Nhom13 - Chuong3 - Mapping Cameras

 

  TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN ĐIỆN TỬ   - VIỄN THÔNG ~~~~~

 

~~~~~

BÁO CÁO VIỄ VI ỄN THÁM VÀ GIS

Đề tài: Mapping cameras Sinh viên thự  thự c hiệ hiện:  Nguyễn Ngọc Thiện

20144269

Tr ần Quảng Hoàng

20141822

 Nguyễn Văn Quý 

20143718

 Nguyễn Văn Duy 

20140736

 Nguyễn Văn Cây 

20140405

Giảng Gi ng dẫ dẫn: ThS Phương Xuân Quang  ảng viên hướ ng Quang  Hà Nộ Nội,12/2018

 

MỤC LỤ LỤC MỤC LỤC .................................................... .................... ................................................................ ......................................... .........2  DANH MỤC HÌNH ẢNH ................................................ ................ .................................................... .................... 4  LỜI NÓI ĐẦU .............................. .............................................................. ......................................................... ......................... 5  NỘI DUNG .............................. .............................................................. .............................................................. .............................. 6  1.  Camera ............................................................................................. ................................................................................................................ ................... 6  2.  Cơ sở   ccủa ảnh hàng không.................................................................................. ..................................................................................6  2.1.  Thấu kính .................................................................................. ..................................................................................................... ................... 8  2.2.  Cửa chậ p (the shutter) ................................................................................ ................................................................................12  2.3.  Bù chuyển động ảnh .................................................................................. ..................................................................................12  3.  Hình học của chụ p ảnh hàng không thẳng đứng ..............................................13  4.  Các camera hàng không số ............................................................................... ............................................................................... 18  5.  Quét số ảnh tương tự ........................................................................................ ........................................................................................22  6.  So sánh ảnh số và tương tự ............................................................................... ...............................................................................23  7.  Độ nhạy phổ. ..................................................................................................... .....................................................................................................24  8.  K ết hợp băng: ảnh quang ................................. .................................................................................. .................................................26  9.  Độ phủ bở i nhiều ảnh ....................................................................................... .......................................................................................29  10.  Phép quan tr ắc ............................................................................................... ............................................................................................... 36  11.   Nguồn chụ p ảnh trên không ................................................. .......................................................................... .........................38  12.  Tóm lượ c .............................................................................................. ....................................................................................................... ......... 42 

BÀI TẬP ............................................................. ............................. ................................................................ ..................................44  I.  Bài tập chương 5 .................................................................................................. .................................................................................................. 44  II.  GIS Review Questions...................................................................................... Questions......................................................................................52  1.  List several reasons why time of day da y might be very important in flight  planning for aerial imagery. ................................................... .................................................................................... .................................52 

2

 

2.  Outline advantages and disadvantages of high-altitude photography. Explain why routine high-altitude aerial photography was not practical before infrared imagery was available. ........................................................... ............................................................................................ .................................53  3.  List several problems that you would encounter in acquiring and interpreting i nterpreting largescale aerial imagery of a mountainous region. ....................... ................................................ .........................54  4.  Speculate on the likely of aerial photography since if George Eastman (Chapter 1) had notprogress been successful in popularizing the1890 practice of  photography to the general general public. ................................................. .......................................................................... .........................54  5.  Should an aerial photograph be considered as a “map”? Exp lain. ................... 55  6.  Assume you have recently accepted a position as an employee of an aerial survey company; your responsibilities include preparation of flight plans for the company’s customers. What are the factors that you must consider as you plan each mission? ................................................................................................... .......................................................................................................... ....... 55  7.  List some of the factors you would consider in selection of band combinations described in this chapter. .................................................................. ......................................................................................... .......................56  8.  Suggest circumstances in which oblique aerial photography might be more useful than vertical photographs.............................................................................. photographs..............................................................................56  9.  It might seem that large-scale aerial images might always be more useful us eful than smallscale aerial photographs; yet larger scale images are not always the most useful. What are the disadvantages to the use of large-scale iimages? mages? ....................57  10.  A particular object will not always appear the same s ame when images by an aerial camera. List some of the factors that can cause the appearance of an object to change from one photograph to the next. ............................................... ................................................................ ................. 57  III.Dịch video ..................................................................................... .............................................................................................................. ......................... 58  1.  Additive Color vs Subtractive Color ....................................................... ................................................................ ......... 58  2.  What Are CMYK And RGB Color Modes?.....................................................58  3. Evolution of Analog to Digital Mapping (High Def) ..........................................59  4.  Video of the day | Aerial photography ............................................................. ............................................................. 60  5.How a Pixel Gets its Color | Bayer Sensor | Digital Image ..................................61  6.Photography Equipment & Info : Explanation of Camera Lens Magnification .. 62  7.How a Digital Camera Works - CMOS chip........................................................ ........................................................ 63  8.Digital Camera Tips : How a Compact Digital Camera Works ...........................63  9.Aero Triangulation ...................................................................................... ............................................................................................... ......... 64 

K ẾT LUẬN .................................. .. ................................................................ ....................................................... ....................... 65  3

 

DANH MỤ MỤC HÌNH ẢNH Hình 1: cơ sở   ccủa máy ảnh hàng không, mặt cắt ngang.......................................... ngang................................................... ......... 7  Hình 2: Thấu kính lồi, cong đều hai mặt, ánh sáng khúc xạ ở  c  cả hai cạnh để tạo ảnh .... 9  Hình 3: mặt cắt ngang của hình ảnh đượ c hình thành bở i một ống kính đơn giản, ....... 10  Hình 4: Khẩu độ dừng , a. phối cảnh, b. khẩu độ hẹ p, c. khẩu độ r ộng.........................11  Hình 5: Hình ảnh xiên và dọc trên không ...................................................................... ...................................................................... 13  Hình 6: Ảnh chụ p xiên hàng không ............................................................................... ...............................................................................14  Hình 7: Ảnh chụp đứng hàng không .............................................................................. ..............................................................................14  Hình 8: Dấu điểm chuẩn và điểm gốc ............................................................................ ............................................................................15  Hình 9: Điểm gốc đất và điểm gốc ảnh..........................................................................16  Hình 10: Tiêu điểm ngang ,méo quang, độ nghiêng ...................................................... ......................................................17  Hình 11: Dịch chuyển độ cao địa hình ........................................................................... ...........................................................................17  Hình 12: pixels ............................................................. ............................................................................................................... ..................................................18  Hình 13: Sơ đồ nguyên lý của một thiết bị ghép điện tích.............................................19  Hình 14: DMC area array.............................................. ............................................................................................... .................................................21  Hình 15: Camera mảng hàng......................................... hàng.......................................................................................... .................................................22  Hình 16: Ảnh hồng ngoại đen –  tr   tr ắng ............................................................................ ............................................................................26  Hình 17: ảnh toàn sắc ............................................................................................ ..................................................................................................... .........27  Hình 18: Ảnh hồng ngoại và ảnh hồng ngoại đen trắng ................................................27  Hình 19: Mô hình màu tự nhiên ..................................................................................... .....................................................................................28  Hình 20: Mô hình màu hồng ngoại ................................................................................ ................................................................................ 29  Hình 21: Các khung riêng lẻ được đánh số theo dải ............................................... ...................................................... ....... 30  Hình 22: Đườ ng ng bay bị lệch do gió ngang làm cho ảnh dướ i mặt đất bị dịch như trong hình. ............................................................................................... ................................................................................................................................ .................................31   Hình 23: Điều chỉnh đường bay để bù lại drift nhưng không đổi hướ ng ng camera ..........32  Hình 24: chuyển tiế p chồng chéo và điể m chính cổng ........................................... .................................................. ....... 33  Hình 25: thị sai lậ p thể .................................................. ................................................................................................... ................................................. 34  Hình 26: Đo thị sai lậ p thể ............................................................................................. .............................................................................................35 

4

 

LỜI NÓI ĐẦU ĐẦU Viễ Viễn thám là ngành nghiên cứu đem lại những thành tựu to lớ n, n, có giá tr ị ứng dụng ắc địa lý, quan tr ắc ắc môi trườ ng, r ộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc bi ệt là trong quan tr ắc ng, ng thủy văn. Kể  từ  khi con ngườ i phát minh ra máy chụ p ảnh và thiết bị bay, khí tượ ng ngành viễn thám đã ra đời như một lẽ tất yếu do nhu cầu đượ c làm chủ không gian, đượ c khám phá và thu th ậ p những hình ảnh bề  mặt Trái Đất từ trên không của con ngườ i.i. Trong suốt hai cuộc Đại chiến thế giớ i,i, tr ải qua thờ i kì Chiến tranh lạnh cho đến thời đại  bùng nổ công nghệ thông tin hiện nay, ngành viễn thám đã không ngừng phát triển, không ngừng đượ c áp dụng những kĩ thuật tiên tiến. Nhờ  v  v ậy, việc thu thậ p d ữ liệu v ề 

Trái Đất của con người đã có thể  đượ c thực hiện trên một diện tích vô cùng r ộng lớ n bở i sự giúp sức của những phương tiện như khinh khí cầu, máy bay r ồi vệ tinh; những bức

ảnh thu đượ c ngày một chi tiết hơn nhờ  các camera có độ phân giải r ất ất cao được đặt trên  bay. Và trong tương lai, chắc chắn ngành viễn thám sẽ  tiế p tục phát triển các thiết bị  bay. mạnh mẽ hơn nữa để không ngừng đem lại cho con ngườ i nguồn dữ liệu phong phú về 

Trái Đất. Trong khuôn khổ của học phần V i ễ  ễ n thám thám và G I S, nhóm chúng em đã nhận nhiệm vụ nghiên cứu chương 3 trong cuốn sách “Introduction to Remote Sensing, 5 th edition” của J.B. Campbell và R.H. Wynne. Nhiệm vụ này chính là đề tài cho bài t ậ p lớ n của học thám và G I S” mà nhóm chúng em cần thực hiện trong kì học này vớ i mục  phần “Vi ễ n thám tiêu giúp tất cả các thành viên trong nhóm nắm đượ c những kiến thức cơ bản về  ứng

dụng của Viễn thám trong nghiên cứu quyển nước. Qua đó, chúng em cũng sẽ có cơ hội

để trau dồi vốn tiếng Anh và thêm phần tự  tin để  tiế p cận nguồn tài liệu nướ c ngoài  phong phú.  Nhóm chúng em xin chân thành thành cảm ơn Th ThS. S. Phương Xuân Quang đã giúp đỡ  chúng  chúng em trong suốt quá trình hoàn thành đề tài này. Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn 

5

 

NỘI DUNG 1.  Camera Camera là dạng thiết bị viễn thám cổ nhất nhưng đã thay đổi r ất nhiều trong vài thậ p k ỷ gần đây. 

Các camera đượ c thiết k ế  để  đặt trên máy bay và cho độ chính xác cao về v ị trí và độ chi tiết không gian tốt vẫn là loại thiết bị viễn thám đượ c sử dụng r ộng rãi nhất hiện nay. Gần đây các camera số vớ i công nghệ điện tử tiên tiến đã thay thế phần lớ n camera

tương tự truyền thống vớ i chất lượng tương đương.  Chương này giớ i thiệu nền tảng camera đặt trên máy bay hoạt động ở  d  dải ph phổ nhìn thấy và hồng ngoại gần vớ i khả năng tạo ảnh có độ chi tiết và yếu tố hình học tốt.

2.  Cơ sở  củ  của ảnh hàng không Hệ  thống thu nhận ảnh hàng không có các thành phần tương tự máy ảnh thông

thườ ng ng bao gồm:  

Thấu kính (lens): thu nhận ánh sáng để tạo ảnh

  Bề mặt nhạy sáng để ghi lại ảnh   Cửa chậ p (shutter): kiểm soát ánh sáng vào 

 

Thân máy (camera body): liên k ết và giữ các bộ ph ận c ủa camera ở   đúng vị trí của nó.

Máy ảnh hàng không khác máy ảnh thông thườ ng ng ở  bu  buồng phim (film magazine), cơ cấu điều khiển (drive mechanism) và côn th ấu kính (cone lens).

6

 

 Hình 1: cơ sở  c  của máy ảnh hàng không, mặt cắ t ngang

Máy ảnh hàng không còn đượ c thiết k ế đặc bi ệt để thu thậ p ảnh (ví dụ) cho một vùng r ộng l ớn trong các điều ki ện không thuận lợ i,i, hay camera sử d ụng trong quan tr ắc, ắc, đo đạc (ảnh chất lượ ng ng cao, có khả năng đo đạc). Máy ảnh tương tự ghi lại một cách vật lý quang cảnh đượ c chụ p sử  dụng giấy hoặc phim có phủ hóa chất. Độ sáng của ảnh tương tự t ỷ  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,…  Máy ảnh số ghi lại ảnh bằng dữ liệu là các mảng giá tr ị 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 k ế có khác biệt đáng kể, không dùng phim. Máy ảnh số cho phép tích hợ  p v ớ i các hệ th ống định v ị hay các hệ th ống ghi chú ảnh.Máy ảnh số ghi lại ảnh  bằng dữ liệu là các mảng giá tr ị 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 k ế có khác  biệt đáng kể, không dùng phim. Máy ảnh số cho phép tích hợ  p vớ i các hệ thống định vị hay các hệ thống ghi chú ảnh. Máy ảnh số ghi lại ảnh bằng dữ liệu là các mảng giá tr ị phản ánh mẫu của độ sáng của bức ảnh đó.  7

 

Máy ảnh số và máy ảnh tương tự có chung nhiều bộ phận và đặc tính, nhưng thiết k ế có khác biệt đáng kể, không dùng phim. Máy ảnh số cho phép tích hợ  p vớ i các hệ thống định vị hay các hệ thống ghi chú

ảnh. 2.1.  Thấu kính Thấu kính thu nhận ánh sáng phản xạ và hội tụ nó trên tiêu di ện (focal plane) để  tạo ảnh.

Thông thườ ng ng thấu kính có dạng mặt cong, không song song. Thấu kính làm thay đổi mật độ quang của tia sáng đến t ừ khí quyển. Do vậy để  giữ đượ c cân bằng màu và giảm suy hao quang, thấu kính phải đượ c thiết k ế cẩn thận về kích thướ c và hình dạng hay sắp đặt và k ết hợ  p hợ  p lý các thấu kính.

Đặc tính quang của thấu kính xác định bở i chỉ số khúc xạ của kính và độ cong. Chất lượ ng ng của thấu kính xác định bở i 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 .

8

 

 Hình 2: Thấ u kính l ồi, cong đề u hai mặt, ánh sáng khúc x ạ ở  c  cả hai cạnh để  t   t ạo ảnh

Phần l ớ n camera hàng không là camera thấu kính k ết hợ  p, gồm nhiều thấu kính khác nhau về kích thướ c, c, hình dạng và đặc tính quang học. Mỗi thấu kính thành phần sửa lỗi cho thấu kính khác, như vậ y tổng hợ  p các thấu kính cho hình ảnh tốt hơn so vớ i chỉ một thấu kính đơn lẻ. Tr ục ục quang (optical axis): đườ ng ng nối tâm các thấu kính. Mặt phẳng ảnh chính (image principal plane): mặt phẳng cắt qua tâm thấu kính.

Điểm nút (nodal point): mặt phẳng ảnh chính cắt tr ục quang tại điểm nút. Các tia phản xạ song song đến từ vật thể ở  r   r ất ất 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 hướ ng. ng. Tiêu diện (focal plane): mặt phẳng đi qua tiêu điể m và song song vớ i mặt phẳng ảnh chính.

9

 

Với camera thườ ng, ng, khoảng cách từ  vật thể  tớ i thấu kính càng tăng thì ảnh rơi càng gần thấu kính và do vậy cần điều chỉnh thấu kính để ảnh rơi vào đúng điể m tụ. Vớ i camera viễn thám, quang cảnh đượ c chụ p vớ i khoảng cách r ất ất 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 bằ ng inch hay milimet. Một số thấu kính lồi, tiêu cự không xác định cho mọi bướ c sóng. Ví dụ: tiêu cự 

đối vớ i ánh sáng xanh ngắn hơn ánh sáng đỏ và h ồng ngoại, gây ra hiệu ứng quang sai màu (chromatic aberration).

 Hình 3: mặt cắ t ngang của hình ảnh đượ c hình thành bở i một ống kính đơn giản,

Quang sai, năng lượ ng ng của các bước sóng khác nhau được đư ợc đưa đến một tiêu điểm  các ống kính khác nhau, các th ấu kính phức tạp hơn được điều chỉnh để đưa tất cả các ở  các  bước sóng đến một điểm chung Thị trườ ng ng của thấu kính được điề u khiển bở i field stop, là mặt nạ đặt ngay trướ c tiêu diện. Khẩu độ  (aperture stop): thường đặt ở  g  g ần tâm của th ấu kính k ết h ợ  p, bao gồm một mặt nạ mở  tròn  tròn có thể điều chỉnh được đườ ng ng kính. Khẩu độ có thể  điều khiển độ  mạnh c ủa ánh sáng ở  tiêu   tiêu diện nhưng không ảnh ng thị trường hay kích thướ c ảnh. Điều khiển khẩu độ là điều chỉnh độ sáng của ảnh. hưở ng 10

 

Kích thướ c khẩu độ tính theo đườ ng ng kính mở  có  có thể điều chỉnh đượ c hay ánh sáng vào camera nhiều hay ít.

 Hình 4: Khẩu độ d ừ  ừ ng ng , a. phố i cảnh, b. khẩu độ hẹ p, c. khẩu độ r ộng

Khẩu độ tương đối:

Số f lớn có nghĩa là khẩu độ  mở  nh  nhỏ, số f nhỏ nghĩa là khẩu độ mở  l lớ n so vớ i tiêu cự. Độ l ớ n tiêu cự  liên quan đến kích thướ c camera.Trong khi đó số  f đượ c tiêu chuẩn

hóa để không phụ thuộc kích thướ cc.. Ví dụ: khẩu độ bằng “23 mm” không có ý nghĩa gì trong thự c tế tr ừ khi ta biết tiêu cự,

nhưng nói khẩu độ “f4” nghĩa là vớ i mọi kích thướ c camera thì khẩu độ bằng ¼ tiêu cự.

Các khẩu độ chuẩn là: 11

 

Dãy các khẩu độ trên đượ c thiết k ế để hai khẩu độ liên tiếp tương ứng với lượ ng ng ánh sáng vào camera hơn kém nhau 2 lần. Thấu kính cho camera hàng không thườ ng ng có thị trườ ng ng r ộng do vậy ánh sáng đến tiêu diện từ rìa của thị trườ ng ng sẽ tối hơn so vớ i ánh sáng phản xạ từ vật thể được định vị  gần hay chính giữa thị trườ ng. ng. Hiện tượ ng ng có vùng t ối ở  rìa  rìa thị trườ ng ng gọi là hiệu ứng vignetting => khắc phục  bằng sử dụng bộ lọc anti vignetting. Máy ảnh số có thể dùng k ỹ thuật xử lý ảnh để loại bỏ vignetting thay vì dùng b ộ lọc vật lý.  

2.2.

Cửa chậ p (the shutter)

Cửa chập điều khiển thờ i gian phim bị  phơi phơi dướ i ánh sáng. Cửa chập đơn giản là một bản kim loại đặt giữa các thấu kính thành phần gọi là cửa chập “intralens” đượ c sử  dụng phổ  biến trong các camera hàng không. M ột dạng khác của cửa chậ p là cửa chậ p tiêu diện được đặt ngay trướ c tiêu diện (cảm biến). Chọn tốc độ cửa cậ p là chọn mức độ phơi  phơi sáng mong muốn.

2.3.  Bù chuyển động ảnh Các camera hàng không chất lượng cao thườ ng ng có khả năng bù chuyển động ảnh

để có đượ c bức ảnh tốt. Tuỳ thuộc loại thiết bị ghi ảnh, chuyển động tiến của máy bay (độ cao thấ p/tốc độ 

cao) thườ ng ng làm cho ảnh bị nhòe.

12

 

Vớ i máy ảnh tương tự, việc bù chuyển động ảnh đạt đượ c bằng cách dịch chuyển  phim một cách cơ khí vớ i vận tốc bằng vận tốc máy bay. Vớ i hệ thống số, bù chuyển động ảnh đượ c thực hiện bở i hệ thống điện tử vớ i dải

thay đổi độ cao và vận tốc r ộng ộng hơn.  3.  Hình họ học củ của chụ chụp ảnh hàng không thẳng thẳng đứ ng ng Chụ p ảnh hàng không có thể phân loại theo hướ ng ng của camera so vớ i mặt đất trong thời gian phơi sáng.   

Ảnh hàng không xiên (o blique): đượ c ghi lại bở i camera gắn bên hông máy  bay.   High oblique: chụ p ảnh lấy chân tr ờ ờ i 

o

ờ i    Low oblique: chụ p ảnh chỉ lấy mặt đất, không lấy chân tr ờ

o

 

Ảnh hàng không thẳng đứng (vertical): đượ c ghi bở i camera nhìn th ẳng xuống đất

 Hình 5: Hình ảnh xiên và d ọc trên không

13

 

 Hình 6: Ả nh nh chụ p xiên hàng không

n. D ễ   Ảnh hàng không xiên có ưu điểm là cho thấy ảnh của một vùng r ất r ộng lớ n. dàng nhận ra r ằng ằng các đặc điểm như nhà cao tầng hay đỉnh núi hiện ra rõ nét ở  ti  tiền cảnh.

Ảnh hàng không xiên không đượ c dùng cho mục đích có tính phân tích bở i tỷ lệ  thay đổi r ất nhiều giữa tiền cảnh và hậu cảnh cản tr ởở  vi  việc đo đạc khoảng cách, diện tích.

 Hình 7: Ả nh nh chụp đứ ng ng hàng không

14

 

Ảnh hàng không đứng đượ c camera chụ p tr ực ti ế p mặt đất t ừ trên cao. Cho dù các vật thể và đặc điểm trông có vẻ lạ giống như bản đồ vì được nhìn theo phương đứ ng

nhưng thực ra lại có nhiều đặc tính hình học đượ c thể hiện và có một số ưu điểm. Thực tế chỉ r ất 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 chụ p ảnh thẳng đứng đượ c sử dụng chung cho ch ụ p 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 đượ c hiểu r ất ất rõ nên nó đượ c ứng dụng trong nhiều trườ ng ng hợ  p ví dụ như đo đạc chính xác sử  dụng ảnh hàng không thẳng đứng hay còn gọi là photogrammetry.

 Hình 8: Dấu điể m chuẩn và điể m g ố ố c 

Dấu điểm chuẩn (fiducial marks): dấu đượ c gắn cứng trong máy ảnh và đượ c ghi vào

ảnh khi chụ p. Điểm gốc (principal point): giao điểm của 2 đườ ng ng nối điểm chuẩn, cũng là điểm giao của tr ục quang và tiêu diện tạo nên tâm quang của ảnh. 15

 

 Hình 9: Điể m g ốc ốc đất và điể m g ốố c  ảnh

Điểm gốc đất (ground nadir): là điểm phía dưới theo phương đứng của tâm thấu kính tại thời điểm chụ p. Điểm gốc ảnh (photographic nadir): giao điểm của đườ ng ng nối điểm gốc đất và tâm thấu kính vớ i tiêu diện. Các ứng dụng photogrametry đòi hỏi phải căn chỉnh (calibration) để  đảm bảo độ chính xác

quang

và

vị 

trí

c ủa

ảnh

  16

 

 Hình 10: Tiêu điểm ngang ,méo quang, độ nghiêng

Isocenter: tiêu điểm nghiêng, nằm trên tr ục ục “bản l ề” giữa m ặt ảnh nghiêng và mặt ảnh

đứng giả thiết. Méo quang (optical distortions): l ỗi gây bở i thấu kính cấ p thấ p, camera h ỏng hay các vấn đề tương tự.

Độ nghiêng (tilt) gây bở i tiêu diện bị lệch so vớ i 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  xa mặt đất hơn isocenter nên đượ c thể hiện vớ i tỷ lệ nhỏ hơn tỷ lệ danh định và ngượ c lại vớ i phần ảnh phía dướ ii.. Do phần l ớ n ảnh đều có nghiêng vài độ nên cần chú ý để  tránh sai sót khi đo đạc kích

thướ c dựa vào ảnh chụ p.

 Hình 11: Dịch chuyển độ cao địa hình

17

 

Dịch chuyển độ cao địa hình (Relief displacement) là lỗi vị trí chủ yếu đối vớ i ảnh hàng không thẳng đứng. Ví dụ: Phối cảnh 5 tháp có chiều cao như nhau đượ c nhìn từ tâm thấu kính của camera.

4.  Các camera hàng không số s ố  Ảnh số: đượ c thu thậ p bở i 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 hợ  p vớ i nhau thành một mảng các độ sáng r ờờ i  r ạc tạo thành bức ảnh. Ảnh số đượ c tạo thành từ ma tr ận của nhiều ngàn điểm ảnh mà các thành phần nhỏ  có thể phân biệt đượ c bở i mắt ngườ ii.. Mỗi điểm ảnh biểu diễn độ sáng của một vùng nhỏ của bề mặt trái đất, ghi lại bằng một giá tr ị số tương ứng vớ i giá tr ị nhất định của vùng phổ điện từ nào đó. 

 Hình 12: pixels

Thông thườ ng ng thấu kính chiếu ảnh lên tiêu diện. 18

 

Phim phủ cảm quang (máy ảnh tương tự) hay mảng các phần tử dò (máy ảnh số) đượ c

đặt tại tiêu diện để ghi lại ảnh. Mỗi ph ần tử dò là các chất nh ạy sáng phát dòng điện âm khi nó chặn các phô-ton từ  thấu kính, từ đó tạo ra ảnh t ừ ma tr ận các giá tr ị  độ sáng, mà các giá tr ị này t ỷ l ệ vớ i

độ mạnh yếu của điện sạc khi tớ i tiêu diện. Hai thiết k ế phần tử dò là: CCD (charged-coupled devices): dùng trong chụ p ảnh hàng không CMOS (complementary metal oxide semiconductor) CCD: tạo bở i các phần tử nhạy sáng nhúng trong một chip silicon. Mỗi thành phần nhạy sáng của CCD có thể đượ c chế tạo với đườ ng ng kính r ất nhỏ, cỡ  1  1m Vùng phổ cảm thụ đượ c là ánh sáng nhìn thấy và hồng ngoại gần.

 Hình 13: Sơ đồ nguyên lý của một thiế t bị  ghép  ghép điện tích Các phần tử dò có thể sắ p xế p theo hàng (linear array) array) hay theo nhiều hàng và cột thành mảng 2 chiều

19

 

Các thiết k ế camera số: Camera format: chuẩn chung cho chụ p ảnh lậ p bản đồ là 230mm x 230mm, mỗi khung hình là 1 ảnh chụp và được coi là 1 đơn vị  cơ sở  c  của ảnh. Camera chụ p ảnh như vậy gọi là framing camera, đượ c coi là chuẩn thiết k ế 

camera tương tự. Vớ i camera số, nếu sử dụng định dạng 230mm x 230mm thì cần mảng r ất lớ n lên

đến 660 megapixel => Cần giải pháp để camera số hỗ tr ợợ  định dạng lớ n. n. Dùng các CCD nhiều vùng vớ i nhiều thấu kính. Ví dụ dùng 4 thấu kính, ảnh chụ p là ghép của 4 ảnh thành phần, tuy nhiên khi ghép c ần chú ý tính ch ất hình học có thể  thay đổi do mỗi thấu kính có một nadir riêng. Camera có hệ thấu kính riêng để ch ụ p th ẳng, chụp phía trướ c và chụ p phía sau. Mỗi thời điểm camera chỉ  chụ p vài dải chụ p thắng, chụp trướ c, c, chụ p sau. Tuy nhiên, máy bay bay tiến phía trướ c dọc theo đườ ng ng bay và mỗi thấu kính thu thậ p các bộ ảnh riêng biệt. Intergraph DMC (digital modular camera) là một camera số định dạng khung lớ n (large-frame) với 4 đầu ch ụ p toàn s ắc loại CCD độ phân giải cao ở   trung tâm và 4 đầu 20

 

chụp

đa

phổ 

ở  

ngoại

vi.

 Hình 14: DMC area array

Vexcel UltraCamX: hệ đa thấu kính và CCD đặt trên cùng mặt phẳng, có thể cài

đặt bù thời gian để ảnh chụ p có phối cảnh như có cùng điể m 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  hợ  p thành 1 ảnh đa phổ của frame. Ảnh tổng hợ  p tạo thành ảnh chữ nhật có chiều dài theo hướ ng ng across-track. Có sử dụng nhiều k ỹ thuật xử lý và nội suy để tạo ảnh full-frame. Camera mảng hàng (linear arrays): camera Leica ADS 40 chụ p ảnh mặt đất theo từng hàng, riêng biệt cho ảnh nhìn trướ c, c, nhìn thẳng (nadir viewing) và nhìn sau. Camera SH52 có trang bị 1 m ảng nhìn trướ c, c, 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.

21

 

Đặc điểm của camera này là đượ c cấu hình để các nadir c ủa các ảnh chụ p theo 1 đườ ng ng thẳng. Như vậy mỗi ảnh hiển thị dịch chuyển độ cao địa hình theo hướ ng ng alongtrack như một hàm của độ cao.

 Hình 15: Camera mảng hàng

5.  Quét số 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 thườ ng ng cho dù có thể cung cấp độ  chính xác tương đối và chi tiết hình ảnh khá tốt nhưng vẫn không đáp ứng đượ c yêu cầu. Vớ i các ứng dụng trong khoa học hay đo đạc, máy quét phải đượ c thiết k ế chuyên dụng chất lượ ng ng tốt, quét phẳng, mảng CCD lớ n, n, phần mềm phức tạ p.

22

 

6.  So sánh ảnh số số và tương tự  

23

 

7.  Độ Độ nh  nhạạy phổ phổ  Camera tương tự dùng phim màu để bắt các tính chất phổ của cảnh chụ p. Do vậy các detector có thể đượ c 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 vớ i các bức xạ ở  m  một giớ i hạn mong muốn.

24

 

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

Thông thườ ng, ng, cảm biến số nhạy phổ quanh vùng ánh sáng nhìn thấy vớ i cực đại ở  vùng  vùng green và tr ải r ộng tớ i vùng hồng ngoại gần. Mảng cảm biến sử dụng cho thiết bị tiêu dùng thườ ng ng loại bỏ bức xạ hồng ngoại gần, nhưng vớ i camera hàng không nh ạy vớ i vùng này lại có ích. Khác với camera tương tự, cảm biến số đượ c thiết k ế có độ nhạy phổ tậ p trung ở   một dải hẹ p và cung cấp phép đo chính xác về độ sáng của từng màu.  Nhờ   vậy c ảm bi ến s ố t ốt hơn khi ghi lạ i các tính chất phổ  của c ảnh chup. Điều

này đôi khi là rất quan tr ọng ọng đối với ngườ i dùng ảnh hàng không.  Nếu chip cảm biến đượ c thiết k ế 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 k ế này dù có ưu điểm nhưng ít đượ c sử dụng trong camera hàng không do các mảng cảm biến lớ n r ất ất đắt, khó sản xuất, trích xuất dữ liệu mất nhiều thờ i gian. Một cách khác sử dụng chỉ một mảng cảm biến là dùng bộ lọc Bayer lựa chọn các

 bướ c sóng tới điểm ảnh để ghi lại 3 màu thứ cấ p. Ví dụ: bộ lọc Bayer đượ c thiết k ế cho phép 50% điểm ảnh trong mảng nhận màu

green, 25% cho màu đỏ và blue. Sử dụng bộ lọc Bayer, chip CCD phải xử lý giá tr ị pixel bằng nội suy, ngoại suy để ước lượ ng ng giá tr ị tương ứng vớ i màu của điểm ảnh. Công nghệ Foveon: cảm bi ến đượ c thiết k ế v ận d ụng tính hấ p thụ ánh sáng của vật liệu silicon. Cảm biến đượ c sắ p xế p thành 3 lớ  p, trên cùng là lớ  p nhạy blue, lớ  p tiế p theo là nhạy green và cuôi cùng là lớ  p nhạy đỏ.

Do ánh sáng đi xuyên qua các lớ  p nên lớ  p trong tr ong cùng sẽ  nhận ánh sáng yếu và nhiễu hơn.  25

 

ảnh quang 8.  K ết hợp hợp băng: ảnh Hiển thị hiệu quả ảnh là quan tr ọng trong viễn thám. K ết 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. Vớ i ảnh đa phổ, do mắt ngườ i chỉ nhạy các màu cơ bản và phân biệt được độ sáng của các màu này và k ể cả màu tr ộn của các màu cơ bản.

Trong trườ ng ng hợ  p băng ngoài vùng ánh sáng nhìn thấ thấy, việc chọn màu về nguyên tắc có thể là bất k ỳ nhưng cần chú ý tớ i mục đích. 

Ảnh hồng ngoại đen –  tr   tr ắng: ảnh đượ c thu trong vùng hồng ngoại gần, không bị  ảnh hưở ng ng nhiều b ở i tán xạ c ủa khí quyển, cho thấy khu vực cây xanh, phân biệt vùng đất và nướ c. c.

 Hình 16: Ả nh nh hồng ngoại đen –  tr   tr ắ ắ ng n  g

Ảnh toàn sắc (panchromatic): phổ ánh sáng nhìn thấy đượ c thể hi ện trên 1 kênh duy nhất. Ảnh đen trắng dướ i góc nhìn toàn s ắc 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 đượ c 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 tr ị hơn là màu sắc. 26

 

 Hình 17: ảnh toàn sắ c

Bức xạ blue dễ dàng bị tán xạ làm giảm chất lượ ng ng ảnh viễn thám.

Để có đượ c ảnh rõ và nét hơn, một số thiết bị có thể đượ c thiết k ế 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 chụ p ảnh vùng đô thị, thông tin màu sắc không quan tr ọng lắm nhưng chi tiết không gian quan tr ọng ọng hơn nhiều.

 Hình 18: Ả nh nh hồng ngoại và ảnh hồng ngoại đen trắ ng ng

Mô hình màu tự nhiên 27

 

Ảnh màu tự nhiêu biểu di ễn màu sắc tương tự c ảnh chụ p thật nhưng có nhược điể m là vùng phổ blue bị tán xạ bở i khí quyển nên bị hạn chế sử dụng khi thu ảnh ở  độ cao lớ n. n.

 Hình 19: Mô hình màu t ự   nhiên ự  nhiên

Ảnh màu tự nhiêu biểu diễn màu sắc tương tự  cảnh chụ p thật nhưng có nhượ c điểm là vùng phổ blue bị tán xạ bở i khí quyển nên bị hạn chế sử dụng khi thu ảnh ở  độ  cao lớ nn.. Tạo ảnh sai màu: ảnh có màu không gi ống màu tự  nhiên, đượ c t ạo ra một cách chủ ý. Các nhà phân tích k ết hợp các kênh sơ cấp theo cách nào đó để  có ảnh cho mục

đích riêng.  Hơn nữa, viễn thám thườ ng ng sử dụng bức xạ ngoài vùng ánh sáng nhìn th ấy, việc hiển thị các ảnh vớ i mô hình sai màu là cần thiết. Mô 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 bở i khi quyển, bổ tr ợ  ợ cho  cho vùng ánh sáng nhìn thấy. Mô hình hồng ngoại màu (CIR) tạo ảnh 3 băng bằng cách bỏ đi băng blue ở  vùng  vùng nhìn thấy và thêm kênh trong vùng hồng ngoại gần. 28

 

CIR cho phép nhìn rõ vùng cây xanh và vùng nướ c mà không bị  ảnh hưở ng ng bở i khí quyển như mô hình màu tự nhiên. Mô hình k ết hợp băng này hữu ích cho các nghiên cứu trong lĩnh vực lâm nghiệ p, nông nghiệp, tài nguyên nước, … 

 Hình 20: Mô hình màu hồng ngoại

Độ ph ủ b ở i nhiề 9.  Độ  phủ  bở  nhiều ảnh K ế hoạch bay: máy bay bay theo các đường bay song song để  thu thậ p ảnh hàng không thẳng đứng và tậ p hợ  p lại để có đượ c ảnh bao phủ một vùng nào đó.  Cứ mỗi đườ ng ng bay, các khung ảnh riêng được đánh số thành dãy. Mỗi ảnh đượ c chụ p bằng cách chụp đơn chiếc hay chụ p tự  động trong khoảng thời gian đã đượ c tính toán từ trước để có đượ c độ phủ mong muốn.

29

 

 Hình 21: Các khung riêng l ẻ được đánh số  theo  theo d ải

30

 

 Hình 22: Đườ ng ng bay bị l ệch do gió ngang làm cho hình.

ảnh dướ i mặt đấ t bị d ịch ịch như trong

31

 

 Hình 23: Điề u chỉnh đường bay để  bù  bù l ại ại drift nhưng không đổi hướ ng ng camera

Thông thườ ng ng hai khung k ế  tiế p trên cùng m ột đườ ng ng bay gối lên nhau khoảng 50-60% mỗi khung.  Nếu gối lên nhau hơn 50% thì điể m gốc của ảnh trướ c xuất hiện trong ảnh k ế tiế p và gọi là các điểm gốc liên hợ  p (conjugate principal points).

32

 

Khi cần chụ p ảnh vùng r ộng l ớ n và cần đến vài dải ảnh chụ p 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.

 Hình 24: chuyể n tiế   p chồng chéo và điể m chính cổ ng ng

Tuy nhiên, nhiều trườ ng ng hợ  p vẫn xảy ra lỗ hổng do thiết bị hỏng, dẫn đườ ng ng sai, mây phủ, … và đượ c gọi là holidays. Chụ p lại sau đó để  khắc ph ục holidays, ảnh có thể khác nhiều do góc nắng, độ   phủ cây cối hay các chất lượ ng ng khác. ng bay có thể dự đoán như sau:  Để lậ p k ế hoạch bay, số ảnh chụ p cho mỗi đườ ng

Thị sai nhìn nổi (stereoscopic parallax): hai ảnh của cùng một khu vực đượ c chụ p từ hai điểm khác nhau, ta quan sát dịch chỗ giữa ảnh của các vật thể. 33

 

Ví d ụ: Nhìn vật th ể b ằng 1 mắt, nhắm m ắt đang nhìn và mở   mắt kia để nhìn ta thấy vật thể dịch chuyển chỗ. Lượ ng ng thị sai giảm khi khoảng cách từ ngườ i quan sát tớ i vật thể tăng.  Thị sai nhìn nổi có thể sử dụng như là cơ sở  c  của đo khoảng cách và độ cao.

 Hình 25: thị sai l ậ p thể  

Vớ i ảnh hàng không, vùng ảnh gối nhau đượ c coi là ảnh thị sai. Nếu có trùng lặ p trên 50% thì vùng trùng lặ p của 3 ảnh liên tiế p gọi là stereo triplet. Thông thườ ng ng vùng gối nhau vào khoảng 50-60%, như vậy làm tăng số  lượ ng ng ảnh gấp đôi để đảm bảo vùng  phủ. Dịch chuyển do thị sai nhìn nổi luôn song song v ới đườ ng ng bay. Đỉnh của các vật thể cao gần với camera hơn sẽ cho dịch chuyển nhiều hơn vật thấ p (ở  xa camera). Đo thị 

sai cho phép ước lượng độ cao của vật thể. 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 34

 

Biết H là độ cao máy bay, độ cao vật thể được xác định:

 Hình 26 : Đo thị sai l ậ p thể  

Ảnh 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 li ệu đo đạc mặt đất có thể  dùng để t ạo ảnh không có các sai số như trên gọi là ảnh vuông góc (Orthophoto).

Ảnh vuông góc r ất hữu ích bở i có thể s ử d ụng nhanh và r ẻ  hơn bản đồ  địa hình (topographic map) thông thườ ng. ng. 35

 

Ảnh vuông góc (orthophotos) là cơ sở   của bản đồ  ảnh vuông góc (orthophotomaps) DOQ là ảnh vuông góc dưới định d ạng s ố  đượ c thiết k ế vớ i 4 cạnh dài 7,5 phút

(kinh độ và vĩ độ) Các DOQ có thể là màu hoặc đen trắng đượ c xử lý để đạt đượ c các tính chất của  bản đồ mặt bằng.

Chương trình ảnh hàng không quốc gia quy định DOQ có t ỷ  lệ 1:40.000, tinh chỉnh dựa trên các mô hình góc ngẩng số DEM (Digital Elevation Model). Viền ảnh trong khoảng 50-300m tớ i giớ i hạn cạnh. Sản phẩm khác cùng loại là ảnh phần tư DOQQ (Digital Orthophotos Quarter Quadrangles). Chi tiết không gian vớ i DOQ là 2m, còn vớ i DOQQ là khoảng 1m.

10. Phép quan trắ trắc Quan tr ắc là khoa học thực hiện các phé p đo chính xác từ t ừ các bức ảnh. Quan tr ắc áp dụng các nguyên tắc của quang học và kiến thức về hình học bên trong của máy ảnh

và định hướ ng ng của nó để tái tạo lại kích thướ c và vị trí của các đối tượ ng ng vật thể trong  bức ảnh. Do đó, đòi hỏi ki ến thức chi tiết về máy ảnh c ụ th ể và hoàn cảnh mà theo đó

chúng đượ c sử dụng và đo lường chính xác các tính năng trong ảnh. Các bức ảnh đượ c sử dụng cho k ỹ thuật tương tự đã đượ c chuẩn bị trên các tấm thủy tinh hoặc các vật liệu

có kích thướ c khác ổn định (ví dụ: các tài liệu không thay đổi về kích thướ c khi nhiệt độ  và độ ẩm thay đổi). Phép quan tr ắc có thể áp dụng cho bất kì bức ảnh nào, miễn là thông tin hỗ tr ợợ  c  cần thiết có sẵn để tái tạo lại hình học quang học của hình ảnh. Tuy nhiên, cho đến nay, ứng dụng phổ biến nhất của k ỹ thuật đo ảnh là phân tích ảnh chụ p từ trên không để có đượ c  giúp của thông tin ướ c tính về độ cao địa hình cho việc lậ p bản đồ địa hình. Vớ i sự tr ợợ  giúp 36

 

định vị chính xác mô tả các tính năng chính trong mộ t cảnh (kiểm soát mặt đất), các nhà quan tr ắc ướ c tính cứu tr ợ  ợ địa hình bằng cách sử dụng thị sai nhìn nổi cho một mảng các

điểm trong một khu vực. Ban đầu, các công cụ  như vậy, đượ c gọi là các máy vẽ  phân phân tích âm thanh, tha nh, đượ c thiết k ế đầu tiên vào th ậ p niên 1920, tái tạo lại các định hướ ng ng của bức ảnh tại thời điểm chụp. Sau đó các ảnh có thể xem bằng thị sai nhìn nổi, bằng cách duy trì thị sai liên tục một cách tr ực quan, họ có thể theo dõi các đường có độ cao đồng nhất. Chất lượ ng ng c ủ a

thông tin thu đượ c từ các công cụ như vậy phụ thuộc vào chất lượ ng ng c ủa nhiế p ảnh, độ  chính xác của dữ  liệu và k ỹ  năng của nhà điều hành trong việc thiết lậ p mô hình âm thanh nổi và truy tìm các đườ ng ng thị  sai đồng nhất. Khi thiết k ế các công cụ  đượ c cải thiện, cuối cùng nó có thể tự động khớp các điểm tương ứ ng trên các cặp stereo và do đó

xác định các đườ ng ng thị sai đồng nhất vớ i sự hỗ tr ợợ  gi  giớ i hạn từ ngườ i vận hành. Vớ i những tiến bộ hơn nữa trong thiết bị đo đạc, nó đã có thể  mở  r   r ộng tự động hóa quá trình quang học để tiến hành phân tích âm thanh n ổi hoàn toàn trong mi ền k ỹ thuật số. V ớ i vi ệc s ử d ụng GPS (hệ thống định v ị toàn cầu trong không khí [AGPS]) để  thu thậ p thông tin tin vị trí chính xác, thờ i gian thực và sử dụng dữ liệu đượ c ghi lại từ hệ thống

điều hướ ng ng của máy bay (hệ t thhống định hướng quán tính [INS]) để ghi lại các định hướ ng ng của ảnh. tr ở  ở nên  nên khả thi để tái tạo l ại hình học c ủa hình ảnh bằng cách sử d ụng dữ li ệu

định vị và định hướng chính xác đượ c thu thậ p khi hình ảnh đã đượ c thu lại. Quá trình này tạo thành cơ sở  cho  cho việc vẽ ảnh bản đồ mềm, được đặt tên bở i vì nó không yêu cầu hình thức vật lý (bản cứng) của bức ảnh cần thiết cho việc chụ p ảnh truyền thống. Thay

vào đó, phiên bản k ỹ thu ật s ố (bản m ềm) c ủa hình ảnh đượ c s ử d ụng làm đầu vào cho một loạt các mô hình toán học để tái tạo lại hướ ng ng của từng hình ảnh để tạo ra các biểu diễn chính xác về m ặt ph ẳng. Quá trình này yêu cầu phần m ềm máy tính chuyên d ụng

được cài đặt trong các máy tr ạm phân tích dữ li ệu k ỹ thu ật s ố  đượ c thu riêng cho mục đích phân tích quang học. L ậ p trình hình ảnh m ềm, bây giờ  là  là tiêu chuẩn cho sản xu ất  photogrammetric, cung cấ p lợ i thế về tốc độ và độ chính xác và tạo ra dữ liệu out-put dễ  dàng tích hợ  p vào các hệ thống sản xuất và phân tích khác, bao gồm GIS. 37

 

Việc áp dụng các nguyên tắc quang học vào hình ảnh đượ c thu thậ p bở i các máy

ảnh k ỹ thuật số đượ c mô tả ở  trên  trên khác vớ i các máy ảnh đượ c thiết k ế riêng cho máy ảnh khung tương tự truyền thống. Bở i vì mỗi nhà sản xuất có thiết k ế  cụ  thể, mỗi nhà sản xuất áp dụng một chiến lược khác nhau để  thu thậ p và xử lý hình ảnh, các phân tích quang học hi ện t ại đượ c k ết hợ  p v ớ i các máy ảnh khác nhau. Một đặc điểm chung đố i vớ i nhiều hệ thống hình ảnh này là sự dư thừa đáng kể trong hình ảnh mà chúng thu thậ p - tức là, mỗi điểm ảnh trên mặt đất có thể đượ c xem nhiều lần, mỗi lần từ một góc nhìn riêng biệt. Do các hệ  thống này thu thậ p r ất nhiều c ảnh quan độc l ậ p v ề  các tính năng

tương tự (do sử dụng một số thấu kính, hoặc một số mảng tuyến tính, như đã nêu ở  trên),  trên), có thể áp dụng đối xứng ảnh đa lớ  p, có thể khai thác các dư thừa này để  trích xuất cao dữ liệu vị trí và độ cao chi tiết vượ t quá mức có thể sử dụng chụ p ảnh tương tự. Bở i vì,

trong lĩnh vực k ỹ thu ật số, các lượ t xem bổ sung này không phải ch ịu chi phí bổ sung đáng kể, các công ty lậ p trình có thể cung cấ p chi tiết cao và nhiều loại sản phẩm hình ảnh mà không tăng chi phí mua thêm dữ  dữ  liệ  liệu 11. Ngu Nguồồn chụ chụp ảnh trên không

Ảnh chụ p từ trên không có thể được ngườ i dùng thu thậ p hoặc mua từ các tổ chức đóng vai trò như kho lưu trữ hình ảnh do ngườ i khác chụ p (hình ảnh lưu trữ). Trong ng h ợp đầu tiên, chụ p ảnh trên không có thể  đượ c mua lại b ằng h ợp đồng v ớ i các trườ ng công ty chuyên về ch ụ p ảnh trên không chất lượng cao. Các công ty như vậy đượ c liệt kê trong các phần kinh doanh c ủa hầu hết các thư mục điện thoại đô thị. Khách hàng có thể  là cá nhân, cơ quan chính phủ   hoặc các doanh nghiệ p khác sử  dụng ảnh chụ p trên không. Tất nhiên, ảnh chụp này đượ c tùy chỉnh để  đáp ứng nhu cầu cụ  thể  của khách

hàng liên quan đến ngày, quy mô, phim và độ phủ. K ết quả là, chi phí có thể bị cấm đối vớ i nhiều m ục đích phi thương mại. Vì vậy, vì lý do thực dụng, nhiều ngườ i dùng ảnh chụ p trên không chuyển sang chụ p ảnh lưu trữ để có đượ c những hình ảnh họ cần. Mặc dù các bức ảnh như vậy có thể không khớ  p chính xác vớ i thông số k ỹ thu ật c ủa ngườ i 38

 

dùng về quy mô hoặc ngày, chi phí r ẻ và dễ truy cậ p có thể  bù bù đắ p cho bất k ỳ thiếu sót

nào. Đối vớ i một số nhiệm vụ đòi hỏi tái thiết các điều kiện vào những ngày trước (như tìm kiếm các bãi thải độc hại của Cơ quan Bả o vệ Môi trườ ng), ng), hình ảnh lưu trữ có thể  tạo thành nguồn thông tin duy nhất (ví dụ, Erb và cộng sự, 1981; Lyon, 1987. Có thể tự chụ p ảnh trên không. Nhiều máy ảnh cầm tay phù hợp để chụ p ảnh trên

không. Thông thườ ng ng chi phí của các dịch v ụ  thuê máy bay địa phương trong mộ t gi ờ   hoặc hơn thời gian bay là tương đố i thấ p. Máy ảnh định dạng nhỏ, chẳng hạn như máy

ảnh 35 mm thông thườ ng, ng, có thể  đượ c s ử d ụng để ch ụ p ảnh trên không nếu nhiế p ảnh gia tránh ảnh hưở ng ng của rung máy bay. (Đừng để máy ảnh chống lại máy bay!) Một chiếc máy bay cánh cao cung c ấ p cho các nhiế p ảnh gia một cái nhìn rõ ràng về  cảnh quan, mặc dù một số máy bay cánh thấ p là thỏa đáng. Ánh sáng thuận lợ i nhất xảy ra khi máy ảnh hướ ng ng ánh nắng mặt tr ờ  ờii. . Ảnh chụp có đượ c theo cách này (ví dụ, Hình 3.5) có thể hữu ích cho mục đích minh họa, mặc dù cho công vi ệc khoa học hoặc chuyên nghiệ p, công việc có chất lượ ng ng cao, chất lượ ng ng cao của một chuyên gia hoặc một công ty khảo sát trên không có thể đượ c yêu cầu.

Trung tâm dữ  dữ  liệ  liệu EROS Trung tâm dữ liệu EROS (EDC) ở  Sioux Falls, Nam Dakota, được USGS điề u hành

như một kho chứa các bức ảnh chụ p từ trên không và các ảnh vệ tinh đượ c NASA, USGS và nhiều cơ quan liên bang khác mua lại. Cơ sở  d  d ữ liệu trên máy vi tính t ại EDC cung cấ p một hệ thống lậ p chỉ mục cho các thông tin liên quan đến ảnh chụ p từ trên không và

ảnh vệ tinh. Để biết thêm thông tin, liên lạc: Customer Services U.S. Geological Survey Earth Resources Observation and Science (EROS) 47914 252nd Street Sioux Falls, SD 57198-0001 39

 

Tel: 800-252-4547 or 605-594-6151 Fax: 605-594-6589 E-mail: [email protected] Website: eros.usgs.gov

Trung tâm thông tin khoa học h ọc Trái đất đất Trung tâm Thông tin Khoa học Trái đất (ESIC) được điều hành bởi USGS như một nguồn trung tâm cho thông tin liên quan đế n bản đồ và ảnh chụ p từ trên không. http://ask.usgs.gov/sils_index.html  http://ask.usgs.gov/sils_index.html  ESIC có mối quan tâm đặc biệt về thông tin liên quan đến các chương trình và cơ  v à ảnh do các chính quan liên bang nhưng cũng thu thậ p dữ li ệu liên quan đến b ản đồ và quyền địa phương và tiể u bang nắm giữ. Tr ụ  sở   ESIC được đặt tại Reston, Virginia,

nhưng ESIC cũng duy trì bảy văn phòng khác  trên khắ p Hoa K ỳ và các cơ quan liên bang khác có văn phòng chi nhánh. ESIC có thể cung cấ p thông tin cho công chúng về sự sẵn có của bản đồ và hình ảnh viễn thám. Các phần sau đây mô tả  hai chương trình do ESIC quản lý có thể cung cấ p quyền truy cậ p vào chụ p ảnh trên không lưu trữ.

Chương trình chụp chụp ảnh trên không quố quốc gia  NAPP mua lại ch ụ p ảnh trên không cho Hoa K ỳ, theo một k ế ho ạch có hệ th ống

đảm bảo tiêu chuẩn thống nhất. NAPP đượ c bắt đầu vào năm 1987 bởi USGS như là một sự thay thế cho Chương trình chụ p ảnh trên không quốc gia cao độ (NHAP), bắt đầu vào

năm 1980 để củng cố nhiều chương trình liên bang sử dụng ảnh chụ p trên không. USGS quản lý NAPP, nhưng nó đượ c tài tr ợ  ợ  bbởi các cơ quan liên bang là những ngườ i sử dụng chính của ảnh chụ p của mình. Giám sát chương trình đượ c cung cấ p bở i một ủy ban đại diện từ USGS, Cục Quản lý đất đai, Cục Thống kê Nông nghiệ p Quốc gia, Dịch vụ Bảo tồn Tài nguyên Qu ốc gia (NRCS; trước đây gọi là Dịch vụ Bảo tồn Đất), Cơ quan Dị ch vụ Nông nghiệp (trước đây gọi là Dịch vụ Bảo tồn và Ổn định tảo nông nghiệ p), Sở  Lâm  Lâm 40

 

nghiệ p Hoa K ỳ và Cơ quan Thung lũng Tennessee. Light (1993) và Plasker và TeSelle (1988) cung cấ p thêm chi tiết. Theo NHAP, ảnh chụp đã đượ c thu thậ p lại theo k ế  hoạch để  có đượ c bảo hiểm hoàn toàn của 48 tiểu  bang, sau đó cậ p nh ật m ức độ phù hợ  p khi cần thiết để theo k ị p  p các yêu cầu đối vớ i nhiế p ảnh hiện tại. Các k ế  hoạch hiện tại yêu cầu cậ p nhật trong khoảng thời gian 5 năm, mặc dù lịch trình thực tế được xác định trong sự phối hợ  p vớ i các hạn chế về ngân sách. Các đường bay NHAP được định hướng theo hướ ng ng bắc-nam, tậ p trung vào mỗi bốn phần tư có hệ thống định vị trong các tứ giác USGS 7,5 phút, vớ i

độ che phủ lậ p thể đầy đủ ở  m  mức chồng chéo lên tớ i 60% và sidelap ít nhất 27%. Hai hệ  thống camera đã đượ c sử dụng để có đượ c bảo hiểm đồng thờ i: i: vùng phủ sóng đen trắng

đượ c mua ở   tỷ  lệ  khoảng 1: 80.000, sử  dụng máy ảnh có tiêu cự 6 inch. Phạm vi phủ  sóng hồng ngoại đượ c mua ở  m  mức 1: 58.000, sử dụng độ dài tiêu cự là 8,25 in. Bản ảnh 2 cho thấy hình ảnh CIR độ cao minh họa phạm vi phủ sóng r ộng ộng đượ c cung cấ p bở i

định dạng này.  Ngày chụ p ảnh NHAP thay đổi tùy theo khu vực địa lý. Các chuyến bay đã đượ c hẹn giờ  để cung cấp điều kiện tối ưu cho ảnh chụp và đáp ứng các điều kiện cụ thể cho góc tr ờờ i,i , lớ  p phủ tuyết và đêm, tùy theo mùa thu và mùa đông để  cung cấ p hình ảnh cho thấy cảnh quan mà không bao gồm thảm thực vật r ụng lá. Thông số k ỹ thuật cho ảnh chụ p NAPP khác vớ i ảnh chụ p NHAP. Các bi biểu đồ ảnh

 NAPP đượ c mua ở  độ cao 20.000 ft. độ cao sử dụng ống kính tiêu cự 6 inch. Các đườ ng ng  bay được căn giữa góc phần tư (1: 24.000 ô vuông vớ i diện tích USGS). Ảnh chụ p NAPP đượ c lên k ế hoạch cho 1: 40.000, phim đen trắng hoặc hồng ngoại, tùy theo yêu cầu cụ  thể cho từng khu vực.

Ảnh có sẵn cho tất c ả nh ững ai có thể quan tâm đến vi ệc s ử d ụng chúng. Chi tiết và giấy phép chất lượ ng ng của họ  sử  dụng cho các cuộc khảo sát và đánh giá đấ t nông nghiệ p, khoáng sản, và tài nguyên r ừng, ừng, cũng như kiểm tra các mô hình xói mòn đất và chất lượng nướ c. c. Thông tin thêm có sẵn tại: 41

 

http://edc.usgs.gov/guides/napp.html http://eros.usgs.gov/products/aerial/napp.php  http://eros.usgs.gov/products/aerial/napp.php 

Chương trình hình ảnh ảnh nông nghiệ nghiệp quố quốc gia Chương trình hình ảnh nông nghiệ p quốc gia (NAIP) mua lại hình ảnh trên không trong mùa phát triển nông nghiệ p ở   ll ục địa Hoa K ỳ. ỳ. Chương trình NAIP tậ p trung vào việc cung cấ p nhiế p ảnh k ỹ  thuật s ố  tự  do cho các cơ quan chính phủ  và công chúng,

thườ ng ng là màu hoặc hình ảnh CIR với độ phân giải khoảng 1 m. Định d ạng DOQQ có nghĩa là hình ảnh đượ c cung cấ p ở   định dạng sẵn sàng sử  dụng (tức là k ỹ  thuật số  và đượ c tham chiếu địa lý). Một sự khác biệt quan tr ọng giữa hình ảnh NAIP và các chương trình khác (như NHAP) là hình ảnh NAIP đượ c thu thập trong mùa sinh trưở ng ng (tức là "lá"), vì vậy nó tạo thành một nguồn tài nguyên quý giá không chỉ cho các ứng dụng nông nghiệ p mà mà ccòn òn cho việc lậ p k ế hoạch và tài nguyên r ộng ộng hơn đánh giá nỗ lực. Thông tin thêm có sẵn tại: www.fsa.usda.gov/FSA/apfoapp?area=home&subject=prog&topic=nai

Hai nguồn quan tr ọng khác về chụ p ảnh trên không lưu trữ bao gồm Phòng Nông nghiệ p của Bộ Nông nghiệ p Hoa K ỳ (USDA): Phòng Nông nghi ệ p của Bộ Nông nghiệ p www.apfo.usda.gov   và và Cục Lưu trữ  và H ồ  sơ Quốc gia Hoa K ỳ: Hoa K ỳ (USDA):  (USDA):   www.apfo.usda.gov www.archives.gov. 

12. Tóm lượ c Chụ p ảnh trên không cung cấ p m ột phương tiện đơn giản, đáng tin cậ y, linh hoạt và r ẻ  tiền để  có đượ c hình ảnh viễn thám. Sự chuyển đổi t ừ các hệ  thống tương tự  đã hình thành nền tảng cho khảo sát trên không trong th ế k ỷ 20 sang các hệ thống k ỹ thuật số hiện nay đã hoàn thành cơ bản, mặc dù bản chất của các hệ thống k ỹ thuật số sẽ tạo

cơ sở  cho lĩnh vực này trong thế k ỷ 21 vẫn chưa rõ ràng . Việc di chuyển sang các định dạng k ỹ thuật số đã đượ c tái tạo, thậm chí còn làm tr ẻ hóa vai trò của hình ảnh trên không trong việc cung cấ p hình ảnh cho các ứng d ụng c ủa nhà nước và địa phương. Mặc dù 42

 

chụ p ảnh trên không hữu ích chủ yếu ở  các  các phần nhìn thấy đượ c và gần hồng ngoại của quang phổ, nó áp dụng các nguyên tắc quang học và quang học r ất quan tr ọng trong toàn  bộ lĩnh vực viễn thám.

Ảnh chụ p từ trên không tạo thành nguồn thông tin chính để biên soạn các bản đồ  quy mô lớ nn,, đặc biệt là các bản đồ địa hình t ỷ lệ lớ n. n. Hình ảnh trên không dọc là valuthể thay thế bản đồ hoặc như bổ sung bản đồ. Các lỗi hình học trong việc thể hiện vị trí

ngăn chặn việc sử dụng tr ực tiế p các bức ảnh chụ p từ trên không làm cơ sở  để đo khoảng cách hoặc diện tích. Nhưng, vì nhữ ng lỗi này đượ c biết và đượ c hiểu rõ, các nhà ng ữ   pháp hình hình ảnh có thể sử dụng ảnh làm cơ sở  cho  cho việc tái thiết các mối quan hệ vị trí chính xác và nguồn gốc của các phép đo chính xác. Ả nh chụ p từ trên không ghi l ại các chi tiết  phức t ạ p c ủa các mẫu khác nhau tạo thành bất k ỳ c ảnh quan nào. Mỗi thông dịch viên hình ảnh phải phát triển các k ỹ năng và kiến thức cần thiết để giải quyết các mô hình này  bằng cách kiểm tra k ỷ luật các hình ảnh trên không.

43

 

BÀI TẬ TẬP I.  Bài tập tập chương 5 chương 5 Bài 1: A vertical aerial photograph was acquired using a camera with a 9-in. focal length at an altitude of 15,000 ft. f t. Calculate the nominal scale of the photograph.

RF =

 ℎ 



∗2.54 

 .

 = 5000  = 5000∗30.48  = 20000 

Bài 2: A vertical aerial photograph shows two objects to be separated by 63/4 in. The corresponding ground distance is 91/2 mi. Calculate the nominal scale of the  photograph.  ℎ

RF =   =

  .    . 

 =  

 . 



∗63360 .

 = 83040 

Bài 3: A vertical aerial photograph shows two features to be separated by 4.5 in. A map at 1:24,000 shows the same two features to be separated by 9.3 in. Calculate the scale of the photograph.  ℎ

RF1 =   =  ℎ

.3 .  



  = 24000 → GD = 9.3 * 24000 = 223200 in.  

4.5 .

RF2 =   = 223200 . =

 4600

 

Bài 4: Calculate the area represented by a 9 in. × 9 in. vertical aerial photograph taken at an altitude of 10,000 ft. using a camera with a 6-in. focal length. RF = 6∗ 0.083333  = 1: 20000 0000 44

 

→ Diện tích vùng có kích thướ c 9in*9 in trên ảnh là: 92*200002= 3.24*1010 (in2) Bài 5: You plan to acquire coverage of a county using a camera with 6-in. focal length and a 9 in. × 9 in. format. You require an image scale of 4 in. equal to 1 mi., 60% forward overlap, and sidelap of 10%. Your county is square in shape, measuring 15.5 mi. on a side. How many photographs are required? At what altitude must the aircraft fly to acquire these photos? Có: RF =

4 . .

=

4 . 63360 .

=

 5840

=

 ℎ 

 

→ Altitude (Độ cao) = 6 in. * 15840 = 95040 in. = 1.5 (mile) Diện tích 1 ảnh: Sảnh = 92 = 81 in2 

Độ bao phủ dọc = 60% nên diện tích thông tin mớ i mà 1 ảnh mang lại = 40% → Diện tích thông tin mớ i/1 i/1 ảnh: S1 = 81 * 40% = 32.4 in 2  Diện tích quận đó là S0 15.52 = 240.25 (mi.2) = 9.645*1011 Số ảnh cần chụ p n =

S0 

  ≃ 119 (ảnh)

Bài 6: You have a flight line of 9 in. × 9 in. vertical aerial photographs taken by camera with a 9-in. focal length at an altitude of 12,000 ft. f t. above the terrain. Forward overlap is 60%. Calculate the distance (in miles) between ground nadirs of successive  photographs.

45

 

Tỉ lệ ảnh =

 ℎ 

 .

 .



 = 2000  = 2000∗2 . = 6000 

Bài 7: You require complete stereographic coverage of your study area, which is a rectangle measuring 1.5 mi. × 8 mi. How many 9 in. × 9 in. vertical aerial photographs at 1:10,000 are required? Diện tích thực tế mà 1 ảnh bao phủ là: S1 = 92 * 100002 = 81*108 (in.2) = 2 mi.2 (Do 1 mi. = 63360 in.) Diện tích thực khu vực chụ p ảnh là: S0 = 1.5*8 = 12 (mi.2) Số bức ảnh cần phải chụ p: = S0/S1 = 6 (ảnh) Bài 8: You need to calculate the scale of a vertical aerial photograph. Your estimate of the ground distance is 2.8 km. Your measurement of the corresponding image distance is 10.4 cm. What is your estimate of the image scale? Tỉ lệ ảnh =

0.4 2.8

=

0.4 280000

=

 2623

 

Bài 9: You have very little information available to estimate the scale of a vertical aerial  photograph, but you are able to recognize a baseball diamond among features in an athletic complex. You use a tube magnifier to measure the distance between first and second base, which is 0.006 ft. What is your estimate of the scale of the photo?

46

 

Giả sử sân bóng chày có khoảng cách first-second base thực tế là 90ft Theo bài ra: khoảng cách này là 0.006ft

→ Tỉ lệ ảnh =

0.006 0

=

 5000

 

Bài 10 Assume you can easily make an error of 0.001 in your measurement for Question 9. Recalculate the image scale to estimate the range of results produced by this level of error. Now return to Question 3 and assume that the same measurement error applies (do not forget to consider the different measurement units in the two questions). Calculate the effect on your estimates of the image scale. The results should illustrate why it is always better whenever possible to use long distances to estimate image scale.  Nếu coi sai số là 0.001, ta có: Question 9: khoảng cách đo bằng kính lúp là 0.006 ± 0.001 (ft) → sai số 16.67% Tỉ lệ ảnh =

0.005 0

=



 || = 8000

0.007 0

≃

 2857

 

→ Chênh lệch khá lớ n vớ i tỉ lệ cũ là 1/15000  Question 3: có độ cao 223200 in. Khoảng cách trên ảnh 4.5 ± 0.001 (in.) → sai số 0.022% 47

 

4.4



4.50



Tỉ lệ ảnh = 223200 = 46 || = 223200 = 46588 

→ Chênh lệch khá ít so vớ i tỉ lệ cũ là 1/49600  Vậy, khi thực hiện đo khoảng cách tr ực tiế p trên ảnh có thể gây sai số nhất định. Tuy nhiên, giả sử cùng một giá tr ị sai số, khoảng cách càng lớn (cùng đơn vị đo) thì chênh lệch tỉ  lệ càng nhỏ hay giá tr ị  tỉ  lệ  đó có thể coi là gần chính xác và

ngượ c lại. Bài 11: Visual Search Exercise. [see pp. 154 – 155] 155] This exercise develops skills in matching  pasterns and developing a sense of spatial context in for image interpretation. Examine the each image on the facing page, and match it to the correct location on the source image shown below, using the coordinates marked at the edge of th thee source image. As an example, image 1 has been identified Cho ảnh:

48

 

Xác định tọa độ các ảnh sau:

1. B – 3

2. C – 6

3. G – 7

49

 

4. J/K –  5/6

7. C/D –  10/11

10. I/J –  7/6

5. H –  5

8. B/C –  4/5

11. I/J –  4/3

6. A –  8  8

9. G/H –  10/11  10/11

12. E/F-1

Bài 12: Identification Exercise. [see p. 156] Identify the principal features depicted in each image, using the elements of image interpretation listed in the text. Be prepared to identify the key elements important for each image.

50

 

1.  River

2. moutain

4.

5. Forest

6. stadium

7. Water tower

8. Fuel storage tanks

9.

10. Orchard

11. residential area

13. A highway interchange

14. field

3. forest

12.field

15.city 51

 

16. Military aircraft on a runway

17. Athletic fields

18. Structures in a suburban residential neigborhood

II.  GIS Review Questions 1.  List several reasons why time of day might be very important in flight planning for aerial imagery. Liệt kê một số lý do tại sao thờ i gian trong ngày có thể r ất quan tr ọng trong việc lậ p k ế  hoạch cho hình ảnh trên không?) Tr a ̉  lơ  i:   ̀ i:   

Điều kiện buổi tối muộn tạo ra bóng dài hơn và mức độ  ánh sáng khác nhau giữa  buổi sáng, buổi chiều và buổi t ối có thể thêm độ sâu khi so sánh nhi ều hình ảnh

củaờicùng t ọmng ngày. ột đă  cnăm suốtr  ộtvà ̣ trưng điểmmtrong là trong rất quan Th nhiều người coi mùa đông là mùa hoàn hảo để chụ p ảnh trên không. Có nhiều lý do cho điều này, nhất là việc nhìn thấy các đă  c̣ trưng trong các lĩnh vự c không có cây tr ồng và sẽ không bị cày nát trong vài tháng nữa. Các đặc điểm sống sót bên dướ i bề mặt thườ ng ng sẽ hiển thị tối hơn do mức độ  nông hơn của đất. Điều ki ện tuyết và băng giá hoàn toàn nhấ n mạnh các đường vân và các đặc điể m và chúng có thể đượ c chụ p ảnh vớ i một sự rõ ràng không nhìn thấy vào bất k ỳ thời điểm nào khác trong năm.    Mức độ thấ p mà mặt tr ờ  ờ i mọc sẽ tạo ra bóng dài hơn nhiều, giúp tầm nhìn của các tính năng trên mặt đất dễ dàng phát hiện hơn nhiều. Ví dụ hoàn hảo ở  đây là các đặc điểm sườ n núi và rãnh thờ i trung cổ.

 

Douthi sắc và tông màu tương phản, một b ức ảnh r ất khó sử  dụng trong   điề kiếệun màu ánh sáng kém.



52

 

2.  Outline advantages and disadvantages of high-altitude photography. Explain why routine high-altitude aerial photography was not practical before infrared imagery was available. Ch  ra những ưu điểm và nhược điể m của chụ p ảnh t ư ư    cao. Giải thích t ại sao chụ p  ̀  trên ̉ ng không thự c t ế  trướ c khi hình ảnh hồng ngoại có sẵ n?  n?  ảnh trên không thườ ng Tr a ̉  lơ   ̀ i:  

Ưu điê ̉ m: o  Cung cấ  p một cái nhìn hình ảnh hiện tại của mặt đất mà không có bản đồ  na ̀o có thể bằng. o  Dễ  dàng hơn để  có đượ  c. Bức ảnh có thể nằm trong tay ngườ i dùng trong c. vòng vài giờ  sau khi đượ c chụ p; một bản đồ có thể mất vài tháng để chuẩn  bị. o  Có thể đượ  c thực hiện cho những nơi không thể tiế p cận v ́ du   như ̣ khu vư  c̣ quân sư  . ̣ o   Cho thấy các đă  c̣ trưng quân sự không xuất hiện trên bản đồ. o  Có thể  cung c ấ  p sự so sánh hàng ngày của các khu vực đượ c chọn, cho  phép đánh giá đượ c thực hiện đối vớ i hoạt động của k ẻ thù. o  cung cấ  p một hồ sơ vĩnh viễn và khách quan về những thay đổi hàng ngày vớ i khu vực.    Nhươ    c̣ điê ̉ m: o  Các đặc điể m mặt đất r  ất khó xác định hoặc giải thích nếu không có ký hiệu và thườ ng ng bị che khuất bở i các chi tiết mặt đất khác, ví dụ như các tòa nhà trong khu vực r ừng cây. o  Vị trí và quy mô ch ỉ là gần đúng.  o  Các biến thể chi ti ết trong các tính năng địa hình không d ễ dàng xuất hiện nếu không chụ p ảnh chồng chéo và một công cụ xem lậ p thể. o  Do thiếu màu sắc và tông màu tương phả n, m ột b ức ảnh r ất khó sử d ụng trong điều kiện ánh sáng kém. o  Thiếu dữ liệu cận biên. o   Nó đòi hỏi đào tạo nhiều hơn để giải thích hơn mộ t bản đồ.   Gia  i th ch: ̉ ́  ̉  co ́  đươ  o  Đê   c̣ a ̉ nh r    o  v ̣   c̣ thiê ́ t k ê ́  ch  ̉ đê ̉  bă ́ t ca ́ c ̃ a ̀ ne ́ t hơn, mô  t ̣ sô ́  thiê ́ t bi    đươ   bư ́ c xa   trong vu ̀ ng green, red va ̀ hô ̀ ng ngoa  i ̣ gâ ̀ n. Đă  c̣ biê  t ̣ hô ̀ ng ngoa  i ̣ gâ ̀n ̣ la ̀  qu y ́  nhâ ́ t, đă  c̣ trưng bơ   ̉ i ca ́ c bươ   ́ c so ́ ng da ̀i hơn ngay sa ́ t vu ̀ ng a ́ nh s a ́ ng nh ǹ thâ ́ y. Đây la ̀  vu ̀ ng mang nhiê ̀u thông tin quan tr o  ng ̣ vê ̀  cây cô ́ i va ̀  không  ṭa ́ n xa   b  ̉ i  kh   quyê ̉ n, bô kh     cho   ̣ a ́ nh a ́ ngcnh đoa   ́  ch ̣ ơ  a ̉ nh trênbi   không thươ  o ́  a  ̉ǹnhthhâ ố  y.̀ ngDo ngo i.̣ u   p̣ ̉  tr a ơơ   ́ cskhi ̉ khi trươ  ̃ ̀ ng ́ s   e  không 53

 

3.  List several problems that you would encounter in acquiring and interpreting largescale aerial imagery of a mountainous region.  Liệt kê một số  v  vấn đề  mà  mà bạn sẽ  g   g ặ p phải trong việc thu nhận và giải thích hình ảnh trên không quy mô l ớ  ớ n của một khu vự c miề n núi? Tr ả lờ i: i:          

phương thă ̉ ng đư ́ ng th  không thê ̉  biê ́ t đươ    c̣ đô   cao Khi chu   p̣ a ̉ nh ơ  ̣ cu ̉ a vu ̀ ng nu ́ i  ̉   phương ̀ đo ́ . Sư   ḍ i    cḥ chuyê ̉ n cu ̉ a đi    a ̣ h nh ̀ Đô   nghiêng cu ̉ a ma ́ y bay va ̀ ma ́ y a ̉ nh ta  i ̣ thơ  ̣  ̀ i điê ̉ m chu   p̣ Hiê  ụ ư ́ ng bo ́ ng râm la ̀ m che khuâ ́ t chi tiê ́ t. Mặc dù trong hầu hết các trườ ng ng hợ  p, một hệ thống quét máy bay có th ể cung cấ p độ chính xác hình học đầy đủ, nhưng máy quét vệ  tinh có thể thích hợp hơn ở  khu  khu vực miền núi. Do sự thay đổi lớn trong phù điêu, các biến dạng hình học do dịch chuyển c ủa phù điêu sẽ đượ c khuếch đại ở   độ cao máy bay nhiều hơn so với độ  cao vệ tinh. Ngoài ra, với cùng điều kiện ánh sáng, bóng tối sẽ là vấn đề lớn hơn khi sử d ụng hình ảnh máy bay vì góc nhìn nông hơn và sẽ lo ại b ỏ kh ả  năng lậ p  bản đồ thực tế ở  nh  những khu vực này.

4.  Speculate on the likely progress of aerial photography since 1890 if George Eastman (Chapter 1) had not been successful in popularizing the practice of photography to the general public. Suy đoán về  s  sự  ti  tiế n b ộ c ủa nhiế   p ảnh trên không k ểể  t    t ừ ừ   năm 1890 nế u George Eastman (Chương 1) không thành công trong việc phổ  bi  biế n thự c hành nhiế   p ảnh cho công chúng? Tr a ̉  lơ   ̀ i:   Sư     tị ê ́ n bô    c̣ u ̉ a chu   p̣ a ̉ nh trên không s   e  ̃ pha ́ t triê ̉ n châ  ṃ hơn so vơ   ́ i li    cḥ sư ̉   pha ́ t triê ̉ n cu ̉ a no ́ . Tư ̀  khi George Eastman ph a ́ t minh ra film 35mm , đa     c  ́ c ̃ o ́  nhiê ̀u bươ  tiê ́ n mơ   ́ i trong công cuô  c̣ chu   p̣ a ̉ nh trên không. Nê ́ u George Eastman không tha ̀nh công, chu ́ ng ta s   e  c ̃ o ́  a ̉ nh k y     thu ̃ â  t ̣ sô ́  chu   p̣ tư ̀  trên không muô  ṇ hơn. Tư ̀  viê  c̣ pha ́ t minh ra loa  i ̣film mơ   ́ i, phát triển này đã dẫn đế n việc phát minh ra phim gi ấy cuộn. Các bản in k ết quả là sắc nét, rõ ràng và không bị biến dạng hạt giấy. Năm 1889, công ty của ông, Kodak, đã giớ i thiệu bộ phim celluloid linh hoạt và sự phổ biến của nhiế p ảnh tăng vọt. Bây giờ  anh   anh ấy c ần một máy ảnh để  tận dụng b ộ phim mới. Năm 1900, đượ c trang bị  một ống kính đơn giản và khả  năng xử lý phim cu nh như hộ p đồng Kodaknghĩa. một đô c gkhông ra Kodak la, đượ đã ọi là Brownie, tạ o hóa nhiộến,  p máy ảnh gảần Eastman chỉ cách đã mạng lĩnh vựvàc 54

 

nhiế p ảnh mà còn tạo tiền đề cho những phát triển mới trong lĩnh vực nhiế p ảnh trên không. Công việc của ông đã được theo dõi ngay sau năm 1903 bở i anh em nhà Wright chuyến bay thành công đầu tiên của một chiếc máy bay nặng hơn không khí. Một loại nền tảng trên không đã có sẵn. Do đo ́  sư   tị ê ́ n bô   c̣ u ̉ a chu   p̣ a ̉ nh trên không s   e  c  ́ i pha ́ t triê ̉ n như hiê  ṇ ta  i ̣ nê ́ u Eastman không tha ̀ nh ̃ o ̀ n lâu n   ư  ã mơ  công trong viê  c̣ phô ̉  biê ́ n thư  c̣ ha ̀nh nhiê  p ́ a ̉ nh cho công chu ́ ng.

5.  Should an aerial photograph be considered as a “map”? Explain.  Explain.    M ô ư ̀   trên không co ́  nên đươ      t ̣ bư    ̣ t ư    c̣ xem như la ̀  mô    t ̣ ba ̉ n đô ̀ ? Gia ̉ i th ́ ch v ̀  sao?  ́ c a ̉ nh chu    p Tr a ̉  lơ   ̀ i: Không  

Gia ̉ i th  ́ch: Vơ  ất khó xác định  ́ i a ̉ nh chu   p̣ t ư ̀   trên không, Các đặc điểm m ặt đất r ất hoặc giải thích nếu không có ký hiệu và thườ ng ng bị che khuất bở i các chi tiết mặt đất khác, ví dụ như các tòa nhà trong khu vực r ừng cây. Mặc dù trong hầu hết các trườ ng ng h ợ  p, một h ệ th ống quét máy bay có thể cung cấp độ chính xác hình học có nthdểạ thích hợphọhơn  khu vực mi s ự  đầy đủ, máyphù quét vệ tinh thay đổinhưng lớn trong điêu, các biế ng hình c doở d khu ịch chuy ểnềcnủanúi. phùDođiêu sẽ đượ c khuếch đại ở  độ cao máy bay nhi ều hơn so với độ cao vệ tinh. Ngoài ra, với cùng điều kiện ánh sáng, bóng tối sẽ là vấn đề lớn hơn khi sử dụng hình ảnh máy bay vì góc nhìn nông hơn và sẽ  loại bỏ khả năng lậ p bản đồ thực tế ở  nh  những khu vực này. Đô ̀ ng thơ   ̀ i v ́ tr  ́ va ̀  quy mô cu ̉ a vâ  t ̣ thê ̉  trong a ̉ nh chu   p̣ tư ̀  trên không c   u ng ̃ ch  l̉ a ̀ g â ̀n đu ́ ng trong khi ba ̉ n đô ̀   la  i ̣ đo ̀ i h o ̉ i c a ́ c yê ́ u t ô ́   đo ́   mô  t ̣ c a ́ ch ch ́nh xa ́ c.

6.  Assume you have recently accepted a position as an employee of an aerial survey responsibilities preparation flight plans for the company; company’syour customers. What areinclude the factors that youofmust consider as you plan each mission? Giả sử  g   g ần ần đây bạn đã chấ  p nhận vị trí là nhân viên của một công ty kh ảo sát trên không; trách nhiệm c ủa b ạn bao g ồm chuẩ n bị các k ếế  ho   hoạch cho khách hàng của công ty. Các  yế u t ố ố  mà   mà bạn phải xem xét khi bạn l ậ p k ế  ế  ho hoạch cho mỗ i nhiệm vụ là gì? Tr a ̉  lơ   ̀ i:  

Tùy thuộc vào hệ th ống mua lại và bở i n ền t ảng được thông qua (như máy bay cánh quay và cố  định, tàu lượ n, n, khí cầu, có ngườ i lái hoặc không ngườ i lái), là  bước đầu tiên và thiết yếu để  đảm b ảo thành công của một nhiệm v ụ  khảo sát. Ca ́ c yê ́ u t ô ́  m a ̀ tôi quan tâm xem xe ́ t đo ́  l a ̀: L ư  ạ cho  ṇ c a ̉ m bi ê ́ n v a ̀ n ê ̀n t a ̀ng phu ̀   55

 

hơ     p;̣ thiê ́ t lâ   p̣ k ê ́  hoa  cḥ bay va ̀  phân tích các yếu tố đượ c kiểm soát trong các hoạt động bay.

7.  List some of the factors you would consider in selection of band combinations in this  Liệt kê m  yế u t ố n sẽ  xem  xem xét khi l chapter. ột số  y ố   b  bạdescribed ự  ự a chọn k ếế t  hợp băng đượ c mô t ả trong chương này? Tr a ̉  lơ   ̀ i:  

Hiê ̉ n thi    a ̣ ̉ nh quang la ̀ quan tr o  ng    p̣ băng la ̀ thuâ  t ̣ ng   ư   trong ̣ trong viễn tha ́ m. K ê ́ t hơ  ̃ viễn tha ́ m liên quan đê ́ n viê  c̣ ga ́ n ma ̀u đê ̉  biê ̉ u diễn đô     ṣ a ́ ng cu ̉ a ca ́ c vu ̀ ng phô ̉  kha ́ c nhau. Vơ    c̣  ́ i a ̉ nh đa phô ̉ , do mă ́ t ngươ   ̀ i ch  nh ̉ a  ỵ ca ́ c ma ̀u cơ ba ̉ n va ̀  phân biê  t ̣ đươ  đô   ṣ a ́ ng c u ̉ a c a ́ c m a ̀u na ̀ y v a ̀  k ê ̉   ca ̉   ma ̀ u tr ô  ṇ cu ̉ a c a ́ c m a ̀u cơ ba ̉ n. Trong trươ   ̀ ng hơ     p̣ băng ngoa ̀i vu ̀ ng a ́ nh sa ́ ng nh ǹ thâ ́ y, viê  c̣ cho  ṇ ma ̀ u vê ̀ nguyên tă ́ c co ́  thê ̉  la ̀   bâ ́ t k y ̀ nhưng câ ̀n chu ́  y ́  tơ   ́ i mu  c̣ đ ́ch: o ngohươ  ngoa  i ̣ gâ ̀n,  ̉ nh hô b̀ ng a  i ̣ đen –   tr ă  ng: đươ    c̣ thu trong vu ̀ ng thhôâ  ̀ ng   A không i    a ̣ ̉ nh  ̉ i ta a ̉ nh ́ y khu vư  c̣ cây ̉ ng nhiê ̀u ́ bơ  ́ n xa   c̣ u ̉ a kh ́ quyê ̉ n, cho xanh, phân biê  t ̣ vu ̀ ng đâ ́ t va ̀ nươ   ́ c  ̉ nh toa ̀n să ́ c: phô ̉  a ́ nh sa ́ ng nh ǹ thâ ́ y đươ  o  A   c̣ thê ̉  hiê  ṇ trên 1 kênh duy nhâ ́ t. A ̉ nh đen tră ́ ng dươ   ́ i go ́ c nh ǹ toa ̀n să ́ c la ̀  a ̉ nh ghi la  i ̣ đô    ṣ a ́ ng ca ́ c bư ́ c xa    ̣ nh ǹ thâ ́ y ma ̀  không phân ta ́ ch ca ́ c ma ̀ u kha ́ c nhau. Trong viễn tha ́ m, băng toa ̀n s ă ́ c đươ    c̣ d u ̀ ng thê ̉  hi ê  ṇ chi tiê ́ t không gian hay cho ma ̀u s ă ́ c b ơ   ̉ i đôi khi chi tiê ́ t không gian tô ́ t la  i ̣ la ̀ thông tin co ́  gia ́  tr i    hơn ̣ la ̀  ma ̀u să ́ c.  ̉ nh quang:   A o  Bư dễ da ̀ng bi    ṭa ́ n xa   ḷ a ̀m gia ̉ m châ ́ t lươ    ng ̣ ̣ a ̉ nh viễn tha ́ m.  ́ c xa   Blue vu ̀ ng green, o  Ca   c̣ thiê ́ t k ê ́  ch   ̉ đê ̉  b ă ́ t c a ́ c bư ́ c xa   trong ̣  ́ c thiê ́ t bi     c̣ o ́  th ê ̉   đươ  red va ̀ hô ̀ ng ngoa  i ̣ gâ ̀n. o  Ca ̣ sư ̉  du  ng ̣ a ̉ nh ha ̀ng không toa ̀ n phô ̉ .  ́ c ư ́ ng du  ng o  Mô h ̣  nh ̀ ma ̀u tư   nhiên. o  Mô hình hô  ̀ ng ngoa  i ̣ ma ̀u.

8.  Suggest circumstances in which oblique aerial photography might be more useful than vertical photographs. ng h ợp trong đó chụ p ảnh trên không xiên có th ể   hữu ích hơn so vớ i  Đề   xuất các trườ ng ảnh d ọc? Tr a lơ i:  ̉   ̀   Chu    p̣ a ̉ nh khi vư  c̣ đô ̀ i nu ́ i đê ̉  thiê ́ t lâ   p̣ ba ̉ n đô ̀ . 56

 

 

Chu   p̣ a ̉ nh ơ  ̣ như tha ̀nh phô ́  vơ   ̉  khu vư  c̣ câ ̀n go ́ c nh ǹ r ô  ng  ́ i ca ́ c nha ̀ cao tâ ̀ng, sông, đô ̀ ng ruô  ng, ̣ … 

9.  It might seem that large-scale aerial images might always be more u useful seful than smallscale yet larger images are not always the most useful. aerial What photographs; are the disadvantages toscale the use of large-scale images? Có vẻ như hình ảnh trên không quy mô l ớ   luôn hữu ích hơn so vớ i hình ảnh trên ớ n có thể  luôn không cỡ  nh  nh ỏ; nhưng hình ảnh quy mô l ớn ớn hơn không phải lúc nào cũng hữ u ích nhấ t.t.  Nhữ ng ng bấ t l ợ  ợ i cho việc sử  d   d ụng hình ảnh quy mô l ớ ớ n  là gì? Tr a ̉  lơ   ̀ i:   Bản đồ tỷ lệ lớ n cho th ấy một diện tích nhỏ hơn với lượ ng ng chi tiết lớn hơn.    Phạm vi địa lý hiển thị trên bản đồ t ỷ lệ lớ n là nhỏ.   Một bản đồ tỷ lệ lớn đượ c biểu thị dướ i dạng tỷ lệ đại diện sẽ có số nhỏ hơn ở  bên  bên  phải t ỷ lệ. Ví dụ: bản đồ tỷ lệ lớ n có thể có t ỷ lệ RF là 1: 1.000. Bản đồ tỷ lệ lớ n thường đượ c sử dụng để hiển thị các vùng lân c ận, khu vực địa phương hóa, thị  tr ấn nhỏ, v.v.

10. A particular object will not always appear the same when images by an aerial camera. List some of the factors that can cause the appearance of an object to change from one photograph to the next.  M ột ột đối tượ ng ng cụ thể  s  sẽ  không  không luôn luôn xuấ t hiện giố ng ng nhau khi hình ảnh của một máy ảnh trên không. Liệt kê một số  y  yế u t ố ố  có   có thể  khi  khiế n ngoại hình của đối tượng thay đổ i t ừ ừ   ảnh này sang ảnh khác Tr a ̉  lơ   ̀ i:   Go ̣  ́ c chu   p,̣ đô   nghiêng   Đô    ṣ a ́ ng   Me  o quang ́   Đô    cao ̣ cu ̉ a ma ́ y bay   Vi     tr  ̣  ́ đă  t ̣ ma ́ y quay   Thơ   ̀ i tiê ́ t 

57

 

III.Dịịch video III.D 1.  Additive Color vs Subtractive Color Đây là một ví dụ về cộng màu, ta có 3 màu đỏ, xanh là và xanh dương được đánh dấu theo thứ  tự: đỏ  (1,0,0), xanh lá (0,1,0) và xanh dương (0,0,1). Thông thườ ng ng vớ i  photoshop sẽ sử dụng đơn vị 255 nhưng để đơn giản trong ví dụ này tôi sẽ dùng đơn vị  1. Cách thức hoạt động c ủa phép cộng màu là phép cộng các màu cơ bản vớ i nhau. Ví dụ ở  đây chúng ta chuyển các hình ảnh sang chế độ Linear dodge ( add ) chúng ta có thể  thực hiện phép cộng các màu bằng việc ch ồng các ảnh lên nhau. Đỏ và xanh lá tạo ra màu vàng, bạn có thể  thấy đơn vị  là vàng (1,1,0), đỏ  và xanh dương tạo màu tím (magenta), xanh lá và xanh dương tạo xanh lá mạ (cyan), và cuối cùng nếu cộng tất cả 3

màu ta đượ c (1,1,1) là màu tr ắng. Về tr ừ màu, tôi lấy vị dụ 3 màu: cyan, magenta và yellow. Tôi đánh dấ u chúng theo cách có thể d ễ dàng phân biệt b ằng dấu tròn tr ắng, ví dụ cyan chứa màu G và B, cyan chỉ chứa R và B còn yellow chỉ chứa R và G. N ếu mu muốn thực hiện vi việc tr  tr ừ màu, ta chuyển

ảnh sang chế  độ multiply, việc này có thể gây chút bối r ối ối nhưng thực tế  việc ta thực hiện tr ừ màu là việc làm màu trong suốt các màu khi ta chồng các ảnh lên nhau. Ví dụ ta thực hi ện vi ệc tr ừ  màu cyan và magenta ta đượ c màu B, B là màu duy nh ất còn chấm tròn tr ằng ở  đây. Tương tự khi tr ừ màu cyan và yellow ta có màu G là màu duy nhất còn lại. Cuối cùng ta thực hiện tr ừ màu cho cả 3 hình thì không còn màu nào còn sót l ại, ta

đượ c màu tr ắng. ắng. Đó chính là các thức tr ừ màu. 2.  What Are CMYK And RGB Color Modes? Sự khác biệt giữa CMYK và RGB -  RGB là một chế độ cộng màu, tức là nếu bạn ghép những màu cơ bản là R, G và B bạn sẽ đượ c tất cả các màu, càng thêm màu sáng vào s ẽ đượ c màu tổng thế càng sáng. -  CMYK là một chế độ tr ừ màu, nghĩa là bạn tr ừ đi ánh sáng của một mảnh giấy ( hoặc một sticker) bằng việc thêm vào đó một số màu mực. Càng thêm mực thì màu của mọi thứ tr ở  nên tối hơn. ở  nên 58

 

Vậy nhìn chung RGB là cho vi ệc hiển thị màu còn CMYK là cho vi ệc in ấn. Ví dụ 

ở   đây ta có phổ RGB, hiện t ại thì chúng đang ở   RGB mode, nhưng nếu ta chuyển đến image menu -> mode -> CMYK mode, bạn có thể thấy sự  thay đổi màu ở   đây và màu tr ộn tr ở  ở lên  lên tối hơn bở i vị màu đen đã được thêm vào để bạn có thể thấy màu của chúng một khi chúng đượ c in ra. Vậy là bạn có thể  thấy sự khác biệt giữa CMYK và RGB mode, cảm ơn đã theo dõi. 

3. Evolution of Analog to Digital Mapping (High Def) Việc chuẩn bị bản đồ trước đây hoàn toàn bằng chân. Bạn đã phải đi đến các vùng đất.

Tôi chưa bao giờ  nghe  nghe tớ i phép quan tr ắc ắc trước đây.  Dụng cụ vẽ bản đồ âm thanh là gì?

Đã từng có r ất nhiều thứ, những camera hiện đại, những hệ  thống phức tạ p, hệ  thống Fairchild. Máy chiếu bản đồ Kelsh tạo ảnh từ một miếng kính mỏng. Chúng ta đi từ hệ thống quang cho t ớ i hệ thống máy móc. Vớ i mỗi thế hệ máy móc, độ phân giải tr ởở  

nên cao hơn và độ  trung thực của ống kính viễn thám tốt hơn. Chúng ta đã sớm có đượ c những hình ảnh không gian. Ta đã có nhữ ng máy phân tích bằng sóng âm. Máy tính xu ất

ở thành ế. Và sau đó việc chuyển ti ế p ảnh động hiện và tr ở    thành một công cụ cho việc thiết k ế. đượ c khắc ph ục. Chúng ta đến vớ i tthhời đại quang tr ắc b ằng phần mềm và ảnh s ố  tr ực giao và sau đó, dĩ nhiên là camera số. Cơ sở  d  dữ liệu này không phải về tiền, con ngườ i mà là về h ệ th ống thông tin địa lý. Bở i vì khả  năng nhị phân hóa tr ực ti ế p, vi ệc quang tr ắc ắc địa đã đạt tới đỉnh cao của sự phát triển. Trong thế giớ i ngày nay, nó gần như đã lỗi thờ ii.. Bất kì ai cũng có thể   có một hình ảnh bản đồ  chỉ  bằng việc bật máy tính lên và google nó. Bạn đặt nó vào google map b ằng hệ thống GPS. Sự thèm muốn cho dạng dữ  liệu số đó gần như là không thế thỏa mãn.

59

 

4.  Video of the day | Aerial photography Đức là một quốc gia tươi đẹ p nhìn từ  bên bên trên. Câu nói đượ c trích ra từ  một bộ   phim tạo thành hoàn toàn từ những bức ảnh hàng không. Những bức ảnh đượ c chụ p bở i Gerhard Lana, một phi công kiêm nhiế p ảnh gia đến từ Volts Borg vùng Bavaria. Dụng cụ của anh ấy bao gồm một máy quay số độ phân giải cao và một chiếc Cessna với động cơ mạnh mẽ. “ Điều thú vị là tôi có thể thấy những quang cảnh mà tôi không bao giờ  có  có thể thấy đượ c lúc ở  dướ i mặt đất. Những thứ như vậy thực sự đến mộ cách tình cờ  và  và tôi không thể có một k ế ho ạch để có thể ch ụp được chúng”. Lana thu thậ p những bức ảnh cho DVD mớ i của anh ấy, anh ấy đã làm công việc là một nhiế p ảnh gia hàng không vớ i

35 năm kinh nghiệm. Trong thờ i gian đó anh đã thu thậ p khoảng 100000 giờ  bay   bay và 250000 bức ảnh hàng không, trong đó có cả  những bức ảnh chụp Berlin trướ c và sau thống nhất. Một tấm ảnh thực đượ c chụ p quảng trườ ng ng và bức tường, đến năm 2007 tôi chụ p l ại khung hình đó và thấy đượ c toàn bộ s ự thay đổi c ủa kiến trúc, điều đó thật sự  r ất ấn tượ ng, ng, nó hoàn toàn khác vớ i b ức đượ c ch ụ p t ừ  năm 1982. Ngày nay những v ật thể có thể hiện rõ trong tâm mắt nhiế p ảnh hàng không. Đây là khung cả nh một khu dân

cư ở  Volts  Volts Borg, k ết quả thu đượ c khi anh ấy dành hàng giờ  bay  bay và chụ p những bức ảnh ất ít người có được kĩ năng điều khiển máy bay và chụ p ảnh với góc nghiêng 60 độ, r ất đồng thời như Lana. Lana có những giờ  phút  phút nghỉ ngơi khi mặt tr ờờ i  lặn. “ Thờ i tiết hôm nay r ất ất đẹ p, nó cho những bức ảnh ấm r ất ất đẹ p, tôi nghĩ kết quả sẽ r ất tốt”. Lana làm việc

ở  m  một căn nhà trang trại, nơi mà anh đón tiế p những ngườ i bạn thường xuyên đến thăm những tác phẩm của anh. “ Không như nhiều người bay đơn thuần như tôi, Lana có những bức ảnh vớ i những góc nhìn r ất thú vị vớ i cũng một cảnh vật như vậy vớ i những góc chụp khác nhau ” . Lana đã phát hành mộ t số lượ ng ng sách về ảnh của anh. Số lượ ng ng những cuốn này r ất hạn chế ở  m  mức ba cuốn, và một cuốn dành cho Pope Benedict. DVD mớ i bao gồm những bức ảnh chụ p nhà thờ  Viltsport,   Viltsport, Lana thêm các hi ệu ứng chuyển

động và âm nhạc cho các bức ảnh, những lờ i bình luận là không cần thiết. “Điều duy nhất tôi muốn truyền tải từ các DVD là cho mọi ngườ i thấy vẻ đẹ p của nước Đức, tôi sẽ  thấy vui hơn khi có những ngườ i thấy đượ c giá tr ị nghệ thuật của chúng mặc dù chúng chỉ là những t ấm ảnh tư liệu.” Sẽ  còn hàng trăm ngàn bứ c ảnh hàng không đượ c chụ p 60

 

không chỉ trong vùng tr ời ời Đức mà giấc mơ của Gerhard Lano còn là nh ững bức ảnh xuyên suốt vùng Antarctica.

5.How a Pixel Gets its Color | Bayer Sensor | Digital Image Buồng bắt sáng ở  m  một sensor không thực sự là những pixels mặc dù chúng ta nhắc tới chúng như những pixels. Chính xác hơn phải gọi chúng là sensel –  sensing  sensing element, những thiết bị hấ p thụ ánh sáng. Đa số camera ngày nay sử dụng một hệ thống lọc có tên là bộ lọc Bayer. Một bộ lọc Bayer hoàn chỉnh bao gồm bốn sensil lọc các màu đó là: hai xanh lá, một xanh dương và một đỏ. Hãy hình dung một bộ lọc (filter) là một tấm film r ất mỏng bao phủ ánh sáng. Công dụng của nó là ngăn cản một loại ánh sáng nhất định xuyên qua. Hãy tr ả lờ i câu hỏi sau:”  bạn nghĩ gì khi nhữ ng ánh sáng màu khác nhau xuyên xu yên qua tấm lọc màu, ví dụ nhưng tấm lọc màu đỏ  đượ c cho chiếu t ớ i b ởi ánh sáng xanh lá và xanh dương. Trong khi đó nến ánh sáng đỏ chiếu qua tấm lọc màu đỏ thì phía sau tấm lọc màu ta thu đượ c hoàn toàn

ánh sáng màu đỏ  với cường độ  không đổi, t ừ  đó có thể  tính toán pixel đó là màu đỏ”. Bở i vậy quá trình tính toán màu đượ c thực hiện ở  b  bộ xử lý, không phải ở  b  bản thân sensor. Filter loại màu nào chỉ cho duy nhất ánh sáng màu đó đi qua. Ở phần còn lại của bài học, tôi sẽ  để màu sắc của ánh sáng xử lý trong bộ  xử  lý như là màu của nướ c trong cốc. Thông tin về các màu cơ bản là R, G, B đượ c gắn liền vớ i khái niệm kênh thông tin hoặc kênh (channels). Khi bạn nhìn một bức anh, bạn không chỉ nhìn thấy các màu cơ bản R, G, B mà còn vô số các màu khác như vàng, cam, tím, … và bạn tự hỏi thực sự là chuyện gì xảy ra vớ i màu sắc. Vớ i mỗi pixel ta nhìn thấy trong một bức ảnh số, chúng bao gồm chín sensil. Sensil ở  trung  trung tâm sẽ là vị trí của pixel đó và tám sensil xung quanh có nhiệ m vụ đóng góp thông tin của chúng và quá trình hoạt động của bộ xử lý. Và bây giờ  để mọi việc tr ở  ở nên đơn giản hơn, hãy nhìn vào ví dụ  sau vớ i ba sensil với các màu tương ứng:

đỏ, xanh lá và xanh dương  v ớ i sensil trung tâm ho ạt động như một vùng pixel. Như ta đã biết n ếu sensil đươc chiếu b ởi ánh sáng đỏ  thì pixel đích sẽ  là đỏ, tương tự  vớ i các màu còn lại là xanh lá, xanh dương. Vậ y còn vớ i ánh sáng vàng? Ánh sáng vàng là ánh

sáng thu đượ c bở i việc chiếu ánh sáng qua các sensil đỏ và xanh. Tương tự anh sáng màu 61

 

aqua thu đượ c bởi ánh sáng màu xanh lá và xanh dương. Nếu sensil không thu bất kì ánh sáng nào, màu của pixel sẽ là đen, nếu các sensil hoàn toàn đầ y thì ánh sáng pixel s ẽ là tr ắng. Với lượ ng ng màu sắc R, G, B pha tr ộn vớ i tỉ lệ khác nhau, ta có thể tạo thành bất cứ  màu sắc nào. Như ta đã biế t ảnh JPEG tạo bở i 8 bit màu sắc, tức là cho ta 256 màu s ắc với cường độ sáng khác nhau vớ i t ừng màu cơ bản, do đó tổ ng s ố màu có thể t ạo ra là 256 x 256 x 256 = 16.7 tri ệu màu. Ví dụ  trong của sổ  chọn màu của trình duyệt  photoshop, khi ch chọn một màu bất kì bạn có thể thấy tỉ lệ các màu R, G, B tương ứ ng của

màu đó. Khi sử dụng photoshop ta ít khi để ý đến điều này nhưng thực sự bản chất việt thay đổi chỉnh sửa màu ảnh là việc thay đổi tỉ  lệ  tr ộn của các màu cơ bản này. Và tôi nghĩ 90% ngườ i chỉnh sửa ảnh không biết tới điều này, và thật thú vị nếu trong lần trao đổi ảnh tiế p theo vớ i họ bạn có thể trao đổi về vấn đề này. 6.Photography Magnification Equipment & Info : Explanation of Camera Lens Xin chào, tôi là Alex Compton. Một camera lens đượ c tạo bở i m ột dãy các mảng kính với kích thước khác nhau và đượ c chồng lên nhau, chuyển tiế p ánh sáng qua lens và tất cả tùy thuộc vào loại lens đượ c sử dụng. Một len đượ c gọi là len thườ ng ng khi nó tái tạo lại hình ảnh tương tự như ảnh của mắt ngườ i,i, ở  trườ ng ng hợp này góc độ của len là 35 tới 60 milimet, và đồng thờ i có một khẩu độ làm việc tương tự  với con ngươi ngườ i,i, khẩu độ đó có khả năng phóng to, thu nhỏ  để điều chỉnh lượ ng ng ánh sáng vào trong lens. Một zoom lens có thể tậ p trung vào sự vật bằng một chuỗi các phóng đại, khi đó bạ n sẽ  mất chiều sâu của cảnh vật ở  hai  hai phía và chỉ tập trung vào phía trướ c mặt. Do đó những loại lens này phải có hình dáng khác để thực hiện hiệu ứng zoom. Một macro lens tương tự như vậy, khi sử dụng bạn sẽ mất đi chiều sâu bức ảnh và tậ p trung r ất ất kĩ vào sự vật,

tương tự như khi bạn đưa bàn tay củ a bạn thật gần vào mặt, bạn thấy xung quanh là cảnh vật mờ  và  và chỉ có thể nhìn rõ các chi ti ết của lòng bàn tay, ngượ c lại nếu đưa bàn tay ra xa, bạn vẫn có thể tập trung vào tay, điều đó phụ thuộc vào khoảng thay đổi của lens và góc nhìn của bạn vào lens, một lens góc r ộng có thể làm điều đó. Trong một trườ ng ng hợ  p khác, việc sử dụng một lens cố định sẽ cho bạn một góc ảnh thẳng, nó không có các góc cạnh nổi hoặc m ềm như zoom lens mà các phần có nó khác thẳng. Ngoài ra bất kì loại 62

 

lens nào cũng có chức năng zoom mộ t phần nhỏ nhưng đa phần lens cố định sẽ cho bạn góc nhìn thực t ế, b ở i vậy b ản không nhất thiết ph ải di chuyển khi chụ p mà chỉ c ần có một chút tậ p trung vào vị trí ảnh. Với trườ ng ng hợ  p zoom lens bạn có nhiều những lựa chọn. Một loại zoom lens sẽ zoom in và out ph ụ thuộc vào kích thướ c của lens và lượ ng ng

đơn vị zoom mà chúng có. Ngoài ra có một loại zoom lens mà cấu trúc bên trong có thể  khác vớ i loại trên, loại này có khả năng zoom từ 50 tớ i 135 và khi zoom in hoặc out kích cỡ   ccủa lens đều không thay đổi, tất cả việc zoom đều hoạt động phía trong camera.

7.How a Digital Camera Works - CMOS chip Đây là dòng máy ảnh Silicon imaging SE2k. Ánh sáng s ẽ đi qua lens và đượ c truyền tớ i cảm biến ảnh bên trong camera, đây là một chip đơn CMOS. CMOS là mộ t bán dẫn metal-oxide bổ sung như một CCD, là một thiết bị lọc mà một pixel có một bộ lọc màu

đỏ, xanh lá hoặc xanh dương. CMOS chuyển đổi tín hiệu ánh sáng thành tín hi ệu số , sau đó tín hiệu s ố  đượ c truyền đi không nén tớ i b ộ x ử lý , từ  đó một bức ảnh điện t ử hoàn chỉnh đượ c tạo bởi các điểm màu RGB.

8.Digital Camera Tips : How a Compact Digital Camera Works Sau đây tôi sẽ gi ải thích cách hoạt động c ủa m ột máy ảnh s ố  Compact, đối chiếu vớ i một máy ảnh film. Trong máy ảnh film sẽ có một tấm film vậy lý được đặt phía sau camera mớ i nhiệm vụ nhận ánh sáng. Nhưng trong máy ảnh số  Compact thì đây lại là một sensor . Sensor đó thường đượ c gọi là CCD sensor ho ặc SMOS sensor, lý do của tên gọi thực ra dựa vào kích thướ c của một film âm bản, nó đượ c bao phủ trong một thiết bị  nhạy sáng đượ c tạo bởi nhưng pixel vô cùng nhỏ, thường đượ c gọi là mega pixels hoặc

độ phân giải. Chúng ta thườ ng ng nhắc đến việc sử dụng bao nhiêu pixel cho sensor này. nà y. Ví dụ, camera trên tay tôi có 7.1 megapixels hoặc hàng triệu pixel, số lượ ng ng pixel ảnh hưở ng ng tới độ phân giải. Độ phân giải tr ở  ở  nên nên quan tr ọng ọng hơn khi bạn muốn in bức ảnh hoặc tải nó từ internet, bở i vì cách thức mà một màn hình máy tính hoạt động, có r ất nhiều bức

ảnh mà được căn chỉnh cho web vớ i chỉ 72 dpi ( hay ppi). Ppi có nghĩa là dot per inch và thường đượ c nhắc đến cùng vớ i in ấn vì lượng ppi tương ứng vớ i những chấm r ất nhỏ  đượ c in màu tạo nên bức ảnh. Khi thể hiện trên màn hình, các ppi s ẽ chỉ định bao nhiêu  pixels đượ c phủ màu trong một inch vuông. Khi bạn in thứ gì đó thì nên chú ý để có một 63

 

 bức ảnh chất lượ ng ng thì chỉ  số dpi nên ở   mức 300, đây là một tiêu chuẩn trong công nghiệ p, dù bạn in ấn cho một tạ p chí hay chỉ đơn giản là in một tờ   báo báo địa phương. 

9.Aero Triangulation ằng con ngườ i sẽ không thế xây dựng đượ c Về cơ bản nhiều ngườ i không biết r ằng  bất kì công trình gì nếu không có sự quan sát ví trí từ trên cao. Ngày nay chúng ta tồn tại dựa vào việc thu thậ p dữ liệu. Việc đặt một camera mớ i tại một vùng địa lý có thể 

ời  mớ i cho ngành công nghiệ p. Có thể việc chụ p một bức ảnh mở  ra  ra cả một chân tr ờ  hàng không không mang nhiều ý nghĩa ,nhưng khi bạ n có nhiều những bức ảnh như vậy, ghép chúng từng pixel vớ i nhau vớ i những góc độ khác nhau có thể cho ta thấy, ví dụ như mức độ phơi  phơi sáng của một khu vực địa lý. Khi bạn có một project với 600 điểm

ảnh, bạn có thể nghiên cứu vớ i mẫu 40 điểm ảnh mà vẫn cho k ết quả tương tự, điều đó đem tớ i nguồn lợ i lớ n về kinh tế và tốc độ, thay vì việc phải tớ i tận nơi để khảo sát. Vào những thời điểm đầu tiên khi aero triangulation xuất hiện, ngườ i ta còn thắc mắc về độ chính xác của phép đo, ví dụ như sao có thể biết được độ chính xác của một phép

đo từ độ cao 10000 feet. Và khi mà toán học chính xác đượ c áp dụng, aero triangulation bước đến sự phát triển cao hơn. Bạn không thể hiểu về aero triangulation nếu bạn không biết về điều chỉnh đồng thờ i.i. Bạn có thể nhìn vào một bức ảnh hình khối mà hình khối đó chính là trạng thái của toàn bộ quốc gia bạn sống. Đó thực sự là một bước đột phá công nghệ mà con ngườ i ngày cảm thấy thụ vị về nó.

64

 

K ẾT LUẬ LUẬN Chụ p ảnh trên không cung cấ p m ột phương tiện đơn giản, đáng tin cậ y, linh hoạt và r ẻ  tiền để  có đượ c hình ảnh viễn thám. Sự chuyển đổi t ừ các hệ  thống tương tự  đã hình thành nền tảng cho khảo sát trên không trong th ế k ỷ 20 sang các hệ thống k ỹ thuật số hiện nay đã hoàn thành cơ bản, mặc dù bản chất của các hệ thống k ỹ thuật số sẽ tạo

cơ sở  cho lĩnh vực này trong thế k ỷ 21 v ẫn chưa rõ ràng. Việc di chuyển sang các định dạng k ỹ thuật số đã đượ c tái tạo, thậm chí còn làm tr ẻ hóa vai trò của hình ảnh trên không trong việc cung cấ p hình ảnh cho các ứng d ụng c ủa nhà nước và địa phương. Mặc dù chụ p ảnh trên không hữu ích chủ yếu ở  các  các phần nhìn thấy đượ c và gần hồng ngoại của quang phổ, nó áp dụng các nguyên tắc quang học và quang học r ất quan tr ọng trong toàn  bộ lĩnh vực viễn thám.

65

 

66