Đang tải... (xem toàn văn)
thành lập bản đồ tỉ lệ 1:10000 bằng công nghệ đo ảnh số có sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám Mở đầu Từng ngày, Trái đất chứng kiến phát triển mạnh mẽ khoa học kỹ thuật Những phát minh mới, công cụ đại lần lựơt đợc đời thay cho công cụ lạc hậu Tất nhằm phục vụ ngời, giải phóng ngời khỏi lao động nặng nhọc đồng thời nâng cao suất lao động, hạ giá thành sản phẩm Hoà với phát triển mạnh mẽ nhà trắc địa đà tìm tòi cho đời phơng pháp ,những máy móc thiết bị đại nhằm phục vụ cho công tác đo đạc đợc hiệu , qua giải phóng cho ngời khỏi lao động khó nhọc Sự đời phát triển mạnh mẽ công nghệ đo ảnh số thành lập đồ phát minh nh Việc sử dụng ảnh hàng không thành lập đồ nói chung đồ địa hình nói riêng đà trở nên phổ biến, đồng thời đà phần đáp ứng đợc nhu cầu thành lập đồ xà hội Nhng công tác đoán đọc điều vẽ phòng việc xác định đối tợng ảnh hàng không cha đợc hoàn thiện nguồn thông tin hạn chế, ảnh hàng không ảnh toàn sắc công tác đoán đọc, điều vẽ trời chiếm nhiều thời gian Hơn với khu vực t liệu trắc địa đồ không có, có nhng không đủ cho nhu cầu thành lập đồ địa hình tỷ lệ lớn, việc thành lập đồ địa hình tỷ lệ lớn ảnh hàng sử dụng t liệu ảnh vệ tinh hớng phù hợp Xuất phát từ ý tởng đà thực đồ án với tên đề tài: Thành lập đồ địa hình tỷ lệ 1:10000 công nghệ đo ảnh số có sử dụng t liệu ảnh vệ tinh Nội dung đề tài đợc trình bày bốn chơng: Chơng 1.Bản đồ địa hình phơng pháp thành lập đồ địa hình Chơng Cơ sở lý thuyết công nghệ thành lập đồ địa hình phơng pháp đo ảnh số Sinh viên: Vũ Văn Cờng K48 Lớp Trắc địa A Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám Chơng Quy trình công nghệ thành lập đồ địa hình tỷ lệ 1:10000 phơng pháp đo ảnh số có sử dụng t liệu ảnh vệ tinh Chơng Thực nghiệm thành lập đồ địa hình tỷ lệ 1:10000 khu vực lòng hồ công trình thuỷ điện Để hoàn thành nhiệm vụ đề tài, thân em không ngừng học tập, tìm hiểu công nghệ mới, tham khảo nhiều tài liệu thực tập tham quan nhiều đơn vị sản xuất Trong qua trình thực hiện, em đà nhận đợc nhiều giúp đỡ quí báu có hiệu cán kỹ thuật đơn vị sản xuất, thầy cô giáo khoa Trắc địa Qua cho xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy cô giáo môn Đo ảnh Viễn thám thầy cô khoa Trắc địa, đặc biệt cho em gửi lời biết ơn tới thầy giáo TS.Trần Đình Trí - ngời đà hớng dẫn, bảo tận tình em suốt thời gian thực đồ án Mặc dù đà có nhiều cố gắng nhng kiến thức chuyên môn hạn chế, thời gian nghiên cứu thực đề tài có hạn nên nội dung đồ án chắn không tránh khỏi thiếu sót, em mong nhận đợc bảo thầy cô giáo, anh chị cán kỹ thuật bạn đồng nghiệp Em xin chân thành cảm ơn ! Hà Nội, tháng / 2008 Sinh viên Vũ Văn Cờng Sinh viên: Vũ Văn Cờng K48 Lớp Trắc địa A Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám Chơng Bản đồ phơng pháp thành lập ®å 1.1 Kh¸i niƯm chung 1.1.1 Kh¸i niƯm vỊ Bản đồ Bản đồ hình ảnh thu nhỏ thực tế địa lý đợc ký hiệu hoá thể yếu tố đặc điểm cách có chọn lọc Bản đồ hình ảnh thu nhỏ đợc khái quát hoá phần bề mặt đất lên mặt phẳng nằm ngang theo phép chiếu hình đồ với nguyên tắc biên tập khoa học Bản đồ địa hình loại đồ thể khu vực bề mặt trái đất đồ thể thành phần thiên nhiên kết hoạt động ngời mà mắt ta cảm nhận đợc Trên đồ phụ thuộc vào tỷ lệ, đối tợng có bề mặt đất đợc chọn lọc biểu diễn, đối tợng chứa đựng lợng thông tin phụ thuộc vào không gian, thời gian mục đích sử dụng: - Tính không gian xác định khu vực đợc 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 * Mục đích sử dụng BĐĐH Bản đồ địa hình có vai trò quan träng khoa häc vµ thùc tiƠn bao gåm: xây dựng công nghiệp, dân dụng, lợng, giao thông công trình khác Bản đồ có nhiều tỷ lệ, ứng với loại tỷ lệ lại có mục đích sử dụng khác - Bản ®å tû lƯ lín : thêng ®ỵc sư dơng ®Ĩ thiết kế mặt xây dựng công trình xây dựng, thành phố, điểm dân c, để lập thiết kế kỹ thuật xí nghiệp công nghiệp trạm phát điện, dùng để tiến hành thăm dò tìm kiếm, thăm dò tính toán trữ lợng khoáng sản, dùng công tác quy hoạch cải tạo đồng ruộng - Bản đồ tỷ lệ trung bình; dùng công tác quy hoạch ruộng đất làm sở để đo vẽ thổ nhỡng, thực vật, thiết kế công trình thuỷ nông, dùng để chọn tuyến đờng giao thông, để khảo sát phơng án xây dựng thành phố Sinh viên: Vũ Văn Cờng K48 Lớp Trắc địa A Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám - Bản đồ tỷ lệ nhỏ; dùng quy hoạch tổ chức vùng kinh tế, để chọn tuyến đờng sắt, đờng ôtô kênh đào giao thông 1.1.2 Cơ sở toán học đồ địa hình Cơ sở toán học BĐĐH nhằm đảm bảo độ xác đồ, đáp ứng yêu cầu sử dụng, đồng thời ghép nhiều mảnh đồ lại với mà giữ đợc tính quán Cơ sở trắc địa Cơ sở trắc địa đồ đợc đặc trng Elipxoid trái đất hệ thống mạng lới khống chế trắc địa * Hiện đồ địa hình Việt Nam đợc thành lập hệ quy chiếu hệ toạ độ quốc gia VN 2000 với thông số nh sau: - Elipxoid quy chiếu quốc gia Elipxoid WGS-84 - Vị trí Elipxoid quy chiếu quốc gia Elipxoid WGS-84 toàn cầu đợc xác định 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 N00 đặt khuôn viên viện nghiên cứu địa Điểm gốc độ cao đợc lấy Hòn dấu Hải Phòng * Hệ thống mạng lới khống chế trắc địa: Hệ thống mạng lới khống chế trắc địa: Là hệ thống điểm đợc chọn đánh dấu mốc vững mặt đất, chúng liên kết với tạo thành mạng lới Mạng lới khống chế trắc địa đợc xây dựng theo nguyên tắc từ tổng thể đến cục bộ, từ độ xác cao đến độ xác thấp Mạng lới khống chế trắc địa nhà nớc Việt Nam mặt phẳng độ cao đợc xây dựng theo hạng hạng I, hạng II, hạng III hạng IV Lới hạng I phủ trùm quốc gia, lới hạng II đợc chêm vào lới hạng I, sau đợc chêm dày thêm lới hạng III hạng IV Tuỳ vào yêu cầu công việc mà lập thêm lới khống chế cấp thấp nh: lới giải tích, lới đờng chuyền lới khống chế đo vẽ.Nhng lới phải đo nối với lới khống chế nhà nớc Các quy định khác sở toán học phải tuân thủ theo quy định quy phạm hành Phép chiếu đồ Bề mặt hình cầu trái đất đợc biểu thị đồng dạng Sinh viên: Vũ Văn Cờng K48 Lớp Trắc địa A Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám dịa cầu, để nghiên cứu bề mặt traí đất cách chi tiết bắt buộc phải sử dụng đồ, 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 mặt đất toạ độ điểm mặt phẳng phơng pháp toán học Tuỳ thuộc vào tính chất biểu diễn mặt phẳng phụ trợ ta có phép chiếu khác nh: phép chiếu đồng góc, ®ång diƯn tÝch, phÐp chiÕu tù do, phÐp chiÕu gi÷ độ dài theo hớng định, chiếu hình nón, chiếu hình trụ giả, hình nón giả chiếu phơng vị : a 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 lới trắc địa nh tính toán lới toạ độ đồ dung cho đồ địa hình tỷ lệ lớn Phép chiếu chia bề mặt trái đất thành 60 múi múi 60 đánh số thứ tự từ tây sang đông tính từ kinh tuyến gốc qua đài thiên văn Grennwich Mỗi múi đợc chia thành hai phần đối xứng qua kinh tun trơc DiƯn tÝch cđa mói chiÕu 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 vuông góc phẳng Gauss-Kruger ;Hệ toạ độ đợc 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 Nh ; tính từ điểm gốc phía Bắc X mang dấu dơng, phía nam Sinh viên: Vũ Văn Cờng K48 Lớp Trắc địa A Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám mang dấu âm, Y phía đông mang dấu dơng phía tây mang dấu âm Để tính toán tránh trị số Y âm ngời ta quy ớc điểm gốc có toạ độ xo=0 y0=500 km Hình 1.2 Hệ toạ độ vuông góc phẳng Gauss-Kruger Để tính trị số kinh độ kinh tuyến múi thứ n ta sử dơng c«ng thøc sau: λn = 60n - 30 ( 1 ) b Phép chiếu UTM 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 dờng thẳng trục đối xứng độ biến dạng chiều dài diện tích lớn vùng giao xích đạo với kinh tuyến hai kinh tuyến biên Tỷ lệ độ dài mo kinh tuyến trơc lµ mo=0,9996 víi mói 60 vµ mo=0.9999 víi mói 30 Sinh viên: Vũ Văn Cờng K48 Lớp Trắc địa A Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám Trong phép chiếu UTM có hai đờng chuẩn có giá trị mo=1 Hai đờng đối xứng qua kinh tuyến trục cắt xích đạo điểm cách kinh tuyến khoảng Do trị số biến dạng phép chiếu UTM nhỏ phép chiếu G-K * Hệ toạ độ vuông góc phẳng UTM (N,E): Trong phép chiếu UTM hình chiếu kinh tuyến xích đạo hai đờng thẳng vuông góc với đợc chọn làm hệ trục toạ độ Đặc điểm hệ toạ độ đợc mô tả ( hình I-4), M điểm cần xác định toạ độ O giao điểm hình chiếu kinh tuyến OZ xích đạo OE Hình 1.4 Hệ toạ độ vuông góc phẳng UTM Trong hệ quy chiếu toạ độ phẳng lới chiếu UTM đợc tính thong qua toạ độ phẳng lới chiếu gauss-Kruger theo công thøc sau: XUTM = K0.XG (1.2) YUTM = K0.(YG - 500.000) 500.000 (1.3) γUTM = γG (1.4) Trong ®ã: K0 = 0.9996 cho mói 60 K0 = 0.9999 cho mói 30 (XUTM, YUTM ) toạ độ phẳng lới chiếu UTM (XG, YG) toạ độ phẳng lới chiÕu Gauss - Kruger γUTM vµ γ0 lµ gãc lƯch kinh tuyến tơng ứng lới chiếu UTM lới chiếu Gauss - Kruger 3.Tỷ lệ đồ Tỷ lệ đồ mức độ thu nhỏ bề mặt trái đất biểu thị đồ Trị số tỷ lệ chung thiết phải đợc rõ đồ có ba phơng pháp Sinh viên: Vũ Văn Cờng K48 Lớp Trắc địa A Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám thĨ hiƯn tû lƯ - Tû lƯ sè: thĨ hiƯn phân số mà tử mẫu số thay cho mức độ thu nhỏ mặt đất Tỷ lệ đợc viết dạng 1:10 000 1/10 000 - Tỷ lệ chữ nêu rõ đơn vị đồ tơng ứng với độ dài thực địa - Thớc tỷ lệ: hình vẽ dùng để đo tên đồ Thớc tỷ lệ thẳng hay xiên cho phép đo độ xác cao Về hệ thống tỷ lệ đồ nớc ta bao gồm tỷ lệ sau:1/1000000,1/100000, 1/50000, 1/25000, 1/10000 ,1/2000 lớn 4.Khung lới Khung đồ bao gồm khung khung ngoài, khung giới hạn diện tích đo vẽ khung dùng để trang trí Lới đô có loại lới tọa độ địa lý lới toạ độ vuông góc đồ địa hình thờng sử dụng lới toạ độ vuông góc Hệ thống kí hiệu quy ớc Là toàn ghi quy ớc dung đồ tỷ lệ định ý nghĩa nội dung đặc tính sử dụng, hệ thống ký hiệu quy ớc phải tuân theo quy phạm nhà nớc Ký hiệu đồ hình vẽ đợc quy ớc chung để biểu diễn cho địa vật mặt chất lợng nh số lợng Trên đồ địa hình, khu vực ®ỵc biĨu diƠn b»ng mét hƯ thèng ký hiƯu quy ớc với chữ ghi địa danh giải thích ngắn gọn Ký hiệu cho biết hình dạng, vị trí không gian đặc tính địa vật Chúng dễ nhận thấy dễ nhớ Các địa vật loại thờng đợc biểu diễn ký hiệu có nét giống Màu sắc, kích thớc đặc điểm trình bày kí hiệu có ý nghĩa định Trong đồ học, ngời ta phân ký hiệu làm ba loại ký hiƯu theo tû lƯ, ký hiƯu phi tû lƯ vµ ký hiƯu nưa tû lƯ - Ký hiƯu theo tû lệ ký hiệu đợc sử dụng để biểu diễn đối tợng có kích thớc lớn - Ký hiệu phi tỷ lệ ký hiệu đợc sử dụng để biểu diễn địa vật có kích thớc bé, biểu diễn đờng nét chúng theo tỷ lệ đồ Đó biểu tợng hình học nhỏ hay hình vẽ đơn giản đối tSinh viên: Vũ Văn Cờng K48 Lớp Trắc địa A Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám ợng mà chúng tợng trng Một điểm hình vẽ đợc gắn toạ độ để vị trí thực địa vật thực địa - Ký hiệu nửa tỷ lệ dùng để biểu thị đối tợng chạy dài nh sông, suối, đờng, ranh giới Ký hiệu nửa tỷ lệ loại ký hiệu giữ đợc tỷ lệ theo chiều dài đối tợng Chiều rộng thờng đợc biểu diễn tăng lên so với thực tế Ngoài nét vẽ- ký hiệu, đồ địa hình thấy chữ ghi địa danh, tên điểm dân c, chữ số độ cao, số dân, số rừng chữ ghi đợc trình bày màu sắc khác nhau, cỡ chữ to nhỏ khác Toàn chữ ghi đồ giúp viêc truyền đạt thông tin nội dung đồ nên đợc coi loại ký hiệu Để có đợc trữ lợng thông tin lớn, chữ ghi đồ đợc trình bày khuôn mẫu định cỡ chữ, kiểu chữ, độ nghiêng màu sắc chữ Nguyên tắc ghi đồ phải tuân theo nguyên tắc đầu chữ quay lên trên, ghi đờng phố ghi theo hớng đờng phố Phân mảnh đánh số Phụ thuộc vào tỷ lệ đồ lÃnh thổ cần thành lập mảnh đồ đồ nhiều mảnh đợc ký hiệu theo hệ thống định dới dạng tên ghi bổ sung cho tên chung mảnh Từ mảnh đồ 1: 1000000 chia thành 144 mảnh đồ : 100000 có kích thớc =20 =30 đợc đánh số hiệu chữ ¶ rËp tõ 1, 2, 3, …,144 Chia b¶n ®å : 100000 thành mảnh 1:50000 có kích thứoc =10 =15 đợc ký hiệu A, B ,C D Từ mảnh 1:50 000 chia thành mảnh 1:25000 có kích thớc =5 =730 đợc ký hiệu a, b, c d Từ mảnh 1:25000 đợc chia làm mảnh 1:10000 thớc =230 =345 đợc kí hiệu 1, ,3 Từ mảnh 1:10000 chia làm 384 mảnh 1:5000 có kích thớc =115 =115 đợc đánh số hiệu chữ ả rập từ 1, 2, , đến 384 1.1.3 Những tính chất BĐĐH - Tính trực quan đồ: đồ cho ta khả bao quát tiếp thu nhanh chóng yếu tố chủ yếu quan trọng nội dung đồ.Nó phản ánh tri thức đối tợng đợc biểu thị Bằng đồ ngời sử dụng tìm Sinh viên: Vũ Văn Cờng K48 Lớp Trắc địa A Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám quy luật phân bố đối tợng hiên tuợng bề mặt trái đất - Tính đo đợc: tính chất quan trọng đồ Tính chất có liên quan chặt chẽ với sở toán học đồ Căn vào tỷ lệ phép chiếu đồ, vào thang bËc cđa c¸c ký hiƯu quy íc ngêi sư dụng đồ có khả xác định đợc nhiều trị số khác nh: toạ độ, biên độ, khoảng cách, diện tích, thể tích, phơng hớng nhiều trị số khác - Tính thông tin: khả lu trữ truyền đạt cho ngời sử dụng tin tức khác đối tợng tợng 1.1.4 Nội dung Bản đồ địa hình Cơ sở toán học Địa vật định hớng đối tợng cho phép ta xác định vị trí nhanh chóng xác đồ thờng đợc biểu thị đối tợng phi tỷ lệ thực tế địa vật dễ nhận biết nhô cao so với mặt đất Các điểm thuộc lới khống chế sở đợc biểu thị với mức độ chi tiết độ xác phụ thuộc vào tỷ lệ nh mức độ sử dụngcủa đồ Bản đồ địa hình tỷ lệ 1/10.000 lớn điểm khống chế trắc địa có chôn mốc cố định phải đợc biểu thị lên đồ Bản đồ địa hình tỷ lệ 1/25.000 đến 1/100.000 biểu thị điểm mạng lới trắc địa Nhà nớc hạng I, II, III IV, điểm đờng chuyền điểm thuỷ chuẩn Các điểm dân c đối tợng kinh tế, văn hoá xà hội Các điểm dân c yếu tố quan trọng đồ địa hình Tỷ lệ đồ địa hình lớn mức độ chi tiết, điểm dân c đợc đặc trng kiểu c tró, sè ngêi vµ ý nghÜa hµnh chÝnh - trị Khi thể điểm dân c đồ phải giữ đợc đặc trng quy hoạch, cấu trúc Trên đồ tỷ lệ lớn biểu thị điểm dân c tỉ mỉ, phạm vi dân c phải biểu thị khép kín ký hiệu tơng ứng, nhà vùng dân c phải biểu thị tính chất (chịu lửa, chịu lửa), quy mô (lớn, nhỏ, số tầng) Các công trình công cộng phải biểu thị tính chất kinh tế, xà hội, văn hoá chúng nh nhà máy, trụ sở uỷ ban, bu điện Thuỷ hệ công trình liên quan Sinh viên: Vũ Văn Cờng K48 10 Lớp Trắc địa A Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám 3.4.13.Biên tập đồ gốc - Biên tập kí hiệu cho đối tợng dạng đờng dạng điểm - Biên tập chữ thích cho đối tợng - Trình bày giải khung Căn vào đồ gốc, file số liệu đà đợc thành lập công đoạn vector hoá để biên tập - Quy định tiếp biên số hoá: Sau số hoá biên tập ta phải tiến hành tiếp biên đồ Đối với đồ tỷ lệ, biên phải tiếp khớp nằm hạn sai sai số tiếp biªn NÕu sai sè tiÕp biªn ≤ 0.2mm ngêi tiÕp biên đợc tự động dịch chuyển đối tợng phần mép biên đồ để làm trùng khớp Nếu vợt hạn sai phải tìm nguyên nhân để xử lý 3.4.14.In lu trữ Sau đà hoàn chỉnh việc số hoá, biên tập, tiếp biên với mảnh xung quanh đợc kiểm tra máy tính, ngời ta tiến hành in thử Bản in thử đợc kiểm tra lần để lựa chọn yếu tố in, màu in chuẩn, kích thớc giấy in, xác định tỷ lệ in cho phù hợp Các liệu số phải đợc lu giữ đĩa CD-ROM giao nộp sản phẩm 3.5 Viễn thám khả kết hợp sử dụng công nghệ thành lập đồ địa hình phơng pháp ảnh số 3.5.1 Viễn thám Khái niệm Viễn thám đợc định nghĩa nh khoa học công nghệ mà nhờ tính chất vật thể quan sát đợc xác định, đo đạc phân tích mà không cần tiếp xúc trực tiếp với chúng Sóng điện từ đợc phản xạ đợc xạ từ vật thể thờng nguồn tài nguyên chủ yếu viến thám Tuy nhiên lỵng nh tõ trêng, träng trêng cịng cã thĨ thay đổi đợc Thiết bị dùng để cảm nhận sóng điện từ phản xạ hay xạ từ vật thể đợc Sinh viên: Vũ Văn Cờng K48 51 Lớp Trắc địa A Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám gọi cảm Phơng tiện dùng để mang cảm đợc gọi vật mang Vật mang kinh khí cầu, máy bay vệ tinh Vật mang Mặt trời Bức xạ mặt trêi HÊp thơ mỈt trêi Rõng KhÝ qun Níc Cá Mặt đường Công trình xây dựng, nhà cửa Hình 3.3 Sơ đồ nguyên lý thu nhận ảnh vệ tinh Phân loại viễn thám Viễn thám đợc phân chia thành loại ứng với vùng bớc sóng sử dụng: - Viễn thám giải sóng nhìn thấy hồng ngoại: nguồn lọng xạ mặt trời ảnh viễn thám nhận đợc dựa vào đo lờng lợng vùng ánh sáng khả kiến hồng ngoại đợc phản xạ từ vật thể bề mặt trái đất ảnh thu đợc kỹ thuật gọi chung ảnh quang học - Viễn thám hồng ngoại nhiệt Nguồn lợng sử dụng xạ nhiệt vật thể sản sinh ra, hầu nh vật thể nhiệt độ bình thờng tự phát xạ ảnh thu đợc kỹ thuật đợc gọi ảnh nhiệt - Viễn thám siêu cao tần: viễn thám siêu cao tần ngời ta sử dụng hai loại kỹ thuật chủ động bị động Trong viễn thám bị động xạ siêu cao tần vật thể phát đợc ghi lại, viễn thám siêu cao tần chủ động lại thu xạ, tán xạ phản xạ từ vật thể Sinh viên: Vũ Văn Cờng K48 52 Lớp Trắc địa A Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám C¸c hƯ thèng vƯ tinh viƠn th¸m HiƯn số loại ảnh vệ tinh đợc sử dụng kh¸ phỉ biÕn ë ViƯt nam cịng nh c¸c níc giới Tuỳ vào mục đích khác mà ngời ta lựa chọn ảnh có độ phân giải thấp, độ phân giải cao hay ảnh siêu phân giải Một hệ thống vệ tinh phải kể đến vệ tinh Landsat Mỹ, vệ tinh Spot Pháp hay COSMOS Liên xô cũ Những hệ thỗng cho ảnh vệ tinh độ phân giải thấp trung bình Gần với phát triển nh vũ bÃo khoa học công nghệ quốc gia đà lần lợt đa lên quỹ đạo hệ thống vệ tinh có độ phân giải cao, cao đến 0.6m phải kể đến hƯ thèng vƯ tinh cđa Mü nh; IKONOS phãng vµo quỹ đạo năm 1999 Quickbird phóng vào vào quỹ đạo năm 2001 Không quốc gia phát triển mà quốc gia phát triển đà có vệ tinh viễn thám riêng nh hệ vệ tinh IRS ấn độ phóng lên quỹ đạo lần vào năm 1988 đà hệ vệ tinh đợc phóng lên Hình 3.4 Vệ tinh SPOT5 2002 CNES Sinh viên: Vũ Văn Cờng K48 53 Lớp Trắc địa A Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám Hình 3.5 Vệ tinh Quickbird 4.Xử lý ảnh vệ tinh Các liệu ảnh vệ tinh thu đợc kỹ thuật viễn thám thờng đợc lu dới dạng số đợc xử lý máy tính để tạo ảnh đà đợc giải đoán ứng dụng vào lĩnh vực khác Quá trình xử lý ảnh bao gồm công đoạn: - Khôi phục hiệu chỉnh ảnh : giai đoạn tiền xử lý mà phải đợc thực trớc tiến hành phân tích tách thông tin ảnh vệ tinh.Tiền xử lý bao gồm hiệu chỉnh hình học xạ Bức xạ để đảm bảo ảnh số nhận đợc giá trị xác lợng xạ phản xạ đợc thu cảm.Hiệu chỉnh hình học bao gồm hiệu chỉnh biến dạng hình học thay đổi bề mặt đất hay sensor chuyển đổi ảnh số toạ độ thực địa phơng hay toàn cầu để thuận lợi cho việc tách thông tin hữu ích ảnh vệ tinh - Biến đổi ảnh: thao tác biến đổi ảnh gốc thành ảnh nhằm thể ảnh đợc rõ ràng hơn, hay tạo điểm nhấn đối tợng cần quan tâm giúp cho công tác giải đoán hiệu xác - Phân loại phân tích: thực chất gộp nhóm đối tợng có tính chất tơng đối đồng ảnh, cách tiến hành gán màu hay khoảng cấp độ sáng định nhằm phân biệt nhóm với khuôn khổ ảnh - Xuất kết quả; sau hoàn tất khâu xử lý, kết nhận đợc xuất dới dạng phim ảnh, dới dạng số 3.5.2 Khả kết hợp sử dụng ảnh viễn thám ảnh hàng không công nghệ thành lập đồ địa hình phơng pháp đo ảnh số Trong thành lập đồ địa hình việc lựa chọn phơng pháp thành lập phụ Sinh viên: Vũ Văn Cờng K48 54 Lớp Trắc địa A Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám thuộc nhiều vào đặc điểm tình hình khu đo nh t liệu trắc địa đồ có khu vực dự kiến đo đạc Đối với khu vực có địa hình phức tạp, bị chia cắt việc thành lập đồ công nghệ đo ảnh phù hợp cho hiệu kinh tế cao Với khu vực có địa hình phức tạp, bị chia cắt t liệu trắc địa đồ có nhng không đáp ứng đợc nhu cầu đo đạc việc sử dụng ảnh vệ tinh kết hợp với ảnh hàng không thành lập đồ giải pháp công nghệ phù hợp cho hiệu kinh tế cao đồng thời tiết kiệm đợc thời gian thi công ảnh vệ tinh phục vụ nhiệm vụ nh: làm tài liệu phục vụ cho dẫn đạc bay, thành lập bình đồ ảnh , Chơng Thực nghiệm thành lập đồ địa hình tỷ lệ 1:10000 khu vực lòng hồ công trình thuỷ điện Hạ Sêsan (Campuchia) 4.1.Khái quát vị trí ,đặc điểm tình hình khu đo 4.1.1.Vị trí khu đo Khu đo nằm trọn tỉnh Stungtreng Ratanakiri lÃnh thổ vơng quốc Campuchia ( Xem phụ lục ) Phía Đông giáp: hai tỉnh Gia Lai KonTum nớc CHXHCN Việt Nam Phía Tây giáp : hai tỉnh Công-pông-Thơm Campôt Phía Nam giáp : hai tỉnh Cratchê Mông-đun-kiri Phía Bắc giáp : hai tỉnh Attapu Champasak nớc CHDCND Lào 4.1.2 Đặc điểm tình hình khu đo Điều kiện tự nhiên Công trình thuỷ điện Hạ sê san đợc dự kiến thiết kế hợp lu sông Sê san sông Sêrêpôk lÃnh thổ Vơng Quốc Cam pu chia víi c«ng st dù kiÕn 420MW øng víi MNDBT 75m Khu vực vùng hồ công trình nằm tỉnh Stungtreng Ratanakiri, địa hình tơng đối phẳng Khu vực công trình chủ yếu rừng rậm với chiều cao trung bình Sinh viên: Vũ Văn Cờng K48 55 Lớp Trắc địa A Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám khoảng 30m ảnh hởng nhiều đến việc đo nối khống chế ảnh điều vẽ ngoại nghiệp Khu đo nằm lÃnh thổ Căm Pu Chia, thời gian thi công vào cuối mùa ma công tác tổ chức thi công dà ngoại đợc chuẩn bị chu đáo khoa học Địa hình khu vực thi công phức tạp, bị chia cắt sông SêSan sông SêrêPok §iỊu kiƯn kinh tÕ x· héi D©n c: Trong khu đo chủ yếu ngời khơ me sinh sống, trình độ dân trí không cao, kinh tế nghèo nàn, nghề nghiệp chủ yếu làm nơng, khai thác gỗ, trồng rừng v.v Giao thông: Hệ thống giao thông vận tải cha phát triển, lại gặp nhiều khó khăn, đờng lên tuyến chủ yếu đờng mòn nối từ trục đờng 178 đờng tiểu ngạch Đờng giao thông chạy từ cửa Đức Cơ ( Việt Nam) sang thị trấn Ratnakiri, TungStreng (Campuchia) Tuy nhiên hệ thống đờng cách xa khu vực công trình nên việc lại khu đo chủ yếu xuồng máy Tình hình an ninh Campuchia cha đợc tốt, đặc biệt khu vực chất độc hoá học chiến tranh để lại, bệnh sốt rét cấp nhiều đặc biệt vào mùa ma 4.2 T liệu trình thực nghiệm 4.2.1 T liệu ảnh ảnh hàng không T liệu ảnh hàng không khu vực tỉnh Stungtreng Ratanakiri lÃnh thổ Campuchia ảnh đựơc Công ty trắc địa - đồ bay chụp vào tháng 12-2007 : (xem phụ lục 2) * Các thông số kỹ thuật : - Máy bay KingAir B-200, tốc độ trung bình 380 km/h - Máy chụp ảnh hàng không Leica RC-30, tiêu cự f=152,76mm - Độ cao bay chụp ảnh : 1900 m - Tû lƯ ¶nh chup : 1/12000 - Độ phân giải quét ảnh : 16 àm - Kích cỡ phim ảnh (23x23) cm - Độ phủ ngang p = 30% - §é phđ däc q = 60% - 70% Sinh viên: Vũ Văn Cờng K48 56 Lớp Trắc địa A Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám - Góc nghiêng ảnh < 30 - Toạ độ tâm ảnh không gian (X, Y, Z) đợc xác định GPS hệ toạ độ WGS 84 * Các hệ thống phụ trợ : - Hệ thống định vị tuyến bay chụp ảnh GCN - Hệ thống máy thu GPS xác định tọa độ tâm ảnh: Máy thu GPS hai tần Trimble 4000 SSIvà phần mềm xử lý kèm theo ảnh vệ tinh ảnh vệ tinh đợc mua lại từ Viện Công nghệ Vũ trụ Việt Nam, với độ phân giải trung bình (xem phụ lục ) 4.2.2 T liệu trắc địa đồ Khống chế tọa độ, ®é cao Líi khung bao gåm 04 ®iĨm täa ®é, ®é cao h¹ng IV mang sè hiƯu IV-39, IV-30, IV-09, IV-24; 02 điểm độ cao hạng IV mang số hiệu CPIV-17; CPIV-05 điểm phụ P001 Trong độ cao điểm IV-39 đợc đo cao thuỷ chuẩn từ điểm CP-IV10 tới với chênh cao h=+0,556m Bản đồ địa hình Bản đồ tỷ lệ 1: 50 000 hệ toạ độ UTM dùng để thiết kế đo nối khống chế ảnh làm tài liệu tham khảo, thiết kế dẫn đạc 4.2.3 Thiết bị sử dụng trình đo đạc nội, ngoại nghiệp - Máy định vị vệ tinh Trimble 4600LS,Trimble 5700 SE - Máy GPS cầm tay - M¸y thủ chn Ni 030 - Mia thủ chuẩn - Máy tính xách tay - Trạm ảnh số Image Station - Phần mềm Microsation SE - Máy tính PC - Các thiết bị liên quan khác Tất máy đo đạc linh kiện kèm theo đà đợc kiểm tra, kiểm nghiệm hiệu chỉnh trớc đa vào sử dụng Sinh viên: Vũ Văn Cờng K48 57 Lớp Trắc địa A Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám 4.3 Quy trình công nghệ thành lập đồ địa hình tỷ lệ 1:10 000 1.Công tác thành lập đồ đợc tiến hành theo quy trình công nghệ sau Sinh viên: Vũ Văn Cờng K48 58 Lớp Trắc địa A Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám Chuẩn bị, thu thập, phân tích đánh giá tư liệu: Bản đồ, ảnh tư liệu khác Lập PAKTKT Đo nối khống chế MP+ĐC Bay chụp ảnh hàng không Quét phim Tăng Dày Đo vẽ điểm đặc trưng địa hình Thuỷ hệ trạm đo vẽ ảnh số Lập mô hình số độ cao (DEM) Nắn Lập bình đồ ảnh Lập DTM Điều vẽ Đo vẽ bổ sung Nội suy đường bình độ Số hoá nội dung đồ Biên tập đồ gốc In lưu trữ Hình 4.1.Quy trình công nghệ thành lập đồ 1:10 000 công nghệ đo ảnh số vùng lòng hồ Công Trình thuỷ điện Hạ Sêsan Campuchia 4.3.2 Các bớc thực Công tác chuẩn bị Sinh viên: Vũ Văn Cờng K48 59 Lớp Trắc địa A Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám Thu thập t liệu, tài liệu liên quan tới khu đo từ phân tích đánh giá mức độ sử dụng t liệu Trên sở lập phơng án kinh tế kỹ thuật cho công tác thành lập đồ nh phơng án đo nối khống chế hay phơng án bay chụp ảnh Đo nối, tính toán bình sai điểm KCA mặt phẳng độ cao ngoại nghiệp Các điểm KCA (mặt phẳng độ cao) toàn khu đo đợc đo công nghệ GPS tần Trimble5700 Tổng số điểm lới KCA: 41 ®iĨm + §iĨm gèc täa ®é, ®é cao : 06 ®iĨm + §iĨm KCA : 32 ®iĨm + §iĨm phụ : 01 điểm + Cạnh dài (P001 _ CP-17) : 109.7 km + Cạnh ngắn (IV-24_ N004) : 0.16 km Việc tính toán bình sai Sử dụng phần mềm GPServey 2.35a để tính toán, bình sai lới KCA Tọa độ độ cao điểm khống chế ngoại nghiƯp sau b×nh sai xem( Phơ lơc 4) Bay chụp ảnh hàng không Khu vực bay chụp ảnh khu vực dự kiến xây dung công trình thuỷ điện Hạ Sê San nằm toàn lÃnh thổ Vơng Quốc Căm Pu Chia Hoàn thành công tác đánh dấu mốc điểm khống chế ảnh trớc bay chụp ảnh Sau có đầy đủ phép bay chụp ảnh từ quan hữu quan hai nớc Việt Nam Vơng quốc Campuchia.Việc bay chụp ảnh đợc thực 12-2007 Toạ độ tâm chụp đợc xác định DGPS Thực hiên đo vẽ trạm ĐVAS a Xây dựng Project thông số khác * Tạo Project Xây dựng project trình nhập thông số cần thiết xác nhận file ảnh sử dụng cho công việc theo yêu cầu hệ thống xử lý ảnh số Sinh viên: Vũ Văn Cờng K48 60 Lớp Trắc địa A Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám Khởi động phần mềm (ISPM) - Vào menu file/New project.Trên hình lên bảng hộp thoại (Project location) ta tiến hành nhập thông tin cần thiết cửa sổ hội thoại nh: tên Project Th mục chúng (Location) - Tiếp theo bấm Next bảng hội thoại lên Project Type: Cho phép chọn kiểu liệu: ảnh hàng không, ảnh vũ trụvà chọn kiểu file dạng mà nhị phân hay kiểu file ASCII - Project Units: Lựa chọn đơn vị cho công việc,đơn vị đo dài đơn vị gốc - Project Parameter Setting: Các thông số công việc: Sinh viên: Vũ Văn Cờng K48 61 Lớp Trắc địa A Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám + Sai số trung phơng trị đo ảnh + Bán kính trái đất + §é cao bay chơp - Enable Atmospheric Refraction: HiƯu chỉnh toạ độ khỏi ảnh hởng khúc xạ khí - Enable Eath Cuvature: Hiệu chỉnh độ cong trái đất ấn Next bảng hộp thoại User Setting ta tiến hành nhập hạn sai cho phép phép định hớng trong, định hớng tơng đối, định hớng tuyệt đối Các giá trị hạn sai phải phù hợp với độ xác cho phép việc thành lập đồ Kết thúc bớc tạo lựa chọn điểm dùng trình định hớng Nếu chọn điểm mô hình chän nót Point Khi sư dơng kiĨu 10 ®iĨm mô hình ta chọn nút Point Nhấn nút Finish để kết thúc tạo Project * Nhập thông số Camera Vào chơng trình ISPM chọn menu Edit/ Camera Wizard Ta tiến hành Sinh viên: Vũ Văn Cờng K48 62 Lớp Trắc địa A Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám nhập thông tin mà hệ thống sử dụng nh: Tên máy ảnh, chiều dài tiên cự,toạ độ điểm ảnh, toạ độ điểm mấu khung liệu hiệu chỉnh độ méo hình kính vật * Nhập số liệu dải bay Vào chơng trình ISPM chọn menu Edit/ Strip Wizard Nhập thông số dải bay nh; số hiệu dải bay * Nhập điểm khống chế ngoại nghiệp Sau thực xong bớc ta đợc file Project hoàn chỉnh, nhằm phục vụ cho công đoạn trình tạo ảnh trực giao Tăng dày khống chế ảnh Khởi động phần mềm Image Station Digital Mensuration ( ISDM) cưa sỉ cđa (ISDM) sư dơng Tool /Options ®Ĩ chän chọn thông số: + Kiểu dạng tiêu đo + Màu sắc tiêu đo + Kiểu tính toán định hớng a Định hớng IO (Interior Orientation) Đây bớc trình định hớng ảnh, cho phép xác định mối quan hệ toạ độ máy quét (đơn vị pixel) va hệ toạ độ ảnh (mm) Chọn lệnh ISDM/ Orientation/ Interior chọn ảnh cần định hớng Chú ý chọn công cụ Geometry để xoay ảnh theo chiều nh thiết kế bay chụp để thuận lợi cho định hớng cách tự động Trong trình định hớng trong, tiến hành đo toạ độ điểm mấu khung ảnh theo thứ tự Sinh viên: Vũ Văn Cờng K48 63 Lớp Trắc địa A Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám Trên hình định hớng có ba cửa sổ: + Overview: Hiển thị toàn ảnh + Fullres: Hiển thị ảnh dấu khung toạ độ Camera + Detail: Hiển thị chi tiết hình ảnh dấu khung toạ độ Camera với mức phóng đại lớn - Chọn phơng pháp tính Affine tiến hành đo tất điểm mấu khung Sai số trung phơng trọng số đơn vị phải nhỏ 0.3 kích cỡ pixel - Sau định hớng xong sai số định hớng nằm giới hạn cho phép máy báo Good Solution b Định hớng tơng đối RO (Relative Orientation) Sau định hớng xong ta tiến hành định hớng mô hình lập thể nhằm xác định mối quan hệ chùm tia ảnh so víi tÊm ¶nh cđa ¶nh lËp thĨ Chän lƯnh ISDM/ Orientation/ Relative để hiển thị hội thoại lựa chọn mô hình (Select Models) - Sau chọn xong mô hình ta chọn OK để hiển thị hình làm việc - Tiến hành đo điểm phân bố chuẩn mô hình lập thể theo chế độ mono ®o lËp thĨ Khi ®o xong ®iĨm phÇn mỊm tính toán kết hiển thị hình theo phơng pháp số bình phơng nhỏ Kết đợc hiển thị bảng Relative Orientation Sinh viên: Vũ Văn Cờng K48 64 Lớp Trắc địa A Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám - Sau đo thêm điểm phần mềm tính toán lại cập nhật lại kết Khi kết thoả mÃn yêu cầu độ xác Sigma àm lu lại kết cách bấm vào Apply chuyển tới mô hình tiếp theo, cách bấm phải chuột chọn Next Model C«ng viƯc cø tiÕp tơc nh vËy víi tất mô hình tuyến khối ảnh Trong trình định hớng tơng đối sử dụng cặp điểm định hớng tiêu chuẩn Nh vậy, để tiến hành định hớng đo lập thể cặp ảnh cần phải đo 10 điểm Tức với độ phủ tiêu chuẩn 60% ảnh có tối thiểu 15 điểm định hớng Tiến hành đo điểm định hớng điểm địa vËt râ nÐt cã kÝch thíc nhá vµ n»m ë vùng lân cận với điểm định hớng tiêu chuẩn nh Giá trị thị sai cặp ảnh không vợt 10àm Giá trị sai số trung phơng trọng số đơn vị khâu định hớng tơng đối dải bay phải nhỏ 0.3 kích cỡ pixel c Liên kết dải bay Các điểm sử dụng làm điểm liên kết ( Tie Points) phải nằm vùng phủ tức nằm ảnh dải ảnh dải dới Chọn lệnh ISDM/ Orientation/ Multiphoto để hiển thị nhiều ảnh lúc kiểm tra sai số thị sai dọc điểm chung liên kết mô hình tuyến Số điểm liên kết tối thiểu điểm Sinh viên: Vũ Văn Cờng K48 65 Lớp Trắc địa A ... việc thành lập đồ địa hình tỷ lệ lớn ảnh hàng sử dụng t liệu ảnh vệ tinh đà giảm đợc phần đáng kể chi phí thành lập đồ mà đảm bảo yêu cầu thành lập đồ Dới số quy trình công nghệ thành lập đồ đia... K48 37 Lớp Trắc địa A Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh viễn thám Chơng Quy trình công nghệ thành lập đồ địa hình tỷ lệ 1:10000 phơng pháp đo ảnh số có sử dụng t liệu ảnh vệ tinh 3.1 Khái quát chung... thể chi tiết đồ tỷ lệ lớn Việc biên tập đồ từ đồ có tỷ lệ lớn thờng đợc sử dụng để làm đồ: thành lập đồ tỷ lệ trung bình, tỷ lệ bé; thành lập loại đồ chuyên đề Độ xác đồ cần thành lập phụ thuộc