Đề cương môn đo ảnh I

Đề cương ôn tập đo ảnh 1, ôn tập đề cương. Đề cương ôn tập đo ảnh 1, ôn tập đề cương. Đề cương ôn tập đo ảnh 1, ôn tập đề cương. Đề cương ôn tập đo ảnh 1, ôn tập đề cương. Đề cương ôn tập đo ảnh 1, ôn tập đề cương. Đề cương ôn tập đo ảnh 1, ôn tập đề cương. Đề cương ôn tập đo ảnh 1, ôn tập đề cương. Đề cương ôn tập đo ảnh 1, ôn tập đề cương

Họ tên: Trần Trọng Trường Mã sinh viên: 1421050221 ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP MÔN ĐO ẢNH 1 Khái niệm đo ảnh? Khái niệm phương pháp đo ảnh?  Bản chất?  Nhiệm vụ?  Phương pháp thực hiện?  Các đặc trưng phương pháp đo ảnh? Đặc điểm phạm vi ứng dụng phương pháp đo ảnh? Khái niệm ảnh đo?(định nghĩa, phương thức đặc điểm) Các yếu tố hình học ảnh hàng khơng? Trình bày hệ thống tọa độ không gian ảnh? Các nguyên tố định hướng ảnh? Bài toán chuyển đổi hệ tọa độ khơng gian vng góc đo ảnh? 8.1 TT 8.2 Phép chuyển đổi trực giao hai hệ tọa độ?(tìm ma trận A) Góc quay к→φ →ω ω→к→φ ω→φ →к φ →к→ω φ →ω→к Thứ tự sinh viên 2,3,5,7,9,22, 1,4,6,8,10,24,31 11,13,15,17,19,26 12,14,16,18,20,28 21,23,25,27,29,30 Các tính chất ma trận quay A? (theo 8.1) Bài tốn thuận cơng thức quan hệ tọa độ đo ảnh? 10.Bài tốn nghịch cơng thức quan hệ tọa độ đo ảnh? 11.Xét trường hợp đặc biệt công thức quan hệ tọa độ đo ảnh? 12.Đối với ảnh lý tưởng? 13.Đối với ảnh nghiêng? BÀI LÀM Câu 1: Khái niệm đo ảnh? Định nghĩa: Đo ảnh:  Là ngành khoa học ký thuật xác định vị trí hình dáng đối tượng thơng qua ảnh chụp  Xây dựng đối tượng mà không cần tiếp xúc trực tiếp với chúng  Là phương pháp đo đạc gián tiếp Câu 2: Phương pháp đo ảnh phương pháp viễn thám đại lĩnh vực khoa học trái đất  Bản chất:là phương pháp đo gián tiếp có nhiệm vụ xác định trạng thái hình học đối tượng đo (vị trí, hình dáng, kích thước mối quan hệ tương hỗ) thơng qua hình ảnh thu nhận chúng  Bản chất đo ảnh công cụ khoa học kỹ thuật phát triển để tự động hóa biểu diễn thơng tin thuộc tính khơng gian đối tượng từ hệ thống liệu thu nhận  Nhiệm vụ đo ảnh: xác định trạng thái hình học đối tượng đo (vị trí, hình dạng, kích thước mối quan hệ tương hỗ)  Phương pháp thực hiện: Thu nhận ảnh thực phương pháp chụp ảnh theo nguyên lý phép chiếu xuyên tâm hay phương pháp quét ảnh điện tử đo ảnh mặt đất, đo ảnh hàng không, đo ảnh vệ tinh  Các đặc trưng phương pháp đo ảnh: Phương pháp đo ảnh Phương pháp đo ảnh tương tự Phương pháp đo ảnh giải tích Phương pháp đo ảnh số Tư liệu đầu vào Ảnh tương tự Phương pháp Thiết bị xử lý Sản phẩm thực đầu Chiếu hình Máy đo ảnh Bản đồ quang quang đô thị Ảnh tương tự Ảnh số hóa Ảnh số Các cơng thức tốn học Các cơng thức tốn học Máy đo ảnh giải tích Trạm ảnh số phần mềm chuyên dùng Bản đồ sở liệu số Bản đồ số, bình đồ ảnh, sở liệu số sản phẩm đồ họa Câu 3: Đặc điểm phạm vi ứng dụng phương pháp đo ảnh?  Đặc điểm:  Có thể đo tất đối tượng mà không cần tiếp xúc trực tiếp hoạc đến gần đối tượng mà cần chụp ản đối tượng vùng ánh sáng nhìn thấy, hồng ngoại nhiệt, siêu cao tần Vì mà có khả đo đo đa dạng bao gồm miền thực địa lớn miền thực địa nhỏ  Có thể thu nhận số liệu cách nhanh chóng nên giảm nhẹ cơng tác nặng nhọc ngồi thực địa  Có thể đo nhiều điểm khác thời điểm  Có khả tự động hóa cao có khả nâng cao suất cơng tác đo đạc ngồi trời  Nhược điểm: đòi hỏi thiết bị đắt tiền phải bảo quản theo thiết bị điều kiện định Ngồi cần có cán kỹ thuật chuyên môn cáo  Phạm vi ứng dụng: Ngày hầu giới, phương pháp đo ảnh trở thành phương pháp công tác đo vẽ đồ địa hình loại gọi phương pháp trắc địa ảnh Ngồi lĩnh vực địa hình, phương pháp đo ảnh ứng dụng rộng rãi ngành khoa học kỹ thuật khác như:  Thành lập đồ DEM DTM  Thành lập đồ 3D thành phố  Thành lập đồ địa hình  Thành lập đồ địa  Đo vẽ phi địa hình  Trong cơng trình: đo biến dạng dịch động cơng trình, nghiên cứu mơ hình xây dựng, vật liệu xây dựng,…  Trong công nghiệp: đo tính khối lượng khai thác mỏ, nghiên cứu phương án thiết kế va gia công tối ưu, kiểm tra công tác lắp ráp thiết bị công nghiệp, kiểm tra chất lượng tạo hình cơng nghiệp chế tạo máy bay, o tô, tàu thủy,…  Trong nông nghiệp: điều tra quy hoạch đất đai, điều tra nghiên cứu rừng, ngiên cứu quát trình phát triển gia súc lạo trồng,  Trong khí tượng thủy văn: nghiên cứu tượng khí tượng (mây, mưa, gió), nghiên cứu dòng chảy tượng thủy văn (sóng, thủy triều,…)  Trong kiến trúc bảo tồn bảo tàng: giữ gìn khơi phục cơng trình kiến trúc di tích lịch sử - văn hóa có giá trị  Trong lĩnh vực quân sự: nghiên cứu quỹ đạo tốc độ loại đầu đạn, tên lửa, máy bay, nghiên cứu vụ nổ, ảnh chụp trinh sát,…  Trong lĩnh vực khoa học kỹ thuật khác y học, địa đất, khảo cổ học, sinh vật học, hóa lý, Câu 4: Khái niệm ảnh đo?(định nghĩa, phương thức đặc điểm)  Định nghĩa: Ảnh đo ảnh chụp dùng vào mục đích đo đạc  Phương thức: Ảnh đo hình ảnh thu đối tượng nguyên lý phép chiếu xuyên tâm Ảnh đo kết trình quang học trình quét ảnh điện – từ ghi nhận lại vật liệu ảnh theo nguyên lý phép chiếu xuyên tâm phương thực chụp ảnh quan học từ phương thực quét ảnh  Đặc điểm:  Nội dung phản ánh trung thực chi tiết bề mặt đối tượng chưa thể đươc đầy đủ theo yêu cầu nội dung đồ  Mức độ chi tiết khả đo đạc ảnh đo phụ thuộc vào điều kiện phương thức chụp ảnh, như: điều kiện khí tượng, thiết bị chụp ảnh, vật liệu ảnh, kỹ thuật chụp ảnh,…  ảnh đo nguồn gốc thông tin ban đầu nên trực tiếp sử dụng thành đo đạc khác Câu 5: Các yếu tố hình học ảnh hàng khơng: Giải thích:  Mặt E gọi mặt phẳng vật  Mặt P gọi mặt phẳng ảnh  Điểm S tâm chụp hay tâm chiếu  Qua tâm chiếu S dựng mặt phẳng W  Vết mặt phẳng W mặt phẳng ảnh P đường dọc vv  Vết mặt phẳng W mặt phẳng vật E đường hướng chụp VV  Giao tuyến mặt phẳng ảnh P với mặt phẳng vật E đường nằm ngang hay gọi trục chụp TT  Từ tâm chụp S kẻ đường vng góc xuống mặt phẳng ảnh P giao điểm chúng điểm ảnh o So gọi tia sáng chunhs hay trục quang máy ảnh  Từ tâm chụp S kể đường vng góc SN xuống mặt phẳng vật E giao điểm với mặt phẳng ảnh điểm đáy ảnh n  Điểm đẳng giác c  Điểm tụ I  Đường chân trời hihi  Đường nằm ngang hoho  Đường đẳng tỷ lệ hchc  Độ cao chụp ảnh SN=H Từ hình xác định đại lượng hình học hảnh hàng không: So = fk ; Sn = ; Sc = ; SI = on = fktgα; oI = fkctgα; oc = fk  Khi góc nghiêng ảnh α = 0, tức mặt phẳng ảnh P nằm ngang Đây trường hợp chụp ảnh hàng không lý tưởng Trường trường hợp này, điểm ảnh o, điểm đáy ảnh n điểm đẳng giác c trùng điểm Trên mặt phẳng ảnh, điểm tụ I đường hihi đầu nằm vô cực Câu 6: Trình bày hệ thống tọa độ khơng gian ảnh:  Hệ tọa độ mặt phẳng: Hệ tọa độ mặt phẳng ảnh xác định theo mấu khung ảnh với trục x’ trùng với đường thẳng nối mấu khung tương ứng mép ảnh trái mép ảnh phải, trục y’ trùng với đường thẳng nối mấu khung tương ứng mép mép ảnh, điểm gốc tọa độ trùng với giao điểm trục x’, y’ Hệ tọa độ mặt phảng ảnh Một điểm P ảnh biểu diễn hệ tọa độ vecto: r’T = [x’ y’] đó: x’, y’ tọa độ ảnh điểm P  Hệ tọa độ không gian ảnh: Hệ tọa độ không gian ảnh hệ đề-các định nghĩa: điểm gốc tọa độ trùng với tâm chụp S, trục tọa độ z trùng với tia sáng So hướng lên trên, trục tọa độ x, y song song với trục x’, y’ hệ tọa độ mặt phẳng ảnh Trong hệ tọa độ điểm ảnh P’ biểu diễn vecto: RrT = [x y z] Trong đó: z = -fk Hệ tọa độ không gian ảnh Câu : Các nguyên tố định hướng ảnh: chia làm loại : nguyên tô định hướng nguyên tố định hướng  Các nguyên tố định hướng ảnh yếu tố hình học xác định vị trí khơng gian tâm chụp S mặt phẳng nhằm phục hồi lại chùm tia chụp ảnh Tọa độ điểm ảnh hệ tọa độ mặt phẳng ảnh : điểm ảnh giao điểm tia sáng với mặt phẳng ảnh Kí hiệu : o  Đối với ảnh hàng không tọa độ : xo’ , yo’  Đối với ảnh mặt đất tọa độ : xo’ , zo’ Khoảng cách từ tâm chụp S đến mặt phẳng ảnh định nghĩa tiêu cự máy chụp ảnh Kí hiệu fk S Z’ Y’ X’ X’ S Ảnh hàng không Ảnh mặt đất  Các nguyên tố định hướng ảnh đo yếu tố hình học xác định vị trí chùm tia chụp không gian vật Các nguyên tố định hướng ngồi bao gồm :  Tọa độ khơng gian tâm chụp hệ tọa độ trắc địa : Xo, Yo, Zo  Các góc định hướng hệ tọa độ không gian ảnh hệ tọa độ trắc địa chia làm nhóm : Nhóm I :  k góc kẹp đường dọc vv mặt phẳng ảnh với trục tọa độ ảnh y’  α góc nghiêng ảnh, góc kẹp trục quang So chùm tia với đường dây dọi qua tâm chụp S  θ góc kẹp đường hướng chụp VV với trục tọa độ Xo S α y’ v Z x’ Y v V A O X Nhóm II :  φ góc nghiêng dọc ảnh, tức góc kẹp hình chiếu tia sáng So mặt phẳng tọa độ O-YZ với trục Z hệ tọa độ không gian vật  Ω góc nghiêng ngang ảnh, tức góc kẹp tia sáng So với hình chiếu mặt phẳng O-YZ  K- góc xoay ảnh, tức góc kẹp trục y’ hệ tọa độ mặt phẳng ản o’x’y ‘ với đường dọc vv mặt phẳng ảnh S y’ n v x’ v Câu 8: Bài toán chuyển đổi hệ tọa độ khơng gian vng góc đo ảnh? 8.1 : Phép chuyển đổi trực giao hai hệ tọa độ?(tìm ma trận A) φ →ω→к Z   X   O a, Quay góc quanh trục Y O O b, Quay góc quanh trục X c, Quay góc quanh trục Z a, Quay góc quanh trục Y Góc kẹp trục x y z 900 900 900 900 - 900+ 900 Từ có : A = = Do có: = b, Quay góc quanh trục X Góc kẹp trục 00 900 900 Từ có: A = = Do có: = 900 900 - 900 900+ c, Quay góc quanh trục Z Góc kẹp trục xk 900900 yk 900+ 900 zk 900 900 00 Từ có: A== Do có: = Ta có: A = Ak= = a11 = a12 = a13 = a21 = a22 = a23 = a31 = + a23 = + a33 = 8.2 : Các tính chất ma trận quay A? (theo 8.1)  Ma trận quay A ma trận trực giao: A.AT= E A.AT= (Aφ Aω).(Aφ Aω)T= Aφ Aω.ATφ ATω  Các cosin hướng ma trận quay phụ thuộc vào q trình tự quay góc A.AT=E => AT=A-1  Các cosin hướng ma trận quay A phụ thuộc vào thứ tự góc quay AωAφ ≠ AφAω Câu 9: Bài tốn thuận cơng thức quan hệ tọa độ ảnh? Biết: Tọa độ điểm trắc địa (địa vật) R -> OXYZ Xác định: Tọa độ điểm ảnh p’ -> Sxyz S r Ro M’ R Z Y R M Z X O Theo nguyên lý phép chiếu xun tâm, ảnh hàng khơng điểm M p’ phải nằm đường thằng hay nói khác S,P,P’ thẳng hàng => vector SP SP’ phương => R= Ro + m.A.r’(1) Trong đó:R vector tọa độ điểm vật M mặt phẳng OXYZ => R= Ro vector tọa độ điểm S hệ tọa độ OXYZ => Ro= r’ vector tọa độ điêm ảnh -> r’= A ma trận quay với góc định hướng ảnh hệ tọa độ=>A== Từ (1) => = +m (2) Đối với ảnh đơn,hệ số tỉ lệ điểm ảnh m khơng xác định.Vì vậy,từ (2) ta xác định tọa độ mặt phẳng điểm vật M theo quan hệ sau: X= Xo +(Z-) (3) Y= Yo +(Z-) (Z-Zo )=-H U=a11(x’-x’o) + a12(y’-y’o) – a13 V=a21(x’-x’o) + a22(y’-y’o) – a23 W=a31(x’-x’o) + a32.(y’-y’o) – a33 Nên có: X=-H Y=-H Câu 10: Bài tốn nghịch cơng thức quan hệ tọa độ ảnh? Biết: Tọa độ điểm vật P -> Hệ tọa độ trắc địa Tìm: Tọa độ điểm ảnh P’ -> Hệ tọa độ ko gian ảnh Sxyz Từ (1) =>r’ = m-1.A-1 (R- Ro) Trong đó:m’= ma trận quay A ma trận trực giao Từ có quan hệ tọa độ sau: x’=x’o – fk y’ = y’o – fk (4) Trong : U’=a11(X-) +(Y-)+(Z-) V’=a21(X-) + a22(Y-)+(Z-) W’= a13(X-) +(Y-)+(Z-) Câu 11: Xét trường hợp đặc biệt công thức quan hệ tọa độ đo ảnh? Z Z z y z y x x S S M’ H= M’ O Y R O Y M R O O X X Ảnh hàng không lý tưởng 1.Ảnh lý tưởng: + t = α = =0 + y= = ω = => ==E Giả thiết có x’o = y’ o = Xo = Yo = |=> A = Thay vào cơng thức (3) và(4) ta có: X=x’=x’ ,Y=y’=y’ x’=X= X ,y’=Y= Y 2.Ảnh nghiêng (tức α # 0) Giả thiết t= = Aα = = Thay vào công thức ta có quan hệ tọa độ sau : X = +H Y = +H x’ = + y’ = + M Ảnh hàng không nghiêng Câu 12: Đối với ảnh lý tưởng? Ảnh lý tưởng tức ảnh chụp trạng thái trục quang máy chụp ảnh trùng với phương đường dây dọi hay nói cách khác trục quang máy chụp ảnh thẳng đứng +t=α=æ=0 +φ=α=æ=0 Ảnh nằm ngang (*) Trong điều kiện chưa chụp ảnh điều kiện lý tưởng Câu 13: Đối với ảnh nghiêng? + t # ; α # 0; x # + ω # ; φ # 0; x # Ảnh nghiêng ảnh chụp với vị trí máy chụp ảnh tức trục quang máy chụp ảnh vị trí bất kì, chụp ảnh mà thu ảnh nghiêng gây nhiều khó khăn cơng tác xử lý ảnh  ... trí khơng gian tâm chụp S mặt phẳng nhằm phục h i l i chùm tia chụp ảnh Tọa độ i m ảnh hệ tọa độ mặt phẳng ảnh : i m ảnh giao i m tia sáng v i mặt phẳng ảnh Kí hiệu : o  Đ i v i ảnh hàng khơng... yêu cầu n i dung đồ  Mức độ chi tiết khả đo đạc ảnh đo phụ thuộc vào i u kiện phương thức chụp ảnh, như: i u kiện khí tượng, thiết bị chụp ảnh, vật liệu ảnh, kỹ thuật chụp ảnh, …  ảnh đo nguồn... tác đo đạc ng i tr i  Nhược i m: đ i h i thiết bị đắt tiền ph i bảo quản theo thiết bị i u kiện định Ngo i cần có cán kỹ thuật chun mơn cáo  Phạm vi ứng dụng: Ngày hầu gi i, phương pháp đo ảnh