Nhom13 - Chuong3 - Mapping Cameras [PDF]

Zitiervorschau

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG ~~~~~  ~~~~~

BÁO CÁO VIỄN THÁM VÀ GIS

Đề tài: Mapping cameras Sinh viên thực hiện: Nguyễn Ngọc Thiện

20144269

Trần Quảng Hoàng

20141822

Nguyễn Văn Quý

20143718

Nguyễn Văn Duy

20140736

Nguyễn Văn Cây

20140405

Giảng viên hướng dẫn: ThS Phương Xuân Quang Hà Nội,12/2018

MỤC LỤC MỤC LỤC .............................................................................................2 DANH MỤC HÌNH ẢNH ....................................................................4 LỜI NÓI ĐẦU .......................................................................................5 NỘI DUNG ............................................................................................6 1. Camera ................................................................................................................ 6 2. Cơ sở của ảnh hàng không.................................................................................. 6 2.1.

Thấu kính ..................................................................................................... 8

2.2.

Cửa chập (the shutter) ................................................................................ 12

2.3.

Bù chuyển động ảnh .................................................................................. 12

3. Hình học của chụp 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. Kết hợp băng: ảnh quang .................................................................................. 26 9. Độ phủ bởi nhiều ảnh ....................................................................................... 29 10.

Phép quan trắc ............................................................................................... 36

11.

Nguồn chụp ảnh trên không .......................................................................... 38

12.

Tóm lược ....................................................................................................... 42

BÀI TẬP ..............................................................................................44 Bài tập chương 5 .................................................................................................. 44

I. II.

GIS Review Questions...................................................................................... 52

1. List several reasons why time of day 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 largescale aerial imagery of a mountainous region. ................................................ 54 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. .......................................................................... 54 5. Should an aerial photograph be considered as a “map”? Explain. ................... 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.............................................................................. 56 9. It might seem that large-scale aerial images might always be more useful than smallscale aerial photographs; yet larger scale images are not always the most useful. What are the disadvantages to the use of large-scale images? .................... 57 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. ................................................................ 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

KẾT LUẬN .........................................................................................65 3

DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1: cơ sở của máy ảnh hàng không, mặt cắt ngang................................................... 7 Hình 2: Thấu kính lồi, cong đều hai mặt, ánh sáng khúc xạ ở cả hai cạnh để tạo ảnh .... 9 Hình 3: mặt cắt ngang của hình ảnh được hình thành bởi một ống kính đơn giản, ....... 10 Hình 4: Khẩu độ dừng , a. phối cảnh, b. khẩu độ hẹp, c. khẩu độ rộng ......................... 11 Hình 5: Hình ảnh xiên và dọc trên không ...................................................................... 13 Hình 6: Ảnh chụp 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.......................................................................................... 22 Hình 16: Ảnh hồng ngoại đen – trắng ............................................................................ 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: Đường bay bị lệch do gió ngang làm cho ảnh dưới mặt đất bị dịch như trong hình. ................................................................................................................................ 31 Hình 23: Điều chỉnh đường bay để bù lại drift nhưng không đổi hướng camera .......... 32 Hình 24: chuyển tiếp chồng chéo và điểm chính cổng .................................................. 33 Hình 25: thị sai lập thể ................................................................................................... 34 Hình 26: Đo thị sai lập thể ............................................................................................. 35

4

LỜI NÓI ĐẦU Viễn thám là ngành nghiên cứu đem lại những thành tựu to lớn, có giá trị ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong quan trắc địa lý, quan trắc môi trường, khí tượng thủy văn. Kể từ khi con người phát minh ra máy chụp ảnh và thiết bị bay, ngành viễn thám đã ra đời như một lẽ tất yếu do nhu cầu được làm chủ không gian, được khám phá và thu thập những hình ảnh bề mặt Trái Đất từ trên không của con người. Trong suốt hai cuộc Đại chiến thế giới, trải qua thời 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 được áp dụng những kĩ thuật tiên tiến. Nhờ vậy, việc thu thập dữ liệu về Trái Đất của con người đã có thể được thực hiện trên một diện tích vô cùng rộng lớn bởi sự giúp sức của những phương tiện như khinh khí cầu, máy bay rồi vệ tinh; những bức ảnh thu được ngày một chi tiết hơn nhờ các camera có độ phân giải rất cao được đặt trên các thiết bị bay. Và trong tương lai, chắc chắn ngành viễn thám sẽ tiếp tục phát triển mạnh mẽ hơn nữa để không ngừng đem lại cho con người nguồn dữ liệu phong phú về Trái Đất. Trong khuôn khổ của học phần Viễn thám và GIS, nhóm chúng em đã nhận nhiệm vụ nghiên cứu chương 3 trong cuốn sách “Introduction to Remote Sensing, 5th edition” của J.B. Campbell và R.H. Wynne. Nhiệm vụ này chính là đề tài cho bài tập lớn của học phần “Viễn thám và GIS” mà nhóm chúng em cần thực hiện trong kì học này với mục tiêu giúp tất cả các thành viên trong nhóm nắm được 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 tiếp cận nguồn tài liệu nước ngoài phong phú. Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn ThS. Phương Xuân Quang đã giúp đỡ 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 rất nhiều trong vài thập kỷ gần đây. Các camera được thiết kế để đặt trên máy bay và cho độ chính xác cao về vị trí và độ chi tiết không gian tốt vẫn là loại thiết bị viễn thám được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay. Gần đây các camera số với công nghệ điện tử tiên tiến đã thay thế phần lớn camera tương tự truyền thống với chất lượng tương đương. Chương này giới thiệu nền tảng camera đặt trên máy bay hoạt động ở dải phổ nhìn thấy và hồng ngoại gần với khả năng tạo ảnh có độ chi tiết và yếu tố hình học tốt. 2. Cơ sở của ảnh hàng không Hệ thống thu nhận ảnh hàng không có các thành phần tương tự máy ảnh thông thường bao gồm: 

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



Bề mặt nhạy sáng để ghi lại ảnh



Cửa chập (shutter): kiểm soát ánh sáng vào



Thân máy (camera body): liên kết và giữ các bộ phận của camera ở đúng vị trí của nó.

Máy ảnh hàng không khác máy ảnh thông thường ở buồng phim (film magazine), cơ cấu điều khiển (drive mechanism) và côn thấu kính (cone lens).

6

Hình 1: cơ sở của máy ảnh hàng không, mặt cắt ngang

Máy ảnh hàng không còn được thiết kế đặc biệt để thu thập ảnh (ví dụ) cho một vùng rộng lớn trong các điều kiện không thuận lợi, hay camera sử dụng trong quan trắc, đo đạc (ảnh chất lượng cao, có khả năng đo đạc). Máy ảnh tương tự ghi lại một cách vật lý quang cảnh được chụp sử dụng giấy hoặc phim có phủ hóa chất. Độ sáng của ảnh tương tự tỷ lệ với độ sáng của quang cảnh. Ảnh tương tự in trên giấy có nhược điểm liên quan đến những khó khăn trong việc lưu trữ, truyền dẫn, tìm kiếm, phân tích,… Máy ảnh số ghi lại ảnh bằng dữ liệu là các mảng giá trị phản ánh mẫu của độ sáng của bức ảnh đó.Máy ảnh số và máy ảnh tương tự có chung nhiều bộ phận và đặc tính, nhưng thiết kế có khác biệt đáng kể, không dùng phim. Máy ảnh số cho phép tích hợp với các hệ thống định vị hay các hệ thống ghi chú ảnh.Máy ảnh số ghi lại ảnh bằng dữ liệu là các mảng giá trị phản ánh mẫu của độ sáng của bức ảnh đó.Máy ảnh số và máy ảnh tương tự có chung nhiều bộ phận và đặc tính, nhưng thiết kế có khác biệt đáng kể, không dùng phim. Máy ảnh số cho phép tích hợp với các hệ thống định vị hay các hệ thống ghi chú ảnh. Máy ảnh số ghi lại ảnh bằng dữ liệu là các mảng giá trị 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 kế có khác biệt đáng kể, không dùng phim. Máy ảnh số cho phép tích hợp với các hệ thống định vị hay các hệ thống ghi chú ảnh. 2.1.

Thấu kính

Thấu kính thu nhận ánh sáng phản xạ và hội tụ nó trên tiêu diện (focal plane) để tạo ảnh. Thông thường thấu kính có dạng mặt cong, không song song. Thấu kính làm thay đổi mật độ quang của tia sáng đến từ khí quyển. Do vậy để giữ được cân bằng màu và giảm suy hao quang, thấu kính phải được thiết kế cẩn thận về kích thước và hình dạng hay sắp đặt và kết hợp hợp lý các thấu kính. Đặc tính quang của thấu kính xác định bởi chỉ số khúc xạ của kính và độ cong. Chất lượng của thấu kính xác định bởi chất lượng kính, độ chính xác của hình dạng, độ chính xác khi được đặt trong camera. Ví dụ: hình dạng thấu kính không chuẩn làm tăng quang sai cầu (spherical aberration) gây ra lỗi làm cho ảnh bị mờ.

8

Hình 2: Thấu kính lồi, cong đều hai mặt, ánh sáng khúc xạ ở cả hai cạnh để tạo ảnh Phần lớn camera hàng không là camera thấu kính kết hợp, gồm nhiều thấu kính khác nhau về kích thước, hình dạng và đặc tính quang học. Mỗi thấu kính thành phần sửa lỗi cho thấu kính khác, như vậy tổng hợp các thấu kính cho hình ảnh tốt hơn so với chỉ một thấu kính đơn lẻ. Trục quang (optical axis): đường nối tâm các thấu kính. Mặt phẳng ảnh chính (image principal plane): mặt phẳng cắt qua tâm thấu kính. Điểm nút (nodal point): mặt phẳng ảnh chính cắt trục quang tại điểm nút. Các tia phản xạ song song đến từ vật thể ở rất xa đi qua thấu kính và đưa ảnh đến tiêu điểm. Tia chủ (chief ray) đi qua điểm nút của thấu kính mà không thay đổi hướng. Tiêu diện (focal plane): mặt phẳng đi qua tiêu điểm và song song với mặt phẳng ảnh chính.

9

Với camera thường, khoảng cách từ vật thể tới thấu kính càng tăng thì ảnh rơi càng gần thấu kính và do vậy cần điều chỉnh thấu kính để ảnh rơi vào đúng điểm tụ. Với camera viễn thám, quang cảnh được chụp với khoảng cách rất xa, tiêu điểm có thể được đặt cố định ở vô cùng, như vậy không cần chỉnh tiêu điểm.Tiêu cự: khoảng cách từ tâm thấu kính tới tiêu điểm, thường đo bằng inch hay milimet. Một số thấu kính lồi, tiêu cự không xác định cho mọi bước sóng. Ví dụ: tiêu cự đối với ánh sáng xanh ngắn hơn ánh sáng đỏ và hồng ngoại, gây ra hiệu ứng quang sai màu (chromatic aberration).

Hình 3: mặt cắt ngang của hình ảnh được hình thành bởi một ống kính đơn giản, Quang sai, năng lượng của các bước sóng khác nhau được đưa đến một tiêu điểm ở các ống kính khác nhau, các thấu kính phức tạp hơn được điều chỉnh để đưa tất cả các bước sóng đến một điểm chung Thị trường của thấu kính được điều khiển bởi field stop, là mặt nạ đặt ngay trước tiêu diện. Khẩu độ (aperture stop): thường đặt ở gần tâm của thấu kính kết hợp, bao gồm một mặt nạ mở tròn có thể điều chỉnh được đường kính. Khẩu độ có thể điều khiển độ mạnh của ánh sáng ở tiêu diện nhưng không ảnh hưởng thị trường hay kích thước ảnh. Điều khiển khẩu độ là điều chỉnh độ sáng của ảnh. 10

Kích thước khẩu độ tính theo đường kính mở có thể điều chỉnh được hay ánh sáng vào camera nhiều hay ít.

Hình 4: Khẩu độ dừng , a. phối cảnh, b. khẩu độ hẹp, c. khẩu độ rộng Khẩu độ tương đối:

Số f lớn có nghĩa là khẩu độ mở nhỏ, số f nhỏ nghĩa là khẩu độ mở lớn so với tiêu cự. Độ lớn tiêu cự liên quan đến kích thước camera.Trong khi đó số f được tiêu chuẩn hóa để không phụ thuộc kích thước. Ví dụ: khẩu độ bằng “23 mm” không có ý nghĩa gì trong thực tế trừ khi ta biết tiêu cự, nhưng nói khẩu độ “f4” nghĩa là với mọi kích thước camera thì khẩu độ bằng ¼ tiêu cự.

Các khẩu độ chuẩn là: 11

Dãy các khẩu độ trên được thiết kế để hai khẩu độ liên tiếp tương ứng với lượng ánh sáng vào camera hơn kém nhau 2 lần. Thấu kính cho camera hàng không thường có thị trường rộng do vậy ánh sáng đến tiêu diện từ rìa của thị trường sẽ tối hơn so với ánh sáng phản xạ từ vật thể được định vị gần hay chính giữa thị trường. Hiện tượng có vùng tối ở rìa thị trường gọi là hiệu ứng vignetting => khắc phục bằng sử dụng bộ lọc anti vignetting. Máy ảnh số có thể dùng kỹ thuật xử lý ảnh để loại bỏ vignetting thay vì dùng bộ lọc vật lý. 2.2.

Cửa chập (the shutter)

Cửa chập điều khiển thời gian phim bị phơi dưới ánh sáng. Cửa chập đơn giản là một bản kim loại đặt giữa các thấu kính thành phần gọi là cửa chập “intralens” được sử dụng phổ biến trong các camera hàng không. Một dạng khác của cửa chập là cửa chập tiêu diện được đặt ngay trước tiêu diện (cảm biến). Chọn tốc độ cửa cập là chọn mức độ phơi sáng mong muốn.

2.3.

Bù chuyển động ảnh

Các camera hàng không chất lượng cao thường có khả năng bù chuyển động ảnh để có được bức ảnh tốt. Tuỳ thuộc loại thiết bị ghi ảnh, chuyển động tiến của máy bay (độ cao thấp/tốc độ cao) thường làm cho ảnh bị nhòe.

12

Với máy ảnh tương tự, việc bù chuyển động ảnh đạt được bằng cách dịch chuyển phim một cách cơ khí với vận tốc bằng vận tốc máy bay. Với hệ thống số, bù chuyển động ảnh được thực hiện bởi hệ thống điện tử với dải thay đổi độ cao và vận tốc rộng hơn. 3. Hình học của chụp ảnh hàng không thẳng đứng Chụp ảnh hàng không có thể phân loại theo hướng của camera so với mặt đất trong thời gian phơi sáng.  Ảnh hàng không xiên (oblique): được ghi lại bởi camera gắn bên hông máy bay. o High oblique: chụp ảnh lấy chân trời o Low oblique: chụp ảnh chỉ lấy mặt đất, không lấy chân trời  Ảnh hàng không thẳng đứng (vertical): được ghi bởi camera nhìn thẳng xuống đất

Hình 5: Hình ảnh xiên và dọc trên không

13

Hình 6: Ảnh chụp xiên hàng không Ảnh hàng không xiên có ưu điểm là cho thấy ảnh của một vùng rất rộng lớn. Dễ dàng nhận ra rằng các đặc điểm như nhà cao tầng hay đỉnh núi hiện ra rõ nét ở tiền cảnh. Ảnh hàng không xiên không được dùng cho mục đích có tính phân tích bởi tỷ lệ thay đổi rất nhiều giữa tiền cảnh và hậu cảnh cản trở việc đo đạc khoảng cách, diện tích.

Hình 7: Ảnh chụp đứng hàng không 14

Ảnh hàng không đứng được camera chụp trực tiếp mặt đất từ trên cao. Cho dù các vật thể và đặc điểm trông có vẻ lạ giống như bản đồ vì được nhìn theo phương đứng nhưng thực ra lại có nhiều đặc tính hình học được thể hiện và có một số ưu điểm. Thực tế chỉ rất ít ảnh hàng không thật sự là thẳng đứng mà thường nghiêng vài độ do chuyển động của máy bay và các yếu tố khác. Do vậy, thuật ngữ chụp ảnh thẳng đứng được sử dụng chung cho chụp ảnh hàng không với nghiêng vài độ so với phương thẳng đứng. Do tính chất hình học của ảnh hàng không thẳng đứng hay gần thẳng đứng được hiểu rất rõ nên nó được ứng dụng trong nhiều trường hợp ví dụ như đo đạc chính xác sử dụng ảnh hàng không thẳng đứng hay còn gọi là photogrammetry.

Hình 8: Dấu điểm chuẩn và điểm gốc Dấu điểm chuẩn (fiducial marks): dấu được gắn cứng trong máy ảnh và được ghi vào ảnh khi chụp. Điểm gốc (principal point): giao điểm của 2 đường nối điểm chuẩn, cũng là điểm giao của trục quang và tiêu diện tạo nên tâm quang của ảnh. 15

Hình 9: Điểm gốc đất và điểm gốc ảnh Điểm gốc đất (ground nadir): là điểm phía dưới theo phương đứng của tâm thấu kính tại thời điểm chụp. Điểm gốc ảnh (photographic nadir): giao điểm của đường nối điểm gốc đất và tâm thấu kính với tiêu diện. Các ứng dụng photogrametry đòi hỏi phải căn chỉnh (calibration) để đảm bảo độ chính xác

quang

và

vị

trí

của

ảnh

16

Hình 10: Tiêu điểm ngang ,méo quang, độ nghiêng Isocenter: tiêu điểm nghiêng, nằm trên trục “bản lề” giữa mặt ảnh nghiêng và mặt ảnh đứng giả thiết. Méo quang (optical distortions): lỗi gây bởi thấu kính cấp thấp, camera hỏng hay các vấn đề tương tự. Độ nghiêng (tilt) gây bởi tiêu diện bị lệch so với mặt phẳng ngang do di chuyển của máy bay. Tiêu điểm nghiêng nằm tại hay gần điểm gốc. Phần ảnh phía trên tiêu điểm nghiêng ở xa mặt đất hơn isocenter nên được thể hiện với tỷ lệ nhỏ hơn tỷ lệ danh định và ngược lại với phần ảnh phía dưới. Do phần lớn ảnh đều có nghiêng vài độ nên cần chú ý để tránh sai sót khi đo đạc kích thước dựa vào ảnh chụp.

Hình 11: Dịch chuyển độ cao địa hình 17

Dịch chuyển độ cao địa hình (Relief displacement) là lỗi vị trí chủ yếu đối với ảnh hàng không thẳng đứng. Ví dụ: Phối cảnh 5 tháp có chiều cao như nhau được nhìn từ tâm thấu kính của camera. 4. Các camera hàng không số Ảnh số: được thu thập bởi một họ các thiết bị có thể thể hiện một cách có hệ thống hình ảnh của một phần bề mặt trái đất bằng việc ghi lại các phô-ton phản xạ hay phát ra từ một mảng của mặt đất (pixels = picture elements: điểm ảnh).

Các điểm ảnh hợp với nhau thành một mảng các độ sáng rời rạc tạo thành bức ảnh. Ảnh số được tạo thành từ ma trận của nhiều ngàn điểm ảnh mà các thành phần nhỏ có thể phân biệt được bởi mắt người. Mỗi điểm ảnh biểu diễn độ sáng của một vùng nhỏ của bề mặt trái đất, ghi lại bằng một giá trị số tương ứng với giá trị nhất định của vùng phổ điện từ nào đó.

Hình 12: pixels Thông thường 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) được đặt tại tiêu diện để ghi lại ảnh. Mỗi phần tử dò là các chất nhạy sáng phát dòng điện âm khi nó chặn các phô-ton từ thấu kính, từ đó tạo ra ảnh từ ma trận các giá trị độ sáng, mà các giá trị này tỷ lệ với độ mạnh yếu của điện sạc khi tới tiêu diện. Hai thiết kế phần tử dò là: CCD (charged-coupled devices): dùng trong chụp ảnh hàng không CMOS (complementary metal oxide semiconductor) CCD: tạo bởi các phần tử nhạy sáng nhúng trong một chip silicon. Mỗi thành phần nhạy sáng của CCD có thể được chế tạo với đường kính rất nhỏ, cỡ 1m Vùng phổ cảm thụ được là ánh sáng nhìn thấy và hồng ngoại gần.

Hình 13: Sơ đồ nguyên lý của một thiết bị ghép điện tích

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

19

Các thiết kế camera số: Camera format: chuẩn chung cho chụp ảnh lập bản đồ là 230mm x 230mm, mỗi khung hình là 1 ảnh chụp và được coi là 1 đơn vị cơ sở của ảnh. Camera chụp ảnh như vậy gọi là framing camera, được coi là chuẩn thiết kế camera tương tự. Với camera số, nếu sử dụng định dạng 230mm x 230mm thì cần mảng rất lớn lên đến 660 megapixel => Cần giải pháp để camera số hỗ trợ định dạng lớn. Dùng các CCD nhiều vùng với nhiều thấu kính. Ví dụ dùng 4 thấu kính, ảnh chụp là ghép của 4 ảnh thành phần, tuy nhiên khi ghép cần chú ý tính chất hình học có thể thay đổi do mỗi thấu kính có một nadir riêng. Camera có hệ thấu kính riêng để chụp thẳng, chụp phía trước và chụp phía sau. Mỗi thời điểm camera chỉ chụp vài dải chụp thắng, chụp trước, chụp sau. Tuy nhiên, máy bay bay tiến phía trước dọc theo đường bay và mỗi thấu kính thu thập các bộ ảnh riêng biệt. Intergraph DMC (digital modular camera) là một camera số định dạng khung lớn (large-frame) với 4 đầu chụp toàn sắc loại CCD độ phân giải cao ở trung tâm và 4 đầu 20

đa

chụp

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 chụp có phối cảnh như có cùng điểm nhìn. Hệ thống bao gồm 4 CCD toàn sắc độ phân giải cao, 4 CCD đa phổ độ phân giải thô. Ảnh toàn phổ là ảnh chính, 4 camera đa phổ hợp thành 1 ảnh đa phổ của frame. Ảnh tổng hợp tạo thành ảnh chữ nhật có chiều dài theo hướng across-track. Có sử dụng nhiều kỹ thuật xử lý và nội suy để tạo ảnh full-frame. Camera mảng hàng (linear arrays): camera Leica ADS 40 chụp ảnh mặt đất theo từng hàng, riêng biệt cho ảnh nhìn trước, nhìn thẳng (nadir viewing) và nhìn sau. Camera SH52 có trang bị 1 mảng nhìn trước, 2 mảng nhìn thẳng (1 toàn sắc, 1 đa phổ), 1 mảng nhìn sau. Mảng đa phổ thu ảnh nhìn thẳng và ảnh nhìn sau trong vùng blue, green, red và hồng ngoại gần.

21

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

Hình 15: Camera mảng hàng

5. Quét số ảnh tương tự Quét ảnh tương tự để tạo ảnh số bởi ưu điểm của dữ liệu số trong lưu trữ, truyền dẫn và phân tích. Máy quét ảnh thông thường cho dù có thể cung cấp độ chính xác tương đối và chi tiết hình ảnh khá tốt nhưng vẫn không đáp ứng được yêu cầu. Với các ứng dụng trong khoa học hay đo đạc, máy quét phải được thiết kế chuyên dụng chất lượng tốt, quét phẳng, mảng CCD lớn, phần mềm phức tạp.

22

6. So sánh ảnh số và tương tự

23

7. Độ nhạy phổ Camera tương tự dùng phim màu để bắt các tính chất phổ của cảnh chụp. Do vậy các detector có thể được cấu hình để ghi lại các vùng phổ khác nhau như các băng hay kênh riêng biệt. Phim màu sử dụng hóa chất có độ nhạy trong một khoảng bước sóng, độ nhạy tối đa trong vung đỏ, green, blue hay nhạy với các bức xạ ở một giới hạn mong muốn.

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 thường, cảm biến số nhạy phổ quanh vùng ánh sáng nhìn thấy với cực đại ở vùng green và trải rộng tới vùng hồng ngoại gần. Mảng cảm biến sử dụng cho thiết bị tiêu dùng thường loại bỏ bức xạ hồng ngoại gần, nhưng với camera hàng không nhạy với vùng này lại có ích. Khác với camera tương tự, cảm biến số được thiết kế có độ nhạy phổ tập trung ở một dải hẹp và cung cấp phép đo chính xác về độ sáng của từng màu. Nhờ vậy cảm biến số tốt hơn khi ghi lại các tính chất phổ của cảnh chup. Điều này đôi khi là rất quan trọng đối với người dùng ảnh hàng không. Nếu chip cảm biến được thiết kế như các mảng tách biệt cho mỗi vùng phổ thì nó thu ảnh màu như các mặt phẳng mảng riêng biệt cho mỗi vùng phổ. Tuy nhiên, hiện tại, thiết kế này dù có ưu điểm nhưng ít được sử dụng trong camera hàng không do các mảng cảm biến lớn rất đắt, khó sản xuất, trích xuất dữ liệu mất nhiều thời gian. Một cách khác sử dụng chỉ một mảng cảm biến là dùng bộ lọc Bayer lựa chọn các bước sóng tới điểm ảnh để ghi lại 3 màu thứ cấp. Ví dụ: bộ lọc Bayer được thiết kế cho phép 50% điểm ảnh trong mảng nhận màu green, 25% cho màu đỏ và blue. Sử dụng bộ lọc Bayer, chip CCD phải xử lý giá trị pixel bằng nội suy, ngoại suy để ước lượng giá trị tương ứng với màu của điểm ảnh. Công nghệ Foveon: cảm biến được thiết kế vận dụng tính hấp thụ ánh sáng của vật liệu silicon. Cảm biến được sắp xếp thành 3 lớp, trên cùng là lớp nhạy blue, lớp tiếp theo là nhạy green và cuôi cùng là lớp nhạy đỏ. Do ánh sáng đi xuyên qua các lớp nên lớp trong cùng sẽ nhận ánh sáng yếu và nhiễu hơn. 25

8. Kết hợp băng: ảnh quang Hiển thị hiệu quả ảnh là quan trọng trong viễn thám. Kết hợp băng (band combination) là thuật ngữ trong viễn thám liên quan đến việc gán màu để biểu diễn độ sáng của các vùng phổ khác nhau. Với ảnh đa phổ, do mắt người chỉ nhạy các màu cơ bản và phân biệt được độ sáng của các màu này và kể cả màu trộn của các màu cơ bản. Trong trường hợp băng ngoài vùng ánh sáng nhìn thấy, việc chọn màu về nguyên tắc có thể là bất kỳ nhưng cần chú ý tới mục đích. Ảnh hồng ngoại đen – trắng: ảnh được thu trong vùng hồng ngoại gần, không bị ảnh hưởng nhiều bởi tán xạ của khí quyển, cho thấy khu vực cây xanh, phân biệt vùng đất và nước.

Hình 16: Ảnh hồng ngoại đen – trắng

Ảnh toàn sắc (panchromatic): phổ ánh sáng nhìn thấy được thể hiện trên 1 kênh duy nhất. Ảnh đen trắng dưới góc nhìn toàn sắc là ảnh ghi lại độ sáng các bức xạ nhìn thấy mà không phân tách các màu khác nhau. Trong viễn thám, băng toàn sắc được dùng thể hiện chi tiết không gian thay cho màu sắc bởi đôi khi chi tiết không gian tốt lại là thông tin có giá trị hơn là màu sắc. 26

Hình 17: ảnh toàn sắc

Bức xạ blue dễ dàng bị tán xạ làm giảm chất lượng ảnh viễn thám. Để có được ảnh rõ và nét hơn, một số thiết bị có thể được thiết kế chỉ bắt các bức xạ trong vùng green, red và hồng ngoại gần. Các ứng dụng sử dụng ảnh hàng không toàn phổ, ví dụ như chụp ảnh vùng đô thị, thông tin màu sắc không quan trọng lắm nhưng chi tiết không gian quan trọng hơn nhiều.

Hình 18: Ảnh hồng ngoại và ảnh hồng ngoại đen trắng

Mô hình màu tự nhiên 27

Ảnh màu tự nhiêu biểu diễn màu sắc tương tự cảnh chụp thật nhưng có nhược điểm là vùng phổ blue bị tán xạ bởi khí quyển nên bị hạn chế sử dụng khi thu ảnh ở độ cao lớn.

Hình 19: Mô hình màu tự nhiên

Ảnh màu tự nhiêu biểu diễn màu sắc tương tự cảnh chụp thật nhưng có nhược điểm là vùng phổ blue bị tán xạ bởi khí quyển nên bị hạn chế sử dụng khi thu ảnh ở độ cao lớn. Tạo ảnh sai màu: ảnh có màu không giống màu tự nhiên, được tạo ra một cách chủ ý. Các nhà phân tích kết hợp các kênh sơ cấp theo cách nào đó để có ảnh cho mục đích riêng. Hơn nữa, viễn thám thường sử dụng bức xạ ngoài vùng ánh sáng nhìn thấy, việc hiển thị các ảnh với mô hình sai màu là cần thiết. 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 bởi khi quyển, bổ trợ cho vùng ánh sáng nhìn thấy. Mô hình hồng ngoại màu (CIR) tạo ảnh 3 băng bằng cách bỏ đi băng blue ở vùng nhìn thấy và thêm kênh trong vùng hồng ngoại gần. 28

CIR cho phép nhìn rõ vùng cây xanh và vùng nước mà không bị ảnh hưởng bởi khí quyển như mô hình màu tự nhiên. Mô hình kết hợp băng này hữu ích cho các nghiên cứu trong lĩnh vực lâm nghiệp, nông nghiệp, tài nguyên nước, …

Hình 20: Mô hình màu hồng ngoại

9. Độ phủ bởi nhiều ảnh Kế hoạch bay: máy bay bay theo các đường bay song song để thu thập ảnh hàng không thẳng đứng và tập hợp lại để có được ảnh bao phủ một vùng nào đó. Cứ mỗi đường bay, các khung ảnh riêng được đánh số thành dãy. Mỗi ảnh được chụp bằng cách chụp đơn chiếc hay chụp tự động trong khoảng thời gian đã được tính toán từ trước để có được độ phủ mong muốn.

29

Hình 21: Các khung riêng lẻ được đánh số theo dải

30

Hình 22: Đường bay bị lệch do gió ngang làm cho ảnh dưới mặt đất bị dịch như trong hình.

31

Hình 23: Điều chỉnh đường bay để bù lại drift nhưng không đổi hướng camera

Thông thường hai khung kế tiếp trên cùng một đường bay gối lên nhau khoảng 50-60% mỗi khung. Nếu gối lên nhau hơn 50% thì điểm gốc của ảnh trước xuất hiện trong ảnh kế tiếp và gọi là các điểm gốc liên hợp (conjugate principal points).

32

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

Hình 24: chuyển tiếp chồng chéo và điểm chính cổng

Tuy nhiên, nhiều trường hợp vẫn xảy ra lỗ hổng do thiết bị hỏng, dẫn đường sai, mây phủ, … và được gọi là holidays. Chụp lại sau đó để khắc phục holidays, ảnh có thể khác nhiều do góc nắng, độ phủ cây cối hay các chất lượng khác. Để lập kế hoạch bay, số ảnh chụp cho mỗi đường bay có thể dự đoán như sau:

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

Ví dụ: Nhìn vật thể bằng 1 mắt, nhắm mắt đang nhìn và mở mắt kia để nhìn ta thấy vật thể dịch chuyển chỗ. Lượng thị sai giảm khi khoảng cách từ người quan sát tới vật thể tăng. Thị sai nhìn nổi có thể sử dụng như là cơ sở của đo khoảng cách và độ cao.

Hình 25: thị sai lập thể Với ảnh hàng không, vùng ảnh gối nhau được coi là ảnh thị sai. Nếu có trùng lặp trên 50% thì vùng trùng lặp của 3 ảnh liên tiếp gọi là stereo triplet. Thông thường vùng gối nhau vào khoảng 50-60%, như vậy làm tăng số lượng ảnh gấp đôi để đảm bảo vùng phủ. Dịch chuyển do thị sai nhìn nổi luôn song song với đường bay. Đỉnh của các vật thể cao gần với camera hơn sẽ cho dịch chuyển nhiều hơn vật thấp (ở xa camera). Đo thị sai cho phép ước lượng độ cao của vật thể. 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 lập 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 liệu đo đạc mặt đất có thể dùng để tạo ảnh không có các sai số như trên gọi là ảnh vuông góc (Orthophoto). Ảnh vuông góc rất hữu ích bởi có thể sử dụng nhanh và rẻ hơn bản đồ địa hình (topographic map) thông thường.

35

Ảnh vuông góc (orthophotos) là cơ sở của bản đồ ảnh vuông góc (orthophotomaps) DOQ là ảnh vuông góc dưới định dạng số được thiết kế với 4 cạnh dài 7,5 phút (kinh độ và vĩ độ) Các DOQ có thể là màu hoặc đen trắng được xử lý để đạt được các tính chất của bản đồ mặt bằng. Chương trình ảnh hàng không quốc gia quy định DOQ có tỷ lệ 1:40.000, tinh chỉnh dựa trên các mô hình góc ngẩng số DEM (Digital Elevation Model). Viền ảnh trong khoảng 50-300m tới giới hạn cạnh. Sản phẩm khác cùng loại là ảnh phần tư DOQQ (Digital Orthophotos Quarter Quadrangles). Chi tiết không gian với DOQ là 2m, còn với DOQQ là khoảng 1m. 10. Phép quan trắc Quan trắc là khoa học thực hiện các phép đo chính xác từ các bức ảnh. Quan trắc áp dụng các nguyên tắc của quang học và kiến thức về hình học bên trong của máy ảnh và định hướng của nó để tái tạo lại kích thước và vị trí của các đối tượng vật thể trong bức ảnh. Do đó, đòi hỏi kiến thức chi tiết về máy ảnh cụ thể và hoàn cảnh mà theo đó chúng được sử dụng và đo lường chính xác các tính năng trong ảnh. Các bức ảnh được sử dụng cho kỹ thuật tương tự đã được chuẩn bị trên các tấm thủy tinh hoặc các vật liệu có kích thước khác ổn định (ví dụ: các tài liệu không thay đổi về kích thước khi nhiệt độ và độ ẩm thay đổi). Phép quan trắc có thể áp dụng cho bất kì bức ảnh nào, miễn là thông tin hỗ trợ 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 kỹ thuật đo ảnh là phân tích ảnh chụp từ trên không để có được ước tính về độ cao địa hình cho việc lập bản đồ địa hình. Với sự trợ giúp của thông tin 36

định vị chính xác mô tả các tính năng chính trong một cảnh (kiểm soát mặt đất), các nhà quan trắc ước tính cứu trợ 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, được gọi là các máy vẽ phân tích âm thanh, được thiết kế đầu tiên vào thập niên 1920, tái tạo lại các định hướng 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 trực quan, họ có thể theo dõi các đường có độ cao đồng nhất. Chất lượng của thông tin thu được từ các công cụ như vậy phụ thuộc vào chất lượng của nhiếp ảnh, độ chính xác của dữ liệu và kỹ năng của nhà điều hành trong việc thiết lập mô hình âm thanh nổi và truy tìm các đường thị sai đồng nhất. Khi thiết kế các công cụ được cải thiện, cuối cùng nó có thể tự động khớp các điểm tương ứng trên các cặp stereo và do đó xác định các đường thị sai đồng nhất với sự hỗ trợ giới hạn từ người vận hành. Với những tiến bộ hơn nữa trong thiết bị đo đạc, nó đã có thể mở rộng tự động hóa quá trình quang học để tiến hành phân tích âm thanh nổi hoàn toàn trong miền kỹ thuật số. Với việc sử dụng GPS (hệ thống định vị toàn cầu trong không khí [AGPS]) để thu thập thông tin vị trí chính xác, thời gian thực và sử dụng dữ liệu được ghi lại từ hệ thống điều hướng của máy bay (hệ thống định hướng quán tính [INS]) để ghi lại các định hướng của ảnh. trở nên khả thi để tái tạo lại hình học của hình ảnh bằng cách sử dụng dữ liệu định vị và định hướng chính xác được thu thập khi hình ảnh đã được thu lại. Quá trình này tạo thành cơ sở cho việc vẽ ảnh bản đồ mềm, được đặt tên bởi vì nó không yêu cầu hình thức vật lý (bản cứng) của bức ảnh cần thiết cho việc chụp ảnh truyền thống. Thay vào đó, phiên bản kỹ thuật số (bản mềm) của hình ảnh được sử dụng làm đầu vào cho một loạt các mô hình toán học để tái tạo lại hướng của từng hình ảnh để tạo ra các biểu diễn chính xác về mặt phẳng. Quá trình này yêu cầu phần mềm máy tính chuyên dụng được cài đặt trong các máy trạm phân tích dữ liệu kỹ thuật số được thu riêng cho mục đích phân tích quang học. Lập trình hình ảnh mềm, bây giờ là tiêu chuẩn cho sản xuất photogrammetric, cung cấp lợi thế về tốc độ và độ chính xác và tạo ra dữ liệu out-put dễ dàng tích hợp 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 được thu thập bởi các máy ảnh kỹ thuật số được mô tả ở trên khác với các máy ảnh được thiết kế riêng cho máy ảnh khung tương tự truyền thống. Bởi vì mỗi nhà sản xuất có thiết kế cụ thể, mỗi nhà sản xuất áp dụng một chiến lược khác nhau để thu thập và xử lý hình ảnh, các phân tích quang học hiện tại được kết hợp với các máy ảnh khác nhau. Một đặc điểm chung đối với nhiều hệ thống hình ảnh này là sự dư thừa đáng kể trong hình ảnh mà chúng thu thập - tức là, mỗi điểm ảnh trên mặt đất có thể được xem nhiều lần, mỗi lần từ một góc nhìn riêng biệt. Do các hệ thống này thu thập rất nhiều cảnh quan độc lập về các tính năng tương tự (do sử dụng một số thấu kính, hoặc một số mảng tuyến tính, như đã nêu ở trên), có thể áp dụng đối xứng ảnh đa lớp, có thể khai thác các dư thừa này để trích xuất cao dữ liệu vị trí và độ cao chi tiết vượt quá mức có thể sử dụng chụp ảnh tương tự. Bởi vì, trong lĩnh vực kỹ thuật số, các lượt xem bổ sung này không phải chịu chi phí bổ sung đáng kể, các công ty lập trình có thể cung cấp chi tiết cao và nhiều loại sản phẩm hình ảnh mà không tăng chi phí mua thêm dữ liệu 11. Nguồn chụp ảnh trên không

Ảnh chụp từ trên không có thể được người dùng thu thập hoặc mua từ các tổ chức đóng vai trò như kho lưu trữ hình ảnh do người khác chụp (hình ảnh lưu trữ). Trong trường hợp đầu tiên, chụp ảnh trên không có thể được mua lại bằng hợp đồng với các công ty chuyên về chụp ảnh trên không chất lượng cao. Các công ty như vậy được liệt kê trong các phần kinh doanh của hầu hết các thư mục điện thoại đô thị. Khách hàng có thể là cá nhân, cơ quan chính phủ hoặc các doanh nghiệp khác sử dụng ảnh chụp trên không. Tất nhiên, ảnh chụp này được tùy chỉnh để đáp ứng nhu cầu cụ thể của khách hàng liên quan đến ngày, quy mô, phim và độ phủ. Kết quả là, chi phí có thể bị cấm đối với nhiều mục đích phi thương mại. Vì vậy, vì lý do thực dụng, nhiều người dùng ảnh chụp trên không chuyển sang chụp ảnh lưu trữ để có được những hình ảnh họ cần. Mặc dù các bức ảnh như vậy có thể không khớp chính xác với thông số kỹ thuật của người 38

dùng về quy mô hoặc ngày, chi phí rẻ và dễ truy cập có thể bù đắp cho bất kỳ thiếu sót nào. Đối với 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 Bảo vệ Môi trường), 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 chụp ảnh trên không. Nhiều máy ảnh cầm tay phù hợp để chụp ảnh trên không. Thông thường chi phí của các dịch vụ thuê máy bay địa phương trong một giờ hoặc hơn thời gian bay là tương đối thấp. Máy ảnh định dạng nhỏ, chẳng hạn như máy ảnh 35 mm thông thường, có thể được sử dụng để chụp ảnh trên không nếu nhiếp ảnh gia tránh ảnh hưởng của rung máy bay. (Đừng để máy ảnh chống lại máy bay!) Một chiếc máy bay cánh cao cung cấp cho các nhiếp ảnh gia một cái nhìn rõ ràng về cảnh quan, mặc dù một số máy bay cánh thấp là thỏa đáng. Ánh sáng thuận lợi nhất xảy ra khi máy ảnh hướng ánh nắng mặt trời. Ảnh chụp có được theo cách này (ví dụ, Hình 3.5) có thể hữu ích cho mục đích minh họa, mặc dù cho công việc khoa học hoặc chuyên nghiệp, công việc có chất lượng cao, chất lượng cao của một chuyên gia hoặc một công ty khảo sát trên không có thể được yêu cầu. Trung tâm dữ liệu EROS Trung tâm dữ liệu EROS (EDC) ở Sioux Falls, Nam Dakota, được USGS điều hành như một kho chứa các bức ảnh chụp từ trên không và các ảnh vệ tinh được NASA, USGS và nhiều cơ quan liên bang khác mua lại. Cơ sở dữ liệu trên máy vi tính tại EDC cung cấp một hệ thống lập chỉ mục cho các thông tin liên quan đến ảnh chụp 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 Trái 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 đến bản đồ và ảnh chụp từ trên không. 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 quan liên bang nhưng cũng thu thập dữ liệu liên quan đến bản đồ và ảnh do các chính quyền địa phương và tiểu bang nắm giữ. Trụ sở ESIC được đặt tại Reston, Virginia, nhưng ESIC cũng duy trì bảy văn phòng khác trên khắp Hoa Kỳ và các cơ quan liên bang khác có văn phòng chi nhánh. ESIC có thể cung cấp 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 cấp quyền truy cập vào chụp ảnh trên không lưu trữ. Chương trình chụp ảnh trên không quốc gia NAPP mua lại chụp ảnh trên không cho Hoa Kỳ, theo một kế hoạch có hệ thống đảm bảo tiêu chuẩn thống nhất. NAPP được bắt đầu vào năm 1987 bởi USGS như là một sự thay thế cho Chương trình chụp ảnh trên không quốc gia cao độ (NHAP), bắt đầu vào năm 1980 để củng cố nhiều chương trình liên bang sử dụng ảnh chụp trên không. USGS quản lý NAPP, nhưng nó được tài trợ bởi các cơ quan liên bang là những người sử dụng chính của ảnh chụp của mình. Giám sát chương trình được cung cấp bởi một ủy ban đại diện từ USGS, Cục Quản lý đất đai, Cục Thống kê Nông nghiệp Quốc gia, Dịch vụ Bảo tồn Tài nguyên Quốc gia (NRCS; trước đây gọi là Dịch vụ Bảo tồn Đất), Cơ quan Dịch vụ Nông nghiệp (trước đây gọi là Dịch vụ Bảo tồn và Ổn định tảo nông nghiệp), Sở Lâm 40

nghiệp Hoa Kỳ và Cơ quan Thung lũng Tennessee. Light (1993) và Plasker và TeSelle (1988) cung cấp thêm chi tiết. Theo NHAP, ảnh chụp đã được thu thập lại theo kế hoạch để có được bảo hiểm hoàn toàn của 48 tiểu bang, sau đó cập nhật mức độ phù hợp khi cần thiết để theo kịp các yêu cầu đối với nhiếp ảnh hiện tại. Các kế hoạch hiện tại yêu cầu cập nhật trong khoảng thời gian 5 năm, mặc dù lịch trình thực tế được xác định trong sự phối hợp với các hạn chế về ngân sách. Các đường bay NHAP được định hướng theo hướng bắc-nam, tập trung vào mỗi bốn phần tư có hệ thống định vị trong các tứ giác USGS 7,5 phút, với độ che phủ lập thể đầy đủ ở mức chồng chéo lên tới 60% và sidelap ít nhất 27%. Hai hệ thống camera đã được sử dụng để có được bảo hiểm đồng thời: vùng phủ sóng đen trắng được mua ở tỷ lệ khoảng 1: 80.000, sử dụng máy ảnh có tiêu cự 6 inch. Phạm vi phủ sóng hồng ngoại được mua ở 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 rộng được cung cấp bởi định dạng này. Ngày chụp ảnh NHAP thay đổi tùy theo khu vực địa lý. Các chuyến bay đã được hẹn giờ để cung cấp điều kiện tối ưu cho ảnh chụp và đáp ứng các điều kiện cụ thể cho góc trời, lớp phủ tuyết và đêm, tùy theo mùa thu và mùa đông để cung cấp hình ảnh cho thấy cảnh quan mà không bao gồm thảm thực vật rụng lá. Thông số kỹ thuật cho ảnh chụp NAPP khác với ảnh chụp NHAP. Các biểu đồ ảnh NAPP được mua ở độ cao 20.000 ft. độ cao sử dụng ống kính tiêu cự 6 inch. Các đường bay được căn giữa góc phần tư (1: 24.000 ô vuông với diện tích USGS). Ảnh chụp NAPP được lên kế 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 cả những ai có thể quan tâm đến việc sử dụng chúng. Chi tiết và giấy phép chất lượng của họ sử dụng cho các cuộc khảo sát và đánh giá đất nông nghiệp, khoáng sản, và tài nguyên rừng, cũng như kiểm tra các mô hình xói mòn đất và chất lượng nước. Thông tin thêm có sẵn tại: 41

http://edc.usgs.gov/guides/napp.html http://eros.usgs.gov/products/aerial/napp.php Chương trình hình ảnh nông nghiệp quốc gia Chương trình hình ảnh nông nghiệp quốc gia (NAIP) mua lại hình ảnh trên không trong mùa phát triển nông nghiệp ở lục địa Hoa Kỳ. Chương trình NAIP tập trung vào việc cung cấp nhiếp ảnh kỹ thuật số tự do cho các cơ quan chính phủ và công chúng, thường là màu hoặc hình ảnh CIR với độ phân giải khoảng 1 m. Định dạng DOQQ có nghĩa là hình ảnh được cung cấp ở định dạng sẵn sàng sử dụng (tức là kỹ thuật số và được tham chiếu địa lý). Một sự khác biệt quan trọng giữa hình ảnh NAIP và các chương trình khác (như NHAP) là hình ảnh NAIP được thu thập trong mùa sinh trưởng (tức là "lá"), vì vậy nó tạo thành một nguồn tài nguyên quý giá không chỉ cho các ứng dụng nông nghiệp mà còn cho việc lập kế hoạch và tài nguyên rộng 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 trọng khác về chụp ảnh trên không lưu trữ bao gồm Phòng Nông nghiệp của Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA): Phòng Nông nghiệp của Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA): www.apfo.usda.gov và và Cục Lưu trữ và Hồ sơ Quốc gia Hoa Kỳ: www.archives.gov. 12. Tóm lược Chụp ảnh trên không cung cấp một phương tiện đơn giản, đáng tin cậy, linh hoạt và rẻ tiền để có được hình ảnh viễn thám. Sự chuyển đổi từ các hệ thống tương tự đã hình thành nền tảng cho khảo sát trên không trong thế kỷ 20 sang các hệ thống kỹ thuật số hiện nay đã hoàn thành cơ bản, mặc dù bản chất của các hệ thống kỹ thuật số sẽ tạo cơ sở cho lĩnh vực này trong thế kỷ 21 vẫn chưa rõ ràng . Việc di chuyển sang các định dạng kỹ thuật số đã được tái tạo, thậm chí còn làm trẻ hóa vai trò của hình ảnh trên không trong việc cung cấp hình ảnh cho các ứng dụng của nhà nước và địa phương. Mặc dù 42

chụp ảnh trên không hữu ích chủ yếu ở các phần nhìn thấy được và gần hồng ngoại của quang phổ, nó áp dụng các nguyên tắc quang học và quang học rất quan trọng trong toàn bộ lĩnh vực viễn thám. Ảnh chụp từ trên không tạo thành nguồn thông tin chính để biên soạn các bản đồ quy mô lớn, đặc biệt là các bản đồ địa hình tỷ lệ lớn. 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 trực tiếp các bức ảnh chụp từ trên không làm cơ sở để đo khoảng cách hoặc diện tích. Nhưng, vì những lỗi này được biết và được hiểu rõ, các nhà ngữ pháp hình ảnh có thể sử dụng ảnh làm cơ sở cho việc tái thiết các mối quan hệ vị trí chính xác và nguồn gốc của các phép đo chính xác. Ảnh chụp từ trên không ghi lại các chi tiết phức tạp của các mẫu khác nhau tạo thành bất kỳ cảnh quan nào. Mỗi thông dịch viên hình ảnh phải phát triển các kỹ năng và kiến thức cần thiết để giải quyết các mô hình này bằng cách kiểm tra kỷ luật các hình ảnh trên không.

43

BÀI TẬP I. Bài tập 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. Calculate the nominal scale of the photograph.

RF =

𝑓𝑜𝑐𝑎𝑙 𝑙𝑒𝑛𝑔𝑡ℎ 𝑎𝑙𝑡𝑖𝑡𝑢𝑖𝑑𝑒

=

9 𝑖𝑛. 15000 𝑓𝑡

9∗2.54 𝑐𝑚

=

15000∗30.48 𝑐𝑚

=

1 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. RF =

𝑓𝑜𝑐𝑎𝑙 𝑙𝑒𝑛𝑔𝑡ℎ 𝑔𝑟𝑜𝑢𝑛𝑑 𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑒

=

63 𝑖𝑛. 4 91 𝑚𝑖. 2

= 91 2

63 𝑖𝑛. 4

∗63360 𝑖𝑛.

=

1 183040

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. RF1 = RF2 =

𝑓𝑜𝑐𝑎𝑙 𝑙𝑒𝑛𝑔𝑡ℎ 𝑔𝑟𝑜𝑢𝑛𝑑 𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑒 𝑓𝑜𝑐𝑎𝑙 𝑙𝑒𝑛𝑔𝑡ℎ 𝑔𝑟𝑜𝑢𝑛𝑑 𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑒

= =

9.3 𝑖𝑛. 𝐺𝐷

=

1 24000

4.5 𝑖𝑛. 223200 𝑖𝑛.

=

→ GD = 9.3 * 24000 = 223200 in. 1

49600

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 10000

= 1: 20000 44

→ Diện tích vùng có kích thước 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 𝑖𝑛. 1𝑚𝑖.

=

4 𝑖𝑛. 63360 𝑖𝑛.

=

1 15840

=

𝑓𝑜𝑐𝑎𝑙 𝑙𝑒𝑛𝑔𝑡ℎ 𝑎𝑙𝑡𝑖𝑡𝑢𝑑𝑒

→ 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 mới mà 1 ảnh mang lại = 40% → Diện tích thông tin mới/1 ảnh: S1 = 81 * 40% = 32.4 in2 Diện tích quận đó là S0 15.52 = 240.25 (mi.2) = 9.645*1011 Số ảnh cần chụp n =

S0 𝑆1

≃ 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. above the terrain. Forward overlap is 60%. Calculate the distance (in miles) between ground nadirs of successive photographs.

45

Tỉ lệ ảnh =

𝑓𝑜𝑐𝑎𝑙 𝑙𝑒𝑛𝑔𝑡ℎ 𝑎𝑙𝑡𝑖𝑡𝑢𝑑𝑒

=

9 𝑖𝑛. 12000 𝑓𝑡

=

9 𝑖𝑛. 12000∗12 𝑖𝑛.

=

1 16000

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 chụp ảnh là: S0 = 1.5*8 = 12 (mi.2) Số bức ảnh cần phải chụp: = 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 =

10.4𝑐𝑚 2.8𝑘𝑚

=

10.4𝑐𝑚 280000𝑐𝑚

=

1 26923

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 90

=

1 15000

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 90

=

1 18000

|| =

0.007 90

≃

1 12857

→ Chênh lệch khá lớn với 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

Tỉ lệ ảnh =

4.499 223200

=

1 49611

|| =

4.501 223200

=

1 496588

→ Chênh lệch khá ít so với tỉ lệ cũ là 1/49600 Vậy, khi thực hiện đo khoảng cách trực tiếp trên ảnh có thể gây sai số nhất định. Tuy nhiên, giả sử cùng một giá trị sai số, khoảng cách càng lớn (cùng đơn vị đo) thì chênh lệch tỉ lệ càng nhỏ hay giá trị tỉ lệ đó có thể coi là gần chính xác và ngược lại. Bài 11: Visual Search Exercise. [see pp. 154–155] 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 the 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

9. G/H – 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.

4.

5. Forest

6. stadium

7. Water tower

8. Fuel storage tanks

9.

10. Orchard

11. residential area

13. A highway interchange

moutain

14. field

3. forest

12.field

15.city 51

16. Military aircraft on a runway

II.

17. Athletic fields

18. Structures in a suburban residential neigborhood

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 thời gian trong ngày có thể rất quan trọng trong việc lập kế hoạch cho hình ảnh trên không?)

Trả lời:  Điều kiện buổi tối muộn tạo ra bóng dài hơn và mức độ ánh sáng khác nhau giữa buổi sáng, buổi chiều và buổi tối có thể thêm độ sâu khi so sánh nhiều hình ảnh của cùng một đă ̣c trưng trong suốt một ngày.  Thời điểm trong năm là rất quan trọng và nhiều người coi mùa đông là mùa hoàn hảo để chụp ảnh trên không. Có nhiều lý do cho điều này, nhất là việc nhìn thấy các đă ̣c trưng trong các lĩnh vực không có cây trồng và sẽ không bị cày nát trong vài tháng nữa. Các đặc điểm sống sót bên dưới bề mặt thường sẽ hiển thị tối hơn do mức độ nông hơn của đất. Điều kiện tuyết và băng giá hoàn toàn nhấn mạnh các đường vân và các đặc điểm và chúng có thể được chụp ảnh với một sự rõ ràng không nhìn thấy vào bất kỳ thời điểm nào khác trong năm.  Mức độ thấp mà mặt trời 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 sườn núi và rãnh thời trung cổ.  Do thiếu màu sắc và tông màu tương phản, một bức ảnh rất khó sử dụng trong điều kiện 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. Chỉ ra những ưu điểm và nhược điểm của chụp ảnh từ trên cao. Giải thích tại sao chụp ảnh trên không thường không thực tế trước khi hình ảnh hồng ngoại có sẵn? Trả lời:  Ưu điể m: o Cung cấp một cái nhìn hình ảnh hiện tại của mặt đất mà không có bản đồ nào có thể bằng. o Dễ dàng hơn để có được. Bức ảnh có thể nằm trong tay người dùng trong vòng vài giờ sau khi được chụp; một bản đồ có thể mất vài tháng để chuẩn bị. o Có thể được thực hiện cho những nơi không thể tiếp cận ví du ̣ như khu vực quân sự. o Cho thấy các đă ̣c trưng quân sự không xuất hiện trên bản đồ. o Có thể cung cấp sự so sánh hàng ngày của các khu vực được chọn, cho phép đánh giá được thực hiện đối với hoạt động của kẻ thù. o cung cấp một hồ sơ vĩnh viễn và khách quan về những thay đổi hàng ngày với khu vực.  Nhươ ̣c điể m: o Các đặc điểm mặt đất rất khó xác định hoặc giải thích nếu không có ký hiệu và thường bị che khuất bởi các chi tiết mặt đất khác, ví dụ như các tòa nhà trong khu vực rừng cây. o Vị trí và quy mô chỉ là gần đúng. o Các biến thể chi tiết trong các tính năng địa hình không dễ dàng xuất hiện nếu không chụp ảnh chồng chéo và một công cụ xem lập thể. o Do thiếu màu sắc và tông màu tương phản, một bức ảnh rất khó sử dụng trong điều kiện ánh sáng kém. o Thiếu dữ liệu cận biên. o Nó đòi hỏi đào tạo nhiều hơn để giải thích hơn một bản đồ.  Giải thić h: o Để có đươ ̣c ảnh rõ và nét hơn, mô ̣t số thiế t bi ̣đươ ̣c thiế t kế chỉ để bắ t các bức xa ̣ trong vùng green, red và hồ ng ngoa ̣i gầ n. Đă ̣c biê ̣t hồ ng ngoa ̣i gầ n là quý nhấ t, đă ̣c trưng bởi các bước sóng dài hơn ngay sát vùng ánh sáng nhìn thấ y. Đây là vùng mang nhiề u thông tin quan tro ̣ng về cây cố i và không bi ̣tán xa ̣ bởi khí quyể n, bổ trơ ̣ cho ánh sáng nhìn thấ y. Do đó chu ̣p ảnh trên không thường sẽ không khả khi trước khi có ảnh hồ ng ngoa ̣i. 53

3. List several problems that you would encounter in acquiring and interpreting largescale aerial imagery of a mountainous region. Liệt kê một số vấn đề mà bạn sẽ gặp phải trong việc thu nhận và giải thích hình ảnh trên không quy mô lớn của một khu vực miền núi? Trả lời:  Khi chu ̣p ảnh ở phương thẳ ng đứng thì không thể biế t đươ ̣c đô ̣ cao của vùng núi đó.  Sự dich ̣ chuyể n của điạ hin ̀ h  Đô ̣ nghiêng của máy bay và máy ảnh ta ̣i thời điể m chu ̣p  Hiê ̣u ứng bóng râm làm che khuấ t chi tiế t.  Mặc dù trong hầu hết các trường hợp, một hệ thống quét máy bay có thể cung cấp độ chính xác hình học đầy đủ, nhưng máy quét vệ tinh có thể thích hợp hơn ở khu vực miền núi. Do sự thay đổi lớn trong phù điêu, các biến dạng hình học do dịch chuyển của phù điêu sẽ được 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 dụng hình ảnh máy bay vì góc nhìn nông hơn và sẽ loại bỏ khả năng lập bản đồ thực tế ở 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 sự tiến bộ của nhiếp ảnh trên không kể từ năm 1890 nếu George Eastman (Chương 1) không thành công trong việc phổ biến thực hành nhiếp ảnh cho công chúng? Trả lời:  Sự tiế n bô ̣ của chu ̣p ảnh trên không sẽ phát triể n châ ̣m hơn so với lich ̣ sử phát triể n của nó. Từ khi George Eastman phát minh ra film 35mm, đã có nhiề u bước tiế n mới trong công cuô ̣c chu ̣p ảnh trên không. Nế u George Eastman không thành công, chúng ta sẽ có ảnh kỹ thuâ ̣t số chu ̣p từ trên không muô ̣n hơn. Từ viê ̣c phát minh ra loa ̣i film mới, phát triển này đã dẫn đến việc phát minh ra phim giấy cuộn. Các bản in kết quả là sắc nét, rõ ràng và không bị biến dạng hạt giấy. Năm 1889, công ty của ông, Kodak, đã giới thiệu bộ phim celluloid linh hoạt và sự phổ biến của nhiếp ảnh tăng vọt. Bây giờ anh ấy cần một máy ảnh để tận dụng bộ phim mới. Năm 1900, được trang bị một ống kính đơn giản và khả năng xử lý phim cuộn, máy ảnh hộp Kodak một đô la, được gọi là Brownie, đã tạo ra Kodak và nhiếp ảnh gần như đồng nghĩa. Eastman đã không chỉ cách mạng hóa lĩnh vực 54

nhiếp ảnh mà còn tạo tiền đề cho những phát triển mới trong lĩnh vực nhiếp ảnh trên không. Công việc của ông đã được theo dõi ngay sau năm 1903 bởi 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 đó sự tiế n bô ̣ của chu ̣p ảnh trên không sẽ còn lâu nữa mới phát triể n như hiê ̣n ta ̣i nế u Eastman không thành công trong viê ̣c phổ biế n thực hành nhiế p ảnh cho công chúng. 5. Should an aerial photograph be considered as a “map”? Explain. Một bức ảnh chụp từ trên không có nên được xem như là một bản đồ ? Giải thích vì sao? Trả lời: Không  Giải thić h: Với ảnh chu ̣p từ trên không, Các đặc điểm mặt đất rất khó xác định hoặc giải thích nếu không có ký hiệu và thường bị che khuất bởi các chi tiết mặt đất khác, ví dụ như các tòa nhà trong khu vực rừng cây. Mặc dù trong hầu hết các trường hợp, một hệ thống quét máy bay có thể cung cấp độ chính xác hình học đầy đủ, nhưng máy quét vệ tinh có thể thích hợp hơn ở khu vực miền núi. Do sự thay đổi lớn trong phù điêu, các biến dạng hình học do dịch chuyển của phù điêu sẽ được 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 dụng hình ảnh máy bay vì góc nhìn nông hơn và sẽ loại bỏ khả năng lập bản đồ thực tế ở những khu vực này. Đồ ng thời ví trí và quy mô của vâ ̣t thể trong ảnh chu ̣p từ trên không cũng chỉ là gầ n đúng trong khi bản đồ la ̣i đòi hỏi các yế u tố đó mô ̣t cách chiń h xác.

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? Giả sử gần đây bạn đã chấp nhận vị trí là nhân viên của một công ty khảo sát trên không; trách nhiệm của bạn bao gồm chuẩn bị các kế hoạch cho khách hàng của công ty. Các yếu tố mà bạn phải xem xét khi bạn lập kế hoạch cho mỗi nhiệm vụ là gì? Trả lời:  Tùy thuộc vào hệ thống mua lại và bởi nền tảng được thông qua (như máy bay cánh quay và cố định, tàu lượn, khí cầu, có người lái hoặc không người lái), là bước đầu tiên và thiết yếu để đảm bảo thành công của một nhiệm vụ khảo sát. Các yế u tố mà tôi quan tâm xem xét đó là: Lựa cho ̣n cảm biế n và nề n tàng phù 55

hơ ̣p; thiế t lâ ̣p kế hoa ̣ch bay và phân tích các yếu tố được kiểm soát trong các hoạt động bay.

7. List some of the factors you would consider in selection of band combinations described in this chapter. Liệt kê một số yếu tố bạn sẽ xem xét khi lựa chọn kết hợp băng được mô tả trong chương này? Trả lời:  Hiể n thi ạ ̉ nh quang là quan tro ̣ng trong viễn thám. Kế t hơ ̣p băng là thuâ ̣t ngữ trong viễn thám liên quan đế n viê ̣c gán màu để biể u diễn đô ̣ sáng của các vùng phổ khác nhau. Với ảnh đa phổ , do mắ t người chỉ nha ̣y các màu cơ bản và phân biê ̣t đươ ̣c đô ̣ sáng của các màu này và kể cả màu trô ̣n của các màu cơ bản. Trong trường hơ ̣p băng ngoài vùng ánh sáng nhin ̀ thấ y, viê ̣c cho ̣n màu về nguyên tắ c có thể là bấ t kỳ nhưng cầ n chú ý tới mu ̣c đić h: o Ảnh hồ ng ngoa ̣i đen – trắ ng: ảnh đươ ̣c thu trong vùng hồ ng ngoa ̣i gầ n, không bi ạ ̉ nh hưởng nhiề u bởi tán xa ̣ của khí quyể n, cho thấ y khu vực cây xanh, phân biê ̣t vùng đấ t và nước o Ảnh toàn sắ c: phổ ánh sáng nhin ̀ thấ y đươ ̣c thể hiê ̣n trên 1 kênh duy nhấ t. Ảnh đen trắ ng dưới góc nhiǹ toàn sắ c là ảnh ghi la ̣i đô ̣ sáng các bức xa ̣ nhìn thấ y mà không phân tách các màu khác nhau. Trong viễn thám, băng toàn sắ c đươ ̣c dùng thể hiê ̣n chi tiế t không gian hay cho màu sắ c bởi đôi khi chi tiế t không gian tố t la ̣i là thông tin có giá tri ̣hơn là màu sắ c.  Ảnh quang: o Bức xa ̣ Blue dễ dàng bi ̣tán xa ̣ làm giảm chấ t lươ ̣ng ảnh viễn thám. o Các thiế t bi ̣ có thể đươ ̣c thiế t kế chỉ để bắ t các bức xa ̣ trong vùng green, red và hồ ng ngoa ̣i gầ n. o Các ứng du ̣ng sử du ̣ng ảnh hàng không toàn phổ . o Mô hình màu tự nhiên. o Mô hình hồ ng ngoa ̣i màu.

8. Suggest circumstances in which oblique aerial photography might be more useful than vertical photographs. Đề xuất các trường hợp trong đó chụp ảnh trên không xiên có thể hữu ích hơn so với ảnh dọc? Trả lời:  Chu ̣p ảnh khi vực đồ i núi để thiế t lâ ̣p bản đồ . 56

 Chu ̣p ảnh ở khu vực cầ n góc nhìn rô ̣ng như thành phố với các nhà cao tầ ng, sông, đồ ng ruô ̣ng, …

9. It might seem that large-scale aerial images might always be more useful than smallscale aerial photographs; yet larger scale images are not always the most useful. What are the disadvantages to the use of large-scale images? Có vẻ như hình ảnh trên không quy mô lớn có thể luôn hữu ích hơn so với hình ảnh trên không cỡ nhỏ; nhưng hình ảnh quy mô lớn hơn không phải lúc nào cũng hữu ích nhất. Những bất lợi cho việc sử dụng hình ảnh quy mô lớn là gì? Trả lời:  Bản đồ tỷ lệ lớn cho thấy một diện tích nhỏ hơn với lượng chi tiết lớn hơn.  Phạm vi địa lý hiển thị trên bản đồ tỷ lệ lớn là nhỏ.  Một bản đồ tỷ lệ lớn được biểu thị dưới dạng tỷ lệ đại diện sẽ có số nhỏ hơn ở bên phải tỷ lệ. Ví dụ: bản đồ tỷ lệ lớn có thể có tỷ lệ RF là 1: 1.000. Bản đồ tỷ lệ lớn thường được sử dụng để hiển thị các vùng lân cận, khu vực địa phương hóa, thị trấn 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. Một đối tượng cụ thể sẽ không luôn luôn xuất hiện giống nhau khi hình ảnh của một máy ảnh trên không. Liệt kê một số yếu tố có thể khiến ngoại hình của đối tượng thay đổi từ ảnh này sang ảnh khác Trả lời:      

Góc chu ̣p, đô ̣ nghiêng Đô ̣ sáng Méo quang Đô ̣ cao của máy bay Vi ̣trí đă ̣t máy quay Thời tiế t

57

III.Dịch video 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 thường với 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 của phép cộng màu là phép cộng các màu cơ bản với 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 chồng 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 được (1,1,1) là màu trắng. Về trừ màu, tôi lấy vị dụ 3 màu: cyan, magenta và yellow. Tôi đánh dấu chúng theo cách có thể dễ dàng phân biệt bằng dấu tròn trắng, ví dụ cyan chứa màu G và B, cyan chỉ chứa R và B còn yellow chỉ chứa R và G. Nếu muốn thực hiện việc trừ màu, ta chuyển ảnh sang chế độ multiply, việc này có thể gây chút bối rối nhưng thực tế việc ta thực hiện trừ màu là việc làm màu trong suốt các màu khi ta chồng các ảnh lên nhau. Ví dụ ta thực hiện việc trừ màu cyan và magenta ta được màu B, B là màu duy nhất còn chấm tròn trằng ở đây. Tương tự khi trừ màu cyan và yellow ta có màu G là màu duy nhất còn lại. Cuối cùng ta thực hiện trừ màu cho cả 3 hình thì không còn màu nào còn sót lại, ta được màu trắng. Đó chính là các thức trừ 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 được tất cả các màu, càng thêm màu sáng vào sẽ được màu tổng thế càng sáng.

-

CMYK là một chế độ trừ màu, nghĩa là bạn trừ 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 trở nên tối hơn. 58

Vậy nhìn chung RGB là cho việc hiển thị màu còn CMYK là cho việc in ấn. Ví dụ ở đây ta có phổ RGB, hiện tại 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 trộn trở lên tối hơn bởi vị màu đen đã được thêm vào để bạn có thể thấy màu của chúng một khi chúng được 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 tới phép quan trắc trước đây. Dụng cụ vẽ bản đồ âm thanh là gì? Đã từng có rất nhiều thứ, những camera hiện đại, những hệ thống phức tạp, hệ thống Fairchild. Máy chiếu bản đồ Kelsh tạo ảnh từ một miếng kính mỏng. Chúng ta đi từ hệ thống quang cho tới hệ thống máy móc. Với mỗi thế hệ máy móc, độ phân giải trở nên cao hơn và độ trung thực của ống kính viễn thám tốt hơn. Chúng ta đã sớm có được những hình ảnh không gian. Ta đã có những máy phân tích bằng sóng âm. Máy tính xuất hiện và trở thành một công cụ cho việc thiết kế. Và sau đó việc chuyển tiếp ảnh động được khắc phục. Chúng ta đến với thời đại quang trắc bằng phần mềm và ảnh số trực giao và sau đó, dĩ nhiên là camera số. Cơ sở dữ liệu này không phải về tiền, con người mà là về hệ thống thông tin địa lý. Bởi vì khả năng nhị phân hóa trực tiếp, việc quang trắc địa đã đạt tới đỉnh cao của sự phát triển. Trong thế giới ngày nay, nó gần như đã lỗi thời. 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 bằng 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 đẹp nhìn từ bên trên. Câu nói được trích ra từ một bộ phim tạo thành hoàn toàn từ những bức ảnh hàng không. Những bức ảnh được chụp bởi Gerhard Lana, một phi công kiêm nhiếp 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 thể thấy được lúc ở dưới mặt đất. Những thứ như vậy thực sự đến mộ cách tình cờ và tôi không thể có một kế hoạch để có thể chụp được chúng”. Lana thu thập những bức ảnh cho DVD mới của anh ấy, anh ấy đã làm công việc là một nhiếp ảnh gia hàng không với 35 năm kinh nghiệm. Trong thời gian đó anh đã thu thập khoảng 100000 giờ bay và 250000 bức ảnh hàng không, trong đó có cả những bức ảnh chụp Berlin trước và sau thống nhất. Một tấm ảnh thực được chụp quảng trường và bức tường, đến năm 2007 tôi chụp lại khung hình đó và thấy được toàn bộ sự thay đổi của kiến trúc, điều đó thật sự rất ấn tượng, nó hoàn toàn khác với bức được chụp từ năm 1982. Ngày nay những vật thể có thể hiện rõ trong tâm mắt nhiếp ảnh hàng không. Đây là khung cảnh một khu dân cư ở Volts Borg, kết quả thu được khi anh ấy dành hàng giờ bay và chụp những bức ảnh với góc nghiêng 60 độ, rất ít người có được kĩ năng điều khiển máy bay và chụp ảnh đồng thời như Lana. Lana có những giờ phút nghỉ ngơi khi mặt trời lặn. “ Thời tiết hôm nay rất đẹp, nó cho những bức ảnh ấm rất đẹp, tôi nghĩ kết quả sẽ rất tốt”. Lana làm việc ở một căn nhà trang trại, nơi mà anh đón tiếp những người bạn thường xuyên đến thăm những tác phẩm của anh. “ Không như nhiều người bay đơn thuần như tôi, Lana có những bức ảnh với những góc nhìn rất thú vị với cũng một cảnh vật như vậy với những góc chụp khác nhau ” . Lana đã phát hành một số lượng sách về ảnh của anh. Số lượng những cuốn này rất hạn chế ở mức ba cuốn, và một cuốn dành cho Pope Benedict. DVD mới bao gồm những bức ảnh chụp nhà thờ Viltsport, Lana thêm các hiệu ứng chuyển động và âm nhạc cho các bức ảnh, những lời bình luận là không cần thiết. “Điều duy nhất tôi muốn truyền tải từ các DVD là cho mọi người thấy vẻ đẹp của nước Đức, tôi sẽ thấy vui hơn khi có những người thấy được giá trị nghệ thuật của chúng mặc dù chúng chỉ là những tấm ảnh tư liệu.” Sẽ còn hàng trăm ngàn bức ảnh hàng không được chụp 60

không chỉ trong vùng trời Đức mà giấc mơ của Gerhard Lano còn là những bức ảnh xuyên suốt vùng Antarctica. 5.How a Pixel Gets its Color | Bayer Sensor | Digital Image Buồng bắt sáng ở 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 element, những thiết bị hấp 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 rất mỏng bao phủ ánh sáng. Công dụng của nó là ngăn cản một loại ánh sáng nhất định xuyên qua. Hãy trả lời câu hỏi sau:” bạn nghĩ gì khi những ánh sáng màu khác nhau xuyên qua tấm lọc màu, ví dụ nhưng tấm lọc màu đỏ được cho chiếu tới bởi 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 được hoàn toàn ánh sáng màu đỏ với cường độ không đổi, từ đó có thể tính toán pixel đó là màu đỏ”. Bởi vậy quá trình tính toán màu được thực hiện ở bộ xử lý, không phải ở 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 nước trong cốc. Thông tin về các màu cơ bản là R, G, B được gắn liền với 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 với màu sắc. Với mỗi pixel ta nhìn thấy trong một bức ảnh số, chúng bao gồm chín sensil. Sensil ở trung tâm sẽ là vị trí của pixel đó và tám sensil xung quanh có nhiệm vụ đóng góp thông tin của chúng và quá trình hoạt động của bộ xử lý. Và bây giờ để mọi việc trở nên đơn giản hơn, hãy nhìn vào ví dụ sau với ba sensil với các màu tương ứng: đỏ, xanh lá và xanh dương với sensil trung tâm hoạt động như một vùng pixel. Như ta đã biết nếu sensil đươc chiếu bởi ánh sáng đỏ thì pixel đích sẽ là đỏ, tương tự với các màu còn lại là xanh lá, xanh dương. Vậy còn với ánh sáng vàng? Ánh sáng vàng là ánh sáng thu được bởi việc chiếu ánh sáng qua các sensil đỏ và xanh. Tương tự anh sáng màu 61

aqua thu được 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 đầy thì ánh sáng pixel sẽ là trắng. Với lượng màu sắc R, G, B pha trộn với tỉ lệ khác nhau, ta có thể tạo thành bất cứ màu sắc nào. Như ta đã biết ảnh JPEG tạo bởi 8 bit màu sắc, tức là cho ta 256 màu sắc với cường độ sáng khác nhau với từng màu cơ bản, do đó tổng số màu có thể tạo ra là 256 x 256 x 256 = 16.7 triệu màu. Ví dụ trong của sổ chọn màu của trình duyệt photoshop, khi chọn một màu bất kì bạn có thể thấy tỉ lệ các màu R, G, B tương ứng 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 trộn của các màu cơ bản này. Và tôi nghĩ 90% người chỉnh sửa ảnh không biết tới điều này, và thật thú vị nếu trong lần trao đổi ảnh tiếp theo với họ bạn có thể trao đổi về vấn đề này. 6.Photography Equipment & Info : Explanation of Camera Lens Magnification Xin chào, tôi là Alex Compton. Một camera lens được tạo bởi một dãy các mảng kính với kích thước khác nhau và được chồng lên nhau, chuyển tiếp ánh sáng qua lens và tất cả tùy thuộc vào loại lens được sử dụng. Một len được gọi là len thường khi nó tái tạo lại hình ảnh tương tự như ảnh của mắt người, ở trường hợp này góc độ của len là 35 tới 60 milimet, và đồng thời có một khẩu độ làm việc tương tự với con ngươi người, khẩu độ đó có khả năng phóng to, thu nhỏ để điều chỉnh lượng ánh sáng vào trong lens. Một zoom lens có thể tập trung vào sự vật bằng một chuỗi các phóng đại, khi đó bạn sẽ mất chiều sâu của cảnh vật ở hai phía và chỉ tập trung vào phía trước 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 tập trung rất kĩ vào sự vật, tương tự như khi bạn đưa bàn tay của bạn thật gần vào mặt, bạn thấy xung quanh là cảnh vật mờ và chỉ có thể nhìn rõ các chi tiết của lòng bàn tay, ngược 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 rộng có thể làm điều đó. Trong một trường hợp khác, việc sử dụng một lens cố định sẽ cho bạn một góc ảnh thẳng, nó không có các góc cạnh nổi hoặc mềm như zoom lens mà các phần có nó khác thẳng. Ngoài ra bất kì loại 62

lens nào cũng có chức năng zoom một phần nhỏ nhưng đa phần lens cố định sẽ cho bạn góc nhìn thực tế, bởi vậy bản không nhất thiết phải di chuyển khi chụp mà chỉ cần có một chút tập trung vào vị trí ảnh. Với trường hợp zoom lens bạn có nhiều những lựa chọn. Một loại zoom lens sẽ zoom in và out phụ thuộc vào kích thước của lens và lượng đơn vị zoom mà chúng có. Ngoài ra có một loại zoom lens mà cấu trúc bên trong có thể khác với loại trên, loại này có khả năng zoom từ 50 tới 135 và khi zoom in hoặc out kích cỡ của 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 sẽ đi qua lens và được truyền tới cảm biến ảnh bên trong camera, đây là một chip đơn CMOS. CMOS là một 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 hiệu số , sau đó tín hiệu số được truyền đi không nén tới bộ xử lý , từ đó một bức ảnh điện tử hoàn chỉnh được tạo bởi các điểm màu RGB. 8.Digital Camera Tips : How a Compact Digital Camera Works Sau đây tôi sẽ giải thích cách hoạt động của một máy ảnh số Compact, đối chiếu với một máy ảnh film. Trong máy ảnh film sẽ có một tấm film vậy lý được đặt phía sau camera mới nhiệm vụ nhận ánh sáng. Nhưng trong máy ảnh số Compact thì đây lại là một sensor. Sensor đó thường được gọi là CCD sensor hoặc SMOS sensor, lý do của tên gọi thực ra dựa vào kích thước của một film âm bản, nó được bao phủ trong một thiết bị nhạy sáng được tạo bởi nhưng pixel vô cùng nhỏ, thường được gọi là mega pixels hoặc độ phân giải. Chúng ta thường nhắc đến việc sử dụng bao nhiêu pixel cho sensor này. Ví dụ, camera trên tay tôi có 7.1 megapixels hoặc hàng triệu pixel, số lượng pixel ảnh hưởng tới độ phân giải. Độ phân giải trở nên quan trọng hơn khi bạn muốn in bức ảnh hoặc tải nó từ internet, bởi vì cách thức mà một màn hình máy tính hoạt động, có rất nhiều bức ảnh mà được căn chỉnh cho web với chỉ 72 dpi ( hay ppi). Ppi có nghĩa là dot per inch và thường được nhắc đến cùng với in ấn vì lượng ppi tương ứng với những chấm rất nhỏ được in màu tạo nên bức ảnh. Khi thể hiện trên màn hình, các ppi sẽ chỉ định bao nhiêu pixels được phủ màu trong một inch vuông. Khi bạn in thứ gì đó thì nên chú ý để có một 63

bức ảnh chất lượng thì chỉ số dpi nên ở mức 300, đây là một tiêu chuẩn trong công nghiệp, dù bạn in ấn cho một tạp chí hay chỉ đơn giản là in một tờ báo địa phương. 9.Aero Triangulation Về cơ bản nhiều người không biết rằng con người sẽ không thế xây dựng được 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 thập dữ liệu. Việc đặt một camera mới tại một vùng địa lý có thể mở ra cả một chân trời mới cho ngành công nghiệp. Có thể việc chụp một bức ảnh hàng không không mang nhiều ý nghĩa ,nhưng khi bạn có nhiều những bức ảnh như vậy, ghép chúng từng pixel với nhau với những góc độ khác nhau có thể cho ta thấy, ví dụ như mức độ phơi sáng của một khu vực địa lý. Khi bạn có một project với 600 điểm ảnh, bạn có thể nghiên cứu với mẫu 40 điểm ảnh mà vẫn cho kết quả tương tự, điều đó đem tới nguồn lợi lớn về kinh tế và tốc độ, thay vì việc phải tới tận nơi để khảo sát. Vào những thời điểm đầu tiên khi aero triangulation xuất hiện, người 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 được 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 thời. 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 người ngày cảm thấy thụ vị về nó.

64

KẾT LUẬN Chụp ảnh trên không cung cấp một phương tiện đơn giản, đáng tin cậy, linh hoạt và rẻ tiền để có được hình ảnh viễn thám. Sự chuyển đổi từ các hệ thống tương tự đã hình thành nền tảng cho khảo sát trên không trong thế kỷ 20 sang các hệ thống kỹ thuật số hiện nay đã hoàn thành cơ bản, mặc dù bản chất của các hệ thống kỹ thuật số sẽ tạo cơ sở cho lĩnh vực này trong thế kỷ 21 vẫn chưa rõ ràng. Việc di chuyển sang các định dạng kỹ thuật số đã được tái tạo, thậm chí còn làm trẻ hóa vai trò của hình ảnh trên không trong việc cung cấp hình ảnh cho các ứng dụng của nhà nước và địa phương. Mặc dù chụp ảnh trên không hữu ích chủ yếu ở các phần nhìn thấy được và gần hồng ngoại của quang phổ, nó áp dụng các nguyên tắc quang học và quang học rất quan trọng trong toàn bộ lĩnh vực viễn thám.

65

66