Một số giải pháp kỹ thuật xử lý ảnh quickbird để hiện chỉnh bản đồ địa hình tỉ lệ 1

bộ giáo dục v đo tạo trờng đại học mỏ địa chất ZY trần thị nguyệt số giải pháp kỹ thuật xử lý ảnh QuickBird để chỉnh đồ địa hình tỉ lệ 1/5000 khu vực đồng sông Cửu Long luận văn thạc sỹ kỹ thuật Hà nội - 2008 giáo dục v đo tạo trờng đại học mỏ địa chất ZY trần thị nguyệt số giải pháp kỹ thuật xử lý ảnh QuickBird để chỉnh đồ địa hình tỉ lệ 1/5000 khu vực đồng sông Cửu Long Chuyên nghành : Kỹ thuật Trắc địa Mà số : 60.52.85 luận văn thạc sỹ kỹ thuật ngời hớng dẫn khoa học PGS TS Nguyễn Trờng Xuân Hà nội - 2008 Mục lục STT Nội dung mở đầu chơng 1: Xử lý ảnh vệ tinh độ phân giải siêu cao quickbird cho mục đích chỉnh đồ tỷ lệ 1:5 000 1.1 Trang Xư lý ¶nh vƯ tinh 1.1.1 TiỊn xư lý ¶nh 1.1.2 HiƯu chØnh bøc xạ 1.1.3 Nắn chỉnh hình học ảnh vệ tinh 1.1.4 Nội suy tái chia mẫu 18 Trộn ảnh 21 1.2.1 Phơng pháp chuyển đổi hệ màu RGB-IHS-RGB 22 1.2.2 Phơng pháp biến đổi Brovey 23 1.2.3 Phơng pháp phân tích thành phần - PCA: 23 1.2.4 Phơng pháp lọc tần số cao-HPF 24 1.2 Chơng 2: nâng cao độ xác thành lập bình đồ trực ¶nh tû lƯ 1:5 000 b»ng ¶nh vƯ tinh ®é phân giải 26 siêu cao QUICKBIRD 2.1 khả nâng cao độ xác thnh lập bình đồ trực ảnh tỷ lệ 1:5000 26 2.1.1 Xác định độ xác mô hình số độ cao phục vụ thành lập trùc ¶nh vƯ tinh tû lƯ 1:5000 27 2.1.2 Kh¶o sát ảnh hởng đồ hình, số lợng điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp mô hình toán học dùng nắn ảnh đến độ xác trực ảnh 31 Khảo sát phơng pháp trộn ảnh 37 2.1.3 2.2 Quy trình công nghệ thnh lập bình đồ ¶nh tû lÖ 1:5000 b»ng t− liÖu ¶nh vÖ tinh quickbird 40 2.2.1 Công tác chuẩn bị 40 2.2.2 Lập thiết kế kỹ thuật dự toán cho khu đo 40 Thành lập bình đồ ảnh vệ tinh 41 Chơng 3: Hiện chỉnh đồ ảnh vệ tinh 53 3.1 lý chỉnh đồ 53 3.2 phơng pháp chỉnh đồ ảnh vệ tinh 54 3.2.1 Đánh giá phơng pháp chỉnh đồ bắng ảnh vệ tinh 54 3.2.2 Sơ đồ công nghệ qui trình thành lập đồ ảnh vệ tinh 56 3.3 Qui trình công nghệ chỉnh đồ theo 2.2.3 phơng pháp số 59 3.3.1 Công tác chuẩn bị 59 3.3.2 Thành lập bình đồ ảnh vệ tinh 61 3.3.3 Đoán đọc ảnh nội nghiệp 61 3.3.4 Điều vẽ ngoại nghiệp 62 3.3.5 Số hoá, biên tập đồ số vecter 63 3.3.6 Kiểm tra, nghiệm thu, đánh giá giao nộp sản phẩm 64 Chơng 4: Thực nghiệm chỉnh đồ số 65 ảnh QuickBird 4.1 chỉnh mảnh đồ c-48-56-25 thuộc huyện 65 4.1.1 châu thnh tỉnh hậu giang Khái quát đặc điểm khu đo 65 4.1.2 Hiện trạng thông tin t liƯu: 67 4.1.3 ThiÕt kÕ kü tht 69 4.1.4 Ph−¬ng tiện, thiết bị, máy móc 71 Kết 72 Kết luận v kiến nghị 75 ti liệu tham khảo 77 4.2 danh mục hình vẽ STT Nội dung Trang Hình 1.1 Một số biến dạng ảnh sinh nội ngoại sai Hình 1.2 ảnh gốc ảnh đà nắn chỉnh 10 Hình 1.3 Ba phơng pháp nội suy tái chia mẫu 19 Hình 1.4 Quy trình trộn ảnh phơng pháp IHS 22 Hình 1.5 Quy trình trộn ảnh phơng pháp PCA 24 Hình 2.1 Xê dịch vị trí điểm ảnh nắn ảnh hởng sai số mô hình số độ cao Hình 2.2 29 Sơ đồ phơng án lựa chọn vị trí điểm khống chế điểm kiểm tra ảnh 31 Hình 2.3 ảnh toàn sắc, ảnh đa phổ phơng pháp trộn ảnh khác 38 Hình 2.4 Sơ đồ quy trình công nghệ thành lập bình đồ trực ảnh tỷ lệ 1:5000 t liệu ảnh vệ tinh QuickBird Sơ đồ bố trí điểm khống chế điểm kiểm tra cho cảnh ảnh vệ tinh QuickBird để thành lập trực ảnh 1:5000 42 46 Hình 3.1 Sơ đồ quy trình công nghệ chỉnh đồ địa hình số vecter ảnh vệ tinh 58 Hình 4.1 Mảnh đồ C-48-56-25 tỷ lệ 1:5000 trớc chỉnh 72 Hình 4.2 Mảnh trực ảnh QuickBird tỷ lệ 1:5000 dùng để chỉnh 73 Hình 4.3 Mảnh đồ C-48-56-25 tỷ lệ 1:5000 sau chỉnh 74 Hình 2.5 danh mục Các bảng STT Nội dung Trang Bảng 2.1 Giá trị xê dịch vị trí điểm ảnh nắn vệ tinh ảnh hởng sai số mô hình số độ cao 30 Bảng 2.2 Tổng hợp kết sai số trung phơng vị trí ®iĨm khèng chÕ t¹i ®iĨm u nhÊt - RMSE max qua phơng án nắn ảnh QuickBird vùng phẳng 32 Tổng hợp kết sai số trung phơng vị trí điểm khống chế điểm yếu - RMSE max qua phơng án nắn ảnh Quickbird có sử dụng DEM 34 Bảng 2.3 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết luận văn trung thực cha đợc công bố công trình khác Hà Nội, ngày 15 tháng 08 năm 2008 Ký tên Trần Thị Nguyệt mở đầu Tính cấp thiết đề tài Từ năm 80 kỷ trớc, việc ứng dụng viễn thám chủ yếu cho mục đích quân sự, nớc giới đẩy nhanh tốc độ nghiên cứu ứng dụng ảnh viễn thám cho mục đích dân Ngày công nghệ thu nhận ảnh vệ tinh ®· cã sù thay ®ỉi râ rƯt, thóc ®Èy việc nghiên cứu, xử lý ứng dụng ảnh vệ tinh giới phát triển nhanh chóng Với công nghệ trớc đây, ảnh vệ tinh thu nhận đợc thờng có độ phân giải mặt đất thấp từ hàng trăm mét đến hàng chục mét Trong khoảng năm trở lại đây, với xuất vệ tinh chụp ảnh thơng mại nh Ikonos, Orb- View, QuickBird thu nhận cung cấp sản phẩm ảnh có độ phân giải mắt đất dới mét (ảnh toàn sắc) thuật ngữ ảnh vệ tinh độ phân giải siêu cao ( cao) đà đời Sản phẩm ảnh vệ tinh nói thờng gồm có hai loại: ảnh toàn sắc (đen trắng) ảnh đa phổ (4 Band màu), độ phân giải ảnh toàn sắc dới mÐt (víi Orb - View lµ 1.0m, Ikonos lµ 0.82m, QuickBird 0.61m) Các nhà đo ảnh viễn thám nớc tiên tiến giới đà tập trung nghiên cứu ứng dụng ảnh vệ tinh độ phân giải siêu cao cho mục đích khác đặc biệt công tác thành lập đồ hệ thống thông tin địa lý GIS Thông thờng, sau đợc xử lý hiệu chỉnh sai số xạ, hình học, kỹ thuật trộn ảnh đợc áp dụng cho loại sản phẩm mới, với độ phân giải tơng đơng độ phân giải ảnh toàn sắc Mặt khác, chu kỳ quan sát lặp khu vực bề mặt trái đất vệ tinh ngắn (khoản ba ngày) nên liệu ảnh đợc cập nhật nhanh Qua đó, cã thĨ thÊy râ −u thÕ cđa ¶nh vƯ tinh độ phân giải siêu cao so với ảnh chụp hàng không hành (nh Việt Nam, đa phần chụp ảnh đen trắng) công tác thành lập, chỉnh đồ mục đích sử dụng khác đặc biệt tình hình nay, việc thành lập trực ảnh tỷ lệ 1: 5000 t liệu ảnh vệ tinh độ phân giải siêu cao có ý nghĩa Trực ảnh tỷ lệ 1: 5000 đợc làm ảnh màu, thuận tiện cho việc khai thác, chiết tách thông tin bề mặt trái đất Sản phẩm bình đồ ảnh đợc in giấy ảnh để sử dụng điều vẽ ngoại nghiệp, đoán đọc nội nghiệp trực tiếp, sử dụng dạng số để làm ảnh chỉnh đồ giải đoán máy tính Hơn trực ảnh đợc kết hợp với ứng dụng công nghệ Lidar thu thập đợc lớp thông tinh độ cao bề mặt đất có độ dày đặc có độ xác cao mang lại hiệu cao tiến độ thực chất lợng lớp thông tinh thu thập đựơc Theo nghiên cứu nhà đo ảnh Mỹ, Anh, úc, Canada, Ba Lan, Nhật Bản, Trung Quốc, với công nghệ hoàn toàn xử lý ảnh vệ tinh độ phân giải siêu cao đạt sai số vị trí mặt phẳng + 0.5 kích thớc Pixel nớc ta công nghệ chỉnh đồ ảnh vệ tinh đà đợc ứng dụng, khai thác Trung tâm Viễn thám - Bộ tài nguyên Môi trờng; Cục Bản đồ Bộ tổng Tham mu; Viện Địa lý Trung tâm Khoa học tự nhiên Công nghệ Quốc gia Tại trung tâm chủ yếu khai thác thông tin từ ảnh vệ tinh phục vụ cho công tác chỉnh đồ địa hình theo công nghệ số cho nghiên cứu thành lập đồ chuyên đề Loại t liệu ảnh QuickBird đợc Trung tâm viễn thám - Bộ Tài nguyên Môi trờng đa vào sản xuất" Thành lập bình đồ ảnh số lớp thông tin địa hình, thuỷ văn phục vụ phòng chống lũ lụt phát triển kinh tế xà hội đồng sông Cửu Long"và việc xử lý ảnh QuickBird nh cho đạt hiệu tốt mối quan tâm lớn thực tế sản xuất Do việc nghiên cứu đề tài" Một số giải pháp kỹ thuật xử lý ảnh QuickBird để chỉnh đồ địa hình tỉ lệ 1/5000 khu vực đồng sông Cửu Long" thiết thực tình hình Đối tợng phạm vi nghiên cứu Đối tợng nghiên cứu ảnh vệ tinh QuickBird giải pháp kỹ thuật xử lý nhằm mục đích chỉnh đồ tỷ lệ 1:5000 Phạm vi nghiên cứu khu vực Đồng sông Cửu Long 3.Mục đích Một số giải pháp kỹ thuật xử lý ảnh QuickBird để chỉnh đồ địa hình tỉ lệ 1/5000 khu vực đồng sông Cửu Long 4.Nội dung nghiên cứu - Tìm hiểu tính kỹ thuật ảnh vệ tinh QuickBird việc chỉnh đồ tỷ lệ 1:5000 Nghiên cứu lý thuyết xử lý ảnh vệ tinh để đa số giải pháp kỹ thuật xử lý ảnh vệ tinh QuickBird để nâng cao độ xác thành lập bình đồ trực ảnh phục vụ chỉnh đồ địa hình 1:5000 - Đa quy trình công nghệ bớc thực công việc cụ thể để chỉnh đồ 1:5000 ảnh vệ tinh QuickBird 5.Phơng pháp nghiên cứu Để giải mục đích đề tài, tác giả luận văn đà thu thập tài liệu, thông tin để nghiên cứu sở lý thuyết, đặc tính kỹ thuật ¶nh vƯ tinh QuickBird TiÕn hµnh thùc nghiƯm xư lý ảnh QuickBird để đa đợc kết ®å ®· ®−ỵc hiƯn chØnh Tõ ®ã ®−a ®−ỵc kiến nghị tiếp tục nghiên cứu ứng dụng ảnh vệ tinh QuickBird nói riêng ảnh vệ tinh độ phân giải siêu cao nói chung để mở rộng phạm vi ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khác để khai thác đợc triệt để thông tin ảnh ý nghĩa khoa học thực tiễn Những kết nghiên cứu đề tài dùng làm tài liệu tham khảo để xây dựng quy trình công nghệ chỉnh đồ sử dụng ảnh vệ tinh 65 Chơng Thực nghiệm chỉnh đồ ảnh QuickBird Việc ứng dụng ảnh QuickBird cho công nghệ chỉnh đồ đà mang lại kết khả quan, mở triển vọng tốt đẹp việc làm nội dung đồ có để đáp ứng nhu cầu sử dụng đồ lĩnh vực phát triển kinh tế, đảm bảo an ninh quốc phòng Vì song song với công tác đo vẽ , nên đặt vấn đề khai thác đồ nh UTM hay Gauss có phần địa hình nguyên giá trị Xuất phát từ nhu cầu tính tác dụng công nghệ ảnh nên việc lựa chọn theo h−íng hiƯn chØnh cã chän läc mét sè u tè nội dung đồ cần thiết , có đợc đồ đà đợc nâng cấp chất lợng, thoả mÃn nhu cầu ssử dụng đồ ngày cao Trong đề tài này, đối tợng thực nghiệm chỉnh đồ tỉ lệ 1:5000 khu vực Đồng sông Cửu Long 4.1 chỉnh mảnh đồ c-48-56-25 thuộc huyện châu thành tỉnh hậu giang 4.1.1 Khái quát đặc điểm khu ®o a VÞ trÝ khu ®o - Khu ®o n»m trải từ phía Tây sang phía Đông đồng sông Cửu Long Vị trí khu đo đợc giới hạn khoảng: + Từ 901800 đến 1004600 vĩ độ Bắc + Từ 10403000 đến 10603730 độ kinh Đông b Đặc điểm địa lý tự nhiên Khu đo thuộc huyện Châu Thành tỉnh Hậu Giang địa hình vùng có đặc điểm chung địa hình phẳng Bao gồm vùng châu thổ đợc hình thành từ lâu đời vùng đất trẻ bồi Độ cao trung bình 66 tõ ®Õn 3m so víi mùc n−íc biĨn Hệ thống thuỷ văn khu vực phát triển (mật độ khoảng 0.6 đến 0.8km/km2) với mạng lới sông, kênh, rạch chằng chịt nối liền đà tạo diện mạo bề mặt địa hình bị cắt xẻ lớn Lớp phủ thực vật chủ yếu lúa chiếm phần lớn diện tích, có ăn quả, hoa màu đợc trồng từ vung đất cao ven khu dân c, cù lao sông TiỊn, s«ng HËu, rõng trång cã ë vïng chua phÌn dải ven biển, đặc biệt vung bải ven biển có hệ sinh thái rừng ngập mặt với loại chủ yếu, đớc, bần, Khu vực néi ®ång cđa khu ®èc ®é phđ lín chiÕm 60 ®Õn 70% diƯn tÝch, khu vùc däc bê biĨn ®é phđ Ýt nh−ng cã sù biÕn ®ỉi nhiỊu thay đổi canh tác (ngời dân đào đắp, nuôi trồng thuỷ sản ) Khu đo nằm vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích đạo, nóng ẩm quanh năm, nhiệt độ năm cao, trung bình khoảng từ 270C đến 320C Khí hậu phan thành hai mùa rõ rệt: mùa ma từ tháng đến tháng 11 mùa khô từ tháng 12 đến tháng sang năm Lợng ma trung bình hàng năm khoảng 1715mm/năm, độ ẩm khoảng 83%, mùa ma lũ thờng kéo dài hai tháng c Đặc điểm kinh tế - x· héi Khu ®o n»m vïng kinh tÕ – xà hội phát triển đồng sông Cửu Long nhng không đồng vùng Trớc hết, khu vực có diện tích trồng lúa lớn Nam bộ, vung có lợi thÕ ph¸t triĨn sinh th¸i víi c¸c miƯt v−ên, nhiỊu loại ăn trái ngon, khí hậu mát mẻ, cảnh quan đẹp Ngành nuôi trồng chế biến thuỷ sản phát triển với mô hình nuôi tôm đầm ven biển vùng nớc lợ, nuôi cá bè thả sông Tìên, sông Hậu, vùng biển ven cửa sông Mạng lới dân c phân bố không đều, phần lớn tập trung thành phố, thị trấn, thị xà dọc theo trục giao thông đờng dọc theo kênh rạch Trong khu đo có nhiều điểm dân c lớn, dân c khu chủ yếu ngời Kinh chiếm 70%, khơme 25%, có ngời Hoa 67 khoảng 5% nên nét văn hoá, sinh hoạt mang đậm màu sắc ba dân tộc Do đặc điểm địa lý khu đo có hệ thống kênh, rạch dầy đặc, chằng chịt nên mạng lới giao thông đờng thuỷ phát triển đờng giao thông chủ yếu cho việc lại vùng, có nhiều tuyến đờng thuỷ quan trọng vận tải hành khách hàng hoá lại tỉnh đồng sông Cửu Long Hệ thống giao thông đờng tơng đối phát triển nhng phân bố không đồng đều, đờng ôtô đà có nhiều tuyến đờng giao thông liên tỉnh quan trọng nh quốc lộ 1A qua tỉnh Vĩnh Long, thành phố Cần Thơ, Hậu Giang, quốc lộ 60, quốc lộ 53, 54 Trà Vinh Ngoài có hệ thống đờng giao thông liên huyện nối điểm dân c lớn, lại đờng đất chủ yếu chạy dọc theo bừo kênh rạch, thờng bị ngập nớc mùa ma nên việc lại gặp nhiều khó khăn 4.1.2 Hiện trạng thông tin t liệu 4.1.2.1 Các t liệu toạ độ, độ cao a Điểm toạ độ: Trong khu đo có điểm toạ độ nhà nớc hạng hai hệ thống điểm địa sở dầy đặc Các điểm toạ độ hạng hai đà đợc tu bổ xây dựng tờng bao kiên cố năm từ 1999 đến 2002 Các điểm địa hầu hết đợc xây dựng nên chất lợng mốc tốt, nhng số điểm đến đà bị che khuất cối, đo GPS cần phải chặt xây mốc phụ đảm bảo yêu cầu thu tín hiệu b Lới ®é cao : Trong khu ®o cã tuyÕn thuû chuÈn I, II xây tờng bao kiên cố năm 1999 đến 2002 nên tốt Riêng tuyến thuỷ chuẩn hạng III đà đựơc công ty đo đạc Địa công trình thi công năm 2004 chất lợng mốc tốt Các điểm thuỷ chuẩn hạng I, II, III khu đo có mật độ trung bình khoảng 36 km2 điểm c Lới địa sở địa phơng xây dựng : Trong năm qua để phục vụ cho việc thành lập đồ địa loại tỷ lệ, địa phơng 68 đà tiến hành đo đạc số mạng lới địa quy đờng chuyền cấp I, II Lới dung để tham khảo Với điểm toạ độ hạng II, hệ thống điểm địa sở dầy đặc tuyến thuỷ chuẩn Nhà nớc hạng I, II, III cã khu vùc cho thÊy ®đ ®iỊu kiƯn để tiến hành đo khống chế ảnh mặt phẳng độ cao phục vụ cho việc thành lập bình đồ ảnh đồ địa hình sở tỷ lệ :5000 4.1.2.2 T liệu đồ - Bản đồ địa hình tỷ lệ :5000 loại GAUSS : Loại đồ đợc đo vẽ ảnh lập thể từ năm 1991 đến năm 1997 Hệ toạ độ Hµ Néi - 72 mói chiÕu 30, kinh tun trung ơng 1050 Cách chia mảnh danh phác đồ theo quy định loại đồ địa hình GAUSS tỷ lệ 1:5000 Khoảng cao 1.0m Bản đồ đà cũ nên tài để dùng tham khảo - Bản đồ địa hình tỷ lệ 1:25000, 1:50000 phủ trùm toàn khu đo đà có dạng số trung tâm viễn thám chỉnh năm 2001-2003 theo ảnh vệ tinh SPOT4 chụp năm 2001 Loại đồ đợc dùng để tham khảo công tác điều vẽ ảnh, lập sơ đồ thiết kế đo vẽ lới khống chế ảnh - Bản đồ địa giới hành 1:5000 dùng để đánh giá mức độ thay đổi so với ảnh nhằm mục đích chỉnh sử dụng để chuyển vẽ địa giới lên đồ - Các công báo phủ liên quan đến địa danh địa giới tài liệu 364/CT địa danh sơn văn, thuỷ văn tỉnh khu vực chỉnh 4.1.2.3 T liệu ảnh vệ tinh - Trong đề tài tiến hành thực nghiệm, xử lý cảnh ảnh QuickBird (ảnh tiêu chuẩn tiền trực ảnh) chụp quý năm 2007 cảnh địa hình tơng đối phẳng có sử dụng độ cao trung bình khu vực để nắn ảnh - Đặc tính kỹ thuật ảnh: + Thời gian phóng vệ tinh ngày 08/10/2001 69 + Độ cao quỹ đạo 450km + Góc nghiêng quỹ đạo 970.2, đồng mặt trời + Thời gian lặp lại vị trí trái đất: 1-3.5 ngày + Góc chụp lớn so với phơng thẳng đứng + 300 + T chụp ảnh: Dọc theo khe quỹ đạo cắt ngang vết quỹ đạo + Độ rộng dải quét theo phơng thẳng đứng: 16.5km + Các băng ảnh phổ gồm có: Toàn sắc (PAN), đỏ, lục, lam, cận hồng ngoại + Độ phân giải mặt đất (tại điểm thiên đế) 0.61m (toàn sắc); 2.44m (đa phổ) + Loại máy quét: Trổ đẩy 4.1.3 Thiết kế kỹ thuật a Các văn sử dơng thiÕt kÕ vµ lµm thùc nghiƯm - Quy trình chỉnh đồ ảnh vệ tinh tổng cục địa (nay Tài nguyên Môi trờng) xuất năm 2002 - Dự án tổng thể "Xây dựng sở liệu hệ thống thông tin địa hình, thuỷ văn phục vụ phòng chống lũ lụt phát triển kinh tế - xà hội vùng đồng sông Cửu Long" - Quy phạm đo vẽ đồ địa hình tỷ lệ 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000 (phần trời) cục Đo Đạc Bản đồ Nhà nớc ban hành năm 1990 (nay tài nguyên môi trờng) - Quy định kỹ thuật thành lập đồ địa hình tỷ lệ 1:2000 1:5000 công nghệ ảnh số (quyết định số 17/2005/QĐ-BTNMT) - Bộ ký hiệu đồ địa hình tỷ lệ 1:5000 cục đồ BTTM b Công nghệ chỉnh áp dụng công nghệ chỉnh đồ ảnh vệ tinh QuickBird theo quy trình 3.1 (chơng 3) 70 - Công tác chuẩn bị thiết kế: Nghiên cứu, tìm hiểu sở liệu nền, quy định biên tập đồ - Thành lập bình ®å ¶nh vƯ tinh: ®o khèng chÕ ¶nh b»ng GPS, lập mô hình số phục vụ nắn ảnh, nắn ghép tạo bình đồ ảnh - Suy giải, điều vẽ nội nghiệp: Xác định khoá suy giải ảnh, đánh giá độ biến động so với thực địa, điều vẽ nội nghiệp bình đồ ảnh có tỷ lệ lối chiếu - Điều vẽ ngoại nghiệp: Kiểm tra, xác minh ®iỊu vÏ c¸c u tè néi nghiƯp Bỉ sung c¸c đối tợng ảnh (hệ thống đờng dây, đối tợng bị mây che, đối tợng xuất sau thời điểm chụp ảnh) - Số hoá địa vật có bình đồ ảnh - Biên tập ®å c Giíi h¹n néi dung hiƯn chØnh Khi hiƯn chỉnh nguyên tắc chung không chỉnh sửa địa hình (chỉ chỉnh sửa địa hình tính liên tục địa hình bị cắt đứt việc chỉnh yếu tố gây ra) Chỉ biên tập chỉnh có chọn lọc yếu tố thuộc nhóm đối tợng sau: Dân c, đờng xá, thuỷ hệ, thực vật đối tợng liên quan giải đoán đợc ảnh chỉnh địa danh, sơn văn, thuỷ văn, địa giới hành câp theo t liệu 360/CT Nội dung chỉnh đợc giới hạn mức độ nh sau: - Thuỷ văn đối tợng liên quan + Chỉ chỉnh yếu tố đờng mép nớc sông, suối, hệ thống kênh đào nhận biết đợc ảnh + Các ao hồ chỉnh diện tích biến động 25mm2 đồ + Các yếu tố phụ thuộc chỉnh sửa đê dọc sông lớn có biến đổi chiều dài 1cm đồ 71 - Địa hình: Chỉ chỉnh bÃi cát, vùng đầm lầy có biến động từ 1cm2 trở lên đồ - Đờng giao thông đối tợng liên quan: Hệ thống giao thông đờng đợc chỉnh đến cấp đờng ôtô có rải mặt Đờng đất nhỏ khu vực dân c tha thớt nhận biết đợc ảnh vệ tinh có phủ đồ lớn chỉnh Hệ thống cầu cống theo điều vẽ thực địa mà thể theo ký hiệu quy phạm đồ - Dân c: Chỉ chỉnh bổ sung khu dân xuất tạo thành làng, xóm, khu dân c đà có (đặc biệt hai bên đờng giao thông) nhng có độ biến động tới 0.5cm2 trở lên khu đô thị, khu công nghiệp phát triển - Địa vật độc lập: Dựa vào ảnh vệ tinh, đồ tỷ lệ lớn điều vẽ, tài liệu tham khảo, giải đoán ảnh vệ tinh để chỉnh lý đối tợng sau: Nghĩa trang, bệnh viện, chùa, miếu, lăng tẩm, trờng học, sân vận động, công viên Nếu xét thấy cần thiết, tiến hành điều tra ngoại nghiệp bổ sung thêm yếu tố chòi, tháp cao, ống khói nhà máy, trạm xá, nhà thờ, đình chùa, đài phát truyền hình, trạm bu điện, khí tợng - Thực vật: ChØ hiƯn chØnh c¸c vïng thùc vËt cã biÕn động từ 1cm2 trở lên đồ - Địa danh, địa giới: Địa giới chỉnh lý đến cấp huyện theo tài liệu 364/CT Tên địa danh sơn văn, thuỷ văn theo tài liệu địa danh 4.1.4 Phơng tiện, thiết bị, máy móc - Các điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp, điểm kiểm tra đợc thiết kế, lựa chọn ảnh thực địa, đợc đo nối tọa độ, dộ cao nhà nớc thiết bị thu tín hiệu định vị vệ tinh GPS Kết đo đợc bình sai tính chuyển hệ toạ độ VN-2000 với chơng trình phần mềm thích hợp - Phần xử lý ảnh nội nghiệp đợc thực phần mềm xử lý ảnh vệ tinh ERDAS đợc cài đặt trạm máy tính có cấu hình thích hợp 72 4.2 Kết Kết thực nghiệm bao gồm: Hình 4.1: Mảnh đồ C-48-56-25 tỷ lệ 1:5000 trớc chỉnh 73 Hình 4.2: Mảnh trực ảnh QuickBird tỷ lệ 1:5000 dùng để chỉnh 74 Hình 4.3: Mảnh đồ C-48-56-25 tỷ lệ 1:5000 sau chỉnh 75 Kết luận v kiến nghị Qua trình nghiên cứu hoàn thành luận văn thạc sỹ, kết hợp với thực tế tham gia sản xuất Trung tâm Viễn thám - Bộ Tài nguyên Môi trờng có số kết luận sau: - Sản phẩm bình đồ trực ảnh QuickBird tỷ lệ 1:5000 loại sản phẩm có nhiều u điểm đợc sử dụng rộng rÃi công nghệ khai thác ảnh vệ tinh Sản phẩm làm ảnh mầu, thuận tiện cho việc khai thác, chiết tách thông tin bề mặt đất Sản phẩm bình đồ ảnh đợc in giấy ảnh để sử dụng ®iỊu vÏ néi, ngo¹i nghiƯp trùc tiÕp, sư dơng ë dạng số để làm ảnh chỉnh đồ giải đoán máy tính - Với số giải pháp kỹ thuật xử lý ảnh QuickBird nh đà trình luận văn, bình đồ trực ảnh đợc thành lập có đủ độ xác phục vụ cho công tác chỉnh đồ địa hình tỷ lệ 1:5000 Việc chỉnh đồ địa hình đợc thể hai mặt: độ xác hình học địa vật bình đồ ảnh vệ tinh khả suy giải đợc đối tợng địa vật - Bên cạnh u điểm phủ nhận, ảnh vệ tinh QuickBird có hạn chế cho công tác xử lý với trợ giúp máy tính Do ảnh phân giải cao có dải phổ rộng mà mức độ hiển thị lại chi tiết nên việc phân ngỡng giá trị độ xám để tách đối tợng khó giá trị chúng bị lẫn với nhiều điều khó khăn cho phơng pháp xử lý số truyền thống dựa vào giá trị phản xạ đối tợng Vì để sử dụng ảnh phân giải cao để chiết tách thông tin phân tích tính toán biến động đô thị cần phải có kết hợp phơng pháp xử lý số với phơng pháp giải đoán mắt - Tuỳ thuộc vào nguồn t liệu gốc, tài liệu ảnh vệ tinh nh trang thiết bị máy móc, phầm mềm điều kiện cụ thể để áp dụng quy trình chỉnh đồ cho thích hợp Kết thực nghiệm cho thấy 76 chỉnh đồ ảnh QuckBird hoàn toàn đáp ứng đợc yêu cầu nội dung, kỹ thuật tiến độ thời gian - Nghiên cứu, xây dựng mẫu chuẩn phục vụ công tác giải đoán ảnh vệ tinh sử dụng phơng pháp điều vẽ máy tính để hạn chế công việc điều vẽ ngoại nghiệp đoán đọc nội nghiệp , rút ngắn thời gian thi công - Với khả ảnh QuickBird công nghệ xử lý ảnh đại ứng dụng quy trình để đề xuất để chỉnh đồ có tỷ lệ lớn tới 1:2000 - Cần đầu t, đào tạo nhân lực, trang thiết bị máy móc để tiếp tục nghiên cứu ứng dụng ảnh vệ tinh QuickBird nói riêng ảnh vệ tinh độ phân giải siêu cao nói chung vào nhiều lĩnh vực đồng thời không ngừng nâng cao độ xác ảnh nhằm khai thác triệt để thông tin chúng Hiện nay, tiến hành thành lập bình đồ trực ảnh vệ tinh độ phân giải siêu cao theo quy trình công nghệ phơng pháp tối u đáp ứng đợc thực tiễn sản xuất Việt Nam 77 ti liệu tham khảo Lơng Chính Kế (2005), "Tiềm đồ ảnh vệ tinh phân giải cao", Bài báo, Đại học bách khoa Vacsava, Ba Lan Nguyễn Xuân Lâm (2007), Nghiên cứu số giải pháp kỹ thuật xử lý ảnh Viễn thám độ phân giải cao cho mụ đích thành lập đồ chuyên đề tỷ lệ 1:10 000 lớn hơn, trung tâm Viễn Thám, Hà Nội Nguyễn Ngọc Thạch (2005), Cơ sở viễn thám, Nhà xuất nông nghiệp, Hà Nội Phạm Vọng Thành, Nguyễn Trờng Xuân (2003), giáo trình công nghệ viễn thám, trờng Đại học Mỏ Địa chất, Hà Nội Lê Văn Trung (2005), Viễn thám, đại học Quốc gia thành phố HCM Trung tâm Viễn thám (2005), Dự án thử nghiệm "Thành lập trùc ¶nh tû lƯ 1:5 000 b»ng t− liƯu ¶nh vệ tinh siêu cao", Hà Nội Trung tâm Viễn thám (2007), Thiết kế kỹ thuật - Dự toán "Thành lập bình đồ ảnh số xây dựng lớp thông tin địa hình, địa lý khu vực bắc Kiên Giang - An Giang - Đồng Tháp - Cần Thơ - Vĩnh Long - Bến Tre Trà Vinh - Sóc Trăng", Hà Nội C Vincent Tao, Yong Hu (2001), Use of RatianalFunction Model For Image Recfitication, Department of Earth and Atmospheric Science- York University, University of Calgary, Canada DigitalGloble (2003), QuickBird Imagery Products, Products Guide, www.Eurimage.com 10 Eurimage (2006), The World's highest resolution commercial satellite, www.Eurimage.com 11 F Volpe (2004), Geometrical Processing of QuickBird high Resolution satelliteData, Eurimage S.p.A., Via Edoardo D' Onofio 21200115, Roma - volpe@Eurimage.com 78 12 Jeff Zhizhong Xu (2004), The RationalFunctionModel(RFM) in Photogrammertric Mapping: Method and Accuracy, The Degree of Master of Science, York University, North York, Ontario 13 Jue Wang, Jin-Duk Lee, Kaichang Di, RonLi, Xutong Niu (2004), Geometric modelling and PhotogrammetricProcessing of high Resolution Satellite Imager, Mapping and GIS Laboratory, CEEGS, the University, Columbus, USA 14 Joane Poon, Clive Fraser, CRC for Spatial Information (2006), Orthoimage Resolution and Quality Standards, 723 Swanston St, University of Melboume 3010 15 Karathanassi, V., Kolokousis, P and Ioannidou, S, (2007), A comparision study on fusion methods using evaluation indicators, International Journal of Remote Sensing 16 PhD Th Giannone (2006), A rigorous model for high Resolution Satellite Imagery Orientation, University of Rome "La Sapienza" Faculty of Engineering 17 Philip Cheng, Thierry Toutin, Yun Zhang (2004), QickBird Geometric Correction, Data fusion and Automatic DEM Extraction, PCI Geomatics, Canada Centre for Remote Sensing, University of New Brunswick Dept of Geomatics Engineering Fredericton, Canada 18 T Toutin (2004), Review Article: Geometric processing of remote sensing images: models, algorithms and methods, Natural Resources Canada, Canada Centre for Remote Sensing, 588 Booth street, Ottawa, Ontario, K1AA0Y7, Canada 19 Valarmathy Meenakshisundaram (2004), Quality Assenssment of Ikonos and QuickBird Fused Images for Urban Mapping, the Degree of Master of Science, University of Calgary 79 20 Yun Zhang, Gang Hong(2005), An IHS and wavelet Integrated aproachto improve pan-sharpening visual quality of natural colour IKONOS and QuickBird Images, Department of Geodesy and Geomatics Engineering, University of New Brunswick, 15 Dineen Drive, Fredericton, New Brunswick, Canada E3B5A3 21 Zhijun Wang, Djmel Ziou, Costas Armenakis, Deren Li, and Qingquan Li (2005), A Comparative Analysis of Image Fusion Methods, Ieee transactions on geoscience and Remote sensing ... QuickBird giải pháp kỹ thuật xử lý nhằm mục đích chỉnh đồ tỷ lệ 1: 5000 Phạm vi nghiên cứu khu vực Đồng sông Cửu Long 3.Mục đích Một số giải pháp kỹ thuật xử lý ảnh QuickBird để chỉnh đồ địa hình tỉ lệ. .. đại học mỏ địa chất ZY trần thị nguyệt số giải pháp kỹ thuật xử lý ảnh QuickBird để chỉnh đồ địa hình tỉ lệ 1/ 5000 khu vực đồng sông Cửu Long Chuyên nghành : Kỹ thuật Trắc địa Mà số : 60.52.85... Trang Hình 1. 1 Một số biến dạng ảnh sinh nội ngoại sai Hình 1. 2 ảnh gốc ảnh đà nắn chỉnh 10 Hình 1. 3 Ba phơng pháp nội suy tái chia mẫu 19 Hình 1. 4 Quy trình trộn ảnh phơng pháp IHS 22 Hình 1. 5