›
›

Bài giảng môn Trắc lượng ảnh

pdf 214 trang vanle 1600
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng môn Trắc lượng ảnh", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_mon_trac_luong_anh.pdf

Nội dung text: Bài giảng môn Trắc lượng ảnh

  1. TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM BỘ MƠN ĐỊA TIN HỌC
  2. 1.1 KN: Đo vẽ ảnh là nghệ thuật, khoa học và cơng nghệ nhằm thu thập những thơng tin đáng tin cậy về mơi trƣờng và các đối tƣợng vật lý thơng qua quá trình ghi nhận, đo đạc, giải đốn mơ hình bức xạ năng lƣợng điện từ và những phƣơng tiện khác 2
  3. CÁC GIAI ĐOẠN PHÁT TRIỂN CỦA KHƠNG ẢNH Giai đoạn Tƣ liệu PP đo, Phƣơng Sản Chú thích thiết bị thức phẩm 1950-1980 Ảnh quang -pp quang Con ngƣời Bản đồ nét, Chƣa cĩ học cơ thao tác đồ giải máy vi tính -máy tồn hồn tồn năng 1960 – nay Ảnh quang -pp giải tích Con ngƣời Bản đồ nét, Máy vi tính học -máy đo trợ giúp đồ giải, mơ + tác giải tích máy hình số nghiệp viên 1970 – nay Ảnh quang -pp đo ảnh Tự động và Bản đồ nét, Tác nghiệp học, ảnh số số bán tự bản đồ số, viên trợ động mơ hình số giúp máy tính 5
  4. CÁC GIAI ĐOẠN PHÁT TRIỂN CỦA KHƠNG ẢNH Máy đo ảnh giải tích Máy đo ảnh quang cơ 6
  5. CÁC GIAI ĐOẠN PHÁT TRIỂN CỦA KHƠNG ẢNH Trạm đo ảnh số 7
  6. 1.2 CÁC PHƢƠNG PHÁP ĐO VẼ ẢNH Dựa vào số lƣợng tờ ảnh tham gia vào quá trình đo vẽ ảnh: cĩ 2 pp đo vẽ ảnh - PP đo vẽ ảnh đơn - PP đo vẽ ảnh lập thể 8
  7. 1.3 ĐỐI TƢỢNG VÀ NỘI DUNG ĐO VẼ ẢNH 1.3.1 Đối tƣợng: Bề mặt đất (địa vật, địa hình) 1.3.2 Nội dung: - Thu nhận hình ảnh của đối tƣợng - Xử lý hình ảnh thu nhận đƣợc 9
  8. 1.4 ƢU, NHƢỢC ĐIỂM CỦA PP ĐO ẢNH Ƣu điểm: - Khơng tiếp xúc trực tiếp với đối tƣợng đo vẽ nên cĩ thể đo đạc các nơi khĩ đi lại nhƣ vùng núi, đầm lầy - Quá trình thu thập tƣ liệu nhanh chĩng, thể hiện tính thời sự cao - Hình ảnh thu nhận phản ánh trung thực bề mặt đối tƣợng đo đạc 10
  9. 1.4 ƢU, NHƢỢC ĐIỂM CỦA PP ĐO ẢNH Nhƣợc điểm: - Chi phí bay chụp ảnh lớn, thƣờng đo đạc trên phạm vi rộng mới cĩ tính kinh tế - Trang thiết bị đo vẽ cĩ giá thành cao, thời gian khấu hao nhanh - Đội ngũ tác nghiệp viên cần đƣợc đào tạo về chuyên mơn cũng nhƣ về tin học 11
  10. 1.5 SẢN PHẨM CỦA ĐO VẼ ẢNH Bản đồ 12
  11. 1.5 SẢN PHẨM CỦA ĐO VẼ ẢNH Mơ hình số địa hình 13
  12. 1.5 SẢN PHẨM CỦA ĐO VẼ ẢNH Bình đồ ảnh 14
  13. CHƢƠNG 2: CƠ SỞ ĐO ẢNH 15
  14. 2.1 HÌNH HỌC 2.1.1 KN - Nhiệm vụ cơ bản của đo vẽ ảnh là biến đổi phép chiếu xuyên tâm thành phép chiếu vuơng gĩc 16
  15. 2.1 HÌNH HỌC Phép chiếu ảnh 17
  16. 2.1 HÌNH HỌC 2.1.1 KN - Phép chiếu xuyên tâm của vật thể là hình ảnh của vật đĩ trên mặt phẳng chiếu với điều kiện tất cả các tia chiếu từ vật phải đi qua một điểm chung gọi là tâm chiếu - Phép chiếu xuyên tâm cịn gọi là phép chiếu phối cảnh, mặt phẳng chiếu gọi là mặt phẳng ảnh 18
  17. 2.1 HÌNH HỌC 2.1.1 KN - Phép chiếu xuyên tâm khi tâm chiếu ở vơ cực trở thành phép chiếu vuơng gĩc 2.1.2 CÁC YẾU TỐ CỦA PHÉP CHIẾU XUYÊN TÂM - Mặt phẳng chiếu hay mặt phẳng ảnh - Tâm chiếu - Chùm tia chiếu Câu hỏi: Các thành phần của phép chiếu xuyên tâm? 19
  18. 2.1 HÌNH HỌC 20
  19. 2.1 HÌNH HỌC Các đặc điểm về phép chiếu xuyên tâm 21
  20. 2.1 HÌNH HỌC 2.1.3 PHÉP CHIẾU XUYÊN TÂM CỦA ĐIỂM VÀ ĐƢỜNG 2.1.3.1 PHÉP CHIẾU XUYÊN TÂM CỦA ĐIỂM: - ĐN: hình chiếu xuyên tâm của điểm là giao điểm của mp ảnh với đường nối giữa điểm đĩ và tâm chiếu 22
  21. 2.1 HÌNH HỌC 2.1.3.1 PHÉP CHIẾU XUYÊN TÂM CỦA ĐiỂM: - ĐL: hình chiếu xuyên tâm của 1 điểm là 1 điểm và chỉ 1 mà thơi 23
  22. 2.1 HÌNH HỌC 2.1.3.1 PHÉP CHIẾU XUYÊN TÂM CỦA ĐƢỜNG THẲNG: - ĐN: hình chiếu xuyên tâm của đường thẳng là giao tuyến của mp ảnh với mp tạo bởi tâm chiếu và đường thẳng đã cho 24
  23. 2.1 HÌNH HỌC 2.1.3.1 PHÉP CHIẾU XUYÊN TÂM CỦA ĐƢỜNG THẲNG: - ĐL: hình chiếu xuyên tâm của 1 đường thẳng là 1 đường thẳng và chỉ 1 mà thơi 25
  24. 2.1 HÌNH HỌC 2.1.3.1 PHÉP CHIẾU XUYÊN TÂM CỦA ĐƢỜNG THẲNG: - Các trường hợp đặc biệt 26
  25. 2.1 HÌNH HỌC 2.1.3.1 PHÉP CHIẾU XUYÊN TÂM CỦA ĐƢỜNG THẲNG: - Các trường hợp đặc biệt Câu hỏi: Vẽ hình chiếu xuyên tâm của 1 hình trụ đứng lến tờ ảnh nằm ngang trong trường hợp ảnh thuận và trường hợp ảnh nghịch? 27
  26. 2.2 QUANG HỌC 2.2.1 MÁY CHỤP ẢNH Máy chụp cơ học Máy chụp kỹ thuật số 29
  27. 2.2 QUANG HỌC Máy ảnh số chụp khung Máy ảnh số chụp theo dịng 30
  28. 2.2 QUANG HỌC Máy ảnh số UltraCam XP: máy chụp, máy lƣu trữ, màn hình điều khiển 31
  29. 2.2 QUANG HỌC Máy ảnh số UltraCam XP: bộ cảm biến SUX Độ phân giải ảnh: 17310x11310 pixel ĐPG mặt đất: 2,9cm (H=500m); 1,8cm (H=300m) 32
  30. 2.2 QUANG HỌC Máy bay chụp ảnh, máy chụp ảnh và máy định vị gnss gắn trên máy bay 33
  31. 2.2 QUANG HỌC Hệ thống máy in 34
  32. 2.2 QUANG HỌC 2.2.2 KÍNH VẬT Là một hệ thống thấu kính lồi, lõm liên kết quang học với nhau 35
  33. 2.2 QUANG HỌC 2.2.3 XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ ĐẶT PHIM ẢNH 1 1 1 1 1 1 f 2 x D d f f X f x f X Do X >> f, cho nên x -> 0. Do đĩ chọn d = f. Tức ảnh đặt tại tiêu điểm của thấu kính Câu hỏi: tại sao khoảng cách từ tâm chiếu S đến tờ ảnh bằng tiêu cự f; hay tại sao tờ ảnh đặt tại tiêu điểm F của thấu kính? 36
  34. 2.2 QUANG HỌC 2.2.3 CÁC NGUỒN SAI SỐ CỦA KÍNH VẬT Sai số méo hình 37
  35. 2.2 QUANG HỌC 2.2.3 CÁC NGUỒN SAI SỐ CỦA KÍNH VẬT Sai số ảnh theo mặt cầu 38
  36. 2.2 QUANG HỌC 2.2.3 CÁC NGUỒN SAI SỐ CỦA KÍNH VẬT Sai số do trƣờng ảnh bị cong 39
  37. 2.2 QUANG HỌC 2.2.3 CÁC NGUỒN SAI SỐ CỦA KÍNH VẬT a) Sai số hình chổi b) Sai số do màu sắc 40
  38. 2.2 QUANG HỌC 2.2.3 PHÂN LOẠI KÍNH VẬT THEO TIÊU CỰ VÀ GĨC ẢNH 41
  39. 2.2 QUANG HỌC 2.2.3 PHÂN LOẠI KÍNH VẬT THEO TIÊU CỰ VÀ GĨC ẢNH 2β: gĩc thị trƣờng hay trƣờng nhìn 2β1 : gĩc ảnh hay gĩc nhìn thấy rõ nét Kích thƣớc tờ ảnh: a f 2tg1 Câu hỏi: Khi thay đổi tăng hay giảm tiêu cự máy ảnh mà giữ nguyên kích thước ảnh thì trường nhìn rõ tăng hay giảm? 42
  40. 2.2 QUANG HỌC Câu hỏi: Xác định gĩc nhìn rõ của ống kính khi biết được kích thước phim và tiêu cự thấu kính? 43
  41. 2.2 QUANG HỌC 2.2.3 PHÂN LOẠI KÍNH VẬT THEO TIÊU CỰ VÀ GĨC ẢNH * Theo gĩc ảnh: 0 - Kính vật cĩ gĩc ảnh trung bình: 2β1 ≤ 70 0 - Kính vật cĩ gĩc ảnh rộng: 2β1 ≤ 110 0 - Kính vật cĩ gĩc ảnh rất rộng: 2β1 ≥ 110 44
  42. 2.2 QUANG HỌC 2.2.3 PHÂN LOẠI KÍNH VẬT THEO TIÊU CỰ VÀ GĨC ẢNH * Theo tiêu cự: - Kính vật cĩ tiêu cự ngắn: 50mm ≤ f ≤ 150mm - Kính vật cĩ tiêu cự trung bình: 150mm < f ≤ 300mm - Kính vật cĩ tiêu cự dài: f ≥ 300mm 45
  43. 2.3 QUANG HĨA HỌC 2.3.1 KN Phản ứng quang hĩa là phản ứng hĩa học diễn ra dƣới tác dụng của ánh sáng. Năng lƣợng của lƣợng tử: c E h. h.  46
  44. 2.3 QUANG HĨA HỌC Thành phần chính là lớp thuốc hĩa học là hợp chất halogen bạc + - Ag + Br + E → Ag + Br2 47
  45. 2.3 QUANG HĨA HỌC 2.3.2 ĐỘ NHẠY VÀ CHẤT LƢỢNG HÌNH ẢNH Quan hệ giữa độ nhạy và vật liệu cảm quang 48
  46. 2.3 QUANG HĨA HỌC 2.3.2 ĐỘ NHẠY VÀ CHẤT LƢỢNG HÌNH ẢNH Các hệ thống độ nhạy phổ biến: - DIN (ĐỨC) - ASA (HOA KỲ) - GOST (NGA) 49
  47. 2.3 QUANG HĨA HỌC 2.3.2 ĐỘ NHẠY VÀ CHẤT LƢỢNG HÌNH ẢNH Các loại phim chủ yếu: - Phim hồng ngoại (infrared film) - Phim nguyên màu (orthochromatic film) - Phim tồn sắc (panchromatic film) 50
  48. 2.3 QUANG HĨA HỌC 2.3.3 IN TRÁNG PHIM ẢNH - Hiện hình: nhúng phim đã chụp vào thuốc hiện hình để cho halogen bạc đã phản ứng quang hĩa hồn nguyên thành nguyên tử bạc cĩ màu đen. - Định hình: Khử phân tử halogen bạc chƣa tác phản ứng để hiển thị hình ảnh. - Đem phim rửa qua nƣớc và phơi khơ 51
  49. 2.3 QUANG HĨA HỌC 2.3.4 ẢNH KỸ THUẬT SỐ 52
  50. 2.3 QUANG HĨA HỌC 2.3.4 ẢNH KỸ THUẬT SỐ PHƢƠNG THỨC TẠO ẢNH SỐ: - Dùng máy chụp ảnh số (bộ quét tích điện kép CCD – Couple Charge Device) - Dùng máy quét độ phân giải cao để quét ảnh cứng (Analog) 53
  51. 2.3 QUANG HĨA HỌC 2.3.4 ẢNH KỸ THUẬT SỐ Đặc trƣng ảnh số thể hiện qua các thơng số: - Thang giá trị độ xám - Kích thƣớc điểm ảnh: PPI, DPI, Pixel size g(1,1) g(1,2)  g(1,n) g(1,2) g(2,2) g(2,n)   g(m,1) g(m,2)  g(m,n) 54
  52. 2.4 CHỤP ẢNH HÀNG KHƠNG 2.4.1 PHÂN LOẠI ẢNH HÀNG KHƠNG Dựa vào gĩc nghiêng của tờ ảnh: 0 - Ảnh lý tƣởng: 0 0 - Ảnh nằm ngang: 3 - Ảnh nghiêng: 30 Trong cơng tác đo vẽ ảnh thành lập bản đồ thì ảnh nằm ngang đƣợc sử dụng phổ biến nhất 55
  53. 2.4 CHỤP ẢNH HÀNG KHƠNG 2.4.2 XÁC ĐỊNH CÁC NGUYÊN TỐ ĐỊNH HƢỚNG TỜ ẢNH NGUYÊN TỐ ĐỊNH HƢỚNG TRONG - Tiêu cự f - Tọa độ điểm chính ảnh .o 56
  54. 2.4 CHỤP ẢNH HÀNG KHƠNG 2.4.2 XÁC ĐỊNH CÁC NGUYÊN TỐ ĐỊNH HƢỚNG TỜ ẢNH NGUYÊN TỐ ĐỊNH HƢỚNG NGỒI - Tọa độ (Xs, Ys, Zs) của điểm tâm chiếu S trong hệ tọa độ khơng gian mặt đất - Tỷ lệ chiếu m từ hệ tọa độ ảnh về hệ tọa độ mặt đất - 3 giá trị gĩc xoay của tờ ảnh trong hệ tọa độ khơng gian 57
  55. 2.4 CHỤP ẢNH HÀNG KHƠNG 2.4.2 XÁC ĐỊNH CÁC NGUYÊN TỐ ĐỊNH HƢỚNG TỜ ẢNH 58
  56. 2.4 CHỤP ẢNH HÀNG KHƠNG 2.4.3 KỸ THUẬT VÀ QUÁ TRÌNH CHỤP ẢNH CÁCH THỨC CHỤP ẢNH - Chụp ảnh theo tuyến - Chụp ảnh theo diện tích TÍNH CÁC THƠNG SỐ KHI CHỤP ẢNH - Tỷ lệ ảnh: m c. M m: mẫu số tỷ lệ ảnh M: mẫu số tỷ lệ bản đồ cần thành lập c: hệ số gruber c= 150400 59
  57. 2.4 CHỤP ẢNH HÀNG KHƠNG TÍNH CÁC THƠNG SỐ KHI CHỤP ẢNH 1 f - Chiều cao bay chụp H: m H 60
  58. 2.4 CHỤP ẢNH HÀNG KHƠNG TÍNH CÁC THƠNG SỐ KHI CHỤP ẢNH - Khoảng cách giữa 2 dải bay D: 61
  59. 2.4 CHỤP ẢNH HÀNG KHƠNG TÍNH CÁC THƠNG SỐ KHI CHỤP ẢNH - Khoảng cách giữa 2 dải bay D: Gọi q% là độ phủ ngang Ta cĩ: (m.a D) q% m.a .100% 100 q D m.a( ) 100 62
  60. 2.4 CHỤP ẢNH HÀNG KHƠNG TÍNH CÁC THƠNG SỐ KHI CHỤP ẢNH - Khoảng cách giữa 2 tâm chụp kề nhau trên 1 dải bay B: 63
  61. 2.4 CHỤP ẢNH HÀNG KHƠNG TÍNH CÁC THƠNG SỐ KHI CHỤP ẢNH - Khoảng cách giữa 2 tâm chụp kề nhau trên 1 dải bay B: Gọi p% là độ phủ dọc 100 p Ta cĩ: (m.a Bx ) B m.a( ) p% m.a .100% x 100 64
  62. 2.4 CHỤP ẢNH HÀNG KHƠNG TÍNH CÁC THƠNG SỐ KHI CHỤP ẢNH - Thời lƣợng giữa 2 lần chụp kề nhau: B T x - Thời lƣợng bắt ánh sáng vào phim: V m. t  0,03 0,05mm V  là giá trị độ nhịe của điểm ảnh khi cửa chụp mở và đĩng trong khoảng thời gian t m. là giá trị độ nhịe tính ở thực địa 65
  63. 2.4 CHỤP ẢNH HÀNG KHƠNG TÍNH CÁC THƠNG SỐ KHI CHỤP ẢNH R - Tính số lƣợng dải bay n: n 1 R: bề rộng khu chụp ảnh D - Tính số lƣợng tờ ảnh trong 1 dải bay N L L là chiều dài khu chụp ảnh N 100 p - Tính tổng số tờ ảnh trên m.a.( ) 100 khu chụp ảnh: T = n.N 66
  64. 2.4 CHỤP ẢNH HÀNG KHƠNG ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG TỜ ẢNH CHỤP - PP điện tử - PP kinh nghiệm + Kiểm tra độ phủ ngang, dọc + tính độ võng: f=l/L trong đĩ L đƣờng nối giữa tâm của tờ ảnh đầu tiên đến tâm của tờ ảnh cuối cùng dải bay, l là khoảng cách từ tâm của tờ ảnh giữa đến đoạn L Nếu f≤3% thì độ võng nằm trong giới hạn 67
  65. 2.4 CHỤP ẢNH HÀNG KHƠNG ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG TỜ ẢNH CHỤP - PP kinh nghiệm +Xét định hƣớng máy chụp ảnh  Nếu gĩc ≤50 thì thỏa 68
  66. 2.4 CHỤP ẢNH HÀNG KHƠNG ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG TỜ ẢNH CHỤP - PP kinh nghiệm +Xét chiều cao bay chụp H: sai khác của chiều cao H so với thiết kế khơng quá  15% + Xét độ ép sát phim ≤ 0,03mm + Xét độ tƣơng phản của ảnh + Xét gĩc nghiêng của ảnh: ≤30 69
  67. CHƢƠNG 3: PHÂN TÍCH ẢNH ĐƠN 70
  68. 3.1 CÁC YẾU TỐ ĐẶC BIỆT TRÊN ẢNH H0 : mp thủy chuẩn H: mp nằm ngang chính Mp chứa trục So và phương dây dọi qua S là mp đứng chính hzhz : đường chân trời h0h0: đường nằm ngang chính (chọn làm trục x của htđ ảnh) 71
  69. 3.1 CÁC YẾU TỐ ĐẶC BIỆT TRÊN ẢNH Giao tuyến mp ảnh với mp đứng chính là Zv1 : đường cĩ độ nghiêng lớn nhất o: điểm chính ảnh Z: hợp điểm oZ = f.cotg c: điểm đẳng giác oc = -f.tg /2 72
  70. 3.1 CÁC YẾU TỐ ĐẶC BIỆT TRÊN ẢNH Tính chất của c: những gĩc cĩ đỉnh tại c khơng bị biến dạng do ảnh nghiêng mà chỉ biến dạng do chênh cao địa hình Tỷ lệ ảnh theo đường nằm ngang qua c là hằng số và bằng f/H 73
  71. 3.1 CÁC YẾU TỐ ĐẶC BIỆT TRÊN ẢNH n: điểm thiên đỉnh hay điểm đáy ảnh on = -f.tg Những hướng xuất phát từ n khơng biến dạng do chênh cao địa hình mà chỉ biến dạng do ảnh nghiêng 74
  72. 3.2 QUAN HỆ TỌA ĐỘ ẢNH VỚI TỌA ĐỘ MẶT ĐẤT 3.2.1 CƠNG THỨC CƠ BẢN 75
  73. 3.2 QUAN HỆ TỌA ĐỘ ẢNH VỚI TỌA ĐỘ MẶT ĐẤT 3.2.1 CƠNG THỨC CƠ BẢN r (x, y, z)T R (X ,Y, Z)T T R0 [X 0 ,Y0 ,Z0 ] R R0 m.A.r X X 0 a11 a12 a13 x Y Y m. a a a . y 0 21 22 23 Z Z0 a31 a32 a33 z 76
  74. 3.2 QUAN HỆ TỌA ĐỘ ẢNH VỚI TỌA ĐỘ MẶT ĐẤT 3.2.1 CƠNG THỨC CƠ BẢN a11 cos t cos sin t cos sin  a13 sin t sin a12 cost sin  sin t cos cos a21 sin t cos cos t cos sin  a23 cost sin a22 sin t sin  cos t cos cos a31 sin sin a32 sin cos a33 cos 77
  75. 3.2 QUAN HỆ TỌA ĐỘ ẢNH VỚI TỌA ĐỘ MẶT ĐẤT 3.2.1 CƠNG THỨC CƠ BẢN a11 cos cos sin sin  sin  a13 sin cos a12 cos sin  sin sin  cos a21 cos sin  a22 cos cos a23 sin a31 sin cos cos sinsin a33 cos cos a32 sin sin cos sin cos 78
  76. 3.2 QUAN HỆ TỌA ĐỘ ẢNH VỚI TỌA ĐỘ MẶT ĐẤT 3.2.1 CƠNG THỨC CƠ BẢN TÍNH CHẤT CỦA MA TRẬN A A là ma trận trực giao A.AT = I A.A-1 = I AT = A-1 -79-
  77. 3.2 QUAN HỆ TỌA ĐỘ ẢNH VỚI TỌA ĐỘ MẶT ĐẤT 3.2.2 BÀI TỐN THUẬN NGHỊCH BÀI TỐN THUẬN TÍNH TỌA ĐỘ MẶT ĐẤT TỪ TỌA ĐỘ ẢNH - 80 -
  78. 3.2 QUAN HỆ TỌA ĐỘ ẢNH VỚI TỌA ĐỘ MẶT ĐẤT 3.2.2 BÀI TỐN THUẬN NGHỊCH BÀI TỐN THUẬN ĐiỂM m’ CĨ VECTOR XÁC ĐỊNH TỌA ĐỘ VỚI GỐC ĐẶT TẠI S NHƢ SAU: x' x0 r y' y 0 f - 81 -
  79. 3.2 QUAN HỆ TỌA ĐỘ ẢNH VỚI TỌA ĐỘ MẶT ĐẤT 3.2.2 BÀI TỐN THUẬN NGHỊCH BÀI TỐN THUẬN ĐiỂM THỰC ĐỊA M CĨ TỌA ĐỘ TRONG HỆ TỌA ĐỘ MẶT ĐẤT, KÝ HiỆU R: TỌA ĐỘ TÂM CHIẾU S, X KÝ HiỆU R0 X R Y 0 R Y 0 0 Z Z 0 - 82 -
  80. 3.2 QUAN HỆ TỌA ĐỘ ẢNH VỚI TỌA ĐỘ MẶT ĐẤT 3.2.2 BÀI TỐN THUẬN NGHỊCH BÀI TỐN THUẬN a11 a12 a13 A A a a a MA TRẬN XOAY A   21 22 23 a31 a32 a33 QUAN HỆ TỌA ĐỘ ĐƢỢC TÍNH: R R0 mAr DẠNG MA TRẬN: X X 0 a11 a12 a13 x' x0 Y Y m a a a . y' y 0 21 22 23 0 Z Z0 a31 a32 a33 f - 83 -
  81. 3.2 QUAN HỆ TỌA ĐỘ ẢNH VỚI TỌA ĐỘ MẶT ĐẤT 3.2.2 BÀI TỐN THUẬN NGHỊCH BÀI TỐN THUẬN TỪ TỌA ĐỘ X, Y, Z TA XÁC ĐỊNH TỌA ĐỘ X,Y BẰNG CÁCH KHỬ HỆ SỐ TỶ LỆ m Z Z0 ma31(x' x0 ) a32(y' y0 ) a33 f  VỚI Z0 – Z = H, TA CĨ: H ma31(x' x0 ) a32(y' y0 ) a33 f  H m a31(x' x0 ) a32(y' y0 ) a33 f - 84 -
  82. 3.2 QUAN HỆ TỌA ĐỘ ẢNH VỚI TỌA ĐỘ MẶT ĐẤT 3.2.2 BÀI TỐN THUẬN NGHỊCH BÀI TỐN THUẬN a11(x' x0 ) a12(y' y0 ) a13 f X X 0 H a31(x' x0 ) a32(y' y0 ) a33 f a21(x' x0 ) a22(y' y0 ) a23 f Y Y0 H a31(x' x0 ) a32(y' y0 ) a33 f - 85 -
  83. , 3.2 QUAN HỆ TỌA ĐỘ ẢNH VỚI TỌA ĐỘ MẶT ĐẤT 3.2.2 BÀI TỐN THUẬN NGHỊCH BÀI TỐN NGHỊCH TÍNH TỌA ĐỘ ẢNH TỪ TỌA ĐỘ MẶT ĐẤT 1 1 SỬ DỤNG CƠNG THỨC: r m A (R R0 ) 1 1 T VỚI: 1 1 m A A  A m TÍNH ĐƢỢC: x' x0 a11 a12 a13 X X 0 y' y m 1. a a a . Y Y 0 21 22 23 0 f a31 a32 a33 Z Z0 - 86 -
  84. , 3.2 QUAN HỆ TỌA ĐỘ ẢNH VỚI TỌA ĐỘ MẶT ĐẤT 3.2.2 BÀI TỐN THUẬN NGHỊCH BÀI TỐN NGHỊCH RÚT RA TỌA ĐỘ ẢNH TỪ TỌA ĐỘ MẶT ĐẤT a11(X X 0 ) a21(Y Y0 ) a31(Z Z0 ) x' x0 f a13(X X 0 ) a23(Y Y0 ) a33(Z Z0 ) a12(X X 0 ) a22(Y Y0 ) a32(Z Z0 ) y' y0 f a13(X X 0 ) a23(Y Y0 ) a33(Z Z0 ) - 87 -
  85. 3.2 QUAN HỆ TỌA ĐỘ ẢNH VỚI TỌA ĐỘ MẶT ĐẤT 3.2.2 BÀI TỐN THUẬN NGHỊCH CÁC TRƢỜNG HỢP ĐẶC BiỆT * ĐỐI VỚI ẢNH LÝ TƢỞNG t = =  = 0 HOẶC =  =  = 0 KHI ĐĨ: A  = I HOẶC At  = I NẾU CHỌN GỐC HỆ TỌA ĐỘ mp ẢNH TẠI o, GỐC HỆ TỌA ĐỘ MẶT ĐẤT TẠI O (LÀ ĐƢỜNG KÉO DÀI TIA So VÀ mp THỦY CHUẨN), TA CĨ - 88 -
  86. 3.2 QUAN HỆ TỌA ĐỘ ẢNH VỚI TỌA ĐỘ MẶT ĐẤT 3.2.2 BÀI TỐN THUẬN NGHỊCH CÁC TRƢỜNG HỢP ĐẶC BiỆT * ĐỐI VỚI ẢNH LÝ TƢỞNG x0=y0=0 và X0=Y0=0 TỌA ĐỘ MẶT ĐẤT ĐƢỢC XÁC ĐỊNH: H H X x' mx' Y y' my' f f TỌA ĐỘ ẢNH ĐƢỢC XÁC ĐỊNH: f 1 f 1 x' X X y' Y Y H m - 89 - H m
  87. 3.2 QUAN HỆ TỌA ĐỘ ẢNH VỚI TỌA ĐỘ MẶT ĐẤT 3.2.2 BÀI TỐN THUẬN NGHỊCH CÁC TRƢỜNG HỢP ĐẶC BiỆT * ĐỐI VỚI ẢNH LÝ TƢỞNG 1 f VỚI: TỶ LỆ ẢNH m H - 90 -
  88. 3.2 QUAN HỆ TỌA ĐỘ ẢNH VỚI TỌA ĐỘ MẶT ĐẤT 3.2.2 BÀI TỐN THUẬN NGHỊCH CÁC TRƢỜNG HỢP ĐẶC BiỆT * ĐỐI VỚI ẢNH NGHIÊNG XÉT TRƢỜNG HỢP: 0,  = t = 0 1 0 0 A A 0 cos sin t 0 sin cos - 91 -
  89. 3.2 QUAN HỆ TỌA ĐỘ ẢNH VỚI TỌA ĐỘ MẶT ĐẤT 3.2.2 BÀI TỐN THUẬN NGHỊCH CÁC TRƢỜNG HỢP ĐẶC BiỆT * ĐỐI VỚI ẢNH NGHIÊNG TỌA ĐỘ MẶT ĐẤT: x' x'0 X X 0 H f cos (y' y'0 )sin f sin (y' y'0 )cos Y Y0 f cos (y' y'0 )sin - 92 -
  90. 3.2 QUAN HỆ TỌA ĐỘ ẢNH VỚI TỌA ĐỘ MẶT ĐẤT 3.2.2 BÀI TỐN THUẬN NGHỊCH CÁC TRƢỜNG HỢP ĐẶC BiỆT * ĐỐI VỚI ẢNH NGHIÊNG TỌA ĐỘ MẶT ẢNH: X X 0 x' x0 f H cos (Y Y0 )sin (Y Y0 )cos H sin y' y0 f H cos (Y Y0 )sin - 93 -
  91. 3.2 QUAN HỆ TỌA ĐỘ ẢNH VỚI TỌA ĐỘ MẶT ĐẤT 3.2.2 BÀI TỐN THUẬN NGHỊCH CÁC TRƢỜNG HỢP ĐẶC BiỆT * ĐỐI VỚI ẢNH NGHIÊNG NẾU CHỌN GỐC TỌA ĐỘ mp ẢNH TẠI ĐiỂM CHÍNH ẢNH o, GỐC TỌA ĐỘ MẶT ĐẤT TẠI ĐiỂM THIÊN ĐẾ N THÌ TỌA ĐỘ MẶT ĐẤT LÀ: x' f sin y'cos X H Y H f cos y'sin f cos y'sin - 94 -
  92. 3.2 QUAN HỆ TỌA ĐỘ ẢNH VỚI TỌA ĐỘ MẶT ĐẤT 3.2.2 BÀI TỐN THUẬN NGHỊCH CÁC TRƢỜNG HỢP ĐẶC BiỆT VÀ TỌA ĐỘ ẢNH LÀ: X x' f H cos Y sin Y cos H sin y' f H cos Y sin - 95 -
  93. 3.3 QUAN HỆ TỌA ĐỘ ẢNH THƢỜNG DÙNG TRONG ẢNH ĐƠN * Xét trƣờng hợp t=  = 0, ≠ 0 - 96 -
  94. 3.3.1 TH gốc hệ tọa độ ảnh tại điểm chính ảnh, gốc hệ tọa độ mặt đất tại O tƣơng ứng Trong TH này thì: x0= y0 = 0; X0 = 0; Y0= -H.tg x' X H f cos y'sin y'cos f sin y' Y Htg H H y'sin f cos ( f cos y'sin )cos - 97 -
  95. 3.3.1 TH gốc hệ tọa độ ảnh tại điểm chính ảnh, gốc hệ tọa độ mặt đất tại O tƣơng ứng x0= y0 = 0; X0 = 0; Y0= -H.tg X cos x ' f H Y sin cos Y cos2 y ' f H Y sin cos - 98 -
  96. 3.3.2 TH gốc hệ tọa độ ảnh tại điểm c, gốc hệ tọa độ mặt đất tại C tƣơng ứng x0= 0; y0 = -f.tg( /2); X0 = 0; Y0= -H.tg( /2) x' X H (y' ftg )sin f cos 2 (y' ftg )cos f sin Y Htg H 2 2 (y' ftg )sin f cos 2 - 99 -
  97. 3.3.2 TH gốc hệ tọa độ ảnh tại điểm c, gốc hệ tọa độ mặt đất tại C tƣơng ứng x0= 0; y0 = -f.tg( /2); X0 = 0; Y0= -H.tg( /2) Hx' Hy' X Y f y'sin f y'sin - 100 -
  98. 3.3.2 TH gốc hệ tọa độ ảnh tại điểm c, gốc hệ tọa độ mặt đất tại C tƣơng ứng x0= 0; y0 = -f.tg( /2); X0 = 0; Y0= -H.tg( /2) fX fY x' y' H Y sin H Y sin - 101 -
  99. 3.3.3 TH gốc hệ tọa độ ảnh tại điểm n, gốc hệ tọa độ mặt đất tại N tƣơng ứng x0= 0; y0 = -f.tg ; X0 = 0; Y0= 0 x' cos X H f y' sin cos y'cos2 Y H f y'sin cos - 102 -
  100. 3.3.3 TH gốc hệ tọa độ ảnh tại điểm n, gốc hệ tọa độ mặt đất tại N tƣơng ứng x0= 0; y0 = -f.tg ; X0 = 0; Y0= 0 X x' f H cos Y sin Y y' f (H cos Y sin )cos - 103 -
  101. 3.4 TỶ LỆ TRÊN ẢNH ĐƠN 3.4.1 CƠNG THỨC TỔNG QUÁT TL ảnh là tỷ số giữa đoạn thẳng vơ cùng bé trên ảnh và đoạn thẳng tƣơng ứng trên thực địa 1 l dl lim m L 0 L dL - 104 -
  102. 3.4.1 CƠNG THỨC TỔNG QUÁT y dx'' dy dl dy dl  cos sin x dx dL dX 2 dY 2 - 105 -
  103. 3.4.1 CƠNG THỨC TỔNG QUÁT * Xét trƣờng hợp t=  = 0, ≠ 0 H Hx'sin dX dx' dy' f cos y'sin ( f cos y'sin )2 f dY H dy ' (fy cos 'sin )2 - 106 -
  104. 3.4.1 CƠNG THỨC TỔNG QUÁT 1 dl f y' 1 (cos sin ) 2 .A 2 m dL H f 2 y' x' 2 A (cos sin )cos sin sin  sin  f f - 107 -
  105. 3.4.1 CƠNG THỨC TỔNG QUÁT * Xác định hƣớng cĩ tỷ lệ đạt cực trị dA y' x' 2 (cos sin )cos sin sin  . d f f x' y' sin cos (cos sin )sin  2cos sin  0 y f 2x'( f cos y'sin )sin tg2 f 2 x'2 sin 2 ( f cos y'sin )2 - 108 -
  106. 3.4.1 CƠNG THỨC TỔNG QUÁT * Xác định hƣớng cĩ tỷ lệ đạt cực trị  2  180 o  90o 2 Các hƣớng cĩ giá trị tỷ lệ cực đại và cực tiểu trên điểm ảnh thì vuơng gĩc nhau - 109 -
  107. 3.4.2 TỶ LỆ TRUNG BÌNH 1 1 1 1  n m m1 m2 mn 2 n Các hƣớng biến đổi 0 2, do đĩ:  2 1 2 1  d 1 1 1   2 d  0 m 2 0 m m mi - 110 -
  108. 3.4.2 TỶ LỆ TRUNG BÌNH 1 f y' 1 2 1 (cos sin )2 A 2 d m H f 2 0 x' y' x' sin y' cos sin f f 2 2 x' y' 1 2 x' B 2 sin  2 sin  cos y' y' - 111 -
  109. 3.4.2 TỶ LỆ TRUNG BÌNH 2 2 1 f y' 2 x' y' 1 2 x' 2 d sin 2 d sin  cosd 2 m H 2 0 2y' 0 y' 0 ; 2 2 2 2 ; d 2 sin d sin  cosd 0 0 0 0 2 2 1 f 5y' x' 1 Tỷ lệ ảnh trung bình . m H 4y' - 112 -
  110. 3.4.2 TỶ LỆ TRUNG BÌNH Tỷ lệ ảnh bất kỳ 2 2 1 f x' y' 1 (y' sin 2  x'sin  cos ) ; m H 2y' ; - 113 -
  111. 3.4.3 CÁC TRƢỜNG HỢP ĐẶC BIỆT Tỷ lệ ảnh tại điểm chính ảnh x' y' x' sin 0 y' cos sin cos ; f f ; 1 f 1 cos2 f 5cos2 1 (cos sin 2  ) ( ) m0 H 2cos H 4cos Theo hƣớng trục x:  = 0 1 f 3cos2 1 . moV H 2cos - 114 -
  112. 3.4.3 CÁC TRƢỜNG HỢP ĐẶC BIỆT Tỷ lệ ảnh tại điểm chính ảnh Theo hƣớng trục y:  = 900 ; 1 f .cos ; moh H Tỷ lệ trung bình = (xx + yy)/2 - 115 -
  113. 3.4.3 CÁC TRƢỜNG HỢP ĐẶC BIỆT Tỷ lệ ảnh tại điểm đẳng giác c x’= 0; y’ = -f.tg( /2) ; x' x' sin 0 ; f y' y' cos sin cos 2sin 2 1 f 2 1 f 1 f 1 1 f mc H mc - 116H- mcV mch H - 116 -
  114. 3.4.3 CÁC TRƢỜNG HỢP ĐẶC BIỆT Tỷ lệ ảnh tại điểm đẳng giác c Tại điểm đẳng giác, tỷ lệ trên các ; hƣớng nhƣ nhau và bằng tỷ lệ trung ; bình. Đƣờng nằm ngang hchc gọi là đƣờng đẳng tỷ lệ - 117 -
  115. 3.4.3 CÁC TRƢỜNG HỢP ĐẶC BIỆT Tỷ lệ ảnh tại điểm đáy n x’= 0; y’ = -f.tg ; x' y' 1 , x' sin 0 y' cos sin f cos ; f 1 f 1 sin 2 sin mn H cos 2cos 1 f 1 sin 2 mn H cos 4cos - 118 -
  116. 3.5 BiẾN DẠNG HÌNH HỌC TRÊN ẢNH ; , ; - 119 -
  117. 3.5.1 XÊ DỊCH ĐiỂM ẢNH DO ẢNH NGHIÊNG ; , ; - 120 -
  118. 3.5.1 XÊ DỊCH ĐiỂM ẢNH DO ẢNH NGHIÊNG r = r’-r r x2 y2 r' x'2 y'2 ; , Tọa độ thực địa của điểm C ; Hx' Hy' X C Y f y'sin C f y'sin - 121 -
  119. 3.5.1 XÊ DỊCH ĐiỂM ẢNH DO ẢNH NGHIÊNG Chia 2 vế cho mẫu số tỷ lệ m đƣợc tọa độ ảnh tƣơng ứng trên mp ngang ; Hx' , X C / m / m ; f y'sin Hy' Y / m / m C f y'sin - 122 -
  120. 3.5.1 XÊ DỊCH ĐiỂM ẢNH DO ẢNH NGHIÊNG Hx' Hy' x / m yc / m c f y'sin f y'sin ; , m = H/f ; x' y' x y 1 (y'/ f )sin 1 (y'/ f )sin - 123 -
  121. 3.5.1 XÊ DỊCH ĐiỂM ẢNH DO ẢNH NGHIÊNG 1 2 2 2 2 2 x' y' ; r x y y' 2 y' 2 , (1 sin ) (1 sin ) ; f f r' r y' 1 sin fk - 124 -
  122. 3.5.1 XÊ DỊCH ĐiỂM ẢNH DO ẢNH NGHIÊNG y' r' sin fk r ; y' 1 sin , fk y’=r’sin r'2 sin  sin  r f r'sin  sin Các nhận xét khu y’=0, y’ 0, y’ 0, =900 - 125 -
  123. 3.5.1 XÊ DỊCH ĐiỂM ẢNH DO ẢNH NGHIÊNG Đối với ảnh nằm ngang 30 r'2 r' ;  r sin .sin (1 )sin .sin , f f ; r'2 r'3  sin .sin sin 2 .sin 2 r f f 2 - 126 -
  124. 3.5.1 XÊ DỊCH ĐiỂM ẢNH DO ẢNH NGHIÊNG r'3 Nếu sin 2  .sin 2 nhỏ hơn hạn sai f 2 cho phép thì: r'2  sin .sin r f - 127 -
  125. 3.5.2: XÊ DỊCH ĐIỂM ẢNH DO CHÊNH CAO ĐỊA HÌNH - 128 -
  126. 3.5.2: XÊ DỊCH ĐIỂM ẢNH DO CHÊNH CAO ĐỊA HÌNH Xét vector toạ độ điểm M0 là R (TH gốc toạ độ ảnh và gốc tọa độ mặt đất tại n và N H R X 2 Y 2 x'2 cos2 y'2 cos4 f y'.sin .cos Với x’ = r’cos ; y’ = r’sin Hr'cos R 1 sin 2  sin 2 f r'sin  sin cos - 129 -
  127. 3.5.2: XÊ DỊCH ĐIỂM ẢNH DO CHÊNH CAO ĐỊA HÌNH Xét vector toạ độ điểm M là R’ (TH gốc toạ độ ảnh và gốc tọa độ mặt đất tại n và N (H h)(r' r )cos R' h 1 sin 2  sin 2 f ( rh )sin  sin cos r' 1 sin  sin 2 hr' 2 f Do R = R’,nên: r h hr' H 1 sin  sin 2 2Hf - 130 -
  128. 3.5.2: XÊ DỊCH ĐIỂM ẢNH DO CHÊNH CAO ĐỊA HÌNH hr' Vì H >> h, nên 1 sin  sin 2  1 2Hf hr' r' r .(1 sin  sin 2 ) h H 2 f - 131 -
  129. CHƢƠNG 4: ĐO VẼ ẢNH ĐƠN - KHÁI NiỆM ĐO VẼ ẢNH ĐƠN -NẮN ẢNH - QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ - 132 -
  130. 4.1 NẮN ẢNH - 133 -
  131. 4.2 QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ Làm dấu mốc Tăng dày điểm khống chế nội nghiệp Bay chụp ảnh Nắn ảnh In phim ảnh /quét, số hĩa ảnh thành ảnh mềm Đo vẽ dáng đất và điều vẽ bổ sung địa vật ở ngồi thực địa Đo nối điểm khống chế ngoại nghiệp Biên vẽ bản đồ gốc - 134 -
  132. CHƢƠNG 5: QUAN SÁT LẬP THỂ - Khả năng quan sát lập thể của mắt ngƣời - Tạo hình ảnh lập thể và cặp ảnh lập thể - Các phép đo lập thể - 135 -
  133. 5.1 KHẢ NĂNG NHÌN LẬP THỂ CỦA MẮT P2 P P P1 2 1 2 1 d d ; , b b  O  O ; O O P'2 P"1 P'1 O'P'1 O'P'2 P"2 b: đƣờng đáy mắt; : gĩc thị sai Sự thay đổi độ lớn của  sẽ cho cảm giác xa gần.  P ' P' P "P " là thị sai sinh lý của mắt 1 2 1 2 - 136 -
  134. 5.2 CẶP ẢNH LẬP THỂ ; ; - 137 -
  135. 5.2 CẶP ẢNH LẬP THỂ ; , ; - 138 -
  136. 5.2 CẶP ẢNH LẬP THỂ Thị sai sinh lý đƣợc tính:  m'1 a'1 m'2 a'2 k(a1m1 a2m2 ) ; Thành phần a1m1 – a2m2 , đƣợc tách thành hai thành phần trên 2 trục x, y: ; (x x ) p thị sai ngang (trái – phải) a1 a2 a (y y ) q thị sai dọc (trên – dƣới) a1 a2 a - 139 -
  137. 5.3 ĐO LẬP THỂ 5.3.1 THỊ SAI NGANG VÀ HiỆU THỊ SAI NGANG ; , ; - 140 -
  138. 5.3.1 THỊ SAI NGANG VÀ HiỆU THỊ SAI NGANG pd xTd xPd ; pa xTa xPa , ; p p p (x x ) (x x ) ad d a Td Pa Ta Pa - 141 -
  139. 5.3.2 CHÊNH CAO THEO THỊ SAI NGANG Xét tam giác đồng dạng S1AS2 với a”S2a’ và S-1DS2 với d”S2d’ ; B pa B pd , và H h f ; H f H f H h f B pa B pa - 142 -
  140. 5.3.2 CHÊNH CAO THEO THỊ SAI NGANG p p p h Bf d a Bf p p pd pa d a ; 2 , p p p ; Với d a a B 2 f 2 P 2 a H 2 - 143 -
  141. 5.3.2 CHÊNH CAO THEO THỊ SAI NGANG BfH 2 h p B 2 f 2 ; , 2 ; H h p Bf H H.H H.m m h p p f Bf B - 144 -
  142. 5.3.2 CHÊNH CAO THEO THỊ SAI NGANG B Với b m ; m H. , m H ; h p p B b m - 145 -
  143. CHƢƠNG 6 CƠ SỞ TỐN HỌC ĐO ẢNH LẬP THỂ 146
  144. 6.1 CƠ SỞ HÌNH HỌC 1.1.1 NHỮNG YẾU TỐ HÌNH HỌC CƠ BẢN 147
  145. 6.1.2 TỶ LỆ MƠ HÌNH 148
  146. 6.2 ĐỊNH HƢỚNG MƠ HÌNH LẬP THỂ 6.2.1.1 ĐỊNH HƢỚNG TƢƠNG ĐỐI ĐỊNH HƢỚNG TRONG: Xác định tọa độ điểm chính ảnh x’0, y’0 ; tiêu cự f ĐỊNH HƢỚNG TƢƠNG ĐỐI Xác đỊnh tƣơng quan giữa 2 tấm ảnh chỉ xác định độ chênh lệch giữa các nguyên tố định hƣớng ngồi 149
  147. X02 – X01 = BX Y02 – Y01 = BY Z02 – Z01 = BZ 2 - 1 = 2• - 1 =  2 - 1 =  BX, BY, BZ: CÁC THÀNH PHẦN CỦA CẠNH ĐÁY B CHIẾU LÊN CÁC TRỤC X, Y, Z. THỰC TẾ, THÀNH PHẦN BX CHỈ CĨ TÁC DỤNG XÁC ĐỊNH TỶ LỆ MƠ HÌNH, MÀ KHƠNG THAM GIA VÀO QUÁ TRÌNH XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ TƢƠNG ĐỐI GIỮA 2 TẤM ẢNH. 150
  148. VÌ VẬY: CHỈ CĨ 5 YẾU TỐ THAM GIA VÀO QUÁ TRÌNH ĐỊNH HƢỚNG TƢƠNG ĐỐI GIỮA 2 TẤM ẢNH LÀ: BY, BZ, , ,  : 5 NGUYÊN TỐ ĐỊNH HƢỚNG TƢƠNG ĐỐI CẶP ẢNH LẬP THỂ. 151
  149. 6.2.1.2 ĐỊNH HƢỚNG TUYỆT ĐỐI XÁC ĐỊNH TỶ LỆ MƠ HÌNH VÀ VỊ TRÍ KHƠNG GIAN CỦA MƠ HÌNH TRONG HỆ TỌA ĐỘ TRẮC ĐỊA. •HỆ SỐ TỶ LỆ MƠ HÌNH: mMH •TỌA ĐỘ ĐIỂM GỐC HỆ TỌA ĐỘ MƠ HÌNH TRONG HỆ TỌA ĐỘ TRẮC ĐỊA: X0, Y0, Z0 •CÁC GĨC ĐỊNH HƢỚNG MƠ HÌNH (CÁC GĨC XOAY CỦA HỆ TỌA ĐỘ MƠ HÌNH TRONG HỆ TỌA ĐỘ TRẮC ĐỊA): : GĨC NGHIÊNG DỌC ( TRỤC X) : GĨC NGHIÊNG NGANG (TRỤC Y) : GĨC XOAY (TRỤC Z) 152
  150. 6.2.2 CÁC HỆ THỐNG TỌA ĐỘ MƠ HÌNH VÀ CÁC NGUYÊN TỐ ĐỊNH HƢỚNG TƢƠNG ĐỐI 1.2.2.1 HỆ THỐNG TỌA ĐỘ MƠ HÌNH ĐỘC LẬP LẤY CẠNH ĐÁY CHIẾU ẢNH LÀM CƠ SỞ XÂY DỰNG HỆ TỌA ĐỘ MƠ HÌNH O’X’Y’Z’ •GỐC TỌA ĐỘ MƠ HÌNH  S1 •TRỤC X’  CẠNH ĐÁY b, HƢỚNG TRÁI SANG PHẢI •TRỤC Y’ // ĐƢỜNG DỌC CHÍNH vv CỦA ẢNH TRÁI TỪ ĐĨ TA CĨ: 1 = 0. 5 NGUYÊN TỐ ĐỊNH HƢỚNG TƢƠNG ĐỐI 153 GỒM: 1, 1, 2, 2, 2.
  151. 6.2.2.2 HỆ THỐNG TỌA ĐỘ MƠ HÌNH PHỤ THUỘC: LẤY TỜ ẢNH TRÁI LÀM CƠ SỞ ĐỂ XÁC LẬP HỆ THỐNG TỌA ĐỘ MƠ HÌNH CÁC NGUYÊN TỐ ĐỊNH HƢỚNG TƢƠNG ĐỐI XÁC ĐỊNH BẰNG ĐỘ CHÊNH CỦA CÁC NGUYÊN TỐ ĐỊNH HƢỚNG ẢNH PHẢI SO VỚI ẢNH TRÁI. 154
  152. = 2 - 1 = 2 ; ( 1 = 0)  = 2 - 1 = 2 ; (1 = 0)  = 2 - 1 ; (1 = 0) : GĨC LỆCH GIỮA HÌNH CHIẾU CỦA b LÊN MP O’X’Y’ SO VỚI TRỤC X’ : GĨC HỢP BỞI b VÀ HÌNH CHIẾU CỦA NĨ LÊN MP O’X’Y’ bX’ = b.cos.cos bY’ = b.sin.cos bZ’ = b.sin 155
  153. 6.3 BÀI TỐN XÂY DỰNG MƠ HÌNH LẬP THỂ 6.3.1 ĐK HÌNH HỌC ĐHTGĐ MHLT: ĐK ĐỒNG PHẲNG: F = (r1^r2).b = 0. (1) T r1 = A1.r’1 = (x1, y1, z1) T r2 = A2.r’2 = (x2, y2, z2) T b = (bX, bY, bZ) A1, A2: MA TRẬN QUAY VỚI CÁC GĨC ĐỊNH HƢỚNG TƢƠNG ĐỐI TƢƠNG ỨNG 156
  154. (1) VIẾT DƢỚI DẠNG ĐỊNH THỨC bx bY bZ x1 y1 z1 = 0 (2) x2 y2 z2 bX(y1.z2-y2.z1) – by(x1.z2 – x2.z1) + bz(x1.y2 – y1.x2) = 0 (3) (3) Là pt cơ bản 157
  155. 6.3.2 PHƢƠNG TRÌNH ĐHTGĐ CẶP ẢNH LẬP THỂ 6.3.2.1 CẶP ẢNH ĐỘC LẬP b = (b, 0, 0)T (3) bX(y1.z2-y2.z1) = 0 y1.z2-y2.z1 = 0 MA TRẬN A1, A2 SỬ DỤNG CÁC GIÁ TRỊ GẦN ĐÚNG (TRƢỜNG HỢP CÁC GĨC ĐỊNH HƢỚNG NHỎ) 158
  156. A1 = A2 = PTĐHTGĐ: (4) 159
  157. 6.3.2.2 CẶP ẢNH PHỤ THUỘC (3) p = x’ – x” ĐẶT: 160
  158. THAY VÀO PT TRÊN, TA CĨ PTĐHTGĐ: (5) 161
  159. 6.3.2.3 PHƢƠNG PHÁP XÂY DỰNG MƠ HÌNH LẬP THỂ XÁC ĐỊNH 5 NTĐHTGĐ THÀNH LẬP HỆ PT ĐHTGĐ CỦA CẶP ẢNH LẬP THỂ A.X = L + v (6) A: MA TRẬN HỆ SỐ X: MA TRẬN ẨN SỐ L: MA TRẬN SỐ HẠNG TỰ DO V: VECTOR SỐ HIỆU CHỈNH GIẢI (6) THEO PHƢƠNG PHÁP SỐ BÌNH PHƢƠNG CỰC TIỂU vT.P.v MIN (AT.A).X = AT.L 162 X = (AT.A)-1.(AT.L)
  160. 6.4 ĐỊNH HƢỚNG TUYỆT ĐỐI MHLT 6.4.1 BÀI TỐN XÁC ĐỊNH TỶ LỆ MƠ HÌNH mMH VÀ ĐỊNH HƢỚNG MƠ HÌNH TRONG HỆ TỌA ĐỘ TRẮC ĐỊA R = R0 + m.A.RM (7) R = [X, Y, Z]T TỌA ĐỘ CỦA ĐIỂM TRONG HỆ TỌA ĐỘ TRẮC ĐỊA 163
  161. T R0 = [X0, Y0, Z0] TỌA ĐỘ ĐIỂM GỐC TỌA ĐỘ MƠ HÌNH TRONG HỆ TỌA ĐỘ TRẮC ĐỊA m: HỆ SỐ TỶ LỆ MƠ HÌNH A: MA TRẬN XOAY CỦA CÁC GĨC ĐỊNH HƢỚNG MƠ HÌNH TRONG HỆ TỌA ĐỘ TRẮC ĐỊA A = A.A.A ĐỂ ĐỊNH HƢỚNG TUYỆT ĐỐI MƠ HÌNH CẦN XÁC ĐỊNH 7 YẾU TỐ: X0, Y0, Z0, m, , ,  THAY: R = R’ +v R0 = R’0 + dR0 m = m’ +dm A = A’ + dA 164
  162. (7) R’ + v = (R’0 + dR0) + (m’ + dm).(A’+dA).RM (8) KHAI TRIỂN (8), CHỈ LẤY THÀNH PHẦN BẬC 1: v = dR0 + dm.A’.RM + m’.dA.RM – (R’ – R’0 – m’.A’.RM) (9) 165
  163. DẠNG MA TRẬN: - 166
  164. TRONG ĐĨ: 6.4.2 GIẢI BÀI TỐN ĐỊNH HƢỚNG TUYỆT ĐỐI - XÁC ĐỊNH 7 NGUYÊN TỐ ĐỊNH HƢỚNG - GIẢI THEO PP SỐ BÌNH PHƢƠNG CỰC TIỂU - CẦN TỐI THIỂU 3 ĐIỂM KHỐNG CHẾ NGOẠI NGHIỆP 167
  165. 6.5 QUAN HỆ TỌA ĐỘ TRONG MƠ HÌNH LẬP THỂ 6.5.1 TỌA ĐỘ MƠ HÌNH ĐiỂM ĐO TRONG MƠ HÌNH LẬP THỂ 168
  166. R = R01 + m1.r1 (1) Hoặc: R = R02 + m2.r2 (2) X ' X ' X' 01 02 R Y' R Y ' R Y ' 01 01 02 02 Z' Z ' Z ' 01 02 m1, m2: hệ số tỷ lệ các vector điểm ảnh bX Nếu: O’  S1 R01 = 0, R02 = b b Y b Z 169
  167. (1), (2) R1 = b + R2 m1.r1 = b + m2.r2 (3) Nhân hữu hƣớng (3) lần lƣợt với r1, r2 đk: r1^r1 = 0, r2^r2 = 0 bY .z2 bZ .y2 bX .y2 bY .x2 bX .z2 bZ .x2 m1 y1.z2 z1.y2 x1.y2 y1.x2 x1.z2 z1.x2 bY .z1 bZ .y1 bX .y1 bY .x1 bX .z1 bZ .x1 m2 y1.z2 z1.y2 x1.y2 y1.x2 x1.z2 z1.x2 170
  168. (1), (2) R = ½(m1.r1 + b + m2.r2) X ' m1.x1 bX m2.x2 1 Y' m .y b m .y 2 1 1 Y 2 2 Z' m1.z1 bZ m2.z2 X ' X '01 m1.x1 Y ' Y ' m .y Hoặc: 01 1 1 Z' Z'01 m1.z1 171
  169. X ' X '02 m2.x2 Y' Y' m .y 02 2 2 Z' Z'02 m2.z2 172
  170. 6.5.2 QUAN HỆ TỌA ĐỘ TRONG CẶP ẢNH LÝ TƢỞNG 6.5.2.1 TỌA ĐỘ MƠ HÌNH TRONG CẶP ẢNH LÝ TƢỞNG Trong cặp ảnh lý tƣởng, ta cĩ: A1 = A2 = I bX = b, bY = bZ = 0 B m m P = x’ – x’ 1 2 P 1 2 x1 x'1 x2 x'2 r y y' r y y' 1 1 1 2 2 2 z f z1 f 2 173
  171. b b .x' b .x' P 1 P 2 X ' 1 b b Y' .y' .y' 2 P 1 P 2 Z' b 2. . f P 174
  172. Hoặc: b .x' P 2 X ' X '02 b Y ' Y ' .y' 02 P 2 Z' Z' 02 b . f b .x'1 P P X ' X '01 b Y ' Y' .y' 01 P 1 Z' Z' 01 b . f P 175
  173. 6.5.2.2 CHÊNH CAO GiỮA 2 ĐiỂM ĐO TRONG MƠ HÌNH CẶP ẢNH LÝ TƢỞNG 176
  174. h Z Z M1M2 M2 M1 b Z Z . f M1 01 P M1 b Z Z . f M 2 02 PM 2 b. f h .(P P ) M1M 2 P .P M1 M 2 M1 M 2 177
  175. b . f Z Z H P 01 M1 M1 M1 P h H . M1M 2 M1M 2 M1 P M 2 178
  176. CHƢƠNG 7 CƠNG TÁC TĂNG DÀY KHỐNG CHẾ ẢNH 179
  177. 7.1 VAI TRÕ VÀ NHIỆM VỤ Điểm khống chế là cơ sở xác định vị trí khơng gian của chùm tia hoặc mơ hình lập thể trong hệ toạ độ trắc địa Điểm khống chế ảnh đƣợc đánh dấu trên ảnh đồng thời xác định toạ độ trong hệ toạ độ trắc địa Nếu đo đạc tất cả các điểm khống chế ở thực địa thì khối lƣợng cơng việc ngoại nghiệp lớn 180
  178. 7.1 VAI TRÕ VÀ NHIỆM VỤ Xây dựng các phƣơng pháp đo đạc trong phịng để xác định toạ độ trắc địa các điểm khống chế gọi là cơng tác tăng dày khống chế ảnh nội nghiệp Cơng tác tăng dày khống chế ảnh giữ vai trị then chốt, xác định toạ độ trắc địa các điểm khống chế làm cơ sở liên kết các đối tƣợng trong phịng với miền thực địa 181
  179. 7.2 CÁC YÊU CẦU CƠ BẢN CƠNG TÁC TĂNG DÀY KHỐNG CHẾ ẢNH 7.2.1 ĐỐI VỚI ĐIỂM KHỐNG CHẾ TĂNG DÀY 7.2.1.1 ĐỘ CHÍNH XÁC Điểm khống chế tăng dày là cơ sở định hƣớng mơ hình và xác định nội dung bản đồ Độ chính các điểm khống chế tăng dày cần cao hơn độ chính xác nội dung bản đồ 1 bậc 182
  180. Khu vực Sstp mặt bằng Sstp độ cao (theo khoảng cao đều) theo tỷ lệ bđ 0,5 – 1 m 2m 2,5m 5m 10m Đồng ± 0,35 mm 1/5 1/4 1/4 bằng Đồi núi ± 0,50 mm 1/3 1/3 2.2.1.2 SỐ LƢỢNG VÀ PHƢƠNG ÁN BỐ TRÍ ĐIỂM Phụ thuộc vào phƣơng pháp đo vẽ ảnh Ảnh đơn Khi nắn ảnh đơn trên máy quang cơ, cần tối thiểu 4 điểm + 1 điểm kiểm tra 183
  181. Trƣờng hợp p < 50%, q < 30% SL điểm KC trên 1 dải: ND = 3i+2 SL điểm KC tồn khu đo: NT = k(2i+1) + (i+1) 184
  182. Trƣờng hợp p > 50%, q > 30% SL điểm KC trên 1 dải: ND = 3i+4 SL điểm KC tồn khu đo: NT = 2k(i+1) + (i+2) 185
  183. Ảnh lập thể Điểm KCA là cơ sở định hƣớng mơ hình lập thể: Cần tối thiểu 3 điểm + 1 điểm kiểm tra SL điểm KC trên 1 dải: ND = 2i 186 SL điểm KC tồn khu đo: NT = i(k+1)
  184. 7.2.1.1 VỊ TRÍ ĐIỂM KCA Điểm KCA khơng sát mép ảnh nhỏ hơn 1cm, cách các dấu hiệu đặc biệt của ảnh ít nhất 1mm Khơng cách xa các vị trí chuẩn (hình trên) quá 1cm Cĩ thể dùng chung cho các ảnh kế cận Chọn các địa vật rõ nét trên ảnh làm điểm KCA tăng dày 187
  185. 7.2.2 ĐỐI VỚI ĐIỂM KHỐNG CHẾ NGOẠI NGHIỆP 7.2.2.1 ĐỘ CHÍNH XÁC Điểm KCA ngoại nghiệp là cơ sở tăng dày điểm KCA nội nghiệp Điểm KCA ngoại nghiệp cĩ đcx cao hơn đcx điểm KCA nội nghiệp 1 bậc MB: sstp vị trí <= 0,1mm x M CĐ: sstp cđ <= 1/10h (h: khoảng cao đều) Điểm KCA ngoại nghiệp đƣợc đánh dấu lên ảnh với đcx 0,05mm (bđ tỷ lệ lớn) hoặc 0,1mm (bđ tỷ lệ nhỏ) 188
  186. 7.2.2 ĐỐI VỚI ĐIỂM KHỐNG CHẾ NGOẠI NGHIỆP 7.2.2.2 SỐ LƢỢNG VÀ PA BỐ TRÍ Số lƣợng điểm KCA ngoại nghiệp: 20 – 30km2/1đ PA bố trí: tuỳ theo pp đo đạc xác định KCA 7.2.2.3 XÁC ĐỊNH VỊ TRÍ ĐIỂM KCA NGOẠI NGHIỆP Ở THỰC ĐỊA Hình dạng, màu sắc dễ nhận biết trên ảnh Dấu mốc cĩ kích thƣớc thích hợp để ảnh của chúng cĩ độ lớn 0,03 – 0,05 mm 4 Đƣờng kính dấu mốc d = (ma/3.10 )m 189
  187. 7.2.2 ĐỐI VỚI ĐIỂM KHỐNG CHẾ NGOẠI NGHIỆP 7.2.2.3 LOẠI DẤU MỐC (4-6)d d d (4-6)d (4-6)d d d (4-6)d 190
  188. 7.3 CÁC PP TĂNG DÀY KHỐNG CHẾ ẢNH Nguyên lý cơ bản: Dựng lại chùm tia khơng gian của các ảnh chụp và liên kết thành một khối thống nhất theo dải bay hoặc theo tồn khối. Định vị trong hệ tọa độ trắc địa. Từ đĩ xác định tọa độ trắc địa của các điểm KCA nội nghiệp. 191
  189. 7.3 CÁC PP TĂNG DÀY KHỐNG CHẾ ẢNH Các phƣơng pháp: PP TGAKG quang cơ Mơ hình lập thể xây dựng trên máy tồn năng Các mơ hình liên kết nhau dựa vào các đoạn thẳng cùng tên trên 2 mơ hình kề nhau PP TGAKG bán giải tích, giải tích theo mơ hình độc lập Mơ hình lập thể xây dựng trên máy tồn năng hoặc giải tích Các mơ hình liên kết nhau và định hƣớng trong hệ tọa độ trắc địa theo phƣơng pháp giải tích 192
  190. 7.3 CÁC PP TĂNG DÀY KHỐNG CHẾ ẢNH Các phƣơng pháp: PP TGAKG theo chùm tia Dựa vào tâm chiếu dựng lại chùm tia chiếu của từng tờ ảnh đơn theo đk đồng phƣơng giữa vector điểm ảnh và vector điểm vật từ tâm chiếu Liên kết các chùm tia thành lƣới TGAKG và định hƣớng về hệ tọa độ trắc địa 193
  191. 7.3.1 PP TGAKG BÁN GIẢI TÍCH THEO MHĐL CƠ SỞ TỐN HỌC: Trên cơ sở quan hệ tọa độ khơng gian mơ hình và tọa độ khơng gian trắc địa 194
  192. CƠ SỞ TỐN HỌC: Phân tích: A11 = cos.cos + sin.sin.sin A12 = -cos.sin + sin.sin.cos A13 = sin.cos A21 = cos.sin A22 = cos.cos A23 = -sin 195
  193. CƠ SỞ TỐN HỌC: A31 = -sin.cos + cos.sin.sin A32 = sin.sin + cos.sin.cos A33 = cos.cos Trƣờng hợp các giá trị gĩc xoay  nhỏ, thì ma trận xoay A đƣợc biểu diễn nhƣ sau: 196
  194. CƠ SỞ TỐN HỌC: Dạng ma trận: 197
  195. TÍNH TỐN BÌNH SAI: Sử dụng phƣơng pháp số bình phƣơng cực tiểu: A.X = L + v [PVV] AT.P.A.X = AT.P.L X = (AT.P.A)-1.(AT.P.L) 198
  196. CÁC YÊU CẦU KHI XÂY DỰNG LƢỚI: Các mơ hình kề nhau phải liên kết thành một khối thống nhất. ĐK: Các mơ hình kề nhau phải phải cĩ điểm chung, tối thiểu 3 điểm Độ chính xác lƣới TGAKG phụ thuộc vào việc giải 7 tham số, đặc biệt là d, d, d Độ chính xác của d, d, d phụ thuộc vào số lƣợng và độ lớn điểm liên kết mơ hình 199
  197. CÁC YÊU CẦU KHI XÂY DỰNG LƢỚI: Để nâng cao độ chính xác lƣới TGAKG, cần: Tăng số lƣợng điểm liên kết giữa 2 mơ hình Sử dụng điểm tâm chiếu làm điểm liên kết mơ hình Tăng độ phủ dọc q% 30% giữa các dải bay, tăng số lƣợng điểm KCA ngoại nghiệp 200
  198. 7.3.2 PP TGAKG GIẢI TÍCH THEO MH CƠ SỞ TỐN HỌC: Trên cơ sở điều kiện đồng phẳng giữa 2 vector điểm ảnh cùng tên trên MHLT 201
  199. 7.3.2 PP TGAKG GIẢI TÍCH THEO MH CƠ SỞ TỐN HỌC: Trên cơ sở điều kiện đồng phẳng giữa 2 vector điểm ảnh cùng tên trên MHLT R = Roi + i.ri (*) Và R = Roi+1 + i+1.ri+1 ( ) i, i+1: hệ số tỷ lệ T T ri = [ xi yi zi ] = Ai.[ x’-x’o y’-y’o -f ] T T ri+1 = [ xi+1 yi+1 zi+1 ] = Ai+1.[ x’’-x”o y’’-y”o -f ] Ai, Ai+1: các ma trận xoay 202
  200. 7.3.2 PP TGAKG GIẢI TÍCH THEO MH (*)  R - Roi = i.ri X - Xoi = i.xi Y - Yoi = i.yi ( ) Z - Zoi = i.zi ( )  R – Roi+1 = i+1.ri+1 X – Xoi+1 = i+1.xi+1 Y – Yoi+1 = i+1.yi+1 ( ) Z – Z =  .z oi+1 i+1 i+1 203
  201. 7.3.2.1 PT ĐK ĐỐI VỚI ĐIỂM KC TỔNG HỢP Từ ( ); ( ): loại i và i+1  X = F(Xoi; Xoi+1; Yoi; Yoi+1; Zoi; Zoi+1; f; x’; x”; y’; y”; x’o; x”o; y’o; y”o; aij; bij) Y = F(Xoi; Xoi+1; Yoi; Yoi+1; Zoi; Zoi+1; f; x’; x”;y’; y”; x’o; x”o; y’o; y”o; aij; bij) Z = F(Xoi; Xoi+1; Yoi; Yoi+1; Zoi; Zoi+1; f; x’; x”; y’; y”; x’o; x”o; y’o; y”o; aij; bij) aij; bij: các phần tử trong ma trận xoay 204
  202. 7.3.2.2 PT ĐK ĐỐI VỚI ĐIỂM KC TỌA ĐỘ (X, Y) Từ ( ); ( ): loại i ; i+1; Z X = F(Xoi; Xoi+1; Yoi; Yoi+1; Zoi; Zoi+1; f; x’; x”; y’; y”; x’o; x”o; y’o; y”o; aij) Y = F(Xoi; Xoi+1; Yoi; Yoi+1; Zoi; Zoi+1; f; x’; x”;y’; y”; x’o; x”o; y’o; y”o; aij) 205
  203. 7.3.2.3 PT ĐK ĐỐI VỚI ĐIỂM KC CAO ĐỘ (Z) Từ ( ); ( ): loại i ; i+1; X; Y Z = F(Xoi; Xoi+1; Yoi; Yoi+1; Zoi; Zoi+1; f; x’; x”; y’; y”; x’o; x”o; y’o; y”o; aij) 206
  204. 7.3.3 PP TGAKG THEO CHÙM TIA CƠ SỞ TỐN HỌC: Dựa vào điều kiện đồng phƣơng giữa vector điểm ảnh, tâm chiếu và điểm vật trên ảnh đơn 207
  205. 7.3.3 PP TGAKG THEO CHÙM TIA CƠ SỞ TỐN HỌC: RJ = RO + m.A.r’ -1  r’ = m’.A .(RJ – RO) Dựa vào quan hệ tọa độ giữa toạ độ ảnh đơn và tọa độ mặt đất, ta cĩ: x = x' - f .U/W = Fx(X,Y,Z,X0,Y0,Z0, ,,,f, xo',yo') y = y' – f. V/W = Fy(X,Y,Z,X0,Y0,Z0, ,,,f, xo',yo') Trong đĩ: U= a11x' +a12y'-a13f V= a21x' +a22y'-a23f W= a31x' +a32y'-a33f a : các hệ số của ma trận xoay A ij 208
  206. 7.3.3 PP TGAKG THEO CHÙM TIA TUYẾN TÍNH HỐ HÀM TOẠ ĐỘ: vx= a1dX0+ a2dY0+ a3dZ0+ a4d + a5dω + a6dk+ 0 a7df+ a8dx'0 + A9.dy'0 - lx ; (lx = F x -x') vy= b1dX0+ b2dY0+ b3dZ0+ b4d + b5dω + b6dk+ 0 b7df+ b8dx'0 +b9 dy'0 - ly ; (ly = F y -y') Trong đĩ: a1= -f/H; b1 =0; a2 = 0; b2 = -f/H; a3 = - x/H; b3 = -y/H 2 2 a4 = f(1+ x /f ) ; b4 =xy/f ; a5 = -xy/f ; 2 2 b5 = f(1+ y /f ); a6 = y;b6 = -x 209
  207. 7.3.3 PP TGAKG THEO CHÙM TIA TUYẾN TÍNH HỐ HÀM TOẠ ĐỘ a7 = -U/W= (x-x'0)/ ; b7 = -V/W= (y-y'0)/ f; a8 = 1; b8 = 0; a9 = 0; b9 = 1 GIẢI BÀI TỐN THEO PHƢƠNG PHÁP SỐ BÌNH PHƢƠNG CỰC TIỂU 210
  208. Khảo sát thiết kế Bố trí điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp Bay chụp ảnh hàng không Quét ảnh Xây dựng Propject Đo khống chế ảnh ngoại nghiệp Tăng dày khống chế ảnh nội nghiệp Nắn ảnh trực giao lập bình đồ ảnh 211
  209. Xác định ranh, điều vẽ, đo bổ sung Số hóa nội dung bản đồ gốc Kiểm tra, đối soát Xuất bb bàngiao ranh Xác định ranh QH SDĐ Biên tập, TL BĐĐC Xuất bản bđ, HSKT Kiểm tra, nghiệm thu, bàn giao sp 212
  210. stt x' (mm) y' (mm) x" (mm) y" (mm) 1 77.467 40.403 7.003 17.709 2 97.780 81.898 28.256 56.980 3 -21.834 -37.712 -99.661 -55.428 4 39.153 33.447 -110.415 17.387 5 -3.487 -56.390 -81.758 -76.172 KT 66.651 -37.431 -8.831 -61.224 f=153.40mm 6 107.248 76.794 -34.640 46.192 214