Đánh giá độ chính xác bản đồ tỷ lệ lớn được thành lập từ tư liệu ảnh được chụp bằng máy chụp ảnh vexcel ultracam xp w

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT -W X - NGUYN VN TUYN ĐáNH GIá Độ CHíNH XáC đồ tỷ lệ lớn đợc thnh lập từ t liệu ảnh đợc chụp máy chụp ảnh vexcel ultracam xp w/a LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Hà Nội - 2012 Bộ giáo dục v đo tạo Trờng đại học mỏ - địa chất -W X - NGUYN văn tuyển ĐáNH GIá Độ CHíNH XáC đồ tỷ lệ lớn đợc thnh lập từ t liệu ảnh đợc chụp máy chụp ảnh vexcel ultracam xp w/a Chuyên ngành: Bản đồ, viễn thám hệ thống thông tin địa lý MÃ số: 60.44.76 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Ngời hớng dẫn khoa học TS trần vân anh Hµ Néi - 2012 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng thân Quá trình nghiên cứu tiến hành cách khoa học, số liệu, kết trình bày luận văn xác, trung thực chưa công bố cơng trình khác Hà Nội, ngày 12 tháng 10 năm 2012 Tác giả luận văn Nguyễn Văn Tuyển MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ CÔNG NGHỆ VÀ HỆ THỐNG MÁY CHỤP ẢNH HÀNG KHÔNG TẠI VIỆT NAM 12 1.1 Công nghệ Bay chụp ảnh hàng không Việt Nam từ năm 1990 đến 12 1.1.1 Hệ thống máy chụp ảnh hàng không RMK-TOP 15 12 1.1.2 Hệ thống máy chụp ảnh hàng không Wild RC-30 13 1.2 Các hệ thống máy chụp ảnh hàng không kỹ thuật số sử dụng Việt Nam 15 1.2.1 Hệ thống máy chụp ảnh kỹ thuật số quét Lidar RAPTOR 56 15 1.2.2 Hệ thống máy chụp ảnh hàng không kỹ thuật số Vecxel Ultracam XP W/A Việt Nam 19 CHƯƠNG 2: QUY TRÌNH THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA CHÍNH TỶ LỆ LỚN BẰNG TƯ LIỆU ẢNH ĐƯỢC CHỤP TỪ MÁY CHỤP ẢNH HÀNG KHÔNG KỸ THUẬT SỐ VECXEL ULTRACAM XP W/A 24 2.1 Quy trình thành lập đồ địa tỷ lệ lớn từ tư liệu ảnh chụp máy chụp ảnh hàng không kỹ thuật số Vecxel Ultracam XP W/A 24 2.2 Quy trình bay chụp ảnh xử lý số liệu hệ thống máy chụp ảnh hàng không kỹ thuật số Vecxel Ultracam Xp W/A 27 2.2.1 Máy bay phục vụ bay chụp ảnh 27 2.2.2 Công tác chọn tài liệu, tư liệu sử dụng thi công 28 2.2.3 Thiết kế quy định kỹ thuật đo điểm trạm Base (GPS) 30 2.2.4 Quy trình bay chụp ảnh thu số liệu GPS/IMU 30 2.2.5 Công tác trút liệu xử lý liệu ảnh số 32 2.2.6 Xử lý số liệu GPS/IMU nguyên tố định hướng ngồi (EO) 38 2.2.7 Các bước xử lý ảnh số để tạo bình đồ ảnh 48 2.2.8 Công tác kiểm tra đánh giá chất lượng bay chụp, giao nộp sản phẩm 62 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM ĐÁNH GIÁ ĐỘ CHÍNH XÁC BẢN ĐỒ TỶ LỆ LỚN ĐƯỢC THÀNH LẬP TỪ TƯ LIỆU ẢNH ĐƯỢC CHỤP BẰNG MÁY CHỤP ẢNH VEXCEL ULTRACAM XP W/A TẠI KHU VỰC TỈNH TUYÊN QUANG 64 3.1 Khái quát yêu cầu nhiệm vụ khu thực nghiệm tỉnh Tuyên Quang 64 3.2 Công tác thực nghiệm thành lập đồ địa tỷ lệ 1:1000 khu vực xã Vĩnh Lợi - huyện Sơn Dương - tỉnh Tuyên Quang tư liệu ảnh chụp máy chụp ảnh hàng không kỹ thuật số Vexcel Ultracam XP W/A 64 3.2.1 Công tác bay chụp ảnh 64 3.2.2 Công tác đo khống chế ảnh ngoại nghiệp 69 3.2.3 Công tác tăng dày khống chế ảnh 72 3.2.4 Đo vẽ ranh đất trạm ảnh số 75 3.2.5 Điều vẽ ngoại nghiệp, đo vẽ bổ sung bình đồ ảnh điều tra yếu tố địa khác 77 3.2.6 Đánh giá độ xác đồ địa tỷ lệ 1:1000 từ tư liệu ảnh chụp máy chụp ảnh Vexcel Ultracam XP W/A 78 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO 87 PHỤ LỤC 89 PHỤ LỤC 103 DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DGPS Differential Global Positioning System GPS vi phân DEM Digital Elevation Model Mơ hình số độ cao CCD Charge Coupled Device Bộ cảm biến FMC Forward Motion Compensation Hệ thống chống trượt FMS Flight management system Hệ thống quản lý bay GPS Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu GCP Ground control points Điểm khống chế mặt đất IMU Inertial Measurement Unit Thiết bị đo quán tính ISAT The ImageStation Automatic Triangulation Trạm tăng dày ảnh tự động Position and Orientation System for Airborne Vehicle Hệ thống định hướng định vị cho máy ảnh Postprocessing Software Phần mềm xử lý Light Detection And Ranging Dò đo khoảng cách sóng ánh sáng RMS Root Mean Square Sai số trung phương TBFR Time Between Frame Thời gian hai ảnh Inertial Navigation System Hệ thống định vị quán tính POS/AV PPS LiDAR INS DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng1.1 Các thông số kỹ thuật chủ yếu máy chụp ảnh hàng không kỹ thuật số Vecxel Ultracam XP W/A 21 Bảng 2.1 Sơ đồ quy trình cơng nghệ thành lập đồ địa tỷ lệ lớn sử dụng tư liệu ảnh chụp máy chụp ảnh hàng không kỹ thuật sốVecxel Ultracam XP W/A 25 Bảng 2.2 Quy trình bay chụp ảnh thu số liệu GPS/IMU 31 Bảng 3.1 Bảng thành xác định tọa độ tâm ảnh khu vực xã Vĩnh Lợi - huyện Sơn Dương - tỉnh Tuyên Quang 67 Bảng 3.2 Bảng kết tính tốn bình sai lưới khống chế ảnh ngoại nghiệp khu vực xã Vĩnh Lợi - huyện Sơn Dương - tỉnh Tuyên Quang 71 Bảng 3.3 Bảng tọa độ điểm khống chế ảnh khối tăng dày khu vực đo vẽ ảnh xã Vĩnh Lợi - huyện Sơn Dương - tỉnh Tuyên Quang 73 Bảng 3.4 Bảng sai số điểm khống chế ảnh sau bình sai thuộc khối tăng dày khu vực đo vẽ ảnh xã Vĩnh Lợi - huyện Sơn Dương - tỉnh Tuyên Quang 74 Bảng 3.5 Bảng so sánh kiểm tra diện tích đất thuộc khu thực nghiệm xã Vĩnh Lợi - tỉnh Tuyên Quang 79 Bảng 3.6 Bảng so sánh kiểm tra tọa độ góc ranh đất thuộc khu thực nghiệm xã Vĩnh Lợi - tỉnh Tuyên Quang 82 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Máy chụp ảnh hàng khơng RMK-TOP 15 13 Hình 1.2 Hệ thống máy chụp ảnh hàng không Wild RC-30 14 Hình 1.3 Hệ thống máy chụp ảnh kỹ thuật số quét Lidar RAPTOR 56 15 Hình 1.4 Hệ thống máy chụp ảnh hàng không kỹ thuật số Vexcel UltraCam XP W/A 19 Hình 2.1 Máy bay King Air B200 phục vụ cơng tác chụp ảnh hàng khơng 27 Hình 2.2 Bản đồ thiết kế bay chụp ảnh khu vực xã Vĩnh Lợi - tỉnh Tuyên Quang 28 Hình 2.3 Bản dự báo thời tiết tra cứu trang mạng phục vụ công tác bay chụp ảnh khu vực xã Vĩnh Lợi - tỉnh Tuyên Quang 29 Hình 2.4 Trạm xử lý liệu hệ thống UltraMap 32 Hình 2.5 Quá trình xử lý ghép ảnh ống kính 34 Hình 2.6 Giao diện phần mềm Ultramap View sử dụng xem ảnh mức 35 Hình 2.7 Giao diện phần mềm Ultramap Radionmetry 35 Hình 2.8 Hiển thị thông tin ảnh xử lý 36 Hình 2.9 Quá trình tạo ảnh mức với lựa chọn kiểu ảnh đầu 37 Hình 2.10 Chương trình POSPac MMS 5.3 38 Hình 2.11 Dữ liệu tâm ảnh hiển thị trước tính tốn xử lý 41 Hình 2.12 Xử lý tính tốn theo kiểu Single Base Station 42 Hình 2.13 Xử lý với tham gia tính trạm base 42 Hình 2.14 Hiển thị lệnh Display Plots 43 Hình 2.15 Kết sai số North (đỏ), East (đen) Down (xanh) 43 Hình 2.16 Kết kiểm định Lever Arms and Mounting Arm 44 Hình 2.17 Kết tính Single Basse Station lần thứ 45 Hình 2.18 Chương trình POSPac MMS 5.3 sau xử lý số liệu lần 46 Hình 2.19 Chương trình POSPac MMS 5.3 xử lý với lệnh Smartbase 46 Hình 2.20 Tạo Overview ảnh số chương trình DIPEdit Ver 5.0 48 Hình 2.21 Tăng dầy KCA chương trình Aerial Triangulation 49 Hình 2.22 Tăng dầy tự động chương trình Image Station Automatic Triangulation 52 Hình 2.23 Bước kiểm tra thơng số máy ảnh 54 Hình 2.24 Hình mơ tả cập nhật đường dẫn khối ảnh 54 Hình 2.25 Hình mơ tả hiển thị khối ảnh 55 Hình 2.26 Hình mơ tả hiển thị điểm tăng dầy khối ảnh 56 Hình 2.27 Hình mơ tả điểm khống chế cần kiểm tra khối ảnh 56 Hình 2.28 Hình mơ tả điểm khống chế có ảnh (độ phủ 6) 57 Hình 2.29 Hình mơ tả ảnh trích điểm khống chế ngoại nghiệp 58 Hình 2.30 Hình mơ tả q trình trước sau làm mầu 60 Hình 2.31 Chương trình Geomedia Professional để nắn ghép bình đồ ảnh 61 Hình 2.32 Sản phẩm bình đồ ảnh khu vực xã Vĩnh Lợi 62 Hình 3.1 Thơng số ảnh F18-11-01-0009 thuộc khu bay chụp ảnh 67 Hình 3.2 Sơ đồ lưới khống chế ảnh ngoại nghiệp thuộc khu vực xã Vĩnh Lợi- huyện Sơn Dương 70 Hình 3.3 Điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp N007 ảnh F18-11-010009.TIF 71 Hình 3.4 Ảnh mô tả khu vực đo vẽ trực tiếp khu vực đo vẽ ảnh hàng khơng (góc Tây Bắc tờ đồ địa số 32) xã Vĩnh Lợi 75 Hình 3.5 Ảnh trích khu vực Tây Nam tờ đồ địa số 32 76 thành lập từ tư liệu ảnh chụp máy chụp ảnh Vexcel UltraCam XP W/A khu vực xã Vĩnh Lợi Hình 3.6 Ảnh mơ tả cơng tác điều tra thông tin đất phục vụ thành lập đồ địa (tờ đồ địa số 32) xã Vĩnh Lợi 78 Hình 3.7 Điểm kiểm tra tọa độ góc ranh tờ đồ địa số 32 khu thực nghiệm xã Vĩnh Lợi 81 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 PHỤ LỤC TỜ BẢN ĐỒ ĐỊA CHÍNH SỐ 32 ĐƯỢC THÀNH LẬP TỪ TƯ LIỆU ẢNH ĐƯỢC CHỤP BẰNG MÁY CHỤP ẢNH VEXCEL ULTRACAM XP TẠI XÃ VĨNH LỢI - HUYỆN SƠN DƯƠNG - TỈNH TUYÊN QUANG ... tỷ lệ lớn thành lập từ tư liệu ảnh chụp máy chụp ảnh Vexcel Ultracam XP W/ A Đưa phương pháp thành lập đồ tỷ lệ lớn từ ảnh hàng không số chụp hệ thống máy chụp ảnh Vexcel Ultracam XP W/ A 10 Nội... - Đánh giá ưu nhược điểm phương pháp thành lập đồ tỷ lệ lớn từ tư liệu ảnh hàng không chụp từ máy chụp ảnh số Vexcel Ultracam XP W/ A, đề xuất quy trình cơng nghệ thành lập đồ tỷ lệ lớn máy chụp. .. tra đánh giá chất lượng bay chụp, giao nộp sản phẩm 62 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM ĐÁNH GIÁ ĐỘ CHÍNH XÁC BẢN ĐỒ TỶ LỆ LỚN ĐƯỢC THÀNH LẬP TỪ TƯ LIỆU ẢNH ĐƯỢC CHỤP BẰNG MÁY CHỤP ẢNH VEXCEL ULTRACAM