Download - Bai Giang T T A P G 2
1
CHƯƠNG 2CƠ SỞ TOÁN HỌC CỦA ĐO ẢNH VÀ CÁC TÍNH CHẤT HÌNH HỌC
CỦA ẢNH HÀNG KHÔNG
Trần Trung Anh
Bộ môn Đo ảnh và Viễn thám
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠOTRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 2
MỤC LỤCẢnh đo
Phép chiếu xuyên tâm và phép chiếu trực giao
Mục tiêu của đo ảnh
Các yếu tố hình học cơ bản của ảnh đo
Tỷ lệ ảnh
Các hệ tọa độ dùng trong đo ảnh
Ma trận quay
Các nguyên tố định hướng của ảnh đo
Các bài toán chuyển đổi hệ tọa độ
Các biến dạng hình học trên ảnh hàng không
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 3
Ảnh đoẢnh đo là hình ảnh thu được của các đối tượng đo, ảnh
đo thỏa mãn những điều kiện kỹ thuật nhất định và được dùng vào mục đích đo đạc.
Ảnh đo Ảnh giải tríTran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 4
Ảnh đo là sản phẩm của phép chiếu xuyên tâm
2
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 5
1. Nội dung phản ánh trung thực nhưng chưa đầy đủvà chính xác (hình dáng, kích thước đối tượng đo,
thông tin thuộc tính…);
2. Mức độ chi tiết và khả năng đo đạc phụ thuộc
nhiều yếu tố: điều kiện, phương thức chụp ảnh (tỷlệ ảnh, tiêu cự, chiều cao bay chụp, máy chụp
ảnh, môi trường chụp…);
3. Ảnh đo chỉ là nguồn thông tin ban đầu không thểsử dụng trực tiếp như bản đồ vì ảnh đo có phép
chiếu xuyên tâm, tỷ lệ không đồng nhất, hình ảnh
bị biến dạng
Tính chất của ảnh đo
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 6
Ảnh đo và bản đồ
Sản phẩm đầu raTư liệu gốcVị trí
Đầy đủ, được mã hóaVừa thừa, vừa thiếuThông tin
Chính xác, thỏa mãn hạn
sai theo quy định
Biến dạng, xê dịch vị trí điểm
ảnh
Sai số
Đồng nhấtBiến đổiTỷ lệ
Trực giaoXuyên tâmPhép chiếu
Bản đồẢnh đo
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 7
Phép chiếu
xuyên tâm
Phép chiếu xuyên tâm và phép chiếu trực giao
Phép chiếu
trực giao
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 8
Phép chiếu xuyên tâm Phép chiếu trực giao
Phép chiếu xuyên tâm và phép chiếu trực giao
3
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 9Phép chiếu xuyên tâm Phép chiếu trực giao
Phép chiếu xuyên tâm và phép chiếu trực giao
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 10
Mục tiêu của Đo ảnh?Sản phẩm bản đồcó phép chiếu trực giao nhận được từảnh có phép chiếu
xuyên tâm.
Xây dựng thông tin
3D (ba chiều) từảnh 2D (hai chiều)
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 11
Các yếu tố hình học cơ bản của ảnh đo
E
WS
.o c n
O C N
I
.hi
.hi
α
α/2
V V
v
vT
THf
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 12
Các yếu tố hình học cơ bản của ảnh hàng không
Trục xHướng bay chụpTrục y
Dấu khung
.n.o
.o’
SĐường dây dọi
Trục quang chính
α
.xo.yo
•Điểm chính ảnh o
•Điểm đáy ảnh n
•Khoảng cách chính So≈f
•Điểm tâm chụp S
•Độ cao bay chụp H
•Trục tọa độ ảnh x (hướng
chụp)
•Trục tọa độ ảnh y
•Góc nghiêng của ảnh α
4
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 13
Ảnh lý tưởng
S
o,n,c
O,N,CE
P
W, I
So,I
N,nE
P
W, I
Ảnh hàng không α=00 Ảnh mặt đất α=900
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 14
Định lý cơ bản về phép chiếu xuyên tâmĐịnh lý về phép chiếu điểm
A
a
S
A1
a
S
A2
An
Định lý thuận Định lý nghịch
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 15
Định lý về phép chiếu đường
A B
S
ab
C
D
c
A
S
a
C
C
c
AA
C
Định lý thuận Định lý nghịchTran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 16
TỶ LỆ ẢNH
tb0a hH
f
H
f
AB
ab
m
1
−===
S
.a Ảnh b
A B
THỰC ĐỊA
f
H
Mặt thủy chuẩn gốc
H0
htb
amabAB ×=
5
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 17
htb
TỶ LỆ ĐIỂM ẢNH VÀ TỶ LỆ ẢNH TRUNG BÌNH
A0A)a(a hH
f
AO
oa
m
1
−==
B0B)b(a hH
f
BO
ob
m
1
−==
TB0a hH
f
m
1
−=
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 18
TỶ LỆ ẢNH TRÊN ẢNH NGHIÊNG
22
A0a
AAa
yxr
hH
sinrsecf
m
1
SO
oS
AO
ao
m
1
′+′=′
−
α×′−α×=
′=
′′=
S
.o’.a Ảnh lý tưởng
.a’ Ảnh nghiêng
.o
.n
N
.c r .o r’
.O
.A H0
Mặt thủy chuẩn gốc
.hA
.OA
α f
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 19
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TỶ LỆ ẢNH
Tiêu cự: f
Độ cao bay chụp: H
Chênh cao địa hình khu chụp: h
Góc nghiêng của ảnh:α
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 20
SỰ THAY ĐỔI TIÊU CỰ CHỤPẢNH HƯỞNG ĐẾN TỶ LỆ ẢNH
S,f1
,f2
,H
Mặt đất
Ảnh 1
Ảnh 2
H
f
m
1
H
f
m
1
2
2a
1
1a
=
=
6
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 21
SỰ THAY ĐỔI CHIỀU CAO BAY CHỤP ẢNH HƯỞNG ĐẾN TỶ LỆ ẢNH
S,f
,H2
Mặt đất
Ảnh 1
Ảnh 2
S,f
,H1 22a
11a
H
f
m
1
H
f
m
1
=
=
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 22
CHÊNH CAO ĐỊA HÌNH ẢNH HƯỞNG ĐẾN TỶ LỆ ẢNH
htb
A0A)a(a hH
f
AO
oa
m
1
−==
B0B)b(a hH
f
BO
ob
m
1
−==
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 23
ẢNH HƯỞNG CỦA GÓC NGHIÊNG ẢNH ĐẾN TỶ LỆ ẢNH
A0a
A0a
hH
f
m
10
hH
sinrsecf
m
1
−=⇒=α
−
α×′−α×=
S
.o’.a Ảnh lý tưởng
.a’ Ảnh nghiêng
.o
.n
N
.c r .o r’
.O
.A H0
Mặt thủy chuẩn gốc
.hA
.OA
α f
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 24
Các hệ tọa độ dùng trong đo ảnhHệ tọa độtrong không gian ảnh
Hệ tọa độtrong không gian vật
7
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 25
Các hệ tọa độ trong không gian ảnh
−
−
−
=
f
yy
xx
r 0
0
1. Hệ tọa độmặt phẳng ảnh o’xy
2. Hệ tọa độ không gian ảnh Sxyz
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 26
*Các hệ tọa độ trong không gian vật
=
Z
Y
X
R
1. Hệ tọa độ không gian đo ảnh OXYZ
2. Hệ tọa độ quốc gia OGXGYGZG
3. Hệ tọa độ địa lý BLH
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 27
*Các hệ tọa độ trong không gian vật*Hệ tọa độ không gian đo ảnh O-XYZ chọn bất kì
X
Y
Z
yz
P(X,Y,Z)
O2
z
x2
y2
x
y
x
P1
x1
y1
p2
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 28
Hệ tọa độ không gian đo ảnh O-XYZ chọn đặc biệt
YZ
P(X,Y,Z)
x2
y2
X
p1
x1
y1
O1(0,0,0)Bx By
Bz
ωφκ
p2
8
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 29
*Các hệ tọa độ trong không gian vật*Hệ tọa độ, độ cao quốc gia OG -XGYGZG
Định vị: HQVĐịnh vị: Láng
K=0,9996; 0,9999k:=1
P: UTMP: Gauss-kruger
Hòn dấu – Hải Phòng
E: WGS84E: Krasovski
Độ caoVN2000HN72
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 30
Hệ tọa độ địa lý BLH
S
P(λλλλ,ϕϕϕϕ)
λλλλ
ϕϕϕϕ
N
Kinh tuyến gốc (Greenwick)
Xích đạo
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 31
XÂY DỰNG MÔ HÌNH TOÁN HỌC CỦA ĐO ẢNH
Xây dựng mối quan hệ toán học giữa tọa độ điểm ảnh và tọa độ điểm vật
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 32
Ma trận quay trong mặt phẳng
9
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 33
Xây dựng ma trận quay trong mặt phẳng
α90 + αY’
90 - ααX’
YXCác trục
=
αα−
αα=
αα+
α−α=
2221
1211
aa
aaA
)cossin
)sincosA
cos)90cos(
)90cos(cosA
• Ma trận xoay A là một ma trận trực giao, cótính chất AT=A-1
ATA=AAT=E, 3 điều kiện:
.a211 + a2
12= 1.a2
21 + a222= 1
.a11a12 + a21a22= 0• A có 4 phần tử (cosin
chỉ hướng) phụ thuộc
1 thành phần αTran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 34
Ma trận quay trong không gian
.xω
.yφ
.z(zκ)
Quanh
trục
ωO-ZY.y,Y
.z,Z
φO-XZ.z,Z
.x,X
κO-XY.x,X
.y,Y
Góc
kẹp
Trên
mặt
phẳng
Trục
kẹp
X
Z
Yz y
x
(zκ) (yφ)
(xω)
ωφ
κ
κ
O
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 35
Thành lập ma trận quayLần lượt quay các góc quay κ, φ, ω
1. Quay góc thứ nhất κ quanh trục z
09090Zκ
90κ90-κYκ
9090+κκXκ
.z.y.x
rAR
100
0cossin
0sincos
A
κκ
κ
=
κκ
κ−κ
=
.z
(Zκ).y
.x
Yκ
Xκ
κ
κO
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 36
2. Quay góc thứ hai φ quanh trục yφ
φ9090+φZφκ
90090Yφκ
90-φ90φXφκ
ZκYκXκ
rAARAR
cos0sin
010
sin0cos
A
κϕκϕϕκ
ϕ
==
ϕϕ−
ϕϕ
=
Zφκ
Yφ
Xκ
Xφκ
φ
O φ
Zκ
10
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 37
3. Quay góc thứ ba ω quanh trục xω
ω90-ω90Zωφκ
90+ωω90Yωφκ
90900Xωφκ
ZφκYφκXφκ
rAAARARR
cossin0
sincos0
001
A
κϕωϕκωωϕκ
ω
===
ωω
ω−ω=
Zφκ
Yφκ
Xω
ω
O
ω
Zωφκ
Yωφκ
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 38
Ma trận quay trong không gian
=
⇔== ωϕκωϕκκϕω
z
y
x
A
Z
Y
X
rArAAAR
κκ
κ−κ
ϕϕ−
ϕϕ
ωω
ω−ω== κϕωωϕκ
100
0cossin
0sincos
cos0sin
010
sin0cos
cossin0
sincos0
001
AAAA
=ωϕκ
333231
232221
131211
aaa
aaa
aaa
A
ϕω=
κϕω+κω=
κϕω−κω=
ϕω−=
κϕω−κω=
κϕω+κω=
ϕ=
κϕ−=
κϕ=
coscosa
sinsincoscossina
cossincossinsina
cossina
sinsinsincoscosa
cossinsinsincosa
sina
sincosa
coscosa
33
32
31
23
22
21
13
12
11
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 39
Tính chất của ma trận quay A
1. A là ma trận trực giao AT=A-1
ATA=AAT=E; Cm: ATA=(AωAφAκ)
T(AωAφAκ)= ATκA
TφAT
ωAωAφAκ=E3x3
Vì: AωTAω=E; Aφ
TAφ=E; AκTAκ=E; nên ATA=E; đpcm
Có 6 điều kiện của 3 góc quay độc lập φ,ω,κ:
.a211+ a2
12+ a213=1; .a2
21+ a222+ a2
23=1; .a231+ a2
32+ a233=1;
.a11a12+ a21a22+ a31a32=0;
.a11a13+ a21a23+ a31a33=0;
.a12a13+ a22a23+ a32a33=0;
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 40
2. Cosin chỉ hướng phụ thuộc trình tự quay các góc: κ�φ�ω khác ω�κ�φ; Aωφκ khác Aφκω
Tính chất của ma trận quay A
ϕκω
ωκϕϕκω
==
333231
232221
131211
aaa
aaa
aaa
AAAA
κωϕ−ωϕκωϕ+ωϕκϕ
κω−κωκ
κωϕ+ωϕκωϕ−ωϕκϕ
=ϕκω
sinsinsincoscossincossinsincoscossin
cossincoscossin
sinsincoscossinsincoscossinsincoscos
A
ωϕκ
κϕωωϕκ
==
333231
232221
131211
aaa
aaa
aaa
AAAA
ϕωκϕω+κωκϕω−κω
ϕω−κϕω−κωκϕω+κω
ϕκϕ−κϕ
=ωϕκ
coscossinsincoscossincossincossinsin
cossinsinsinsincoscoscossinsinsincos
sinsincoscoscos
A
11
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 41
GÓC XOAY TRONG CHỤP ẢNH HK
φ
ωκ
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 42
Các yếu tố hình học
xác định vị trí tâm chụp so với mặt phẳng ảnh và mặt
phẳng ảnh đối với đối tượng đo nhằm xây
dựng mối quan hệchiếu hình phục vụ đo ảnh gọi là các yếu tố(nguyên tố) định
hướng của ảnh đo.
Các nguyên tố định hướng của ảnh đo
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 43
Các nguyên tố định hướng trongCác yếu tố hình học xác định vị trí của tâm chụp S đối với mặt phẳng ảnh nhằm phục hồi chùm tia chiếu như lúc chụp ảnh.
Gồm có 3 nguyên tố:
- Tiêu cự f
- Tọa độ điểm chính ảnh (x0, y0)
Xác định các nguyên tố định hướng trong thông qua bài toán kiểm định
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 44
Khôi phục chùm tia như lúc chụp ảnh
.a b c P
C B A
Tâm chụp S
c b a P
Tâm chiếu S.f, x0, y0
12
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 45
Kiểm định với máy chuẩn trực
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 46
Bãi kiểm định trong phòng
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 47
Bãi kiểm định ngoài trời
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 48
Các yếu tố định hướng ngoàiCác yếu tố hình học xác định
vị trí chùm tia trong hệ tọa độ không gian vật.
Tọa độ gốc S: X0, Y0, Z0
Các góc xoay giữa các trục hệtọa độ không gian ảnh và hệtọa độ không gian vật: φ,ω,κ
6 yếu tố định hướng ngoài cóthể xác định nhờ vào các điểm khống chế mặt đất hoặc thiết bị GPS/INS trong khi chụp ảnh hàng không
13
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 49
Xác định các nguyên tố ĐH ngoài
nhờ các điểm khống chế mặt đất
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 50
Xác định các nguyên tố ĐH ngoài
nhờ thiết bị GPS/INS
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 51
QUAN HỆ TỌA ĐỘ TRONG ĐO ẢNH
Công thức đồng phương:
Mục đích: xây dựng mối quan hệ giữa hệtọa độ không gian ảnh và hệ tọa độkhông gian vật.
Điều kiện: Tâm chiếu S, điểm ảnh a, điểm địa vật A nằm trên một đường thẳng. Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 52
CÔNG THỨC ĐỒNG PHƯƠNG
( ) ( )
( ) ( ) ( )
( ) ( ) ( )( ) ( ) ( )( ) ( ) ( )( ) ( ) ( )
−−−+−
−−−+−−=
−−−+−
−−−+−−=
−−−+−−=
−
−
−
=
−
−
−
−=⇔−=⇒+= −
033023013
0320220120
033023013
0310210110
033023013
0
0
0
332313
322212
312111
0
0
0
T
0
1
0
ZZaYYaXXa
ZZaYYaXXafyy
ZZaYYaXXa
ZZaYYaXXafxx
ZZaYYaXXa
1f
m
1
ZZ
YY
XX
aaa
aaa
aaa
m
1
f
yy
xx
RRAm
1rRRA
m
1rmArRR
14
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 53
CÁC BÀI TOÁN CHUYỂN ĐỔI HỆ TỌA ĐỘ PHẲNG
Mục đích: chuyển đổi tọa độ phẳng x’,y’ từ hệ tọa độ cũ sang tọa độ phẳng x,y trong hệ tọa độ mới.
Ứng dụng: chuyển đổi tọa độ ảnh số (hoặc tọa độhệ trục máy đo) sang tọa độ mặt phẳng ảnh, nắn chỉnh hình học tấm ảnh.
1. Chuyển đổi Helmert
2. Chuyển đổi Affine
3. Chuyển đổi Projective
4. Chuyển đổi đa thức bậc caoTran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 54
CHUYỂN ĐỔI HELMERT
4 tham số chuyển đổi:.a0, b0, m, α
′
′
αα−
αα+
=
y
x
cossin
sincosm
b
a
y
x
0
0
′+′+=
′+′+=
ybxbby
yaxaax
210
210
CHUYỂN ĐỔI AFFINE
6 tham số chuyển đổi:.a0, a1, a2, b0, b1, b2
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 55
CHUYỂN ĐỔI PROJECTIVE
+′+′
+′+′=
+′+′
+′+′=
1ycxc
bybxby
1ycxc
ayaxax
21
321
21
321 8 tham số chuyển
đổi:.a1, a2, a3, b1, b2,
b3, c1, c2
CHUYỂN ĐỔI ĐA THỨC BẬC CAO
′′=
′′=
∑∑
∑∑
= =
−
= =
−
n
0i
0
ij
jij
ij
n
0i
0
ij
jij
ij
yxby
yxax .n – số bậc của đa thức..aij, bij – các tham sốchuyển đổi, có số lượng
là 2*[n(n+1)/2+n+1]Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 56
1. Sai số do biến dạng phim ảnh
2. Sai số do ép phim không phẳng
3. Sai số do méo hình kính vật
1. Sai số méo hình kính vật xuyên tâm
2. Sai số méo hình kính vật tiếp tuyến
4. Sai số do chiết quang khí quyển
5. Sai số do độ cong trái đất
6. Sai số tổng hợp của xê dịch vị trí điểm ảnh
Gây nên sự xê dịch vị trí điểm ảnh (chủ yếu là xê dịch hệ thống). Cần phải tính toán xác định sựxê dịch này để hiệu chỉnh vào trị đo tọa độ ảnh nâng cao độ chính xác.
HIỆU CHỈNH TỌA ĐỘ ẢNH
15
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 57
Xuất hiện: chủ yếu tuân theo quy luật của phép
biến đổi affine khi sự biến dạng theo các trục, các
hướng là khác nhau. Do quá trình hóa ảnh…
Điều kiện loại trừ: có các dấu khung chuẩn có tọa
độ được kiểm định và tọa độ đo trên ảnh để giải ra
các hệ số của phép biến đổi hình học affine,
projective…
SAI SỐ BIẾN DẠNG PHIM ẢNH
′+′+=
′+′+=
ybxbby
yaxaax
210
210
+′+′
+′+′=
+′+′
+′+′=
1ycxc
bybxby
1ycxc
ayaxax
21
321
21
321
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 58
SAI SỐ ÉP PHIM KHÔNG PHẲNG
.f
S
.dr r.dh
Mặt phẳng lý thuyết
ép phim
Mặt phẳng ảnh thực tế
f
rdhdr
dh
dr
f
r=⇒=
Xuất hiện: Do ép phim không sát với khung chứa
phim trong quá trình chụp, ép phim không sát với
mặt nhận ảnh trong quá trình in ảnh dương bản.
Điều kiện hạn chế: ép phim phải dùng bộ phận hút
chân không, hoặc nén khí với áp lực cao để ép phim
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 59
Máy in ép phim dương bản
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 60
SAI SỐ MÉO HÌNH KÍNH VẬTGS BROWN (1961)
Méo hình kính vật xuyên tâm
Méo hình kính vật tiếp tuyến
16
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 61
SAI SỐ MÉO HÌNH KÍNH VẬT XUYÊN TÂM
* Tia sáng bị thay đổi
hướng khi đi qua tâm
kính vật.
* Nguyên nhân:
-Kính vật góc rộng
-Chế tạo thấu kính có
vết rạn.
* Biến dạng dọc theo
bán kính hướng tâm
(đến điểm chính ảnh)
của điểm ảnh.
* Có thể loại trừ Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 62
Các dạng méo hình xuyên tâm
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 63
Hiệu chỉnh sai số méo hình xuyên tâm
( )
( )
( ) ( )2
0
2
0
5
3
3
21
0
0
yyxxr
rKrKrKdr
r
dryyy
r
drxxx
−′+−′=
++=
−′=∆
−′=∆
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 64
SAI SỐ MÉO HÌNH KÍNH VẬT TIẾP TUYẾN
Nguyên nhân:
Sự lắp ráp không đồng
trục giữa các thấu kính
17
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 65
Hiệu ứng của méo hình tiếp tuyến
.φ0trụ
c có méo hình lớn nhất
trục cóm
éo hình =0
.φ
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 66
Công thức hiệu chỉnh méo hình tiếp tuyếnConrady-Brown
( )
( )
ϕ
+−ϕ+++=δ
ϕ−ϕ
−+++=δ
02
2
02
6
3
4
2
2
1
0202
26
3
4
2
2
1
cosr
y21sin
r
yx2...rJrJrJy
cosr
yx2sin
r
x21...rJrJrJx
( )[ ][ ]( )[ ][ ]
+++++=δ
+++++=δ
...rPrP1yxP2y2rPy
...rPrP1yxP2x2rPx
4
4
2
31
22
2
4
4
2
32
22
1
1
34
1
23
012011
22
00
JJ
PJ
JPcosJPsinJP
yxryyyxxx
==ϕ=ϕ−=
+=−′=−′=
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 67
SAI SỐ DO CHIẾT QUANG KHÍ QUYỂN
T0, D, P, CO2…
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 68
Định Luật Snell:.ni – chiết suất của lớp không khí i
.dn – số gia chiết suất giữa 2 lớp không khí
.θ – góc tia sáng tới
.θ+dα – góc tia khúc xạ khi đi qua 2 lớp không khí
Khai triển và tổng hợp có:
.n0 - chiết suất không khí tại tâm chụp,
.np – chiết suất không khí tại điểm mặt đất
Xây dựng công thức tính sai số do chiết quang khí quyển
( ) ( )α+θ=θ+ dsinnsindnn iiii
( ) 0
p
0
p
0
p
n
n
n
n
nlntann
dntandtan
n
dnd θ=θ=α=α⇒θ=α ∫ ∫
α
α
18
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 69
Tìm được dθ theo công thức
Trong đó K là hằng số khúc xạ của khí quyển.
Đối với ảnh hàng không, θ được biểu diễn
qua bán kính hướng tâm của điểm ảnh
.dr – sai số vị trí điểm do chiết quang khí quyển
( ) θ+
=⇒∴θ
+=θθ+=θθ=
θ=
df
rfdrd
f
r1fdtan1fdsecfdr
tanfr
22
2
222
θ=α
=θ tanK2
d
Xây dựng công thức tính sai số do chiết quang khí quyển
...rkrkrkdr 5
3
3
21 +++=Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 70
Xây dựng công thức tính sai số do chiết quang khí quyển
+=∴
⇒
+=θ
+=⇒θ=θ
2
3
2222
f
rrKdr
f
rK
f
rftanK
f
rfdrtanKd
( ) ( )
( ) ( )
−′
+=−′=δ
−′
+=−′=δ
02
2
0
02
2
0
yyf
r1K
r
dryyy
xxf
r1K
r
drxxx
Hiệu chỉnh cho tọa độ ảnh
Vấn đề: Tìm hằng số K
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 71
( ) ( )[ ]hH202,01hH000013,0K 00 +⋅−−⋅=
+−
−=
250H6H
hH
H
00241,0K
0
2
0
22
0
0
Công thức thực nghiệm của K
( ) ( ) ( )[ ]245,4
0
256,5
0
256,5
0
H02257,01277H02257,01h022576,01H
001225,0K −∗−−−⋅−=
1. Mô hình Bertram ADRC
(1959 TT phát triển không gian Rome)
2. Mô hình Saastamoinen (H0 <=11km )
3. Mô hình H0 <= 9km
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 72
Sự xê dịch vị trí điểm ảnh do độ cong trái đất
EM0 M’
Mh
O
R
K
mmo
fk
H
δrc
S
nP
G
N
θ
S
R2
3
c
c0c
2
22
a
22
0
fR2
rHr
H
hrr
H
h
NM
MM
r
r
fR2
rHh
fR
Hr
R
mr
R
S
2
R
2sinR2h
cosRROKONMMh
⋅
⋅=δ∴
=δ⇒=′
′=
δ
⋅
⋅=
⋅
⋅=
⋅==θ
θ=
θ=
θ−=−==
19
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 73
Ảnh hưởng của chênh cao địa hình
đến sự xê dịch vị trí điểm ảnh
rH
hd =
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 74
ẢNH HƯỞNG TỔNG HỢP CỦA CÁC SAI SỐ HỆTHỐNG ĐẾN TỌA ĐỘ ẢNH
;b3
2yb
3
2xbb
3
2yxbb
3
2xyb
b4
3xbb
4
3y2bxybxbyby
;b3
2yb
3
2xbb
3
2xybb
3
2yxb
b4
3ybxybb
4
3x2bybxbx
2222
12
22
10
22
8
22
6
22
4321
2222
11
22
9
22
7
22
54
22
321
−
−+
−+
−+
+
−+
−−++−=∆
−
−+
−+
−+
+
−++
−−+=∆
Mô hình của GS Ebner (1976): 12 tham số bi
.b – cạnh đáy ảnh (cỡ ảnh 23x23cm thì b≈90mm)
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 75
ẢNH HƯỞNG CỦA HỆ SỐ 1, 2, 3
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 76
ẢNH HƯỞNG CỦA HỆ SỐ 4, 5, 6
20
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 77
ẢNH HƯỞNG CỦA HỆ SỐ 7, 8, 9
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 78
ẢNH HƯỞNG CỦA HỆ SỐ 10, 11, 12
Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 79
Sự khác nhau giữa phép chiếu xuyên tâm và phép chiếu
trực giao
Hiểu rõ mục tiêu của đo ảnh
Các yếu tố hình học cơ bản của ảnh đo
Tỷ lệ ảnh và các yếu tố ảnh hưởng đến tỷ lệ ảnh
Mục đích sử dụng của các hệ tọa độ dùng trong đo ảnh
Nguyên nhân sinh ra ma trận xuay và cách xây dựng ma
trận xoay
Bản chất và số lượng của các yếu tố định hướng của ảnh đo
Các bài toán chuyển đổi hệ tọa độ
Các biến dạng hình học trên ảnh hàng không, nguyên nhân
xuất hiện và công thức loại trừ
Các nội dung cần nắm bắt được