3.3.2.1. Thử nghiệm tại khu đo Đường Lâm
N am cách trung tâm thị xã Sơn Tây 5km về phía tây bắc, làng cổ Đường Lâm là một quần thể kiến trúc đẹp nẳm trong nhóm những khu di tích lịch sử cân được bảo vệ và tôn tạo. Những nét đẹp của một làng quê cổ kính Việt N am cùng với những di tích lịch sử nôi tiếng như chùa Mía, lăng Ngô Quyền, đinh Phùng Hưng,... đã tạo nên sức hâp dân đặc biệt
* đối với dư khách trong và ngoài nước. Nhàm khôi phục và bảo vệ vẻ đẹp tự nhiên của làng
cồ Đuờng Lâm, chính phủ đã phê duyệt dự án hợp tác Việt Nam - Nhật Bản "Bảo tôn làng cổ Đường Lâm". Dự án được thực hiện trong thời gian 5 năm (từ năm 2003 đến 2008), trong đó công việc thành lập bộ dữ liệu địa hình (giai đoạn 2003-2005) do trường Đại học Quốc gia Hà Nội đảm nhận.
Khu do Đường Lâm có diện tích hơn 400 ha được chia thành 2 tiểu khu: tiểu khu Đường Lâm (gồm các thôn Mông Phụ, Cam Thịnh, Đoài Giáp) và tiểu khu Cam Lâm (thôn Cam Lâm). Tv lệ đo vẽ là 1:500 ờ khu dân cư và 1:2000 ờ khu đất canh tác. Các phương
pháp đo vẽ được sử dụng là:
- Lưới khống chế đo vẽ gồm 34 điểm được đo bàng máy thu GPS 1 tần số Trimble 4600LS theo phương pháp đo tĩnh nhanh;
Đo ve chi tiet trong các khu dân cư và những khu vực ân khuất thuộc đất canh tác được thực hiẹn băng máy toàn đạc điện từ Sokkia SET 510, ờ những khu vực quang đãng được thực hiẹn băng máy thu GPS Trimble 4600LS theo phương pháp đo động xừ lv sau. Tổng số điểm chi tiết đo vẽ được là hom 14000 điểm.
Tại khu đo Đường Lâm, công tác kiểm tra độ chính xác MHSĐC được thực hiện theo các nội dung sau:
- S ử dụng G ỈS đê đánh giá mật độ các điêm đo trong dữ liệu nguồn: kết quả đã khoanh được 83 vùng nghi vấn (hình 3.9), đề tài đã khảo sát 11 trong số đó và tại 7/11 vùng có xảy ra lỗi đo thiếu điểm, phần lớn là những ngôi nhà nàm trên đinh đồi thấp và quay lưng sát vào nhau nên tồ đo không đặt gương đo ờ khu vực giữa những ngôi nhà đó do khó tiếp cận.
- Hiển thị M HSĐC trong không gian 3D và so sánh với thực trạng ngoài thực địa:
một phần mô hình 3D của tiểu khu Cam Lâm được thể hiện trên hình 3.3. Kết quả là trong một khoanh vi kiểm tra khoảng 6 ha đất canh tác phía dông nam làng Cam Lâm (nơi có địa hỉnh khá phức tạp với nhiều gò nhò) đã phát hiện 14 gò có độ cao 0.5-0.8m không đưực đo
- Nội suy độ dốc kết hợp quan sát thực địa đế phát hiện những mặt dốc cong được đo
vẽ không đầy đù: hình 3.6 là kết quả nội suy mặt dốc cong ờ quả đồi phía tây nam tiểu khu
Cam Lâm. Trên toàn khu đo đã phát hiện được 2 mặt dốc cong đo vẽ không đầy đù dẫn đến sai số khoảng 0.4-0.6m.
- Sơ sánh giá trị nội suy và giá trị đo được đế phát hiện sai so thô trong dữ liệu
nguồn dùng để thành lập MHSĐC: kết quả nội suy, tính toán với 2 chi số ngưởng đồng
thời K h = \ K ự =3 ở tiểu khu Đường Lâm đã tìm được 137 điểm nghi vấn, qua kiểm tra
sổ liệu đo và điều tra thực tế, đã phát hiện 5/137 điểm có lỗi với sai sô cô định 0.9m do người đứng máy quên không ghi tại độ cao gương khi người câm gương đã thay đôi nó.
- Đo kiểm tra đế tính sai số trung phương về độ cao cùa mô hình', trong quá trình nghiệm thu sàn phẩm, đơn vị nghiệm thu đã đo 8 điểm GPS và 6 điêm thủy chuân, Kêt quả tinh sai số trung phương của độ cao theo 14 điểm này bàng 0.15m.
3.3.2.2. Thử nghiệm tại khu đo Lạng Sơn
Lạng Sơn là tinh miền núi biên giới đóng bẳc của Tổ quốc, có vị trí chiến lược quan trọng cả về kinh tế, chính trị và an ninh quốc phòng. Thành pho Lạng Sơn là trung tâm hành chính - kinh tế cùa tinh, có diện tích đất tự nhiên 77.69km: và nằm trong khoảng 21 °54' - 22°00' vĩ độ Bắc và 106°39’ - 107°03' kinh độ Đônu. Thành phổ là một thung lũng
long chao nam ơ đọ cao 250-500m so với mực nước biên, được bao quanh bởi ba dãv núi cao la Mau Sơn, Khau Kheo và Chóp Chài. Địa hình đôi núi phân bố ỡ phía đỏna. đônu băc va tay nam thanh phô. Địa hình được bôi tụ từ sông Kỳ Cùng có thể chia làm ba bậc thêm VỚI thứ tự là: bậc thêm thứ nhât là dài đât Bệnh viện thành phố và đường đi Bản Lỏng, bậc thêm thứ hai là dải đât sân bay Mai Pha và bậc thềm thứ ba là sông Kỳ Cùng.
Hệ thông sông suôi ở thành phô Lạng Sơn chiếm trên 4% diện tích đất tự nhiên, quan trọng nhât là sông Kỳ Cùng chảy qua thành phố có chiêu dài 19km, chiều rộng trung bình
100m. Ngoài ra, hệ thống sông suối còn có các suối Nao Ly, Nhị Thanh, N a Sa. Ky Kết. Để đo vẽ thành lập M HSĐC khu vực thành phố Lạng Sơn, trong những năm 2004- 2005 khoa Địa lý (trường Đại học Khoa học Tự nhiên - ĐHQG Hà Nội) đã thử nghiệm sử dụng trạm đo ảnh số PhotoMOD 3.52 của hãng Racurs. Khu vục nghiên cứu được phù trùm bởi ba tấm ảnh hàng không ký hiệu là F3-2000-733F3-2000-735 nằm trên cùng một dải bay. Ảnh được chụp vào năm 2000 với tỳ lệ trung binh 1:35.000 và tiêu cự của máy ảnh 152,75mm. Ảnh được quét với độ phân giải 20|j.m. Việc đo các điểm khống chê được thạc hiện bởi hai máy thu GPS một tần số Trimble 4600LS. Tổng số đà đo 4 điềm khống chế tổng hợp ờ 4 góc của khu đo. Khu vực thừ nghiệm của đề tài là phần phía đông và phía nam của thành phố Lạng Sơn có diện tích khoảng 2500ha, với hơn 6000 điểm đo độ cao chi tiết.
Tại khu đo Lạng Sơn, công tác kiểm tra độ chính xác MHSĐC được thực hiện theo các nội dung sau:
- Hiển thị M H SĐ C trong không gian 3D đế phát hiện lỗi: kết quà là phát hiện được 6 lỗi do khớp ảnh tự động mà người đo vẽ không nhận ra (các vòng tròn trên hình 3.10).
Hinh 3 .1 0 . Một phần M H SĐ C khu đo Lạ n g sơ n hiện thị tro ng k hông g ia n 3D .
- Đánh giá độ chinh xác trực tiếp trên mô hình lộp thể', đã phát hiện được 21 lôi VỚI
- N ội suy đường bình độ rôi lông ghép lên mô hình lập thể', đã phát hiện được 4 lỗi. Mọt loi như vạy được thê hiện trên hình 3.1. Các lỗi xuất hiện chù yếu là do các đường đứt gãy địa hình không được đo vẽ đầy đủ.
- Khoanh vùng những khu vực có độ xám đồng nhát trên ành\ đã khoanh được 47 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
vùng có độ xám đông nhất, trong đó có 6 vùng trùng với những lỗi đã phát hiện khi hiển thị M HSĐC trong không gian 3D.
Hỉnh 3 .1 1 . V í dụ về kết quả khoanh vù ng có độ xám đồng nhất trên ảnh.
- So sảnh giá trị nội suy và giá trị đo được đế phát hiện sai số thô trong dử liệu
nguồn dùng đế thành lập MHSĐC: có 62 điểm nghi vấn, trong đố có 6 điểm trùng với
những lồi dã phát hiện khi hiển thị MHSĐC trong không gian 3D, 3 điềm đã phát hiện có sai số từ 4-6m. Một số điểm nghi vấn trên đỉnh núi và sườn núi không thể kiềm tra được do chât lượng ảnh ở những khu vực đó có chất lượng kém, không thể tiếp cận được ngoài thực địa.
KÉT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Mô hình sô độ cao đã trở thành một sàn phẩm công nghiệp với rất nhiều ứng dụng trong đời sông kinh tê - xã hội, trong an ninh và quốc phòng. Bời vậy, vấn đề đàm hảo chất lượng của M HSĐC, đặc biệt là độ chính xác của nó, cần phải được hết sức chú trọng.
Độ chính xác của MHSĐC phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác nhau. Cône tác kiềm định độ chính xác của MHSĐC cần phải kiểm định chất lượng của tất cà các công đoạn liên quan đến từng yếu tố chứ không chỉ kiểm định độ chính xác của sản phẩm cuối cùng.
Công tác kiểm định độ chính xác của MHSĐC ờ Việt Nam hiện nay còn khả sơ sài, chủ yếu mới chỉ dừng lại ở các nội dung truyền thống, mang nặng tính thủ công. Các phương pháp tiên tiến hầu như chưa được sử dụng.
Trên cơ sờ các nghiên cứu đã thực hiện, đề tài đã đề xuất một phương pháp kiểm định độ chính xác của MHSĐC với 14 nội dung, trong đó có 5 nội dung được đưa vào dựa trên các kết quà nghiên cứu mới ở nước ngoài, 5 nội dung được đề tài đề xuất hay cải tiến những ý tường đã có, đó là: sừ dụng GIS để đánh giá mật độ các điểm đo trong dữ liệu nguồn, khoanh vùng những khu vực có độ xám đồng nhất trên ảnh, hiển thị MHSĐC trong không gian 3D và so sánh với thực trạng ngoài thực địa, nội suy độ dốc kết hợp quan sát thực địa để phát hiện những mặt dốc cong được đo vẽ không đầy đủ, so sánh giá trị nội suy và giá trị đo được để phát hiện sai số thô trong dữ liệu nguồn dùng đê thành lập MHSĐC.
Nhìn chung, phần lớn các nội dung kiểm định độ chính xác của MHSĐC hiện nay chủ yếu mới chì có khả năng phát hiện sai số thô. Việc đánh giá sai số hệ thống và sai số ngẫu nhiên có trong M HSĐC vẫn còn can tiếp tục nghiên cứu.
Để có thể triển khai một cách rộng rãi và hiệu quả hơn nữa các ứng dụng cùa MHSĐC ở Việt Nam, cần phải ban hành hệ thống các quy định cùa ngành về tiêu chuẩn chất lượng của MHSĐC. c ầ n phải coi MHSĐC như một sản phẩm độc lập chứ không phải là sản phẩm trung gian trong công tác đo vẽ thành lập bản đô như hiện nay.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Trân Quôc Bình (2005). Phương pháp hạn chế sai số khớp ảnh tự động trong những
vùng có độ xám đồng nhất, Tạp chí khoa học ĐHQGHN chuyên san KH TN& CN, T. XXI, số 4PT/2005, tr.21-28.
2. Trần Quốc Bình, Đinh Ngọc Đạt (2005). Báo cáo kết quà thực hiện tiều dự án "'Đo
vẽ địa hình làng cổ Đường Lâm”, Dự án “ Bảo tồn làng cổ Đường Lâm ”, Bộ Văn hoá Thông tin, Hà Nội, 42 tr.
3. Bộ Tài nguyên và Môi trường (2005). Luận chứng kinh tế - kỹ thuật đo vẽ bản đồ địa
hình tỷ lệ 1/2000, 1/5000 khu vực Lăng Cô, Hà Nội.
4. Cục Đo đạc và Bản đồ (Bộ Tài nguyên và Môi trường) (2004). Dự án thử nghiệm
xây dựng hệ thống quản lý chất lượng theo tiêu chuẩn ISO 9001:2000 áp dụng tại Trung tâm Kiểm định chất lượng sản phẩm đo đạc và bản đồ. Báo cáo tổng kết dự án. Hà Nội.
5. Tăng Quốc Cương và NNC (2004). "Nghiên cứu cơ sờ khoa học xây dựng mô hinh
sổ độ cao phục vụ quản lý tài nguyên thiên nhiên", Đe tài khoa học câp bộ, Viện nghiên cứu Địa chính - Bộ Tài nguyên và Môi trường.
6. Trương Anh Kiệt (2000), Phương pháp đo ảnh giải tích và đo ành số, Đại học Mỏ -
Địa chất Hà Nội, 177 tr.
7. Lê Minh, Hoàng Ngọc Lâm, Nguyễn Tuấn Anh (2007). ứ n g dụng công nghệ LIDAR
ở Việt Nam. Hội thảo " ứ n g dụng công nghệ LIDAR ở Việt Nam", Trung tâm Viễn thám, Bộ Tài nguyên và Môi trường, Hà Nội, 11/2007.
8. Phạm Vọng Thành (2004). Mô hình số độ cao trong nghiên cứu tài nguyên và môi
trường, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, 180 tr.
9. Ackermann, F. (1979). The accuracy o f Digital Height Models, Proceeding o f 37th (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Photogrammetric Week, 24-28 September, University of Stuttgart, Stuttgart, Germany, pp. 133-144.
10. Ackermann, F. (1994). Digital Elevation Model - Techniques and Application,
Quality Standards, Development, Proceedings o f the Symposium Mapping and Geographic Information Systems, Commission IV o f ISPRS, Athens G.A., USA.
11. Ackermann, F. (1996). Techniques and Strategies for DEM Generation, Digital
Photogrammetry - An addendum to the Manual o f Photogrammetry, Greve, c . (ed), American Society for Photogrammetry and Remote Sensing, Maryland, USA, pp.
12. Burrough, p.A. and McDonnell, R.A. (1998). Principles of Geoaraphical Information Systems, Oxford University Press Inc, New York, 333 pp.
13. Ehlschlaeger, C.R. (1998), The Stochastic Simulation Approach, Tools for Representing spatial Application Uncertainty, Ph.D. Dissertation, University o f California, Santa Barbara.
14. El-Sheimy, N. (1998). Digital Teưain Modeling, ENGO 573, Department of Geomatics Engineering. http://www.geomatics.ucalgary.ca/~Enel-shei/engo573.htm.
15. Felicisimo A. (1994). Parametric statistical method for error detection in digital
elevation models, ISPRS Journal o f Photo gramme try and Remote Sensing, 49/1994, 29.
16. Flotron, A. and Koelbl, o . (2000). Precision Terrain Model for Civil Engineering. Official Publication no 38, OEEPE, European Organization for Experimental Photogrammetric Research, 12.2000, p.37-134- Frankfurt a. M., Available at http:// phot.epfi.ch/reseach/oeepe_op_38/toc_38.htm.
17. Hannah, M. (1981). Error detection and correction in digital terrain models. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, 47 (1), 63-69.
18. Hodgson M.E., Bresnahan p. (2004). Accuracy of Airborne Lidar-Derived Elevation:
Empirical Assessment and Error Budget. Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, Vol. 70, No. 3, 2004, pp. 331-339.
19. Karel w ., Kraus K. (2006). Quality Parameters of Digital Terrain Models, in: "Checking and Improving o f Digital Terrain Models / Reliability of Direct Georeferencing, Official Publication No 51", issued by European Spatial Data Research (EuroSDR), pp. 125-139.
20. Kasser, M and Egels, Y (2002), Digital Photogrammetry, Taylor & Francis, London and N ew York, 351 pp.
21. Li z . (1994), A Comparative Study on the Accuracy o f Digital Terrain Models base on Various Data Models, ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, Vol. 49, No. l , p p . 2-11
22. Li Z.L., Zhu Q., Gold c . (2005). Digital terrain modeling: principles and methodology, CRC Press, Boca Raton.
23. Light, D.L. (1993), The National Aerial Photography Program as a Geographic Information System Resource, Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, Vol. 49, No. 1, pp. 2-11.
24. Lopez c . (1997). On the improving o f elevation accuracy o f Digital Elevation Models: a comparison o f some error detection procedures, Scandinavian Research Conference on Geographical Information Science (ScanGIS). Stockholm, Sweden, 85.
25. Ostman A. (1986). A graphic editor for digital elevation models. Geo-processina. 3, 1986, 143-154.
26. Tran Quoc Binh (2007). Research on the optimal picket sampling interval in
automated digital terrain model creation by using digital photogrammetry. VNU Journal o f Science, Earth Sciences 23, 96-104.
27. Wechsler s .p. (2000). Effect o f DEM Uncertainty on Topographic Parameters,
DEM Scale and Teưain Evaluation, State University of New York College of Environmental Science and Forestry, Syracuse, New York, 187 pp.
28. W olf P.R., Dewitt B.A. (2000). Elements o f photogrammetry (with application in
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Tạp chí Khoa học Độc lập - Tự do - Hanh phúc
TI: 84-4-7547902 '--- O"
Hà Nội, N gày ỉ> tháng itn ă m 2007 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
GIẤY NHẬN ĐĂNG
Tòa soạn Tạp chi Khoa học- Đại học Quốc gia Hà Nội báo tin cho các tác giả
Trần Quốc Bình
về bài báo
ON THE DETECTION OF GROSS ERRORS IN DIGITAL TERRAIN MODEL SOURCE DATA
đã qua phản biện đạt yêu cầu, được Tạp chí Khoa học, Chuyên san Các Khoa học Trái dâ't (Journal of Sdence, Earth Sdences), nhận đăng vào năm 2007.
Chúng tôi sẽ sớm gửi tói Quý tác giả những thông tin liên quan đến bài báo.
V N U Journal of Science, Barth Sciences 23 (2007)
On the detection of gross errors in digital terrain model source data
T r a n Q u o c Binh*
C ollege o f Science, V N U
Received 10 October 2007
Abstract. N o w a d a y s, digital terrain models (DTM) are an important source of spatial data for various applications in many scientific disciplines. Therefore, special attention is given to their main characteristic - accuracy.
At it is w ell know n, the source data for DTM creation contributes a large am ount of errors, including gross errors, to the final product. At present, the most effective met hod for detecting gross errors in DTM source data is to make a statistical analysis of surface height variation in the area around an interested location. In this paper, the met hod has been tested in tw o DTM projects with various parameters such as interpolation technique, size of neighboring area, thresholds,...