Đồ án Thành lập bản đồ địa chính tỷ lệ 1:2000 vùng bằng phẳng theo công nghệ ảnh số

Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K491 Lời nói đầu Từ khi đất nước ta bước vào công cuộc đổi mới kinh tế đã kéo theo nhu cầu sử dụng đất tăng lên, công tác quản lý đất đai từng bước được đổi mới kể cả về lượng cũng như về chất cho phù hợp với cơ chế thị trường, đặc biệt tạo điều kiện cơ cấu kinh tế nông nghiệp và phân bố lao động nông nghiệp theo hướng công nghiệp hoá- hiện đại hoá đất nước. Việc quy hoạch, kế hoạch và kiểm soát sử dụng đất nông nghiệp, đất rừng, đất đô thị, đất ở dân cư nông thôn, đất chuyên dùng đất hoang hoá chưa sử dụng nhằm quản lý và sử dụng hợp lý đất đai đòi hỏi phải có bản đồ địa chính. Mặt khác thực hiện Nghị định 60/CP của chính phủ ngày 5/7/1997 về việc cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất và sở hữu nhà trong phạm vi cả nước. Cũng cần có hồ sơ địa chính để nhanh chóng hoàn thành nhiệm vụ trên thì các cấp quản lý và các nghành chuyên môn phải khẩn trương hoàn thiện và đo vẽ thành lập bản đồ địa chính. Bản đồ địa chính là tài liệu quan trọng và cần thiết trong quy hoạch, thiết kế, quản lý hành chính và đối với công tác quản lý đất đai. Để thành lập bản đồ địa chính hiện nay có thể sử dụng phương pháp toàn đạc, bàn đạc... các phương pháp này chỉ áp dụng cho những khu vực đất đai bị chia cắt thành các thửa nhỏ hoặc khu vực đô thị, nhưng không đáp ứng kịp thời việc thành lập bản đồ địa chính trên toàn lãnh thổ, nhất là những khu vực rộng lớn của vùng thổ canh bằng phẳng, vùng địa hình phức tạp, khu vực rừng núi,... trong thời gian ngắn. Ngoài ra các phương pháp này còn có nhược điểm chịu ảnh hưởng nhiều của môi trường đo, của thời tiết. Việc sử dụng ảnh hàng không vào thành bản đồ địa chính cho những khu vực nói trên có thể khắc phục được những nhược điểm của phương pháp trên. Vì vậy việc nghiên cứu ứng dụng các phương pháp đo ảnh nói chung và đo ảnh số nói riêng là vấn đề cần thiết đối với việc thành lập bản đồ địa chính cho những khu vực rộng lớn, có địa hình khó khăn... Giúp con người giảm nhẹ công việc ngoài trời, nâng cao năng suất lao động. Đặc biệt phương pháp này đo đạc được trên diện tích rộng thời gian ngắn hơn. Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K492 Từ đó có thể thấy tính ưu việt của phương pháp đo ảnh hàng không so với phương pháp đo đạc khác, đồng thời sử dụng ảnh hàng không trong việc đo đạc thành lập bản đồ địa chính còn có điều kiện phát huy khả năng tự động hóa phù hợp với sự phát triển công nghệ thông tin hiện nay. Xuất phát từ tình hình thực tiễn cần thiết nhanh chóng thành lập bản đồ địa chính để đáp ứng nhu cầu ngày càng phát triển của xã hội, được sự hướng dẫn của thày giáo – Thạc Sỹ Nguyễn Anh Tuấn em đã thực hiện đề tài: Thành lập bản đồ địa chính tỷ lệ 1:2000 vùng bằng phẳng theo công nghệ ảnh số. Nội dung đề tài gồm các phần chính sau: Lời nói đầu Chương 1: Giới thiệu về bản đồ địa chính phương pháp thành lập bản đồ địa chính Chương 2 : Quy trình thành lập bản đồ địa chính tỷ lệ 1:2000 vùng bằng phẳng bằng công nghệ ảnh số Chương 3: Thực nghiệm thành lập bản đồ địa chính tỷ lệ 1:2000 vùng bằng phẳng bằng công nghệ ảnh số Kết luận và kiến nghị Đây là công nghệ mới, hiện đại và đang ngày càng hoàn thiện. Mặc dù đã cố gắng tìm tòi học hỏi nhưng với trình độ và kinh nghiệm có hạn nên đồ án của em ít nhiều cung gặp thiếu sót, em mong muốn nhận được sự giúp đỡ của các thầy cô giáo cùng các bạn đồng nghiệp để đề tài của em được hoan thiện khi ra trường. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo – Thạc Sỹ Nguyễn Anh Tuấn đã giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp của mình. Hà Nội, 06 tháng 1 năm 2008 SV: Phạm Văn Trung Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K493 Chương 1 Giới thiệu về bản đồ địa chính và phương pháp thành lập bản đồ địa chính Đ1.1 Bản đồ địa chính 1.1.1 Khái niệm Bản đồ địa chính là bản dồ chuyên ngành đất đai, cung cấp thông tin về đất đai. Trên bản đồ thể hiện chính xác vị trí, hình thể, diện tích…của từng thửa đất. Bản đồ địa chính còn thể hiên các yếu tố địa lý khác liên quan đến đất đai. Bản đồ địa chính đươc xây dựng trên cơ sở kỹ thuật và công nghệ ngày càng hiện đại, nó đảm bảo cung cấp các thông tin thuộc tính về đất đai. Bản đồ địa chính khác với bản đồ chuyên ngành thông thường ở chỗ bản đồ địa chính có tỷ lệ lớn và phạm vi đo vẽ là rộng khắp mọi nơi trên toàn quốc. Bản đồ địa chính thường xuyên được cập nhật các thay đổi hợp pháp của đất đai, có thể cập nhật hàng ngày hoặc theo định kỳ. Bản đồ địa chính là tài liệu cơ bản nhất của bộ hồ sơ địa chính, nó mang tính pháp lý phục vụ cho việc quản lý chặt chẽ đất đai trên từng thửa đất, từng chủ sử dụng. Bản đồ địa chính thu được dưới hai dạng là bản đồ giấy và bản đồ số địa chính. Bản đồ giấy địa chính là bản đồ truyền thống, các thông tin được thể hiện toàn bộ trên giấy nhờ hệ thống ký hiệu và ghi chú. Còn bản đồ số địa chính có đầy đủ nội dung thông tin địa chính và các thông tin này được lưu trữ dưới dạng số trong máy tính , sử dụng một hệ thống ký hiệu đã số hoá. Khi nghiên cứu đặc điểm quy trình công nghệ thành lập bản đồ địa chính và phạm vi ứng dụng của từng loại bản đồ địa chính, ta cần hiểu khái niệm về bản đồ địa chính cơ sở, bản đồ địa chính và bản đồ trích đo. 1.1.1.1 Bản đồ địa chính cơ sở Đó là tên chung của bản đồ gốc được đo vẽ bằng phương pháp đo vẽ Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K494 trực tiếp ngoài thực địa, bằng phương pháp đo ảnh hay thành lập trên cơ sở biên tập bản đồ. Bản đồ địa chính cơ sở được đo vẽ kín ranh giới hành chính và kín mảnh bản đồ. Bản đồ địa chính cơ sở là tài liệu cơ bản để biên tập, biên vẽ bản đồ địa chính theo từng đơn vị hành chính cơ sở xã, phường, thị trấn. 1.1.1.2 Bản đồ địa chính Được biên tập từ địa chính cơ sở, theo từng đơn vị hành chính cơ sở xã, phường thị trấn (gọi chung là cấp xã), được đo vẽ trọn vẹn các thửa, xác định loại đất theo chỉ tiêu thống kê của từng chủ sử dụng đất trong mỗi mảnh bản đồ và được hoàn chỉnh phù hợp với số liệu trong hồ sơ địa chính. Bản đồ địa chính được thành lập cho từng đơn vị hành chính cấp xã, là tài liệu quan trọng trong bộ hồ sơ địa chính. Trên bản đồ thể hiện vị trí, hình thể, diện tích, số thửa và loại đất của từng chủ sử dụng đất, đáp ứng yêu cầu quản lý đất đai của Nhà nước ở tất cả các cấp xã, huyện, tỉnh và Trung ương. 1.1.1.3 Bản đồ trích đo Là tên gọi chung cho bản vẽ có tỷ lệ lớn hay nhỏ hơn bản đồ địa chính cơ sở và bản đồ địa chính, trên đó thể hiện chi tiết từng thửa đất trên các ô thửa, vùng đất có tính ổn định lâu dài hoặc thể hiện chi tiết theo yêu cầu quản lý đất đai. 1.1.2 Mục đích, yêu cầu của bản đồ địa chính 1.1.2.1 Mục đích Bản đồ địa chính dùng làm cơ sở pháp lý để thực hiện một số mục đích trong quản lý nhà nước về đất đai như sau: - Phục vụ công tác thống kê, kiển tra định kỳ hàng năm và năm năm theo quy dịnh nhà nước. - Phục vụ công tác giao đất nông, lâm nghiệp cho các hộ gia đình, tổ chức , tiến hành đăng ký và cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất sản xuất nông, lâm nghiệp. Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K495 - Phục vụ cho việc đăng ký đất đai và cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất và nhà ở. - Phục vụ cho việc xác nhận hiện trạng và theo dõi biến động về sử dụng đất. - Phục vụ cho việc lập quy hoạch, kế hoạch sử dụng đất đai và thiết kế các điểm dân cư, quy hoạch giao thông thuỷ lợi. - Phục vụ cho việc lập hồ sơ và thu hồi đất đai khi cần thiết. Đồng thời thanh tra kiểm tra nhà nước về đất đai, giải quyết tranh chấp đất đai. - Bản đồ địa chính là cơ sở để thành lập bản đồ chuyên ngành khác. 1.1.2.2 Yêu cầu Khi thành lập bản đồ địa chính cần phải quan tâm đến các yêu cầu sau: - Chọn loại tỷ lệ bản đồ địa chính phù hợp với từng vùng đất, loại đất. - Bản đồ địa chính phải có chung một hệ thống toạ độ, độ cao thống nhất. Phải có phép chiếu phù hợp để các yếu tố trên bản đồ có biến dạng là nhỏ nhất - Thể hiện đày đủ và chính xác các yếu tổ không gian như: + Vị trí các điểm, các đường đặc trưng, diện tích thửa đất, số thửa đất. + Chất liệu thành lập bản đồ phải có chất lượng cao để bảo quản, cập nhật, lưu trữ, bảo trì và sử dụng lâu dài. - Bản đồ địa chính phải đươc kiểm tra nghiệm thu của các cấp quản lý sản xuất và đựoc các cấp quản lý nhà nước có thêm quyền phê duyệt để đảm bảo tính pháp lý của bản đồ địa chính. Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K496 Đ1.2 Cơ sở toán học của bản đồ địa chính Bản đồ địa chính là bản đồ chuyên ngành về đất đai có yêu cầu độ chính xác cao và yêu cầu thể hiện nội dung tỷ mỉ, chính xác theo tiêu chuẩn quy định chặt chẽ do cơ quan chủ quản ban hành. 1.2.1 Hệ thống tỷ lệ bản đồ địa chính. Bản đồ địa chính được thành lập gồm các tỷ lệ 1:200, 1:500, 1:1.000, 1:2.000, 1:5.000, 1:10.000, 1:25.000. Việc chọn tỷ lệ bản đồ căn cứ vào các yếu tố sau: - Mật độ thửa đất trên một hecta diện tích, mật độ thửa càng lớn thì tỷ lệ càng lớn. - Loại đất cần vẽ bản đồ: đất nông nghiêp, lâm nghiệp có diện tích thửa lớn vẽ tỷ lệ nhỏ. - Khu vực đo vẽ bản đồ: do điều kiện tự nhiên, tính chất quy hoạch của từng vùng đất và tập quán sử dụng đất khác nhau trên từng diện tích thửa đất cùng loại ở các vùng cũng thay đổi. - Yêu cầu về độ chính xác của bản đồ là yếu tố quan trọng để chọn tỷ lệ bản đồ, muốn thể hiện diện tích đến dm2 hay m2 thì chọn tỷ lệ 1:500 hay 1:1.000, nếu chỉ thể hiện diện tích đến hàng chục m2 thì vẽ bản đồ tỷ lệ 1:5000 hay 1:10.000 - Có thể chọn tỷ lệ bản đồ theo yêu cầu sau: - Đối với đất lâm nghiệp (vùng đồi núi) chọn bản đồ tỷ lệ 1:10.000, 1:25.000 - Đối với đất nông nghiệp: + Đồng bằng Nam Bộ chọn bản đồ tỷ lệ 1:2000, 1:5000 + Đồng bằng Bắc Bộ chọn bản đồ tỷ lệ 1:1.000, 1:2.000 - Đối với đất ở: Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K497 +Vùng nông thôn chọn bản đồ tỷ lệ 1:1.000 + Thị xã, thị trấn chọn bản đồ tỷ lệ 1:500, 1:1.000 +Thành phố chọn tỷ lệ bản đồ tỷ lệ 1:200, 1:500 1.2.2 Hệ toạ độ, phương pháp chia mảnh bản đồ địa chính 1.2.2.1 Hệ toạ độ Lưới toạ độ địa chính và bản đồ địa chính được thành lập theo hệ toạ độ và độ cao Quốc gia VN2000, hệ quy chiếu Quốc tế WGS – 84 toàn cầu, lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc UTM Quốc tế. Điểm gốc toạ độ được đặt tại Viện nghiên cứu địa chính (Đường Hoàng Quốc Việt – Hà Nội), điểm gốc độ cao quốc gia được đặt tại Hòn Dấu – Hải Phòng. Trong đó Elipxoid WGS – 84 có kích thước: a= 6378137 m b = 6356752.31 m 1/f = 298,257223563 ( Độ đẹt) Sử dụng lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc với múi chiếu phù hợp có hệ số k = 0.9999 để thể hiện hệ thống bản đồ địa chính cơ sở và bản đồ địa chính. Kinh tuyến trục áp dụng cho từng tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương. Để làm giảm ảnh hưởng những biến dạng độ dài và diên tích đến độ chính xác của bản đồ địa chính thì khi thành lập bản đồ địa chính ở: - Tỷ lệ 1:1.000, 1:2.000, 1:5.000, 1:10.000 sử dụng muối chiếu 30 - Tỷ lệ 1: 200, 1:500 sử dụng múi chiếu 1.50 Khi độ cao khu đo lớn hơn 50m thì sử dụng mặt độ cao trung bình khu đo thay cho mặt nước biển trung bình để tính chuyển kết quả đo. 1.2.2.2 Chia mảnh bản đồ địa chính Phương pháp chia mảnh và đánh số bản đồ địa chính thực hiện theo quy định tại quy phạm thành lập bản đồ địa chính tỷ lệ 1:500 đến 1:25.000 do Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K498 Tổng cục Địa chính ban hành tháng 3 năm 2000 như sau: Bản đồ địa chính các tỷ lệ đều được thể hiện trên bản vẽ hình vuông, việc chia mảnh bản đồ địa chính dựa theo toạ độ lưới ô vuông của hệ toạ độ vuông góc phẳng. - Bản đồ tỷ lệ 1:25.000 Dựa theo hình chữ nhật giới hạn khu đo, chia khu đo thành các ô vuông kích thước 12x12 Km tương ứng với tờ bản đồ tỷ lệ 1:25.000. Số hiệu tờ bản đồ địa hình tỷ lệ 1:25.000 gồm 8 chữ số, hai chữ đầu là 25, tiếp theo là dấu gạch ngang (-) ba số tiếp theo là số chẵn Km toạ độ X, ba số sau cũng là số chẵn Km toạ độ Y của điểm góc Tây Bắc tờ bản đồ. - Bản đồ tỷ lệ 1:10.000 Lấy tờ bản đồ tỷ lệ 1:25.000 làm cơ sở chia làm bốn ô kích thước 6x6 Km Số hiệu tờ bản đồ tỷ lệ 1:10.000 cũng theo nguyên tắc đánh số tương tự như tờ bản đồ tỷ lệ 1:25.000 nhưng thay số 25 bằng số 10. - Bản đồ tỷ lệ 1:5.000 Chia mảnh bản đồ tỷ lệ 1:10.000 thành bốn ô vuông kích thước 3x3 Km tương ứng với tờ bản đồ tỷ lệ 1:5.000. Số hiệu tờ bản đồ này đánh theo nguyên tắc tương tự như tờ bản đồ tỷ lệ 1:25.000 và 1:10.000 nhưng không có số 25 hoăc số 10 mà chỉ có 6 số. Đó là toạ độ chẵn Km của góc Tây Bắc mảnh bản đồ địa chính tỷ lệ 1:5.000. - Bản đồ tỷ lệ 1:2.000. Chia mảnh bản đồ tỷ lệ 1:5.000 thành 9 ô vuông có kích thước thực tế là 1x1 Km tương ứng với tờ bản đồ tỷ lệ 1:2.000. Số hiệu của tờ này được đánh theo số hiệu của tờ bản đồ tỷ lệ 1:5.000 và số hiệu của ô vuông. các ô vuông được đánh thứ tự bằng số Arập từ 1 đến 9 theo nguyên tắc từ trái sang phải, từ trên xuống dưới. Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K499 - Bản độ tỷ lệ 1:1.000 Chia tờ bản đồ tỷ lệ 1: 2.000 thành 4 ô vuông, mỗi ô vuông có kích thước thực là 500x500m ứng với bản đồ tỷ lệ 1:1.000. Số hiệu của tờ bản đồ này gồm số hiệu của của tờ bản đồ tỷ lệ 1:2.000 thêm gạch nối và số thứ tự ô vuông. Các ô vuông được đánh số thứ tự bằng chữ cái a, b, c, d từ trái qua phải, từ trên xuống dưới. - Bản đồ tỷ lệ 1:500 Chia tờ bản đồ tỷ lệ 1: 2.000 thành 16 ô vuông, mỗi ô vuông có kích thước thực là 250x250m ứng với bản đồ tỷ lệ 1:500. Số hiệu của tờ bản đồ này gồm số hiệu của của tờ bản đồ tỷ lệ 1:2.000 thêm gạch nối và số thứ tự ô vuông nhưng đặt trong ngoặc đơn. Các ô vuông được đánh số thứ tự bằng số từ 1 đến 16 từ trái qua phải, từ trên xuống dưới. 1.2.3 Lưới khống chế đo vẽ 1..2.3.1 Lưới khống chế cơ sở Lưới toạ độ, độ cao cơ sở được phát triển từ hệ toạ độ nhà nước hạng I, II, III, IV. Bản đồ địa chính cần thành lập phải đáp ứng được yêu cầu của công tác quản lý đất đai thống nhất từ trung ương đến địa phương trên toàn lãnh thổ. Bản đồ địa chính phải là một hệ thống thống nhất về cơ sở toán học, độ chính xác. Mặt khác thực tế đặt ra nhu cầu phải đo vẽ bản đồ địa chính ở nhiều vùng khác nhau trong cùng một thời gian. Để đảm bảo những yêu cầu nói trên, lưới toạ độ phải phủ trùm toàn quốc, cùng độ chính xác và có khả năng thực hiện độc lập theo từng khu vực. Ngày nay công nghệ GPS đã được áp dụng rộng rãi trong việc thành lập lưới trắc địa nhờ vào khả năng cho độ chính xác cao, giá thành hạ , thời gian thi công nhanh. Nó là yếu tố đảm bảo kỹ thuật cho việc lựa chọn phương án xây dựng lưới toạ độ địa chính. Phương án lựa chọn lưới toạ độ địa chính hiện nay là chêm vào các điểm hạng I, hạng II nhà nước một mạng lưới địa chính cơ sở hạng III đo bằng công nghệ GPS có độ chính xác đạt tiêu chuẩn hạng III Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4910 nhà nước và mật độ điểm ngang với hạng IV nhà nước. Như vậy lưới toạ độ địa chính vừa hoà nhập với mạng lưới toạ độ quốc gia vừa đáp ứng được yêu cầu đo vẽ bản đồ địa chính tất cả các loại trên phạm vi toàn quốc. Để tăng dày mật độ điểm khống chế toạ độ ta chêm vào lưói địa chính cơ sở hạng III bằng hai cấp khống chế đó là lưới tạo độ địa chính cấp 1 và cấp 2. 1.2.3.2 Lưới địa chính cấp 1 và cấp 2 Lưới toạ độ địa chính cấp 1 và cấp 2 là lưới toạ độ khu vực nhằm tăng dày điểm lưới khống chế trắc địa và là cơ sở để phát triển lưới khống chế đo vẽ, khi thiết kế phải đảm bảo mật độ điểm khống chế phù hợp phủ trùm trên toàn bộ khu vực đo vẽ, Ngày nay với sự phát triển vượt bậc của máy toàn đạc điện tử có độ chính xác cao nên lưới địa chính cấp 1 và cấp 2 chủ yếu được xây dựng theo phương pháp đường chuyền. Trước khi thiết kế lưới đường chuyền chúng ta cần khảo sát kỹ thực địa để bố trí đồ hình phù hợp nhất, các tuyến càng duỗi thẳng càng tốt, tổng số chiều dài cạnh không vượt quá yêu cầu quy định theo quy phạm. Góc đo nối phương vị tại điểm đầu đường chuyền phải lớn hơn 20o. Chiều dài cạnh đường chuyền bố trí càng nhiều càng tốt tại các điểm hạng cao của điểm đường chuyền phải đo một góc nối giữa các cạnh đường chuyền với lưới hạng cao có phương vị góc chính xác. Sau khi thiết kế xong các điểm của lưới thì tiến hành chọn điểm tại thực địa đảm bảo thông hướng. Vị trí mốc phải thuận lợi, khi đo không nên cho hướng ngắm đi qua quá gần chướng ngại vật. Sau khi chọn điểm thì tiến hành chôn mốc. Đối với đường chuyền cấp 1 thì chôn mốc bêtông, trên đỉnh mốc có dấu bằng thép và gạch chữ thập kèm dấu tâm mốc. Đối với vùng đất ở nông thôn thì chôn mốc sâu dưói mặt đất từ 30 đến 40 cm, sau khi chôn xong đậy nắp, còn ở các đô thị chỉ đậy nắp bêtông và đánh dấu. Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4911 Đ1.3 nội dung và độ chính xác bản đồ địa chính 1.3.1 Nội dung bản đồ địa chính 1.3.1.1 Điểm khống chế toạ độ và độ cao Trên bản đồ cần thể hiện đầy đủ các điểm khống chế toạ độ và độ cao nhà nước các cấp, lưới toạ độ địa chính cấp 1, cấp 2 và các điểm khống chế đo vẽ có chôn mốc để sử dụng lâu dài. Đây là yếu tố dạng điểm cần thể hiện chính xác đến 0.1mm trên bản đồ. 1.3.1.2 Địa giới hành chính các cấp Cần thể hiện chính xác đường địa giới quốc gia, địa giới hành chính các cấp Tỉnh, huyện, xã, các mốc địa giới hành chính, các điểm ngoặt của đường địa giới. Khi đường địa giới hành chính cấp thấp trùng với đường địa giới cấp cao hơn thì biểu thị đường địa giới cấp cao. Các đường địa giới phải phù hợp với hồ sơ địa giới đang được lưu trữ trong các cơ quan nhà nước. 1.3.1.3 Ranh giới thửa đất Thửa đất là yếu tố cơ bản của bản đồ địa chính. Ranh giới thửa đất được thể hiện trên bản đồ bằng đường viền khép kín dạng đường gấp khúc hoặc đường cong. Để xác định vị trí thửa đất cần đo vẽ chính xác các điểm đặc trưng trên đường ranh giới của nó như điểm góc thửa, điểm ngoặt, điểm cong của đường biên. Đối với mỗi thửa đất, trên bản đồ còn phải thể hiện đầy đủ 3 yếu tố là số thứ tự thửa, diện tích và phân loại đất theo mục đích sử dụng. 1.3.1.4Loại đất Tiến hành phân loại và thể hiện 5 loại đất chính là đất nông nghiệp, đất lâm nghiệp, đất chuyên dùng, đất ở và đất chưa sử dụng. Trên bản đồ địa chính cần phân loại đến từng thửa đất, từng loại đất chi tiết. 1.3.1.5 Công trình xây dựng trên đất Khi đo vẽ bản đồ tỷ lệ lớn ở vùng đất thổ cư, đặc biệt là khu vực đô thị thì trên thửa đất còn phải thể hiện chính xác ranh giới các công trình xây dựng Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4912 theo mép tường phía ngoài. Trên vị trí công trình còn biểu thị tính chất công trình như nhà gạch, nhà bê tông, nhà nhiều tầng. 1.3.1.6 Ranh giới sử dụng đất Trên bản đồ thể hiện ranh giới các khu dân cư, ranh giới lãnh thổ sử dụng đất của các doanh nghiệp, của các tổ chức xã hội, doanh trại quân đội... 1.3.1.7 Hệ thống giao thông Cần thể hiện tất cả các loại đường sắt, đường bộ, đường trong làng, ngoài đồng, đường phố, ngõ phố... Đo vẽ chính xác vị trí tim đường, mặt đường, chỉ giới đường, các công trình cầu cống trên đường và tính chất con đường. Giới hạn thể hiện hệ thống giao thông là chân đường, đường có độ rộng nhỏ hơn 0.5mm thì vẽ 1 nét và ghi chú độ rộng. 1.3.1.8 Mạng lưới thuỷ văn Thể hiện hệ thống sông ngòi, kênh mương, ao hồ... Đo vẽ theo mức nước cao nhất hoặc mực nước tại thời điểm đo vẽ. Độ rộng kênh mương lớn hơn 0.5mm trên bản đồ phải vẽ 2 nét, nếu độ rộng nhỏ hơn 0.5mm thì vẽ một nét theo đường tim của nó. Khi đo vẽ trong các khu dân cư thì phải vẽ chính xác các rãnh thoát nước công cộng. Sông ngòi, kênh mương cần phải ghi chú tên và hướng nước chảy. 1.3.1.9 Địa vật quan trọng Trên bản đồ địa chính phải thể hiện các địa vật có ý nghĩa định hướng. 1.3.1.10 Mốc địa giới quy hoạch Trên bản đồ địa chính còn phải thể hiện đầy đủ mốc quy hoạch, chỉ giới quy hoạch, hành lang an toàn giao thông, hành lang bảo vệ đường điện cao thế, bảo vệ đê điều. 1.3.1.11 Dáng đất Khi đo vẽ bản đồ địa hình ở vùng có chênh cao lớn phải thể hiện dáng đất bằng các đường đồng mức hoặc ghi chú độ cao. Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4913 1.3.1.12 Ký hiệu bản đồ địa chính Nội dung của bản đồ địa chính được biểu thị bằng các ký hiệu quy ước và các ghi chú. Các ký hiệu được thiết kế phù hợp cho từng loại tỷ lệ bản đồ và phù hợp với yêu cầu sử dụng bản đồ địa chính. Các ký hiệu phải đảm bảo tính chất trực quan, dễ đọc, không làm lẫn lộn kí hiệu này với kí hiệu khác. a. Các kí hiệu vẽ theo tỷ lệ Khi thể hiện các đối tượng có diện tích bề mặt tương đối lớn ta dùng kí hiệu theo tỷ lệ. Phải vẽ đúng kích thước của địa vật theo tỷ lệ bản đồ. Đường viền của đối tượng có thể vẽ bằng nét liền, nét đứt hoặc đường chấm chấm. Bên trong phạm vi đường viền dùng màu sắc hoặc các hình vẽ, biểu tượng và ghi chú để biểu thị đặc trưng địa vật. Với bản đồ địa chính gốc thì cho phép ghi chú đặc trưng và biểu tượng được dùng làm phương tiện chính. Các kí hiệu này thể hiện rõ vị trí, diện tích, các điểm đặc trưng và tính chất của đối tượng cần biểu diễn. b. Các kí hiệu không theo tỷ lệ Dùng để thể hiện vị trí và các đặc trưng số lượng, chất lượng của các đối tượng song không thể hiện diện tích, kích thước và hình dạng của chúng theo tỷ lệ bản đồ. Loại kí hiệu này còn sử dụng cả trong trường hợp địa vật được vẽ theo tỷ lệ mà ta muốn biểu thị thêm yếu tố tượng trưng làm tăng thêm khả năng nhận biết đối tượng trên bản đồ. c. Các kí hiệu nửa tỷ lệ Dùng để thể hiện các đối tượng có thể biểu diễn kích thước thực một chiều theo tỷ lệ bản đồ, còn chiều kia dùng kích thước quy ước. 1.3.1.13 Ghi chú thuyết minh Ngoài các kí hiệu, người ta còn dùng cách ghi chú để biểu đạt nội dung của bản đồ địa chính. Các ghi chú có thể chia làm 2 nhóm: a. Ghi chú tên riêng Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4914 Dùng để chỉ các đơn vị hành chính, tên các cụm dân cư, các đối tượng kinh tế xã hội, tên sông, hồ, núi đồi, xứ đồng... b. Ghi chú giải thích Dùng trong bản đồ địa chính nhằm thể hiện, giải thích về phân loại đối tượng, về đặc trưng số lượng, chất lượng của chúng. Ghi chú này được viết tắt, giản lược ngắn gọn. 1.3.2 yêu cầu độ chính xác bản đồ địa chính 1.3.2.1 Độ chính xác điểm khống chế đo vẽ Khi đo vẽ bản đồ địa chính theo phương pháp đo vẽ trực tiếp ở thực địa phải xây dựng lưới khống chế đo vẽ ở thực địa, còn khi sử dụng ảnh hàng không cần phải tăng dày khống chế ảnh. Trong quy phạm quy định “ sai số trung phương vị trí mặt phẳng của điểm khống chế đo vẽ sau bình sai so với điểm khống chế toạ độ nhà nước gần nhất không vượt quá 0,1mm tính theo bản đồ tỷ lệ cần thành lập, ở vùng ẩn khuất sai số nói trên không lớn quá 0,15mm”. Đối với khu vực đô thị, sai số nói trên không vượt quá 6cm trên thực địa áp dụng chung cho mọi tỷ lệ đo vẽ. Đối với điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp cũng phải đạt độ chính xác nói trên, đối với điểm tăng dày khống chế ảnh thì sai số này phải được quy định là 0,15mm. Sai số trung phương độ cao của điểm khống chế đo vẽ sau bình sai so với điểm độ cao nhà nước gần nhất không vượt quá 1/10 khoảng cao đều đường bình độ cơ bản. 1.3.2.2 Độ chính xác vị trí điểm chi tiết Về độ chính xác đo vẽ chi tiết, quy phạm hiện hành quy định như sau: “sai số trung bình vị trí điểm mặt phẳng của các điểm trên ranh giới thửa đất thể hiện trên bản đồ địa chính so với điểm của lưới khống chế đo vẽ gần nhất không được lớn hơn 0,5mm trên bản đồ, đối với các địa vật còn lại không vượt quá 0,7mm”. Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4915 “Sai số tương hỗ giữa các ranh giới thửa đất, giữa các điểm trên cùng ranh giới thửa đất, sai số độ dài cạnh thửa đất không vượt quá 0,4mm trên bản đồ địa chính”. Quy định trên đã có sự khác biệt cơ bản so với tiêu chuẩn của bản đồ địa hình cùng tỷ lệ. Đối với bản đồ địa chính, yếu tố kích thước thửa đất quan trọng hơn nhiều so với quan hệ tương hỗ vị trí điểm địa vật. Kích thước thửa đất được hiểu là chiều dài cạnh thửa hoặc chiều dài đường chéo thửa đất. Nếu biết toạ độ điểm góc thửa thì chiều dài cạnh tính theo công thức:    212212 yyxxS  (1 - 1) Nếu 2 điểm đầu độc lập nhau về sai số, từ công thức trên ta suy ra quan hệ sai số:         2221221212222122121222 .... yyxxs myymyymxxmxxms  Các điểm đo có cùng độ chính xác nên xyyxx mmmmm  2121 Ta có:     212212222 2 yyxxmms xs   22 2 xs mm   2xs mm  222 xyxp mmmm   ps mm  (1 – 2) Vậy sai số trung phương chiều dài cạnh thửa đất bằng sai số trung phương vị trí điểm góc thửa. Sai số tương hỗ vị trí điểm của 2 điểm kề nhau không chỉ gồm sai số chiều dài cạnh mà còn có cả sai số hướng m . Coi ảnh hưởng của sai số chiều dài và hướng bằng nhau thì sai số trung phương tương hỗ vị trí điểm sẽ là: 2222 mmmmm ssth   (1 – 3) Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4916 Rõ ràng sai số trung phương tương hỗ vị trí điểm lớn hơn sai số trung phương vị trí điểm khi các điểm đo độc lập. Thay cho sai số tương hỗ vị trí điểm trong quy phạm trước đây, quy phạm đo vẽ bản đồ địa chính hiện hành đã quy định sai số trung phương chiều dài cạnh thửa đất không vượt quá 0,4mm trên bản đồ. Khi đó: m = ms = 0,4mm Với kỹ thuật hiện nay ta nên quy định sai số trung phương vị trí điểm là 0,4mm trên bản đồ, nó tương ứng với sai số trung bình là 0,32mm. Như vậy chất lượng bản đồ sẽ được nâng cao. 1.3.2.3 Độ chính xác thể hiện độ cao trên bản đồ Nếu trên bản đồ thể hiện độ cao bằng đường bình độ thì sai số trung bình độ cao đường bình độ, độ cao điểm đặc trưng địa hình, độ cao của điểm ghi chú độ cao trên bản đồ địa chính so với điểm không chế độ cao ngoại nghiệp gần nhất không vượt quá 1/3 khoảng cao đều đường bình độ cơ bản ở vùng đồng bằng và 1/2 khoảng cao đều đối với vùng núi và vùng ẩn khuất. 1.3.2.4 Độ chính xác tính diện tích Diện tích thửa đất được tính chính xác đến m2 khu vực đô thị cần tính chính xác đến 0,1m2. Diện tích thửa đất được tính hai lần, độ chênh kết quả tính diện tích phụ thuộc vào tỷ lệ bản đồ và diện tích thửa. Quy phạm quy định sai số tính diện tích cho phép là: PMPgh  0004,0 (1 – 4) Trong đó: M : là mẫu số tỷ lệ bản đồ P : là diện tích thửa đất tính bằng m2 Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4917 Đ1.4 các phương pháp thành lập bản đồ địa chính Bản đồ địa chính có thể được thành lập theo các phương pháp sau: Hình 1.1. Các phương pháp thành lập bản đồ địa chính Các thửa đất nông nghiệp thường cố diên tích lớn hơn và đường biên của chúng ít bị che khuất. Các thửa đất này thể hiện khá rõ trên ảnh hàng không. Vì vậy cần tận dụng máy móc, thiết bị và tư liệu ảnh để thành lập bản đồ địa chính vùng đất nông nghiệp. Tư liệu ảnh cũng rất thuận lợi cho việc số hoá bản đồ và quản lí tư liệu trên máy tính . Kết hợp phương pháp toàn đạc và dùng ảnh hàng không cũng là một phương pháp khá thuận lợi. Phần lớn công việc xác định ranh giới thửa đất sẽ được thực hiên trong phòng bằng ảnh hàng không. Phần việc thực địa là đo đạc và bổ xung, điều tra các yếu tố phi không gian của bản đồ địa chính. Ngoài ra chúng ta còn có thể sử dụng phương pháp biên vẽ từ các bản đồ địa chính hay từ nền bản đồ địa hình vẫn còn giá trị sử dụng, có tỷ lệ bằng hoặc lớn hơn tỷ lệ bản đồ địa chính cần thành lập. Phương pháp đo vẽ trực tiếp ngoài thực địa Phương pháp đo ảnh Biên tập từ bản đồ tỷ lệ lớn hơn Phương pháp toàn đạc Phương pháp đo vẽ phối hợp Phương pháp đo vẽ lập thể Phương pháp bàn đạc Đo ảnhtương tự Đo ảnh giải tích Đo ảnh số Các phương pháp thành lập bản đồ địa chính Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4918 Việc lựa chọn phương pháp vẽ bản đồ ở từng đơn vị hành chính tỉnh, huyện, xã thường được quyết định trong các phương án ky thuật. Cơ sở để lựa trọn phương pháp đo vẽ là đặc điểm loại đất, vùng đất cần đo, tỷ lệ bản đồ cần vẽ máy móc thiết bị sẵn có và tư liệu bản đồ ảnh hàng không có thể sử dụng. 1.4.1 Phương pháp đo vẽ trực tiếp ngoài thực địa (phương pháp toàn đạc) Toàn đạc là phương pháp cơ bản để thành lập bản đồ địa chính vùng thổ canh, thổ cư đăc biệt là khu đô thị có mật độ công trình nhà cửa dầy đặc. Phương pháp này cho độ chính xác cao với từng điểm đo, vì vậy thuân tiện cho việc thành lập bản đồ tỷ lệ lớn và cực lớn. Để đảm bảo độ chính xác thì mật độ điểm đo lớn kéo theo thời gian làm việc ngoài trời nhiều. Trong phương pháp này thì thời tiết và sự hạn chế về tầm nhìn do địa vật gây ra ảnh hưởng khá nhiều tới công việc, ngoài ra địa hình phức tạp ảnh hưởng không nhỏ tới công việc. Do đó phương pháp này cho hiệu quả kinh tế không cao và có một số hạn chế khả năng ứng dụng các thành tựu khoa học kỹ thuật, công nghệ mới. Chính vì lý do trên mà phương pháp đo vẽ trực tiếp ngoài thực địa thường được áp dụng vào các địa bàn không lớn , chủ yếu là thành lập bản đồ địa chính tỷ lệ lớn ở các vùng dân cư đặc biệt là khu đô thị có mật độ dân cư đông đúc, nhà cửa công trình nhiều. Hiện nay với máy móc hiện đại dạng toàn đạc điện tử, số liệu đo ở sổ ghi điện tử được lưu trữ trong file số liệu dạng ACCII giảm tối thiểu thời gian thao tác ở thực địa. Kết quả đo có độ chính xác phụ thuộc vào việc dựng gương các điểm chi tiết và công tác sơ hoạ. Để đảm bảo độ chính xác thì mật độ đo trực tiếp phải lớn nên thời gian làm việc ngoài trời kéo dài. Quá trình vẽ bản đồ được thực hiện trong phòng dẫn đến việc vẽ chỉ dựa vào số liệu đo, không có điều kiện quan sát trực tiếp ngoài thực địa nên dễ bỏ sót các chi tiết phương pháp này còn bị ảnh hưởng lớn của thời tiết, tầm thông hướng và đo vẽ địa hình gây nên. Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4919 Hình 1.2 Quy trình thành lập bản đồ địa chính bằng phương pháp đo vẽ trực tiếp ngoài thực địa 1.4.2 Phương pháp biên tập từ bản đồ có tỷ lệ lớn hơn Chúng ta có thể thành lập bản đồ dựa trên việc biên tập các bản đồ hiện còn giá trị sử dụng có tỷ lệ lớn hơn tỷ lệ bản đồ cần thành lập. Thường phương pháp này được sử dụng để làm mới bản đồ, thành lập các loại bản đồ tỷ lệ trung bình, tỷ lệ nhỏ, thành lập các loại bản đồ chuyên đề. 1.4.3 Phương pháp đo ảnh Để thành lập bản đồ địa chính bằng phương pháp đo ảnh được áp dụng cho các khu vực rộng lớn, phương pháp này chiếm 90% - 95% số lượng bản đồ địa hình, địa chính ở nước ta và các nước tiên tiến. Phương pháp đo ảnh có thể thực hiện theo phương pháp đo vẽ phối hợp (sử dụng ảnh đơn) và phương pháp đo vẽ ảnh lập thể. 1.4.3.1 Phương pháp đo vẽ ảnh phối hợp áp dụng ở vùng bằng phẳng là chủ yếu. Đo vẽ phối hợp áp dụng cho bản Xây dựng phương án kỹ thuật đo đạc thành lập BĐĐC Thành lập lưới địa chính các cấp Chuẩn bị bản vẽ và các tư liệu liên quan Đo vẽ chi tiết ngoại nghiệp Tu chỉnh, Tiếp biên bản vẽ Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4920 đồ địa chính rất có nhiều hiệu quả ở vùng thổ canh có địa hình bằng phẳng. Đặc biệt nó tách biệt công tác đo vẽ mặt bằng (địa vật) và độ cao (địa hình). Trong đó, việc xác định vị trí mặt phẳng của đối tượng đo vẽ nội dung bản đồ được thực hiện trên cơ sở hình học của tấm ảnh đơn. Thông qua công tác nắn ảnh để xử lý các sai số do tấm ảnh nghiêng và địa hình lồi lõm gây ra. Còn phần địa hình được thực hiện nhờ các phương pháp đo vẽ trực tiếp ngoài thực địa. Trong công tác điều vẽ ngoại nghiệp cần đặc biệt chú ý làm tốt công việc đối soát và thể hiện bờ vùng, bờ thửa và xác định hiên trạng sử dụng đất trên bản đồ ảnh để làm cơ sở cho việc trích đo phục vụ cho giao quyền sử dụng đất. Thành lập bản đồ địa chính trên cơ sở số hoá bình đồ ảnh là một công nghệ tiên tiến đang được sử dụng rộng rãi và có hiệu quả cao vừa đảm bảo độ chính xác vừa thuận lợi cho việc khai thác quản lý dữ liệu. 1.4.3.2 Phương pháp đo vẽ ảnh lập thể Có khả năng khái quát địa hình tốt nhất so với tất cả các phương pháp khác. Ngày nay nhờ có các thiết bị hiện đại như máy móc đo vẽ ảnh lập thể toàn năng giải tích và trạm đo ảnh số mà phương pháp lập thể thoả mãn tất cả các loại bản đồ có tỷ lệ trung bình và nhỏ. Phương pháp đo ảnh lập thể càng ưu việt khi địa hình khó khăn, phức tạp. Ví dụ như ở vùng núi cao, địa hình chia cắt nhiều, khu núi đá….. Đo vẽ trên mô hình nên phương pháp lập thể hầu như hạn chế đến mức tối đa ảnh hưởng của thời tiết và địa hình. Đặc biệt đối với bản đồ tỷ lệ trung bình và tỷ lệ nhỏ thì không có phương pháp nào cho độ chính xác cao hơn phương pháp đo ảnh lập thể. Có thể nói phương pháp này luôn được áp dụng các thành tựu mới vào sản xuất để giảm công sức, và thời gian đo vẽ ngoại nghiệp, tăng năng xuất lao động dẫn tới giảm giá thành sản phẩm. Ngày nay trên thế giới và ở nước ta công nghệ đo ảnh số đã và đang được nghiên cứu áp dụng trong sản xuất. Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4921 Chương 2 Quy trình thành lập bản đồ địa chính vùng bằng phẳng bằng công nghệ ảnh số Đ2.1 Khái niệm về ảnh số ảnh số được tạo bởi mảng hai chiều của các phần tử ảnh có cùng kích thước được gọi là pixel. Mỗi pixel được xác định bởi toạ độ hàng (m), cột (n) và giá trị độ xám(g) của nó là g(m,n) biến đổi theo toạ độ điểm (x,y). Toạ độ hàng và cột của mỗi pixel đều là các số nguyên. Còn giá trị độ xám của pixel nằm trong thang độ xám từ 0 đến 255 (thang độ xám 256 bậc theo đơn vị thông tin 8 bit). Toạ độ số hoá chỉ là các giá trị rời rạc m,n và được biểu thị: xmxx  .0 (2 – 1) ynyy  .0 Trong đó : m = 0,1,...M n = 0,1,...N x , y là bước nhảy số hoá. Khi lấy Δx=Δy và N=M chỉ ra các giá trị rời rạc được gán vào các giá trị độ xám g(m,n) tương ứng của các pixel, lúc đó chúng ta nói rằng ảnh được lấy mẫu (Sampling) và các giá trị độ xám của nó được lượng tử hoá. Như vậy, ảnh số là tập hợp các điểm ảnh rời rạc với vị trí m, n (hoặc x, y) và giá trị độ xám tương ứng với từng điểm ảnh. Các phần tử của ma trận độ xám g (m, n) có dạng:         1)-N1,-g(M…1)1,-g(M0)1,-g(M .………………………… 1)-Ng(1,…1)g(1,0)g(1, 1)-Ng(0,…1)g(0,0)g(0, (2 – 2) Trong đó, mỗi pixel có độ xám g và có vị trí tính theo hàng m, cột n Xử lý ảnh số tạo nên khả năng tự động hoá nâng cao năng suất hiệu Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4922 quả đối với phương pháp thành lập bản đồ. ảnh số có thể tạo ra bằng các phương pháp: - ảnh số từ quét ảnh tương tự thông qua máy quét. - ảnh số tạo ra từ máy chụp ảnh số. - ảnh số quét trực tiếp bề mặt trái đất (ảnh số của bộ cảm vệ tinh). Độ lớn của pixel được gọi là độ phân giải của ảnh số. Quá trình số hoá bao gồm 2 vấn đề quan trọng đó là định mẫu ảnh và lượng tử hoá hình ảnh, hay có thể nói rằng: Quá trình số hoá = quá trình định mẫu + quá trình lượng tử hoá * Quá trình định mẫu ảnh được sử dụng để tạo ra sự rời rạc hoá không gian hình học liên tục của ảnh. Thông thường nó được thực hiện nhờ hệ thống quang học với kích thước nào đó đã được chọn chuyển động dọc theo đường quét trên tấm ảnh, cũng tại thời điểm đó nó tiến hành đo, ghi (thời gian đã được định trước hoặc độ dài của bước nhảy) phản xạ hoặc bức xạ giá trị độ đen của từng vùng với đối tượng tương ứng. Việc định mẫu ảnh cho từng vị trí cửa mở của hệ thống quang học là giá trị thích hợp của toàn giá trị độ đen trong khoảng cửa mở (kích thước). Theo luật định mẫu, bước nhảy định mẫu lý tưởng T thoả mãn điều kiện: cf T 2 1 (2 – 3) Trong đó: fc là tần số cao nhất của phép biến đổi FURIER của việc định mẫu ảnh, tức là tần số cắt. * Quá trình lượng tử hoá được sử dụng để tạo ra sự rời rạc không gian độ đen liên tục của ảnh. Lượng tử hoá có thể thực hiện bằng 2 phương pháp là tuyến tính hoặc không tuyến tính. Lượng tử hoá cho ta các giá trị độ xám tại vị trí được số hoá thành các mức độ xám với các khoảng nhảy bằng nhau. I=2M Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4923 Với M= 1,2,...,8 là số được lấy cho bậc độ xám Với M = 1 thì ta có 2 mức độ xám trắng và đen. Với M = 8 thì ta có 256 mức độ xám, như vậy khoảng dao động của mức độ xám từ 0 đến 255. Vì các bậc độ xám này có thể lưu giữ dưới dạng một byte (8 bit) nên chúng có rất nhiều thuận lợi trong quá trình xử lý ảnh số. Để số hoá ảnh tương tự người ta sử dụng máy quét Photo Scanner (chẳng hạn PS.1) có khẳ năng số hoá ảnh tương tự thành các pixel có kích thước 7,5àm, 15àm, 30àm, 60àm, và 120àm tuỳ theo yêu cầu cụ thể. Kích thước pixel càng bé thì độ phân giải của việc quét càng cao. Số lượng thông tin chứa trong một tấm ảnh hàng không cỡ 23x23cm khi số hoá theo 256 bậc đơn vị độ xám được chỉ ra ở bảng sau: Kích thước pixel (àm) Lượng thông tin (Mb) 7,5 960 15 240 30 60 60 15 120 3,7 Hình 2.1 Bảng độ phân giải và dung lượng thông tin Qua đây ta thấy là khi quét ảnh với kích thước pixel càng bé thì đòi hỏi máy tính điện tử phải có bộ nhớ lớn, tốc độ xử lý tính toán phải lớn, tốc độ xuất nhập thông tin phải cao và đòi hỏi máy quét ảnh phải có độ phân giải cao. Tất cả những điều này đều có ảnh hưởng rất lớn đến giá thành tờ bản đồ được thành lập. Thế nhưng nếu quét ảnh với kích thước pixel quá lớn thì độ chính xác của bản đồ đo vẽ thấp do làm mất mát nhiều thông tin trên ảnh gốc. Vì vậy việc lựa chọn độ phân giải khi quét ảnh là một vấn đề quan trọng vừa có ý nghĩa kinh tế lẫn ý nghĩa kỹ thuật. Việc lựa chọn độ phân giải khi quét ảnh phải dựa vào độ phân biệt của ảnh gốc, dựa vào tỷ lệ ảnh sử dụng để quét, dựa vào tỷ lệ và độ chính xác của Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4924 bản đồ cần đo vẽ và dựa vào độ phân giải hiện có của máy quét và màn hình trạm xử lý ảnh số. Độ phân giải khi quét ảnh phải lựa chọn cho phù hợp với khả năng phân biệt của ảnh gốc, nếu kích thước chọn pixel quá lớn sẽ làm mất mát một số thông tin có trên ảnh gốc. Ngược lại, nếu kích thước chọn pixel quá nhỏ, sau khi quét ảnh sẽ tạo ra nhiều pixel thừa trong việc tính toán và lưu trữ, do đó sẽ làm tăng khối lượng tính toán và cấu hình của thiết bị. Do vậy khi số hoá ảnh điều quan trọng là phải biết khả năng phân biệt của ảnh gốc để chọn độ phân giải của máy quét cho phù hợp. Tuy nhiên khi chọn độ phân giải quét ảnh còn phải căn cứ thêm vào độ chính xác đòi hỏi của bản đồ cần thành lập. Việc thành lập bản đồ tỷ lệ lớn đòi hỏi độ chính xác cao nên khi quét ảnh phục vụ cho việc thành lập bản đồ tỷ lệ lớn phải chọn độ phân giải cao hơn khi quét ảnh để thành lập bản đồ tỷ lệ nhỏ. Độ phân giải khi quét ảnh còn phụ thuộc vào tỷ số giữa tỷ lệ ảnh chụp và tỷ lệ bản đồ cần thành lập. Để đảm bảo độ chính xác bản đồ thành lập, khi hệ số này càng lớn cần phải chọn độ phân giải quét ảnh càng cao. Độ phân giải quét ảnh cũng phụ thuộc vào độ phân giải của màn hình trạm xử lý ảnh số. Khi màn hình trạm xử lý ảnh số có độ phân giải thấp thì việc quét ảnh với độ phân giải cao hơn trở nên kém hiệu quả. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng việc phân tích về việc chọn độ phân giải khi quét cần có những công trình nghiên cứu thực nghiệm cụ thể để đưa ra tiêu chuẩn thống nhất (có thể là quy phạm). Độ chính xác của phương pháp đo ảnh số phụ thuộc rất lớn vào độ phân giải quét ảnh. Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4925 Đ2.2 Khái niệm về phương pháp đo vẽ ảnh số 2.2.1 Khái niệm về phương pháp đo ảnh số Công nghệ đo ảnh số dựa trên nguyên lý cơ bản là biến đổi độ xám trên ảnh thành tín hiệu điện đồng thời sử dụng máy tính điện tử và các phần mềm chuyên dụng để xử lý các tín hiệu này và thực hiện quá trình tự động hoá trong đo vẽ ảnh, cụ thể là để tiến hành số hoá ảnh, đo ảnh, nhận biết hình ảnh và tính toán xử lý thay cho con người trong phần lớn các quá trình đo ảnh như: công tác tăng dày khống chế ảnh, xây dựng mô hình số địa hình, nắn ảnh số và đo vẽ địa hình... Ngày nay, việc xử lý tấm ảnh số trên các trạm đo ảnh số chuyên dùng với mức độ tự động hoá cao, cho ra những sản phẩm đa dạng và khả năng cập nhật quản lý dễ dàng. Sự khác biệt cơ bản giữa phương pháp đo ảnh số với phương pháp đo ảnh tương tự và phương pháp đo ảnh giải tích được mô tả trong bảng sau: Hình 2.2 Bảng các đặc trưng cơ bản của phương pháp đo ảnh Trong phương pháp đo ảnh số ta có ba phương pháp sau: Phương pháp đo ảnh Tư liệu đầu vào Phương thức chiếu ảnh Thiết bị xử lý Sản phẩm Phương pháp đo ảnh tương tự ảnh tương tự Chiếu hình quang cơ Máy đo ảnh quang cơ Sản phẩm đồ giải Phương pháp đo ảnh giải tích ảnh tương tự Các công thức toán học Máy đo ảnh giải tích Sản phẩm đồ giải Sản phẩm số Phương pháp đo ảnh số ảnh tương tự được số hoá ảnh số Các công thức toán học Trạm ảnh số và phần mềm Sản phẩm số và sản phẩm đồ giải Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4926 2.2.1.1 Phương pháp đo ảnh hỗn hợp Trong phương pháp này người ta lắp đặt một bộ số hoá CCD trên máy đo ảnh giải tích để tiến hành số hoá cục bộ từng phần của ảnh và nhờ bộ tổ hợp mà thu nhận được toạ độ không gian của điểm ảnh. Hiện nay đã có nhiều hệ thống đo vẽ ảnh số loại này, như: - Hệ thống InduSur (Industrial Surface Measurement) được cấu thành từ máy đo ảnh giải tích C100 của hãng Zeiss có lắp bộ số hoá CCD. - Hệ thống DCCS (Digital Comparator Correlation System) của hãng Helara. - Hệ thống đo vẽ giải tích của hãng Will và Kern 2.2.1.2 Phương pháp đo ảnh toàn số Trong phương pháp này, số liệu đưa vào xử lý là ảnh số, tức là tín hiệu ảnh quét được ghi nhận thông tin qua các hệ thống điện tử. Nếu tư liệu đầu vào là ảnh chụp truyền thống, thì trước hết phải tiến hành số hoá ảnh bằng thiết bị số hoá. Qúa trình đo vẽ ảnh số trong hệ thống này bao gồm các nội dung chủ yêu sau: Xác định các yếu tố định hướng ảnh, nhận dạng và tổ hợp ảnh, tính toạ độ không gian điểm ảnh, nội suy bề mặt mô hình, tự động vẽ địa hình trên bản đồ ảnh trực giao được thành lập theo phương pháp nắn ảnh số. 2.2.1.3 Phương pháp đo ảnh số tức thời Trong phương pháp này, quá trình thu nhận thông tin ảnh và xử lý thông tin xảy ra đồng thời với sự liên kết chặt chẽ giữa thiết bị chụp ảnh và hệ thống máy tính có tính năng cao. Phương pháp đo ảnh số tức thời được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khoa học và công nghiệp. Trong đo ảnh, phương pháp này được ứng dụng để phát triển phương pháp đo ảnh tự động trong phạm vi gần. Hiện nay đã có các hệ thống đo ảnh tức thời như MAPVISION của Phần Lan, IRI-D256 của Canada và RTP của Thụy Sĩ.... Sự khác biệt cơ bản của phương pháp đo ảnh toàn số với phương pháp đo ảnh tương tự và đo ảnh giải tích là quá trình số hoá và xử lý các thông tin bức xạ của ảnh. Trước đó, các thông tin bức xạ của ảnh được xử lý một cách đơn giản thông qua nguồn chiếu sáng và xử lý bằng mắt và não của người. Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4927 Cùng với sự phát triển của kỹ thuật viễn thám các thông tin bức xạ thì không thể thực hiện tự động hoá trong đo ảnh. Do tư liệu ban đầu của phương pháp đo ảnh số là các ảnh số, nên các thiết bị đo ảnh quang cơ truyền thống sử dụng trong phương pháp đo ảnh tương tự trở nên không cần thiết nữa, thay vào đó là các máy tính hoặc trạm đo ảnh và các phần mềm chuyên dùng. Hiện nay phương pháp đo ảnh số được ứng dụng có hiệu quả trong việc thu thập, quản lý và sử dụng các thông tin ảnh trong kỹ thuật viễn thám và hệ thống thông tin địa lý (GIS). Có thể nói, phương pháp đo ảnh số là sự phát triển hiện đại về công nghệ của phương pháp đo ảnh và được sử dụng có hiệu quả trong các lĩnh vực sau đây: - Thành lập bản đồ địa hình các loại tỷ lệ (từ tỷ lệ lớn 1/500 đến tỷ lệ nhỏ 1/50.000) đối với các vùng địa hình khác nhau. - Đo vẽ bản đồ địa chính cơ sở từ tỷ lệ 1/1000 vùng đồng bằng đến tỷ lệ 1/25.000 vùng núi. 2.2.2 Giới thiệu tổng quan về hệ thống đo ảnh 2.2.2.1 Hệ thống xử lý ảnh số. Xử lý ảnh số là công nghệ hiện đại và có hiệu quả cao để giải quyết các nhiệm vụ đo ảnh. Thông thường một hệ thống xử lý ảnh số bao gồm các thành phần như mô tả ở sơ đồ dưới đây: Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4928 Quá trình thu nhận ảnh là khâu đầu tiên hết sức quan trọng để cung cấp nguồn thông tin ảnh cho các công đoạn xử lý ảnh về sau. ảnh có thể thu nhận thông qua máy chụp ảnh quang học theo phép chiếu xuyên tâm để có ảnh tương tự hoặc bằng hệ thống quét ảnh để có ảnh số. Quá trình số hoá ảnh là biến đổi thông tin trên ảnh tương tự thành thông tin của ảnh số hoá. Quá trình này chỉ tồn tại nếu sử dụng các ảnh tương tự thông qua việc quét ảnh trên máy quét ảnh. Nhiệm vụ của quá trình này là biến đổi tín hiệu thành tín hiệu rời rạc (lấy mẫu) và lượng tử hoá để cung cấp dữ liệu cho công đoạn xử lý và phân tích ảnh. Quá trình phân tích ảnh thực chất là quá trình tăng cường chất lượng ảnh. Do nhiều nguyên nhân khác nhau như: tính năng của thiết bị thu nhận ảnh, do nguồn sáng và nhiễu xạ lên ảnh có thể bị suy biến. Vì vậy cần phải tăng cường và khôi phục ảnh để làm nổi bật các đặc trưng chính của ảnh nhằm bảo đảm cho ảnh số gần giống với ảnh gốc mà không bị biến dạng. Công đoạn cuối cùng của quy trình xử lý ảnh số là nhận dạng, phân lớp và quản lý dữ liệu. 2.2.2.2 Hệ thống đo vẽ ảnh số Hệ thống đo vẽ ảnh số là một hệ thống bao gồm: Máy chụp ảnh Máy quét ảnh Số hoá Thông tin ảnh số Phân tích ảnh Lưu trữ Hệ quản trị Hình 2.3 Sơ đồ chung về hệ thống xử lý ảnh số Nhận dạng Lưu trữ Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4929 - Máy quét phim độ phân giải cao - Trạm đo vẽ ảnh số (thiết bị phần cứng và các phần mềm) - Máy in Có sơ đồ dưới đây. Trong đó chữ A biểu thị dữ liệu ở dạng tương tự (Analogue), chữ D biểu thị dữ liệu ở dạng số (Digital), ký hiệu A/D biểu thị quá trình chuyển đổi dạng dữ liệu từ dạng tương tự sang số, còn ký hiệu D/A biểu thị quá trình ngược lại tức là từ dạng số sang dạng tương tự. Trạm đo vẽ ảnh số là hạt nhân của hệ thống xử lý ảnh số. Nó bao gồm một trạm đồ hoạ với khả năng xử lý ảnh cao, bộ nhớ, các tính năng hiển thị, trong đại đa số trường hợp là hiển thị lập thể và các phần mềm xử lý ảnh. * Hệ thống phần cứng của một trạm đo vẽ số - Một bộ xử lý CPU mạnh và bộ nhớ RAM lớn để có thể xử lý các file ảnh số lớn sau khi quét. - Các tính năng xử lý phụ như bộ tăng tốc độ hoạ, bảng xử lý tín hiệu số, bộ xử lý mảng để đảm bảo thực hiện nhanh các công việc có khối lượng tính toán lớn như khớp ảnh. A D D Máy quét Raster Trạmđo vẽ ảnh số Máy in Raster hoặc phim A/D D/A D D D D Bản đồ và ảnh trực giao trên giấy Hệ thống bản đồ số hoặc GIS/LIS ảnh chụp ảnh của máy ảnh số ảnh số chụp từ vệ tinh Hình 2.4 Hệ thống đo vẽ ảnh số Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4930 - Bộ nhớ lưu trữ tư liệu lớn: đĩa cứng và các thiết bị lưu trữ phải có dung lượng lớn để lưu trữ dữ liệu ảnh. Khả năng truyền dữ liệu nhanh giữa RAM, bộ nhớ video để hiển thị ảnh trên màn hình và bộ lưu trữ dữ liệu chính trong đĩa cứng. - Màn hình màu độ phân giải cao phục vụ đo vẽ lập thể. - Thiết bị đo lập thể cho phép định vị tiêu đo chính xác để thực hiện tốt các thao tác như đo điểm hay số hoá các đối tượng. * Hệ thống phần mềm Các Modul phần mềm trong các trạm đo vẽ ảnh số có thể được chia thành các phần mềm chính: - Phần mềm định hướng ảnh. - Phần mềm tăng dày. - Phần mềm thành lập mô hình số. - Phần mềm thành lập ảnh trực giao. - Phần mềm đo vẽ mô hình lập thể, nội suy đường bình độ. - Phần mềm số hoá và biên tập bản đồ số. Tuỳ thuộc vào phương thức xử lý và phương pháp sử dụng là đo ảnh đơn hay đo ảnh lập thể mà ta có các bộ Modul xử lý thích hợp. Ta cần chú ý đến một số modul hỗ trợ trong quá trình số hoá và biên tập bản đồ như: * mapping office mapping office là một phần mềm mới của tập đoàn INTERGRAPH bao gồm các phần mềm công cụ phục vụ cho việc xây dựng và duy trì toàn bộ các đối tượng địa lý dưới dạng đồ hoạ bao gồm: IRASC, IRASB, MSFC, GEOVEC chạy trên nền Microstaton để tạo lên một bộ các công cụ mạnh và linh hoạt phục vụ cho việc thu nhập và xử lý các đối tượng đồ hoạ. Đặc biệt trong lĩnh vực biên tập bản đồ và trình bày bản đồ, dựa vào rất nhiều tính năng mở của Microstation cho phép người sử dụng có thể tự thiết kế các ký hiệu dạng điểm dạng đường hoặc dạng pattern mà rất nhiều các Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4931 phương pháp trình bày bản đồ được coi là rất khó sử dụng đối với một số phần mềm khác như Mapinfo, AutoCAD, Coredraw,…lại được giải quyết dễ dàng trong Microstation. Trong MAPPING OFFICE việc thu nhập các đối tượng địa lý được tiến hành một cách đơn giản trên cơ sở các bản đồ đã thành lập trước đây (trên giấy diamat), từ ảnh hàng không, ảnh vệ tinh thông qua thiết bị quét các phần mềm công cụ để nhập các thông tin từ các tư liệu trên vào cơ sở dữ liệu số. * Microstation Microstation là phần mềm trợ giúp thiết kế (CAD) và là môi trường rất mạnh cho phép xây dựng quản lý các đối tượng đồ hoạ thể hiện các yếu tố bản đồ, Microstation còn được dùng để làm nền cho các phần mềm khác như Geovec, IrasB, IrasC, Msfc, Mrfclean, Mrfflag,…. * IRASB IRASB là phần mềm hiển thị và biên tập dữ liệu raster (ảnh đen trắng), các công cụ trong IRAB sử dụng để làm sạch các ảnh quét vào tư liệu cũ, cập nhật các bản vẽ cũ bằng các thông tin mới, phục vụ cho phần mềm vectơ hoá bán tự động GEOVEC . Chuyển đổi dữ liệu raster và vectơ trong cùng một môi trường. Ngoài việc sử dụng IRASB để hiển thị các file ảnh bản đồ phục vụ cho quá trình số hoá trên ảnh, công cụ Warp của IRASB được sử dụng để nắn các file ảnh raster từ toạ độ hàng cột của các pixel về toạ độ thực của bản đồ. * IRASC IRASC là hệ phần mềm xử lý ảnh cao cấp của Intergraph. Với các lệnh công cụ thuận tiện, IRASC cho phép điều khiển và sửa đổi toàn bộ các yếu tố của ảnh như điều chỉnh mức độ tương phản và độ sáng tối, các chức năng cải thiện chất lượng ảnh, tắt mở mắt lưới, cắt ghép ảnh, các phép nắn phổ dụng khác trong sử lý ảnh hàng không và rất nhiều chức năng hữu dụng khác. IRASC cung cấp đầy đủ các chức năng phục vụ cho việc hiển thị và xử lý ảnh hàng không, ảnh viễn thám thông qua máy quét ảnh hoặc đọc trực tiếp nếu là ảnh số. IRASC cho phép người sử dụng cùng một lúc có thể kết hợp điều khiển và thao tác với cả hai dữ liệu raster và vectơ. Khả năng này rất tốt Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4932 khi người sử dụng tiến hành số hoá trên màn hình. Trên MAPPING OFFICE, IRASC còn là phần mềm công cụ sử dụng cho mục đích nhập, hiển thị, phân tích xử lý cải thiện chất lượng ảnh và in trên các ảnh có sắc độ thay đổi liên tục các ảnh này được chuyển qua dạng số thông qua máy quét độ phân giải cao hoặc đọc trực tiếp nếu là ảnh số. * GEOVEC GEOVEC là một modul của hãng Intergraph chuyên để vecter hóa bán tự động. Chạy trên nền IRASB và MIROSTATION. Nó tự động nhận các đối tượng ảnh dạng tuyến và cho phép ta chuyển thành một loạt các vetex nằm đúng tâm đường ảnh. Còn đối với điểm giao nhau của các đường ảnh GEOVEC sẽ dừng lại và khi đó cần sự quyết định của người sử dụng rẽ trái, phải hay dừng lại. Đối với các bản đồ ít màu và quét nổi bật được các đối tượng dạng tuyến thì phương pháp này là rất hiệu quả về độ chính xác và chất lượng. GEOVEC có thể tự động thay thế một nhóm các pixel là ảnh của nhà, chùa,…bằng các symbol tương ứng. * MSFC (Microstation Feature Collection) Modul cho phép người sử dụng khai báo và đặt các đặc tính đồ hoạ cho các lớp thông tin khác nhau của bản đồ phục vụ cho quá trình số hoá, đặc biệt là số hoá trong Geovec. Ngoài ra MSFC cung cấp một loạt các công cụ số hoá bản đồ trên nền Microstation. Microstation Feature collection được sử dụng để: - Tạo bảng phân lớp và định nghĩa các thuộc tính đồ hoạ cho các đối tượng . - Quản lý các đối tượng cho quá trình số hoá. - Lọc điểm và làm trơn đường đối với từng đối tượng riêng lẻ. * MRFCLEAN Là Modul được viết bằng MDL (Microstation Development Languege) dùng để kiểm tra lỗi tự động nhận diện và đánh dấu vị trí các điểm cuối tự do bằng ký hiệu (D, X, S), xoá đường, điểm trùng nhau tách một đương thành hai Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4933 đường tại các điểm giao với các đường khác, tự động loại các đường, đoạn có độ dài nhỏ hơn giới hạn cho phép. * MRFFLAG Là phần mềm thiết kế nhằm mục đích tự động hiện lên màn hình lần lượt các vị trí có lỗi mà MRFCLEAN đã đánh dấu trước đó mà người dùng sẽ sử dụng các công cụ của Microstation để sửa chữa. * IPLOT Iplot gồm có Iplot Client và Iplot Server được thiết kế riêng cho việc in các tệp tin.dgn của Microstation. Iplot Client nhận yêu cầu in trực tiếp tại các trạm làm việc, còn Iplot Server nhận các yêu cầu in qua mạng. Do vậy trên màn tính của bạn ít nhất phải cài đặt Iplot Client. Iplot cho phép đặt các thông số in như lực nét thứ tự in các đối tượng… thông qua tập tin điều khiển là pen – table. Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4934 Đ2.3 quy trình công nghệ thành lập bản đồ địa chính vùng bằng phẳng 2.3.1 quy trình thành lập bản đồ Địa chính bằng công nghệ ảnh số Trong đó: Nhánh 1 áp dụng cho vùng có độ chênh cao lớn Nhánh 2 áp dụng cho vùng bằng phẳng Khảo sát thiết kế, lập luận chứng kinh tế kỹ thuật Chụp ảnh hàng không Quét ảnh Tăng dày khống chế ảnh Đo nối khống chế ảnh Xác định độ cao khu vực bằng phương pháp đo ảnh lập thể hoặc đo trực tiếp ngoài thực địa Giao nộp sản phẩm Nắn ảnh theo độ cao TB khu vực lập bình đồ ảnh Đoán đọc và điều vẽ ảnh theo nội dung BĐĐC Số hoá và biên tập bản đồ địa chính Kiểm tra, sửa chữa, in Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4935 2.3.2 Nội dung các bứơc trong quy trình: 2.3.2.1 Khảo sát thiết kế lập luận chứng kinh tế kỹ thuật Công đoạn này cho phép chúng ta phân tích được điều kiện cần, đủ và khả năng thực thi của công trình, nên nó là công đoạn đầu tiên và cũng không thể thiếu được khi tiến hành bay chụp. Trong quá trình khảo sát thiết kế trên cơ sở tỷ lệ bản đồ đã cho, yêu cầu độ chính xác tiến hành thu thập, hệ thống hoá các tư liệu cần thiết cho việc thành lập các phương án kỹ thuật. Căn cứ vào tình hình địa lý của khu đo ta xác định được mức độ phức tạp của địa hình, chế độ mưa nắng, hệ thống thuỷ văn, giao thông, sự phân bố dân cư, mức độ tăng trưởng kinh tế xã hội. Với sự hỗ trợ của các tư liệu trắc địa, cơ sở vật chất của đơn vị thực hiện giúp ta thực hiện các phương án kỹ thuật nào phù hợp nhất cho khu vực. Bên cạnh việc khảo sát thiết kế cần tiến hành lập luận chứng kinh tế kỹ thuật để qua đó biết được các chi phí của công trình. 2.3.2.2 Chụp ảnh hàng không Chụp ảnh hàng không là dùng các thiết bị bay trên không (khí cầu, máy bay, hay các con tàu vũ trụ) để mang máy ảnh chụp bề mặt trái đất. Mục đích cuối cùng của chụp ảnh hàng không là sao thu được các tấm ảnh theo đúng tỷ lệ quy định và dựa vào các tấm ảnh đó ta có thể tiến hành đo vẽ bản đồ gốc địa hình, bản đồ địa chính do đó chất lượng ảnh trong quá trình bay chụp sẽ ảnh hưởng rất lớn đến độ chính xác sản phẩm bản đồ cần thành lập. Có rất nhiều yếu tố liên quan đến quả trình bay chụp như: tốc độ bay, tính ổn định của tuyến bay, độ chênh cao địa hình, độ nhoè hình ảnh, chiết quang khí quyển…do đó việc lựa chon thiết bị bay chụp, xác đinh độ cao bay chụp, tiêu cự máy chụp ảnh và tỷ lệ chụp ảnh 1/ma là vấn đề đóng vai trò vô cùng quan trọng. * Độ cao bay chụp Hmax ≤  h.P.  P (2 – 4) Trong đó: P – Là thị sai ngang của các điểm ảnh Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4936  h– Là sai số trung bình cho phép khi xác định độ cao của điểm ghi chú trên bản đồ  P – Là sai số trung bình do độ chênh thị sai ngang gây lên Thường thiết kế độ cao bay chụp trung bình không thấp hơn 900m * Tiêu cự máy chụp ảnh fk ≤ h.r/ma.  rh ma – là mẫu số tỷ lệ ảnh h – là độ chênh cao địa hình  rh – là độ xê dịch vị trí điểm do chênh cao địa hình gây ra r – là bán kính vectơ điểm ảnh * Tỷ lệ chụp ảnh dùng để thành lập bản đồ được quy định như sau: Tỷ lệ chụp ảnh Tỷ lệ bản đồ địa chính 1/4.000 – 1/7.000 1/1.000 1/8.000 – 1/14.000 1/2.000 1/14.000 – 1/35.000 1/5.000 1/36.000 – 1/50.000 1/10.000 ảnh chụp phải đảm bảo độ phủ dọc tối thiểu 62%, độ phủ ngang 30%, độ nghiêng nhỏ hơn 3º, độ nhoè không vượt quá 0.05mm, độ tương phản từ 0.5 - 1.5 Phim ảnh chụp không nên vượt quá 2 – 3 năm so với thời điểm đo vẽ thành lập bản đồ địa chính Nếu cần thiết, cần phải tiến hành đánh dấu các điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp trước khi bay chụp nhằm nâng cao hiệu quả và độ chính xác trong công đoạn tăng dày khống chế ảnh. Dấu mốc phải thiết kế sao cho hình dạng, kích thước và màu sắc phù hợp, phải đảm bảo kích thước hình dấu mốc không quá 0.05mm trên ảnh. Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4937 2.3.2.3 Công tác đo nối khống chế ảnh Đo nối khống chế ảnh là công tác ngoại nghiệp được tiến hành nhằm xác định toạ độ các điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp phục vụ cho công tác tăng dày lưới sau này. Điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp là điểm địa vật rõ nét nhận biết tin cậy trên ảnh và trên thực địa. Số lượng điểm khống chế ảnh cũng như đồ hình bố trí chúng phụ thuộc vào độ chính xác của lưới tăng dày và chương trình tăng dày được sử dụng sau này. Nếu sử dụng toạ độ tâm chụp được xác định bằng GPS trong quá trình bay chụp thì chỉ cần 4 điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp nằm ở bốn góc của khối tăng dày và một điểm kiểm tra. 2.3.2.4 Quét phim Trong hệ thống đo vẽ ảnh số, nguồn dữ liệu đầu vào yêu cầu phải là ảnh số, ảnh hàng không sau khi chụp cần được số hoá bằng thiết bị máy quét có độ chính xác hình học trên phim sẽ được rời rạc và lượng tử hoá theo các mức độ xám. Độ phân giải của ảnh càng cao thì kích thước của file ảnh càng lớn, thời gian quét lâu và độ thông tin trên ảnh càng nhiều. Độ phân giải thấp thì không đảm bảo độ chính xác hình học, nhiều thông tin trên ảnh bị mất. Vì vậy việc lựa chọn độ phân giải của ảnh quét cần phải căn cứ vào độ chính xác của bản đồ cần thành lập, tỷ lệ của ảnh và mục đích của ảnh. Thông thường độ phân giải được tính bằng 100mbd/ma ( ) Ta có công thức hãng Intergraph:  mm m MP a 1.0 (2 – 5) Trong đó: p – là kích thước của pixel M – là mẫu số tỷ lệ bản đồ cần thành lập ma – là mẫu số tỷ lệ ảnh 2.3.2.5. Xây dựng project Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4938 Xây dựng project nhằm tạo môi trường và điều kiện làm việc cần thiết cho tổng khu vực cần đo vẽ. Đây chính là quá trình tập hợp và sắp xếp các file dữ liệu cần thiết cho một khu đo trên trạm đo ảnh sau khi đã có các dữ liệu. Quá trình tạo project gồm: - Nhập các tham số của project: dải bay, số ảnh trong một dải bay, chiều của hướng bay, các tham số của phép định hướng. - Nhập các thông số của máy ảnh: fk, x0, y0 các số liệu kiểm định trong thời gian gần nhất. - Khai báo hệ toạ độ, đơn vị sử dụng đo vẽ các hạn sai khi đo vẽ. - Khai báo các thông số tuyến bay, đặt các đường chỉ dẫn đến các file dữ liệu. - Sau khi đã tạo xong một project thì hệ quy chiếu, hệ toạ độ, hệ độ cao, lưới chiếu đo khu vực được thiết lập. Các file dữ liệu đã được hoàn chỉnh và ta có thể làm việc trên môi trường cơ sở đó. 2.3.2.6 Tăng dày khống chế ảnh Để tiến hành công tác tăng dày trước hết phải tiến hành công tác định hướng cho mô hình. Định hướng mô hình là công đoạn quan trọng nhằm xây dựng lên mô hình lập thể. Mô hình lập thể được xây dựng xong là mô hình mà thông qua đó ta có thể xác định được vị trí không gian của tấm ảnh số so với đối tượng chụp. Các bước định hướng mô hình được thực hiện trên modul ISDM. Quá trình này gồm các bước: * Định hướng trong Tấm phim sau khi quét được xem là ma trận vị trí của các pixel trên tấm ảnh số. Nếu xem các pixel này bé như cac điểm thì vị trí tất cả các điểm ảnh đã được xác định. Khi đó nó được xác định trong hệ toạ độ của máy quét. Quá trình định hướng trong nhằm định hướng các pixel ảnh quét trong hệ toạ độ mấu khung của tấm ảnh và hiện chỉnh sai số do biến dạng phim. Để tiến hành định hướng trong đầu tiên ta cần phải chọn một số ảnh Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4939 trong khối. Quá trình định hướng trong cần được thực hiện bằng cách đo tọa độ các điểm mấu khung trên cửa sổ chi tiết. Nối các mấu khung đối xứng từng đôi một sẽ tạo thành hệ tọa độ mặt phẳng ảnh. Sau khi đo xong máy sẽ tự động tính toán góc xoay của ảnh các tham số chuyển đổi. Nếu sai số định hướng vượt hạn sai cho phép thì cần phải tiến hành đo lại. Như vậy các pixel ảnh quét được định hướng lại trong hệ toạ độ mấu khung của tấm ảnh. * Định hướng tương đối Định hướng tương đối nhằm xác định mối quan hệ giữa tấm ảnh trái và tấm ảnh phải của một cặp ảnh lập thể, cụ thể là xác định vị trí tương đối của cặp ảnh lập thể thông qua việc đo các điểm định hướng của mô hình. Thực chất đây là quá trình làm cho các tia chiếu cùng tên của cặp ảnh giao nhau trong không gian trên cơ sở điều kiện đông phẳng của ba vectơ R0, R1’, R2’ . Trên trạm ảnh số quá trình được thực hiện khi tiến hành khớp các điểm cùng tên của cặp ảnh lập thể trong các cửa sổ hiển thị trên màn hình. Cần phải đo tối thiểu 6 điểm trong vùng phân bố chuẩn. Quá trình đo này nhằm khử thị sai dọc trên cặp ảnh và liên kết hai ảnh trong không gian với nhau. Căn cứ vào kết quả đo này, máy sẽ tự động tính ra góc định hướng tương đối và mô hình các điểm. * Định hướng tuyệt đối Mục đích của công tác định hướng tuyệt đối là quy tỷ lệ, tức là đưa tỷ lệ mô hình về một giá trị nhất định cho trước và xoay mô hình đưa hệ trục tọa độ của mô hình về hệ tọa độ trắc địa, hay còn gọi là cân bằng mô hình. Để quá trình này được thực hiện thì phải có đủ lượng điểm có toạ độ, trong hệ toạ độ mặt đất (tối thiểu là 3 điểm trong đó có 2 điểm bao gồm cả toạ độ mặt phẳng và độ cao, điểm còn lại chỉ cần có độ cao là đủ). Sau khi định hướng tuyệt đối vị trí của từng pixel trên từng tấm ảnh được nhận toạ độ mới đó là toạ độ của tấm ảnh lý tưởng. Việc sắp xếp lại vị trí các pixel trên tấm ảnh nắn sẽ làm xê dịch vị trí của nó trên tấm ảnh quét nguyên thuỷ. Khi đó sẽ có các pixel cách xa nhau hơn. Lúc đó đòi hỏi phải có sự điều chỉnh hình ảnh ở trên tấm ảnh nắn tức là nội suy lại vị trí của các pixel Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4940 và độ xám của mỗi pixel. Quá trình định hướng tuyệt đối được thực hiện dưới sự trợ giúp của phần mềm ISDM. Ta tiến hành chọn mô hình và đo tất cả các điểm khống chế có trên mô hình. Quá trình định hướng tuyệt đối nhằm gắn mô hình lập thể với miền thực địa và định tỷ lệ cho mô hình dựa vào các điểm khống chế ngoại nghiệp và được đo ở trên. Sau khi định hướng mô hình xong ta tiền hành tăng dày khống chế ảnh nhằm mục đích đảm bảo cho trên mỗi tấm ảnh đơn hoặc mỗi mô hình lập thể có từ 4 đến 6 điểm. Các điểm này được dùng để làm các điểm nắn cho quá trình nắn ảnh hoặc định hướng mô hình lập thể. Hiện nay người ta dùng hai phương pháp tăng day khống chế ảnh cơ bản: - Phương pháp tăng dày tam giác ảnh không gian giải tích theo mô hình. - Phương pháp tăng dày tam giác ảnh không gian theo chùm tia. Trong đó phương pháp tăng dày khống chế ảnh theo chùm tia là một phương pháp tăng dày có độ chính xác cao và đang ngày được sử dụng rộng rãi. Trong khi tăng dày khống chế ảnh ta phải liên kết các dải bay lại với nhau. Trong quá trình liên kết dải bay được thực hiện khi khâu định hướng tương đối được hoàn chỉnh , lúc đó các mô hình lập thể trong các tuyến bay được hình thành. Để liên kết các tuyến bay thành một khối ảnh ta tiến hành đo các điểm liên kết trên mỗi mô hình đó. Để thực hiện việc liên kết các tuyến ảnh yêu cầu phải đo một số lượng tối thiểu là ba điểm đối với từng cặp hai tuyến ảnh liền kề nhau. Các điểm này nằm trên độ phủ 6 (3 tấm ảnh của tấm trên là 3 tấm dưới). Trong quá trình liên kết các tấm ảnh, menu ISDM/ orientation /muliphotocuar phần mềm ISDM cho phép ta đo chính xác điểm nối trên từng tấm ảnh đã chọn bằng tiêu đo đơn. Sau khi đo tất cả các điểm nối chương trình sẽ tự tính toán bình sai tương đối. Ta có thể kiểm tra và đo chỉnh lại các điểm nối cho đến khi kết quả bình sai đạt yêu cầu. Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4941 Những yêu cầu cơ bản đối với công tác tăng dày: - Điểm khống chế ảnh là những điểm rõ nét được chọn và đánh dấu trên ảnh đồng thời được xác định tọa độ trắc địa bằng phương pháp trong phòng. - Độ chính xác của điểm khống chế tăng dày phải cao hơn độ chính xác đo vẽ nội dung bản đồ ít nhất là một cấp. - Sai số giới hạn của điểm khống chế tăng dày chỉ được phép bằng hai lần sai số trung bình mặt phẳng (tính theo tỷ lệ bản đồ cho mỗi vùng đo vẽ) và sai số giới hạn về độ cao (tính theo khoảng cao đều đường bình độ đối với mỗi khu vực đo vẽ) với số lần xuất hiện tối đa là 5% trường hợp . - Độ cao của các điển tăng dày trên trạm ảnh số được tiến hành hoàn toàn tự động theo phương pháp bình sai photo-T, Pat-B. Việc bình sai khối tam giác ảnh không gian được thực hiện theo phương pháp bình sai gián tiếp theo nguyên lý số bình phương nhỏ nhất. Khi bình sai tuyệt đối ta sẽ sử dụng một số điểm khống chế ngoại nghiệp làm điểm kiểm tra. Trên cơ sở đó ta sẽ so sánh độ chênh lệch giữa giá trị toạ độ tính toán được so với giá trị tọa độ điểm gốc của điểm kiểm tra đó. quá trình bình sai đồng thời cũng là quá trình rà soát lại các điểm khống chế ngoại nghiệp có sai số vị trí mặt phẳng và độ cao vượt quá giới hạn cho phép. 2.3.2.7 Lập bình đồ ảnh số Để có được một khối ảnh liền kề nhau phải tiến hành ghép từng tấm ảnh được nắn riêng biệt quá trình dán ghép ảnh được thực hiện khi không có tấm ảnh nào phủ kín khung tờ bản đồ cần thành lập. Như vậy các tấm ảnh muốn được ghép với nhau phải có cùng độ chồng phủ lên nhau và có cùng độ phân giải, ảnh trước khi ghép được với nhau phải được điều chỉnh độ tương phản và độ sáng tối cho đồng đều. Việc ghép ảnh được thực hiện nhờ phần mềm IRASC hoặc MBI. Sau khi các ảnh được ghép liền với nhau thành một khối. Ta cũng dùng các lệnh trong phần mêm IRAC hoặc MBI để cắt ảnh theo từng mảnh bản đồ. Công tác cắt ảnh trong công nghệ ảnh số cũng được thực hiện với các điều kiện tương tự như điều kiện cắt ảnh quang cơ. Ta có thể cắt theo toạ Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4942 độ khung chiếu bản đồ cần thành lập cắt theo khu vực cấm lựa chon. Vùng cắt ảnh này sẽ được lưu trên máy tính bằng các file dữ liệu. Kết thúc quá trình này ta được bình đồ ảnh trực giao. Mảnh bản đồ sau khi cắt ghép phải thoả mãn: - Thông tin trên ảnh cần bảo lưu tối đa. - Hài hoà về độ tương phản độ xám. Đối với các trường hợp tấm ảnh có lớp thực phủ khác nhau, có nhiều đồi núi, sông ngòi dẫn đến không thể điều chỉnh được rõ nét, những tương phản đồng đều giữa các tờ ảnh ghép thì lúc đó phải ưu tiên độ nét của các địa vật. 2.3.2.8. Điều vẽ ảnh Thông thường trong thời gian từ khi bay chụp ảnh cho đến khi tiến hành thành lập bản đồ có thể có những yếu tố thay đổi. Hơn nữa do hạn chế của công tác đoán đọc trong phòng nên nhiều yếu tố của bản đồ phải được tiến hành điều tra thu thập trực tiếp ngoài thực địa. Thông thường điều vẽ được tiến hành trên ảnh nắn hoặc bình đồ ảnh. Nội dung điều vẽ bao gồm: 1. Xác định phạm vi điều vẽ ảnh Phạm vi điều vẽ ảnh được xác định trên bình đồ ảnh. Phạm vi điều vẽ được giới hạn bởi khung trong của tờ bản đồ, cần điều vẽ rộng ngoài khung 1cm để ghép biên tờ bản đồ. 2. Điều vẽ ranh giới thửa đất Ranh giới thửa đất là yếu tố quan trọng nhất của bản đồ địa chính, nó được giới hạn bởi bờ thửa đất, đường bao xung quanh, tường hoặc bờ rào cây bao quanh. Ranh giới thửa đất được xác định trên bản đồ bằng tường bao khép kín một nét liền độ rộng d = 0.15 – 0.20mm, tim của đường bao một nét vẽ đúng vào ranh giới thửa. Khi đường bao đủ lớn hơn 0.07mm trên bản đồ thì vẽ bằng hai nét. Đồng thời việc xác định ranh giới thửa đất cần điều tra ranh giới phân loại sử dụng đất và ranh giới sử dụng đất. Các yếu tố này có thể ký hiệu hoặc ghi chú trên bản đồ. Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4943 3. Điều vẽ khu dân cư Điều vẽ khu dân cư là xác định ranh giới các thửa đất ở, hệ thống đường ngõ trong khu, xác định ranh giới, vị trí nhà ở, đất vườn, ranh giới và kiến trúc tôn giáo, ranh giới khu dân cư. Ngoài các ranh giới thửa đất ra còn xác định ranh giới khu dân cư, tên chủ hộ, tên đền chùa, tên ngõ, xóm, ấp, làng, xã… 4. Điều vẽ hệ thống thuỷ văn Hệ thống kênh mương, sông ngòi phải thể hiện trên bản đồ thật chính xác theo đường mép nước, đường bìa ở thực địa. Riêng đường mép nước sẽ xác định theo thời điểm chụp ảnh. Các con sông kênh mương phải thể hiện vị trí , kích thước các cầu, cống thoát nước… 5. Điều vẽ hệ thống giao thông Hệ thống giao thông gồm đường sắt, đường bộ, đường quốc lộ, tỉnh lộ, đường liên xã, liên thôn, đường ngoài đồng, đường trong khu dân cư… Đường nhỏ thì xác định tim đường, đường đủ rộng thì xác định mặt cắt đường, chỉ giới đường và hành lang bảo vệ an toàn giao thông…vị trí, kích thước các cầu, các cống qua đường. Ngoài yếu tố vị trí kích thước còn điều tra các yếu tố định tính như chất liệu dải mặt đường, tên đường, phân loại đường để dùng ký hiệu tương ứng thể hiện trên bản đồ. 6. Điều vẽ hệ thống điện, địa vật lấy hướng Trên bản đồ địa chính không nhất thiết phải điều vẽ đầy đủ các đường dây điện cao thế, hạ thế, điện thoại như trên bản đồ địa hình, đặc biệt là có đường dây hành lang bảo vệ riêng. vị trí các cột điện lớn được khoanh bao riêng như một thửa đất độc lập. Các địa vật định hướng cũng được điều vẽ như một vật độc lập, đúng vị trí và trên một thửa đất riêng: cột cờ, tháp… 7. Điều vẽ ranh giới, địa giới hành chính các cấp Cần điều vẽ chính xác ở thực địa đường địa giới quốc gia, địa giới hành Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4944 chính các cấp Tỉnh, Huyện, Xã, các mốc giới hành chính, các điểm ngoài của đường địa giới và dùng ký hiệu thể hiện. Không vẽ trùng lên địa vật dài mà vẽ song song về hai phía của địa vật. Song song với quá trình đối soát, điều vẽ ta có thể tiến hành đo vẽ bổ sung địa vật và lập bảng thống kê các yếu tố địa chính. Bảng thống kê các yếu tố địa chính bao gồm các yếu tố thổ nhưỡng, khả năng canh tác, địa danh… 2.3.2.9 Số hoá và biên tập bản đồ 1. Công tác số hoá Sau khi đã có ảnh trực giao và kết quả điều vẽ ngoài thực địa công đoạn tiếp theo là số hoá các đối tượng đặc trưng theo nội dung bản đồ địa chính cần thành lập. Quá trình số hoá được thành lập trên phần mềm Microstation: - Thiết lập cấu hình Microstation, phải sử dụng các file cấu hình chuẩn để số hoá bản đồ. - Xây dựng thư viện ký hiệu, thành lập ranh giới khu vực vẽ (thường được thành lập theo phương pháp số hoá ranh giới hành chính các cấp), tạo khung lưới Km. - Nắn bản đồ: sau khi xây dựng được khung bản đồ địa giới hành chính khu vực đo vẽ thì tiến hành nắn bản đồ đã quét vào khung bản đồ vừa được thành lập. - Số hoá các đối tượng đặc trưng bằng cách chọn đối tượng số hoá trong bảng chọn đối tượng trên ảnh. Trong bản đồ địa chính các đối tượng đó chủ yếu là bờ thửa, kênh mương, sông suối, hệ thống giao thông… Các yếu tố được số hoá trên ảnh: - Dạng điểm bao gồm các điểm khống chế trắc địa nhà nước, điểm độ cao thường, địa vật độc lập… - Dạng đường bao gồm đường xá, kênh mương, sông suối, thửa, địa giới hành chính, ranh giới thực vật… - Dạng vùng bao gồm hồ, ao, đầm lầy, sân kho, khu nhà chịu lửa… Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4945 Các yếu tố nội dung của bản đồ địa chính cơ sở sau khi được số hoá phải tiến hành tiếp biên, biên tập và quản lý theo các bảng quản lý của các đối tượng đặc trưng và hệ thống ký hiệu thống nhất. Các quy định chung khi số hoá bản đồ: - Chọn tỷ lệ số hoá bản đồ gốc cho các loại bản đồ khác nhưng khi biên tập phải dùng chương trình hỗ trợ để chuyển đổi về tỷ lệ đúng. - Khi số hoá nhất thiết tôn trọng thông tin từ ảnh điều vẽ. - Số hoá các yếu tố trên bản đồ phải đúng với quy phạm và hệ thống ký hiệu bản đồ địa chính do Tổng cục địa chính ban hành. - Các yếu tố mang tính định hướng: trường học, uỷ ban, chợ, đình, chùa…cần phải đặt đúng vị trí trên ảnh điều vẽ, ghi chú địa danh như thôn bản… không được đặt quá xa địa vật. 2. Công tác biên tập Biên tập bản đồ là quá trình chuẩn hoá các dữ liệu không gian sau khi đã số hoá và gán các thuộc tính đồ hoạ cho các yếu tố đúng với các yêu cầu quy phạm khi biên tập. Công tác biên tập gồm: - Tiếp biên Thông thường khâu số hoá là khâu được tách rời và thực hiện được nhiều người, nhiều trạm máy khác nhau nên có sự khác biệt về khả năng đoán đọc, kỹ thuật chuyên môn cũng như thao tác sử dụng các công cụ phần mềm giữa những người thực hiện. Từ đó dẫn đến tình trạng sai sót và sai lệch ở các vùng tiếp giáp giũa các mảnh bản đồ. Chính vì vậy việc tiếp biên giữa các mảnh bản đồ đòi hỏi hết sức cẩn thận và chính xác. Để tiếp biên giữa các mảnh bản đồ đòi hỏi phải ghép các mảnh bản đồ đã được số hoá và chỉnh lỗi do chưa tiếp biên, do bắt điểm chưa chính xác. - Cắt mảnh bản đồ Để cắt mảnh bản đồ trước tiên ta phải tạo đường bao, đường bao này được tạo bằng các Offset đường địa giới ra một khoảng cách cho phép. Đường Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4946 bao này phải đảm bảo sao cho số đỉnh càng ít càng tốt và tuyệt đối trước khi in không được xoá đi. Để cắt các yếu tố nội dung bản đồ theo từng mảnh bản đồ ta dựa trên cơ sở độ phân mảnh và được cắt ra từ file tổng. Sau đó ghép các mảnh bản đồ vào khung đã được tạo. - Chỉnh sửa bản đồ tính diện tích và đánh số thửa Công đoạn chỉnh sửa được thực hiện sau khi có kết quả đo đối soát ngoài thực địa với tư liệu là những tờ bản đồ ảnh và các công cụ cần thiết phục vụ cho công tác ngoại nghiệp. Quá trình này sẽ loại bỏ các sai sót còn tồn tại để nâng khả năng chính xác và tính đầy đủ của bản đồ. Diện tích thửa đối với tờ bản đồ địa chính là một yếu tố quan trọng, đòi hỏi chính xác cao. Diện tích được tính cho tất cả các thửa đất, mương, ao, hồ, khu dân cư, nghĩa địa…Ta có thể tính diện tích từng thửa trực tiếp trên màn hình Microstation, tính diện tích bằng phần mềm MGE Base Mapper hoặc trên phầm mêm Famis. Để vẽ nhãn thửa trước tiên ta phải gán các loại đất bằng các mã số theo quy định sau đó mới tiến hành đánh số thửa. Số thứ tự này sẽ được gán làm tâm trong quá trình tính diện tích. Số thứ tự các thửa sẽ được đánh bằng tay hoặc tự động theo thứ tự tăng dần từ trái qua phải từ trên xuống dưới. - Dựng khung bản đồ địa chính Một khung bản đồ được tao khi có đầy đủ các yếu tố về loại khung, tỷ lệ, toạ độ góc Tây- Bắc, tên tỉnh, huyện, xã thích hợp. Sau khi có đầy đủ thông tin trên ta bắt đầu tiến hành vẽ khung. Có thể vẽ khung tự động bằng phần mền Famis. 2.3.2.10 Kiểm tra, sửa chữa, in - Kiểm tra độ chính xác định hướng tương đối, định hương tuyệt đối. - Kiểm tra độ chính xác đo vẽ dáng đất và thuỷ hệ. - Kiểm tra độ chính xác trong quá trình nắn, cắt ghép mảnh. - Kiểm tra độ chính xác về cơ sở toán học của mảnh bản đồ đó. - Kiểm tra việc tiếp biên với khu lân cận, tiếp biên trong nội bộ khu đo, việc ghi chép sổ tay đo vẽ, việc điền viết lý lịch bản đồ. Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4947 Nếu có sai sót cần tiến hành chỉnh sửa. Sau khi đã hoàn chỉnh mới đưa vào in ấn. Sử dụng phần mềm IPLOT để tiến hành in bản đồ. Khi in bản đồ cần chọn các tham số như máy in, kích thước giấy in, bảng màu, tỷ lệ in. 2.3.2.11 Giao nộp sản phẩm Sản phẩm giao nộp gồm: - ảnh quét - ảnh điều vẽ - Tài liệu đo khống chế ảnh, sổ đo các loại và sơ đồ nối. - Tài liệu tăng dày điểm khống chế ảnh và các tài liệu có liên quan. - Bình đồ ảnh số ghi trên đĩa CD. - Bản đồ địa chính cơ sở của từng đơn vị xã. - Đĩa CD lưu giữ bản đồ địa chính. - Tổng hợp diện tích theo đơn vị mảnh cấp xã. - Các tài liệu kiểm tra nghiệm thu các cấp. - Các tài liệu giao nộp còn phụ thuộc vào yêu cầu của bên thành lập bản đồ. Đ2.4 Các nguồn sai số trong quy trình thành lập bản đồ bằng công nghệ ảnh số Độ chính xác thành lập bản đồ bằng công nghệ ảnh số chịu ảnh hưởng của các nguồn sai số sau đây: - Sai số do tư liệu ảnh - Sai số do số liệu gốc - Sai số do công nghệ 2.4.1 Sai số do tư liệu ảnh ảnh hàng không là kết quả tạo hình bởi phép chiếu xuyên tâm thông qua hệ thống kính vật máy chụp ảnh và chịu nhiều sự ảnh hưởng của các Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4948 nguồn sai số sau: 2.4.1.1 Sai số do độ cong trái đất Bề mặt trái đất là bề mặt cầu lồi lõm, mà các ảnh đo trong ảnh chụp hàng không là hình chiếu xuyên tâm của miền thực địa. Do vậy rõ ràng vị trí các điểm ảnh sẽ bị xê dịch do bị ảnh hưởng của độ cong trái đất. 2.4.1.2 Sai số do chiết quang khí quyển. Khí quyển là môi trường truyền sáng không đồng nhất do vậy, tia sáng truyền đi trong khí quyển không phải là đường thẳng. điều này gây ra sự biến dạng của phép chiếu xuyên tâm và làm cho toạ độ các điểm ảnh bị xê dịch đi một đại lượng nào đó. 2.4.1.3 Sai số do méo hình kính vật Sai số do méo hình kính vật máy chụp ảnh hưởng trực tiếp đến toạ độ điểm ảnh, bao gồm méo hình tiếp tuyến và méo hình xuyên tâm. 2.4.1.4 Sai số biến dạng phim Trong quá trình sản xuất do ảnh hưởng của các điều kiện như: nhiệt độ, độ ẩm, quá trình xử lý ảnh. Do đó vật liệu ảnh bị biến dạng về kích thước (biến dạng phẳng) hoặc không bằng phẳng (biến dạng không gian). 2.4.2 Sai số do số liệu gốc Sai số do số liệu gốc trong đo ảnh mang tính đặc thù riêng. Khi đo vẽ trên mô hình lập thể, các điểm không chế là cơ sở cho việc định hướng mô hình lập thể, các điểm khống chế là cơ sở cho việc định hướng mô hình. Do đó ngoài sai số số liệu trắc địa ngoại nghiệp hay tăng dày nội nghiệp còn mang sai số quá trình đo đạc các điểm khống chế này trên mô hình lập thể. 2.4.3 Sai số do công nghệ 2.4.3.1 Sai số do quét ảnh Sai số này phụ thuộc vào việc chọn độ phân giải khi quét ảnh. Độ phân giải này phụ thuộc vào chủ yếu các yếu tố sau: - Độ phân giải của ảnh gốc khi quét - Độ chính xác của các bản đồ cần thành lập Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4949 - Quan hệ giữa tỷ lệ ảnh và tỷ lệ bản đồ cân thành lập - Độ phân giải và độ chính xác của máy quét Hiện nay trong sản xuất dang sử dụng công thức tính độ phân giải của Intergraph : Px 100         a b m M m. (2 – 7) Trong đó: Px – là kích thước của pixel Mb– là mẫu số tỷ lệ bản đồ cần thành lập ma – là mẫu số tỷ lệ ảnh 2.4.3.2. Sai số xử lý trên trạm đo ảnh số * Công tác tăng dày  Định hướng trong Đối với công nghệ đo vẽ ảnh số, độ chính xác của định hướng trong thường lá 0.3 đến 0.5 pixel. Trong thực tế sản xuất ở nước ta nếu tiến hành quét từ phim dương thi độ chính xác của định hướng trong thường kém hơn (0.5 – 0.7 pixel)  Công tác định hướng tương đối và tuyệt đối Đối với công nghệ đo vẽ ảnh số thì công đoạn này có thể thực hiện một cách tự đông dựa trên các kỹ thuật khớp ảnh, kỹ thuật khớp ảnh là giảm nhưng sai số do ngươi đo gây ra nâng cao độ tin cậy kết quả đo. Độ chính xác của quá trình này cũng đạt được giá trị là 0.3 pixel. Hiện nay có một số phần mềm tăng dày tự động có khả năng cho độ chính xác cao chẳng hạn như: MATCH- AT, ISAT hay PHODIS-AT. Tuy nhiên các phần mềm này còn chọn và khớp nhiều điểm ảnh nằm trong độ phủ hai (thông thường chiếm từ 30% đến 50% tổng số điểm đo). Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4950 Chương 3 Thực nghiệm thành lập bản đồ địa chính tỷ lệ 1:2000 Đ3.1 Giới thiệu chung về tình hình khu đo 3.1.1 Vị trí địa lý Khu vực thực nghiệm thuộc xã Thụy Phương - Từ Liêm- Hà Nội. 3.1.2 Điều kiện địa lý tự nhiên 3.1.2.1 Địa hình: Khu vực có địa hình tương đối bằng phẳng, độ cao trung bình khoảng 6 đến 8m. 3.1.2.2Địa vật: Đặc điểm địa vật trong khu vực đo vẽ là địa vật đặc trưng của vùng đồng bằng bao gồm: - Khu vực dân cư - Hệ thống thuỷ lợi tưới tiêu hoàn chỉnh - Hệ thống giao thông bao gồm đường nhựa và đường bêtông nên rất thuận lợi cho việc đi lại của người dân. 3.1.2.3 Khí hậu Là một khu vực thuộc đồng bằng châu thổ sông Hồng thời tiết trong năm chia thành bốn mùa rõ rệt: Xuân, Hạ, Thu, Đông. Tuy nhiên để lập kế hoạch công tác cần lưu ý hai mùa ảnh hưởng đến công tác thi công đó là mùa mưa và mùa khô. - Mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 10 - Mùa khô kéo dài từ tháng 11 đến tháng 4 năm sau - Nhiệt độ cao nhất vào mùa hè là 38° và thấp nhất vào mùa đông là 10° 3.1.2.4 Thực phủ Khu vực này chủ yếu là trồng lúa và hoa màu, có rất nhiều loại cây Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4951 cảnh như dừa, đào, quất…được trồng gần khu dân cư. 3.1.2.5 Thuỷ văn Bản đồ khu vực xã Thụy Phương có hệ thống kênh mương dày đặc. Có sông Nhuệ chảy quanh khu vực này. Con sông này là nguồn cung cấp chủ yếu cho hệ thống tưới tiêu. Trong khu vực này có rất nhiều ao hồ nhỏ. 3.1.3 Kinh tế - xã hội 3.1.3.1 Kinh tế Nền kinh tế khu vực khá phát triển với nhiều khu Công nghiệp như Công ty Giầy Thuỵ Khuê, Viện Chăn Nuôi… Đặc biệt gần khu vưc này có rất nhiều trường Đại Học như: trường Đại Học Mỏ Địa Chất, Học Viện Cảnh Sát, Học Viện Tài Chính... 3.1.3.2 Tình hình đất đai Chủ yếu là đất nông nghiệp. Khu đo đang nằm trong giai đoạn đổi mới, hệ thống giao thông và cấp thoát nước đang được cải tạo và làm mới. Quá trình đô thị hoá ở khu vực này đang phát triển mạnh nên mức độ biến đổi địa hình địa vật tăng nhanh. 3.1.3.3 Giao thông Khu vực này có hệ thống giao thông khá hoàn chỉnh lớn nhỏ dày đặc. 3.1.3.4 Y tế Hệ thống y tế trong khu vực này rất phát triển thuận lợi cho việc khám và chữa bệnh. 3.1.3 Tư liệu sử dụng - Tư liệu bay chụp ảnh gồm có: - ảnh chụp vào năm 1992 - Tư liệu ảnh được chụp bằng máy rmktop-15 - Tiêu cự máy chụp ảnh 152.509 mm - Cỡ phim chụp 23 x 23 cm . - Tỷ lệ ảnh chụp 1: 7.500 Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4952 - Độ cao bay chụp 1140 m - Độ phủ ngang 60%, độ phủ dọc 30%. Tư liệu chất lượng rõ ràng, độ tương phản tốt, đạt tiêu chuẩn cho việc thành lập bản độ địa chính tỷ lệ 1:2000. Đ3.2 Thực nghiệm theo quy trình công nghệ thành lập bản đồ địa chính tỷ lệ 1:2000 vùng bằng phẳng 3.2.1 Quét phim Việc quét phim phải đảm bảo chất lượng quét về hình học và nội dung của đối tượng hình ảnh. Trong quy trình thành lập bản đồ địa chính của hãng Intergraph thì quy trình này được thực hiện chờ máy quét, trong đó dữ liệu từ dạng phim ảnh hàng không được chuyển thành dạng raster. Ta cần lựa chọn các thông số quét cho phù hợp đồng thời thực hiện các thao tác trong quy trình quét. Trong trường hợp này phim được quét trên máy SCAI-2 và phần mềm Photoscan-td. Phim quét với độ phân giải 21  m, ở chế độ Fucl sét. File được ghi ở dạng TIFF. Quy trình quét *Bật máy quét (tuyệt đối không được mở nắp máy quét trong khi đèn đỏ còn sáng). * Khởi động phần mềm quét -Bật máy tính - Chọn các thông số cho chế độ quét phim. + Đặt các thông số dạng file, tên file + Đặt kiểu phim (âm hoặc dương) và máy chụp ảnh + Đặt các thông số vào, ra cho phim + Đặt giới hạn vùng quét * Quét phim: Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4953 - Lắp phim (đặt phim vào khay và cho mặt nhũ của phim úp xuống dưới) - Định vị vùng quét (đo các điểm mấu khung) - Quét thử và điều chỉnh (chỉ chọn một vùng để quét thử sau đó vào bộ nhớ để kiểm tra và hiệu chỉnh) - Quét vào đĩa: trước khi quét vào đĩa phải đặt các diện tích quét cho cả tấm ảnh. 3.2.2 Tạo Project khu đo Xây dựng Project là quá trình nhập vào các thông số cần thiết và xác nhận các File ảnh sử dụng cho công việc theo yêu cầu của hệ thống phần mềm xử lý ảnh số. Được thực hiện trên phầm mềm ISPM. 3.2.2.1 Tạo mới Project từ dữ liệu cơ sở ban đầu Mở trạm ảnh số, từ menu vào File/New Project, Hình 3.1 Khi trên màn hình xuất hiện lên bảng Project Location. Ta tiến hành đặt tên Project và chọn thư mục cho chúng (Hình 3.1) Ta ấn Next thì bảng Project Type hiện lên cho phép ta chọn kiểu dữ liệu, thường chọn Aerial Photography (là ảnh hàng không) và dạng File ra là ASCII (Hình 3.2) Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4954 Hình 3.2 Sau đó bấm Next thì bảng Project Units xuất hiện giúp ta lựa chọn đơn vị cho công việc (Hình 3.3) Hình 3.3 - Chọn hệ tọa độ Đề-các (XYZ) - Chọn đơn vị đo dài là mét (m) Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4955 - Chọn đơn vị đo góc là độ (deg) Tiếp tục ấn Next trên màn hình hiện lên bảng Project Parameter Settings, cho phép đặt một số tham số của Project như: độ lệch chuẩn, bán kính trái đất, độ cao bay chụp (so với mặt nước biển trung bình) và độ cao trung bình của trái đất thay đổi theo Project (Hình 3.4) Hình 3.4 Enable AtmoSpheric Refraction. Hiệu chỉnh tọa độ khỏi ảnh hưởng của khúc xạ khí quyển. Enable Eath Curvature: Hiệu chỉnh theo độ cong trái đất. ấn Next, bảng hội thoại tiếp theo User Settings xuất hiện, yêu cầu cần nhập các hạn sai cho phép của các phép định hướng trong, định hướng tương đối, định hướng tuyệt đối (bình sai). Các hạn sai này phải phù hợp với độ chính xác cho phép của việc thành lập bản đồ (Hình 3.5). Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4956 Hình 3.5 Bấm Next, ta sẽ có được bảng Default User Points, tiến hành chọn các điểm định hướng chuẩn cho mỗi tấm ảnh. Để tăng cường các trị đo thừa ta chọn nút 5 Point. Nhấn vào nút Finish sẽ nhận được việc tạo mới Project (Hình 3.6). Một thông báo sau đó xuất hiện để khẳng định việc tạo xong Project hay thông báo cho ta biết có vấn đề gì cản trở trong việc tạo Project. Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4957 Hình 3.6 3.2.2.2 Nhập thông số camera Sau khi Project được tạo xong, ta cần tạo camera cho Project. Điều này có thể thực hiện bằng cách chọn Edit Camera Wizard, nhập vào tên camera (Hình 3.7). Hình 3.7 Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4958 Sau đó bấm Nex, trên màn hình hiện lên bảng số liệu camera (Camera Data). Mục đích là nhập các thông số cho camera như: - Tiêu cự của máy chụp ảnh (mm). - Tọa độ điểm chính ảnh (mm). - Kích thước phim ảnh là: 230x230 mm (Hình 3.8). Hình 3.8 Sau khi đã nhập các thông số cho máy ảnh ta tiến hành nhập tọa độ mấu khung, ta nhập thứ tự tọa độ X và tọa độ Y của từng điểm mấu khung rồi ấn Add. Tiếp theo đó ta chọn Next thì hiện bảng hội thoại hỏi về dữ liệu hiệu chỉnh độ méo hình kính vật. Sau đó tiến hành xác nhận việc nhập các thông số của camera. Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4959 3.2.2.3 Nhập các thông số cho tuyến bay Sau khi tạo xong Camera cho Project ta cần tạo tiếp các tấm ảnh trong các tuyến bay và các mô hình cho Project mà ta cần sử dụng. Ta vào Edit Strip Wizard trên Menu sẽ xuẫt hiện bảng Strip Wizard Gõ vào số hiệu tuyến bay (Strip ID), tiền tố của tấm ảnh (PhotoID_Prefix) Số thứ tự ảnh (Initial Photo Number). Nếu số thứ tự các tấm ảnh tăng dần lên theo chiều của tuyến bay và tăng lên bao nhiêu đơn vị thì hãy nhập giá trị vào Number Fieid Increment là dương còn nếu ngược lại là âm và cuối cùng là nhập số lượng ảnh trong một tuyến bay (Number of photo)...(Hình 3.9). Hình 3.9 Ta chọn Next xuất hiện bảng Carame Information yêu cầu nhập các thông tin về camera. Xác định tên Carame (Camera name) và chọn đúng hướng của Camera (Camera Orientation). Chọn kiểu chụp ảnh vệ tinh hay mặt đất (View Geometry) (Hình 3.10). Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4960 Hình 3.10 ấn Next tiếp theo thì bảng kế tiếp xuất hiện yêu cầu xác định File ảnh được gắn kết với từng tấm ảnh trong tuyến bay (Hình 3.11). Hình 3.11 Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4961 Đánh dấu vào Automaticcally Generate Image File Names để chương trình tự động xác định gắn các File ảnh với từng tên ảnh. Sau đó vào Image Directory để tìm đường dẫn thư mục có chứa các File ảnh mà ta để sẵn ở trong thư mục đó. Và cũng giống như ở bảng Strip Wizar ta cũng nhập cac số hiệu ảnh. ấn Next bảng Model Information giúp ta tạo ra số hiệu các mô hình một cách tự động (Hình 3.12) Hình 3.12 Các bảng tiếp theo của Strip Wizard cho phép nhận các tham số định hướng ngoài gần đúng cho tuyến bay. Sau khi xác nhận tất cả các thông số cho tuyến bay, hãy nhấn nút Finish ta sẽ được nhắc có tạo và lưu giữ dữ liệu về tuyến bay hay không và sau đó chương trình sẽ hỏi có muốn tạo tiếp tuyến bay nữa hay không. 3.2.2.4 Nhập toạ độ điểm khống chế ngoại nghiệp Từ thanh Menu ISPM chọn Edit/ Contrlo Point và nhập vào toạ độ điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp (Hình 3.13). Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4962 Hình 3.13 3.2.3 Tăng dày khống chế ảnh 3.2.3.1 Định hướng trong Từ thanh Menu ISDM chọn Oriention/Interrios. Trên màn hình máy tính sẽ hiện bảng Select Photos cho phép ta chọn các tấm ảnh. Lúc này trên máy tính hiện lên mấu khung của phim, ta tiến hành định hướng vào các toạ độ mấu khung (Hình 3.14). Hình 3.14 Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4963 -Chọn vị trí tương đối của điểm trong cửa số Ovesview -Chọn vị trí điểm trong cửa số FullRes -Đo đúng tâm trong cửa sổ Detail 3.2.3.2 Định hướng tương đối Chọn lệnh Orientation/Relative và chọn các mô hình để tiến hành định hướng tuyệt đối. Tiến hành đo điểm trên cửa sổ chi tiết khử thị sai ngang bằng cách chọn cùng một đối tượng trên cả hai ảnh. Cần đo ít nhất là 5 điểm trên một mô hình đến khi có kết quả tốt (Relative Orietation), (Hình 3.15). Hình 3.15 Chương trình sẽ tính toán các nguyên tố định hướng tương đối theo phương pháp số bình thường nhỏ nhất. Giá trị bình sai của cặp ảnh không vượt quá 15m. Thông qua đó ta biết được những điểm nào đó không đạt yêu cầu để đo lại. Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4964 3.2.3.3 Định hướng tuyệt đối Định hướng tuyệt đối là bước định hướng cuối cùng đối với một mô hình. Nếu trong mỗi mô hình lập thể có đủ số lượng điểm có toạ độ trong hệ toạ độ mặt đất tối thiểu phải có 2 điểm khống chế mặt phẳng (XY) và 3 điểm khống chế độ cao (H) thì khi hoàn thành bước định hướng tuyệt đối chương trình sẽ tính chuyển toạ độ mô hình sang toạ độ mặt đất tương ứng. Đối với quá trình tiến hành tăng dày khống chế cho một tuyến thì quá trình định hướng tuyệt đối chỉ là đo các điểm khống chế ngoại nghiệp trên tất cả những mô hình lập thể mà các điểm này xuất hiện. Sau đó mới có thể thực hiện được việc bình sai tính chuyển từ hệ toạ độ không gian đo ảnh sang hệ toạ độ mặt đất cho cả khối. Hình 3.16 Chọn Orientation  Absolute... để đưa ra hộp thoại Select Medels. Tại đây ta có thể lựa chọn nhiều hơn một mô hình sau đó chọn OK để hiển thị hình ảnh. Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4965 3.2.3.4 Bình sai khối tam giác ảnh hàng không. Sử dụng menu ISDM/Orientations/Photo Triangulation/ Triangulation. Xuất hiện bảng kết quả bình sai khối tam giác ảnh Photo Triangulation Results (Hình 3.17). Hình 3.17 Chương trình Photo Triangulation cho phép ta lựa chọn tính toán bình sai khối tam giác ảnh không gian theo hai chế độ: bình sai tương đối và bình sai tuyệt đối. Việc bình sai khối tam giác ảnh không gian được thực hiện theo phương pháp số bình phương nhỏ nhất. Sau đó tiến hành bình sai tương đối (bình sai trong hệ toạ độ không gian đo ảnh mà không sử dụng đến toạ độ điểm khống chế ngoại nghiệp) và bình sai tuyệt đối (sử dụng trị đo ảnh của tất cả các loại điểm và toạ độ trong hệ tọa độ mặt đất của các điểm khống chế ngoại nghiệp để tính chuyển toàn bộ khối tam giác ảnh về hệ toạ độ mặt đất). Nếu kết quả bình sai thoả mãn đầy đủ các quy định cho phép ta có thể ghi tọa độ trong hệ toạ độ mặt đất cho các điểm tăng dày vào File Control của công việc. Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4966 Bước cuối cùng trong quá trình bình sai khối tam giác ảnh không gian là ghi lại tất cả các nguyên tố định hướng của các tấm ảnh, các mô hình đã chọn để bình sai. 3.2.3.5 Nắn ảnh, tạo bình đồ ảnh: Do khu vực Ha Nội là vùng bằng phẳng, với độ cao trung bình từ 3 đến 4m cho nên sử dụng phần mềm IRASC để nắn ảnh. a. Tạo Design file: Khởi động Microstation: kích hoạt biểu tượng của Microstation, cửa sổ Microstation Manager xuất hiện (Hình 3.18) Hình 3.18 Ta vào File/New nhập tên File ta cần tạo Chọn Seed file cho File design bằng cách kích vào Select, xuất hiện bảng Seed file. Với khu đo trong phần thực nghiệm này thì Seed file là Gauss 18. Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4967 b. Nắn ảnh: - Khởi động Modul IRASC để thực hiện công tác nắn ảnh. - Nhập các điểm khống chế. - Mở ảnh để nắn bằng cách vào File/Open, sau đó chọn đường dẫn đến ảnh cần nắn. - Sau khi mở được ảnh ta tiến hành nắn ảnh trên IRASC bằng lệnh Warp trong thực đơn Geometry. Sau khi chọn lệnh, trên màn hình sẽ hiển thị 4 cửa số sắp xếp cạnh nhau theo thứ tự từ trái sang phải, từ trên xuống dưới. Hai cửa sổ 1, 4 hiển thị điểm khống chế xác định trên ảnh Raster, còn 2 cửa số 2, 3 hiển thị điểm khống chế trong File Vector. Trong quá trình nắn ảnh, ta phải luôn quan sát dòng nhắc trong cửa sổ lệnh của Microstation. Trên cửa số View 3 dùng phím Data chọn điểm khống chế tương đương trên File.dgn. Sau khi chọn điểm trên View 3, vùng lân cận chứa điểm khống chế được tự động phóng lên và tự động hiển thị trên View 2 đồng thời xuất hiện dòng nhắc xác định chính xác điểm khống chế Vecter (Roxined Control Point). Ta có thể sử dụng các nút điều khiển màn hình để thu phóng tiện cho việc xác định chính xác điểm khống chế Vector. Sử dụng chế độ Snap để bắt chính xác các điểm khống chế trên View 2, nhấn phím Data để chấp nhận điểm vừa xác định. Tiếp theo là xác định điểm nắn tương ứng trên File ảnh Raster, khi đó xuất hiện dòng nhắc Approximate Input. Nhấn Data chuột trên View 4 quanh vùng lân cận trên ảnh cần xác định điểm khống chế tương ứng, khu lân cận được phóng to và tự động hiển thị trên View 1. Xác định chính xác vị trí điểm nắn và dùng phím Data chuột để đặt điểm nắn trong View 1. Lặp lại thứ tự các bước trên với 4 điểm khống chế còn lại. Sau khi đã xác định được 3 điểm khống chế, từ điểm khống chế thứ 4 thì IRASC sẽ trợ giúp người sử dụng bằng cách tự động xác định điểm khống Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4968 chế trên File.dgn. Ta có thể chấp nhận khi đã chính xác hoặc loại bỏ khi chưa chính xác để xác định lại vị trí điểm nắn trên ảnh bằng tay để đảm bảo độ chính xác nắn ảnh. Sau khi chọn điểm xong, ta chọn mô hình chuyển đổi: - Mô hình Affine: affine là quá trình co dãn dữ liệu theo một hoặc nhiều hướng phụ thuộc vào số của đa thức trong mô hình toán học (bậc Affine) để khử các biến dạng. Đa thức bậc 1 chỉ đơn giản là co hoặc dã đường, đa thức bậc 2 chỉ có một chỗ uốn cong giống như parabol, đa thức bậc 3 có 2 chỗ uốn cong như những mặt hình chữ S... Bậc Affine càng cao thì số điểm khống chế tối thiểu càng nhiều. + Affine 1: 3 điểm + Affine 2: 6 điểm + Affine 3: 10 điểm + Affine 4: 15 điểm + Affine 5: 21 điểm - Mô hình project: áp dụng cho các dữ liệu bị vặn xoắn hoặc bị méo trệch. Nắn ảnh theo mô hình project biến hình ảnh trên ảnh nghiêng thành hình ảnh tương ứng trên ảnh trực chiếu, và có tỷ lệ phù hợp với tỷ lệ bản đồ cần thành lập và hạn chế được sai số do chênh cao địa hình gây ra. Vì vậy, ta nên chọn mô hình nắn project, với số điểm khống chế tối thiểu là 4. Với bản đồ tỷ lệ 1:5000 thì sai số nắn phải ≤ 2m. Nếu sai số nắn ảnh đã đạt hạn sai cho phép, ta nhấn vào nút Warp để chạy chương trình nắn trong IRASC. 3.2.3.6 Điều vẽ và thống kê các yếu tố địa chính. Sau khi đã có bình đồ ảnh ta đem ra ngoài thực địa đối chiếu hình ảnh của đối tượng đã chụp xem đối tượng đó còn tồn tại hay đã thay đổi. Đối với các đối tượng đã thay đổi hoặc mới xuất hiện thì phải xoá bỏ hoặc đo vẽ bù thêm trên bình độ ảnh. Ngoài ra còn phải xác định các yếu tố định tính của đối Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất Sinh Viên: Phạm Văn Trung Lớp: CĐ Trắc địa B_ K4969 tượng. Các đối tượng cần điều vẽ bao gồm: ranh giới thửa đất, khu dân cư, hệ thống thuỷ văn, hệ thống giao thông, hệ thống điện, địa lý vật lấy hướng... Tiến hành đo vẽ bổ xung địa vật và thống kê các yếu tố địa chính. Việc thống kê các yếu tố thổ nhưỡng, khả năng canh tác, địa danh.... được tiến hành kết hợp với cán bộ địa chính địa phương. 3.2.3.7 Số hoá, biên tập nội dung bản đồ địa chính. a. Cắt, ghép ảnh theo mảnh bản đồ: Ta có thể mở các tấm ảnh nắn được hiển thị trong file.dgn của Project hoặc file Design có chứa lưới khung mảnh bản đồ bằng phần mềm IRASC để tiến hành cắt, ghép ảnh. b. Số hoá địa chính: Quá trình số hoá được thực hiện trên phần mềm IRASC. Khi số hoá một mảnh bản đồ đầu tiên ta phải mở file.dgn chứa sơ đồ phân mảnh bản đồ để chọn