Sử dụng chương trình OrthoPro 4.3 để tạo và cắt ghép bình đồ ảnh. Để khử sai số chênh cao địa hình và chiều cao của các vật kiến trúc, trong quá trình tạo ảnh trực giao cần phải sử dụng mô hình số độ cao DTM nhằm khử sai xê dịch vị trí điểm ảnh do chênh cao địa hình gây ra. Lấy mẫu độ xám của ảnh được chọn là Cubic với kích thước pixel như sau: 5cmx5cm.
2.6.7. Điều vẽ ảnh
Toàn bộ kết quả đo vẽ trên mô hình lập thể được in trên bình đồ ảnh phục vụ công tác điều vẽ, nội dung công tác điều vẽ ngoại nghiệp bao gồm:
- Dân cư và các đối tượng kinh tế, văn hóa, xã hội: tiến hành điều tra thuộc tính của nhà (nhà chịu lửa, nhà kém chịu lửa, số tầng ...), tên địa danh, thôn xóm và cơ quan công sở, các công trình kinh tế, tôn giáo, mộ độc lập, nghĩa trang, nghĩa địa, các vật kiến trúc, các yếu tố hạ tầng dân cư, hạ tầng kỹ thuật, số hộ của xã, phường ... Đo vẽ bổ sung các địa vật bị che khuất, các khu vực đang xây dựng. Xác định tên cho các khu dân cư, các địa danh, công trình, địa vật ...
51
- Giao thông và các đối tượng liên quan: điều tra tên đường, hệ thống các thiết bị phục thuộc (cầu, cống), vỉa hè, tên đường phố, ngõ phố ...
2.6.8. Số hóa và biên tập nội dung bản đồ
- Dựa vào bình đồ ảnh trực giao, kết quả điều vẽ ngoại nghiệp, các yếu tố nội dụng bản đồ được số hóa như sau:
+ Nhóm cơ sở: khung bản đồ, các điểm khống chế;
+ Dân cư: nhà và các công trình xây dựng, ghi chú và tên gọi các công trình, cơ quan đơn vị;
+ Địa hình: đường bình độ, các điểm độ cao và các địa hình đặc trưng;
+ Giao thông: đường phố, hè phố, các loại đường từ cấp đường mòn trở lên; ghi tên đường, tính chất đường và các thiết bị liên quan;
+ Thủy hệ: các loại kênh, mương, ao, hồ và các thiết bị liên quan; + Ranh giới: ranh giới hành chính các cấp, hệ thống tường rào; .... + Thực vật: số hóa ranh giới thực vật, các cây độc lập, hàng cây ... - Biên tập nội dung bản đồ gồm các công việc sau:
+ Chồng xếp các nhóm yếu tố nội dung bản đồ đã được số hóa, sau đó sử dụng các ký hiệu bản đồ và tiến hành chuẩn hóa các yếu tố địa hình và địa vật theo đúng ký hiệu bản đồ;
+ Trình bày các yếu tố nội dung bản đồ theo đúng quy phạm; + Kiểm tra và xuất in bản vẽ.
52
CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH BẰNG MÁY BAY KHÔNG NGƯỜI LÁI
3.1. Khái quát khu vực nghiên cứu
3.1.1. Vị trí địa lý và đặc điểm tự nhiên
1. Vị trí địa lý
Trung tâm xã Trần Phú có vị trí địa lý 20o49’13” và 105o39’31” là xã nằm phía Tây Nam huyện Chương Mỹ có vị trí địa lý như sau:
- Phía Bắc giáp xã Mỹ Lương.
- Phía Đông giáp xã Hồng Phong và Đồng Lạc.
- Phía Tây và Tây Nam giáp huyện Lương Sơn – Hòa Bình. - Phía Nam giáp huyện Mỹ Đức – Hà Nội.
2. Địa hình
Khu vực xã Trần Phú có địa hình núi đá vôi và đồng bằng bằng phẳng một cách rõ rệt, núi có chỗ xen kẽ và có chỗ tập trung thành dãy, độ cao của núi khoảng 150m.
3. Giao thông
Xã Trần Phú với diện tích 16,48km2 có quốc lộ 21 chạy qua. Khu Miếu Môn nằm ở Tây Nam của xã có sân bay quân sự cũ, chủ yếu là đường bay đất được san phẳng được sử dụng trong chiến tranh chống Mỹ, trong sân bay còn một đường băng nhỏ bằng bê tông hiện vẫn có thể sử dụng cho loại máy bay nhỏ như máy bay không người lái M100.
3.1.2. Đặc điểm dân cư, kinh tế xã hội
Trên địa bàn xã Trần Phú gồm 12 thôn với dân số 7556 người năm 1999, mật độ dân số đạt 458 người/km2 chủ yếu dân tộc Kinh, đặc biệt tại thôn Đồng Ké là dân tộc Mường có khoảng 130 hộ dân với trên 500 nhân khẩu.
Nền kinh tế của xã Trần Phú đang từng bước chuyển từ nền kinh tế nông nghiệp sang nền kinh tế công nghiệp, tiểu thủ công nghiệp, dịch vụ và du lịch. Hiện nay trên địa bàn khu Miếu Môn có rất nhiều công ty đã, đang hình thành và đi vào hoạt động như: Công ty cổ phần thương mại và du lịch Hoàng Hà Anh, Công ty cổ
53
phần đầu tư phát triển thương mại và du lịch Trung Kiên, Công ty TNHH viễn thông Phúc Minh, Công ty TNHH xây dựng và vận tải Khoa Hiệu, Công ty TNHH Hoàng Gia Hà Nội, Công ty TNHH vận tải và kinh doanh thương mại Quang Huy và rất nhiều các công ty khác trên địa bàn xã Trần Phú giải quyết công ăn việc làm cho rất nhiều lao động mang lại phát triển cho địa phương.
Xã Trần Phú có nhiều đình chùa, đền, miếu phong cảnh tuyệt đẹp như: đình Nghè, đình Thướp, đình Đồng Thái, Đình Kỳ Viên, chùa Trung Tiến đều mở hội vào dịp đầu xuân tháng 1, tháng 2 âm lịch.
Thành lập bản đồ địa hình 1:10.000 từ ảnh máy bay không người lái 3.2.
3.2.1. Thông số máy chụp ảnh, ảnh chụp và máy bay:
Các tham số chụp ảnh của máy ảnh: Canon EOS Kiss X4 - Kích thước Sensor: 14.9 x 22.3 mm.
- Số pixel ảnh: 3456 x 5184 pixel. - Số điểm ảnh: 17.9 trieu pixel. - Tiêu cự chụp ảnh: 18 mm.
- Tiêu cự tương ứng với film 35 mm: 43.5 mm. - Kích thước pixel ảnh: 4.3 x 4.3 micron.
- Kích thước của pixel ảnh ngoài thực địa: 0.048 x 0.048 m. - Độ cao bay chụp: 200 m
+ Độ phủ dọc: 80%; + Độ phủ ngang: 60%.
- Tổng số ảnh bay chụp 160 ảnh.
- Chất lượng hình ảnh: Ảnh có độ nét cao, màu sắc trung thực, khả năng nhận dạng rất tốt. Tuy nhiên có một số ít ảnh hơi nhòe.
- Các file thông số bay chụp ảnh gồm tọa độ tâm ảnh, các góc xoay.
3.2.2. Công tác thành lập bản đố địa hình 1:10000 từ ảnh máy bay không người lái
54
Xây dựng Project là quá trình nhập vào các thông số cần thiết và xác nhận các file ảnh sử dụng cho công việc theo yêu cầu của hệ thống phần mềm xử lý ảnh số.
Khởi động phần mềm ImageStation Photogrammetric Manager (ISPM) xuất hiện bảng menu chính của chương trình.
Nếu đã có một công việc (Project) từ trước thì truy nhập vào công việc bằng cách vào menu File / Open Project , tiếp theo là chọn đường dẫn, thư mục, tên file
Project và bấm OK.
Để tạo Project mới, vào menu File/New Project:
Hình 3.1: Tạo một công việc mới
Xuất hiện bảng Đặt tên công việc và địa chỉ của thư mục công việc “Project
Location”
55
Trong cửa sổ “Project Name”: Đặt tên công việc
Trong cửa sổ “Location”: chọn ổ đĩa để chứa thư mục công việc, ổ đĩa mặc
định là ổ C, nếu chọn ổ đĩa khác để chứa thư mục của công việc thì bấm vào phím để chọn.
Sau khi đã nhập xong bấm [Next]
Xuất hiện bảng Xác định kiêu loại công việc (Project Type) sau đó điền các thông số vào bảng sau đó bấm vào finish hoàn thành buocs công việc này
2. Nhập các thông số tuyến bay
Chọn menu Biên tập tuyến bay (ISPM / Edit / Strip Wizard), xuất hiện bảng
Strip Wizard như sau:
Hình 3.3: Thông số tuyến bay
Chọn các thông số như đã hiển thị trên bảng Strip Wizard
Sau đó bấm [Next] và xuất hiện bảng thông tin về các tấm ảnh (Image File
56
Hình 3.4: Bảng thông tin các tấm ảnh
- Bấm vào hộp […] bên phải sổ thư mục chứa các file ảnh để chọn đường dẫn, ổ đĩa, thư mục chứa các file ảnh.
- Xác đinh ký tự tiền tố của số hiệu ảnh (Image Name Prefix).
- Gõ vào phần mở rộng của file ảnh (jpg nếu file ảnh có tên là * . jpg).
- Sau đó bấm [Next] và xuất hiện bảng thông báo về mô hình (Model
Information).
57
- Dùng con trỏ đánh dấu vào ô vuông bên trái của dòng Automatically Generate Models để cho phép chương trình tự động tạo ra mô hình lập thể dựa trên
tuyến, tên ảnh và trật tự các tấm ảnh trong tuyến vừa được gõ vào ở phần trước. Sau đó bấm [Next].
Xuất hiện bảng Thông tin các yếu tố định hướng ngoài của các tấm ảnh
(Exterior Orientation Information)
Hình 3.6: Thông tin các yếu tố định hướng ngoài
Nếu có các thông tin định hướng ngoài gần đúng cho các tấm phim ảnh trong khối, thì đánh dấu vào ô vuông bên trái dòng Enable Input of EO Information.
Nếu muốn hủy việc tạo tuyến bay bấm [Cancel], bấm [Finish] nhằm hoàn thành công việc tạo tuyến bay.
Xuất hiện bảng thông báo Strip Wizard:
Hình 3.7: Hoàn thành tạo chuyến bay Bấm Yes để hoàn thành việc tạo tuyến bay.
58
Xuất hiện bảng thông báo Strip Wizard tiếp theo và bấm [Yes] nếu muốn tạo thêm tuyến bay mới hoặc [No] để thoát khỏi menu Strip Wizard.
3. Nhập tọa độ điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp
Nếu có tọa độ điểm khống chế ngoại nghiệp, có thể nhập vào file Control menu biên tập điểm khống chế (ISPM / Edit / Control Points).
Khi chọn menu này sẽ xuất hiện bảng Edit Control Points như sau:
Hình 3.8: Nhập tọa độ điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp - Gõ vào cửa sổ ID tên điểm
- Chọn cấp hạng điểm (điểm khống chế: control, điểm kiểm tra: check) bấm vào hộp bên phải cửa sổ Type.
- Chọn loại điểm và bấm vào hộp bên phải cửa sổ Class
- Nhập các giá trị sai số trung phương vị trí điểm vào các cửa số SY, SX, SZ tương ứng.
Bấm [Add/Modify] lần lượt khi nhập xong tọa độ mỗi điểm.
Bấm [Ok] để ghi lại và thoát khỏi menu khi đã nhập xong hết các điểm khống chế ngoại nghiệp có trong khối ảnh.
Trường hợp điểm đã có file tọa độ các điểm khống chế ngoại nghiệp ở dạng ASCII với thứ tự tọa độ là YXH có thể nhập vào file control bằng menu ISPM / Translator / Import / Control Points
59 4. Định hướng tương đối (RO)
Quá trình định hướng tương đối xác định vị trí tương đối giữa tấm ảnh trái và tấm ảnh phải của một cặp ảnh lập thể thông qua việc đo các điểm định hướng mô hình lập thể. Quá trình này nhằm khử thị sai trên ảnh và liên kết hai ảnh trong không giân với nhau.
Sử dụng menu ISDM / Orientation / Relative… Xuất hiện bảng chọn các mô hình (Select Models)
Hình 3.9: Mô hình định hướng tương đối
Có thể chọn tất cả các tấm ảnh của công việc theo từng tuyến hoặc trong cả khối. Sau đó bấm [OK] để chấp nhận chọn và thoát khỏi bảng Select Photos.
Xuất hiện màn hình làm việc của bước định hướng tương đối 5. Tính toán bình sai khối tam giác ảnh
60
Hình 3.10: Đường dẫn mở các tấm ảnh trong khối
Xuất hiện bảng chọn các tấm ảnh (Select Photo). Chọn tất cả các tấm ảnh
trong khối ảnh.
Sau đó bấm [OK].
Xuất hiện bảng kết quả bình sai khối tam giác ảnh (Photo Triangulation
Results):
Chương trình này cho phép lựa chọn tính toán bình sai khối tam giác ảnh không gian theo 2 chế độ: bình sai tương đối và bình sai tuyệt đối. Các chức năng của chương trình bình sai có thể chọn trong bảng Photo Triangulation Option.
Bảng này xuất hiện khi bấm [Option] trong bảng kết quả bình sai khối tam giác ảnh:
61
Hình 3.11: Bảng bình sai khối tam giác ảnh
Việc bình sai khối tam giác ảnh được thực hiện theo phương pháp số bình phương nhỏ nhất.
- Bình sai tương đối (Relative) bình sai tọa độ không gian đo ảnh mà không sử dụng đến tạo độ điểm khống chế ngoại nghiệp nhằm kiểm tra đánh giá kết quả các bước định hướng mô hình, liên kết các tuyến ảnh trong khối.
- Bình sai tuyệt đối (Absolute) sử dụng trị đo của tất cả các loại điểm và tạo độ trong hệ tọa độ mặt đất của các điểm khống chế ngoại nghiệp để tính chuyển toàn bộ khối tam giác ảnh về hệ tọa độ mặt đất.
Sau khi chọn các chức năng phù hợp bấm [OK] để trở về bảng Kết quả bình
62
Hình 3.12: Bảng trạng thái tính toán
Nếu kết quả tính toán bình sai thỏa mãn các yêu cầu theo phương án kỹ thuật hoặc quy phạm hiện hành, có thể bấm [OK] để chấp nhận kết quả.
- Tổng số ảnh được đo và tính toán 154 ảnh.
- Tổng số điểm khống chế tổng hợp 34 điểm, số điểm kiểm tra 3 điểm. + Sai số trung phương tại điểm khống chế ảnh sau bình sai:
Mx = 0.041m My = 0.049m Mh = 0.031m + Sai số trung phương tại điểm kiểm tra:
Mx = 0.040 My = 0.031m Mh = 0.208m 6. Đo vẽ trên mô hình lập thể
- Thiết bị: Trạm đo vẽ ảnh số Intergraph ImageStation - Phần mềm: ISSD, ISDC, ISFC.
- Tài liệu sử dụng:
+ Project đó được tính toán tăng dày, định hướng tuyệt đối;
+ Ảnh số khuôn dạng TIFF có tạo overview đó sử dụng để tăng dày; + Sơ đồ tâm ảnh.
- 100% các đối tượng được đo vẽ lập thể trên trạm ảnh số để có được thuộc tính không gian 3 chiều.
63
- Đo vẽ mô tả địa hình phục vụ lập mô hình số độ cao mặt đất:
Thủy hệ và các yếu tố liên quan
+ Trên mô hình lập thể tiến hành đo vẽ toàn bộ hệ thống thủy hệ trên trạm đo vẽ ảnh số. Các đường mép nước của các hệ thống sông, suối, ao hồ được vẽ theo thời điểm chụp ảnh;
+ Giải đoán triệt để các thiết bị phụ thuộc và tính chất của chúng như; hệ thống cống tưới tiêu, máng dẫn nước, tính chất các loại bờ đắp cao xẻ sâu, bờ cạp, hệ thống kênh mương đắp cao, xẻ sâu, kênh mương xây và đào đắp và các ao, hồ, đập, đê.
Giao thông và các yếu tố liên quan
+ Đo vẽ toàn bộ hệ thống giao thông trên mô hình lập thể từ cấp đường mòn trở lên. Với những đường có độ rộng ≥ 0.5mm trên bản đồ thì thể hiện 2 nét theo độ rộng thực tế của đối tượng đường. Các loại đường giao thông được phân biệt thành 2 loại: nửa tỷ lệ vẽ 1 nét vào tim đường, theo tỷ lệ vẽ 2 nét vào 2 bên mép đường;
+ Đối với hệ thống cầu đặc biệt là các cầu vượt, cầu dẫn thường có độ cao lớn, do vậy phải đo vẽ toàn bộ các loại cầu có trên mô hình lập thể;
+ Đo vẽ vỉa hè, lề đường, lòng đường, giải phân cách;
+ Đo vẽ toàn bộ hệ thống các đường bờ ruộng có trong khu vực, khi độ rộng đường bờ ruộng lớn hơn 0.5m thì vẽ theo thực tế, khi độ rộng nhỏ hơn 0.5m thì vẽ vào tim bờ ruộng.
Dân cư và các yếu tố liên quan
+ Tất cả các loại nhà, công trình kiến trúc, các di tích lịch sử văn hóa đều được đo vẽ trên mô hình lập thể;
+ Nhà trên mô hình lập thể được vẽ trên đỉnh đối tượng;
+ Các yếu tố đường dây điện, vị trí các chân cột được chấm chính xác trên mô hình lập thể.
Việc đo vẽ mô hình lập thể được tiến hành bằng chương trình ISSD (Image Station Stereo Display)
64
- Chọn tên Project, tên mô hình và file design của mô hình.
- Đánh dấu vào các ô vuông bên trái của các dòng ISFC và ISDC để chương trình kích hoạt và tích hợp các chương trình Image Station Feature Code (ISFC) và
Image Station DTM Collection (ISDC) cùng hoạt động.
- Các đặc trưng của địa hình cần số hoá được phân loại trong phần mềm
ISDC gồm:
+ Breakline: là đường tạo ra bởi tập hợp các điểm ghi nhận những thay đổi
đột biến của bề mặt địa hình.
+ Draiage: là đường đi theo đáy của các khe, rãnh, suối và tất cả các điểm
nằm trên đường này đều có độ cao thấp hơn các điểm nằm về 2 phía của đường đó.