Khảo sát khả năng sử dụng máy chụp ảnh hàng không kỹ thuật số trong điều kiện việt nam

1.2 Các hệ thống máy chụp ảnh kỹ thuật số trên thế giới 16 Chương 2: Hệ thống máy chụp ảnh số UltraCAM XP W/A 42 2.1 Giới thiệu về máy chụp ảnh hàng không kỹ thuật số Vecxel Ultracam Xp

trong ®iÒu kiÖn viÖt nam

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Hà Nội - 2011

-W X -

Phan ngọc sơn

khảo sát khả năng sử dụng máy chụp ảnh hμng không kỹ thuật số

trong điều kiện việt nam

Chuyên ngành: Bản đồ, viễn thám và hệ thống thông tin địa lý

Lêi CAM §OAN

T«i xin cam ®oan ®©y lµ c«ng tr×nh nghiªn cøu cña riªng t«i C¸c sè liÖu, kÕt qu¶ trong luËn v¨n lµ trung thùc vµ ch−a tõng ®−îc ai c«ng bè trong bÊt kú c«ng tr×nh nµo kh¸c

Hµ Néi, ngµy 06 th¸ng 4 n¨m 2011

T¸c gi¶ luËn v¨n

Phan Ngäc S¬n

1.2 Các hệ thống máy chụp ảnh kỹ thuật số trên thế giới 16

Chương 2: Hệ thống máy chụp ảnh số UltraCAM XP W/A 42

2.1 Giới thiệu về máy chụp ảnh hàng không kỹ thuật số Vecxel Ultracam

Xp W/a

42

2.3 Phần mềm sử dụng trong hệ thống máy chụp ảnh hàng không kỹ thuật

số Vecxel Ultracam Xp W/a

49

Chương 3: ứng dụng hệ thống máy chụp ảnh số ultraCAM

XP W/A tiến hành trên khu chụp tuyến biên giới Việt Nam -

Cam Pu Chia

58

3.2 Công tác chọn tài liệu, tư liệu sử dụng trong thi công 58 3.3 Thiết kế và quy định kỹ thuật đo điểm trạm Base (GPS) 58

3.4 Thiết kế bay và quy định chụp ảnh trên khu chụp tuyến biên giới song

phương Việt Nam - CamPuChia

61

3.5 Các phương tiện kỹ thuật, nhân lực phục vụ trong công tác bay chụp ảnh 65

3.7 Quy trình trút dữ liệu và xử lý dữ liệu ảnh số 69 3.8 Xử lý số liệu GPS/IMU và nguyên tố định hướng ngoài (EO) 81 3.9 Các bước chính trong xử lý ảnh số để tạo bình đồ ảnh 93 3.10 Kiểm tra đánh giá chất lượng bay chụp, đóng gói giao nộp sản phẩm 99 3.11 Đánh giá tại thời điểm hiện tại qua các công trình đang thực hiện 100

DANH MụC CáC THUậT NGữ, CáC CHữ VIếT TắT

DGPS Differential Global Positioning

DEM Digital Elevation Model Mô hình số độ cao

FMC Forward Motion Compensation Hệ thống chống trượt

FMS Flight management system Hệ thống quản lý bay

GPS Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu

GCP Ground control points Điểm khống chế mặt đất

IMU Inertial Measurement Unit Thiết bị đo quán tính

ISAT The ImageStation Automatic Triangulation Trạm tăng dày ảnh tự động

POS/AV Position and Orientation System for

Airborne Vehicle

Hệ thống định hướng và

định vị cho máy ảnh PPS Postprocessing Software Phần mềm xử lý

LiDAR Light Detection And Ranging Dò và đo khoảng cách

bằng sóng ánh sáng

DANH MụC CáC BảNG

Bảng 2.1 Các thông số kỹ thuật chủ yếu của máy ảnh 50 Bảng 2.2 So sánh độ phủ mặt đất giữa UltraCam-Xp và DMC 53 Bảng 2.3 Độ phân giải không gian tối đa của UltraCam-Xp tại các độ cao thấp 54 Bảng 3.1 Một số thông số chủ yếu của các phân khu biên giới 63 Bảng 3.2 Quy trình bay chụp và thu số liệu GPS/IMU 67

DANH MụC CáC HìNH Vẽ

Hình 1.1 Máy chụp ảnh số khổ lớn DMC của hãng Z/I 17

Hình 1.2 Máy chụp ảnh số khổ lớn Ultra Cam XP W/A 17

Hình 1.3 Máy chụp ảnh số ADS 40 của hãng Leica (quét theo dòng) 18

Hình 2.1 Máy chụp ảnh Vexcel UltraCam XP W/A 42

Hình 2.2 Thông số máy chụp ảnh Vexcel UltraCam XP W/A 43

Hình 2.3 Nguyên lý ghép ảnh của máy UltraCam XP W/A 44

Hình 2.4 Các ảnh riêng biệt của hệ thống ống kính 45

Hình 2.5 Máy chụp ảnh UltraCam Xp W/a và bộ xử lý ghi số liệu 45

Hình 2.6 Phía trong máy chụp ảnh và ổ cứng chứa dữ liệu 46

Hình 2.7 Nơi đặt giá máy và nguồn điện cung cấp cho máy chụp ảnh 47

Hình 2.8 Mô tả các góc xoay của tâm GPS, máy chụp ảnh 48

Hình 2.9 Chương trình dẫn đường bay 49

Hình 2.10 Phần mềm Camera Operation Software (COS) 3.60 49

Hình 2.11 Các bước chính xử lý ảnh số của phần mềm Ultramap 50

Hình 2.12 Kết nối mạng các máy tính để tận dụng bộ vi xử lý 50

Hình 2.13 Hệ trục tọa độ tham chiếu 55

Hình 2.14 Thiết kế các tuyến bay và điểm khống chế 56

Hình 2.15 Nhập thông số cánh tay đòn trong chương trình POSPAC MNS57 Hình 3.1 Quy cách mốc chôn ngoài thực địa 59

Hình 3.2 Cài đặt thông số thu tại máy GPS 60

Hình 3.3 Kiểm tra thông số đo bằng TGOffice 61

Hình 3.4 Thiết kế bay khu Biên giới Song phương 63

Hình 3.5 Nhập thông số thiết kế bay 64

Hình 3.6 Minh họa thiết kế bay một phân khu 65

Hình 3.7 Minh họa báo cáo bay khu vực CV9 ngày chụp 16/03/2011 65

Hình 3.8 Trạm xử lý UltraMap và nôi trút Docking Sation_Data interface 69 Hình 3.9 Chương trình Ultramap Raw Data Center 70

Hình 3.10 Nội dung 13 file trút ra của một ảnh gốc 71

Hình 3.11 Định dạng toàn bộ số ổ cứng khi cần thiết 72

Hình 3.12 Chương trình RawQvQview để xem nhanh ảnh gốc 73

Hình 3.13 Ghép 9 tấm ảnh được chụp từ 4 ống kính chính lại với nhau 74

Hình 3.14 Chọn xử lý từng tuyến bay hoặc cả ngày bay 74

Hình 3.15 lệnh Create Tie Point Collection tạo ảnh mức 3 75

Hình 3.16 Chương trình job monitor hiển thị xử lý ảnh 75

Hình 3.17 Chương trình Ultramap View sử dụng xem ảnh mức 2, 3 76

Hình 3.18 Chương trình Ultramap Radionmetry 76

Hình 3.19 Cách thể hiện ảnh trong chương trình Ultramap Radionmetry 77

Hình 3.20 Công cụ chỉnh ảnh trong chương trình Ultramap Radionmetry 77

Hình 3.21 Hiển thị thông tin của tấm ảnh đang xử lý 78

Hình 3.22 Các tấm ảnh sau khi chỉnh màu chuẩn bị tạo ảnh mức 3 78

Hình 3.23 Tạo ảnh mức 3 với lựa chọn kiểu ảnh đầu ra 79

Hình 3.24 Tạo ảnh kiểu RGB 8 bit với độ phân giải cao 79

Hình 3.25 Tạo ảnh đen trắng Gray 80

Hình 3.26 Tạo ảnh tổ hợp màu RGB 81

Hình 3.27 Tạo ảnh ảnh cận hồng ngoại CIR 81

Hình 3.28 Chương trình POSPac MMS 5.3 82

Hình 3.29 Dữ liệu thu GPS của trạm trên không và mặt đất 83

Hình 3.30 Khởi tạo một hệ tọa độ mới 84

Hình 3.31 ấn định trạm Base Stations 85

Hình 3.32 Nhập vào dữ liệu trên không 86

Hình 3.33 Dữ liệu tâm ảnh được hiển thị trước khi tính toán xử lý 86

Hình 3.34 Xử lý Single Base Station 87

Hình 3.35 Xử lý với sự tham gia tính tại một trạm base 88

Hình 3.36 Hiển thị bằng lệnh Display Plots 88

Hình 3.37 Kết quả sai số của North (đỏ), East (đen) và Down (xanh) 89

Hình 3.38 Kết quả kiểm định Lever Arms and Mounting Arm 90

Hình 3.39 Kết quả tính Single Basse Station lần thứ 2 90

Hình 3.40 Chương trình POSPac MMS 5.3 sau khi đã xử lý 91

Hình 3.41 Chương trình POSPac MMS 5.3 xử lý với lệnh Smartbase 91

Hình 3.42 Tạo Overview ảnh số bằng chương trình DIPEdit Ver 5.0 93

Hình 3.43 Tăng dầy bằng chương trình Aerial Triangulation 94

Hình 3.44 Bước chọn lệnh Bundle trong chương trình Aerial Triangulation 95

Hình 3.45 Tăng dầy bằng chương trình ImageStation Automatic Triangulation 97

Hình 3.46 Chương trình Geomedia Professional để nắn và ghép bình đồ ảnh 98

Mở đầu

1 Tính cấp thiết của đề tài

Ngành địa hình quân sự nhất thiết phải tiên phong trong lĩnh vực công nghệ, đáp ứng mọi yêu cầu về tư liệu địa hình trong bảo vệ và xây dựng tổ quốc Đảm bảo chủ động hoàn thành tốt mọi nhiệm vụ thường xuyên cũng như đột xuất Theo định hướng phát triển của ngành, công nghệ ảnh hàng không và viễn thám là một trong những công nghệ mũi nhọn

Công tác đảm bảo tư liệu địa hình trong quân đội đòi hỏi ngày càng cao

để đáp ứng với hình thái chiến tranh công nghệ cao Cơ sở dữ liệu để xây dựng

hệ thống thông tin địa lý (GIS) đòi hỏi chất lượng cao, nội dung phong phú là cơ sở tin cậy giúp người chỉ huy đưa ra những quyết định nhanh chóng, chính xác trong các điều kiện cụ thể Trên thế giới hiện đã có những hệ thống hỗ trợ quyết định kết hợp GIS và các kiến thức chuyên gia

Trong công tác đảm bảo dữ liệu địa hình phục vụ an ninh quốc phòng,

ảnh hàng không là tư liệu đầu vào cực kỳ quan trọng Trong điều kiện địch sử dụng các thiết bị công nghệ cao trong chiến tranh như hiện nay cần thiết phải cung cấp tư liệu nhanh chóng với độ chính xác cao Kết hợp với hệ thống POS/AV là hệ thống sử dụng máy định vị vệ tinh và bộ đo quán tính (GPS/IMU) để xác định trực tiếp các nguyên tố định hướng ngoài của các tấm

ảnh Các loại bản đồ tỷ lệ 1/25.000 và nhỏ hơn sẽ được thực hiện nhanh chóng

do không cần đo đạc khống chế ảnh ngoại nghiệp đặc biệt là các vùng đi lại khó khăn như vùng núi cao, hải đảo, các vùng tranh chấp có chiến sự

Mặc dù những năm gần đây ảnh vệ tinh độ phân giải cao đã được thương mại hóa, nhưng trong vòng vài thập niên tới vẫn chưa thể thay thế được ảnh hàng không trong việc cung cấp chi tiết các dữ liệu mặt đất để thành lập bản

đồ tỷ lệ vừa và lớn Chưa đáp ứng được yêu cầu về độ chính xác cũng như tính chủ động, chịu ảnh hưởng nhiều của thời tiết Những nước phát triển như Mỹ, Nhật, Đức, Hà Lan vẫn tiếp tục đầu tư và phát triển các hệ thống chụp ảnh số hàng không phục vụ cho nhu cầu chiến lược lâu dài Hiện tại trên thế giới đã

có khoảng 200 hệ thống máy ảnh số được đưa vào sử dụng Nhiều dự án đầu tư của nước ngoài đầu tư vào nước ta cũng như các nước trong khu vực đều đỏi hỏi phải sử dụng sản phẩm từ máy ảnh số như một yêu cầu bắt buộc

Những tiện ích mà máy chụp ảnh hàng không kỹ thuật số đem lại là rất lớn ảnh số hàng không không những nâng cao dung lượng và chất lượng thông tin mà còn mở ra nhiều ứng dụng trong lĩnh vực điều tra cơ bản, đồng thời thích ứng với các hệ thống xử lý ảnh hiện đại như công nghệ đo vẽ thành lập bản đồ bằng phương pháp ảnh số, công nghệ giải đoán ảnh số thành lập bản đồ chuyên đề, công nghệ xây dựng cơ sở dữ liệu thông tin địa lý

Công nghệ chụp ảnh số kết hợp với công nghệ định vị toàn cầu (GPS) và các hệ thống xác định quán tính (IMU) đã tạo ra một quy trình công nghệ thành lập bản đồ hoàn chỉnh Sự kết hợp này cho phép dẫn đường bay, xác

định tọa độ tâm chụp ảnh và các thông số về các góc định hướng của ảnh, do đó giúp cho công tác thành lập bản đồ từ ảnh hàng không giảm tối đa khối lượng ngoại nghiệp, tiết kiệm thời gian và kinh phí

Được sự đồng ý của Trường Đại học Mỏ - Địa Chất và sự hướng dẫn trực tiếp

và nhiệt tình của PGS TS Trần Đình Trí, tôi đã chọn đề tài “Khảo sát khả năng

sử dụng máy chụp ảnh hàng không kỹ thuật số trong điều kiện Việt Nam”

2 Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu làm rõ các đặc tính kỹ thuật nổi trội v à ứng dụng hệ thống máy chụp ảnh hàng không kỹ thuật số Vexcel UltraCam XP W/a trong thực tế sản xuất hiện tại ở Việt Nam

3 Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu các khả năng ứng dụng thực tế của hệ thống máy chụp ảnh hàng không kỹ thuật số Vexcel UltraCam XP W/a

4 Nội dung nghiên cứu

Nghiên cứu các đặc tính cơ bản của hệ thống máy chụp ảnh hàng không kỹ thuật số Vexcel UltraCam XP W/a, khả năng sử dụng để đưa vào ứng dụng sản xuất tại nước ta

Phương pháp so sánh: Tổng hợp các kết quả, so sánh, đánh giá, đưa ra các kết luận chính xác về vấn đề nêu ra

Phương pháp chuyên gia: Thu thập, tổng hợp và phân tích các ý kiến chuyên gia làm cơ sở đưa ra các kết luận khoa học

Phương pháp thực nghiệm: Tiến hành thực nghiệm để chứng minh cho các luận chứng khoa học đã đưa ra

6 ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Đầu tư đổi mới công nghệ phù hợp với chiến lược phát triển ngành Địa hình quân sự theo từng giai đoạn và đúng xu thế chung của thế giới trong lĩnh vực kỹ thuật này

Sử dụng hệ thống máy ảnh số để thành lập cơ sở dữ liệu địa hình quân sự ở các tỷ lệ phủ trùm toàn bộ lãnh thổ Việt Nam và các nước trong khu vực ứng dụng công nghệ chụp ảnh số trong việc cung cấp thông tin, cập nhật dữ liệu bản đồ, thông tin địa lý, xây dựng bản đồ ba chiều (3D), bản đồ

địa hình và các loại bản đồ chuyên đề khác

7 Cấu trúc của luận văn

Luận văn gồm 121 trang, được chia làm 3 chương với 5 bảng biểu và 64 hình vẽ

Trong suốt thời gian học tập tại trường Đại học Mỏ - Địa chất, tôi đã nhận

được sự giúp đỡ quý báu của các Thầy, Cô giáo trong trường; Ban lãnh đạo Xí nghiệp Chụp ảnh Hàng không nơi tôi công tác, cùng tập thể các bạn đồng nghiệp Nhân dịp này, tôi xin trân trọng gửi lời cảm ơn tới:

- Ban chủ nhiệm cùng toàn thể các thầy, cô giáo thuộc Khoa trắc địa, đặc biệt là bộ môn Đo ảnh viễn thám thuộc Trường đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội

- Xí nghiệp Chụp ảnh Hàng không, Công ty TNHH MTV Trắc địa - Bản đồ thuộc Cục Bản đồ, BTTM

- Phòng Khoa học - Kỹ thuật công nghệ thuộc Công ty TNHH MTV Trắc

địa - Bản đồ thuộc Cục Bản đồ, BTTM

- Xí nghiệp Bay chụp và đo vẽ ảnh ảnh thuộc Tổng công ty Tài nguyên và Môi trường Việt Nam

Cũng qua đây, tôi xin trân trọng bày tỏ lòng biết ơn trân trọng tới: PGS.TS Trần Đình Trí, người đã trực tiếp hướng dẫn, giúp đỡ, đóng góp nhiều ý kiến quý báu trong quá trình chọn và nghiên cứu đề tài này Tôi cũng xin cảm ơn tới toàn thể bạn bè, đồng nghiệp đã luôn quan tâm, động viên giúp đỡ và tạo mọi

điều kiện thuận lợi để tôi học tập, công tác hoàn thành tốt khóa học

Chương 1: Giới thiệu chung về công tác bay chụp ảnh hμng không vμ một số hệ thống máy chụp ảnh hμng không kỹ thuật số hiện nay 1.1 Công tác bay chụp ảnh hàng không

1.1.1 Khái niệm về quá trình chụp ảnh hàng không

Chụp ảnh hàng không là dùng các thiết bị bay trên không như không khí cầu, tàu lượn, máy bay để mang máy ảnh lên cao chụp bề mặt của mặt

đất Sản phẩm của chụp ảnh hàng không là các tấm ảnh theo một tỷ lệ phù hợp với mục đích sử dụng và dựa vào các tấm ảnh đó ta có thể tiến hành đo

vẽ thành lập bản đồ gốc hoặc đoán đọc điều vẽ các địa vật chụp được trên

ảnh Quá trình chụp ảnh hàng không có thể được thực hiện nhờ các máy chụp ảnh quang cơ hoặc máy chụp ảnh số

1.1.2 Các máy móc thiết bị hỗ trợ khác dùng cho công tác bay chụp

+/ Giá máy chụp ảnh hàng không

Khi hoạt động, động cơ máy bay sẽ tạo ra một lực nhiễu loạn chu kỳ truyền cho tất cả các bộ phận trên máy bay trong đó có máy chụp ảnh hàng không Lực này sẽ tạo ra mômen xoắn không đều của động cơ máy bay, tạo ra sự không cân bằng động lực, tĩnh lực Ngoài ra, do luồng không khí xoáy của cánh quạt và thân máy bay, lực nhiễu loạn khí động học sẽ xuất hiện Những lực này sẽ làm cho các bộ phận của máy bay dao động với biên độ nhỏ nhưng có tần số lớn Nhờ có giá máy chụp ảnh nên máy ảnh được đưa về vị trí xác định, trong một

số trường hợp máy ảnh còn được cân bằng và định hướng Ngoài ra, giá máy chụp

ảnh còn giảm bớt tác dụng rung động của máy bay đến máy chụp ảnh, giảm bớt

độ xóc của máy bay đến máy ảnh khi cất, hạ cánh cũng như khi chạy trên mặt

đất Giá máy chụp ảnh hàng không làm việc theo nguyên lý ổn định con quay hiện nay được dùng khá phổ biến trên thế giới Nó có khả năng:

- ổn định do xóc và lắc trong phạm vi ± 50;

- ổn định do trôi dạt phạm vi ± 300;

- Độ lệch góc còn lại của trục quang máy chụp ảnh so với

đườngdây dọi trong phạm vi ± 0,20

+/ Thiết bị dẫn đường bay và xác định tọa độ tâm chụp bằng GPS

Khi chụp ảnh ở vùng rừng núi ít điểm định hướng hoặc khi bay chụp tỷ lệ lớn do tốc độ mặt đất lớn nên việc dẫn đường bay bằng mắt gặp nhiều khó khăn

và gây căng thẳng cho hoa tiêu Để khắc phục khó khăn này, trong các hệ thống chụp ảnh hiện đại, ngoài thiết bị dẫn đường bằng mắt truyền thống như telescop, người ta còn trang bị hệ thống dẫn đường bằng GPS

Hệ thống định vị toàn cầu GPS là hệ thống xác định vị trí bằng cách đo khoảng cách tới các vệ tinh và không chỉ tạo ra khả năng mới cho việc dẫn

đường bay, mà còn cho cả việc xác định tọa độ không gian X

S , YS, ZS của tâm chụp Sau khi GPS được ứng dụng vào chụp ảnh hàng không, ta tính được tọa

độ, độ cao tâm ảnh vào thời điểm chụp ảnh và các thông số này là yếu tố hỗ trợ thêm trong phần mềm tăng dày tọa độ điểm khống chế ảnh nội nghiệp, nhưng chỉ có 1mình số liệu GPS thì chưa tính được các nguyên tố định hướng

ảnh Muốn xác định được nguyên tố định hướng ảnh tại thời điểm chụp ảnh, thì ta phải đưa vào khái niệm thiết bị định vị quán tính (IMU) Khi kết hợp GPS và IMU vào chụp ảnh hàng không thì ta có thể tính toán được tọa độ tâm

ảnh và nguyên tố định hướng ảnh tại thời điểm chụp ảnh

1.1.3 Thực trạng công nghệ chụp ảnh hàng không hiện nay ở Việt Nam

Công nghệ bay chụp ảnh hàng không tại Việt nam bắt đầu được đầu tư phát triển vào khoảng những năm 1965 để phục vụ trong quân đội Hiện nay, tại Việt nam có hai hệ thống máy ảnh hàng không là hệ thống máy chụp

ảnh RC30 (Thụy Sỹ) của Công ty THHH MTV Trắc địa Bản đồ - BQP và hệ thống máy chụp ảnh RMK-TOP15 (Đức) hiện đang được sử dụng tại Công ty

Đo đạc ảnh địa hình, Tổng công ty Tài nguyên Môi trường, Bộ Tài nguyên và Môi trường Cả 2 hệ thống đều là thế hệ máy chụp ảnh quang cơ sử dụng film chụp chuyên dụng dạng đen trắng và dạng màu

Hệ thống chụp ảnh RMKTOP 15 bao gồm: Máy chụp ảnh RMKTOP 15,

Đầu camera, tiêu cự 152mm, Đế máy cân bằng tự động T - AS, catset để lắp

phim chụp T-MC, máy tính chụp ảnh T-TL, ống ngắm chụp ảnh T-NT, máy tính dẫn đường và chụp ảnh T - NC, trung tâm điều khiển T - CU Phần mềm thiết

kế và dẫn đường bay chụp ảnh T – FLIGHT, phần mềm thiết kế T-PLAN, phần mềm dẫn tuyến bay chụp T-NAV, phần mềm tính toán tọa độ tâm ảnh SKIP Máy chụp ảnh Wild RC-30 bao gồm các thành phần sau: Máy chụp ảnh WILD RC-30, tiêu cự f2=153mm, hộp đựng film FMC, giá máy chụp ảnh WILD PAV-30, Bộ điều khiển bay chụp ASCOT, phần mềm dẫn đường bay, phần mềm tính toán tọa độ tâm ảnh SKIP

Đồng thời với hệ thống máy chụp ảnh, hệ thống xử lý ảnh số bao gồm máy tráng phim, máy quét ảnh, các trạm xử lý ảnh số và các phần mềm chuyên dụng

được đầu tư đồng bộ để hình thành dây chuyền công nghệ đo vẽ thành lập bản

đồ bằng phương pháp ảnh số Dây chuyền công nghệ thành lập bản đồ số đã

được đầu tư nâng cấp để duy trì hoạt động ổn định Tuy nhiên do phải hoạt

động qua các công đoạn như: tráng rửa phim ảnh, quét phim, in ảnh kiểm tra tiếp đến là tăng dày, đo vẽ ảnh trên trạm đo vẽ ảnh số và biên tập bản đồ sẽ gây ra các sai số không mong muốn trong quá trình đo vẽ thành lập bản đồ

địa hình Với phương pháp công nghệ như vậy chỉ dừng ở mức độ đo ảnh hỗn hợp, chưa đồng bộ Có thể đánh giá trình độ công nghệ còn hạn chế, chỉ đạt mức trung bình hoặc trên trung bình

Năm 1993 Cục Bản Đồ BTTM đã được Bộ Quốc Phòng trang bị cho hệ thống máy chụp ảnh hàng không RC30 thế hệ mới của Thụy Sĩ, cỡ phim 23cmx23 cm, tiêu cự 152.76 mm kết hợp với hệ thống GPS dẫn đường bay và xác định tọa độ tâm ảnh Tính đến thời điểm này hệ thống đã được đưa vào hoạt động 15 năm với tần suất sử dụng cao phục vụ kịp thời và hiệu quả các mục đích quốc phòng cũng như kinh tế Hệ thống này đã tham gia nhiều dự án quan trọng như các dự án bay chụp ảnh thành lập bản đồ phục vụ phân định

đường biên giới trên bộ Việt - Trung, Việt - Lào, phân định Vịnh Bắc Bộ giữa Việt Nam và Trung Quốc, dự án bản đồ trực ảnh 1:50.000 Tuy nhiên do thời gian sử dụng đã lâu với tần suất cao nên hiện nay máy chụp ảnh RC30 đã

xuống cấp Máy đã phải sửa chữa bảo dưỡng nhiều, chất lượng ảnh chụp kém gây khó khăn, tốn kém và không ổn định trong sử dụng Công nghệ thành lập bản đồ hiện nay đã thay đổi và chuyển hoàn toàn sang công nghệ số Tính thời

sự, chất lượng của bản đồ đòi hỏi ngày càng cao Sản phẩm thu được từ máy chụp ảnh RC-30 là phim nên để sử dụng trên quy trình công nghệ ảnh số cần phải thực hiện công đoạn raster hoá bằng các máy quét phim chuyên dụng Sau đó mới tiến hành được các công đoạn tiếp theo như tăng dày, đo vẽ thành lập bản đồ Quá trình này kéo dài thời gian sản xuất, đồng thời làm chất lượng phim suy giảm Điều này sẽ được loại bỏ nếu sử dụng máy chụp ảnh số

Ngoài ra, các máy ảnh hàng không chụp phim hiện nay phụ thuộc nhiều vào nguồn phim chụp và thuốc tráng chuyên dùng, chỉ có rất ít hãng sản xuất với số lượng hạn chế thậm chí chỉ sản xuất theo đơn đặt hàng, giá thành rất cao Xu thế trong vài ba năm tới sẽ không còn nguồn cung cấp phim chụp hàng không do máy ảnh số sẽ thay thế hoàn toàn máy ảnh chụp phim truyền thống Các nước đang phát triển và phát triển trên thế giới hiện nay hầu hết đã thay thế công nghệ chụp ảnh quang cơ bằng công nghệ chụp ảnh số, số lượng máy chụp ảnh số hiện tại khoảng 300 chiếc của nhiều hãng sản xuất khác nhau

1.2 Các hệ thống máy chụp ảnh kỹ thuật số trên thế giới

1.2.1 Giới thiệu chung

Máy chụp ảnh hàng không kỹ thuật số được chia ra làm 2 loại Một là, kỹ thuật quét theo mảng, hai là kỹ thuật quét theo dòng Trong phương pháp quét theo mảng thì ra kết quả là từng tờ ảnh riêng biệt như trong chụp ảnh hàng không thông thường Các tờ ảnh sau đó được ghép thành mô hình để đo vẽ lập thể trên trạm ảnh số hoặc nắn ảnh theo từng tờ ảnh đơn riêng lẻ

 Hình 1.1 Máy chụp ảnh số khổ lớn DMC của hãng Z/I

 Hình 1.2 Máy chụp ảnh số khổ lớn Ultra Cam XP W/A

Trong phương pháp quét theo dòng, kết quả thu được là từng dải bay Khi quét ảnh tại thực địa người ta quét được 3 giải bay trên một đường bay từ

3 ống kính 45 độ về phía trước, thẳng đứng, 45 độ phía sau Việc lập thể được thực hiện khi kết hợp từng cặp giải bay một Các số liệu GPS/IMU tham gia vào tính toán cải chính số liệu hình ảnh Nếu không có tín hiệu GPS/IMU thì chất lượng hình ảnh không đảm bảo để thành lập bản đồ

 Hình 1.3 Máy chụp ảnh số ADS 40 của hãng Leica (quét theo dòng)

1.2.2 Máy ảnh hàng không kỹ thuật số ADS-40 cho đo vẽ bản đồ

+/ Khái quát:

Hãng Leica Geosystems đã giới thiệu máy ảnh hàng không kỹ thuật số tại Hội nghị Đo ảnh viễn thám Quốc tế lần thứ 11 tại Amsterdam và đã thu hút sự chú ý của các nhà khoa học Đây là một phức hợp công nghệ hiện đại nhất của máy chụp ảnh hàng không và viễn thám làm việc trong môi trường hoàn toàn

số ADS-40 hoàn chỉnh dây chuyền này, người ta có thể làm việc trong môi trường kỹ thuật số từ khâu thu nhận hình ảnh ADS-40 thu được dữ liệu toàn sắc và đa phổ có độ phân giải không gian và bức xạ cao, cùng với các thông tin về vị trí và độ cao để tạo điều kiện thuận lợi cho xử lý sau này Các dữ liệu trong quá trình bay được lưu trữ vào một bộ nhớ, sau đó được lấy ra khỏi máy tính và được kết nối với một máy vi tính khác để xử lý trên mặt đất

ADS-40 làm việc theo nguyên tắc dựa trên các bộ cảm CCD tuyến tính Các bộ cảm CCD tuyến tính cung cấp dữ liệu từ 3 kênh toàn sắc và 4 kênh đa phổ Một hệ thống định vị và định hướng do Công ty Applanix thiết kế dùng

để xử lý mặt đất Bộ nhớ MM40 có thể tháo ra, ghi lại dữ liệu bay chụp nhiều giờ - 12 bit có tỷ suất tín hiệu so với nhiễu cao và dải động rộng

ADS-40 khác biệt với máy ảnh chụp phim RC-30 quen thuộc của Leica Geosystems chẳng những về nguyên tắc kỹ thuật số, mà cả về ý đồ thiết kế: ba kênh toàn sắc dùng cho đo vẽ ảnh được bổ sung thêm 4 kênh đa phổ Kết quả

là ADS-40 thu được đồng thời 7 kênh thông tin

Vào đầu những năm 1990, Leica Geosystems đã có ý tưởng tạo ra một máy ảnh kỹ thuật số thỏa mãn yêu cầu của các nhà đo ảnh là tài liệu chụp ảnh tương đương với các máy ảnh chụp phim truyền thống Lúc đó, các đối tác tham gia cùng với các chuyên gia thế giới về chế tạo máy ảnh kỹ thuật số có hiệu suất cao và chọn nguyên tắc máy quét 3 hàng làm cơ sở cho ý tưởng thiết

kế hệ thống này Tư tưởng thiết kế theo nguyên tắc máy quét 3 hàng lần đầu tiên được tiến sỹ Otto Hofman đưa ra trong những năm 1970 đã được Trung tâm hàng không vũ trụ Đức sử dụng trong một hệ thống ghi hình trong máy bay và tàu vũ trụ Kết quả là một dự án nhiều triệu đô la thu hút sự tham gia của nhiều nhà khoa học và kỹ sư phần cứng và phần mềm tại Berlin, Heerbrugg và San Diego để đưa ADS-40 ra thị trường vào tháng 7/2000

+/ Cấu tạo của máy ảnh hàng không kỹ thuật số ADS-40

ADS-40 đã chứng tỏ về mặt khoa học là những cảnh phía trước, phía sau

và phía dưới điểm đáy sẽ cung cấp đầy đủ thông tin cho công tác đo vẽ ảnh Trong giải pháp đặc biệt này cho ADS-40, mỗi bộ cảm toàn sắc trong thực tế

là 2 mảng CCD tuyến tính, mỗi mảng có 12.000 pixel để thu được các thông tin đa phổ

Về khía cạnh đo vẽ ảnh, thành công rõ nhất là các mảng tuyến tính kết hợp với một kính vật có trường nhìn 64o bảo đảm độ rộng dải và diện tích khu vực Yếu tố hạn chế của bộ cảm loại này là thời gian đọc các mảng lên đến

800 Hz và tốc độ máy bay trên thực địa ở tốc độ bay bình thường trên thực

địa là 370 km/giờ và độ cao bay là 2880 m so với mặt đất, khoảng cách lấy mẫu thực địa là 30cm (nhỏ hơn 20cm khi việc tái lấy mẫu sử dụng thông tin từ các mảng tuyến tính toàn sắc)

Các bộ lọc trong ADS-40 bảo đảm độ nhạy cho các kênh đa phổ được các nhà khoa học của Trung tâm hàng không vũ trụ Đức chọn lọc rất kỹ nhằm bảo

đảm không những cung cấp thông tin tối ưu cho việc suy giải ảnh mà còn cung cấp màu sắc thỏa mãn về mặt thẩm mỹ

Các kênh được lựa chọn trong nhiều bộ cảm khác cũng được nghiên cứu sao cho có thể lựa chọn những cái có giá trị nhất Vấn đề ở đây là các kênh phổ lý tưởng ứng dụng trong viễn thám cần phải hẹp và không gối phủ lên nhau, trong khi đó yêu cầu hình ảnh thực có chất lượng cao đòi hỏi kênh phổ phải rộng và gối phủ lên nhau

Vỏ bọc có nhiệm vụ bảo vệ các bộ phận phức hợp của máy ảnh kỹ thuật số xung quanh tiêu diện Ngành điện tử hiện đại cung cấp dữ liệu compact từ tất cả các kênh cho máy tính đặt trên máy bay Bộ phận đo quán tính của POS - một hệ thống định vị và định hướng do Công ty Applannix thiết kế lắp trên tiêu diện Dưới tiêu diện là kính vật của ADS-40 Kính vật này được chế tạo theo một thiết

kế hoàn toàn mới có tính chất viễn tâm (telecentric) Nhiều bộ phận của kính vật này được mài dũa và bố trí sao cho các tia sáng phát ra từ nó cắt vuông góc với tiêu diện, như vậy sẽ bảo đảm hiệu năng tối ưu của các bộ lọc

Nét đặc biệt ở đây là tất cả các tia sáng đều cắt vuông góc tại tiêu diện không giống như ở các kính vật được dùng trong các máy ảnh chụp phim hàng không Ngoài ra, thiết bị tridoroid tách ánh sáng tới thành 3 màu đỏ, lục và chàm, bằng cách sử dụng các bộ phận tách 2 màu được bố trí thành dãy sao cho tổn thất năng lượng là nhỏ nhất Các bộ phận thành phần và hệ thống cải tiến này bảo đảm hiệu năng của ADS-40 duy trì suốt trong các quá trình thay

đổi về áp suất và nhiệt độ

Máy tính trên máy bay có một bộ nhớ có thể tháo ra được thiết kế tinh vi

và có hiệu năng rất cao Một bộ nhớ như vậy là cần thiết bởi vì ADS-40 tạo ra

đến 100 GB dữ liệu mỗi giờ bay

Phần mềm hệ thống quản lý điều khiển bay và máy ảnh có màn hình cảm ứng có thể gõ nhập được viết riêng cho ADS-40 và dựa vào sản phẩm ASCOT hiện nay của Leica Geosystems dành cho các máy ảnh chụp phim

Bộ phận điều khiển CV-40 là một máy vi tính chạy trong môi trường MicrosoftWindows với các phần mở rộng thời gian thực Thiết bị này có cáp quang học kết nối với đầu bộ cảm SH-40 và bao gồm hệ thống con POS Applanix được tích hợp với một máy thu GPS

Các dữ liệu được đưa ra với tốc độ 50MB/giây đến bộ nhớ MM-40, đó là một dãy các đĩa cứng có thể lấy ra được và được thiết kế tinh vi, có hiệu năng cao bảo đảm dung tích lưu trữ lên đến 1TB (terabyte = 1012byte) Các khối lượng khổng lồ của dữ liệu bộ cảm và hình ảnh được đưa thẳng đến MM-40 và dữ liệu đã xử lý được ghi lại tại đó từ CV-40 Kết quả là mọi dữ liệu cần thiết

từ chuyến bay sẽ nằm trong MM-40 dễ dàng lấy ra khỏi máy bay sau khi hạ cánh và được kết nối với một máy tính để xử lý trên mặt đất

Trung tâm điều hành của ADS-40 là hệ thống quản lý điều khiển bay và máy ảnh (FCMS) Mọi hoạt động thường lệ của ADS-40 được tiến hành cách

sử dụng phần mềm này Tác nghiệp viên giao tiếp với phần mềm này thông qua giao diện của người tác nghiệp OI-40 mà không cần phải dùng chuột hoặc bàn phím FCMS có đặc điểm của một giao diện người sử dụng đồ họa được thiết kế mới Giao diện màn hình cảm ứng hiển thị các biểu tượng rõ ràng bảo

đảm quản lý bay hiệu quả và tiết kiệm lao động Một màn hình phụ trong buồng lái phục vụ cho phi công Nhiệm vụ của tác nghiệp viên được thực hiện

dễ dàng hơn do cấu hình hệ thống được xác định trước và bảo đảm hành trình bay nhanh chóng thông qua các menu

+/ Các đặc điểm của máy ảnh hàng không kỹ thuật số ADS-40

* Thiết kế đặc biệt: Cơ sở thiết kế ADS-40 dựa vào nguyên tắc máy quét 3 hàng do đó các mảng tuyến tính tiêu diện ghi được hình ảnh phía trước, phía dưới

và phía sau điểm đáy Toàn bộ diện tích mặt đất được ghi hình 3 lần, cao hơn nhiều so với độ phủ 60% trong chụp ảnh hàng không truyền thống bằng phim

* Ghi đồng thời được tất cả dữ liệu phổ: ADS-40 ghi đồng thời được dữ liệu từ 3 kênh toàn sắc và 4 kênh đa phổ do đó không phải lựa chọn giữa phim toàn sắc, phim màu và phim màu giả

* Ghi đồng thời 3 màu đỏ, lục, chàm hoàn hảo

Trong ADS-40, các mảng màu đỏ, lục, chàm tách biệt với nhau trên tiêu diện (về mặt vật lý), nhưng mỗi mảng nhận thông tin một cách chính xác từ chính phần đó của bề mặt đất, do đó không phát sinh vấn đề gì về việc ghi hình ảnh trong dải phổ nhìn thấy vô luận phương thức xử lý được chấp nhận là phương thức gì

Thiết bị tách 3 màu được thiết kế để tổn thất năng lượng là ít nhất bảo

đảm ánh sáng màu đỏ, lục, chàm tới từ cùng một diện tích trên mặt đất được mảng tuyến tính nhạy cảm với màu đỏ, lục, chàm ghi lại Một mảng tuyến tính riêng rẽ trên tiêu diện ghi được dữ liệu ở cận hồng ngoại

* Hiệu năng hoạt động phổ chính xác: Hiệu năng hoạt động của mảng CCD và các bộ lọc được tối ưu hóa qua việc sử dụng một kính vật telecentric cải tiến, do đó các tia chiếu sáng vuông góc vào tiêu diện bất kể góc tới của chúng tại mặt phẳng giao cắt phía trước, Kính vật của ADS-40 cho ta hiệu năng phân giải quang học cao 130 cặp nét/mm ở độ mở tối đa f/4

* Giảm thiểu yêu cầu khống chế mặt đất: ADS-40 ghi được các dữ liệu toàn sắc và đa phổ với độ phân giải cao cùng với các thông tin về vị trí và độ cao để việc xử lý trên mặt đất được dễ dàng Việc kết hợp IMU, tiêu diện và GPS cộng với việc không có sai số phim đã giảm đáng kể những yêu cầu về khống chế mặt đất

* Giao diện thân thiện với người sử dụng: Màn hình cảm ứng đọ phân giải cao của hệ thống quản lý điều khiển bay và máy ảnh (FCMS) với các biểu trưng to, dễ sử dụng cho phép điều khiển bay nhanh và trực quan Các cấu hình hệ thống được xác định trước vẫn có thể thay đổi để phù hợp với những người sử dụng khác nhau

+/ Xử lý hình ảnh và đo tam giác ảnh bằng các tài liệu ADS-40 và ORIMA

* Xử lý ảnh:

Dữ liệu đầu ra của thiết bị quét hàng có một vẻ “pha trộn rối rắm” bởi vì vết trên mặt đất của các hàng không song song với nhau do chuyển động của máy bay Dữ liệu thô, hoặc cấp 0 có thể được hiệu chỉnh bằng cách sử dụng dữ liệu vị trí và độ cao phục vụ cho máy bay thu được trong quá trình bay nhờ hệ thống định vị

Một điều đáng chú ý là quá trình đó chú trọng đến bất kỳ khác biệt nào trong quá trình tiến lên giữa các hàng do các biến đổi trong chuyển động về phía trước của máy bay, tức là không cần điều chỉnh chuyển động về phía trước mà chỉ cần xử lý các hàng quét đã thu được trên thực tế Các dữ liệu cấp

1 thu được có thể nhìn thấy mono hoặc lập thể, như vậy để đo tam giác ảnh bằng cách sử dụng một biến thể của sản phẩm ORIMA của Leica Geosystems Mặc dầu dữ liệu cấp 1 đó được sử dụng để khởi động công đoạn này các kết quả cuối cùng của việc đo tam giác ảnh có thể dùng cho dữ liệu hình ảnh cấp 0 sao cho tổn thất thông tin là ít nhất qua quá trình tái lấy mẫu Các giá trị cuối cùng từ việc đo tam giác ảnh có thể sử dụng tạo ra dữ liệu cấp 1 cuối cùng, mà dữ liệu này bao gồm các hình ảnh toàn sắc và các hình ảnh màu đỏ, lục, chàm hoặc cận hồng ngoại đã được điều chỉnh đầy đủ Sau đó, dữ liệu có thể chuyển qua các công đoạn đo vẽ ảnh số thông thường, chẳng hạn như thu thập các đường nét hoặc tạo ra DTM bằng cách đối chiếu hình ảnh, lập bình

Applanix), mặc dầu việc tính toán dữ liệu định hướng về nguyên tắc có thể thực hiện bằng các sản phẩm của bên thứ 3; các sản phẩm này sử dụng Infokit của Leica Geosystems để thu được các chi tiết của format đầu vào Việc nắn hình ảnh cấp 1 phải chỉnh sửa dữ liệu hình ảnh trước cấp 0 bằng cách sử dụng file dữ liệu định hướng và file dữ liệu đã biến đổi, Máy nắn chỉnh cấp 1 có 2 phần: phần nắn nhanh sử dụng hình ảnh cấp 0 và file dữ liệu định hướng, trong lúc đó máy nắn chính xác thực hiện hiệu chỉnh hoàn toàn bằng cách sử dụng các kết quả bình sai đo tam giác ảnh Trong cả 2 trường hợp, các kết quả có thể nhìn thấy lập thể trên màn hình của trạm đo vẽ ảnh số Do đó, cần lưu ý rằng, việc nắn cấp 1 này có thể diễn ra cả trước và sau khi đo tam giác ảnh Việc xử lý này có thể thực hiện bằng phần mềm GPRO của Leica Geosystems hoặc bất kỳ phần mềm đo vẽ ảnh nào của bên thứ 3 cùng với các modun ADS-

40 được xây dựng bằng cách sử dụng Infokit của Leica Geosystems Các dữ liệu đã nắn này có thể chuyển trực tiếp sang phần mềm viễn thám của bên thứ

ba hoặc có thể nhìn thấy trên màn hình của trạm đo vẽ ảnh số: SOCETSET, ERDAS IMAGINE …

Việc đo tam giác ảnh trong chụp ảnh kỹ thuật số cũng tương tự như trong chụp ảnh truyền thống Dữ liệu hình ảnh cấp 1 và dữ liệu định hướng được chuyển qua công đoạn khớp ảnh tự động và kết quả các điểm khớp nối được

đưa vào bình sai cùng với các điểm khống chế và dữ liệu định hướng máy bay Các kết quả bình sai gồm có dữ liệu định hướng chính xác, các thông số tự kiểm định và các dữ liệu đã biến đổi Quy trình này có thể thực hiện bằng các sản phẩm GPRO, SOCET SET và ORIMA của Leica Geosystems hoặc bằng phần mềm đo vẽ ảnh số của bên thứ 3 với các modun ADS-40 được phát triển

có sử dụng Infokit của Leica Geosystems Các dữ liệu có thể truyền sang các phần mềm đo vẽ ảnh hoặc viễn thám của bên thứ 3 tại các giai đoạn khác nhau trong công đoạn này

* Đo tam giác ảnh bằng các tài liệu ADS-40 và ORIMA

Leica Geosystems cung cấp một biến thể của phần mềm ORIMA của mình có thể đo tam giác ảnh với tài liệu từ ADS-40 Các thông số định hướng

được tính toán đối với các hàng quét cấp 0 nhưng việc đo điểm liên kết được thực hiện trong dữ liệu cấp 1 thu được từ máy nắn nhanh Mối liên kết giữa dữ liệu cấp 0 và cấp 1 là tài liệu định hướng hỗ trợ Trong phạm vi mỗi kênh hình

ảnh, mỗi hàng dữ liệu có một định hướng duy nhất theo ý nghĩa là chúng được thu từ cùng máy bay và máy ảnh đó một cách đồng thời Độ chính xác của việc đo điểm liên kết khác nhau theo 2 hướng, do vậy có thể ước tính một kết quả đối với đường đi của máy bay ORIMA làm việc này bằng cách tính toán,

sử dụng thông tin của các điểm liên kết và điểm khống chế (kiểm tra) bình sai

tự hiệu chỉnh các điểm định hướng cố định đối với một dãy các đơn vị trước của máy bay

Cần phải có đầy đủ các vị trí đó để xác định đường đi của máy bay với độ chính xác phù hợp Bất kỳ điểm liên kết nào được đo sẽ rơi vào giữa 2 fix định hướng: Việc biến đổi từ mặt đất sang bộ cảm được biểu thị là hàm số của 2 fix

định hướng gần nhau Đồ hình bố trí điểm liên kết sử dụng trong khớp ảnh tự

động và trong bình sai phụ thuộc vào sự phân cách giữa các fix định hướng và

độ dài của tuyến

Các dữ liệu định hướng từ GPS và hệ thống quán tính sau đó được đối chiếu với các fix định hướng, tức là bình sai sao cho chúng được giữ cân bằng với các fix định hướng tại các điểm đã được chọn theo thời gian nhưng những thay đổi trong giá trị GPS và giá trị quán tính giữa fix định hướng lúc đó được

sử dụng để nội suy các định hướng cho mỗi một thời điểm Phần mềm ORIMA bao gồm 7 thông số bình sai các dữ liệu khác nhau và 3 thông số xoay dùng để bình sai cho việc dóng tuyến hệ thống quán tính

+/ Khả năng thực hiện chức năng đo ảnh và viễn thám của ADS-40

* Lưu trữ dữ liệu: Tất cả dữ liệu từ nhiệm vụ bay nằm trong bộ nhớ MM40, bộ nhớ này có thể tháo rời khỏi máy bay sau khi hạ cánh và được nỗi

kết với một máy tính để xử lý trên mặt đất MM40 có khả năng nhận và lưu trữ đến 100GB dữ liệu mỗi giờ bay

* Truyền số liệu: Sau khi bay, MM40 được lấy ra khỏi bộ điều khiển CU40 và được kết nối với 1 máy tính để xử lý trên mặt đất Có thể làm ra các sản phẩm cuối cùng bằng cách sử dụng các sản phẩm phần mềm đo vẽ ảnh, viễn thám của Leica Geosystems

* Nắn ảnh: Sau khi download dữ liệu, việc nắn ảnh dựa vào dữ liệu vị trí

độ cao từ thiết bị tích hợp GIS/IMU sẽ cung cấp các hình ảnh lập thể, các

điểm đo bằng thủ công, các điểm khống chế mặt đất và đo tự động các điểm kết nối

* Hình ảnh dải bay không có vết nối

ADS-40 ghi được hình ảnh không có vết nối dọc theo dải bay, giảm chi phí trong phần mềm bằng cách loại bỏ việc lắp ghép rất nhiều hình ảnh riêng

rẽ Mô hình lập thể liên tục là một cảnh không có vết nối trong mọi giai đoạn của quá trình đo vẽ ảnh như nắn ảnh thu nhỏ, khớp điểm tự động, bình sai khối, tạo ra DEM và tạo ra trực ảnh

* Truyền dữ liệu sang SOCET SET hoặc các phần mềm khác

Có thể thực hiện việc xử lý và đo tam giác ảnh bằng các sản phẩm SOCET SET và ORIMA của Leica Geosystems hoặc phần mềm đo vẽ ảnh số của bên thứ 3 bằng cách sử dụng các modun ADS-40 được phát triển bằng Infokit của Leica Geosystems

- Độ bao phủ diện tích rộng - dễ dàng làm việc hơn so với hình ảnh từ các máy chụp ảnh mảng CCD khổ nhỏ

- Ghi được đồng thời tất cả kênh phổ - không có hạn chế gì về thể loại phim

- Chỉ phải kiểm định một hệ thống kính vật mà thôi

- Tự động đặt chế độ

- Việc ổn định bằng con quay được tăng cường bằng cách đưa vào các số liệu IMU để tối ưu hóa chất lượng hình ảnh

- Tự động tính toán thời gian tích hợp CCD (thời gian lộ quang)

- Trả lời trực tuyến của CCD - không có biến đổi gì do đặt thời gian lộ quang và các điều kiện xử lý

- Các CCD tuyến tính, thấu kính viễn tâm và bộ lọc nhiễu cung cấp các kênh phổ chất lượng cao - điều thiết yếu để phân tích đa phổ

- Tấm tiêu diện hoạt động ở nhiệt độ không đổi - điều cực kỳ quan trọng

để duy trì trạng thái vận hành và tỷ lệ tín hiệu so với nhiễu

Máy ảnh hàng không kỹ thuật số ADS-40 đáp ứng một nhu cầu đã được xác lập từ lâu Các nhà đo vẽ ảnh đã và đang chờ đợi các máy kỹ thuật số có hiệu năng cao Người ta hiểu rõ các ưu thế của một công nghệ hoàn toàn số không còn phải xử lý phim bằng hóa chất hoặc bằng máy quét

Có sự xê dịch địa hình, chẳng hạn ra phía ngoài kể từ tâm của mỗi dải, nhưng trong trường hợp bộ cảm đáy thì không có sự dịch chuyển dọc theo dải nào cả Còn trong trường hợp bộ cảm phía trước và phía sau, thì sự dịch chuyển này là không đổi đối với một vật thể có độ cao đã biết và không thay

đổi theo vị trí dọc theo dải Không có góc thị sai nào theo ý nghĩa truyền thống được khống chế bởi đường đáy chụp và khoảng cách chính: các góc lập thể giữa 3 cảnh toàn sắc là các hàm của khoảng cách chính và lớp của tiêu diện - chúng không thể thay đổi do lập kế hoạch bay chụp Trong chụp ảnh với 60% độ phủ dọc theo 80% miền thực địa xuất hiện trên 3 ảnh - độ phủ 3 - trong lúc đó với hình ảnh của máy quét 3 hàng, mỗi điểm trên thực địa xuất hiện trong 3 tấm ảnh Có nghĩa là, tăng khả năng đo ảnh 3 lần, nên khi sử

dụng để đo tam giác ảnh và tạo ra DTM, nó sẽ tăng độ chính xác lên 3 lần nhưng cũng làm tăng thêm thời gian tính toán

Khả năng sử dụng dữ liệu đa phổ có độ phân giải cao phục vụ phân tích hình ảnh trong lúc tạo ra thông tin XYZ chính xác về đo vẽ ảnh sẽ dẫn tới rất nhiều ứng dụng

1.2.3 Máy ảnh kỹ thuật số DMC cho đo vẽ bản đồ

+/ Khái quát:

Hệ thống máy chụp ảnh kỹ thuật số cho đo vẽ bản đồ DMC là một máy

ảnh hàng không kỹ thuật số hoàn chỉnh được thiết kế để hỗ trợ cho công tác

đo vẽ ảnh độ chính xác cao Máy ảnh kỹ thuật số được thiết kế hoàn chỉnh như các máy ảnh chụp phim để đo vẽ bản đồ Công nghệ đột phá đặc trưng của DMC phục vụ các dự án từ việc đo vẽ bản đồ tỷ lệ nhỏ đến đo vẽ các công trình kỹ thuật chính xác cao

Máy ảnh DMC được thiết kế dựa vào các phần tử ghi hình CCD theo mảng để đảm bảo hình ảnh chính xác theo phương thức tương tự như máy ảnh chụp phim Ngay cả khi tín hiệu của hệ thống định vị toàn cầu GPS bị mất hoàn toàn, các điều kiện bay thay đổi nghiêm trọng và các điều kiện ánh sáng không tốt, ta vẫn có thể yên tâm rằng là đã có được hình ảnh đo đạc chất lượng cao Các đặc trưng như việc bù trừ chuyển động về phía trước (FMC) hoàn toàn bằng điện tử và độ phân giải bức xạ 12-bit trên pixel đảm bảo chất lượng hình ảnh rất tốt so với các phim hàng không được quét hiện nay

Công ty Z/I Imaging đã chế tạo máy ảnh hàng không kỹ thuật số DMC cho đo vẽ bản đồ để thay thế cho các máy ảnh hàng không chụp phim truyền thống Để có được độ phân giải cao này, máy ảnh DMC cần phải đáp ứng cả hai nhu cầu đo vẽ bản đồ tỷ lệ nhỏ và tỷ lệ lớn Hệ thống máy chụp ảnh mới này cũng phải chụp trong những điều kiện ánh sáng khác nhau với một phạm

vi thời gian lộ quang rộng

Công ty Z/I Imaging đã cộng tác với Carl Zeiss sản xuất ra kính vật với thiết kế độc đáo có sai số méo hình nhỏ nhất, độ sáng lớn (f/4), độ phân giải

cao và trường nhìn đồng nhất Các kính vật riêng lẻ được sử dụng cho mỗi máy chụp ảnh sao cho chất lượng toàn sắc và chất lượng màu được tốt nhất Cách thiết kế kết hợp các đầu máy chụp ảnh nhỏ để tạo ra hình ảnh tổng thể cho phép thu được chất lượng quang học cao hơn khi chụp bằng máy ảnh có một kính vật đường kính rộng

Từ nhiều thập kỷ, các máy chụp ảnh hàng không do Carl Zeiss sản xuất đã

sử dụng thành công trên khắp thế giới Những hoạt động này hiện nay đã được Z/I Imaging tiếp quản toàn bộ, đây là liên doanh giữa Intergraph và Carl Zeiss Hiện nay, có hai phương pháp tiếp cận khác nhau về các hệ thống máy

ảnh kỹ thuật số: một dựa trên các bộ cảm tuyến tính (điển hình là máy chụp

ảnh kỹ thuật số ADS-40 đã giới thiệu ở trên) và một dựa trên các bộ cảm mảng (ddienr hình là máy chụp ảnh kỹ thuật số DMC sẽ được giới thiệu trong chương này) Vẫn đề then chốt của toàn bộ hệ thống đo vẽ ảnh là độ chính xác hình học của ảnh, độ chính xác này chủ yếu do bộ cảm của máy ảnh quyết

định Để thực hiện các yêu cầu cao của công tác đo vẽ bản đồ, Công ty Z/I Imaging đã dựa vào bộ cảm mảng để thiết kế máy ảnh kỹ thuật số này Độ trùm phủ mặt đất của loại máy chụp ảnh mới này được thực hiện bằng tổ hợp của nhiều môdun máy ảnh, trong đó mỗi kính vật được lắp một bộ cảm CCD Các thử nghiệm đã chứng tỏ máy chụp ảnh này có độ chính xác cao vào

cỡ cm ở độ cao bay nhỏ do chức năng bù trừ độ nhòe do chuyển động về phía trước bằng điện tử của máy ảnh DMC

Hệ thống máy ảnh kỹ thuật số DMC sử dụng thiết kế modun để có được

dộ phân giải hình học cao và có chất lượng tối ưu Máy ảnh DMC này gồm có một số máy ảnh dựa trên các mảng CCD hoạt động đồng bộ mà các máy ảnh này có thể lắp ghép với nhau theo các cấu hình khác nhau tùy mục đích sử dụng Cách tiếp cận phong phú về máy chụp ảnh này cho phép kết hợp độ phân giải toàn sắc cao với khả năng đa phổ trong máy chụp ảnh DMC

ý tưởng mở rộng trường ảnh bằng cách kết hợp nhiều kính vật được người

ta biết đến từ lâu Nhiều máy ảnh hàng không với 2, 4, 7 và thậm chí 9 kính

vật đã được chế tạo Năm 1926, Aschenbrenner đã thiết kế một hệ thống máy chụp ảnh 9 kính vật có tiêu cự là 53,5 mm với trường ảnh là 140O Máy chụp

ảnh này có kích thước âm bản là 250x250 mm Nhưng vì việc sử dụng các máy móc xử lý hình ảnh khá phức tạp và khó khăn nên việc sử dụng các máy chụp ảnh đa kính vật này đã được chấm dứt trong những năm cuối của thập kỷ

90 sau khi các nhà sản xuất máy ảnh đã chế tạo được máy ảnh một kính vật với cỡ phim rộng hơn Ngày nay, việc khôi phục hình ảnh của máy chụp ảnh

đa kính vật bằng phần mềm đo vẽ ảnh đã mở ra nhiều khả năng mới cho loại máy chụp ảnh này

+/ Hệ thống máy chụp ảnh đặt trên máy bay

độ phân giải thấp hơn Các môdun máy chụp ảnh được lắp vào trong khung quang học Công nghệ lắp ráp mỗi đầu máy ảnh riêng biệt phải chính xác để dóng tuyến chính xác các trục quang với nhau Điện tử phần đầu trước của CCD được tích hợp trực tiếp vào các môdun máy chụp ảnh riêng lẻ

Phía trên máy chụp ảnh là hộp điện tử Bộ phận này chứa toàn bộ thiết bị

điện tử máy chụp ảnh để điều khiển các môdun máy chụp ảnh thu thập các dữ liệu ảnh và kết nối với bộ phận điều khiển Bộ điều khiển là hệ thống tổng hợp kết nối với các hệ thống bên ngoài, kiểm tra dòng chảy dữ liệu và dữ liệu vào RAID Điện năng cho các cửa chớp nhanh cũng được kết hợp bên trong tổ hợp

máy chụp ảnh Hệ thống này được vận hành bởi thiết bị đầu cuối bên ngoài, một màn hình nhìn nhanh cho hình ảnh tổng thể của hệ thống và kiểm tra chất lượng Cuối cùng, các dữ liệu hình ảnh được lưu vào một hệ thống đĩa cứng RAID có thể lấy ra được Hệ thống RAID được đặt trong một vỏ bọc riêng và

được kết nối với một kho điện tử thông qua một cổng FDDI tốc độ cao Tính chất modul đầy đủ cho phép dễ dàng thích nghi các thiết bị lưu trữ vào hệ thống Phụ thuộc vào ứng dụng và các yêu cầu, các thiết bị lưu trữ có thể lắp vào hệ thống này

Toàn bộ hệ thống vận hành do thiết bị đầu cuối hoặc hệ thống quản lý bay, thiết bị đo quán tính (IMV) có thể được tích hợp vào hệ thống này đã mở

ra khả năng làm việc không cần điểm khống chế mặt đất, hoặc giảm thiểu các

điểm khống chế mặt đất trong công tác đo vẽ bản đồ bằng ảnh

được nghiên cứu và sử dụng thành công hơn 30 năm qua trong các máy ảnh trinh sát như KS-153, và các hệ thống máy ảnh của máy bay không người lái như KRB 8/24 Độ phân giải cao của DMC này được trang bị bằng chip điện

tử rộng 7k x 4k và các kính vật có độ sáng lớn f/4 với tiêu cự là 20mm trong kênh toàn sắc

Với cách sắp xếp của 4 kênh toàn sắc trong khung quang học Kết quả là độ phân giải của hệ thống này trên mặt đất lớn hơn 12.000 pixel theo hướng ngang

và xấp xỉ 8.000 pixel theo hướng dọc.Như vậy góc ảnh hướng ngang của hệ thống này là 740 Kích thước của khung quang học này tương thích với kích thước hình nón kính vật RMK để lắp khít vào giá ổn con quay T-AS hiện nay Các kênh màu được lắp vào rìa bên ngoài của khung quang học (có thể thêm vào hệ thống này 4 kênh) Điều này cho phép thu nhận các hình ảnh chẳng hạn như đỏ, lục, chàm và một kênh hồng ngoại riêng biệt để có được

đồng thời ảnh màu thật và ảnh màu giả

Việc tách màu được tốt, mỗi kênh màu được ghi bằng một kính vật riêng với một con chip CCD và một bộ lọc màu chất lượng cao dựa trên vật liệu phi hữu cơ Các kênh màu có độ phân giải mặt đất thấp hơn kênh toàn sắc và các kính vật này nhìn xuống phía dưới theo cách nhìn của phép chiếu xuyên tâm Một kính vật góc rộng độ sáng lớn f/4 và f = 25 mm được kết hợp một chip CCD 3k x 2k

Độ trùm phủ của các kênh phổ (chỉ ra trong hình chữ nhật màu xám) và kênh toàn sắc (các đường màu đen mảnh hơn)

*Bộ cảm CCD

CCD là bộ cảm toàn khung có hệ số lấp đầy quang học và có độ nhậy cao

do Công ty Philips tại Eindhoven chế tạo, kích cỡ pixel là 12μmx12μm, cho ta một dải động tuyến tính cao hơn 12 bit Điều này bảo đảm độ đọc dữ liệu nhanh với tỷ suất tín hiệu so với nhiễu cao

Điện tử đầu trước tạo ra các tín hiệu điều khiển CCD, các tín hiệu định thời gian và các mạch đọc tín hiệu số được đặt ngay phía sau của vỏ bọc CCD làm cho nhiễu của hệ thống này giảm xuống Việc số hóa các tín hiệu CCD

được thực hiện với độ phân giải 12 bit

Hệ thống cửa chớp nhanh cơ điện dùng để điều khiển lộ quang của các CCD Mỗi một modul quang học được trang bị bằng một cửa chớp nhanh đặt tại khoảng giữa của kính vật Ưu việt của giải pháp này là hình ảnh hầu như không có sai số méo hình vì tất cả các điểm ảnh được lộ quang cùng một lúc

Trọng tâm nghiên cứu cửa chớp nhanh là hoạt động đồng bộ một cách chính xác ở tất cả các kính vật nhằm lộ quang đồng thời các hình ảnh để loại trừ sai số hình học

Điện tử của bộ cảm CCD có thể vận hành theo phương thức tích hợp thời gian trễ (TDI) trong quá trình lộ quang cho một ảnh, điều này cho phép bù trừ sai số chuyển động về phía trước hoàn toàn bằng điện tử Theo cách này, độ nhòe của điểm ảnh khi đã bay thấp đã được bù trừ và độ phân giải sẽ được bảo

đảm như chụp bằng mày ảnh chụp phim có thiết bị bù trừ chuyển động về phía trước của máy bay gây nên

* Kết quả thử nghiệm

Cuộc bay thử nghiệm với hệ thống demo modul máy chụp ảnh đơn được tiến hành vào tháng 1/2000 cùng với Terra Bildmessflug, Elchingen Máy ảnh này được lắp đặt trên máy bay hai động cơ Cessna Các cuộc bay thử ở các độ cao khác nhau với tốc độ bay là 70m/giây Hình ảnh sau đây cho ta kết quả của một cuộc bay thử nghiệm ở độ cao bay 300m qua nhà máy Carl Zess tại Oberkochen Toàn bộ hình sao Siemens (đường kính 6m) đã được chụp rõ nét cho thấy một sự bù trừ hoàn hảo vè độ nhòe do chuyển động về phía trước Kích thước pixel trên mặt đất là 7cm được xác định từ kích thước pixel CCD

là 12μm và kính vật 50mm

* Phần mềm cho máy chụp ảnh kỹ thuật số DMC

Để xử lý dữ liệu ảnh DMC phải nghiên cứu từ các bộ phận điều khiển máy chụp ảnh DMC trong máy bay cho đến các bộ phận điều khiển dùng cho việc hậu xử lý các dữ liệu truyền đi các hình ảnh và thông tin bổ sung đến hệ thống thu nhận ở đây cần nhắc đến việc kết nối với trạm xử lý ảnh Z/I Imaging là nhà cung cấp các hệ thống số từ đầu chí cuối và do đó việc trình bày hệ thống máy chụp ảnh DMC sẽ như là một thành phần của hệ thống tích hợp ở mức cao sử dụng từ việc lập kế hoạch bay chụp cho đến việc tạo ra các sản phẩm cuối cùng như các bản đồ trực ảnh hoặc dữ liệu cho các hệ thống GIS

* Bay chụp

Trong khi bay chụp, tối thiểu 2 hệ thống phần mềm phải hoạt động Đó là

hệ thống phần mềm quản lý bay, các bộ cảm bổ sung như các bộ cảm GPS/ISN hoặc bộ cảm radar/lazer được vận hành Các linh kiện bổ sung cũng

có thể lắp vào, chẳng hạn như viễn kính dẫn đường bay

Phần mềm điều khiển máy ảnh hiển thị tình trạng của hệ thống như các thông số bay (ví dụ như tốc độ mặt đất (v/h) hoặc các thông số máy chụp ảnh (ví dụ dung lượng đĩa có sẵn) Ngoài ra, phần mềm điều khiển này còn cho phép thích nghi các thông số máy ảnh, chẳng hạn thời gian lộ quang hoặc tốc

độ cửa chớp nhanh một cách tương ứng Phần mềm điều khiển máy ảnh kết nối với FMS, máy ảnh và bộ phận nhìn nhanh

Bộ phận nhìn nhanh giúp người điều khiển bay kiểm tra chất lượng bay sớm và cung cấp các chức năng cần thiết để nhìn thấy và đánh giá các dữ liệu hình ảnh đã thu được

Đặc biệt các mốc xác định trước đã tạo điều kiện cho việc hiển thị hình ảnh của dải bay và có khả năng thông qua cách tiếp cận trực tiếp đến các dữ liệu hình

ảnh cụ thể để dánh giá chất lượng hình học và bức xạ của ảnh ngay trong khi bay Các vấn đề chẳng hạn như độ phân giải chi tiết, bóng mây,hoặc độ phân giải bức xạ có thể được kiểm tra trong khi bay và hiệu chỉnh khi cần thiết

* Hậu xử lý

Sau khi hạ cánh, các dữ liệu đã thu được phải cung cấp cho phần mềm hậu

xử lý Để thực hiện mục đích đó, hệ thống RAID dùng trong máy bay sẽ trao

đổi khi máy bay nằm trong nhà để máy bay Điều này tránh được việc mất nhiều thời gian truyền số liệu

Mục đích hậu xử lý là chuẩn bị các ảnh gốc cho bất kỳ trạm đo vẽ ảnh số nào đo vẽ Trong công đoạn này, các số liệu ảnh thu được sẽ chuẩn hóa, kiểm tra, nắn chỉnh, mã hóa màu, fomat và chuẩn bị sẵn sàng cho hậu xử lý Sau mỗi bước riêng biệt đó, các dữ liệu có thể được chuyển sang trạm đo vẽ ảnh số

khác Các thông tin bổ sung liên quan đến các ảnh và chuyến bay được cung cấp riêng biệt

Vì hiện nay việc hậu xử lý các dữ liệu ảnh mất nhiều thời gian nên việc nghiên cứu các thuật toán và các công đoạn tập trung mạnh vào việc xử lý song song và xử lý tập tin tự động ở đây, người sử dụng có thể xác định trước

dự án hoặc một phần dự án cần xử lý, hoặc tiến hành lựa chọn các dải bay hoặc hình ảnh Ngoài ra, các thông số như mức sản phẩm, format dữ liệu, hệ

số nén, các tháp hình ảnh và các thông số như mức sản phẩm, format dữ liệu,

hệ số nén, các tháp ảnh và các thông tin bổ trợ cũng được xác định chính xác Các công đoạn của phần mềm hậu xử lý như sau: đầu tiên, trên cơ sở các dữ liệu kiểm định máy chụp ảnh ta tạo ra hình ảnh mức 1 gồm việc loại bỏ các pixel khuyết tật và chuẩn hóa Trong việc khử bỏ các pixel khuyết tật (các pixel có chất lượng điện tử kém) các pixel còn thiếu sẽ được hiệu chỉnh Trong hiệu chỉnh bức xạ, việc hiệu chỉnh hình ảnh sáng và hình ảnh tối sẽ được tiến hình cho mỗi pixel Sau đó tiến hành nghiệm thu dữ liệu tại hiện trường ở

đây, bộ phận nhìn nhanh giúp cho ta kiểm tra sàng lọc toàn bộ dữ liệu một cách có hệ thống

Tiếp đó, các dữ liệu hình ảnh được chuyển đổi hình học và kết hợp bằng modul lắp ghép Trước khi tạo ra ảnh ảo, biến đổi hình học của mỗi mức hình

ảnh được hiệu chỉnh hình học dựa theo tài liệu kiểm định máy ảnh ở đây vị trí 3D đã định chuẩn được kiểm tra lại bằng việc đo kiểm tra theo chu kỳ Hình

ảnh tạo ra theo cách này là ảnh ảo có thông số máy ảnh mới và được xem là một ảnh đo vẽ lý tưởng

Song song với việc chuyển đổi hình ảnh, các kênh đa phổ cũng được kết hợp lại Để thực hiện mục đích này, các kênh ĐLC (đỏ, lục, chàm) được kết hợp lại bằng cách đối chiếu màu Cũng vậy, trong quá trình này, kết quả tối ưu thu được là do định chuẩn máy ảnh và các số đo kiểm tra theo chu kỳ, ảnh màu được tạo ra sẽ kết hợp với ảnh toàn sắc thành ảnh tổng hợp màu

Do kết quả của các bước xử lý này, dữ liệu ảnh được chuyển sang hệ thống quản lý, chẳng hạn Terrashare, tại đây nó có thể được lưu trữ hoặc được phân phát trực tiếp thông qua E-Geo tới địa chỉ do tác nghiệp viên xác định và theo yêu cầu của người sử dụng

Mỗi hình ảnh có thể quy chiếu về mặt đất trên cơ sở các dữ liệu GPS/INS

đối với một ảnh đơn có độ phân giải bức xạ là 16 đến 10 bit và 8 bit Do yêu cầu kỹ thuật hiện nay đối với máy chụp ảnh, phương pháp này dựa trên một chip 7K x 4K đối với 4 kênh toàn sắc và 1 chip 3K x 2K đối với mỗi kênh trong số 3 kênh phổ Việc tạo ra 1 ảnh tổng hợp màu được thực hiện bằng các thủ tục như trong việc đo vẽ ảnh lập thể hoặc việc tạo ra trực ảnh

* Các ưu việt của máy ảnh kỹ thuật số DMC

Hiện nay, các máy ảnh kỹ thuật số đặt trên máy bay dựa vào các tư tưởng thiết kế kỹ thuật khác nhau đang trong quá trình phát triển Để so sánh hiệu năng thực tế và khách quan giữa các công tác nghiên cứu này, ta cần dựa vào chi phí ứng dụng Do đó việc so sánh hiệu năng chỉ dựa trên cơ sở tính toán các phần tử ảnh có thể là một sai lầm Về phương diện độ phân giải mặt đất,

độ chính xác, vết pixel, các điều kiện chiếu sáng và tính tương thích hệ thống, thì máy ảnh DMC cho ta hiệu năng tốt nhất

- Độ phân giải: Máy chụp ảnh DMC cho ta độ phân giải mặt đất vượt trội ngay cả khi chụp ảnh tỷ lệ lớn có sử dụng thiết bị chống nhòe do chuyển động

về phía trước của máy bay FMC Trong một chuyến bay thử nghiệm thực hiện vào tháng 1/2000 đã chứng minh độ phân giải mặt đất khi chụp bằng máy chụp ảnh DMC nhỏ hơn 5cm

- Độ chính xác: Độ chính xác của máy chụp ảnh kỹ thuật số DMC được xác định bởi bề mặt bán dẫn của mảng bộ cảm cùng với việc định hướng chính xác các kính vật Các số đo DGPS và kết quả INS có thể được sử dụng theo mục đích cụ thể

- Vết pixel: Do ý đồ thiết kế tạo khung, máy chụp ảnh kỹ thuật số DMC cho ta các vệt pixel hình vuông Các ảnh hưởng của tốc độ bay hoặc chuyển

động đột ngột của máy bay được loại bỏ do hình ảnh được lộ quang một lần

- Các điều kiện ánh sáng: Hệ thống chống nhòe FMC là một đặc điểm của máy chụp ảnh kỹ thuật số của Z/I Imaging, hình ảnh có độ phân giải cao có thể chụp được ở điều kiện chiếu sáng yếu Khi sử dụng máy ảnh không có thiết bị chống bị chống nhòe do chuyển động phía trước của máy bay FMC, ta không thể giảm tốc độ bay dưới một giới hạn nào đó

- Độ tương thích hệ thống: Máy chụp ảnh DMC cung cấp dữ liệu ảnh dựa theo nguyên lý phép chiếu xuyên tâm đã được xác lập trong ngành đo vẽ ảnh gần 100 năm nay nên tất cả các hệ thống đo vẽ ảnh hiện nay có thể xử lý các dữ liệu đó

- Độ tin cậy: Hình ảnh chụp bằng bộ cảm mảng CCD của máy chụp ảnh

kỹ thuật số DMC có thể sử dụng ngay cả trong trường hợp các kết quả GPS không có độ chính xác đúng như thiết kế Trong khi đó, với bộ cảm tuyến tính nếu các kết quả GPS không đạt yêu cầu hoặc thiếu vì một lý do nào đó thì phải bay lại do việc định hướng trực tiếp bộ cảm bị gián đoạn

Máy chụp ảnh kỹ thuật số do Z/I Imaging chế tạo dựa trên bộ cảm mảng CCD Cách tiếp cận này cho ta độ chính xác hình học phục vụ cho các ứng dụng đo vẽ ảnh mà không cần dựa vào các dữ liệu quán tính và GPS Độ chính

xác cao này được quyết định bởi bộ cảm mảng CCD Cách tiếp cận modul này cho phép kết hợp nhiều đầu máy ảnh compact cho ta độ trùm phủ ngang trong cùng một dải bay như các máy ảnh hàng không góc rộng Độ linh hoạt cao cho phép đáp ứng yêu cầu về độ phân giải và các kênh dải phổ của người dùng Hình ảnh số có phép chiếu xuyên tâm thông thường, do vậy duy trì được giao diện và tính tương thích với các giải pháp copy mềm hiện nay

* Những phát triển trong tương lai của máy ảnh kỹ thuật số

Mặc dù máy ảnh kỹ thuật số phát triển nhanh chóng (và hầu như không thể dự đoán được), hiện nay loại bộ cảm mới làm bằng bán dẫn oxyt kim loại

bổ sung (CMOS) sẽ là đối thủ mạnh của CCD trong vòng một vài năm tới Ưu

điểm chủ yếu là rẻ hơn và có khuyết tật ít hơn Không giống như các CCD, cần phải truyền điện tích của nó qua các pixel lân cận, mỗi pixel CMOS có bộ phóng đại và đầu ra riêng của nó cho phép có thể đọc ra ngay lập tức một cách

độc lập và do vậy cho phép tăng tốc độ chụp khung

Một phát triển khác là sử dụng các CCD thông thường, nhưng sử dụng khuuyeeesch tán quang học để tăng độ phân giải biểu kiến lên 4 lần Công ty Pixera của Nhật phát minh ra phương pháp biến các mảng CCD có độ phân giải trung bình và giá rẻ thành các thiết bị có độ phân giải cao bằng cách chuyển dịch một phần tử pixel lên 4 diện tích khác nhau của bộ cảm CCD và CMOS và điểm mạnh của nó chính là cho chất lượng ảnh tốt hơn với giá thành hạ Tất cả các sản phẩm của Pixera chủ yếu dựa vào phần mềm bởi vì các dữ liệu thô của pixel đi thẳng tới máy tính để xử lý

1.2.4 Hệ thống máy chụp ảnh kỹ thuật số và quét Lidar RAPTOR56

+/ Giới thiệu: Hệ thống quét LIDAR từ trên máy bay thực chất giống như trạm đo toàn đạc điện tử di động đặt trên máy bay Khoảng cách từ tâm thiết bị quét tới điểm đo trên mặt đất được đo bằng laser Góc giữa tia ngắm tới mặt đất

và hướng bay cũng được xác định trong hệ thống, tọa độ, độ cao của tâm thiết bị và các nguyên tố định hướng của nó trong không gian tại thời