Bài giảng trắc lượng ảnh giải tích và kỹ thuật số ths nguyễn tấn lực

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM BỘ MƠN ĐỊA TIN HỌC CBGD: Th.S Nguyễn Tấn Lực CHƯƠNG CƠ SỞ TỐN HỌC ĐO ẢNH LẬP THỂ 1.1 CƠ SỞ HÌNH HỌC 1.1.1 NHỮNG YẾU TỐ HÌNH HỌC CƠ BẢN 1.1.2 TỶ LỆ MƠ HÌNH 1.2 ĐỊNH HƯỚNG MƠ HÌNH LẬP THỂ 1.2.1.1 ĐỊNH HƯỚNG TƯƠNG ĐỐI ĐỊNH HƯỚNG TRONG: Xác định tọa độ điểm ảnh x’0, y’0 ; tiêu cự f ĐỊNH HƯỚNG TƯƠNG ĐỐI Xác đỊnh tương quan ảnh  xác định độ chênh lệch ngun tố định hướng ngồi X02 – X01 = BX Y02 – Y01 = BY Z02 – Z01 = BZ 2 - 1 =  2 - 1 =  2 - 1 =  BX, BY, BZ: CÁC THÀNH PHẦN CỦA CẠNH ĐÁY B CHIẾU LÊN CÁC TRỤC X, Y, Z THỰC TẾ, THÀNH PHẦN BX CHỈ CĨ TÁC DỤNG XÁC ĐỊNH TỶ LỆ MƠ HÌNH, MÀ KHƠNG THAM GIA VÀO Q TRÌNH XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ TƯƠNG ĐỐI GIỮA TẤM ẢNH VÌ VẬY: CHỈ CĨ YẾU TỐ THAM GIA VÀO Q TRÌNH ĐỊNH HƯỚNG TƯƠNG ĐỐI GIỮA TẤM ẢNH LÀ: BY, BZ, , ,  : NGUN TỐ ĐỊNH HƯỚNG TƯƠNG ĐỐI CẶP ẢNH LẬP THỂ 1.2.1.2 ĐỊNH HƯỚNG TUYỆT ĐỐI XÁC ĐỊNH TỶ LỆ MƠ HÌNH VÀ VỊ TRÍ KHƠNG GIAN CỦA MƠ HÌNH TRONG HỆ TỌA ĐỘ TRẮC ĐỊA •HỆ SỐ TỶ LỆ MƠ HÌNH: mMH •TỌA ĐỘ ĐIỂM GỐC HỆ TỌA ĐỘ MƠ HÌNH TRONG HỆ TỌA ĐỘ TRẮC ĐỊA: X0, Y0, Z0 •CÁC GĨC ĐỊNH HƯỚNG MƠ HÌNH (CÁC GĨC XOAY CỦA HỆ TỌA ĐỘ MƠ HÌNH TRONG HỆ TỌA ĐỘ TRẮC ĐỊA): : GĨC NGHIÊNG DỌC ( TRỤC X) : GĨC NGHIÊNG NGANG (TRỤC Y) : GĨC XOAY (TRỤC Z) 1.2.2 CÁC HỆ THỐNG TỌA ĐỘ MƠ HÌNH VÀ CÁC NGUN TỐ ĐỊNH HƯỚNG TƯƠNG ĐỐI 1.2.2.1 HỆ THỐNG TỌA ĐỘ MƠ HÌNH ĐỘC LẬP LẤY CẠNH ĐÁY CHIẾU ẢNH LÀM CƠ SỞ XÂY DỰNG HỆ TỌA ĐỘ MƠ HÌNH O’X’Y’Z’ •GỐC TỌA ĐỘ MƠ HÌNH  S1 •TRỤC X’  CẠNH ĐÁY b, HƯỚNG TRÁI SANG PHẢI •TRỤC Y’ // ĐƯỜNG DỌC CHÍNH vv CỦA ẢNH TRÁI TỪ ĐĨ TA CĨ: 1 = NGUN TỐ ĐỊNH HƯỚNG TƯƠNG ĐỐI GỒM:1, 1, 2, 2, 2 1.2.2.2 HỆ THỐNG TỌA ĐỘ MƠ HÌNH PHỤ THUỘC: LẤY TỜ ẢNH TRÁI LÀM CƠ SỞ ĐỂ XÁC LẬP HỆ THỐNG TỌA ĐỘ MƠ HÌNH CÁC NGUN TỐ ĐỊNH HƯỚNG TƯƠNG ĐỐI XÁC ĐỊNH BẰNG ĐỘ CHÊNH CỦA CÁC NGUN TỐ ĐỊNH HƯỚNG ẢNH PHẢI SO VỚI ẢNH TRÁI 10 CÁC U CẦU KHI XÂY DỰNG LƯỚI: Để nâng cao độ xác lưới TGAKG, cần: Tăng số lượng điểm liên kết mơ hình Sử dụng điểm tâm chiếu làm điểm liên kết mơ hình Tăng độ phủ dọc q%  30% dải bay, tăng số lượng điểm KCA ngoại nghiệp 56 2.3.2 PP TGAKG GIẢI TÍCH THEO MH CƠ SỞ TỐN HỌC: Trên sở điều kiện đồng phẳng vector điểm ảnh tên MHLT 57 2.3.2 PP TGAKG GIẢI TÍCH THEO MH CƠ SỞ TỐN HỌC: Trên sở điều kiện đồng phẳng vector điểm ảnh tên MHLT R = Roi + i.ri (*) Và R = Roi+1 + i+1.ri+1 (**) i, i+1: hệ số tỷ lệ ri = [ xi yi zi ]T = Ai.[ x’-x’o y’-y’o -f ]T ri+1 = [ xi+1 yi+1 zi+1 ]T = Ai+1.[ x’’-x”o y’’-y”o -f ]T Ai, Ai+1: ma trận xoay 58 2.3.2 PP TGAKG GIẢI TÍCH THEO MH (*)  R - Roi = i.ri X - Xoi = i.xi Y - Yoi = i.yi (***) Z - Zoi = i.zi (**)  R – Roi+1 = i+1.ri+1 X – Xoi+1 = i+1.xi+1 Y – Yoi+1 = i+1.yi+1 (****) Z – Zoi+1 = i+1.zi+1 59 2.3.2.1 PT ĐK ĐỐI VỚI ĐIỂM KC TỔNG HỢP Từ (***); (****): loại i i+1  X = F(Xoi; Xoi+1; Yoi; Yoi+1; Zoi; Zoi+1; f; x’; x”; y’; y”; x’o; x”o; y’o; y”o; aij; bij) Y = F(Xoi; Xoi+1; Yoi; Yoi+1; Zoi; Zoi+1; f; x’; x”;y’; y”; x’o; x”o; y’o; y”o; aij; bij) Z = F(Xoi; Xoi+1; Yoi; Yoi+1; Zoi; Zoi+1; f; x’; x”; y’; y”; x’o; x”o; y’o; y”o; aij; bij) aij; bij: phần tử ma trận xoay 60 2.3.2.2 PT ĐK ĐỐI VỚI ĐIỂM KC TỌA ĐỘ (X, Y) Từ (***); (****): loại i ; i+1; Z X = F(Xoi; Xoi+1; Yoi; Yoi+1; Zoi; Zoi+1; f; x’; x”; y’; y”; x’o; x”o; y’o; y”o; aij) Y = F(Xoi; Xoi+1; Yoi; Yoi+1; Zoi; Zoi+1; f; x’; x”;y’; y”; x’o; x”o; y’o; y”o; aij) 61 2.3.2.3 PT ĐK ĐỐI VỚI ĐIỂM KC CAO ĐỘ (Z) Từ (***); (****): loại i ; i+1; X; Y Z = F(Xoi; Xoi+1; Yoi; Yoi+1; Zoi; Zoi+1; f; x’; x”; y’; y”; x’o; x”o; y’o; y”o; aij) 62 2.3.3 PP TGAKG THEO CHÙM TIA CƠ SỞ TỐN HỌC: Dựa vào điều kiện đồng phương vector điểm ảnh, tâm chiếu điểm vật ảnh đơn 63 2.3.3 PP TGAKG THEO CHÙM TIA CƠ SỞ TỐN HỌC: RJ = RO + m.A.r’  r’ = m’.A-1.(RJ – RO) Dựa vào quan hệ tọa độ toạ độ ảnh đơn tọa độ mặt đất, ta có: x = x' - f U/W = Fx(X,Y,Z,X0,Y0,Z0,,,,f, xo',yo') y = y' – f V/W = Fy(X,Y,Z,X0,Y0,Z0, ,,,f, xo',yo') Trong đó: U= a11x' +a12y'-a13f V= a21x' +a22y'-a23f W= a31x' +a32y'-a33f aij : hệ số ma trận xoay A 64 2.3.3 PP TGAKG THEO CHÙM TIA TUYẾN TÍNH HỐ HÀM TOẠ ĐỘ: vx= a1dX0+ a2dY0+ a3dZ0+ a4d + a5dω + a6dk+ a7df+ a8dx'0 + A9.dy'0 - lx ; (lx = F0x -x') vy= b1dX0+ b2dY0+ b3dZ0+ b4d + b5dω + b6dk+ b7df+ b8dx'0 +b9 dy'0 - ly ; (ly = F0y -y') Trong đó: a1= -f/H; b1 =0; a2 = 0; b2 = -f/H; a3 = x/H; b3 = -y/H a4 = f(1+ x /f2) ; b4 =xy/f ; a5 = -xy/f ; b5 = f(1+ y2 /f2); a6 = y;b6 = -x 65 2.3.3 PP TGAKG THEO CHÙM TIA TUYẾN TÍNH HỐ HÀM TOẠ ĐỘ a7 = -U/W= (x-x'0)/ ; b7 = -V/W= (y-y'0)/ f; a8 = 1; b8 = 0; a9 = 0; b9 = GIẢI BÀI TỐN THEO PHƯƠNG PHÁP SỐ BÌNH PHƯƠNG CỰC TIỂU 66 Khảo sát thiết kế Bố trí điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp Bay chụp ảnh hàng không Quét ảnh Xây dựng Propject Đo khống chế ảnh ngoại nghiệp Tăng dày khống chế ảnh nội nghiệp Nắn ảnh trực giao lập bình đồ ảnh 67 Xác đònh ranh, điều vẽ, đo bổ sung Số hóa nội dung đồ gốc Kiểm tra, đối soát Xác đònh ranh QH Xuất bb bàngiao ranh SDĐ Biên tập, TL BĐĐC Xuất bđ, HSKT Kiểm tra, nghiệm thu, bàn giao sp 68 69 stt x' (mm) y' (mm) x" (mm) y" (mm) 77.467 40.403 7.003 17.709 97.780 81.898 28.256 56.980 -21.834 -37.712 -99.661 -55.428 39.153 33.447 -110.415 17.387 -3.487 -56.390 -81.758 -76.172 66.651 -37.431 -8.831 -61.224 -34.640 46.192 KT f=153.40mm 107.248 76.794 [...]... v (6) A: MA TRẬN HỆ SỐ X: MA TRẬN ẨN SỐ L: MA TRẬN SỐ HẠNG TỰ DO V: VECTOR SỐ HIỆU CHỈNH GIẢI (6) THEO PHƯƠNG PHÁP SỐ BÌNH PHƯƠNG CỰC TIỂU vT.P.v MIN  (AT.A).X = AT.L 18  X = (AT.A)-1.(AT.L) 1.4 ĐỊNH HƯỚNG TUYỆT ĐỐI MHLT 1.4.1 BÀI TOÁN XÁC ĐỊNH TỶ LỆ MÔ HÌNH mMH VÀ ĐỊNH HƯỚNG MÔ HÌNH TRONG HỆ TỌA ĐỘ TRẮC ĐỊA R = R0 + m.A.RM (7) R = [X, Y, Z]T TỌA ĐỘ CỦA ĐIỂM TRONG HỆ TỌA ĐỘ TRẮC ĐỊA 19 R0 = [X0,... ĐHTGĐ CẶP ẢNH LẬP THỂ 1.3.2.1 CẶP ẢNH ĐỘC LẬP b = (b, 0, 0)T (3)  bX(y1.z2-y2.z1) = 0  y1.z2-y2.z1 = 0 MA TRẬN A1, A2 SỬ DỤNG CÁC GIÁ TRỊ GẦN ĐÚNG (TRƯỜNG HỢP CÁC GÓC ĐỊNH HƯỚNG NHỎ) 14 A1 = A2 = PTĐHTGĐ: (4) 15 1.3.2.2 CẶP ẢNH PHỤ THUỘC (3)  p = x’ – x” ĐẶT: 16 THAY VÀO PT TRÊN, TA CÓ PTĐHTGĐ: (5) 17 1.3.2.3 PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG MÔ HÌNH LẬP THỂ XÁC ĐỊNH 5 NTĐHTGĐ THÀNH LẬP HỆ PT ĐHTGĐ CỦA CẶP ẢNH LẬP... MÔ HÌNH CẶP ẢNH LÝ TƯỞNG 32 hM 1M 2  Z M 2  Z M 1 Z M1 b  Z 01  f PM 1 ZM2 b  Z 02  f PM 2 hM1M 2 b f  ( PM1  PM 2 ) PM1 PM 2 33 b f  Z 01  Z M1  H M1 PM1  hM1M 2  H M1 PM1M 2 PM 2 34 CHƯƠNG 2 CÔNG TÁC TĂNG DÀY KHỐNG CHẾ ẢNH 35 2.1 VAI TRÒ VÀ NHIỆM VỤ Điểm khống chế là cơ sở xác định vị trí không gian của chùm tia hoặc mô hình lập thể trong hệ toạ độ trắc địa Điểm khống chế ảnh được đánh... dm).(A’+dA).RM (8) KHAI TRIỂN (8), CHỈ LẤY THÀNH PHẦN BẬC 1: v = dR0 + dm.A’.RM + m’.dA.RM – (R’ – R’0 – m’.A’.RM) (9) 21 DẠNG MA TRẬN: - 22 TRONG ĐÓ: 1.4.2 GIẢI BÀI TOÁN ĐỊNH HƯỚNG TUYỆT ĐỐI - XÁC ĐỊNH 7 NGUYÊN TỐ ĐỊNH HƯỚNG - GIẢI THEO PP SỐ BÌNH PHƯƠNG CỰC TIỂU - CẦN TỐI THIỂU 3 ĐIỂM KHỐNG CHẾ NGOẠI NGHIỆP 23 1.5 QUAN HỆ TỌA ĐỘ TRONG MÔ HÌNH LẬP THỂ 1.5.1 TỌA ĐỘ MÔ HÌNH ĐiỂM ĐO TRONG MÔ HÌNH LẬP...   Z '01  m1.z1  27  X '  X '02  m2 x2  Y '   Y '   m y     02   2 2   Z '   Z '02  m2 z2  28 1.5.2 QUAN HỆ TỌA ĐỘ TRONG CẶP ẢNH LÝ TƯỞNG 1.5.2.1 TỌA ĐỘ MÔ HÌNH TRONG CẶP ẢNH LÝ TƯỞNG Trong cặp ảnh lý tưởng, ta có: A1 = A2 = I  bX = b, bY = bZ = 0 B  m1  m2  P = x’1 – x’2 P  x1   x'1      r1   y1    y '1   z1   f   x2   x ' 2 ... TRẮC ĐỊA R = R0 + m.A.RM (7) R = [X, Y, Z]T TỌA ĐỘ CỦA ĐIỂM TRONG HỆ TỌA ĐỘ TRẮC ĐỊA 19 R0 = [X0, Y0, Z0]T TỌA ĐỘ ĐIỂM GỐC TỌA ĐỘ MÔ HÌNH TRONG HỆ TỌA ĐỘ TRẮC ĐỊA m: HỆ SỐ TỶ LỆ MÔ HÌNH A: MA TRẬN XOAY CỦA CÁC GÓC ĐỊNH HƯỚNG MÔ HÌNH TRONG HỆ TỌA ĐỘ TRẮC ĐỊA A = A.A.A ĐỂ ĐỊNH HƯỚNG TUYỆT ĐỐI MÔ HÌNH CẦN XÁC ĐỊNH 7 YẾU TỐ: X0, Y0, Z0, m, , ,  THAY: R = R’ +v R0 = R’0 + dR0 m = m’ +dm A = A’ + dA... Điểm khống chế là cơ sở xác định vị trí không gian của chùm tia hoặc mô hình lập thể trong hệ toạ độ trắc địa Điểm khống chế ảnh được đánh dấu trên ảnh đồng thời xác định toạ độ trong hệ toạ độ trắc địa Nếu đo đạc tất cả các điểm khống chế ở thực địa thì khối lượng công việc ngoại nghiệp lớn 36 ... R02 + m2.r2 (2)          X' R Y' Z'             01    01   01  X ' R01  Y ' Z '                     X 02' R02  Y02' Z02' m1, m2: hệ số tỷ lệ các vector điểm ảnh Nếu: O’  S1  R01 = 0,           bX R02 = b  bY bZ           25 (1), (2)  R1 = b + R2  m1.r1 = b + m2.r2 (3) Nhân hữu hướng (3) lần lượt với r1, r2 đk: r1^r1... 2 - 1 = 2 ; (1 = 0)  = 2 - 1 = 2 ; (1 = 0)  = 2 - 1 ; (1 = 0) : GÓC LỆCH GIỮA HÌNH CHIẾU CỦA b LÊN MP O’X’Y’ SO VỚI TRỤC X’ : GÓC HỢP BỞI b VÀ HÌNH CHIẾU CỦA NÓ LÊN MP O’X’Y’ bX’ = b.cos.cos bY’ = b.sin.cos bZ’ = b.sin 11 1.3 BÀI TOÁN XÂY DỰNG MÔ HÌNH LẬP THỂ 1.3.1 ĐK HÌNH HỌC ĐHTGĐ MHLT: ĐK ĐỒNG PHẲNG: F = (r1^r2).b = 0 (1) r1 = A1.r’1 = (x1, y1, z1)T r2 = A2.r’2 = (x2, y2, z2)T