Đề cương cơ sở đo ẢNH

CƠ SỞ ĐO ẢNH   • - •  Câu 1: Trắc địa ảnh gì? Khái quát nội dung Trắc địa ảnh Trắc địa ảnh ngành khoa học nghiên cứu phương pháp chụp ảnh phương pháp đo đạc nhằm xác định vị trí, kích thước, hình dạng, vị trí tương hỗ đối tượng ảnh chụp Nội dung trắc địa ảnh bao gồm: Chụp ảnh: Rõ nét Độ biến dạng ảnh chụp thấp Chia làm loại là: + chụp ảnh tương tự: ảnh giấy tương tự thực địa có độ biến dạng nhỏ + chụp ảnh số gồm ảnh kỹ thuật số chụp ảnh bay quét Lidar Đo ảnh: gồm đo ảnh tương tự, đo ảnh giải tích đo ảnh số đo ảnh sử dụng thiết bị đo vẽ ảnh chuyên dụng để thành lập lên mô hình hình học từ ảnh chụp đo mô hình hình học Trong trắc địa ảnh thường sử dụng thiết bị máy đo vẽ toàn trạm đo vẽ ảnh số: khả lưu trữ liệu xử lý phần mềm chuyên dụng hẳn máy tính Câu 2: Quy trình tạo ảnh vật liệu ảnh đen trắng gồm bước nào? Gồm trình: - Quá trình chụp: trình cho ánh sáng xuất phát từ vật chụp xuyên qua kính vật máy ảnh tác dụng lên mặt vật liệu cảm quang tạo phản ứng quang hóa Kết trình chụp dc ảnh ngầm vật liệu quang - Quá trình âm bản: ta thu phim âm có ảnh ngược với vật chụp chỗ sáng vật có ảnh màu đen, chỗ tối vật suốt - Quá trình dương bản: ta thu hình ảnh thật vật sau hình, định hinh, ta thu chỗ phim âm suốt có màu đen, chỗ phim âm có màu đen thi có màu trắng 1  - -  • • • • - Câu 3: Trình bày đặc điểm dạng chụp ảnh chụp ảnh hàng không Theo vị trí trục quang máy chụp ảnh ( dạng): Chụp ảnh thẳng đứng: dạng chụp mà trục quang vị trí thẳng đứng Trường hợp có góc nghiêng = dạng tồn lý thuyết Chụp ảnh bằng: dạng chụp ảnh mà góc nghiêng tạo trục quang máy chụp ảnh với đường dây dọi góc Dạng chụp phổ biến sản xuất việc xử lý ảnh đơn giản, hình dạng đối tượng chụp không bị biến dạng nhiều Chụp ảnh nghiêng: dạng chụp ảnh mà góc nghiêng Dạng không chụp lĩnh vực địa hình việc xử lý ảnh nghiêng phức tạp dùng lĩnh vực trinh sát thám Dựa theo mối quan hệ tương hỗ ảnh(3 dạng): Chụp ảnh đơn: Các tờ ảnh không liên quan đến nhau, phần phủ chung Độ cao bay chụp khác -> tỷ lệ ảnh khác nhau, fk Chụp ảnh từ vị trí khác ứng dụng để điều tra, đối soát vẽ phụ vụ đo vẽ bổ sung Chụp ảnh theo tuyến: • Tùy thuộc vào đặc trưng địa vật, địa hình mà phương án bay chụp thể thực theo phương BN ; ĐT • Khi bay chụp, tờ ảnh cuối phải phủ trùm 50% tờ ảnh • Phải chụp tờ ảnh hai vị trí liên tiếp • Giữa tờ ảnh phải có phần phủ dọc Px 60% ( thuộc phần phủ) 2 - Chụp ảnh theo khu vực: • Được chụp từ tuyến đo • Các tờ ảnh tuyến phải có phần phủ chung với ảnh tuyến  - - 30%: Pₓ≥ 60%, Py≥ 30% Dựa vào tỷ lệ chụp ảnh(3 dạng): Tỷ lệ dạng lớn 1:10000 gọi chụp ảnh tỷ lệ lớn Tỷ lệ ảnh 1:30000-1:10000 gọi chụp ảnh tỷ lệ trung bình Tỷ lệ nhỏ 1:30000 gọi chụp ảnh tỷ lệ nhỏ Đây quy định gần Vì mặt phẳng vật không nằm ngang tuyệt đối mà góc nghiêng không thảng tuyệt đối Quan hệ tỷ lệ ảnh chụp tỷ lệ đồ cần lập thể công thức: m= c đó: m mẫu số tỷ lệ ảnh hàng không c hệ số kinh tế, 130- 400 tùy thuộc vào phương tiện sử dụng M mẫu số tỷ lệ đồ cần lập Khi thành lập dồ địa hình người ta có xu hướng chụp ảnh tỷ lệ nhỏ, số ảnh khu đo giảm xuống -> chi phí cho công tác bay chụp giảm-> chi phí cho công tác đo vẽ giảm-> tính kinh tế cao Nếu tỷ lệ ảnh nhỏ ảnh hưởng tới độ xác đồ cần thành lập 3     - - Câu 4: Bản chất nhiệm vụ phương pháp đo ảnh gì? Đặc điểm phạm vi ứng dụng phương pháp đo ảnh Bản chất: phương pháp đo gián tiếp thông qua hình ảnh nguồn thông tin thu đối tượng đo Nhiệm vụ: xác định trạng thái hình học đối tượng đo, bao gồm: vị trí, hình dạng, kích thước mối quan hệ tương hỗ đối tượng đo Đặc điểm: Có khả đo đạc tất đối tượng đo mà không thiết phải tiếp xúc đến gần chúng, miễn đối tượng chụp ảnh ( phim toàn sắc, phim màu phim quang phổ) Nhanh chóng thu tư liệu đo đạc thời gian chụp ảnh, nên cho phép giảm nhẹ công tác trời, tránh ảnh hưởng thời tiết công tác đo đạc Có thể đo thời điểm nhiều điểm đo khác đối tượng đo Do cho phép đo vật thể tĩnh mà đo vật thể vận động cực nhanh vận động cực chậm Quy trình công nghệ phương pháp thuận lợi cho việc tự động hóa công tác đo tính, nâng cao hiệu suất công tác tính kinh tế phương pháp Nhược điểm chủ yếu phương pháp đo ảnh trang bị kỹ thuật cồng kềnh đắt tiền, đòi hỏi điều kiện định sử dụng bảo quản, đặc biệt khí hậu nhiệt đới nước ta Phạm vi ứng dụng: Trong công trình: đo biến dạng dịch động công trình, nghiên cứu mô hình xây dựng, vật liệu xây dựng Trong công nghiệp: đo tính khối lượng khai thác mỏ, nghiên cứu phương án thiết kế gia công tối ưu, kiểm tra công tác lắp ráp thiết bị công nghiệp, kiểm tra chất lượng tạo hình công nghiệp chế tạo máy bay, oto, tàu thủy… Nông lâm nghiệp: điều tra quy hoạch đất đai, điều tra nghiên cứu rừng, nghiên cứu trình phát triển gia súc loại trồng Khí tượng thủy văn: nghiên cứu tượng khí tượng mây, mưa, gió Nghiên cứu dòng chảy tượng thủy văn sóng, thủy triều… Kiến trúc bảo tồn bảo tàng: giữ gìn khôi phục công trình kiến trúc di tích lịch sử-văn hóa có giá trị Lĩnh vực quân sự: nghiên cứu quỹ đạo tốc độ loại đầu đạn, tên lửa, máy bay…nghiên cứu vụ nổ… Các ngành khoa học ký thuật khác y học, địa chất, sinh vật học, hóa lý… 4   - Câu 5: Trình bày khái niệm ảnh đo Nêu yếu tố hình học ảnh đo Ảnh đo kết trình tạo hình hình học tạo hình quang học thông qua hệ thống thấu kính có chất lượng cao lưu trữ phim ảnh giấy ảnh ( ảnh tương tự) sản phẩm trình quét ảnh điện tử máy chụp ảnh kỹ thuật số chuyên dụng lưu trữ băng từ địa từ, đồng thời hiển thị thiết bị hiển thị Các yếu tố hình học bản: (E): mp vật, thông thường mp nằm ngang (P): mp ảnh Trong trường hợp chung, mặt P có góc nghiêng mp vật E Tâm chụp hay tâm chiếu S vị trí S mặt P xác định theo tiêu cự máy chụp ảnh cho thỏa mãn điều kiện So= Qua tâm chiếu S dựng mp W thẳng góc với mặt E P W mặt đứng Vết mpW mpP gọi đường dọc vv Vết mpW mp vật E gọi đường hướng chụp VV Giao tuyến mp ảnh P với mp vật E gọi đường nằm ngang hay trục chup TT Từ tâm chụp S kẻ đường vuông góc xuống mp ảnh P giao điểm chúng gọi điểm ảnh o So tia sáng Từ tâm chụp S kẻ đường vuông góc SN xuống mp vật W giao điểm với mp ảnh gọi điểm đáy ảnh n Trong mp W từ tâm chụp S kẻ đường song song với mp E, giao điểm với mặt P gọi điểm đẳng giác c Trong mặt W từ tâm chụp S kẻ đường phân giasc góc ( oSn=), giao điểm với mặt P gọi điểm tụ I Trong mp ảnh P qua I kẻ đường song song với đường nằm ngang TT có đường chân trời Trong mp P qua điểm ảnh o kẻ đường song song với đường nằm ngang TT có đường nằm ngang Trong mp P qua điểm đẳng giác c kẻ đường thẳng song song với trục chụp TT có đường đẳng tỷ lệ Khoảng cách từ tâm chụp S đến mp vật E theo đường dây dọi gọi độ cao chụp ảnh SN=H 5 Câu 6: Trình bày hệ thống toạ độ thường dùng đo ảnh So sánh hệ toạ độ không gian ảnh hệ toạ độ đo ảnh  Các hệ thống tọa độ thường dùng đo ảnh là: hệ tọa độ mp ảnh, htđ không gian ảnh, htđ đo ảnh, htđ trắc địa Htđ mp ảnh: - Trục x’ tạo đường thẳng nối mấu khung trái-phải trục y’ tạo đường thẳng nối mấu khung trên-dưới x’ vuông góc với y’ O’ - Tọa độ điểm bất kỳ: TH1: O’trùng O -> a ( TH2: O’ không trùng O -> a ( Htđ không gian ảnh: (Sxyz) Gốc htđ chọn điểm tâm chụp S Trực x tương ứng // x’ Trục y tương ứng // y’ Trục z trùng So hướng lên Tọa độ điểm TH1: O không trùng O’ ->) TH2: O trùng O’ -> Htđ đo ảnh: - 6  Htđ dùng để xác định vị trí điểm đo mô hình lập thể Htđ xác định sau: gốc tọa độ chọn tùy ý, thường trùng với điểm tâm chiếu trái mô hình điểm mô hình Các trục tọa độ chọn tùy ý theo nguyên tắc hệ tọa độ không gian vuông góc Một điểm P biểu diễn vecto: R’= Trong đó: X’,Y’,Z’ trị tọa độ đo ảnh điểm P mô hình Htđ trắc địa: bao gồm: Htđ Gauss- Kruger :RG=(XG,YG,h)T Htđ địa lý ( L,B,H):RG=(L,B,H)T Htđ địa tâm: RG=(XG,YG,ZG)T So sánh htđ không gian ảnh htđ đo ảnh: + Giống nhau: - Đều dùng để biểu diễn xác định vị trí điểm ảnh - Tọa độ điểm hệ tọa độ biểu diễn vecto 7 + Khác nhau: Tiêu chí Htđ không gian ảnh Htđ đo ảnh Vị trí Trong không gian ảnh Trong không gian vật Gốc tọa độ Trùng với tâm chụp S - z trùng với trục tia sáng Các trục So hướng lên - x,y song song với trục tọa độ x’,y’ hệ tọa độ mp ảnh Một điểm ảnh P’ biểu diễn vecto: r= Tọa độ Trong z = điểm P Được chọn tùy ý, thường trùng với điểm tâm chiếu trái mô hình điểm mô hình Được chọn tùy ý theo nguyên tắc hệ tọa độ không gian vuông góc Một điểm đo P biểu diễn vecto: R’ = Trong X’,Y’,Z’ trị tọa độ đo ảnh điểm P mô hình Phạm vi Ứng dụng đo vẽ ảnh Chỉ ứng dụng đo vẽ ảnh ứng dụng đơn, ảnh lập thể lập thể 8  • • • •   - Câu 7: Trình bày nguyên tố định hướng ảnh So sánh giống khác hai nhóm góc định hướng ảnh Nêu tính chất ma trận quay A Các nguyên tố định hướng ảnh: Nguyên tố định hướng ảnh: Là yếu tố hình học xác định vị trí không gian tâm chụp S mp ảnh nhằm phục hồi lại chùm tia chụp ảnh, bao gồm: Tọa độ điểm ảnh htđ mp ảnh Điểm ảnh giao điểm chùm tia sáng với mp ảnh, thường ký hiệu o Đối với ảnh hàng không tọa độ Đối với ảnh mặt đất Khoảng cách từ tâm chụp S( tiết diện sau hệ thống kính vật) đến mặt phẳng ảnh định nghĩa tiêu cự máy chụp ảnh, ký hiệu fk Nguyên tố định hướng ảnh: yếu tố hình học xác định vị trí chùm tia chụp( ảnh đo) không gian vật, bao gồm: Tọa độ không gian tâm chụp hệ tọa độ trắc địa: Các góc định hướng hệ tọa độ không gian ảnh hệ tọa độ trắc địa chia làm nhóm: Nhóm I Nhóm II - góc nghiêng dọc - góc nghiêng dọc ảnh ảnh - góc nghiêng ngang - góc xoay ảnh ảnh t - góc phương vị ảnh - góc xoay ảnh So sánh hai nhóm nguyên tố định hướng ảnh: Giống nhau: Đều nguyên tố định hướng dùng để xác định vị trí ảnh đo không gian vật 9  Đều có yếu tố góc xoay góc nghiêng dọc ảnh Khác nhau:  - Tiêu chí Nhóm I Nhóm II Góc nghiêng Không có Có ngang Góc phương vị Có Không có Các tính chất ma trận xoay A: Được biểu diễn: A= Dùng để chuyển trục tọa độ htđ không gian ảnh song song với trục tọa độ tương ứng htđ không gian vật, thỏa mãn - - Các phần tử ma trận A gọi cosin hướng trục tọa độ tương ứng hai htđ Nó phụ thuộc vào thứ tự quay góc để triệt tiêu góc kẹp trục tọa độ tương ứng hai htđ 10 10  • Y=Yo+(Z-Zo)V/W Với (Z-Zo) = -H Và: U=a11(x’-x’o)+a12(y’-y’o)-a13fk V=a21(x’-x’o)+a22(y’-y’o)-a23fk W=a31(x’-x’o)+a32(y’-y’o)-a33fk Nên ta có: X=Xo - HU/W Y=Yo –HV/W Z=Zo – H *với ảnh lí tưởng: U=x’ V=y’ W= -fk X=Hx’/fk , Y=Hy’/fk , Z=-H 2_ toán nghịch -nhiệm vụ:xác định tọa độ ảnh điểm ảnh biết tọa độ trắc địa điểm vật tương úng - công thức: r’=m’A-1(R-Ro) Trong đó: m’=1/m A-1=AT Từ có quan hệ sau: x’=x’o – fkU’/W’ y’=y’o – fkV’/W’ đó: U’=a11(X-Xo)+a21(Y-Yo)+a31(Z-Zo) V’=a21(X-Xo)+a22(Y-Yo)+a23(Z-Zo) W’=a13(X-Xo)+a23(Y-Yo)+a33(Z-Zo) Với ảnh lí tưởng: x’=fkX/H y’=fkY/H 14 14 Câu 10: Khái niệm chung biến dạng hình học ảnh hàng không.? Theo quy luật phép chiếu xuyên tâm, hình ảnh ảnh đo không đồng dạng với vật thể hai nguyên nhân: - mặt phẳng ảnh nghiêng( α ≠0) - tính không gian vật thể( trắc địa, độ chênh cao địa hình độ cong mặt đất miền thực địa) Do tính chất vật lý trình chụp ảnh bao gồm: - sai số méo hình hệ thống kính vật máy chụp ảnh - sai số chiết quang môi trường truyền sáng( chiết quang đứng không khí) - sai số biến dạng vật liệu chụp ảnh( ép phẳng, biến dạng) 15 15 Câu 11: Vẽ hình, nêu khái niệm công thức xác định xê dịch điểm ảnh ảnh nghiêng gây ra, giải thích thành phần công thức Nêu quy luật xê dịch vị trí điểm ảnh ảnh nghiêng gây ra?  Khái niệm: chênh lệch hai vecto điểm ảnh tương ứng ảnh    - nghiêng ảnh nằm ngang Công thức: = r’ – r (I) Trong đó:là xê dịch điểm ảnh ảnh nghiêng gây r bán kính hướng tâm điểm ảnh m ảnh nằm ngang điểm c tính theo: r = r’ bán kính hướng tâm điểm ảnh m’ ảnh nghiêng điểm c’ tính theo : : r’ = Thay r = vào (I) ta : = - (*) Hoặc thay y’= r’ ta có: = - (**) Quy luật: Khi y’ = tức điểm nằm phía đường đẳng tỷ lệ =0,tức sai số vị trí điểm ảnh nghiêng gây Khi y’ >0, tức điểm nằm phía đường đẳng tỷ lệ [...]... trắc địa của các điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp sang hệ toạ độ đo ảnh Trước hết cần tính chuyển tọa độ trắc địa của điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp về htđ không gian đo ảnh theo quan hệ: trong đó: là vecto tọa độ đo ảnh của điểm khống chế ảnh là vecto tọa độ của điểm gốc htđ đo ảnh, thường trùng với một điểm khống chế ảnh là vecto tọa độ trắc địa của điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp là ma trận quay... lập thể nhân tạo Nó là cơ sở của phương pháp đo ảnh lập thể trong trắc địa ảnh Cặp ảnh P1 và P2 thu được từ điểm nhìn của 2 mắt khác nhau đối với một vật thể, tương đương với việc chụp ảnh từ 2 tâm chụp khác nhau, được gọi là cặp ảnh lập thể  Muốn tạo nên cảm giác lập thể nhân tạo cần phải có những điều kiện cơ bản sau: - hình ảnh của vật thể nhất thiết phải chụp trên 2 tấm ảnh với 2 tâm chụp khác... ảnh( ép phẳng, biến dạng) 15 15 Câu 11: Vẽ hình, nêu khái niệm và công thức xác định sự xê dịch điểm ảnh do ảnh nghiêng gây ra, giải thích các thành phần trong công thức Nêu quy luật xê dịch vị trí điểm ảnh do ảnh nghiêng gây ra?  Khái niệm: là sự chênh lệch giữa hai vecto điểm ảnh tương ứng trên ảnh    - nghiêng và trên ảnh nằm ngang Công thức: = r’ – r (I) Trong đó:là sự xê dịch điểm ảnh do ảnh. .. người cơ sở đo n nhận tính không gian của vật thể khi nhìn bằng hai mắt là gì? - - - - Nhìn A bằng hai mắt: A cách mắt 1 đo n YA Trục nhìn của hai mắt giao nhau tại A tạo γA a1: hình ảnh của A trên võng mạc mắt trái a2: hình ảnh của A trên võng mạc mắt phải Nhìn P bằng hai mắt: P cách mắt 1 đo n YP Trục nhìn của hai mắt giao nhau tại P tạo γP P1: hình ảnh của P trên võng mạc mắt trái P2: hình ảnh của... điểm ảnh do độ chênh cao địa hình gây ra Khi tức là trên đường nằm ngang qua điểm đáy ảnh n, độ xê dịch trên điểm ảnh nghiêng và trên ảnh nằm ngang giống nhau Khi r’ = 0 tức là tại điểm đáy ảnh n thì = 0 Dấu của phụ thuộc vào dấu của độ chênh cao là: Nếu h>0 thì >0, tức là điểm ảnh bị xê dịch ra xa điểm đáy ảnh n trên phương vecto hướng tâm Nếu h ... liệu đo đạc thời gian chụp ảnh, nên cho phép giảm nhẹ công tác trời, tránh ảnh hưởng thời tiết công tác đo đạc Có thể đo thời điểm nhiều điểm đo khác đối tượng đo Do cho phép đo vật thể tĩnh mà đo. .. bày khái niệm ảnh đo Nêu yếu tố hình học ảnh đo Ảnh đo kết trình tạo hình hình học tạo hình quang học thông qua hệ thống thấu kính có chất lượng cao lưu trữ phim ảnh giấy ảnh ( ảnh tương tự)... độ cao chụp ảnh SN=H 5 Câu 6: Trình bày hệ thống toạ độ thường dùng đo ảnh So sánh hệ toạ độ không gian ảnh hệ toạ độ đo ảnh  Các hệ thống tọa độ thường dùng đo ảnh là: hệ tọa độ mp ảnh, htđ không