Đề tài “thành lập bình đồ ảnh vùng đồi núi và công tác đoán đọc điều vẽ ’’

Trường đại học mỏ địa chất Đồ án tốt nghiệp Mở đầu Trong trình tồn phát triển xà hội loài người có hai cách mạng khoa học kĩ thuật mang tính đột phá Cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật lần thứ chất trình khí hoá, lấy máy móc thay cho lao động chân tay Cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật lần thứ hai ,bản chất trình tin học hoá, lấy công nghệ thông tin thay phần lao động, trợ giúp người trí tuệ Với cách mạng khoa học lần 2, máy tính đà đời kể từ đến ngành công nghệ thông tin đà có bước phát triển to lớn, ứng dụng tất lĩnh vực: kinh tế ,văn hoá, xà hội đặc biệt khoa học kỹ thuật Từ cuối năm 80, đầu năm 90 thÕ kû XX, ë ViƯt Nam c«ng nghƯ th«ng tin đà áp dụng rộng rÃi vào lĩnh vực Trắc địa nói chung Trắc địa ảnh nói riêng Sự phát triển đà có tác động sâu sắc, làm thay đổi diện mạo ngành tăng suất lao động chất lượng sản phẩm đồ Và với phát triển phương pháp đo ảnh số đà đời Đây phương pháp có mức tự động hoá cao, tiến hành trạm ảnh số, với liệu đầu vào kết trung gian dạng số Vì việc ứng dụng công nghệ ảnh số việc thành lập đồ địa hình đà giúp hạn chế khối lượng công việc có tính kinh tế đồng thời hạn chế sai số trình thành lập đồ địa hình Trong trình thành lập đồ địa hình hai khâu quan trọng thiếu khâu thành lập bình đồ ảnh khâu đoán đọc điều vẽ Hai khâu định đến tính xác trung thực đồ thành lập Đặc biệt công tác đoán đọc điều vẽ cần phải tiến hành định kì để chỉnh làm đồ ®Ĩ phơc vơ cho c¸c mơc ®Ých kinh tÕ chÝnh trị, quốc phòng an ninh Để tìm hiểu nội dung hai trình , với hướng dẫn tận tình, chu đáo GS.TS khoa học PHAN văn lộc giúp đỡ nhiệt tình thầy cô môn Trắc địa ảnh lÃnh đạo, cán công nhân viên Đỗ VĂN THế LớP cđ_tđ b_49 Trường đại học mỏ địa chất Đồ án tốt nghiệp xí nghiệp Đo đạc ảnh địa hình, em đà thực đề tài tìm hiểu công tác Thành lập bình đồ ảnh vùng đồi núi công tác đoán đọc điều vẽ Đề tài bao gồm : Mở đầu Chương I : Quy trình thành lập bình đồ ảnh công nghệ ảnh số Chương II : Công tác đoán đọc điều vẽ phục vụ thành lập đồ địa hình Chương III : Thực nghiệm Kết luận Mặc dù đà cố gắng thời gian trình độ có hạn nên đồ ¸n kh«ng tr¸nh khái cã thiÕu sãt Em rÊt mong nhận bảo thầy cô bạn đồng nghiệp Em xin chân thành cảm ơn hướng dẫn tận tình chu đáo thầy giáo GS.TS khoa học Phan Văn Lộc đà giúp đỡ em hoàn thành đồ án Em xin chân thành cảm ơn xí nghiệp Đo dạc ảnh địa hình đà tạo điều kiện cho em trình thực tập để hoàn thành đồ án Hà nội 1/2008 Sinh viên : Đỗ Văn Thế Đỗ VĂN THế LớP cđ_tđ b_49 Trường đại học mỏ địa chất Đồ án tốt nghiệp Chương i: QUY TRìNH THàNH LậP BìNH Đồ ảnh công nghệ ảnh số I Lí thuyết nắn ảnh Nắn ảnh trình biến đổi hình ảnh miền thực địa chụp ảnh nghiêng thành hình ảnh tương ứng ảnh nằm ngang có tỷ lệ phù hợp với tỷ lệ đồ cần thành lập, nhằm loại trừ sai số ảnh nghiêng hạn chế sai số chênh cao địa hình Nguyên lí nắn ảnh là: - Biến hình ảnh ảnh nghiêng thành hình ảnh ảnh nắn - Hạn chế sai số vị trí điểm địa hình lồi lõm gây Hình biểu diễn mối quan hệ phối cảnh miền thực địa (giả thiết mặt phẳng G), ảnh hàng không nghiêng (P) ảnh nắn tỷ lệ đồ cần thành lập (E) Về thực chất mặt E chímh mặt thu nhỏ mặt G với tỷ lệ (1/M) Vì mối quan hệ phối cảnh cần xác lập mặt Đỗ VĂN THế LớP cđ_tđ b_49 Trường đại học mỏ địa chất Đồ án tốt nghiệp phẳng ảnh P mặt nắn E Để thực mục đích nói trên, việc nắn ảnh tiến hành theo phương pháp sau : Phương pháp nắn ảnh giải tích Thực chất phương pháp giải toán nắn ảnh thông qua quan hệ toán học chặt chẽ điểm ảnh điểm vật tương ứng (điểm vật thay điểm ảnh tương ứng mặt phẳng nắn) Mối quan hệ biểu diễn công thức sau : u1  z a1 c3 f k X  u1 x'u y 'u f k u x'u8 y '1 Y u x'u y 'u f k u x'u8 y '  u2  z a2 c3 f k u4  z b1 c3 f k u5  z b2 c3 f k u7  z c1 c3 f k u8  z c2 c3 f k u3  z a3 c3 f k u6  z b3 c3 f k Trong ®ã : x , y ,fk toa độ điểm ảnh ảnh nghiêng X, Y, Z toạ độ điểm tương ứng ảnh nắn Z = - H/Mbd ,bi , ci (i = 1,2,3…) lµ Cosin chØ h­íng cđa ma trËn quay A ui (i = 1ữ 8) tham số nắn ảnh Phương pháp cho độ xác cao phần sở toán học phương pháp tăng dày khống chế ảnh Phương pháp nắn ảnh quang Đây phương pháp sử dụng máy nắn ảnh để dựng lại chùm tia chiếu ảnh hàng không biến đổi chùm tia theo điều kiện Đỗ VĂN THế LớP cđ_tđ b_49 Trường đại học mỏ địa chất Đồ án tốt nghiệp định để tạo nên hình ảnh tương ứng với ảnh chụp nằm ngang thu nhận mặt nắn có tỷ lệ đồ cần thành lập Trong nắn ảnh quang cơ, sai số vị trí điểm địa hình lồi lõm gây loại trừ , mà hạn chế giới hạn cho phép thông qua việc giới hạn độ chênh cao địa hình phạm vi ảnh nắn Độ chênh cao địa hình ®iĨm cao nhÊt so víi ®iĨm thÊp nhÊt ph¹m vi ảnh xác định theo công thức: hmax 2gh.mbd fk/r - Nếu độ chênh cao địa hình phạm vi ảnh hàng không thoả mÃn yêu cầu khu vực địa hình coi vùng phẳng Khi ta tiến hành nắn ảnh theo nguyên lý nắn ảnh vùng phẳng - Nếu độ chênh cao địa hình vượt giới hạn cho phép ta phải tiến hành chia nhỏ vùng địa hình ảnh thành vùng nắn nhỏ Khi áp dụng nguyên tắc nắn ảnh phân vùng Nguyên tắc nắn ảnh phân vùng thường thực cho vùng địa hình có h < hmax phương pháp thường áp dụng cho kĩ thuật nắn ảnh quang - Khi độ chênh cao địa hình lớn (đồi, núi) ta nắn ảnh theo phương tức bề mặt địa hình bị chia cắt phức tạp thực Vì trường hợp h > 3hmax tiến hành chia nhỏ ảnh nắn thành vùng nắn bé với kích thước xác định (thường qua khe hẹp) để tiến hành nắn Trong trình nắn độ cao ống chiếu luôn thay đổi để cho phần ảnh nắn có độ chênh cao địa hình nằm giới hạn cho phép Việc nắn ảnh theo phương pháp gọi nắn ảnh vi phân đà thay phương pháp nắn ảnh số Phương pháp nắn ảnh số Là phương pháp nắn ảnh phương pháp đo ảnh số để tạo nên ảnh trực chiếu, hình ảnh ảnh nghiêng biến đổi phần tử ảnh ( hay gọi Pixel ) ảnh nghiêng thành Pixel ảnh tương ứng Đỗ VĂN THế LớP cđ_tđ b_49 Trường đại học mỏ địa chất Đồ án tốt nghiệp ảnh nắn theo toạ độ tính toán theo quan hệ phối cảnh độ xám Đối với khu vực đồi núi có độ chênh cao địa hình lớn phải sử dụng phương pháp nắn ảnh trực chiếu Để nắn ảnh cần có mô hình số độ cao DEM Khi ảnh hưởng chênh cao địa hình góc nghiêng, góc xoay ảnh khử nắn ảnh trực giao II Khái niệm ảnh số Theo khái niệm truyền thống, ảnh chụp qua hệ thống kính quang học vật liệu cảm quang gọi ảnh tương tự ảnh tương tự tập hợp tín hiệu liên tục không gian giá trị độ xám điểm ảnh để xử lí thông tin máy ảnh máy tính phải thay đổi phương thức lưu ảnh chụp ảnh số ảnh tương tự phải số hoá ảnh số Vậy ảnh số dạng tư liệu ảnh không lưu giấy phim thông thường Nó tập hợp điểm ảnh rời rạc với vị trí (x,y) giá trị xám tương ứng với điểm ảnh Trong ảnh số điểm ảnh rời rạc (phần tử) ảnh gọi Pixel điểm ảnh tương ứng với Pixel mô tả hàm số ảnh với biến toạ độ (x,y) giá trị độ xám (D) sau F (x,y,D) Với giá trị hàm giới hạn phạm vi số nguyên dương : < F (x,y,D)