Các giải pháp kỹ thuật nâng cao độ chính xác thành lập bình đồ ảnh vệ tinh phục vụ cho hiện chỉnh bản đồ địa hình tỷ lệ trung bình

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN THỊ TỐ GIANG CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC THÀNH LẬP BÌNH ĐỒ ẢNH VỆ TINH PHỤC VỤ CHO HIỆN CHỈNH BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH TỶ LỆ TRUNG BÌNH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Hà Nội - 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN THỊ TỐ GIANG CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC THÀNH LẬP BÌNH ĐỒ ẢNH VỆ TINH PHỤC VỤ CHO HIỆN CHỈNH BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH TỶ LỆ TRUNG BÌNH Chuyên ngành: Kỹ thuật Trắc địa Mã số: 60.52.85 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Trần Đình Trí Hà Nội - 2010 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận văn Nguyễn Thị Tố Giang MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cam đoan Mục lục Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt Danh mục bảng Danh mục hình vẽ MỞ ĐẦU Chương 1: Bản đồ địa hình phương pháp thành lập đồ địa hình 1.1 Khái niệm 11 1.2 Các nội dung Bản đồ địa hình 13 1.3 Các phương pháp chỉnh Bản đồ địa hình 17 Chương 2: Giới thiệu chung ảnh vệ tinh ứng dụng chúng Việt Nam 2.1 Các đặc điểm chung ảnh vệ tinh 19 2.2 Một số hệ thống ảnh vệ tinh 21 2.3 Sự phát triển ảnh vệ tinh Việt Nam 33 2.4 Khả sử dụng ảnh vệ tinh để thành lập bình đồ ảnh 39 Chương 3: Bình đồ ảnh vệ tinh phương pháp nắn chỉnh hình học ảnh vệ tinh 3.1 Bình đồ ảnh vệ tinh 46 3.2 Các đặc tính hình học ảnh vệ tinh 54 3.3 Các phương pháp nắn chỉnh hình học ảnh vệ tinh 55 3.4 Nội suy tái chia mẫu 73 3.5 Trộn ảnh 77 Chương 4: Các giải pháp kỹ thuật nâng cao độ xác thành lập bình đồ ảnh vệ tinh 4.1 Xác định mơ hình số độ cao DEM phục vụ thành lập bình đồ ảnh vệ 82 tinh tỷ lệ 1/10000 4.2 Ảnh hưởng đồ hình, số lượng điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp 90 mơ hình tốn học dùng thành lập bình đồ ảnh vệ tinh tỷ lệ 1/10000 4.3 Khảo sát phương pháp trộn ảnh 90 4.4 Các giải pháp kỹ thuật nâng cao độ xác thành lập bình đồ ảnh 91 vệ tinh Chương 5: Thực nghiệm 95 Kết luận kiến nghị 108 Tài liệu tham khảo 110 BẢNG CHÚ GIẢI CHỮ VIẾT TẮT VIẾT ĐẦY ĐỦ Ảnh viễn thám VIẾT TẮT VIẾT TẮT Tiếng Việt Tiếng Anh AVT Ba chiều 3D Các hệ số đa thức hữu tỷ RPC Độ lớn pixel thực địa GSD Hàm biến đổi mô-đul MTF Hệ thống định vị tồn cầu GPS Hai chiều Mơ hình số độ cao Mơ hình chuyển đổi phép chiếu 2D 2D MHSĐC DEM PT-2D Mơ hình chuyển đổi tuyến tính trực tiếp DLT Mơ hình hàm hữu tỷ RFM Mơ hình số địa hình DTM Phương pháp biến đổi hệ màu RGB-HIS-RGB RGB-HIS-RGB Phương pháp lọc tần số cao HPF HPF Tổ hợp màu Đỏ, xanh lục, xanh lam RGB DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1-1 Khoảng cao đường bình độ 16 Bảng 2-1 Các thơng số kỹ thuật cảm TM 22 Bảng 2-2 Các đặc trưng ảnh vệ tinh SPOT 24 Bảng 2-3 Độ phân giải phổ ảnh nguồn vệ tinh SPOT từ đến 27 Bảng 2- Các đặc tính vệ tinh IKONOS 29 Bảng 2-5 Các đặc tính vệ tinh Quickbird 32 Bảng 3-1 Số lượng điểm khống chế tối thiểu cần cho mơ hình hàm 62 đa thức Bảng 3-2 Số lượng điểm khống chế mặt đất tối thiểu cần cho mô 69 hình PT Bảng4-1 Giá trị xê dịch vị trí điểm ảnh nắn vệ tinh ảnh hưởng 86 sai số mơ hình số độ cao Bảng 4-2 Chênh cao địa hình lớn cho phép nắn ảnh theo mặt phẳng 87 độ cao trung bình khu vực sai số độ cao cho phép mơ hình DEM sử dụng cho nắn ảnh vệ tinh độ phân giải cao chụp với góc nghiêng chụp ảnh khác Bảng 5-1 Kết kiểm tra sai số bình đồ ảnh sử dụng điểm 102 khống chế để nắn Bảng 5-2 Kết kiểm tra sai số bình đồ ảnh sử dụng điểm 103 khống chế để nắn Bảng 5-3 Kết kiểm tra sai số bình đồ ảnh sử dụng điểm 104 khống chế để nắn Bảng 5-4 Kết kiểm tra sai số bình đồ ảnh sử dụng 21 điểm khống chế để nắn 106 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Trang Hình 2-1 Vệ tinh SPOT 23 Hình 2-2 Vệ tinh IKONOS 29 Hình 2-3 Vệ tinh QUICKBIRD 31 Hình 2-4 Mơ hình tán xạ khí 43 Hình 2-5 Hiệu chỉnh khí 34 Hình 3-1 Quy trình thành lập bình đồ ảnh vệ tinh 50 Hình 3-2 Mơ hình qt ảnh theo đường cảm biến quét ảnh dạng 54 chổi đẩy Hình 3-3 Các dạng méo hình nguồn sai số cảm biến 55 Hình 3-4 Các dạng méo hình ảnh hưởng nguồn sai số bên ngồi 56 Hình 3-5 Ảnh gốc ảnh hiệu chỉnh 74 Hình 3-6 Phương pháp người láng giềng gần 74 Hình 3-7 Phương pháp song tuyến tính 75 Hình 3-8 Phương pháp xung quanh hình khối 76 Hình 3-9 Ảnh trộn số phương pháp khác 81 Hình 5-1: Bản đồ hành tỉnh Thái Ngun 96 Hình 5-2 Ảnh thơ dùng để nắn chỉnh 105 Hình 5-3 Bình đồ ảnh sau xử lý đưa vào sử dụng 107 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Bản đồ địa hình mơ hình đồ hoạ mặt đất, cho ta khả nhận thức bề mặt nhìn tổng quát, chi tiết Dựa vào đồ địa hình nhanh chóng xác định toạ độ, độ cao điểm mặt đất, khoảng cách phương hướng hai điểm, chu vi, diện tích khối lượng vùng hàng loạt thơng số khác Bản đồ địa hình cịn cho xác định mặt định tính, định lượng phần tử địa hình địa lý Bản đồ địa hình thành lập để phục vụ cho tất cảc ngành kinh tế quốc dân, văn hố, quốc phịng ngành lại đưa u cầu nội dung chúng Nội dung đồ địa hình phản ánh yếu tố thuỷ văn, địa hình, lớp phủ thực vật, địa chất, giao thông, dân cư ranh giới Yêu cầu thành lập đồ địa hình phải biểu thị mặt đất với độ xác độ chi tiết cao Hiện công nghệ thông tin phát triển mở nhiều hội phát triển cho ngành nghề truyền thống, có phát triển ngành công nghệ đồ Hệ thống đồ in giấy thành lập công nghệ truyền thống tốn lại nhanh chóng bị lạc hậu khơng đáp ứng nhu cầu thời đại Khi tiến hành quản lý quy hoạch phát triển kinh tế xã hội đặc biệt thị lớn vai trị đồ quan trọng Tuy nhiên yêu cầu mức độ chi tiết có khác ứng dụng Nhu cầu ứng dụng cơng nghệ thơng tin để thành lập đồ thị nhiều tỷ lệ khác trở nên cấp thiết Chính yếu tố đặt nhu cầu sử dụng hệ thống đồ nhiều tỷ lệ khác để khả tham mưu phù hợp từ cấp chiến lược đến cấp chiến thuật Như cần phải áp dụng công nghệ đồ nhằm xây dựng hệ thống đồ dựa tảng có sẵn ảnh mà đặc biệt ảnh vệ tinh, tổng hợp, phân tích, xử lý thơng tin tồn diện, phục vụ cho nhiều mục đích khác Ảnh vệ tinh ngày xuất nhiều giới Việt Nam Ưu điểm ảnh vệ tinh có khả cung cấp thơng tin nhanh nơi nào, lấp khoảng trống cung cấp thơng tin địa hình ảnh hàng khơng, cần có thơng tin đáp ứng nhu cầu khảo sát, đo đạc thời gian ngắn Việt Nam ảnh vệ tinh sử dụng vào công tác chỉnh đồ tỷ lệ 1/25000 tổng kiểm kê đất đai năm 2005 số dự án khác Hiện dự kiến sử dụng ảnh vệ tinh SPOT để chỉnh đồ tỷ lệ 1/10000 Ngày công nghệ thu nhận ảnh vệ tinh có thay đổi rõ rệt, thúc đẩy việc nghiên cứu xử lý ứng dụng ảnh vệ tinh giới phát triển nhanh chóng Với cơng nghệ trước đây, ảnh vệ tinh thu nhận thường có độ phân giải mặt đất thấp từ hàng trăm mét đến hàng chục mét Sau xử lý hiệu chỉnh sai số xạ hình học, kỹ thuật trộn ảnh áp dụng cho loại sản phẩm với độ phân giải tương đương với độ phân giải ảnh toàn sắc Mặt khác chu kỳ quan sát lặp khu vực bề mặt Trái đất vệ tinh ngắn nên liệu ảnh cập nhật nhanh Qua thấy rõ ưu ảnh vệ tinh so với ảnh chụp hàng không hành công tác thành lập bình đồ ảnh nhằm mục đích chỉnh đồ địa hình tỷ lệ trung bình Từ tính cấp thiết vấn đề, lựa chọn đề tài nghiên cứu cho luận văn thạc sĩ với tên gọi: Các giải pháp kỹ thuật nâng cao độ xác thành lập bình đồ ảnh vệ tinh phục vụ cho chỉnh đồ địa hình tỷ lệ trung bình 96 Hình 5-1: Bản đồ hành tỉnh Thái Nguyên 5.1.2.2 Điều kiện tự nhiên xã hội Điều kiện tự nhiên a) Địa hình: Tỉnh Thái Nguyên tỉnh thuộc khu vực miền núi trung du Bắc Địa hình đa dạng, độ dốc biến đổi từ 00 - 250 có nơi lên đến 250 Đặc trưng đồi bát úp Phía Tây Nam dãy núi Tam Đảo có đỉnh cao 1590m Phía Bắc giáp tỉnh Bắc Kạn dãy núi cao, độ cao trung bình khoảng 500m, phía Tây Bắc chủ yếu dãy núi đá vơi, phía Nam tỉnh địa hình tương đối phẳng Nhìn chung, Thái Ngun có địa hình đa dạng phong phú, hội tụ đầy đủ dạng địa hình: núi cao, đồi bát úp, đồi thoải lượn sóng, thung lũng cánh đồng phù sa ven sông Điều gây khó khăn cho việc chọn khoảng cao hợp lý cho khu vực 97 Thái Nguyên có khu vực rừng đầu nguồn, rừng phòng hộ, rừng đặc dụng, rừng tự nhiên Các loại chủ yếu ăn trái, lấy gỗ tạp vùng địa hình thấp hơn, phần lớn đồi thấp rừng trồng theo Dự án trồng rừng (trồng công nghiệp chè, cọ keo) phủ xanh đất trống đồi trọc b) Địa vật: tập trung, phức tạp đa dạng đầu mối giao thông thuỷ, bộ; Khu công nghiệp; Khu dân cư khu vực trụ sở quan hành cấp làm việc gồm: nhà, bưu điện, trường học v.v Trong q trình cơng nghiệp hố, đại hoá, yếu tố kinh tế - xã hội ln có xu hướng biến động theo thời gian làm cho nội dung đồ địa hình ln thay đổi Vì việc đo bổ sung cập nhật biến động đòi hỏi thực tế c) Giao thơng: Khu đo tỉnh Thái Ngun có hệ thống giao thơng bố trí khơng đều, chủ yếu tập trung phía Nam, gồm có: Quốc lộ quốc lộ 1B; tỉnh lộ 37; 254 số đường giao thơng liên huyện, liên xã, ngồi cịn có tuyến đường sắt chạy từ Hà Nội đến Thái Nguyên Hệ thống giao thông phát triển triển, sở hạ tầng giao thông lạc hậu xuống cấp, đặc biệt tuyến giao thông đến vùng sâu, vùng xa Quốc lộ chạy xuyên suốt ba tỉnh Cao Bằng, Bắc Kạn, Thái Nguyên vừa hoàn thành, hệ thống đường liên huyện địa phương nhựa hoá Tuyến đường sắt Lưu xá - Kép dài khoảng 20km phục vụ cơng nghiệp khai khống Đặc điểm kinh tế-xã hội Tỉnh Thái Nguyên có: thành phố, thị xã, huyện, bao gồm 179 xã, phường, thị trấn Tổng số dân cư tỉnh khoảng 1.149.100 người Mật độ dân cư phân bố không đều, phần lớn tập trung vùng thấp, thành phố, thị xã, thị trấn, huyện lỵ dọc theo trục đường giao thông 98 Mật độ dân số trung bình 325 người/km2 Phân bố dân cư không đều, phần lớn tập trung vùng thấp, thị xã, thị trấn, huyện lỵ dọc theo trục giao thơng Nơi có dân tộc chung sống, đa số người kinh, cịn có dân tộc Tày, Nùng, Dao, Cao Lan …Cho đến nay, dân tộc vùng cao trình độ văn hố, dân trí cịn thấp, đời sống cịn nghèo đói, bệnh tật Mạng lưới y tế phát triển, mạng lưới bệnh viện, trạm xá chủ yếu thị trấn huyện Số người độ tuổi lao động chiếm 47% dân số tập trung chủ yếu khu vực nông thôn Nền kinh tế tỉnh chủ yếu sản xuất nông, lâm nghiệp Các ngành sản xuất khác công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, dịch vụ, du lịch có hình thành sớm chưa bắt kịp với chế thị trường Trong năm gần đây, thực chủ trương, sách đổi Đảng Nhà nước phát triển kinh tế, xã hội, xố đói, giảm nghèo, tỉnh Thái Ngun xác định chuyển dịch cấu kinh tế, sản xuất theo hướng cơng nghiệp hố, đại hố với định hướng chung phát triển nông - lâm công nghiệp - thương mại dịch vụ Tập trung đầu tư cho ngành mũi nhọn sản xuất thép, sản xuất chè, chế biến thực phẩm đồ uống Nhiệm vụ cơng nghiệp hố, đại hố đất nước thể rõ trình phát triển kinh tế Việt Nam Các đô thị ngày mở rộng khu dân cư phát triển theo hướng tập trung xây dựng đại Vì vậy, việc cung cấp liệu số điều tra tỷ lệ 1/10.000 thống theo định dạng chuẩn đòi hỏi xúc thực tế để phục vụ quy hoạch phát triển kinh tế - xã hội thời kỳ 5.1.2.3 Hiện trạng thông tin tư liệu 5.1.3.1 Các tư liệu toạ độ, độ cao 1- Điểm toạ độ: Trong khu đo có điểm toạ độ nhà nước hạng II hệ thống điểm địa sở (ĐCCS) dày đặc Các điểm toạ độ hạng II tu bổ xây tường bao liên cố Các điểm địa sở hầu hết 99 xây dựng nên chất lượng mốc tốt số điểm đến bbị che khuất đo GPS cần phải làm thơng thống đảm bảo yêu cầu việc thu tín hiệu 2- Lưới độ cao: Trong khu đo có tuyến thuỷ chuẩn hạng II, III tu bổ xây tường bao kiên cố nên tốt Với mạng lưới toạ độ độ cao nhà nước hạng II, III có khu vực cho thấy hoàn toàn đủ điều kiện để sử dụng đo khống chế ảnh mặt phẳng độ cao để thành lập bình đồ ảnh phục vụ chỉnh đồ địa hình tỷ lệ 1/10 000 3- Mơ hình số độ cao DEM: Trong khu vực có thành lập DEM độ xác 2,5m đo vẽ khoảng cao 10m công nghệ đo vẽ ảnh số trạm INTERGRAP tỷ lệ 1/10000 5.1.3.2 Tư liệu ảnh Trong luận văn tiến hành thực nghiệm xử lý 01 cảnh ảnh SPOT có địa hình đồi núi cao Chênh cao địa hình lớn nên phải sử dụng DEM để nắn ảnh 5.1.3.3 Tư liệu đồ Trong khu đo có hệ thống đồ địa hình tỷ lệ 1/50000 1/25000 hệ VN-2000 dạng số đồ giấy dùng để tham khảo 5.1.3.4 Công nghệ, phương tiện thiết bị máy móc - Áp dụng cơng nghệ thành lập bình đồ ảnh vệ tinh SPOT - Các điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp, điểm kiểm tra thiết kế, lựa chọn ảnh thực địa đo nối toạ độ, độ cao Nhà nước thiết bị thu tín hiệu định vị vệ tinh GPS Kết đo bình sai tính chuyển hệ toạ độ VN 2000 với chương trình phần mềm thích hợp - Phần mềm xử lý ảnh nội nghiệp thực phần mềm xử lý ảnh vệ tinh ERDAT cài đặt trạm máy tính có cấu hình thích hợp Giới thiệu phần mềm ERDAS 100 ERDAS phần mềm chuyên dụng cho xử lý ảnh địa không gian, cho phép khai thác chiết tách thông tin dễ dàng từ tư liệu ảnh Với công cụ xử lý ảnh mạnh dễ sử dụng, ERDAS IMAGINE giúp đơn giản hố cơng việc vừa đạt hiệu sử dụng cao ERDAS sử dụng thông tin định vị khơng gian ERDAS xử lý nhanh chóng thông tin đa phổ cung cấp chức phân tích thơng tin ứng dụng viễn thám  Hiển thị Hiển thị hình ảnh với độ sáng cho band Hiển thị hình ảnh với chế độ màu RGB HIS Liên kết cửa sổ Nắn chỉnh hình ảnh Chiết tách thơng tin phổ Tạo hình ảnh chuyển động Hiển thị hình ảnh với mạng lưới  Xử lý thông tin phổ Nhập liệu phổ Chiết tách xạ phổ So sánh phổ xạ Lưu giữ thông tin phổ sánh hình ảnh phổ  Hiệu chỉnh xạ Hiệu chỉnh phổ Hiệu chỉnh phổ Thống kê file hiệu chỉnh phổ  Tạo lập đồ thị Tạo lập đồ thị chiều phân bố phổ Lọc mật độ cho sơ đồ phân bố 101 Thay đổi độ nét cho hình ảnh Lựa chọn màu sắc, kích thước cho loại hình ảnh Phân loại hình ảnh phổ  Tạo lập hình ảnh nhiều chiều Tạo hình ảnh chiều Tạo sơ đồ chiều cho đồ thị phổ  Các thuật toán sử dụng xử lý ảnh Chồng xếp band màu Tạo ảnh tỷ số Các định dạng liệu ERDAS xây dựng theo hệ thống ASCII ERDAS nhập xuất liệu ảnh dạng IMG bảng liệu định dạng GRD 5.2 Một số kết thực nghiệm - Xử lý cảnh ảnh phần mềm ERDAS - Nắn ảnh SPOT5 sử dụng phương pháp mơ hình hàm hữu tỷ RPC có sử dụng DEM - Độ xác nắn ảnh Ảnh thô xử lý mức 1A Độ phân giải 2.5m 5.2.1 Thực nghiệm chọn số lượng điểm khống chế Trong thực nghiệm sử dụng phương án sử dụng đồ hình, số lượng điểm khống chế khác áp dụng hình vẽ Các điểm khống chế đo cơng nghệ GPS 102 Hình 5-2 Sơ đồ phương án sử dụng điểm khống chế mặt đất Nắn ảnh sử dụng điểm khống chế mặt đất Đối với cảnh ảnh SPOT5 sử dụng điểm khống chế mặt đất chải góc khung cảnh ảnh Cho kết sai số vị trí điểm bình đồ ảnh sau: Bảng 5-1 Kết kiểm tra sai số bình đồ ảnh sử dụng điểm khống chế để nắn Tên Loại điểm điể Toạ độ ảnh nắn X(m) Toạ độ gốc Y(m) X(m) Y(m) Dx Dy Mxy (m) (m) (m) m gcp 528938.663 2356431.261 528935.803 2356150.261 2.86 2.81 4.01 gcp 586213.472 2439308.712 585789.472 2439306.102 4.24 2.61 4.98 gcp 547304.614 2405720.422 547308.084 2405722.502 -3.47 -2.08 4.05 gcp 585772.064 2417883.552 585767.694 2417886.472 4.37 -2.92 5.25 Từ kết cho ta thấy sai số mặt phẳng vượt  4.0m nên khơng đạt độ xác để thành lập bình đồ trực ảnh tỷ lệ 1/10000 Ngoài 103 ta sử dụng điểm khống chế mặt đất để nắn địa vật góc cảnh ảnh bình sai cịn địa vật nằm xa điểm khống chế khơng bình sai Nên phương án sử dụng điểm khống chế khơng đáp ứng u cầu độ xác bình đồ ảnh tỷ lệ 1/10000 Nắn ảnh sử dụng điểm khống chế mặt đất Bảng 5-2 Kết kiểm tra sai số bình đồ ảnh sử dụng điểm khống chế để nắn Tên Loại điểm điể Toạ độ ảnh nắn X(m) Toạ độ gốc Y(m) X(m) Y(m) Dx Dy Mxy (m) (m) (m) m gcp 645098.556 2388538.889 645095.756 2388535.869 -2.80 3.02 4.12 gcp 610798.277 2403284.993 610801.187 2403283.023 2.91 -1.97 3.51 gcp 625980.919 2350864.498 625984.639 2350866.938 3.72 2.44 4.45 gcp 630125.116 2402214.899 630121.686 2402216.949 -3.43 2.05 4.0 gcp 630497.615 2392709.044 630494.645 2392706.85 -2.97 2.19 3.69 Từ kết cho thấy sai số mặt phẳng vượt giới hạn cho phép bình đồ ảnh tỷ lệ 1/10000 Phương án sử dụng điểm khống chế mặt đất tối ưu phương án sử dụng điểm khống chế mặt đất chưa thoả mãn u cầu độ xác bình đồ tỷ lệ 1/10000 Nên phương án chọn điểm khống chế mặt đất không hợp lý Nắn ảnh sử dụng điểm khống chế mặt đất Khi nắn điểm khống chế đồ hình bố trí trải toàn cảnh ảnh Các điểm khống chế chọn chích địa vật rõ nét ảnh đồng thời dễ nhận thấy thực địa 104 Bảng 5-3 Kết kiểm tra sai số bình đồ ảnh sử dụng điểm khống chế để nắn Tên Loại điểm điể Toạ độ ảnh nắn X(m) Toạ độ gốc Y(m) X(m) Y(m) Dx Dy Mxy (m) (m) (m) m gcp 597118.179 2408798.525 597119.529 2408800.995 1.35 2.47 2.81 gcp 645099.211 2388537.823 645095.381 2388536.513 -3.83 -1.31 4.05 gcp 615685.707 2436080.215 615683.777 2436083.325 -1.93 3.11 3.66 gcp 618819.749 2439163.429 618822.109 2439166.299 2.36 2.87 3.72 gcp 627079.195 2443660.538 627081.015 2443663.618 1.82 3.08 3.58 gcp 610798.370 2403284.790 610795.67 2403282.11 -2.7 -2.68 3.8 gcp 651080.491 2423595.337 651078.461 2423592.227 -2.03 -3.11 3.71 gcp 603975.458 2436739.267 603979.108 2436741.737 3.65 2.47 4.41 gcp 595370.052 2400337.579 595367.872 2400334.159 -2.18 -3.42 4.06 Từ kết cho thấy ta sử dụng điểm khống chế mặt đất để nắn bình đồ tỷ lệ 1/10000 ta thấy sai số trung phương điểm yếu mặt phẳng vượt 4.0m vượt qúa quy định độ xác để thành lập bình đồ ảnh tỷ lệ 1/10000, khơng đáp ứng yêu cấu kỹ thuật Nên ta loại trừ phương pháp Nắn ảnh sử dụng mơ hình số độ cao DEM Sau sử dụng phương pháp pháp nắn không đáp ứng u cầu độ xác bình đồ tỷ lệ 1/10000 Ta tiến hành sử dụng mơ hình số độ cao DEM để đưa vào nắn ảnh, với mơ hình số độ cao khu vực đô thị, nơi có độ che phủ lớn q trình thành lập mơ hình số độ cao có sai số lớn sai số bắt điểm tăng dày, sai số đo vẽ Vì sử dụng mơ hình số độ cao DEM để nắn ảnh phù hợp với ảnh chụp vùng khu vực đo vẽ có độ che phủ 105 đồi trọc Chỉ phù hợp với ảnh vệ tinh có độ phân giải cao mà ảnh vệ tinh độ phân giải cao lại không thuộc phạm vi nghiên cứu luận văn nên lọai bỏ phương án nắn ảnh vệ tinh sử dụng mơ hình số độ cao DEM Nắn ảnh sử dụng 21 điểm Ở phương án tơi sử dụng đồ hình 21 điểm để đưa vào bình sai cảnh ảnh 13 điểm điểm khống chế điểm dùng làm điểm kiểm tra, điểm chải toàn cảnh ảnh Các điểm khống chế điểm kiểm tra chọn chích ảnh đo ngồi thực địa Các điểm chọn nơi dễ nhận biết ngã 3, ngã đường nơi địa vật rõ nét ảnh để dễ nhận thấy ảnh Khi bình sai đưa mơ hình số độ cao DEM vào bình sai Hình 5-2 Ảnh thơ dùng để nắn chỉnh 106 Bảng 5-4 Kết kiểm tra sai số bình đồ ảnh sử dụng 21 điểm khống chế để nắn Tên Loại điểm điể Toạ độ ảnh nắn X(m) Toạ độ gốc Y(m) X(m) Y(m) Dx Dy Mxy (m) (m) (m) m gcp 597117.348 2408799.132 597116.630 2408797.670 0.72 1.46 1.63 gcp 556230.217 2410713.898 556228.530 2410712.910 1.69 1.08 2.00 chk 587434.094 2402493.478 587431.920 2402495.200 2.17 -1.72 2.77 gcp 550734.888 2458093.420 550731.950 2458094.420 2.94 -1.00 3.10 gcp 547251.700 2437486.158 547248.300 2437487.310 3.40 -1.15 3.59 gcp 590025.936 2460264.089 590025.430 2460264.490 0.51 -0.40 0.65 gcp 558693.354 2467436.050 558690.800 2467435.590 2.55 0.46 2.60 gcp 611087.816 2456278.025 611084.580 2456278.200 3.24 -0.20 3.24 gcp 603975.458 2436739.267 603973.090 2436739.460 2.37 -0.19 2.38 10 gcp 595370.068 2400339.191 595370.910 2400339.430 -0.84 -0.24 0.87 11 chk 561113.273 2437343.465 561113.480 2437344.400 -0.21 -0.94 0.96 12 gcp 579670.153 2437807.100 579668.013 2437806.857 2.14 0.24 2.15 13 chk 585301.813 2433016.030 585302.036 2433015.611 -0.22 0.42 0.47 14 chk 549304.764 2423803.084 549302.151 2423804.930 2.61 -1.85 3.20 15 gcp 581786.346 2423768.313 581786.412 2423766.927 -0.07 1.39 1.39 16 chk 585347.537 2418378.798 585346.930 2418378.565 0.61 0.23 0.65 17 gcp 581438.614 2413684.899 581439.233 2413686.002 -0.62 -1.10 1.26 18 chk 559801.322 2409078.561 559800.894 2409079.446 0.43 -0.89 0.98 19 gcp 593862.592 2410616.104 593860.586 2410617.982 2.01 -1.88 2.75 20 chk 593790.759 2405366.505 593788.401 2405367.637 2.36 -1.13 2.62 Từ kết ta thấy với điều kiện tư liệu ảnh, số lượng đồ hình điểm KCA, mơ hình DEM, mơ hình tốn học dùng nắn ảnh sai số vị 107 trí điểm điểm khống chế điểm kiểm tra đạt yêu cầu độ xác Sai số trung phương điểm khống chế yếu Dx(8) = 3.24 (m), sai số trung phương điểm kiểm tra yếu Dy(14) = -1.85(m) hoàn tồn đáp ứng sai số vị trí mặt phẳng cho phép bình đồ tỷ lệ 1/10000 Ảnh sau nắn xong trộn phương pháp HPF Sau nhập hiển thị toạ độ điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp lên ảnh nắn để kiểm tra độ xác ảnh sau xử lý Được cắt ghép cho bình đồ ảnh phục vụ chỉnh đồ địa hình tỷ lệ 1/10000 Hình 5-3 Bình đồ ảnh sau xử lý đưa vào sử dụng 108 KẾT LUẬN VÀ KIỂN NGHỊ Kết luận Trên sở kết nghiên cứu đưa số kết luận sau: - Sản phẩm bình đồ ảnh loại sản phẩm có nhiều ưu điểm sử dụng rộng rãi công nghệ khai thác ảnh vệ tinh Sản phẩm làm ảnh màu, thuận tiện cho việc khai thác phù hợp làm ảnh phục vụ cho công tác chỉnh đồ địa hình tỷ lệ trung bình - Độ xác nắn ảnh vệ tinh chủ yếu phụ thuộc vào yếu tố sau:  Độ xác, số lượng, đồ hình bố trí điểm khống chế ảnh  Độ xác mơ hình số độ cao sử dụng để nắn ảnh  Mơ hình thuật tốn sử dụng (phụ thuộc vào phần mềm nắn ảnh) Để nâng cao độ xác điểm khống chế ảnh cần nâng cao độ xác đo khống chế phương pháp GPS Độ xác điểm khống chế GPS phụ thuộc chủ yếu vào khả định vị điểm đo GPS thực địa tương ứng ảnh Khi chọn điểm cần ý chọn nơi dễ nhận biết, dễ lại Thơng thống để đảm bảo thu nhận tín hiệu vệ tinh Đồ hình bố trí điểm khống chế ảnh + Về số lượng điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp cần cho cảnh ảnh 21 điểm - 13 điểm dùng làm điểm khống chế - điểm dùng làm điểm kiểm tra Để thành lập bình đồ ảnh tỷ lệ 1/10000 ảnh vệ tinh SPOT5 cần phải đo với độ xác khơng vượt mặt phẳng  3.5m Khi thực nắn ảnh cho khu vực gồm có nhiều cảnh ảnh vệ tinh mà cảnh ảnh liền kề có độ phủ chung thiết phải xây dựng khối ảnh Trong trường hợp khối ảnh mơ hình tốn học phù hợp là: 109  Mơ hình RFM (sử dụng hệ số RPC cung cấp theo liệu ảnh)  Mơ hình tham số mơ hình chặt chẽ Kiến nghị - Khi tăng dày nội nghiệp điểm khống chế điểm kiểm tra người thao tác đo ảnh phụ thuộc nhiều vào việc chọn điểm khống chế ngoại nghiệp sơ đồ ghi điểm chích ảnh Do việc xác định vị trí điểm chịu sai số đo ảnh Theo lý thuyết đo ảnh số giá trị sai số 1/3 kích thước pixel - Về độ cao điểm khống chế kiểm tra xác định  0.5m Vì sai số xem xét tới tính tốn bình sai khối ảnh vệ tinh dạng giá trị sai số toạ độ điểm khống chế điểm kiểm tra - Cần đầu tư vào đào tạo nhân lực trang thiết bị máy móc để tiếp tục nghiên cứu, ứng dụng ảnh vệ tinh vào nhiều lĩnh vực đồng thời không ngừng nâng cao độ xác ảnh nắn nhằm khai thác triệt để giá trị thông tin chúng 110 TÀI LIỆU THAM KHẢO Phan văn Cự (2001) Cơ sở khoa học phương pháp Viễn Thám với kỹ thuật xử lý số, Trung tâm nghiên cứu ứng dụng Viễn Thám GIS Tăng Quốc Cương (2004) Nghiên cứu sở khoa học xây dựng mơ hình số độ cao phục vụ quản lý tài nguyên thiên nhiên, Viện nghiên cứu Địa chính, Bộ tài nguyên Mơi trường, Hà Nội Lê Minh, Lương Chính Kế (2008) Cơ sử đánh giá độ xác DEM thành lập công nghệ Lidar, Đặc san Viễn thám Địa tin học - Trung tâm Viễn thám Quốc gia số tháng năm 2008 Trương Anh Kiệt (2000), Phương pháp đo ảnh giải tích đo ảnh số, Bài giảng dùng cho học viên cao học NCS ngành trắc địa, Trường Đại học Mỏ Địa Chất, Hà Nội Phạm Vọng Thành, Công nghệ Viễn thám, Giáo trình dùng cho học viên cao học ngành trắc địa, trường Đại học Mỏ Địa Chất 2001 Phạm Vọng Thành (2004), Mơ hình số độ cao nghiên cứu tài nguyên môi trường, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Ngọc Thạch (1997) Bài giảng giới thiệu kiến thức sở Viễn thám, Đại học khoa học Tự nhiên Trần Đình Trí (2009), Đo ảnh giải tích đo ảnh số, NXB Khoa học kỹ thuật Lê Văn Trung (2005), Viễn thám, NXB Đại học Quốc gia Hồ Chí Minh ... - ĐỊA CHẤT NGUYỄN THỊ TỐ GIANG CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC THÀNH LẬP BÌNH ĐỒ ẢNH VỆ TINH PHỤC VỤ CHO HIỆN CHỈNH BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH TỶ LỆ TRUNG BÌNH Chuyên ngành: Kỹ thuật Trắc địa. .. lập bình đồ ảnh 39 Chương 3: Bình đồ ảnh vệ tinh phương pháp nắn chỉnh hình học ảnh vệ tinh 3.1 Bình đồ ảnh vệ tinh 46 3.2 Các đặc tính hình học ảnh vệ tinh 54 3.3 Các phương pháp nắn chỉnh hình. .. học ảnh vệ tinh 55 3.4 Nội suy tái chia mẫu 73 3.5 Trộn ảnh 77 Chương 4: Các giải pháp kỹ thuật nâng cao độ xác thành lập bình đồ ảnh vệ tinh 4.1 Xác định mơ hình số độ cao DEM phục vụ thành lập