điều vẽ & các chuẩn đoán đọc
1.Cơ sở khoa học của cơng tác đốn đọc điều vẽ.
1.1 Cơ sở địa lý của đốn đọc điều vẽ ảnh.
Các địa vật khơng phải phân bố, sắp xếp một cách tuỳ tiện mà theo một quy luật nhất định. Tập hợp có tính quy luật các địa vật tạo ra một quần thể lãnh thổ tự nhiên. Khi biết được tính quy luật của quần thể này ta có thể xác định và sử dụng tốt các chuẩn đoán đọc điều vẽ gián tiếp và chuẩn đốn đọc điều vẽ tổng hợp. Vì vậy để đốn đọc điều vẽ ảnh được chính xác ta phải nghiên cứu kỹ các đặc điểm địa lý của quần thể tự nhiên theo các tài liệu bay chụp, tài liệu bản đồ, tài liệu khảo sát ngoài trời và các tài liệu khác.
Cảnh quan địa lý đơn vị cơ bản của quần thể lãnh thổ tự nhiên là khu vực có cùng nguồn gốc phát sinh và lịch sử phát triển, có cùng một cơ sở địa chất thống nhất, có một sự kết hợp giống nhau các điều kiện thuỷ văn, thổ nhưỡng, có cùng một dạng địa hình, một điều kiện khí hậu, cùng một xã hội động thực vật.
Quần thể lãnh thổ tự nhiên đơn giản nhất là tiểu ảnh khu. Trong phạm vi tiểu ảnh khu, các điều kiện tự nhiên như vi khí hậu, nham thạch, dạng địa hình, xã hội thực vật hồn tồn đồng nhất. Ví dụ trong khe xói, người ta chia ra tiểu cảnh khu sườn bắc chiếu sáng, sườn nam chiếu sáng và đáy khe.
Cảnh quan là tập hợp các cảnh khu giống nhau về quy luật. Biết được các tính chất quang học của các phần riêng biệt ta có thể nghiên cứu tính chất quang học và địa mạo của tiểu cảnh khu, của cảnh quan.
1.1.1a. Các chỉ báo cấu trúc bên trong cảnh quan.
Việc nghiên cứu và sử dụng các chuẩn đoán đọc điều vẽ tổng hợp phản ánh cấu trúc của cảnh khu là cơ sở phương pháp đoán đọc điều vẽ chỉ báo. Quan hệ chỉ báo là quan hệ trừu tượng nhân tạo của thành phần bên ngoài của cảnh quan.
Theo quan điểm chỉ báo, người ta chia ra hai loại chỉ báo trực tiếp và chỉ báo gián tiếp. Chỉ báo trực tiếp có quan hệ trực tiếp với địa vật chỉ bảo, cịn chỉ báo gián tiếp có quan hệ gián tiếp với địa vật chỉ báo. Theo dạng chỉ báo có thể
chia ra chỉ báo thành phần và chỉ báo tổng hợp. Chỉ báo thành phần đại diện cho một thành phần của cảnh quan( địa hình, thực vật..) cịn chỉ báo tổng hợp ( còn gọi là chỉ báo cảnh quan) đại diện cho một tập hợp các thành phần của cảnh quan có lưu ý đến quan hệ khơng gian giữa chúng trên tồn lãnh thổ nghiên cứu. Theo tính chất của địa vật được chỉ báo, người ta chia ra chỉ báo địa chất, chỉ báo thạch học, chỉ báo halo và chỉ báo thuỷ văn. Chỉ báo địa chất đặc trưng cho điều kiện địa chất. Chỉ báo thạch học đặc trưng cho thành phần thạch học của địa tầng bề mặt. Chỉ báo halo đặc trưng cho dạng và mức độ hoá mặn của đất hay đá mẹ bị phân hoá. Chỉ báo thuỷ văn đặc trưng cho nước ngầm.
1.1.1b. Đoán đọc trên cơ sở ảnh mẫu:
Mẫu đoán đọc điều vẽ là hình ảnh điển hình của một khu đo nào đó đã được khảo sát và đốn đọc điều vẽ ngồi trời mà với một độ tin cậy nhất định nó phản ảnh tồn bộ hình ảnh địa vật trên ảnh trong điều kiện chụp ảnh xác định. Mẫu đoán đọc điều vẽ thường được thành lập từ các cặp ảnh lập thể.
Theo nội dung, người ta chia ra mẫu chuyên đề và mẫu tổng hợp. Mẫu chuyên đề chỉ chứa đặc trưng của một yếu tố cảnh quan, ví dụchỉ riêng yếu tố thổ nhưỡng hay yếu tố thực vật. Còn mẫu tổng hợp thường đi kèm với việc khảo sát đa ngành tập hợp cảnh quan với độ chi tiết đồng đều( ảnh mẫu cảnh quan, ảnh mẫu khu vực) hoặc với độ chi tiết khác nhau.
Theo nguyên tắc phân chia, người ta chia ra ảnh mẫu hệ thống và ảnh mẫu lãnh thổ. ảnh mẫu hệ thống mơ tả tính chất của các đối tượng riêng biệt
phân bố theo một hệ thống nhất định trong một lĩnh vực khoa học nào đó; cịn ảnh mẫu lãnh thổ thì mơ tả tính chất của tập hợp các yếu tố theo cảnh quan, cảnh khu.ảnh mẫu loại này được xây dựng theo hệ thống cảnh quan.
Theo công dụng, người ta chia ra hai loại ảnh mẫu dùng chung và ảnh mẫu dùng riêng. ảnh mẫu dùng chung được thành lập dưới dạng anbom và có
thể sử dụng mọi trường hợp đoán đọc điều vẽ ảnh và cho cơng tác đào tạo cán bộ kỹ thuật đốn đọc điều vẽ. Còn ảnh mẫu dùng riêng được thành lập để đoán
đọc điều vẽ trên một khu vực cụ thể nào đó.
1.2.Cơ sở sinh lý của đốn đọc điều vẽ
1.2a. Thụ cảm thị giác và giới hạn thị giác:
Đoán đọc điều vẽ là quá trình sinh học liên quan tới bộ phân tích thị giác của mắt. Bộ phân tích thị giác của mắt gồm 3 phần : 1) Hệ thống thu nhận hình ảnh - đầu dây thần kinh thụ giác nằm trong võng mạc của mắt thu nhận kích thích và biến đổi tín hiệu ánh sáng của tác nhân kích thích. 2) Bộ truyền –dây thần kinh thị giác truyền kích thích vào vỏ não của người ; 3) Trung tâm của bộ phân tích thị giác – ở đây kích thích thần kinh được chuyển thành thụ cảm thị giác và hình thành hình ảnh.
Màu được mắt người cảm thụ nhờ 3 loại dây thần kinh hình nón. Khi dây thần kinh loại 1 bị kích thích sẽ cho cảm thụ màu đỏ, dây thần kinh loại 2- màu lục, dây thần kinh loại 3- màu chàm.
Mắt người cảm thụ lớn nhất đối với màu vàng và màu xanh da trời, tại đấy giới hạn phân biệt khoảng 1mμ. Độ cảm thụ của mắt sẽ giảm nhiều đối với ánh sáng màu đỏ, màu lục, màu chàm tím. Mắt người có khả năng phân biệt khoảng 200 nền màu với rất nhiều sắc độ.
Giới hạn thụ cảm của bộ phân tích thị giác ảnh hưởng đến kết quả của cảm nhận thị giác. Ta xét 3 giới hạn của cảm thụ: giới hạn phân biệt, giới hạn cho phép và giới hạn lập thể.
Giới hạn phân biệt δ được xác định bằng độ tương phản của hình ảnh mà mắt người phân biệt được, tức là bằng hiệu độ đen của ảnh địa vật DVvà của nền Dn :
δ= Dv- Dn
Bằng kinh nghiệm người ta đã xác định được rằng giới hạn độ nhạy tương phản δ0 đối với mọi kích thước của địa vật được chụp ảnh rõ nét bằng 0,06. Nhưng đối với ảnh bị nhoè, giới hạn độ nhạy tương phản δnhoè bị giảm
xuống và được xác định theo công thức: δnhoè=δ0(1+k3δl3)
trong đó: k hệ số phụ thuộc vào dạng của đường cong biên phản ảnh hiệu độ đen giữa các mục tiêu kề cạnh;
δl- độ rộng của dải nhoè hình ảnh.
Khi đường cong biên có dạng gần thẳng thì k= 8,4-3. Khi tỷ lệ ảnh càng nhỏ thì đại lượng δl được giảm đáng kể nên làm cho giới hạn phân biệt lớn hơn. Điều này có ý nghĩa quan trọng khi đốn đọc điều vẽ ảnh tỷ lệ nhỏ.
Giới hạn cho phép( độ tinh của mắt) là kích thước nhỏ nhất của vật mà mắt người ta cảm thụ được. Bằng thực nghiệm người ta đã xác định được rằng mắt người có thể cảm thụ được vịng trịn đường kính 0,12mm có đường bao rõ ràng và có giới hạn phân biệt khơng nhỏ hơn 1. Độ tương phản của hình ảnh càng lớn thì kích thước vịng trịn cảm thụ được càng nhỏ.
Giới hạn lập thể độ sâu của thị giácδste là khả năng đánh giá vị trí tương đối của địa vật trong không gian của mắt người. Độ sâu của thị giác liên quan với độ xa của địa vật H và khoảng cách nhỏ nhất giữa các địa vật hmin mà chúng được quan sát. Độ sâu thị giác được xác định theo công thức:
δste= ,, 2 min
h H
b
trong đó: b - đường đáy mắt
Các vật được mắt người thụ cảm khác nhau khi độ sáng của chúng khác nhau. Độ sáng khác nhau của vật Bmax và Bminsẽ tạo ra độ tương phản sáng( độ tương phản thị giác). K= max min max B B B
Các vật chỉ đựơc mắt người thụ cảm khi độ tương phản thị giác không nhỏ hơn độ tương phản cực tiểu ε mà mắt người có thể nhìn thấy chúng. εgọi là độ nhạy cảm tương phản giới hạn của mắt. Thực nghiệm đã chứng minh
rằng trong nền sángε = 0,02 ; trong nền trung bình ε = 0,06và trong nền tốiε
= 0,25.
Tác động của ảnh địa vật đến mắt người đoán đọc điều vẽ không đổi nếu thoả mãn điều kiện :
mm D
a 0,12 ; c D 0,05mm
Trong đó:
a- là kích thước hình ảnh địa vật dạng vết (mm); c–là kích thước hình ảnh địa vật dạng tuyến (mm)
D - là độ tương phản
Bảng tính kích thước các chi tiết có giới hạn rõ nét khi nhìn bằng mắt thường :
D 0.06 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 1.0 1.5 2.0 3.0 a(mm) 0.49 0.38 0.27 0.22 0.19 0.17 0.15 0.14 0.12 0.1 0.08 0.07 c(mm) 0.20 0.16 0.11 0.09 0.08 0.07 0.06 0.05 0.05 0.04 0.04 0.03
1.2b.ảnh hưởng của các yếu tố chủ yếu đến độ chính xác của việc đoán
đọc điều vẽ:
Các yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác của việc đốn đọc điều vẽ là sự mệt mỏi của mắt, sự điều tiết và thích nghi của mắt, sự thiếu sót thơng tin, ảo giác và khả năng đoán đọc điều vẽ của ảnh.
Sự mệt mỏi của mắt khi làm việc trên các dụng cụ lập thể sẽ làm giảm khả năng phân biệt của mắt, đồng thời khả năng điều tiết của mắt cũng yếu và chậm và dẫn tới việc đoán đọc sai hoặc thiếu.
ảo giác do sự cảm thụ sai kích thước tự nhiên, sai hình dáng của địa vật
và của nền ảnh là nguyên nhân cơ bản của biến dạng thông tin.
Nhưng hầu hết các nhân viên đốn đọc điều vẽ có thể làm liên tục trong 6-7 giờ mà không hề giảm năng xuất và chất lượng cơng tác. Điều kiện thích hợp của nơi làm việc (độ chiếu sáng, có đầy đủ dụng cụ…) đóng vai trị quan
trọng trong việc nâng cao năng xuất và chất lượng cơng tác đốn đọc điều vẽ. Để nâng cao độ chính xác của việc đốn đọc điều vẽ cần chú ý tới khả năng đoán đọc điều vẽ của ảnh, tức là khả năng truyền đạt lên hình ảnh các chi tiết nhỏ của địa vật. Khả năng này do độ tương phản của hình ảnh, độ rõ nét của ảnh và tỷ lệ của ảnh quyết định.
Độ tương phản nền của ảnh phụ thuộc vào các yếu tố khác nhau: độ sáng của nền và của bản thân địa vật tức là phụ thuộc vào điều kiện khách quan, phụ thuộc vào đặc tính bức xạ, vào việc thu nhận năng lượng tia bức xạ, phụ thuộc vào đặc tính cảm quang của lớp nhũ ảnh dùng để chụp ảnh, phụ thuộc vào quang phổ của tia sáng dùng để chụp, phụ thuộc vào điều kiện xử lý ảnh sau khi chụp ảnh. Do vậy độ tương phản nền rất khác nhau. Đối với âm bản, độ tương phản lớn nhất ΔDmax= Dmax- Dmin có thể đạt tới 2,5ữ 2,8; đối với dương bản ΔDmax = 1,5 ữ 1,6. Trên thực tế, độ tương phản nền của các địa vật quang đãng không quá 0,8 ữ 1,6 và của các địa vật bị che khuất là 0,2 ữ 0,4.
1.3 Cơ sở chụp ảnh của đoán đọc điều vẽ
1.3.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến việc xây dựng ảnh
ảnh là một tài liệu quan trọng dùng để thành lập bản đồ địa hình, nó
quyết định chất lượng cơng tác đốn đọc điều vẽ ảnh. ảnh là kết quả của tác
động lẫn nhau của nhiều yếu tố vật lý bao gồm: độ sáng và sự khác nhau về mầu của địa vật, độ chiếu sáng của chúng, đặc điểm của máy chụp ảnh, đặc điểm chụp ảnh trên các phương tiện bay, chế độ xử lý hoá ảnh. ảnh hưởng của
các yếu tố vật lý này đến chất lượng hình ảnh khơng phải ở mức độ như nhau, điều này gây khó khăn cho việc xác định sự liên hệ giữa các địa vật và hình ảnh của nó.
Chúng ta hãy xét ảnh hưởng của các yếu tố đến việc xây dựng ảnh. Các tham số của máy chụp ảnh gây ảnh hưởng tới khả năng đoán đọc điều vẽ của
ảnh bao gồm: tiêu cự máy chụp ảnh, độ sáng của kính vật, khả năng phân biệt của kính vật, méo hình kính vật, kính lọc mầu, độ chuyển dịch hình ảnh, cửa chớp nhanh của máy chụp ảnh.
Tiêu cự của kính vật có ảnh hưởng tới chất lượng đoán đọc điều vẽ của ảnh. Khi chụp ảnh vùng bằng phẳng khơng có rừng, người ta sử dụng máy chụp ảnh có tiêu cự ngắn, góc rộng để chụp. ở vùng rừng núi hay thành phố thì ngược lại, để tránh các biến dạng hình học của ảnh chụp ta cần sử dụng máy ảnh có tiêu cự dài, góc thường hay góc hẹp để chụp ảnh.
Tính chất đốn đọc điều vẽ của ảnh phụ thuộc vào hoạt động của máy chụp ảnh, ảnh hưởng trực tiếp nhất và lớn nhất đến độ rõ nét của ảnh là độ dịch chuyển hình ảnh, tốc độ làm việc của cửa chớp nhanh, sự điều sáng của máy ảnh và độ ổn định của máy ảnh.
Hoạt động của cửa chớp nhanh cũng ảnh hưởng chất lượng đoán đọc điều vẽ của ảnh. Do vậy việc xác định trước vùng thời gian lộ quang có chú ý tới đặc điểm của cảnh quan, của máy chụp ảnh, phim ảnh và điều kiện kỹ thuật hàng không.
Độ ổn định của máy chụp ảnh liên quan tới chất lượng đoán đọc điều vẽ của ảnh.
ảnh hưởng của khí quyển đến hình ảnh cuối cùng liên quan đến tác
động của hai cơ chế khác nhau: hiệu ứng của mù và ảnh hưởng của các dịng đối lưu nhiệt.
Đơi khi để hạn chế bớt ảnh hưởng của mù, ta phải giảm độ cao bay chụp và sử dụng phim có độ tương phản đặc biệt với độ nhạy cao nhất ở vùng sóng dài: ví dụ phim Aviphotpan 150.PE1 hay Aviphotpan 200.PE1, có độ nhậy tới cả ánh sáng có bước sóng 750μm nên có thể dùng để chụp các vùng có độ mù lớn.
1.3.2. Đặc trưng quang học của bề mặt trái đất:
Đặc trưng quang học của bề mặt trái đất được xác định bằng việc kết hợp hàng loạt các yếu tố tự nhiên và kỹ thuật. Các yếu tố tự nhiên bao gồm: bề ngồi cảnh quan, khoảng độ chói của cảnh quan, độ sáng, độ mù khơng khí.
Tính chất của bề mặt ngồi cảnh quan biểu thị sự kết hợp của các dạng địa hình, thuỷ văn, thực phủ, đất mặt và các địa vật có tính chất kinh tế xã hội như điểm dân cư, các cơng trình xây dựng, đất canh tác, đường giao thơng. Vẻ ngoài của cảnh quan thay đổi phụ thuộc vào mùa.
Độ sáng của khu đo đóng vai trị quan trọng trong việc đánh giá điều kiện quang học- khí quyển của việc chụp ảnh. Độ sáng được xác định bằng năng lượng tia mặt trời xuống bề mặt trái đất ở dạng tia chiếu trực tiếp và tia tán xạ.
Khoảng độ chói là độ tương phản chụp ảnh tương đối mà dưới độ tương phản đó tương quan độ chói của địa vật sáng nhất Bmaxvà độ chói của địa vật tối nhất Bmin hoặc tương quan giữa các hệ số độ chói r tương ứng được nhận biết:
U= min max B B = min max r r
Độ tương phản nhìn có thể được xác định theo cơng thức: Knh= max min max B B B = max min max r r r
Tỷ số giữa độ chói B trong hướng đang xét và độ chói của mặt trắng lý tưởng B0ở cùng độ chiếu như nhau gọi là hệ số độ chói r = B/B0
Độ tương phản chụp ảnh ΔΦ của địa vật là hiệu logarit của độ chói lớn nhất và độ chói nhỏ nhất của địa vật logarit của khoảng độ chói: