Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Đo ảnh Viễn Thám
mục lục
lời nói đầu
Chơng 1 - Bản đồ địa hình và các phơng pháp hiệN chỉnh
bản đồ địa hình 3
1.1. Khái niệm về bản đồ địa hình 3
1.2. Cơ sở toán học của bản đồ địa hình 4
1.3. Nội dung của bản đồ địa hình 7
1.4. Độ chính xác của bản đồ địa hình 10
1.5. Các phơng pháp thành lập bản đồ địa hình 11
1.6. Công tác hiện chỉnh bản đồ địa hình 13
Chơng 2 - T liệu viễn thám và khả năng ứng dụng trong
hiệN chỉnh bản đồ địa hình 21
2.1. Các khái niệm cơ bản về viễn thám 21
2.2. Đặc tính phản xạ phổ của các đối tợng tự nhiên 24
2.3. Một số loại vệ tinh viễn thám 30
2.4. Đặc điểm của t liệu ảnh viễn thám 33
2.5. Đặc trng kỹ thuật và khả năng cung cấp thông tin của ảnh vệ tinh
SPOT- 5 35
Chơng 3 - Quy trình công nghệ hiệN chỉnh bản đồ địa
hình bằng ảnh vệ tinh SPOT-5 40
3.1. Sơ đồ quy trình công nghệ hiện chỉnh bản đồ bằng ảnh vệ tinh SPOT- 5
40
3.2. Diễn giải các bớc của quy trình công nghệ hiện chỉnh bản đồ theo ph-
ơng pháp số 45
Kết luận
Tài liệu tham khảo
Lời nói đầu
Công nghệ hiện chỉnh bản đồ địa hình bằng ảnh hàng không đã và đang
trở thành công nghệ truyền thống ở Việt Nam cũng nh trên nhiều quốc gia
khác trên thế giới. Từ trớc đến nay chúng ta sử dụng ảnh hàng không làm
địa, bộ môn Đo ảnh và Viễn thám, các anh chị cán bộ trong Cục bản đồ- Bộ
Tổng Tham Mu và cùng với sự nỗ lực của bản thân, em đã hoàn thành cuốn đồ
án này.
Mặc dù đã cố gắng rất nhiều nhng do kiến thức chuyên môn còn hạn
chế, thời gian nghiên cứu đề tài có hạn nên trong đồ án không tránh khỏi
những thiếu sót. Em rất mong nhận đợc sự chỉ bảo của các thầy cô giáo, các
anh chị cán bộ kỹ thuật và các bạn đồng nghiệp để đồ án của em đợc hoàn
thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội, tháng 3 năm 2012
Sinh viên thực hiện
Nguyễn Nguyên
Anh
SV: Nguyễn Nguyên Anh 2 Lớp: Liên thông Trắc Địa C K3
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Đo ảnh Viễn Thám
Chơng 1 - Bản đồ địa hình và các phơng pháp
hiệN chỉnh bản đồ địa hình
1.1. Khái niệm về bản đồ địa hình
1.1.1 Khái niệm
Bản đồ địa hình (BĐĐH) là hình ảnh thu nhỏ đợc khái quát hoá một
phần hay toàn bộ bề mặt trái đất lên mặt phẳng theo một phép chiếu nhất định
(phép chiếu đồng góc, phép chiếu đồng diện tích, phép chiếu đồng khoảng
cách ) trong một hệ thống toạ độ, độ cao biểu thị bằng hệ thống kí hiệu phản
ánh sự phân bố, trạng thái và các mối quan hệ tơng quan nhất định giữa các
yếu tố cơ bản của địa lý tự nhiên và kinh tế xã hội với độ chính xác và mức độ
chi tiết phù hợp với tỷ lệ bản đồ cần thành lập. Nó phản ánh các yếu tố nội
dung cơ bản nh thuỷ hệ, điểm dân c, mạng lới giao thông, dáng đất, lớp phủ
thực vật, thổ nhỡng và ranh giới hành chính.
Hiện nay BĐĐH đợc lu trữ và thành lập với hai dạng cơ bản đó là
BĐĐH trên giấy và BĐĐH gốc dạng số:
và dùng để tính toán khối lợng đào đắp, lập mô hình huấn luyện trong quân
sự.
+ Các BĐĐH tỷ lệ 1:10.000 và 1:25.000 (BĐĐH tỷ lệ trung bình) th-
ờng dùng trong công tác quy hoạch ruộng đất và làm cơ sở để đo vẽ thổ nh-
ỡng, thực vật; dùng để thiết kế sơ bộ các công trình thủy nông, dùng trong
công tác quản lý ruộng đất, dùng để chọn nơi xây dựng các trạm thủy điện,
dùng trong công tác thăm dò địa chất, dùng để chọn các tuyến đờng sắt và đ-
ờng ôtô, dùng trong công tác quy hoạch và cải tạo riêng, dùng để khảo sát các
phơng án xây dựng thành phố,
+ Các BĐĐH tỷ lệ 1:50.000 và 1:100.000 (BĐĐH tỷ lệ nhỏ) thờng đợc
sử dụng trong nhiều ngành kinh tế quốc dân. Chúng thờng có những tác dụng
sau: dùng trong công tác quy hoạch và tổ chức các vùng kinh tế, dùng để chọn
sơ bộ các tuyến đờng sắt, đờng ôtô và kênh đào giao thông; dùng để nghiên
cứu các vùng về mặt địa chất, thủy văn, Bản đồ tỷ lệ 1:100.000 là cơ sở địa
lý để thành lập các bản đồ chuyên đề nh bản đồ địa chất, bản đồ thổ nhỡng và
một số bản đồ khác nh bản đồ thiết kế bay chụp trong chụp ảnh hàng không.
Nh vậy, với mỗi mục đích sử dụng BĐĐH nêu trên lại đa ra những yêu
cầu riêng về tỷ lệ, độ chính xác và nội dung của BĐĐH. Khi thành lập BĐĐH
phải đảm bảo: bản đồ phải rõ ràng, dễ đọc, cho phép định hớng nhanh chóng ở
thực địa. Bên cạnh đó còn phải bảo đảm các yếu tố biểu thị trên bản đồ cần
phải đầy đủ, chính xác. Mức độ tỉ mỉ của nội dung bản đồ cần phải phù hợp
với tỷ lệ thành lập, mục đích sử dụng và đặc điểm của khu vực đo vẽ.
1.2. Cơ sở toán học của bản đồ địa hình
BĐĐH đợc thành lập trên cơ sở toán học nhất định, cơ sở toán học của
bản đồ địa hình bao gồm các yếu tố: tỷ lệ, phép chiếu, sự phân mảnh, hệ thống
toạ độ, điểm khống chế trắc địa trên BĐĐH.
1.2.1 Tỷ lệ bản đồ
SV: Nguyễn Nguyên Anh 4 Lớp: Liên thông Trắc Địa C K3
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Đo ảnh Viễn Thám
Tỷ lệ bản đồ xác định mức độ thu nhỏ của bề mặt Trái đất khi biểu thị
00
đặt tại Viện Nghiên Cứu Đo đạc và
Bản đồ.
Các công thức và thông số tính chuyển hệ tọa độ phẳng của phép chiếu
Gauss-Kruger sang UTM:
X
UTM
= K
0
.X
G
Y
UTM
= K
0
.(Y
G
-500.000) + 500.000
UTM
=
G
M
UTM
= K
0
.M
G
Trong đó: K
Gauss-Kruger.
1.2.3 Chia mảnh và đánh số hiệu bản đồ địa hình
Việc chia mảnh, đặt phiên hiệu và tên của mảnh BĐĐH thực hiện theo
thông t số 973/2001/TT-TCĐC ngày 20 tháng 6 năm 2001 của Tổng cục địa
chính nay là Bộ Tài nguyên và Môi trờng về Hớng dẫn áp dụng hệ quy chiếu
và hệ toạ độ quốc gia VN- 2000.
Bản đồ địa hình tỷ lệ 1:25.000 nằm trong hệ thống bản đồ địa hình cơ
bản của Việt Nam nên sự phân mảnh và đánh số hiệu đợc quy định cụ thể nh
sau:
Mỗi mảnh bản đồ tỷ lệ 1:50.000 chia thành 4 mảnh bản đồ tỷ lệ
1:25.000, mỗi mảnh có kích thớc 730
ì
730, ký hiệu bằng a, b, c, d theo
thứ tự từ trái sang phải, từ trên xuống dới.
Hệ thống UTM quốc tế không phân chia các mảnh bản đồ tỷ lệ
1:25.000 và lớn hơn.
Phiên hiệu mảnh bản đồ tỷ lệ 1:25.000 gồm phiên hiệu mảnh bản đồ tỷ
lệ 1:50.000 chứa mảnh bản đồ tỷ lệ 1:25.000 đó, gạch nối và sau đó là ký hiệu
mảnh bản đồ tỷ lệ 1:25.000 trong mảnh bản đồ tỷ lệ 1:50.000.
Ví dụ mảnh bản đồ tỷ lệ 1:25.000 có phiên hiệu F-48-68-D-d.
o
o
o
7'30''
Luới chiếu UTM múi 6
F-48-68-D-d-2
(múi 3 )
F-48-68-D-d
1: 25.000
7'30''
cao quốc gia còn tồn tại trên thực địa; các điểm toạ độ và độ cao chuyên dụng
đợc sử dụng khi thành lập bản đồ.
Trên bản đồ gốc dạng số, vị trí điểm góc khung, độ dài cạnh khung, đ-
ờng chéo khung bản đồ không có sai số so với giá trị lý thuyết. Vị trí điểm tọa
độ quốc gia không có sai số so với giá trị tọa độ gốc.
Khi biểu thị độ cao của các điểm khống chế trắc địa trừ trờng hợp điểm
nằm trên vật kiến trúc, đối với tỷ lệ 1:10.000, 1:25.000 nếu chênh cao thực tế
giữa mặt đất và mặt mốc vợt quá 0,3 m phải biểu thị cả độ cao mặt đất, độ cao
mặt mốc và ghi chú chính xác đến 0,1 m.
1.3.2 Thuỷ hệ và các đối tợng liên quan
Các yếu tố phải thể hiện BĐĐH bao gồm biển, đảo, hồ, ao, các loại bãi
ven bờ; sông, ngòi, suối, mơng, máng, kênh rạch; mạch nớc khoáng thiên
nhiên, giếng nớc và các đối tợng khác có liên quan.
Các sông, suối có chiều dài trên bản đồ lớn hơn 1 cm; kênh, mơng có độ
rộng thực tế từ 1 m trở lên và chiều dài trên bản đồ lớn hơn 1 cm đều phải thể
hiện. Khi sông, suối, kênh mơng trên bản đồ có độ rộng từ 0,5 mm trở lên
phải biểu thị bằng hai nét, dới 0,5 mm biểu thị bằng một nét theo hớng dẫn
của ký hiệu tơng ứng. Những sông, suối, kênh mơng có chiều dài ngắn hơn
quy định trên nhng có ý nghĩa đặc biệt quan trọng vẫn phải thể hiện.
Các ao, hồ có diện tích trên bản đồ từ 1 mm
2
trở lên đối với tỷ lệ
1:10.000 và 1:25.000 và 2 mm
2
trở lên đối với tỷ lệ 1:50.000 đều phải biểu thị.
ở những vùng hiếm nớc, dân c tha thớt, các ao, hồ, giếng nớc phải thể hiện
SV: Nguyễn Nguyên Anh 7 Lớp: Liên thông Trắc Địa C K3
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Đo ảnh Viễn Thám
đầy đủ. Đối với những vùng có mật độ ao, hồ dày đặc đợc lựa chọn để biểu thị
theo nguyên tắc u tiên các đối tợng có ý nghĩa quan trọng về kinh tế, văn hóa,
cống, phà, đèo, hầm
Hệ thống giao thông trong vùng dân c tùy từng trờng hợp cụ thể có thể
lựa chọn lấy bỏ nhng phải bảo đảm thể hiện đợc đặc trng chung của vùng và
tính hệ thống của mạng lới giao thông.
SV: Nguyễn Nguyên Anh 8 Lớp: Liên thông Trắc Địa C K3
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Đo ảnh Viễn Thám
Trên BĐĐH thì mạng lới đờng xá đợc thể hiện tỉ mỉ về khả năng giao
thông và trạng thái của đờng. Mạng lới đờng xá thể hiện chi tiết hoặc khái
quát tuỳ thuộc vào tỷ lệ bản đồ.
1.3.5 Dân c và các đối tợng kinh tế, văn hoá, xã hội
Các điểm dân c là một trong các yếu tố quan trọng của BĐĐH, trên bản
đồ có các loại dân c sau đây: các điểm dân c đô thị (thành phố, thị xã, thị
trấn), các điểm dân c nông thôn (làng, xóm, bản) và các điểm dân c nông thôn
nhng có kiến trúc kiểu đô thị (thị tứ, khu tập thể, cơ quan, khu công nghiệp ).
Các điểm dân c này biểu thị bằng các ký hiệu nhà độc lập, làng, khối nhà.
Đồ hình vùng dân c và nhà trong vùng dân c thể hiện theo hớng dẫn của
ký hiệu.
Đối với vùng dân c nông thôn phải thể hiện thực phủ nếu độ che phủ
của tán cây lớn hơn 20%. Các mảng thực vật, ô đất trống, ô đất canh tác trong
khu dân c có diện tích trên bản đồ từ 4 mm
2
trở lên đều phải thể hiện.
Tên gọi của vùng dân c là tên chính thức đợc quy định trong các văn
bản quy phạm pháp luật. Trờng hợp văn bản quy phạm pháp luật cha quy định
thì thực hiện theo các văn bản quản lý hành chính của UBND cấp có thẩm
quyền.
Trên bản đồ phải xác định và biểu thị số hộ của đơn vị hành chính cấp xã.
Các đối tợng kinh tế, văn hoá, xã hội đợc thể hiện theo quy định sau:
a) Các đối tợng kinh tế, văn hoá, xã hội có đồ hình vẽ đợc theo tỷ lệ bản
đồ phải thể hiện đầy đủ.
Ngoài đờng biên giới quốc gia trên các bản đồ địa hình còn phải biểu thị
các địa giới của các cấp hành chính các cấp theo đúng và thống nhất với các tài
liệu pháp lý của nhà nớc về biên giới và địa giới hành chính. Trờng hợp các cấp
địa giới trùng nhau thì thể hiện địa giới hành chính của cấp cao nhất.
Ranh giới các khu cấm, ranh giới sử dụng đất, ranh giới thực vật khi
biểu thị phải khép kín.
Những tờng rào kiên cố ổn định ngoài vùng dân c, bao quanh vùng dân
c, bao quanh các khu vực lớn (nhà máy, xí nghiệp, các khu chế xuất, bến cảng,
sân bay ) phải phân biệt để thể hiện, khi thể hiện có lựa chọn lấy bỏ.
1.3.8 Ghi chú địa danh và các ghi chú cần thiết khác
Ghi chú địa danh trên bản đồ thực hiện theo quy định của pháp luật, tr-
ờng hợp văn bản quy phạm pháp luật cha quy định thì thực hiện theo các văn
bản quản lý hành chính của UBND cấp có thẩm quyền.
Ghi chú tên, ghi chú giải thích, ghi chú số liệu và các ghi chú khác trên
bản đồ thực hiện theo quy định của ký hiệu và quy định kỹ thuật số hóa bản
đồ địa hình tỷ lệ tơng ứng.
Nh vậy, ta thấy rằng BĐĐH đã sử dụng hệ thống ký hiệu để thể hiện tất
cả các yếu tố địa vật trên bề mặt Trái đất; với mỗi tỷ lệ khác nhau thì độ lớn,
kích thớc của các ký hiệu cũng khác nhau. Với hệ thống ký hiệu thể hiện trên
bản đồ này mà chúng ta có thể sử dụng bản đồ vào những mục đích khác nhau
theo yêu cầu của ngời sử dụng.
1.4. Độ chính xác của bản đồ địa hình
Độ chính xác của BĐĐH đợc quy định theo quyết định số 15/2005/QĐ-
BTNMT ngày 13 tháng 12 năm 2005 về Quy định kỹ thuật thành lập bản đồ
SV: Nguyễn Nguyên Anh 10 Lớp: Liên thông Trắc Địa C K3
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Đo ảnh Viễn Thám
địa hình tỷ lệ 1:10.000, 1:25.000 và 1:50.000 bằng công nghệ ảnh số của Bộ
trởng Bộ Tài nguyên và Môi trờng cụ thể với bản đồ tỷ lệ 1: 25.000 nh sau:
- Sai số trung phơng của vị trí địa vật biểu thị trên bản đồ gốc so với vị
trí điểm khống chế ngoại nghiệp gần nhất tính theo tỷ lệ bản đồ cần thành lập
Phơng pháp này có u điểm là đảm bảo độ chính xác rất cao cho từng
điểm đo và dùng cho công tác thành lập BĐĐH tỷ lệ lớn. Tuy vậy, phơng pháp
này cũng có những nhợc điểm đó là: để đảm bảo độ chính xác thì mật độ điểm
đo trực tiếp ngoài thực địa phải lớn, do đó thời gian làm việc trực tiếp ngoài
thực địa kéo dài. Bên cạnh đó phơng pháp đo lại bị ảnh hởng của điều kiện
thời tiết, của các vật cản hạn chế tầm thông hớng và phải khắc phục những
khó khăn vất vả do địa hình phức tạp gây ra. Do vậy, năng suất lao động và
SV: Nguyễn Nguyên Anh 11 Lớp: Liên thông Trắc Địa C K3
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Đo ảnh Viễn Thám
hiệu quả kinh tế không cao, hạn chế khả năng ứng dụng các thành tựu khoa
học kỹ thuật khác vào công tác đo vẽ.
Chính vì các lý do cơ bản nêu trên mà phơng pháp đo vẽ trực tiếp ngoài
thực địa thờng đợc áp dụng vào những khu vực không lớn, chủ yếu để thành
lập bản đồ tỷ lệ lớn.
1.5.2 Đo vẽ bằng ảnh chụp
Phơng pháp này đợc áp dụng cho những khu vực rộng lớn cần thành
lập BĐĐH, đây là phơng pháp chiếm tỉ trọng 90% đến 95% số lợng BĐĐH ở
nớc ta và các nớc tiên tiến.
Trên ảnh chụp hầu hết các địa vật đều có mặt nên khối lợng công việc
xác định toạ độ của các địa vật đợc giảm nhẹ. Thành lập BĐĐH có thể đợc
tiến hành theo phơng pháp đo ảnh đơn hoặc phơng pháp đo ảnh lập thể:
+ Đo ảnh đơn thờng gọi là phơng pháp đo vẽ phối đợc sử dụng chủ yếu
khi thành lập bản đồ vùng bằng phẳng có độ chênh cao địa hình không lớn
nhằm bảo đảm cho sai số vị trí điểm do độ lồi lõm địa hình gây ra không vợt
quá hạn sai cho phép. Nh vậy, đo ảnh đơn áp dụng cho thành lập BĐĐH có
hiệu quả ở vùng có địa hình khá bằng phẳng với yếu tố địa hình đợc đo trực
tiếp ngoài thực địa. Phơng pháp này có hạn chế là công tác ngoại nghiệp tơng
đối nhiều.
SV: Nguyễn Nguyên Anh 12 Lớp: Liên thông Trắc Địa C K3
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Đo ảnh Viễn Thám
thể
Phơng
pháp t-
ơng tự
Phơng
pháp
giải
tích
Phơng
pháp đo
ảnh số
Phơng pháp phối
hợp trên ảnh nắn
Phơng pháp phối
hợp trên bình đồ ảnh
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Đo ảnh Viễn Thám
mạc hoá. Các vùng có công trình đập thuỷ điện sẽ kéo theo hàng loạt các thay
đổi liên quan đến sự thay đổi mực nớc, điểm dân c, khu công nghiệp mới v.v
Các công trình văn hoá, kiến trúc xây dựng mới, những phố xá cũ bị phá đi và
thay vào những khu phố hiện đại mới v.v Trong khi đó những gì biểu thị trên
bản đồ tại một thời điểm đã qua nào đó vẫn giữ nguyên, không thay đổi và trở
thành lạc hậu so với sự tiến triển của thực tế do đó cần phải hiện chỉnh bản đồ
địa hình.
Quá trình già cỗi xảy ra không đồng đều trên mọi khu vực và không đều
đặn qua nhiều thời điểm khác nhau. ở đâu có tác động lớn của con ngời thì ở
đó tốc độ già cỗi của bản đồ sẽ lớn. Trái lại các vùng hoang vắng ít có những
biến đổi đáng kể. Bản đồ cần làm mới khi nội dung không còn phù hợp với
thực địa ở mức độ đáng kể (dới 40%) và những biến động đó gây khó khăn
trong việc sử dụng bản đồ để giải quyết các nhiệm vụ kinh tế, kỹ thuật, khoa
học; khi các biến động lớn hơn 40% thì bản đồ đó cần làm lại hoàn toàn.
độ quy định cùng với hệ thống ký hiệu bản đồ hiện hành.
Nh vậy, khi bề mặt thực địa có nhiều biến đổi thì chúng ta phải thực
hiện công tác hiện chỉnh BĐĐH với mục đích cập nhật các thông tin biến đổi
lên bản đồ phục vụ cho các mục đích của đời sống xã hội.
1.6.2 Khái niệm chung về hiện chỉnh bản đồ địa hình
1. Khái niệm
Hiện chỉnh BĐĐH tức là chỉnh sửa nội dung của bản đồ phù hợp với
tình trạng hiện tại của đối tợng bản đồ bằng cách tiến hành những tu sửa có
tính chất cục bộ và làm bản in mới của bản đồ.
Tốc độ cũ hoá của bản đồ phụ thuộc vào các điều kiện của khu vực,
bản đồ của những vùng mới xây dựng và có sự phát triển mạnh mẽ về nền
kinh tế thì sẽ bị cũ hoá nhanh. Việc xác định độ cũ của bản đồ có ý nghĩa rất
lớn, nó cho phép xác định đợc mức độ và khả năng tin cậy còn đợc sử dụng để
đa ra quyết định bản đồ cần đợc hiện chỉnh hoặc thành lập mới. Việc đánh giá
độ cũ của bản đồ địa hình bằng % có thể đợc tính toán theo từng yếu tố nội
dung của bản đồ:
%100.
i
i
i
C
B
A
=
trong đó:
i
A
là % biến đổi.
i là yếu tố nội dung của bản đồ (dân c, thực phủ, )
B
2
n
là số ô vuông chứa các yếu tố không có
thay đổi.
kích thớc của ô vuông tuỳ thuộc vào tỷ lệ bản đồ và mật độ thể hiện các
yếu tố nội dung để lựa chọn. Thờng đối với bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10.000 và
lớn hơn thì kích thớc của ô vuông là 5x5 cm, còn đối với bản đồ địa hình tỷ lệ
1:25.000 và nhỏ hơn thì chọn kích thớc ô vuông là 2x2 cm.
Từ mức độ cũ hoá của bản đồ, tỷ lệ bản đồ và yêu cầu của sản xuất có
thể đa ra chu kỳ hiện chỉnh bản đồ hợp lý và tối u. ở những khu vực quan
trọng đối với việc phát triển sức sản xuất và quốc phòng thì cần làm mới bản
đồ sau 6-8 năm, ở các vùng khác từ 10-15 năm. Thờng thì BĐĐH tỷ lệ 1:5.000
và lớn hơn, đặc biệt đối với vùng ven đô thị có tốc độ đô thị hoá cao thì thời
gian hiện chỉnh cập nhật là 2 đến 3 năm. Bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10.000 và nhỏ
hơn thì chu kỳ và thời gian hiện chỉnh thờng dài hơn.
Khi xác định đợc độ cũ của bản đồ trên cơ sở phân tích đánh giá độ
chính xác bản đồ gốc hiện chỉnh, phụ thuộc yếu tố địa hình, mật độ các yếu tố
địa vật và số lợng, đặc tính biến đổi bề mặt khu vực hiện chỉnh cùng các t liệu
mới nhất hiện có để có thể lựa chọn phơng pháp hiện chỉnh tối u.
2. Các hệ thống hiện chỉnh
a. Hiện chỉnh theo chu kỳ
Các bản đồ đợc hiện chỉnh sau một khoảng thời gian nhất định, độ dài
của chu kỳ đợc quy định phụ thuộc vào các nhân tố: cờng độ thay đổi, tỷ lệ
bản đồ, ý nghĩa của khu vực đối với nền kinh tế quốc dân Chu kỳ hiện chỉnh
dao động trong phạm vi từ 6 đến 15 năm; ở những vùng quan trọng nhất thì sự
hiện chỉnh đợc tiến hành sau 6 đến 8 năm, còn đối với những vùng khác thì là
từ 10 đến 15 năm. Hiện nay, đối với các nớc tiên tiến trên thế giới, với sự phát
triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ thì họ đã thực hiện hiện chỉnh bản đồ
địa hình theo chu kỳ 5 năm một lần hiện chỉnh; đối với những vùng đặc biệt
có sự thay đổi do tác động của các nhân tố tự nhiên và tác động của con ngời
Phơng pháp hiện chỉnh BĐĐH bằng đo đạc trực tiếp ở thực địa đợc tiến
hành bằng các phơng pháp đo đạc truyền thống ở khu vực cần hiện chỉnh; khi
thực hiện khảo sát ngoại nghiệp toàn bộ khu vực hiện chỉnh ta chỉnh sửa tại
thực địa những biến đổi về địa hình và địa vật. Phơng pháp này chỉ áp dụng
đối với những khu vực không có ảnh hàng không và không có t liệu bản đồ
cần thiết; những khu vực cần hiện chỉnh nhỏ. Phơng pháp này đạt độ chính
xác cao, có thể chỉnh sửa chính xác cả sự thay đổi về mặt địa hình, thuận lợi
cho khu vực hiện chỉnh nhỏ có sự thay đổi, vùng cần hiện chỉnh có địa vật
phức tạp, che khuất nhiều, tận dụng những loại máy móc hiện có.
Phơng pháp này có nhợc điểm là đòi hỏi tốn nhiều công sức, thời gian
thi công kéo dài, chịu nhiều ảnh hởng của điều kiện ngoại cảnh, kém hiệu quả
kinh tế, không thể thực hiện đợc khi vùng cần hiện chỉnh có địa hình phức tạp
SV: Nguyễn Nguyên Anh 18 Lớp: Liên thông Trắc Địa C K3
Lập thiết kế kỹ thuật
T liệu ảnh hàng không (hoặc ảnh vệ tinh)
Công tác chuẩn bị, thu thập tài liệu:
Phân tích mức độ biến đổi, thiết kế chi tiết đo
vẽ nội nghiệp
Xử lý đo vẽ ảnh hàng không (ảnh vệ tinh):
Tăng dày, nắn ảnh lập bình đồ ảnh.
Giải đoán ảnh nội nghiệp và điều vẽ ngoại
nghiệp
Chỉnh sửa, số hoá, biên tập
Kiểm tra kết quả hiện chỉnh
Sửa chữa, hoàn thiện bản gốc hiện chỉnh
In, giao nộp sản phẩm
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Đo ảnh Viễn Thám
khó khăn cho việc tiến hành đo đạc ngoài thực địa.
2. Phơng pháp hiện chỉnh theo bản đồ có tỷ lệ lớn hơn mới đợc thành
lập hoặc mới hiện chỉnh
mới chụp với bản đồ cần hiện chỉnh. Tuy nhiên thời gian chụp ảnh hàng không
theo từng tỷ lệ khác nhau, và ít nhất cũng phải 5 năm mới tiến hành chụp lại,
cho nên cần áp dụng khi khu đo có ảnh hàng không mới nhất nên ảnh hàng
không đã cũ thì công tác điều vẽ ngoại nghiệp sẽ phải tăng lên nhiều.
* Phơng pháp hiện chỉnh bản đồ bằng t liệu ảnh vệ tinh:
Về nguyên tắc, phơng pháp hiện chỉnh bản đồ bằng t liệu ảnh vệ tinh
cũng giống nh phơng pháp hiện chỉnh bản đồ bằng t liệu ảnh hàng không, để
SV: Nguyễn Nguyên Anh 19 Lớp: Liên thông Trắc Địa C K3
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Đo ảnh Viễn Thám
hiện chỉnh ta sử dụng kết hợp bình đồ ảnh vệ tinh và bản đồ gốc cần hiện
chỉnh. Với đặc điểm của ảnh vệ tinh là ảnh vệ tinh có độ cao bay chụp lớn
(450-20000 km) nên có tầm bao quát rộng lớn, tính tổng quát hoá tự nhiên rõ
rệt, đặc biệt là tính thời sự của ảnh vệ tinh là rất cao do chu kỳ chụp lặp ngắn.
Do vậy mà ảnh vệ tinh có thể cung cấp thông tin về bề mặt trái đất cho ngời sử
dụng trên một phạm vi rộng ở cùng một thời điểm, cùng một điều kiện thu
nhận thông tin; nó cho phép rút ngắn thời gian thu nhận thông tin thành lập
bình đồ ảnh. Tuy nhiên, ảnh vệ tinh cũng có nhợc điểm đó là độ phân giải của
ảnh vệ tinh có độ chính xác về mặt hình học không cao (hiện nay ảnh vệ tinh
có độ phân giải tốt nhất mới chỉ đạt 0,6 m), đặc biệt là độ chính xác xác định
độ cao thấp. Vì vậy ảnh vệ tinh không đáp ứng đợc cho công tác hiện chỉnh
BĐĐH ở tỷ lệ bản đồ lớn, và ở những khu vực phức tạp về địa hình mà chỉ
đảm bảo yêu cầu độ chính xác cho hiện chỉnh BĐĐH ở tỷ lệ trung bình và tỷ
lệ nhỏ, đặc biệt là hiện chỉnh địa vật.
Nh vậy ta có thể thấy rằng để hiện chỉnh BĐĐH thì dựa vào các yêu cầu
về độ chính xác, điều kiện thực tế hiện có mà lựa chọn phơng pháp hiện chỉnh
cho phù hợp.
SV: Nguyễn Nguyên Anh 20 Lớp: Liên thông Trắc Địa C K3
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Đo ảnh Viễn Thám
Chơng 2 - T liệu viễn thám và khả năng ứng
dụng trong hiệN chỉnh bản đồ địa hình
lợng
Đối tợng tự
nhiên
Đồ án tốt nghiệp Bộ môn Đo ảnh Viễn Thám
Nguồn năng lợng chính thờng sử dụng trong viễn thám là bức xạ mặt
trời, năng lợng của sóng điện từ do các vật thể phản xạ hay bức xạ đợc thu
nhận bởi bộ cảm đặt trên vật mang, năng lợng này đợc chuyển thành tín hiệu
số và truyền về trạm thu trên mặt đất. Sau khi đợc xử lý ảnh viễn thám sẽ cung
cấp thông tin về các vật thể tơng ứng với năng lợng bức xạ ứng với từng bớc
sóng do bộ cảm biến nhận đợc trong dải phổ đã xác định (từ cực tím đến hồng
ngoại); do đó ảnh viễn thám đợc gọi là dữ liệu ảnh đa phổ hay đa kênh.
Môi trờng truyền năng lợng: là khí quyển hoặc nớc. ở đây, môi trờng
truyền năng lợng là khí quyển. Năng lợng truyền qua khí quyển bị khí quyển
hấp thụ, tán xạ và phân bố lại năng lợng trong dải phổ chiếu tới đối tợng.
Cơ sở dữ liệu của viễn thám là sóng điện từ đợc phát xạ hoặc bức xạ từ
các vật thể, các đối tợng trên bề mặt trái đất. Bức xạ điện từ truyền năng lợng
điện từ trên cơ sở các dao động của điện trờng và từ trờng trong không gian;
quá trình lan truyền của sóng điện từ qua môi trờng vật chất sẽ tạo ra phản xạ,
hấp thụ, tán xạ và bức xạ sóng điện từ dới các hình thức khác nhau tuỳ thuộc
vào bớc sóng. Sóng điện từ có 4 tính chất cơ bản: bớc sóng, hớng lan truyền,
biên độ và mặt phân cực. Bốn thuộc tính của bức xạ điện từ liên quan đến các
nội dung thông tin khác nhau, ví dụ nh tần số hay bớc sóng liên quan tới mầu
sắc, sự phân cực liên quan đến hình dạng của vật thể và nó phụ thuộc vào
thành phần vật chất và cấu trúc của chúng, làm cho mỗi đối tợng đợc xác định
và nhận biết một cách duy nhất.
2.1.2 Phân loại viễn thám
Công nghệ viễn thám có thể đợc phân loại theo các tiêu chí khác nhau
dới đây.
1. Phân loại theo thiết bị bay chụp
- Viễn thám vệ tinh (hoặc vũ trụ): Sử dụng vệ tinh hoặc tàu vũ trụ mang
sau:
Viễn thám
trong dải sóng nhìn
thấy và hồng ngoại
Viễn thám
hồng ngoại nhiệt
Viễn thám
siêu cao tần
Phản xạ mặt trời
Bức xạ nhiệt vật thể
0,5à
m
3à
m
10à
m
Phản xạ
Bức xạ
a
b
Buớc sóng
Vật thể
Sóng rađa
UV
Nhìn thấy
Hồng ngoại
phản xạ
Hồng ngoại
nhiệt
Vô tuyến cao tần
Tất cả các vật thể đều phản xạ và hấp thụ, phân tách và bức xạ sóng
điện từ bằng các cách khác nhau. Đặc tính này gọi là đặc trng phổ. Đặc tính
phản xạ phổ của các đối tợng tự nhiên là hàm của nhiều yếu tố. Các đặc trng
này phụ thuộc vào điều kiện chiếu sáng, môi trờng khí quyển và bề mặt đối t-
ợng cũng nh bản thân các đối tợng.
Việc nghiên cứu đặc tính phản xạ phổ của các đối tợng tự nhiên có ý
nghĩa rất quan trọng trong viễn thám. Bởi vì sóng điện từ đợc phát xạ hoặc bức
xạ từ các vật thể, các đối tợng trên bề mặt trái đất là nguồn t liệu trong viễn
thám để nhận biết, phân biệt, phân tích các đối tợng. Phản xạ phổ ứng với từng
loại lớp phủ mặt đất cho thấy có sự khác nhau do sự tơng tác giữa bức xạ điện
từ và vật thể, điều này cho phép viễn thám có thể xác định hoặc phân tích đợc
đặc điểm của lớp phủ thông qua việc đo lờng phản xạ phổ. Từ đó ứng với mỗi
loại đối tợng khác nhau mà ta sử dụng những kênh phổ khác nhau trong quá
trình thu nhận ảnh sao cho sự phản xạ phổ giữa các đối tợng là rõ nét và khác
biệt nhất. Nhằm tăng tính dễ nhận biết, dễ đọc, dễ hiểu các đối tợng tự nhiên
cho công tác giải đoán ảnh sau này.
2.2.1 Một số khái niệm đặc trng phản xạ phổ các đối tợng tự nhiên
Sóng điện từ chiếu tới mặt đất, năng lợng của nó sẽ tác động lên bề mặt
trái đất và sẽ xẩy ra các hiện tợng sau:
- Phản xạ năng lợng.
- Hấp thụ năng lợng.
- Thấu quang năng lợng.
Hình 2.3: Tác động của năng lợng bức xạ mặt
trời lên các đối tợng tự nhiên
Năng lợng bức xạ sẽ chuyển đổi thành ba dạng khác nhau nh trên. Giả
sử coi năng lợng ban đầu bức xạ là E
O
thì khi chiếu xuống các đối tợng nó sẽ
chuyển thành năng lợng phản xạ E, hấp thụ E
= E
o
- (E
+ E) (b)
Năng lợng phản xạ bằng tổng năng lợng bức xạ trừ năng lợng hấp thụ và
năng lợng thấu quang.
Để nghiên cứu sự phụ thuộc của năng lợng phản xạ phổ vào bớc sóng
điện từ ta đa ra khái niệm khả năng phản xạ phổ. Khả năng phản xạ phổ r của
bớc sóng đợc định nghĩa bằng công thức :
%100.
)(
)(
0
E
E
r
=
(c)
Để thấy rõ đặc tính phản xạ phổ phụ thuộc vào bớc sóng ta xét đồ thị
sau (hình 2.4)
1 - Đờng đặc trng phản xạ phổ của thực vật
2 - Đờng đặc trng phản xạ phổ của đất khô
3 - Đờng đặc trng phản xạ phổ của nớc
2.2.2 Đặc tính phản xạ phổ của các đối tợng tự nhiên
Copyright: Tài liệu đại học ©