...Đặng Thị Hồng Nhung.pdf

...Đặng Thị Hồng Nhung.pdf tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các lĩnh vực k...

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TR TRƯỜNG ĐẠI HỌC

========o0o========

THÀNH LẬP BẢN ĐỒ

CÔNG NGHỆ BAY QUÉT LIDAR K

Chuyên ngành: Tr

Mã s

Giáo viên h

TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

ỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG H

========o0o========

Đặng Thị Hồng Nhung

N ĐỒ ĐỊA HÌNH TỶ LỆ 1 / 2000 BẰNG BAY QUÉT LIDAR KẾT HỢP CHỤP ẢNH S

Chuyên ngành: Trắc địa – Bản đồ

Mã số:

Giáo viên hướng dẫn: ThS Lê Thị Hải Nh

ThS Nguyễn Thúy H

HÀ NỘI - 2015

NG HÀ NỘI

ẰNG ẢNH SỐ

ải Như Hạnh

MỤC LỤC

MỤC LỤC

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC HÌNH ẢNH

DANH MỤC BẢNG BIỂU

LỜI MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP THÀNH LẬP BĐĐB A5 1.1.Tổng quan về tình hình ứng dụng công nghệ lidar và chụp ảnh số thành lập BĐĐH trên thế giới và ở Việt Nam 5

1.1.1.Trên thế giới: 5

1.1.2 Ở Việt Nam: 7

1.2 Bản đồ địa hình và các phương pháp thành lập BĐĐH 8

1.2.1.Bản đồ địa hình (BĐĐH): 8

1.2.2 Các phương pháp thành lập BĐĐH 17

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ LIDAR KẾT HỢP VỚI CHỤP ẢNH SỐ THÀNH LẬP BĐĐH TỶ LỆ 1/2000 20

2.1 Cơ sở khoa học ứng dụng công nghệ lidar kết hợp với ảnh số để thành lập BĐĐH tỷ lệ 1/2000 21

2.1.1 Khái quát về công nghệ Lidar: 21

2.1.2 Khái nệm về máy ảnh số: 25

2.1.3 Công nghệ tích hợp Lidar với máy ảnh số: 27

2.2 Một số biện pháp xử lý dữ liệu lidar thành lập BĐĐH 31

2.2.1 Xử lý dữ liệu thô, kiểm tra độ gối phủ của dữ liệu: 31

2.2.2 Xử lý số liệu GPS/IMU 31

2.2.3 Xử lý nguyên tố định hướng ngoài (EO) 32

2.2.4 Xử lí dữ liệu Laser, tạo DSM/DTM/ảnh cường độ xám 32

CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM THÀNH LẬP BĐĐH TỶ LỆ 1/2000 KHU VỰC TP HÀ TĨNH BẰNG ỨNG DỤNG TÍCH HỢP CÔNG NGHỆ LIDAR VÀ CHỤP ẢNH SỐ 34

3.1 Tổng quan về khu vực nghiên cứu 34

3.1.1 Vị trí địa lý 34

3.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo 35

3.1.3 Sông ngòi 36

3.1.4 Dân số 37

3.1.5 Hành chính 38

3.1.6 Đặc điểm khí hậu 38

3.1.7 Tình hình kinh tế 39

3.1.8 Văn hóa - xã hội 41

3.2 Quy trình thành lập BĐĐH bằng phương pháp tích hợp lidar và chụp ảnh số 42

3.3 Thực nghiệm thành lập BĐĐH tỷ lệ 1/2000 khu vực Hà Tĩnh bằng ứng dụng tích hợp công nghệ lidar và chụp ảnh số 51

3.3.1 Tư liệu đầu vào 51

3.3.2 Thành lập mô hình số độ cao và bình đồ ảnh số 51

3.3.3: Vector hóa, xây dựng đối tượng địa lý từ các sản phẩm của Lidar 53 3.3.4: Điều tra ngoại nghiệp thông tin thuộc tính đối tượng địa lý 53

3.3.5: Biên tập BĐĐH tỷ lệ 1/2000 54

3.3.6: Đóng gói, giao nộp sản phẩm 56

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 56

TÀI LIỆU THAM KHẢO 58

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

BĐĐH: Bản đồ địa hình

Laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation): Công nghệ/thiết bị khuếch đại ánh sáng bằng phát xạ kích thích

Lidar (Light Detection And Ranging): Công nghệ đo khoảng cách bằng tia Laser

DEM (Digital Elevation Model): Mô hình số độ cao

DTM (Digital Terrain Model): Mô hình số địa hình

DSM (Digital Surface Model): Mô hình số bề mặt

IMU (Inertial Measurement Unit): Bộ đo quán tính

GNSS (Global Navigation Satellite System): Tên dùng chung cho các hệ thống định vị toàn cầu sử dụng vệ tinh

GRID: Lưới ô vuông

GIS: Hệ thống thông tin địa lý

EO: Thông số định hướng ngoài

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Hình ảnh của khu vực có công trình xây dựng với ảnh màu kỹ thuật

số (bên trái) và Lidar (bên phải) 6

Hình 2.1: Hình ảnh của Lidar 22

Hình 2.2: Mô phỏng hoạt động của hệ thống Lidar 24

Hình 3.1: Vị trí địa lý của thành phố Hà Tĩnh 35

Hình 3.2: Sơ đồ quy trình công nghệ thành lập bản đồ địa hình bằng công nghệ bay quét Lidar kết hợp chụp ảnh số

Hình 3.3: Nắn trực ảnh thực (orthphoto) 51

Hình 3.4: Bình đồ ảnh Nắn trực ảnh thực (orthophoto) 52

Hình 3.5: Mô hình số địa hình của mảnh bản đồ tỷ lệ 1/2000 E-48-44-(93-c) thành phố Hà Tĩnh 53

Hình 3.6: Bản đồ địa hình tỷ lệ 1/2000 khu vực thành phố Hà Tĩnh 56

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1: Quy định khoảng cao đều của các đường bình độ 14 Bảng 3.1: Dân số thành phố Hà Tĩnh 37 Bảng 3.2: Đơn vị hành chính thành phố Hà Tĩnh 38

1

LỜI MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài:

Công nghệ Lidar là công nghệ tiên tiến hàng đầu trong hệ thống các công nghệ thu thập dữ liệu không gian trên thế giới thế giới Hiện nay công nghệ này đã được ứng dụng rộng rãi trên thế giới phục vụ nhiều lĩnh vực khác (tài nguyên môi trường, khí tượng thủy văn, khảo cổ học, lâm nghiệp,…), trong đó có lĩnh vực đo đạc bản đồ LIDAR được nhiều người xem như là cuộc cách mạng trọn vẹn của việc cung cấp dữ liệu độ cao dạng số với độ chính xác cao phục vụ cho công tác thành lập bản đồ ba chiều tỷ lệ lớn Sự ra đời và ứng dụng công nghệ Lidar đã mở ra một kỷ nguyên mới trong hoạt động của ngành trắc địa bản đồ trên thế giới và sẽ là một hướng phát triển trọng tâm trong tương lai của ngành Trắc địa-bản đồ hiện đại Theo Phòng Công nghệ thẩm định, Cục Đo đạc và Bản đồ Việt Nam, nhờ có trạm thu ảnh

vệ tinh, Việt Nam đã chủ động được về mặt tư liệu cho các công tác đo vẽ, hiện chỉnh bản đồ địa hình, bản đồ địa chính cơ sở cho các dãy tỷ lệ trung bình và nhỏ, công nghệ Lidar sau khi thử nghiệm thành công ở Cần Thơ đã được áp dụng rộng rãi trong Dự án Chính phủ về xây dựng cơ sở dữ liệu thông tin địa lý, gắn với mô hình số độ cao phủ trùm và bước đầu đã đem lại hiệu quả rõ rệt cả về mặt chất lượng lẫn giá thành sản phẩm Công nghệ GNSS đo độ chính xác cao cũng đã từng bước được triển khai thử nghiệm trong đo vẽ bản đồ địa hình ở Cà Mau,…Bước đầu, chúng ta đã có những thành công đáng ghi nhận về công tác thành lập bản đồ nhờ công nghệ Lidar

Công nghệ Lidar đã được Chính phủ Việt Nam tạo điều kiện để phát triển và mở rộng Tuy nhiên, cho đến nay nó vẫn chưa được quảng bá rộng rãi

về lý luận và chưa được quy chuẩn trong ứng dụng thực tiễn: thiết kế mặt bằng các thành phố và các điểm dân cư khác; lập thiết kế kỹ thuật các xí nghiệp công

2

nghiệp và các trạm phát điện; tiến hành các công tác thăm dò và tìm kiếm, thăm dò chi tiết và tính toán trữ lượng các khoáng sản có ích, quản lý tài nguyên môi trường, công tác quy hoạch và cải tạo ruộng đồng, thăm dò địa chất chi tiết, dùng để chọn sơ bộ các tuyến đường sắt, đường ô tô và kênh đào giao thông Do vậy, công tác nghiên cứu và tìm hiểu sâu rộng về công nghệ Lidar và ứng dụng công nghệ Lidar trong lĩnh vực thành lập bản đồ địa hình là rất cần thiết, có tính thời sự cao, giúp tiết kiệm chi phí và đạt được độ chính xác cao, góp phần đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của nền kinh tế xã hội công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước

2 Mục tiêu của đề tài

Nghiên cứu ứng dụng công nghệ Lidar kết hợp với chụp ảnh số thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ 1/2000

3 Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của đồ án là: khái quát và nguyên lí hoạt động của công nghệ Lidar và chụp ảnh số, quy trình thành lập bản đồ địa hình bằng công nghệ tích hợp này

Phạm vi nghiên cứu của đồ án là quy trình thành lập bản đồ địa hình bằng công nghệ tích hợp Lidar và chụp ảnh số phù hợp với điều kiện nước ta

4 Nội dung nghiên cứu

1 Nghiên cứu tình hình ứng dụng công nghệ Lidar và chụp ảnh số thành lập bản đồ địa hình trên thế giới và ở Việt Nam

2 Nghiên cứu tổng quan về bản đồ địa hình và các phương pháp thành lập bản đồ địa hình

3 Nghiên cứu ứng dụng công nghệ tích hợp Lidar và chụp máy ảnh số vào thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ 1/2000

3

4 Thực nghiệm thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ 1/2000 bằng ứng dụng công nghệ tích hợp Lidar và chụp máy ảnh số

5 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp tổng hợp và kế thừa: Thu thập tài liệu đã có liên quan đến các phương pháp và nội dung của đề tài; Lựa chọn các phương pháp nghiên cứu phù hợp; Tổng hợp các kết quả nghiên cứu và tư liệu có liên quan đến đề tài;

Phương pháp thu thập, phân tích thông tin: Các thông tin liên quan đến nội dung nghiên cứu của đề tài sẽ được thu thập, phân tích, đánh giá để làm

cơ sở cho việc lập báo cáo;

Sử dụng phần mềm: Phần mềm xử lý ảnh số, Phần mềm Microstation, IrasC, ArcGis

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiến của đồ án

Tìm hiểu thêm về ứng dụng công nghệ Lidar tích hợp chụp ảnh số để thành lập bản đồ địa hình tỉ lệ lớn

Đánh giá khả năng ứng dụng của công nghệ tích hợp Lidar và chụp ảnh

số vào thực tiễn sản xuất của Việt Nam

7 Cấu trúc của đồ án

CHƯƠNG 1: Tổng quan nội dung nghiên cứu của đề tài

CHƯƠNG 2: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ Lidar kết hợp chụp ảnh

số thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ 1/2000

CHƯƠNG 3: Thực nghiệm thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ 1/2000 khu vực thành phố Hà Tĩnh bằng ứng dụng tích hợp công nghệ Lidar và chụp ảnh

số

4

8 Lời cảm ơn

Đồ án được hoàn thành tại Bộ môn Ảnh bản đồ, khoa Trắc địa – Bản

đồ, trường đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội thuộc Bộ Tài nguyên và Môi trường, dưới sự hướng dẫn của ThS Lê Thị Hải Như và ThS Nguyễn Thúy Hạnh đã nhiệt tình chỉ bảo em trong suốt quá trình làm đồ án

Em xin chân thành cảm ơn các thầy giáo trong trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội đã dạy bảo em trong suốt những năm học qua Mặc dù đã có nhiều cố gắng tìm tòi học hỏi nhưng với trình độ và kinh nghiệm còn hạn chế nên đồ án không tránh khỏi những thiếu sót Chính vì vậy

em rất mong được sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo và các bạn bè đồng nghiệp

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội ,ngày 28 tháng 6 năm 2015

Sinh viên thực hiện

Đặng Thị Hồng Nhung