Đồ án Thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10000 bằng công nghệ đo ảnh số có sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh

E (Modular GIS Enviroment) được xây dựng trên cơ sở phần mềm MicroStation và cơ sở dữ liệu do người sử dụng lựa chọn như Informix, Oracle ... đồng thời có khả năng bổ sung thêm các modul khác để mở rộng phạm vi ứng dụng, đáp ứng những yêu cầu cần thiết khác đặt ra. Phần mềm MGE có chức năng phục vụ cho mục đích thu thập, quản lý và lưu trữ, phân tích và hiển thị các dữ liệu không gian. MGE còn cung cấp một bộ phận hoàn chỉnh các công cụ tiện ích cho việc tích hợp các dữ liệu không gian và thuộc tính thành một hệ thống thông tin thống nhất. Ngoài ra hệ thống còn được trang bị các phần mềm bổ trợ khác phục vụ cho việc in ấn và xuất bản sản phẩm như; Iplot Client, Iplot Server, Map Publisher. Tóm lại hệ thống đo vẽ ảnh số Intergraph là một hệ thống rất hoàn hảo và tiên tiến nhất hiện nay, nó cho phép thành lập bản đồ số với độ chính xác cao, các công đọan trong quy trình công nghệ đo vẽ bản đồ bằng ảnh hàng không hầu như đã được tự động hóa, đem lại hiệu suất lao động và hiệu quả kinh tế cao. 2.4.2.Hệ thống phần mềm Xử lý ảnh số PHOTOMOD Hệ thống phần mềm Photomod gồm các phần mềm (Modul) đảm bảo xử lý hoàn chỉnh một quy trình đo vẽ ảnh hàng không, ảnh mặt đất, ảnh vệ tinh số, từ việc xây dựng và bình sai lưới tam giác ảnh không gian đến việc lập bản đồ ảnh trực giao và bản đồ địa hình số. Dữ liệu sử dụng trong hệ phần mềm Photomod là cặp ảnh lập thể số - là cặp ảnh chụp cùng một đối tượng từ hai vị trí tâm chụp khác nhau, được thể hiện dưới dạng số. Phụ thuộc vào thiết bị sử dụng để chụp ảnh, ta có thể có ngay được ảnh số nếu là máy chụp ảnh số, hoặc phải số hoá ảnh (quét ảnh) nếu là ảnh tương tự, được chụp bằng các máy chụp ảnh quang cơ. Từ cặp ảnh lập thể tiến hành xây dựng mô hình không gian của đối tượng chụp. Khái niệm mô hình không gian của đối tượng (của miền thực địa), cho phép thể hiện một tập hợp các điểm đo của một bề mặt trong không gian 3 chiều. Để xây dựng được mô hình lập thể không gian của miền thực địa từ cặp ảnh lập thể, ta phải xác định được giá trị của các tham số tương ứng đặc trưng cho vị trí không gian của các tấm ảnh ở đúng thời điểm chụp ảnh. Đó chính là Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 30 - các quá trình định hướng tương đối cặp ảnh lập thể để xây dựng mô hình, và định hướng tuyệt đối mô hình lập thể trong hệ tọa độ về đúng vị trí trong hệ tọa độ trắc địa, mà chúng có ở thời điểm chụp ảnh. Có thể thực hiện quá trình định hướng tuyệt đối từng tấm ảnh trong hệ toạ độ tương ứng của các điểm khống chế có ở trên ảnh. Kết quả, sẽ cho phép ta nhận được mô hình không gian tuyệt đôí 3 chiều, mà trong đó hoàn toàn có khả năng xác định toạ độ thực của các điểm ảnh. Để thực hiện được quá trình định hướng tuyệt đối từng tấm ảnh đơn, cần phải có ít nhất 3 điểm khống chế ảnh, nếu chưa biết được toạ độ của các tâm chụp ảnh; hoặc 1 điểm, nếu những giá trị đó có thể biết trước với độ chính xác phù hợp với yêu cầu đo vẽ Khi các điều kiện nêu trên không đủ, thì mô hình không gian sẽ được xây dựng trong hệ toạ độ tự do, thậm chí cả với tỷ lệ tự do. Để có được hình ảnh lập thể của từng chi tiết đối tượng đo và xây dựng mô hình lập thể, cần phải tiến hành định hướng tương đối cặp ảnh lập thể. Còn để có được mô hình có vị trí và tỷ lệ xác định tuyệt đối trong hệ tọa độ, ta phải tiến hành quá trình định hướng tuyệt đối. 2.4.3. Hệ thống phần mềm xử lý ảnh số 3D - Mapper 3D - Mapper là một hệ thống phần mềm đo vẽ ảnh số do Australlia xây dựng. Đây là một trong những hệ phần mềm được sử dụng nhiều trên thế giới. ở Việt Nam hệ thống phần mềm này đã được sử dụng có hiệu quả ở một số nơi như: Cục Bản đồ Bộ Tổng Tham mưu, Trung tâm hỗ trợ phát triển KHKT Mỏ - Địa chất, nhờ những ưu điểm: - Năng xuất lao động cao; - Độ chính xác đo vẽ trong không gian 3 chiều cao; - Có thể sử dụng trên các máy PC thông thường với hệ điều hành Windows; - Dễ khai thác và sử dụng, giá thành mua phần mền rẻ. Hệ thống phần mềm 3D - Mapper gồm 4 modul thành phần: - Modul StereoMaker - được sử dụng để thực hiện các quá trình định hướng; - Modul StereoMapper - được sử dụng để số hóa địa vật và lập mô hình số địa hình; - Modul StereoMapker - được sử dụng để thực hiện nắn ảnh trực giao và tạo bình đồ trực ảnh ; Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 31 - - Modul ImageViewer - được sử dụng để hiển thị và quan sát ảnh trên màn hình PC. 3D - Mapper có thể được sử dụng để đo vẽ bản đồ địa hình, bản đồ địa chính trong lĩnh vực địa hình; bản đồ xây dựng, kiến trúc… trong các lĩnh vực ứng dụng phi địa hình . 2.5. Các thuật toán sử dụng trong các phần mềm đo vẽ ảnh số 2.5.1. Thuật toán định hướng trong Để có thể xác định toạ độ của điểm đo trong hệ toạ độ phẳng của ảnh, theo giá trị toạ độ trong hệ toạ độ của ảnh số, phải tiến hành công đoạn định hướng trong. Kết quả của công đoạn định hướng trong sẽ tính được các tham số và định hướng hệ toạ độ không gian ảnh Sxyz trong hệ toạ độ của ảnh số : oSxSyS; tính được các tham số cho phép loại trừ ảnh hưởng biến dạng hệ thống vật liệu ảnh của ảnh gốc tương tự. Hình 2.5. Định hướng trong ảnh số Các nguyên tố định hướng trong của ảnh được xác định nhờ dựa vào các trị đo toạ độ mấu khung của ảnh trong hệ toạ độ của ảnh số oSxSyS . Việc chọn phương pháp tính các nguyên tố định hướng trong phụ thuộc vào các giá trị có được từ kết quả kiểm định ảnh. Để chọn phương pháp định hướng tối ưu phù hợp với các trị kiểm định khung ép phim của máy chụp ảnh, loại trừ ảnh hưởng biến dạng của ảnh quét(với quan điểm thoả mãn cả tính kĩ thuật và kinh tế), trong thực tế sản xuất đã sử dụng các phương án theo phép biến đổi affine:     222 111 cybxay cybxax SS SS ( 2.4 ) Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 32 - Để thực hiện được phép nắn affine thì cần tối thiểu phải đo được tọa độ ít nhất của 3 mấu khung trên ảnh số; và trong tài liệu kiểm định phải có tọa độ tương ứng của chúng trong hệ tọa độ phẳng của ảnh. 2.5.2. Bài toán định hướng tương đối Hiện nay trong các phần mềm đo vẽ ảnh trên các Trạm đo vẽ ảnh số, bài toán xác định các nguyên tố định hướng tương đối được cài đặt trong Modul quản lý dữ liệu, hay trong các modul thực hiện chức năng định hướng.Thí dụ ở phần mềm đo vẽ ảnh số của hãng Intergraph, bài toán định hướng tương đối được cài đặt trong ISMS, ISDM…Hầu hết trong các phần mềm đều giải bài toán định hướng tương đối trong hệ thống tọa độ của ảnh trái. Trong đó điểm chính ảnh của ảnh trái được chọn làm gốc tọa độ không gian của mô hình; Khi đó tọa độ không gian của tâm chụp trái sẽ là: X0 = Y0 = 0 ; Z0 = fk; Các trục tọa độ X và Y tương ứng song song với xx và yy, trục Z trùng với hướng của trục quang chính của ảnh trái. Để xác định các nguyên tố định hướng tương đối của cặp ảnh lập thể, chúng ta sử dụng các công thức đã được học ở giáo trình cơ sở đo ảnh . Trước tiên, phải tiến hành đo tọa độ không ít hơn 5 điểm trên cặp ảnh lập thể, sau đó lập và giải hệ phương trình đinh hướng tương đối. Nếu số điểm đo > 5, thì bài toán được giải theo nguyên lý số bình phương nhỏ nhất. Trên tất cả các trạm đo ảnh số hiện nay đều đưa ra 2 phương án lựa chọn số điểm đo tối thiểu là 6 hay 10 theo sơ đồ sau: Hình 2.6.Sơ đồ vị trí điểm phân bố chuẩn với 6 điểm và 10 điểm Giả sử ta đo tọa độ của n điểm trên cặp ảnh lập thể, cần thiết xác định các nguyên tố định hướng tương đối trong hệ toạ độ của tấm ảnh trái - hệ tọa độ mô hình phụ thuộc  ,  ,  ,  ,  . Giả sử biết các trị gần đúng của các nguyên tố 8 2 11 4 33 2 55 4 7 6 6 109 Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 33 - đó. Thành lập phương trình định hướng tương đối cho từng điểm đo: a1 + b1 + c1  + d1  + e1  + l1 = v 1 ; a2 + b2 + c2  + d2  + e2  + l2 = v 2 ; ………………………………………………………………………………… ( 2.5 ) an + bn + cn  + dn  + en  + ln = v n ; Các hệ số ai, bi, ci, di, ei được tính theo công thức: a i =   iF b i =   iF c i =    iF d i =    iF e i =    iF ( 2.6 ) với F ( ,,  ,  ,  ) =            ' 2 ' 2 ' 2 11 cos 1 ZYX fyx tg tg    ( 2.8 ) Còn số hạng tự do li theo công thức: ( 2.9 ) l i = F 0 ( ,, 00  0 , 0 , 0 ) =            ' 20 ' 20 ' 20 1010 0 0 0 cos 1 ZYX fyx tg tg    ( 2.9 ) Với ,, 00  0 , 0 , 0 là các giá trị gần đúng của các yếu tố định hướng tương đối. Giải hệ phương trình ( 2.5 ) theo phương pháp số bình phương nhỏ nhất; [pvv] = min; với p - trọng số của trị đo. Muốn vậy từ hệ phương trình số hiệu chỉnh ( 2.5 ) ta lập hệ phương trình chuẩn. Giải hệ phương trình chuẩn, tìm được các trị hiệu chỉnh để cải chính các giá trị gần đúng của ẩn. Tiếp tục sử dụng chúng như các trị gần đúng để tính các hệ số của hệ phương trình số hiệu chỉnh và các số hạng tự do, lập hệ phương trình chuẩn, giải để tìm các trị hiệu chỉnh lần hai….Bài toán được giải lặp như thế, cho đến khi các trị hiệu chỉnh tìm được nhỏ hơn hạn sai cho phép nào đó. Viết lại phương trình số hiệu chỉnh (2.5 ) dưới dạng ma trận: A.X + L = V ; (2.10 ) Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 34 - Trong đó: A =         nnnnn edcba edcba edcba ..... 22222 11111 ; XT = (     ); LT = (l1 l2 ….. ln) ; vT = (v1 v2 …. vn) ; Tiếp theo lập hệ phương trình chuẩn : B.X + C = 0 ; ( 2.11 ) trong đó: B = ATPA và C = ATPL ; với AT - ma trận chuyển vị của A, P - ma trận trọng số của các trị đo: p =         np p p 0000 .......... 0000 0000 2 1 ; ( 2.12 ) Giá trị ẩn: X = -B-1C = QC ; Độ chính xác của ẩn được đánh giá sau lần tiệm tiến cuối cùng. Trước hết tính sai số trung phương trọng số đơn vị: )5( ][  n pvv  ; với n - số điểm đo. ( 2.13 ) Sai số trung phương xác định các nguyên tố định hướng tương đối được tính theo các công thức sau: m  = 11Q ; m = 22Q ; m  = 33Q ; m  = 44Q ; m  = 55Q ; ( 2.14 ) Sau khi đã xác định được các nguyên tố định hướng tương đối, và với độ dài đường đáy b được chọn (tự do), tính các thành phần đường đáy: BX = B. cos cos  ; BY = B. cos sin  ; ( 2.15 ) BZ = B. sin ; Tọa độ của tâm chụp phải S2 trong hệ tọa độ của mô hình sẽ là: XS2 = X0 + BX ; YS2 = Y0 + BY ; ( 2.16 ) ZS2 =Z0 + BZ ; 2.5.3. Bài toán định hướng tuyệt đối Hiện nay trong các phần mềm đo vẽ ảnh trên các Trạm đo vẽ ảnh số, bài toán xác định các nguyên tố định hướng tuyệt đối mô hình lập thể được cài Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 35 - đặt trong Modul quản lý dữ liệu, hay trong các modul thực hiện chức năng định hướng. Thí dụ ở phần mềm đo vẽ ảnh số của hãng Intergraph, bài toán định hướng tuyệt đối được cài đặt trong ISMS, ISDM…Hầu hết trong các phần mềm để giải bài toán định hướng tuyệt đối đều sử dụng tọa độ, độ cao của các điểm khống chế ảnh. Trong mô hình lập thể ít nhất phải có 3 điểm khống chế ảnh; Nếu số lượng điểm khống chế ảnh lớn hơn 3, bài toán được giải theo nguyên lý của phương pháp số bình phương nhỏ nhất. Với mỗi điểm khống chế ta có thể thành lập được một hệ phương trình số hiệu chỉnh dạng: axX0 + dx + ex + fx + gxM0 + lx = vX ; byY0 + dy + ey + fy + gyM0 + ly = vY ; ( 2.17) czZ0 + dz + ez + fz + gzM0 + lz = vZ ; Trong đó các hệ số của phương trình số hiệu chỉnh được tính theo các công thức ( 2.18 ). ax = S X X F   dx =   XF ex =   XF fx =   XF gx= 0M FX   b y = S Y Y F   dy =   YF ey =   YF fy =   YF gy = 0M FY   ( 2.18 ) cz = S Z Z F   d z=   ZF ez =   ZF fz =   ZF gz = 0M FZ   Trong đó: vX, vY, vZ là các số hiệu chỉnh. M 0 - mẫu số tỷ lệ mô hình. X 0 ,Y 0 ,Z 0 - toạ độ điểm gốc của hệ toạ độ đo ảnh.  - góc nghiêng dọc theo trục X của mô hình, đó là góc kẹp giữa hình chiếu của trục Z, đo ảnh trên mặt đất Z TD X TD và trục Z TD .  - góc nghiêng ngang, kẹp giữa trục Z và hình chiếu của nó trên mặt phẳng Z TD X TD .  - góc xoay của mô hình trong mặt phẳng XY, kẹp giữa trục Y và giao tuyến của hai mặt phẳng XY và Y TD Z. F X ( X 0 , 0,,, M ) = X 0 + TDX - X TD F Y ( Y 0 , 0,,, M ) = Y 0 + TDY - Y TD ( 2.19 ) Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 36 - F Z ( Z 0 , 0,,, M ) = Z 0 + TDZ - Z TD Với X TD = X 0 + ( a 1 X + a 2 Y + a 3 Z )M 0 Y TD = Y 0 + ( b 1 X + b 2 Y + b 3 Z )M 0 ( 2.20 ) Z TD = Z 0 + ( c 1 X + c 2 Y + c 3 Z )M 0 Dựa vào các giá trị gần đúng của các nguyên tố định hướng tuyệt đối: X '0 , Y'0, Z'0, ', ', ' và M'0 . Số hạng tự do được tính theo công thức ( 2.21 ). l X = X '0 + 'TDX - X TD l Y = Y '0 + 'TDY - Y TD ( 2.21 ) l Z = Z '0 + 'TDZ - Z TD Hệ phương trình số hiệu chỉnh ( 2.17 ) được thành lập cho tất cả các điểm khống chế.Từ hệ phương trình số hiệu chỉnh, thành lập hệ phương trình chuẩn và giải nó để xác định các nghiệm số cần thiết là các số hiệu chỉnh:X0, Y0, Z0, , , , M0 cho trị gần đúng của các nguyên tố định hướng tuyệt đối. Sau khi giải hệ phương trình chuẩn, tìm được các số hiệu chỉnh cho các giá trị gần đúng của các nguyên tố định hướng tuyệt đối, từ đó có thể cải chính trị gần đúng ban đầu để nhận được giá trị gần đúng lần thứ hai chính xác hơn. Từ những giá trị gần đúng mới, theo công thức ( 2.22 ) dưới đây ; a 1 = cos cos - sin sin sin a 2 = -cos sin - sin sin cos a 3 =-sin cos b 1 = cos sin ; b 2 = cos cos ; b 3 = -sin ( 2.22 ) c 1 = sin cos + cos sin sin c 2 = -sin sin + cos sin cos c 3 = cos cos Xác định lại các hệ số cosin chỉ hướng, theo công thức ( 2.20 ) tính được các số gia trắc địa gần đúng mới. Sử dụng các công thức ( 2.18 ) tính được các hệ số của các phương trình sai số và sẽ lập được hệ phương trình số hiệu chỉnh theo công thức ( 2.17 ). Từ đó lập được hệ phương trình chuẩn và giải lần thứ hai để tìm các số hiệu chỉnh lần hai cho các nguyên tố định hướng tuyệt đối của mô hình. Cách giải như vậy gọi là phương pháp tiệm tiến hay là phương Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 37 - pháp nhích dần. Phương pháp giải nhích dần kết thúc khi nào các số hiệu chỉnh nhận được nằm trong hạn sai cho phép. Các nguyên tố định hướng nhận được sau khi bổ sung số hiệu chỉnh của phép giải nhích lần cuối cùng được xem là đạt độ chính xác cần thiết. Kết quả cuối cùng nhận được là tất cả các giá trị của các nguyên tố định hướng của cặp ảnh; bao gồm: Tọa độ không gian của các tâm chụp trái và phải; các góc định hướng của ảnh trái và của ảnh phải. Sai số trung phương trọng số đơn vị, sai số trung phương xác định ẩn. Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 38 - Chương 3. Quy trình công nghệ thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10000 bằng phương pháp đo ảnh số có sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh 3.1. Khái quát chung Hiện nay, việc ứng dụng những thành tựu khoa học công nghệ điện tử và tin học vào lĩnh vực đo ảnh đã tạo ra những thiết bị công nghệ hiện đại có khả năng tự động hoá cao không những nâng cao năng suất lao động, nâng cao hiệu quả kinh tế, mà còn nâng cao độ chính xác, giảm bớt những công tác xử lý phức tạp và mở rộng khả năng ứng dụng của đo ảnh trong nhiều lĩnh vực khác. Từ đầu thập kỉ 90, việc xây dựng bản đồ bằng kĩ thuật trắc địa hàng không đã có sự thay đổi cơ bản với việc áp dụng kĩ thuật xử lý ảnh số. Từ khi có máy quét ảnh độ phân giải cao PSI trong hệ thống Intergraph thì công nghệ xử lý ảnh số chính thức được bắt đầu. Cho tới nay, tại Cục đo đạc bản đồ Quân đội và Tổng cục địa chính đã được trang bị hệ thống đo ảnh số và đã mở ra khả năng ứng dụng công nghệ ảnh số vào thành lập bản đồ địa hình và địa chính. Ngày nay với sự tiến bộ của khoa học công nghệ nói chung và khoa học viễn thám nói riêng việc thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn là hoàn toàn có thể đáp ứng được. Việc thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn bằng ảnh hàng không với một số khu đo gặp khó khăn do viêc chụp mới ảnh hàng không là rất tốn kém mà ảnh vệ tinh được cập nhật rất nhanh đảm bảo tính trung thực về sự thay đổi của địa vật khu đo. Chính vì vây việc thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn bằng ảnh hàng không có sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh đã giảm được một phần đáng kể chi phí thành lập bản đồ mà vẫn đảm bảo yêu cầu thành lập bản đồ. Dưới đây là một số quy trình công nghệ thành lập bản đồ đia hình tỷ lệ 1:10000 bằng phương pháp đo ảnh số đang được sử dụng rộng rãi trong sản xuất. Hiện nay, các Xí nghiệp Trắc địa ảnh của Bộ Tài nguyên và Môi trường, của Cục Bản đồ Bộ Tổng tham mưu đang thực hiện các công tác đo vẽ bản đồ địa hình các loại tỷ lệ bằng công nghệ đo vẽ ảnh số. Các loại bản đồ tỷ lệ trung bình thường được thành lập theo quy trình công nghệ sau: Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 39 - Hình 3.1.Quy trình công nghệ thành lập BĐĐH tỷ lệ 1:10000. Chuẩn bị, thu thập, phân tích đánh giá tư liệu: Bản đồ, ảnh và các tư liệu khác. Lập PAKTKT Đo nối khống chế MP+ĐC Bay chụp ảnh hàng không Tăng Dày khống chế ảnh Đo vẽ điểm đặc trưng địa hình và Thuỷ hệ Trên trạm đo vẽ ảnh số Lập mô hình số độ cao (DEM) Nắn và Lập bình đồ ảnh Lập DTM Nội suy đường bình độ Số hoá nội dung bản đồ Biên tập bản đồ gốc In và lưu trữ Điều vẽ và Đo vẽ bổ sung Quét phim Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 40 - Hoặc là quy trình công nghệ: . Hình 3.2. Quy trình công nghệ thành lập BĐĐH tỉ lệ 1:10 000 Quy trình thứ nhất này được sử dụng khi khu vực hoàn toàn chưa có ảnh. ở đây công tác đánh dấu mốc và đo nối khống chế ảnh ngoại nghiệp được tiến hành trước khi bay chụp ảnh. Quy trình thứ hai được sử dụng khi khu vực đã có ảnh được chụp từ trước. Với ảnh “cũ”, và với mức độ thay đổi của bề mặt địa hình khu vực đo vẽ ít, ở đây còn kêt hợp sử dụng các loại tư liệu ảnh vệ Khảo sát thiết kế Chụp ảnh hàng không Quét ảnh Tăng dày TGAKG - Lập DEM - Đo vẽ địa hình,thuỷ hệ - Nắn trực giao - Lập bình đồ ảnh Đoán đọc điều vẽ Lập DTM Số hoá địa vật Nội suy đường bình độ Biên tập nội dung bản đồ Đo nối khống chếXây dựng Project In sản phẩm và lưu trữ Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 41 - tinh để hiện chỉnh các thay đổi về địa vật. Công tác đo nối khống chế ảnh được thực hiện sau quá trình bay chụp. Và khi thực hiện công tác đo nối,người ta sẽ thực hiện luôn cả công tác điều vẽ ảnh ngoại nghiệp. Tư liệu gốc để thực hiện công tác đo nối, công tác điều vẽ là ảnh hàng không và ảnh vệ tinh. 3.2. Yêu cầu kỹ thuật thành lập bản đồ địa hình bằng phương pháp đo ảnh số 3.2.1. Yêu cầu chung Khi thành lập bản đồ địa hình bằng công nghệ ảnh số, căn cứ vào yêu cầu đo vẽ địa hình để lựa chọn phương pháp đo vẽ lập thể hoặc đo vẽ phối hợp.Trong đo vẽ lập thể, các yếu tố nội dung địa hình được đo vẽ lập thể trên trạm đo vẽ ảnh số, các yếu tố nội dung địa vật được đo vẽ lập thể hoặc vector hoá trên bình đồ ảnh số. Trong đo vẽ phối hợp các yếu tố nội dung địa hình được đo vẽ hoàn toàn ở thực địa, nội dung địa vật được đo vẽ như đối với phương pháp lập thể Bản đồ địa hình gốc dạng số được lưu trữ bằng các tệp tin dạng khuôn dạng *.dgn. Dữ liệu số phải đảm bảo độ chính xác hình học, tính đầy đủ, chi tiết của các yếu tố nội dung ... Việc chuẩn hoá dữ liệu, phân lớp nội dung, quy tắc đặt tên, mã đối tượng và các tệp tin nguồn chứa các chuẩn cơ sở phải tuân theo quy định về tiêu chuẩn kỹ thuật dữ liệu bản đồ địa hình gốc dạng số do Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành. 3.2.2. Yêu cầu về tư liệu phim ảnh Tỷ lệ ảnh sử dụng được lựa chọn phù hợp vào tỷ lệ bản đồ cần thành lập,khoảng cao đều đường bình độ cơ bản và phưong pháp đo vẽ bản đồ. Trong điều kiện bay chụp ảnh thực tế của nước ta khi thành lập bản đồ bằng phương pháp đo vẽ ảnh lập thể, với khoảng cao đều 2,5 m tỷ lệ ảnh không nhỏ hơn 1: 25000, với khoảng cao đều 5m, 10m, 20m tỷ lệ ảnh không nhỏ hơn 1: 45000. Trường hợp thành lập bản đồ tỷ lệ 1:10000 với khoảng cao đều 1m bằng phương pháp đo vẽ phối hợp, tỷ lệ ảnh có thể nhỏ hơn 5 lần so với tỷ lệ bản đồ cần thành lập . Độ phủ dọc (P) và độ phủ ngang (Q) của ảnh không được nhỏ hơn 60% và 30%, trường hợp cá biệt cũng phải đảm bảo P không nhỏ hơn 53% và Q không nhỏ hơn 15% . Tài liêu phim ảnh phải được cung cấp kèm theo các thông số máy chụp ảnh của lần kiểm định mới nhất bao gồm: tiêu cự, toạ độ điểm chính ảnh, sai số méo hình kính vật…Chất lượng phim phải đảm bảo hiện rõ các dấu khung toạ độ, độ tương phản đồng đều, và độ nhoè của hình ảnh không quá 0,02mm. Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 42 - 3.2.3. Yêu cầu độ chính xác của bản đồ địa hình thành lập Sai số trung phương vị trí địa vật biểu thị trên bản đồ gốc so với vị trí của điểm khống chế ngoại nghiệp gần nhất tính theo tỷ lệ bản đồ thành lập không được vượt quá 0.5 mm khi thành lập bản đồ ở vùng đồng bằng và vùng đồi và 0.7 mm khi thành lập bản đồ ở vùng núi và núi cao. Sai số trung phương độ cao của đường bình độ, điểm đặc trưng địa hình, điểm ghi chú độ cao biểu thị trên bản đồ gốc so với độ cao điểm khống chế ngoại nghiệp gần nhất tính theo khoảng cao đều đường bình độ cơ bản không vượt quá các giá trị trong bảng ( 2.1 ) . Khoảng cao đều đường bình độ cơ bản Sai số trung phương về độ cao 1:10000 1:25000 1:50000 1 m 1/4 2.5 m 1/3 1/3 5 m 1/3 1/3 1/3 10 m 1/2 1/3 20 và 40 m 1/2 Bảng 3.1. Sai số trung phương độ cao các đường bình độ cơ bản Đối với khu vực ẩn khuất và đặc biệt khó khăn các sai số trên được phép tăng lên 1.5 lần. Sai số trung phương vị trí mặt phẳng của điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp, điểm khống chế đo vẽ so với vị trí điểm toạ độ quốc gia gần nhất sau bình sai tính theo tỷ lệ bản đồ thành lập không vượt quá 0.1mm ở vùng quang đãng và 0.15mm ở vùng ẩn khuất. Sai số trung phương độ cao của điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp, điểm khống chế đo vẽ sau bình sai so với độ cao của điểm độ cao quốc gia gần nhất không vượt quá 1/10 khoảng cao đều đường bình độ cơ bản ở vùng quang đãng và 1/5 khoảng cao đều đường bình độ cơ bản ở vùng ẩn khuất. Sai số giới hạn của vị trí địa vật, của độ cao đường bình độ, độ cao điểm đặc trưng địa hình, độ cao điểm ghi chú độ cao, của vị trí mặt phẳng và độ cao điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp, điểm khống chế đo vẽ không được vượt qúa 2 lần các sai số trung phương. Khi kiểm tra, sai số lớn nhất không được vượt quá sai số giới hạn. Nếu có thì số lượng các trường hợp có sai số vượt hạn sai phải bảo đảm về mặt phẳng không vượt quá 5% tổng số các Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 43 - trường hợp kiểm tra, về độ cao không vượt quá 5% tổng số các trường hợp kiểm tra ở vùng quang đãng và 10% tổng số các trường hợp kiểm tra ở vùng khó khăn ẩn khuất. Trong mọi trường hợp các sai số đều không được mang tính hệ thống. 3.3. Phân lớp nội dung bản đồ địa hình 3.3.1. Ký hiệu Bản đồ địa hình bao gồm các lớp ký hiệu sau: - Điểm khống chế trắc địa: Cơ sở trắc địa và cơ sở độ cao. - Dân cư. - Đối tượng kinh tế, văn hoá, xã hội. - Giao thông và các đối tượng liên quan. - Dáng đất và chất đất. - Thực vật. - Ranh giới hành chính- chính trị của các khu vực, tường rào. Nội dung và quy tắc đặt tên các lớp thông tin được trình bày trong bảng sau: ST T Nhóm lớp Tên tệp tin Nội dung chính 1 Cơ sở toán học (phiên hiệu mảnh) CS.dgn Khung bản đồ, Lưới kilomet, Các điểm khống chế trắc địa. Giải thích; Trình bày ngoài khung và các nội dung có liên quan. 2 Thuỷhệ (phiên hiệu mảnh)TH.dgn Các yếu tố thuỷ văn và các đối tượng liên quan. 3 Địahình (phiên hiệu mảnh)DH.dgn Các yếu tố dáng đất, chất đất, các điểm độ cao. 4 Giaothông (phiên hiệu mảnh) GT.dgn Các yếu tố giao thông và các thiết bị phụ thuộc. 5 Dâncư (phiên hiệu mảnh) DC.dgn Nội dung dân cư và các đối tượng kinh tế, văn hoá, xã hội. 6 Ranhgiới (phiên hiệu mảnh)RG.dgn Đường biên giới, mốc biên giới, địa giới hành chính các cấp, ranh giới khu cấm, ranh giới sử dụng đất. 7 Thựcvật (phiên hiệu mảnh) TV.dgn Ranh giới thực vật và các yếu tố thực vật Bảng 3.2. Nội dung và quy tắc đặt tên của các nhóm lớp (tập tin). Đồ án tốt nghiệp Bộ môn đo ảnh và viễn thám Sinh viên: Vũ Văn Cường Lớp Trắc địa A – K48- 44 - 3.3.2.Phân lớp nội dung bản đồ địa hình 1. Cơ sở toán học - Khung bản đồ gồm: khung trong, khung giữa và khung ngoài. Khung trong: là đường giới hạn phạm vi của bản đồ, nó trùng với kinh vĩ tuyến biên của bản đồ. Khung giữa: là các đai chia độ, phút. Khung ngoài dùng để trang trí bản đồ cho đẹp bản đồ. - Lưới kilômét. - Các điểm khống chế