Phan 2 chuong 3 - may anh lap ban do

Phần 2. Thu nhận ảnh(Image Acquisition)

Camera lập bản đồ (mapping cameras)

Giới thiệu Camera là dạng thiết bị viễn thám cổ nhất nhưng đã thay

đổi rất nhiều trong vài thập kỷ gần đây. Các camera được thiết kế để đặt trên máy bay và cho

độ chính xác cao về vị trí và độ chi tiết không gian tốt vẫn là loại thiết bị viễn thám được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay.

Gần đây các camera số với công nghệ điện tử tiên tiến đã thay thế phần lớn camera tương tự truyền thống với chất lượng tương đương.

Chương này giới thiệu nền tảng camera đặt trên máy bay hoạt động ở dải phổ nhìn thấy và hồng ngoại gần với khả năng tạo ảnh có độ chi tiết và yếu tố hình học tốt.

Cơ sở của ảnh hàng không Hệ thống thu nhận ảnh hàng không có các

thành phần tương tự máy ảnh thông thường bao gồm: Thấu kính (lens): thu nhận ánh sáng để tạo ảnh Bề mặt nhạy sáng để ghi lại ảnh Cửa chập (shutter): kiểm soát ánh sáng vào Thân máy (camera body): liên kết và giữ các bộ phận

của camera ở đúng vị trí của nó. Máy ảnh hàng không khác máy ảnh thông

thường ở buồng phim (film magazine), cơ cấu điều khiển (drive mechanism) và côn thấu kính (cone lens).

Cơ sở của ảnh hàng không

Cơ sở của ảnh hàng không Máy ảnh hàng không còn được thiết kế đặc biệt

để thu thập ảnh (ví dụ) cho một vùng rộng lớn trong các điều kiện không thuận lợi, hay camera sử dụng trong quan trắc, đo đạc (ảnh chất lượng cao, có khả năng đo đạc).

Máy ảnh tương tự ghi lại một cách vật lý quang cảnh được chụp sử dụng giấy hoặc phim có phủ hóa chất. Độ sáng của ảnh tương tự tỷ lệ với độ sáng của quang cảnh. Ảnh tương tự in trên giấy có nhược điểm liên quan đến những khó khăn trong việc lưu trữ, truyền dẫn, tìm kiếm, phân tích,…

Cơ sở của ảnh hàng không Máy ảnh số ghi lại ảnh bằng dữ liệu là các mảng

giá trị phản ánh mẫu của độ sáng của bức ảnh đó.

Máy ảnh số và máy ảnh tương tự có chung nhiều bộ phận và đặc tính, nhưng thiết kế có khác biệt đáng kể, không dùng phim.

Máy ảnh số cho phép tích hợp với các hệ thống định vị hay các hệ thống ghi chú ảnh.

Cơ sở của ảnh hàng khôngThấu kính Thấu kính thu nhận ánh sáng phản xạ và hội tụ

nó trên tiêu diện (focal plane) để tạo ảnh. Thông thường thấu kính có dạng mặt cong,

không song song. Thấu kính làm thay đổi mật độ quang của tia

sáng đến từ khí quyển. Do vậy để giữ được cân bằng màu và giảm suy hao quang, thấu kính phải được thiết kế cẩn thận về kích thước và hình dạng hay sắp đặt và kết hợp hợp lý các thấu kính.

Cơ sở của ảnh hàng khôngThấu kính Đặc tính quang của thấu kính xác định bởi chỉ

số khúc xạ của kính và độ cong. Chất lượng của thấu kính xác định bởi chất

lượng kính, độ chính xác của hình dạng, độ chính xác khi được đặt trong camera.

Ví dụ: hình dạng thấu kính không chuẩn làm tăng quang sai cầu (spherical aberration) gây ra lỗi làm cho ảnh bị mờ.


Thấu kính lồi, cong đều hai mặt, ánh sáng khúc xạ ở cả hai cạnh để tạo ảnh.

Cơ sở của ảnh hàng khôngThấu kính Phần lớn camera hàng không là camera thấu

kính kết hợp, gồm nhiều thấu kính khác nhau về kích thước, hình dạng và đặc tính quang học.

Mỗi thấu kính thành phần sửa lỗi cho thấu kính khác, như vậy tổng hợp các thấu kính cho hình ảnh tốt hơn so với chỉ một thấu kính đơn lẻ.

Trục quang (optical axis): đường nối tâm các thấu kính.

Mặt phẳng ảnh chính (image principal plane): mặt phẳng cắt qua tâm thấu kính.

Cơ sở của ảnh hàng khôngThấu kính Điểm nút (nodal point): mặt phẳng ảnh chính cắt

trục quang tại điểm nút. Các tia phản xạ song song đến từ vật thể ở rất xa đi

qua thấu kính và đưa ảnh đến tiêu điểm. Tia chủ (chief ray) đi qua điểm nút của thấu kính mà

không thay đổi hướng. Tiêu diện (focal plane): mặt phẳng đi qua tiêu điểm

và song song với mặt phẳng ảnh chính. Với camera thường, khoảng cách từ vật thể tới thấu

kính càng tăng thì ảnh rơi càng gần thấu kính và do vậy cần điều chỉnh thấu kính để ảnh rơi vào đúng điểm tụ.

Cơ sở của ảnh hàng khôngThấu kính Với camera viễn thám, quang cảnh được chụp với

khoảng cách rất xa, tiêu điểm có thể được đặt cố định ở vô cùng, như vậy không cần chỉnh tiêu điểm.

Tiêu cự: khoảng cách từ tâm thấu kính tới tiêu điểm, thường đo bằng inch hay milimet.

Một số thấu kính lồi, tiêu cự không xác định cho mọi bước sóng. Ví dụ: tiêu cự đối với ánh sáng xanh ngắn hơn ánh sáng đỏ và hồng ngoại, gây ra hiệu ứng quang sai màu (chromatic aberration).

Cơ sở của ảnh hàng khôngThấu kính Thị trường của thấu kính được điều khiển bởi field

stop, là mặt nạ đặt ngay trước tiêu diện. Khẩu độ (aperture stop): thường đặt ở gần tâm của

thấu kính kết hợp, bao gồm một mặt nạ mở tròn có thể điều chỉnh được đường kính.

Khẩu độ có thể điều khiển độ mạnh của ánh sáng ở tiêu diện nhưng không ảnh hưởng thị trường hay kích thước ảnh. Điều khiển khẩu độ là điều chỉnh độ sáng của ảnh. Kích thước khẩu độ tính theo đường kính mở có thể điều chỉnh được hay ánh sáng vào camera nhiều hay ít.

Cơ sở của ảnh hàng khôngThấu kính Khẩu độ tương đối:

Số f lớn có nghĩa là khẩu độ mở nhỏ, số f nhỏ nghĩa là khẩu độ mở lớn so với tiêu cự.

Độ lớn tiêu cự liên quan đến kích thước camera Trong khi đó số f được tiêu chuẩn hóa để không phụ

thuộc kích thước. Ví dụ: khẩu độ bằng “23 mm” không có ý nghĩa gì trong

thực tế trừ khi ta biết tiêu cự, nhưng nói khẩu độ “f4” nghĩa là với mọi kích thước camera thì khẩu độ bằng ¼ tiêu cự.

Cơ sở của ảnh hàng khôngThấu kính Các khẩu độ chuẩn là:

Dãy các khẩu độ trên được thiết kế để hai khẩu độ liên tiếp tương ứng với lượng ánh sáng vào camera hơn kém nhau 2 lần.

Thấu kính cho camera hàng không thường có thị trường rộng do vậy ánh sáng đến tiêu diện từ rìa của thị trường sẽ tối hơn so với ánh sáng phản xạ từ vật thể được định vị gần hay chính giữa thị trường.

Cơ sở của ảnh hàng khôngThấu kính Hiện tượng có vùng tối ở rìa thị trường gọi là

hiệu ứng vignetting => khắc phục bằng sử dụng bộ lọc anti vignetting.

Máy ảnh số có thể dùng kỹ thuật xử lý ảnh để loại bỏ vignetting thay vì dùng bộ lọc vật lý.

Cơ sở của ảnh hàng khôngCửa chập (the shutter) Cửa chập điều khiển thời gian phim bị phơi dưới

ánh sáng. Cửa chập đơn giản là một bản kim loại đặt giữa

các thấu kính thành phần gọi là cửa chập “intralens” được sử dụng phổ biến trong các camera hàng không. Một dạng khác của cửa chập là cửa chập tiêu diện được đặt ngay trước tiêu diện (cảm biến).

Chọn tốc độ cửa cập là chọn mức độ phơi sáng mong muốn.

Cơ sở của ảnh hàng khôngBù chuyển động ảnh Các camera hàng không chất lượng cao thường có

khả năng bù chuyển động ảnh để có được bức ảnh tốt.

Tuỳ thuộc loại thiết bị ghi ảnh, chuyển động tiến của máy bay (độ cao thấp/tốc độ cao) thường làm cho ảnh bị nhòe.

Với máy ảnh tương tự, việc bù chuyển động ảnh đạt được bằng cách dịch chuyển phim một cách cơ khí với vận tốc bằng vận tốc máy bay.

Với hệ thống số, bù chuyển động ảnh được thực hiện bởi hệ thống điện tử với dải thay đổi độ cao và vận tốc rộng hơn.

Hình học của chụp ảnh hàng không thẳng đứng Chụp ảnh hàng không có thể phân loại theo

hướng của camera so với mặt đất trong thời gian phơi sáng. Ảnh hàng không xiên (oblique): được ghi lại bởi

camera gắn bên hông máy bay. High oblique: chụp ảnh lấy chân trời Low oblique: chụp ảnh chỉ lấy mặt đất, không lấy

chân trời Ảnh hàng không thẳng đứng (vertical): được ghi bởi

camera nhìn thẳng xuống đất

Hình học của chụp ảnh hàng không thẳng đứng

Ảnh hàng không xiên có ưu điểm là cho thấy ảnh của một vùng rất rộng lớn. Dễ dàng nhận ra rằng các đặc điểm như nhà cao tầng hay đỉnh núi hiện ra rõ nét ở tiền cảnh.

Ảnh hàng không xiên không được dùng cho mục đích có tính phân tích bởi tỷ lệ thay đổi rất nhiều giữa tiền cảnh và hậu cảnh cản trở việc đo đạc khoảng cách, diện tích.


Ảnh hàng không đứng được camera chụp trực tiếp mặt đất từ trên cao. Cho dù các vật thể và đặc điểm trông có vẻ lạ giống như bản đồ vì được nhìn theo phương đứng nhưng thực ra lại có nhiều đặc tính hình học được thể hiện và có một số ưu điểm.


Thực tế chỉ rất ít ảnh hàng không thật sự là thẳng đứng mà thường nghiêng vài độ do chuyển động của máy bay và các yếu tố khác.

Do vậy, thuật ngữ chụp ảnh thẳng đứng được sử dụng chung cho chụp ảnh hàng không với nghiêng vài độ so với phương thẳng đứng.

Do tính chất hình học của ảnh hàng không thẳng đứng hay gần thẳng đứng được hiểu rất rõ nên nó được ứng dụng trong nhiều trường hợp ví dụ như đo đạc chính xác sử dụng ảnh hàng không thẳng đứng hay còn gọi là photogrammetry.


Dấu điểm chuẩn (fiducial marks): dấu được gắn cứng trong máy ảnh và được ghi vào ảnh khi chụp.

Điểm gốc (principal point): giao điểm của 2 đường nối điểm chuẩn, cũng là điểm giao của trục quang và tiêu diện tạo nên tâm quang của ảnh.


Điểm gốc đất (ground nadir): là điểm phía dưới theo phương đứng của tâm thấu kính tại thời điểm chụp.

Điểm gốc ảnh (photographic nadir): giao điểm của đường nối điểm gốc đất và tâm thấu kính với tiêu diện.

Các ứng dụng photogrametry đòi hỏi phải căn chỉnh (calibration) để đảm bảo độ chính xác quang và vị trí của ảnh


Isocenter: tiêu điểm nghiêng, nằm trên trục “bản lề” giữa mặt ảnh nghiêng và mặt ảnh đứng giả thiết.


Méo quang (optical distortions): lỗi gây bởi thấu kính cấp thấp, camera hỏng hay các vấn đề tương tự.

Độ nghiêng (tilt) gây bởi tiêu diện bị lệch so với mặt phẳng ngang do di chuyển của máy bay. Tiêu điểm nghiêng nằm tại hay gần điểm gốc. Phần ảnh phía trên tiêu điểm nghiêng ở xa mặt đất hơn isocenter nên được thể hiện với tỷ lệ nhỏ hơn tỷ lệ danh định và ngược lại với phần ảnh phía dưới.

Do phần lớn ảnh đều có nghiêng vài độ nên cần chú ý để tránh sai sót khi đo đạc kích thước dựa vào ảnh chụp.


Hình học của chụp ảnh hàng không thẳng đứng Dịch chuyển độ cao địa

hình (Relief displacement) là lỗi vị trí chủ yếu đối với ảnh hàng không thẳng đứng.

Ví dụ: Phối cảnh 5 tháp có chiều cao như nhau được nhìn từ tâm thấu kính của camera.

Ảnh số: được thu thập bởi một họ các thiết bị có thể thể hiện một cách có hệ thống hình ảnh của một phần bề mặt trái đất bằng việc ghi lại các phô-ton phản xạ hay phát ra từ một mảng của mặt đất (pixels = picture elements: điểm ảnh).

Các điểm ảnh hợp với nhau thành một mảng các độ sáng rời rạc tạo thành bức ảnh. Ảnh số được tạo thành từ ma trận của nhiều ngàn điểm ảnh mà các thành phần nhỏ có thể phân biệt được bởi mắt người.

Mỗi điểm ảnh biểu diễn độ sáng của một vùng nhỏ của bề mặt trái đất, ghi lại bằng một giá trị số tương ứng với giá trị nhất định của vùng phổ điện từ nào đó.

Các camera hàng không số

Thông thường thấu kính chiếu ảnh lên tiêu diện. Phim phủ cảm quang (máy ảnh tương tự) hay

mảng các phần tử dò (máy ảnh số) được đặt tại tiêu diện để ghi lại ảnh.

Mỗi phần tử dò là các chất nhạy sáng phát dòng điện âm khi nó chặn các phô-ton từ thấu kính, từ đó tạo ra ảnh từ ma trận các giá trị độ sáng, mà các giá trị này tỷ lệ với độ mạnh yếu của điện sạc khi tới tiêu diện.

Hai thiết kế phần tử dò là: CCD (charged-coupled devices): dùng trong chụp ảnh

hàng không CMOS (complementary metal oxide semiconductor)


CCD: tạo bởi các phần tử nhạy sáng nhúng trong một chip silicon.

Mỗi thành phần nhạy sáng của CCD có thể được chế tạo với đường kính rất nhỏ, cỡ 1m

Vùng phổ cảm thụ được là ánh sáng nhìn thấy và hồng ngoại gần.


Các phần tử dò có thể sắp xếp theo hàng (linear array) hay theo nhiều hàng và cột thành mảng 2 chiều.


Các thiết kế camera số: Camera format: chuẩn chung cho chụp ảnh lập bản

đồ là 230mm x 230mm, mỗi khung hình là 1 ảnh chụp và được coi là 1 đơn vị cơ sở của ảnh.

Camera chụp ảnh như vậy gọi là framing camera, được coi là chuẩn thiết kế camera tương tự.

Với camera số, nếu sử dụng định dạng 230mm x 230mm thì cần mảng rất lớn lên đến 660 megapixel => Cần giải pháp để camera số hỗ trợ định dạng lớn.


Các thiết kế camera số: Dùng các CCD nhiều vùng với nhiều thấu kính. Ví

dụ dùng 4 thấu kính, ảnh chụp là ghép của 4 ảnh thành phần, tuy nhiên khi ghép cần chú ý tính chất hình học có thể thay đổi do mỗi thấu kính có một nadir riêng.

Camera có hệ thấu kính riêng để chụp thẳng, chụp phía trước và chụp phía sau. Mỗi thời điểm camera chỉ chụp vài dải chụp thắng, chụp trước, chụp sau. Tuy nhiên, máy bay bay tiến phía trước dọc theo đường bay và mỗi thấu kính thu thập các bộ ảnh riêng biệt.


Các camera hàng không số Intergraph DMC (digital modular camera) là một

camera số định dạng khung lớn (large-frame) với 4 đầu chụp toàn sắc loại CCD độ phân giải cao ở trung tâm và 4 đầu chụp đa phổ ở ngoại vi.

Các camera hàng không số Vexcel UltraCamX: hệ đa thấu kính và CCD đặt

trên cùng mặt phẳng, có thể cài đặt bù thời gian để ảnh chụp có phối cảnh như có cùng điểm nhìn.

Hệ thống bao gồm 4 CCD toàn sắc độ phân giải cao, 4 CCD đa phổ độ phân giải thô.

Ảnh toàn phổ là ảnh chính, 4 camera đa phổ hợp thành 1 ảnh đa phổ của frame.

Ảnh tổng hợp tạo thành ảnh chữ nhật có chiều dài theo hướng across-track.

Có sử dụng nhiều kỹ thuật xử lý và nội suy để tạo ảnh full-frame.

Các camera hàng không số Camera mảng hàng (linear arrays): camera

Leica ADS 40 chụp ảnh mặt đất theo từng hàng, riêng biệt cho ảnh nhìn trước, nhìn thẳng (nadir viewing) và nhìn sau. Camera SH52 có trang bị 1 mảng nhìn trước, 2 mảng nhìn thẳng (1 toàn sắc, 1 đa phổ), 1 mảng nhìn sau.

Mảng đa phổ thu ảnh nhìn thẳng và ảnh nhìn sau trong vùng blue, green, red và hồng ngoại gần.

Đặc điểm của camera này là được cấu hình để các nadir của các ảnh chụp theo 1 đường thẳng. Như vậy mỗi ảnh hiển thị dịch chuyển độ cao địa hình theo hướng along-track như một hàm của độ cao.

Quét số ảnh tương tự Quét ảnh tương tự để tạo ảnh số bởi ưu điểm

của dữ liệu số trong lưu trữ, truyền dẫn và phân tích.

Máy quét ảnh thông thường cho dù có thể cung cấp độ chính xác tương đối và chi tiết hình ảnh khá tốt nhưng vẫn không đáp ứng được yêu cầu.

Với các ứng dụng trong khoa học hay đo đạc, máy quét phải được thiết kế chuyên dụng chất lượng tốt, quét phẳng, mảng CCD lớn, phần mềm phức tạp.

So sánh ảnh số và tương tự

Độ nhạy phổ Camera tương tự dùng phim màu để bắt các

tính chất phổ của cảnh chụp. Do vậy các detector có thể được cấu hình để ghi lại các vùng phổ khác nhau như các băng hay kênh riêng biệt.

Phim màu sử dụng hóa chất có độ nhạy trong một khoảng bước sóng, độ nhạy tối đa trong vung đỏ, green, blue hay nhạy với các bức xạ ở một giới hạn mong muốn.

Trong camera số, độ nhạy của CCD và CMOS phụ thuộc lý tính của vật liệu làm cảm biến và nhà sản xuất.

Độ nhạy phổ Thông thường, cảm biến số nhạy phổ quanh

vùng ánh sáng nhìn thấy với cực đại ở vùng green và trải rộng tới vùng hồng ngoại gần.

Mảng cảm biến sử dụng cho thiết bị tiêu dùng thường loại bỏ bức xạ hồng ngoại gần, nhưng với camera hàng không nhạy với vùng này lại có ích.

Khác với camera tương tự, cảm biến số được thiết kế có độ nhạy phổ tập trung ở một dải hẹp và cung cấp phép đo chính xác về độ sáng của từng màu.

Độ nhạy phổ Nhờ vậy cảm biến số tốt hơn khi ghi lại các

tính chất phổ của cảnh chup. Điều này đôi khi là rất quan trọng đối với người dùng ảnh hàng không.

Nếu chip cảm biến được thiết kế như các mảng tách biệt cho mỗi vùng phổ thì nó thu ảnh màu như các mặt phẳng mảng riêng biệt cho mỗi vùng phổ. Tuy nhiên, hiện tại, thiết kế này dù có ưu điểm nhưng ít được sử dụng trong camera hàng không do các mảng cảm biến lớn rất đắt, khó sản xuất, trích xuất dữ liệu mất nhiều thời gian.

Độ nhạy phổ Một cách khác sử dụng chỉ một mảng cảm

biến là dùng bộ lọc Bayer lựa chọn các bước sóng tới điểm ảnh để ghi lại 3 màu thứ cấp.

Ví dụ: bộ lọc Bayer được thiết kế cho phép 50% điểm ảnh trong mảng nhận màu green, 25% cho màu đỏ và blue.

Độ nhạy phổ Sử dụng bộ lọc Bayer, chip CCD phải xử lý

giá trị pixel bằng nội suy, ngoại suy để ước lượng giá trị tương ứng với màu của điểm ảnh.

Công nghệ Foveon: cảm biến được thiết kế vận dụng tính hấp thụ ánh sáng của vật liệu silicon. Cảm biến được sắp xếp thành 3 lớp, trên cùng là lớp nhạy blue, lớp tiếp theo là nhạy green và cuôi cùng là lớp nhạy đỏ.

Do ánh sáng đi xuyên qua các lớp nên lớp trong cùng sẽ nhận ánh sáng yếu và nhiễu hơn.

Kết hợp băng: ảnh quang Hiển thị hiệu quả ảnh là quan trọng trong viễn

thám. Kết hợp băng (band combination) là thuật ngữ

trong viễn thám liên quan đến việc gán màu để biểu diễn độ sáng của các vùng phổ khác nhau.

Với ảnh đa phổ, do mắt người chỉ nhạy các màu cơ bản và phân biệt được độ sáng của các màu này và kể cả màu trộn của các màu cơ bản.

Trong trường hợp băng ngoài vùng ánh sáng nhìn thấy, việc chọn màu về nguyên tắc có thể là bất kỳ nhưng cần chú ý tới mục đích.

Kết hợp băng: ảnh quang Ảnh hồng ngoại đen – trắng: ảnh được thu

trong vùng hồng ngoại gần, không bị ảnh hưởng nhiều bởi tán xạ của khí quyển, cho thấy khu vực cây xanh, phân biệt vùng đất và nước.

Kết hợp băng: ảnh quang Ảnh toàn sắc (panchromatic): phổ ánh sáng

nhìn thấy được thể hiện trên 1 kênh duy nhất. Ảnh đen trắng dưới góc nhìn toàn sắc là ảnh ghi lại độ sáng các bức xạ nhìn thấy mà không phân tách các màu khác nhau.

Trong viễn thám, băng toàn sắc được dùng thể hiện chi tiết không gian thay cho màu sắc bởi đôi khi chi tiết không gian tốt lại là thông tin có giá trị hơn là màu sắc.

Kết hợp băng: ảnh quang

Kết hợp băng: ảnh quang Bức xạ blue dễ dàng bị tán xạ làm giảm chất

lượng ảnh viễn thám. Để có được ảnh rõ và nét hơn, một số thiết bị

có thể được thiết kế chỉ bắt các bức xạ trong vùng green, red và hồng ngoại gần.

Các ứng dụng sử dụng ảnh hàng không toàn phổ, ví dụ như chụp ảnh vùng đô thị, thông tin màu sắc không quan trọng lắm nhưng chi tiết không gian quan trọng hơn nhiều.

Kết hợp băng: ảnh quang

Kết hợp băng: ảnh quangMô hình màu tự nhiên Ảnh màu tự nhiêu biểu diễn màu sắc tương tự

cảnh chụp thật nhưng có nhược điểm là vùng phổ blue bị tán xạ bởi khí quyển nên bị hạn chế sử dụng khi thu ảnh ở độ cao lớn.

Kết hợp băng: ảnh quangMô hình màu tự nhiên Ảnh màu tự nhiêu biểu diễn màu sắc tương tự

cảnh chụp thật nhưng có nhược điểm là vùng phổ blue bị tán xạ bởi khí quyển nên bị hạn chế sử dụng khi thu ảnh ở độ cao lớn.

Tạo ảnh sai màu: ảnh có màu không giống màu tự nhiên, được tạo ra một cách chủ ý. Các nhà phân tích kết hợp các kênh sơ cấp theo cách nào đó để có ảnh cho mục đích riêng.

Hơn nữa, viễn thám thường sử dụng bức xạ ngoài vùng ánh sáng nhìn thấy, việc hiển thị các ảnh với mô hình sai màu là cần thiết.

Kết hợp băng: ảnh quangMô hình hồng ngoại màu Hồng ngoại gần là vùng “quí nhất” đặc trưng bởi

các bước sóng dài hơn ngay sát vùng ánh sáng nhìn thấy.

Đây là vùng mang nhiều thông tin quan trong về cây cối và không bị tán xạ bởi khi quyển, bổ trợ cho vùng ánh sáng nhìn thấy.

Mô hình hồng ngoại màu (CIR) tạo ảnh 3 băng bằng cách bỏ đi băng blue ở vùng nhìn thấy và thêm kênh trong vùng hồng ngoại gần.

CIR cho phép nhìn rõ vùng cây xanh và vùng nước mà không bị ảnh hưởng bởi khí quyển như mô hình màu tự nhiên.

Kết hợp băng: ảnh quang Mô hình kết hợp băng này hữu ích cho các

nghiên cứu trong lĩnh vực lâm nghiệp, nông nghiệp, tài nguyên nước, …

Độ phủ bởi nhiều ảnh Kế hoạch bay: máy bay bay theo các đường

bay song song để thu thập ảnh hàng không thẳng đứng và tập hợp lại để có được ảnh bao phủ một vùng nào đó.

Cứ mỗi đường bay, các khung ảnh riêng được đánh số thành dãy.

Mỗi ảnh được chụp bằng cách chụp đơn chiếc hay chụp tự động trong khoảng thời gian đã được tính toán từ trước để có được độ phủ mong muốn.

Các khung riêng lẻ được đánh số theo dải

(a) Forward overlap

Đường bay bị lệch do gió ngang làm cho ảnh dưới mặt đất bị dịch như trong hình.

(b) Drift

Điều chỉnh đường bay để bù lại drift nhưng không đổi hướng camera

(c) Crab

Độ phủ bởi nhiều ảnh Thông thường hai khung kế tiếp trên cùng

một đường bay gối lên nhau khoảng 50-60% mỗi khung.

Nếu gối lên nhau hơn 50% thì điểm gốc của ảnh trước xuất hiện trong ảnh kế tiếp và gọi là các điểm gốc liên hợp (conjugate principal points).

Khi cần chụp ảnh vùng rộng lớn và cần đến vài dải ảnh chụp song song thì mỗi dải ảnh cạnh nhau gối lên nhau khoảng từ 5-15% để tránh ảnh bị có lỗ hổng. Tuy nhiên, nếu vẫn có lỗ hổng thì gọi là holidays.

Độ phủ bởi nhiều ảnh Tuy nhiên, nhiều trường hợp vẫn xảy ra lỗ

hổng do thiết bị hỏng, dẫn đường sai, mây phủ, … và được gọi là holidays.

Chụp lại sau đó để khắc phục holidays, ảnh có thể khác nhiều do góc nắng, độ phủ cây cối hay các chất lượng khác.

Để lập kế hoạch bay, số ảnh chụp cho mỗi đường bay có thể dự đoán như sau:

Độ phủ bởi nhiều ảnh Thị sai nhìn nổi (stereoscopic parallax): hai

ảnh của cùng một khu vực được chụp từ hai điểm khác nhau, ta quan sát dịch chỗ giữa ảnh của các vật thể.

Ví dụ: Nhìn vật thể bằng 1 mắt, nhắm mắt đang nhìn và mở mắt kia để nhìn ta thấy vật thể dịch chuyển chỗ. Lượng thị sai giảm khi khoảng cách từ người quan sát tới vật thể tăng.

Thị sai nhìn nổi có thể sử dụng như là cơ sở của đo khoảng cách và độ cao.

Độ phủ bởi nhiều ảnh

Độ phủ bởi nhiều ảnh Với ảnh hàng không, vùng ảnh gối nhau được

coi là ảnh thị sai. Nếu có trùng lặp trên 50% thì vùng trùng lặp của 3 ảnh liên tiếp gọi là stereo triplet. Thông thường vùng gối nhau vào khoảng 50-60%, như vậy làm tăng số lượng ảnh gấp đôi để đảm bảo vùng phủ.

Dịch chuyển do thị sai nhìn nổi luôn song song với đường bay. Đỉnh của các vật thể cao gần với camera hơn sẽ cho dịch chuyển nhiều hơn vật thấp (ở xa camera). Đo thị sai cho phép ước lượng độ cao của vật thể.

Độ phủ bởi nhiều ảnh Đo bằng tay thị sai thực hiện như sau: Đo khoảng cách giữa hai

điểm gốc X Đo khoảng cách hai chân

đế Y, tính P=X-Y Đo khoảng cách giữa 2

đỉnh B và và giữa 2 đế A Biết H là độ cao máy

bay, độ cao vật thể được xác định:

Độ phủ bởi nhiều ảnhẢnh vuông góc (orthophotos) và bản đồ ảnh vuông góc (orthophotomaps): Ảnh hàng không không phải bản đồ mặt bằng do có

sai số hình học, đáng chú ý nhất là độ nghiêng và dịch chuyển độ cao địa hình. Do vậy không thể sử dụng để đo đạc.

Ảnh nhìn nổi và số liệu đo đạc mặt đất có thể dùng để tạo ảnh không có các sai số như trên gọi là ảnh vuông góc (Orthophoto).

Ảnh vuông góc rất hữu ích bởi có thể sử dụng nhanh và rẻ hơn bản đồ địa hình (topographic map) thông thường.

Ảnh vuông góc (orthophotos) là cơ sở của bản đồ ảnh vuông góc (orthophotomaps)

Độ phủ bởi nhiều ảnhẢnh vuông góc số bốn cạnh (Digital Orthophotos Quadrangles - DOQs) : DOQ là ảnh vuông góc dưới định dạng số được thiết

kế với 4 cạnh dài 7,5 phút (kinh độ và vĩ độ) Các DOQ có thể là màu hoặc đen trắng được xử lý

để đạt được các tính chất của bản đồ mặt bằng. Chương trình ảnh hàng không quốc gia quy định

DOQ có tỷ lệ 1:40.000, tinh chỉnh dựa trên các mô hình góc ngẩng số DEM (Digital Elevation Model).

Viền ảnh trong khoảng 50-300m tới giới hạn cạnh. Sản phẩm khác cùng loại là ảnh phần tư DOQQ

(Digital Orthophotos Quarter Quadrangles). Chi tiết không gian với DOQ là 2m, còn với DOQQ là

khoảng 1m

Phan 2 chuong 3 - may anh lap ban do

Technology

Transcript of Phan 2 chuong 3 - may anh lap ban do