Bộ tài nguyên và môi trờng
Trung tâm viễn thám

Báo cáo tổng kết khoa học và công nghệ đề tài

Nghiên cứu một số giải pháp kỹ thuật
xử lý ảnh viễn thám độ phân giải cao
cho mục đích thành lập bản đồ chuyên
đề tỷ lệ 1:10000 và lớn hơn

Chủ nhiệm đề tài: ts . nguyễn xuân lâm
Hà Nội, ngày tháng năm 2007 Hà Nội, ngày tháng năm 2007
hội đồng đánh giá chính thức cơ quan quản lý đề ti
chủ tịch hội đồng TL. bộ trởng
bộ tài nguyên và môi trờng
Q. vụ trởng vụ khoa học công nghệ TS. Lê Kim Sơn

H nội, 6- 2007
Danh sách những ngời thực hiện đề ti

1. TS. Nguyễn Xuân Lâm
Chủ nhiệm đề tài
Trung tâm Viễn thám
2. KS. Nguyễn Khánh Linh Trung tâm Viễn thám
3. KS. Nguyễn Việt An Trung tâm Viễn thám
4. CN Võ Hồng Sơn Trung tâm Viễn thám
5. KS. Nguyễn Văn Sinh Trung tâm Viễn thám
6. Th.S. Nghiêm Văn Tuấn Trung tâm Viễn thám
7. Th.S. Đỗ Thị Phơng Thảo Trờng Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội
và một số cán bộ kỹ thuật khác.
thông tin trong hiện chỉnh và thành lập bản đồ, trong suy giải các yếu tố mặt đất phục
vụ thành lập một số loại bản đồ chuyên đề nh hiện trạng sử dụng đất, hiện chỉnh bản
đồ nền, biến động đất đô thị,v.v
- Đề xuất quy trình công nghệ và thử nghiệm ở một khu vực xác định.
Đề tài đã áp dụng phơng pháp nghiên cứu nh sau: Thu thập thông tin, tài liệu
hiện có tìm hiểu khả năng lý thuyết của ảnh phân giải cao và siêu cao cho mục đích
bản đồ. Nghiên cứu tìm hiểu đặc tính kỹ thuật của các loại ảnh vệ tinh phân giải cao
hiện nay. Thực nghiệm trên các ảnh phân giải cao và siêu cao hiện có ở Việt Nam nh
ảnh SPOT5, Qickbird, IKONOS nhằm khảo sát ảnh hởng của các yếu tố nh độ chính
xác điểm khống chế ảnh, số lợng điểm khỗng chế sử dụng trong mô hình và phân bố
đồ hình của chúng, mô hình nắn chỉnh hình học và mô hình số độ cao để đảm bảo cho
việc nắn ảnh đạt độ chính xác hình học cao. Nghiên cứu độ chính xác đạt đợc cho
việc thành lập bình đồ ảnh vệ tinh.
Khảo sát khả năng thông tin của ảnh, đáp ứng nhu cầu khai thác thông tin cho
nội dung bản đồ tỷ lệ lớn và công tác hiện cỉnh bản đồ nền tỷ lệ 1:10 000 và lớn hơn,
lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất và bản đồ đô thị.v.v
Trên cơ sở các nghiên cứu, đề xuất các giải pháp kỹ thuật và quy trình công
nghệ nắn chỉnh hình học ảnh vệ tinh phân giải cao và quy trình hiện chỉnh bản đồ nền,
bản đồ sử dụng đất và bản đồ đô thị tỷ lệ 1:10000 và 1:5000.
Xác định một khu vực cụ thể và tiến hành thử nghiệm theo quy trình đề xuất.
Sản phẩm của đề tài gồm có:
1-Báo cáo nắn chỉnh hình học ảnh vệ tinh độ phân giải cao cho mục đích bản đồ tỉ lệ
lớn.
2-Quy trình công nghệ lập bản đồ chuyên đề tỉ lệ lớn bằng ảnh vệ tinh.
3- Sản phẩm thực nghiệm : Các bản đồ địa hình và bản đồ chuyên đề (ví dụ minh hoạ
công nghệ).
5- Báo cáo tổng kết đề tài1

II.1.4.1.2 Thử nghiệm trên khối ảnh vệ tinh 31
II.1.4.2Khảo sát nắn ảnh QUICK BIRD 37
II.1.5 Nghiên cứu ảnh hởng của DEM: 38
II.1.6 Các giải pháp nâng cao độ chính xác nắn chỉnh hình học: 40
II.2 Nghiên cứu khả năng điều vẽ ảnh phân giải cao và các giải pháp nâng cao độ tin
cậy kết quả giải đoán cho bản đồ chuyên đề.
41
II.2.1- Khả năng thông tin của ảnh vệ tinh 41
II.2.1.1 ảnh SPOT Panchromatic phân giải 10 m 41
II.2.1.2 ảnh SPOT 5 màu tự nhiên phân giải 2,5 m 43
II.2.1.3 ảnh phân giải siêu cao: 44
II.2.2- Giải pháp kỹ thuật nâng cao độ tin cậy giải đoán ảnh vệ tinh: 46
Chơng III: Nghiên cứu quy trình thnh lập một số bản đồ
chuyên đề bằng ảnh vệ tinh , Thực nghiệm v đánh giá
49
III.1- Các bản đồ chuyên đề thử nghiệm: 49
III.2- Quy trình công nghệ đề xuất để xử lý ảnh vệ tinh phân giải cao để thành lập bản
đồ chuyên đề tỷ lệ lớn
50
III.2.1 Quy trình công nghệ thành lập bình đồ ảnh vệ tinh: 50
III.2.2 Hiện chỉnh bản đồ : 53

2
III.2.2.1 Tài liệu sử dụng. 55
III.2.2.2 Khối lợng công việc đã làm 56
III.2.2.3 Đánh giá về công việc điều vẽ 1/10000 56
III.2.3 Thực nghiệm thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất 59
III.2.3.1 Sơ đồ qui trình công nghệ: 59
III.2.3.2 T liệu sử dụng: 60
III.2.3.3. Nội dung công việc đã tiến hành: 60

Hình I- 2 : Vệ tinh IKONOS 11
Hình I- 3 : ảnh vệ tinh IKONOS khu Thành cổ Hà nội 12

Hình II- 1: Cảnh ảnh đơn vệ tinh SPOT 25
Hình II- 2: Dải ảnh vệ tinh SPOT 25
Hình II- 3 : Khối ảnh vệ tinh SPOT 26
Hình II- 4 : Đồ thị sai số đối với ảnh SPOT- Pan 2. 5 m 27
Hình II- 5 : Đồ thị sai số đối với cảnh ảnh 271308 29
Hình II- 6: Đồ thị sai số đối với cảnh ảnh 271307 29
Hình II- 7: Đồ thị sai số đối với dải ảnh 271308-271309 ở khu vực có địa hình bằng phẳng 30
Hình II- 8 : Đồ thị sai số đối với dải ảnh ở khu vực có chênh cao địa hình lớn 31
Hình II- 9: Đồ hình bố trí điểm KCA trên khối ảnh theo phơng án 1 32
Hình II- 10 : Đồ hình bố trí điểm KCA trên khối ảnh theo phơng án 2 32
Hình II- 11 : Đồ hình bố trí điểm KCA trên khối ảnh theo phơng án 3 33
Hình II- 12 : Đồ thị sai số trung phơng vị trí điểm đối với khối ảnh vệ tinh 33
Hình II- 13 : Đồ hình bố trí điểm treo 1 góc trên cảnh ảnh đơn đối với vùng có độ cao
trung bình 1m
35
Hình II- 14 : Đồ hình bố trí điểm treo 1 góc trên cảnh ảnh đơn đối với vùng có độ cao
trung bình 70m
35
Hình II- 15: Đồ hình bố trí điểm treo 1 góc trên dải ảnh gồm 2 ảnh đơn 36
Hình II- 16: sai số vị trí của các điểm khống chế mặt đất khi sử dụng 12 điểm KCA 37

Hình III- 1: Sơ đồ quy trình nắn ảnh vệ tinh 50
Hình III- 2 : Sơ đồ bố trí điểm khống chế ảnh vệ tinh theo cảnh ảnh đơn 51
Hình III- 3 : Sơ đồ bố trí điểm khống chế ảnh vệ tinh theo segment 52
Hình III- 4 : Sơ đồ quy trình công nghệ hiện chỉnh bản đồ nền tỷ lệ lớn bằng ảnh vệ tinh 54
Hình III- 5 : Sơ đồ qui trình công nghệ 59
Hình III- 6 : Sơ đồ quy trình thành lập bản đồ đất ven đô bằng ảnh QUICK BIRD 65

Bảng II- 4 : Sai số vị trí điểm trung phơng trung bình của khối ảnh ở khu vực có địa
hình bằng phẳng
30
Bảng II- 5 : Sai số vị trí điểm trung phơng trung bình của khối ảnh trong trờng hợp
1 cảnh có địa hình bằng phẳng, 1 cảnh có địa hình núi cao
31

Bảng III- 1: Khả năng xác định các loại đất trên bình đồ ảnh vệ tinh Spot5 61
Bảng III- 2 : Bảng ma trận chéo sau khi tính biến động giữa hai thời kỳ 2001-2005 73 5
Mở đầu

ảnh vệ tinh phân giải cao và siêu cao ngày càng xuất hiện nhiều trên thị trờng và
ở Việt nam. u điểm của ảnh vệ tinh là có khả năng lấp chỗ trống trong cung cấp thông
tin địa hình bất cứ nơi nào, thay vì phải đi tìm ảnh hàng không, nhất là khi cần có
thông tin đáp ứng nhu cầu khảo sát, đo đạc trong một thời gian ngắn.
Tuy nhiên khả năng sử dụng chúng cho những mục đích cụ thể nào, sử dụng đến
mức độ nào tỷ lệ nào là một vấn đề cần khảo cứu.
Đặt vấn đề nghiên cứu trên góc độ khả năng đáp ứng thông tin địa hình của ảnh vệ
tinh phân giải cao và siêu cao là trả lời câu hỏi:
+Độ chính xác nắn chỉnh hình học đáp ứng cho việc làm bản đồ tỷ lệ nào
là lớn nhất đối với một loại ảnh vệ tinh cụ thể
+Độ tin cậy kết quả điều vẽ trên ảnh vệ tinh đáp ứng cho tỷ lệ bản đồ nào
+ Các giải pháp nào có thể đợc áp dụng để nâng cao khả năng ứng dụng
của ảnh vệ tinh phân giải cao và siêu cao.
Với mục đích nêu trên Trung tâm Viễn thám đề xuất và thực hiện đề tài có tên
gọi là: Nghiên cứu một số giải pháp kỹ thuật xử lý ảnh viễn thám độ phân giải
cao cho mục đích thành lập bản đồ chuyên đề tỷ lệ 1: 10 000 và lớn hơn .

Phơng pháp nghiên cứu:
Nghiên cứu tìm hiểu bản chất hình học và các đặc tính kỹ thuật của các loại
ảnh vệ tinh hiên nay. Thu thập, tận dụng các nguồn ảnh phân giải cao và siêu
cao hiện có ở Việt Nam. Khảo sát các biến dạng hình học của các ảnh vệ
tinh phân giải cao nh ảnh SPOT5, IKONOS, Qickbird. Nghiên cứu các
giải pháp kỹ thuật liên quan tới việc đo điểm khống chế ảnh bằng GPS (độ
chính xác đo đạc, phân bố điểm khống chế ảnh và số lợng điểm khống chế
sử dụng trong mô hình) để đảm bảo cho việc nắn ảnh đạt độ chính xác hình
học cao. Đo bổ sung các điểm khống chế ảnh bằng GPS khi cần thiết. Khảo
sát các phơng pháp mô hình hóa ảnh phân giải cao trên các phần mềm mô
hình hóa ảnh hiện có tại Trung tâm Viễn thám, lựa chọn phơng pháp thích
hợp. Nghiên cứu độ chính xác đạt đợc cho việc thành lập bình đồ ảnh vệ
tinh độ phân giải cao.
Khảo sát khả năng thông tin của ảnh, đáp ứng nhu cầu khai thác thông tin
cho nội dung bản đồ chuyên đề tỷ lệ lớn trong công tác địa chính, lập bản đồ
hiện trạng sử dụng đất v.v
Nghiên cứu các phơng pháp khai thác thông tin từ ảnh vệ tinh để thành lập
bản đồ chuyên đề tỷ lệ lớn.
Trên cơ sở các nghiên cứu, đề xuất quy trình thành lập bản đồ chuyên đề tỷ
lệ lớn.

7
Xác định một khu vực cụ thể và tiến hành thử nghiệm và hoàn thiện quy
trình đề xuất.
Kết quả dự kiến:
1- Báo cáo kết quả nghiên cứu về các giải pháp xử lý nắn ảnh vệ tinh phân giải cao và
đánh giá khả năng thông tin của ảnh vệ tinh độ phân giải cao cho mục đích bản đồ tỉ lệ
lớn.
2- Quy trình công nghệ thành lập bản đồ chuyên đề tỉ lệ lớn bằng ảnh vệ tinh.
3- Một số bản đồ địa hình và bản đồ hiện trạng đất (ví dụ minh hoạ công nghệ).


8
Chơng 1: ảnh phân giải cao-siêu cao v Một số kết quả
nghiên cứu lý thuyết về tiềm năng ứng dụng của chúng

1.1 ảnh vệ tinh phân giải cao và siêu cao
1.1.1 SPOT 5
Họ vệ tinh SPOT bắt đầu hoạt động trên quỹ đạo từ 1986 và do Trung tâm
Nghiên cứu Không gian (Centre National d'Etudes Spatiales - CNES) của Pháp vận
hành. Vệ tinh SPOT bay ở độ cao 832 km, góc nghiêng của mặt phẳng quỹ đạo là 98,7
o

thời điểm bay qua xích đạo là 10h30 sáng và chu kỳ lặp 26 ngày. Khả năng chụp
nghiêng của SPOT cho phép tạo cặp ảnh lập thể từ hai ảnh chụp vào hai thời điểm với
góc chụp nghiêng khác nhau.
Vệ tinh SPOT - 5, phóng lên quỹ đạo ngày 03 tháng 5 năm 2002, đợc trang bị
một cặp Sensors HRG (High Resolution Geometric), là loại Sensor u việt hơn các loại
trớc đó. Mỗi một Sensor HRG có thể thu đợc ảnh với độ phân giải 5m đen - trắng và
10 m mầu. Với kỹ thuật xử lý ảnh đặc biệt, có thể đạt đuợc ảnh độ phân giải 2,5 m,
trong khi đó dải chụp phủ mặt đất của ảnh vẫn đạt 60 km đến 80 km.
Đây chính là u điểm của ảnh SPOT, điều mà các loại ảnh vệ tinh khác cùng
thời đều không đạt đợc độ phân giải này. Kỹ thuật thu ảnh HRG (High Resolution
Geometric) cho phép định vị ảnh với độ chính xác trên 50 m nhờ hệ thống định vị vệ
tinh DORIS và Star Tracker lắp đặt trên vệ tinh. Trên vệ tinh SPOT - 5 còn lắp thêm hai
máy chụp ảnh nữa.
Máy thứ nhất HRS (High Resolution Stereoscopic) - Máy chụp ảnh lập thể lực
phân giải cao. Máy này chụp ảnh lập thể dọc theo đờng bay với độ phủ 120x600 km.
Nhờ ảnh lập thể độ phủ rộng này mà tạo lập mô hình số độ cao (DEM) với độ chính
xác trên 10m mà không cần tới điểm không chế mặt đất.
Máy chụp ảnh thứ hai mang tên VEGETATION, giống nh VEGETATION lắp Hình I- 1 : Vệ tinh Quickbird và ảnh vệ tinh Quickbird

Vệ tinh QuickBird của Công ty Digital Globe cung cấp dải quét rộng nhất, khả
năng lu trữ trong lớn nhất và độ phân giải cao nhất trong tất cả các loại vệ tinh thơng
mại hiện hành. Vệ tinh QuickBird có khả năng thu nhận trên 75 triệu km
2
dữ liệu ảnh
mỗi năm (lớn hơn 3 lần diện tích vùng Bắc Mỹ), cho phép Công ty Digital Globe có thể
chụp và cập nhật các dữ liệu lu trữ của Công ty với tốc độ cao cha từng có trớc đây.
Vệ tinh Quickbird đã và đang nhanh chóng trở thành sự lựa chọn tốt nhất cho việc sử
dụng ảnh vệ tinh phân giải cao cho mục đích thành lập bản đồ. Sẽ mô tả các quá trình
đó nh sau :

10
- Hiệu chỉnh dữ liệu Quickbird khác với các phơng pháp hiệu chỉnh hình học
khác.
- Xử lí dữ liệu Quickbird panchromatic và dữ liệu đa phổ.
- Tạo mô hình số DEM từ việc sử dụng dữ liệu Quickbird lập thể.
Bảng I- 2: Các đặc tính của vệ tinh Quickbird

Từ khi phóng thành công vệ tinh Quickbird Digital Globe và có thể thu nhận
đợc dữ liệu, ảnh Quickbird nhanh chóng đợc đa ra và sử dụng một cách phổ thông
và rộng rãi để thành lập bản đồ tỷ lệ lớn bằng dữ liệu vệ tinh phân giải cao.
Lần đầu tiên vệ tinh cho ra ảnh toàn sắc panchromatic và ảnh đa phổ
Multispectral với độ phân giải 61 - 72 cm và 2.44 - 2.88 m, phụ thuộc vào hình ảnh
Các đặc điểm của vệ tinh quickbird

độ rộng từ 16,5 - 19 km trong khi quét vuông góc với hớng chuyển động của vệ tinh
(across - track direction). Thêm vào đó theo hớng dọc (along - track) và hớng ngang
(across - track) có thể cung cấp một cặp ảnh lập thể với tần suất chụp lặp từ 1 - 3.5
ngày. Kết quả, dữ liệu có thể có nhiều khuôn dạng khác nhau, giữ liệu thô (Basic
Imagery), loại này đợc bảo toàn thông số hình học của vệ tinh, loại dữ liệu này đợc
quan tâm hơn trong trắc địa ảnh, cụ thể là tăng dày, đo vẽ và thành lập bản đồ. Sử dụng
loại dữ liệu thô này cho kết quả độ chính xác hiệu chỉnh hình học cao và sản phẩm về
ảnh phổ tốt hơn nhiều.

1.1.3 IKONOS
Hình I- 2 : Vệ tinh IKONOS

Vệ tinh viễn thám IKONOS đợc phóng lên quỹ đạo ngày 24 tháng 9 năm 1999
và do Space Imaging LLC của Mỹ quản lý, điều hành. Vệ tinh IKONOS là loại vệ tinh
phân giải cao, nó cho ảnh vệ tinh đa phổ với độ phân giải 3,2 m và ảnh toàn sắc với độ
phân giải 0,82 m. Đây là thế hệ vệ tinh thơng mại đầu tiên cung cấp ảnh chụp mặt đất
độ phân giải siêu cao 1 m. Các kênh đa phổ có độ phân giải mặt đất là 4 m, gồm kênh:
xanh chàm (0,45 - 0,52 m), xanh lục (0,51 - 0,60 m), đỏ (0,63 - 0,70 m), cận hồng
ngoại (0,76 - 0,85 m). Kênh toàn sắc (0,45 - 0,90 m) có độ phân giải 1 m.
Một cảnh ảnh IKONOS chuẩn có kích thớc 11x11km. Vệ tinh có thể chụp một
dải rộng 11 km và dài 1000 km liên tục hoặc chụp và tạo ảnh ghép thành khối rộng tới

kinh tuyến
Kênh ảnh Panchromatic (toàn sắc),xanh lam,
xanh lá cây, đỏ, cận hồng ngoại

Với ảnh viễn thám IKONOS, có thể làm đợc nhiều việc mà trớc đây chỉ có
thể thực hiện với ảnh chụp từ máy bay. Các ứng dụng ảnh IKONOS tập trung chủ yếu
vào nhiệm vụ quy hoạch và theo dõi các đề án lớn, quản lý sân bay, bến cảng, quản lý
và theo dõi thảm họa, tai biến thiên nhiên, quản lý rừng và theo dõi môi trờng, lập bản
đồ vùng bờ, nghiên cứu thực vật nhiệt đới, v.v

Hình I- 3 : ảnh vệ tinh IKONOS khu Thành cổ Hà nội

13
I.2 Bản đồ ảnh vệ tinh:
Bản đồ ảnh vệ tinh là một loại sản phẩm sử dụng ảnh vệ tinh làm nền ảnh, trên đó
có thể kết hợp một số thông tin khác (thông tin kinh tế-xã hội, ký hiệu bản đồ, đờng
bình độ vv ) đợc lấy từ bản đồ hiện có, cơ sở dữ liệu hoặc kết quả suy giải ảnh vệ
tinh nền.
Nền ảnh của bản đồ ảnh vệ tinh là trích ảnh từ một cảnh ảnh vệ tinh hoặc đợc
ghép ảnh từ các cảnh ảnh vệ tinh khác nhau trong một khung có tọa độ của bản đồ
truyền thống.


14
dạng khác nhau. Các khuôn dạng xuất ảnh số phải bảo đảm có cả toạ độ đi kèm, các
khuôn dạng đó là TIFF, GEOTIF , v.v Bản đồ ảnh dạng số có thể sử dụng trực tiếp
để suy giải trong các hệ thống xử lý ảnh số. Thông thờng trong sản xuất , ngời ta
xuất bản đồ ảnh dới dạng giấy ảnh.
Để đảm bảo đọc đợc hình ảnh bằng mắt thờng, độ phân giải của bản đồ ảnh
phải đạt đợc ít nhất là 5 pixels/mm. Khi cần có hình ảnh nét, chất lợng cao nên in
bình đồ ảnh với độ phân giải 8 pixels/mm.
* Tóm lại:
Về hình thức bản đồ ảnh vệ tinh giống nh bản đồ truyền thống về khía cạnh
hình học và các thông tin cơ bản nh lới tọa độ
Về nội dung có thể chia ra:
- Bản đồ ảnh vệ tinh địa hình: trên đó số liệu ảnh cha đợc suy giải, các yếu tố có
thể thêm vào là địa danh, đờng giao thông hoặc điểm độ cao và kèm theo mô tả
trong chú giải.
- Bản đồ ảnh vệ tinh chuyên đề: trên đó ảnh đã đợc suy giải theo chuyên đề đối
tợng nào đó và đợc mô tả trong phần chú giải. Trên loại bản đồ ảnh chuyên đề có
thể thêm một số thông tin về độ cao và mặt phẳng để tiện lợi cho sử dụng.
Bình đồ ảnh vệ tinh là sản phẩm ảnh đã đợc nắn chỉnh nhng cha có đầy đủ
các yêu tố kinh tế xã hội nh một bản đồ ảnh hoàn chỉnh. Bình đồ ảnh vệ tinh sử dụng
để thành lập và hiện chỉnh bản đồ nền hoặc để khai thác thông tin, điều vẽ các yếu tố
nội dung bản đồ chuyên đề.

I.3 ứng dụng ảnh vệ tinh thành lập bản đồ chuyên đề:
Hiện nay có thể sử dụng ảnh vệ tinh để thành lập và hiện chỉnh bản đồ địa hình
để cung cấp thông tin nền cho CSDL điạ lý; thành lập bản đồ chuyên đề về hiện trạng
sử dụng đất; thành lập bản đồ phục vụ quy hoạch đô thị.
Hiện chỉnh bản đồ nền là khối việc đợc áp dụng nhiều nhất ở Việt Nam và có
xu hớng tăng tỷ lệ bản đồ hiện chỉnh lên 1/10 000 và lớn hơn. Đã có nhiều công trình

Trong phơng pháp đo vẽ ảnh hàng không thông thờng áp dụng 2 phơng pháp
chính để thành lập bản đồ địa hình. Một là phơng pháp toàn năng và phơng pháp
khác là phơng pháp kết hợp.
Theo phơng pháp toàn năng, ảnh hàng không ở tỷ lệ gốc đợc xử lý trên các
máy đo vẽ toàn năng hoặc các máy đo vẽ ảnh số, tỷ lệ bản đồ thành lập thông thờng
lớn hơn tỷ lệ ảnh từ 3-5 lần (cá biệt có thể khai thác thông tin địa vật tới tỷ lệ đo vẽ lớn
hơn đến 10 lần) là đảm bảo độ chính xác đo vẽ địa hình dáng đất. Quá trình đo vẽ địa
vật cũng đợc thực hiện trực tiếp trên máy đo vẽ.
Theo phơng pháp kết hợp, ảnh hàng không đ
ợc xử lý nắn chỉnh hình học về
hệ quy chiếu bản đồ và in thành bình đồ ảnh trên giấy ở tỷ lệ bản đồ thành lập. Các
thông tin địa hình và địa vật đợc đo vẽ trực tiếp ngoài thực địa bằng các máy toàn đạc.
Do hiện nay việc đo vẽ dáng đất từ ảnh vệ tinh ít đợc sử dụng. Khai thác thông
tin từ ảnh vệ tinh chủ yếu là các thông tin địa vật, nên ảnh vệ tinh chủ yếu đợc khai
thác thông qua phơng pháp tơng tự nh phơng pháp kết hợp. Theo phơng pháp này

16
quá trình đo vẽ thực địa trên nền bình đồ ảnh đợc hạn chế bằng việc chỉ điều vẽ ảnh
vệ tinh. Nội dung của công việc điều vẽ này bao gồm từ khâu điều vẽ nội nghiệp tới
khâu khảo sát ngoại nghiệp để kiểm tra độ tin cậy kết quả đã điều vẽ trong nội nghiệp,
điều vẽ bổ sung các yếu tố không nhận biết đợc trong phòng hoặc đo vẽ bù các đối
tợng mới xuất hiện sau thời điểm chụp ảnh và thu thập các yếu tố kinh tế xã hội. Việc
hoàn thiện bản vẽ trên bình đồ ảnh sẽ đợc tiếp tục thực hiện trong nội nghiệp.
Tiềm năng của ảnh vệ tinh phân giải cao để thành lập bản đồ đợc thể hiện trên
hai mặt: độ chính xác hình học của địa vật trên ảnh vệ tinh và khả năng suy giải đợc
đối tợng địa vật.
Dới đây là một số khảo sát lý thuyết về khả năng sử dụng ảnh vệ tinh phân giải
cao và siêu cao để thành lập bản đồ nói chung dới góc độ đo vẽ ảnh hàng không theo
2 phơng pháp nêu trên. Các khảo sát này đợc tiến hành đầu tiên đối với ảnh kỹ thuật
số so với ảnh hàng không trên phim và mở rộng sang với ảnh vệ tinh mà bản chất là

là rất cao với độ chi tiết nh thế. ảnh hàng không tơng tự nh vậy đợc xử lý bằng
phơng pháp đo vẽ toàn năng. Trong đo vẽ ảnh số, ảnh hàng không trên phim phải
thông qua một quá trình quét phim trên các máy quét độ chính xác cao để chuyển
thành dạng số mới đa vào máy tính để xử lý đợc.
Đối với ảnh hàng không số, khả năng nhận biết và giải đoán ảnh để tạo file địa
vật và khả năng bắt điểm độ cao để tạo file địa hình đợc mô tả bằng l
í thuyết lấy lại
mẫu ảnh. Quá trình từ phát hiện đến nhận biết điểm đòi hỏi vật phải có độ lớn tối thiểu
tơng ứng trên ảnh bằng 2 đến 3 pixel. Đây là điều kiện ngỡng và chính là độ phân
giải của ảnh. ảnh có độ phân giải là 1m có nghĩa là độ lớn pixel thực địa GSD (Ground
sampling distance - độ lớn tối thiểu của vật ở thực địa có thể đợc ghi trên CCD là 1m)
và khả năng phát hiện và nhận biết vật trên ảnh đòi hỏi vật đó phải có độ lớn từ 2 đến 3
lân pixel. Nếu thiết bị quét ảnh có đờng kính cửa mở ống quang học là d và trục
quang trùng với phơng dây dọi, với bớc sóng ánh sàng trong dải quang phổ toàn
sắc panchomatic, góc tán xạ ánh sáng (đơn vị mi-li-ra-đi-an) tơng ứng với độ lớn tối
thiểu của địa vật ngoài thực địa (độ lớn pixel thực địa = GSD) nhìn từ độ cao H, đợc
ghi nhận trên con chip CCD của bộ cảm biến, sẽ có mối liên hệ sau:
GSD (m) = .H = (1,22 /d) . H (1)
Theo số liệu của nhà cung cấp dịch vụ
f d

H GSD
IKONOS 10 m 0,70 m 600 nm 680 km 0,71 m
Quickbird 8,78 m 0,6 m 600 nm 450 km 0,55 m

I.6. Mối quan hệ giữa tỷ lệ bản đồ thành lập và độ phân giải ảnh vệ tinh [2]

Mối liên hệ giữa dung lợng thông tin của ảnh và bản đồ :
Giữa dung lợng thông tin trên bản đồ và dung lợng thông tin trên ảnh có mối
quan hệ chặt chễ. Đặc biệt là khi thành lập bản đồ bằng phơng pháp ảnh thì mức độ

1 : M
b

Độ lớn pixel thực địa
GSD (m)
1 : 5 000
1 : 10 000
1 : 25 000
1 : 50 000
1 : 100 000
0.35 0.5
0.70 1.00
1.75 2.50
3.5 5.00
7.00 10.00
Từ công thức (1) và (2) chúng ta có mối liên hệ hàm số giữa mẫu số tỷ lệ bản đồ
và các tham số , d, H nghĩa là M
b
= F(,d,H) có dạng sau :
M
b
=
)1.007.0(
22.1


d
H
(3)
Qua công thức (3) chúng ta nhận thấy tỷ lệ bản đồ cần thành lập từ ảnh vệ tinh

1.0
5.0
1.0
5.0
1.0
1.0
Từ bảng I-5 chúng ta nhận thấy : ảnh IKONOS và ảnh SPOT-5 có giá trị lí
thuyết và thực nghiệm nh nhau. Chúng ta có thể xác lập đợc sự tơng ứng của ảnh
vệ tinh với ảnh hàng không photo ở tỷ lệ 1 : Ma và khả năng thành lập bản đồ ở tỷ lệ
thích hợp 1 : Mb
Cụ thể về mặt địa hình, ảnh IKONOS Pan và ảnh Quickird pan với độ phân giải
0.82 m và 0.61 m có dung lợng thông tin tơng đơng với ảnh hàng không ở tỷ lệ
1 : 35000 và 1 :25000. Nh vậy với ảnh vệ tinh SPOT 5 cho phép thành lập bản đồ địa
hình 1 : 25000 còn ảnh IKONOS và Quickbird cho phép thành lập bản đồ địa hình
1 :10 000 và 1 :7000 tơng ứng.
Về mặt địa vật, khi thành lập bản đồ trực ảnh, nếu chấp nhận bản đồ trực ảnh có
độ phân giải 8 pixel/1mm thì ảnh SPOT5 cho phép thành lập bình đồ trực ảnh 1:
20000, ảnh IKONOS và Quickbird cho phép thành lập bình đồ trực ảnh 1: 8000 và 1:
5000 tơng ứng.
Bởi vì : độ phân giải SPOT5 = 2,5m = (1mm/8) x 20.000
độ phân giải IKONOS = 1 m = (1mm/8) x 8.000
độ phân giải Quickbird = 0,62 m

(1mm/8) x 5.000
Nếu bình đồ trực ảnh đợc lập với độ phân giải 5 pixel/mm thì ảnh SPOT 5 cho
phép thành lập bình đồ trực ảnh 1: 12500 , ảnh IKONOS và Quickbird cho pháp thành
lập bình đồ trực ảnh 1: 5000 và 1: 3000.
Bởi vì : độ phân giải SPOT5 = 2,5m = (1mm/5) x 12.500
độ phân giải IKONOS = 1 m = (1mm/5) x 5.000
độ phân giải Quickbird = 0,62 m