Tìm hiểu phương pháp tăng dầy điểm khống chế ảnh

Trong quá trình lập bản đồ địa hình hoặc phân tích ảnh viễn thám, việc tăng dầy điểm khống chế ảnh đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao độ chính xác và tính chi tiết của dữ liệu thu thập. Điểm khống chế ảnh là các vị trí xác định trên thực địa, được sử dụng làm cơ sở để hiệu chỉnh và liên kết dữ liệu ảnh với hệ tọa độ thực tế. Cùng tìm hiểu các thông tin về tăng dầy điểm khống chế ảnh trong bài viết dưới đây của Việt Thanh Group. 

>>>Tham khảo máy thủy bình, dòng sản phẩm hỗ trợ đo độ cao, độ góc, độ xa của một điểm bất kỳ, hoặc so sánh vị trí độ cao giữa 2 điểm với mức độ chính xác cao đến milimet.

Khái niệm về phương pháp tăng dầy điểm khống chế ảnh 

Trong quá trình đo vẽ ảnh hàng không, các điểm khống chế ảnh đóng vai trò quan trọng trong việc xác định vị trí không gian của chùm tia chụp hoặc mô hình lập thể của ảnh trong hệ tọa độ trắc địa. Các điểm này là những vị trí địa vật đã được đánh dấu trên ảnh và có tọa độ được xác định trong hệ tọa độ trắc địa.

Nếu toàn bộ các điểm khống chế ảnh đều phải đo đạc thực địa, thì khối lượng công việc sẽ tăng lên đáng kể. Do đó, phương pháp đo ảnh sử dụng các tính chất cơ bản của ảnh và nguyên lý về mối quan hệ giữa ảnh, mô hình lập thể và tọa độ trắc địa để thay thế việc đo đạc ngoài thực địa. Quá trình này được gọi là tăng dầy điểm khống chế ảnh.

Mục tiêu của công tác tăng dầy điểm khống chế ảnh là xác định tọa độ trắc địa của các điểm đã chọn và đánh dấu trên ảnh, nhằm tạo cơ sở cho việc liên kết giữa các đối tượng đo vẽ trong phòng với thực địa. Vì vậy, các điểm được tăng dầy cần đáp ứng những yêu cầu nhất định trong công tác đo ảnh.

>>>Tham khảo: Thiết bị đo đạc máy GNSS RTK (các hãng máy GNSS RTK Hi-Target, hãng GNSS RTK Satlab, hãng GNSS RTK Sokkia. Các sản phẩm nổi bật như GNSS RTK Hi-Target V200, GNSS RTK Satlab Freyja,..

Những yêu cầu cơ bản đối với công tác tăng dầy điểm khống chế ảnh 

Các điểm khống chế ảnh được xác định bằng phương pháp xử lý trong phòng được gọi là điểm khống chế ảnh tăng dầy. Đây là những điểm có hình ảnh rõ ràng, được lựa chọn và đánh dấu trên ảnh, đồng thời tọa độ của chúng được xác định thông qua phương pháp xử lý trong phòng. Các điểm này là nền tảng cho việc định hướng tuyệt đối của chùm tia chụp hoặc các mô hình lập thể trong quá trình đo ảnh. Do đó, chúng cần đáp ứng các yêu cầu về độ chính xác, mật độ điểm và vị trí trên ảnh đo.

>>> Xem thêm: Máy Thủy Bình Sokkia , Máy Thủy Bình Leica , Máy Thủy Bình Hi-Target giúp nâng cao chất lượng công việc trong các lĩnh vực đo đạc địa lý và các máy thủy bình nổi bật như:Máy Thủy Bình Hi-Target HT32, Máy Thủy Bình Sokkia B40A, Máy Thủy Bình Nikon AX-2S

Yêu cầu về độ chính xác của các điểm khống chế ảnh tăng dầy 

Để đảm bảo độ chính xác trong quá trình đo ảnh, các điểm khống chế ảnh cần đạt độ chính xác cao hơn ít nhất một bậc so với độ chính xác của các điểm địa vật trên bản đồ.

Trong phương pháp đo ảnh, nội dung bản đồ được vẽ trực tiếp từ các ảnh đo và được định hướng theo hệ tọa độ trắc địa dựa trên các điểm khống chế ảnh đã được tăng dầy. Độ chính xác của các điểm khống chế tăng dầy sẽ được xác định dựa trên yêu cầu cụ thể của bản đồ. Thông thường, các tiêu chuẩn này được quy định trong các quy phạm đo vẽ bằng ảnh hàng không (bảng 1).

Sai số cho phép của các điểm khống chế tăng dầy chỉ được phép lớn gấp đôi sai số trung bình nêu trong bảng 1 và số lần xuất hiện sai số tối đa là 5%. Đối với các điểm độ cao thuộc vùng địa hình khó khăn, tần suất sai số cho phép có thể lên tới 10%.

Tham khảo: Sản phẩm máy thủy bình đang được bán chạy nhất trên thị trường hiện nay như: máy thủy bình Sokkia (dòng Sokkia B40A, Sokkia B30A,..), máy toàn đạc Sokkia (dòng Sokkia FX-200 series),..Mua máy thủy bình uy tín chất lượng tại trang web của Việt Thanh Group. Chuyên phân phối các thiết bị đo đạc chính hãng từ các hãng nổi tiếng trên thị trường như Hi-Target, Satlab, Sokkia, Leica,..

Trong phương pháp đo ảnh giải tích, độ chính xác của nội dung đo vẽ phụ thuộc vào khả năng nhận diện và định vị điểm ảnh. Nhờ những tiến bộ trong công nghệ chụp và đo ảnh hiện nay, độ chính xác có thể đạt đến ± 0,01mm. Do đó, độ chính xác của các điểm khống chế ảnh cần phải tương đương hoặc cao hơn mức này. Vì vậy, sai số trung bình cho phép của vị trí mặt phẳng cho các điểm khống chế tăng dầy được tính theo công thức trong hình dưới đây: 

Yêu cầu về số lượng và phương án bố trí điểm tăng dầy trong ảnh 

Trong đo ảnh, số lượng và cách bố trí các điểm khống chế trên ảnh phụ thuộc vào phương pháp đo vẽ được sử dụng.

Với phương pháp đo vẽ ảnh phối hợp sử dụng ảnh đơn làm cơ sở, số lượng và vị trí các điểm khống chế trên ảnh cần đáp ứng yêu cầu của quá trình nắn ảnh. Khi sử dụng máy nắn quang cơ để nắn ảnh, mỗi tấm ảnh đo cần ít nhất 4 điểm khống chế, được đặt tại bốn góc của khu vực đo vẽ. Bên cạnh đó để kiểm tra được độ chính xác nắn ảnh, thông thường trên mỗi ảnh sẽ bố trí thêm điểm thứ 5 ở giữa. (Hình 2) 

Trong phương pháp đo vẽ ảnh lập thể, các điểm khống chế ảnh là yếu tố quan trọng để định hướng các mô hình lập thể. Vì vậy, mỗi mô hình cần tối thiểu 3 điểm khống chế. Để nâng cao độ chính xác và kiểm tra định hướng, thông thường 4 điểm khống chế được bố trí ở bốn góc của khung ảnh.

Các điểm khống chế tăng dầy dùng cho công tác đo vẽ trong phòng cần được chọn ở những vị trí đáp ứng các điều kiện sau:

• Điểm khống chế không được đặt quá sát mép ảnh, phải cách ít nhất 1 cm, và các dấu đặc biệt trên ảnh (như đường ép phẳng, bọt nước…) phải cách điểm ít nhất 1mm.
• Điểm khống chế phải có khả năng sử dụng cho các ảnh liền kề trong cùng dải bay và dải bay kế tiếp. Nếu độ phủ của ảnh không đạt yêu cầu, cần chọn điểm khống chế riêng cho từng dải bay, nhưng chúng phải nằm trên đường vuông góc với cạnh đáy ảnh từ điểm chính và cách điểm chính không nhỏ hơn một cạnh đáy ảnh, theo bố trí ở (hình 2).
• Điểm khống chế tăng dầy nên được chọn tại các địa vật có hình ảnh rõ ràng, dễ nhận biết và có khả năng đánh dấu chính xác trên các ảnh liền kề. Các địa vật này thường là giao điểm của các tuyến địa vật có góc gần 90°, hoặc các góc của mảnh ruộng, đất, hoặc thảm thực vật có hình dạng rõ ràng và độ tương phản cao, hay những địa vật riêng lẻ nổi bật.

>>>Xem thêm: Ảnh viễn thám là gì. Nguyên lý hoạt động và ứng dụng cụ thể 

Yêu cầu đối với những điểm khống chế ngoại nghiệp trong đo ảnh 

Các điểm khống chế được bố trí trên thực địa và có tọa độ được xác định bằng phương pháp đo đạc thực địa, đồng thời vị trí của chúng được đánh dấu trên ảnh trong lưới khống chế tăng dầy, được gọi là các điểm khống chế ngoại nghiệp. Quá trình xác định vị trí điểm, đo đạc và đánh dấu điểm trên ảnh đo được gọi chung là công tác đo nối khống chế ảnh.

Có ba loại điểm khống chế ngoại nghiệp:

• Điểm khống chế tổng hợp là các điểm khống chế ảnh có tọa độ cả về mặt bằng và độ cao.
• Điểm khống chế mặt bằng.
• Điểm khống chế độ cao.

Bất kể phương pháp xác định được sử dụng, các điểm khống chế ngoại nghiệp phải đáp ứng các yêu cầu về độ chính xác, khối lượng công việc và vị trí của điểm.

Yêu cầu về số lượng các điểm và phương án bố trí điểm 

Số lượng và cách bố trí các điểm khống chế ngoại nghiệp phụ thuộc vào mức độ chính xác yêu cầu cho nhiệm vụ đo vẽ cụ thể. Với sự tiến bộ của phương pháp tam giác ảnh hiện nay, độ chính xác và hiệu quả trong công tác tăng dầy đã được nâng cao đáng kể. Do đó, số lượng điểm khống chế ngoại nghiệp cần thiết đã giảm nhiều, và các phương án bố trí điểm cũng trở nên linh hoạt hơn.

Chú thích:

a: Phương án bố trí điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp cho lưới dải bay

b: Phương án bố trí điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp tối thiểu cho lưới khối.

Ký hiệu:

△: Điểm khống chế tổng hợp.

О: Điểm khống chế độ cao.

Hình 3 minh họa các phương án bố trí điểm khống chế ngoại nghiệp cho công tác tăng dầy điểm khống chế theo các phương pháp khác nhau.

>>>Xem thêm: Lưới khống chế trắc địa: Khái niệm và quy trình thành lập mới nhất

Yêu cầu về công tác đánh dấu điểm 

Khi đo vẽ bản đồ tỷ lệ lớn hoặc trong những khu vực có ít đặc trưng địa vật, thường cần sử dụng các dấu mốc đặc biệt và gán tên cho các vị trí cụ thể trước khi thực hiện chụp ảnh để làm điểm khống chế ngoại nghiệp.

Để đảm bảo độ chính xác trong việc nhận diện và đánh dấu vị trí trên ảnh, các dấu mốc này cần đáp ứng các yêu cầu sau:

Hình dạng và màu sắc của dấu mốc phải dễ nhận biết trên ảnh. Thực nghiệm cho thấy dấu mốc hình tròn với màu sắc tương phản tốt nhất so với nền, chẳng hạn như màu trắng hoặc vàng nếu nền tối. Dấu mốc cũng có thể có hình vuông hoặc hình tam giác đều.

Kích thước của dấu mốc cần phù hợp để hình ảnh của chúng trên ảnh có độ lớn khoảng 0,03 – 0,05mm. Để đạt được yêu cầu này, đường kính của dấu mốc có thể được tính theo công thức: d=ma3.104  (m)

Trong đó: ma là mẫu số tỷ lệ ảnh 

Chú ý đến mối quan hệ giữa tỷ lệ ảnh và tỷ lệ bản đồ theo công thức Gruber vớ C=200, ta có được: d= 2mbd300  (m)

Dựa trên cơ sở trên ta có thể tính toán được kích thước của các dấu mốc cho các loại bản đồ với các tỷ lệ khác nhau: (Bảng 3) Kích thước của các dấu mốc cho các loại bản đồ tỷ lệ 

Trong thực tế, bên cạnh việc sử dụng dấu mốc chính, thường bố trí thêm các dấu mốc phụ để tăng cường độ chính xác. Ví dụ, có thể sử dụng vành vòng tròn quanh dấu mốc hình tròn (xem hình 4a) hoặc vỏ hình chữ nhật kéo dài theo các cạnh của dấu mốc hình vuông hoặc hình tam giác đều (xem hình 4b). Đồng thời, cần chú ý đến sự đồng bộ về thời gian đặt mốc và thời gian chụp ảnh để tránh ảnh hưởng từ yếu tố thiên nhiên có thể làm hư hại dấu mốc.

Châm chích điểm khống chế ảnh bằng thiết bị kỹ thuật có độ chính xác cao 

Khi không có địa vật rõ ràng ở vị trí tiêu chuẩn để làm điểm khống chế ảnh, đặc biệt là trong việc tăng dầy điểm khống chế cho bản đồ tỷ lệ lớn, việc nhận diện và đánh dấu điểm khống chế trên các ảnh kề nhau cần được thực hiện bằng các máy chuyển điểm có độ chính xác cao. Hiện nay, nhiều quốc gia sản xuất các máy chuyển điểm với độ chính xác cao để phục vụ công tác này. (Bảng 4) 

Bảng 4: Các loại máy châm chuyển điểm có độ chính xác cao 

Một đặc điểm nổi bật của hệ thống quan sát trên các máy chuyển điểm là khả năng phóng đại rất lớn, có thể điều chỉnh theo từng mức hoặc liên tục. Điều này cho phép quan sát các điểm trên các tấm ảnh có tỷ lệ khác nhau một cách lập thể. Thêm vào đó, nhiều máy chuyển điểm còn được trang bị hệ thống xoay quang học, cho phép quan sát đồng thời với độ chính xác cao trên cả hai hướng tọa độ x và y. (Hình 5) 

Việc tăng dày điểm khống chế ảnh là một yếu tố quan trọng trong quá trình lập bản đồ quy mô lớn, đặc biệt là khi yêu cầu về độ chính xác và độ chi tiết cao. Bằng cách tăng số lượng điểm khống chế, chúng ta không chỉ cải thiện độ chính xác trong việc định vị và hiệu chỉnh ảnh mà còn đảm bảo rằng các bản đồ được tạo ra có độ tin cậy cao hơn. Tham khảo các thiết bị đo đạc và dịch vụ đo đạc bản đồ tại trang web của Việt Thanh Group. Liên hệ Hotline: 0344 653 789 để được tư vấn và hỗ trợ trực tiếp.  

>>>Xem thêm: Tìm hiểu lưới khống chế đo vẽ là gì?