Đề tài “ thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ 1 10000 bằng công nghệ đo ảnh số có sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh “

Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám Mở đầu Từng ngày, Trái đất chứng kiến phát triển mạnh mẽ khoa học kỹ thuật Những phát minh mới, công cụ đại lần lựơt đời thay cho công cụ lạc hậu Tất nhằm phục vụ người, giải phóng người khỏi lao động nặng nhọc đồng thời nâng cao suất lao động, hạ giá thành sản phẩm Hoà với phát triển mạnh mẽ nhà trắc địa đà tìm tòi cho đời phương pháp ,những máy móc thiết bị đại nhằm phục vụ cho công tác đo đạc hiệu , qua giải phóng cho người khỏi lao động khó nhọc Sự đời phát triển mạnh mẽ công nghệ đo ảnh số thành lập đồ phát minh Việc sử dụng ảnh hàng không thành lập đồ nói chung đồ địa hình nói riêng đà trở nên phổ biến, đồng thời đà phần đáp ứng nhu cầu thành lập đồ xà hội Nhưng công tác đoán đọc điều vẽ phòng việc xác định đối tượng ảnh hàng không chưa hoàn thiện nguồn thông tin hạn chế, ảnh hàng không ảnh toàn sắc công tác đoán đọc, điều vẽ trời chiếm nhiều thời gian Hơn với khu vực tư liệu trắc địa đồ không có, có không đủ cho nhu cầu thành lập đồ địa hình tỷ lệ lớn, việc thành lập đồ địa hình tỷ lệ lớn ảnh hàng sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh hướng phù hợp Xuất phát từ ý tưởng đà thực đồ án với tên đề tài: Thành lập đồ địa hình tỷ lệ 1:10000 công nghệ đo ảnh số có sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh Nội dung đề tài trình bày bốn chương: Chương 1.Bản đồ địa hình phương pháp thành lập đồ địa hình Chương Cơ sở lý thuyết công nghệ thành lập đồ địa hình phương pháp đo ảnh số Sinh viên: Vũ Văn Cường -1- Lớp Trắc địa A K48 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám Chương Quy trình công nghệ thành lập đồ địa hình tỷ lệ 1:10000 phương pháp đo ảnh số có sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh Chương Thực nghiệm thành lập đồ địa hình tỷ lệ 1:10000 khu vực lòng hồ công trình thuỷ điện Để hoàn thành nhiệm vụ đề tài, thân em không ngừng học tập, tìm hiểu công nghệ mới, tham khảo nhiều tài liệu thực tập tham quan nhiều đơn vị sản xuất Trong qua trình thực hiện, em đà nhận nhiều giúp đỡ quí báu có hiệu cán kỹ thuật đơn vị sản xuất, thầy cô giáo khoa Trắc địa Qua cho xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy cô giáo môn Đo ảnh Viễn thám thầy cô khoa Trắc địa, đặc biệt cho em gửi lời biết ơn tới thầy giáo TS.Trần Đình Trí - người đà hướng dẫn, bảo tận tình em suốt thời gian thực đồ án Mặc dù đà có nhiều cố gắng kiến thức chuyên môn hạn chế, thời gian nghiên cứu thực đề tài có hạn nên nội dung đồ án chắn không tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận bảo thầy cô giáo, anh chị cán kỹ thuật bạn đồng nghiệp Em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, tháng / 2008 Sinh viên Vũ Văn Cường Sinh viên: Vũ Văn Cường -2- Lớp Trắc địa A K48 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám Chương Bản đồ phương pháp thành lập ®å 1.1 Kh¸i niƯm chung 1.1.1 Kh¸i niƯm vỊ Bản đồ Bản đồ hình ảnh thu nhỏ thực tế địa lý ký hiệu hoá thể yếu tố đặc điểm cách có chọn lọc Bản đồ hình ảnh thu nhỏ khái quát hoá phần bề mặt đất lên mặt phẳng nằm ngang theo phép chiếu hình đồ với nguyên tắc biên tập khoa học Bản đồ địa hình loại đồ thể khu vực bề mặt trái đất đồ thể thành phần thiên nhiên kết hoạt động người mà mắt ta cảm nhận Trên đồ phụ thuộc vào tỷ lệ, đối tượng có bề mặt đất chọn lọc biểu diễn, đối tượng chứa đựng lượng thông tin phụ thuộc vào không gian, thời gian mục đích sử dụng: - Tính không gian xác định khu vực tiến hành đo vẽ thành lập đồ - Tính thời gian ghi nhận đồ trạng bề mặt trái đất thời điểm tiến hành đo vẽ - Mục đích sử dụng chi phối nội dung độ xác thành lập đồ * Mục đích sử dụng BĐĐH Bản đồ địa hình có vai trò quan träng khoa häc vµ thùc tiƠn bao gåm: xây dựng công nghiệp, dân dụng, lượng, giao thông công trình khác Bản đồ có nhiều tỷ lệ, ứng với loại tỷ lệ lại có mục đích sử dụng khác - Bản ®å tû lƯ lín : th­êng ®­ỵc sư dơng ®Ĩ thiết kế mặt xây dựng công trình xây dựng, thành phố, điểm dân cư, để lập thiết kế kỹ thuật xí nghiệp công nghiệp trạm phát điện, dùng để tiến hành thăm dò tìm kiếm, thăm dò tính toán trữ lượng khoáng sản, dùng công tác quy hoạch cải tạo đồng ruộng - Bản đồ tỷ lệ trung bình; dùng công tác quy hoạch ruộng đất làm sở để đo vẽ thổ nhưỡng, thực vật, thiết kế công trình thuỷ nông, dùng để chọn tuyến đường giao thông, để khảo sát phương án xây dựng thành phố Sinh viên: Vũ Văn Cường -3- Lớp Trắc địa A K48 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám - Bản đồ tỷ lệ nhỏ; dùng quy hoạch tổ chức vùng kinh tế, để chọn tuyến đường sắt, đường ôtô kênh đào giao thông 1.1.2 Cơ sở toán học đồ địa hình Cơ sở toán học BĐĐH nhằm đảm bảo độ xác đồ, đáp ứng yêu cầu sử dụng, đồng thời ghép nhiều mảnh đồ lại với mà giữ tính quán Cơ sở trắc địa Cơ sở trắc địa đồ đặc trưng Elipxoid trái đất hệ thống mạng lưới khống chế trắc địa * Hiện đồ địa hình Việt Nam thành lập hệ quy chiếu hệ toạ độ quốc gia VN 2000 với thông số sau: - Elipxoid quy chiếu quốc gia Elipxoid WGS-84 - Vị trí Elipxoid quy chiếu quốc gia Elipxoid WGS-84 toàn cầu xác định phù hợp với lÃnh thổ Việt Nam sở sử dụng điểm GPS cạnh dài có độ cao thuỷ chuẩn phân bố toàn lÃnh thổ - Điểm gốc toạ độ quốc gia: Điểm N00 đặt khuôn viên viện nghiên cứu địa Điểm gốc độ cao lấy Hòn dấu Hải Phòng * Hệ thống mạng lưới khống chế trắc địa: Hệ thống mạng lưới khống chế trắc địa: Là hệ thống điểm chọn đánh dấu mốc vững mặt đất, chúng liên kết với tạo thành mạng lưới Mạng lưới khống chế trắc địa xây dựng theo nguyên tắc từ tổng thể đến cục bộ, từ độ xác cao đến độ xác thấp Mạng lưới khống chế trắc địa nhà nước Việt Nam mặt phẳng độ cao xây dựng theo hạng hạng I, hạng II, hạng III hạng IV Lưới hạng I phủ trùm quốc gia, lưới hạng II chêm vào lưới hạng I, sau chêm dày thêm lưới hạng III hạng IV Tuỳ vào yêu cầu công việc mà lập thêm lưới khống chế cấp thấp như: lưới giải tích, lưới đường chuyền lưới khống chế đo vẽ.Nhưng lưới phải đo nối với lưới khống chế nhà nước Các quy định khác sở toán học phải tuân thủ theo quy định quy phạm hành Phép chiếu đồ Bề mặt hình cầu trái đất biểu thị đồng dạng dịa cầu, để nghiên cứu bề mặt traí đất cách chi tiết bắt buộc Sinh viên: Vũ Văn Cường -4- Lớp Trắc địa A K48 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám phải sử dụng đồ, vấn đề cần thiêt phải biểu thị bề mặt hình cầu trái đất lên mặt phẳng Việc chuyển từ mặt Elipxoid lên mặt phẳng nhờ phép chiếu đồ Phép chiếu đồ thể quan hệ toạ độ điểm mặt đất toạ độ điểm mặt phẳng phương pháp toán học Tuỳ thuộc vào tính chất biểu diễn mặt phẳng phụ trợ ta có phép chiếu khác như: phép chiếu đồng góc, ®ång diƯn tÝch, phÐp chiÕu tù do, phÐp chiÕu gi÷ độ dài theo hướng định, chiếu hình nón, chiếu hình trụ giả, hình nón giả chiếu phương vị : a Phép chiếu Gauss-kruger hệ toạ độ phẳng Gauss-Kruger Hình 1.1 Phép chiếu Gauss-Kruger * Phép chiếu Gauss-Kruger : Là phép chiếu hình trụ ngang đồng góc dùng để tính toạ độ mạng lưới trắc địa tính toán lưới toạ độ đồ dung cho đồ địa hình tỷ lệ lớn Phép chiếu chia bề mặt trái đất thành 60 múi múi 60 đánh số thứ tự từ tây sang đông tính từ kinh tuyến gốc qua đài thiên văn Grennwich Mỗi múi chia thành hai phần đối xứng qua kinh tun trơc DiƯn tÝch cđa mói chiÕu lớn mặt cầu Hệ số biến dạng kinh tuyến tăng từ kinh tuyến hai kinh tuyến biên giảm từ xích đạo hai cực * Hệ toạ độ vuông góc phẳng Gauss-Kruger ;Hệ toạ độ xây dựng mặt phẳng múi 60 phép chiếu Gauss-Kruger Trong nhận hình chiếu kinh tuyến gốc làm trục X nhận Xích đạo làm trục Như ; tính từ điểm gốc phía Bắc X mang dấu dương, phía nam mang dấu âm, Y phía đông mang dấu dương phía tây mang dấu âm Sinh viên: Vũ Văn Cường -5- Lớp Trắc địa A K48 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám Để tính toán tránh trị số Y âm người ta quy ước điểm gốc có toạ độ xo=0 y0=500 km Hình 1.2 Hệ toạ độ vuông góc phẳng Gauss-Kruger Để tính trị số kinh độ kinh tuyến múi thứ n ta sử dơng c«ng thøc sau: n = 60n - 30 ( 1 ) b Phép chiếu UTM hệ toạ độ phẳng UTM Hình 1.3 Phép chiếu UTM * Phép chiếu UTM: Là phép chiếu hình trụ ngang đồng góc thỏa mÃn điều kiện kinh tuyến dường thẳng trục đối xứng độ biến dạng chiều dài diện tích lớn vùng giao xích đạo với kinh tuyến hai kinh tuyến biên Tỷ lệ độ dài mo kinh tuyến trơc lµ mo=0,9996 víi mói 60 vµ mo=0.9999 víi mói 30 Trong phÐp chiÕu UTM cã hai ®­êng chuÈn có giá trị mo=1 Hai đường Sinh viên: Vũ Văn Cường -6- Lớp Trắc địa A K48 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám đối xứng qua kinh tuyến trục cắt xích đạo điểm cách kinh tuyến khoảng Do trị số biến dạng phép chiếu UTM nhỏ phép chiếu G-K * Hệ toạ độ vuông góc phẳng UTM (N,E): Trong phép chiếu UTM hình chiếu kinh tuyến xích đạo hai đường thẳng vuông góc với chọn làm hệ trục toạ độ Đặc điểm hệ toạ độ mô tả ( hình I-4), M điểm cần xác định toạ độ O giao điểm hình chiếu kinh tuyến OZ xích đạo OE Hình 1.4 Hệ toạ độ vuông góc phẳng UTM Trong hệ quy chiếu toạ độ phẳng lưới chiếu UTM tính thong qua toạ độ phẳng lưới chiếu gauss-Kruger theo công thøc sau: XUTM = K0.XG (1.2) YUTM = K0.(YG - 500.000) 500.000 (1.3) UTM = G (1.4) Trong ®ã: K0 = 0.9996 cho mói 60 K0 = 0.9999 cho mói 30 (XUTM, YUTM ) toạ độ phẳng lưới chiếu UTM (XG, YG) toạ độ phẳng lưới chiÕu Gauss - Kruger UTM vµ 0 lµ gãc lƯch kinh tuyến tương ứng lưới chiếu UTM lưới chiếu Gauss - Kruger 3.Tỷ lệ đồ Tỷ lệ đồ mức độ thu nhỏ bề mặt trái đất biểu thị đồ Trị số tỷ lệ chung thiết phải rõ đồ có ba phương pháp thể tỷ lệ Sinh viên: Vũ Văn Cường -7- Lớp Trắc địa A K48 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám - Tỷ lệ số: thể phân số mà tử mẫu số thay cho mức độ thu nhỏ mặt đất Tỷ lệ viết dạng 1:10 000 1/10 000 - Tỷ lệ chữ nêu rõ đơn vị đồ tương ứng với độ dài thực địa - Thước tỷ lệ: hình vẽ dùng để đo tên đồ Thước tỷ lệ thẳng hay xiên cho phép đo độ xác cao Về hệ thống tỷ lệ đồ nước ta bao gồm tỷ lệ sau:1/1000000,1/100000, 1/50000, 1/25000, 1/10000 ,1/2000 lớn 4.Khung lưới Khung đồ bao gồm khung khung ngoài, khung giới hạn diện tích đo vẽ khung dùng để trang trí Lưới đô có loại lưới tọa độ địa lý lưới toạ độ vuông góc đồ địa hình thường sử dụng lưới toạ độ vuông góc Hệ thống kí hiệu quy ước Là toàn ghi quy ước dung đồ tỷ lệ định ý nghĩa nội dung đặc tính sử dụng, hệ thống ký hiệu quy ước phải tuân theo quy phạm nhà nước Ký hiệu đồ hình vẽ quy ước chung để biểu diễn cho địa vật mặt chất lượng số lượng Trên đồ địa hình, khu vực ®­ỵc biĨu diƠn b»ng mét hƯ thèng ký hiƯu quy ước với chữ ghi địa danh giải thích ngắn gọn Ký hiệu cho biết hình dạng, vị trí không gian đặc tính địa vật Chúng dễ nhận thấy dễ nhớ Các địa vật loại thường biểu diễn ký hiệu có nét giống Màu sắc, kích thước đặc điểm trình bày kí hiệu có ý nghĩa định Trong đồ học, người ta phân ký hiệu làm ba loại ký hiƯu theo tû lƯ, ký hiƯu phi tû lƯ vµ ký hiƯu nưa tû lƯ - Ký hiƯu theo tû lệ ký hiệu sử dụng để biểu diễn đối tượng có kích thước lớn - Ký hiệu phi tỷ lệ ký hiệu sử dụng để biểu diễn địa vật có kích thước bé, biểu diễn đường nét chúng theo tỷ lệ đồ Đó biểu tượng hình học nhỏ hay hình vẽ đơn giản đối tượng mà chúng tượng trưng Một điểm hình vẽ gắn toạ độ ®Ĩ chØ ®óng vÞ trÝ thùc cđa ®Þa vËt Êy thực địa Sinh viên: Vũ Văn Cường -8- Lớp Trắc địa A K48 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám - Ký hiệu nửa tỷ lệ dùng để biểu thị đối tượng chạy dài sông, suối, đường, ranh giới Ký hiệu nửa tỷ lệ loại ký hiệu giữ tỷ lệ theo chiều dài đối tượng Chiều rộng thường biểu diễn tăng lên so với thực tế Ngoài nét vẽ- ký hiệu, đồ địa hình thấy chữ ghi địa danh, tên điểm dân cư, chữ số độ cao, số dân, số rừng chữ ghi trình bày màu sắc khác nhau, cỡ chữ to nhỏ khác Toàn chữ ghi đồ giúp viêc truyền đạt thông tin nội dung đồ nên coi loại ký hiệu Để có trữ lượng thông tin lớn, chữ ghi đồ trình bày khuôn mẫu định cỡ chữ, kiểu chữ, độ nghiêng màu sắc chữ Nguyên tắc ghi đồ phải tuân theo nguyên tắc đầu chữ quay lên trên, ghi đường phố ghi theo hướng đường phố Phân mảnh đánh số Phụ thuộc vào tỷ lệ đồ lÃnh thổ cần thành lập mảnh đồ đồ nhiều mảnh ký hiệu theo hệ thống định dạng tên ghi bổ sung cho tên chung mảnh Từ mảnh đồ 1: 1000000 chia thành 144 mảnh đồ : 100000 có kích thước =20 =30 đánh số hiệu chữ ¶ rËp tõ 1, 2, 3, …,144 Chia b¶n ®å : 100000 thành mảnh 1:50000 có kích thứoc =10 =15 ký hiệu A, B ,C D Từ mảnh 1:50 000 chia thành mảnh 1:25000 có kích thước =5 =730 ký hiệu a, b, c d Từ mảnh 1:25000 chia làm mảnh 1:10000 thước =230 =345 kí hiệu 1, ,3 Từ mảnh 1:10000 chia làm 384 mảnh 1:5000 có kích thước =115 =115 đánh số hiệu chữ ả rập từ 1, 2, , đến 384 1.1.3 Những tính chất BĐĐH - Tính trực quan đồ: đồ cho ta khả bao quát tiếp thu nhanh chóng yếu tố chủ yếu quan trọng nội dung đồ.Nó phản ánh tri thức đối tượng biểu thị Bằng đồ người sử dụng tìm quy luật phân bố đối tượng hiên tuợng bề mặt trái đất - Tính đo được: tính chất quan trọng đồ Tính chất Sinh viên: Vũ Văn Cường -9- Lớp Trắc địa A K48 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám có liên quan chặt chẽ với sở toán học đồ Căn vào tỷ lệ phép chiếu đồ, vào thang bËc cđa c¸c ký hiƯu quy ­íc ng­êi sư dụng đồ có khả xác định nhiều trị số khác như: toạ độ, biên độ, khoảng cách, diện tích, thể tích, phương hướng nhiều trị số khác - Tính thông tin: khả lưu trữ truyền đạt cho người sử dụng tin tức khác đối tượng tượng 1.1.4 Nội dung Bản đồ địa hình Cơ sở toán học Địa vật định hướng đối tượng cho phép ta xác định vị trí nhanh chóng xác đồ thường biểu thị đối tượng phi tỷ lệ thực tế địa vật dễ nhận biết nhô cao so với mặt đất Các điểm thuộc lưới khống chế sở biểu thị với mức độ chi tiết độ xác phụ thuộc vào tỷ lệ mức độ sử dụngcủa đồ Bản đồ địa hình tỷ lệ 1/10.000 lớn điểm khống chế trắc địa có chôn mốc cố định phải biểu thị lên đồ Bản đồ địa hình tỷ lệ 1/25.000 đến 1/100.000 biểu thị điểm mạng lưới trắc địa Nhà nước hạng I, II, III IV, điểm đường chuyền điểm thuỷ chuẩn Các điểm dân cư đối tượng kinh tế, văn hoá xà hội Các điểm dân cư yếu tố quan trọng đồ địa hình Tỷ lệ đồ địa hình lớn mức độ chi tiết, điểm dân cư đặc trưng kiểu c­ tró, sè ng­êi vµ ý nghÜa hµnh chÝnh - trị Khi thể điểm dân cư đồ phải giữ đặc trưng quy hoạch, cấu trúc Trên đồ tỷ lệ lớn biểu thị điểm dân cư tỉ mỉ, phạm vi dân cư phải biểu thị khép kín ký hiệu tương ứng, nhà vùng dân cư phải biểu thị tính chất (chịu lửa, chịu lửa), quy mô (lớn, nhỏ, số tầng) Các công trình công cộng phải biểu thị tính chất kinh tế, xà hội, văn hoá chúng nhà máy, trụ sở uỷ ban, bưu điện Thuỷ hệ công trình liên quan Các yếu tố thuỷ hệ biểu thị tỉ mỉ, đồ địa hình biểu thị đường bờ biển, bờ hồ, sông, ngòi, mương, kênh, rạch,Các đường bờ nước thể ®å theo ®óng ®Ỉc ®iĨm cđa tõng kiĨu ®­êng bê Đồng Sinh viên: Vũ Văn Cường - 10 - Lớp Trắc địa A K48 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám Trên hình ®Þnh h­íng cã ba cưa sỉ: + Overview: HiĨn thị toàn ảnh + Fullres: Hiển thị ảnh dấu khung toạ độ Camera + Detail: Hiển thị chi tiết hình ảnh dấu khung toạ độ Camera với mức phóng đại lớn - Chọn phương pháp tính Affine tiến hành đo tất điểm mấu khung Sai số trung phương trọng số đơn vị phải nhỏ 0.3 kích cỡ pixel - Sau định hướng xong sai số định hướng nằm giới hạn cho phép máy báo Good Solution b Định hướng tương đối RO (Relative Orientation) Sau định hướng xong ta tiến hành định hướng mô hình lập thể nhằm xác định mối quan hệ chùm tia ảnh so với ảnh ¶nh lËp thĨ Chän lƯnh ISDM/ Orientation/ Relative ®Ĩ hiĨn thị hội thoại lựa chọn mô hình (Select Models) - Sau chọn xong mô hình ta chọn OK để hiển thị hình làm việc - Tiến hành đo điểm phân bố chuẩn mô hình lập thể theo chế độ mono đo lập thể Khi đo xong điểm phần mềm tính toán kết hiển thị hình theo phương pháp số bình phương nhỏ Kết hiển thị bảng Relative Orientation Sinh viên: Vũ Văn Cường - 63 - Lớp Trắc địa A K48 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám - Sau đo thêm điểm phần mềm tính toán lại cập nhật lại kết Khi kết thoả mÃn yêu cầu độ xác Sigma m lưu lại kết cách bấm vào Apply chuyển tới mô hình tiếp theo, cách bấm phải chuột chọn Next Model Công việc tiếp tục với tất mô hình tuyến khối ảnh Trong trình định hướng tương đối sử dụng cặp điểm định hướng tiêu chuẩn Như vậy, để tiến hành định hướng đo lập thể cặp ảnh cần phải đo 10 điểm Tức với độ phủ tiêu chuẩn 60% ảnh có tối thiểu 15 điểm định hướng Tiến hành đo điểm định hướng điểm địa vật rõ nét có kích thước nhỏ nằm vùng lân cận với điểm định hướng tiêu chuẩn Giá trị thị sai cặp ảnh không vượt 10m Giá trị sai số trung phương trọng số đơn vị khâu định hướng tương đối dải bay phải nhỏ 0.3 kích cỡ pixel c Liên kết dải bay Các điểm sử dụng làm điểm liên kết ( Tie Points) phải nằm vùng phủ tức nằm ảnh dải ảnh dải Chọn lệnh ISDM/ Orientation/ Multiphoto để hiển thị nhiều ảnh lúc kiểm tra sai số thị sai dọc điểm chung liên kết mô hình tuyến Số điểm liên kết tối thiểu điểm Sinh viên: Vũ Văn Cường - 64 - Lớp Trắc địa A K48 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám d Định hướng tuyệt đối AO (Absolute Orientation) Đây bước định hướng cuối với mô hình Nếu mô hình lập thể có đủ số lượng điểm có toạ độ mặt đất hoàn thành bước định hướng tuyệt đối chương trình tính chuyển đổi toạ độ mô hình sang hệ toạ độ mặt đất ương ứng Chọn lệnh ISDM/ Orientation/ Absolute Sử dụng chế độ quan sát lập thể để đo tất điểm khống chế ngoại nghiệp có mô hình lập thể Sau đo xong tất điểm khống chế ngoại nghiệp phải đảm bảo không phá vỡ kết độ xác đạt khâu định hướng tương đối mô hình lập thể e Bình sai khối tam giác ảnh không gian * Tính toán bình sai khối tam giác ảnh không gian - Chọn lệnh Orientation/ Phototriangutation/Triangutation để bình sai tăng dày khối ảnh Sinh viên: Vũ Văn Cường - 65 - Lớp Trắc địa A K48 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám Trong Option bảng Phototriangutation Results chọn: + Relative để tính toán bình sai khối ảnh hệ toạ độ mô hình + Absolute để tính toán bình sai khối ảnh hệ toạ độ trắc địa - Bấm nút Compute để chạy chương trình, kết hiển thị bảng Phototriangutation Results cho phép ta kiểm tra biên tập lựa chọn điểm khống chế đảm bảo độ xác thành lập đổ tỷ lệ xác định theo yêu cầu kỹ thuật * Chấp nhận toạ ®é sau b×nh sai Chän lƯnh ISDM/ Orientation/ Phototriangutation… Densify để ghi lại điểm tăng dày khống chế ảnh file Control công việc * Ghi thông số định hướng ảnh Đây bước cuối trình bình sai khối tam giác ảnh không gian nhằm ghi lại tất nguyên tố định hướng ảnh, mô hình đà chọn để bình sai Chän lƯnh ISDM/ Orientation/ Phototriangutation…Bulk Orient ®Ĩ cËp nhËt lại nguyên tố định hướng cho mô hình khối ảnh 4.3.2.5 Đo vẽ điểm đặc trưng địa hình thuỷ hệ Đo vẽ đặc trưng địa hình Đo vẽ bình độ dựa vào kết tăng dày Ta tiến hành đo vẽ địa hình trạm đo ảnh số, cụ thể sau: - Đo vẽ điểm đặc trưng địa đỉnh núi, đường phân thuỷ, đường tụ thuỷ, vách đứng - Khoảng cao đường bình độ 2m - Cứ đường bình độ thể đường bình độ cái, Sinh viên: Vũ Văn Cường - 66 - Lớp Trắc địa A K48 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám khu vực dáng địa hình chưa lột tả hết vẽ thêm đường bình độ nửa khoảng cao đường bình độ phụ - Mỗi dm2 đồ, đo 10-15 điểm ghi độ cao vị trí đặc trưng địa hình - Đường bình độ 75m ®­ỵc ®o vÏ ®Ĩ phơc vơ tÝnh diƯn tÝch vïng ngập nước Đo vẽ thuỷ hệ - Vẽ toàn sông, hồ, theo ảnh - Đường mép nước vẽ theo đường mép nước lúc chụp ảnh - Điểm độ cao mực nước đo theo thời điểm chụp ảnh ghi lên gốc theo quy định kỹ thuật, thời điểm đo lấy theo thời điểm chụp ảnh - Điểm độ cao mực nước đo theo hình ziczac hai bên bờ sông với dÃn cách 15cm đo điểm đo độ cao mực nước sông có độ rộng7mm hồ có độ rộng 25cm2 đồ 4.3.2.6 Tạo mô hình số độ cao DEM Mô hình số độ cao lập dựa kết tăng dày Lập mô hình số độ cao tự động chương trình MATCH_T hÃng INPHO Stuttgart 4.3.2.7 Lập mô hình số địa hình DTM * Sử dụng phương pháp đo DTM tự động ; Phương pháp tiến hành nhanh chóng thuận tiện địa hình phức tạp khả nội suy tự động mô hình số địa hình không đảm bảo xác Từ phần mềm ISDC menu chọn Define Match-T Parameters hộp thoại Match- T hiển thị để ta cài đặt thông số cần thiết Sau nhấn OK để chạy chương trình Chọn lệnh External Data/ Input để ghi điểm DTM vào file Design * Kiểm tra mô hình số địa hình DTM: Mô hình số địa hình phải đảm bảo độ xác theo yêu cầu đồ cần thành lập Căn vào sai số cho phép, phải quan sát lập thể sử dụng công cụ hỗ trợ để kiểm tra sửa độ cao cho điểm bị sai 4.3.2.8 Nội suy đường bình độ Đường bình độ nội suy dựa mô hình số địa hình DTM sau : - Khoảng cao đường bình độ 2m Sinh viên: Vũ Văn Cường - 67 - Lớp Trắc địa A K48 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám - Cứ đường bình độ thể đường bình độ cái, khu vực dáng địa hình chưa lột tả hết vẽ thêm đường bình độ nửa khoảng cao đường bình độ phụ - Đường bình độ 75m đo vẽ để phục vụ tính diện tích vùng ngập nước 4.3.2.9 Nắn ảnh lập bình đồ ảnh Sử dụng phần mềm ISIR, IRASC để nắn, cắt ghép ảnh Chọn lệnh Start/ Program/ Base Rectifer Xuất bảng Base Rectifer cho phép nắn ảnh Các thủ khai báo, nhập file ảnh Project: Vào tên khu đo Photo: Vào tên ảnh Input Image: Chọn đường dẫn ảnh đầu vào Output Image: Chọn đường dẫn ảnh đầu Size Of Pixel: Đặt chữ pixel Nắn tuỳ chọn mô hình số địa hình Chọn Rectification and Option DTM chọn file TIN Grid Interpolation Options: Các phương pháp nội suy: + Phương pháp Nearest Neighbour sử dụng giá trị độ xám pixel gần + Phương pháp Bilinear: Sử dụng giá trị độ xám pixel kề bên + Phương pháp Cubic Convolution: Nội suy giá trị độ xám từ 16 pixel gần Digital Terrain Model Option: Chọn phương pháp nắn: + Nắn ảnh sử dụng mô hình số địa hình: Phương pháp cho độ xác cao + Nắn ảnh không sử dụng mô hình số địa hình cho độ xác trung bình + Rigisteriar Option: Chọn thông số xác định vùng nắn Process Option: Hộp thoại cho phép thêm vào công đoạn (Add Tob) loại bỏ (Remove Tob) khỏi danh sách file ảnh thực Cắt ảnh, ghép lập bình đồ ảnh * Ghép ảnh: Để thực ghép hai ảnh ta chọn lệnh Tool/ Mosaic Image phần mềm IRASC Khi ghép ảnh ta phải điều chỉnh độ xám hai ảnh kề để tránh tương phản lớn Các ảnh ghép với phải có độ Sinh viên: Vũ Văn Cường - 68 - Lớp Trắc địa A K48 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám chờm phủ lên mật độ phân giải * Cắt ảnh: Chọn lệnh Tool/ Extract IRASC để cắt lấy khu vực cần đo vẽ khung đồ có trước Sai số ghép ảnh: Độ chênh lệch vị trí điểm địa vật tên không vượt 0.4mm theo tỷ lệ đồ 4.3.2.10 Điều vẽ ảnh đo vẽ bổ sung Điều vẽ ngoại nghiệp Bản đồ địa hình tỷ lệ 1/10.000 công trình thủy điện Sê San (Dự án đầu tư) thành lập để phục vụ thiết kế, di dân tái định cư, đền bù giải phóng mặt bằng, điều tra ngoại nghiệp, đội thi công đà tập trung vào yếu tố nội dung sau: * Dân cư đối tượng văn hóa xà hội : - Điều tra cập nhật tên địa danh hành chính, điểm dân cư, số hộ điểm dân cư Điều tra, xác định vị trí, tên, biểu thị theo ký hiệu đối tượng văn hóa: ủy ban, trường học, chùa, doanh trại quân đội Thống ghi toàn hệ thống đồ + Khu vực đo vẽ trung chủ yếu xà (Khum) thuộc huyện (Srok) Sê San, tØnh (Khet) StungTreng: Phluk, Srae Kor, Kbal Romeas, Ta Lat Ghi theo phiên âm quốc tế, đó: + Các tên gọi điểm dân cư khác ghi theo phiên âm tiếng địa phương (đà ghi tài liệu điều tra) * Giao thông thiết bị phụ thuéc : - Khu ®o cã nhÊt mét quèc lộ 78 (đường đất), lại đường đất, cát lớn, đất nhỏ, đường mòn đường bờ ruộng Các đối tượng hầu hết đà có ảnh Điều tra ngoại nghiệp đà rõ thuộc tính tên đường, độ rộng chất liệu mặt đường - Kiểm tra, biểu thị đường giao thông thiếu chưa thể (chủ yếu vùng dân cư tập trung) - Điều tra đầy đủ vị trí ghi tên, thuộc tính cầu bắc qua sông, suối, bến đò * Địa hình : Kiểm tra khu vực thay đổi độ cao hai bên sông lớn (mức độ dốc), tập trung vào khu vực thiết kế đập, xây dựng nhà máy Ngoài ra, kiểm tra khu Sinh viên: Vũ Văn Cường - 69 - Lớp Trắc địa A K48 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám vực địa hình thay đổi đột xuất mà nội nghiệp không phát Biểu thị nét dốc đồ * Thủy hệ đối tượng liên quan: - Điều tra biểu thị thống mạng lưới thuỷ văn theo kí hiệu Tập trung vào độ rộng suối, tháng có nước sông suối, từ rõ cho biên tập nội nghiệp hướng biểu thị đầy đủ - Điều tra tên sông, suối, ao hồ; tên đảo hai sông lớn thống cách ghi theo cách gọi địa phương - Kiểm tra đối tượng có hình ảnh không rõ xuất khu vực dân cư - Điều tra, biểu thị bÃi đá, cát; khu vực có ghềnh, đoạn sông không lại thuyền thời điểm mùa khô * Thực vật: - Kiểm tra, khoanh vẽ lại ranh giíi: khu vùc rõng rËm, rõng th­a, cá, lóa hoa màu - Kiểm tra phân biệt khu vực có hình ảnh thay đổi ảnh (vùng đất trống, đầm lầy, cỏ, hoa màu, lúa ), điều tra biểu thị theo ký hiệu quy định - Điều tra loại cây, tên thông số khác (đo chiều cao cây, đường kính thân cây, mật ®é c©y) Møc ®é ghi chó tÝnh chÊt rõng phơ thuộc vào phạm vi diện tích đối tượng thể theo quy định quy phạm - Điều tra thể dải rừng dài, hẹp, hàng * Địa giới hành chính: Hiện địa giới toàn tỉnh StungTreng nói chung huyện Sê San nói riêng, chưa có mốc địa giới xác thực địa Chính quyền địa phương quản lý địa giới hành theo tài liệu GIS, đồ địa giới lưu trữ hệ toạ độ UTM, kinh tuyến trục 1050 Địa giới hành kết điều tra chuyển vẽ từ tài liệu Uỷ ban tØnh Stung Treng cung cÊp §iỊu vÏ néi nghiƯp - Phạm vi điều vẽ phạm vi tờ đồ cần thành lập - Phương pháp điều vẽ: giải đoán điều vẽ máy tính PC - Dựa vào yếu tố địa hình, thuỷ hệ, giao thông, dân cư đà đo vẽ trạm tài liệu điều vẽ ngoại nghiệp tiến hành chuyển đổi, biên tập nội dung đồ theo hệ thống kí hiệu quy định - Dựa vào trực ảnh giải đoán bổ sung ranh giới thực vật - Đối tượng điều vẽ đối tượng giao thông, dân cư, công trình Sinh viên: Vũ Văn Cường - 70 - Lớp Trắc địa A K48 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám kiến trúc, thực phủ - Sử dụng ảnh vệ tinh để giải đoán yếu tố địa vật tính chất Hay thành lập bình đồ ảnh từ ¶nh vƯ tinh §o vÏ bỉ sung §o vÏ bổ sung đối tượng khó phát đối tượng không phát ảnh máy toàn đạc công cụ, máy móc khác 4.3.2.12 Số hoá nội dung đồ Tạo môi trường làm việc - Khởi động Microtation, chọn file đồ cần số hoá Nạp modul quản lý líp th«ng tin Tõ cưa sỉ lƯnh gâ MDLL MSFC hình xuất thêm công cụ MSFC Nạp modul quản lý ảnh số Từ cửa sổ lệnh gõ MDLL IRASC hình xuất thêm công cụ IRASC Gọi ảnh số để làm số hoá Trên file menu IRASC chọn Open mở file ảnh tuơng ứng Chọn lớp thông tin cần số hoá Trước tiến hành số hoá ta phải có bảng chứa đối tượng, mục tiêu bảng đối tượng phân chia quản lý lớp thông tin trình số hoá đối tượng ảnh Số hoá đối tượng ảnh Các yếu tố số hoá ảnh bao gồm: Điểm khống chế toạ độ nhà nước, dân cư, đối tượng địa vật kinh tế xà hội, giao thông, thuỷ văn đối tượng có liên quan, khoanh vùng chất đất thực vật, địa giới hành chính, ranh giới tường rào, ghi Còn lại dáng đất xây dựng từ file bình độ riêng Dựa vào ảnh nền, số hoá đối tượng đồ phải đảm bảo độ xác thành lập đồ địa hình Khi số hoá cần tuân theo nguyên tắc sau: - Đoán đọc xác yếu tố nội dung - Trình tự số hoá yếu tố nội dung sau: Điểm khống chế, dân cư,đối tượng địa vật, giao thông, thuỷ văn, thực vật, chất đất, ranh giới, ghi Sinh viên: Vũ Văn Cường - 71 - Lớp Trắc địa A K48 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám - Số hoá quy phạm Hoàn thiện liệu, kiểm tra tính đầy đủ xác đối tượng Sau trình số hoá liệu nhận chưa hoàn thiện sử dụng được.Dữ liệu phải kiểm tra, bổ sung đối tượng xử lý tất lỗi để đảm bảo độ xác 4.3.2.13 Biên tập đồ gốc số - Biên tập kí hiệu cho đối tượng dạng đường dạng điểm - Biên tập chữ thích cho đối tượng - Trình bày giải khung Căn vào đồ gốc, file số liệu đà thành lập công đoạn vector hoá để biên tập - Quy định tiếp biên số hoá: Sau số hoá biên tập ta phải tiến hành tiếp biên đồ Đối với đồ tỷ lệ, biên phải tiếp khớp nằm hạn sai sai số tiếp biên Nếu sai số tiếp biên 0.2mm người tiếp biên tự động dịch chuyển đối tượng phần mép biên đồ để làm trùng khớp Nếu vượt hạn sai phải tìm nguyên nhân để xử lý 4.3.2.13 Kiểm tra chØnh sưa, bỉ sung - Néi dung ®o vÏ bỉ sung thực địa - Đo vẽ bổ sung địa vật, đường giao thông, thuỷ hệ phải phù hợp với yêu cầu kĩ thuật hành, ký hiệu nhµ n­íc - Néi dung kiĨm tra: + KiĨm tra độ xác nắn chỉnh + Kiểm tra toạ độ góc khung, giá trị độ cao điểm khống chế toạ độ + Kiểm tra phân lớp nội dung đồ + Kiểm tra tiếp biên yếu tố nội dung 4.3.2.14 In đồ lưu trữ Trước in đồ, file đồ cần thành lập phải kiểm tra chỉnh lý mức độ hợp lý đối tượng trình bày đồ Các đối tượng phải đảm bảo đầy đủ trình bày đồ Bản đồ in máy in Ploter 800 Ps Tõ menu chÝnh cña công cụ Microtation chọn filechọn PrintPlotxuất hộp thoại Plot Sinh viên: Vũ Văn Cường - 72 - Lớp Trắc địa A K48 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám Đặt thông số cho vẽ hộp hội thoại Plot Setup Units: Đơn vị Scale: Đặt tỷ lệ đồ Rotation: Đặt hướng quay cực đồ theo chiều giấy Origin: Đặt vị trí đồ in Sau đà xong chọn thông số vào Setupchọn Driverxuất bảng Selectplotter Driver File, để chọn loại máy in chọn file chọn Plotmáy in đồ cần in Sau lưu số liệu, đồ vào máy ®Üa CD 4.4 KÕt qu¶ thùc nghiƯm - TrÝch mÉu kết định hướng ảnh ( xem phụ lục ) - Trích mẫu đồ mảnh 12 thuỷ điện Hạ Sêsan thành lập công nghệ đo ¶nh sè cã sư dơng t­ liƯu ¶nh vƯ tinh ( xem phụ lục ) Sinh viên: Vũ Văn Cường - 73 - Lớp Trắc địa A K48 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám Kết Luận Kiến nghị Trên sở kết nghiên cứu đề tài Thành lập đồ địa hình công nghệ đo ảnh số có sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh xin rút số kết luận kiến nghị sau : Kết luận: - Công nghệ đo ảnh số với tư liệu ảnh hàng sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh, đảm bảo độ xác thành lập đồ địa hình tỷ lệ lớn, đồng thời tiết kiệm thời gian, giảm giá thành sản phẩm giải phóng người khỏi lao động nặng nhọc, nguy hiểm - Tốc độ tính toán lớn với khả tự động hoá cao hệ thống đo vẽ ảnh số giúp ta tiến hành kiểm tra công đoạn trình sản xuất tránh sai sót - Tư liệu đầu vào tư liệu đầu dạng số nên thuận tiện cho việc bảo quản, lưu trữ xử lý Sản phẩm lưu trữ dạng số nên đáp øng nhanh chãng nh÷ng nhiƯm vơ kinh tÕ, cịng nh­ quân đặt Tuy vậy, việc quản lý tài liệu cần phải tổ chức chặt chẽ tránh chép, thất lạc liệu - Để nâng cao độ xác tính kinh tế công tác đo ảnh số ta phải không ngừng nâng cao độ xác thiết bị sử dụng, đồng thời đào tạo đội ngũ cán có trình độ cao, vận dụng sáng tạo áp dụng thuật toán chặt chẽ tình tăng dày, sở tiến hành khai thác tối đa công dụng công suất phần mềm chuyên dùng - Có thể sử dụng ảnh vệ tinh độ phân giải trung bình để làm tài liệu dẫn đạc điều vẽ bổ sung công tác thành lập đồ địa hình tỷ lệ 1:10000 cho khu vực tư liệu trắc địa, đồ hạn chế Sinh viên: Vũ Văn Cường - 74 - Lớp Trắc địa A K48 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám Kiến nghị - Ngày víi sù tiÕn bé cđa khoa häc kü tht nói chung khoa học vũ trụ nói riêng Các vệ tinh Viễn Thám đà cho ảnh với độ phân giải cao công nghệ xử lý ảnh đại , ứng dụng quy trình thành lập đồ địa đà đề xuất để thành lập đồ tỷ lệ lớn như: tỷ lệ 1:5000 1: 2000 - Với vùng có tư liệu ảnh hàng không cũ ta kết hợp tư liệu ảnh hàng không cũ với tư liệu ảnh vệ tinh để thành lập đồ tỷ lệ lớn mà không cần phải bay chụp ảnh hàng không Như với phát triển khoa học kỹ thuật công tác thành lập đồ địa hình tỷ lệ lớn công nghệ ¶nh sè cã sư dơng t­ liƯu ¶nh vƯ tinh đà trở thành hướng , đáp ứng nhu cầu thành lập đồ địa hình thời đại Sinh viên: Vũ Văn Cường - 75 - Lớp Trắc địa A K48 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám Tài liệu tham khảo Phạm Vọng Thành - Giáo trình Cơ sở chụp ảnh chụp ảnh hàng không, Nhà xuất Giao thông vận tải, 2000 Trương Anh Kiệt - Giáo trình Cơ sở đo ảnh, Nhà xuất Giao thông vận tải, 2001 Phan Văn Lộc - Giáo trình phương pháp đo ảnh lập thể, Nhà xuất Giao thông vận tải , 2000 Phạm Vọng Thành - Giáo trình đoán đọc điều vẽ ảnh, Nhà xuất Xây dựng , 2000 Trương Anh Kiệt - Giáo trình Công tác tăng dày khống chế ảnh, Nhà xuất Giao thông vận tải, 2004 Lê Văn Trung - Viễn Thám, Nhà xuất Đại Học Quốc gia TPHCM,2005 Ký hiệu đồ địa hình tỷ lệ 1: 10.000 1: 25.000 - Tổng cục Địa ban hành năm 1995 Quy định kỹ thuật thành lập đồ địa hình tỷ lệ 1:10000, 1:25000 1:50000 công nghệ ảnh số - Bộ tài nguyên Môi trường ,2005 Sinh viên: Vũ Văn Cường - 76 - Lớp Trắc địa A K48 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám Phụ lục Sinh viên: Vũ Văn Cường - 77 - Lớp Trắc địa A K48 ... lập đồ địa hình tỷ lệ lớn ảnh hàng sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh đà giảm phần đáng kể chi phí thành lập đồ mà đảm bảo yêu cầu thành lập đồ Dưới số quy trình công nghệ thành lập đồ đia hình tỷ lệ 1: 10000. .. tiết đồ tỷ lệ lớn Việc biên tập đồ từ đồ có tỷ lệ lớn thường sử dụng để làm đồ: thành lập đồ tỷ lệ trung bình, tỷ lệ bé; thành lập loại đồ chuyên đề Độ xác đồ cần thành lập phụ thuộc vào độ xác đồ. .. thực công tác đo nối, công tác điều vẽ ảnh hàng không ảnh vệ tinh 3.2 Yêu cầu kỹ thuật thành lập đồ địa hình phương pháp đo ảnh số 3.2 .1 Yêu cầu chung Khi thành lập đồ địa hình công nghệ ảnh số,