Công tác đoán đọc điều vẽ trong quy trình thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10000 bằng ảnh hàng không

Công tác đoán đọc điều vẽ trong quy trình thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10000 bằng ảnh hàng không

Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Đo ảnh viễn thám LỜI NÓI ĐẦU Trong giai đoạn nay, việc thực chiến lược công nghiệp hoá - đại hoá đất nước Đảng ta đề ngày đẩy mạnh phạm vi toàn quốc Bản đồ địa hình tài liệu cần có trước tiên cần thiết, vùng kinh tế trọng điểm, khu công nghiệp đầu mối thuỷ lợi, thuỷ điện để khảo sát, thiết kế quy hoạch sử dụng đất Vì cơng tác thành lập đồ cơng việc mang tính cấp bách nay,làm sở pháp lý để củng cố an ninh quốc phịng,quy hoạch tổng thể tồn kinh tế đất nước Nhu cầu đặt nhiệm vụ to lớn ngành trắc địa nước ta Với trợ giúp công nghệ đo đạc đại,mang tính khoa học cao việc thành lập đồ địa hình loại tỷ lệ với độ xác cao đáp ứng đầy đủ, kịp thời cho việc sử dụng, quản lý,quy hoạch đát đai, khảo sát thiết kế,xây dung cơng nghiệp,các cơng trình xây dung, quy hoạch đô thị, phát triển sở hạ tầng toàn quốc Để thành lập đồ địa hình người ta sử dụng nhiều phương pháp khác nhau, nhiên phổ biến phương pháp thành lập đồ ảnh hàng khơng Trong quy trình cơng nghệ phương pháp cơng tác đốn đọc điều vẽ công đoạn quan trọng Kết công tác định đến tính xác, đầy đủ, phong phú nội dung đồ, hiệu kinh tế định đến giá thành sản phẩm làm phụ thuộc vào quy trình cơng nghệ đo vẽ đồ,đ ặc điểm điạ lý khu đo, tài liệu bay chụp tài liệu liên quan khác Chính việc triển khai nắm bắt cơng nghệ mới,các phương pháp đốn đọc điều vẽ công việc cần thiết sinh viên trường Được giúp đỡ môn Đo ảnh Viễn thám,cùng với giúp đỡ tận tình PGS TS Trần Đình Trí, em thực đề tài : "Cơng tác đốn đọc điều vẽ quy trình thành lập đồ địa hình tỷ lệ 1:10000 ảnh hàng khơng” Đồ án gồm có chương, với nội dung sau: Phần mở đầu Chương I: Khái quát đồ địa hình Chương II: Các vấn đề chung cơng tác đốn đọc điều vẽ SV: Nguyễn Vũ Lâm Lớp:Trắc Địa B K49 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Đo ảnh viễn thám Chương III: Thực nghiệm công tác đoán đọc điều vẽ để thành lập đồ địa hình ảnh hàng khơng Phần kết luận kiến nghị Quá trình thực đề tài em giúp đỡ nhiệt tình thầy giáo PGS TS Trần Đình Trí tồn thể thầy cô môn Đo ảnh Viễn thám bạn đồng nghiệp kết hợp với cố gắng thân đến em hoàn thành đồ án này, thời gian thực đề tài cịn hạn hẹp trình độ thân cịn hạn chế nên khơng tránh khỏi thiếu sót Vì em mong nhận đóng góp q báu từ phía thầy giáo môn bạn đồng nghiệp để đề tài trọn vẹn Hà Nội: 03/2010 Sinh viên: Nguyễn Vũ Lâm SV: Nguyễn Vũ Lâm Lớp:Trắc Địa B K49 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Đo ảnh viễn thám CHƯƠNG I KHÁI QUÁT VỀ BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH 1.1 Khái quát đồ địa hình 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 khơng gian, thời gian mục đích sử dụng: - Tính khơng 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 1.2 Một số vấn đề chung đồ địa hình Bản đồ địa hình xây dung dựa quy luật tốn học định,nó biểu thị, thu nhỏ khái quát bề mặt trái đất lên mặt phẳng Trong thực tế đồ địa hình biểu thị dạng thơng tin xem được,đặc biệt với thơng tin thể tính chất,trạng tháI dáng đối tượng đó.Được tổnh hợp,khái qt hố dạng biểu đồ, sơ đồ Song dạng đồ có tính khoa học dạng xây dung sở tốn học định,nó tổng qt nội dung thể yếu tố nội dung ký hiệu đồ vào đặc tính để phân biệt đồ địa hình hình thức biểu thị bề mặt trái đất Tính trực quan,tính đo đạc,tính thơng tin,đó tính chất đồ địa hình Bằng đồ địa hình người ta tìm quy luật phân bố đối tượng tượng bề mặt trái đất,từ đồ ngưới ta xác định trị số như: toạ đồ,độ dài,độ cao… Các yếu tố quan trọng sử dụng đồ địa hình là: Nội dung,tỷ lệ,lưới chiếu,thời gian thành lập,hay thời gian hiệu chỉnh 1.3 Mục đích sử dụngvà yêu cầu BĐĐH Bản đồ địa hình có vai trị quan trọng khoa học thực tiễn bao gồm: khảo sát,thiết kế thi cơng cơng trình xây dựng công nghiệp, dân dụng, lượng, giao thông cơng trình khác Bản đồ có nhiều tỷ lệ, ứng với loại tỷ lệ lại có mục đích sử dụng khác SV: Nguyễn Vũ Lâm Lớp:Trắc Địa B K49 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Đo ảnh viễn thám - Bản đồ tỷ lệ lớn: thường sử dụng để thiết kế thi công công trình xây dựng, thành phố, điểm dân cư, để lập thiết kế kỹ thuật xí nghiệp cơng nghiệp trạm phát điện, dùng để tiến hành thăm dị tìm kiếm, thăm dị tính tốn trữ lượng khống sản, dùng cơng tác quy hoạch cải tạo đồng ruộng - Bản đồ tỷ lệ trung bình; dùng cơng tác thiết kế quy hoạch ruộng đất làm sở để đo vẽ thổ nhưỡng, thực vật, thiết kế công trình thuỷ nơng, dùng để chọn tuyến đường giao thơng, để khảo sát phương án xây dựng thành phố - Bản đồ tỷ lệ nhỏ dùng quy hoạch tổ chức vùng kinh tế, để chọn tuyến đường sắt, đường ôtô kênh đào giao thông…trên phạm vi rộng lớn 1.4 Cơ sở tốn học đồ địa hình Cơ sở toán học BĐĐH nhằm đảm bảo độ xác đồ hệ qui chiếu hệ toạ độ Quốc gia, đáp ứng yêu cầu sử dụng, đồng thời ghép nhiều mảnh đồ lại với mà giữ tính quán 1.4.1 Tỷ lệ đồ Tỷ lệ đồ mức độ thu nhỏ bề mặt trái đất biểu thị đồ Trị số tỷ lệ chung rõ đồ Có ba phương pháp thể tỷ lệ - 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:1/1000000,1/500000,1/250000,1/100000,1/50000,1/25000,1/10000…,1/2000 lớn 1.4.2 Phép chiếu đồ Bề mặt hình cầu trái đất biểu thị đồng dạng địa cầu, để nghiên cứu bề mặt traí đất cách chi tiết, 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 bề mặt Trái đất toạ độ điểm mặt phẳng phương pháp toán học SV: Nguyễn Vũ Lâm Lớp:Trắc Địa B K49 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Đo ảnh viễn thám Tuỳ thuộc vào tính chất biểu diễn mặt phẳng phụ trợ ta có phép chiếu khác như: phép chiếu đồng góc, đồng diện tích, phép chiếu tự do, phép chiếu giữ độ dài theo hướng định, chiếu hình nón, chiếu hình trụ giả, hình nón giả chiếu phương vị 1.4.2.1 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 tốn lưới toạ độ đồ dùng cho đồ địa hình tỷ lệ lớn Bề mặt trái đất thành 60 múi múi 60 đánh số thứ tự từ tây sang đơng tính từ kinh tuyến gốc qua đài thiên văn Grennwich Mỗi múi chia thành hai phần đối xứng qua kinh tuyến trục chiếu lên hình trụ sau trải mặt phẳng Diện tích múi chiếu 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 vng 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 Y Như vậy, tính từ điểm gốc phía Bắc X mang dấu dương, phía nam mang dấu âm, cịn Y phía đơng mang dấu dương phía tây mang dấu âm SV: Nguyễn Vũ Lâm Lớp:Trắc Địa B K49 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Đo ảnh viễn thám Để tính tốn 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 vng góc phẳng Gauss-Kruger Để tính trị số kinh độ kinh tuyến múi thứ n ta sử dụng cơng thức sau: n = 60n - 30 ( 1 ) 1.4.2.2 Phép chiếu 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 SV: Nguyễn Vũ Lâm Lớp:Trắc Địa B K49 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Đo ảnh viễn thám Tỷ lệ độ dài mo kinh tuyến trục mo=0,9996 với múi 60 mo=0.9999 với múi 30 Trong phép chiếu UTM có hai đường chuẩn có giá trị mo=1 Hai đường đối xứng qua kinh tuyến trục cắt xích đạo điểm cách kinh tuyến khoảng 180km Do trị số biến dạng phép chiếu UTM nhỏ phép chiếu Gauss-Kruger * Hệ toạ độ vng góc phẳng UTM (N,E): Trong phép chiếu UTM hình chiếu kinh tuyến xích đạo hai đường thẳng vng 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 O’Z xích đạo O’E Hình 1.4 Hệ toạ độ vng 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 thức sau: XUTM = K0.XG (1.2) YUTM = K0.(YG - 500.000) +500.000 (1.3) UTM = G (1.4) Trong đó: K0 = 0.9996 cho múi 60 K0 = 0.9999 cho múi 30 (XUTM, YUTM ) toạ độ phẳng lưới chiếu UTM (XG, YG) toạ độ phẳng lưới chiếu Gauss - Kruger UTM 0 góc lệch kinh tuyến tương ứng lưới chiếu UTM lưới chiếu Gauss - Kruger SV: Nguyễn Vũ Lâm Lớp:Trắc Địa B K49 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Đo ảnh viễn thám 1.4.3 Hệ thống toạ độ 1.4.3.1 Hệ toạ độ địa lý(,) Trong hệ toạ độ địa lý nhận đất hình cầu, chọn tâm O đất gốc toạ độ, hai mặt phẳng toạ độ mặt phẳng xích đạo mặt phẳng chứa kinh tuyến gốc Greenwich Toạ độ địa lý điểm M xác định vĩ độ  và kinh độ  Vĩ độ địa lý điểm M góc có đỉnh O hợp đường dây dọi (phương trọng lực g) qua điểm với mặt phẳng xích đạo, ký hiệu M Nếu điểm M nằm phía Bắc bán cầu gọi vĩ độ Bắc cịn phía Nam bán cầu gọi vĩ độ Nam Trị số vĩ độ biến thiên từ 00 đến 900 N M G S w E  Hình 1.5 Kinh độ địa lý điểm M góc nhị diện hợp mặt phẳng kinh tuyến gốc Greenwich mặt phẳng chứa kinh tuyến qua điểm đó, ký hiệu  Nếu điểm xét nằm phía Đơng kinh tuyến gốc có kinh độ Đơng, cịn phía Tây kinh tuyến gốc có kinh độ Tây Trị số kinh độ có giá trị từ 00 đến 1800 Việt Nam hồn tồn nằm phía Bắc bán cầu phía Đơng kinh tuyến gốc Greenwich nên tất điểm nằm lãnh thổ nước ta có vĩ độ Bắc kinh độ Đơng Trên tờ đồ địa hình người ta biểu thị mạng lưới kinh tuyến toạ độ địa lý phần góc khung tờ đồ Số chênh kinh độ, vĩ độ hai điểm M N gọi kinh sai  = N -M vĩ sai  = N - M Toạ độ địa lý xác định phương pháp thiên văn nên gọi toạ độ thiên văn 1.4.3.2.Hệ toạ độ VN-2000 Hiện nước ta thức sử dụng hệ toạ độ VN-2000 với tham số sau: SV: Nguyễn Vũ Lâm Lớp:Trắc Địa B K49 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Đo ảnh viễn thám * Elipxoid WGS-84 toàn cầu với kích thước: - Bán trục lớn : a = 6378137 m - Bán trục nhỏ : b = 6356863 m - Độ dẹt :  = 1:298.257223563 - Tốc độ quay quanh trục :  = 7292115.0 x 10-11 rad/s - Hằng số trọng trường trái đất: GM = 3986005 x 108 m3/s2 * Vị trí Elipxoid quy chiếu quốc gia: Elipxoid WGS-84 tồn cầu xác định vị trí 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 N (0,0) đặt Viện nghiên cứu địa thuộc Bộ Tài nguyên mơi trường đường Hồng Quốc Việt - Hà Nội 1.4.3.3 Hệ độ cao thường (H) Trong mạng lưới khống chế độ cao sử dụng hệ độ cao thường, độ cao tuyệt đối điểm bề mặt đất khoảng cách tính theo hướng dây dọi từ điểm đến mặt Kvazigeoid hiệu độ cao hai điểm gọi chênh cao Cũng hiểu gần là: "chênh cao hai điểm khoảng cách tính từ phương dây dọi hai mặt phẳng thuỷ chuẩn quy ước qua hai điểm đó" Theo quy định liên đồn trọng lực Việt Nam (trước đây), để có độ cao điểm, trước hết ta xác định độ cao điểm so với mặt thuỷ chuẩn gốc, sau điều chỉnh thêm phần ảnh hưởng gia tốc trọng trường ga trọng lực  điểm đó: H M  0M gdh Ở nước ta điểm gốc độ cao H = chọn mực nước thuỷ chuẩn Hịn Dấu (điểm khơng trạm nghiệm triều Hòn Dấu) 1.4.4.Phương pháp chia mảnh đánh số đồ địa hình: Các đồ 1/1.000.000 phân mảnh đánh số đồ quốc tế: 1/1.000.000 Khung hình thang đồ 1/1.000.000 40 theo vĩ độ 60 theo kinh độ Ví dụ: Có tờ đồ 1/1000.000 danh pháp F-48 SV: Nguyễn Vũ Lâm Lớp:Trắc Địa B K49 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Đo ảnh viễn thám Mảnh đồ 1/1000.000 chia 144 mảnh tỷ lệ 1/100.000, đánh số chữ số Ảrập từ đến 144 Số hiệu mảnh 1/100.000 bao gồm số hiệu mảnh 1.000.000 số thứ tự Ví dụ: F-48- (1-144) Mảnh đồ 1/100.000 sở để phân chia đánh số đồ tỷ lệ lớn Mỗi mảnh 1/100.000 bao gồm mảnh 1/50.000, đánh dấu chữ A,B,C,D số hiệu mảnh 1/50.000 bao gồm số hiệu mảnh 1/100.000 số thứ thự tương ứng Ví dụ F-48-(1-144)-(A,B,C,D) Chia hình thang tỷ lệ 1/50.000 phần ta nhận hình thang tỷ lệ 1/25000 đánh dấu chữ viết thường a,b,c,d Các chữ số ghi sau số hiệu mảnh 1/50.000 Ví dụ: F-48-(1-144)-(A,B,C,D) Mỗi hình thang tỷ lệ 1/25000 chia hình thang tỷ lệ 1/1.0000 đánh số hình chữ số 1,2,3,4 Số hiệu mảnh 1/10.000 bao gồm số hiệu mảnh: 1/25000 ghi thêm số thứ tự đằng sau Ví dụ: F-48-(1-144)-(A,B,C,D)-(1,2,3,4) Mỗi mảnh đồ 1/100.000 nước ta bao gồm 384 mảnh 1/5000 đánh dấu chữ Ảrập từ đến 384 Số hiệu mảnh 1:5000 bao gồm số hiệu mảnh 1/10.000 số thứ tự tương ứng ghi dấu ngoặc Ví dụ: F-48-24-(324 - e) Mỗi mảnh 1/5000 chia mảnh 1/2000 đánh dấu chữ a,b,c,d,e,f Số thứ tự mảnh 1/2000 đặt ngặc với số thứ tự mảnh 1/5000 Ví dụ: F-48-24-(324-e) 1.4.5 Hệ thống kí hiệu quy ước Là tồn 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 định tính định lượng SV: Nguyễn Vũ Lâm 10 Lớp:Trắc Địa B K49 ... Đo ảnh viễn thám 1.7 Quy trình cơng nghệ thành lập đồ địa hình ảnh hàng không Miền thực địa khảo sát thiết kế Công tác đo nối Công tác bay chụp ảnh hàng Cơng tác đốn đọc. .. có đồ cần thành lập (bản đồ gốc) ta tiến hành chuyển vẽ lên đồ gốc thông qua tổng quát hoá nội dung đồ theo quy định quy phạm thành lập đồ địa hình tỷ lệ tương ứng 1.6.3 Phương pháp đo vẽ ảnh. .. pháp thành lập đồ phải mang tính tổng quát cao Dưới mơ hình phương pháp thành lập đồ thông dụng Các Phương pháp thành lập đồ địa hình Đo vẽ trực tiếp Đo vẽ ảnh chụp Biên tập từ đồ thực địa