...Nguyễn Thị Nụ.pdf

TRƯỜNG ĐẠI HNGHIÊN C VÀ ĐÁNH GIÁ Đ PHỤC VỤ ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG H KHOA TRẮC ĐỊA – BẢN ĐỒ SINH VIÊN: NGUYỄN THỊ NỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH THÀNH LẬP ÁNH GIÁ Đ

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI H

NGHIÊN C

VÀ ĐÁNH GIÁ Đ

PHỤC VỤ

ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG H

KHOA TRẮC ĐỊA – BẢN ĐỒ

SINH VIÊN: NGUYỄN THỊ NỤ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH THÀNH LẬP ÁNH GIÁ ĐỘ CHÍNH XÁC BÌNH ĐỒ ẢNH VỆ TINH VNREDSAT

C VỤ CÔNG TÁC THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH

Hà Nội - 2015

NG HÀ NỘI

TINH VNREDSAT-1 HÌNH

Trang 2

TRƯỜNG ĐẠI H

NGHIÊN C

VÀ ĐÁNH GIÁ Đ

PHỤC VỤ

Chuyên ngành: K

Mã ngành: D520503

NGƯỜI HƯỚ

ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG H

KHOA TRẮC ĐỊA – BẢN ĐỒ

SINH VIÊN: NGUYỄN THỊ NỤ

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH THÀNH LẬP ÁNH GIÁ ĐỘ CHÍNH XÁC BÌNH ĐỒ ẢNH VỆ TINH VNREDSAT

C VỤ CÔNG TÁC THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH

Chuyên ngành: Kỹ thuật Trắc địa – Bản đồ

Mã ngành: D520503

ỚNG DẪN : TS PHẠM XUÂN HOÀN

Hà Nội - 2015

NG HÀ NỘI

TINH VNREDSAT-1

ÌNH

Trang 3

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân Các số liệu, kết quả trình bày trong đồ án là đúng sự thật và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Hà Nội, tháng 6 năm 2015

Sinh viên

Nguyễn Thị Nụ

Trang 4

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên em xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc tới Đại úyTS Phạm Xuân

Hoàn – Phòng Bản đồ – Viễn thám, Cục Bản đồ – BTTM, người đã đưa ra định

hướng và tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành đồ

án

Xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo Bộ môn Ảnh – Bản đồ – GIS cùng

các thầy, cô trong Khoa Trắc địa đã chỉ dẫn, đóng góp nhiều ý kiến bổ ích trong quá trình hoàn thành đồ án

Em cũng xin bày tỏ lòng cảm ơn đến các cán bộ Cục Bản đồ – BTTM đã giúp

đỡ, cung cấp dữ liệu để em hoàn thành đồ án này

Mặc dù có nhiều cố gắng nhưng do kiến thức chuyên môn còn hạn chế, thời gian nghiên cứu thực hiện đề tài còn có hạn nên nội dung đồ án không tránh khỏi những thiếu sót, em rất mong nhận được sự chỉ bảo, góp ý của các thầy, cô giáo, các anh, chị cán bộ kỹ thuật và các bạn đồng nghiệp

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng 6 năm 2015

Sinh viên

Nguyễn Thị Nụ

Trang 5

MỤC LỤC

Lời cam đoan

Lời cảm ơn

Mục lục

Danh mục các chữ viết tắt

Danh mục các bảng

Danh mục các hình vẽ

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ ẢNH VỆ TINH VÀ BÌNH ĐỒ ẢNH VỆ TINH 4

1.1 Ảnh vệ tinh 4

1.1.1 Những khái niệm cơ bản về viễn thám 4

1.1.2 Ảnh vệ tinh 7

1.1.3 Giới thiệu về ảnh vệ tinh VNREDSat-1 12

1.2 Bình đồ ảnh vệ tinh 16

1.2.1 Bình đồ ảnh 16

1.2.2 Bình đồ ảnh vệ tinh 17

Chương 2: NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP THÀNH LẬP BÌNH ĐỒ ẢNH VỆ TINH VNREDSAT-1 TRONG CÔNG TÁC THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH 19

2.1 Sự cần thiết nắn chỉnh hình học ảnh vệ tinh VNREDSat-1 19

2.1.1 Sai số trong quá trình thu nhận ảnh vệ tinh 19

2.1.2 Các sai số trong quá trình xử lý ảnh vệ tinh ảnh hưởng tới độ chính xác thành lập bình đồ ảnh vệ tinh 21

2.2 Nguyên lý chung để nắn chỉnh hình học ảnh vệ tinh 27

2.2.1 Nguyên lý nắn ảnh số chung 27

2.2.2 Nguyên lý nắn ảnh vệ tinh 29

2.3 Các phương pháp thành lập bình đồ ảnh vệ tinh 29

Trang 6

2.3.1 Thành lập bình đồ bằng mô hình vật lý 29

2.3.2 Thành lập bình đồ bằng mô hình hàm đa thức 32

2.4 Phương pháp thành lập bình đồ ảnh vệ tinh VNREDSat-1 35

2.5 Quy định kỹ thuật thành lập bình đồ ảnh vệ tinh VNREDSat-1 36

2.6 Tổng quan về ERDAS IMAGINE 2014 37

Chương 3: ĐÁNH GIÁ ĐỘ CHÍNH XÁC BÌNH ĐỒ ẢNH VỆ TINH VNREDSAT-1 42

3.1 Giới thiệu khu thực nghiệm 42

3.1.1 Khu vực nghiên cứu 42

3.1.2 Đánh giá tư liệu sử dụng 42

3.2 Quy trình công nghệ thành lập bình đồ ảnh vệ tinh VNREDSat-1 43

3.2.1 Sơ đồ quy trình 43

3.2.2 Các trường hợp thực nghiệm 54

3.2.3 Kết quả nắn ảnh và đánh giá độ chính xác bình đồ ảnh vệ tinh VNREDSat-1 57

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 68

TÀI LIỆU THAM KHẢO 70

PHỤ LỤC 72

Trang 7

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

GCP (Ground Control Point ): Điểm khống chế

tin địa lý

UTM

(Universal Transverse Mercator): Hệ tọa dộ phẳng UTM quốc té sử dụng lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc

Trang 8

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Độ phân giải không gian của dữ liệu ảnh viễn thám 10

Bảng 1.2 Đặc điểm vệ tinh VNREDSat-1 13

Bảng 1.3 Thông số kỹ thuật của bộ cảm NAOMI 14

Bảng 2.1 Giá trị độ cao và giá trị chênh cao địa hình lớn nhất cho phép ứng với từng giá trị góc nghiêng chụp ảnh 26

Bảng 2.2 Độ xê dịch vị trí điểm do chênh cao địa hình gây ra 27

Bảng 2.3 Tập hợp các công cụ trong ERDAS IMAGINE 39

Bảng 3.1 Sai số vị trí điểm trung bình của từng trường hợp 56

Bảng 3.2 Tọa độ các điểm kiểm tra 59

Bảng 3.3 Sai số tại các điểm kiểm tra trường hợp nắn 7 điểm KCA 59

Bảng 3.7 Kết quả sai số tại các điểm kiểm tra trong 4 trường hợp nắn ảnh 67

Trang 9

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Hệ thống viễn thám 5

Hình 1.2 Mô tả về độ phân giải không gian của ảnh 9

Hình 1.3 Một số hình ảnh về độ phân giải không gian của ảnh viễn thám 11

Hình 2.1 Các dạng méo hình do ảnh hưởng của các nguồn “sai số trong” bộ cảm biến 20

Hình 2.2 Độ xê dịch vị trí điểm trên ảnh nắn 24

Hình 2.3 Sơ đồ nguyên lý nắn ảnh số 28

Hình 2.4 Hệ thống cục bộ của khung ảnh được nắn 34

Hình 2.5 Phần mềm ERDAS Imagine 2014 37

Hình 3.1 Khu vực nghiên cứu 42

Hình 3.2 Sơ đồ quy trình công nghệ thành lập bình đồ ảnh vệ tinhVNREDSat-1 từ cặp ảnh lập thể 44

Hình 3.3 Sơ đồ quy trình công nghệ thành lập bình đồ ảnh vệ tinh VNREDSat-1 từ ảnh đơn 45

Hình 3.4 Tạo block file danang_vnredsat 46

Hình 3.5 Lựa chọn mô hình cho ảnh VNREDSat-1 46

Hình 3.6 Lựa chọn ảnh 47

Hình 3.7 Tạo sensor mới cho ảnh VNREDSat-1 48

Hình 3.8 Nhập thông số cho sensor 48

Hình 3.9 Nhập thông số chụp ảnh 48

Hình 3.10 Lựa chọn mô hình số độ cao khu vực Đà Nẵng 49

Hình 3.11 Chọn file tọa độ điểm khống chế 49

Hình 3.12 Công cụ Create point 50

Hình 3.13 Sơ đồ bố trí các điểm khống chế 50

Hình 3.14 Kết quả tính toán bình sai bình sai 51

Hình 3.15 Đặt tên cho ảnh trực giao 51

Hình 3.16 Ảnh trực giao 52

Trang 10

Hình 3.17 Ảnh tăng cường chất lượng 53

Hình 3.18 Sai số bình sai ảnh với 7 điểm KCA 54

Hình 3.22 Đồ thị sai số đối với ảnh VNREDSat-1 Pan 2,5m 56

Hình 3.23 Bình đồ ảnh VNREDSat-1 mức 3 57

Hình 3.24 Vị trí các điểm kiểm tra 58

Hình 3.25 Sai số theo trục x và y phương án 7 điểm KCA 60

Hình 3.26 Sai số theo tổng hợp phương án 7 điểm KCA 60

Trang 11

1

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Dự án VNREDSat-1 được xây dựng dựa trên những nghiên cứu, đánh giá về nhu cầu thực tiễn trong nước, công nghệ và xu hướng phát triển mới của công nghệ

vệ tinh nhỏ quan sát Trái Đất trên thế giới Dữ liệu sau khi thu nhận được Bộ Tài nguyên Môi trường lưu trữ, xử lý, cung cấp cho các Bộ, ngành, các tỉnh và các đơn

vị có nhu cầu sử dụng ảnh vệ tinh để phục vụ phát triển kinh tế, xã hội, quốc phòng

an ninh, ứng phó thảm họa thiên nhiên và biến đổi khí hậu,

Viễn thám là một trong những lĩnh vực luôn được chú trọng, tập trung nghiên cứu và khai thác nhằm phục vụ nhiều mục đích khác nhau của con người Khai thác

và sử dụng hiệu quả ảnh VNREDSat-1 là một trong những nhiệm vụ cấp thiết được đặt ra khi nguồn cung cấp ảnh SPOT truyền thống bị hạn chế

Hiện nay, Bộ Tài nguyên và Môi trường đã có thể cung cấp ảnh VNREDSat-1

ở các mức độ xử lý khác nhau (Level 1 đến Level 3) Các cảnh ảnh trực giao do Bộ Tài nguyên và Môi trường mà đại diện là Cục Viễn thám Quốc gia cung cấp được

xử lý bằng module IMOGEN được thiết kế riêng cho vệ tinh VNREDSat-1 và chỉ

có Cục Viễn thám Quốc gia được trang bị Trong bộ phần mềm ERDAS cho phép đọc file DIMAP metadata để thực hiện nắn chỉnh hình học Tuy nhiên module này được thiết kế có bản quyền duy nhất và không cấp phát cho bên ngoài, cho nên việc tiếp cận module này là rất hạn chế

Vấn đề đặt ra cho người sử dụng là phải nghiên cứu quy trình thành lập và đánh giá độ chính xác bình đồ ảnh vệ tinh VNREDSat-1 độc lập, sử dụng phần mềm thương mại trong khi module IMOGEN chưa được phân phối rộng rãi

Xuất phát từ ý tưởng trên em đã thực hiện đồ án tốt nghiệp với đề tài:

“Nghiên cứu quy trình thành lập và đánh giá độ chính xác bình đồ ảnh vệ tinh VNREDSat-1 phục vụ công tác thành lập bản đồ địa hình”

2 Mục tiêu và ý nghĩa

– Nghiên cứu quy trình thành lập bình đồ ảnh vệ tinh VNREDSat-1 phục vụ

công tác thành lập bản đồ địa hình

Trang 12

2

– Đánh giá độ chính xác bình đồ ảnh vệ tinh VNREDSat-1 phục vụ công tác

thành lập bản đồ địa hình

– Đưa ra kết luận số lượng điểm khống chế cần thiết để thành lập bình đồ ảnh

vệ tinh VNREDSat-1 phục vụ thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ 1:50.000

3 Nội dung nghiên cứu

– Tìm hiểu những khái niệm, kiến thức cơ bản về ảnh vệ tinh và bình đồ ảnh

vệ tinh

– Tìm hiểu quy trình thành lập bình đồ ảnh vệ tinh

– Phương pháp thành lập bình đồ ảnh vệ tinh VNREDSat-1 bằng phần mềm

ERDAS Imagine 14.0

– Đánh giá độ chính xác bình đồ ảnh vệ tinh VNREDSat-1

4 Cơ sở dữ liệu

– Ảnh vệ tinh VNREDSat-1 và bình đồ ảnh vệ tinh SPOT5 khu vực Đà Nẵng – Bản đồ nền, điểm khống chế khu vực Đà Nẵng phục vụ nắn ảnh và đánh giá

sai số

– Quy định kỹ thuật thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10.000, 1:25.000 và

1:50.000 bằng công nghệ ảnh số

– Thông tư số 10/2015/TT– BTNMT ngày 25 tháng 03 năm 2015 quy định kỹ

thuật về sản xuất ảnh viễn thám quang học độ phân giải cao và siêu cao để cung cấp đến người sử dụng

5 Phương pháp nghiên cứu

– Phương pháp tổng hợp tài liệu: Nghiên cứu tài liệu, tư liệu

– Phương pháp tin học: Sử dụng phần mềm ERDAS Imagine 14.0 thành lập

bình đồ ảnh vệ tinh VNREDSat-1

– Phương pháp thống kê: Phục vụ đánh giá sai số nắn ảnh

– Phương pháp chuyên gia: Tham khảo ý kiến các chuyên gia

6 Cấu trúc đồ án

Nội dung đồ án được trình bày trong 3 chương:

Chương 1: Tổng quan về ảnh vệ tinh và bình đồ ảnh vệ tinh

Trang 13

3

Chương 2: Nghiên cứu phương pháp thành lập bình đồ ảnh vệ tinh VNREDSat-1 trong công tác thành lập bản đồ địa hình

Chương 3: Đánh giá độ chính xác bình đồ ảnh vệ tinh VNREDSat-1

Định dạng
Số trang	13
Dung lượng	186,78 KB