Thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ trung bình bằng công nghệ ảnh số

Lêi nãi ®Çu B¶n ®å ®Þa h×nh lµ mét lo¹i tµi liÖu rÊt quan träng. Nã lµ c¬ së ®Ó thµnh lËp c¸c lo¹i b¶n ®å chuyªn ®Ò kh¸c, v× néi dung cña b¶n ®å ®Þa h×nh ph¶i ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c, tÝnh thèng nhÊt vµ ®Çy ®ñ vÒ néi dung ®Òu phô thuéc vµo tõng lo¹i tû lÖ b¶n ®å. B¶n ®å ®Þa h×nh cã thÓ ®­îc thµnh lËp b»ng nhiÒu ph­¬ng ph¸p nh­ ®o vÏ trùc tiÕp trªn mÆt ®Êt, ®o vÏ ¶nh, biªn vÏ tõ tµi liÖu cã s½n. C¸c ph­¬ng ph¸p trªn ®Òu cã thÓ ®­îc thùc hiÖn theo c«ng nghÖ truyÒn thèng vµ hiÖn ®¹i. Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y khoa häc c«ng nghÖ ngµy cµng ph¸t triÓn, nã ®· ¶nh h­ëng ®Õn hÇu hÕt ®Õn c¸c ngµnh khoa häc trong dã cã ngµnh khoa häc ®o ¶nh. Sù ph¸t triÓn m¹nh mÏ cña kü thuËt tÝnh to¸n vµ c«ng nghÖ th«ng tin céng víi sù kh«ng ngõng hoµn thiÖn cña lý thuyÕt ®o ¶nh trong nh÷ng thËp kû gÇn ®©y ®· cho ra ®êi mét ph­¬ng ph¸p ®o ¶nh míi ®ã lµ ph­¬ng ph¸p ®o ¶nh sè. Ph­¬ng ph¸p ®o ¶nh sè lµ ph­¬ng ph¸p xö lý c¸c bµi to¸n ®o ¶nh gi¶i tÝch víi sù trî gióp cña m¸y tÝnh vµ c¸c phÇn mÒm chuyªn dïng ®Ó tiÕn hµnh sè ho¸ ¶nh, ®o ¶nh, nhËn biÕt h×nh ¶nh vµ tÝnh to¸n xö lý thay cho con ng­êi trong phÇn lín c¸c qu¸ tr×nh ®o ¶nh nh­: c«ng t¸c t¨ng dµy khèng chÕ ¶nh, x©y dùng m« h×nh sè ®Þa h×nh, n¾n ¶nh sè vµ ®o vÏ ®Þa h×nh. Tr­íc ®©y viÖc xö lý c¸c tÊm ¶nh t­¬ng tù víi c¸c m¸y toµn n¨ng cång kÒnh, s¶n phÈm lµm ra ®­îc l­u tr÷ rÊt khã kh¨n th× ngµy nay viÖc xö lý c¸c tÊm ¶nh sè trªn c¸c tr¹m ®o ¶nh sè chuyªn dïng víi møc ®é tù ®éng ho¸ cao, cho ra nh÷ng s¶n phÈm ®a d¹ng vµ kh¶ n¨ng cËp nhËt qu¶n lý dÔ dµng vµ cho hiÖu qu¶ kinh tÕ cao, ®Æc biÖt nã cßn ph¸t huy ®­îc hiÖu qu¶ khi tæ chøc thi c«ng ë khu vùc réng lín. §Ó cã thÓ bæ tóc thªm kiÕn thøc vÒ øng dông c«ng nghÖ ¶nh sè trong c«ng t¸c thµnh lËp b¶n ®å ®Þa h×nh, t«i ®· thùc hiÖn ®Ò tµi tèt nghiÖp víi tiªu ®Ò “Thµnh lËp b¶n ®å ®Þa h×nh tû lÖ trung b×nh b»ng c«ng nghÖ ¶nh sè”. Ch­¬ng I b¶n ®å ®Þa h×nh 1.1 Mét sè kh¸i niÖm vÒ b¶n ®å ®Þa h×nh B¶n ®å ®Þa h×nh lµ lo¹i b¶n ®å ®Þa lý chung, cã tû lÖ lín h¬n hoÆc b»ng 1:1000000. B¶n ®å ®Þa h×nh lµ h×nh ¶nh thu nhá cña bÒ mÆt tr¸i ®Êt th«ng qua phÐp chiÕu to¸n häc nhÊt ®Þnh cã tæng qu¸t ho¸ theo hÖ thèng ký hiÖu vµ c¸c mèi quan hÖ t­¬ng quan gi÷a c¸c yÕu tè c¬ b¶n cña ®Þa lý tù nhiªn vµ kinh tÕ x· héi víi ®é chÝnh x¸c vµ møc ®é chi tiÕt t­¬ng ®èi nh­ nhau phÇn lín vÉn gi÷ ®­îc h×nh d¹ng, kÝch th­íc theo tû lÖ b¶n ®å, ®ång thêi gi÷ ®­îc tÝnh chÝnh x¸c h×nh häc cña ký hiÖu vµ yÕu tè néi dung. B¶n ®å ®Þa h×nh kh«ng ®­a lªn tÊt c¶ c¸c h×nh ¶nh cã trªn bÒ mÆt tr¸i ®Êt mµ chØ chøa ®ùng mét l­îng th«ng tin phô thuéc bëi thêi gian, kh«ng gian vµ môc ®Ých sö dông cña chóng.TÝnh kh«ng gian chÝnh lµ x¸c ®Þnh giíi h¹n khu vùc tiÕn hµnh ®o vÏ. Môc ®Ých sö dông chi phèi néi dung vµ ®é chÝnh x¸c cña b¶n ®å, yÕu tè kh«ng gian vµ môc ®Ých sö dông cã ¶nh h­ëng tíi viÖc lùa chän tû lÖ b¶n ®å. Thêi gian chÝnh lµ t¹i thêi ®iÓm ®o vÏ b¶n ®å. Nh­ vËy B¶n ®å ®Þa h×nh cã thÓ hiÖn hÕt ®­îc3 tÝnh trªn th× nã ph¶i tu©n theo 3 tÝnh chÊt c¬ b¶n lµ c¬ së to¸n häc cña b¶n ®å, hÖ thèng ký hiÖu quy ­íc vµ tæng qu¸t ho¸ b¶n ®å. C¬ së to¸n häc cña b¶n ®å lµ ph­¬ng ph¸p to¸n häc ®¶m b¶o c¸c nguyªn t¾c vµ quy luËt chuyÓn tõ bÒ mÆt tù nhiªn cña tr¸i ®Êt lªn mÆt ph¼ng b¶n ®å. Nã tu©n thñ theo nh÷ng tr×nh tù sau: ChuyÓn bÒ mÆt tù nhiªn cña tr¸i ®Êt lªn mÆt elipxoit tr¸i ®Êt sau ®ã chuyÓn tõ bÒ mÆt elipxoit tr¸i ®Êt víi kÝch th­íc thu nhá theo tû lÖ nhÊt ®Þnh lªn mÆt ph¼ng trong mét phÐp chiÕu ®· chän nµo ®ã. Tû sè thu nhá cña kÝch th­íc elipxoit ®Ó biÓu thÞ lªn b¶n ®å ®­îc gäi lµ tû lÖ b¶n ®å. PhÐp chiÕu chÝnh lµ quy luËt cña sù biÓu thÞ elipxoit tr¸i ®Êt lªn mÆt ph¼ng ®­îc biÓu hiÖn ë sù phô thuéc hµm sè gi÷a to¹ ®é cña ®iÓm t­¬ng øng ë trªn mÆt ph¼ng. Nh­ vËy trong c¬ së to¸n häc cña b¶n ®å th× bao gåm c¬ së tr¾c ®Þa, tû lÖ vµ phÐp chiÕu. Ngoµi ra bè côc b¶n ®å, khung b¶n ®å, sù ph©n m¶nh vµ ®¸nh sè c¸c b¶n ®å còng phô thuéc vµo c¸c yÕu tè c¬ së to¸n häc cña b¶n ®å. HÖ thèng ký hiÖu quy ­íc cña b¶n ®å lµ ph­¬ng tiÖn ®Æc biÖt ®Ó ph¶n ¸nh néi dung b¶n ®å. Ph­¬ng tiªn chñ yÕu lµ c¸c yÕu tè ®å ho¹ vµ mµu s¾c, ®ång thêi cã xÐt ®Õn khÝa c¹nh t©m lý häc, thÈm mü häc ®Ó t¹o nªn hÖ thèng ký hiÖu b¶n ®å. Trong hÖ thèng ký hiÖu b¶n ®å sö dông réng r·i c¸c d¹ng ®å ho¹, c¸c ch÷ c¸i, con sè, mµu s¾c vµ tõ ng÷. Tæng qu¸t ho¸ b¶n ®å lµ qu¸ tr×nh lùa chän vµ kh¸i qu¸t c¸c ®èi t­îng cÇn thÓ hiÖn lªn b¶n ®å. Môc ®Ých cña tæng qu¸t ho¸ lµ nh»m ph¶n ¸nh ®óng b¶n chÊt cña ®èi t­îng vµ ®¸p øng tèi ­u nh÷ng yªu cÇu ®Æt ra. Ngoµi 3 tÝnh chÊt c¬ b¶n trªn th× b¶n th©n b¶n ®å nh­ lµ mét m« h×nh. Nã cßn cã nh÷ng ®Æc tÝnh cña c¸c lo¹i m« h×nh kh¸c nh­ lµ tÝnh chän läc, tÝnh trõu t­îng, tÝnh ®¬n trÞ, tÝnh trùc quan, tÝnh ®o ®­îc. ChÝnh v× b¶n ®å cã nhiÒu ®Æc tÝnh cña c¸c m« h×nh kh¸c cho nªn cµng ngµy nã cµng ®­îc sö dông réng r·i. 1.2 C¬ së to¸n häc cña b¶n ®å ®Þa h×nh C¬ së to¸n häc cña b¶n ®å ®Þa h×nh bao gåm c¸c yÕu tè sau: tû lÖ, hÖ thèng to¹ ®é, phÐp chiÕu, sù ph©n m¶nh. - Tû lÖ b¶n ®å Theo quy ph¹m b¶n ®å ®Þa h×nh n­íc ta còng dïng d·y tû lÖ nh­ hÇu hÕt c¸c n­íc trªn thÕ giíi, gåm nh÷ng tû lÖ sau: 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000, 1:10000, 1:25000, 1:50000, 1:100000. - HÖ thèng to¹ ®é b¶n ®å B¶n ®å ®Þa h×nh dïng hai hÖ thèng to¹ ®é ®ã lµ hÖ to¹ ®é ®Þa lý vµ hÖ to¹ ®é vu«ng gãc. - PhÐp chiÕu cña b¶n ®å ë n­íc ta c¸c b¶n ®å ®­îc thµnh lËp trong phÐp chiÕu Gauss hoÆc phÐp chiÕu UTM. - Ph©n m¶nh b¶n ®å Tõ m¶nh b¶n ®å 1:1000000 chia thµnh 144 m¶nh b¶n ®å 1:100000 cã kÝch th­íc cã
=20’ vµ
=30’ vµ ®¸nh sè hiÖu b»ng ch÷ ¶ rËp tõ 1,2,…,144. Chia b¶n ®å tû lÖ 1:100000 thµnh 4 m¶nh 1:50000 cã kÝch th­íc cã
=10’ vµ
=15’ vµ ®­îc ký hiÖu lµ A, B, C, D. Tõ m¶nh 1:50000 chia thµnh 4 m¶nh 1:25000 cã kÝch th­íc cã
=5’ vµ
=7’30” vµ ®­îc ký hiÖu lµ a, b, c, d. Tõ m¶nh 1:25000 chia thµnh 4 m¶nh 1:10000 cã kÝch th­íc cã
=2’30” vµ
=3’45” vµ ®­îc ký hiÖu lµ 1, 2, 3, 4. Tõ m¶nh 1:100000 chia thµnh 384 m¶nh 1:5000 cã kÝch th­íc cã
=1’15” vµ
=1’15” vµ ®¸nh sè hiÖu b»ng ch÷ ¶ rËp tõ 1,2,...,384. 1.3 HÖ thèng l­íi khèng chÕ C¬ së khèng chÕ to¹ ®é, ®é cao khi thµnh lËp b¶n ®å ®Þa h×nh dùa trªn m¹ng l­íi khèng chÕ to¹ ®é, ®é cao cña nhµ n­ícvµ theo kinh tuyÕn trôc cña mói bao gåm c¸c cÊp h¹ng nh­ sau: C¸c ®iÓm cña l­íi to¹ ®é ®Þa chÝnh c¬ së t­¬ng ®­¬ng víi c¸c ®iÓm to¹ ®é h¹ng III nhµ n­íc (tøc lµ c¸c ®iÓm cña l­íi khèng chÕ ®Þa h×nh ), ®­îc x©y dùng dùa trªn c¸c ®iÓm to¹ ®é h¹ng I,II nhµ n­íc. C¬ së ®Ó ®o nèi ®é cao ®Õn c¸c ®iÓm to¹ ®é ®Þa chÝnh c¬ së lµ c¸c ®iÓm ®é cao tõ h¹ng III nhµ n­íc trë lªn. L­íi to¹ ®é ®Þa chÝnh cÊp I,II x©y dùng trªn l­íi to¹ ®é h¹ng III nhµ n­íc hoÆc l­íi to¹ ®é ®Þa chÝnh c¬ së. L­íi ®é cao kü thuËt t­¬ng ®­¬ng víi l­íi ®é cao h¹ng IV nhµ n­íc th× th­êng ph¶i bè trÝ trïng víi l­íi to¹ ®é ®Þa chÝnh cÊp I,II. L­íi khèng chÕ ®o vÏ ph¸t triÓn trªn c¬ së l­íi to¹ ®é ®Þa chÝnh cÊp I,II vµ l­íi khèng chÕ ®o vÏ ®é cao ph¸t triÓn dùa trªn c¸c ®iÓm ®é cao kü thuËt. C¸c quy ®Þnh kh¸c vÒ c¬ së to¸n häc ph¶i tu©n thñ theo c¸c quy ®Þnh cña quy ph¹m hiÖn hµnh. 1.4 Tãm t¾t néi dung b¶n ®å Néi dung cña b¶n ®å sè ph¶i thèng nhÊt nh­ b¶n ®å th­êng chóng ®­îc in trªn giÊy theo nh÷ng quy ®Þnh trong quy ph¹m thµnh lËp b¶n ®å ®Þa h×nh ë c¸c tû lÖ do tæng côc ®Þa chÝnh ban hµnh. Toµn bé ký hiÖu ®­îc dùa theo ký hiÖu b¶n ®å ®Þa h×nh hiÖn hµnh víi tû lÖ t­¬ng øng. C¸c yÕu tè néi dung b¶n ®å sè ®­îc chia thµnh 7 nhãm líp lµ: c¬ së to¸n häc, thuû hÖ, ®Þa h×nh, d©n c­, giao th«ng, ranh giíi vµ thùc vËt. Mçi mét nhãm líp l¹i ®­îc chuÈn ho¸ thµnh mét tÖp tin riªng vµ s¾p xÕp theo tõng líp trªn c¬ së cña viÖc ph©n chia nhãm líp vµ líp lµ c¸c quy ®Þnh vÒ néi dung b¶n ®å ®Þa h×nh. Néi dung chÝnh cña c¸c nhãm líp quy ®Þnh nh­ sau Nhãm líp c¬ së to¸n häc bao gåm khung b¶n ®å, l­íi km, c¸c ®iÓm khèng chÕ tr¾c ®Þa nh­ gi¶i thÝch, tr×nh bµy khung ngoµi vµ c¸c néi dung cã liªn quan. Nhãm líp d©n c­ bao gåm néi dung d©n c­ vµ c¸c ®èi t­îng kinh tÕ, v¨n ho¸ x· héi. Nhãm líp ®Þa h×nh bao gåm c¸c yÕu tè nh­ d¸ng ®Êt, chÊt ®Êt, c¸c ®iÓm ®é cao. Nhãm líp thuû hÖ bao gåm c¸c yÕu tè thuû v¨n vµ c¸c ®èi t­¬ng cã liªn quan. Nhãm líp giao th«ng bao gåm c¸c yÕu tè giao th«ng vµ c¸c thiÕt bÞ phô thuéc. Nhãm líp ranh giíi bao gåm ®­êng biªn giíi, mèc biªn giíi, ®Þa giíi hµnh chÝnh c¸c cÊp nh­ ranh giíi khu cÊm, ranh giíi sö dông ®Êt. Nhãm líp thùc vËt bao gåm ranh giíi thùc vËt vµ c¸c yÕu tè thùc vËt. §Ó tiÖn cho viÖc l­ tr÷ vµ khai th¸c c¸c d÷ liÖu mét c¸ch dÔ dµng th× c¸c tÖp tin chøa c¸c ®èi t­îng cña tõng nhãm líp ph¶i ®­îc ®Æt tªn theo mét quy t¾c thèng nhÊt. Líp th«ng tin (level) vµ m· ®èi t­îng (code) Trong mçi tÖp th× yÕu tè néi dung ®­îc chia thµnh c¸c ®èi t­îng. Mçi tÖp tin cã 63 líp trong microtation nh­ng khi ph©n líp kh«ng sö dông hÕt toµn bé mµ dµnh l¹i mét sè líp trèng cho c¸c thao t¸c phô khi sè ho¸. Mçi líp cã thÓ gåm mét hoÆc mét vµi ®èi t­îng cã cïng tÝnh chÊt, mçi ®èi t­îng ®­îc g¾n mét m· riªng. m· nµy thèng nhÊt ¸p dông cho toµn hÖ thèng b¶n ®å ®Þa h×nh. Ghi chó vµ ký hiÖu b¶n ®å Ghi chó trªn b¶n ®å ®Þa h×nh bao gåm : - Ghi chó tªn vïng d©n c­, biÓn, vÞnh, s«ng ngßi, cöa s«ng, m­¬ng m¸ng, hå, ®¶o, nói,… - Ghi chó gi¶i thÝch dïng ®Ó ph©n biÖt hoÆc nãi râ tÝnh chÊt cña ®Þa vËt. ghi chó gi¶i thÝch bao gåm tªn s¶n phÈm cña nhµ m¸y, xÝ nghiÖp, tÝnh chÊt cña hå, giÕng n­íc, tÝnh chÊt cña m¾t ®­êng vµ kh¶ n¨ng ®i l¹i, tÝnh chÊt cña ®Ëp, lo¹i c©y cña rõng c©y, tªn cét mèc biªn giíi vµ tÊt c¶ c¸c lo¹i ghi chó ph¶i ghi bªn c¹nh ký hiÖu cña ®Þa vËt. - Ghi chó sè liÖu lµ ®Ó nãi râ ®é cao c¸c ®iÓm trªn mÆt ®Êt, ®é cao cña ®iÓm khèng chÕ vµ ®­êng b×nh ®é, tû lÖ ®é cao cña ®­êng nh­ bê lë, v¸ch sôt, nói ®¸, ®é s©u cña khe, hè ®Êt. 1.5 §é chÝnh x¸c cña b¶n ®å §é chÝnh x¸c cña ®iÓm ¶nh khèng chÕ ¶nh ngo¹i nghiÖp Sai sè trung ph­¬ng vÒ vÞ trÝ mÆt ph¼ng cña ®iÓm khèng chÕ ¶nh ngo¹i nghiÖp phôc vô cho c«ng t¸c t¨ng dµy khèng chÕ ¶nh ( ®iÓm ®o vÏ ¶nh ) so víi ®iÓm khèng chÕ tr¾c ®Þa nhµ n­ícgÇn nhÊt kh«ng qu¸ 0,1 mm tÝnh theo tû lÖ b¶n ®å cÇn thµnh lËp. §èi víi vung Èn khuÊt th× sai sè trung ph­¬ng kh«ng qu¸ 0,15 mm. Sai sè trung ph­¬ng vÒ ®é cao cña ®iÓm khèng chÕ ¶nh ngo¹i nghiÖp phôc vô cho c«ng t¸c t¨ng dµy so víi ®iÓm ®é cao nhµ n­íc gÇn nhÊt kh«ng qu¸ 1/10 kho¶ng cao ®Òu cña ®­êng b×nh ®é c¬ b¶n. Khi bay chôp mµ cã thÓ x¸c ®Þnh to¹ ®é t©m chiÕu h×nh th× ®é chÝnh x¸c x¸c ®Þnh to¹ ®é t©m chiÕu h×nh ph¶i t­¬ng ®­¬ng víi ®é chÝnh x¸c x¸c ®Þnh ®iÓm khèng chÕ ¶nh ngo¹i nghiÖp. §é chÝnh x¸c vÞ trÝ ®iÓm ®Þa vËt Sai sè trung b×nh cña vÞ trÝ ®iÓm ®Þa vËt trªn b¶n ®å gèc chÝnh lµ Sai sè trung b×nh cña vÞ trÝ ®iÓm trªn ranh giíi thöa ®Êt biÓu thÞ trªn b¶n ®å ®Þa chÝnh so víi vÞ trÝ cña ®iÓm khèng chÕ ¶nh ngo¹i nghiÖp gÇn nhÊt kh«ng ®­îc v­ît qu¶ 0,5 mm theo tû lÖ b¶n ®å ®èi víi vïng b»ng ph¼ng, vïng ®åi nói vµ kh«ng ®­îc v­ît qu¶ 0,7 mm ®èi víi vïng nói vµ vïng Èn khuÊt. §é chÝnh x¸c vÒ biÓu thÞ ®é cao Sai sè trung b×nh vÒ ®é cao cña ®­êng b×nh ®é, dé cao cña ®iÓm ®Æc tr­ng ®Þa h×nh, ®é cao cña ®iÓm ghi chó, ®é cao biÓu thÞ trªn b¶n ®å so víi vÞ trÝ cña ®iÓm khèng chÕ ®é cao ngo¹i nghiÖp gÇn nhÊt kh«ng ®­îc v­ît qu¸ 1/3 kho¶ng cao ®Òu cña ®­êng b×nh ®é c¬ b¶n ®èi víi vïng ®ång b»ng vµ kh«ng ®­îc v­ît qu¸ 1/2 kho¶ng cao ®Òu cña ®­êng b×nh ®é c¬ b¶n ®èi víi vïng ®åi nói vµ vïng Èn khuÊt. 1.6 C¸c ph­¬ng ph¸p thµnh lËp b¶n ®å B¶n ®å ®Þa h×nh nãi chung vµ b¶n ®å ®Þa chÝnh cã thÓ ®­îc thµnh lËp theo c¸c ph­¬ng ph¸p sau: H×nh 1.1 C¸c ph­¬ng ph¸p thµnh lËp b¶n ®å ®Þa h×nh 1.6.1 Ph­¬ng ph¸p ®o vÏ trùc tiÕp Ph­¬ng ph¸p ®o vÏ trùc tiÕp ngoµi thùc ®Þa cho ®é chÝnh x¸c cao. V× vËy nã thuËn tiÖn cho viÖc thµnh lËp b¶n ®å tû lÖ lín vµ cùc lín. §Ó ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c th× mËt ®é ®o trùc tiÕp ph¶i lín nªn thêi gian lµm viÖc ngoµi trêi l©u. Sù ¶nh h­ëng cña thêi tiÕt vµ sù h¹n chÕ tÇm nh×n do ®Þa vËt g©y ra lµ lín tíi c«ng viÖc. Ngoµi ra ®Þa h×nh phøc t¹p còng g©y c¶n trë kh«ng nhá tíi n¨ng suÊt c«ng viÖc. Do vËy ph­¬ng ph¸p nµy cho hiÖu qu¶ kinh tÕ kh«ng cao vµ cã mét h¹n chÕ vÒ kh¶ n¨ng ¸p dông c¸c thµnh tùu khoa häc kü thuËt vµo s¶n xuÊt. ChÝnh v× vËy mµ ph­¬ng ph¸p nµy th­êng ®­îc ¸p dông vµo nh÷ng ®Þa bµn kh«ng lín, chñ yÕu thµnh lËp b¶n ®å ®Þa h×nh tû lÖ lín ë c¸c vïng d©n c­ ®Æc biÖt lµ c¸c vïng ®« thÞ cã mËt ®é d©n c­ ®«ng, nhµ cöa c«ng tr×nh nhiÒu. Khi m¸y mãc ngµy cµng hiÖn ®¹i th× sè liÖu ®o ®­îc ghi ë sæ ghi ®iÖn tö vµ ®­îc l­u gi÷ trong file sè liÖu d¹ng ASCII vµ ®· gi¶m ®­îc tèi thiÓu thêi gian thao t¸c ë thùc ®Þa. KÕt qu¶ ®o cã ®é chÝnh x¸c lµ bao mhiªu ®Òu phô thuéc vµo viÖc dùng g­¬ng ë c¸c ®iÓm chi tiÕt vµ c«ng t¸c s¬ ho¹. 1.6.2 Ph­¬ng ph¸p biªn tËp Thµnh lËp c¸c lo¹i b¶n ®å trªn c¬ së c¸c b¶n ®å cïng khu vùc cã tû lÖ lín h¬n míi ®­îc thµnh lËp. Khi tiÕn hµnh biªn tËp cÇn tu©n theo nh÷ng quy ®Þnh lÊy bá, tæng qu¸t ho¸ néi dung b¶n ®å. Ph­¬ng ph¸p nµy cã ­u ®iÓm lµ thµnh lËp b¶n ®å b»ng ph­¬ng ph¸p trong phßng víi thêi gian ng¾n vµ rÎ tiÒn, cã øng dông thµnh lËp c¸c lo¹i b¶n ®å tû lÖ trung b×nh, tû lÖ bÐ, thµnh lËp c¸c lo¹i b¶n ®å chuyªn ®Ò. 1.6.3 Ph­¬ng ph¸p phèi hîp Cã hai ph­¬ng ph¸p phèi hîp: ph­¬ng ph¸p ®o phèi hîp trªn ¶nh ®¬n vµ ph­¬ng ph¸p ®o phèi hîp trªn b×nh ®å ¶nh. Tuy nhiªn ph­¬ng ph¸p ®o phèi hîp trªn ¶nh ®¬n ®· kh«ng ®­îc øng dông n÷a do nhiÒu bÊt cËp cña nã, hiÖn nay th­êng sö dông ph­¬ng ph¸p ®o phèi hîp trªn b×nh ®å ¶nh ®Ó thay thÕ. ¶nh sau khi tiÕn hµnh n¾n vµ c¾t ghÐp lËp b×nh ®å, tiÕn hµnh ®o vÏ ®Þa vËt ë trong phßng sau ®ã kÕt hîp víi ®o vÏ ®Þa h×nh vµ ®o ®Þa vËt bæ sung ngoµi thùc ®Þa. Ph­¬ng ph¸p nµy cã ­u ®iÓm lµ thµnh lËp b¶n ®å víi ®é chÝnh x¸c rÊt cao. Nh­îc ®iÓm lµ khèi l­îng c«ng t¸c ngo¹i nghiÖp kh¸ nhiÒu do ®ã lµm gi¶m tÝnh ­u viÖt cña ph­¬ng ph¸p. Nã ®­îc øng dông trong thµnh lËp b¶n ®å vïng réng lín, b»ng ph¼ng, b¶n ®å cã yªu cÇu kho¶ng cao ®Òu vµ ®é chÝnh x¸c ®é cao ngo¹i lÖ. §o ¶nh lËp thÓ cã kh¶ n¨ng kh¸i qu¸t ®Þa h×nh tèt nhÊt so víi tÊt c¶ c¸c ph­¬ng ph¸p kh¸c. ngµy nay nhê cã c¸c thiÕt bÞ hiÖn ®¹i nh­ m¸y ®o vÏ lËp thÓ toµn n¨ng quang c¬, m¸y ®o vÏ toµn n¨ng gi¶i tÝch vµ tr¹m ®o ¶nh sè mµ ph­¬ng ph¸p lËp thÓ tho¶ m·n tÊt c¶ c¸c lo¹i b¶n ®å cã tû lÖ tõ 1:10000 trë xuèng. Do ®o vÏ trªn m« h×nh nªn ph­¬ng ph¸p lËp thÓ h¹n chÕ ®Õn møc tèi ®a ¶nh h­ëng cña thêi tiÕt vµ ®Þa h×nh. §Æc biÖt ®èi víi b¶n ®å trung b×nh vµ b¶n ®å tû lÖ bÐ th× kh«ng cã ph­¬ng ph¸p nµo cho ®é chÝnh x¸c cao h¬n. Cã thÓ nãi ph­¬ng ph¸p nµy lu«n ®­îc ¸p dông c¸c thµnh tùu khoa häc míi vµo s¶n xuÊt ®Ó gi¶i phãng con ng­êi khái lao ®éng vÊt v¶ t¨ng n¨ng xuÊt lao ®éng ®Én tíi gi¶m gi¸ thµnh s¶n phÈm. Ngµy nay, ph­¬ng ph¸p ®o ¶nh sè ®· thÓ hiÖn sù ­u viÖt vÒ tÝnh tæng thÓ, ®é chÝnh x¸c ®ång ®Òu rÊt thuËn lîi cho c«ng t¸c ®iÒu tra gi¸m s¸t vÒ chÊt l­îng, tèc ®é thi c«ng nhanh, kh¶ n¨ng c«ng nghiÖp vµ tù ®éng ho¸ cao, hiÖu qu¶ kinh tÕ lín…®Æc biÖt lµ ph­¬ng ph¸p nµy ph¸t huy ®­îc hiÖu qu¶ khi tæ chøc thi c«ng ë khu vùc réng lín. HiÖn nay trªn thÕ giíi vµ n­íc ta th× c«ng nghÖ ®o ¶nh sè ®· vµ ®ang ®­îc ¸p dông réng r·i trong s¶n xuÊt. Ph­¬ng ph¸p ®o ¶nh sè: Ph­¬ng ph¸p ®o ¶nh toµn sè: Trong ph­¬ng ph¸p nµy sè liÖu ®­a vµo lµ ¶nh sè tøc lµ tÝn hiÖu ¶nh quÐt ®­îc ghi nhËn th«ng qua c¸c hÖ thèng ®iÖn tö, nÕu t­ liÖu ®Çu vµo lµ ¶nh chôp truyÒn thèng th× tr­íc hÕt tiÕn hµnh sè ho¸ ¶nh b»ng thiÕt bÞ sè ho¸. Qu¸ tr×nh ®o vÏ ¶nh sè trong hÖ thèng nµy bao gåm c¸c néi dung chñ yÕu sau: x¸c dÞnh c¸c yÕu tè ®Þnh h­íng ¶nh, nhËn d¹ng vµ tæ hîp ¶nh, tÝnh to¹ ®é kh«ng gian ®iÓm ¶nh, néi suy bÒ mÆt m« h×nh, tù ®éng vÏ ®Þa h×nh trªn b¶n ®å ¶nh trùc giao ®ùoc thµnh lËp theo ph­¬ng ph­¬ng ph¸p n¾n ¶nh sè. 1.6.4 Ph­¬ng ph¸p ®o ¶nh sè tøc thêi: Trong qu¸ tr×nh thu nhËn th«ng tin ¶nh vµ sö lý th«ng tin x¶y ra ®ång thêi víi sù liªn kÕt chÆt chÏ gi÷a thiÕt bÞ chôp ¶nh vµ hÖ thèng m¸y tÝnh cã tÝnh n¨ng cao. Ph­¬ng ph¸p ®o ¶nh sè tøc thêi ®­îc øng dông trong nhiÒu lÜnh vùc khoa häc vµ c«ng nghiÖp. Trong ®o ¶nh, ph­¬ng ph¸p nµy®­îc øng dông ®Ó ph¸t triÓn ph­¬ng ph¸p ®o ¶nh tù ®éng trong ph¹m vi gÇn. HiÖn nay ®· cã c¸c hÖ thèng ®o ¶nh tøc thêi nh­ MAPVISION cña PhÇn Lan, IRI-D256 cña Canada vµ RTP cña Thuþ Sü v. ..v. Sù kh¸c biÖt c¬ b¶n cña ph­¬ng ph¸p ®o ¶nh toan sè víi ph­¬ng ph¸p ®o ¶nh t­¬ng tù vµ ®o ¶nh gi¶i tÝch lµ qu¸ tr×nh sè ho¸ vµ sö lý c¸c th«ng tin bøc x¹ cña ¶nh. Tr­íc ®ã c¸c th«ng tin bøc x¹ cña ¶nh ®­îc sö lý mét c¸ch ®¬n gi¶n th«ng qua nhiÒu nguån chiÕu s¸ng vµ sö lý b»ng m¾t vµ n·o cña con ng­êi. Cïng víi sù ph¸t triÓn cña kü thuËt viÔn th¸m c¸c th«ng tin bøc x¹ cña ®èi t­îng chôp ¶nh ®· trë nªn hÕt søc quan träng trong c«ng t¸c ®o ¶nh. Cã thÓ nãi nÕu kh«ng sö dông th«ng tin bøc x¹ th× kh«ng thÓ thùc hiÖn tù ®éng ho¸ trong ®o ¶nh. Do t­ liÖu ®o ban ®Çu cña ph­¬ng ph¸p ®o ¶nh sè lµ c¸c ¶nh sè nªn c¸c thiÕt bÞ quang c¬ truyÒn thèng sö dông trong ph­¬ng ph¸p ®o ¶nh t­¬ng tù trë nªn kh«ng cÇn thiÕt n÷a, thay vµo ®ã lµ c¸c m¸y tÝnh hoÆc tr¹m ®o ¶nh vµ c¸c phÇn mÒm chuyªn dïng. HiÖn nay ph­¬ng ph¸p ®o ¶nh sè ®­îc øng dông cã hiÖu qu¶ trong viÖc thu thËp, qu¶n lý vµ sö dông c¸c th«ng tin ¶nh trong kü thuËt viÔn th¸m vµ hÖ thèng th«ng tin ®Þa lý (GIS). Cã thÓ nãi, ph­¬ng ph¸p ®o ¶nh sè lµ sù ph¸t triÓn hiÖn ®¹i vÒ c«ng nghÖ cña ph­¬ng ph¸p ®o ¶nh ®­îc sö dông cã hiÖu qu¶ cao trong c¸c lÜnh vùc sau ®©y: - Thµnh lËp b¶n ®å ®Þa h×nh c¸c lo¹i tû lÖ (tõ 1:500 ®Õn 1:50000) ®èi víi c¸c vïng ®Þa h×nh kh¸c nhau. - §o vÏ b¶n ®å ®Þa chÝnh c¬ së tõ tû lÖ 1:1000 vïng ®ång b»ng ®Õn 1:25000 vïng nói. - X©y dùng m« h×nh sè ®Þa h×nh (DTM) phôc vô cho môc ®Ých kh¸c nhau nh­: ®o vÏ vµ t¹o c¬ së d÷ liÖu ®Þa h×nh, s¶n xuÊt b¶n ®å trùc ¶nh, lËp c¸c b¶n ®å chuyªn ®Ò ®o tÝnh khèi l­îng v.v. Ch­¬ng II c«ng nghÖ thµnh lËp b¶n ®å ®Þa h×nh b»ng ph­¬ng ph¸p ®o ¶nh sè 2.1 Kh¸i niÖm vÒ ¶nh sè ¶nh sè ®­îc t¹o bëi m¶ng 2 chiÒu cña c¸c phÇn tö ¶nh cã cïng kÝch th­íc ®­îc gäi lµ pixel. Mçi pixel ®­îc x¸c ®Þnh bëi to¹ ®é hµng (m), cét (n) vµ gi¸ trÞ ®é x¸m (g) cña nã lµ g (m, n) biÕn ®æi theo to¹ ®é ®iÓm (x, y). To¹ ®é hµng vµ cét cña mçi pixel dÒu lµ c¸c sè nguyªn. Cßn gi¸ trÞ ®é x¸m cña pixel n»m trong thang ®é x¸m tõ 0 ®Õn 255 (thang ®é x¸m cã 256 bËc theo ®¬n vÞ th«ng tin lµ 8 bit). To¹ ®é sè ho¸ chØ lµ c¸c gi¸ trÞ rêi r¹c m, n vµ ®­îc biÓu thÞ :

(2.1) Trong ®ã :
= 0,1,...M
= 0,1,...N
,
lµ b­íc nh¶y sè ho¸. Khi lÊy
=
vµ
=
chØ ra c¸c gi¸ trÞ rêi r¹c ®­îc g¾n vµo c¸c gi¸ trÞ ®é x¸m g (m, n) t­¬ng øng cña c¸c pixel, lóc ®ã chóng ta nãi r»ng ¶nh d­îc lÊy mÉu (Sampling) vµ c¸c gi¸ trÞ ®é x¸m cña nã ®­îc l­îng tö ho¸. Nh­ vËy, ¶nh sè lµ tËp hîp c¸c ®iÓm ¶nh rêi r¹c víi vÞ trÝ m, n (hoÆc x, y) vµ gi¸ trÞ ®é x¸m t­¬ng øng víi tõng ®iÓm ¶nh. C¸c phÇn tö cña ma trËn ®é x¸m g (m, n) cã d¹ng:
(2.2) Trong ®ã, mçi pixel cã ®é x¸m g vµ cã vÞ trÝ tÝnh theo hµng m, cét n. §èi víi ¶nh vÖ tinh d¹ng sè th× mçi phÇn tö ¶nh cña pixel thÓ hiÖn mét khu vùc bÒ mÆt trªn tr¸i ®Êt. Gi¸ trÞ ®é x¸m cña pixel ®­îc tÝnh b»ng gi¸ trÞ trung b×nh cña ®é ph¶n x¹ phæ cña toµn bé khu vùc n»m trong ph¹m vi cña pixel. Ta cã thÓ thu ®­îc ¶nh sè nhê c¸c thiÕt bÞ sè ho¸ mµ cô thÓ lµ m¸y quÐt ¶nh. Qu¸ tr×nh sè ho¸ bao gåm 2 vÊn ®Ò quan träng ®ã lµ ®Þnh mÉu ¶nh vµ l­îng tö ho¸ h×nh ¶nh, hay cã thÓ nãi r»ng: Qu¸ tr×nh sè ho¸ = qu¸ tr×nh ®Þnh mÉu + qu¸ tr×nh l­îng tö ho¸ Qu¸ tr×nh ®Þnh mÉu ¶nh ®­îc sö dông ®Ó t¹o ra sù rêi r¹c ho¸ kh«ng gian h×nh häc liªn tôc cña ¶nh. Th«ng th­êng nã ®­îc thùc hiÖn nhê hÖ thèng quang häc víi kÝch th­íc nµo ®ã d· ®­îc chän chuyÓn ®éng däc theo ®­êng quÐt trªn tÊm ¶nh, còng t¹i thêi ®iÓm ®ã nã tiÕn hµnh ®o, ghi (thêi gian ®· d­îc ®Þnh tr­íc hoÆc ®é dµi cña b­íc nh¶y) ph¶n x¹ hoÆc bøc x¹ gi¸ trÞ ®é ®en cña tõng vïng víi ®èi t­îng t­¬ng øng. ViÖc ®Þnh mÉu ¶nh cho tõng vÞ trÝ cöa më cña hÖ thèng quang häc lµ gi¸ trÞ thich hîp cña toµn gi¸ trÞ ®é ®en trong kho¶ng cöa më (kÝch th­íc). Theo luËt ®Þnh mÉu, b­íc nh¶y ®Þnh mÉu lý t­ëng T tho¶ m·n ®iÒu kiÖn:
(2.3) Trong ®ã: fc lµ tÇn sè cao nhÊt cña phÐp biÕn ®æi FURIER cña viÖc ®Þnh mÉu ¶nh, tøc lµ tÇn sè c¾t. Qu¸ tr×nh l­îng tö ho¸ ®­îc sö dông ®Ó t¹o ra sù rêi r¹c kh«ng gian ®é ®en liªn tôc cña ¶nh. L­îng tö ho¸ cã thÓ thùc hiÖn b»ng 2 ph­¬ng ph¸p lµ tuyÕn tÝnh hoÆc kh«ng tuyÕn tÝnh. L­îng tö ho¸ cho ta c¸c gi¸ trÞ ®é x¸m t¹i vÞ trÝ ®­îc sè ho¸ thµ