TRƯỜNG ĐẠI HỌKHOA TR NGUY ĐỒ NGHIÊN C ẢNH V KHU V ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG H KHOA TRẮC ĐỊA – BẢN ĐỒ NGUYỄN KHÁNH TOÀN Ồ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU NẮN CHỈNH HÌNH HỌC ẢNH VỆ TIN
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌ
KHOA TR
NGUY
ĐỒ
NGHIÊN C
ẢNH V
KHU V
ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG H
KHOA TRẮC ĐỊA – BẢN ĐỒ
NGUYỄN KHÁNH TOÀN
Ồ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU NẮN CHỈNH HÌNH HỌC
ẢNH VỆ TINH VNREDSat-1
KHU VỰC THÀNH PHỐ HỘI AN
HÀ NỘI, 2016
NG HÀ NỘI
ỌC
Trang 2TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
KHOA TRẮC ĐỊA - BẢN ĐỒ
NGUYỄN KHÁNH TOÀN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU NẮN CHỈNH HÌNH HỌC
ẢNH VỆ TINH VNREDSat-1
KHU VỰC THÀNH PHỐ HỘI AN
NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS LÊ ĐẠI NGỌC
HÀ NỘI, 2016
Trang 3LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên em xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới Thượng tá TS Lê Đại Ngọc, – Phòng Bản Đồ – Viễn thám, Cục Bản Đồ – BTTM, người đã đưa
ra định hướng và tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành đồ án
Xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo Bộ môn Bản đồ, Viễn thám và GIS cùng các thầy, cô trong Khoa Trắc địa Bản đồ đã chỉ dẫn, đóng góp nhiều
ý kiến bổ ích trong quá trình hoàn thành đồ án
Mặc dù có nhiều cố gắng nhưng do kiến thức chuyên môn còn hạn chế, thời gian nghiên cứu thựcc hiện đề tài còn có hạn nên nội dung đồ án không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được sự chỉ bảo, góp ý của các thầy, cô giáo, các anh, chị cán bộ kỹ thuật và các bạn đồng nghiệp
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà N ội, tháng 6 năm 2016
Sinh viên
Nguyễn Khánh Toàn
Trang 4MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU ẢNH VỆ TINH VNREDSAT-1 3
1.1 Ảnh vệ tinh 3
1.1.1 Thu nhận ảnh vệ tinh 3
1.1.2 Các loại ảnh vệ tinh phổ biến 10
1.2 Ảnh vệ tinh VNREDSat-1 16
1.2.1 Đặc tính kỹ thuật ảnh vệ tinh VNREDSat-1 16
1.2.2 Các mức xử lý ảnh vệ tinh VNREDSat-1 20
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT NẮN CHỈNH HÌNH HỌC ẢNH VỆ TINH VNREDSAT-1 21
2.1 Sự méo hình của ảnh vệ tinh 21
2.1.1 Các yếu tố gây nên biến dạng ảnh vệ tinh 21
2.1.2 Một số dạng méo hình của ảnh vệ tinh 22
2.2 Nguyên lý nắn chỉnh hình học ảnh vệ tinh 23
2.2.1 Nguyên lý chung nắn ảnh số 23
2.2.2 Nguyên lý nắn ảnh vệ tinh 24
2.3 Các phương pháp nắn chỉnh hình học ảnh 25
2.3.1 Nắn chỉnh hình học ảnh bằng mô hình đa thức 25
2.3.2 Nắn chỉnh hình học ảnh bằng mô hình vật lý 29
2.4 Quy trình thành lập bình đồ ảnh vệ tinh VNREDSat-1 30
2.5 Quy định kỹ thuật về sản xuất ảnh bình đồ ảnh vệ tinh mức 3 31
Trang 5CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM NẮN CHỈNH HÌNH HỌC ẢNH VỆ TINH VNREDSAT-1 KHU VỰC THÀNH PHỐ HỘI AN BẰNG PHẦN MỀM
ENVI 5.2 VÀ ERDAS 2014 33
3.1 Khu vực nắn ảnh và dữ liệu 33
3.1.1 Khu vực nắn ảnh 33
3.1.2 Dữ liệu đầu vào 33
3.2 Nắn chỉnh hình học ảnh vệ tinh VNREDSat-1 34
3.2.1 Sử dụng phần mềm ERDAS 2014 34
3.2.2 Sử dụng phần mềm ENVI 5.2 42
3.2.3 Các trường hợp thực nghiệm 51
3.3 Kết quả nắn chỉnh hình học và đánh giá độ chính xác 54
3.3.1 Kết quả nắn chỉnh hình học 54
3.3.2 Đánh giá độ chính xác 55
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 61
TÀI LIỆU THAM KHẢO 63
PHỤ LỤC 65
Trang 6DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
CHỮ VIẾT TẮT CHỮ VIẾT ĐẦY ĐỦ
GSD Ground Resolution Distance: Độ phân giải mặt đất OLI Operational Land Imager : Bộ thu nhận ảnh mặt đất TIRS Thermal Infrared Sensor: Bộ cảm biến hồng ngoại nhiệt
Trang 7DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1 Đặc trưng bộ cảm của ảnh vệ tinh LANDSAT 8 11
Bảng 1.2 Các thông số của ảnh vệ tinh SPOT 12
Bảng 1.3 Thông số cơ bản ảnh vệ tinh IKONOS 13
Bảng 1.4 Các đặc điểm của Quickbird 15
Bảng 1.5 Thông số chi tiết của vệ tinh VNREDSat-1 17
Bảng 1.6 Thông số kỹ thuật của bộ cảm NAOMI 18
Bảng 3.1 Tọa độ các điểm kiểm tra 56
Bảng 3.2 Sai số tại các điểm kiểm tra với trường hợp 7 điểm KCA 57
Bảng 3.3 Sai số tại các điểm kiểm tra với trường hợp 9 điểm KCA 58
Bảng 3.4 Sai số tại các điểm kiểm tra với trường hợp 12 điểm KCA 59
Trang 8DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1 Nguyên lý thu nhận dữ liệu viễn thám 4
Hình 1.2 Chụp ảnh theo nguyên tắc khung 6
Hình 1.3 Thu hình ảnh theo phương pháp quét 8
Hình 1.4 Cấu trúc ảnh số tạo từ phương pháp quét 9
Hình 2.1 Các dạng méo hình do bản thân bộ cảm biến của vệ tinh 22
Hình 2.2 Các dạng méo hình do các yếu tố bên ngoài 23
Hình 2.3 Hệ thống cục bộ của khung ảnh được nắn 27
Hình 3.1 Khu vực nghiên cứu 33
Hình 3.2 Quy trình nắn chỉnh hình học ảnh VNREDSat-1 sử dụng phần mềm ERDAS Imagine 2014 34
Hình 3.3.Khởi động module IMAGINE Photogrammetry 35
Hình 3.4 Tạo block file hoian_pan 35
Hình 3.5 Lựa chọn mô hình cho ảnh VNREDSat-1 36
Hình 3.6 Cài đặt hệ tọa độ cho ảnh nắn 36
Hình 3.7 Lựa chọn ảnh 37
Hình 3.8 Tạo sensor mới cho ảnh VNREDSat-1 37
Hình 3.9 Nhập thông số cho sensor 38
Hình 3.10 Nhập thông số chụp ảnh 38
Hình 3.11 Lựa chọn mô hình số độ cao khu vực Đà Nẵng 39
Hình 3.12 Chọn file tọa độ điểm khống chế 39
Hình 3.13 Công cụ Create point 40
Hình 3.14 Sơ đồ bố trí các điểm khống chế 40
Hình 3.15 Kết quả tính toán bình sai bình sai 41
Hình 3.16 Đặt tên cho ảnh trực giao 41
Hình 3.17 Quy trình nắn chỉnh hình học ảnh VNREDSat-1 sử dụng phần mềm ENVI 5.2 42
Hình 3.18 Khởi động ENVI 5.2 42
Hình 3.19 Nhập ảnh gốc 43
Trang 9Hình 3.20 Nhập mô hình số độ cao (DEM) 43
Hình 3.21 Khởi động module nắn ảnh Cách 1 (trái), cách 2 (phải) 44
Hình 3.22 Nhập dữ liệu nắn ảnh 44
Hình 3.23 Nhập dữ liệu nắn ảnh (tiếp) 45
Hình 3.24 Chọn hệ tọa độ 45
Hình 3.25 Chọn điểm khống chế 46
Hình 3.26 Mở file điểm khống chế 46
Hình 3.27 Cửa sổ layout manager 47
Hình 3.28 Danh sách điểm khống chế 47
Hình 3.29 Cửa sổ điều khiển thứ tự và ghép ảnh 48
Hình 3.30 Bình sai và xuất ảnh nắn 49
Hình 3.31 Tăng cường chất lượng ảnh NNDiffuse Pan shaperning 49
Hình 3.32 Module ghép ảnh Seamless Mosaic 50
Hình 3.33 Kết quả bình sai ảnh với 7 điểm KCA 51
Hình 3.34 Kết quả bình sai ảnh với 9 điểm KCA 52
Hình 3.35 Kết quả bình sai ảnh với 12 điểm KCA 52
Hình 3.36 Kết quả bình sai ảnh với 7 điểm KCA 53
Hình 3.37 Kết quả bình sai ảnh với 9 điểm KCA 53
Hình 3.38 Kết quả bình sai ảnh với 12 điểm KCA 54
Hình 3.39 Kết quả nắn chỉnh hình học bằng phần mềm ENVI 5.2 54
Hình 3.40 Kết quả nắn chỉnh hình học bằng phần mềm ERDAS 2014 55
Hình 3.41 Vị trí các điểm kiểm tra 56
