Trắc địa - Phần 4 Đo vẽ bản đồ địa chính - Chương 9 docx

Khái niệm thμnh lập bản đồ bằng ảnh máy bay Chụp ảnh là một phương pháp cho phép thu thập các thông tin địa vật, địa hình một cách nhanh chóng, các thông tin địa vật và địa hình được xử

Chương 9

Đo vẽ bản đồ địa chính bằng ảnh máy bay

I Khái niệm thμnh lập bản đồ bằng ảnh máy bay

Chụp ảnh là một phương pháp cho phép thu thập các thông tin địa vật, địa hình một cách nhanh chóng, các thông tin địa vật và địa hình được xử lý nhờ những thiết bị đo ảnh ngày càng hoàn thiện và có độ chính xác cao Việc thực hiện thành lập bản đồ địa chính các tỷ lệ khác nhau là một ứng dụng quan trọng của đo đạc chụp ảnh

Căn cứ vào nguyên lý chụp và đo ảnh ta chia ra:

+ Đo đạc chụp ảnh hàng không

+ Đo đạc chụp ảnh mặt đất

+ Đo đạc chụp ảnh vũ trụ

Trong chương trình này giới thiệu về đo đạc chụp ảnh hàng không

Tuỳ theo quá trình công nghệ, đo đạc chụp ảnh hàng không, hiện nay được ứng dụng chủ yếu các phương pháp sau:

™ Phương pháp tổng hợp: Là sự kết hợp sử dụng ảnh máy bay kết hợp với đo vẽ bổ sung trực tiếp ở thực địa

™ Phương pháp toàn năng (phương pháp đo ảnh lập thể)

Dựa vào máy đo ảnh lập thể toàn năng, người ta dựng lại các mô hình lập thể giống hệt như không gian vật Trên mô hình lập thể, người ta đo đạc xác định

vị trí các điểm địa vật và dáng đất Các số liệu đo này được ghi chép lại hoặc nhờ một hệ thống tự động được chuyển vẽ lên mặt giấy thành các đường liền địa vật

và đường đồng mức

II Một số kiến thức về ảnh máy bay

II.1 Nguyên lý chụp ảnh máy bay

Các tấm ảnh chụp từ máy bay là hình chiếu xuyên tâm của không gian vật lên mặt phẳng ảnh Hình chiếu được tạo nên qua phép tạo hình quang học và

được ghi nhận trên phim ảnh Nguyên lý chụp ảnh qua phép chiếu xuyên tâm

được thể hiện trên hìn vẽ 9-1.Trong đó:

- A, B, C là các điểm trên mặt đất

- S - là tâm chiếu

- a, b, c là hình chiếu của các điểm tương ứng A, B, C trên mặt phẳng P trong phép chiếu xuyên tâm, mặt phẳng P chính là mặt phẳng tấm phim trong

máy ảnh

- f = OS Là tiêu cự máy chụp ảnh

Nếu hứng một mặt phẳng P’ song song với P và cách S một đoạn f sẽ

được điểm ảnh a’, b’, c’ mặt phẳng P là mặt phẳng tấm ảnh, tương đương dùng

tấm phim in ra các ảnh

Điểm O là hình chiếu của S trên mặt

phẳng ảnh được gọi là điểm chính ảnh

Nếu SO trùng với phương dây dọi,

mặt phẳng ảnh nằm ngang, đây là vị trí

lý tưởng Nhưng thực tế máy ảnh không

ở vị trí thẳng đứng, nó nghiêng trong

không gian, mặt đất lại lồi lõm, vì vậy vị

trí hình chiếu các điểm từ mặt đất lên

mặt phẳng ảnh hàng không sẽ bị xê dịch

Căn cứ vào vị trí trục quang học của

máy chụp ta chia ra

- ảnh phẳng khi độ lệnh trục quang

học của máy chụp so với phương thẳng

đứng không vượt quá 30

- ảnh nghiêng khi độ lệnh trục

quang học của máy chụp so với phương

thẳng đứng lớn hơn 30

Kích thước ảnh hàng không thông

thường là 18cmx18cm hoặc 23x23cm,

ảnh được giới hạn trong khung vuông,

trên 4 cạnh của khung vuông có in hình 4

mấu khung (hình 9-2), nối các điểm đối

diện của mấu khung sẽ cắt nhau ở điểm

O’ ở vị trí lý tưởng, điểm chính ảnh O

sẽ trùng với O’

Hai trục trùng với hai đường thẳng nối các mấu khung và các giao điểm O’ của chúng gọi là hệ toạ độ mặt phẳng ảnh

II.2 Các yếu tố hình học

Những yếu tố dùng để xác định vị trí của tấm ảnh trong không gian vật và

vị trí tương đối của tâm chụp S so với mặt phẳng ảnh tại thời điểm bay chụp gọi

là các yếu tố hình học (hay yếu tố định hướng) Có hai loại yêú tố định hướng là yếu tố định hướng trong và yếu tố định hướng ngoài

+ Yếu tố định hướng trong xác định vị trí tâm chiếu của ống kính S tương

ứng với tờ phim trong máy chụp ảnh, yếu tố định hướng trong bao gồm: Tiêu cự

máy chụp ảnh f K, toạ độ X0, Y0 của điểm chính ảnh

s

Hình 9-2

f

o

x

y x0

y 0

o’

o

B

P p’

p

b

S

c’

b’

a’ o’

O

f

Hình 9-1

Các yếu tố định hướng trong có tác dụng khôi phục lại chùm tia chiếu như khi chụp ảnh

+ Yếu tố định hướng ngoài xác định vị trí của máy chụp ảnh tương ứng với địa hình tại thời điểm bay chụp

Yếu tố định hướng ngoài bao gồm:

- Toạ độ tâm chiếu hình S: XS , YS, ZS (ZS = H - là độ cao bay chụp) trong

hệ toạ độ trắc địa mặt đất

- Góc nghiêng của tấm ảnh α

- Góc phương vị hướng bay chụp A

- Góc xoay của ảnh K

II.3 Tỷ lệ ảnh

Tỷ lệ ảnh là tỷ số giữa tiêu cực f K của máy chụp ảnh và độ cao bay chụp H

H

fk

Độ cao bay chụp H là khoảng cách thẳng đứng từ tâm chụp S đến mặt thuỷ

chuẩn được chọn làm gốc Độ cao bay chụp thay đổi sẽ thay đổi tỷ lệ ảnh và

được ghi tự động bằng máy trên máy bay

III Nội dung các công đoạn sản xuất chủ yếu trong quy trình lập bản đồ địa chính bằng ảnh máy bay

III.1 Công tác chuẩn bị (lập luận chứng kinh tế kỹ thuật và trình duyệt)

Nghiên cứu nội dung và yêu cầu nhiệm vụ, phạm vi đo vẽ, tình hình chung

về địa hình, địa vật, thực vật phủ, thời tiết, khí hậu vv của khu vực đo (tình hình đặc điểm khu đo)

Thu thập và đánh giá khả năng sử dụng của tài liệu trắc địa và bản đồ đã có trong khu đo

Nghiên cứu tình hình trang thiết bị và khả năng sử dụng của chúng

Thiết kế kỹ thuật : Từ khâu bay chụp đến gia công phim ảnh, đo đạc bổ sung, đo vẽ ảnh trong phòng vv

Lập kế hoạch kỹ thuật và kế hoặch thi công

Kiểm tra kiểm nghiệm các loại máy, thiết bị sử dụng

III.2 Công tác bay chụp ảnh

Chụp ảnh máy bay được tiến hành theo các dải (tuyến) bay

Để tạo ra mô hình lập thể, mỗi đối tượng đều phải chụp trên hai tấm ảnh liền nhau, phần chồng lên nhau của hai tấm ảnh so với kích thước ảnh gọi là độ phủ, phần chồng lên nhau của 2 tấm ảnh trên cùng một dải gọi là độ phủ dọc

(hình 9-3) phần chồng lên nhau của hai tấm

ảnh thuộc hai dải bay gọi là độ phủ ngang

Trong quy phạm thường quy định độ

phủ dọc: P= 60 % ữ 80 %, độ phủ ngang:

%

40

%

30 ữ

=

Các chỉ tiêu chất lượng chung về bay chụp

được quy định trong quy phạm

III.3 Bố trí điểm khống chế ảnh và đo nối toạ độ

Mỗi tấm ảnh hoặc mỗi mô hình cần có 4 điểm nhận biết vị trí chính xác trên ảnh và biết toạ độ độ cao trong hệ toạ độ trắc địa ở thực địa, những điểm này gọi là điểm khống chế ảnh Các điểm khống chế ảnh dùng để nắn ảnh hoặc định hướng tuyệt đối các mô hình lập thể trước khi đo

Các điểm khống chế ảnh thường được chọn các địa vật rõ nét như góc bờ ruộng, góc giao nhau của đường giao thông hoặc làm dấu riêng trước khi bay chụp

Công tác đo đạc xác định toạ độ, độ cao điểm điểm đã trọn trên ảnh và

đóng cọc làm dấu ở thực địa gọi là đo nối ảnh hàng không

III.4 Tăng dày điểm khống chế ảnh

Để có đủ mật độ điểm khống chế ảnh cần thiết, người ta làm công tác tăng dày điểm đo vẽ ảnh ở trong phòng nhờ các máy đo ảnh đơn và các máy đo ảnh toàn năng Việc chọn trích điểm và đo toạ độ ảnh trên máy phải theo quy phạm hiện hành

III.5 Nắn ảnh

Nắn ảnh là quá trình đưa các tấm ảnh máy bay bị nghiêng về vị trí nằn ngang có cùng tỷ lệ nhờ máy nắn ảnh

III.6 Lập bình đồ ảnh

Trên nền bản giấy vẽ, người ta chuyển tất cảc các điểm khống chế ảnh, dựa vào các điểm này ghép các ảnh đã nắn lại với nhau, khi ghép chỉ giữ lại phần giữa các tấm ảnh, cắt bỏ các phần trùng lặp ở ngoài rìa, dùng hồ dán các tấm ảnh

đó lại sẽ được một bình đồ ảnh kín liên tục, cùng tỷ lệ và kích thước với bản đồ cần lập

III.7 Đoán đọc và điều vẽ ảnh hàng không

Đoán đọc ảnh hành không là căn cứ vào đặc trưng hình dạng của các loại

địa vật, dựa vào quy luật để tạo ảnh, để đoán nhận hình dạng, kích thước, ranh giới, tính chất và nội dung của các địa vật

p

Hình 9-3

q

Điều vẽ ảnh hàng không là căn cứ vào nội dung và yêu cầu của bản đồ, dựa vào kết quả đoán đọc và điều tra thực địa mà tổng hợp các địa vật đã có trên ảnh hoặc xác định lên ảnh các yếu tố chưa có trên ảnh, dựa vào ký hiệu bản đồ thể hiện đầy đủ các yếu tố địa vật trên ảnh

III.8 Đo vẽ địa hình ở thực địa

- Bố trí lưới khống chế độ cao rải đều trên toàn bộ khu đo

Xác định độ cao của các điểm trạm đo

Tiến hành đo vẽ chi tiết theo các phương pháp đã học, bổ sung những địa vật quan trọng có kích thước nhỏ nhưng không thấy hiện trên ảnh

Vẽ đường đồng mức trên bản vẽ

III.9 Đo ảnh lập thể

Hai tấm ảnh đặt trên hai giá đỡ của máy toàn năng sau khi định hướng tương đối cặp ảnh đó, mô hình lập thể được tạo thành ở nơi hai tấm ảnh có độ phủ 60%- 70%, dựa vào 6 điểm khống chế ảnh có toạ độ , độ cao đã được xác

định trong phương pháp tăng dày để ổn định hướng tuyệt đối của mô hình Ta có mô hình lập thể ở tỷ lệ xác định, sau đó điều khiển tiêu đo tiếp xúc với bề mặt mô hình và di chuyển theo đường biên địa vật hoặc đường đồng mức Khi tiêu đo

di động nhờ hệ thống chuyền động sẽ chuyển qua bản vẽ và bút chì sẽ di động trên mặt bàn để vẽ đường biên hay đường đồng mức trên bản vẽ

III.10 Hoàn chỉnh bản đồ gốc

Sau khi đo vẽ xong địa vật và dáng đất tiến hành tiếp biên bản đồ, hoàn chỉnh bản đồ gốc nền địa chính Sau đó tến hành đo vẽ bổ sung để được bản đồ

địa chính hoàn chỉnh