Mục đích nghiên cứu - Nghiên cứu nguyên lý thu nhận và đặc điểm của ảnh vệ tinh độ phân giải cao; quy trình và các nguồn sai số ảnh hưởng đến độ chính xác trong quá trình thành lập bình
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT
ĐỖ THỊ HOÀI
NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT
NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC CỦA BÌNH ĐỒ ẢNH TỶ LỆ LỚN
TỪ ẢNH VỆ TINH ĐỘ PHÂN GIẢI CAO
NGÀNH: KỸ THUẬT TRẮC ĐỊA - BẢN ĐỒ
MÃ SỐ: 62.52.05.03
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
Hà Nội, Năm 2016
Trang 2Thám - Khoa Trắc địa Bản đồ và Quản lý đất đai, Trường Đại học
Mỏ - Địa Chất, P Đức Thắng, Q Bắc Từ Liêm, Hà Nội
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
1 PGS TS Trần Đình Trí
2 TS Nguyễn Xuân Lâm
Phản biện 1: TS Trần Vân Anh
Phản biện 2: PGS TS Phạm Quang Vinh
Phản biện 3: TS Nguyễn Dư Khang
Luận án được bảo vệ trước hội đánh giá luận án cấp Trường họp tại Trường Đại học Mỏ - Địa Chất, P Đức Thắng, Q Bắc Từ Liêm, Hà Nội
Vào hồi…….giờ, ngày…… tháng…… năm 2016
Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện Quốc gia - Hà Nội hoặc Thư viện Trường Đại học Mỏ - Địa chất
Trang 3MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết của luận án
Trong những năm qua, ảnh vệ tinh độ phân giải cao như Geoeyes, IKONOS, QuickBird, OrbView-3, WordView-1…đã được sử dụng nhiều trong công tác thành lập và hiện chỉnh bản đồ tỷ lệ lớn Bình đồ ảnh được thành lập từ các tư liệu ảnh viễn thám nói trên được sử dụng
để đo vẽ phần địa vật của nội dung bản đồ Tuy ảnh vệ tinh độ phân giải cao đã có những ứng dụng trong thực tế ở Việt Nam nhưng quy
mô ứng dụng còn hạn chế, chưa áp dụng sản xuất rộng rãi, chưa mang tính sản xuất đại trà Việc lựa chọn tư liệu ảnh viễn thám, thành lập và đánh giá độ chính xác của bình đồ ảnh được thành lập từ ảnh vệ tinh
độ phân giải chủ yếu được thực hiện theo kinh nghiệm cho nên quá trình khai thác thông tin từ bình đồ ảnh chưa thể hiện rõ ưu thế về kinh
tế - kỹ thuật Với nhu cầu cấp thiết đó và lòng mong muốn đóng góp phần nhỏ của trí thức bản thân cho sự phát triển của công nghệ viễn
thám, nghiên cứu sinh chọn đề tài “Nghiên cứu các giải pháp nâng cao độ chính xác của bình đồ ảnh tỷ lệ lớn từ ảnh vệ tinh độ phân giải cao”
2 Mục đích nghiên cứu
- Nghiên cứu nguyên lý thu nhận và đặc điểm của ảnh vệ tinh độ phân giải cao; quy trình và các nguồn sai số ảnh hưởng đến độ chính xác trong quá trình thành lập bình đồ ảnh vệ tinh độ phân giải cao để
từ đó đưa ra giải pháp kỹ thuật nhằm nâng cao độ chính xác của bình
đồ ảnh tỷ lệ lớn từ ảnh vệ tinh độ phân giải cao;
- Nâng cao trình độ tiếp cận và phục vụ sản xuất theo hướng chính xác và nhanh chóng mà hiện đại đáp ứng được nhu cầu thực tiễn;
- Bổ sung kiến thức cho bản thân nhằm phục vụ tốt cho công tác nghiên cứu khoa học và ứng dụng vào thực tiễn sản xuất tại đơn vị
3 Đối tượng nghiên cứu
- Ảnh vệ tinh quang học độ phân giải cao;
- Các mô hình toán học sử dụng để nắn ảnh trên cơ sở sử dụng các
số liệu gốc khác nhau;
- Các nguồn sai số ảnh hưởng đến độ chính xác của bình đồ ảnh tỷ
lệ lớn được thành lập từ ảnh vệ tinh độ phân giải cao
4 Nội dung nghiên cứu
Trang 4- Tổng quan các tài liệu, các công trình nghiên cứu đã có trên thế giới cũng như ở Việt Nam liên quan đến phương pháp nắn chỉnh hình học ảnh vệ tinh;
- Nghiên cứu đặc điểm kỹ thuật của ảnh vệ tinh độ phân giải cao;
- Nghiên cứu quy trình thành lập bình đồ ảnh từ ảnh vệ tinh độ phân giải cao;
- Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến sai số nắn chỉnh hình học ảnh vệ tinh bao gồm các nguồn sai số, mô hình toán học nắn chỉnh ảnh
vệ tinh;
- Độ chính xác nắn chỉnh hình học của ảnh vệ tinh và các sai số ảnh hưởng đến độ chính xác đáp ứng cho việc thành lập bình đồ ảnh phục vụ thành lập hiện chỉnh bản đồ địa hình với tỷ lệ phù hợp;
- Triển khai thử nghiệm và xây dựng phần mềm đánh giá chất lượng bình đồ ảnh
5 Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tìm kiếm thu thập các tài liệu
và cập nhật thông tin trên mạng Internet có liên quan đến ảnh vệ tinh
độ phân giải cao của các nhà khoa học trên thế giới và ở Việt Nam Từ
đó rút ra được ưu nhược điểm để khắc phục, giải quyết những tồn tại
mà đề tài sẽ nghiên cứu đến
- Phương pháp phân tích: Sử dụng các phương pháp tổng hợp tài liệu, so sánh chọn lọc các mô hình kỹ thuật hợp lý cho bài toán nắn ảnh vệ tinh, đánh giá khách quan các yếu tố để đưa ra kết luận chính xác làm cơ sở để giải quyết các vấn đề đặt ra
- Phương pháp chuyên gia: Trao đổi, học hỏi kinh nghiệm của đội ngũ chuyên gia trong lĩnh vực ảnh viễn thám để tìm ra các giải pháp tối ưu trong quá nghiên cứu
- Phương pháp thực nghiệm: Tiến hành thực nghiệm làm rõ vấn đề đặt ra trong nghiên cứu
6 Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn
- Ý nghĩa khoa học:
+ Góp phần bổ sung, hoàn thiện một số vấn đề về phương pháp luận trong việc thành lập bản đồ địa hình và hiện chỉnh bản đồ bằng ảnh vệ tinh độ phân giải cao;
Trang 5+ Đưa ra được cơ sở khoa học và đề xuất các giải pháp kỹ thuật nhằm nâng cao độ chính xác của bình đồ ảnh được thành lập từ ảnh
vệ tinh độ phân giải cao, phục vụ cho công tác đo vẽ và hiện chỉnh bản đồ tỷ lệ lớn
- Ý nghĩa thực tiễn: Đưa ra giải pháp nâng cao độ chính xác của bình đồ ảnh được thành lập từ ảnh vệ tinh độ phân giải cao, phục vụ cho công tác đo vẽ và hiện chỉnh bản đồ tỷ lệ lớn
7 Các luận điểm bảo vệ
Luận điểm 1: Ảnh vệ tinh độ phân giải cao hoàn toàn có khả năng
sử dụng để thành lập và hiện chỉnh bản đồ tỷ lệ lớn
Luận điểm 2: Để nâng cao hiệu quả kinh tế, kỹ thuật sử dụng ảnh
vệ tinh độ phân giải cao trong thành lập và hiện chỉnh bản đồ, công tác nắn ảnh phục vụ cho thành lập bình đồ ảnh phải được thực hiện theo các thuật toán nắn ảnh phù hợp với từng tư liệu ảnh, số liệu gốc và dạng địa hình
Luận điểm 3: Cơ sở dữ liệu nền thông tin địa lý hoàn toàn có thể
sử dụng như một loại số liệu gốc để nắn ảnh vệ tinh
8 Những điểm mới của luận án
- Nghiên cứu xác lập cơ sở khoa học và đề xuất giải pháp nâng cao
độ chính xác của nắn ảnh vệ tinh độ phân giải cao
- Đề xuất giải pháp sử dụng số liệu gốc trong quá trình nắn chỉnh hình học nhằm tăng hiệu quả kinh tế và độ chính xác của bình đồ ảnh
từ ảnh vệ tinh độ phân giải cao phục vụ công tác thành lập và hiện chỉnh bản đồ tỷ lệ lớn từ ảnh vệ tinh độ phân giải cao
- Hoàn thiện cơ sở lý thuyết và xây dựng phần mềm đánh giá chất lượng của bình đồ ảnh
9 Cơ sở tài liệu viết luận án
- Các tài liệu trong và ngoài nước trong lĩnh vực trắc địa, trắc địa ảnh viễn thám và hệ thống thông tin địa lý
- Một số kết quả thực nghiệm tại Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ, Cục Viễn thám Quốc gia và một số cơ quan trong lĩnh vực viễn thám
- Các công trình nghiên cứu của tác giả
10 Khối lượng và kết cấu của luận án
Ngoài phần mở đầu và kết luận, luận án có 4 chương:
Chương 1: Tổng quan về tình hình nghiên cứu
Trang 6Chương 2: Ảnh vệ tinh độ phân giải cao
Chương 3: Bình đồ ảnh vệ tinh độ phân giải cao và quy trình thành lập
Chương 4: Các giải pháp kỹ thuật nâng cao độ chính xác của bình
đồ ảnh tỷ lệ lớn từ ảnh vệ tinh độ phân giải cao
Trong quá trình thu thập và hoàn thành tài liệu, tác giả đã nhận đượ
sự quan tâm tạo mọi điều kiện của Ban giám hiệu, Khoa Trắc địa - Bản đồ và Quản lý đất đai, Phòng Đào tạo sau đại học, Trường đại học
Mỏ - Địa chất, Viện Khoa học Đo đạc và Bản đồ, Cục Viễn thám Quốc gia, Cục Đo đạc và Bản đổ Việt Nam, Tổng công ty Tài nguyên Môi trường
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến tất cả các nhà khoa học, các thầy cô giáo, các cơ quan, các bạn đồng nghiệp và những người thân đã tận tình giúp đỡ tác giả hoàn thành luận án
NỘI DUNG CỦA LUẬN ÁN Chương 1 TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU
1.1 Trên thế giới
Hiện nay, kỹ thuật viễn thám đang có những bước phát triển mạnh
mẽ Các vệ tinh nhỏ và có độ phân giải cao (nhỏ hơn 1m) đang được nghiên cứu và phát triển thành công như vệ tinh WorldView, QuickBird, IKONO, KOMSAT Cùng với sự phát triển của kỹ thuật thu nhận ảnh là sự phát triển các nghiên cứu về các phương pháp xử lý
dữ liệu ảnh vệ tinh độ phân giải cao phục vụ cho các công tác thành lập và hiện chỉnh bản đồ địa hình tỷ lệ lớn, thành lập các bản đồ chuyên đề lớp phủ và các ứng dụng từ ảnh vệ tinh độ phân giải cao Quy trình để thành lập bản đồ hoặc hiện chỉnh bản đồ địa hình từ
tư liệu ảnh độ phân giải cao cần thực hiện qua các bước chính sau: Tiền xử lý ảnh bao gồm hiệu chỉnh về giá trị phổ phản xạ và các sai số hình học của hệ thống vệ tinh; Nắn chỉnh ảnh về hệ tọa độ quốc gia; Tăng cường chất lượng ảnh; Đo vẽ và biên tập bản đồ
Trang 7Các nhà khoa học trên thế giới đã đưa ra các kỹ thuật xử lý nhằm nâng cao độ chính xác hình học của ảnh vệ tinh dựa trên các tư liệu ảnh vệ tinh khác nhau Các nghiên cứu về kỹ thuật xử lý nâng cao độ chính xác của anh vệ tinh độ phân giải cao vẫn đang được các nhà khoa học trên thế giới quan tâm thử nghiệm cùng với sự ra đời của các thế hệ vệ tinh mới
Kết quả nghiên cứu được thể hiện qua các lĩnh vực chính như sau:
Thứ nhất: Về hiệu chỉnh ảnh hưởng các sai số do bản thân chuyển
động và do cấu tạo của bộ cảm đến độ chính xác hình học của ảnh Quá trình chuyển động của vệ tinh bao gồm việc xác định chính xác các thông số quỹ đạo, vị trí góc chụp, góc ngưỡng, cấu tạo và đặc tính thu nhận của bộ cảm vệ tinh sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác hình học của các pixel trên ảnh
Thứ hai: Về hiệu chỉnh ảnh hưởng của các điều kiện thu nhận ảnh
vệ tinh bao gồm các điều kiện chiếu sáng của mặt trời, ảnh hưởng của khí quyển, ảnh hưởng của chênh cao địa hình và độ cong của quả đất
Thứ ba: Về khả năng nâng cao độ chính xác vị trí điểm địa vật thì
phương pháp chủ yếu là hiệu chỉnh hình học, sử dụng các mô hình hiệu chỉnh và nâng cao độ chính xác và số lượng các điểm khống chế nắn ảnh
Các vấn đề nghiên cứu nâng cao độ chính xác của nắn ảnh vệ tinh được trình bày trong các tài liệu Tuy nhiên, khi tham khảo các báo cáo khoa học này gần như chỉ là những thông tin cơ sở, rất khó tiếp thu và triển khai
1.2 Ở Việt Nam
Có thể nói, ứng dụng ảnh vệ tinh để thành lập bản đồ địa hình ở nước ta tuy không xa lạ nhưng chưa mang tính chất hệ thống Các công trình công bố đã khẳng định: Ảnh vệ tinh độ phân giải cao có thể đạt được yêu cầu độ chính xác về mặt phẳng trong việc thành lập bản
đồ địa hình tỷ lệ 1:1.0000 đạt được yêu cầu độ chính xác về độ cao trong việc thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ 1:25.000, 1:50.000
1.3 Kết luận
Qua những nghiên cứu trên thế giới và ở Việt Nam cho thấy tư liệu viễn thám - đa độ phân giải, đa phổ và đa thời gian (đặc biệt là sản
Trang 8phẩm dưới dạng bình đồ ảnh), là tư liệu cơ sở quan trọng được sử dụng trong việc giám sát tài nguyên, thiên nhiên môi trường, trong thành lập và hiện chỉnh bản đồ
Các nghiên cứu được công bố trên các tạp chí khoa học trong và ngoài nước được thực hiện trên các tư liệu vệ tinh khác nhau, phương pháp hiệu chỉnh hình học khác nhau, số lượng điểm khống chế khác nhau, khu vực nghiên cứu khác nhau nên không có một phương pháp xử lý chung cho tất cả các tư liệu vệ tinh độ phân giải cao Ngoài
ra, mỗi vệ tinh thu nhận ảnh độ phân giải cao có những phương pháp thu nhận, kỹ thuật xử lý khác nhau nên độ nét của hình ảnh địa vật trên ảnh sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác chọn điểm khi thực hiện các phương pháp hiệu chỉnh hình học Vì vậy, đòi hỏi cần có những nghiên cứu thử nghiệm các phương pháp hiệu chỉnh hình học của tư liệu ảnh vệ tinh độ phân giải cao đối với khu vực địa hình đặc trưng của Việt Nam
Các kết quả nghiên cứu trong và ngoài nước tập trung về nghiên cứu xử lý phổ, chiết tách thông tin từ ảnh hoặc sử dụng phương pháp nắn ảnh theo ảnh, hoặc nắn ảnh theo bản đồ Tuy nhiên, nguyên lý thu nhận ảnh vệ tinh độ phân giải cao, đặc biệt các vệ tinh có độ phân giải dưới 1m chưa được đề cập cụ thể trong các công trình khoa học trong nước Các nghiên cứu trong nước vẫn tập trung sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh SPOT với độ phân giải 2.5m trong thành lập và hiện chỉnh bản
đồ, chưa có nhiều những nghiên cứu thử nghiệm đối với tư liệu ảnh vệ tinh độ phân giải cao dưới 1m
Vì vậy, để có thể ứng dụng rộng rãi ảnh vệ tinh độ phân giải cao trong thực tế thì đòi hỏi cần có những nghiên cứu và thử nghiệm cụ thể về những nguyên lý thu nhận ảnh vệ tinh độ phân giải cao và các giải pháp kỹ thuật nâng cao độ chính xác của bình đồ ảnh được thành lập từ ảnh vệ tinh độ phân giải cao
Do vậy, luận án tập trung và giải quyết các vấn đề cơ bản sau:
1 Nghiên cứu đặc tính kỹ thuật của vệ tinh độ phân giải cao, đặc biệt đối với các vệ tinh có độ phân giải nhỏ hơn 1m (kênh toàn sắc)
2 Nghiên cứu các giải pháp để nâng cao độ chính xác của bình đồ ảnh từ ảnh vệ tinh độ phân giải cao phục vụ công tác thành lập và hiện chỉnh bản đồ địa hình tỷ lệ lớn
Trang 9Chương 2 ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA ẢNH VỆ TINH
ĐỘ PHÂN GIẢI CAO 2.1 Các đặc tính kỹ thuật của vệ tinh độ phân giải cao
2.1.1 Các đặc tính kỹ thuật của ảnh vệ tinh độ phân giải cao
Hiện nay, hệ thống vệ tinh độ phân giải cao được phát triển mạnh
mẽ với các đặc tính kỹ thuật ngày càng được cải tiến như:
- Các hệ thống vệ tinh đã nâng độ phân giải lên rất nhiều Các vệ
tinh có độ phân giải dưới 1m (kênh toàn sắc) thường là những vệ tinh
bay ở độ cao lớn trên 650km;
- Độ rộng dải quét nhỏ từ 8 km ~ 17.6 km;
- Đặc tính quét tín hiệu của các bộ cảm của vệ tinh độ phân giải
cao vẫn chủ yếu là máy quét dạng chổi đẩy;
- Hệ thống vệ tinh độ phân giải cao cao đều sử dụng kỹ thuật thu
nhận tích hợp và làm trễ thời gian TDI (Time Delay and Integration)
tại các bộ cảm biến;
- Các vệ tinh đều có chế độ chụp lập thể;
- Chu kỳ lặp của vệ tinh đã rút ngắn xuống còn từ 01 ngày ÷ 3 ngày
2.1.2 Đặc điểm của quỹ đạo vệ tinh
Điều kiện ánh sáng là yếu tố rất quan trọng cho việc thu ảnh đạt
chất lượng cao và phải ổn định, nghĩa là góc tới của ánh sáng mặt trời
đối với mặt phẳng quỹ đạo luôn không thay đổi theo thời gian (trong
một ngày hoặc giữa các mùa), chính vì vậy quỹ đạo của vệ tinh độ
phân giải cao thường có quỹ đạo đồng bộ mặt trời (sun-synchronous)
quỹ đạo vệ tinh chuyển động theo hướng Bắc - Nam kết hợp với
chuyển động quay của trái đất (Tây - Đông) sao cho vệ tinh luôn luôn
nhìn được bề mặt trái đất tại thời điểm có độ chiếu sáng tốt nhất của
mặt trời
2.1.3 Đặc điểm của bộ cảm biến
- Cách bố trí thông thường của các phần tử CCD của bộ cảm biến
- Bố trí các hàng CCD so le nhau
- Bộ cảm biến tích hợp và làm trễ thời gian Với cách bố trí này TDI của các vệ tinh độ phân giải cao đã tạo ra những bước tiến mới
trong kỹ thuật xử lý tín hiệu so với các vệ tinh quang học thông
thường Điều này nâng cao cao độ phân giải không gian của pixel ảnh,
đồng thời giảm các sai số hình học trên ảnh vệ tinh độ phân giải cao
Trang 102.2 Một số đặc tính hình học của ảnh vệ tinh độ phân giải cao
2.2.1 Sai số méo hình của ảnh vệ tinh
Nguyên nhân gây ra sai số méo hình trên ảnh vệ tinh bao gồm:
- Do bản thân đầu thu chụp ảnh;
- Do chuyển động của vệ tinh và sự sai lệch quỹ đạo, sự thay đổi tốc độ trên quỹ đạo;
- Do việc ghi liên tục vị trí trên quỹ đạo và của các góc nghiêng xiên của vệ tinh;
- Do chuyển động xoay của Trái đất trong quá trình thu chụp ảnh,
do độ cong của Trái đất cũng như địa hình mặt đất;
- Do ảnh hưởng chiết quang của khí quyển;
- Do phép chiếu bản đồ cần thành lập của ảnh được hiệu chỉnh
Từ những phân tích trên cho ta thấy: Các nguồn sai số gây méo hình này có thể chia thành 2 nhóm chính đó là: Sai số nội tại của bộ cảm biến thu chụp; Sai số do tác động bên ngoài
2.2.2 Độ phân giải và khả năng chiết tách thông tin từ ảnh vệ tinh
a) Độ phân giải không gian và các yếu tố liên quan
Độ phân giải không gian (spatial resolution) của một tấm ảnh liên quan đến khoảng cách hay kích thước nhỏ nhất của một đối tượng trên mặt đất có thể phân biệt được Các yếu tố ảnh hưởng đến là: trường nhìn tức thời - IFOV (Instantaneous Field Of View), tiêu cự, hình dáng của đối tượng mục tiêu và các ảnh hưởng của khí quyển Độ phân giải không gian bị giới hạn bởi khoảng cách lấy mẫu trên mặt đất (là khoảng cách trên mặt đất mà một pixel phủ được và được xác định bởi kích thước của phần tử CCD và tỷ lệ của dữ liệu ảnh), vì không thể phân tách được một đối tượng trong phạm vi một pixel
b) Các yếu tố ảnh hưởng đến độ phân giải và chất lượng ảnh:
- Các ảnh hưởng của điều kiện tự nhiên;
- Các yếu tố bay chụp;
- Máy quét;
- Việc xử lý dữ liệu ảnh;
- Các yếu tố kỹ thuật của vệ tinh;
- Bộ cảm biến của vệ tinh
2.3 Thành lập bản đồ tỷ lệ lớn từ ảnh vệ tinh độ phân giải cao
Trang 112.3.1 Khả năng chiết tách thông tin từ ảnh vệ tinh độ phân giải cao
Thông thường thì mối quan hệ giữa độ phân giải mặt đất - GSD (ground sample distance), hay kích thước pixel mặt đất và tỷ lệ của bản đồ sẽ được thành lập có thể biểu diễn bằng công thức như sau
bd
M mm GSD0.050.1 (2 1)
2.3.2 Yêu cầu độ chính xác của ảnh vệ tinh độ phân giải cao cho việc thành lập bản đồ
Ứng dụng ảnh vệ tinh độ phân giải cao để thành lập bản đồ phải thỏa mãn các yêu cầu sau:
- Yêu cầu độ chính xác vị trí hình học của điểm địa hình, địa vật trên ảnh
- Khả năng đoán đọc của ảnh đảm bảo cho việc thành lập bản đồ
- Cung cấp các hệ số hiệu chỉnh hình học ảnh, cho phép tính được các sai số hệ thống trên ảnh với độ ổn định cao Nhờ vậy, bình đồ ảnh
từ ảnh vệ tinh độ phân giải cao có độ chính xác cao phục vụ cho công tác thành lập và hiện chỉnh bản đồ địa hình;
Chương 3 BÌNH ĐỒ ẢNH VỆ TINH VÀ QUY TRÌNH THÀNH LẬP
3.1 Khái niệm về bình đồ ảnh vệ tinh
Bình đồ ảnh vệ tinh là sản phẩm ảnh vệ tinh dạng số đã được định
vị trong hệ tọa độ của bản đồ cần thành lập, được hiệu chỉnh ảnh hưởng do chênh cao địa hình, được lấy mẫu lại theo độ phân giải danh nghĩa của ảnh vệ tinh, được cắt, ghép theo mảnh bản đồ và được đặt tên theo phiên hiệu của mảnh bản đồ tương ứng
Trang 123.2 Quy trình thành lập bình đồ ảnh vệ tinh (hình 3.1)
Hình 3.1 Sơ đồ quy trình công nghệ thành lập bình đồ ảnh vệ tinh
độ phân giải cao Theo quy trình thành lập bình đồ ảnh vệ tinh có thể thấy các yếu tố ảnh hưởng tới bình đồ ảnh vệ tinh đó là:
- Độ phân giải của ảnh vệ tinh;
- Phương pháp nắn, các mô hình toán học để thực hiện phép nắn;
- Số lượng điểm khống chế ngoại nghiệp và đồ hình bố trí chúng,
Trang 13biến dạng hình học trên ảnh vệ tinh Các sai số hệ thống này được loại trừ nhờ các mô hình toán học
Trong nắn ảnh vệ tinh có hai mô hình nắn chỉnh hình học bao gồm:
3.3.1 Phương pháp nắn chỉnh hình học theo mô hình vật lý
Mô hình vật lý cho phép loại trừ các sai số trong quá trình chụp ảnh nếu biết được vị trí tâm chiếu hình trên quỹ đạo Để xác định tâm chiếu hình với độ chính xác cần thiết phải sử dụng các điểm khống chế ảnh mặt đất là những điểm biết toạ độ chính xác trên mặt đất trên một hệ quy chiếu và đồng thời có hình ảnh rõ ràng nhận biết được trên ảnh Công việc này gọi là mô hình hoá cảnh ảnh Về nguyên lý, để mô hình hoá cảnh ảnh chỉ cần biết một số lượng điểm khống chế ảnh mặt đất đủ để giải hệ phương trình xác định các thông số cần thiết Đồ hình bố trí điểm khống chế cảnh ảnh sẽ không ảnh hưởng nhiều đến
độ chính xác mô hình hoá hay nói cách khác sẽ không ảnh hưởng đến
độ chính xác nắn ảnh
3.3.2 Phương pháp nắn chỉnh hình học theo đa thức
- Mô hình hàm đa thức sử dụng để tính chuyển giữa toạ độ ảnh và toạ độ đối tượng Bậc của đa thức quyết định phép tính chuyển và dựa trên sai số méo hình của ảnh, số lượng các điểm khống chế ảnh và dạng địa hình
- Các dạng của mô hình hàm đa thức: Mô hình nắn affine-3D, Mô hình chuyển đổi tuyến tính trực tiếp, Mô hình chuyển đổi phép chiếu,
Mô hình tham số, Mô hình hàm hữu tỷ
3.4 Các yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác của nắn ảnh vệ tinh
Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác của nắn ảnh Đó là: độ phân giải của ảnh vệ tinh, mô hình toán học để nắn, độ chính xác của điểm khống chế ảnh, số lượng điểm, đồ hình bố trí khống chế ảnh và độ chính xác của DEM
3.5 Trộn ảnh
Trộn ảnh là một công nghệ kết hợp các loại ảnh với nhau để tạo ra một lọai ảnh mang nhiều thông tin hơn để tăng cường khả năng phân tích - nhận biết các đối tượng trên ảnh Việc trộn ảnh có thể thực hiện giữa các loại ảnh có bản chất khác nhau như:
- Kết hợp ảnh toàn sắc và ảnh đa phổ (ảnh cùng loại) nhằm tạo ra ảnh vừa có độ phân giải cao về phổ (màu) như ảnh đa phổ lại vừa có
độ phân giải cao về không gian như ảnh toàn sắc;
