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

Bản đồ địa hình là một loại tài liệu rất quan trọng. Nó là cơ sở để thành lập các loại bản đồ chuyên đề khác, vì nội dung của bản đồ địa hình phải đảm bảo độ chính xác, tính thống nhất và đầy đủ về nội dung đều phụ thuộc vào từng loại tỷ lệ bản đồ. Bản đồ địa hình có thể được thành lập bằng nhiều phương pháp như đo vẽ trực tiếp trên mặt đất, đo vẽ ảnh, biên vẽ từ tài liệu có sẵn. Các phương pháp trên đều có thể được thực hiện theo công nghệ truyền thống và hiện đại. Trong những năm gần đây khoa học công nghệ ngày càng phát triển, nó đã ảnh hưởng đến hầu hết đến các ngành khoa học trong dó có ngành khoa học đo ảnh. Sự phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật tính toán và công nghệ thông tin cộng với sự không ngừng hoàn thiện của lý thuyết đo ảnh trong những thập kỷ gần đây đã cho ra đời một phương pháp đo ảnh mới đó là phương pháp đo ảnh số. Phương pháp đo ảnh số là phương pháp xử lý các bài toán đo ảnh giải tích với sự trợ giúp của máy tính và các phần mềm chuyên dùng để tiến hành số hoá ảnh, đo ảnh, nhận biết hình ảnh và tính toán xử lý thay cho con người trong phần lớn các quá trình đo ảnh như: công tác tăng dày khống chế ảnh, xây dựng mô hình số địa hình, nắn ảnh số và đo vẽ địa hình. Trước đây việc xử lý các tấm ảnh tương tự với các máy toàn năng cồng kềnh, sản phẩm làm ra được lưu trữ rất khó khăn thì ngày nay việc xử lý các tấm ảnh số trên các trạm đo ảnh số chuyên dùng với mức độ tự động hoá cao, cho ra những sản phẩm đa dạng và khả năng cập nhật quản lý dễ dàng và cho hiệu quả kinh tế cao, đặc biệt nó còn phát huy được hiệu quả khi tổ chức thi công ở khu vực rộng lớn.

doc71 trang | Chia sẻ: vietpd | Lượt xem: 1111 | Lượt tải: 1download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ trung bình bằng công nghệ ảnh số, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
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
Tài liệu liên quan