- Quy tắc đặt mã thông tin
(I max min Imi n)
2.2.3 Giới thiệu về hệ thống đo ảnh số
Xử lý ảnh số là công nghệ hiện đại và có hiệu quả cao để giải quyết các nhiệm vụ đo ảnh. Thông th−ờng một hệ thống xử lý ảnh số bao gồm các thành phần nh− mô tả ở hình 3.3 [25].
Quá trình thu nhận ảnh là khâu đầu tiên hết sức quan trọng để cung cấp nguồn thông tin ảnh cho các công đoạn xử lý ảnh về saụ ảnh có thể thu nhận thông qua máy chụp ảnh quang học theo nguyên lý của phép chiếu xuyên tâm để có ảnh t−ơng tự hoặc bằng hệ thống quét ảnh để có ảnh số.
Quá trình số hoá ảnh là biến đổi thông tin trên ảnh t−ơng tự thành thông tin của ảnh số hoá. Quá trình này chỉ tồn tại khi sử dụng các ảnh t−ơng tự thông qua việc quét ảnh trên máy quét ảnh. Nhiệm vụ của quá trình này là biến đổi tín hiệu t−ơng tự thành tín hiệu rời rạc (lấy mẫu) và l−ợng tử hoá để cung cấp dữ liệu cho công đoạn xử lý và phân tích ảnh.
Máy chụp ảnh
Số hoá tin ảnh Thông số Máy quét ảnh L−u trữ Phân tích ảnh L−u trữ Hệ quản trị Nhận dạng Hình 3.3. Sơ đồ chung về hệ thống xử lý ảnh số
Quá trình phân tích ảnh thực chất là quá trình tăng c−ờng chất l−ợng ảnh. Do nhiều nguyên nhân khác nhau nh−: tính năng của thiết bị thu nhận ảnh, do nguồn sáng và nhiễu xạ nên ảnh có thể bị suy biến. Vì vậy cần phải tăng c−ờng và khôi phục ảnh để làm nổi bật các đặc tr−ng chính của ảnh nhằm bảo đảm cho ảnh số gần giống với ảnh gốc mà không bị biến dạng.
Công đoạn cuối cùng của quy trình xử lý ảnh số là nhận dạng, phân lớp và quản lý dữ liệụ
Quá trình phát triển của ph−ơng pháp đo ảnh số có liên quan mật thiết với sự phát triển của các hệ thống xử lý ảnh số (còn gọi là hệ thống đo vẽ ảnh số). Trong thực tế, hệ thống xử lý ảnh số bao gồm các phần cứng và phần mềm nhằm thu đ−ợc các sản phẩm đo vẽ ảnh từ ảnh số thông qua việc áp dụng các kỹ thuật tự động, bán tự động và thủ công.
Hệ thống đo vẽ ảnh số xử lý t− liệu là ảnh, bản đồ d−ới dạng số. Qua quá trình xử lý, sản phẩm nhận đ−ợc của hệ thống đo vẽ ảnh số bao gồm bản đồ số, mô hình số địa hình và địa vật, ảnh trực giao và các số liệu liên quan. Các sản phẩm này đ−ợc l−u trữ trên máy tính, chúng có khả năng hiển thị trên
màn hình máy tính hoặc chuyển tải ra máy in và có thể kết hợp với các nguồn thông tin khác trên các hệ thống GIS/LIS... tạo ra khả năng l−u trữ, cập nhật, quản lý và khai thác một cách hiệu quả phục vụ cho đa mục đích.
ảnh chụp từ phim ảnh của máy ảnh số A/D máy quét Raster Trạm đo vẽ ảnh số máy in Raster hoặc phim Bản đồ và ảnh trực giao trên giấy D D/A D D D A D Hệ thống bản đồ số hoặc GIS/LIS ảnh số chụp từ vệtinh Hình 3- 4:Hệ thống đo vẽ ảnh số [27]
Hình 3- 4 thể hiện sơ đồ chung của hệ thống đo vẽ ảnh số. Đó là một hệ thống bao gồm các phần cứng và phần mềm máy tính để thực hiện các b−ớc xử lý đo vẽ ảnh trên các dữ liệu ảnh số. Trong công tác thành lập bản đồ thì dữ liệu ảnh số ban đầu th−ờng có đ−ợc thông qua quá trình quét ảnh hàng không bằng các máy quét chuyên dùng có độ chính xác caọ Do đó máy quét là một phần tích hợp quan trọng của hệ thống đo vẽ ảnh số. Thành phần chính của hệ thống đo vẽ ảnh số là trạm đo vẽ ảnh số. Trên thực tế có thể bao gồm nhiều trạm với các tính năng kỹ thuật và vai trò khác chẳng hạn nh− các trạm Image Station Z và SSK của Intergraph. Ngoài ra trong hệ thống này còn có các máy in raster hoặc in phim để chuyển các sản phẩm dạng số sang dạng t−ơng tự. Hình trên còn chỉ rõ các dữ liệu đầu vào và các loại sản phẩm chính có thể đ−ợc tạo rạ Các mũi tên biểu thị trình tự xử lý các luồng dữ liệụ Chữ A biểu thị dữ liệu ở dạng t−ơng tự (analogue), chữ D biểu thị dữ liệu ở dạng số (digital), ký hiệu A/D biểu thị quá trình chuyển đổi dạng dữ liệu từ t−ơng tự
sang số và ký hiệu D/A biểu thị quá trình chuyển đổi ng−ợc lại, tức là từ dạng số sang dạng t−ơng tự.
Trạm đo vẽ ảnh số là hạt nhân của hệ thống xử lý ảnh số. Nó bao gồm một trạm đồ hoạ với khả năng xử lý ảnh cao, bộ nhớ, các tính năng hiển thị, trong đại đa số tr−ờng hợp là hiển thị lập thể và các phần mềm xử lý ảnh. Các trạm đo vẽ ảnh số đóng một vai trò then chốt không chỉ trong việc chiết xuất thông tin từ ảnh mà còn tạo ra các sản phẩm mới cũng nh− phát triển các ph−ơng pháp mớị Các thế mạnh của công nghệ đo vẽ ảnh số thể hiện rõ rệt nhất trong các trạm đo vẽ ảnh số. Chúng có thể xử lý nhiều loại ảnh số, từ ảnh hàng không chụp từ phim sau đó đ−ợc quét, ảnh hàng không chụp từ các máy ảnh số cho tới ảnh vệ tinh. Trạm xử lý ảnh số là tổ hợp của hai thành phần, đó là hệ thống phần cứng và hệ thống phần mềm chuyên dụng.
2.3.tình hình nghiên cứu trên thế giới và trong n−ớc 2.3.1. Trên thế giới
Công nghệ xử lý ảnh số là giai đoạn phát triển thứ 3 của công nghệ đo ảnh hiện đạị Từ thập niên 60 của thế kỷ 20, hệ thống xử lý ảnh số đầu tiên đ−ợc chế tạo tại Mỹ có tên là DAMCS (Digital Automatic Map Compilation System). Đến thập niên 90 cùng với sự phát triển nhảy vọt của kỹ thuật máy tính, các hệ thống xử ảnh toàn số đã đ−ợc nghiên cứu chế tạo ở nhiều n−ớc nh− trạm đo ảnh số DPW của hãng Helara (Digital Photogrammetry Workstation), Digital Image Workstation của hãng Intergraph (Mỹ) và WUDAMS của Tr−ờng Đại học kỹ thuật Trắc địa Vũ hán (Wuhan Digital Automatic Mapping system)... [5] Và cho đến nay, đã có rất nhiều công trình nghiên cứu, thử nghiệm trên thế giới nhằm đánh giá toàn diện về công nghệ này trong công tác xây dựng cơ sở dữ liệu bản đồ địa hình nói chung và cơ sở dữ liệu địa chính nói riêng nh− Tổ chức Nghiên cứu Thực nghiệm Đo vẽ ảnh Châu Âu OEEPE, Nghiệp đoàn quốc tế Đo ảnh và Viễn thám ISPRS ... và đều khẳng định rằng công nghệ này cho độ tin cậy và hiệu quả kinh tế cao, là công nghệ cho phép nhanh chóng thu đ−ợc các cơ sở dữ liệu phục vụ cho xây dựng
hệ thống thông tin địa lý nói chung và hệ thống thông tin chuyên đề nói riêng, trong đó có hệ thống thông tin địa chính.
Hiện nay, cơ sở dữ liệu địa lý nói chung, dữ liệu địa chính nói riêng trong hệ thống thông tin đất đai trên thế giới đều đ−ợc xây dựng từ t− liệu ảnh hàng không và ảnh vệ tinh theo công nghệ ảnh số.
2.3.2.ở Việt Nam
Từ những năm 90 khi đất n−ớc ta thực hiện đ−ờng lối đổi mới của Đảng, cùng với sự phát triển chung của ngành trắc địa - bản đồ và Địa chính, công nghệ tiên tiến của thế giới vào nghiên cứu, sản xuất và đào tạo cán bộ. Đặc biệt là công tác bay chụp ảnh và tăng dày khống chế ảnh với kỹ thuật định vị GPS, công nghệ đo vẽ ảnh số với các trạm đo ảnh số (SSK)
Từ năm 1995, công nghệ ảnh số b−ớc đầu đ−ợc đ−a vào nghiên cứu và từng b−ớc thử nghiệm ở n−ớc ta với các công nghệ trên Digital Image Station của hãng Intergraph (Mỹ), hệ thống Desktop Digtal Photogrammetry system (DPS) của công ty 3D Mapper Pty Ltd (úc), hệ thống PHOTMOD hãng RAKURS (Nga) ... Các nội dung nghiên cứu đều tập trung vào độ chính xác thành lập bản đồ địa hình và bản đồ địa chính (xây dựng cơ sở dữ liệu) và khả năng ứng dụng. Năm 2.000, Viện Nghiên cứu Địa chính đ−ợc Nhà n−ớc và dự án SIDA Thụy Điển đầu t− kinh phí nghiên cứu ứng dụng công nghệ ảnh số cho công tác xây dựng cơ sở dữ liệu bản đồ địa hình, dữ liệu bản đồ địa chính các loại tỷ lệ và trên các khu vực địa hình khác nhau và đã đ−a ra khả năng áp dụng của công nghệ trong phạm vi toàn quốc. Ngoài ra, Cục Bản đồ Quân sự cũng đã đầu t− mua thiết bị, công nghệ hiện đại của hãng Intergraph nghiên cứu ứng dụng trong thành lập bản đồ phục vụ cho quân sự. Một số cơ quan nghiên cứu nh− Tr−ờng Đại học Mỏ-Địa chất, Viện Thông tin T− liệu Địa chất ... cũng đầu t− mua thiết bị, công nghệ ảnh số của Intergraph phục vụ cho nghiên cứu và đào tạọ
Từ năm 2000, công nghệ ảnh số đã đ−ợc đ−a thử nghiệm sản xuất tại Tổng Cục Địa chính trong thành lập bản đồ địa hình, bản đồ địa chính tỷ lệ
1:10.000, 1:25.000 cho các tỉnh miền núi phía bắc phục vụ cho một phần nhiệm vụ giao đất và giao rừng ...
Đồng thời với quá trình này, các cơ quan chủ quản cũng tiến hành nghiên cứu ứng dụng công nghệ hệ thống thông tin địa lý với cơ sở dữ liệu đ−ợc xây dựng từ công nghệ xử lý ảnh số vào công tác trợ giúp quản lý nhà n−ớc, trong đó có công tác quản lý đất đai, vùng lãnh thổ ... Cho tới nay, công nghệ này đang đ−ợc chú trọng nghiên cứu áp dụng xây dựng hệ thống thông tin địa chính trong công tác giao đất, giao rừng thuộc các tỉnh đồi núi ở n−ớc ta trong chính sách phát triển kinh tế miền núi, vùng sâu vùng xa của đảng và nhà n−ớc. Do đó, nội dung nghiên cứu của đề tài vẫn mang tính thực tiễn caọ