghiên cứu khả năng thành lập BĐĐH tỷ lệ 1/2.000 bằng công nghệ ảnh số

7


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

GV hướng dẫn : Tiến sỹ Lê Văn Trung

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1-1

: Kích thước khung trong của tờ bản đồ địa hình

Bảng 2-1

: Thống kê thiết bị công nghệ ảnh số hiện có tại Việt Nam.

Bảng 3-1

: Bảng xác định độ sai lệch điểm ảnh do méo hình kính vật gây nên

Bảng 4-1

: Yêu cầu độ chính xác của DTM và của DEM :

Bảng 4-2

: Mối quan hệ giữa tỷ lệ chụp ảnh và tỷ lệ bản đồ .

Bảng 4-3

: Một số máy quét chuyên dụng trong đo vẽ ảnh số:

Bảng 4.4

: Kích thước tệp tin ảnh (đã tạo đủ 6 bậc cấu trúc hình tháp của ảnh)
với các độ phân giải và hệ số nén JPEG khác nhau.

Bảng 4-5

: Sai số đo độ cao H trong đo vẽ ảnh so á( 0/00 H)

Bảng 4.6

: Ảnh hưởng của tiêu cự máy chụp ảnh đến sai số tương đối
đo độ cao trên mô hình lập thể.

Bảng 5-1

: Số lượng ảnh đã chụp 1979 tấm 51 tuyến bay

Bảng 5-2

: Tổng số điểm khống chế ảnh tổng hợp gồm 79 điểm có số hiệu sau:

Bảng 5-3

: Tổng số điểm kiểm tra gồm 64 điểm có số hiệu sau:

Bảng 5 - 4

: Trong khu vực thực nghiệm chọn các ảnh, mô hình như sau :

Bảng 5-5

: Bảng thống kê độ chính xác khớp ảnh tự động tính cho ảnh tỷ lệ 1/12000

Bảng 5- 6

: Chất lượng phim gốc được đo trên máy kiểm tra IO , đảm bảo các chỉ
tiêu sau:

Bảng 5-7

: Bảng hạn sai của mặt phăûng và độ cao của điểm khống chế ảnh ngoại
nghiệp tính cho bản đồ tỷ lệ 1/2000:

Bảng 5.8

: Kết quả đo kiểm tra tại thực địa và trên mô hình .

Bảng 5-9

: ước tính độ chính xác của quy trình thành lập bản đồ địa hình bằng

ảnh hàng không kỹ thuật số tại khu vực thực nghiệm Đắc Nông.

Trang
Đề tài : Nghiên cứu khả năng thành lập BĐĐH tỷ lệ 1/2.000 bằng công nghệ ảnh số

8


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

GV hướng dẫn : Tiến sỹ Lê Văn Trung

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, HÌNH ẢNH
Hình 2-1 : Sơ đồ cấu trúc hệ thống xử lý ảnh số .
Hình 2-2: Sơ đồ cấu trúc trạm ảnh số
Hình 3-1 : Ảnh hưởng độ cong trái đất đến vị trí điểm ảnh
Hình 3-2 : Ảnh hưởng chiết quang khí quyển đến vị trí điểm ảnh
Hình 3-3 : Ảnh hưởng biến dạng thấu kính chụp ảnh
Hình 3-4 : Sai số xuyên tâm vị trí điểm ảnh do méo hình kính vật.
Hình 3.5 : Quan hệ giữa bán kính hướng tâm r với góc mở của trục quang 
Hình 3-6 : Sai số đo vẽ các đối tượng trên ảnh
Hình 4-1 : Sơ đồ quy trình thành lập MHSĐC bằng công nghệ đo ảnh số
Hình 4-2 : Sơ đồ phân bố các điểm định hướng tương đối trên mỗi tấm ảnh.
Hình 4-3 : Sai số trung phương độ cao thành lập trên ảnh nén với 4 độ phân giải khác
nhau so sánh với MHSĐC thành lập trên ảnh quét 15 m.
Hình 4- 4: Sai số tương đối về độ cao, độ phân giải phim gốc, độ phân giải quét phim
trong đo vẽ ảnh số.
Hình 5-1. Sơ đồ quy trình thực nghiệm
Hình 5-2 . Thiết kế đánh dầu điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp .
Hình 5-3. Điểm toạ độ hoặc độ cao Nhà nước: Dùng sơn trắng phủ lên mặt tường

vây của mốc như hình vẽ.
Hình 5-4 : quá trình khớp ảnh tự động theo độ cao
Hình PL-1 : Máy bay chụp ảnh hàng không King Air - B 200
Hình PL-2 : Máy chụp ảnh RC30-Th sỹ , tiêu cự 152mm
Hình PL-3 : Máy quét phim Geosystem Delta ( Ukraina) - ĐPG 8m
Hình PL-4 : Máy tráng phim màu và đen trắng Colenta - Đức
Hình PL-5 : Trạm đo vẽ ảnh số

Trang
Đề tài : Nghiên cứu khả năng thành lập BĐĐH tỷ lệ 1/2.000 bằng công nghệ ảnh số

9


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

GV hướng dẫn : Tiến sỹ Lê Văn Trung

Hình PL-6. Bản đồ tỷ lệ 1/100.000 khu vực thực nghiệm , sản xuất đo vẽ bản đồ điạ
hình tỷ lệ 1/2000 các mỏ bau xit Đắc Nông bằng công nghệ ảnh hàng không
kỹ thuật số.
Hình PL-7 : Sơ dồ thiết kế tuyến bay chụp ảnh các mỏ baxit - Đăk Nông.
Hình PL-8 : vị trí đo là 8 dấu mốc góc khung ép phẳng của mỗi tờ ảnh.
Hình PL-9 : Bình đồ ảnh số được phủ lớp đường bình độ phục vụ điều vẽ ngoại nghiệp
.
Hình PL- 10 : Vị trí mặt cắt kiểm tra mảnh bản đồ D-48-96-( 243-C )
Hình PL- 11 : Vị trí mặt cắt kiểm tra mảnh bản đồ D-48-96-( 243-F )
Hình PL- 12 : Vị trí mặt cắt kiểm tra mảnh bản đồ D-48-96-(244-E)
Hình PL-13 : Vị trí mặt cắt kiểm tra mảnh bản đồ D-48-96-(244-F)
Hình PL-14 : Quan sát mặt cắt số 1 trên bình đồ ảnh trực giao

Hình PL-15 : Quan sát mặt cắt số 6 trên bình đồ ảnh trực giao

Trang 10
Đề tài : Nghiên cứu khả năng thành lập BĐĐH tỷ lệ 1/2.000 bằng công nghệ ảnh soá


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

GV hướng dẫn : Tiến sỹ Lê Văn Trung

PHẦN MỞ ĐẦU

1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI :
Trong quá trình xây dựng và phát triển đất nước, nhu cầu thành lập bản đồ địa
hình tỷ lệ lớn ở Việt Nam đã trở thành nhu cầu cấp thiết , nó phục vụ cho việc:
- Quy hoạch chi tiết, xây dựng phát triển cơ sở hạ tầng các vùng dân cư, thị trấn,
thành phố vùng cao nguyên , hải đảo.
- Quy hoạch khảo sát thiết kế, khai thác các loại tài nguyên khoáng sản .
- Quản lý, bảo vệ môi trường, phát triển du lịch, phát triển các vùng kinh tế mới.
- Xây dựng cơ sở dữ liệu cho hệ thống thông tin địa lý.
Với nhu cầu nêu trên, nếu đo đạc bằng phương pháp toàn đạc trực tiếp ngoài
thực địa sẽ gặp nhiều khó khăn về điều kiện thông hướng, điều kiện thời tiết , khó khăn
về địa hình hiểm trở như vực sâu, vách núi cao, khe suối, những đường mép nước ven
sông, ven bờ biển, hải đảo sẽ không thể tiếp cận để đo đạc bằng phương pháp toàn đạc.
Tóm lại sử dụng phương pháp đo đạc trực tiếp ngoài thực địa đối với khu vực nêu trên
tốn kém về thời gian , hiệu quả kinh tế thấp, ngoài ra số liệu thu được sẽ không mang
tính tổng thể thống nhất. Trái lại phương pháp đo vẽ ảnh hàng không theo công nghệ
ảnh số sẽ giảm tối đa những nhược điểm của phương pháp đo đạc trực tiếp ngoài thực
địa nêu trên; Có năng xuất và hiệu quả kinh tế cao, đưa ra được sản phẩm đa dạng với
mức độ tự động hóa cao và điều kiện lao động thuận lợi nhất.

2. MỤC ĐÍCH CỦA LUẬN VĂN :
Nghiên cứu khả năng thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ 1/2000 bằng công nghệ ảnh
số. Trong đó đi sâu khảo sát độ chính xác thành lập mô hình số độ cao .
Từ trước đến nay, việc thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn đặc biệt là ở vùng đồi
núi, hải đảo chủ yếu được đo vẽ bằng phương pháp toàn đạc trực tiếp ngoài thực địa và
chỉ đo vẽ những khu vực nhỏ bé. Đối với vùng rộng lớn chọn công nghệ đo ảnh hàng
không kỹ thuật số là phù hợp nhất. Tuy nhiên lập bản đồ tỷ lệ lớn bằng công nghệ ảnh
kỹ thuật số có những đặc thù riêng, nên cần phải khảo sát, nghiên cứu khả năng đảm
Trang 11
Đề tài : Nghiên cứu khả năng thành lập BĐĐH tỷ lệ 1/2.000 bằng công nghệ ảnh số


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

GV hướng dẫn : Tiến sỹ Lê Văn Trung

bảo độ chính xác của từng công đoạn như chụp ảnh, dẫn đường bay, xác định toạ độ
tâm ảnh, tăng dày khống chế ảnh, công tác điều vẽ ảnh, đo ảnh trong đó xây dựng mô
hình số độ cao đóng vai trò quan trọng và ảnh hưởng lớn nhất đến độ chính xác của đo
vẽ địa hình tỷ lệ lớn. Luận văn khảo sát các nguồn sai số nêu trên, đi sâu khảo sát sai
số xây dựng mô hình số độ cao.

3.TÀI LIỆU VÀ KHU VỰC NGHIÊN CỨU :
Các giáo trình Trắc địa ảnh, xử lý ảnh số, các công trình nghiên cứu khoa học và
tài liệu có liên quan đến công nghệ ảnh số.
Ảnh hàng không kỹ thuật số , số liệu trắc địa khu vực tỉnh Đắc Nông.

4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU :
+ Nghiên cứu hệ thống lý thuyết của phương pháp đo ảnh , của quy trình công

nghệ sử dụng ảnh hàng không kỹ thuật số trong thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn .
+ Kế thừa các thành quả nghiên cứu của các nhà khoa học trong và ngoài nước
về công nghệ đo vẽ ảnh số.
+ Đi sâu nghiên cứu tổng quan phương pháp xây dựng mô hình số độ cao và đặc
thù việc xây dựng mô hình số độ cao trong công nghệ ảnh số phục vụ lập bản đồ địa
hình tỷ lệ lớn .
+ Khả năng đảm bảo độ chính xác dựa trên cơ sở các trang thiết bị hiện có tại cơ
sở sản xuất trong nước thông qua thực nghiệm.

5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI :
+ Dựa trên cơ sở các trang thiết bị hiện có tại cơ sở sản xuất trong nước. Qua
khảo sát, tiến hành thực nhiệm và rút ra khả năng đảm bảo độ chính xác của công nghệ
ảnh số phục vụ lập bản đồ địa hình tỷ lệ 1/2000.

6. CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN :
Trang 12
Đề tài : Nghiên cứu khả năng thành lập BĐĐH tỷ lệ 1/2.000 bằng công nghệ ảnh số


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

GV hướng dẫn : Tiến sỹ Lê Văn Trung

Chương I

: Bản đồ địa hình và các phương pháp thành lập

Chương II

: Quy trình thành lập bản đồ địa hình bằng công nghệ ảnh số

Chương III

: Các nguồn sai số trong công nghệ thành lập bản đồ địa hình bằng

ảnh số .
Chương IV

: Khảo sát các nguồn sai số ảnh hưởng đến lập mô hình số độ cao

bằng công nghệ ảnh số.
Chương V

: Quá trình thực nghiệm.

Chương VI

: Kết luận và đề xuất hướng phát triển .

Trang 13
Đề tài : Nghiên cứu khả năng thành lập BĐĐH tỷ lệ 1/2.000 bằng công nghệ ảnh số


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

GV hướng dẫn : Tiến sỹ Lê Văn Trung

CHƯƠNG I
BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP THÀNH LẬP
I.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH :

Bản đồ địa hình là loại bản đồ địa lý nói chung, có tỷ lệ lớn hơn hoặc bằng
1/100.000, là hình ảnh thu nhỏ của bề mặt trái đất thông qua phép chiếu toán học nhất
định, có tổng quát hóa theo hệ thống ký hiệu, các mối quan hệ tương quan giữa các yếu
tố địa lý tự nhiên với các yếu tố kinh tế xã hội theo độ chính xác và mức độ chi tiết
tương đối nhất định. Phần lớn vẫn giữ được hình dạng, kích thước theo tỷ lệ bản đồ,
đồng thời giữ được tính chính xác hình học của ký hiệu và yếu tố nội dung.
Trên bản đồ địa hình không đưa lên tất cả các hình ảnh có trên bề mặt trái đất
mà chỉ chứa đựng một lượng thông tin cần thiết liên quan đến thời gian, không gian và
mục đích sử dụng của chúng. Tính không gian chính là xác định giới hạn khu vực tiến
hành đo vẽ. Mục đích sử dụng có ảnh hưởng tới việc lựa chọn tỷ lệ bản đồ. Thời gian là
tại thời điểm đo vẽ bản đồ.
Để bản đồ địa hình thể hiện hết được 3 đặc tính nêu trên , nó phải tuân theo 3
tính chất cơ bản là cơ sở toán học của bản đồ, hệ thống ký hiệu quy ước và tổng quát
hóa bản đồ.
- Cơ sở toán học của bản đồ là phương pháp toán học đảm bảo các nguyên tắc và
quy luật chuyển từ bề mặt tự nhiên của trái đất lên mặt phẳng bản đồ . Nó tuân thủ
theo những trình tự sau :

Chuyển từ bề mặt tự nhiên của trái đất lên bề mặt Elipsoit ,

sau đó chuyển từ mặt Elipsoit với kích thước thu nhỏ theo tỷ lệ nhất định lên mặt phẳng
trong một phép chiếu đã chọn nào đó. Tỷ số thu nhỏ của kích thước Elipsoit để biểu thị
trên bản đồ được gọi là tỷ lệ bản đồ. Phép chiếu chính là quy luật của sự biểu thị bề
mặt Elipsoit trái đất lên mặt phẳng được biểu hiện bằng hàm số chuyển đổi giữa tọa độ
của điểm tương ứng trên mặt Elipsoit lên mặt bản đồ. Như vậy trong cơ sở toán học của
bản đồ bao gồm cơ sở trắc địa, tỷ lệ và phép chiếu. Ngoài ra bó cục bản đồ, khung bản
đồ, sự phân mảnh và đánh số các mảnh bản đồ cũng phụ thuộc vào các yếu tố cơ sở
toán học của bản đồ.
Trang 14
Đề tài : Nghiên cứu khả năng thành lập BĐĐH tỷ lệ 1/2.000 bằng công nghệ ảnh số

Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

GV hướng dẫn : Tiến sỹ Lê Văn Trung

- Hệ thống ký hiệu quy ước của bản đồ là phương tiện đặc biệt để phản ánh nội
dung bản đồ ( còn gọi là ngôn ngữ bản đồ ) . Phương tiện chủ yếu là các yếu tố đồ họa
và màu sắc, đồng thời có xét thêm khía cạnh tâm lý học và thẩm mỹ học để tạo nên hệ
thống ký hiệu bản đồ. Trong hệ thống ký hiệu bản đồ sử dụng rộng rãi các dạng đồ
họa, các chữ cái, con số, màu sắc và từ ngữ.
- Tổng quát hóa bản đồ là quá trình lựa chọn và khái quát các đối tượng cần thể
hiện lên bản đồ. Mục đích của tổng quát hóa là nhằm phản ánh đúng bản chất của đối
tượng và đáp ứng tối ưu những yêu cầu đặt ra.
Ngoài 3 tính chất cơ bản nêu trên thì bản thân bản đồ địa hình nói riêng, bản đồ
nói chung như là một mô hình. Nó còn có những đặc tính của các loại mô hình khác như
là tính chọn lọc, tính trừu tượng, tính đơn trị, tính trực quan, tính đo được. Vì vậy mà
trong thời đại công nghệ số phát triển như ngày nay bản đồ càng được sử dụng dộng rãi.
I.1.1. Cơ sở toán học của bản đồ địa hình .
Cơ sở toán học của bản đồ địa hình bao gồm các yếu tố cụ thể : Tỷ lệ, hệ thống
tọa độ trắc địa, phép chiếu, nguyên tắc chia mảnh đánh số bản đồ.

I.1.1.1. Tỷ lệ bản đồ.
Tỷ lệ bản đồ xấc định mức độ thu nhỏ của bề mặt trái đất lên mặt bản đồ, tỷ lệ
là tỷ số chiều dài một đọan thẳng trên bản đồ và chiều dài thực của nó ngoài thực địa.
Có 3 phương pháp thể hiện :
Tỷ lệ số : thể hiện bằng một phân số mà tử số bằng 1 , còn mẫu số cho thấy mức
độ thu nhỏ của bề mặt đất. ví dụ tỷ lệ 1/1000; 1/2000 . . .
Tỷ lệ chữ : nêu rõ một đơn vị chiều dài trên bản đồ tương ứng với khoảng cách
là bao nhiêu ở ngoài thực địa, tỷ lệ này thường được ghi chú ở ngoài khung bản đồ , ví

dụ " 1cm trên bản đồ tương ứng với 1km ngoài thực địa ".
Thước tỷ lệ : là hình vẽ có thể dùng nó để đo trên bản đồ , thước tỷ lệ có thể là
thẳng hay xiên , thước xiên cho phép đo với độ chính xác cao hơn.
Trên bản đồ thường thể hiện cả 3 loại tỷ lệ nêu trên.

I.1.1.2. Phép chiếu :

Trang 15
Đề tài : Nghiên cứu khả năng thành lập BĐĐH tỷ lệ 1/2.000 bằng công nghệ ảnh số


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

GV hướng dẫn : Tiến sỹ Lê Văn Trung

Khi dùng các quy luật khác nhau để chiếu bề mặt trái đất lên mặt phẳng, các
phép chiếu khác nhau được phân biệt bởi lưới bản đồ và mức độ sai số của các yếu tố
trên lưới chiếu.
Theo tính chất biểu diễn, đặc điểm sai số, phép chiếu có 3 loại :
* Phép chiếu đồng góc .
* Phép chiếu bảo toàn diện tích .
* Phép chiếu đồng khoảng cách.
Theo hình dáng của lưới chiếu tức theo dạng kinh tuyến và vó tuyến của lưới
chuẩn ta có phép chiếu sau :
+ Lưới chiếu phương vị .
Coi bề mặt trái đất là mặt cầu bán kính R. Trong đó lưới chiếu phương vị thẳng ,
các kinh tuyến được được biểu diễn thành những đường thẳng đồng quy tại một điểm.
Vó tuyến được biểu diễn là các vòng tròn đồng tâm bán kính Pi, tâm là điểm
đồng quy của kinh tuyến . Lưới chiếu phương vị được thể hiện trên 2 hệ tọa độ : hệ tọa
độ cực và hệ tọa độ vuông góc.

Lưới chiếu phương vị thẳng thường để thành lập các bản đồ cho các vùng nằm ở
hai cực , đối với một số vùng lãnh thổ tương đối tròn, nếu không nằm ở vùng cực người
ta cố thể sử dụng lưới chiếu phương vị ngang, phụ thuộc và vị trí của lãnh thổ nằm ở vị
trí nào.
Ngoài ra có lưới chiếu phương vị đồng góc, được dùng để làm các bản đồ thiên
văn hoặc một số bản đồ tỷ lệ nhỏ cho vùng lãnh thổ có dạng hình tròn, P=1.
Lưới chiếu phương vị đồng khoảng cách theo kinh tuyến , để thành lập các loại
bản đồ địa lý tỷ lệ nhỏ, bản đồ hàng không và bản đồ địa chất. Lưới chiếu phương vị
phối cảnh : ứng dụng để thành lập bản đồ địa lý tỷ lệ nhỏ và bản đồ hành tinh khác.
+ Lưới chiếu hình nón :
Là lưới chiếu trên đó các kinh tuyến là đường thẳng giao nhau tại một điểm dưới
các góc tỷ lệ thuận với hiệu số kinh độ tương ứng . Các vó tuyến là những cung
tròn đồng tâm , tâm của chúng là giao điểm của các đường kinh tuyến.

Trang 16
Đề tài : Nghiên cứu khả năng thành lập BĐĐH tỷ lệ 1/2.000 bằng công nghệ ảnh số


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

GV hướng dẫn : Tiến sỹ Lê Văn Trung

Lưới chiếu hình nón gồm lưới chiếu hình đồng góc , lưới chiếu hình đồng diện
tích và lưới chiếu hình đồng khoảng cách theo kinh tuyến. Các loại lưới chiếu hình nón
được sử dụng để thành lập bản đồ có dạng kéo dài các đường kinh tuyến ở các vó độ
trung bình.
+ Lưới chiếu hình trụ :
Đối với lưới chiếu hình trụ thẳng , các đường kinh tuyến là những đường thẳng
song song, khoảng cách các kinh tuyến tỷ lệ thuận với hiệu số kinh độ tương ứng. Các
vó tuyến là những đường thẳng song song vuông góc với kinh tuyến, khoảng cách các vó

tuyến tỷ lệ thuận với khoảng cách các vó độ tương ứng.
Có các lưới chiếu hình trụ thẳng đồng khoảng cách , đồng góc và đồng diện tích.
Lưới chiếu này được dùng để lập các bản đồ biển hoặc các vùng gần xích đạo.
Phép chiếu hình trụ ngang rất phù hợp với thành lập bản đồ ở những vùng có
dạng kéo dài dọc theo kinh tuyến và ở vùng vó độ thấp.
Với phép chiếu hình trụ tiếp xúc, sai số nhỏ nhất ở gần xích đạo , còn với hình
trụ cắt thì sai số nhỏ nhất nằm ở gần giao tuyến giữa hình trụ và quả cầu. Tùy thuộc
vào đặc điểm của vùng lãnh thổ mà người ta lựa chọn phép chiếu phù hợp cho việc lập
bản đồ. Lưới chiếu Gauss-Kruger, UTM là lươiù chiếu hình trụ ngang đồng góc, đang
được sử dụng phổ biến trên thế giới để thể hiện các loại bản đồ từ 1/500.000 và lớn
hơn.

I.1.1.3. Phép chiếu bản đồ ở Việt Nam :
Giai đọan từ năm 1975 - 2000 : sử dụng hệ quy chiếu HN-72 với phép chiếu
Gauss -Kruger , tuy nhiên việc sử dụng hệ quy chiếu này còn nhiều hạn chế, không
đảm bảo tính thống nhất trên toàn quốc.
Từ năm 2000 trở đi sử dụng hệ quy chiếu quốc gia VN-2000 với phép chiếu
UTM. Các thông số chính của hệ tọa độ VN-2000 :
+ Sử dụng elipsoit WGS-84 toàn cầu có kích thước:
- Bán trục lớn :

a = 6378137.0m

- Độ dẹt

 = 1 : 298,257223563

- Tốc độ quay quanh trục

 = 72921125,0 . 10 -11 rad / s

Trang 17
Đề tài : Nghiên cứu khả năng thành lập BĐĐH tỷ lệ 1/2.000 bằng công nghệ ảnh số


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

GV hướng dẫn : Tiến sỹ Lê Văn Trung

- Hằng số trọng trường trái đất :GM = 3986005,108 m3.S2
+ Elipsoit Quốc gia là elipsoit WGS-84 được tịnh tiến về phù hợp với vị trí của
lãnh thổ Việt Nam thông qua viêc sử dụng công nghệ đo lưới GPS cạnh dài kết hợp đo
thủy chuẩn cấp cao phủ trùm toàn lãnh thổ và hải đảo .
+ Điểm gốc tọa độ Quốc gia : được đặt tại viện Nhiên cứu địa chính, Bộ Tài
nguyên và Môi trường - đường Hoàng Quốc Việt - Hà Nội.
+ Hệ tọa độ VN-2000 sử dụng lưới chiếu UTM hình trụ ngang đồng góc, với các
hệ số biến dạng ko = 0,9996 ( múi 6o ) và ko = 0,9999 ( múi 3o ) .

I.1.1.4. Cách chia mảnh.
Bảng 1-1: Kích thước khung trong của tờ bản đồ địa hình :
Tỷ lệ
bản đồ

Kích thước khung trong
vó độ

kinh độ

1/1.000.000

40

60

1/500.000

20

1/300.000

Tỷ lệ
bản đồ

Kích thước khung trong
vó độ

kinh đồ

1/50.000

15'

15'

30

1/25.000

7'30"

7'30"

1020'

20

1/10.000

3 '45"

3'45"

1/200.000

40'

10

1/5.000

1' 52.5"

1' 52.5"

1/100.000

30'

30'

1/2.000

37.5"

37.5"

Các bản đồ tỷ lệ 1/1.000.000 được đánh số thống nhất trên toàn thế giới. Khung
hình thang của bản đồ 1/1.000.000 là 40 theo vó độ và 60 theo kinh độ.
Lấy các đường kinh tuyến cách nhau 60 chia bề mặt trái đất ra 60 múi. Các múi
được đánh số thứ tự bằng chữ số Ả rập từ 1 đến 60, bắt đầu từ kinh tuyến 1800 theo
ngược chiều kim đồng hồ ( tức số múi cộng thêm 30 ). Như vậy mỗi tờ bản đồ
1/1.000.000 có kích thước là 40 x 60 sẽ được đánh số bao gồm dấu hiệu của đai và múi.
VD : Vùng nằm ở kinh độ 1050 Đông nên sẽ thuộc múi thứ 18N ( vì 105 : 6 = 17,5 làm
tròn bằng 18 ) , số hiệu của múi này sẽ là 18 + 30 = 48.
Vùng vó độ 210 ( 21 : 4 = 5,2 làm tròn bằng 6 ) tương ứng với đai có ký hiệu thứ
tự là F.
Trang 18
Đề tài : Nghiên cứu khả năng thành lập BĐĐH tỷ lệ 1/2.000 bằng công nghệ ảnh số


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

GV hướng dẫn : Tiến sỹ Lê Văn Trung

Danh pháp của tờ bản đồ tỷ lệ 1/1.000.000ở vùng kinh độ 1050 , vó độ 210 là : F48.
Bản đồ 1/1.000.000 là cơ sở để tiến hành chia mảnh và đánh số cho các bản đồ ở
tỷ lệ lớn hơn.
Chia mảnh bản đồ 1/1.000.000 ra bốn phần , đánh số thứ tự từ trái qua phải , từ
trên xuông dưới bằng các chữ cái A, B, C, D ta được mảnh bản đồ tỷ lệ 1/500.000. Danh
pháp là F-48-( A,B,C,D)

Chia mảnh bản đồ 1/500.000 là 9 phần và đánh số I, II . . .IX

được bản đồ tỷ lệ 1/200.000. Danh pháp là F-48-( A,B,C,D) - ( I đến IX )
Chia mảnh bản đồ 1/1.000.000 ra 96 mảnh, đánh số từ 1,2,3....96 được mảnh bản
đồ tỷ lệ 1/100.000. Danh pháp là F-48-(1 đến 96 )
Chia mảnh bản đồ tỷ lệ 1/100.000 ra 4 mảnh, đánh số A,B,C,D được phân mảnh
bản đồ tỷ lệ 1/50.000. Danh pháp là F-48-(1 đến 96 ) - ( A,B,C,D )
Chia mảnh bản đồ tỷ lệ 1/50.000 ra 4 mảnh, đánh số a,b,c,d được phân mảnh
bản đồ tỷ lệ 1/25.000. Danh pháp là F-48-(1 đến 96 ) - ( A,B,C,D) - ( a,b,c,d )
Chia mảnh bản đồ tỷ lệ 1/25.000 ra 4 mảnh, đánh số 1,2,3,4 được phân mảnh bản
đồ tỷ lệ 1/10.000. Danh pháp là F-48-(1 đến 96 )-( A,B,C,D)-( a,b,c,d ) - ( 1 đến 4 )
Mảnh bản đồ 1/5000 được chia từ bản đồ 1/100.000 ra làm 256 mảnh, đánh số từ
1,2,3, . . . . ,256 . Danh pháp là F-48-(1 đến 96 ) - ( 1 đến 256 )
Mảnh bản đồ 1/2000 được chia từ bản đồ 1/5.000 ra làm 9 mảnh, đánh số từ a,b, .
. .k. Danh pháp là F-48-(1 đến 96 ) - ( 1 đến 256 ) - ( a đến k )
I.1.2. Nội dung của bản đồ địa hình :
Nội dung của bản đồ địa hình được phân ra 7 nhóm chính giúp cho công tác đo
vẽ, biên tập , lưu trữ và sử dụng được thuận tiện, cụ thể gồm :
+ Cơ sở toán học, hệ thống ký hiệu , ghi chú.
+ Dân cư.
+ Thủy hệ.
+ Giao thông.
+ Thực vật.
+ Địa hình.
Trang 19
Đề tài : Nghiên cứu khả năng thành lập BĐĐH tỷ lệ 1/2.000 bằng công nghệ ảnh số


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

GV hướng dẫn : Tiến sỹ Lê Văn Trung

+ Ranh giới.
I.1.3. Độ chính xác của bản đồ địa hình :
Các yếu tố đặc trưng quan trọng của chất lượng một tờ bản đồ địa hình là độ
chính xác đo và vẽ bản đồ.
Nếu độ chính xác của bản đồ quá thấp thì không đáp ứng được yêu cầu sử dụng,
ngược lại nếu độ chính xác quá cao sẽ gây khó khăn cho công tác đo vẽ và tăng giá
thành của sản phẩm. Người ta thường đánh giá độ chính xác của bản đồ theo 3 yếu tố
cơ bản : Đó là độ chính xác vị trí mặt phẳng và độ cao của điểm khống chế trắc địa, độ
chính xác vị trí mặt phẳng của các điểm địa vật và độ chính xác biểu diễn địa hình bằng
đường đồng mức.
Trong phương pháp đo vẽ bản đồ địa hình bằng ảnh hàng không, độ chính xác
xây dựng lưới khống chế trắc địa ngoại nghiệp phải cao hơn yêu cầu độ chính xác của
điểm khống chế tăng dày nội nghiệp ít nhất một cấp. Tương tự như trên, độ chính xác
của điểm tăng dày đo vẽ ảnh phải cao hơn độ chính xác của điểm chi tiết.
Vị trí mặt phẳng của điểm tăng dày cần đạt độ chính xác 0,1mm.Mbđ . Độ cao
điểm tăng dày cần đạt độ chính xác từ 1/4 đến 1/5 khoảng cao đều.
Độ chính xác mặt bằng vị trí điểm chi tiết được đặc trưng bởi sai số trung phương
vị trí điểm của chúng so với điểm khống chế trắc địa gần nhất. Người ta quy định sai số
này không vượt quá 0,5mm trên bản đồ với các địa vật rõ nét và 0,7mm đối với các địa
vật có đường biên không rõ nét.
Sai số trung phương cao độ biểu diễn bằng đường đồng mức và các điểm ghi chú
độ cao không vượt quá 1/3 khoảng cao đều ở vùng có độ dốc dưới 6o và không vượt quá
1/2 khoảng cao đều ở vùng có độ dốc lớn hơn.

I.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH :
I.2.1. Đo trực tiếp ngoài thực địa.
+ Bàn đạc.

+ Toàn đạc điện tử.
+ GPS .
Trang 20
Đề tài : Nghiên cứu khả năng thành lập BĐĐH tỷ lệ 1/2.000 bằng công nghệ ảnh số


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

GV hướng dẫn : Tiến sỹ Lê Văn Trung

Phương pháp này thường dùng đo vẽ bản đồ tỷ lệ lớn và thuận lợi khi thực hiện ở
vùng đồng bằng, quang đãng . Đối với khu vực đồi núi thì gặp nhiều khó khăn do việc
đi lại và tầm thông hướng kém, thường chỉ đo những khu vực nhỏ.
I.2.2. Biên tập từ bản đồ địa hình có tỷ lệ lớn hơn mới hoàn thành :
Chủ yếu phục vụ làm bản đồ tỷ lệ nhỏ và bản đồ chuyên đề, dùng để hiện chỉnh
bản đồ .
I.2.3. Đo ảnh :
+ Phương pháp đo ảnh phối hợp , ngày nay người ta thường sử dụng phương pháp
đo vẽ phối hợp trên bình đồ ảnh. ảnh sau khi nắn và cắt ghép lập bình đồ, kết hợp điều
vẽ, đo địa hình và bổ sung địa vật ngoài thực địa. Bình đồ ảnh có thể nhận được từ
phép nắn ảnh quang cơ hoặc từ ảnh số. Công nghệ ảnh số cho phép thành lập bình đồ
ảnh ở vùng bằng phẳng như phương pháp quang cơ , nhưng cũng có thể lập bình đồ ảnh
ở vùng đồi núi có độ chênh cao lớn bằng nắn ảnh trực giao . Việc số hoá địa vật trên
nền bình đồ ảnh số đảm bảo độ chính xác và hiệu quả kinh tế cao.
+ Phương pháp đo ảnh lập thể :
Đo vẽ ảnh lập thể có khả năng khái quát địa hình tốt nhất so với tất cả các
phương pháp khác. Đối với bản đồ có tỷ lệ 1/2000 và tỷ lệ nhỏ thì đo vẽ ảnh lập thể
trên máy đo vẽ toàn năng quang cơ, máy đo vẽ toàn năng giải tích, hoặc trên trạm ảnh
số hơn hẳn các phương pháp đo vẽ khác. Đây là phương pháp đóng góp thành lập trên
95% khối lượng bản đồ địa hình ở nước ta và trên thế giới .

+ Phương pháp đo ảnh số tức thời :
Trong quá trình thu nhận thông tin ảnh và sử lý thông tin xảy ra đồng thời với sự
liên kết chặt chẽ giữa thiết bị chụp ảnh và máy tính có tính năng cao. Phương pháp đo
ảnh số tức thời được ứng dụng trong một số lónh vực khoa học và công nghiệp . Trong
đo ảnh , phương pháp này đựơc ứng dụng để phát triển phương pháp đo ảnh tự động
trong phạm vi gần, ví dụ như Mapvision của Phần Lan, IRI-D256 của Canada và RPT
của Thụy Sỹ.

Trang 21
Đề tài : Nghiên cứu khả năng thành lập BĐĐH tỷ lệ 1/2.000 bằng công nghệ ảnh số


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

GV hướng dẫn : Tiến sỹ Lê Văn Trung

Cùng với sự phát triển của kỹ thuật viễn thám, các thông tin bức xạ của đối
tượng chụp ảnh đã trở nên hết sức quan trọng trong đo ảnh. Có thể nói nếu không sử
dụng thông tin bức xạ thì không thể thực hiện tự động hoá đo ảnh.
Do tư liệu ban đầu của phương pháp đo ảnh số là các ảnh số nên các thiết bị đo
ảnh quang cơ truyền thống trước đây trở nên không cần thiết nữa, thay vào đó là các
trạm đo ảnh số , máy vi tính và các phần mềm chuyên dùng. hiện nay phương pháp đo
vẽ ảnh số được ứng dụng có hiệu quả cao trong việc :
+ Đo vẽ bản đồ địa hình các loại tỷ lệ
+ Đo vẽ bản đồ địa chính cơ sở từ tỷ lệ 1/1000 vùng đông bằng đến tỷ lệ 1/25000
vùng đồi núi.
+ Xây dựng mô hình số độ cao địa hình ( DTM ) và mô hình số độ cao (DEM)
phục vụ cho các mục đích : lập bản đồ địa hình, sản xuất bình đồ trực ảnh, lập các bản
đồ chuyên đề đo tính khối lượng , làm cơ sở dữ liệu cho hệ thống thông tin địa lý (GIS).

Trang 22
Đề tài : Nghiên cứu khả năng thành lập BĐĐH tỷ lệ 1/2.000 bằng công nghệ ảnh số


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

GV hướng dẫn : Tiến sỹ Lê Văn Trung

CHƯƠNG II

QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH
BẰNG ẢNH HÀNG KHÔNG KỸ THUẬT SỐ
II.1. KHÁI NIỆM VỀ ẢNH SỐ :

Trong phương pháp này số liệu đưa vào là ảnh số, tức là tín hiệu ảnh quét được
ghi nhận thông qua các hệ thống điện tử, nếu tư liệu gốc là ảnh chụp truyền thống thì
trước hết tiến hành số hoá ảnh bằng các máy quét độ chính xác cao, hiện nay đã có
máy chụp ảnh hàng không kỹ thuật số.
Quá trình đo vẽ ảnh số trong hệ thống bao gồm các nội dung chủ yếu sau : xác
định các yếu tố định hướng ảnh, nhận dạng và tổ hợp ảnh , đo vẽ, tính toạ độ không
gian điểm ảnh , nội suy bề mặt mô hình, tự động hoá vẽ địa hình . . .
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 số thứ tự hàng (m), cột (n) và giá trị độ xám
(g) của nó là g(m,n) biến đổi theo toạ độ điểm (x,y). Số thứ tự hàng và cột của mỗi
pixel đều là các số nguyên. Còn giá trị độ xám của pixel nằm trong thang độ xám từ 0
đến 255 , thang độ xám có 256 bậc theo đơn vị thông tin là 8 bit . Toạ độ số hoá là các
giá trị rời rạc m, n và được biểu thị :

x = x0 + n.x

(2.1)

y = y0 + m.y

Trong đó :
m = 0,1,2, . . . M-1.
n = 0,1,2, . . . N-1.
x, y là bước nhảy số hoá.

Trang 23
Đề tài : Nghiên cứu khả năng thành lập BĐĐH tỷ lệ 1/2.000 bằng công nghệ ảnh số


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

GV hướng dẫn : Tiến sỹ Lê Văn Trung

II.2. HỆ THỐNG ĐO VẼ ẢNH SỐ VÀ CẤU TRÚC TRẠM ẢNH SỐ :
II.2.1. Sơ đồ cấu trúc hệ thống xử lý ảnh số .
Miền thực địa

ảnh hàng không(analog)

ảnh hàng không (Digital )

Số liệi khống chế
toạ độ trắc địa ngoại
nghiệp

Trạm đo vẽ ảnh số

Máy quét ảnh

Số liệu điều vẽ bổ
sung ngoại nghiệp
Máy in

Bản đồ số
Bình đồ số

Mô hình số
độ cao

GIS

Bản đồ
giấy

- Bình đồ ảnh
- Bình đồ ảnh trực giao

Hình 2-1 : Sơ đồ cấu trúc hệ thống xử lý ảnh số .

II.2.2. Giới thiệu một số trang thiết bị cho công nghệ ảnh số hiện có tại Việt Nam:

Bảng 2-1: Thống kê thiết bị công nghệ ảnh số hiện có tại Việt Nam.
stt

Loại máy

Nhà sản

Tính năng kỹ thuật chính

xuất
1

Máy

bay

KingAir Boeing

B200

Mỹ

dải tốc độ 250 - 650 km/h , thời gian bay
tối đa 6 giờ liên tục, độ cao bay ổn định từ
150m - 6000 m

2

Máy bay AH-2

Antonop

dải tốc độ 150 - 200 km/h , thời gian bay

CHLB Nga

tối đa 5 giờ liên tục, độ cao bay ổn định từ
50m - 3000 m

3

Máy chụp ảnh RC-30

Leica

tiêu cự 152 mm, phim 23x23cm, tự động

Trang 24
Đề tài : Nghiên cứu khả năng thành lập BĐĐH tỷ lệ 1/2.000 bằng công nghệ aûnh soá


Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

GV hướng dẫn : Tiến sỹ Lê Văn Trung

Th sỹ

đo ánh sáng, có hệ thống chống trượt ảnh
FMC giảm độ nhoè do địa tốc máy bay
gây ra, tích hợp với GPS phát xung đánh
dấu tâm ảnh

4

Máy chụp ảnh MBK

Calzeiss

tiêu cự 152 mm, phim 23x23cm, tự động

Đức

đo ánh sáng, có hệ thống chống trượt ảnh
FMC giảm độ nhoè do địa tốc máy bay
gây ra, có hệ thống tự dộng cân bằng con
quay, tích hợp với GPS phát xung đánh
dấu tâm ảnh

5

Máy quét phim PS1

Intergraph

độ phân giải 7,5µm ; Độ chính xác ±3µm

Mỹ
6

Máy quét phim SCAI

Zeiss

độ phân giải 7,0µm ; Độ chính xác ±2µm

Đức
7

Máy quét phim

Leica-

DSW-500

Helava

độ phân giaỷi 4àm ; ẹoọ chớnh xaực 2àm

Thuợ syừ
8

9

10

11

Maựy queựt phim

Geo-System

Delta-Scan

Ucraina

ủoọ phân giải 8µm ; Độ chính xác ±3µm

Máy tráng phim màu Zeiss

Tráng phim màu tự động, loại phim cuộn

Colenta

rộng 23 cm

Đức

Máy tráng phim đen Kodak

Tráng phim đen trắng tự động, loại phim

trắng Versamat

Mỹ

cuộn rộng 23 cm

Máy tráng phim màu

Zeiss

Tráng phim đen trắng tự động, loại phim

MBK

Đức

cuộn rộng 23 cm

(Xem phụ lục, hình PL-1 đến PL-5 về hình ảnh của một số thiết bị ngành ảnh số
hiện nay)

Trang 25
Đề tài : Nghiên cứu khả năng thành lập BĐĐH tỷ lệ 1/2.000 bằng công nghệ ảnh số