Nghiên cứu một số giải pháp kỹ thuật xử lý ảnh viễn thám độ phân giải cao cho mục đích thành lập bản đồ chuyên đề tỷ lệ 1 10000 và lớn hơn

Bộ tài nguyên môi trờng Trung tâm viễn thám Báo cáo tổng kết khoa học công nghệ đề tài Nghiên cứu số giải pháp kỹ thuật xử lý ảnh viễn thám độ phân giải cao cho mục đích thành lập đồ chuyên đề tỷ lệ 1:10000 lớn Chủ nhiệm đề tài: ts nguyễn xuân lâm 6445 09/8/2007 Hà Nội- 2007 tài nguyên môi trờng trung tâm viễn thám 108 Đờng Chùa Láng - Quận Đống Đa - Hà Nội -*** - b¸o c¸o tỉng kÕt khoa häc vμ kỹ thuật đề ti: Nghiên cứu số giải pháp kỹ thuật xử lý ảnh viễn thám độ phân giải cao cho mục đích thnh lập đồ chuyên đề tỷ lệ 1:10000 v lớn Số đăng ký: Hà Nội, ngày tháng năm 2007 Hà Nội, ngày chủ nhiệm đề ti tháng năm 2007 quan chủ trì đề ti P giám đốc trung tâm viễn thám TS Nguyễn Xuân Lâm Hà Nội, ngày tháng Nguyễn Văn Vinh năm 2007 Hà Nội, ngày hội đồng đánh giá thức chủ tịch hội đồng tháng năm 2007 quan quản lý đề ti TL trởng tài nguyên môi trờng Q vụ trởng vụ khoa học công nghệ TS Lê Kim Sơn H nội, 6- 2007 Danh sách ngời thực đề ti TS Nguyễn Xuân Lâm Trung tâm Viễn thám Chủ nhiệm đề tài KS Nguyễn Khánh Linh Trung tâm Viễn thám KS Nguyễn Việt An Trung tâm Viễn thám CN Võ Hồng Sơn Trung tâm Viễn thám KS Nguyễn Văn Sinh Trung tâm Viễn thám Th.S Nghiêm Văn Tuấn Trung tâm Viễn thám Th.S Đỗ Thị Phơng Thảo Trờng Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội số cán kỹ thuật khác Bi tóm tắt ảnh vệ tinh phân giải cao siêu cao ngày xuất nhiều thị trờng giới Việt nam u điểm ảnh vệ tinh có khả cung cấp thông tin nhanh nơi nào, lấp khoảng trống cung cấp thông tin địa hình ảnh hàng không, cần có thông tin đáp ứng nhu cầu khảo sát, đo đạc thời gian ngắn Việt nam ảnh vệ tinh phân giải cao đà đợc sử dụng công tác chỉnh đồ tỷ lệ 1:25 000 Tổng kiểm kê đất đai 2005 số dự án khác Hiện dự kiến sử dụng ảnh vệ tinh SPOT để chỉnh đồ địa hình tỷ lệ 1:10 000, ảnh QUICK BIRD để làm đồ địa vật tỷ lệ 1:5000 Tuy nhiên khả sử dụng chúng cho mục đích cụ thể nào, sử dụng ®Õn møc ®é nµo tû lƯ nµo lµ mét vÊn đề cần khảo cứu Đề tài nói đợc đặt với mục tiêu : - Nghiên cứu sở khoa học thực nghiệm nhằm ứng dụng ảnh phân giải cao (SPOT5 2,5 m, QUICK BIRD, IKONOS v.v ) cho đồ tỷ lệ lớn, cụ thể hỗ trợ thông tin chỉnh thành lập đồ, suy giải yếu tố mặt đất phục vụ thành lập số loại đồ chuyên đề nh trạng sử dụng đất, chỉnh đồ nền, biến động đất đô thị,v.v - Đề xuất quy trình công nghệ thử nghiệm khu vực xác định Đề tài đà áp dụng phơng pháp nghiên cứu nh sau: Thu thập thông tin, tài liệu có tìm hiểu khả lý thuyết ảnh phân giải cao siêu cao cho mục đích đồ Nghiên cứu tìm hiểu đặc tính kỹ thuật loại ảnh vệ tinh phân giải cao Thực nghiệm ảnh phân giải cao siêu cao có Việt Nam nh ảnh SPOT5, Qickbird, IKONOS nhằm khảo sát ảnh hởng yếu tố nh độ xác điểm khống chế ảnh, số lợng điểm khỗng chế sử dụng mô hình phân bố đồ hình chúng, mô hình nắn chỉnh hình học mô hình số độ cao để đảm bảo cho việc nắn ảnh đạt độ xác hình học cao Nghiên cứu độ xác đạt đợc cho việc thành lập bình đồ ảnh vệ tinh Khảo sát khả thông tin ảnh, đáp ứng nhu cầu khai thác thông tin cho nội dung đồ tỷ lệ lớn công tác cỉnh đồ tỷ lệ 1:10 000 lớn hơn, lập đồ trạng sử dụng đất đồ đô thị.v.v Trên sở nghiên cứu, đề xuất giải pháp kỹ thuật quy trình công nghệ nắn chỉnh hình học ảnh vệ tinh phân giải cao quy trình chỉnh đồ nền, đồ sử dụng đất đồ đô thị tỷ lệ 1:10000 1:5000 Xác định khu vực cụ thể tiến hành thử nghiệm theo quy trình đề xuất Sản phẩm đề tài gồm có: 1-Báo cáo nắn chỉnh hình học ảnh vệ tinh độ phân giải cao cho mục đích đồ tỉ lệ lớn 2-Quy trình công nghệ lập đồ chuyên đề tỉ lệ lớn b»ng ¶nh vƯ tinh 3- S¶n phÈm thùc nghiƯm : Các đồ địa hình đồ chuyên đề (ví dụ minh hoạ công nghệ) 5- Báo cáo tổng kết đề tài Mục lục Danh mục hình vẽ Danh mơc b¶ng biĨu Më ®Çu Chơng 1: ảnh phân giải cao-siêu cao v Một số kết nghiên cứu lý thuyết tiềm ứng dụng chúng 1.1 ảnh vệ tinh phân giải cao siªu cao .8 1.1.1 SPOT 1.1.2 QUICK BIRD .9 1.1.3 IKONOS .11 I.2 Bản đồ ảnh vệ tinh: 13 I.3 ứng dụng ảnh vệ tinh thành lập đồ chuyên đề: 14 I.4 Các phơng pháp đo vẽ ảnh thành lập đồ : 15 I.5 Khả lý thuyết để lập đồ ảnh vệ tinh so sánh với ảnh hàng không 16 I.6 Mối quan hệ tỷ lệ đồ thành lập độ phân giải ảnh vệ tinh [2] 17 Chơng II: Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật xử lý ảnh viễn thám độ phân giải cao 21 II.1- Nắn chỉnh hình học ảnh vệ tinh 21 II.1.1 Phơng pháp thành lập bình đồ ảnh vệ tinh: 21 II.1.2 N¾n chỉnh hình học ảnh vệ tinh phơng pháp nắn chỉnh : 22 II.1.2.1 Mô hình hàm đa thức 22 II.1.2.2 Mô hình vật lí để nắn ảnh SPOT : 23 II.1.2.3 Mô hình hàm hữu tỷ 24 II.1.3 Độ xác xác định khống chế ảnh: .24 II.1.4 Nghiên cứu ảnh hởng đồ hình bố trí khống chế ảnh: 25 II.1.4.1 Khảo sát trờng hợp ¶nh SPOT: .25 II.1.4.1.1 Trờng hợp cảnh ảnh vệ tinh đơn: 27 II.1.4.1.2 Thử nghiệm khối ảnh vƯ tinh 31 II.1.4.2Kh¶o sát nắn ảnh QUICK BIRD 37 II.1.5 Nghiên cứu ảnh hởng DEM: 38 II.1.6 Các giải pháp nâng cao độ xác nắn chỉnh hình học: 40 II.2 Nghiên cứu khả điều vẽ ảnh phân giải cao giải pháp nâng cao độ tin cậy kết giải đoán cho đồ chuyên đề 41 II.2.1- Khả thông tin cđa ¶nh vƯ tinh 41 II.2.1.1 ảnh SPOT Panchromatic phân giải 10 m 41 II.2.1.2 ảnh SPOT màu tự nhiên phân giải 2,5 m 43 II.2.1.3 ảnh phân giải siêu cao: .44 II.2.2- Giải pháp kỹ thuật nâng cao độ tin cậy giải đoán ảnh vệ tinh: .46 Chơng III: Nghiên cứu quy trình thnh lập số đồ chuyên đề ảnh vệ tinh , Thực nghiệm v đánh giá .49 III.1- Các ®å chuyªn ®Ị thư nghiƯm: 49 III.2- Quy trình công nghệ đề xuất để xử lý ảnh vệ tinh phân giải cao để thành lập đồ chuyên đề tỷ lệ lín .50 III.2.1 Quy trình công nghệ thành lập bình đồ ảnh vệ tinh: .50 III.2.2 Hiện chỉnh đồ : 53 III.2.2.1 Tµi liƯu sư dơng 55 III.2.2.2 Khèi l−ỵng công việc đà làm 56 III.2.2.3 Đánh giá công việc điều vÏ 1/10000 56 III.2.3 Thực nghiệm thành lập đồ trạng sử dụng ®Êt 59 III.2.3.1 S¬ ®å qui trình công nghệ: .59 III.2.3.2 T− liƯu sư dơng: 60 III.2.3.3 Nội dung công việc đà tiến hành: .60 III.2.4 Thùc nghiƯm thµnh lËp đồ diễn biến đất ven đô ảnh QUICK BIRD 65 III.2.4.1 Sơ đồ quy trình công nghệ sử dụng: 65 III.2.4.2 T− liƯu sư dơng: 66 III.2.4.3 Néi dung c¸c b−íc thùc hiƯn: 66 III.2.5 Thùc nghiÖm thành lập đồ trạng sử dụng đất phục vụ xây dựng quy hoạch đô thị 69 III.2.5.1 Sơ đồ quy trình công nghệ lập đồ biến động đất đô thị (ven Hà nội) 69 III.2.5.2 KÕt qu¶ thư nghiÖm: 70 III.3 Đánh giá chung kết 75 III.4 S¶n phÈm: 76 KÕt luËn 77 Tμi liƯu tham kh¶o 81 Phô lôc 82 Phơ lơc 1: Mét sè mÉu ¶nh vƯ tinh QUICK BIRD .82 Phô lôc 2: Giải pháp xử lý nắn chỉnh hình học ảnh vệ tinh độ phân giải cao ứng dụng cho đồ tû lƯ lín 87 Danh mơc h×nh vÏ H×nh I- : VƯ tinh Quickbird ảnh vệ tinh Quickbird H×nh I- : VƯ tinh IKONOS 11 Hình I- : ảnh vệ tinh IKONOS khu Thành cỉ Hµ néi 12 Hình II- 1: Cảnh ảnh đơn vệ tinh SPOT .25 H×nh II- 2: D¶i ¶nh vƯ tinh SPOT 25 H×nh II- : Khèi ¶nh vƯ tinh SPOT 26 H×nh II- : Đồ thị sai số ảnh SPOT- Pan m .27 H×nh II- : Đồ thị sai số cảnh ảnh 271308 .29 H×nh II- 6: Đồ thị sai số cảnh ảnh 271307 29 H×nh II- 7: Đồ thị sai số dải ảnh 271308-271309 khu vực có địa hình phẳng .30 Hình II- : Đồ thị sai số dải ảnh khu vực có chênh cao địa hình lớn 31 Hình II- 9: Đồ hình bố trí điểm KCA khối ảnh theo phơng án 32 Hình II- 10 : Đồ hình bố trí điểm KCA khối ảnh theo phơng án .32 Hình II- 11 : Đồ hình bố trí điểm KCA khối ảnh theo phơng án .33 Hình II- 12 : Đồ thị sai số trung phơng vị trí điểm khối ảnh vệ tinh .33 Hình II- 13 : Đồ hình bố trí điểm treo góc cảnh ảnh đơn vùng có độ cao trung bình 1m 35 Hình II- 14 : Đồ hình bố trí điểm treo góc cảnh ảnh đơn vùng có độ cao trung bình 70m 35 H×nh II- 15: Đồ hình bố trí điểm treo góc dải ảnh gồm ảnh đơn 36 Hình II- 16: sai số vị trí điểm khống chế mặt đất sử dụng 12 điểm KCA 37 Hình III- 1: Sơ đồ quy trình nắn ảnh vÖ tinh 50 Hình III- : Sơ đồ bố trí điểm khống chế ảnh vệ tinh theo cảnh ảnh đơn 51 Hình III- : Sơ đồ bố trí ®iĨm khèng chÕ ¶nh vƯ tinh theo segment 52 Hình III- : Sơ đồ quy trình công nghệ chỉnh đồ tỷ lệ lớn ảnh vệ tinh 54 Hình III- : Sơ đồ qui trình công nghệ 59 H×nh III- : Sơ đồ quy trình thành lập đồ đất ven đô ảnh QUICK BIRD 65 Hình III- : Bản đồ trạng sử dụng đất ven đô .69 Hình III- 8: Sơ đồ quy trình công nghệ lập đồ biến động đất đô thị .69 Hình III- : ¶nh vƯ tinh khu vùc thùc nghiƯm .70 H×nh III- 10 : Kết phân loại xử lý sau phân loại đất đô thị từ ảnh vệ tinh .71 Hình III- 11 : Kết sau phân tích, tính toán biến động đất đô thị giai đoạn 2001-2005 72 Hình III- 12 : Biểu đồ biến động đô thị khu vực quận Cầu Giấy, Hà Nội giai đoạn 2001-2005 73 Danh mơc b¶ng biĨu B¶ng I- : Danh mục sản phẩm ảnh vệ tinh SPOT5 Bảng I- 2: Các ®Ỉc tÝnh cđa vƯ tinh Quickbird .10 Bảng I- : Các đặc tÝnh cđa vƯ tinh IKONOS .12 Bảng I- 4: Độ lớn pixel thực địa tỷ lệ đồ 18 Bảng I- : Giá trị lý thut vµ thùc nghiƯm cđa GSD (m) 19 B¶ng II- : Sai sè vị trí điểm trung bình trờng hợp 27 B¶ng II- : Sai sè vị trí điểm trung phơng trung bình phơng án trờng hợp ảnh có góc nghiêng lớn, địa hình phẳng 28 Bảng II- : Sai số vị trí điểm trung phơng trung bình phơng án trờng hợp ảnh có góc nghiêng lớn, địa hình núi cao .29 B¶ng II- : Sai số vị trí điểm trung phơng trung bình khối ảnh khu vực có địa hình phẳng 30 Bảng II- : Sai số vị trí điểm trung phơng trung bình khối ảnh trờng hợp cảnh có địa hình phẳng, cảnh có địa hình núi cao 31 Bảng III- 1: Khả xác định loại đất bình đồ ảnh vệ tinh Spot5 61 B¶ng III- : B¶ng ma trËn chÐo sau tính biến động hai thời kỳ 2001-2005 73 Mở đầu ảnh vệ tinh phân giải cao siêu cao ngày xuất nhiều thị trờng Việt nam u điểm ảnh vệ tinh có khả lấp chỗ trống cung cấp thông tin địa hình nơi nào, thay phải tìm ảnh hàng không, cần có thông tin đáp ứng nhu cầu khảo sát, đo đạc thời gian ngắn Tuy nhiên khả sử dụng chúng cho mục đích cụ thể nào, sử dụng đến mức độ tỷ lệ vấn đề cần khảo cứu Đặt vấn đề nghiên cứu góc độ khả đáp ứng thông tin địa hình ảnh vệ tinh phân giải cao siêu cao trả lời câu hỏi: +Độ xác nắn chỉnh hình học đáp ứng cho việc làm ®å tû lƯ nµo lµ lín nhÊt ®èi víi mét loại ảnh vệ tinh cụ thể +Độ tin cậy kết điều vẽ ảnh vệ tinh đáp ứng cho tỷ lệ đồ + Các giải pháp đợc áp dụng để nâng cao khả ứng dụng ảnh vệ tinh phân giải cao siêu cao Với mục đích nêu Trung tâm Viễn thám đề xuất thực đề tài có tên gọi là: Nghiên cứu số giải pháp kỹ thuật xử lý ảnh viễn thám độ phân giải cao cho mục đích thành lập đồ chuyên đề tỷ lệ 1: 10 000 lớn Thời gian thực 12 tháng (từ tháng 6/2005 đến tháng 6/2006) Chủ nhiệm đề tài: Nguyễn Xuân Lâm Học hàm, học vị, chuyên môn: Tiến sỹ Chức vụ: Phó giám đốc Cơ quan: Trung tâm Viễn thám Địa chỉ: 108 phố Chùa Láng - Đống Đa - Hà Nội Điện thoại: 343 811 Cơ quan chủ quản: Bộ Tài nguyên Môi trờng Cơ quan chủ trì: Trung tâm Viễn thám Mục tiêu đề tài là: - Xác định giải pháp kỹ thuật xử lý ảnh phân giải cao (nh SPOT5 2,5 m, IKONOS,v.v ) cho thành lập đồ chuyên ®Ị tû lƯ lín, thĨ nh− hiƯn chØnh thành lập đồ địa hình, lập đồ trạng đồ biến động sử dụng đất, đồ xói mòn tiềm năng, v.v - Đề xuất quy trình công nghệ thành lập số loại đồ chuyên đề tỷ lệ lớn - Thử nghiệm đề xuất kỹ thuật số khu vực Đồ hình bố trí điểm treo góc dải ảnh gồm cảnh ảnh đơn : Cũng tơng tự nh trờng hợp điểm khống chế ảnh có góc cảnh ảnh, trờng hợp tăng dày khống chế dải ảnh gồm cảnh, kết luận đảm bảo độ xác cho thành lập bình đồ ảnh vệ tinh tỉ lệ 1/50 000 nhỏ II.1.4.2Khảo sát nắn ảnh QUICK BIRD Trong khuôn khổ đề tài đà tìm hiểu thử nghiệm nắn chỉnh hình học ảnh QUICK BIRD cảnh (Ortho Ready Standard) chụp ngày 5/10/2005 ảnh chụp ngày 23/11/2005 khu vực Hà nội Mô hình số độ cao sử dụng STRTM DEM Đà sử dụng 26 điểm GPS khu vực cảnh để nắn chỉnh hình học Đa thức hữu tỷ đợc cấp với ảnh (RPB file) Kết nắn ảnh QUICK BIRD chơp 23/11/2005 cã sai sè RMS tån t¹i t¹i điểm khống chế pixels tức khoảng 1,2m; ảnh chụp ngày 5/10/2005 có sai số khoảng 3pixels tức 1,8m Trong khuôn khổ Dự án thử nghiệm Trung tâm Viễn thám thực đà tiến hành nắn ảnh QUICK BIRD với 25 điểm khống chế ảnh GPS Kết nh sau: Về vị trí mặt phẳng Dựa kết đo điểm khống chế mặt đất điểm kiểm tra ảnh, sau chọn mô hình đa thức tính chuyển, kết cho thấy giá trị sai số vị trí mặt phẳng nh Phụ lục 3, thử nghiệm đà đánh giá độ xác hình học ảnh theo vòng tròn sai số 90% (Circular errors - CE90) - Hình3 Hình Độ xác hình học ảnh thể với vòng tròn sai số CE90 Trong Hình III-7, sai số vị trí điểm khống chế mặt đất đà sử dụng để nắn ảnh (12 điểm) đợc biểu thị điểm màu xanh lam, sai số vị trí điểm kiểm tra (11 điểm) đợc biểu thị điểm màu hồng Đối với ®iĨm khèng chÕ, CE90 = 0.644 m; ®èi víi c¸c ®iĨm kiĨm tra, CE90 = 2.326 m H×nh III- 7: sai số vị trí điểm khống chế mặt ®Êt sư dơng 12 ®iĨm KCA NÕu so s¸nh với số liệu đợc Công ty Digital Globe công bè B¶ng 1, kÕt qu¶ thùc nghiƯm cã thĨ nhận xét phù hợp Tuy nhiên, có số vị trí điểm khống chế mặt đất, điểm kiểm tra cha đợc chọn vào vị trí rõ ràng, sắc nét ảnh; mặt khác, địa vật đợc chọn (chủ yếu góc giao cắt đờng bờ ruộng) đà khác so với gần năm trớc, thời điểm mà ảnh đợc thu thập (28-8-2003), nên điểm tồn sai số lớn điểm khác điều suy đoán Nếu công tác đo nối khống chế ảnh cố gắng khắc phục tình trạng này, kết nắn ảnh đạt đợc tốt hoàn toàn đáp ứng sai số vị trí mặt phẳng cho phép đồ tỷ lệ : 000 II.1.5 Nghiên cứu ảnh hởng DEM: Do loại ảnh vệ tinh khác có nguyên lý thu chụp khác nên ảnh hởng DEM loại ảnh khác khác đòi hỏi tơng thích độ 19 xác DEM loại ảnh Dới dây khảo sát ảnh hởng DEM ảnh SPOT QUICK BIRD Đối với ảnh SPOT: Dới kết phân tích ảnh hởng mô hình số địa hình kết nắn ảnh SPOT Trong qui trình nắn ảnh vệ tinh mô hình số địa hình đợc sử dụng để khử sai số mặt phẳng gây chênh cao địa hình Sự sai lệch vị trí mặt chênh cao địa hình đợc tính công thức: d= h x tang Trong đó: h chênh cao địa hình; góc chụp Do DEM làm từ đồ tỷ lệ 1:50000 sai số tối đa vị trí mặt phẳng gây sai số mô hình số địa hình 3.3 m Để nắn ảnh đảm bảo yêu cầu đồ địa hình tỉ lƯ 1/10 000 ( sai sè cho phÐp lµ 4m) cần sử dụng mô hình số địa hình có độ xác cao tỷ lệ 1:50 000 Mặt khác đo GPS làm điểm khống chế ảnh nên chọn điểm vị trí tơng đối phẳng, độ dốc thấp để giảm sai số xác định độ cao điểm qua giảm sai số vị trí mặt phẳng nắn ảnh Đối với ảnh phân giải siêu cao QUICK BIRD, IKONOS: [1] Giá trị xê dịch vị trí điểm ảnh chênh cao địa hình đo ảnh hàng không đợc biểu diễn theo công thức : Δ r = Δ h(f/H)R/(H- Δ h) (1) Trong : h chênh cao địa hình f - độ dài tiêu cự máy ảnh H - độ cao chụp ảnh R - Độ dài thực địa từ tâm ảnh tới điểm ảnh Trên sở thông sè cđa ¶nh IKONOS, Quickbird, Obview, SPOT chóng ta cã thể tính đợc giá trị xê dịch vị trí điểm ảnh ảnh hởng chênh cao địa hình nh bảng Đối với chênh cao dới 1000 m giá trị xê dịch vị trí điểm ảnh ảnh IKONOS không vợt 0.122 mm, tức hạn sai cho phép Ví dụ, với ảnh IKONOS chênh cao địa hình không vợt 100 m giá trị xê dịch vị trí điểm ảnh không vợt qua độ lớn pixel Giá trị chênh cao địa hình cho phép ảnh QUICK BIRD 50m Nh loại ảnh phân giải siêu cao cho phép lập bình đồ ảnh khu vực đồng với chênh cao địa hình dới 50m Khi chênh cao địa hình vợt giá trị phải nắn ảnh có sử dụng mô hình số độ cao (DEM) Đối với bình đồ ảnh tỷ lệ :10000 phải sử dụng DEM lập từ đồ tỷ lƯ :25000 hc :50 000 ë vïng nói Đối với bình đồ ảnh tỷ lệ :5000 cần sử dụng DEM lập từ đồ địa hình tû lƯ 1:10000 hc tõ tû lƯ :25000 vùng núi II.1.6 Các giải pháp nâng cao độ xác nắn chỉnh hình học: Giải pháp1: - Nâng cao độ xác xác định điểm khống chế ảnh (KCA) vệ tinh đo đạc điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp Nội dung giải pháp gồm yêu cầu sau: -Yêu cầu chọn điểm khống chế ảnh: chọn vào địa vật rõ nét tồn thực địa -Yêu cầu độ xác đo đạc toạ độ, độ cao điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp GPS đủ độ xác cần thiết Giải pháp 2- Thiết kế đồ hình bố trí điểm khống chế ảnh hợp lý: Nội dung giải pháp gồm có yêu cầu: -Bố trí đủ số lợng điểm KCA -Bố trí đồ hình KCA : + Trờng hợp cảnh ảnh có nhiều địa vật rõ nét, nhận biết đợc: cần tuân theo tiêu chí bố trí KCA rải toàn cảnh ảnh, số lợng 12 điểm 20 + Trong trờng hợp khan địa vËt râ nÐt (nh− ë vïng nói, nói cao): Cè gắng bố trí KCA vào vị trí chuẩn + Trờng hợp nắn ảnh không dùng DEM: áp dụng vùng địa hình phẳng có chênh cao dới 100m SPOT dới 50m ảnh siêu cao Đồng thời tăng cờng chọn điểm KCA rải cảnh ảnh, số lợng từ 12 đến 25 điểm Giải pháp 3: Tăng dày khối: Để nâng cao độ xác nắn ảnh, trình mô hình hoá cần tăng liên kết cảnh ảnh cần nắn chỉnh với khối ảnh xung quanh, chọn điểm chung nối dải, nối cảnh, đa mô hình cảnh ảnh đơn vào tính toán bình sai với khối tam giác ảnh không gian vệ tinh khác vùng Giải pháp 4: Sử dụng mô hình vật lý để nắn chỉnh hình học Trờng hợp mô hình vật lý dùng mô hình đa thức Đối với ảnh siêu cao nh QUICK BIRD áp dụng đa thức hữu tỷ Giải pháp 5: Sử dụng DEM thành lập từ đồ địa hình tỷ lệ 1:10 000 -1:25000 để nắn chỉnh ảnh vệ tinh thành lập bình đồ ảnh tỷ lệ 1:10000 II.2 Nghiên cứu khả điều vẽ ảnh phân giải cao giải pháp nâng cao độ tin cậy kết giải đoán cho đồ chuyên đề II.2.1- Khả thông tin ảnh vệ tinh Khả nhận biết đối tợng ảnh vệ tinh Trớc dựa vào tiêu chuẩn quan hệ độ tơng phản độ xám ảnh (đợc xác định đơn vị số đờng phân biệt 1mm) Ngày tiêu chuẩn tơng ơng với - pixel tỷ lệ ảnh Để xác định mức độ nội dung cần đo vẽ chỉnh, đà xem xét khả cung cấp thông tin ảnh vệ tinh đối tợng nội dung đồ Quá trình nghiên cứu, phân tích ảnh sản xuất thực tế đà tiến hành với loại ảnh vệ tinh nh sau: -ảnh SPOT Panchromatic phân giải 10 m -ảnh SPOT màu tự nhiên phân giải 2,5 m -ảnh phân giải siêu cao: Kết nghiên cứu đà đa mức độ nhận biết, giải đoán yếu tố đối tợng nội dungcủa đồ địa hình, điểm khống chế, địa hình, thuỷ văn, dân c, giao thông, thực vật, yêu tố kinh tế xà hội v.v II.2.2- Giải pháp kỹ thuật nâng cao độ tin cậy giải đoán ảnh vệ tinh: Để khai thác thông tin từ ảnh vệ tinh phân giải cao vè siêu cao cho mục đích chỉnh đồ thành lập số đồ chuyên đề áp dụng số giải pháp kỹ thuật sau: - Xây dựng mẫu khoá ảnh số đối tợng mặt đất - Nâng cao chất lợng xử lý ảnh, giải đoán ảnh vệ tinh với trợ giúp máy tính - Tăng cờng điều vẽ ngoại nghiệp bổ sung Tùy theo chất lợng đồ gốc, tùy theo mức độ phức tạp khó khăn mà có giải pháp cụ thể cho mảnh mà lựa chọn phơng án sau: - Đối với mảnh thay đổi, địa vật đơn giản sau điều vẽ xong quét ảnh điều vẽ nắn chỉnh tỷ lệ thành lập số hóa địa hình theo đồ cũ địa vật số hóa theo ảnh điều vẽ- Đối với mảnh địa vật thay đổi nhiều, địa hình phức tạp phơng án tốt sau điều vẽ xong kết đợc chuyển vẽ lên gốc chỉnh sau số hoá theo gốc chỉnh 21 Chơng III: Nghiên cứu quy trình thnh lập số đồ chuyên đề ảnh vệ tinh , Thực nghiệm v đánh giá III.1- Các đồ chuyên đề thử nghiệm: Để thử nghiệm khả kỹ thuật ảnh vệ tinh phân giải cao khuôn khổ đề tài đà lựa chọn tiến hành thử nghiệm với loại đồ sau: - Hiện chỉnh đồ - Bản đồ trạng sử dụng đất - Bản đồ diễn biến đất phục vụ quy hoạch đô thị III.2- Quy trình công nghệ đề xuất để xử lý ảnh vệ tinh phân giải cao để thành lập đồ chuyên đề tỷ lệ lớn III.2.1 Quy trình công nghệ thành lập bình đồ ảnh vệ tinh: Sơ đồ công nghệ : Quét đồ giấy Nắn đồ giấy Nhập ảnh vệ tinh Chọn điểm khống chế ảnh Mô hình hoá ảnh Sơ đồ bè trÝ KCA §o KCA GPS KiĨm tra sai sè Không đạt Đạt Nắn ảnh vệ tinh Kiểm tra sai số Nhập DEM Sửa chữa hiệu chỉnh DEM ảnh vệ tinh đà nắn 22 Một số giải pháp nâng cao độ xác nắn ảnh: Đo khống chế ảnh vệ tinh : + Trên ảnh vệ tinh khối lợng điểm dùng để nắn ảnh không nhiều nh bố trí điểm nắn cho ảnh hàng không, cảnh ảnh với kích thớc 60km x 60km segment cần 12 đến 25 điểm trung bình 18 điểm + Điểm khống chế ảnh dùng cho nắn ảnh vệ tinh bố trí rải điều bố trí điểm bố trí vào vị trí thuận tiện giao thông ngoại nghiệp thay đổi vị trí mà không phụ thuộc vào điều kiện khác nh ảnh hàng không + Với số lựơng điểm khống chế cảnh ảnh không nhiều nên dễ áp dụng thành lập đồ vùng biên giới hải đảo Sơ đồ bố trí điểm : Với kích thớc ảnh 60kmx60km việc bố trí điểm đợc rải điều toàn cảnh đợc bố trí nh sau a)Theo cảnh b)Theo dải Hình III- : Sơ ®å bè trÝ ®iĨm khèng chÕ ¶nh vƯ tinh a) theo dải, b) theo segment Nhìn vào cách bố trí theo đồ hình nói điểm khống chế ảnh vệ tinh cần bố trí rải điều Khi cảnh ¶nh cïng Segment ta cã thĨ bè trÝ ®iĨm dïng chung cho c¶nh ¶nh cïng Segment III.2.2 HiƯn chØnh đồ : Sơ đồ quy trình công nghệ chỉnh đồ tỷ lệ lớn ảnh vệ tinh Các bớc chỉnh: Công tác chuẩn bị: Thành lập bình đồ ảnh vệ tinh: Suy giải, điều vẽ nội nghiệp: Xác minh đo bù ngoại nghiệp: 23 Chuyển vẽ chỉnh sửa gốc chỉnh: Quét, nắn số hóa gốc đà đợc chỉnh sửa: Hiện chØnh vµ chØnh lý csdl nỊn: III.2.2.1 Tµi liƯu sư dụng T liệu đồ: Trong khu vực chỉnh có loại đồ sau -Bản đồ địa hình tỷ lệ 1/50.000 UTM ; Bản đồ địa hình GAUSS tỷ lệ 1/100.000 ; Bản đồ địa hình tỷ lệ 1/50.000 hệ VN2000 ; Bản đồ địa hình tỷ lệ 1/25.000 hệ VN-2000 ; Bản đồ địa hình tỷ lệ 1/10000 hƯ HN-72 -T− liƯu ¶nh vƯ tinh Spot Sử dụng t liệu ảnh Spot5 loại ảnh tổ hợp màu PAN+XS 271308 271307 chụp ngày 23 tháng 12 năm 2003 có độ phân giải 2,5m Bản đồ địa giới 364 CP Địa danh địa giới đựợc cập nhập theo đồ địa giới 364 CP đến năm 2003 III.2.2.2 Khối lợng công việc đà làm Đề tài đà tiến hành thực nghiệm nhiều loại địa hình khác nhau, miền Bắc miền Nam Đà chọn số mảnh đồ địa hình đại diện cho loại địa hình có biến động nhiều địa hình địa vật, kiểu địa hình sau - Địa hình chuyển tiếp từ vùng bán sơn địa sang vùng đồi núi cao (3 mảnh) - Vùng đô thị, nơi biến động nhiều địa vật tác động ngời (2 mảnh miền Bắc mảnh miền nam) - Vùng ven sông ven biển Nơi địa hình biến động thiên nhiên tạo nên bÃi bồi ven sông ven biển lớn (3 mảnh) -Vùng dân c nông thôn, nơi có thay đổi cấu trúc dân c song lại thay đổi nhiều hệ thống sở hạ tầng giao thông mạng lới thủy hệ - Thử nghiêm thành lập đồ gốc dạng số 10 mảnh tỷ lệ 1/10.000 III.2.2.3 Đánh giá công việc điều vẽ 1/10000 Trong đề tài sử dụng ảnh vệ tinh SPOT5 có độ phân giải 2,5m Đà khảo sát khả giải đoán nội nghiệp ngoại nghiệp yếu tố sau: - Yếu tố địa hình thuỷ văn; Dân c hệ thống giao thông; Thực vật; Địa gíới đờng dây Các thuận lợi khó khăn: a-Thuận lợi + ảnh vệ tinh Spot5 cho ta hình ảnh màu tự nhiên đối tợng thảm thực vật có hình ảnh nh hình ảnh thực địa ngời điều vẽ dễ nhận biết đối tợng khoanh vạch xác tính chất lớp thực phủ + Với tờ ảnh cã kÝch th−íc 60km x 60km cã cïng mét thêi gian chụp ảnh, nên đối tợng tờ ảnh không bị ảnh hởng hình ảnh thời gian tạo nên, chất lợng hình ảnh tờ ảnh đồng + ảnh chụp có độ phân giải 2,5m đối tợng ảnh có hình ảnh rõ nét đảm bảo đủ thông tin độ xác cho thành lập đồ địa hình tỷ lệ 1/10000 đồ chuyên đề khác tỷ lệ 1/10000 tỷ lệ 1/5000 nh đồ trạng sử dụng đất, đồ quy hoạch sử dụng đất, đồ biến động đất đô thị, đồ trạng rừng, b- Khó khăn + Các khe suối nhỏ vùng đồi núi thờng bị che khuất nên không vẽ đợc đối tợng thờng không chỉnh mà nguyên nh đồ + ảnh chụp diện rộng số vùng bị mây che bị voan mây hình ảnh vùng không tốt cần phải xác minh bổ sung ngoại nghiệp 24 + Thông thờng ảnh phải đặt mua nớc thờng ảnh sử dụng không trùng vào thời điểm thành lập đồ (thờng ảnh cũ từ đến năm) với vùng có tốc độ thay đổi kinh tế xà hội nhanh, thành lập đồ thờng phải đo bổ sung Các giải pháp đà áp dụng để điều vẽ nội dung đồ địa hình tỷ lệ 1:10 000 thực theo đề xuất mục II.2.2: III.2.3 Thực nghiệm thành lập đồ trạng sử dụng đất III.2.3.1 Sơ đồ qui trình công nghệ: Đo khống chế ảnh vệ tinh Nắn ảnh, thành lập bình đồ ảnh đồ Thu thập đánh giá tài liệu Điều vẽ nội ngoại Nghiệp Quét nắn ảnh, số hoá đồ Tính toán- thống kê tổng hợp số liệu Trình bày bố cục nội dung đồ HTSDĐ Viết thuyết minh- Kiểm tra nghiệm thu giao nộp sản phẩm Hình III- : Sơ đồ qui trình công nghệ III.2.3.2 T liệu sử dụng: -T liệu ảnh sử dụng thực nghiệm ảnh SPOT 5màu tự nhiên , độ phân giải 2,5m - Bản đồ địa hình: đồ địa hình đợc thành lập kết hợp đồ địa hình bình đồ ảnh vệ tinh theo qui phạm thành lập đồ HTSDĐ quy định III.2.3.3 Nội dung công việc đà tiến hành: Đo khống chế ảnh hàng không- thành lập bình đồ ảnh Thu thập tài liệu Điều vẽ 3.1 Khả xác định loại đất bình đồ ảnh vệ tinh Spot5 Đợc chia thành nhóm sau - Xác định đợc ảnh - Xác định đợc ảnh nhng cần có tài liệu khác hỗ trợ điều tra bổ sung thực địa Bảng IV- 1: Khả xác định loại đất bình đồ ảnh vệ tinh Spot5 25 Thứ tự Loại Đất Ghi Đất chuyên trồng lúa nớc Đất chuyên trồng lúa nớc lại x x x Đất trång lóa n−¬ng x x Đất trồng cỏ Đất cỏ tự nhiên cải tạo Đất trồng hàng năm khác Đất nơng rẫy trồng hàng năm khác đất trồng công nghệp lâu năm x x x x x x 10 11 12 13 đất trồng ăn lâu năm Đất trồng ăn lâu năm khác Đất có rừng tự nhiên sản xuất Đất có rừng trồng sản xuất Đất khoanh nuôi phục hồi rừng sản xuất x x x x 14 15 16 17 Đất trồng rừng sản xuất Đất có rừng tự nhiên phòng hộ Đất có rừng trồng phòng hộ Đất khoanh nuôi phục hồi rừng sản xuất 18 19 20 21 Đất trồng rừng trồng phòng hộ Đất có rừng tự nhiên đặc dụng Đất có rừng trồng đặc dụng Đất khoanh nuôi phục hồi rừng ®Ỉc dơng 22 23 24 25 26 27 28 29 Đất trồng rừng đặc dụng đất chuyên nuôi trồng thuỷ sản nớc lợ, mặn đất chuyên nuôi trồng thuỷ sản nớc Đất làm muối Đất nông nghiệp khác Đất nông thôn Đất đô thị Đất trụ sở quan, tổ chức 30 31 32 33 34 35 Đất công trình nghiệp Đất quốc phòng Đất an ninh Đất khu công nghiệp Đất sở sản xuất kinh doanh Đất cho hoạt động khoáng sản x x x 36 Đất sản xuất vật liệu lµm gèm x x 37 38 39 x x 40 41 Đất giao thông Đất thuỷ lợi Đất để chuyền dẫn lợng truyền thông Đất sở văn hoá §Êt c¬ së y tÕ 42 43 §Êt c¬ së giáo dục- đào tạo Đất sở thể dục thể thao x x x x x x Tuú tõng vïng, vùng đỗng phân biệt đợc nội nghiệp Trên ảnh phân biệt đợc, nhng sợ lẫn với vùng đất trống Trên ảnh phân biệt đợc diện trồng tËp trung x x x x x x x x x x x x x x x Cần phải có tài liệu hỗ trợ Cần phải có tài liệu hỗ trợ Trên ảnh xác dinh đợc vị trí nhng không xác minh đợc tính chất sử dụng Cần phải có tài liệu hỗ trợ Cần phải có tài liệu hỗ trợ Trên ảnh xác dinh đợc vị trí nhng không xác minh đợc tính chất sử dụng Cần phải có tài liệu hỗ trợ Cần phải có tài liệu hỗ trợ Cần phải có tài liệu hỗ trợ Trên ảnh xác dinh đợc vị trí nhng không xác minh đợc tính chất sử dụng Cần phải có tài liệu hỗ trợ x x x Cần phải có tài liệu hỗ trợ x Cần có tài liệu hỗ trợ bổ xung ngoại nghiệp x x x x x x Cần có tài liệu hỗ trợ bổ xung ngoại nghiệp Cần có tài liệu hỗ trợ bổ xung ngoại nghiƯp x x x x x x x CÇn cã tài liệu hỗ trợ bổ xung ngoại nghiệp Cần có tài liệu hỗ trợ bổ xung ngoại nghiệp 26 44 45 46 47 48 49 Đất chợ Đất di tích, danh thắng Đất bÃi thải sử lý chất thải Đất tôn giáo Đất tín ngỡng Đất làm nghĩa trang, nghĩa địa 50 51 52 53 54 55 56 Đất sông ngòi, kênh rạch, suối Đất có mặt nớc chuyên dùng đất sở t nhân không kinh doanh Đất làm lán trại Đất sở dịch vụ nông nghiệp đô thị Đất cha sử dụng Đất đồi núi cha sử dụng 57 58 Núi đá rừng Đất mặt nớc ven biển nuôi trồng thuỷ sản đất mặt nớc có rừng ngập mặn Đất mặt nớc ven biển có mục đích khác 59 60 x x x x x x x x x CÇn có tài liệu hỗ trợ bổ xung ngoại nghiệp x x x x x x x x x CÇn có tài liệu hỗ trợ bổ xung ngoại nghiệp x x Quét nắn ảnh số hoá đồ Tính toán thống kê trình bày đồ Đánh giá kết đạt đợc Tóm lại Trong điều kiện để phục vụ cho công tác thành lập đồ trạng sử dụng đất cÊp viƯc sư dơng t− liƯu ¶nh vƯ tinh cã độ phân giải cao sẻ đem lại hiệu kinh tế cao có độ xác tin cậy đối vùng mà thiếu nguồn t liệu nh vùng đồi núi núi cao, biên giới hải đảo, bÃi triều ven sông ven biển Ngoài t liệu ảnh vệ tinh đợc chụp nhiều thời kỳ cho ta biết mức độ biến động loại đất qua giai đoạn cụ thể ảnh vệ tinh có độ phân giải 2,5m xây dựng đồ trạng sử dụng ®Êt cÊp x· ë tû lƯ 1/10.000 ë vïng nói, núi cao III.2.4 Thực nghiệm thành lập đồ diễn biến đất ven đô ảnh QUICK BIRD III.2.4.1 Sơ đồ quy trình công nghệ sử dụng: III.2.4.2 T liƯu sư dơng: ¶nh vƯ tinh Quick bird chơp năm 2005, độ phân giải 0.61m T liệu đồ trạng sử dụng đất Xà Võng La-Huyện Đông Anh, tỉ lệ 1:5 000, thành lập năm 2005 Bảng biểu số liệu thống kê diện tích sử dụng đất xà Võng La năm 2005 4.Tài liệu khảo sát thực địa năm 2005, kiểm chứng thực địa năm 2006 III.2.4.3 Nội dung bớc thực hiện: Xác định tỷ lệ đồ : đồ thực nghiệm đợc thµnh lËp ë tØ lƯ 1:5 000 víi t− liƯu ảnh vệ tinh Quick bird độ phân giải 0.61m Khả thông tin ảnh Quick bird thành lập đồ HTSDD Theo nội dung quy phạm thành lập đồ HTSDĐ Bộ TNMT, từ t− liƯu ¶nh Quick bird chóng ta cã thĨ gi¶i đoán đợc yếu tố nội dung sau: Đất có mặt nớc; Đất nông thôn; Đất trồng lúa; Đất trồng hoa màu; Đất khu công nghiệp; Đất giao thông; §Êt nghÜa trang; §Êt x©y dùng; §Êt b»ng ch−a sư dụng; Đất trồng lâu năm 27 ảnh vệ tinh Quickbird - BĐ địa hình - Số liệu đo GPS - Tài liệu khảo sát thực địa - Số liệu địa phơng Xử lý ảnh ảnh sau xử lý Điều vẽ nội dung HTSDĐ Kết điều vẽ Biên tập nội dung đồ HTSDĐ Bản đồ HTSDĐ Không đạt So sánh đối chiếu, kiểm Biên tập hoàn thiện đồ HTSDĐ Bản đồ HTSDĐ hoàn chỉnh Thống kê diện tích, lập bảng biểu In đồ - Số liệu thống kê diện tích - Biểu đồ Bản đồ giấy Hình III- : Sơ đồ quy trình thành lập đồ đất ven đô ảnh QUICK BIRD IV.2.4.4 Đánh giá kết đạt đợc: Nh với trình bày đây, từ t liệu ảnh vệ tinh Quickbird thành lập đồ trạng sử dụng đất với nội dung đáp ừng đợc yêu cầu nh quy phạm Bộ TNMT ban hµnh Cơ thĨ lµ víi x· Vâng La, cã thể thành lập đồ trạng sử dụng đất với nội dung nh sau: Đất mặt nớc: MNC; §Êt ë n«ng th«n: ONT; §Êt trång lóa: LUC; §Êt trồng hàng năm: BHK; Đất cha sử dụng: 28 BCS; Đất trồng lâu năm: LNC; Đất nghĩa trang: DNT; Đất sản xuất khác: SKX; Đất giao thông: DGT III.2.5 Thực nghiệm thành lập đồ trạng sử dụng đất phục vụ xây dựng quy hoạch đô thị III.2.5.1 Sơ đồ quy trình công nghệ lập đồ biến động đất đô thị (ven Hà nội) Chuẩn bị t liệu Nắn chỉnh hình Phân loại ảnh thời kỳ Xử lý sau phân loại Phân tích biến động Kết Hình III- 4: Sơ đồ quy trình công nghệ lập đồ biến động đất đô thị Các công đoạn thực hiện: Nắn chỉnh hình học cho ảnh QUICKBIRD IKONOS đợc làm phần mềm PCI Lấy mẫu lại ảnh IKONOS để đa độ phân giải 0.6 m nh ảnh QUICKBIRD để tiến hành phân tích biến động Phân loại ảnh phần mềm ENVI với thuật toán sử dụng Maximum Likelihood, sau tiến hành xử lý sau phân loại (lọc bớt đối tợng nhỏ với thuật toán Majority Analysis) Xuất kết phân loại dạng vector (shape file) để đa vào phần mềm ArcView xử lý tiếp Giải đoán lại kết phân loại mắt để giảm bớt nhầm lẫn đối tợng đà phân loại phần mềm ArcView Phân tích, tính toán biến động Tool Change Detection phần mềm ArcView III.2.5.2 Kết thử nghiệm: ảnh IKONOS QUICKBIRD sau nắn chỉnh hình học, ảnh chồng khít tổ hợp đợc với Bảng ma trận chéo sau tính biến động hai thời kú 2001-2005 B¶ng IV- : B¶ng ma trËn chÐo sau tính biến động hai thời kỳ 2001-2005 29 Năm 2005 Cây xanh Mặt nớc Khu dân c Khu dân c cố Tổng diện tích định (ha) Cây xanh MỈt n−íc 230.644 10.034 145.607 0.000 386.285 8.691 8.572 5.560 0.000 22.823 Khu d©n c− Khu d©n c− cè ®Þnh 41.816 3.690 140.426 0.000 185.932 0.000 0.000 0.000 112.866 112.866 Tỉng diƯn tÝch (ha) 281.151 22.296 291.593 112.866 707.906 Năm 2001 Biểu đồ biến động đô thị khu vực quận Cầu Giấy, Hà Nội (2001-2005) Hình III- : Biểu đồ biến động đô thị khu vực quận Cầu Giấy, Hà Nội giai đoạn 20012005 Sau thử nghiệm ứng dụng ảnh vệ tinh độ phân giải siêu cao nghiên cứu biến động sử dụng đất đô thị khu vực Cầu giấy Hà Nội, rót mét sè nhËn xÐt sau: N¾n chØnh hình học: Về việc nắn chỉnh hình học đảm bảo đợc độ xác Với sai số vùng có thực phủ nhà thấp tầng khoảng 0.24 m Khả thông tin mà ảnh vệ tinh độ phân giải siêu cao mang lại rõ ràng trực quan Nó phản ánh trung thực, chi tiết đến đối tợng bề mặt nh: thực vật, nớc mặt, hệ thống giao thông, dân c khu kinh tế xà hội Việc khai thác thông tin: Việc giải đoán mắt, phục vụ cho công tác điều tra biến động đối tợng mang lại hiệu cao nhng thời gian công sức để đa số thống kê cụ thể Trong việc áp dụng phơng pháp xử lý số để đánh giá nhanh biến động vấp phải nhiều khó khăn mức độ thể đối tợng chi tiết ảnh phân giải siêu cao Để giải vấn đề này, cần kết hợp phơng pháp chuyên gia với phơng pháp xử lý số có trợ giúp Hệ thông tin địa lý Kết qu¶ thĨ ë khu vùc thùc nghiƯm : Sau tiến hành thử nghiệm, đà thấy thay đổi thời điểm (2001-2005) thể bảng IV-2 (tÝnh cho diƯn tÝch nghiªn cøu) - DiƯn tÝch xanh loại thực phủ khác đà bị thu hẹp, lại 230.644 phần diện tích giảm đà biến đổi sang đất mặt nớc 10.034 biến đổi thành đất 145.607 - Diện tích mặt nớc bị thu hẹp, lại 8.572 Phần diện tích bị lấp đà chuyển thành đất 5.56 diện tích xanh đợc trồng lại 8.691 30 - Diện tích khu dân c đà mở rộng thêm, hình thành nên khu đô thị mới, khu thể thao, giải trí, công viên với diện tích 140.426 Cùng với mở rộng đó, diện tích xanh đợc trồng 41.816 diện tích hồ nớc tăng thêm 3.69 Phơng pháp áp dụng hoàn cảnh tốc độ phát triển đô thị nh Nó cung cấp thông tin nhanh chóng mà đa đợc số liệu tơng đối giúp cho nhà lÃnh đạo có nhìn tổng thể để đa định quy hoạch kịp thời, phù hợp cho vừa giữ đợc cân mặt sinh thái vừa đem lại mỹ quan cho đô thị III.3 Đánh giá chung kết Những thí nghiệm đà tiến hành có kết quả: -Đà xác định đợc sở khoa học khả ảnh vệ tinh phân giải cao cho đồ tỷ lệ 1:10000 -Đà tiến hành thực nghiệm với ảnh SPOT để xác định số tiêu kỹ thuật để đảm bảo việc nắn chỉnh hình học ảnh vệ tinh đủ độ xác cho đồ tỷ lệ 1:10000 lớn -Đà xác định đợc thông qua thực nghiệm số giải pháp nâng cao độ xác hình học nh khả thông tin ảnh phân giải cao Những thí nghiệm đà tiến hành cha có kết quả, gặp khó khăn: -Đó việc cha thử nghiệm đợc ảnh hởng độ xác DEM tỷ lệ 1:25000 1:10000 cho tất trờng hợp khảo sát -Đà tiến hành thực nghiệm phân loại hớng đối tợng QUICK BIRD nhng kết thu đợc không đợc nh mong muốn, việc chiết xuất thông tin từ ảnh phân giải cao đề tài chủ yếu suy giải mắt -Khi áp dụng giải pháp kỹ thuật đà nêu trên, chắn phải thực khối lợng công việc nhiều so với quy trình kỹ thuật Tuy nhiên khối lợng không tăng tới mc gấp đôi công việc nên đảm bảo tiến độ chỉnh đồ tỷ lệ 1:10000 lớn - Trong đề tài cha có điều kiện để phân tích tính kinh tế áp dụng giải pháp kỹ thuật đố với ảnh siêu cao QUICK BIRD so với ảnh hàng không nh so sánh kết Kiểm kê đất năm 2005 III.4 Sản phẩm: Báo cáo Giải pháp xử lý nắn chỉnh hình học ảnh vệ tinh độ phân giải cao ứng dụng cho đồ tỷ lệ lớn Quy trình giám sát số thành phần TNMT phơng pháp viễn thám Báo cáo giám sát TNMT khu vực thuỷ điện Sơn La (Ví dụ minh hoạ) Báo cáo tổng kết đề tài Sản phÈm thư nghiƯm gåm: - ¶nh vƯ tinh SPOT khu vùc thư nghiƯm - ¶nh vƯ tinh QUICK BIRD khu vực thử nghiệm -Bản đồ tỷ lệ 1:10 000 đà chỉnh 10 mảnh (2 mảnh miền Nam, m¶nh khu vùc ven biĨn, m¶nh khu vùc trung du mảnh khu vực vùng núi) -Bản ®å HiƯn tr¹ng sư dơng ®Êt tØ lƯ 1:10 000 - mảnh (làm từ ảnh SPOT 5) - Bản ®å HiƯn tr¹ng sư dơng ®Êt tØ lƯ 1:5 000 - mảnh (làm từ ảnh QUICK BIRD) -Bản đồ diễn biến đất ven đô thị tỷ lệ 1:5 000 mảnh (làm từ ảnh QUICK BIRD) 31 Kết luận Kết nghiên cứu đề tài cho phép đa kết luận nh sau: 1- ảnh vệ tinh phân giải cao nh ảnh SPOT độ phân giải 2,5m ảnh siêu cao QUICK BIRD, IKONOS sản phẩm công nghệ cao đại có tiềm ứng dụng cho đồ Về mặt lý thuyết soi xét từ góc độ ảnh hàng không tơng tù sang lÜnh vùc ¶nh sè, cã thĨ thÊy r»ng ảnh SPOT đảm bảo lập bình đồ ảnh tỷ lệ tới 1:20 000, ảnh QUICK BIRD làm tới 1:8000 2- Sản phẩm bình đồ ảnh (hay gọi trực ảnh vệ tinh) loại sản phẩm quan trọng, đợc sử dụng rộng rÃi công nghệ khai thác ảnh vệ tinh Sản phẩm bình đồ ảnh đợc in giấy ảnh để sử dụng điều vẽ nội ngoại nghiệp trực tiếp, sử dụng dạng số để làm ảnh chỉnh đồ giải đoán máy tính Nếu in bình đồ ảnh vệ tinh với độ phân giải 8pixel/mm ảnh SPOT cho phép thành lập bình đồ ¶nh tû lƯ 1:12500; ¶nh IKONOS cho phÐp thµnh lËp bình đồ ảnh tỷ lệ 1:5000 QUICK BIRD cho phép thành lập bình đồ ảnh tỷ lệ 1:3000 Tuy nhiên thực tiễn, bình đồ ảnh Thờng đợc in giấy với chất lợng 5pixel/mm ảnh SPOT đợc sản xuất tỷ lệ 1:10000, IKONOS, QUICK BIRD đợc sản xuất tỷ lệ 1:5000 in giấy ảnh Đối với sản phẩm ảnh số, loại bình đồ ảnh đợc khai thác thông tin máy tính trực tiếp không phụ thuộc vào tỷ lệ, phụ thuộc độ phóng đại hình khả nhận biết đối tợng 3- Để sản phẩm bình đồ ảnh nói đảm bảo độ xác hình học đồ tỷ lệ 1:10000 lớn cần áp dụng giải pháp kỹ thuật sau: 3.1- Nâng cao độ xác xác định điểm khống chế ảnh (KCA) vệ tinh đo đạc điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp Cụ thể phải trọng chất lợng việc chọn điểm KCA phục vụ nắn ảnh: chọn vào địa vật rõ nét tồn thực địa Việc lựa chọn vị trí điểm KCA phải đợc tiến hành ảnh số thể tỷ lệ nhỏ xác định cụ thể điểm KCA ảnh số phống đại tỷ lệ lớn cuối xác định vị trí xác điểm đo KCA ngoại nghiệp ảnh số tỷ lệ phóng đại lớn nhất, kèm theo sơ đồ vẽ đánh dấu vị trí KCA ngoại nghiệp giấy 3.2- Thiết kế đồ hình bố trí điểm khống chế ¶nh: -Bè trÝ KCA : + Sè l−ỵng khèng chÕ ảnh cần có để nắn ảnh vệ tinh phân giải cao SPOT từ 12-18 điểm GPS ( 12 điểm ) Đối với ảnh QUICK BIRD giá trị từ 16-25 điểm + Trờng hợp cảnh ảnh có nhiều địa vật rõ nét, nhận biết đợc: cần tuân theo tiêu chí bố trí KCA rải toàn cảnh ảnh; + Trong trờng hợp khan địa vật rõ nét: Cố gắng bố trí KCA vào vị trí chuẩn theo sơ đồ Hình IV-2 + Trờng hợp nắn ảnh không dùng DEM: áp dụng vùng địa hình phẳng có chênh cao dới 100m SPOT dới 50m ảnh siêu cao QUICK BIRD, IKONOS Đồng thời tăng cờng chọn điểm KCA rải cảnh ảnh 3.3- Giải pháp tăng dày khối: Trờng hợp cần nắn chỉnh cảnh ảnh đơn, để nâng cao độ xác nắn ảnh, cần ghép cảnh ảnh đơn vào khối ảnh vệ tinh có sẵn khu vực cảnh ảnh vệ tinh cần nắn Trong trình mô hình hoá cảnh ảnh vệ tinh nói riêng khối ảnh vệ tinh nói chung, cần tăng cờng liên kết cảnh ảnh cần nắn chỉnh với khối ảnh xung quanh, cách chọn điểm chung nối dải, nối cảnh, đa mô hình cảnh ảnh đơn vào tính toán bình sai với khối tam giác ảnh không gian vệ tinh khác vùng 32 3.4- Với trờng hợp nắn ảnh SPOT phải sử dụng mô hình vật lý để nắn chỉnh hình học Đối với trờng hợp ảnh QUICK BIRD, mô hình vật lý áp dụng đa thức hữu tỷ 3.5- Khi chênh cao địa hình khu vực cảnh ảnh cần nắn vợt 100m SPOT 50m QUICK BIRD cần sử dụng DEM để nắn ảnh Sử dụng DEM thành lập từ đồ địa hình tỷ lệ 1:10 000 - 1:25 000 để nắn chỉnh ảnh vệ tinh thành lập bình đồ ảnh tỷ lệ 1:10000 Trờng hợp ảnh QUICK BIRD sử dụng DEM thành lập từ đồ địa hình tỷ lệ 1:5 000 - 1:10 000 để nắn chỉnh ảnh vệ tinh thành lập bình đồ ảnh tỷ lệ 1:5000 4- Về khả khai thác thông tin ảnh vệ tinh phân giải cao siêu cao đợc thu nhận máy thu(sensor) có chất lợng hình học quang học tốt đảm bảo cho việc khai thác thông tin giải đoán ảnh ảnh màu tự nhiên cho phép dễ nhận dạng đợc đối tợng ảnh 5- Nhìn chung ảnh phân giải cao SPOT ảnh siêu cao QUICK BIRD, IKONOS có khả suy giải thông tin địa vật cao Tuy nhiên, đối chiếu với nội dung thể đồ địa hình đồ chuyên đề nh trạng sử dụng đất nhiều yếu tố cha thể giải đoán nội nghiệp Do vậy, để khai thác thông tin từ ảnh vệ tinh phân giải cao siêu cao cho mục đích chỉnh đồ thành lập số đồ chuyên đề tỷ lệ 1:10000 lớn cần áp dụng số giải pháp kỹ thuật sau: 5.1- Xây dựng mẫu khoá ảnh số đối tợng mặt đất; Việc xây dng mẫu khó ảnh giúp cho việc giải đoán đối tợng đợc dễ dàng hơn, giảm khối lợng cần điều vẽ ngoại nghiệp 5.2- Nâng cao chất lợng xử lý ảnh, giải đoán ảnh vệ tinh với trợ giúp máy tính Để nâng cao xuất xử lý ảnh vệ tinh phân giải cao siêu cao áp dụng biện pháp để nâng cao chất lợng hình ảnh phục vụ việc giải đoán dễ dàng hơn, xử lý hỗ trợ máy tính đối tợng 5.3- Tăng cờng điều vẽ ngoại nghiệp bổ sung Kiến nghị : Bộ Tài nguyên Môi trờng cho phép bớc ứng dụng kết nghiên cứu đề tài thực tiễn sản xuất Trung tâm Viễn thám Cụ thể phía Trung tâm Viễn thám : 1-Có thể sử dụng quy trình ®Ị xt cho ¶nh SPOT ®Ĩ hiƯn chØnh chn bị đồ tỷ lệ 1:10000 lập trực ảnh vệ tinh cho đợt Tổng kiểm kê đất đai năm 2010 tới điều tra đánh giá kiểm kê rừng Chu kỳ IV 2- Hoàn thiện công nghệ xử lý phân loại ảnh phân giải cao siêu cao theo hớng đối tợng để đa sản phẩm đồ giám sát diễn biến, phát triển đô thị phục vụ nhà quản lý 3-Triển khai xây dựng mẫu khoá ảnh khu vực để giúp cho ngời điều vẽ dễ dàng nhận diện đợc đối tợng, giảm bớt chi phí điều vẽ ngoại nghiệp,tăng cờng độ tin cậy kết điều vẽ Các mẫu khoá ảnh đợc xây dựng tích luỹ sản xuất chỉnh đồ địa hình khu đo khác nớc 33 ... siêu cao Với mục đích nêu Trung tâm Viễn thám đề xuất thực đề tài có tên gọi là: Nghiên cứu số giải pháp kỹ thuật xử lý ảnh viễn thám độ phân giải cao cho mục đích thành lập đồ chuyên đề tỷ lệ 1: ... bình đồ ảnh phân giải cao siêu cao 20 Chơng II: Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật xử lý ảnh viễn thám độ phân giải cao II .1- Nắn chỉnh hình học ảnh vệ tinh II .1. 1 Phơng pháp thành lập bình đồ ảnh. .. lập độ phân giải ảnh vệ tinh [2] 17 Chơng II: Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật xử lý ảnh viễn thám độ phân giải cao 21 II .1- Nắn chỉnh hình học ảnh vệ tinh 21 II .1. 1 Phơng pháp