Các giải pháp nâng cao hiệu quả công tác đoán đọc ảnh trong thành lập bản đồ bằng công nghệ ảnh số

Tuy nhiên với quy trình công nghệ thành lập bản đồ địa hìnhbằng công nghệ đo vẽ ảnh số hiện tại còn chưa tận dụng hết khảnăng ưu việt của ảnh số đặc biệt là khâu đoán đọc vãn làm theocôn

LỜI NÓI ĐẦU

Cùng với sự phát triển ngày càng mạnh mẽ của công nghệthông tin Công nghệ xử lí ảnh số đang được ứng dụng rộng rãitrong lĩnh vực hiện chỉnh, cập nhật và thành lập mới các loại bản đồđặc biệt là bản đồ địa hình Do có nhiều ưu việt như rút ngắn đượcthời gian thực hiện, nâng cao được năng suất lao động, tăng độchính xác của bản đồ cũng như lượng thông tin trên bản đồ, thuậntiện cho việc sử dụng, sửa chữa, cập nhật thông tin mới cũng nhưthông tin lưu trữ, bảo quản, bảo mật bản đồ

Các kết quả nghiên cứu lý thuyết cũng như việc phân tích cáccông trình thực nghiệm về đoán đọc ảnh cho phép đi đến kết luậnrằng các tư liệu ảnh hàng không có một vai trò quan trọng trong cáclĩnh vực nghiên cứu như : địa lí học, địa chất học, nghiên cứu vềmôi trường, các khí tượng học Khi phát triển các phương pháphàng không truyền thống có thể sử dụng những tư liệu này cho đoánđọc địa hình và chuyên đề

Trong bản đồ địa hình các tư liệu ảnh hàng không cho phépnghiên cứu các vấn đề tối ưu bề mặt trái đất trên bản đồ địa hình,giải quyết các bài toán trắc địa

Tuy nhiên với quy trình công nghệ thành lập bản đồ địa hìnhbằng công nghệ đo vẽ ảnh số hiện tại còn chưa tận dụng hết khảnăng ưu việt của ảnh số đặc biệt là khâu đoán đọc vãn làm theocông nghệ truyền thống là vẽ thủ công trên ảnh phóng to, rồi điều vẽngoại nghiệp, số tác nghiệp viên có thể đoán đọc tốt, vẽ trên ảnh

theo đúng kí hiệu và lực nét là ít Gây ra rất tốn thời gian, công sức

và đem lại hiệu quả kinh tế không cao, độ chính xác chi tiết hạn chế

Với xu thế phát triển rất nhanh của công nghệ xử lí ảnh số có

độ phân giải cao Thấy rõ tính cấp thiết của việc ứng dụng côngnghệ xử lí ảnh số vào trong đoán đọc phục vụ cho công tác thànhlập bản đồ địa hình tôi đã đi sâu nghiên cứu khả năng đoán đọc củaảnh số với độ phân giải cao Căn cứ vào điều kiện, cơ sở của bộmôn trắc địa ảnh cùng với sự hướng dẫn tận tình của T.S Trần ĐìnhTrí tôi đã thực hiện đồ án tôt nghiệp này với đề tài :

“Các giải pháp nâng cao hiệu quả công tác đoán đọc ảnh trong thành lập bản đồ bằng công nghệ ảnh số”.

Nội dung của bản đồ án được trình bày cụ thể và chi tiết trong

ba chương như sau:

Lời nói đầu

Chương 1 : Đo vẽ thành lập bản đồ địa hình bằng công nghệ

Kết luận và kiến nghị

Hoàn thành bản đồ án này ngoài những kiến thức đã đượctrang bị trong thời gian học tập của bản thân, còn có sự giúp đỡ củacác thầy cô trong bộ môn Trắc địa Ảnh, cùng các ban bè đồng

nghiệp Đặc biệt là sư hướng dẫn đầy tận tình của thầy giáo, Tiến sĩTrần Đình Trí trong suốt quá trình làm đồ án Nhân đây em xin bày

tỏ lòng biết ơn chân thành nhất

Mặc dù đã có nhiều cố găng tìm tòi học hỏi nhưng với trình độ

và kinh nghiệm còn hạn chế nên đồ án của em không tránh khỏinhững thiếu sót Chính vì vậy em rất mong nhận được sự chỉ bảocủa các thầy, cô giáo trong Bộ môn, và đóng góp ý kiến của các bạnđồng nghiệp để bản đồ án của em được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 6 năm2008

Sinh viên thực hiện Phan Thị Thúy

hình phải trải qua nhiều công đoạn với yêu cầu chặt chẽ về lí luận

và thao tác Do vậy để đánh giá hết khả năng, hạn chế và xu hướngphát triển của công nghệ số thành lập bản đồ số, ta có quy trìnhthành lập bản đồ bao gồn các công đoạn như sau:

Khảo sát thiết kế, lập luận

chứng kinh tế

Chụp ảnh hàng không

Đo khống chế ảnh ngoại

nghiệp

Điều vẽ ảnh ngoại nghiệp

Tăng dày nội nghiệp

Quét ảnh hàng không

1.2.CÔNG TÁC KHẢO SÁT VÀ LẬP LUẬN CHỨNG

KINH TẾ KĨ THUẬT

Thu tập các số liệu trắc địa, bản đồ, khảo sát tình hình địa líkinh tế, nắm bắt yêu cầu nhiệm vụ và khả năng kĩ thuật Lập luậnchứng kinh tế kĩ thuật đưa ra các phương án thực hiện, lịch tiếnhành nhằm đảm bảo yêu cầu kĩ thuật tính kinh tế và khả năng thựcthi

-Tình hình và đặc điểm khu đo

Để nắm tình hình địa lí, kinh tế của khu đo cần tiến hành công táckhảo sát điều tra tại khu đo vẽ, liên hệ với chính quyền các cấp ở địaphương để thu thập về tình hình kinh tế, xã hội như: đời sống,ngành nghề của người dân trên khu đo, tình hình an ninh trật tự và ýthức của người dân trong khu cực, trình độ văn hóa và mức độ hiểubiết của người dân trong khu đo, những hoạt động văn hóa xã hộinhư tôn giáo, phong tục tập quán, dân tộc…Khảo sát thực địa đểnắm được mức độ phức tạp của địa hình khu đo, hệ thống giaothông sự phân bố hệ thống này và từ đó đánh giá mức độ thuận tiệncủa nó Hệ thống thủy văn và mức độ chia cắt và và sự phân bố của

hệ thống này và từ đó đánh giá sự phân bố của hệ thống, sự ảnhhưởng của hệ thống này trong việc đi lại làm việc trong khu đo, cácchế độ thủy triều, chế độ thời tiết của khu vực, và sự phân bố dân

cư, tình hình kiến thiết cơ sở hạ tầng trên khu đo Tình trạng thựcphủ, với những khu vực rừng thì cần điều tra về loại rừng, loại cây,chiều cao cây, mức độ che phủ của nó Ngoài ra cần khảo sat nhữngloại cây trồng chủ yếu trong nông nghiệp, tình hình thực phủ trong

dân cư…

- Các tư liệu cần thiết:

Để làm tốt công tác này chúng ta cần xem xét các tài liệu, tư liệutrắc địa và bản đồ đã được tiến hành trước đó trên khu đo như: Hệthống mạng lưới trắc địa hiện có trên khu đo và gần khu đo trong đó

có các số liệu tọa độ, số liệu độ cao, sơ họa các mốc đó Các loại tưliệu bản đồ hiện có như bản đồ địa hình các tỉ lệ, tư liệu bản đồ địachính, bản đồ địa giới hành chính…

- Xác minh thực địa:

Xác minh tại thực địa hiện trạng các điểm tọa độ và độ caonhà nước các cấp, khẳng đinh mức độ tin cậy của các tư liệu thamkhảo đã thu thập được

- Lập luận chứng kinh tế kĩ thuật.

Sau khi có đầy đủ điều kiện cần thiết thì ta tiến hành lập luậnchứng kinh té kĩ thuật, đưa ra các phương án thực hiện, lịch tiếnhành nhằm đảm bảo yêu cầu kĩ thuật tính kinh tế và khả năng thựcthi

I.3 CHỤP ẢNH HÀNG KHÔNG:

Đây là công đoạn đầu tiên trong phương pháp thành lập bản đồ bằngảnh hàng không Nó có ý nghĩa rất quan trọng tới độ chính xác củabản đồ cần thành lập và hiệu quả kinh tế mà nó mang lại.Với khuvục đo vẽ bản đồ mà chưa có ảnh chụp hoăc ảnh chụp đã cũ và trênthực địa có nhiều thay đổi thì phải tiến hành bay chụp mới Cáctham số hình hoc chụp ảnh được chọn phụ thuộc vào nhiệm vụ của

công tác chụp ảnh, phương pháp đo vẽ ảnh sẽ sử dụng, cũng nhưphụ thuộc vao điều kiện địa lí tự nhiên của khu vực đo vẽ.

Ta có các tham số hình học chụp ảnh như sau:

Tỷ lệ chụp ảnh: Thông thường tỷ lệ chụp ảnh phụ thuộc trước

và phụ thuộc vào tỷ lệ bản đồ cần thành lập Tỷ lệ ảnh thường nhỏhơn tỷ lệ bản đồ cần thành lập khoảng từ 3 ÷ 5 lần

Độ cao bay chụp: Để đảm bảo độ chính xác bản đồ cần thành

lập bằng phương pháp đo ảnh lập thể, thì độ cao bay chụp khôngvượt quá giá trị độ cao được xác định theo công thức sau:

h p

 Δpp :là sai số trung bình do độ chênh thị sai ngang

Ngày nay với kỹ thuật tiên tiến của công nghệ GPS trong dẫn đườngbay chụp (đạo hàng), đặc biệt là kĩ thuật định vị GPS động cho phép

ta xác định tọa độ tâm chụp ngay trong lúc chụp ảnh đã tạo điềukiện nâng cao chất lượng kĩ thuật bay chụp Cùng với chất lượngcủa hệ thống quang học, hóa ảnh của máy chụp và phim chụp đượcnâng cao Cho ra những tấm ảnh chất lượng cao, phát huy độ chínhxác cho các công đoạn xử lí sau này, giảm nhẹ công sức cho conngười, nâng cao chất lượng sản phẩm

1.4 ĐO NỐI KHỐNG CHẾ ẢNH NGOẠI NGHIỆP

Đo nối khống chế ảnh là toàn bộ công tác bố trí điểm, đo đạc vàđánh d â ấu vị trí điểm trên ảnh đo Tất cả các điểm khống chế ảnh

dù được xác định bằng phương pháp gi cũng đều thỏa mãn các yêucầu sau

1.4.1 Yêu cầu về số lượng và phương án bố trí điểm:

Điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp là cơ sở trực tiếp xác địnhtọa độ và độ cao của các điểm tăng dày phục vụ cho công tác địnhhướng mô hình Nó thỏa mãn một số yêu cầu sau:

- Độ chính xác phải cao hơn độ chính xác điểm tăng dày ít nhấtmột cấp

- Số lượng và vị trí điểm bố trí linh hoạt theo yêu cầu độ chínhxác điểm tăng dày và phương pháp tăng dày

Căn cứ vào yêu cầu độ chính xác và vị trí của điểm khống chếảnh ta thấy rằng các điểm khống chế ảnh được chọn là những địavật tự nhiên rõ nét, có trên ảnh và có ngoài thực địa, nên bố trí lànhững diểm giao nhau của những địa vật hình tuyến như chỗ giaonhau của ngã ba đường, ngã ba ruộng, và đặc biệt là cần bố trí ởnhững chỗ bằng phẳng, không phải là điểm độ cao như mặt ruộng,yên ngựa… không nên bố trí điểm khống chế ở những nơi có độ caothay đổi đột ngột như các đỉnh núi hoặc như nóc nhà …

1.4.2 Công tác đo nối khống chế ảnh ngoại nghiệp

Đo nối được tiến hành nhằm xác định tọa độ của các điểmkhống chế ảnh ngoại nghiệp phục vụ cho tăng dày tam giác ảnhkhông gian hoặc khống chế cho từng mô hình đơn Các điểm nàyđóng vai trò định hướng lưới tam giác ảnh không gian Các điểm

này đóng vai trò định hướng lưới tam giác ảnh không gian Cácđiểm đo nối bao gồm: điểm đo nối mặt phẳng là những điểm chỉ cầnxác định tọa độ mặt phẳng X,Y; điểm đo nối độ cao là những điểmcần xác đinh độ cao Z và điểm đo nối tổng hợp là những điểm cầnxác định cả tọa độ mặt phẳng và độ cao X,Y,Z.

Có 3 phương pháp để xác định tọa độ, độ cao của điểm khốngchế ảnh là : phương pháp lưới tam giác, phương pháp xây dựng lướiđường chuyền và phương pháp sử dụng công nghệ GPS

1 Đo nối khống chế ảnh bằng lưới tam giác nhỏ

Với phương pháp này có thể sử dụng nhiều dạng lưới khácnhau như: Chuỗi tam giác đơn, đa giác trung tâm, tứ giác trắc địa,giao hội hướng và cạnh Dựa trên các điểm hạng cao của nhà nước

để thành lập lưới đo góc, đo cạnh, sau đó tiến hành đo các góc hoặccạnh gốc và phép giải tam giác Tùy thuộc vào tình hình thực tế củakhu đo cũng như yêu cầu kĩ thuật cụ thể của công trình mà bố trí đồhình cho phù hợp

2 Đo nối khống chế ảnh bằng lưới đường chuyền

Với loại lưới này thì ngày nay người ta thường sử dung cácloại máy móc kĩ thuật hiện đại như : máy đo dài, máy toàn đạc điện

tử với khả năng đo cạnh với độ chính xác rất cao và tốc độ đonhanh, những yêu cầu về vị trí để bố trí điểm ngoài thực địa đơngiản hơn vì thông thường mỗi điểm đo chỉ thông với 2 hướng, đonối khống chế ảnh bằng lưới đường chuyền kinh vĩ cũng rất thuậntiện và ít tốn kém Vì vậy hiện nay đây là phương pháp được ứngdụng rộng rãi và mang lại hiệu quả công việc cao

3 Phương pháp định vị vệ tinh GPS.

Cùng với sự phát triển của kỹ thuật định vị vệ tinh GPS, côngtác đo nối điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp cũng phát triển với việcứng dụng kỹ thuật GPS trong việc xác định tọa độ các điểm GPS làmột hệ thống dẫn đường và định vị có độ chính xác rất cao cùng hệthống vệ tinh , máy thu, các phần mềm xử lý số liệu hoàn hảo ngàycàng được hoàn thiện không nghững thuận tiện trong công tác dẫnđường bay chụp mà còn rất thuận tiện cho việc xác định tọa độ cácđiểm, với những yêu cầu vể vị trí điểm ngoài thực địa rất đơn giản

và tốc độ đo nhanh chóng, đảm bảo độ chính xác cao cho tất cả cácđiểm khống chế ở mọi tỷ lệ bản đổ cần thành lập Có hai phươngpháp định vị vệ tinh GPS đó là phương pháp định vị tuyệt đối vàphương pháp định vị tương đối:

- Phương pháp định vị tuyệt đối: Là phương pháp sử dụngmáy thu GPS để xác định ra tọa độ WGS-84 Trong đó có thể thànhphần tọa độ vuông góc không gian ( X,Y,H ) hoặc các thành phầntọa độ trắc địa ( B,L,H ) trong hệ thống tọa độ WGS-84 là hệ thốngtọa độ cơ sở của hệ thống GPS

Việc đo GPS tuyệt đối được thực hiện trên cơ sở sử dụng đại lượng

đo là khoảng cách giữa vệ tinh đến máy thu theo nguyên tắc giaohội không gian từ các điểm đã biết tọa độ là vệ tinh

- Phương pháp định vị tương đối : Đây là phương pháp sửdụng hai máy thu GPS đặt ở hai điểm quan sát khác nhau để xácđịnh hiệu tọa độ giữa hai điểm xét, người ta đã tọa ra và sử dụngnhững sai phân khác nhau cho pha sóng tải làm giảm ảnh hưởng của

các nguồn sai số Hiện nay công nghệ GPS là công nghệ hiện đạinhất và được sử dụng rộng rãi trong trắc địa.

4 Xác định độ cao cho các điểm khống chế ảnh.

Có 3 phương pháp được sử dụng để xác định độ cao cho cácđiểm khống chế ảnh đó là phương pháp thủy chuẩn hình học, đo caolương giác và phương pháp đo cao bằng GPS

- Thủy chuẩn hình học là phương pháp cổ truyền , đo cao dựatrên nguyên lý tia ngắm nằm ngang của máy thủy chuẩn để xác địnhchênh cao giữa các điểm đo, đây là phương pháp cho độ chính xáccao đảm bảo việc xác định độ cao của các điểm khống chế ảnhnhưng có một hạn chế của phương pháp này là thời gian đo lâu tốnnhiều công sức và nó thường sử dụng cho những nơi địa hình cómức độ khó khăn nhỏ kết hợp vơi những phương pháp khác để xácđịnh độ cao cho các điểm khống chế ảnh

- Đo cao lượng giác thường được sử dụng kết hượp cùng vớiviệc đo nối khống chế mặt phẳng, khi đo khống chế mặt phẳngngười ta đo luôn góc đứng, chiều cao máy, chiều cao tiêu sau đókhoảng cách giữa để tính ra chênh cao của chúng

Với sự phát triển của kĩ thuật đo đac thì hiện nay có các máy

đo với độ chính xác đo góc và cạnh cao như máy đo dài, máy toànđạc điện tử nên việc đo cao lượng giác bằng những phương tiệnnày để xác định độ cao cho những điểm khống chế ảnh là rất hiệuquả, nhất là với những điểm khống chế ảnh tổng hợp nằm trênnhững vị trí có địa hình hiểm trở nhiều khó khăn

- Sử dụng công nghệ GPS: Việc xác định tọa độ bằng công

nghệ GPS thường được sử dụng đồng thời với việc xác định tọa độmặt phẳng cho các điểm khống chế ảnh Đây là một phương pháphiện đại nhất hiện nay cho kết quả nhanh và cho hiệu quả công việcrất cao.

1.5 CÔNG TÁC ĐOÁN ĐỌC VÀ ĐIỀU VẼ ẢNH.

Công tác đoán đọc và điều vẽ ảnh nhằm xác định định tính vàđịnh lượng của các yếu tố địa vật dựa theo hình ảnh của chúng đượcchụp trên ảnh Tùy theo yêu cầu của từng loại bản đồ mà xác địnhnội dung và khối lượng của công tác đoán đọc và điều vẽ Người tathường sử dụng các phương pháp đoán đọc điều vẽ sau:

1.5.1 Điều vẽ ngoại nghiệp.

Điều vẽ ngoại nghiệp được áp dụng khi thành lập bản đồ tỉ lệlớn, các vùng có nhiều địa vật thay đổi, các vùng dân cư cần thuthập nhiều số liệu chi tiết mà không thể hoặc khó có thể xác địnhtrên mô hình lập thể Phụ thuộc vào quy trình công nghệ đo vẽ hoặcđặc điểm địa lý của khu đo và mức độ nghiên cứu của nó Phụ thuộcvào tài liệu bay chụp mới hay cũ và các tài liệu đã có trên khu đo

mà chọn phương pháp điều vẽ cho phù hợp

Hiện nay, khi thành lập bản đồ tỉ lệ lớn bằng công nghệ số thìtốt nhất là điều vẽ trên ảnh đã được nắn đúng bằng bản đồ cần thànhlập Công tác điều vẽ có thể thực hiện bằng hai cách sau:

Điều vẽ ngoài trời dày đặc: thương áp dụng khi đo vẽ lập thể

mà khu đo có nhiều công trình xây dựng và khi đo vẽ phối hợp đểthành lập bản đồ tỷ lệ lớn

Điều vẽ ngoài trời theo tuyến: thường áp dụng cho những khu

dân cư, khu vực tương đối phức tạp cho việc đoán đọc trong phòng,khu vực chưa nghiên cứu đầy đủ và có ít tài liệu.

1.5.2 Đoán đọc trong phòng.

Cơ sở của đoán đọc trong phòng là sử dụng các chuẩn đoánđọc trực tiếp và chuẩn đoán đọc gián tiếp để giải đoán các yếu tố địavật Hình dáng, kích thước, nền ảnh, bóng địa vật là các chuẩn đoánđọc điều vẽ trực tiếp, còn các quy luật phân bố và quan hệ tương hỗcủa các địa vật được phát hiện từ trước là các chuẩn đoán đọc điều

vẽ gián tiếp Các chuẩn đoán đọc điều vẽ trực tiếp và gián tiếp củacác địa vật cần thể hiện lên bản đồ của khu đo, phải được phát hiệntrên cơ sở nghiên cứu tỷ mỉ ảnh mẫu, cũng như trên cơ sở so sánhảnh hàng không với tư liệu bản đồ thu thập được Khi đoán đọc điều

vẽ trong phòng trước hết phải sử dụng kết hợp các chuẩn đoán đọctrực tiếp và các chuẩn đoán đọc điều vẽ gián tiếp

1.5.3 Đoán đọc và điều vẽ theo phương pháp kết hợp.

Đây là phương pháp kết hợp giữa đoán đọc điều vẽ ngoài trời

và đoán đọc trong phòng Phương pháp này phù hợp cho việc thànhlập nhiều loại bản đồ ngoại trừ bản đồ địa chính Thông thườngngười ta đoán thường đoán đọc trong phòng trước rồi mới điều vẽngoài trời theo tuyến đã thiết kế Đây cũng là phương pháp hiện nayđược sử dụng phổ biến

1.6 CÔNG TÁC TĂNG DÀY KHỐNG CHẾ ẢNH NỘI NGHIỆP

1.6.1 Xây dụng project

Tạo dựng project là tập hợp và sắp xếp các file dữ liệu cần

thiết cho một khu đo trên trạm đo vẽ ảnh số Tên thư mục thườngđược lấy từ tên của khu đo vẽ Trong đó chứa các file dữ liệu như

file camera chứa các thông tin của máy ảnh hay file control chứa

tọa độ và độ chính xác của điểm khống chế ngoại nghiệp Ngoài ratrong thư mục còn có các file kết quả Lúc đầu các file kết quả nàycòn là các file trống chỉ đến khi một số công đoạn được thực hiệnxong thì các file này mới hoàn chỉnh

Sauk hi tạo xong project thì hệ thống quy chiếu, hệ tọa độ, độcao, lưới chiếu của khu đo mới được thành lập Và một điều cần chú

ý là các thông số kĩ thuật, kiểm định, hệ tọa độ, đơn vị đo, thông sốcác tuyến bay, tọa độ, độ chính xác của các điểm khống chế và cácngưỡng giới hạn cho sự hội tụ của các bài toán bình sai

1.6.2 Tăng dày khống chế ảnh.

Đây là khâu quan trọng trong toàn bộ quy trình công nghệ đo

vẽ ảnh số Từ các điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp đã có trên ảnhkết hợp với việc chọn điểm, chích điểm, chuyển điểm tọa độ ảnh vàbình sai khối tam giác ảnh không gian Xác định tọa độ và độ caocác điểm tăng dày, đảm bảo mỗi mô hình có ít nhất 3 điểm khốngchế đạt độ chính xác phục vụ cho công tác định hướng tuyệt đối Sai

số vị trí mặt phẳng của các điểm khống chế tăng dày ít nhất phải đạtđược là 0.1mm Mbd , còn sai sô về độ cao phải bé hơn hoặc bằng1/5 khoảng cao đều ( không kể vùng bằng phẳng hay vùng núi cao).Nhiệm vụ là xác định tọa độ điểm khống chế đo vẽ được chọn vàđánh dấu ở những vị trí thích hợp trên các ảnh đo nhằm làm cơ sở

để liên kết các đối tượng đo vẽ trong phòng với thực địa

1.6.3 Định hướng trong.

Đây là công tác đầu tiên được thực hiện trên một tấm ảnh Quátrình định hướng trong thiết lập một mối quan hệ tọa độ ảnh thôngqua tọa độ kiểm định của các mấu khung camera với đơn vị mm và

hệ tọa độ ảnh quét thông qua tọa độ đo được của hình ảnh các mấukhung camera trên ảnh quet tương ứng hiển thị theo hàng cột pixel

Như vậy bản chất của định hướng trong của ảnh số là chuyển

hệ tọa độ không gian hai chiều từ hệ tọa độ của ảnh quét sang hệ tọa

độ mặt phẳng ảnh Nếu như ảnh được quét từ phim thì mối quan hệnày vẫn được thiết lập cho từng tấm ảnh một Bài toán chuyển đổi

hệ tọa độ có thể được thực hiện thông qua việc đo tọa độ pixel củacác mấu khung

Các mấu khung có tọa độ trong cả hai hệ và bài toán chuyểnđổi được thực hiện thông qua việc thực hiện đo tọa độ pixel của cácmấu khung kết hợp với tọa độ kiểm định của chúng Mô hìnhthường được sử dụng là chuyển đổi affine ( bậc 1 với 6 tham số )

x = a0 + a1xp +a2yp

y = b0 + b0xp+b2yp

Trong đó :

a ,bi - là tham só tính chuyển (i=1,2)

xp ,yp -là tạo độ pixel của ảnh sô

hàng không đều theo chiều ngang và chiều dọc Góc giữa các trụctọa độ có thể không vuông góc, hai trục tọa độ có thể lệch nhautrong khoảng 50 m ( góc lệch affine ), độ co giãn có thể đạt tới 90

 m trên tấm ảnh 23x 23cm dẫn tới sai số tọa độ điểm ảnh vàokhoảng 20÷30 m Do vậy phải nên dùng mô hình affine để khửcác sai số này

Giá trị sai số trung phương trọng số đơn vị của định hướngtrong cần phải đạt là nhỏ hơn 0.3 kích thước pixel

Hiện nay trên các trạm đo ảnh số khả năng định hướng trong

là khá tốt vấn đề kĩ thuật là nhận dạng mẫu khung tự động Phầnmềm định hướng phải tìm được tâm của mấu khung và mô hìnhthường được sử dụng là affine

1.6.4 Định hướng tương đối

Là quá trình xác định mối liên hệ giữa tấm ảnh trái và tấm ảnhphải của một cặp ảnh lập thể Nó xác định được vị trí của các gócxoay của tấm ảnh này so với tấm ảnh của một cặp ảnh lập thể thôngqua việc đo các điểm định hướng mô hình lập thể

Quá trình này được thực hiện bằng cách đo tại các điểm có vịtrí phân bố chuẩn trên từng mô hình nhằm khử thị sai dọc tại cácđiểm trên vị trí chuẩn Công tác định hướng tương đối cặp ảnh lậpthể được thực hiện bằng cách đo đạc lần lượt tại các điểm trên cặpảnh lập thể

Để xây dựng mô hình lập thể, tối thiểu phải đo tọa độ ảnh bacặp điểm định hướng ( là các điểm địa vật có hình ảnh rõ nét, kíchthước nhỏ và nằm trong phạm vi vị trí chuẩn theo lý thuyết ) đối với

một cặp ảnh lập thể.

Đối với việc thành lập bản đồ tỷ lệ lớn nói chung và nhất làđối với các khu vực địa hình phức tạp nên chọn và đo thêm cácđiểm định hướng, tốt nhất là đo 5 cặp điểm định hướng chuẩn đốivới cặp ảnh lập thể

Các giá trị thị sai còn tồn tại đối với tất cả các điểm trong môhình và giá trị sai số trung phương trọng số đơn vị của khâu địnhhướng tương đối từng cặp ảnh lập thể (  0 ) yêu cầu phải nhỏ hơn0.3 kích thước pixel

1.6.5 Liên kết các giải bay

Khi định hướng tương đối được hoàn thành thì các mô hìnhlập thể trong các tuyến bay hình thành Như vậy phải liên kết cáctuyến bay thành một khối ảnh bằng việc đo các điểm nối trên mỗi

mô hình đó nhằm tính chuyển tọa độ không gian đo ảnh của các môhình trong cả khối về một hệ tọa độ đồng nhất Hệ tọa độ khônggian đo ảnh ( khi bình sai tương đối ) hoặc hệ tọa độ trắc địa ( khibình sai tuyệt đối )

Để liên kết các giải bay cần có số lượng tối thiểu là ba điểmnối đối với từng cặp giải bay kế tiếp nhau Các điểm nối cần phảinằm trong độ phủ và nằm cách mép ảnh tối thiểu là 1÷ 1,5 cm

Để làm tăng độ tin cậy của việc liên kết giải bay, nên chọn và đo cácđiểm nối với số lượng lớn hơn 3 điểm ( tối thiểu cũng phải là 4 điểmnối giữa hai giải bay kế tiếp nhau)

Sau khi đo đủ các điểm nối cho tất cả các giải bay yêu cầu phải:

- Tiến hành bình sai tương đối từng nhóm của giải bay và cho

+ Định hướng tương đối từng cặp ảnh lập thể

+ Bình sai khái lược từng giải bay

+ Bình sai khái lược cả khối ảnh

Đều nằm trong giới hạn nhỏ hơn 0.3 kích thước pixel

1.6.6 Định hướng tuyệt đối

Định hướng tuyệt đối là bước cuối cùng đối với một mô hình.Nếu trong mỗi mô hình lập thể có đủ số lượng điểm có tọa độ trong

hệ tọa độ trong hệ tọa độ mặt đất Tối thiểu là phải có hai điểmkhống chế tổng hợp ( X,Y,H ) và một số điểm khống chế độ cao ( H) thì hoàn thành bước định hướng tuyệt đối chương trình sẽ tínhchuyển tọa độ mô hình sang tọa độ mặt đất tương ứng

Đối với quá trình tăng dày khống chế cho một tuyến hay mộtkhối ảnh thì quá trình định hướng tuyệt đối chỉ là đo các điểmkhống chế ngoại nghiệp trên tất cả các mô hình lập thể mà các điểmnày xuất hiện Sau đó mới có thể thực hiện việc bình sai tính chuyển

từ hệ tọa độ không gian đo ảnh sang hệ tọa độ mặt đất cho cả khối.Trong quá trình đo các điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp có trong

khối ảnh phải đảm bảo không làm phá vỡ kết quả độ chính xác đạtđược của các khâu như: Định hường tương đối từng mô hình lập thể

và bình sai tương đối từng dải bay và toàn khối ảnh Vì vậy khi tiếnhành đo các điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp cần chú ý:

- Dựa trên sơ đồ thiết kế lưới khống chế ngoại nghiệp, ghi chúđiểm và các vị trí châm trích điểm trên ảnh

- Trước hết phải dung tiêu đo đơn để đo điểm trên từng tấmảnh, sau đó phải kiểm tra lại bằng cách quan sát lập thể và đo chínhthức từng mô hình lập thể

- Giá trị sai số tồn tại các điểm khống chế cũng phải tuân theogiá trị giới hạn yêu cầu như đối với các điểm định hướng

1.6.7 Bình sai khối tam giác ảnh không gian :

Phương pháp xây dựng và bình sai lưới tam giác ảnh khônggian trong phạm vi lớn gồm nhiều dải bay và nhiều mô hình đượcgọi là phương pháp bình sai khối tam giác ảnh không gian Căn cứvào phương thức sử dụng đơn vị hình học cơ bản để xây dựng lướitam giác ảnh không gian mà hình thành các phương pháp chủ yếusau:

- Phương pháp bình sai khối tam giác ảnh không gian khốitheo mô hình : Phương pháp này lấy mô hình lập thể lầm đon vịhình học cơ bản để xây dựng lưới Cơ sở toán học của phương pháp

là bài toán chuyển đổi từ hệ tọa độ mô hình về hệ tọa độ chung củalưới và việc định hướng tuyệt đối lưới dựa trên cơ sở các điểmkhống chế ngoại nghiệp

- Phương pháp bình sai khối tam giác ảnh không gian theo

chùm tia : Phương pháp này lấy chùm tia của ảnh đơn làm đơn vịhình học cơ bản để xây dựng lưới, cơ sở toán học là quá trình địnhhướng và liên kết chùm tia ( tức là xác định các nguyên tố địnhhướng ngoài của chùm tia ).

- Phương pháp bình sai khối lưới tam giác ảnh không gian tựhiệu chỉnh : Tiến hành dựa vào phương trình số hiệu chỉnh một sốcác tham số bổ trợ nhằm hiệu chỉnh ảnh hưởng của một số loại sai

số hệ thống nếu không thì chính bản than nó sẽ làm giảm độ chínhxác của phương pháp

- Phương pháp bình sai hỗn hợp lưới tam giác ảnh khônggian : Phương pháp này ra đời do sự phát triển của công nghệ nhằm

bổ trợ cho hai phương pháp trên Phương pháp này kết hợp tọa độảnh với các trị đo hỗn hợp khác như trị đo góc, trị đo cạnh, trị đophương vị, đặc biệt là tọa độ tâm chụp được xác định bằng kĩ thuậtđịnh vị GPS sử dụng vào việc xây dựng và bình sai lưới tam giácảnh không gian

Trong thực tế bình sai khối tam giác ảnh không gian thường sửdụng các chương trình đã lập sẵn như: Photo-T, PATB-GPS và cácchương trình có tính năng tương đương Khi bình sai tuyệt đối cần

sử dụng một số điểm khống chế ngoại nghiệp làm điểm kiểm tra.Sau khi bình sai tiến hành so sánh số chênh giữa giá trị tính được vàgiá trị tọa độ gốc của các điểm kiểm tra đó Các giá trị chênh tọa độnày phải nằm trong giới hạn cho phép của quy phạm Trong quátrình bình sai nếu phát hiện các điểm khống chế có sai số vị trí mặtbằng và độ cao lớn thì phải được kiểm tra đo lại hoặc bổ sung

1.7 CÔNG TÁC ĐO VẼ CÁC YẾU TỐ NỘI DUNG BẢN

ĐỒ ĐỊA HÌNH

1.7.1 xây dụng mô hình lập thể

Mô hình lập thể được xây dựng từ cặp ảnh lập thể, sau quátrình tăng dày khống chế ảnh, trong bộ nhớ của máy tính có các giátrị nguyên tố định hướng tuyệt đối trong phạm vi của mô hình đơn

Việc xây dựng mô hình lập thể trên trạm ảnh số phục vụ côngtác đo vẽ có hai trường hợp :

- Trường họp sử dụng phần mềm ISDM để tăng dày khốngchế ảnh ngay trên trạm ảnh số thì kết quả là các yếu tố định hướng

có thể sử dụng vào quá trình tạo mô hình lập thể để tiến hành côngtác đo vẽ

- Trường hợp tăng dày trên máy đo vẽ giải tích thông thường,kết quả thu được là toàn bộ tọa độ trắc địa của các điểm khống chếtrên khu vực tăng dày, với vị trí điểm được đánh dấu trên phim Sửdụng các kết quả trên để xây dựng mô hình lập thể đo vẽ trên trạmảnh số tuàn tự theo các bước sau :

+ Định hướng trong ( IO ) thành lập hệ tọa độ ảnh

+ Định hường tương đối ( RO ) xác định vị trí tương đối ảnhnày so với ảnh khác

+ Định hướng tuyệt đối ( AO ) được sử dụng để đưa mô hình

về tọa độ thực địa, thiết lập sự tương quan giữa tọa độ mô hình vàtọa độ thực địa

1.7.2 Lập mô hình số địa hình và nội suy đường bình độ:

Các điểm đặc trưng của địa hình như đường phân thủy, hợpthủy, biển, ao, hồ đỉnh núi yên ngựa, các vị trí thay đổi đột biến củađịa hình như sườn dốc, vách sụt, đe điều … được đo độ cao trựctiếp, các đường khoanh vùng cho các khu vực mây che, bóng núi,vùng rừng cây quá cao khó xác định mặt đất.

Từ các yếu tố mô tả địa hình trên, tiến hành lập mô hình số độcao địa hình bằng các phần mềm chuyen dụng như MGE-MAT…

- Mô hình số độ cao có nhiều cách biểu diễn nhưng trong đóchủ yếu là hai dạng ô vuông hay GRID được xây dựng bởi một tậphợp các điểm bố trí dưới dạng hình vuông hay hình chữ nhật vàđược phân bố đều trên bề mặt mô hình, mỗi điểm là một địa diệncho một mắt lưới Số lượng điểm tăng càng dày thì sự phản ánh bềmặt địa hình càng chi tiết và chính xác

- Mô hình lưới tam giác không chuẩn là sự liên kết các điểm,các đặc trưng theo một quy cách nhất định tạo thành nhiều tam giáckhông trùng nhau, trùm phủ bề mặt địa hình

Nội suy đường bình độ : Trên cơ sở mô hình số độ cao ta cóthể tiến hành nội suy đường bình độ với các khoảng cao đều chotrước

1.7.3 Tạo bình đồ ảnh:

- Việc tạo bình đồ ảnh qua các bước sau :

+ Nắn ảnh tực giao: sau khi có mô hình số độ cao ta tiến hànhnắn ảnh trực giao, ảnh được nắn phải đảm bảo chất lượng hình ảnh

và độ chính xác về vị trí mặt bằng như quy định của quy phạm

+ Kiểm tra vị trí của điểm khống chế tăng dày sau đó kiểm tra

tiếp bien ảnh nắn Để kiểm tra vị trí các điểm khống chế tăng dày ta

sử dụng phần mềm IASC hoặc MGE/Base Images Để kiểm tra tiếpbiên các tờ ảnh nắn ta cũng sử dụng các phần mềm nói trên, sau đóchọn các đối tượng rõ nét trong toàn bộ độ phủ giữa các tấm ảnhnắn để xác định sai số tiếp biên giữa chúng và đối chiếu với hạn saicủa quy phạm Tiếp theo ta cắt ghép theo mảnh bản đồ

1.7.4 Số hóa nội dung bản đồ và biên tập.

1.7.4.1 Số hóa nội dung bản đồ

Các yếu tố nội dung bản đồ được biểu thị trên bản đồ địa hìnhtheo một mức độ như nhau và được biểu thị trên 7 file nội dung theoquy định của cục Đo đạc và Bản đồ

1 File cơ sở :

- Xác định lưới chiếu, kinh tuyến trung ương, hệ tọa độ

- Tọ độ và độ cao nhà nước, điểm thiên văn

- Khung và trình bày ngoài khung

2 File thủy hệ :

- Biểu thị toàn bộ mạng lưới biển, sông, suối, ao hồ

- Các yếu tố liên quan đến thủy hệ như: Đê điều đắp cao, xesâu, cống…

- Mạng lưới đường xá : Đường đất, đường nhựa, đường bêtông, đường sắt…

- CÁc đối tượng liên quan : Cầu cống, đò, phà, các đườngđắp cao, xẻ sâu, hệ thống dẫn đường

5 File dân cư và các đối tượng kinh tế xã hội :

6 File ranh giới :

7 File thực vật :

1.7.4.2 Biên tập nội dung bản đồ

Là quá trình chuẩn hóa dữ liệu không giấnu khi đã số hóa vàbao gồm việc gán các thuộc tính đồ họa cho các yếu tố để đúng vớiyêu cầu của quy phạm Chuẩn hóa các đối tượng về màu sắc, đườngnét, kích thước chữ, danh pháp theo đúng quy phạm

1.7.5 Kiểm tra nghiệm thu các cấp.

1.7.6 In ấn và giao nộp.

Trên đây là toàn bộ quy trình thành lập bản đồ địa hình bằngcông nghệ ảnh số Như vậy ta thấy rằng với quy trình công nghệthành lập bản đồ địa hình theo quy trình công nghệ truyền thốngtrên thì công tác đoán đọc, điều vẽ ảnh nội nghiệp vẫn làm theocông nghệ truyền thống là vẽ thủ công trên ảnh phóng to Như vậykhả năng đoán đọc sẽ có độ chính xác hạn chế đồng thời tốn nhiềucông sức và tiền của

Ngày nay với sự phát triển của công nghệ, máy móc ngày cànghiện đại đã hỗ trợ đắc lực trong khâu đoán đọc, điều vẽ ảnh với độchính xác cao, và đem lại hiệu quả công việc rất lớn

CHƯƠNG II

CÔNG TÁC ĐOÁN ĐỌC ẢNH HÀNG KHÔNG

TRONG THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH

2.1 TỔNG QUAN VỀ ĐOÁN ĐỌC ẢNH HÀNG KHÔNG

2.1.1 Trữ lượng thông tin của ảnh hàng không

Trữ lượng thông tin của ảnh hàng không là toàn bộ thông tin

về bề mặt địa hình, hay về một đối tượng nào đó được chụp trênảnh Trữ lượng thông tin của ảnh hàng không có ảnh hưởng rất lớnđến kết quả của công tác đoán đọc điều vẽ ảnh Trữ lượng thông tincủa ảnh chia ra làm : lượng thông tin hình thức, lượng thông tin xácsuất, và lượng thông tin giá trị

- Thông tin hình thức: phản ánh mối quan hệ giữa lượng thông

tin ghi nhận được trên ảnh với khả năng phân biệt và độ tương phảncủa ảnh Thông tin được xây dụng lên từ các nguyên tố thông tin.Trữ lượng thông tin của ảnh phụ thuộc vào kích thước hạt nhũ củavật liệu cảm quang và phụ thuộc vào mức độ nền màu khác nhau tạonên hình ảnh

Ảnh hàng không bao gồm n phân tử hình ảnh, với m nền màukhác nhau ta sẽ có N = mn trạng thái khác nhau Trong lí thuyếtthông tin thì trữ lượng thông tin I được biểu thị bằng logarit số trạngthái, tức là :

I= log2N = nlog2 m ( 2.1 )

Ta có thể tính các số lượng n các yếu tố của hình ảnh đượcchụp trên ảnh theo công thức :

N=s(2R)2 ( 2.2 )Trong đó :

S : diện tích của tấm ảnh hàng không

R : khả năng phân biệt trung bình của ảnh hàng không

Nếu lấy logarit cơ số 2 thì trữ lượng thông tin I sẽ được biểuthị bằng đơn vị “bít” Theo công thức ( 2.1 ) và ( 2.2 ) ta có thể tínhđược trữ lượng thông tin chứa trong một tấm ảnh cỡ 18× 18 cm vớikhả năng phân biệt và số lượng nền màu khác nhau theo bảng sau :

Khả năng phân biệt R (nét/mm)

Trữ lượng thông tin ( bit)

Trữ lượng thông tin ở trên cho ta sự hình dung về trữ lượngthông tin lớn nhất có thể có Việc tính toán theo công thức ( 2.1 ) rấtquan trọng khi lựa chọn các phương tiện kĩ thuật để chụp ảnh

- Việc xác định trữ lượng thông tin của ảnh theo công thức( 2.2 ) được thực hiệ với giả thiết là tất cả sự kết hợp các yếu tố hình

ảnh và mức nền màu đều có xác suất như nhau Nhưng trên thực tếthì không phải như thế Để đánh giá thông tin phải lưu ý là sự kếthợp như vậy có xác suất khác nhau và phụ thuộc vào tính chất củacảnh quan Do vậy khái niệm về thông tin xác suất được đưa vào.

Số lượng thông tin có trong một bản tin nào đó có quan hệ vớitần số hay xác suất xuất hiện của bản tin đó Nếu chọn từ x bản tin,mỗi một bản tin có thể được nhận với xác suất P(x) thì thông tin tốithiểu chứa trong một bản tin có thể tính theo công thức Senon:

H = - 



n

x 1 P(x)logP(x) ( 2.3 )Trong đó:

n : số lượng thông tin

H : entropi biểu thị tính bất định xuất hiện khi đoán nhận địavật

Vì quá trình đoán đọc điều vẽ là quá trình thông tin logic nêntính bất định được loại bỏ Thông tin và entropi liên hệ tỉ lệ nghịchvới nhau Thông tin càng nhiều thì tính bất định càng nhỏ, tức làentropi càng nhỏ, nếu không có nhiễu thì thông tin bằng entropitheo giá trị tuyệt đối, nhưng do nhiễu luôn tồn tại nên thông tinkhông bằng entropi được

-Thông tin đánh giá : bao gồm thông tin có ích, thông tin có

ích quy ước và thông tin vô ích Thông tin có ích là thông tin sửdụng trực tiếp có ích chovieecj đoán đọc điều vẽ Thông tin có íchquy ước là thông tin phục vụ cho việc đoán nhận đối tượng bằngthông tin có ích Nó có ý nghĩa như là vật chỉ báo để đoán đọc điều

vẽ Thông tin vô ích là thông tin không giúp ích gì cho việc đoán

đọc điều vẽ hay còn gọi là thông tin nhiễu Ví dụ như: để đoán đọcđiều vẽ ảnh địa hình, thì ảnh của con đường là thông tin hữu ích,ảnh của con đường mòn ngắt quãng là thông tin hữu ích quy ước, làvật chỉ báo để đoán đọc điều vẽ chỗ lội, còn ảnh của các đám mâytrên mặt địa hình là thông tin nhiễu.

2.1.2 Đoán đọc ảnh hàng không, cấu trúc logic của quá trình đoán đọc.

Đoán đọc ảnh hàng không là quá trình thu nhận thông tin củacác đối tượng theo ảnh của chúng dựa vào các quy luật tạo hìnhquang học, tạo hình hình học và quy luật phân bố của các địa vật

Quá trình đoán đọc điều vẽ ảnh là quá trình tổng hợp nâng caocác giai đoạn nhận thức, từ bước nhận thức sơ bộ đến các bước nhậnthức cụ thể rồi mới hợp nhất các nhận thức lại

Cấu trúc logic thường áp dụng cho việc đoán đọc, điều vẽ cácđịa vật độc lập Trong quá trình đoán đọc điều vẽ ảnh ta liên tụcchuyển từ việc đoán nhận địa vật này hay địa vật khác, từ việc đoánnhận các địa vật đơn giản đến các địa vật phức tạp và ngược lại Đểphát hiện ra mối quan hệ tương hỗ giữa các địa vật, tiến hành liênkết các địa vật thành một lãnh thổ tự nhiên, trong đoán đọc điều vẽảnh không những cần những tấm ảnh riêng biệt mà còn cần cả sơ đồảnh, bình đồ ảnh của bề mặt địa hình, tức là chuyển từ việc đoánđọc điều vẽ các địa vật riêng biệt sang việc đoán đọc điều vẽ trạngthái các địa vật Khi đã hiểu được các trạng thái địa vật ta có thểquay lai việc đoán đọc điều vẽ các địa vật riêng biệt ở mức độ caohơn với việc xử lí thông tin phù hợp hơn

Sau đây ta sẽ tìm hiểu một cách chi tiết cấu trúc logic của quátrình đoán đọc điều vẽ ảnh.

a Nhìn thấy : là việc cảm thụ riêng biệt các yếu tố hình ảnh

của địa vật trên ảnh mà không cần phát hiện ra bản chất của chúng

Ví dụ ta nhìn thấy một hình tam giác trên ảnh, đây là kết quả làmviệc của bộ lọc thị giác Người ta chia ra làm ba giai đoạn thị giácquan sát ảnh đơn và ảnh lập thể

b Giải đoán : Là sự thu nhận hình ảnh độc lập của đối tượng

và phân chia nó thành các phần có định tính và định lượng xác định,đồng thời đánh giá hình ảnh đã đoán nhận được Như vậy việc giảiđoán sẽ có ba giai đoạn:

- Giai đoạn thu nhận hình ảnh một cách trọn vẹn ( giai đoạntổng hợp)

- Giai đoạn phân chia hình ảnh thành các thành phần và thuthập các đặc trưng riêng của chúng ( giai đoạn phân tích )

- Giai đoạn đánh giá hình ảnh nhận được ( giai đoạn tổng hợp

ở mức độ cao hơn )

Quá trình này hình thành dưới tác động các thông tin mà tácnghiệp viên điều vẽ có được khi bắt đầu công tác Trước khi giải

đoán có ba trạng thái đặc biệt tạo ra, đó là:

- Người đoán đọc không biết gì về địa vật cần đoán đọc điều

vẽ Khi đó cần phải khảo sát ngoài trời hay xây dựng các giả thiết.Trạng thái này gọi là trạng thái nhận thức tương đương

- Người đoán đọc điều vẽ không biết được hình ảnh của địavật trên ảnh nhưng biết được nó trên bản đồ theo mô tả, theo kết quảkhảo sát ngoài trời Người đoán đọc điều vẽ so sánh hình dáng củađối tượng cần đoán đọc điều vẽ với hình ảnh của nó và theo sựgiống nhau của các chuẩn đoán đọc điều vẽ mà giải đoán nó Việcđoán đọc, điều vẽ này gọi là giới hạn nhận thức

- Người đoán đọc điều vẽ biết rất rõ địa vật theo kinh nghiệmcủa bản thân, việc nhận biết chỉ là việc so sánh hình ảnh đã biết vớihình ảnh đã tìm ra Trạng thái này gọi là giới hạn của nhận thức đãbiết

C Phân loại: Là việc phát hiện bản chất của các dấu hiệu

chung các địa vật riêng biệt, là chuyển từ đặc tính riêng biệt về đặctính chung Có khi khi phân loại người ta vẽ kí hiệu quy ước lêntrên ảnh của địa vật đã được đoán đọc, điều vẽ

2.2 CƠ SỞ CỦA ĐOÁN ĐỌC ĐIỀU VẼ ẢNH.

2.2.1 Cơ sở địa lý của đoán đọc điều vẽ ảnh:

2.2.1.1 Nghiên cứu cơ sở địa lý của các chuẩn đoán đọc điều

vẽ :

Các đối tượng tự nhiên của bề mặt địa hình không phân bốmột cách tùy tiện mà theo một quy luật nhất định Tập hợp có tính

quy luật các đối tượng tạo ra một quần thể lãnh thổ tự nhiên Vì vậy

để đoán đọc điều vẽ được chính xác ta phải nghiên cứu kỹ các đặcđiểm địa lý của quần thể Tuy nhiên theo các tài liệu bay chụp, tàiliệu bản đồ, tài liệu khảo sát ngoài trời và các tài liệu khác, người taphân vùng khu vực nghiên cứu và xác định những chuẩn đoán đọcđiều vẽ cần dùng cho từng khu vực đó Trong đó cảnh quan địa lí-đơn vị cơ bản của quần thể lãnh thổ tự nhiên là khu vực có nguồngốc phát sinh và lịch sử phát triển, có cùng một cơ sở địa lý thốngnhất, có một sự kết hợp giống nhau về các điều kiện thủy văn, thổnhưỡng, có cùng một hình dạng địa hình, một điều kiện khí hậu,một xã hội động vật và thực vật

Quần thể tự nhiên đơn giản nhất là tiểu cảnh khu Trong phạm

vi tiểu cảnh khu các điều kiện tự nhiên như khí hậu, nham thạch,dạng địa hình, xã hội thực vật hoàn toàn giống nhau và thống nhất.Quần thể lãnh thổ tự nhiên phức tạp hơn gồm các tiểu cảnh khu liênkết với nhau gọi là cảnh Đó là các bãi bồi, thung lũng, đầm lầy, cácvùng hạ lưu bằng phẳng Thường thì cảnh khu dễ đoán nhận ra trênảnh theo cấu trúc địa mại đặc trưng của chúng

Cảnh quan là tập hợp những cảnh khu giống nhau về quy luật,biết được các tính chất quang học của các phần riêng biệt ta có thểnghiên cứu tính chất quang học và địa mạo của tiểu cảnh khu, củacảnh quan

Do tác động của con người trong việc khai khuẩn đất đai, do

sự phá hủy của hệ tương hỗ bên trong nên khả năng đoán đọc điều

vẽ các đối tượng bị giảm

Việc thay đổi lớp phủ thổ nhưỡng, thực vật hoàn toàn khônglàm thay đổi địa hình do vậy tính chỉ báo của địa hình vẫn được giữnguyên Ranh giới vùng đất canh tác được chụp lên trên ảnh vớinhiều hình dạng hình học khác nhau, làm vỡ tính chất toàn vẹn của

sự cảm thụ, làm cho sự phân chia ranh giới tự nhiên của lớp phủthực vật, thổ nhưỡng, quần thể lãnh thổ tự nhiên sử dụng khi đoánđọc điều vẽ khó hơn Quần thể lãnh thổ tự nhiên được đặc trưngbằng hình ảnh riêng theo dấu hiệu này ta dễ dàng xác định đượcchúng trên ảnh hàng không Hình dáng của vị trí địa hình là dấuhiệu cơ bản để phân lạoi cảnh khu một cách sơ bộ Để điều vẽ đoánđọc cảnh khu không đứng riêng biệt trên ảnh, người ta sử dụng viđịa hình đặc trưng, các lưới sói mòn, các thay đổi có tính quy luậtcủa lớp thổ nhưỡng, thực vật, hình dáng, ngoại hình khu đo

Ví dụ : Ở vùng đồng bằng ranh giới của quần thể lãnh thổ tựnhiên trong cùng điều kiện khí hậu như nhau được kiểm tra bằngranh giới của việc tạo thành các cảnh khu Ở vùng núi do ảnh hưởngcủa các đai khí hậu, các đai độ cao, do độ chiếu sang của mặt trời,mối quan hệ giữa cấu trúc địa mạo của cảnh quan và cấu trúc địachất được biểu thị bằng mối liên hệ phức tạp hơn nhiều, điều nàydẫn đến sự hình thành các quần thể lãnh thổ tự nhiên khác nhaungay trên một lướp thổ nhưỡng

2.2.1.2 Các chỉ báo cấu trúc bên trong cảnh quan:

Việc sử dụng các chuẩn đoán đọc điều vẽ tổng hợp phản ánhcấu trúc cảnh quan là cơ sở của phương pháp đoán đọc điều vẽ ảnhtheo dấu hiệu chỉ báo, khi đó vật chỉ báo - các dấu hiệu dễ quan sát

trên ảnh như lớp phủ thực vật, hình dạng địa hình, hệ thống thủyvăn… sẽ xác định rõ đặc tính địa vật không sát được như nướcngầm, cấu trúc địa chất… còn địa vật được chỉ báo là các địa vậtkhó quan sát và không quan sát được trên ảnh trực tiếp được nhưngnhờ sử dụng các quy luật chỉ báo nên dễ nhận biết, xác định dễ hơn.Quan hệ tương hỗ bên trong của cảnh quan và quan hệ phụ thuộcgiữa các phần bên ngoài của khu đó Chẳng hạn như quan hệ giữađịa hình và thực vật, nước ngầm là cơ sở của việc đoán nhận nướcngầm theo tiêu chuẩn gián tiếp trên ảnh Mối quan hệ tương hỗ chỉ

có thể phát hiện khi phân tích một cách chi tiết các quy luật địa chấtthủy văn, điều kiện hình thành nước ngầm, quá trình phát triển vàchế độ nước ngầm Đây là nội dung cơ bản của việc nghiên cứu chỉbáo của thủy văn

Theo quan hệ chỉ báo người ta phân ra làm hai loại: chỉ báotrực tiếp và chỉ báo gián tiếp

+ Loại chỉ báo trực tiếp có quan hệ trực tiếp với đối tượng chỉbáo

+ Loại gián tiếp có quan hệ gián tiếp với đối tượng chỉ báo.Theo dạng chỉ báo có thể chia ra 2 loại: Chỉ báo thành phần vàchỉ báo tổng hợp

+ Chỉ báo thành phần đại diện cho một thành phần của cảnhquan ( địa hình, thực vật )

+ Chỉ báo tổng hợp ( còn gọi là chỉ báo cảnh quan ) đại diệncho một tập hợp các thành phần cảnh quan trong mối quan hệ khônggian giữa chún trên toàn lãnh thổ nghiên cứu

Theo tính chất của địa vật được chỉ báo người ta chia ra : Chỉbáo địa chất và chỉ báo thạch học, chỉ báo Halo và chỉ báo thủy văn.

+ Chỉ báo địa chất đặc trưng cho điều kiện địa chất

+ Chỉ báo thạch học đặc trưng cho thành phần thạch học địatầng bề mặt

+ Chỉ báo Halo đặc trưng cho dạng và mức độ hóa mặt củadạng đá mẹ định phân hóa Chỉ báo thủy văn đặc trưng cho nướcngầm

Như ta đã biết địa hình là chỉ báo quan trọng cho cấu trúc bêntrong cảnh quan Đặc điểm của địa hình phụ thuộc vào quá trìnhhình thành địa hình, cấu trúc địa chất, nước mặn, nước ngầm, lớpphủ thực vật, thổ nhưỡng và các yếu tố tự nhiên khác Các chuẩngián tiếp như đặc trưng của mạng lưới thủy văn trầm tích, thực phủcho phép ta đoán nhận hình dáng của địa hình có độ cao tương đốinhỏ

Ví dụ : Mạng lưới sông ngòi hình tâm hỏa giúp ta phán đoán

sự có mặt của một vùng đất nhô cao hình tròn, hay vùng đất lõm cóquan hệ với các hoạt động địa chất

Địa hình quyết định độ ẩm, điều kiện tưới tiêu, điều kiện bồi

tụ các khoáng chất, chất hữu cơ, địa hình ảnh hưởng tới mục nướcngầm, tới cường độ của sự tạo dốc và hình thành thổ nhưỡng, thờigian chiếu sang chiều dốc, độ nghiêng nhỏ của sườn dốc, độ cao củađịa hình đai cao được phản ánh bởi các lớp thực vật tương ứng cóliên quan tới số bức xạ năng lượng mặt trời bởi mức độ bao phủ củalớp phủ thực vật thổ nhưỡng Trên ảnh hàng không địa hình có cấu

trúc đặc trưng nhờ dụng cụ lập thể ta có thể nhìn thấy độ sâu của địahình, hướng của địa hình và độ xói mòn của chúng.

Ngoài địa hình ra thực vật cũng là chỉ báo quan trọng về cấutrúc bên trong của cảnh quan bởi thực vật chịu ảnh hưởng rất lớncủa điều kiện sinh trưởng như: thổ nhưỡng, độ ẩm, ánh sang Chẳnghạn trong điều kiện khí hậu, địa hình như nhau nhưng ở trên lớp đấtthấm nước của túi nước ngầm thì cây cối tươi tốt, còn vùng lân cậnthì cây cối khô cằn chậm phát triển

Thủy văn cũng là chỉ báo về cấu trúc bên trong của cảnh quan

do đặc tính hoạt động của sông, chế độ và quy luật vận động củadòng chảy nên đặc điểm của địa hình, thổ nhưỡng và thực vật cũngtheo góc tạo bởi dòng chảy của suối phụ và suối chính ta có thểphán đoán độ dốc chung của địa hình Góc càng nhọn thì địa hìnhkhu vực giữa suối chính và suối phụ càng dốc Mối quan hệ chặt chẽcủa thủy văn với địa hình cho phép ta sử dụng mạng cấu trúc thủyvăn như một chỉ báo khi đoán đọc điều vẽ địa chất, địa mạo Quaviệc nghiên cứu khả năng của đoán đọc điều vẽ chỉ báo ta đi đến kếtluận là địa vật và hiện tương của khu đo đều có những chỉ báo nhấtđịnh Việc nghiên cứu những chỉ báo rất quan trọng, đặc biệt khiđoán đọc điều vẽ các địa vật, hiện tượng không thể hiện trên ảnhnhư nước ngầm, địa hình thực vật dưới thảm thực vật… Do vậy khiđoán đọc điều vẽ phải nghiên cứu phát hiện đầy đủ các quy luật củachỉ báo, quy luật phân bố của các địa chất cũng như tập hợp các yếu

tố cảnh quan, chỉ có nghiên cứu đầy đủ các quan hệ chỉ báo, quy

luật phân bố của các địa vật mới đảm bảo chất lượng của việc đoánđọc điều vẽ.

2.2.1.3 Đoán đọc điều vẽ gián tiếp trên cơ sở mối quan hệ tương hỗ giữa các đối tượng.

Giữa các đối tượng bên trong và bên ngoài của tập hợp tựnhiên cùng loài cũng có mối quan hệ tương hỗ nhất định, mối quan

hệ tương hỗ đó được biểu thị bằng phần trăm, chỉ chỉ tiêu chấtlượng của các yếu tố bên trong cảnh quan, xác định theo các chươngtrình tương quan lập từ các tham số đã biết và các ẩn số cần xácđịnh Chẳng hạn để phân biệt đất sét, đất mặn và đầm lầy khi đoánđọc điều vẽ trong một cảnh quan hoang mạc ta phải nghiên cứu mốiquan hệ giữa chúng với địa hình theo tỷ lệ lớn Ta biết rằng đất sétluôn phân bố ở khu vực không có điều kiện thoát nước, đầm lầythường phân bố ở các triền sông hay các chỗ trũng, còn đất mặnthường gặp ở khắp nơi nhưng ở vùng đất trũng, các thung lũng haygặp hơn theo vị trí tương đối của vùng đất thấp liên quan đến thủyvăn, mà ta dẽ dàng nhận biết Như vậy ta có thể sử dụng chuẩn giántiếp để nhận biết đất sét và đất mặn ở vùng trũng cùng với việc tăng

độ dốc của sườn, điều kiện thoát nước sẽ tăng lên và điều kiện giữmùn và độ ẩm giảm xuống, nó phản ánh đến đặc trưng của lớp phủthực vật

2.2.1.4 Đoán đọc điều vẽ trên cơ sở ảnh mẫu

Mẫu đoán đọc điều vẽ là hình ảnh điển hình của một khu đonào đó đã được khảo sát và đoán đọc điều vẽ, kiểm tra ngoài trời vớimúc độ tin cậy nhất định Nó phản ánh toàn bộ địa vật trên ảnh

trong điều kiện chụp ảnh xác định Mẫu đoán đọc điều vẽ thườngđược thành lập từ các cặp ảnh lập thể Việc đoán đọc điều vẽ cácđối tượng trên các khu vực được tiến hành bằng cách so sánh ảnhchụp khu vực đó với ảnh mẫu điều vẽ và bản chất là so sánh tương

tự chứ không phải là so sánh đồng nhất

- Theo nội dung người ta chia ra hai loại : Mẫu đoán đọc điều

vẽ chuyên đề và mẫu đoán đọc điều vẽ tổng hợp :

+ Mẫu đoán đọc điều vẽ chuyên đề chỉ chứa một yếu tố cảnhquan

Ví dụ : Chỉ riêng yếu tố thổ nhưỡng hay chỉ riêng yếu tố thựcvật

+ Mẫu đoán đọc điều vẽ tổng hợp thường đi kèm với mẫukhảo sát đa đối tượng trong tập hợp cảnh quan với độ chi tiết đồngđều hoặc với độ chi tiết khác nhau

- Theo nguyên tắc sử dụng người ta chia ra ảnh mẫu đoán đọcđiều vẽ hệ thống và ảnh mẫu đoán đọc điều vẽ lãnh thổ :

+ Ảnh mẫu hệ thống mô tả tính chất các đối tượng riêng biệttheo một hệ thống nhất đinh trong một lĩnh vực nào đó

+ Ảnh mẫu lãnh thổ mô tả tính chất của tập hợp các yếu tốtheo cảnh quan, cảnh khu Ảnh mẫu loại này được xây dụng theo hệthống cảnh quan

- Theo công dụng người ta chia ra làm hai loại ảnh mẫu: Ảnhmẫu dùng chung và ảnh mẫu dùng riêng :

+ Ảnh mẫu dùng chung thường được thành lập dưới dạngAlbum và có thể sử dụng mọi trường hợp đoán đọc điều vẽ ảnh và

cho công tác đào tạo cán bộ kĩ thuật đoán đọc điều vẽ ảnh trên khuvực nào đó.

2.2.2 Cơ sở sinh lí của đoán đọc điều vẽ :

2.2.2.1 Các quy luật thụ cảm thụ giác về giới hạn thị giác :

Đoán đọc điều vẽ ảnh là quá trình thông tin logic gắn liền vớihoạt đọng sang tạo của con người, liên quan tới khả năng cảm thụcủa thị giác Cơ quan thụ cảm thị giác của mắt gồm ba phần :

- Hệ thống thu nhận hình ảnh: Đầu dây thần kinh thị giác nằmtrong võng mạc của mắt thu nhận kích thích và biến đổi tín hiệu ánhsáng của tác nhân kích thích

- Bộ truyền : Dây thần kinh thị giác truyền kích thích vào vỏnão con người

- Trung tâm của bộ phận phân tích thị giác : Ở đây kích thíchthần kinh được truyền thành thụ cảm thị giác và hình thành hìnhảnh

Mắt người thực hiện chức năng quan trọng trong đoán đọcđiều vẽ ảnh Mắt người được cấu tạo từ 3 phần chính là màng, nhân,

và thủy tinh thể Màu sắc được cảm thụ nhờ ba loại dây thần kinhhình nón Khi dây thần kinh loại 1 bị kích thích sẽ cho thụ cảm màu

đỏ, loại hai cho màu lục và loại 3 cho màu chàm

Ánh sáng có độ dài bước sóng khác nhau sẽ kích thích 3 loạidây thần kinh này ở mức độ khác nhau và mắt người sẽ phân tíchtác dụng phổ ánh sang lên nó, khi đánh giá thành phần của tia đơnsắc trong phổ ánh sáng đó vỏ não sẽ tổng hợp các đại lượng tươngđối của kích thích đỏ, lục, chàm do vậy ta sẽ nhìn được màu sắc của

đối tượng Cảm thụ thị giác đầu tiên tăng nhanh rồi đạt tới độ rõ cứcđại, nó sẽ ổn định khi hình thành hình ảnh Mắt người cảm thụ lớnnhất đối với màu vàng và màu xanh da trời Độ cảm thụ của mắt sẽgiảm nhiều với ánh sáng màu đỏ, lục và chàm tím Mắt người cókhả năng phân biệt khoảng 200 nền màu với nhiều sắc độ khácnhau.

2.2.2.2 Các đặc điểm của cảm thụ thị giác:

Khả năng thông tin của phương pháp đoán đọc điều vẽ trựctiếp phụ thuộc vào khả năng cảm thụ hình ảnh của mắt người, khảnăng đoán đọc điều vẽ của ảnh, phụ thuộc vào thiết bị kĩ thuật sửdụng của người đoán đọc điều vẽ Khả năng thụ cảm hình ảnh củamắt người phụ thuộc vào độ tinh của mắt và độ tương phản của thịgiác Mắt người sẽ không phân biệt được hai điểm sáng nếu như ảnhcủa chúng được tạo trên một sợi dây thần kinh hình nón vì một sợidây thần kinh chỉ truyền về vỏ não một cảm giác Hai điểm chỉ phânbiệt một cách rõ ràng nếu như hình ảnh của hai điểm đó được tạotrên hai dây thần kinh khác nhau Vì vậy độ tinh giới hạn của thịgiác được đặc trưng bằng góc mà người dưới góc đó từ tiếp điểmngười ta nhìn thấy đường kính của dây thần kinh

Để thấy được cặp ảnh lập thể phải có hai tấm ảnh chụp từ haiđiểm khác nhau với tỉ lệ của chúng không vượt quá 16% mỗi mắtchỉ được nhìn một ảnh, góc giao hội của các cặp tia chiếu cùng tênkhông quá 16o.

2.2.2.3 Ảnh hưởng của quá trình thị giác đến độ chính xác của việc đoán đọc điều vẽ ảnh.