Luận văn Công nghệ đo ảnh trên cơ sở ảnh chụp từ máy chụp ảnh số phổ thông

1. lý do chọn đề tài Sự phát triển của đo ảnh gắn liền với sự phát triển của khoa học công nghệ từ công nghệ cơ giới chính xác cho tới khoa học điện tử tin học. Công nghệ đo ảnh cũng gắn liền với sự phát triển của các thiết bị thu nhận hình ảnh (camera) đó là bộ phận thu nhận những t-liệu gốc ban đầu phục vụ đo ảnh chiếm một vị trí quan trọng trong quy trình đo ảnh. Các máy chụp ảnh chuyên dùng cho đo vẽ (metric camera) đ-ợc đặt trên máy bay với sản phẩm là các tấm ảnh hàng không chất l-ợng cao đã khẳng định sự thành công trong thành lập các loại bản đồ địa hình, địa chính ở Việt Nam và trên thế giới. Các máy kinh vĩ chụp ảnh chuyên dùng (phototheodolite) đặt trên mặt đất đ-ợc ứng dụng trong lĩnh vực đo ảnh địa hình tỷ lệ lớn và phi địa hình. Tuy nhiên, ở Việt Nam sự phát triển của đo ảnh mặt đất với các máy kinh vĩ chụp ảnh chỉ dừng lại ở công nghệ đo ảnh t-ơng tự trên phim kính từ những năm 70 của thế kỉ tr-ớc. Ngày nay, khi công nghệ số đã phổ biến rộng rãi trong đo ảnh hàng không thì đo ảnh mặt đất với các máy kinh vĩ chụp ảnh gần nh-đã bị lãng quên. Không phải vì đo ảnh mặt đất không ứng dụng đ-ợc công nghệ số mà vấn đề ở đây là công nghệchụp ảnh. Những máy PhotoTheodolite phải sử dụng những tấm phim kính hoặc phim nhựa là khá đặc dụng phải nhập ngoại, nh-ng lại chỉ ứng dụng trong đo vẽ địa hình tỷ lệ lớn hoặc đo vẽ kiến trúc trong một khu vực nhỏ là không kinh tế. Hơn nữa với yêu cầu hiện đại cho sản phẩm ở dạng số và nhanh chóng thì các phim kính này lại phải quét ảnh dẫn tới không hiệu quả cả về mặt thời gianvà kinh tế. Trong khi công nghệ chụp ảnh số chuyên dụng đ-ợc quan tâm nhiều hơn ở chụp ảnh hàng không (đã có máy chụp ảnh số DMC, ADS40 [18],[19]) thì công nghệ chụp ảnh số chuyên dụng cho đo ảnh mặt đất lại không đ-ợc phát triển. Với yêu cầu của thực tế sản xuất hiện nay cần thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn vùng mỏ lộ thiên, vùng núi đá vôi. phục vụ tính toán khối l-ợng khai thác định kì đang gặp nhiều khó khăn của ph-ơng pháp đo và tính. Sự pháttriển của ngành kiến trúc phục chế cũng đặt ra các yêu cầu về vẽ lại bản vẽ hiện trạng kiến trúc.Các yêu cầu trên lại đặt ra nhiệm vụ cho đo ảnh cần giải quyết. Nh-ng v-ớng mắc ở đây là công nghệ chụp ảnh chuyên dụng cho đo vẽ. Vậy giải quyết ra sao? Những năm đầu của thế kỉ XXI đã xuất hiện ồ ạt các loại máy chụp ảnh số phổ thông (non-metric digital camera) đ-ợc dùng rộng rãi trong chụp ảnh nghệ thuật. Chúng tôi sử dụng thuật ngữ này nhằm nói về loại máy chụp ảnh đại chúng trên cơ sởcông nghệ số hóa, đ-ợc sử dụng theonhu cầu thông th-ờng của ng-ời yêu thích chụp ảnh nghệ thuật, chụp ảnh l-u niệm.không đ-ợc thiết kế cho mục đích đo vẽ. Ưu điểm của các loại máy này là gọn nhẹ, rẻ tiền và đặc biệt sản phẩm ảnh chụp đ-ợc l-u trữ d-ới dạng số rất thuận lợi cho việc kết nối với máy tính và nhập vào các phần mềm đo ảnh. Việc áp dụng máy ảnh số loại này vào kỹ thuật đo vẽ của trắc địa ảnh đặt ra nhiều vấn đề phải quan tâm giải quyết, thành công của nó sẽ cởi bỏ một số gút mắc khó khăn về t-liệu đầu vào của đo ảnh số mặt đất. Với mong muốn đóng góp phần nhỏ của trí thức bản thân cho sự pháttriển đa dạng của công nghệ đo ảnh ở Việt Nam, đ-ợc sự h-ớng dẫn tâm huyết của thầy giáo GS.TSKH Phan Văn Lộc, tác giả đã chọn đề tài “Công nghệ đo ảnh trên cơsở ảnh chụp từ máy chụp ảnh số phổ thông”. Đây là một mảng đề tài khá lớn đòi hỏi những nghiên cứu lý thuyết và thực tiễn nghiêm túc. 2. mục đích, đối t-ợng và phạm vi nghiên cứu a. Mục đích của đề tài: - Giải quyết các vấn đề về sự không chuyên dụng của ảnh số phổ thông nhằm nâng cao khả năng đo vẽ, độ chính xác của sản phẩm đo ảnh. - Giải quyết một số đặc tr-ng riêng khi xử lý tấm ảnh số phổ thông trên các phần mềm đo ảnh số. -ứng dụng thành công trong đo vẽ đovẽ địa hình và phi địa hình sử dụng ảnh số phổ thông, khẳng định -u thế của ph-ơng pháp đo ảnh. - Nâng cao trình độ tiếp cận vàphục vụ sản xuất theo h-ớng chính xác và nhanh chóng, đơn giản mà hiệnđại, đáp ứng yêu cầu thực tế. - Bổ sung kiến thức cho bản thân nhằm phục vụ tốt công tác giảng dạy tại tr-ờng đại học. b. Đối t-ợng nghiên cứu của đề tài: Máy chụp ảnh số phổ thông gắn liền với tính chất không chuyên dụng cho đo vẽ có thể cung cấp sản phẩm ảnh số phục vụ trong lĩnh vực đo vẽ địa hình và phi địa hình. c. Phạm vi nghiên cứu của đề tài: - Nghiên cứu xây dựng cơ sở lý thuyết kiểm định các thông số của máy chụp ảnh số phổ thông. - Nghiên cứu xây dựng ch-ơng trình và quy trình kiểm định. - Nghiên cứu sử dụng ảnh số phổ thông và các thông số kiểm định, đánh giá hiệu quả của chúng trong việc thành lập bình đồ địa hình và bản vẽ kiến trúc. 3. Ph-ơng pháp nghiên cứu - Sử dụng các tài liệu về lý thuyết kinh điển của đo ảnh làm cơ sở lý luận, viết thuật toán và ch-ơng trình. - Tìm kiếm tài liệu và cập nhật các thông tin trên mạng Internet. - Nghiên cứu tìm hiểu bản chất của quá trình đo vẽ trên phần mềm đo ảnh để tìm ra ph-ơng án phù hợp về xử lý ảnh số phổ thông. - Tiến hành các thực nghiệm để chứng minh lý thuyết, khẳng định tính khả thi và đi đến kết luậnkhách quan, chính xác. 4. ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài ảnh chụp từ máy chụp ảnh số phổ thông ứng dụng thành công trong đo ảnh mang ý nghĩa khoa học lớn: bổ sung cơ sở khoa học về kiểm định ảnh, đo ảnh, bổ sung đa dạng cho ph-ơng pháp đo ảnh hàng không trong lĩnh vực địa hình và phi địa hình. Đề tài xuất phát từ cơ sở khoa họcđo ảnh hiện đại, mang lại ý nghĩa thực tiễn về thiết bị chụp ảnh, rút ngắn thời gian của quy trình công nghệ, giảm nhẹ công tác ngoại nghiệp nhờ -u thế của đo ảnh, phát huy tính độc lập tự c-ờng trong điều kiện hạn chế của tài chính và công nghệ ở Việt Nam.