Chơng 4
chụp ảnh hng không4.1. Giới thiệu chung
Thuật ngữ không ảnh là một khái niệm khoa học đợc xử dụng cho các ảnh
đợc chụp bằng phim ảnh trên các phơng tiện hàng không nh máy bay, kinh khí
cầu và các phơng tiện khác trên không và đợc thực hiện với các loại máy ảnh khác
nhau. Nh vậy là, khi nói đến không ảnh, không có nghĩa hẹp là chỉ nói tới ảnh chụp
từ máy bay. Còn khi nói ảnh thu từ máy bay chính là một trong những phơng pháp
thu dữ liệu không ảnh. Viễn thám hàng không là nghiên cứu đối tợng không gian
và các quá trình xẩy ra trên mặt đất qua không ảnh- các dữ liệu ảnh chụp trong
ngành hàng không. Nh vậy, lịch sử phát triển của khoa học viễn thám bắt đầu bằng
việc chụp ảnh và tách lọc thông tin về một vật trên các bức ảnh đợc chụp bằng
phim ảnh.
Hình 4. 1: ảnh chụp trên khinh khí cầu chụp vùng Booston, tác giả James
Wallace Black vào 13 tháng 10 năm 1860 (Thomas).
ảnh chụp theo phơng pháp này chỉ nhạy cảm với dải sóng nhìn thấy, hồng
ngoại gần và đợc gọi là ảnh photo. Bức ảnh hàng không đầu tiên, dùng trong
nghiên cứu về trái đất là ảnh đợc chụp trên khinh khí cầu, ghi lại vùng Booston,
đợc thực hiện bởi James Wallace Black vào 13 tháng 10 năm 1860. Các ảnh chụp
bằng máy ảnh có thể kể đến là các ảnh hàng không trắng đen và ảnh màu nằm trong
dải phổ nhìn thấy, đơn kênh hoặc đa kênh. Thời kỳ đầu, ảnh photo đợc chụp từ trên

55
các khinh khí cầu. Giai đoạn tiếp theo khi ngành hàng không phát triển thì chụp ảnh
đợc thực hiện trên các máy bay. Bức ảnh đầu tiên chụp từ máy bay đợc thực hiện
vào năm 1903. Trong chiến tranh thế giới thứ nhất và chiến tranh thế giới thứ hai
không ảnh đã phát triển do yêu cầu của mục đích quân sự. Một loạt các kiểu máy
ảnh và cả công nghệ đo đạc ảnh hàng không cùng với giải đoán thông tin từ không
ảnh ra đời.

kính

V
ật
Hệ
máy
F
A
B'
2F B

2F
H
A'

v
u
Mặt đất
1/u+1/v =1/f
h>>F
a b
Máy ảnh sử dụng cho viễn thám là thiết bị chính xác. Hợp phần chính của nó
bao gồm một thấu kính lồi và phim ghi nhận hình ảnh đặt đằng sau thấu kính. Máy
ảnh đợc chia ra làm 4 loại chính: 1. Máy ảnh phổ thông khung đơn; 2. Máy chụp
ảnh toàn cảnh; 3. Máy chụp ảnh theo đờng và 4. Máy chụp đa kênh (đã nêu ở
chơng 3).
Hình 4.2: Mô phỏng ảnh của một vật qua thấu kính lồi của một máy ảnh (a)
và ghi nhận hình ảnh vật trên phim (b)
4.2.4. đặc điểm của ảnh hng không
4.2.4.1Độ phủ mặt đất của ảnh (Overlap)
Phủ về
t
Đ-ờng bay
Phủ bên
Hình3.10 . Sơ đồ tuyến chụp ảnh hàng không trên một khu vực
Hình 4.5: Sơ đồ tuyến chụp ảnh hàng không trên một khu vực

đờng bay
Phủ bên
Phủ về phía trớc
Hớng bay

58

4.2.4.2.Tỷ lệ của ảnh hàng không
Tỷ lệ của ảnh hàng không (S) đợc tính bằng bằng tỷ số của khoảng cách đo
trên ảnh (L) chia cho khoảng cách thực trên mặt đất (D)
(hình 4.5):
S= l/D.
Khoảng cách này có thể xác định theo bản đồ. Nếu một bản đồ cùng một khu
vực với ảnh thì tỷ lệ của ảnh có thể tính bằng cách đo khoảng cách giữa hai điểm
trên bản đồ và trên ảnh, tỷ lệ ảnh sẽ đợc tính theo công thức:

3. Phân loại tỉ lệ ảnh theo mức độ chi tiết
ảnh hàng không có thể phân chia theo mức độ chi tiết nh sau:
- Tỷ lệ lớn (thờng từ 1:10000 -1:25 000)
- Tỷ lệ trung bình (1:50000 - 1:200000)
- Tỷ lệ trung bình (1:50000 - 1:200000)
- Tỷ lệ nhỏ (1: 500000 - 1: 1000000 hoặc nhỏ hơn)
- Tỷ lệ của ảnh trên địa hình gồ ghề sẽ thay đổi và thay đổi này phụ thuộc vào
độ biến thiêu của địa hình. Trong trờng hợp địa hình biến thiên ít có thể sử dụng
công thức chung. Trong trờng hợp cần chính xác hóa thì tỷ lệ của ảnh cần xác định
theo công thức:
- Tỷ lệ của ảnh = tiêu cự máy ảnh/độ cao địa hình

fhHhH
f
H
f
S
/)(
1
'
=

==
Độ cao trên địa hình là H = độ cao bay chụp (H) - độ cao địa hình (h) là độ cao
trung bình của địa hình so với mặt nớc biển
Nh vậy, cùng một độ cao bay chụp song độ cao địa hình khác nhau sẽ có tỉ lệ
ảnh khác nhau.
Ví dụ: f = 0,152 m; h = 5000 m; R = 1200m
25000
1

1)
Độ tơng phản giữa đối tợng và mầu
Tỷ số giữa chiều dài trên chiều rộng
Tính cân đối về hình dạng của vật
Số lợng của vật trên mẫu phân giải
Sự đồng nhất của nền ảnh
Sự mở rộng của nền ảnh
Độ phân giải không gian tỷ lệ nghịch với:
Độ hạt của phim
2) Lợng ánh sáng chạy qua phim trong thời gian rửa ảnh (ngợc điều kiện
quyển khí )
Công thức để tính độ phân giải mặt đất (Ground Resolution Distance):
Tỉ lệ của ảnh (phần mẫu số)
GRD =
Độ phân giải của phim ảnh (của hệ thống chụp)
Ví dụ:
Tỉ lệ ảnh = 1: 50000.
Độ phân giải hệ thống = 40 cặp đờng/mm hay 40.000 đờng/m
25.1
000.40
000.50
==GRD
m

61
Nh vậy việc phóng to hình ảnh cũng không có tác dụng làm rõ hơn các đối
tợng trên ảnh.
4.2.4.4.Độ lệch của địa hình (Relief Displacement)
Hiện tợng lệch của địa
hình là đặc điểm xuất hiện

ảnh H
Tâm ảnh
( điểm
chính )
địa hình (h )
trên ảnh máy bay

Hình 4.10.Sự lệch của địa hình
ở những ngời bình thờng, hai mắt chỉ có thể nhìn đồng thời vào một vật duy
nhất và đó là cách nhìn lập thể. Hai mắt cho ta hai ảnh chụp cùng một vật, nhng

62
ghi nhận từ hai góc nhìn hơi khác nhau tạo ra hai ảnh gần giống nhau. Khi ngời ta
nhìn, hai ảnh đợc chập làm một, tạo ra một ấn tợng về độ dày của vật thể. Tuy
nhiên, để nhìn lập thể phải có sự luyện tập khả năng điều tiết của mắt . Hình 14 giới
thiệu phơng pháp luyện tập cho ngời mới sử dụng kính lập thể .
Hình 4.11: Hình để kiểm tra khả năng nhìn lập thể (A) với các hình có vị trí sắp xếp khác
nhau theo chiều thẳng đứng (trên dới).

A

B
C
Hình 4.12: Chụp ảnh theo nguyên tắc khung (B) và phân tích hiệu ứng lập thể (C).
Trong viễn thám, phần chồng phủ cùng xuất hiện trên hai tấm ảnh kề nhau
đợc chụp trên cùng một tuyến bay tạo ra một cặp ảnh lập thể. Quan sát lập thể bất
cứ đối tợng nào trên không ảnh cũng cần phải có cặp ảnh lập thể của đối tợng đó.
Để quan sát lập thể các không ảnh, ngời ta không chỉ cần có cặp ảnh lập thể
(đối tợng quan sát) mà còn phải có kính lập thể (phơng tiện quan sát). Kính lập
thể là một dụng cụ đơn giản gồm hai kíp lúp (thờng chỉ phóng đại cỡ 2,5-3 lần để


Đ
ịa hình nhìn qua
kính lập thể
Đ
ịa hình thực
Hình 4.15: Sự phóng đại theo chiều thẳng đứng khi nhìn lập thể.
Hiện tợng phóng đại thẳng đứng giúp cho việc quan sát thực địa rõ rệt hơn,
nhất là những vùng ít bị phân cắt sâu, tuy vậy, nó lại làm sai lệch các tính toán về độ
dốc của sờn, độ cao các đỉnh núi, thế nằm của các lớp đá. Hiện tợng này xảy ra là
do sự biến đổi đáng kể của tỷ lệ của ảnh theo sự gần hơn của đỉnh cao và xa hơn của
vực sâu đối với máy ảnh. Các đỉnh cao có tỷ lệ ảnh lớn hơn tỷ lệ chung còn các
thung lũng sâu có tỷ lệ ảnh nhỏ hơn tỷ lệ chung.

65 Tỉ lệ
phóng đại
theo chiều
thẳng đứng

Tỉ lệ AB/H
4

3


4
4,6
45
000.3
700.1
=
cm
cm66
Nh vậy, khi phân tích địa hình, ngời giải đoán phải có sự hiệu chỉnh tính ra
độ cao thực cũng nh góc dốc thực của địa hình.
Độ phóng đại thẳng đứng phụ thuộc vào nhiều yếu tố.
1. Tỷ lệ thuận với B (air base khoảng cách giữa hai lần chụp kề nhau của
cùng một tuyến bay). Do yêu cầu nghiên cứu không cần quá chi tiết hoặc do sự hạn
hẹp của kinh phí, ngời ta có thể giảm số lợng không ảnh của mỗi tuyến bay bằng
cách giảm độ chồng phủ, tức là tăng khoảng cách giữa hai lần chụp kề nhau, đồng
thời với việc giảm số lợng lần chụp - độ phóng đại thẳng đứng tăng khi B tăng.
2. Độ phóng đại thẳng đứng cũng tỷ lệ thuận với khoảng cách giữa kính quan
sát lập thể và tấm ảnh, với khoảng cách giữa hai tấm ảnh khi quan sát lập thể.
3. Độ phóng đại thẳng đứng giảm khi khoảng cách giữa hai con ngơi (eye
base) của ngời quan sát tăng lên. Điều đó cũng có nghĩa là những ngời có khoảng
cách giữa hai mắt rộng hơn sẽ có khả năng nhìn không ảnh lập thể gần với hình ảnh
thực hơn so với ngời bình thờng.
Do tác dụng của hiện tợng phóng đại thẳng đứng mà các chi tiết của địa hình
trở nên rất rõ rệt khi quan sát chúng dới kính lập thể, tuy nhiên cùng với sự dịch
chuyển ảnh theo chiều ngang, chúng tạo ra những biến dạng đáng kể của hình ảnh
đối tợng, trừ những đối tợng dạng tuyến.
4.2.4.7. Các điểm lu ý chính về ảnh hàng không

không bằng các loại phim ảnh này, kết quả sẽ cung cấp những tấm ảnh màu thật
hoặc màu hồng ngoại của khu vực .Trên các loại ảnh này, hình ảnh của địa hình và
các đối tợng khác đợc phản ánh rõ ràng hơn và có thêm nhiều thông tin mới hơn
so với ảnh đen trắng thong thờng, tuy nhiên giá thành sẽ cao hơn nhiều. 68