Bai Giang T T A P G 2

20
1 CHƯƠNG 2 CƠ STOÁN HC CA ĐO NH VÀ CÁC TÍNH CHT HÌNH HC CA NH HÀNG KHÔNG Trn Trung Anh Bộ môn Đo ảnh và Vin thám BGIÁO DC VÀ ĐÀO TO TRƯỜNG ĐẠI HC MỎ ĐỊA CHT Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 2 MC LC nh đo Phép chiếu xuyên tâm và phép chiếu trc giao Mc tiêu ca đo nh Các yếu thình hc cơ bn ca nh đo Tlệảnh Các hta độ dùng trong đo nh Ma trn quay Các nguyên tố định hướng ca nh đo Các bài toán chuyn đổi hta độ Các biến dng hình hc trên nh hàng không Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 3 nh đo nh đo là hình nh thu được ca các đối tượng đo, nh đo tha mãn nhng điu kin kthut nht định và được dùng vào mc đích đo đạc. nh đo nh gii trí Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 4 nh đo là sn phm ca phép chiếu xuyên tâm

description

Bai giang xu ly anh Tran Trung Anh

Transcript of Bai Giang T T A P G 2

Page 1: Bai Giang T T A  P G 2

1

CHƯƠNG 2CƠ SỞ TOÁN HỌC CỦA ĐO ẢNH VÀ CÁC TÍNH CHẤT HÌNH HỌC

CỦA ẢNH HÀNG KHÔNG

Trần Trung Anh

Bộ môn Đo ảnh và Viễn thám

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 2

MỤC LỤCẢnh đo

Phép chiếu xuyên tâm và phép chiếu trực giao

Mục tiêu của đo ảnh

Các yếu tố hình học cơ bản của ảnh đo

Tỷ lệ ảnh

Các hệ tọa độ dùng trong đo ảnh

Ma trận quay

Các nguyên tố định hướng của ảnh đo

Các bài toán chuyển đổi hệ tọa độ

Các biến dạng hình học trên ảnh hàng không

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 3

Ảnh đoẢnh đo là hình ảnh thu được của các đối tượng đo, ảnh

đo thỏa mãn những điều kiện kỹ thuật nhất định và được dùng vào mục đích đo đạc.

Ảnh đo Ảnh giải tríTran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 4

Ảnh đo là sản phẩm của phép chiếu xuyên tâm

Page 2: Bai Giang T T A  P G 2

2

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 5

1. Nội dung phản ánh trung thực nhưng chưa đầy đủvà chính xác (hình dáng, kích thước đối tượng đo,

thông tin thuộc tính…);

2. Mức độ chi tiết và khả năng đo đạc phụ thuộc

nhiều yếu tố: điều kiện, phương thức chụp ảnh (tỷlệ ảnh, tiêu cự, chiều cao bay chụp, máy chụp

ảnh, môi trường chụp…);

3. Ảnh đo chỉ là nguồn thông tin ban đầu không thểsử dụng trực tiếp như bản đồ vì ảnh đo có phép

chiếu xuyên tâm, tỷ lệ không đồng nhất, hình ảnh

bị biến dạng

Tính chất của ảnh đo

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 6

Ảnh đo và bản đồ

Sản phẩm đầu raTư liệu gốcVị trí

Đầy đủ, được mã hóaVừa thừa, vừa thiếuThông tin

Chính xác, thỏa mãn hạn

sai theo quy định

Biến dạng, xê dịch vị trí điểm

ảnh

Sai số

Đồng nhấtBiến đổiTỷ lệ

Trực giaoXuyên tâmPhép chiếu

Bản đồẢnh đo

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 7

Phép chiếu

xuyên tâm

Phép chiếu xuyên tâm và phép chiếu trực giao

Phép chiếu

trực giao

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 8

Phép chiếu xuyên tâm Phép chiếu trực giao

Phép chiếu xuyên tâm và phép chiếu trực giao

Page 3: Bai Giang T T A  P G 2

3

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 9Phép chiếu xuyên tâm Phép chiếu trực giao

Phép chiếu xuyên tâm và phép chiếu trực giao

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 10

Mục tiêu của Đo ảnh?Sản phẩm bản đồcó phép chiếu trực giao nhận được từảnh có phép chiếu

xuyên tâm.

Xây dựng thông tin

3D (ba chiều) từảnh 2D (hai chiều)

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 11

Các yếu tố hình học cơ bản của ảnh đo

E

WS

.o c n

O C N

I

.hi

.hi

α

α/2

V V

v

vT

THf

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 12

Các yếu tố hình học cơ bản của ảnh hàng không

Trục xHướng bay chụpTrục y

Dấu khung

.n.o

.o’

SĐường dây dọi

Trục quang chính

α

.xo.yo

•Điểm chính ảnh o

•Điểm đáy ảnh n

•Khoảng cách chính So≈f

•Điểm tâm chụp S

•Độ cao bay chụp H

•Trục tọa độ ảnh x (hướng

chụp)

•Trục tọa độ ảnh y

•Góc nghiêng của ảnh α

Page 4: Bai Giang T T A  P G 2

4

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 13

Ảnh lý tưởng

S

o,n,c

O,N,CE

P

W, I

So,I

N,nE

P

W, I

Ảnh hàng không α=00 Ảnh mặt đất α=900

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 14

Định lý cơ bản về phép chiếu xuyên tâmĐịnh lý về phép chiếu điểm

A

a

S

A1

a

S

A2

An

Định lý thuận Định lý nghịch

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 15

Định lý về phép chiếu đường

A B

S

ab

C

D

c

A

S

a

C

C

c

AA

C

Định lý thuận Định lý nghịchTran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 16

TỶ LỆ ẢNH

tb0a hH

f

H

f

AB

ab

m

1

−===

S

.a Ảnh b

A B

THỰC ĐỊA

f

H

Mặt thủy chuẩn gốc

H0

htb

amabAB ×=

Page 5: Bai Giang T T A  P G 2

5

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 17

htb

TỶ LỆ ĐIỂM ẢNH VÀ TỶ LỆ ẢNH TRUNG BÌNH

A0A)a(a hH

f

AO

oa

m

1

−==

B0B)b(a hH

f

BO

ob

m

1

−==

TB0a hH

f

m

1

−=

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 18

TỶ LỆ ẢNH TRÊN ẢNH NGHIÊNG

22

A0a

AAa

yxr

hH

sinrsecf

m

1

SO

oS

AO

ao

m

1

′+′=′

α×′−α×=

′=

′′=

S

.o’.a Ảnh lý tưởng

.a’ Ảnh nghiêng

.o

.n

N

.c r .o r’

.O

.A H0

Mặt thủy chuẩn gốc

.hA

.OA

α f

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 19

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TỶ LỆ ẢNH

Tiêu cự: f

Độ cao bay chụp: H

Chênh cao địa hình khu chụp: h

Góc nghiêng của ảnh:α

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 20

SỰ THAY ĐỔI TIÊU CỰ CHỤPẢNH HƯỞNG ĐẾN TỶ LỆ ẢNH

S,f1

,f2

,H

Mặt đất

Ảnh 1

Ảnh 2

H

f

m

1

H

f

m

1

2

2a

1

1a

=

=

Page 6: Bai Giang T T A  P G 2

6

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 21

SỰ THAY ĐỔI CHIỀU CAO BAY CHỤP ẢNH HƯỞNG ĐẾN TỶ LỆ ẢNH

S,f

,H2

Mặt đất

Ảnh 1

Ảnh 2

S,f

,H1 22a

11a

H

f

m

1

H

f

m

1

=

=

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 22

CHÊNH CAO ĐỊA HÌNH ẢNH HƯỞNG ĐẾN TỶ LỆ ẢNH

htb

A0A)a(a hH

f

AO

oa

m

1

−==

B0B)b(a hH

f

BO

ob

m

1

−==

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 23

ẢNH HƯỞNG CỦA GÓC NGHIÊNG ẢNH ĐẾN TỶ LỆ ẢNH

A0a

A0a

hH

f

m

10

hH

sinrsecf

m

1

−=⇒=α

α×′−α×=

S

.o’.a Ảnh lý tưởng

.a’ Ảnh nghiêng

.o

.n

N

.c r .o r’

.O

.A H0

Mặt thủy chuẩn gốc

.hA

.OA

α f

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 24

Các hệ tọa độ dùng trong đo ảnhHệ tọa độtrong không gian ảnh

Hệ tọa độtrong không gian vật

Page 7: Bai Giang T T A  P G 2

7

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 25

Các hệ tọa độ trong không gian ảnh

=

f

yy

xx

r 0

0

1. Hệ tọa độmặt phẳng ảnh o’xy

2. Hệ tọa độ không gian ảnh Sxyz

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 26

*Các hệ tọa độ trong không gian vật

=

Z

Y

X

R

1. Hệ tọa độ không gian đo ảnh OXYZ

2. Hệ tọa độ quốc gia OGXGYGZG

3. Hệ tọa độ địa lý BLH

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 27

*Các hệ tọa độ trong không gian vật*Hệ tọa độ không gian đo ảnh O-XYZ chọn bất kì

X

Y

Z

yz

P(X,Y,Z)

O2

z

x2

y2

x

y

x

P1

x1

y1

p2

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 28

Hệ tọa độ không gian đo ảnh O-XYZ chọn đặc biệt

YZ

P(X,Y,Z)

x2

y2

X

p1

x1

y1

O1(0,0,0)Bx By

Bz

ωφκ

p2

Page 8: Bai Giang T T A  P G 2

8

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 29

*Các hệ tọa độ trong không gian vật*Hệ tọa độ, độ cao quốc gia OG -XGYGZG

Định vị: HQVĐịnh vị: Láng

K=0,9996; 0,9999k:=1

P: UTMP: Gauss-kruger

Hòn dấu – Hải Phòng

E: WGS84E: Krasovski

Độ caoVN2000HN72

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 30

Hệ tọa độ địa lý BLH

S

P(λλλλ,ϕϕϕϕ)

λλλλ

ϕϕϕϕ

N

Kinh tuyến gốc (Greenwick)

Xích đạo

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 31

XÂY DỰNG MÔ HÌNH TOÁN HỌC CỦA ĐO ẢNH

Xây dựng mối quan hệ toán học giữa tọa độ điểm ảnh và tọa độ điểm vật

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 32

Ma trận quay trong mặt phẳng

Page 9: Bai Giang T T A  P G 2

9

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 33

Xây dựng ma trận quay trong mặt phẳng

α90 + αY’

90 - ααX’

YXCác trục

=

αα−

αα=

αα+

α−α=

2221

1211

aa

aaA

)cossin

)sincosA

cos)90cos(

)90cos(cosA

• Ma trận xoay A là một ma trận trực giao, cótính chất AT=A-1

ATA=AAT=E, 3 điều kiện:

.a211 + a2

12= 1.a2

21 + a222= 1

.a11a12 + a21a22= 0• A có 4 phần tử (cosin

chỉ hướng) phụ thuộc

1 thành phần αTran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 34

Ma trận quay trong không gian

.xω

.yφ

.z(zκ)

Quanh

trục

ωO-ZY.y,Y

.z,Z

φO-XZ.z,Z

.x,X

κO-XY.x,X

.y,Y

Góc

kẹp

Trên

mặt

phẳng

Trục

kẹp

X

Z

Yz y

x

(zκ) (yφ)

(xω)

ωφ

κ

κ

O

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 35

Thành lập ma trận quayLần lượt quay các góc quay κ, φ, ω

1. Quay góc thứ nhất κ quanh trục z

09090Zκ

90κ90-κYκ

9090+κκXκ

.z.y.x

rAR

100

0cossin

0sincos

A

κκ

κ

=

κκ

κ−κ

=

.z

(Zκ).y

.x

κ

κO

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 36

2. Quay góc thứ hai φ quanh trục yφ

φ9090+φZφκ

90090Yφκ

90-φ90φXφκ

ZκYκXκ

rAARAR

cos0sin

010

sin0cos

A

κϕκϕϕκ

ϕ

==

ϕϕ−

ϕϕ

=

Zφκ

Xφκ

φ

O φ

Page 10: Bai Giang T T A  P G 2

10

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 37

3. Quay góc thứ ba ω quanh trục xω

ω90-ω90Zωφκ

90+ωω90Yωφκ

90900Xωφκ

ZφκYφκXφκ

rAAARARR

cossin0

sincos0

001

A

κϕωϕκωωϕκ

ω

===

ωω

ω−ω=

Zφκ

Yφκ

ω

O

ω

Zωφκ

Yωφκ

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 38

Ma trận quay trong không gian

=

⇔== ωϕκωϕκκϕω

z

y

x

A

Z

Y

X

rArAAAR

κκ

κ−κ

ϕϕ−

ϕϕ

ωω

ω−ω== κϕωωϕκ

100

0cossin

0sincos

cos0sin

010

sin0cos

cossin0

sincos0

001

AAAA

=ωϕκ

333231

232221

131211

aaa

aaa

aaa

A

ϕω=

κϕω+κω=

κϕω−κω=

ϕω−=

κϕω−κω=

κϕω+κω=

ϕ=

κϕ−=

κϕ=

coscosa

sinsincoscossina

cossincossinsina

cossina

sinsinsincoscosa

cossinsinsincosa

sina

sincosa

coscosa

33

32

31

23

22

21

13

12

11

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 39

Tính chất của ma trận quay A

1. A là ma trận trực giao AT=A-1

ATA=AAT=E; Cm: ATA=(AωAφAκ)

T(AωAφAκ)= ATκA

TφAT

ωAωAφAκ=E3x3

Vì: AωTAω=E; Aφ

TAφ=E; AκTAκ=E; nên ATA=E; đpcm

Có 6 điều kiện của 3 góc quay độc lập φ,ω,κ:

.a211+ a2

12+ a213=1; .a2

21+ a222+ a2

23=1; .a231+ a2

32+ a233=1;

.a11a12+ a21a22+ a31a32=0;

.a11a13+ a21a23+ a31a33=0;

.a12a13+ a22a23+ a32a33=0;

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 40

2. Cosin chỉ hướng phụ thuộc trình tự quay các góc: κ�φ�ω khác ω�κ�φ; Aωφκ khác Aφκω

Tính chất của ma trận quay A

ϕκω

ωκϕϕκω

==

333231

232221

131211

aaa

aaa

aaa

AAAA

κωϕ−ωϕκωϕ+ωϕκϕ

κω−κωκ

κωϕ+ωϕκωϕ−ωϕκϕ

=ϕκω

sinsinsincoscossincossinsincoscossin

cossincoscossin

sinsincoscossinsincoscossinsincoscos

A

ωϕκ

κϕωωϕκ

==

333231

232221

131211

aaa

aaa

aaa

AAAA

ϕωκϕω+κωκϕω−κω

ϕω−κϕω−κωκϕω+κω

ϕκϕ−κϕ

=ωϕκ

coscossinsincoscossincossincossinsin

cossinsinsinsincoscoscossinsinsincos

sinsincoscoscos

A

Page 11: Bai Giang T T A  P G 2

11

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 41

GÓC XOAY TRONG CHỤP ẢNH HK

φ

ωκ

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 42

Các yếu tố hình học

xác định vị trí tâm chụp so với mặt phẳng ảnh và mặt

phẳng ảnh đối với đối tượng đo nhằm xây

dựng mối quan hệchiếu hình phục vụ đo ảnh gọi là các yếu tố(nguyên tố) định

hướng của ảnh đo.

Các nguyên tố định hướng của ảnh đo

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 43

Các nguyên tố định hướng trongCác yếu tố hình học xác định vị trí của tâm chụp S đối với mặt phẳng ảnh nhằm phục hồi chùm tia chiếu như lúc chụp ảnh.

Gồm có 3 nguyên tố:

- Tiêu cự f

- Tọa độ điểm chính ảnh (x0, y0)

Xác định các nguyên tố định hướng trong thông qua bài toán kiểm định

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 44

Khôi phục chùm tia như lúc chụp ảnh

.a b c P

C B A

Tâm chụp S

c b a P

Tâm chiếu S.f, x0, y0

Page 12: Bai Giang T T A  P G 2

12

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 45

Kiểm định với máy chuẩn trực

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 46

Bãi kiểm định trong phòng

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 47

Bãi kiểm định ngoài trời

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 48

Các yếu tố định hướng ngoàiCác yếu tố hình học xác định

vị trí chùm tia trong hệ tọa độ không gian vật.

Tọa độ gốc S: X0, Y0, Z0

Các góc xoay giữa các trục hệtọa độ không gian ảnh và hệtọa độ không gian vật: φ,ω,κ

6 yếu tố định hướng ngoài cóthể xác định nhờ vào các điểm khống chế mặt đất hoặc thiết bị GPS/INS trong khi chụp ảnh hàng không

Page 13: Bai Giang T T A  P G 2

13

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 49

Xác định các nguyên tố ĐH ngoài

nhờ các điểm khống chế mặt đất

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 50

Xác định các nguyên tố ĐH ngoài

nhờ thiết bị GPS/INS

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 51

QUAN HỆ TỌA ĐỘ TRONG ĐO ẢNH

Công thức đồng phương:

Mục đích: xây dựng mối quan hệ giữa hệtọa độ không gian ảnh và hệ tọa độkhông gian vật.

Điều kiện: Tâm chiếu S, điểm ảnh a, điểm địa vật A nằm trên một đường thẳng. Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 52

CÔNG THỨC ĐỒNG PHƯƠNG

( ) ( )

( ) ( ) ( )

( ) ( ) ( )( ) ( ) ( )( ) ( ) ( )( ) ( ) ( )

−−−+−

−−−+−−=

−−−+−

−−−+−−=

−−−+−−=

=

−=⇔−=⇒+= −

033023013

0320220120

033023013

0310210110

033023013

0

0

0

332313

322212

312111

0

0

0

T

0

1

0

ZZaYYaXXa

ZZaYYaXXafyy

ZZaYYaXXa

ZZaYYaXXafxx

ZZaYYaXXa

1f

m

1

ZZ

YY

XX

aaa

aaa

aaa

m

1

f

yy

xx

RRAm

1rRRA

m

1rmArRR

Page 14: Bai Giang T T A  P G 2

14

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 53

CÁC BÀI TOÁN CHUYỂN ĐỔI HỆ TỌA ĐỘ PHẲNG

Mục đích: chuyển đổi tọa độ phẳng x’,y’ từ hệ tọa độ cũ sang tọa độ phẳng x,y trong hệ tọa độ mới.

Ứng dụng: chuyển đổi tọa độ ảnh số (hoặc tọa độhệ trục máy đo) sang tọa độ mặt phẳng ảnh, nắn chỉnh hình học tấm ảnh.

1. Chuyển đổi Helmert

2. Chuyển đổi Affine

3. Chuyển đổi Projective

4. Chuyển đổi đa thức bậc caoTran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 54

CHUYỂN ĐỔI HELMERT

4 tham số chuyển đổi:.a0, b0, m, α

αα−

αα+

=

y

x

cossin

sincosm

b

a

y

x

0

0

′+′+=

′+′+=

ybxbby

yaxaax

210

210

CHUYỂN ĐỔI AFFINE

6 tham số chuyển đổi:.a0, a1, a2, b0, b1, b2

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 55

CHUYỂN ĐỔI PROJECTIVE

+′+′

+′+′=

+′+′

+′+′=

1ycxc

bybxby

1ycxc

ayaxax

21

321

21

321 8 tham số chuyển

đổi:.a1, a2, a3, b1, b2,

b3, c1, c2

CHUYỂN ĐỔI ĐA THỨC BẬC CAO

′′=

′′=

∑∑

∑∑

= =

= =

n

0i

0

ij

jij

ij

n

0i

0

ij

jij

ij

yxby

yxax .n – số bậc của đa thức..aij, bij – các tham sốchuyển đổi, có số lượng

là 2*[n(n+1)/2+n+1]Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 56

1. Sai số do biến dạng phim ảnh

2. Sai số do ép phim không phẳng

3. Sai số do méo hình kính vật

1. Sai số méo hình kính vật xuyên tâm

2. Sai số méo hình kính vật tiếp tuyến

4. Sai số do chiết quang khí quyển

5. Sai số do độ cong trái đất

6. Sai số tổng hợp của xê dịch vị trí điểm ảnh

Gây nên sự xê dịch vị trí điểm ảnh (chủ yếu là xê dịch hệ thống). Cần phải tính toán xác định sựxê dịch này để hiệu chỉnh vào trị đo tọa độ ảnh nâng cao độ chính xác.

HIỆU CHỈNH TỌA ĐỘ ẢNH

Page 15: Bai Giang T T A  P G 2

15

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 57

Xuất hiện: chủ yếu tuân theo quy luật của phép

biến đổi affine khi sự biến dạng theo các trục, các

hướng là khác nhau. Do quá trình hóa ảnh…

Điều kiện loại trừ: có các dấu khung chuẩn có tọa

độ được kiểm định và tọa độ đo trên ảnh để giải ra

các hệ số của phép biến đổi hình học affine,

projective…

SAI SỐ BIẾN DẠNG PHIM ẢNH

′+′+=

′+′+=

ybxbby

yaxaax

210

210

+′+′

+′+′=

+′+′

+′+′=

1ycxc

bybxby

1ycxc

ayaxax

21

321

21

321

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 58

SAI SỐ ÉP PHIM KHÔNG PHẲNG

.f

S

.dr r.dh

Mặt phẳng lý thuyết

ép phim

Mặt phẳng ảnh thực tế

f

rdhdr

dh

dr

f

r=⇒=

Xuất hiện: Do ép phim không sát với khung chứa

phim trong quá trình chụp, ép phim không sát với

mặt nhận ảnh trong quá trình in ảnh dương bản.

Điều kiện hạn chế: ép phim phải dùng bộ phận hút

chân không, hoặc nén khí với áp lực cao để ép phim

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 59

Máy in ép phim dương bản

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 60

SAI SỐ MÉO HÌNH KÍNH VẬTGS BROWN (1961)

Méo hình kính vật xuyên tâm

Méo hình kính vật tiếp tuyến

Page 16: Bai Giang T T A  P G 2

16

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 61

SAI SỐ MÉO HÌNH KÍNH VẬT XUYÊN TÂM

* Tia sáng bị thay đổi

hướng khi đi qua tâm

kính vật.

* Nguyên nhân:

-Kính vật góc rộng

-Chế tạo thấu kính có

vết rạn.

* Biến dạng dọc theo

bán kính hướng tâm

(đến điểm chính ảnh)

của điểm ảnh.

* Có thể loại trừ Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 62

Các dạng méo hình xuyên tâm

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 63

Hiệu chỉnh sai số méo hình xuyên tâm

( )

( )

( ) ( )2

0

2

0

5

3

3

21

0

0

yyxxr

rKrKrKdr

r

dryyy

r

drxxx

−′+−′=

++=

−′=∆

−′=∆

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 64

SAI SỐ MÉO HÌNH KÍNH VẬT TIẾP TUYẾN

Nguyên nhân:

Sự lắp ráp không đồng

trục giữa các thấu kính

Page 17: Bai Giang T T A  P G 2

17

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 65

Hiệu ứng của méo hình tiếp tuyến

.φ0trụ

c có méo hình lớn nhất

trục cóm

éo hình =0

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 66

Công thức hiệu chỉnh méo hình tiếp tuyếnConrady-Brown

( )

( )

ϕ

+−ϕ+++=δ

ϕ−ϕ

−+++=δ

02

2

02

6

3

4

2

2

1

0202

26

3

4

2

2

1

cosr

y21sin

r

yx2...rJrJrJy

cosr

yx2sin

r

x21...rJrJrJx

( )[ ][ ]( )[ ][ ]

+++++=δ

+++++=δ

...rPrP1yxP2y2rPy

...rPrP1yxP2x2rPx

4

4

2

31

22

2

4

4

2

32

22

1

1

34

1

23

012011

22

00

JJ

PJ

JPcosJPsinJP

yxryyyxxx

==ϕ=ϕ−=

+=−′=−′=

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 67

SAI SỐ DO CHIẾT QUANG KHÍ QUYỂN

T0, D, P, CO2…

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 68

Định Luật Snell:.ni – chiết suất của lớp không khí i

.dn – số gia chiết suất giữa 2 lớp không khí

.θ – góc tia sáng tới

.θ+dα – góc tia khúc xạ khi đi qua 2 lớp không khí

Khai triển và tổng hợp có:

.n0 - chiết suất không khí tại tâm chụp,

.np – chiết suất không khí tại điểm mặt đất

Xây dựng công thức tính sai số do chiết quang khí quyển

( ) ( )α+θ=θ+ dsinnsindnn iiii

( ) 0

p

0

p

0

p

n

n

n

n

nlntann

dntandtan

n

dnd θ=θ=α=α⇒θ=α ∫ ∫

α

α

Page 18: Bai Giang T T A  P G 2

18

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 69

Tìm được dθ theo công thức

Trong đó K là hằng số khúc xạ của khí quyển.

Đối với ảnh hàng không, θ được biểu diễn

qua bán kính hướng tâm của điểm ảnh

.dr – sai số vị trí điểm do chiết quang khí quyển

( ) θ+

=⇒∴θ

+=θθ+=θθ=

θ=

df

rfdrd

f

r1fdtan1fdsecfdr

tanfr

22

2

222

θ=α

=θ tanK2

d

Xây dựng công thức tính sai số do chiết quang khí quyển

...rkrkrkdr 5

3

3

21 +++=Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 70

Xây dựng công thức tính sai số do chiết quang khí quyển

+=∴

+=θ

+=⇒θ=θ

2

3

2222

f

rrKdr

f

rK

f

rftanK

f

rfdrtanKd

( ) ( )

( ) ( )

−′

+=−′=δ

−′

+=−′=δ

02

2

0

02

2

0

yyf

r1K

r

dryyy

xxf

r1K

r

drxxx

Hiệu chỉnh cho tọa độ ảnh

Vấn đề: Tìm hằng số K

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 71

( ) ( )[ ]hH202,01hH000013,0K 00 +⋅−−⋅=

+−

−=

250H6H

hH

H

00241,0K

0

2

0

22

0

0

Công thức thực nghiệm của K

( ) ( ) ( )[ ]245,4

0

256,5

0

256,5

0

H02257,01277H02257,01h022576,01H

001225,0K −∗−−−⋅−=

1. Mô hình Bertram ADRC

(1959 TT phát triển không gian Rome)

2. Mô hình Saastamoinen (H0 <=11km )

3. Mô hình H0 <= 9km

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 72

Sự xê dịch vị trí điểm ảnh do độ cong trái đất

EM0 M’

Mh

O

R

K

mmo

fk

H

δrc

S

nP

G

N

θ

S

R2

3

c

c0c

2

22

a

22

0

fR2

rHr

H

hrr

H

h

NM

MM

r

r

fR2

rHh

fR

Hr

R

mr

R

S

2

R

2sinR2h

cosRROKONMMh

⋅=δ∴

=δ⇒=′

′=

δ

⋅=

⋅=

⋅==θ

θ=

θ=

θ−=−==

Page 19: Bai Giang T T A  P G 2

19

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 73

Ảnh hưởng của chênh cao địa hình

đến sự xê dịch vị trí điểm ảnh

rH

hd =

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 74

ẢNH HƯỞNG TỔNG HỢP CỦA CÁC SAI SỐ HỆTHỐNG ĐẾN TỌA ĐỘ ẢNH

;b3

2yb

3

2xbb

3

2yxbb

3

2xyb

b4

3xbb

4

3y2bxybxbyby

;b3

2yb

3

2xbb

3

2xybb

3

2yxb

b4

3ybxybb

4

3x2bybxbx

2222

12

22

10

22

8

22

6

22

4321

2222

11

22

9

22

7

22

54

22

321

−+

−+

−+

+

−+

−−++−=∆

−+

−+

−+

+

−++

−−+=∆

Mô hình của GS Ebner (1976): 12 tham số bi

.b – cạnh đáy ảnh (cỡ ảnh 23x23cm thì b≈90mm)

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 75

ẢNH HƯỞNG CỦA HỆ SỐ 1, 2, 3

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 76

ẢNH HƯỞNG CỦA HỆ SỐ 4, 5, 6

Page 20: Bai Giang T T A  P G 2

20

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 77

ẢNH HƯỞNG CỦA HỆ SỐ 7, 8, 9

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 78

ẢNH HƯỞNG CỦA HỆ SỐ 10, 11, 12

Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 79

Sự khác nhau giữa phép chiếu xuyên tâm và phép chiếu

trực giao

Hiểu rõ mục tiêu của đo ảnh

Các yếu tố hình học cơ bản của ảnh đo

Tỷ lệ ảnh và các yếu tố ảnh hưởng đến tỷ lệ ảnh

Mục đích sử dụng của các hệ tọa độ dùng trong đo ảnh

Nguyên nhân sinh ra ma trận xuay và cách xây dựng ma

trận xoay

Bản chất và số lượng của các yếu tố định hướng của ảnh đo

Các bài toán chuyển đổi hệ tọa độ

Các biến dạng hình học trên ảnh hàng không, nguyên nhân

xuất hiện và công thức loại trừ

Các nội dung cần nắm bắt được