báo cáo khảo sát vị trí điểm trên ảnh Google Earth

Ảnh Google Earth rất dễ dàng trong việc khai thác, tuy nhiên độ chính xác của ảnh không được cũng không được cơ quan phát hành công chịu trách nhiệm. Chính vì vậy, khi sử dụng ảnh Google Earth, người sử dụng cần đánh giá độ chính xác của ảnh để sử dụng chúng đáp ứng vào công việc cụ thể. Chính vì vậy, đề tài “Khảo sát độ chính xác vị trí điểm trên ảnh Google Earth” đã được đặt ra để nghiên cứu.

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI KHOA TRẮC ĐỊA, BẢN ĐỒ VÀ THÔNG TIN ĐỊA LÝ

TRÊN ẢNH GOOGLE EARTH

Thuộc nhóm ngành khoa học: Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ

HÀ NỘI, THÁNG 5 – NĂM 2018

BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNGHÀ NỘI KHOA TRẮC ĐỊA, BẢN ĐỒ VÀ THÔNG TIN ĐỊA LÝ

TRÊN ẢNH GOOGLE EARTH

Sinh viên thực hiện : Ngô Thu Hiền Nam, Nữ: Nữ

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

1 Thông tin chung:

- Tên đề tài: “Khảo sát độ chính xác vị trí điểm trên ảnh Google Earth”

- Sinh viên thực hiện: Ngô Thu Hiền

- Lớp: ĐH4TĐ

- Khoa: Trắc địa, Bản đồ và Thông tin địa lý Năm thứ: 4

- Số năm đào tạo: 4 năm

- Người hướng dẫn: TS Bùi Thị Hồng Thắm

Tính mới: Đánh giá độ chính xác vị trí điểm trên ảnh Google Earth.

4 Kết quả nghiên cứu:

Ý nghĩa khoa học:

Là nguồn tư liệu tham khảo góp phần nghiên cứu các lĩnh vực liên quan đến ảnhbản đồ, ảnh viễn thám

Ý nghĩa thực tiễn:

Độ chính xác vị trí điểm của khu vực thực nghiệm trên ảnh Google Earth để từ

đó người sử dụng có cơ sở sử dụng ảnh đáp ứng cho nhiệm vụ cụ thể

5 Đóng góp về mặt kinh tế - xã hội, giáo dục và đào tạo, an ninh, quốc phòng và khả năng áp dụng của đề tài:

Về mặt kinh tế: có thêm tham khảo mới cho việc thành lập các loại bản đồ tỷ

lệ khác nhau bằng ảnh vệ tinh có độ phân giải cao, giảm tốn kém về thời gian, chi phí

Về giáo dục – đào tạo: Hướng nghiên cứu có tác động tích cực nâng cao trình

độ đào tạo trong trường đại học (giáo trình, đào tạo sau đại học, )

6 Công bố khoa học của sinh viên từ kết quả nghiên cứu của đề tài (ghi rõ tên tạp

chí nếu có) hoặc nhận xét, đánh giá của cơ sở đã áp dụng các kết quả nghiên cứu.

………

………

………

Ngày 07 tháng 5 năm 2018 Sinh viên chịu trách nhiệm chính thực hiện đề tài ( ký, họ và tên) Nhận xét của người hướng dẫn về những đóng góp khoa học của sinh viên thực hiện đề tài ( phần này do người hướng dẫn ghi): ………

………

………

………

………

Ngày 07 tháng 5 năm 2018

Bùi Thị Hồng Thắm

THÔNG TIN VỀ SINH VIÊN CHỊU TRÁCH NHIỆM CHÍNH THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

I SƠ LƯỢC VỀ SINH VIÊN:

Họ và tên: Ngô Thu Hiền

Sinh ngày: 09/11/1996

Nơi sinh: Yên Phương, Ý Yên, Nam Định

Lớp: ĐH4TĐ Khóa: 2014 - 2018

Khoa: Trắc địa, Bản đồ và Thông tin địa lý

Địa chỉ liên hệ: Lớp ĐH4TĐ, Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường HN

Điện thoại: 01692716602 Email: Ngothuhientd@gmail.com

Khoa: Trắc địa, Bản đồ và Thông tin địa lý

Kết quả xếp loại học tập: Giỏi

* Năm thứ 3:

Ngành học: Kỹ thuật Trắc địa – Bản đồ

Khoa: Trắc địa, Bản đồ và Thông tin địa lý

Kết quả xếp loại học tập: Xuất sắc

Ngày tháng 5 năm 2018

Xác nhận của trường đại học Sinh viên chịu trách nhiệm chính

thực hiện đề tài

LỜI CẢM ƠN

Nghiên cứu khoa học đối với học sinh, sinh viên được nhà trường ban hành vớimục đích đào tạo cho sinh viên thêm cơ hội học tập đi đôi với thực hành Trên tinhthần học hỏi và trao đổi những kiến thức đã học, trong những năm qua đã có rất nhiềucác bạn sinh viên đăng ký tham gia

Là những sinh viên của khoa Trắc địa, Bản đồ và Thông tin địa lý với nhữnghiểu biết còn non trẻ, hạn chế nhưng với lòng ham học hỏi và tìm tòi, đặc biệt là sựkhích lệ động viên và giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô giáo trong khoa Trắc địa -

Bản đồ và Hệ thông tin địa lý, em đã mạnh dạn đăng ký và thực hiện đề tài “Khảo sát

độ chính xác vị trí điểm trên ảnh Google Earth” Qua đây em xin chân thành cảm ơn

các thầy cô trong khoa Trắc địa, Bản đồ và Thông tin địa lý, Trường Đại học TàiNguyên và Môi Trường Hà Nội, đã tạo điều kiện giúp đỡ, tạo môi trường học tập,nghiên cứu và chia sẻ kinh nghiệm cũng như tài liệu nghiên cứu, số liệu thực nghiệm

để chúng em hoàn thành tốt đề tài nghiên cứu này

Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới cô giáo TS Bùi Thị Hồng Thắm người

đã tận tình hướng dẫn trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Hà Nội, ngày … tháng 4 năm 2018

Người thực hiện đề tài

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 2

1.1 Khái quát về ảnh Google Earth 2

1.1.1 Khái quát về phần mềm Google Earth 2

1.1.2 Một số ảnh vệ tinh phổ biến trên Google Earth 8

1.1.3 Ứng dụng của ảnh Google Earth 11

1.2 Tình hình nghiên cứu về ảnh Google Earth 17

1.3 Vấn đề nghiên cứu của đề tài 19

Chương 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT ĐÁNH GIÁ ĐỘ CHÍNH XÁC ẢNH GOOGLE EARTH 20

2.1 Phương pháp đánh giá độ chính xác ảnh Google Earth 20

2.1.1 Nghiên cứu cơ sở lý thuyết 20

2.1.2 Phần mềm 30

2.2 Các bước thực hiện đánh giá độ chính xác ảnh Google Earth 37

Chương 3 THỰC NGHIỆM 39

3.1 Dữ liệu thực nghiệm 39

3.1.1 Tọa độ của điểm khống chế ảnh 39

3.1.2 Sơ đồ chích điểm khống chế ảnh 40

3.2 Kết quả thực nghiệm 41

3.3 Phân tích, đánh giá độ chính xác của ảnh Google Earth 49

KẾT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ 50

TÀI LIỆU THAM KHẢO 51

TM - Thematic Mapper Sensor tạo bản đồ chuyên đề

UTM - Universal Transverse Mercator Phép chiếu bản đồ

OLI - Operational Land Imager Bộ thu nhận ảnh mặt đất

TIRS - Thermal Infrared Sensor Bộ cảm biến hồng ngoại nhiệt

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật vệ tinh Spot 8Bảng 3.1 Tọa độ của các điểm khống chế ảnh 39Bảng 3.2 Tọa độ của các điểm khống chế ảnh được xác định trên cơ sở ảnh GoogleEarth đã được chuyển đổi về hệ tọa độ địa phương 46Bảng 3.3 Độ lệch tọa độ của các điểm khống chế ảnh 47

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Biểu tượng Google Earth 2

Hình 1.2 Thông tin về tọa độ và độ thu phóng 6

Hình 1.3 Hình ảnh 3D của thành phố Atlanta 6

Hình 1.4 Hiển thị chế độ ngày đêm 7

Hình 1.5 Quản lý dữ liệu trạm thủy văn 11

Hình 1.6 Hiển thị kinh độ, vĩ độ 12

Hình 1.7 Dẫn chuyền cao độ 12

Hình 1.8 Điểm đặt đường dẫn mở trang web tỉnh Nghệ An 14

Hình 1.9 Khu vực cửa sông Nam Định – Thái Bình có sự thay đôi lớn về địa hình 15

Hình 1.10 Khu vực Cà Mau có sự thay đôi lớn về địa hình 16

Hình 1.11 Đường và kênh mới trên ảnh Google Earth (ảnh trái) và trên bản đồ phép chiếu UTM tỷ lệ 1/50000 (ảnh phải) 16

Hình 2.1 Hệ tọa độ xích đạo 20

Hình 2.2 Hệ tọa độ vuông góc không gian địa tâm 21

Hình 2.3 Hệ tọa độ trắc địa 22

Hình 2.4 Hệ tọa độ vuông góc phẳng 23

Hình 2.5 Hệ tọa độ vuông góc không gian địa diện xích đạo 24

Hình 2.6 Hệ tọa độ địa diện chân trời 24

Hình 2.7 Giao diện tải ảnh của phần mềm Universal Maps Downloader 30

Hình 2.8 Chế độ xem bản đồ 31

Hình 2.9 Xuất dữ liệu sang định dạng MBtiles 31

Hình 2.10 Giao diện phần mềm Globar Mapper 32

Hình 2.11 Tạo bản đồ bằng công cụ Global Mapper 33

Hình 2.12 Tìm kiếm, xem bản đồ trên ứng dụng 34

Hình 2.13 Tính năng mới của Global Mapper 35

Hình 2.14 Nhập dữ liệu điểm đo 36

Hình 2.15 Sơ đồ quá trình đánh giá độ chính xác ảnh Google Earth 37

Hình 3.1 Sơ đồ chích điểm khống chế ảnh N - 01 41

Hình 3.2 Giao diện phần mềm Unversal Maps Downloader 42

Hình 3.3 Phần mềm Universal Map Downloader 42

Hình 3.4 Mở ảnh trên phần mềm Global Mapper 43

Hình 3.5 Quá trình chuyển về hệ tọa độ VN2000 43

Hình 3.6 Ảnh chuyển về hệ tọa độ VN2000 44

Hình 3.7 Chuyển định dạng ảnh sang Geo TIFF 44

Hình 3.8 Tạo seedfile 45

Hình 3.9 Mở ảnh trên phần mềm 45

Hình 3.10 Đồ thị biểu thị độ lệch tọa độ của các điểm khống chế ảnh theo chiều X (m) 48

Hình 3.11 Đồ thị biểu thị độ lệch tọa độ của các điểm khống chế ảnh theo chiều Y (m) 48

Hình 3.12 Đồ thị biểu thị độ lệch vị trí của các điểm khống chế ảnh (m) 49

MỞ ĐẦU

Trắc địa là một ngành khoa học về Trái Đất đã có lịch sử hình thành và pháttriển từ lâu trên thế giới Ngày nay, cùng với sự phát triển của nền kinh tế là sự pháttriển mạng mẽ của khoa học- kỹ thuật, ngành Kỹ thuật Trắc địa- bản đồ cũng có sựphát triển vượt bậc với những máy móc thiết bị hiện đại, nhiều phần mềm chuyênngành đã ra đời và được ứng dụng vào thực tế sản xuất giúp tăng hiệu suất của quátrình đo đạc, giúp giảm bớt sức lao động của con người Ngành Kỹ thuật trắc địa –bản

đồ hiện nay phát triển theo nhiều hướng khác nhau như Trắc địa ảnh, Trắc địa cao cấp,Trắc địa cơ sở, Trắc địa công trình,… đặc biệt trong lĩnh vực Trắc địa ảnh với sự pháttriển mạnh mẽ của các hệ thống viễn thám đã cung cấp một nguồn tài nguyên ảnh viễnthám không những phong phú mà còn có độ phân giải cao Tư liệu viễn thám trongsuốt quá trình phát triển của nó rất đa dạng bao gồm ảnh tương tự, ảnh số, số liệu mặtđất, bản đồ và số liệu đia hình Trong đó, với xu thế hiện nay ảnh số cụ thể là ảnh vệtinh được sử dụng phổ biến nhất Bởi lẽ ảnh vệ tinh có nhiều ưu điểm tiện lợi trongquá trình sử dụng như cung cấp một cách nhìn tổng thể, hệ thống, trực quan về mộtvùng rộng lớn của cảnh ảnh, quan sát vùng phủ lặp lại theo thời gian,

Theo xu hướng phát triền của khoa học công nghệ, có rất nhiều phần mềm vớichức năng hiển thị trực quan các yếu tố liên quan đến không gian của ảnh vệ tinh, hỗtrợ đắc lực cho việc đo đạc hiện đại trong đó có phần mềm Google Earth Phần mềm rađời cách đây không lâu (2004) dựa trên ứng dụng của công nghệ 3D (không gian 3chiều) trên nền các ảnh viễn thám với độ phân giải cao vì vậy có thể bao quát được cáckhông gian rộng lớn trên toàn bộ Trái Đất hoặc ở một địa điểm cụ thể Các ảnh viễnthám hoặc hàng không này được cập nhật khá thường xuyên theo một chu kì nhất định

vì vậy những sự thay đổi của các khu vực ngoài thực tế được thể hiện khá sát so vớithực tế Ngoài ra, Google Earth còn có thể liên kết được một số ảnh minh họa cụ thể

mà người dùng đưa lên trực tiếp

Ảnh Google Earth rất dễ dàng trong việc khai thác, tuy nhiên độ chính xác củaảnh không được cũng không được cơ quan phát hành công chịu trách nhiệm Chính vìvậy, khi sử dụng ảnh Google Earth, người sử dụng cần đánh giá độ chính xác của ảnh

để sử dụng chúng đáp ứng vào công việc cụ thể Chính vì vậy, đề tài “Khảo sát độ chính xác vị trí điểm trên ảnh Google Earth” đã được đặt ra để nghiên cứu.

CHƯƠNG 1.

TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Khái quát về ảnh Google Earth

1.1.1 Khái quát về phần mềm Google Earth

a Lịch sử phát triển của Google Earth

Google Trái Đất hay Google Earth là một phần mềm mô phỏng quả địa cầu cótên gọi gốc là Earth Viewer, được tạo ra bởi công ty Keyhole, Inc

Năm 2004, Tập đoàn Google đã mua lại phần mềm này với giá $90 KhiGoogle mua lại từ Keyhole, họ được thừa hưởng hàng terabyte dữ liệu bản đồ số vàbắt đầu tạo nên phiên bản đầu tiên của phần mềm miễn phí này và tích hợp nó vớiGoogle Maps Nó tạo ra bản đồ thế giới dựa vào những hình ảnh chi tiết được chụp từ

vệ tinh, hoặc máy bay và hệ thống thông tin Địa lý GIS Do dữ liệu của Google đến từnhiều nguồn khác nhau, nên chúng có độ phân giải khác nhau Đó là lý do tại sao một

số vùng trên Trái Đất lại có độ nét rất cao ngay cả ở mức độ đường phố, còn một sốkhác lại rất mờ dù ở khoảng cách xa Google đang cố gắng để toàn bộ hình ảnh về TráiĐất đều có độ nét mong muốn

b Các phiên bản của Google Earth

Hình 1.1 Biểu tượng Google Earth

Có thể tiếp cận Google Earth qua 3 cách:

+ Google Earth trên môi trường web

+ Google Earth Mobile: dành cho thiết bị di động

+ Google Earth Desktop: dành cho máy tính

Google Earth là một trong những phần mềm được sử dụng phổ biến trên máytính (Desktop) và cả di động Tháng 10/2011, bản Google Earth Desktop đạt mốc 1 tỉlượt tải, trở thành công cụ tra cứu về thông tin Địa lý, hình ảnh và dữ liệu

Google Earth hiện cũng đang có các phiên bản: bản miễn phí (thu gọn), GoogleEarth Plus (20 USD/năm) và bản Google Earth Pro (399 USD/năm, chủ yếu nhắm vàođối tượng người dùng doanh nghiệp)

- Google Earth bản miễn phí: có độ phân giải in là 1.000 pixel, có thể phóng to,thu nhỏ, xem bản đồ trên biển, lịch sử ảnh, giới thiệu các tour du lịch, xem ảnh bóngcủa các vật thể, khám phá các tòa nhà, đường phố, cây cối qua các mô hình 3D độcđáo, các hình ảnh vệ tinh, địa hình, bao gồm cả các dải thiên hà, hành tinh ngoài vũtrụ, thỏa thích ngắm nhìn đại dương và du hành sao Hỏa miễn phí

- Google Earth Plus: đem lại một số tính năng nâng cao, bao gồm độ phân giải

in là 1400 pixel, khả năng nhập dữ liệu từ một thiết bị GPS (định vị toàn cầu), cùngtính năng GPS thời gian thực

- Google Earth Pro: hỗ trợ người dùng xem bản đồ Trái Đất bằng những công

cụ nâng cao và tiên tiến nhất hiện nay, có khả năng hỗ trợ thêm việc xem hình ảnh chấtlượng cao, có thể dùng vào việc trình diễn, báo cáo, tạo video hành trình ảo vòngquanh thế giới và thể hiện hình ảnh 3D chi tiết và số lượng dân cư trên bản đồ tốt hơn,

độ phân giải in là 4800 pixel, hỗ trợ GPS và tính năng dàn trang, đo đạc kích thước

c Đặc điểm của Google Earth

Những tính năng mạnh của Google đã thể hiện, với một vài mặt vượt trội (vềtính tổng thể toàn cầu và nền dữ liệu địa hình ảnh vệ tinh); trước khi nghiên cứu đểkhai thác, áp dụng vào công việc cụ thể cần nắm được một số đặc điểm sau:

- Hệ tọa độ trong Google Earth, Google Earth Pro: là hệ tọa độ quốc tếtLat/Long WGS84

- Tập dữ liệu nền địa hình có thể dùng chung, chuyển từ máy này sang máykhác cùng cấu hình Việc ghi mới các đối tượng do người dùng tạo ra không ảnhhường gì tới nền dữ liệu này (có thể tùy theo bộ vi sử lý của mỗi máy, tập dữ liệu nền

khi downloads được tạo ra là cache.dat hoặc dbcache.dat).

- Khi lưu dữ liệu của người dùng: có thể chỉ lưu một thư mục chứa một kiểu đốitượng thành file riêng dùng mở chèn vào các file riêng hiện hành (KMZ) Hoặc lưutoàn bộ Places với các dữ liệu số chứa trong đó với tên khác, dạng file *KMZ sẽ mangtheo các ký hiệu, raster hiển thị trên file hiện hành vào file ghi mới Không nên sửdụng nhiều File Raster, máy sẽ chạy rất chậm

Toàn bộ file này lại có thể mở chèn ngay trong file hiện hành, hoặc được mởtrong máy khác Khi mở chèn tất các file mới vào sẽ nằm trong thư mục TemporaryPlaces, cần chuyển lên Myplaces

- Dữ liệu số (đã đưa về hệ tọa độ WGS84) được nhập vào File hiện hành (chỉthực hiện được trong Google Earth Pro) theo các phương pháp sau:

Trực tiếp từ máy GPS hãng GARMIN và MAGELLAN: (GPS 12Map.EXTREX LEGEND, SPORTRAK PRO, SPORTRAK COLOR) dữ liệu số muốnchuyển được từ PC vào máy GPS phải sử dụng các phần mềm chuyên dụng của cácmáy GPS (Mapsour và Mapsend); mở các file từ GPS qua menu TOOL/GPSDEVICE

Để trút được dữ liệu vào, trước hết cần cài đặt cổng USB cho thiết bị GPS (Googlekhông nhận qua COM1) Nếu cần các tính năng chuyên sâu hơn, có thể tìm đọc trongtrang web có địa chỉ http://www.gpsbabel.org

Mở trực tiếp file bản đồ số có định dạng: *GPX, *MPS, *TXT, *CSV, quamenu FILE/OPEN; chọn trong File of type Các kiểu dữ liệu này được tạo ra bởi chứcnăng Export của phần mềm GLOBAL MAPPER; qua menu File/EXPORT VECTORDATA/EXPORT GPX (GPSeXChange format) FILE

Các phiên bản Google Pro (Crakc) chỉ chạy ở các máy không nối mạngInternet Nếu máy nối mạng sẽ lập tức bị dừng và xóa hết file dữ liệu CACHE.DAT dokhông đăng ký, trả tiền

- Khi làm việc với các lớp đối tượng, đặc biệt là các ký hiệu dạng đường, vùngtrong Google Earth (chỉnh sửa, thay màu, lực nét ) hãy dùng phím tắt: ctrl+Chuột trái

để đánh dấu đối tượng (khi nhiều đối tượng như lớp đường giao thông, ta không thểtìm đến đường định sửa bằng cách mở thư mục trong Places được, do danh sách dài tớihàng trăm ngàn

- Các file thực thi Search trong phần mềm, chỉ có trong lãnh thổ Mỹ, Canada vàlưu trong máy chủ Google nên không chạy được (phải trả tiền) Ta muốn tạo ra, nhậpfile (nhập) vào dưới dạng *.CSV Có thể tham khảo trong file text: tại thưc mục (c:\programfiles\Google\Google Earth Pro\ releasenotes.TXT) của các máy đã cài đặt.

- Các thư mục chứa các đối tượng do người dùng tạo ra hoặc chính các đốitượng đó (điểm, đường, vùng) có thể sao chép, qua Menu hoặc kích chuột phải vào đốitượng sẽ có bảng thoại cho lựa chọn thao tác

- Các file hiện hành Myplaces và toàn bộ dữ liệu số do người dùng tạo ra không

bị mất đi Nó có thể dùng chạy trong phiên bản thường miễn phí (Google Earth)

Vì vậy, nếu có máy nối mạng, chúng ta có thể sử dụng phiên bản miễn phí đểDownload tập dữ liệu nền Cache.dat (dbcache.dat) Còn dữ liệu số muốn nhập vào,hãy chuẩn bị trước tất cả dưới dạng kiểu file kể trên, sau đó tải (download) bản GoogleEarth Pro dùng thử 7 ngày (tính năng như bản trả tiền đã crack) để nhập dữ liệu số vào.Trược khi nhập, phải rút dây mạng internet, mới khởi động phần mềm, các máy đã nạp

dữ liệu, không được nối mạng Khi tập nền dữ liệu tại các khu vực quan tâm tải xong(100%) ta sẽ sử dụng phiên bản miễn phí với tập nền này

d Chức năng của Google Earth

* Chức năng hiển thị dữ liệu

Hiển thị dữ liệu là chức năng cơ bản của Google Earth, gồm các chức năngthành phần:

- Chức năng phóng to, thu nhỏ nhằm khảo sát các khu vực khác nhau về địa bàn

và mức độ bao quát về không gian Có thể zoom, phóng vào các địa điểm nổi tiếngtrên thế giới bằng cách chọn một địa điểm trong ô "Sightseeing"

Google Earth không chỉ dừng lại việc hiển thị được ở trên Trái Đất mà hiển thị

cả trên Sao Hỏa, Mặt trăng và cả bản đồ các vì sao trên bầu trời

Khả năng hiển thị dữ liệu phụ thuộc vào cơ sở dữ liệu mà Google Earth đã thiếtlập, có những khu vực như các quốc gia phát triển hàng đầu về công nghệ hàngkhông,công nghệ vũ trụ như Mỹ, Canada, Nhật Bản, Tây Âu và Anh thì các ảnh dữliệu rất đầy đủ, đa dạng, có nhiều độ phân giải khác nhau Ngoài ra, họ còn thiết lậpđược cả các mô hình ở chế độ 3D, dữ liệu ảnh thì được cập nhật thường xuyên Hiện

tại, Google đang liên tục bổ sung thêm thông tin cho cơ sở dữ liệu của mình, và ảnhviễn thám đang ngày càng chi tiết hơn.

- Hiển thị thông tin về tọa độ (kinh độ, vĩ độ, cao độ) và độ thu phóng của mànhình tại góc phải bên dưới màn hình của phần mềm Google Earth Để tùy chỉnh về đơn

vị đo lường và cách thức hiển thị thông tin tọa độ ta vào Tool Options 3D View

Hình 1.2 Thông tin về tọa độ và độ thu phóng

- Hiển thị các mô hình nổi (3 chiều) về các công trình trong một số đô thị lớntrên thế giới, hiển thị các công viên, trường học, bệnh viện, sân bay, cửa hàng bán lẻ

và độ cao của các địa hình vùng núi, cao nguyên Phần lớn các mô hình là những khốihình 3D đơn giản, làm cho chúng ta tưởng tượng, cảm nhận rõ hơn các thành phố này.Hiện nay, ngoài những hình ảnh nằm sẵn trong ứng dụng, Google đã cho phép ngườidùng tự tạo và nhập hình ảnh 3D của mình bằng cách sử dụng chương trình miễn phíGoogle SketchUp

Hình 1.3 Hình ảnh 3D của thành phố Atlanta

- Hiển thị dữ liệu đa thời gian tại một khu vực không gian cụ thể: Hình ảnh dữ

liệu đa thời gian cho phép người sử dụng nghiên cứu các giai đoạn của bất cứ nơi nào.Tính năng này cho phép nghiên cứu, phân tích các hồ sơ quá khứ của những nơi khácnhau Ngoài ra, các lớp khác cũng cho phép so sánh trước và sau khi những tấm ảnhđược thay đổi và sự thay đổi nó ra sao sau nhiều năm.

Hình 1.4 Hiển thị chế độ ngày đêm

- Hiển thị chế độ ngày đêm: Trên thanh công cụ của Google Earth chỉ cần nháyđôi chuột vào biểu tượng , Google Earth sẽ hiển thị cho ta biết những khu vực nàođang là ngày và khu vực nào đang là đêm vào thời điểm ta đang truy cập (căn cứ vàothời gian được cài đặt trong máy tính)

* Chức năng phân tích, truy vấn

- Chức năng tìm kiếm cho phép tìm kiếm các thành phố, quốc gia, đỉnh núi,ngọn đồi, khách sạn, nhà hàng, hay thậm chí tìm đường lái xe,…

- Chức năng đo đạc: sử dụng để đo khoảng cách, chu vi, diện tích, góc của cácđối tượng trong Google Earth

Đánh dấu (bookmark): dùng để lưu lại các tọa độ điểm, đường, vùng thể hiệntrên dữ liệu Google Earth Các tọa độ này có thể lưu trữ thành các lớp dữ liệu vector.Bên cạnh đó, người dùng có thể gắn ảnh, gắn video vào Google Earth

- Chức năng nhập dữ liệu từ GPS

* Chức năng xuất dữ liệu

Chức năng xuất dữ liệu từ Google Earth có thể được chuyển qua email, in thànhbản giấy, hoặc lưu thành ảnh về máy tính để sử dụng một cách nhanh chóng và hiệuquả nhất với hình ảnh có độ phân giải cao

Những tính năng trên cho thấy Google Earth có nhiều tính năng khác nhau Để

sử dụng hiệu quả phần mềm này thì cần có định hướng cụ thể dựa trên cơ sở điều tra,phân loại, phân tích các tính năng và đánh giá hiệu quả sử dụng của Google Earth cómột ý nghĩa rất quan trọng trong các lĩnh vực của đời sống kinh tế - xã hội

1.1.2 Một số ảnh vệ tinh phổ biến trên Google Earth

a Ảnh vệ tinh Quickbird

Ảnh vệ tinh Quickbird đánh dấu một bước quan trọng của dạng tư liệu viễnthám phân giải cao Lần đầu tiên phóng vào năm 2000 và bị thất bại, lần thứ hai đượcphóng lên với độ phân giải cao (ảnh PAN 0.6 m và ảnh đa phổ 2.4 m) vào 18/10/2001

Vệ tinh được phóng lên quỹ đạo đồng bộ mặt trời, độ cao 450 km, độ nghiêng mặtphẳng quỹ đạo 980 Các kênh phổ của vệ tinh là xanh chàm 450-520µm, xanh lục 520-

có độ phủ là 60 km x 60 km Tư liệu của vệ tinh SPOT được sử dụng nhiều, trước tiên

vì chúng có độ phân giải cao và tính ổn định của chương trình SPOT Tư liệu SPOTđược sử dụng nhiều không chỉ cho việc nghiên cứu tài nguyên mà còn cho công tácbản đồ và quy hoạch

Bảng 1.1 Thông số kỹ thuật vệ tinh Spot

Kênh phổ Bước sóng (micromet) Phổ điện từ Độ phân giải

Ảnh IKONOS được thu từ vệ tinh tạo ảnh vũ trụ phân giải siêu cao IKONOSđược phóng lên quỹ đạo cân cực vào ngày 24 tháng 9 năm 1999 tại độ cao 682 km, cắtxích đạo vào 10:30 phút sáng Độ lặp lại quỹ đạo tại một điểm trên Trái Đất là sau 11ngày, độ rộng của ảnh trên mặt đất là 11km, và độ phủ là 11 x 11 km Ảnh có trên 4kênh đa phổ với độ phân giải là 4 m và kênh toàn sắc độ phân giải là 1m Các kênh đaphổ và kênh toàn sắc kết hợp cho phép tạo ảnh có độ phân giải 1m giả mầu.

d Vệ tinh World view

Vệ tinh World View 1 có quỹ đạo cận cực , bay một vòng quanh Trái Đất mất

95 phút, là vệ tinh thương mại ảnh độ phân giải siêu cao sẽ cung cấp các ảnh vệ tinh có

độ phân giải mặt đất cỡ 50cm, được phóng lên quỹ đạo bằng tên lửa đẩy Delta 2 từ căn

cứ không quân Vandenberg, California Mỹ vào ngày 18/9/2007 Chính phủ Mỹ làkhách hàng tiềm năng lớn nhất cần ảnh World View 1 cho việc quan sát các vùngtrọng điểm và cho mục đích do thám Ngoài ra hiện nay các nhu cầu về các loại ảnhnhư vậy cho mục đích giám sát việc thực hiện quy hoạch đô thị, đánh giá bất động sản,giám sát môi trường và người sử dụng Google Earth ngày càng tăng cao

Digital Globe, trụ sở đóng tại Longmont, Colorado đã vận hành vệ tinh QuịckBird gần 6 năm nay, nay với sự có mặt của World View 1 sẽ cho phép nâng cao khảnăng thu chụp ảnh vệ tinh độ phân giải siêu cao lên gấp 5 lần Bởi vì 2 vệ tinh này bayđồng thời trên quỹ đạo cho phép chụp ảnh một vị trí bất kỳ trên mặt đất hàng ngàythay vì phải mất từ 3 đến 5 ngày như trước kia mới chụp lặp lại được Ngoài ra trên vệtinh này sử dụng một loại hệ thống con quay điều khiển định vị đặc biệt, lần đầu tiênứng dụng cho vệ tinh dân sự, cho phép vệ tinh định vị điểm chụp ảnh nhanh hơn vệtinh Quick Bird cũ gấp 10 lần, nhờ đó mà việc chụp ảnh sẽ được nhanh hơn, chụpđược nhiều ảnh hơn trên quỹ đạo Vệ tinh Quick Bird cung cấp các ảnh 0.6 m vệ tinhWorld View 1 cho các bức ảnh có độ phân giải cao hơn 0.5 m Đối với việc khai thácthông tin ảnh, đây là một bước tiến mới về độ phân giải

Ngày 13/8/2014, DigitalGlobal đã phóng lên không gian vệ tinh World view3có độ phân giải siêu cao tới 0.31 m World view 3 bay ở dộ cao 617 km so với mựcnước biển, mỗi ngày vệ tinh này có thể thu nhận hình ảnh tương đương với diện tích

680000 km2 Các sản phẩm này cũng được sử dụng trong nhiều ứng dụng khác nhaunhư trong các nghiên cứu khoa học, quy hoạch đô thị, quan trắc rừng và nông nghiệp,

và trong tìm kiếm khoáng sản

e Vệ tinh LANDSAT-8

Vệ tinh thế hệ thứ 8 – LANDSAT-8 đã được Mỹ phóng thành công lên quỹ đạovào ngày 11/02/2013 với tên gọi gốc LANDSAT Data Continuity Mission (LDCM).Đây là dự án hợp tác giữa NASA và cơ quan Đo đạc Địa chất Mỹ LANDSAT sẽ tiếptục cung cấp các ảnh có độ phân giải trung bình (từ 15 m - 100 m), phủ kín ở các vùngcực cũng như những vùng địa hình khác nhau trên trái đất

LANDSAT8 (LDCM) mang theo 2 bộ cảm: bộ thu nhận ảnh mặt đất (OLI Operational Land Imager) và bộ cảm biến hồng ngoại nhiệt (TIRS - Thermal InfraredSensor) Những bộ cảm này được thiết kế để cải thiện hiệu suất và độ tin cậy cao hơn

-so với các bộ cảm LANDSAT thế hệ trước

LANDSAT-8 thu nhận ảnh với tổng số 11 kênh phổ, bao gồm 9 kênh sóng ngắn

và 2 kênh nhiệt sóng dài xem chi tiết ở Hai bộ cảm này sẽ cung cấp chi tiết bề mặtTrái Đất theo mùa ở độ phân giải không gian 30 m (ở các kênh nhìn thấy, cận hồngngoại, và hồng ngoại sóng ngắn), 100 m ở kênh nhiệt và 15 m đối với kênh toàn sắc.Dải quét của LDCM giới hạn trong khoảng 185 km x 180 km LANDSAT-8 thu nhậnxấp xỉ 400 cảnh/ngày, tăng 250 cảnh/ngày so với LANDSAT-7 Thời gian hoạt độngcủa vệ tinh theo thiết kế là 5.25 năm nhưng nó được cung cấp đủ năng lượng để có thểkéo dài hoạt động đến 10 năm So với LANDSAT-7, LANDSAT-8 có cùng độ rộngdải chụp, cùng độ phân giải ảnh và chu kỳ lặp lại 16 ngày

Độ cao vệ tinh đạt 705 km so với bề mặt trái đất Bộ cảm OLI cung cấp haikênh phổ mới, kênh 1 dùng để quan trắc biến động chất lượng nước vùng ven bờ vàkênh 9 dùng để phát hiện các mật độ dày, mỏng của đám mây (có ý nghĩa đối với khítượng học), trong khi đó bộ cảm TIRS sẽ thu thập dữ liệu ở hai kênh hồng ngoại nhiệtsóng dài (kênh 10 và 11) dùng để đo tốc độ bốc hơi nước, nhiệt độ bề mặt Bộ cảmOLI và TIRS đã được thiết kế cải tiến để giảm thiểu tối đa nhiễu khí quyển (SNR), chophép lượng tử hóa dữ liệu là 12 bit nên chất lượng hình ảnh tăng lên so với phiên bảntrước Các thông số kỹ thuật của sản phẩm ảnh vệ tinh LANDSAT- 8 như sau:

- Loại sản phẩm: đã được xử lý ở mức 1T nghĩa là đã cải chính biến dạng dochênh cao địa hình (mức trực ảnh Orthophoto)

- Định dạng: GeoTIFF

- Kích thước Pixel: 15m/30m/100m tương ứng ảnh Đen trắng Pan/Đaphổ/Nhiệt.

- Phép chiếu bản đồ: UTM

- Hệ tọa độ: WGS 84

- Định hướng: theo Bắc của bản đồ

- Phương pháp lấy mẫu: hàm bậc 3

- Độ chính xác: với bộ cảm OLI đạt sai số 12 m theo tiêu chuẩn CE, có độ tincậy 90%, với bộ cảm TIRS đạt sai số 41 m theo tiêu chuẩn CE, có độ tin cậy 90%

- Dữ liệu ảnh : có giá trị 16 bit pixel khi tải về ở dạng file nén có định dạng

là tar.gz Kích thước file nếu ở dạng nén khoảng 1 GB, còn ở dạng không nén khoảng 2GB

1.1.3 Ứng dụng của ảnh Google Earth

a Ứng dụng trong quản lý

Dùng chức năng định vị, đặt tên và đính kèm ảnh để quản lý lưới trạm thủy văn trong khu vực; một cách trực quan, khoa học, tiện ích

Hình 1.5 Quản lý dữ liệu trạm thủy văn

b Ứng dụng trong khảo sát thực địa

Dùng chức năng dò tìm các vị trí trên thực tế có địa hình phức tạp như: Núi cao,đèo sâu,… từ đó xác định được kinh độ, vĩ độ

Hình 1.6 Hiển thị kinh độ, vĩ độ

c Ứng dụng xác định tiêu điểm

Dùng chức năng tia ngắm ngang, thước đo và biến trình cao độ để xác định cũng như quản lý các tiêu điểm của trạm khí tượng

d Ứng dụng thuyết minh lưới dẫn kinh, vĩ, cao độ

Dùng chức mạng lưới thước đo và diễn toán độ cao để thuyết minh lưới dẫn truyền kinh độ, vĩ độ, cao độ

Hình 1.7 Dẫn chuyền cao độ

d Tạo kịch bản trình chiếu 3D tự động

Chỉ cần 30 phút có thể tạo được kịch bản trình chiếu tự động trên nền 3D (với

số điểm khoảng trên 30 điểm dựng) Bằng cách tạo một thư mục mới, thu nhỏ tỉ lệ khuvực cần quan sát địa hình vào gọn trong màn hình máy tính; sử dụng phím Placesmarktác nghiệp lần lượt với từng điểm, đặt thứ tự lần lượt, sau đó dùng chuột gắp vào thưmục vừa tạo Đối với mỗi điểm, để xác định điểm tầm nhìn (độ cao quan sát-hiện ởphía góc màn hình (: Eye alt: 24.5 km), góc nghiêng (Tilt Down, Tilt Up), góc xoaytrái, phải (rotate left, rotate right) ta chọn từng điểm, xoay cho phù hợp sau đó bấmchuột phải trên điểm, chọn: smapshot View để xác định góc nhìn, tầm nhìn cho điểmnày khi dừng trong quá trình chạy mô phỏng

Sau khi tạo xong toàn bộ các điểm, nếu không cần thiết phải hiển thị tên và kýhiệu, nên vào chế độ ẩn hết các tên và ký hiệu điểm trình chiếu, bằng cách bấm chuộtphải vào thư mục, chọn Edit, đánh dấu vào mục Advanced trong hộp thoại xuất hiện,

sẽ ra bảng thoại Edit Folder, trong ô Name, chọn None (không hiện ký hiệu), trong ôLabels (thẻ Style), điều chỉnh giá trị trong ô Scale về 0)

Khi trình chiếu, để chạy đúng nội dung trình chiếu, các thư mục chứa các đốitượng, các khu vực trình chiếu phải đặt đúng thứ tự: tên chạy trước, dưới chạy sau.Hoàn thiện việc sắp đặt này là xong kịch bản trình chiếu

Kịch bản này rất dễ chỉnh sửa: thêm, bớt, thay đổi góc nhìn, tầm nhìn, đảo thứtự… bằng thao tác nhắp chuột và gắp, đưa đến vị trí mới Hay tại 1 khu vực có thể đặtnhìn dưới nhiều góc độ, tầm nhìn khác nhau; thường là giả chuyển động theo dọc sống,thung lũng, đường biên giới, đường giao thông,… ở các độ cao khác nhau, gócnghiêng góc xoay khác nhau,…

Khi chuyển dịch, hoặc thu phóng bản đồ (thay đổi độ cao quan sát) nền địa hìnhchuyển dịch tự nhiên, liên tục, không bị ngắt xóa trắng như các phần mềm bản đồkhác, đặc điểm này rất thân thiện, gần tự nhiên (như đi trên máy bay để quan sát)

Để nghiên cứu kỹ địa hình một khu vực, đây là tính năng vượt trội của GoogleEarth khi tạo trình chiếu

Tốc độ chuyển động, thời gian dựng tại mỗi điểm, cũng dễ dàng điều chỉnh tứcthời trong Menu Option; Tắt và mở chức năng 3D rất đơn giản, nhanh chóng: sử dụng

ô lệnh đánh dấu ngay trên bàn làm việc Navigation panel

Bằng cách ấn giữ chuột trái, kéo rê và thả chuột nhanh (giống như dùng taymiết để xoay quả địa cầu) nền địa hình sẽ chạy tự động, vận tốc nhanh chậm tùy thuộcvào lực tác động

e Tổ chức dữ liệu trực quan

Phương pháp tổ chức dữ liệu dưới dạng cây thư mục, quan sát thấy trực tiếp,cho phép dễ dàng tổ chức sắp xếp, tạo mới, chuyển đổi, sao chép, các đối tượng trongmột thư mục hoặc cả một thư mục

Cho phép thiết lập ký hiệu (màu sắc, kích cỡ, lực nét, đậm nhạt …) của các đốitượng điểm, đường, vùng trong một tư mục rất tiện lợi,nhanh chóng Bằng cách bấmchuột trái chọn thư mục, bấm chuột phải chọn EDIT, thiết lập trong bảng thoại

Tính năng này rất tiện lợi khi sử dụng các file mở chèn (bổ sung vào file hiệnhành *.KMZ) Trong file mở chèn, ta có thể chọn lấy những thư mục cần thiết, còn lại

có thể xóa ngay trong hộp Places

f Tạo GIS động bằng chính công cụ của Gooogle Earth và mạng Internet hoặcnối kết cơ sở dữ liệu lưu trong máy

Phần mềm Google Earth (cả bản thường và bản Pro) nếu nối mạng, sẽ khai thácđược tính năng kết nối rất mạnh

Hình 1.8 Điểm đặt đường dẫn mở trang web tỉnh Nghệ An

Mỗi khi tạo mới một đối tượng nào đó (điểm, đường, vùng) trong bảng thoại

của Google đã đặt sẵn đường liên kết ở cuối bảng thoại: other : Wikipedia, Google.Khi kích chuột vào Wikipedia, trang Web Bách khoa toàn thư miễn phí này sẽ mở,lượng thông tin trong đó khá nhiều để có thể khai thác Nếu kích chuột vào Google,công cụ tìm kiếm siêu việt toàn cầu này sẽ giúp bạn tìm những gì quan tâm.

Hiện tại, trang Web của Chính phủ, trang Web của các địa phương (cổng điệntử) đã khai trương, hoạt động, tại mỗi tỉnh ta có thể đặt các điểm để liên kết tới cáctrang Web này

g Chỉnh lý bản đồ

Những khu vực bản đồ thường sai lệch lớn do chưa chỉnh lý kịp thời như tại cácvùng cửa song lạch (Thái Bình, Nam Định), bển bồi (Cà Mau) hoặc các khu vực đồngbằng sông Cửu Long, khu vực Tây Minh,… Hàng loạt các tuyến đường mới, kênh rạchmới đào chưa có trên bản đồ 1/50000 Trong những trường hợp gấp, ta có thể sử dụngngay nền ảnh vệ tinh của Google để chỉnh lý, bổ sung Dùng công cụ vẽ đường trongGoogle Earth Pro, phóng to tỉ lệ ảnh trong phần mềm, vẽ theo đường (sông, kênh,rạch)mới, đặt tên cho từng đối tượng Ghi lại các đường này (đưa chuột về Myplaces, vàomenu File/save Mặt khác, đối với vị trí các đảo xa bờ, khi có lớp số, đối chiếu với lớpnền dữ liệu của Google, sự sai lệch quá lớn cũng cần được kiểm tra

a Ảnh Google Eart b Ảnh bản đồ

Hình 1.9 Khu vực cửa sông Nam Định – Thái Bình có sự thay đôi lớn về địa hình

a Ảnh Google Earth b Ảnh bản đồ

Hình 1.10 Khu vực Cà Mau có sự thay đôi lớn về địa hình

Hình 1.11 Đường và kênh mới trên ảnh Google Earth (ảnh trái) và trên bản đồ phép

chiếu UTM tỷ lệ 1/50000 (ảnh phải)

h Tạo bộ ký hiệu mới:

Vào Start/Search để tìm tất cả các file có trong máy tính có đuôi *PNG, sau đócopy chúng vào một thư mục mới để làm ký hiệu Khi vẽ điểm mới, trong mục Name

ta chọn Custom/Brow, tìm đến thư mục cất ký hiệu, bấm OK đồng ý chọn, sẽ xuất hiện

ký hiệu trên màn hình Tạo mới các ký hiệu theo ý người dùng có kiểu dữ liệu nàytrong phần mềm Photoshop, khi ghi chọn kiểu đuôi trên

i Xây dựng các đối tượng 3D

Các đối tượng 3D được xây dựng đơn giản, nhanh: trước hết dùng chức năng vẽ

vùng (Meny: Add\Polygon), vẽ theo viền của đối tượng, sau đó đặt các giá trị độ caotrong thẻ Location.

Các ngôi nhà có kiểu tầng trên khác tầng dưới, phải vẽ tầng trên riêng, tầngdưới riêng, cấp độ cao tuyệt đối cho mỗi tầng (tầng dưới bằng 0) tầng trên bằng độ caotầng dưới,…

1.2 Tình hình nghiên cứu về ảnh Google Earth

Google Earth là sản phẩm công nghệ cao, phổ thông, mã nguồn mở nên hoàntoàn miễn phí, kỹ thuật sử dụng đơn giản, được cung cấp miễn phí bởi tập đoànGoogle Thông qua Google Earth, ta có thể khảo sát, xác định chính xác toạ độ, xácđịnh sơ bộ cao độ, đo chiều dài, đo diện tích, tìm kiếm các địa danh hoặc chia sẻ thôngtin một cách thuận lợi và nhanh chóng giữa các cơ quan, cá nhân với nhau Gần đây,Google Earth đã phát triển thêm tính năng tạo video mô phỏng hình ảnh các đập sôngtrên khắp thế giới, tiêu biểu là video mô phỏng quá trình tan băng trên dãy Hymalayas,quá trình ngập lụt và đe dọa an toàn đến cộng đồng dân cư sống vùng hạ nguồn củađập dưới tác động của sự nóng lên toàn cầu Video được định dạng ở hai dạng có thểxem được trên youtube hoặc dạng KML có thể xem trực tiếp trên Google Earth, ngườixem có thể tìm kiếm, phóng to thu nhỏ và thêm các thông tin và hình ảnh theo ý muốn

Vì vậy, sản phẩm này đã được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khácnhau, giúp đem lại nhiều hiệu quả tích cực trong đời sống tại nhiều quốc gia trên thếgiới Điều này có thể được tìm thấy từ khá nhiều bài viết, đề tài, dự án trong nhiều lĩnhvực như: khảo sát địa chất, địa hình, thủy văn, rừng, an ninh quốc phòng, giao thôngvận tải, xây dựng, du lịch, dạy học, Chẳng hạn như trong lĩnh vực an ninh – quốcphòng, Google Earth trở thành vũ khí quan trọng chống IS Hiện nay, Google Earthgiúp kết nối thông tin giữa quân đội Mỹ và lực lượng người Kurd Các chiến binhtham gia chiến đấu chống IS tại Syria đã cài đặt ứng dụng Google Earth để định vịmục tiêu IS trên thực địa, hỗ trợ cho các cuộc không kích và giảm thiểu rủi ro với dânthường Trong lĩnh vực xây dựng, Google Earth đã được sử dụng hiệu quả trong việckhảo sát các yếu tố môi trường xung quanh của một số dự án như: Dự án Xử lý môitrường sân bay Đà Nẵng, Dự án Hầm đường bộ Đèo Cả (Phú Yên và Khánh Hòa),

Trong những năm gần đây, với sự phát triển mạnh mẽ của ngành công nghệ ảnhviễn thám đặc biệt là trắc địa ảnh viễn thám đang có những bước tiến phát triển vượt

bậc Với chất lượng hình ảnh tốt cũng như độ phân giải ngày càng cao, ảnh viễn thámgóp phần không nhỏ vào quá trình nghiên cứu cũng như ứng dụng vào nhiều lĩnh vựckhoa học khác nhau Hiện nay, với sự phát triển của công nghệ thông tin, việc sử dụngcác dịch vụ bản đồ vệ tinh trực tuyến tại các trang web mạng như Google Maps,Brings Map, giúp chúng ta có được thông tin về các đối tượng một cách nhanh chóng

dễ dàng và hơn cả là có thể tiếp cận đối tượng liên quan đến yếu tố không gian trong

đó có phần mềm Google Earth

Như chúng ta đã biết sức mạnh tìm kiếm của Google không chỉ thể hiện ở cỗmáy tìm kiếm quen thuộc tại website mà nó còn đa dạng hóa loại thông tin tìm kiếmbằng hình ảnh bởi chương trình đó là Google Earth Phần mềm này mới ra đời cáchđây không lâu (2004) dựa trên ứng dụng của công nghệ 3D (không gian 3 chiều) trênnền các ảnh viễn thám với độ phân giải cao, vì vậy có thể bao quát được các khônggian rộng lớn trên toàn bộ Trái Đất hoặc ở quy mô nhỏ hơn hoặc một địa điểm cụ thể.Đây là một chương trình mô phỏng quả địa cầu trên đó là hình ảnh địa lý lấy từ ảnh vệtinh, các ảnh chụp trên không và từ hệ thống thông tin địa lý GIS Các ảnh viễn thámtrên Google Earth được cập nhật khá thường xuyên theo một chu kỳ nhất định vì vậynhững sự thay đổi của các khu vực ngoài thực tế được thể hiện khá sát so với thực tế.Ngoài ra, Google Eath còn có thể liên kết được một số ảnh minh họa cụ thể mà ngườidùng đưa lên Ảnh Google Earth hoàn toàn miễn phí và sử dụng thân thiện trên cácchương trình phần mềm và máy tính Do sự tiện dụng này nên nguồn ảnh Google Earth

sẽ giảm tải các khó khăn trong việc thu thập dữ liệu nghiên cứu, đem lại hiệu quả tíchcực trong nhiều lĩnh vực khác nhau như khảo sát thực địa, quản lý đất đai, quản lý tàinguyên môi trường,… Lĩnh vực trắc địa bản đồ cũng không nằm ngoài phạm vị đó

Ở Việt Nam, ảnh Google Earth đã được sử dụng trong một số nghiên cứu:

- Nghiên cứu “Ứng dụng sản phẩm Google Earth trong công tác điều tra khảosát khí tượng thủy văn” do Đặng Thanh Bình và Phan Thị Hoàn thuộc Đài Khí tượngThủy văn khu vực Nam Trung Bộ thực hiện năm 2012 Nghiên cứu đã sử dụng phầnmềm Google Earth hỗ trợ tích cực cho công tác điều tra khảo sát khí tượng thủy văn,

có ý nghĩa bổ sung cho nhiều trang thiết bị còn thiếu Theo đánh giá của nhóm tác giả,đây là một chương trình phần mềm đơn giản tiện ích, độ chính xác cao đối với lĩnh vựckhảo sát và định vị địa hình

- Nghiên cứu “Ứng dụng phần mềm Google Earth trong quản lý bảo vệ rừng”được thực hiện bởi tác giả Hoàng Lộc tại Vườn quốc gia Phước Bình vào năm 2012.Nghiên cứu này đã ứng dụng phần mềm Google Earth trong tuần tra truy quét bảo vệrừng, theo dõi tài nguyên rừng và phục vụ du lịch sinh thái.

- Nghiên cứu “Ứng dụng phầm mềm Google Earth trong công tác quản lý các

dự án giao thông” do Lê Văn Pháp và Lý Hồng Lập thực hiện năm 2013 Nghiên cứu

đã sử dụng phần mềm Google Earth hỗ trợ tích cực cho công tác điều tra quản lý các

dự án giao thông Với các tính năng của Google Earth được áp dụng để vạch tuyến sơ

bộ, kẻ trắc dọc sơ bộ, giúp thị sát tuyến và định vị vị trí công trình ngoài thực địa

1.3 Vấn đề nghiên cứu của đề tài

Mặc dù ảnh Google Earth đã được ứng dụng trong thực tế và đã được sử dụngtrong một số công trình nghiên cứu ở Việt Nam tuy nhiên cho đến thời điểm hiện tạichưa có công trình nghiên cứu nào công bố về độ chính xác vị trí điểm trên ảnhGoogle Earth

Như trên đã trình bày ở trên, ảnh Google Earth rất dễ dàng trong việc khai thác,tuy nhiên độ chính xác của ảnh không được cũng không được cơ quan phát hành côngchịu trách nhiệm Chính vì vậy, khi sử dụng ảnh Google Earth, người sử dụng cầnđánh giá độ chính xác của ảnh để sử dụng chúng đáp ứng vào công việc cụ thể Chính

vì vậy, đề tài “Khảo sát độ chính xác vị trí điểm trên ảnh Google Earth” đã được đặt

ra để nghiên cứu

Để nghiên cứu chuyển động của các sao, các hành tinh và các vệ tinh người ta

sử dụng các hệ tọa độ cố định trong không gian và còn gọi là các hệ tọa độ sao hay tọa

độ thiên văn Gốc tọa độ chọn là trọng tâm Mặt trời hoặc là trọng tâm Trái đất Trongkhông gian có một đường thẳng quan trọng đó là giao tuyến của mặt phẳng hoàng đạo

và mặt phẳng xích đạo Điểm xuân phân  là một đầu mút của phương pháp này và làđiểm ở xa vô cực, được chọn làm điểm đầu của hệ tọa độ

Nếu gốc tọa độ được chọn ở tâm Mặt trời thì được gọi là hệ quy chiếu sao nhậttâm Nếu gốc tọa độ được chọn ở tâm Trái đất thì được gọi là hệ quy chiếu sao địatâm

cực Bắc thiên cầu, trục Y xác định theo quy tắc bàn tay phải Do ảnh hưởng của tuế sai

và chương động khi Trái đất chuyển động xung quanh Mặt trời nên điểm xuân phânkhông phải là điểm cố định trong không gian, bởi vậy hệ quy chiếu sao địa tâm là hệtựa quán tính

Trong hệ tọa độ xích đạo, vị trí của thiên thể được xác định bằng độ vĩ xích đạo

 và độ kinh xích đạo  Người ta sử dụng hệ tọa độ này để lập lịch thiên văn hàngnăm và lịch sao Lịch sao cơ sở FK5 được xây dựng trong hệ tọa độ này nhưng là hệtọa độ sao quy ước căn cứ vào điểm xuân phân vào thời gian J2000.0 Hệ tọa độ nàyđược sử dụng để xây dựng khung quy chiếu sao quốc tế

* Hệ tọa độ vuông góc không gian địa tâm

Hệ tọa độ vuông góc không gian địa tâm gắn với elipsoid Trái Đất được thiếtlập như sau: Gốc (O) của hệ trùng với tâm của elipsoid Trái Đất, trục OX trùng vớigiao tuyến của mặt phẳng kinh tuyến trắc địa gốc (kinh tuyến qua Greenwich) với mặtphẳng xích đạo, trục còn lại là trục OY vuông góc với trục OX và trục OZ tạo thànhmột tam diện thuận (Hình 2.1) Vị trí điểm P bất kì trong không gian được xác địnhtrong hệ tọa độ vuông góc không gian địa tâm bởi ba thành phần tọa độ: X, Y, Z

Giữa tọa độ trắc địa B, L, H và tọa độ vuông góc không gian địa tâm X, Y, Z cómối quan hệ toán học, nếu biết B, L, H có thể tính được X, Y, Z và ngược lại

Hình 2.2 Hệ tọa độ vuông góc không gian địa tâm

* Hệ tọa độ trắc địa

Hệ tọa độ trắc địa được xác lập trên Elipsoid quả đất có gốc là tâm cùng hai mặt

phẳng là mặt phẳng xích đạo và mặt phẳng kinh tuyến gốc Tọa độ của một điểm Pđược xác định từ 3 thành phần tọa độ: vĩ độ trắc địa B, kinh độ trắc địa L và cao độtrắc địa H

Hình 2.3 Hệ tọa độ trắc địa

Vĩ độ trắc địa của điểm M là góc nhọn tạo bởi pháp tuyến (n) của mặt Elipsoidtại điểm đó với mặt phẳng xích đạo, kí hiệu là B Các điểm nằm phía Bắc bán cầu có

độ vĩ trắc địa trong khoảng từ 0º đến 90º vĩ Bắc, các điểm nằm phía Nam bán cầu có

độ vĩ trắc địa trong khoảng từ 0º đến 90º vĩ Nam

Kinh độ trắc địa (L) của điểm P là góc nhị diện hợp bởi mặt phẳng kinh tuyếngốc và mặt phẳng chứa kinh tuyến đi qua điểm đó, kí hiệu là L Độ trắc địa được tính

từ kinh tuyến gốc (L = 0º) về hai phía Đông và Tây Các điểm nằm ở Đông bán cầu cógiá trị trong khoảng từ 0º đến 180º kinh Đông (E), còn các điểm nằm ở Tây bán cầu cógiá trị từ 0º đến 180º kinh Tây (W)

Độ cao trắc địa H là khoảng cách tính theo phương pháp tuyến từ điểm xét Pđến mặt Elipsoid Điểm nằm phía trên mặt Elipsoid có giá trị độ cao trắc địa mang dấudương, còn điểm nằm phía dưới mặt elipsoid có độ cao trắc địa mang dấu âm

* Hệ tọa độ vuông góc phẳng

Hệ tọa độ này được xây dựng trên mặt phẳng múi chiếu 60 của phép chiếu hìnhGauss, trong đó nhận hình chiếu của kinh tuyến giữa múi làm trục X hình chiếu củaxích đạo làm trục Y

Như vậy nếu tính từ điểm gốc về phía Bắc Y mang dấu dương, về phía Nammang dấu âm, còn trị số Y về phía đông mang dấu dương, về phía tây mang dấu âm

Bắc bán cầu có X > 0 nhưng Y có thể âm hoặc dương Khi tính toán để tránh được trị

số Y âm người ta quy ước điểm gốc 0 có tọa độ X0 = 0 Y0 = 500 km nghĩa là tịnh tiếnkinh tuyến giữa múi về phía Tây 500km được hệ tọa độ XOY gọi là hệ tọa độ thôngdụng ví dụ khu vực Hà Nội trong hệ toa độ thông dụng

Hình 2.4 Hệ tọa độ vuông góc phẳng

Để tiện sử dụng, trên bản đồ địa hình người ta kẻ sẵn lưới tọa độ vuông gócGauss bằng những đường thẳng song song với trục OX và OY tạo thành lưới ô vuông.Chiều dài cạnh của lưới ô vuông có tính đến ảnh hưởng của biến dạng tương ứng vớibản đồ

* Hệ tọa độ địa diện

Hệ tọa độ địa diện là những hệ tọa độ có gốc tọa độ là điểm trên mặt đất (hoặctrên mặt ellipsoid) Mỗi điểm trên mặt đất đều có thể lựa chọn làm điểm gốc để xâydựng hệ tọa độ địa diện Các hệ tọa độ địa diện đóng vai trò là các hệ tọa độ trung giandùng giải quyết các bài toán trắc địa vệ tinh Sau đây là một số hệ tọa độ địa diệnthường dùng

- Hệ tọa độ địa diện xích đạo

Hệ tọa độ địa diện xích đạo là hệ tọa độ vuông góc không gian 3D có gốc tọa độO’ trùng với điểm T trên mặt đất Các trục tọa độ là O’X’, O’Y’, O’Z’, trong đó trụcOZ’ song song với trục OZ của hệ tọa độ địa tâm Mặt phẳng X’O’Y’ song song vớimặt phẳng xích đạo XOY và các trục tọa độ OX, OY tương ứng song song với OX và

OY của hệ tọa độ địa tâm