Đồ án Thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn bằng phương pháp đo vẽ phối hợp

Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 1 - Đồ án Tốt nghiệp Lời nói đầu Trong những năm gần đây, với sự phát triển nhảy vọt của các ngành khoa học kỹ thuật đã đem lại những thành tựu khoa học hết sức rực rỡ và được ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực. Điều đó đã giúp cho ngành khoa học Trắc địa ảnh ngày càng tiến bộ và hiện đại hơn, thay thế dần các phương pháp thành lập bản đồ truyền thống. Trong giai đoạn hiện nay, việc thực hiện chiến lược công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước của Đảng ta đề ra ngày càng được đẩy mạnh trên phạm vi toàn quốc. Theo đó các yêu cầu đòi hỏi về bản đồ địa hình để phục vụ công tác khảo sát, thiết kế, quy hoạch là rất cần thiết, đặc biệt là tại các vùng kinh tế trọng điểm, các khu công nghiệp, khu công trình đầu mối thuỷ lợi, thuỷ điện ...vv. Vì vậy để đáp ứng kịp thời các mục đích sử dụng thì công tác thành lập bản đồ địa hình là một công việc mang tính cấp bách hiện nay. Để thành lập bản đồ địa hình người ta có thể sử dụng nhiều phương pháp khác nhau, ngày nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật thì vấn đề đặt ra là cần thành lập bản đồ với phương pháp phù hợp và hiệu quả nhất. Để đáp ứng yêu cầu đó công nghệ thành lập bản đồ địa hình bằng ảnh hàng không và các phần mềm ứng dụng đã ra đời. Chúng được ứng dụng để thành lập bản đồ địa hình từ ảnh hàng không nhờ các hệ thống máy tính hiện đại. Trên cơ sở tổng hợp những kiến thức đã học cùng với sự giúp đỡ nhiệt tình của thầy giáo ThS. Trần Đình Trí, cùng các thầy cô giáo trong bộ môn, được sự đồng ý của Bộ môn Trắc địa ảnh - Khoa Trắc địa - Trường đại học Mỏ - Địa chất nên em đã chọn đề tài tốt nghiệp : (( Thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn bằng phương pháp đo vẽ phối hợp )) Nội dung của đề tài được trình bày bao gồm 4 chương. Chương1 : Khái quát về bản đồ địa hình Chương2 : Các phương pháp thành lập bản đồ địa hình Chương3: Thành lập BĐĐH bằng Pp đo vẽ phối hợp Chương4: Công tác thực nghiệm Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo ThS. Trần Đình Trí, cùng các thầy cô giáo trong bộ môn Trắc địa ảnh và các bạn đồng nghiệp đã nhiệt tình giúp đỡ em trong suốt quá trình làm đồ án tốt nghiệp. Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 2 - Đồ án Tốt nghiệp Chương 1 Khái quát về bản đồ địa hình. 1.1 Một số vấn đề chung về bản đồ. Bản đồ là một sự hiển thị thu nhỏ trên mặt phẳng, khái quát hoá các đối tượng và hiện tượng có trên bề mặt hoặc liên quan đến bề mặt trái đất. Mỗi bản đồ đều được xây dựng theo một quy luật toán học nhất định gồm : Hệ thống toạ độ, tỷ lệ và phép chiếu. Nhưng trong thực tế, khái niệm về bản đồ có thể được hiểu với một nghĩa rộng về sự hiển thị một dạng thông tin bất kỳ nào đó có thể xem được, đặc biệt là đối với những thông tin thể hiện tính chất, trạng thái của một dạng đối tượng nào đó được tổng hợp khái quát hoá dưới dạng biểu đồ hoặc sơ đồ. Song dạng bản đồ có tính khoa học nhất và phổ biến nhất là dạng được xây dựng trên một cơ sở toán học xác định, các yếu tố nội dung bản đồ được tổng quát hoá trên bản đồ và được biểu thị bằng ngôn ngữ của bản đồ. Cơ sở toán học, sự tổng quát hoá các yếu tố nội dung và sự thể hiện các yếu tố nội dung bằng ký hiệu bản đồ chính là 3 đặc tính cơ bản phân biệt giữa bản đồ với các hình thức khác biểu thị bề mặt trái đất. Bản đồ có những tính chất cơ bản là: Tính trực quan, tính đo đạc và tính thông tin. Bằng bản đồ người sử dụng có thể tìm ra được những quy luật của sự phân bố các đối tượng và hiện tượng trên bề mặt đất, từ bản đồ ta có thể xác định được các trị số như : Toạ độ, độ dài, diện tích, thể tích, góc, phương vị... Về cơ bản, bản đồ được phân chia theo các dãy tỷ lệ : Tỷ lệ lớn (  1: 5000), tỷ lệ trung bình( 1: 10.000 1: 25.000) và tỷ lệ nhỏ (1:100.000 1:100.000 hoặc nhỏ hơn). Có hai loại bản đồ mà chúng ta thường gặp là bản đồ địa hình và bản đồ chuyên đề. Mọi bản đồ đều bao gồm : Sự thể hiện các yếu tố nội dung, cơ sở toán học, các yếu tố hỗ trợ và bổ xung. + Sự thể hiện các yếu tố nội dung bản đồ là bộ phận chủ yếu của bản đồ, bao gồm các thông tin về các đối tượng và các hiện tượng được biểu đạt trên bản đồ như : sự phân bố các tính chất, những mối liên hệ và sự biến đổi của chúng theo thời gian. Những thông tin đó chính là nội dung bản đồ. Ví dụ các yếu tố nội Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 3 - Đồ án Tốt nghiệp dung của bản đồ địa hình là : thuỷ hệ, các điểm dân cư, dáng đất, lớp phủ thực vật, mạng lưới các đường giao thông và các đường dây tải điện, dây thông tin, một số đối tượng kinh tế nông nghiệp và văn hoá, sự phân chia hành chính v.v. Đối với các yếu tố nội dung của bản đồ chuyên đề thì phụ thuộc vào đề tài cụ thể của nó. + Các quy luật hình học của sự hiển thị bản đồ thì phụ thuộc vào cơ sở toán học của bản đồ. Các yếu tố cơ sở toán học của bản đồ bao gồm : tỷ lệ, phép chiếu và hệ lưới toạ độ được dựng trong phép chiếu đó, mạng lưới khống chế trắc địa, sự phân mảnh đáng số và bố cục của bản đồ. + Các yếu tố hỗ trợ và bổ sung bao gồm : Bảng chú giải, thước tỷ lệ và các đồ thị. Ngoài ra trên tờ bản đồ còn thường có các bản đồ phụ, các biểu đồ, đồ thị...nhằm mục đích bổ sung làm sáng tỏ và làm phong phú thêm về những phương diện nào đó của nội dung bản đồ. 1.2. Khái quát về bản đồ địa hình. Bản đồ địa hình là loại bản đồ thể hiện một cách có chọn lọc các đối tượng tự nhiên và nhân tạo có trên mặt đất ở một tỷ lệ nhất định nào đó. Các yếu tố nội dung cơ bản của bản đồ địa hình được biểu thị trên bản đồ bằng các ký hiệu quy ước hiện hành. Mức độ chi tiết biểu thị nội dung của bản đồ phụ thuộc vào tỷ lệ và mục đích sử dụng của bản đồ. Bản đồ địa hình thường được sử dụng như là một “khung hình học” cho các loại thông tin chuyên đề không gian khác. Các yếu tố quan trọng cần chú ý khi sử dụng bản đồ địa hình là: nội dung, tỷ lệ, lưới chiếu, thời gian thành lập và hiệu chỉnh. Các bản đồ địa hình ở những dãy tỷ lệ: 1:200, 1:500, 1: 1.000, 1: 2.000, 1: 5.000, 1: 10.000, 1: 25.000, 1: 50.000 và 1: 100.000 được gọi là hệ thống bản đồ địa hình cơ sở. Trong đó những bản đồ ở dãy tỷ lệ: 1:500, 1: 1.000, 1: 2.000, 1: 5.000 là hệ thống bản đồ địa hình tỷ lệ lớn, những bản đồ ở dãy tỷ lệ: 10.000, 1: 25.000 là hệ thống bản đồ địa hình tỷ lệ trung bình, và những bản đồ tỷ lệ: 1: 50.000 và 1: 100.000 là hệ thống bản đồ địa hình tỷ lệ nhỏ. Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 4 - Đồ án Tốt nghiệp 1.3. Mục đích sử dụng và các yêu cầu của bản đồ địa hình. Bản đồ địa hình (BĐĐH) được sử dụng rất rộng rãi trong nhiều ngành nghề, nhiều lĩnh vực khác nhau. Các tổ chức kinh tế khác nhau thì sử dụng BĐĐH ở góc độ khác nhau. ở mức độ chi tiết khác nhau của mỗi loại BĐĐH sẽ đáp ứng nhu cầu khác nhau cho mục đích sử dụng. Các BĐĐH tỷ lệ lớn phục vụ trực tiếp cho công tác quy hoạch và thiết kế chi tiết, cụ thể: - Bản đồ địa hình 1:5.000 được dùng để thành lập tổng bình đồ thành phố, khu công nghiệp, quy hoạch mặt bằng cho khu vực chưa xây dựng, thiết kế các công trình dạng thẳng, lập thiết kế kỹ thuật cho hệ thống tưới tiêu trong khu vực có diện tích nhỏ, địa hình phức tạp. - Các bản đồ địa hình 1: 2.000 được dùng để thiết kế kỹ thuật, thiết kế chi tiết mặt bằng và chuyển thiết kế ra thực địa cho các công trình công nghiệp, dân dụng..., lập bản vẽ thi công cho hệ thống tưới tiêu bằng thiết bị ngầm, thiết kế xây dựng các tuyến kênh đào, các tuyến đường giao thông ở những vùng có địa hình và cấu tạo địa chất phức tạp. BĐĐH tỷ lệ 1: 1.000, 1: 500 dùng để thiết kế chỉ đạo thi công các công trình ở khu vực chưa xây dựng và để đo vẽ hoàn công các công trình. Yêu cầu về nội dung của các bản đồ ở dãy tỷ lệ này phải rất đầy đủ và rõ ràng, các đối tượng địa vật thường được biểu thị theo tỷ lệ và đúng ký hiệu quy ước. Độ chính xác của bản đồ rất cao. Các BĐĐH tỷ lệ trung bình và nhỏ thường được sử dụng rộng rãi trong phát triển kinh tế cũng như trong quân sự. + Về mặt kinh tế: Nó được dùng làm quy hoạch ruộng đất, điều tra thổ nhưỡng, thiết kế hệ thống tưới tiêu ở vùng tương đối bằng phẳng, chọn vị trí đập nước thiết kế sơ bộ hệ thống đầu mối công trình, xác định diện tích và khối lượng hồ chứa..., dùng để thăm dò và quy hoạch tổng thể các vùng khoáng sản, tiến hành khảo sát thiết kế các tuyến giao thông, dùng để quy hoạch quản lý các loại rừng, quy hoạch tổng thể việc xây dựng thành phố, khu công nghiệp. + Về mặt quân sự: Dùng để nghiên cứu địa hình, tổ chức lưới hoả lực. Chỉ huy quân đội tác chiến. Thiết kế và xây dựng các hệ thống phòng thủ , xây dựng sân bay, các công trình và mục tiêu quân sự khác. Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 5 - Đồ án Tốt nghiệp - Bản đồ địa hình 1: 50.000, 1: 100.000 được sử dụng trong nhiều ngành kinh tế quốc dân. Dùng trong công tác khảo sát sơ bộ trong phạm vi rộng, trong quy hoạch lãnh thổ và tổ chức các vùng kinh tế trọng điểm; dùng nghiên cứu về mặt địa chất, thuỷ văn của một vùng rộng lớn. Bản đồ 1: 100.000 còn là cơ sở địa lý để thành lập các bản đồ chuyên đề tỷ lệ lớn và trung bình như bản đồ địa chất, bản đồ thổ nhưỡng. Những yêu cầu cơ bản của nội dung các BĐĐH ở những dãy tỷ lệ này là phải thể hiện chân thực, rõ ràng, dễ đọc, cho phép định hướng nhanh chóng ở thực địa; các yếu tố biểu thị trên bản đồ phải đầy đủ, chính xác đạt yêu cầu quy định của quy phạm đo vẽ và ký hiệu BĐĐH tỷ lệ tương ứng, hiện hành. Mức độ chi tiết của nội dung bản đồ phải phù hợp với mục đích sử dụng và đặc điểm của khu vực. 1.4. Cơ sở toán học của bản đồ địa hình. Cơ sở toán học của bản đồ địa hình bao gồm: tỷ lệ, phép chiếu, hệ thống toạ độ, cơ sở trắc địa, sự phân mảnh và bố cục của bản đồ. 1.4.1. Tỷ lệ. Tỷ lệ của bản đồ được xác định mức độ thu nhỏ của bề mặt trái đất khi biểu thị lên bản đồ. Nó là tỷ số giữa chiều dài một đoạn thẳng trên bản đồ và chiều dài thực của đoạn thẳng đó ngoài thực địa. Có 3 hình thức thể hiện tỷ lệ trên bản đồ: - Tỷ lệ số: Ví dụ: 1: 10.000 - Tỷ lệ chữ: Ví dụ: “1cm bản đồ bằng 100m thực địa”. - Tỷ lệ thước. Gồm thước tỷ lệ xiên và thước tỷ lệ thẳng. Trên bản đồ địa hình thường thể hiện cả 3 loại tỷ lệ trên. Về hệ thống tỷ lệ bản đồ địa hình thì nước ta cũng dùng các dãy tỷ lệ như hầu hết các nước khác trên thế giới, gồm các tỷ lệ: 1: 200, 1: 1.000, 1: 2.000, 1: 5.000, 1: 10.000, 1: 25.000, 1: 100.000 và tỷ lệ nhỏ hơn. Tỷ lệ của bản đồ địa hình chủ yếu được xác định tuỳ thuộc vào mục đích sử dụng bản đồ và đặc điểm khu đo. Yêu cầu thiết kế quy hoạch càng chi tiết , địa hình, địa vật hay các công trình cần xây dựng càng phức tạp thì yêu cầu tỷ lệ của bản đồ càng lớn. 1.4.2. Phép chiếu. Phép chiếu bản đồ là một quy luật toán học của sự biểu thị bề mặt Elippxoid ( hoặc mặt cầu) của trái đất trên bề mặt phẳng. Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 6 - Đồ án Tốt nghiệp Trong thực tế có rất nhiều phép chiếu khác nhau và được phân thành nhiều loại như: phép chiếu đồng góc, phép chiếu đồng diện tích, phép chiếu tự do,... Hoặc phép chiếu hình nón, phép chiếu hình trụ,... Mỗi loại phép chiếu chỉ phù hợp cho từng đặc điểm lãnh thổ của mỗi quốc gia và tuỳ thuộc vào loại bản đồ mà ta cần thành lập. Bản đồ địa hình nước ta được thành lập trên mặt phẳng chiếu hình Gauss - Kriuger. Phép chiếu Gauss - Kriuger là phép chiếu hình trụ ngang đồng góc, lấy hình chiếu kinh tuyến giữa múi làm trục X và lấy hình chiếu của xích đạo làm trục Y. Nó ứng dụng cho từng múi chiếu 60 hoặc 30 của mặt phẳng Elippxoid. Phép chiếu Gauss được dùng để thành lập bản đồ địa hình có tỷ lệ từ 1: 50.000 đến lớn hơn. Trong đó đối với các bản đồ có tỷ lệ  1: 25.000 thì dùng múi chiếu 60 còn đối với các bản đồ tỷ lệ  1: 10.000 thì sử dụng múi chiếu 30 để tính toạ độ cho các điểm khống chế trắc địa. Trên bản đồ địa hình, sự biểu hiện của phép chiếu chính là mạng lưới các đường kinh tuyến, vĩ tuyến. 1.4.3. Hệ thống toạ độ. Các hệ thống toạ độ thường dùng trong trắc địa bao gồm: Hệ toạ độ địa lý, hệ toạ độ vuông góc Gauss - Kriuger, hệ toạ độ vuông góc quy ước, hệ toạ độ cực và độ cao. Hệ thống toạ độ trên bản đồ được biểu thị bằng mạng lưới toạ độ được dựng theo phép chiếu của bản đồ. Hệ thống mạng lưới toạ độ là cơ sở để thành lập các bản đồ và để tiến hành những đo đạc khác nhau trên bản đồ. Bản đồ địa hình ở nước ta được thành lập trên cơ sở phép chiếu Gauss, hệ toạ độ và độ cao nhà nước 1972. Từ năm 2000 đến nay, các loại bản đồ được chuyển về hệ toạ độ VN2000. 1.4.4. Cơ sở trắc địa. Cơ sở trắc địa để thành lập bản đồ địa hình bao gồm: a. Kích thước Elipxoid. Từ trước đến nay, nước ta sử dụng kích thước Elipxoid krassovsky để sử lý các kết quả đo đạc trắc địa và để tính phép chiếu của các bản đồ địa hình. Với các thông số cơ bản như sau: Bán trục lớn: a = 6378245m. Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 7 - Đồ án Tốt nghiệp Bán trục bé: b = 6356863,01877m. Độ dẹt thứ nhất:  = 0,0033523299. Hiện nay theo quyết định của Thủ tướng chính phủ số: 83/2000/QĐ - TTg ngày 12 tháng 7 năm 2000 thì kể từ ngày 12/8/2000 nước ta sử dụng Hệ quy chiếu và Hệ toạ độ quốc gia mới: VN-2000 thay thế Hệ quy chiếu và hệ toạ độ quốc gia Hà Nội 1972. Hệ quy chiếu và Hệ toạ độ quốc gia: VN-2000 có các tham số chính như sau: a. Elipxoid quy chiếu WGS- 84, có; + Bán trục lớn: a = 6378137,000m. + Độ dẹt: f = 1/298,257223563. b. Điểm gốc toạ độ quốc gia: Điểm N00 tại khuôn viên Viện nghiên cứu Địa chính (Hà Nội). c. Lưới toạ độ phẳng cơ bản: Lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc uTm quốc tế. d. Chia múi và phân mảnh hệ thống bản đồ cơ bản: Theo hệ thống lưới chiếu utm quốc tế, danh pháp tờ bản đồ theo hệ thống hiện hành có chú thích danh pháp UTM quốc tế. b. Lưới khống chế cơ bản nhà nước. - Lưới tam giác và đường truyền hạng I,II,III,IV. - Lưới độ cao hạng: I, II, III, IV. c. Lưới khống chế cơ sở (lưới tăng dày). - Lưới giải tích và đường truyền cấp 1,2. - Lưới độ cao kỹ thuật. d. Lưới khống chế đo vẽ. - Lưới tam giác nhỏ, đường truyền kinh vĩ và giao hội mặt phẳng. - Lưới độ cao kinh vĩ, độ cao lượng giác. 1.4.5. Sự phân mảnh và đánh số bản đồ địa hình. Bản đồ địa hình được thành lập trên từng vùng rộng lớn và phủ khắp toàn quốc nên tiện cho việc đo vẽ, quản lý và sử dụng cần phải phân mảnh và đánh số mảnh. Sự phân mảnh và đánh số bản đồ là dựa vào một hệ thống ký hiệu riêng biệt đối với từng khu vực, cho từng loại tỷ lệ và từng mảnh bản đồ. Ký hiệu riêng của mỗi mảnh bản đồ gọi là danh pháp (số hiệu) của mảnh bản đồ đó. Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 8 - Đồ án Tốt nghiệp Cơ sở của sự phân mảnh và đánh số các bản đồ địa hình là dựa theo các đường kinh tuyến và các đường vĩ tuyến. Trước hết là sự phân mảnh và đánh số và đánh số bản đồ địa hình 1:1.000.000, sau đó các bản đồ địa hình có tỷ lệ lớn hơn sẽ được phân mảnh và đánh số dựa trên cơ sở của sự phân mảnh và đánh số của bản đồ địa hình 1:1.000.000. a. Sự phân mảnh và đánh số của bản đồ địa hình 1:1.000.000. Các bản đồ địa hình 1: 1.000.000 được phân mảnh và đánh số thống nhất trên toàn thế giới. Theo các kinh tuyến cách nhau 1 kinh sai  = 60, người ta chia bề mặt trái đất ra các múi 60 và được đánh dấu lần lượt bằng chữ số ả Rập từ 1 đến 60 bắt đầu từ kinh tuyến 1800 theo chiều ngược kim đồng hồ (từ Tây sang Đông). Mặt khác theo các vĩ tuyến khác nhau 1 vĩ sai  = 40 chia bề mặt trái đất thành các đai 40 bắt đầu từ xích đạo về hai cực. Các đai được đánh dấu lần lượt bằng chữ cái La tinh từ A đến V. Như vậy bề mặt trái đất được chia ra thành các hình thang có kích thước 40 x 60. Mỗi hình thanh như vậy nó biểu thị chọn vẹn 1 mảnh bản đồ địa hình 1:1.000.000. Danh pháp của tờ bản đồ này là sự biểu thị giữa chữ cái tên đai với dấu hiệu của múi chia như trên. Ví dụ: Danh pháp của tờ bản đồ 1: 1.000.000 là F- 48. b. Sự phân mảnh đánh số của bản đồ địa hình1:1.000.000. Mảnh bản đồ 1: 1.000.000 chia thành 12 hàng x 12 cột theo kinh độ và vĩ độ, được 144 mảnh tỷ lệ 1: 100.000, đánh dấu bằng các chữ số ả Rập từ 1 144 lần lượt từ trái sang phải, từ trên xuống dưới. Danh pháp của mảnh 1: 100.000 bao gồm danh pháp mảnh 1: 1.000.000 kèm theo số thứ tự của mảnh chia đó. Ví dụ: F –48-23 Bản đồ 1:100.000 là cơ sở để phân chia và đánh số các bản đồ tỷ lệ lớn hơn. c. Phân mảnh, đánh số bản đồ địa hình 1: 50.000. Chia mảnh 1: 100.000 thành 4 mảnh tỷ lệ 1: 50.000 và được đánh dấu bằng chữ cái A,B,C,D theo nguyên tắc như trên. Danh pháp của mảnh 1: 50.000 bao gồm danh pháp mảnh 1:100.000cùng với dấu hiệu chữ cái mảnh 1: 50.000 đó. Ví dụ: F- 48 - 23- A d. Phân mảnh đánh số bản đồ 1: 25.000. Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 9 - Đồ án Tốt nghiệp Chia mảnh 1: 50.000 thành 4 phần sẽ nhận được 4 mảnh tỷ lệ 1: 25.000 và được đánh dấu bằng chữ viết thường a, b, c,d. Danh pháp của mảnh 1: 25.000 là danh pháp của mảnh 1: 50.000 ghép với dấu hiệu đã đánh dấu mảnh 1: 25.000 tương ứng. Ví dụ: F- 48-23-A- b. e. Phân mảnh đánh số bản đồ 1: 10.000. Chia mảnh 1: 25.000 thành 4 mảnh tỷ lệ 1:10.000 và đánh số 1,2,3,4. Danh pháp của mảnh 1: 10.000 gồm danh pháp mảnh 1: 25.000 ghép với số thứ tự của mảnh1: 10.000 tương ứng. Ví dụ: F - 48 - 23 - A - b - 1. g. Phân mảnh đánh số bản đồ 1: 5.000. Mảnh bản đồ 1: 5.000 được chi thành mảnh bản đồ 1:100.000 theo vĩ độ là 16 hàng và theo kinh độ là 24 cột thành 384 mảnh tỷ lệ 1: 5000, được đánh số theo thứ tự từ trái qua phải từ trên xuống dưới bắt đầu từ 1 384. Danh pháp của mảnh bản đồ 1: 5000 bao gồm danh pháp của mảnh 1: 100.000 đem chia, cùng với số thứ tự của mảnh chia 1: 5.000 được để trong ngoặc đơn. Ví dụ: F-48-23-(384). h. Phân mảnh đánh số bản đồ 1: 2000. Chia mảnh bản đồ 1: 5000 thành 3 hàng x 2 cột được 6 mảnh tỷ lệ 1: 2.000, các mảnh chia được đánh dấu bằng các chữ thường: a,b,c,d,e,f. Danh pháp mảnh 1: 2.000 gồm danh pháp của mảnh 1: 5000 kèm theo dấu hiệu của mảnh chia tương ứng. Trong đó số thứ tự của mảnh 1: 5000 và dấu hiệu của mảnh chia 1: 2000 được cùng để trong dấu ngoặc đơn. Ví dụ: F-48-23-(384-a). - Các bản đồ tỷ lệ lớn hơn được chia theo lưới ô vuông. 1.4.6. Bố cục của bản đồ. Bao gồm sự trình bày khung, các nội dung trong và ngoài khung, sự định hướng của bản đồ đó và cách bố trí lãnh thổ trong khung. Khung bản đồ bao gồm khung trong và khung ngoài. Khung trong của bản đồ địa hình được tạo bởi hai kinh tuyến biên và 2 vĩ tuyến biên. Tại 4 góc khung trong ghi rõ toạ độ địa lý  , . Ngoài ra còn có khung độ phút nằm cách khung trong về phía ngoài 0,6mm (đối với bản đồ 1: 10.000 1: 25.000). Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 10 - Đồ án Tốt nghiệp Bên trong khung trong của bản đồ là sự thể hiện các phần tử nội dung bản đồ và mạng lưới toạ độ vuông góc. Các nội dung trình bày bên ngoài khung bản đồ bao gồm: Danh pháp, tên mảnh, tên khu vực đo vẽ, ghi chú tỷ lệ, giải thích ký hiệu... 1.5 Nội dung của bản đồ địa hình. Các nội dung cơ bản cần thể hiện trên bản đồ địa hình bao gồm các yếu tố sau: - Điểm khống chế trắc địa. - Điểm dân cư. - Các đối tượng kinh tế, văn hoá, xã hội. - Đường giao thông và các thiết bị phụ thuộc. - Thuỷ hệ và các công trình phụ thuộc. - Dáng đất và chất đất. - Lớp phủ thực vật. - Ranh giới hành chính - chính trị. - Địa danh và các ghi chú hành chính khác. Tất cả các đối tượng nói trên được thể hiện trên BĐĐH với độ chi tiết cao và được ghi chú về các đặc trưng số lượng, chất lượng. Ngoài ra khi sử dụng BĐĐH thì việc định hướng có ý nghĩa quan trọng. Do vậy các vật định hướng cũng là yếu tố tất yếu của nội dung bản đồ địa hình.  Địa vật định hướng: Là địa vật dễ dàng nhận biết ngoài thực địa, nó cho phép xác định được vị trí nhanh chóng và xác định trên bản đồ. Các vật định hướng có thể là: toà nhà cao tầng, nhà thờ, cây độc lập, ngã tư đường...  Điểm khống chế trắc địa. Đối với bản đồ địa hình tỷ lệ 1: 10.000 và lớn hơn thì nói chung các điểm khống chế trắc địa có trôn mốc cố định phải biểu thị lên bản đồ. Trên các bản đồ địa hình tỷ lệ 1: 25.000 đến 1: 100.000 biểu thị các điểm của mạng lưới trắc địa nhà nước hạng I,II,III,IV, các điểm truyền kinh vĩ và điểm thuỷ chuẩn.  Điểm dân cư. Dân cư là một trong những yếu tố quan trọng nhất của bản đồ địa hình. Khi thể hiện các điểm dân cư trên bản đồ địa hình phải giữ được đặc điểm đặc trưng của chúng về quy hoạch và cấu trúc. Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 11 - Đồ án Tốt nghiệp Bản đồ tỷ lệ càng lớn thì sự biểu thị các điểm dân cư càng chi tiết. Các điểm dân cư được đặc trưng bởi kiểu cư trú, số người và ý nghĩa hành chính, chính trị của nó, như: các thành phố, các kiểu dân cư thành phố, kiểu dân cư nông thôn. Kiểu dân cư được thể hiện trên bản đồ địa hình bằng kiểu ghi chú tên của nó. Trên bản đồ tỷ lệ 1: 10.000 và 1: 25.000 các điểm dân cư được biểu thị bằng ký hiệu quy ước đối với các ngôi nhà và các vật kiến trúc riêng biệt, như trong đó đã có sự lựa chọn nhất định.  Các đối tượng kinh tế, văn hoá xã hội. Các công trình công cộng phải biểu thị tính chất kinh tế, văn hoá xã hội của chúng như: nhà máy, ubnd, nhà thờ, chùa, bưu điện, nghĩa trang, tượng đài, trường học, bệnh viện, các đường dây điện cao thế - hạ thế, đường dây thông tin v.v. Nói chung các đối tượng kinh tế, văn hoá xã hội khi biểu thị phải có sự lựa chọn tuỳ theo tỷ lệ bản đồ; ưu tiên biểu thị các đối tượng có ý nghĩa lịch sử, văn hoá hoặc ý nghĩa phương vị. Ghi chú chiều cao cho các đối tượng cao từ 15m trở lên và ghi chú tên riêng nếu có.  Đường giao thông và các tthiết bị phụ thuộc. Hệ giao thông bao gồm các loại: Đường sắt, đường ôtô, đường đất, đường mòn, đường bờ ruộng và các sân bay, bến tàu thuyền và bến đò... Các thiết bị phụ thuộc gồm các loại cầu, cống bắc qua đường. Các cầu ôtô qua được đều phải ghi chú vật liệu làm cầu, trọng tải cầu, chiều dài, chiều rộng. Ghi chú đầy đủ tên riêng nếu có. Trên các bản đồ tỷ lệ 1: 10.000 lớn hơn phải biểu thị tất cả mạng lưới giao thông và các đối tượng liên quan. Trên các bản đồ tỷ lệ 1: 25.000 và nhỏ hơn thì sự biểu thị hệ thống đường giao thông có sự chọn lọc lấy bỏ và khái quát cao hơn. Ưu tiên chọn lọc theo ý nghĩa của từng con đường. Khi biểu thị hệ thống giao thông cần lưu ý đến các cấp đường, các đoạn đường đắp cao, xẻ sâu, cầu cống, biển chỉ đường, cột cây số... Đối với đường sắt khi biểu thị cần phân loại độ rộng đường ray và lưu ý đến các đối tượng liên quan như: nhà ga, nhà tuần phòng... Đối với đường ô tô cần thể hiện chất liệu rải mặt, độ rộng lòng đường và tên đường bằng ghi chú. Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 12 - Đồ án Tốt nghiệp  Thuỷ hệ và các công trình phụ thuộc. Các yếu tố thuỷ hệ được biểu thị chi tiết trên bản đồ địa hình, gồm đường bề và đường mép nước của biển, hồ, sông ngòi, kênh, mương, rạch... Khi biểu thị cần tách biệt đường bờ và đường mép nước. Tuỳ theo tỷ lệ của bản đồ và độ rộng của sông, hồ, kênh, mương... mà ta thể hiện nó bằng nét đôi hay nét đơn. Trên bản đồ biểu thị các con sông có chiều dài 1cm trở lên. Độ rộng của sông được tính bằng mét và được biểu thị bằng ghi chú. Phải xác định biểu thị chất liệu đáy, hướng nước chảy. Ngoài các yếu tố thuỷ hệ chính nêu trên, trên bản đồ địa hình còn thể hiện các nguồn nước tự nhiên và nhân tạo như giếng nước, mạch nước... và các đối tượng liên quan như: máng dẫn nước, trạm bơm, cống, các loại đê, đập...  Dáng đất và chất đất. Địa hình được thể hiện lên bản đồ bằng đường bình độ. Những yếu tố dáng đất và đường bình độ không thể hiện được thì thể hiện bằng các ký hiệu riêng và ghi chú. Tại những điểm đặc trưng của địa hình địa vật như: đỉnh núi, yên ngựa, lòng chảo, ngã ba đường, chân vật định hướng...cần phải ghi chú điểm độ cao để tăng cường cho biểu thị địa hình. ở những nơi địa hình phức tạp nếu đường bình độ cơ bản không đủ mô tả thì có thể sử dụng các loại đường bình độ nửa khoảng cao đều, bình độ phụ, bình độ vẽ nháp và ký hiệu địa hình khác. Về loại đất và chất đất trên BĐĐH được biểu thị theo trạng thái bề mặt và phân ra các loại: đá, sỏi, cát, bùn, sét. Còn các yếu tố khác biểu thị theo yêu cầu cụ thể.  Thực vật. Đối với thảm thực vật cần điều tra biểu thị loại rừng, cây công nghiệp, cây nông nghiệp, rau, hoa màu, các loại cỏ...Cây và cụm cây độc lập phải đo độ cao, đường kính thân cây và biểu thị và biểu thị đầy đủ ở các tỷ lệ bản đồ. Danh giới của các khu thực phủ được biểu thị bằng các đường chấm, ở diện tích bên trong đường viền thì vẽ các ký hiệu quy ước đặc trưng cho từng loại thực vật. Khi biên vẽ thực vật phải tiến hành lựa chọn và khái quát; việc chọn lọc Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 13 - Đồ án Tốt nghiệp thường dựa theo tiêu chuẩn kích thước và diện tích nhỏ nhất của các đường viền được thể hiện trên bản đồ.  Ranh giới. Trên các bản đồ địa hình khi thể hiện địa giới hành chính thì ngoài đường biên giới quốc gia còn phải biểu thị địa giới của các cấp hành chính. Các đường ranh giới phân chia hành chính đòi hỏi phải thể hiện rõ ràng chính xác theo hồ sơ địa giới hành chính ( theo các tài liệu chính thức của nhà nước). Các mốc địa giới khi đo vẽ phải xác định chính xác và vẽ đúng vị trí. Đường ranh giới hành chính cấp cao được thay thế cho đường ranh giới hành chính cấp thấp và phải được khép kín. Ranh giới thực vật và ranh giới các địa vật khác phân ra loại chính xác và không chính xác. Thể hiện bằng ký hiệu tương ứng.  Địa danh và các ghi chú khác. Tên gọi vùng dân cư phải được điều tra tại UBND các địa phương. Tên sông, núi, các di tích văn hoá... phải biểu thị theo cách gọi phổ thông, lâu đời của nhân dân các địa phương. Trên bản đồ địa hình, tất cả các ghi chú bằng chữ thay bằng số phải theo mẫu chữ và kích cỡ tiêu chuẩn đã quy định. Khoảng cách giữa ghi chú và ký hiệu thường quy định từ 0,5mm đến 1mm. Nói chung, đặt ghi chú ở bên phải ký hiệu, trường hợp không đủ chỗ để ghi thì có thể chọn chỗ khác nhưng vẫn phải rõ ràng dễ đọc. Tất cả các ghi chú bằng số, phân số đều viết song song với khung nam bản đồ ( trừ ghi chú số nhà tầng, số đường bình độ, số đường dây, số ống dẫn, số đường giao thông). Với độ rộng, độ sâu và chất đáy của sông suối thì ghi vào bên trong lòng sông dọc theo ký hiệu mũi tên độ rộng đặt tại nơi đo, nếu sông suối đủ rộng, các trường hợp khác đặt song song với khung Nam bản đồ. 1.6. độ chính xác của bản đồ địa hình. Trên bản đồ địa hình, chủ yếu được thể hiện 3 nội dung cơ bản là: Vị trí các điểm khống chế trắc địa, vị trí các thông tin về nội dung của điểm địa vật, sự biểu thị địa hình bằng đường bình độ và điểm ghi chú độ cao, điểm đặc trưng địa hình. Độ chính xác của việc thể hiện 3 nội dung trên sẽ quyết định độ chính xác của bản đồ địa hình. Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 14 - Đồ án Tốt nghiệp Quy phạm đo vẽ bản đồ địa hình quy định: Sai số giới hạn vị trí điểm khống chế mặt phẳng của lưới khống chế đo vẽ sau bình sai so với điểm khống chế trắc địa cấp cao gần nhất không vượt quá 0,2mm ở vùng quang đãng và 0,3mm ở vùng rậm rạp ( tính theo tỷ lệ bản đồ). Sai số giới hạn của điểm khống chế độ cao đo vẽ sau bình sai so với độ cao của mốc độ cao gần nhất không vượt quá 1/5 khoảng cao đều cơ bản ở vùng đồng bằng và 1/3 khoảng cao đều cơ bản ở vùng núi. Độ chính xác vị trí mặt bằng các điểm địa vật được đặc trưng bởi sai số trung bình vị trí điểm của chúng so với điểm khống chế đo vẽ gần nhất (điểm khống chế mặt phẳng). Người ta thường quy định sai số này không lớn quá 0,5mm trên bản đồ với các địa vật chủ yếu, rõ nét hoặc đối với khi thành lập bản đồ ở vùng đồng bằng, vùng đồi. Sai số này không vượt quá 0,7mm trên bản đồ đối với các địa vật thứ yếu, có đường viền không rõ ràng hoặc là đối với khi thành lập bản đồ ở vùng núi, vùng cao. Về độ chính xác biểu thị dáng đất thì sai số trung bình về độ cao của đường bình độ, độ cao của điểm đặc trưng địa hình và điểm ghi chú độ cao biểu thị trên bản đồ so với độ cao điểm khống chế đo vẽ gần nhất (điểm khống chế độ cao) không vượt quá quy định trong quy phạm thành lập bản đồ). Khoảng cao đều (m) Sai số trung bình về độ cao đường bình độ (khoảng cao đều) 1/500 1/1000 1/2000 1/5000 1/10.000 1/25.000 0,25 1/4 1/4 - - - - 0,50 1/4 1/4 1/4 1/4 1/3 - 1,00 1/4 1/4 1/4 1/4 1/4 - 2,50 - - - - 1/3 1/3 5,00 - - - - - 1/2 10,00 - - - - - 1/2 Đối với các khu vực ẩn khuất, đầm lầy... các sai số đều biểu thị dáng đất nói trên được phép tăng lên 1,5 lần. Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 15 - Đồ án Tốt nghiệp Chương 2 Các phương pháp thành lập bản đồ địa hình 2.1 Các phương pháp thành lập bản đồ địa hình 2.1.1 Đo trực tiếp ngoài thực địa. a. Phương pháp đo vẽ bàn đạc. Được áp dụng ở khu vực không lớn, bằng phẳng, có độ dốc dưới 60 hoặc khi không có tài liệu bay chụp. Chuyển tất cả các điểm khống chế lên mặt ván ( giấy bồi trên nền cứng bằng bản kẽm, gỗ hoặc nhôm) sau đó tiến hành đo vẽ. Đo chi tiết trên trạm máy được tiến hành bằng phương pháp cực. Khi độ dốc nhỏ hơn 30 có thể dùng máy thuỷ chuẩn hoặc tia ngắm ngang của máy bàn đạc đo độ cao của điểm mia chi tiết. Khi đo vẽ chi tiết phải xác định và đưa lên bản vẽ độ cao các điểm đặc trưng của địa hình. Trên cơ sở độ cao của các điểm mia chi tiết vẽ đường bình độ ngay tại thực địa.  Nhận xét ưu nhược điểm của phương pháp: - Ưu điểm: Thao tác đo vẽ đơn giản, các điểm nối ít bị nhầm lẫn, có thể kiếm tra sai sót trực tiếp, giảm bớt khối lượng công tác tính toán... - Nhược điểm: Chịu ảnh hưởng của yếu tố thời tiết, dễ bị hư hỏng nếu bảo quản bản vẽ không tốt, công tác lưu trữ bản vẽ gặp nhiều khó khăn, thời gian ngoài trời chiếm 80%, độ chính xác không cao chỉ cho phép đo ở khu vực nhỏ. b. Phương pháp đo vẽ toàn đạc. Thường được sử dụng để đo vẽ ở khu vực không lớn, có độ dốc lớn hơn 60, cây cối rậm rạp, hoặc trường hợp chỉ đo vẽ dáng đất ở khu vực đã xây dựng và khu vực có dạng dài hẹp mà các phương pháp khác sử dụng không kinh tế. Máy được sử dụng đo vẽ là máy toàn đạc điện tử hoặc máy kinh vĩ. Các số liệu đo góc, cạnh được ghi vào sổ đo và vẽ sơ hoạ các điểm chi tiết, kèm theo. Trên sơ đồ thể hiện các điểm định hướng, điểm mia đặc trưng địa hình và các ghi chú cần thiết khác. Tỷ lệ sơ đồ xấp xỉ bằng tỷ lệ bản đồ đo vẽ. Việc tính toán và chuyển nối các điểm chi tiết lên ván vẽ thực hiện ở trong phòng. Hiện nay với sự phát triển của công nghệ máy tính kết hợp sự hỗ trợ của một số phần mềm thì việc áp dụng phương pháp này sẽ giảm bớt khối lượng công tác nội nghiệp. Bằng cách đưa các số liệu được đo trực tiếp từ ngoại nghiệp bằng các máy kinh vĩ thông thường, máy toàn đạc điện tử hoặc công nghệ đo GPS động. Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 16 - Đồ án Tốt nghiệp Sau đó chúng ta trút số liệu vào máy theo toạ độ hoặc filedbook và tiến hành nối điểm có sự hỗ trợ của bảng sơ hoạ. Thành lập bản đồ có sự hỗ trợ của máy tính cũng phải dựa trên phương pháp truyền thống hay nói cách khác sản xuất bản đồ có sự trợ giúp của máy tính là sự kết hợp nhịp nhàng giữa phương pháp truyền thống và phương pháp hiện đại.  Nhận xét ưu nhược điểm của phương pháp. - Ưu điểm: Đạt được độ chính xác cao, thuận lợi cho khu vực thành lập nhỏ, vùng cần thành lập có địa vật phức tạp, che khuất nhiều, tận dụng sử dụng được các loại máy móc truyền thống hiện có. Chủ yếu áp dụng cho thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ nhỏ và trung bình (1:25.000,1:10.0000 và thành lập bản đồ địa chính. - Nhược điểm: Tốn nhiều công sức, thời gian thi công kéo dài, chịu nhiều ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh, kém hiệu quả kinh tế. Việc nối các điểm chi tiết trong phòng theo sơ hoạ thực địa hay theo trí nhớ của người đo vẽ rất dễ bị nhầm lẫn. Đôi khi không thể thực hiện được khi vùng cần thành lập có địa hình phức tạp, khó khăn cho việc tiến hành đo đạc tại thực địa. 2.1.2. Biên tập từ bản đồ có tỷ lệ lớn hơn. Phương pháp này được áp dụng khi khu vực cần thành lập đã có bản đồ tỷ lệ lớn hơn mới được thành lập hoặc mới hiệu chỉnh. Có thể sử dụng bản đồ mới được thành lập cách thời điểm triển khai công tác thành lập khoảng 2-3 năm ( tính theo thời điểm thông tin của bản đồ) song trước khi sử dụng phải đánh giá mức độ biến đổi ở ngoài thực địa so với bản đồ. Nội dung trên bản đồ tài liệu được coi là mới và chuẩn, người ta tiến hành xác định sự khác nhau giữa bản đồ cần thành lập với bản đồ tài liệu. Yếu tố nào có trên bản đồ cần thành lập mà không có trên bản đồ tài liệu thì gạch bỏ trên bản đồ cũ, yếu tố nào thay đổi và mới có trên bản đồ tài liệu mà không có trên bản đồ cần thành lập (bản đồ gốc) thì tiến hành chuyển vẽ lên bản đồ gốc thông qua sự tổng quát hoá nội dung bản đồ và theo quy định trong quy phạm thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ tương ứng.  Nhận xét ưu nhược điểm của phương pháp. - Ưu điểm: Công tác thành lập bản đồ được thực hiện nhanh chóng, đạt độ chính xác cao, công việc thành lập được tiến hành hoàn toàn trong phòng nên Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 17 - Đồ án Tốt nghiệp triển khai công việc khá thuận tiện, chỉ cần sử dụng các phương tiện, dụng cụ truyền thống. - Nhược điểm: Phương pháp này chỉ thực hiện được ở khu vực cần thành lập đã có bản đồ địa hình tỷ lệ lớn hơn mới được thành lập hoặc mới hiệu chỉnh. Độ chính xác của bản đồ đã thành lập phụ thuộc vào độ chính xác của bản đồ tài liệu và phương pháp chuyển vẽ. 2.1.3. Thành lập bản đồ bằng ảnh hàng không. Đã từ lâu ảnh hàng không đã được sử dụng rộng rãi và rất có hiệu quả trong lĩnh vực thành lập bản đồ địa hình tỉ lệ nhỏ, tỷ lệ trung bình và tỷ lệ lớn, ảnh hàng không còn dùng để thành lập bản đồ địa chính cho các khu vực đất nông - lâm nghiệp hoặc ở khu vực có độ che phủ ít. ảnh hàng không cho ta khả năng đo đạc tất cả các đối tượng đo mà không nhất thiết phải tiếp xúc hoặc đến gần chúng, miễn các đối tượng có hình ảnh trên ảnh, ảnh hàng không giúp ta thu nhập thông tin địa vật, địa hình một cách nhanh chóng và khách quan. Sử dụng ảnh hàng không để thành lập bản đồ cho phép giảm nhẹ công tác ngoài trời, tránh các ảnh hưởng của thời tiết đối với kế hoạch và kết quả công tác. Giá thành sản phẩm của các phương pháp đo vẽ ảnh hàng không thấp hơn các phương pháp đo vẽ trực tiếp 3 lần, thời gian thành lập cũng nhanh hơn rất nhiều và đo vẽ ở mọi địa hình, đặc biệt những vùng con người không đặt chân tới được. Hiện nay, các tiến bộ kỹ thuật và công nghệ mới nhanh chóng được đáp ứng vào ngành đo ảnh, vì thế khả năng tự động hoá việc thành lập bản đồ bằng ảnh rất lớn, càng nâng cao hiệu suất công tác và tính kinh tế của phương pháp. Trên toàn nước hiện nay (khoảng 98%) hầu hết thành lập bản đồ từ ảnh hàng không với các loại tỷ lệ. Sau đây là sơ đồ quy trình công nghệ thành lập bản đồ bằng ảnh hàng không theo các phương pháp đo ảnh đơn và đo ảnh lập thể. Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 18 - Đồ án Tốt nghiệp Sơ đồ quy trình công nghệ tổng quát phương pháp đo vẽ ảnh hàng không. Miền thực địa, khảo sát thiết kế Công tác bay chụp hoặc tư liệu ảnh HK đã có Công tác đoán đọc điều vẽ ảnh Công tác đo nối khống chế ảnh Công tác tăng dày khống chế ảnh Công tác đo vẽ nội nghiệp Đo ảnh lập thểĐo vẽ ảnh đơn Phương pháp giải tích, Quang cơ phương pháp ảnh số Nắn ảnh Biên vẽ và chế in bản đồ Đo vẽ bổ sung địa vật. Đo vẽ địa hình lên bình đồ ảnh hoặc ảnh đơn nắn Biên vẽ và chế in bản đồ Đối soát, đo vẽ bổ sung ở thực địa Đo vẽ địa hình, địa vật trên máy quang cơ và máy giải tích Thành lập mô hình số địa hình (DTM) hoặc mô hình số độ cao (DEM) Đo vẽ địa hình Tạo trực ảnh Số hoá nội dung bản đồ Kiểm tra, đo vẽ bổ sung ở thực địa Biên tập, lưu trữ dữ liệu và in bản đồ Lập bình đồ ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 19 - Đồ án Tốt nghiệp 1. Đo ảnh đơn. Phương pháp đo ảnh đơn được dùng ở vùng bằng phẳng là chủ yếu, nó được áp dụng để đo vẽ địa hình khi mà độ chính xác đo độ cao của phương pháp đo ảnh lập thể khó thoả mãn. Đo ảnh đơn áp dụng cho thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn và bản đồ địa chính rất có hiệu quả ở vùng thổ canh có địa hình bằng phẳng.  Nhận xét ưu nhược điểm của phương pháp. - Ưu điểm: Độ chính xác cao, được ứng dụng trong thành lập bản đồ vùng rộng lớn, bằng phẳng, bản đồ có yêu cầu khoảng cao đều và độ chính xác độ cao ngoại lệ. - Nhược điểm: Khối lượng công tác ngoại nghiệp khá nhiều do đó làm giảm tính ưu việt của phương pháp đo ảnh. 2. Đo ảnh tập thể. a. Phương pháp đo vẽ trên máy toàn năng.  Nhận xét ưu nhược điểm của phương pháp. - Ưu điểm: Độ chính xác cao và ổn định, năng xuất lao động cao, có điều kiện làm việc thuận lợi. - Nhược điểm: Thiết bị sử dụng cồng kềnh và đắt tiền, đòi hỏi những điều kiện nhất định trong sử dụng và bảo quản, đặc biệt đối với khí hậu nhiệt đới ở nước ta. b. Phương pháp giải tích.  Nhận xét ưu nhược điểm của phương pháp. - Ưu điểm: Độ chính xác cao và ổn đinh, có điều kiện làm việc thuận lợi. - Nhược điểm: Thiết bị sử dụng đắt tiền, khối lượng tính toán lớn và phức tạp, năng suất lao động không cao. c. Phương pháp ảnh số.  Nhận xét ưu nhược điểm của phương pháp. - Ưu điểm: Khả năng tự động hoá cao, điều kiện làm việc thuận tiện do đó tăng năng suất lao động. Các sản phẩm được lưu trữ dưới dạng số, do đó rất thuận tiện cho việc chỉnh sửa, cập nhật thông tin cần thiết. Có khả năng trao đổi thông tin với hệ thống địa lý và hệ thống thông tin đất đai. Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 20 - Đồ án Tốt nghiệp Các đối tượng đo vẽ được thể hiện trực tiếp trên mô hình tập thể. Do đó việc kiểm tra chỉnh sửa các sai sót trong quá trình đo vẽ được tiến hành thuận tiện. Độ chính xác và đảm bảo như các máy quang cơ, máy giải tích. - Nhược điểm: Việc đầu tư cho hệ thống đo ảnh số đòi hỏi chi phí lớn. Bộ nhớ của máy phải rất lớn. Đối với công tác thành lập bản đồ địa hình, cần phải có những giải pháp khắc phục cho việc nội suy mô hình số địa hình (DTM) tại những vùng địa hình đặc biệt. Hiện nay với việc phát triển của công nghệ tin học, nhiều trạm ảnh số ra đời làm cho giá thành sản phẩm giảm nhiều. Do đó phương pháp đo ảnh số đang chiếm ưu thế trong sản xuất và dần được áp dụng phổ biến hơn. Đây là công nghệ thành lập bản đồ của hiện tại và của tương lai. 2.2 . Khả năng ứng dụng của các phương pháp thành lập BĐĐH. Qua sự trình bày bằng các phương pháp thành lập bản đồ ở phần trên, mặc dù hết sức tổng quát, song cũng đủ cho ta thấy rằng đối với mỗi phương pháp thành lập đều có những mặt mạnh, mặt yếu nhất định của nó. Ưu điểm của mỗi phương pháp chỉ được phát huy tuỳ theo từng điều kiện cụ thể (về tỷ lệ bản đồ, đặc điểm khu cần thành lập và tư liệu dùng để thành lập). Tuy nhiên xét về phương diện thì phương pháp dùng ảnh hàng không thành lập bản đồ là ưu điểm hơn cả. Thế nhưng, nếu như tiến hành thành lập bản đồ theo cách truyền thống thì chưa khai thác hết những ưu việt của ảnh hàng không, mà trong thời đại ngày nay với sự phát triển như vũ bão của khoa học kỹ thuật và công nghệ thông tin đã và đang áp dụng mạnh mẽ vào ngành đo ảnh và kỹ thuật bản đồ đã đem lại khả năng tự động hoá rất cao trong công tác thành lập bản đồ bằng phương pháp ảnh. Khi thành lập bản đồ bằng ảnh hàng không theo cách truyền thống thì tồn tại những nhược điểm sau: + Độ chính xác của bản đồ thành lập được chưa cao bởi ảnh hưởng của các sai số do đo vẽ và chỉnh sửa thủ công. + Thời gian thực hiện công tác kéo dài, trải qua nhiều công đoạn, tốn nhiều công sức do đó không đạt hiệu quả cao về kinh tế, nhiều khi không đáp ứng được nhu cầu sử dụng của bản đồ. + Kết qủa bản đồ thành lập được là bản đồ giấy cho nên có nhiều hạn chế nhất định của nó, nhất là trong việc quản lý, lưu trữ gặp nhiều khó khăn và không Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 21 - Đồ án Tốt nghiệp đảm bảo về tính quản lý thống nhất về dữ liệu bản đồ trong toàn ngành hiện nay. Hơn nữa là bản đồ giấy nên việc cập nhật, chỉnh lý sau này không được tiện lợi như là bản đồ số. Những nhược điểm trên có thể hoàn toàn được khắc phục được nếu như ứng dụng triệt để công nghệ mới vào hầu hết các công đoạn trong quy trình công nghệ thành lập bản đồ. Nhưng giải pháp này gặp phải một số khóa khăn: Phải có sự đầu tư trang thiết bị mà điều kiện kinh phí ở các địa phương hiện nay khó có thể thực hiện được, hơn nữa phải đào tạo lại toàn bộ đội ngũ cán bộ kỹ thuật. Vấn đề này không thể giải quyết được ngay được. Ngoài ra còn gặp phải một số hạn chế trong một vài công đoạn, nếu sử dụng công nghệ mới.Ví dụ như khâu điều vẽ ảnh bằng công nghệ số không thể hiệu quả hơn khi điều vẽ ảnh bằng phương pháp cổ truyền. Bởi thế cho nên phương pháp thành lập bản đồ tối ưu nhất hiện nay là sự kết hợp giữa công nghệ với công nghệ hiện đại cho các công trình trong qúa trình thành lập bản đồ sao cho hợp lý và đạt hiệu quả cao về kinh tế cũng như kỹ thuật. Việc ứng dụng công nghệ mới kết hợp với công nghệ truyền thống bằng sử dụng ảnh hàng không để thành lập bản đồ địa hình có những ưu điểm như sau: + Công tác thành lập được triển khai nhanh chóng, công việc được tiến hành chủ yếu trên máy vi tính nên dễ sử lý, dễ kiểm tra. + Rút ngắn đáng kể quy trình thành lập bản đồ nâng cao được độ chính xác, đạt hiệu quả cao về kinh tế, đáp ứng kịp thời nhu cầu sử dụng bản đồ. + Bởi có sự kết hợp các công việc hiện đại với công việc truyền thống trong quy trình thành lập bản đồ nên giảm nhẹ được việc đầu tư máy móc thiết bị mới, không phải đào tạo lại hoàn toàn đội ngũ cán bộ kỹ thuật mà ngược lại tận dụng sử dụng và khai thác được vốn tri thức và kinh nghiệm sẵn có của đôị ngũ cán bộ kỹ thuật , đồng thời với hình thức thành lập này còn tạo điều kiện cho họ tiến tới nắm bắt kịp thời các công nghệ mới và vận dụng một cách hợp lý. + Sản phẩm thu được là một bản đồ số nên rất thuận tiện cho quá trình quản lý, lưu trữ và sử dụng thống nhất về khuôn dạng dữ liệu và hình thức sản phẩm trong toàn ngành hiện nay. Riêng về vấn đề cập nhật, chỉnh sửa bản đồ sau này sẽ hết sức thuận lợi, thực hiện nhanh chóng. Qua những phân tích trên, ta thấy rằng thành lập BĐĐH bằng sử dụng ảnh hàng không theo phương pháp kết hợp giữa công việc truyền thống với công việc bằng công nghệ mới (tức thành lập bản đồ theo ảnh hàng không với sự trợ giúp Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 22 - Đồ án Tốt nghiệp của công nghệ xử lý số) là quy trình thành lập bản đồ có đầy đủ tính ưu việt và tính khả thi trong điều kiện kinh tế chung hiện nay. Nhận định này cũng là phù hợp với xu hướng chung đối với công tác thành lập BĐĐH trong thực tế sản xuất. 2.3. quy trình công nghệ thành lập BĐĐH bằng ảnh đơn. Quy trình này được dựa trên hình ảnh của đối tượng đo vẽ được chụp trên ảnh hàng không, kết hợp với công tác điều vẽ và đo vẽ bổ sung ngoài thực địa. Do vậy người ta thường gọi là quy trình công nghệ thành lập bản đồ bằng phương pháp đo vẽ phối hợp. Để thành lập bản đồ theo phương pháp này, chúng ta có thể dựa vào hai quy trình ảnh nắn đơn hoặc bình đồ ảnh. Quy trình I: Đo vẽ bản đồ bằng ảnh đơn. Đặc điểm của quy trình này là sử dụng các ảnh nắn đơn từ các ảnh hàng không làm tư liệu cho công tác điều vẽ và đo vẽ ngoại nghiệp. Nhờ đó mà đồng thời tiến hành nhiều tổ công tác trong khu đo của một mảnh bản đồ. Tuy nhiên việc vạch ranh giới và kế hoạch công tác cho các tổ phải được chú ý đặc biệt. Quy trình II: Đo vẽ bản đồ bằng bình đồ ảnh. Đặc điểm của quy trình này là sử dụng các ảnh nắn ghép dán chúng lại theo từng mảnh bản đồ được gọi là bình đồ ảnh làm tư liệu cho công tác điều vẽ và đo vẽ ngoại nghiệp. Nhược điểm của phương pháp này là phải sử dụng nhiều bản vẽ để chế bình đồ ảnh và trong phạm vi đo vẽ của mảnh bản đồ chỉ có thể bố trí một tổ công tác, tuy nhiên sẽ tránh được sai số tiếp biên giữa các tờ ảnh như đối với Quy trình I Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 23 - Đồ án Tốt nghiệp Hình1: Quy trình công nghệ TLBĐ bằng ảnh nắn Hình2: Quy trình công nghệ TLBĐ bằng bình đồ ảnh Nội dung của từng công đoạn áp dụng trong việc thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn bằng ảnh hàng không. Theo quy trình công nghệ đo vẽ phối hợp được nêu tóm tắt như sau. 2.3.1. Công tác chuẩn bị. Nghiên cứu nhiệm vụ được giao, xác định tỷ lệ bản đồ, yêu cầu về độ chính xác. Tiến hành thu thập, hệ thống hoá và nghiên cứu các tư liệu cần thiết cho việc thành lập phương án kỹ thuật. Các tư liệu phải có: - Tình hình địa lý, kinh tế khu đo. Từ đó có thể hình dung được mức độ phức tạp của địa hình, độ dốc, sự chia sẻ của địa hình. Tình trạng thực phủ, thời Công tác bay chụp hoặc tư liệu ảnh hàng không đã có Công tác đo nối khống chế ảnh Công tác tăng dày khống chế ảnh Công tác nắn ảnh Công tác thành lập bình đồ ảnh Công tác điều vẽ và đo vẽ ngoại nghiệp Kiểm tra, thanh vẽ và Chế in bản đồ Công tác bay chụp hoặc tư liệu ảnh hàng không đã có Công tác đo nối khống chế ảnh Công tác tăng dày khống chế ảnh Công tác nắn ảnh Công tác thành lập bình đồ ảnh Công tác điều vẽ và đo vẽ ngoại nghiệp Kiểm tra, thanh vẽ và Chế in bản đồ Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 24 - Đồ án Tốt nghiệp tiết...Hệ thống thuỷ văn, hệ thống giao thông, sự phân phối dân cư, mức độ phát triển kinh tế và an ninh xã hội. - Tư liệu trắc địa và bản đồ của khu đo. Cụ thể là các loại bản đồ đã thành lập. Hệ thống mạng lưới trắc địa đang tồn tại trên khu đo. - Cơ sở vật chất kỹ thuật của đơn vị thực hiện. Hiểu biết được các thông tin nêu trên sẽ giúp ích cho phương án kinh tế kỹ thuật của đơn vị. 2.3.2. Công tác bay chụp hoặc sử dụng các tư liệu ảnh hàng không đã có. Đây là công đoạn đầu tiên có ý nghĩa lớn về tính kỹ thuật và hiệu quả kinh tế. Dựa vào độ chính xác, tỉ lệ bản đồ, các yếu tố địa hình khu chụp, các thiết bị xử lý mà tiến hành lựa chọn máy chụp ảnh, xác định chiều cao bay chụp, phương thức bay chụp nhằm bảo đảm cho ra những tấm ảnh có chất lượng cao nhất. Khi đo vẽ ảnh theo phương pháp phối hợp, ta cần xuất phát từ hạn sai cho phép của độ xê dịch vị trí điểm ảnh do chênh cao địa hình h để xác định độ cao bay chụp và tiêu cự của máy ảnh. Độ xê dịch vị trí điểm ảnh do chênh cao địa hình h được tính theo công thức H rh h  (2.1) Trong đó : h - Độ chênh cao của điểm ảnh đang xét so với mặt phẳng ảnh trung bình của khu chụp. r - Khoảng cách từ điểm ảnh đó đến đáy ảnh. H - Độ cao bay chụp. Từ cơ sở trên mà trong quy trình thành lập bản đồ địa hình ngoại thành thành phố Nam Định đã sử dụng các máy chụp RMK.top 15 với các thông số kỹ thuật: fk = 152,09mm; L(cỡ phim) = 23 x 23cm; 1/ma (mẫu số tỷ lệ ảnh) = 1/12.000. với chiều cao bay chụp. H = ma. fk = 152.09 x 12000 = 1825 m ảnh được chụp theo hướng Tây - Đông. ảnh chụp có chất lượng tốt về mặt quang học và hình học với độ phủ dọc q = 40%, độ phủ ngang p = 70% do đó hoàn toàn thoả mãn các yêu cầu về kỹ thuật để thành lập BĐĐH tỷ lệ 1: 2000. Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 25 - Đồ án Tốt nghiệp 2.3.3. Đo nối khống chế ảnh. Điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp (KCNN) là cơ sở trực tiếp xác định toạ độ và độ cao của các điểm tăng dày phục vụ cho công tác định hướng mô hình. Vì vậy mục đích chủ yếu của công tác này là xác định toạ độ và độ cao của các điểm KCNN cần thiết để xây dựng và bình sai lưới KCNN. KCNN là điểm ảnh rõ nét được nhận biết trên ảnh và ngoài thực địa, toạ độ trắc địa của chúng được xác định trực tiếp ngoài trời. Loại điểm KCNN: Tổng hợp (X.Y, Z); mặt phẳng (X,Y); độ cao(Z). Một số yêu cầu đối với điểm KCNN trong công tác đo nối: a. Số lượng: KCNN được bố trí cho từng chuyến bay hoặc từng khối. Trong một khối tối thiểu có 4 điểm bố trí tại các điểm đầu mút nhưng để đảm bảo độ chính xác và kết cấu vững chắc của đồ hình lưới mà có thể bố trí thêm các điểm ở cạnh tuyến (hình a,b,c). Việc bố trí điểm linh hoạt theo yêu cầu độ chính xác điểm tăng dày và phương pháp tăng dày.     a)         b) c) Ký hiệu:  - Điểm khống chế tổng hợp.  - Điểm khống chế độ cao. Với bản đồ địa hình tỷ lệ lớn cần phải đảm bảo chặt chẽ về độ cao mà số lượng điểm tăng rất nhiều (hơn 100 điểm kế cả điểm tăng dày). b. Đồ hình bố trí: Yêu cầu nắm vững vị trí đã thiết kế trên ảnh. c. Độ chính xác: Xuất phát từ yêu cầu độ chính xác thành lập bản đồ cần thể hiện ở mặt phẳng (mX, Y) và độ cao (mH). + Độ chính xác cho phép thể hiện địa vật trên bản đồ tỷ lệ lớn theo quy phạm mBĐ = 0,3mm (trên thực địa là 0.6m) suy ra: Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 26 - Đồ án Tốt nghiệp Độ chính xác KCNN là: mKCNN m m BD 3,0 2 6.0 2  + Khoảng cao đều h = 2m được thể hiện trên bản đồ tỷ lệ lớn theo quy phạm có độ chính xác mBĐ = 1/3 x h = 0,7m; thì ta có: Độ chính xác KCNN là : mKCNN m m BD 35,0 2 7,0 2  d. Phương pháp đo: Cần phải xây dựng các lưới đường chuyền cấp 1,2 và các lưới tam giác nhỏ được phát triển từ các điểm khống chế cấp cao. Hiện nay việc áp dụng công nghệ GPS để đo nối là chủ yếu vì những ưu điểm như: Hiệu quả kinh tế cao, không phải phát cây thông tuyến khi làm lưới, đo được tất cả các vị trí ảnh yêu cầu và số liệu đo đảm bảo độ chính xác đặt ra, ít chịu ảnh hưởng của ngoại cảnh. Điểm khống chế ảnh sau khi đo ngoài thực địa được châm chích trên ảnh được thể hiện với: số hiệu điểm, độ cao, điểm châm chích được khoanh tròn 0,8mm, mặt sau của ảnh có sơ hoạ điểm. 2.3.4. Công tác nắn ảnh và thành lập bình đồ ảnh. Được thực hiện theo phương pháp nắn ảnh quang cơ hoặc phương pháp nắn ảnh vi phân hay nắn ảnh số. 2.3.5. Điều vẽ và đo vẽ ngoại nghiệp . Mục đích: Hoàn thiện nội dung mô tả của bản đồ về hệ thống thuỷ văn, hệ thống giao thông, hệ thống dân cư, thảm thực vật... và các ghi chủ. Được thực hiện trên bình đồ ảnh hoặc các ảnh nắn. Các yếu tố cần điều vẽ và đo vẽ ngoại nghiệp trên khu vực đo vẽ: + Đo vẽ nội dung địa hình ( đường bình độ, đường độ cao ) điều tra xác định các nội dung ghi chú trên bản đồ. + Xác định tất cả tên sông suối, hệ thống cầu cống, hướng dòng chảy. + Hệ thống giao thông như: Tên đường quốc lộ, đường rải nhựa, bờ lở, ta luy, hướng đi của đường. + Xác định các công trình công cộng, văn hoá xã hội ( trụ sở UBND, trường học, bệnh xá,..); xác định tên các bản làng, số hộ sinh sống. + Thảm thực vật: Điều vẽ các loại rừng, xác định độ cao trung bình của từng cụm rừng. + Xác định các đường biên ranh giới, đồi trọc, núi đá. Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 27 - Đồ án Tốt nghiệp + Hệ thống đường dây điện, đường dây thông tin, trạm biến áp... + Ngoài ra khi tiến hành công tác ngoại nghiệp cũng cần đo vẽ bổ sung các địa vật mới xuất hiện hoặc đã thay đổi so với ảnh chụp. Kết quả điều vẽ và đo vẽ ngoại nghiệp được thể hiện trên ảnh phóng to và chú giải trong sổ sách kèm theo. 2.3.6. Biên tập bản đồ. Đây là công đoạn hoàn thiện cuối cùng trước khi nộp sản phẩm. Tiến hành ghép các yếu tố địa hình và địa vật vào cùng môi trường chỉnh sửa các đường bình độ cắt qua đường xá, nhà cửa... Gắn tên thuộc tính cho các lớp địa vật như : tên sông, tên suối, ao hồ, tên khu hành chính, độ cao các đường bình độ, lên các ký hiệu bản đồ theo đúng quy phạm thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn. Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 28 - Đồ án Tốt nghiệp Chương 3 thành lập bản đồ địa hình bằng phương pháp đo vẽ phối hợp Phương pháp đo ảnh đơn là một trong những phương pháp đo vẽ bản đồ chủ yếu hiện nay và đang được ứng dụng rộng rãi, đặc biệt là đối với nhiệm vụ thành lập bản đồ tỷ lệ lớn ở vùng bằng phẳng và bản đồ địa chính. Công nghệ thành lập bản đồ địa hình bằng phương pháp đo vẽ ảnh đơn được thực hiện theo trình tự sau. - Nắn ảnh : Nắn ảnh bằng các phương pháp khác nhau là nguồn thông tin hết sức phong phú và trung thực trên bề mặt thực địa, cho phép nhanh chóng thu được các nội dung về địa vật trên bề mặt thực địa với độ chính xác thoả mãn yêu cầu tuỳ theo tỷ lệ bản đồ thành lập. Các bình đồ ảnh được chế tạo từ ảnh nắn và có thể coi là bản gốc về nội dung địa vật của bản đồ địa hình. - Công tác đo vẽ ngoại nghiệp : Bao gồm các nội dung. + Điều vẽ địa vật, các nội dung ghi chú trên bản đồ. + Đo vẽ địa hình. + Đo vẽ bổ sung các địa vật mới xuất hiện. Công tác đo vẽ ngoại nghiệp được thực hiện trên bình đồ ảnh nên có thể chọn các địa vật rõ nét trên ảnh và trên thực địa làm trạm đo. 3.1. Định nghĩa bình đồ ảnh. Bình đồ ảnh là hình ảnh của miền thực địa, được thành lập từ những tấm ảnh đã nắn trên cơ sở từ các điểm định hướng (điểm nắn) rồi tiến hành cắt, dán ghép chúng lại theo khuôn khổ từng mảnh bản đồ cùng tỷ lệ. So với bản đồ thì bình đồ ảnh chứa lượng thông tin lớn và địa vật được thể hiện một cách chi tiết rõ ràng. các dạng đặc trưng của địa hình có thể dễ nhận biết như: chỗ đứt gẫy, chỗ uốn nếp. Tuy vậy bình đồ ảnh cho thấy , hình ảnh của các địa vật chưa được chọn lọc khái quát hoá bằng các ký hiệu quy ước để dễ đọc như trên bản đồ, đồng thời chưa có các ký hiệu dáng đất, ghi chú độ cao. Bình đồ ảnh thường được sử dụng khi thành lập bản đồ địa hình, đôi khi có thể thay thế bản đồ trong công tác khảo sát thăm dò. Trong lĩnh vực quân sự bình Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 29 - Đồ án Tốt nghiệp đồ ảnh là tài liệu dẫn đường hành quân di chuyển. Trong chiến đấu là tài liệu quan trọng giúp người chỉ huy trận đánh, cũng như trong bảo vệ các mục tiêu quan trọng. Trong huấn luyện bình đồ ảnh là tài liệu học tập. 3.2. Cơ sở lý thuyết nắn ảnh. Từ nghiên cứu sự biến hình trên ảnh và khả năng loại trừ chúng, công tác nắn ảnh là biện pháp hữu hiệu đã và đang sử dụng. Vậy quá trình biến đổi hình ảnh của miền thực địa được chụp trên ảnh nghiêng thành hình ảnh tương ứng trên ảnh nằm ngang, có tỷ lệ phù hợp với tỷ lệ bản đồ cần thành lập gọi là “ nắn ảnh”. Vì thế, nhiệm vụ của công tác nắn ảnh chủ yếu là khử ảnh sai số vị trí điểm do ảnh nghiêng gây ra, hạn chế sai số vị trí điểm do địa hình lồi lõm gây ra, xác định tỷ lệ của ảnh nắn cho phù hợp. * Nguyên lý nắn ảnh. + Biến hình ảnh trên ảnh nghiêng thành hình ảnh trên ảnh nắn. Hình 3.1. Quan hệ phối cảnh giữa miền thực địa ảnh hàng không và ảnh nắn. Giả sử trên mặt phẳng (G) ta có một vật được xác định bởi 4 điểm A, B, C, D và hình chiếu phối hợp cảnh của điểm địa vật này trên ảnh chụp nghiêng P là a, dg a e a' p c b b' d' c' i' i c da b s hmbd h Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 30 - Đồ án Tốt nghiệp (3.1) b, c, d và hình chiếu phối hợp cảnh trên mặt nắn (E) sẽ là A, B, C, D đồng dạng với A, B, C, D và có tỷ lệ bằng 1/mbd (Tỷ lệ bản đồ cần lập). Muốn như vậy, mặt nắn (E) phải song song với G để đảm bảo tính đồng dạng, và mặt (E) phải cách tâm chụp S một khoảng là H/mbd. Trong đó: H - Chiều cao bay chụp tính từ tâm S đến G. mbd - Mẫu số tỷ lệ bản đồ. Ngược lại, nếu trên mặt nắn (E) hình A, B, C, D đã được xác định đồng dạng với A, B, C, D và thu nhỏ lại với tỷ lệ 1/mbd khi ta dùng mặt phẳng (E) để hứng chùm tia chiếu Sa, Sb, Sc, Sd sao cho các tia chiếu tương ứng đi qua các điểm cùng tên. Khi đó vị trí của mặt phẳng (E) cũng hoàn toàn được xác định, tức là E // G và E cách S một đoạn bằng H/mbd. Như vậy, nếu mặt phẳng E được xác định theo mối quan hệ nói trên, thì hình chiếu I’ của một điểm i nào đó trên mặt ảnh P được xác định trên E, sẽ có vị trí tương ứng tại I thuộc mặt phẳng G. Nói một cách tổng thể, hình chiếu phối cảnh của ảnh P trên mặt nắn E, là hình chiếu phối cảnh của toàn bộ vật thể tương ứng của mặt phẳng G. Trên mặt phẳng E nằm ngang có tỷ lệ 1/mbd. Những điểm khống chế được dùng làm cơ sở xác định vị trí mặt nắn E, so với ảnh và tâm chiếu S gọi là “Điểm nắn ảnh”. Mối quan hệ phối cảnh trên được biểu diễn bằng công thức: 187 321   yuxu fuyuxu x k 187 6554   yuxu fuyuxu y k Trong đó: x’, y’ - Toạ độ của điểm ảnh trên ảnh nghiêng. x, y - Toạ độ của điểm tương ứng trên ảnh nắn. uk (k = 18) là các tham số. Công thức (3.1) chỉ được xác định khi ta biết được ít nhất 4 điểm có toạ độ trên ảnh nghiêng. Những điểm này gọi là “điểm nắn ảnh”. Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 31 - Đồ án Tốt nghiệp + Hạn chế sai số vị trí điểm do địa hình lồi lõm gây ra. ảnh hàng không là hình chiếu xuyên tâm của miền thực địa trên mặt phẳng ảnh. Do vậy, khi miền thực địa có độ lồi lõm thì hình ảnh của chúng trên ảnh không tương ứng với hình ảnh của chúng trên bản đồ. Để hạn chế sai số địa hình, cần khảo sát sự xê dịch vị trí điểm ảnh do độ chênh cao địa hình gây ra. Từ hình (3.2) ta thấy: Sai số xê dịch vị trí điểm ảnh do địa hình gây ra được xác định theo công thức: H rh hr '. (3.2) Trong đó: h - Độ chênh cao của điểm đo so với mặt phẳng trung bình của khu đo. r’ - Bán kính hướng tâm của điểm ảnh )''( 22 yxr  . H - Độ cao bay chụp trung bình. Để giới hạn độ chênh cao địa hình của miền thực địa chúng ta xét công thức sau: maxminmaxmax 2hHHh  (3.3) Vì hmax ' max r H xhr  Do vậy ta có: maxh ' 2 max r H xhr  (3.4) Hoặc: maxh ' 2 max r fm xhrka  (3.4’) Trong đó: maxh - Là độ chênh cao lớn nhất của địa hình của miền thực địa trong phạm vi tấm ảnh. xhr max  - Là sai số vị trí điểm ảnh cho phép. ma - Là mẫu số tỷ lệ ảnh. fk - Là tiêu cự của ảnh hàng không. Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 32 - Đồ án Tốt nghiệp Nếu sai số giới hạn của điểm địa vật trên ảnh nắn do địa hình gây ra cho phép là ( gh ) thì độ chênh cao địa hình lớn nhất cho phép trong phạm vi tấm ảnh được xác định theo công thức: ghbd r f mh  ' 2max (3.5) Trong đó: mbd – Mẫu số tỷ lệ bản đồ cần thành lập. Hình 3.2 Sự xê dịch điểm ảnh do chênh cao địa hình gây ra. Nếu miền thực địa trong phạm vi tấm ảnh có độ chênh cao địa hình lớn hơn maxh , thì chúng ta nắn ảnh phân vùng. Nắn ảnh phân vùng chỉ áp dụng khi số đai không lớn hơn 3, vì vậy khi chênh cao địa hình lớn hơn 3 maxh , thì chúng ta tiến hành nắn ảnh cho từng phạm vi nhỏ của ảnh với độ cao bay chụp tương ứng với độ lồi lõm của địa hình và có tên gọi là nắn ảnh vi phân hoặc là tiến tới nắn ảnh số. h g p c nb a hc hb hc CoNo Bo Ao s a ao b bo n co c Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 33 - Đồ án Tốt nghiệp 3.3. Các phương pháp nắn ảnh. Để thực hiện công tác nắn ảnh phụ thuộc vào điều kiện, trang thiết bị sử dụng, địa hình trên ảnh nắn ta có thể sử dụng các phương pháp sau. 3.3.1. Phương pháp nắn ảnh giải tích. Phương pháp nắn ảnh giải tích, là phương pháp tính toán biến đổi điểm ảnh trên ảnh nghiêng, thành điểm ảnh tương ứng trên ảnh nắn ngang thông qua mối quan hệ tính toán chặt chẽ. (Công thức 3.1). Như vậy, để tính toạ độ điểm nắn trên mặt nắn ta phải có: + Trị các tham số uk trong công thức (3.1). + Toạ độ ảnh (x’, y’ ) của điểm ảnh cần nắn. 3.3.1.1. Xác định các tham số nắn ảnh uk. Các tham số uk còn được gọi là các yếu tố nắn ảnh giải tích. Chúng có thể được xác định theo hai phương thức sau: a. Tính các yếu tố nắn ảnh giải tích theo các nguyên tố định hướng của ảnh đơn. kfc aZu 3 1 1  ; kfc aZu 3 2 2  ; kfc aZu 3 3 3  ; kfc bZu 3 1 4  ; kfc bZu 3 2 5  ; kfc bZu 3 3 6  ; (3.6) kfc c u 3 1 7  ; kfc c u 3 2 8  Trong đó: Z = H là toạ độ bay chụp trung bình của miền thực địa trong phạm vi tấm ảnh. ak, bk, ck Là các cosin chỉ hướng, được xác định từ các nguyên tố định hướng góc ( t,, ) hoặc (  ,, ) của ảnh. b. Xác định các yếu tố nắn ảnh giải tích trên cơ sở các điểm khống chế nắn ảnh. Để xác định các yếu tố nắn ảnh uk, ta có thể sử dụng toạ độ trắc địa của các cặp điểm khống chế nắn ảnh, và toạ độ của chúng đo được trên ảnh cần nắn. Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 34 - Đồ án Tốt nghiệp Vì toạ độ điểm khống chế nắn ảnh X, Y là giá trị đo có sai số. Do đó đối với một cặp điểm nắn, dựa vào (3.1) ta có phương trình sai số sau: Vx = x’u1 + y’u2 + fku3 – Xx’u7 - Xx’u8 – X Vy = x’u4 + y’u5 + fku6 – Yx’u7 - Yy’u8 – X Trong đó; X, Y – Là toạ độ trắc địa của điểm khống chế nắn ảnh. x’, y’ – Là toạ độ điểm ảnh của điểm khống chế nắn ảnh. Hệ phương trình (3.7) được viết dưới dạng ma trận: V = cu – 1 (3.8) Trong đó: vT = (v1, v2...vj...vn) Với vjT = (vxj, Vvj) uT = (u1, u2...u8) cT = (c1, c2...cj...cn) 1T = (11, 12...1j...1n) Khi số điểm khống chế nắn ảnh nhiều hơn 4 (n>40, ta có thể lập một hệ phương trình sai số dạng (3.8) và giải nó theo nguyên tắc số bình phương nhỏ nhất. Tức là [vTv] = min để xác định trị xác xuất của các yếu tố nắn ảnh u: u = (cTc)-1.cT1 (3.9) Để nâng cao độ chính xác các yếu tố nắn ảnh uk khi sử dụng vào việc lập ma trận hệ số c, các toạ độ ảnh được hiệu chỉnh các loại sai số xê dịch vị trí điểm ảnh. Các trị hiệu chỉnh toạ độ ảnh của điểm nắn được tính theo: H h xr r x x ' ' ' '   H hyr r y y ' ' ' '   Trong đó: h – Là độ chênh lệch cao của điểm khống chế nắn ảnh so với mặt phẳng trung bình của ảnh. H – Là độ cao bay chụp trung bình của ảnh. (3.7) Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 35 - Đồ án Tốt nghiệp 3. 3.1.2. Tính toạ độ các điểm trên mặt nắn. Toạ độ của các điểm vật cần nắn trên mặt nắn được tính theo công thức (3.1) và qui về tỷ lệ bản đồ. 1)''()''( )''()''( . 1 87 321   yyuxxu fuyyuxxu m x k bd n   (3.11) 1)''()''( )''()''( . 1 87 654   yyuxxu fuyyuxxu m y k bd n   Trong đó: uk (k = 18) là các tham số nắn ảnh đã được bình sai xác định. x’, y’ Là toạ độ ảnh của điểm cần nắn. yx  , Là các trị hiệu chỉnh toạ độ ảnh của điểm cần nắn. Ngày nay với sự phát triển của kỹ thuật tính toán, phương pháp nắn ảnh giải tích trở thành một trong những biện pháp nắn chủ yếu dùng trong tính chuyển trên. 3.3.2. Phương pháp nắn ảnh quang cơ. Thực chất của phương pháp nắn ảnh quang cơ là sử dụng các máy nắn ảnh, để dựng lại chùm tia chiếu của ảnh hàng không, biến đổi chùm tia đó theo những điều kiện nhất định để tạo nên hình ảnh tương ứng với ảnh chụp nằm ngang, và thu nhận nó trên mặt nắn có tỷ lệ bằng tỷ lệ bản đồ cần thành lập. 3.3.2.1. Nắn ảnh vùng bằng phẳng. Trong nắn ảnh quang cơ ta hoàn toàn có thể biến hình ảnh trên ảnh nghiêng thành hình ảnh trên ảnh nằm ngang, có tỷ lệ phù hợp với bản đồ cần thành lập. nhưng sai số vị trí điểm đo địa hình lồi lõm gây ra không thể loại trừ, mà chỉ có thể hạn chế nó trong phạm vi cho phép. Tức là: ' .2max r f mh kbdgh (3.12) Nếu độ chênh cao địa hình trong phạm vi của một tấm ảnh hàng không thoả mãn yêu cầu (3.12), thì khu vực đó được coi là vùng bằng phẳng để tiến hành nắn ảnh trên một mặt phẳng trung bình của khu vực, mà sai số vị trí điểm do địa hình Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 36 - Đồ án Tốt nghiệp lồi lõm gây ra đều nằm trong giới hạn cho phép về độ chính xác của bản đồ địa hình. Hình 2.3 Sơ đồ quy trình nắn ảnh vùng bằng phẳng. 3.3.2.2. Phương pháp nắn ảnh phân vùng. Như đã trình bày ở mục 3.2. Chương III, đối với vùng địa hình có độ chênh lệch cao lớn hơn độ cao giới hạn hmax tính theo công thức (3.12) nhưng không vượt quá hmax. Số vùng nắn trong một tấm ảnh được xác định theo công thức: maxh H n  (3.13) Trong đó: h - Là toạ độ chênh cao địa hình của khu vực trong toàn tấm ảnh. Phim ảnh hàng không gốc và các thông số bay chụp Số liệu khống chế ảnh và các số liệu trắc địa Các công tác chuẩn bị Nắn ảnh trên máy nắn quang cơ In ảnh và sử lý hoá ảnh Kiểm tra chất lượng ảnh nắn Thành lập bình đồ ảnh Kiểm tra độ chính xác, nghiệm thu Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 37 - Đồ án Tốt nghiệp Hình 3.4. Mô tả một ví dụ về việc phân vùng ảnh nắn theo nguyên tắc nói trên. 3.3.2.3. Phương pháp nắn ảnh vi phân. Khi vùng địa hình có độ chênh lệch cao lớn, đặc biệt đối với vùng núi, thì phương pháp nắn ảnh quang cơ gặp rất nhiều khó khăn. Vì vậy để hạn chế sai số vị trí điểm do chênh cao địa hình gây ra, người ta chia phạm vi nắn của tấm ảnh thành nhiều vùng nhỏ, sao cho trong mỗi vùng nắn đó độ chênh cao địa hình không vượt quá trị cho phép hmax . Tuy vậy, với vùng núi thì số vùng nắn sẽ rất lớn, nên ta không thể thực hiện theo phương pháp nắn phân vùng. Trong trương hợp đó, công tác nắn ảnh sẽ thực hiện theo phương thức nắn từng khe nhỏ với sự thay đổi liên tục độ cao của mặt nắn. Phương thức này được gọi là “Phương pháp nắn ảnh vi phân”. (Xem hình 3.5). s hm ax H2 H1 E1 E2 aVùng I Vùng II Vùng II Vùng I bh ma x Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 38 - Đồ án Tốt nghiệp Hình 3.5: Sơ đồ khái niệm về phương pháp nắn vi phân Nguyên lý của nắn ảnh vi phân là biến đổi hình ảnh trong rẻo nắn thành hình ảnh tương ứng trên mặt nắn dựa trên quan hệ phối cảnh của phép chiếu xuyên tâm: zayaxa zayaxafx k 332313 312111   (3.14) zayaxa zayaxafy k 332313 322212   Trong đó: x, y – Là toạ độ của điểm ảnh. X, Y – Là toạ độ của điểm nắn trong hệ toạ độ không gian nắn ảnh. z – La toạ độ của tâm chiếu đối với điểm nắn ảnh. aik (i, k = 1,2,3) – Các cosin chỉ hướng của ma trận quay. Trong nắn ảnh, góc xoay  giữa hệ toạ độ ảnh và hệ toạ độ nắn ảnh được triệt tiêu thông qua động tác xoay bản điểm nắn trên mặt nắn. Do dó ma trận quay được xác định như sau: Mặt địa hình ( Lý tưởng ) Mặt nắn k p s Khe nắn s dy s dx s  s Hm in Hk Hm ax Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 39 - Đồ án Tốt nghiệp                            333231 232221 131211 cossin0 sincos0 011 cos0sin 010 sin0cos aaa aaa aaa AAA      Trong đó: a11 = cos ; a12 = -sin sin ; a13 = -sin cos ; a32 = 0 a22 = cos ; a23 = -sin ; a31 = sin ; a32 = cos sin a33 = cos sin Từ đó ta có hàm toạ độ sau:   coscossincossin sincos ZYX ZXfx k   (3.16)   coscossincossin sincoscossinsin ZYX ZYXfy k   Vi phân hàm (2.16) đối với toạ độ X, Y, Z ta có: W CdBdAdfd zyxkx  (3.17) W CdBdDdfd zyxky  Trong đó: A = -(Ycos sin - Zsin cos); F = -Ycos B = (Xcos sin + Ysin sin ) W = -(Xcos sin - Ysin cos + Zcos cos)2 C = -(Xcos + Ysin sin) D = Ysin E = -(Xsin - Zcos) Trong nắn ảnh vi phân, ảnh được nắn trong từng khe nhỏ (Hình 3.5) trong đó chỉ có tâm khe nắn m là thoả mãn công thức (3.16), còn các điểm khác trong khe nắn được hiệu chỉnh toạ độ theo công thức (3.17). (3.15) Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 40 - Đồ án Tốt nghiệp * Căn cứ vào mức độ xử lý, ảnh hưởng của độ chênh cao địa hình trong từng rẻo nắn, nên trong nắn ảnh vi phân có hai mức nắn sau: - Nắn ảnh vi phân mức không: Tức là trong từng rẻo nắn được coi là mặt phẳng nằm ngang với khoảng cách nắn tương ứng với điểm tâm của rẻo nắn. - Nắn ảnh vi phân mức một: tức là trong quá trình nắn ảnh có hiệu chỉnh ảnh hưởng của độ nghiêng ngang mặt địa hình đối với ảnh nắn, thông qua một bộ phận quang học của máy nắn để thay đổi góc nghiêng và tỷ lệ của ảnh nắn trong từng rẻo nắn. 3.4. Các phương thức nắn ảnh trên máy quang cơ. Tức là sử dụng các vận động của máy nắn, để làm cho hình ảnh của các điểm nắn trên ảnh chiếu xuống mặt nắn, trùng với các điểm nắn tương ứng trên bản nắn. Phương thức này thường hay dùng trong thực tế. 3.4.1. Nắn ảnh theo phương pháp đối điểm. Để nhanh chóng thực hiện quá trình đối điểm, người thao tác cần nắm vững quy luật tác động của các vận động trên máy nắn đối với hình chiếu của ảnh trên mặt nắn. Hình 3.6 Quy luật tác động của các vận động máy nắn đối với ảnh chiếu trên mặt nắn k+exxe d e f d a a 3 1 4 2 c b b c 3 1 4 2 Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 41 - Đồ án Tốt nghiệp Sau khi hoàn thành công tác chuẩn bị, có thể tiến hành quá trình đối điểm để nắn ảnh. Về nguyên tắc chỉ cần 4 điểm nắn để thực hiện nhiệm vụ này, nhưng để đảm bảo độ chính xác và có điều kiện kiểm tra kết quả nắn ảnh, thường sử dụng 5 điểm nắn, trong đó có một điểm nằm gần điểm chính ảnh. Hình 3.7 Sơ đồ quy trình đối điểm nắn ảnh Quá trình đối điểm nắn ảnh được thực hiện theo trình tự sau: (1). Đặt các bộ số của các vận động máy nắn ở vị trí O ( vạch gốc ). Lúc này mặt nắn và mặt ảnh đều nằm ngang. Điều chỉnh cho hình chiếu của điểm nắn ở giữa ( Gần điểm chính ảnh ) trùng với điểm nắn tương ứng trên bản điểm nắn ảnh bằng các động tác xê dịch bản điểm nắn. Trên mặt nắn sẽ xuất hiện hình chiếu của các điểm nắn ở trên 4 góc tứ giác, chúng đều nằm gần hoặc trên đường hướng tâm. Từ đó có thể ước lượng xác định hướng trục tung chính vv của ảnh. (2). Dùng vận động góc xoay k của khay phim và xoay khay phim để hướng trục tung chính vv vuông góc với trục quay ngang của mặt ảnh và mặt nắn hướng về người thao tác. (3). Dùng vận động quay E của mặt nắn để thay đổi độ nghiêng của mặt nắn và độ nghiêng tương ứng của mặt ảnh. Hướng trục tung chính vv k E a b c ke ye e x d e f Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 42 - Đồ án Tốt nghiệp (4). Sử dụng vận động ke ( hệ số nắn ảnh ) để thay đổi tỷ lệ của ảnh nắn để cho hình chiếu của tất cả các điểm nắn trùng với điểm nắn tương ứng trên bản điểm nắn hoặc ít nhất có 2 cặp điểm trùng nhau. (5). Nếu qua 3 động tác trên mà chỉ có 2 cặp điểm trùng nhau, tức là độ lệch tâm của ảnh tương đối lớn, cần dùng các vận động lệch tâm dọc ey và lệch tâm ngang ex để tiếp tục làm cho các cặp điểm nắn còn lại trùng nhau. Vì tác động của các vận động có ảnh hưởng lẫn nhau, nên thông thường quá trình đối điểm nắn ảnh phải lặp đi lặp lại nhiều lần cho đến khi độ chênh lệch của các cặp điểm nắn nhỏ hơn hạn sai cho phép ( < 0,4mm ) 3.4.2. Nắn ảnh theo phương pháp đặt số. Tức là dựa vào các nguyên tố định hướng ngoài của ảnh đã xác định, và các vận động của máy ảnh. Được thể hiện thông qua việc đặt các trị số của các yếu tố nắn ảnh, để xác định vị trí tương đối nói trên giữa hai mặt phẳng. Phương pháp nắn ảnh đặt số, chỉ có thể thực hiện trên máy nắn có các bộ phận đặt số tương ứng và máy nắn phải được kiểm định trước lúc nắn. Sau quá trình nắn ảnh, vị trí địa vật của các đối tượng trên tấm ảnh nắn đã được xác định trong hệ toạ độ trắc địa. Mối tương quan hình học giữa các địa vật trên ảnh hoàn toàn tương ứng với ngoài thực địa. Sau đây ta khảo sát độ chính xác quang cơ. * Độ chính xác của nắn ảnh trên máy nắn ảnh phụ thuộc vào các nguồn sai số tồn tại trong quá trình nắn ảnh: Như chúng ta đã biết, độ chính xác nắn ảnh phụ thuộc vào các nguồn sai số tồn tại trong quá trình nắn ảnh: + Sai số vị trí điểm ảnh gây nên do các nguyên nhân. - Độ cong mặt đất, chiết quang khí quyển, méo hình kính vật máy chụp ảnh. Các sai số này có tính chất hệ thống và phát sinh trong quá trình chụp ảnh, dĩ nhiên sẽ ảnh hưởng đến tất cả các điểm nắn. - Độ chênh cao địa hình. - Đánh dấu điểm đối với điểm khống chế nắn ảnh. - Sai số vị trí điểm khống chế nắn ảnh trên mặt bản đồ. - Sai số xác định toạ độ của điểm khống chế nắn ảnh. Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 43 - Đồ án Tốt nghiệp - Sai số triển điểm trên bản vẽ (bản đồ) - Sai số biến dạng của nền bản vẽ. - Sai số quá trình nắn ảnh. Đó là các sai số ngẫu nhiên xuất hiện trong quá trình đối điểm nắn. Trong phương pháp nắn ảnh quang cơ, độ chính xác của ảnh nắn phụ thuộc vào tính chính xác của các động tác khi thực hiện các chuyển động của máy nhằm đối điểm. Mối quan hệ giữa toạ độ ảnh và toạ độ trắc địa của điểm nắn có thể được biểu thị bằng công thức gần đúng:      k e e f y xkX sin'1' (3.18)      k e e f yykY sin'1' Sau khi giải bài toán theo phương pháp số bình phương nhỏ nhất để tìm ra các yếu tố nắn ảnh và đi đến kết luận cho thực tiễn: Độ chính xác của ảnh nắn phụ thuộc vào số lượng và vị trí các điểm khống chế nắn ảnh. Phương án tối ưu là bố trí các điểm nắn ở 4 góc của diện tích nắn. - Độ chính xác của nắn ảnh sẽ giảm dần theo độ tăng khoảng cách từ điểm địa vật đến điểm khống chế theo hướng ra xa tấm ảnh. - Độ chính xác nắn ảnh quang cơ còn phụ thuộc vào hệ số nắn ke; góc nghiêng của ảnh  ; tiêu cự của máy nắn fe. 3.5. Khái niệm về nắn ảnh số. 3.5.1. Khái quát về ảnh số. Hiện nay với công nghệ tin học phát triển mạnh mẽ, công nghệ đo ảnh ra đời tạo nên khả năng tự động hoá làm tăng năng suất lao động và hiệu quả đối với công tác đo vẽ bản đồ. Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật thì công nghệ đo ảnh số đã góp phần to lớn trong quá trình đo vẽ bản đồ cũng như các ngành có liên quan. Phương pháp đo vẽ ảnh số là phương pháp xử lý các thông tin hình học và vật lý của ảnh đó dựa trên nguyên lý cơ bản của phương pháp đo ảnh và kết hợp với các lĩnh vực khoa học khác như: Kỹ thuật máy tính, kỹ thuật xử lý số liệu ảnh số, Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 44 - Đồ án Tốt nghiệp kỹ thuật nhận dạng...và cho ra kết quả dưới dạng ảnh số. Khái niệm này được định nghĩa là phương pháp đo ảnh toàn số (All digital phogrammetry). Tất cả các phương pháp đo ảnh trong đó các kết quả xử lý trung gian và sản phẩm cuối cùng biểu đạt bằng số gọi là phương pháp đo ảnh số. * Có 2 phương pháp đo ảnh số: Phương pháp đo vẽ bản đồ sử dụng các hệ thống máy đo vẽ ảnh giải tích hoặc máy đo vẽ ảnh quang cơ kết hợp với máy vi tính để tiến hành thu nhận số liệu và xử lý số liệu, thành lập mô hình số độ cao (DEM) và bản đồ số được truy cập vào cơ sở dữ liệu tương ứng. Đây là phương pháp đo vẽ ảnh bán tự động và tư liệu sử dụng là các ảnh chụp truyền thống. Phương pháp đo vẽ ảnh số là phương pháp sử dụng máy tính để kết hợp với các phần mềm chuyên dụng để xử lý ảnh số, kết hợp với khả năng tổ hợp và nhận biết hình ảnh bằng máy tính thay cho mắt người. Quá trình xử lý thông tin hình học và thông tin vật lý của đối tượng được tự động thực hiện. Đây là phương pháp đo ảnh số hoàn toàn tự động. Với phương pháp ảnh số thì một ảnh thường được biểu diễn bằng các phần tử đặc trưng của ảnh gọi là pixel. Do vậy một ảnh là tập hợp các pixel. Mỗi điểm ảnh tương ứng với một pixel được mô tả bằng hàm số ảnh với các biến toạ độ điểm ảnh (x, y) và giá trị độ xám (D) như sau: f(x, y, D) Với giá trị được giới hạn trong phạm vi các số nguyên dương, tức là: 0  f (x, y, D) fmax Trong đó: fmax: Là lượng thông tin tối đa được lưu trữ. fmax = 28 = 256 Nếu mô tả ảnh mầu thì mỗi thành phần mầu cơ bản: Mầu đỏ (Red), mầu lục (Green), mầu xanh (Blue), của ảnh được biểu diễn bằng các hàm số ảnh thành phần là:        b g r Dyxb Dyxg Dyxr f ,,( ),,( ),,( Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 45 - Đồ án Tốt nghiệp Trong đó: Dr, Dg, Db: Là giá trị độ xám tương ứng với 3 thành phần mầu cơ bản. Để có thể xử lý ảnh trên máy vi tính, các giá trị độ xám thành phần và hay còn gọi là lượng tử hoá. Trong trường hợp này một ảnh số là ma trận giá trị độ xám có m cột và n hàng. Các phần tử của ma trận ảnh số là những điểm ảnh rời rạc với toạ độ của nó được xác định bằng một số nguyên dương nằm giữa (1ữ m) cột và (1ữ n) hàng, tức là: 1≤ x ≤ m, 1≤ y ≤ n. Các Pixel của ảnh số phục vụ đo ảnh được sắp xếp theo dạng lưới ô vuông (rester) tuân thủ theo cấu trúc trực giao. o o o o o o o o o  o o    o o o o  o o o o o o o o o o o o    o o    o o    o o o o o a. 4 điểm liền kề nhau. b. 8 điểm liền kề 3.5.2. Nắn ảnh vùng đồng bằng. Đối với vùng đồng bằng địa hình tương đối bằng phẳng nên ta chỉ cần nắn ảnh do ảnh nghiêng gây ra mà không cần nắn ảnh trực giao. Tức là các ảnh nắn ghép chúng lại theo từng mảnh bản đồ (được gọi là bình đồ ảnh) từ đó xác định các yếu tố địa vật trên bản đồ. ảnh hàng không sau khi chụp là ảnh tương tự. Để sử lý chúng bằng công nghệ đo ảnh đo ảnh số thì phải có tấm ảnh số, do vậy phải có quá trình chuyển từ tấm ảnh tương tự sang tấm ảnh số, công việc này nhờ quá trình quét ảnh trên các máy quét ảnh chuyên dụng. ảnh hàng không dạng tương tự được xem là tư liệu liên tục về độ xám trải rộng theo các hướng x và y. Để khôi phục được mô hình tương tự như thực tế thì các thông tin có liên quan đến tấm ảnh là không thể thiếu, đó là quá trình xây dựng Project. Trong quá trình này ta nhập các thông số kỹ thuật của ảnh như: Loại máy chụp ảnh, tiêu cự của máy chụp ảnh, độ cao bay chụp, tỷ lệ ảnh chụp, các điểm khống chế ngoại nghiệp... Sau đó tiến hành đo điểm khống chế ảnh và tăng dày. Từ đó ta nắn và lập ra bình đồ ảnh. Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 46 - Đồ án Tốt nghiệp Nắn ảnh là quá trình biến đổi hình ảnh của miền thực địa được chụp trên ảnh nghiêng thành hình ảnh tương ứng trên ảnh nằm ngang có tỷ lệ phù hợp với tỷ lệ bản đồ cần thành lập. Trong công nghệ ảnh số thì các tấm ảnh được nắn theo phương pháp nắn ảnh số. Phương pháp nắn ảnh số đối với vùng đồng bằng (độ chênh cao h  2hmax) hình ảnh trên ảnh nghiêng sẽ được biến đổi từng phân tử ảnh (pixel) trên ảnh nghiêng thành pixel ảnh tương ứng trên ảnh nắn theo toạ độ được tính toán theo quan hệ phối cảnh và độ xám của nó. Các tấm ảnh sau khi được nắn không còn chịu ảnh hưởng của biến dạng hình ảnh do góc nghiêng gây ra nữa ta dùng phần mềm cắt ghép chúng lại theo từng mảnh bản đồ ta được bình đồ ảnh có tỷ lệ tương đương với tỷ lệ bản đồ cần thành lập. Vị trí các yếu tố địa vật trên bình đồ ảnh sẽ tương đương với vị trí của chúng trên bản đồ. 3.5.3. Nắn ảnh vùng đồi núi. Đối với vung đồi núi do địa hình phức tạp, có độ chênh cao lớn nên chúng ta phải sử dụng bình đồ ảnh trực giao. Để thành lập ảnh bình đồ trực giao dạng số chúng ta cũng tiến hành quét phim, xây dựng Project, đo điểm khống chế ảnh và tăng dầy như ở vùng đồng bằng. Sau khi tiến hành các công tác trên xây dựng mô hình lập thể, đo vẽ các yếu tố đặc trưng của địa hình rồi xây dựng mô hình số độ cao. Từ đó thành lập bình đồ ảnh trực giao, để có bản đồ chúng ta nắn ảnh số trực giao trên trạm đo ảnh số. ảnh số trực giao là ảnh số được nắn chỉnh hình học để loại bỏ ảnh hưởng sự xê dịch vị trí điểm ảnh do ảnh nghiêng gây ra và hạn chế tối đa sai số do chênh cao địa hình đối với vị trí điểm ảnh. Do đó xét về khía cạnh hình học ảnh số trực giao có độ chính xác như của phương pháp đo ảnh giải tích và có thể được dùng như một lớp bản đồ trong hệ thống tin địa lý (GIS) hay quản lý, phân tích hoặc hiển thị dữ liệu. Trong đo vẽ ảnh số có thể tạo ra ảnh được nắn chỉnh hình học để khử gần như tất cả các loại biến dạng và biến đổi do hệ thống máy chụp, quá trình chụp ảnh, quá trình quét ảnh gây ra. Một mặt ảnh trực giao có chất lượng hình ảnh như ảnh hàng không vì hình ảnh của vô số điểm địa vật được hiển thị và xác Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 47 - Đồ án Tốt nghiệp định rõ trên ảnh trực giao. Mặt khác vị trí của các điểm trên ảnh trực giao có thể có độ chính xác cao về vị trí địa vật. Trong nắn ảnh trực giao, mô hình số độ cao là cơ sở để chỉnh ảnh hưởng của chênh cao địa hình. Do vậy xây dựng mô hình số độ cao là công việc quan trọng không thể thiếu được khi tiến hành thành lập bình đồ ảnh trực giao phục vụ thành lập bản đồ vùng đồi núi. 3.6. Độ chính xác của bình đồ ảnh. Độ chính xác của bình đồ ảnh được đánh giá theo hai tiêu chuẩn sau đây: 3.6.1. Độ chính xác nắn ảnh: Độ chính xác này được tính theo sai số đối điểm của các điểm nắn và sai số của các loại điểm khống chế khác có trên ảnh nắn:   1 1 n m  Trong đó:  - Là độ lệch vị trí của điểm nắn khống chế. Độ lệch này lớn nhất không được quá 0,5mm. n1 – Là tổng số điểm nắn và điểm khống chế. 3.6.2. Độ chính xác tiếp biên: Độ chính xác này được xác định thông qua các sai số của các vật cùng tên trên hai tấm ảnh dọc theo vết cắt.   2 2 2 n dd m  Trong đó: d – Là sai số tiếp biên giữa hai địa vật cùng tên với dmax  0,7 mm. n2 – Là tổng số điểm tiếp biên. 3.7 . Công tác đo vẽ ngoại nghiệp. 3.7.1. Thu thập và lựa chọn các địa danh. Việc thu thập và lựa chọn các địa danh được tiến hành theo quy định của Cục Đo Đạc Bản Đồ Nhà nước. Trước khi bắt tay vào công tác ngoại nghiệp ta phải nghiên cứu vào bản đồ đã xuất bản và các tài liệu khác ( tài liệu tra cứu về phân chia địa giới hành chính, các tài liệu của bộ văn hoá thông tin, Bộ giao Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 48 - Đồ án Tốt nghiệp thông vận tải,...). Kiểm tra tính thống nhất của việc viết các thuật ngữ, danh từ riêng, xác định các địa danh và tiếp tục chính xác hoá ở ngoài thực địa.Việc thu thập và kiểm tra các địa danh trên khu đo do nhân viên đo vẽ địa hình tiến hành khi đoán đọc điều vẽ hoặc khi khảo sát để hiện chỉnh bản đồ thực hiện. Các địa danh không có gốc Việt cần phải ghi vào sổ sau khi tham khảo ý kiến của người dân địa phương. Trong trường hợp khi phát hiện ra sự không phù hợp của địa danh ta phải kiểm tra và xác định thêm với đại điện của chính quyền địa phương. ở vùng đồng bào dân tộc ít người, việc đặt tên phải đảm bảo ngôn ngữ dân tộc đó. 3.7.2. Công tác đo vẽ ngoài trời. Trong một khu đo, công tác đo vẽ cần phải được dựa trên những nghiên cứu về khảo sát về trắc địa - địa hình vi cảnh quan rất đa dạng. Phụ thuộc vào đặc điểm của ảnh chụp và khối lượng công tác khảo sát, nghiên cứu trắc địa- địa hình khu đo nhiều hay ít. ở vùng có nhiều cây cối che phủ, những vùng địa vật dày đặc thì phải tiến hành công tác này nhằm thu thập tài liệu cần thiết cho công tác đo vẽ địa hình sau này. Việc khảo sát ngoài trời bao gồm: Xác định đặc trưng giống nhau của các yếu tố cảnh quan và khả năng phát hiện theo các chi tiết nhìn thấy của ảnh, phân tích các thay đổi tầng bên trên của lớp phủ thực vật và mối quan hệ của chúng với độ ẩm bề mặt, với khe nước, với độ chia cắt và độ dốc của sường dốc, đo chiều cao cây, độ chênh cao của ruộng bậc thang, độ sâu độ rộng của hố, Xác định những vùng phải lập ảnh mẫu đoán đọc điều vẽ, xây dựng các mẫu vẽ địa hình và phát hiện ra các vùng cần khảo sát bổ sung. Theo các tài liệu bản đồ có được ta đưa lên ảnh các địa vật không thay đổi (giếng nước, nguồn nước, nghĩa địa...) cũng như các ghi chú địa danh. Theo các địa danh dân cư trên ảnh ta rễ dàng định hướng khi dò hỏi dân địa phương, rút ngắn thời gian và tránh bỏ sót khi khảo sát ngoài trời vì theo các ảnh đã đoán đọc điều vẽ trong phòng ta rễ dàng thấy ngay các yếu tố cần khảo sát. Kết quả khảo sát ngoài trời được vẽ lên trên ảnh theo các ký hiệu quy ước để tránh nhầm lẫn. Sau đó tiến hành đo vẽ các nội dụng độ cao của bản đồ: Độ cao được đo vẽ từ các trạm đo thuộc lưới khống chế mặt phẳng - Độ cao đã được xây dựng. Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 49 - Đồ án Tốt nghiệp Chương 4 Công tác thực nghiệm 4.1. Giới thiệu tư liệu khu vực phần thực nghiệm. Công tác thực nghiệm được tiến hành trên những tấm ảnh hàng không thuộc khu vực các xã Nam Vân, Nam Phong nằm ở phía bắc huyện Nam Trực, phía nam thành phố Nam Định. Đây là khu vực đồng bằng, dân cư đông đúc. Nền kinh tế chủ yều là nông nghiệp. Bản đồ đã được đo vẽ theo đúng phạm vi hành chính của các xã. Diện tích đo vẽ 450ha : Trong đó có khoảng 100ha đất thổ cư 350ha đất thổ canh. Độ cao được thể hiện bằng các điểm ghi chú độ cao. Bản đồ cần thể hiện đúng hiện trạng địa hình thời điểm 2005. Các mảnh bản đồ tỷ lệ 1/2000 chia theo danh pháp chính qui. Hệ toạ độ sử dụng là Hệ toạ độ và độ cao Nhà nước HN72. 4.2. Phương pháp đo vẽ. Để đáp ứng đúng tiến độ, bản đồ địa hình tỷ lệ 1/ 2000, được thành lập theo phương pháp đo vẽ phối hợp giữa công nghệ đo vẽ ảnh số trên các Trạm đo vẽ ảnh số INTERGRAPH, bằng các tư liệu ảnh chụp, kết hợp với đo toàn đạc bằng các thiết bị toàn đạc điện tử, công nghệ định vị toàn cầu GPS. Thành quả là bản đồ số tổng thể, và được biên tập thành các lớp thông tin địa hình, thuận lợi cho công tác chiết tách thông tin trong khảo sát thiết kế, qui hoạch và tư vấn. 4.3. Tư liệu, số liệu trắc địa gốc đã sử dụng. 1. Trong quá trình xây dựng mạng lưới đường chuyền hạng IV, đường chuyền cấp 1, cấp 2 và lưới độ cao đã sử dụng các điểm tam giác hạng III Nhà nước, có số hiệu 064426, 064428, 076440, 076445, 088440, 088441, 088453. 2. Bản đồ địa hình tỷ lệ 1/ 10 000 do Tổng Cục địa chính ( nay là Cục đo đạc và bản đồ - Bộ Tài nguyên môi trường ) thành lập năm 1990 bằng phương pháp đo vẽ ảnh, được sử dụng để thiết kế lưới đường chuyền hạng IV, đường chuyền cấp 1 và mạng lưới khống chế ảnh Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 50 - Đồ án Tốt nghiệp Bản đồ địa hình tỷ lệ 1/ 5 000 do Tổng Cục địa chính ( nay là Cục đo đạc và bản đồ - Bộ Tài nguyên môi trường ) thành lập năm 1990 bằng phương pháp đo vẽ ảnh, được sử dụng để thiết kế chi tiết lưới đường chuyền cấp 2 và các điểm trạm đo chi tiết. 3. Tư liệu ảnh hàng không được sử dụng để đo vẽ là tư liệu ảnh F3-1997, gồm: 3 hàng tuyến: 16, 17, 18, 19 và 20 với số lượng ảnh: - Hàng tuyến 16: gồm 3 ảnh: 904, 905, 906. - Hàng tuyến 17: gồm 5 ảnh: 1006, 1007, 1008, 1009, 1010. - Hàng tuyến 18: gồm 6 ảnh: 1124, 1125, 1126, 1127, 1128, 1129. - Hàng tuyến 19: gồm 7 ảnh: 1223, 1224, 1225, 1226, 1227, 1228, 1229. Hàng tuyến 20: gồm 7 ảnh: 1338, 1339, 1340, 1341, 1342, 1343. ảnh được chụp tháng 10 năm 1997 bằng máy chụp ảnh RMK-TOP 15 với các tham số kĩ thuật: - Tiêu cự máy chụp ảnh: 152.506mm (giá trị kiểm định 9/1996). - Cỡ ảnh chụp 23x23cm. Hướng bay chụp: Tây - Đông. - Tỷ lệ chụp ảnh 1/9800. - Chiều cao bay chụp HTB : 1500m. - Độ phủ trung bình: ngang 70%; dọc 40%. - Chất lượng quang học tốt. 4.4. công nghệ đo vẽ bản đồ địa hình Bản đồ địa hình được thành lập theo phương pháp đo vẽ ảnh lập thể trên các trạm đo ảnh số của các hãng INTERGRAPH trên cơ sở xây dựng các điểm các điểm khống chế mặt phẳng độ cao của lưới khống chế ảnh ngoại nghiệp và các điểm tăng dày khống chế ảnh nội nghiệp. Từ kết quả đo mô hình lập thể để lập mô hình số độ cao; tiến hành nắn ảnh trực giao; và lập bình đồ ảnh trực giao. Bình đồ ảnh trực giao được cắt ghép theo đúng phạm vi của các mảnh bản đồ. Bình đồ ảnh trực giao được sử dụng để đo vẽ chi tiết địa vật, đo vẽ bổ sung địa vật mới xuất hiện; đo vẽ độ cao bằng phương pháp toàn đạc. Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 51 - Đồ án Tốt nghiệp Kết hợp xử lý ảnh, dùng bình đồ trực ảnh đối soát, kiểm tra ngoại nghiệp. Sử dụng các kết quả đo ngoại nghiệp để chỉnh lý và hoàn thiện bản đồ ảnh. Như vậy thành quả sẽ thể hiện đúng thực tế, nhất là các đối tượng, hiện tượng địa hình mà công tác thiết kế qui hoạch quan tâm. Quy trình thành lập bản đồ gồm các công đoạn : 1. Xây dựng mạng lưới khống chế cơ sở và khống chế ảnh. 2.Điều vẽ ngoại nghiệp ảnh. 3. Tăng dày khống chế ảnh nội nghiệp. 4. Nắn ảnh và lập bình đồ ảnh trực giao trên các Trạm đo ảnh số. 5. Đo vẽ địa hình địa vật, xây dựng mô hình số địa hình. 6. Biên tập, in bình đồ trực ảnh. 7. Đo vẽ địa hình , địa vật ngoại nghiệp. Đối soát bổ sung và hoàn thiện bản đồ ảnh. 8. Xử lý phối hợp kết quả để lập bản đồ gốc. 9. Biên tập, in thử. 10. Kiểm tra đối soát chỉnh sửa và nghiệm thu. 11. Hoàn thiện thành quả. Các văn bản pháp lý sử dụng trong công tác thiết kế, thi công bao gồm các Qui phạm thành lập bản đồ địa hình, các văn bản hướng dẫn, Kí hiệu bản đồ địa hình do Cục Đo đạc và Bản đồ ban hành. 4.5. Cơ sở toán học của bản đồ: 1. Bản đồ địa hình được thành lập theo lưới toạ độ UTM, với kinh tuyến trục 1050, hệ toạ độ HN72, hệ độ cao Nhà Nước lấy gốc là điểm Hòn Dấu. 2. Chia mảnh theo danh pháp nhà nước. 3. Dáng địa hình được biểu thị bằng các điểm ghi chú độ cao. 4. Nội dung bản đồ được biểu thị đúng theo qui định biên tập và Kí hiệu của bản đồ địa hình đối với từng loại tỷ lệ. 5. Độ chính xác của bản đồ tuân thủ theo các qui định của Qui phạm đo vẽ bản đồ địa hình. Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 52 - Đồ án Tốt nghiệp 4.6. Sơ đồ qui trình công nghệ đo vẽ bản đồ địa hình Qui trình công nghệ đo vẽ bản đồ địa hình tỷ lệ 1/ 2000 xã Nam Vân - Nam Trực - Nam Định thể hiện như sau: ảnh hàng không Công tác trắc địa và đo nối khống chế ảnh Tăng dày khống chế ảnh nội nghiệp 4 Nắn ảnh và lập bình đồ ảnh Đo vẽ địa địa hình, địa vật Ngoại nghiệp Biên tập bản đồ Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 53 - Đồ án Tốt nghiệp 4.7. Công tác trắc địa ngoại nghiệp 4.7.1. Xây dựng mạng lưới khống chế đường chuyền hạng IV Lưới đường chuyền hạng IV được xây dựng trên khu vực đo vẽ gồm 15 điểm; với mục đích chêm dày thêm mạng lưới trắc địa - địa chính cho khu đo. Cơ sở để xây dựng lưới là các điểm tam giác hạng III Nhà nước, có số hiệu 064426, 064428, 076440, 076445, 088440, 088441, 088453. Các điểm lưới đường chuyền hạng IV có kí hiệu: I-ND-1, I-ND-2, … I-ND-15. Phương pháp đo: Sử dụng công nghệ GPS. Thiết bị sử dụng: 06 máy thu 1 tần Trimble 4600LS . Lưới được đo theo mạng khép tam giác, thời gian mỗi ca đo: 60 ph. Mạng lưới được bình sai tổng thể theo phần mềm chuyên dụng. Độ chính xác sau bình sai đạt được: - Sai số tương đối cạnh yếu nhất đạt: 1/ 150 000. - Sai số phương vỵ cạnh yếu nhất phải đạt: 1.7". - Sai số vị trí điểm yếu nhất mXY   0.019m. Mật độ điểm khống chế hạng IV phù hợp với yêu cầu kĩ thuật của Qui phạm hiện hành. Độ chính xác đo góc cạnh và xác định vỵ trí điểm đạt yêu cầu kĩ thuật. 4.7.2. Xây dựng mạng lưới đường chuyền cấp 1: Lưới đường chuyền cấp 1 được xây dựng trên khu vực đo vẽ gồm 15 điểm; với mục đích chêm dày thêm mạng lưới trắc địa - địa chính cho khu đo. Cơ sở để xây dựng lưới là các điểm tam giác hạng III Nhà nước, có số hiệu 064426, 064428, 076440, 076445, 088440, 088441, 088453. Các điểm lưới đường chuyền hạng IV có kí hiệu: I-A-1, I-A-2, … I-A-15. Phương pháp đo: Sử dụng công nghệ GPS. Thiết bị sử dụng: 06 máy thu 1 tần Trimble 4600LS . Lưới được đo theo mạng khép tam giác, thời gian mỗi ca đo: 30 ph. Mạng lưới được bình sai tổng thể theo phần mềm chuyên dụng. Mật độ điểm khống chế cấp 1 phù hợp với yêu cầu kĩ thuật của Qui phạm hiện hành. Độ chính xác đo góc cạnh và xác định vỵ trí điểm đạt yêu cầu kĩ thuật. Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 54 - Đồ án Tốt nghiệp 4.7.3. Xây dựng mạng lưới đường chuyền cấp 2: Lưới đường chuyền cấp 2 được xây dựng trên khu vực đo vẽ gồm 55 điểm; với mục đích chêm dày thêm mạng lưới trắc địa - địa chính cho khu đo. Cơ sở để xây dựng lưới là các điểm tam giác hạng III Nhà nước, các điểm đường chuyền cấp 1. Các điểm lưới đường chuyền cấp 2 có kí hiệu: II-1, II-2, … II-55. Phương pháp đo: đường chuyền đo góc cạnh; thiết bị sử dụng:Toàn đạc điện tử TC600 do Thuỵ Sỹ chế tạo. Lưới được đo theo mạng đường chuyền phù hợp gồm 5 tuyến đo. Mạng lưới được bình sai tổng thể theo phần mềm chuyên dụng. Kết quả tính toán cạnh, phương vỵ và bình sai tổng hợp minh hoạ trong phụ lục 6. Độ chính xác sau bình sai đạt được: -Sai số trung phương đo cạnh yếu nhất (II-19 - I-A-7): 1/12449. -Sai số trung phương xác định phương vỵ yếu nhất (II-35 - II-36): 10.39" -Sai số vị trí điểm yếu nhất : MX = 0.061m ; MY = 0.061m ; MD = 0.086m ; Mật độ điểm khống chế cấp 2 phù hợp với yêu cầu kĩ thuật của Qui phạm hiện hành để đảm bảo cho đo vẽ chi thiết địa hình và địa vật. Độ chính xác đo góc cạnh và xác định vỵ trí điểm đạt yêu cầu kĩ thuật. 4.7.4. Xây dựng mạng lưới độ cao. Độ cao của tất cả các điểm lưới mặt bằng được đo bằng thuỷ chuẩn kĩ thuật. Độ chính xác của lưới độ cao khu vực: MH = 32,49mm. Toàn bộ các điểm lưới khống chế mặt phẳng và độ cao của 2 xã Nam Vân và Nam Phong được chôn theo đụng qui định của Qui phạm. Mỗi một điểm có sơ đồ ghi chú điểm. 4.7.5. Công tác đoán đọc và điều vẽ ảnh: Trong quá trình xây dựng mạng lưới khống chế mặt bằng và độ cao đã tiến hành điều vẽ ngoại nghiệp ảnh. Tư liệu sử dụng để điều vẽ ngoại nghiệp là ảnh phóng to có tỷ lệ gần bằng 1/2000. Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 55 - Đồ án Tốt nghiệp Kết qủa của điều vẽ được vẽ trực tiếp trên ảnh phóng to, theo kí hiệu và kèm ghi chú thuyết minh. Nội dung điều vẽ: - Tất cả các đặc trưng của địa hình. - Tất cả các thảm thực vật. - Đất, ranh giới sử dụng và loại đất. - Tất cả hệ thống giao thông và các công trình phụ trợ. - Tất cả hệ thống thủy văn và các công trình phụ trợ. - Tất cả các điểm dân cư và các công trình văn hoá xã hội của khu dân cư. - Tất cả các địa danh. Thiết bị kĩ thuật sử dụng: Kính lúp, kính lập thể STEREOSKOP, địa bàn, máy GPS cầm tay. Triệt để bổ sung các địa vật mới xuất hiện sau khi chụp ảnh và tẩy bỏ các địa vật đã mất. 4.8. Công tác nội nghiệp 4.8.1. Công tác tăng dày khống chế ảnh: Tăng dày khống chế được thực hiện riêng cho năm hàng tuyến ảnh và sau đó bình sai tổng thể trong một mạng lưới chung, thống nhất. Tăng dày được tiến hành trên theo phương pháp tăng dày giải tích. Toạ độ các điểm tăng dày được đo trên máy đo ảnh giải tích ADAM, có độ chính xác cấp I. Xây dựng và bình sai lưới tăng dày được thực hiện theo phần mềm PAT-B. Kết quả tăng dày là toạ độ các điểm khống chế ảnh, toạ độ tâm chụp và các giá trị góc định hướng của các ảnh. Kết quả tăng dày sẽ được từng bước kiểm tra lại khi đo vẽ lập thể các mô hình đơn. 4.8.2. Công tác đo vẽ trên các trạm đo ảnh số: Khu vực đo vẽ được chia mảnh theo danh pháp quốc tế đối với bản đồ tỷ lệ 1/ 2000. Trong quá trình đo vẽ sẽ sử dụng tất cả các trạm đo ảnh số hiện có tại Trung tâm, phòng thí nghiệm của bộ môn Trắc địa ảnh, phòng thí nghiệm của bộ môn Trắc địa ảnh của Trường Đại học Mỏ - Địa chất. Gồm 3 trạm INTERGRAPH Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 56 - Đồ án Tốt nghiệp Đây là những trang thiết bị hiện đại nhất, đã được khai thác sử dụng phục vụ các công trình NCKH và phục vụ sản xuất cho nhiều hạng mục công trình khác nhau. Quá trình đo vẽ trên các trạm đo ảnh số được thực hiện theo qui trình: Xây dựng các mô hình lập thể, định hướng tuyệt đối, xây dựng mô hình số địa hình hình, nắn ảnh và lập bình đồ trực ảnh. ảnh trực giao được cắt theo đúng pham vi của mỗi mảnh bản đồ Đo vẽ nội dung địa vật của bản đồ , chuyển vẽ kết quả điều vẽ ngoại nghiệp lên bản đồ ảnh gốc. Trong quá trình biên tập bản đồ ảnh số, đã sử dụng phần mềm đồ hoạ của các trạm đo ảnh số và phần mềm cao cấp MICROSTATION. Thông tin bản đồ số được phân lớp theo qui định chung của ngành, được thể hiện bằng các kí hiệu qui ước chung. 4.9. Công tác đo vẽ toàn đạc. Để đáp ứng cho các yêu cầu của thiết kế qui hoạch , đã tiến hành đo bổ sung nội dung địa hình, địa vất của bản đồ bằng phương pháp toàn đạc. Thiết bị sử dụng : 2 máy toàn đạc điện tử TC-600. Trong quá trình đo sử dụng các điểm đường chuyền hạng IV, đường chuyền cấp 1 và 2 để làm điểm trạm đo. Nội dung đo vẽ: Bổ sung triệt để các địa vật định hướng, như cột điện, đình chùa, miếu mạo...; các địa vật mới xuất hiện; và đo vẽ chi tiết toàn bộ độ cao. Kết quả đo vẽ được tạo thành file đồ hoạ riêng, và được chồng xếp lên bản đồ ảnh. 4.10. Công tác đối soát, bổ sung và kiểm tra Toàn bộ bản đồ gốc được đối soát trực tiếp 100% tại thực địa. Trong quá trình đối soát, đã tiếp tục bổ sung các địa vật thiếu, các nội dung mô tả của bản đồ còn thiếu. Tiến hành kiểm tra vị trí mặt phẳng và độ cao của các điểm địa vật, vị trí của đường bình độ. Sai sót nhỏ đã được chỉnh sửa triệt để. Sai sót lớn đã được đo vẽ bổ sung tại thực địa. Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 57 - Đồ án Tốt nghiệp Kết luận Đất nước ta đang trong tiến trình đổi mới, các thành tựu khoa học kỹ thuật tiên tiến được áp dụng trong mọi lĩnh vực, trong đó việc thành lập bản đồ bằng công nghệ đo ảnh cũng đã được ứng dụng phổ biến và đem lại nhiều lợi ích kinh tế cũng như sức lực cho con người. Trên cơ sở nghiên cứu về lý thuyết, đồng thời qua công tác thực nghiệm đồ án em rút ra một số kết luận sau: - Thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn từ ảnh hàng không bằng công nghệ tin học cho phép đẩy nhanh tiến độ thành lập bản đồ, tạo ra sản phẩm có độ chính xác cao. - Quy trình công nghệ của phương pháp thuận lợi, sản phẩm có thể được lưu trữ và bảo quản lâu dài. Khả năng phân tích, truy cập các thông tin trên bản đồ nhanh và chính xác, nâng cao hiệu suất kinh tế và khai thác. - Em hy vọng rằng trong thời gian tới ngành Trắc địa ảnh sẽ khai thác triệt để những tiềm năng và kỹ thuật của phương pháp đang được áp dụng tại các cơ sở sản xuất trong nước, đồng thời cần phải trang bị những máy móc hiện đại hơn để thay thế dần những máy móc đã cũ kỹ, lạc hậu. Trong quá trình làm đề tài với sự nhiệt tình hướng dẫn của thầy giáo, ThS. Trần Đình Trí và của các thầy cô giáo trong bộ môn Trắc địa ảnh, cùng với sự nỗ lực của bản thân đến nay đồ án tốt nghiệp của em đã được hoàn thành. Nhưng do thời gian có hạn, trình độ bản thân còn hạn chế, kinh nghiệm thực tế còn ít vì vậy đồ án của em không tránh khỏi những sai sót, em rất mong nhận được sự chỉ bảo của các thầy, cô giáo trong bộ môn và những ý kiến đóng góp của các bạn đồng nghiệp. Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo ThS. Trần Đình Trí, cùng các thầy cô giáo trong bộ môn Trắc địa ảnh và các bạn đồng nghiệp đã nhiệt tình giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 58 - Đồ án Tốt nghiệp Tài liệu tham khảo 1 - GS - TSKH Trương Anh Kiệt - Giáo trình Trắc địa ảnh - Phần cơ sở đo ảnh - Hà Nội năm 2001. 2 - GS - TSKH Trương Anh Kiệt - Giáo trình Trắc địa ảnh - Phần phương pháp đo ảnh đơn - Hà Nội năm 2001. 3 - Đào Quang Hiếu, Đinh Công Hoà, Nguyễn Trọng San: Hà Nội 2002, Trắc địa cơ sở (T1) NXB Xây dựng. 4 - Thông tin khoa học - Công nghệ thành lập bản đồ địa hình bằng phương pháp đo ảnh đơn - Hà Nội 1998. 5 - Phạm Đăng Hải - Hà Nội 2002, Quy trình thành lập bản đồ địa hình, Cục bản đồ BTBM. Trường Đại Học Mỏ - Địa chất Khoa trắc địa Sinh viên Nguyễn Đức Toàn - 59 - Đồ án Tốt nghiệp ùằ¿ Phụ lục 1 KET QUA BINH SAI LUOI MAT BANG ------------------------------ LUOI DC-II - NAM DINH =============***============== I.SO LIEU KHOI TINH =================== So diem goc| 18 So diem can xac dinh| 56 So luong goc do| 68 So luong canh do| 64 So luong canh goc| 0 So luong phuong vi goc| 0 Do cao trung binh khu vuc: .00 II-TOA DO DIEM KHOI TINH ------------------------ ======================================= | S | TEN | TOA DO | | T | |-------------------------| | T | DIEM | X | Y | |---|---------------------------------| | 57| I-ND10|2256122.5980| 544913.5750| | 58| I-ND12|2254926.2170| 545028.8290| | 59| I-ND11|2255397.2010| 544858.9810| | 60| I-ND05|2258657.9060| 547615.7940| | 61| I-ND03|2259044.4390| 547827.5990| | 62| I-A21|2260761.5140| 547004.3320| | 63| I-A22|2261350.9020| 546969.5730| | 64| I-A09|2260053.9550| 546647.3380| | 65| I-A07|2258573.3520| 545820.1540| | 66| I-ND06|2258533.2410| 545590.4110| | 67| I-ND15|2257417.9070| 545741.8160| | 68| I-A08|2259322.2180| 546710.9980| | 69| I-ND04|2258747.1630| 546655.1710| | 70| I-ND07|2257476.5220| 546395.2360| | 71| I-ND14|2256641.7320| 546279.0710| | 72| I-A20|2253816.1030| 546680.7470| | 73| I-A14|2257130.2690| 544876.2530| | 74| I-ND09|2257570.5470| 544866.9220| III-KET QUA TRI DO SAU BINH SAI =============================== A-Tri do goc ngang sau binh sai: -------------------------------- ================================================================= | SO| TEN - DINH | GIA TRI GOC | HIEU