Bài giảng Đo ảnh và viễn thám: Chương 1 - Trần Trung Anh

Chia sẻ: Huệ Mẫn | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:21

Thêm vào BST

Báo xấu

234
lượt xem 59
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 1 Cơ sở chụp ảnh và ảnh hàng không thuộc bài giảng đo ảnh và viễn thám. Cùng nắm kiến thức trong chương này thông qua việc tìm hiểu các nội dung sau: nguyên lý thu nhận hình ảnh, ánh sáng và sóng điện từ, khả năng phản xạ ánh sáng của các đối tượng chụp, cấu tạo máy chụp ảnh quang học, vật liệu chụp ảnh và quá trình xử lý hóa ảnh, ảnh số và máy chụp ảnh số, chụp ảnh hàng không.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Đo ảnh và viễn thám: Chương 1 - Trần Trung Anh

B GIÁO D C VÀ ÀO T O M CL C TR NG IH CM A CH T Nguyên lý thu nh n hình nh Ánh sáng và sóng ÿi n t CH NG1 Kh Q QJ SK n x ánh sáng c a các ÿ i C S CH P NH VÀ CH P t ng ch p NH HÀNG KHÔNG C u t o máy ch p nh quang h c V t li u ch p nh và quá trình x lý hóa nh Tr n Trung Anh B P{Q R nh và Vi n thám nh s và máy ch p nh s Ch p nh hàng không Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 2 NGUYÊN LÝ THU NH N HÌNH NH ÁNH SÁNG Thí nghi m c a Isaac Newton n m 1666 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 3 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 4
SÓNG I N T B C SÓNG I N T 3KQ ORL %ÇF V½QJ &ÓF W·P QP a μP 1K±Q WK¤\ a μP &¥Q K¿QJ QJRL a μP +¿QJ QJRL QJQ a μP +¿QJ QJRL +¿QJ QJRL a μP +¿QJ QJRL QKL°W a μP +¿QJ QJRL [D μP a PP PLOLPªW (+) a PP 6½QJ QJQ &HQWLPªW 6+) a FP ¬FLPªW 8+) a P Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 5 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 6 B C SÓNG I N T GHI NH N N NG L NG PH N X Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 7 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 8
N NG L NG ÁNH SÁNG Các y u t nh h ng h s ph n x c E 0 (λ ) = E r (λ ) + E a (λ ) + E t (λ ) = h λ 1. Góc chi u t i c a m t tr i (ÿ cao c a E0( ) n ng l ng ánh sáng E c sóng m t tr i, chi u th ng, chi u xiên) Er( ) n ng l ng ph n x r (%) = E r (λ ) 100% 2. B c sóng ánh sáng chi u t i (thành ph n E 0 (λ ) λ Ea( ) n ng l ng h p th quang ph ) Et( ) n ng l ng xuyên qua c=3 x 108m/s v n t c ánh sáng . 3. c tính quang ph c a ÿ i t ng (c u t o hóa lý, b m t) h=2,626 x 10-34js h ng s 3O QJ . . E c sóng ánh sáng 4. S trong su t và tán x khí quy n (thành r h s ph n x c a ÿ i t ng E c sóng . ph n khí quy n) Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 9 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 10 CH P NH Ch p nh là quá trình ghi nh n n ng Máy nh l ng ph n x (ho c b c x ) ánh sáng (sóng ÿi n t ) t ÿ i t ng ch p thông qua b ph n quang h c (kính v t) và ÿ c l u tr trên v t li u c m quang hay các b c m s . M t Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 11 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 12
C U T O MÁY CH P NH HÀNG KHÔNG Máy ch p nh hàng không 50. 723 5& Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 13 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 14 H TH NG KÍNH V T T s F/d cho kính v t và vành ch n sáng F/d=tiêu c /ÿ ng kính vành ch n sáng N ng l ng ánh sáng chi u lên phim s là: i⋅t E= 4 ⋅ (F / d) 2 i – & ng ÿ . ánh sáng T h p các th u kính h i t và phân (J/m2/s) kì ÿ c l p ráp ÿ ng tr c v i nhau . t – th i gian l quang (s) thành m t th u kính h i t t ng h p E – Q QJ O ng ánh sáng Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 15 Tran Trung Anh (j/s) Photogrammetry and Remote Sensing 16
Kính v t góc m h p, góc m trung C S QUANG H C C A CH P NH bình và góc m r ng 1 1 1 = + fk a b Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 17 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 18 C U T O V T LI U NH T H P C NG MÀU L p nh nh L pn n L p ch ng tán x nh en tr ng nh Màu (toàn s c, h ng ngo i g n) (vùng nhìn th y, h ng ngo i g n) Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 19 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 20
T H P TR MÀU Phim ÿen tr ng, toàn s c Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 21 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 22 Phim ÿen tr ng, h ng ngo i g n Phim màu t nhiên Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 23 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 24
Phim màu, h ng ngo i g n Màu t nhiên và màu gi Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 25 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 26 PHIM NH HÀNG KHÔNG Tính c m quang c a m t ng i Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 27 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 28
Tính c m quang c a v t li u nh TÍNH CH T NH Y SÁNG C A NH NH C ng ÿ nh y (t): là WK c ÿo kh Q QJ chi u t i Ii c m nh n ánh sáng c a nh nh. m (DO): DO= It/Ii Nh nh xuyên qua: T=1/DO; C ng ÿ M t ÿ ÿHQ: xuyên qua It D=log10(DO)=lg(It/IO) L ng l quang (H): - là O ng ánh sáng chi u t i (LUX) trong th i gian l TXDQJ. - / ng l TXDQJ ÿR E ng ÿ n v :LUX.sec Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 29 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 30 VÍ D V M T (1 ng cong m t ÿ ÿHQ F a nh nh D=2 -> It/Ii=100 -> It=0,01 x Ii 99% c ng ÿ ánh sáng chi u t i b h p th b i l p nh nh. D=1 -> It/Ii=10 -> It=0,1 x Ii 90% c ng ÿ ánh sáng chi u t i b h p th b i l p nh nh D=0 -> It/Ii=1 -> It=Ii 0% c ng ÿ ánh sáng chi u t i b h p th . L p trong su t. AB- ÿR n ÿ m , BC – l quang thi u, CD – l TXDQJ ÿ , DE – l quang th a, E – ph n ph n chuy n Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 31 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 32
Các ÿ c tính c m quang PHÂN BI T C A HÌNH NH 1. c m quang: S=k/H 2. H s W QJ SK n: D2 − D1 Dmax − Dmin γ= ;γ = lg H 2 − lg H1 lg H cuôi − lg H ÿâu 3. Ph m vi b t ánh sáng h u ích: L =lgHcu i-lgHÿ u 4. m : D0=It/Ii 1 1 1 Q Y ÿR F S = + ÿ QJ PLQLPHW OS PP R phim Rnhu RKV anh Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 33 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 34 TÁC D NG C A ÁNH SÁNG IV I Quá trình x lý hóa nh HALOZEL B C TRONG NH NH Br − + h c → Br + e − âm b n λ Ag + + e − → Ag 0 nh ng m Quá trình âm b n c AgBr + h → Ag 0 ↓ + Br λ Ch p nh nh ng m D ng Quá trình d ng b n b n Th c ÿ a Phim sau l quang Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 35 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 36
QUÁ TRÌNH ÂM B N Thành ph n dung d ch hi n nh 1. Ch t hi n nh Yêu c u: là ch t kh ch n l c, hòa tan trong dung d ch ki m ho c nh ng m Âm b n sunfitNatri, oxit không ÿ cÆ Hydroquynol Hi n nh nh nh C6H4(OH)2 + 2AgBr = C6H4O2 + 2Ag0 + 2HBr 2. Ch t t ng t c ÿ ph n ng: tính ki m Hi n nh: b n ch t là kh Halozel B c ÿã b tác d ng ánh sáng nh ng ch a phân h y, giúp t ng Na2B4O7, Na2CO3, Na3PO4, NaOH, KOH c ng các trung tâm c m quang làm cho nh 3. Ch t b o t n: b o v thu c hi n ng m d n hi n lên. 2Na2SO3 + O2 = 2NaSO4 nh nh: b n ch t là hòa tan Halozel B c ch a C6H4O2 + Na2SO3 + H2O = C6H4(OH)2SO3Na + NaOH b tác d ng ánh sáng ÿ giúp cho phim nh có th 4. Ch t ch ng m : KBr, benzotriazol mang ra ngoài ánh sáng. and Remote Sensing Tran Trung Anh Photogrammetry 37 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 38 Thành ph n dung d ch ÿ nh nh QUÁ 75Î1+ ' 1* % N 1. Ch t hòa tan: Na2S2O3 Âm b n In nh nh ng m Hi n nh nh nh 4Na2S2O3 + 3AgBrd = 3NaBr + Na5Ag3(S2O3)4 2. Ch t ÿình ch quá trình hi n: mang tính axit H2SO4 D ng b n 3. Ch t b o v : khôi ph c tính ÿ nh nh Na2S2O3 + H2SO4 = Na2SO4 + SO2 + H2O + S Na2SO3 + S = Na2S2O3 4. Ch t làm ch c màng: phèn nhôm, phèn crom Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 39 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 40
ÂM B N VÀ ' 1* % N Ki m tra phim ch p Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 41 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 42 /X WU½ W OL¡X SKLP QK NH S nh s là m t m ng 2 chi u g m các ph n t nh có cùng kích th c g i là pixel (picture element, picture cell). M i pixel có v trí hàng i, c t j và ÿ xám G (i,j) ÿ c mã hóa theo ÿ n v WK{QJ tin (th ng là bit) ª g 0, 0 g 0, j g 0,m −1 º « » « » « g i,0 g i, j g i ,m −1 » « » « » «g n −1,0 ¬ g n −1, j g n −1,m −1 » ¼ n ×m Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 43 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 44
NH S VÀ NH T NG T CÁC M C MÃ HÓA XÁM KHÁC NHAU QK WQJ WÙ QK VÈ 8bit, 256 b c ÿ xám 4bit, 16 b c ÿ xám Mã hóa ÿ xám cho pixel: g(i,j)=2bit b c ÿ xám 2bit, 4 b c ÿ xám . bit=1, có 2 b c ÿ xám 0,1 . bit=2, có 4 b c ÿ xám 0,1,2,3 . bit=8, có 256 b c ÿ xám 0,1,…,255 1bit, 2 b c ÿ xám Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 45 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 46 CÁC M C MÃ HÓA XÁM KHÁC NHAU THU NH N NH S Th c ÿ a Máy ch p nh dùng phim nh t ng t Máy quét nh Máy ch p nh s B c m v tinh nh 8bit 2bit 1bit s Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 47 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 48
NGUYÊN LÝ CH P NH S 0\ FKºS QK KQJ NKQJ NÂ WKXW V¯ Ultra-CAM Ultra-CAM H B B B X lý X lý X lý B th ng c m khu ch bi n tín nh tín bi n kính ÿ i ÿ i hi u hi u ÿ i v t A/D D/A z ADS-40 z ADS-40 Starimager Starimager Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 49 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 50 MÁY CH P NH HÀNG KHÔNG K THU T S CÁC THI T B PH TR Máy ch p nh hàng không k thu t s ÿDQJ SKát tri n GPS m nh, ÿk\ Oà K ng phát tri n c a công tác ch p nh hàng không th ng m i. S khác nhau c b n gi a máy ch p nh hàng không k thu t s và máy ch p nh dùng phim t ng t là: phim IMU và công tác x lý hóa h c phim ÿ c thay th b ng thi t DMC b ÿL n t QK WKL t b tích ÿi n kép (CCD), v i các m ng RTC g m hàng ngàn nh ng detector nh bé WK ng g i là T-AS Video Camera ph n t nh (pixel). Máy ch p nh s dùng k thu t máy tính x lý nhanh chóng d li u nh và O X WU trong b nh l n ( c ng, ÿ a CD, DVD…) Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 51 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 52
I U KHI N BAY CH P NH MÁY BAY BAY CH P NH Rockwell Aero Commander Twin Beech Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 53 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 54 MÁY BAY BAY CH P NH .,1* $,5 % Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 55 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 56
CÁC D NG CH P NH HÀNG KHÔNG Ch p nh b ng và nh lý t ng &K S QK E QJ Oj FK S QK Fy *yF QJKLrQJ W P Theo v trí tr c quang QK ÿ Ch p nh lý t ng &K S QK Oê W QJ Oj FK S QK Fy JyF QJKLrQJ Ch p nh b ng E QJ Ch p nh nghiêng Theo ph ng th c ch p Ch p nh ÿ n Ch p nh theo tuy n Ch p nh theo kh i Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 57 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 58 nh b ng Ch p nh nghiêng v i góc nghiêng nh Góc nghiêng tr c quang so v i ph ng dây d i l n h n 3 ÿ , và trên nh không có ÿ ng chân tr i Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 59 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 60
Ch p nh nghiêng v i góc nghiêng nh Ch p nh nghiêng v i góc nghiêng l n trên nh có ÿ ng chân tr i Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 61 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 62 nh có góc nghiêng l n Ch p nh ÿ n ng chân tr i i m t chính Ch p theo vùng nh theo t ng t m riêng bi t, không có liên k t hình h c v i nhau gi a các t m nh, dùng ÿ ÿi u tra kh o sát 1 vùng nh t ÿ nh, do thám quân s , ch p b sung… Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 63 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 64
Ch p nh theo tuy n Ch p nh theo tuy n Ch p nh theo m t tuy n ÿ nh s n, gi a các t m nh li n k có ÿ ch m ph lên nhau. Dùng ÿ nghiên c u, ÿR ÿ c d c theo các ÿ a v t hình tuy n nh : tuy n giao thông, ÿ ng sông, biên gi i… Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 65 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 66 Ch p nh theo kh i Ch p nh theo kh i Kh i ch p nh g m nhi u tuy n bay song song cách ÿ u nhau, có ÿ ch m ph gi a các nh li n k trong cùng 1 tuy n và ch m ph gi a các tuy n li n k . ng d ng ÿa m c ÿích: ÿR Y b n ÿ … Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 67 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 68
Ch p nh theo kh i T l ch p nh trung bình trên nh b ng Thi t k t l ch p nh Ma = C*¥Mbd C=100 ÿ n 300 1/Ma = f/H -Ch p nh t l l n: Ma
ph ngang ph ngang Ph n ch p cùng ÿ i t ng ch p gi a 2 t m nh trong 2 d i bay li n k (trong ch p nh kh i) Thi t k ÿ ph ngang: Q=(30+70*h/H)% ph ngang sau khi ch p: Q = (Py/Ly )100% Kho ng cách d i bay li n k Dy = Ly [(100-Q)/100]Ma Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 73 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 74 ph d c và ngang trong kh i nh Thi t k bay ch p Dx TDy Dy TDx Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 75 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 76
Tính toán thông s bay ch p Các yêu c u khi bay ch p Ch m ít nh t 50% d i bay ÿ i v i ph n di n tích song song Di n tích khu ch p S = TDy*TDx v i h ng tuy n bay. T l nh ch p trung bình Ma =C * ¥Mbd Ch m ít nh t 1 ÿ n 2 ÿáy nh ÿ i v i ph n di n tích vuông Chi u cao bay ch p trung bình H=f*Ma góc v i h ng tuy n bay. Tuy n bay ch p nh th c t không l ch kh i tuy n bay thi t Chi u cao bay ch p tuy t ÿ i Hbc = H+H0 k quá 1,5cm trên nh, t ng ÿ ng v i Ma*0,015 (m) trên ph d c P=(62+38*h/H)% th c ÿ a cao tuy n bay ch p nh th c t NK{QJ ÿ c chênh v i ph ngang Q=(30+70*h/H)% ÿ cao tuy n bay ch p nh thi t k quá ±5%Hbc. S tuy n bay Nt = TDy/Dy + 1 cong tuy n bay ≤ 3% chi u dài tuy n bay (ΔL/L). S nh trong tuy n bay th i: Nai=TDxi/Dx+3 Góc xoay ≤ 50, cá bi t có th ≤ 150. S YzQJ O n: nv = Nt Góc nghiêng α ≤ trong ÿó s góc nghiêng l n h n 20 không v t quá 10% t ng s nh trong khu ch p. Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 77 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 78 Các yêu c u c a phim nh g c Quy trình ch p nh hàng không Trên phim g c ph i th hi n ÿ y ÿ m i thông tin k thu t có I. L p thi t k k thu t bay ch p thi t k trên phim nh: D u khung, ÿ ng h và các s hi u khác ghi nh n th i ÿi m ch p nh. 1. Nhi m v , ph m vi bay ch p Không mang d u v t nh : , b n, hình nh ch a hi n h t, tróc 2. Thu th p tài li u tr c ÿ a, b n ÿ khu ch p màng, r , x c .v.v. c ng nh nh ng nhân t làm gi m ÿ 3. c ÿi m ÿ a lý, GkQ F , th i ti t khu ch p chính xác cho công tác ÿo v ÿ a hình và ÿL u v nh. Bóng mây, bóng râm, các l i che ph lên các y u t ÿ a v t 4. Thi t k k thu t bay ch p không che khu t các khu v c quan tr ng nh khu dân c , ga 5. Tính toán giá thành bay ch p xe l a, v trí ÿ ph 3 c a các t nh. II. T ch c thi công M t ÿ ÿHQ ' ÿ m b o 1.0 < D 1.8 chênh v ÿ ÿHQ ΔD ÿ m b o 0.5 < ΔD < .3 III. Ki m tra, nghi m thu ÿánh giá ch t m D0 ÿ m b o D0 < 0.2 l ng tài li u bay ch p ép ph ng c a phim g c, th sai còn l i t i ÿi m ki m tra