Bài giảng trắc lượng ảnh giải tích và kỹ thuật số ths nguyễn tấn lực

ĐỊNH HƯỚNG TRONG: ĐỊNH HƯỚNG TƯƠNG ĐỐI 5 1.2 ĐỊNH HƯỚNG MÔ HÌNH LẬP THỂ 1.2.1.1 ĐỊNH HƯỚNG TƯƠNG ĐỐI Xác định tọa độ điểm chính ảnh x’0, y’0 ; tiêu cự f Xác đỊnh tương quan giữa 2 tấm ản

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM

BỘ MÔN ĐỊA TIN HỌC

CBGD: Th.S Nguyễn Tấn Lực

2

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ TOÁN HỌC ĐO ẢNH LẬP THỂ

3

1.1 CƠ SỞ HÌNH HỌC 1.1.1 NHỮNG YẾU TỐ HÌNH HỌC CƠ BẢN

4

1.1.2 TỶ LỆ MÔ HÌNH

ĐỊNH HƯỚNG TRONG:

ĐỊNH HƯỚNG TƯƠNG ĐỐI

5

1.2 ĐỊNH HƯỚNG MÔ HÌNH LẬP THỂ 1.2.1.1 ĐỊNH HƯỚNG TƯƠNG ĐỐI

Xác định tọa độ điểm chính ảnh x’0, y’0 ; tiêu cự f

Xác đỊnh tương quan giữa 2 tấm ảnh  chỉ xác định độ chênh lệch giữa các nguyên tố định

hướng ngoài

6

VÌ VẬY: CHỈ CÓ 5 YẾU TỐ THAM GIA VÀO QUÁ TRÌNH ĐỊNH HƯỚNG TƯƠNG ĐỐI GIỮA 2 TẤM ẢNH LÀ:

BY, BZ, , ,  : 5 NGUYÊN TỐ ĐỊNH HƯỚNG TƯƠNG ĐỐI CẶP ẢNH LẬP THỂ

7

1.2.1.2 ĐỊNH HƯỚNG TUYỆT ĐỐI

XÁC ĐỊNH TỶ LỆ MÔ HÌNH VÀ VỊ TRÍ KHÔNG GIAN CỦA MÔ HÌNH TRONG HỆ TỌA ĐỘ TRẮC ĐỊA

•TỌA ĐỘ ĐIỂM GỐC HỆ TỌA ĐỘ MÔ HÌNH TRONG HỆ TỌA ĐỘ TRẮC ĐỊA: X0, Y0, Z0

•CÁC GÓC ĐỊNH HƯỚNG MÔ HÌNH (CÁC GÓC XOAY CỦA HỆ TỌA ĐỘ MÔ HÌNH TRONG HỆ TỌA ĐỘ TRẮC ĐỊA):

: GÓC NGHIÊNG DỌC ( TRỤC X)

: GÓC NGHIÊNG NGANG (TRỤC Y)

: GÓC XOAY (TRỤC Z)

8

1.2.2 CÁC HỆ THỐNG TỌA ĐỘ MÔ HÌNH VÀ CÁC NGUYÊN TỐ ĐỊNH HƯỚNG TƯƠNG ĐỐI 1.2.2.1 HỆ THỐNG TỌA ĐỘ MÔ HÌNH ĐỘC LẬP LẤY CẠNH ĐÁY CHIẾU ẢNH LÀM CƠ SỞ XÂY DỰNG HỆ TỌA ĐỘ MÔ HÌNH O’X’Y’Z’

1.2.2.2 HỆ THỐNG TỌA ĐỘ MÔ HÌNH PHỤ THUỘC:

LẤY TỜ ẢNH TRÁI LÀM CƠ SỞ ĐỂ XÁC LẬP

HỆ THỐNG TỌA ĐỘ MÔ HÌNH

CÁC NGUYÊN TỐ ĐỊNH HƯỚNG TƯƠNG ĐỐI XÁC ĐỊNH BẰNG ĐỘ CHÊNH CỦA CÁC NGUYÊN TỐ ĐỊNH HƯỚNG ẢNH PHẢI SO VỚI ẢNH TRÁI

10

1.3 BÀI TOÁN XÂY DỰNG MÔ HÌNH LẬP THỂ

12

14

A1 =

A2 =

PTĐHTGĐ:

(4) 15

THAY VÀO PT TRÊN, TA CÓ PTĐHTGĐ:

17

1.3.2.3 PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG MÔ HÌNH LẬP THỂ

XÁC ĐỊNH 5 NTĐHTGĐ

THÀNH LẬP HỆ PT ĐHTGĐ CỦA CẶP ẢNH LẬP THỂ

1.4 ĐỊNH HƯỚNG TUYỆT ĐỐI MHLT

ĐỂ ĐỊNH HƯỚNG TUYỆT ĐỐI MÔ HÌNH CẦN XÁC ĐỊNH 7 YẾU TỐ:

X0, Y0, Z0, m, , , 

THAY:

R = R’ +v R0 = R’0 + dR0

R0 = [X0, Y0, Z0]T TỌA ĐỘ ĐIỂM GỐC TỌA ĐỘ

MÔ HÌNH TRONG HỆ TỌA ĐỘ TRẮC ĐỊA

m: HỆ SỐ TỶ LỆ MÔ HÌNH

A: MA TRẬN XOAY CỦA CÁC GÓC ĐỊNH HƯỚNG MÔ HÌNH TRONG HỆ TỌA ĐỘ TRẮC ĐỊA

A = A.A.A

(7)  R’ + v = (R’0 + dR0) +

(m’ + dm).(A’+dA).RM (8) KHAI TRIỂN (8), CHỈ LẤY THÀNH PHẦN BẬC 1:

v = dR0 + dm.A’.RM + m’.dA.RM –

(R’ – R’0 – m’.A’.RM) (9)

21

DẠNG MA TRẬN:

22

-

1.5 QUAN HỆ TỌA ĐỘ TRONG

MÔ HÌNH LẬP THỂ 1.5.1 TỌA ĐỘ MÔ HÌNH ĐiỂM ĐO TRONG

MÔ HÌNH LẬP THỂ

24

R = R01 + m1.r1 (1) Hoặc: R = R02 + m2.r2 (2)

'

Z Y

X R

01 01

01

01

Z Y

X R

02 02

02

02

Z Y

X R

m1, m2: hệ số tỷ lệ các vector điểm ảnh Nếu: O’  S1 R01 = 0, R02 =

b b

b b



25

2 1

2 2

2 1

2 1

2 2

2 1

2 1

2

2 1

.

.

.

.

.

.

.

.

.

x z

z x

x b

z

b x

y y

x

x b

y

b y

z z

y

y b

2 1

1 1

2 1

2 1

1 1

2 1

2 1

1

1 2

.

.

.

.

.

.

.

.

.

x z

z x

x b

z

b x

y y

x

x b

y

b y

z z

y

y b

1 1

2 2

1 1

2 2

1 1

.

.

.

2

1 '

' '

z m

b z

m

y m

b y

m

x m

b x

m

Z Y X

Z Y X

1 1

1 1

01 01 01

.

' ' '

' ' '

z m

y m

x m

Z Y X

Z Y X

27

2 2

2 2

02 02 02

.

' ' '

' ' '

z m

y m

x m

Z Y X

Z Y X

28

z y

x

1

1 1

z y

x

2

2 2

1.5.2 QUAN HỆ TỌA ĐỘ TRONG CẶP ẢNH LÝ TƯỞNG

1.5.2.1 TỌA ĐỘ MÔ HÌNH TRONG CẶP ẢNH LÝ TƯỞNG

y P

b y

P b

x P

b b

x P

b

Z Y X

.

2

' '

.

' '

.

2

1 '

'

'

2 1

2 1



30

y P b

x P b

Z Y X

'

' ' '

'

'

'

2 2

02 02 02

Z Y X

Z Y X

P b

'

P b

'

P b

' ' ' '

'

'

1 1

01 01 01

Hoặc:

31

1.5.2.2 CHÊNH CAO GiỮA 2 ĐiỂM ĐO TRONG

MÔ HÌNH CẶP ẢNH LÝ TƯỞNG

32

1 2

b Z

b Z

2 1

2

M M

M

P P

f

b

33

1 1

Z

f P

2

M

M M M

M M

P

P H





34

CHƯƠNG 2 CÔNG TÁC TĂNG DÀY KHỐNG CHẾ ẢNH

36

2.1 VAI TRÒ VÀ NHIỆM VỤ

Điểm khống chế là cơ sở xác định vị trí không

gian của chùm tia hoặc mô hình lập thể trong hệ toạ độ trắc địa

Điểm khống chế ảnh được đánh dấu trên ảnh

đồng thời xác định toạ độ trong hệ toạ độ trắc địa Nếu đo đạc tất cả các điểm khống chế ở thực địa thì khối lượng công việc ngoại nghiệp lớn

Công tác tăng dày khống chế ảnh giữ vai trò then chốt, xác định toạ độ trắc địa các điểm khống chế làm cơ sở liên kết các đối tượng trong phòng với miền thực địa

Xây dựng các phương pháp đo đạc trong phòng

để xác định toạ độ trắc địa các điểm khống chế

gọi là công tác tăng dày khống chế ảnh nội

nghiệp

2.1 VAI TRÒ VÀ NHIỆM VỤ

38

2.2 CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN CÔNG TÁC TĂNG DÀY KHỐNG CHẾ ẢNH

2.2.1 ĐỐI VỚI ĐIỂM KHỐNG CHẾ TĂNG DÀY

Điểm khống chế tăng dày là cơ sở định hướng mô hình và xác định nội dung bản đồ

Độ chính các điểm khống chế tăng dày cần cao hơn độ chính xác nội dung bản đồ 1 bậc

2.2.1.1 ĐỘ CHÍNH XÁC

2.2.1.2 SỐ LƯỢNG VÀ PHƯƠNG ÁN BỐ TRÍ ĐIỂM

Phụ thuộc vào phương pháp đo vẽ ảnh

Ảnh đơn

Khi nắn ảnh đơn trên máy quang cơ, cần tối thiểu

4 điểm + 1 điểm kiểm tra

40

Trường hợp p < 50%, q < 30%

SL điểm KC trên 1 dải: ND = 3i+2

SL điểm KC toàn khu đo: NT = k(2i+1) + (i+1)

41

Trường hợp p > 50%, q > 30%

SL điểm KC trên 1 dải: ND = 3i+4

SL điểm KC toàn khu đo: NT = 2k(i+1) + (i+2)

42

Ảnh lập thể

Điểm KCA là cơ sở định hướng mô hình lập thể: Cần tối thiểu 3 điểm + 1 điểm kiểm tra

SL điểm KC trên 1 dải: ND = 2i

SL điểm KC toàn khu đo: NT = i(k+1)

43

Điểm KCA không sát mép ảnh nhỏ hơn 1cm, cách các dấu hiệu đặc biệt của ảnh ít nhất 1mm 2.2.1.1 VỊ TRÍ ĐIỂM KCA

Không cách xa các vị trí chuẩn (hình trên) quá 1cm

Có thể dùng chung cho các ảnh kế cận Chọn các địa vật rõ nét trên ảnh làm điểm KCA tăng dày

44

2.2.2 ĐỐI VỚI ĐIỂM KHỐNG CHẾ NGOẠI NGHIỆP

Điểm KCA ngoại nghiệp là cơ sở tăng dày điểm KCA nội nghiệp

Đường kính dấu mốc d = (ma/3.104)m

47

2.3 CÁC PP TĂNG DÀY KHỐNG CHẾ ẢNH

Dựng lại chùm tia không gian của các ảnh chụp

và liên kết thành một khối thống nhất theo dải bay hoặc theo toàn khối Định vị trong hệ tọa độ trắc địa Từ đó xác định tọa độ trắc địa của các điểm KCA nội nghiệp

Nguyên lý cơ bản:

48

2.3 CÁC PP TĂNG DÀY KHỐNG CHẾ ẢNH

PP TGAKG quang cơ

Các phương pháp:

Mô hình lập thể xây dựng trên máy toàn năng

Các mô hình liên kết nhau dựa vào các đoạn thẳng cùng tên trên 2 mô hình kề nhau

PP TGAKG bán giải tích, giải tích theo mô hình độc lập

Mô hình lập thể xây dựng trên máy toàn năng hoặc giải tích

Các mô hình liên kết nhau và định hướng trong

hệ tọa độ trắc địa theo phương pháp giải tích

Liên kết các chùm tia thành lưới TGAKG và định hướng về hệ tọa độ trắc địa

CƠ SỞ TOÁN HỌC:



Dạng ma trận:

54

TÍNH TOÁN BÌNH SAI:

Sử dụng phương pháp số bình phương cực tiểu:

A.X = L + v [PVV]  AT.P.A.X = AT.P.L

X = (AT.P.A)-1.(AT.P.L)

55

CÁC YÊU CẦU KHI XÂY DỰNG LƯỚI:

Các mô hình kề nhau phải liên kết thành một khối thống nhất ĐK:

Các mô hình kề nhau phải phải có điểm chung, tối thiểu 3 điểm

Độ chính xác lưới TGAKG phụ thuộc vào việc giải 7 tham số, đặc biệt là d, d, d

Độ chính xác của d, d, d phụ thuộc vào

số lượng và độ lớn điểm liên kết mô hình

56

CÁC YÊU CẦU KHI XÂY DỰNG LƯỚI:

Để nâng cao độ chính xác lưới TGAKG, cần:

Tăng số lượng điểm liên kết giữa 2 mô hình

Sử dụng điểm tâm chiếu làm điểm liên kết

mô hìnhTăng độ phủ dọc q%  30% giữa các dải bay, tăng số lượng điểm KCA ngoại nghiệp

(**)  R – Roi+1 = i+1.ri+1

X – Xoi+1 = i+1.xi+1

Y – Yoi+1 = i+1.yi+1 (****)

60

2.3.2.1 PT ĐK ĐỐI VỚI ĐIỂM KC TỔNG HỢP

X = F(Xoi; Xoi+1; Yoi; Yoi+1; Zoi; Zoi+1; f; x’; x”; y’; y”;

61

2.3.2.2 PT ĐK ĐỐI VỚI ĐIỂM KC TỌA ĐỘ (X, Y)

X = F(Xoi; Xoi+1; Yoi; Yoi+1; Zoi; Zoi+1; f; x’; x”; y’; y”;

x’o; x”o; y’o; y”o; aij)

Y = F(Xoi; Xoi+1; Yoi; Yoi+1; Zoi; Zoi+1; f; x’; x”;y’; y”;

x’o; x”o; y’o; y”o; aij)

Từ (***); (****): loại i ; i+1; Z

62

2.3.2.3 PT ĐK ĐỐI VỚI ĐIỂM KC CAO ĐỘ (Z)

Z = F(Xoi; Xoi+1; Yoi; Yoi+1; Zoi; Zoi+1; f; x’; x”; y’; y”;

x’o; x”o; y’o; y”o; aij)

Từ (***); (****): loại i ; i+1; X; Y

63

CƠ SỞ TOÁN HỌC:

ảnh, tâm chiếu và điểm vật trên ảnh đơn

65

66

a7 = -U/W= (x-x'0)/ ; b7 = -V/W= (y-y'0)/ f; a8 = 1;

b8 = 0; a9 = 0; b9 = 1

BÌNH PHƯƠNG CỰC TIỂU

Xây dựng Propject

Tăng dày khống chế ảnh nội nghiệp

Đo khống chế ảnh ngoại nghiệp

Nắn ảnh trực giao lập bình đồ ảnh

Khảo sát thiết kế

Bay chụp ảnh hàng không Bố trí điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp

Quét ảnh

67

Xác định ranh, điều vẽ, đo bổ

Xuất bản bđ, HSKT

Kiểm tra, nghiệm thu, bàn

giao sp

68