TCVN TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN xxxx : 201x

ĐO ẢNH ĐỊA HÌNH - THIẾT KẾ VÀ BAY CHỤP ẢNH ĐỊA HÌNH BẰNG CÔNG NGHỆ

CÓ GẮN HỆ THỐNG ĐỊNH VỊ GNSS/IMUTopo Photogrammetry – Flight Planning and Executing Mision

by Technology with Navigation System GNSS/IMU

HÀ NỘI –2015

1

DỰ THẢO 1

2

TCVNxxxx:201x

3

TCVNxxxx:201x

Mục lục Trang

Lời nói đầu 5

Lời giới thiệu 7

Lời giới thiệu 9

1. Phạm vi áp dụng 9

2. Ký hiệu và thuật ngữ viết tắt 9

3. Quy định lập kế hoạch bay chụp bằng công nghệ chụp ảnh kỹ thuật số có gắn hệ thống định vị GNSS/IMU 9

3.1. Quy định chung 9

3.2 Lập kế hoạch bay chụp bằng công nghệ chụp ảnh kỹ thuật số có gắn hệ thống định vị GNSS/IMU 10

3.2.1 Mục đích, yêu cầu 10

3.2.2 Đặc điểm khu chụp 10

3.2.3 Nội dung kế hoạch bay chụp ảnh 10

3.2.4 Các thông số kỹ thuật sử dụng trong lập kế hoạch bay chụp ảnh 10

3.2.5 Lập kế hoạch bay 11

3.3. Chọn điểm đánh dấu mốc điểm khống chế mặt đất 12

4. Bay chụp ảnh kỹ thuật số gắn hệ thống định vị GNSS/IMU 12

4.1 Quy định chung 12

4.2 Điều kiện bay chụp 13

4.2.1. Trang thiết bị kỹ thuật 13

4.2.2. Nhân lực cần thiết cho thi công 14

4.3 Quy trình triển khai nhiệm vụ 14

4.3.1 Công tác chuẩn bị 15

4.3.2 Thực hiện bay chụp ảnh 154.3.3 Giám sát bay chụp tại chỗ 16

Phụ lục A: Quy định chọn điểm, đánh dấu mốc 17

Phụ lục B: Thông số máy chụp ảnh kỹ thuật số Vexcel UltraCam và các thiết bị kèm theo

Phụ lục C: Bảng tính độ phân giải ảnh theo mức phân loại độ chính xác

Phụ lục D: Tính toán khối lượng thiết kế bay chụp ảnh

4

TCVNxxxx:201x

5

Lời nói đầu

TCVN: Đo ảnh địa hình - Thiết kế và bay chụp ảnh địa hình bằng công nghệ có gắn hệ thống định vị

GNSS/ IMU do Cục Đo đạc và Bản đồ Việt Nam biên soạn, Bộ Tài nguyên và Môi trường, Tổng cục Tiêu

chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

TCVN: Đo ảnh địa hình - Thiết kế và bay chụp ảnh địa hình bằng công nghệ có gắn hệ thống định vị

GNSS/ IMU được xây dựng trên cơ sở các văn bản quy định kỹ thuật hiện hành về thành lập bản đồ địa

hình bằng ảnh hàng không; kết quả một số đề tài nghiên cứu khoa học và triển khai công trình thử

nghiệm và các dự án sản xuất theo công nghệ chụp ảnh số hàng không kỹ thuật số có gắn hệ thống định

vị GNSS/IMU Vexcel Ultracam XP w/a đã được Công ty TNHH MTV Trắc địa Bản đồ - Cục Bản Đồ Bộ

tổng tham mưu trang bị từ cuối năm 2010 cho đến nay kết hợp tham khảo các tài liệu về thiết kế bay

chụp áp dụng đối với công nghệ chụp ảnh khung màu kỹ thuật số đã rất phổ biến trên thế giới

6

TCVNxxxx:201x

7

Lời giới thiệu

TCVN: Đo ảnh địa hình - Thiết kế và bay chụp ảnh địa hình bằng công nghệ có gắn hệ thống định vị

GNSS/ IMU thuộc bộ tiêu chuẩn đo ảnh địa hình trong đó đối tượng hoạt động là văn bản thiết kế kỹ

thuật – dự toán và quy trình triển khai trong sản xuất tạo ra sản phẩm là ảnh chụp địa hình phục vụ thành

lập bản đồ, thu nhận dữ liệu địa lý và các mục đích điều tra cơ bản, bảo vệ tài nguyên môi trường.

Những nội dung cần tiêu chuẩn hóa trong thiết kế bay chụp ảnh định vị GNSS/IMU bao gồm:

Thông số và kích thước cơ bản: áp dụng trong việc tiêu chuẩn hóa các thông số trong chụp ảnh định vị GNSS/IMU (tỷ lệ ảnh, độ phân giải, độ cao bay, độ phủ ảnh... )

Yêu cầu kỹ thuật: áp dụng trong việc đưa ra các yêu cầu kỹ thuật xác định các thông số trong chụp ảnh định vị GNSS/IMU

Tiêu chuẩn quá trình: áp dụng để đưa ra các bước triển khai quá trình bay chụp đảm bảo đạt được các yêu cầu của thiết kế đã được xác lập và phê duyệt, làm cơ sở đánh giá chất lượng và nghiệm thu công trình.

Tiêu chuẩn về bao gói, ghi nhãn, vận chuyển: được áp dụng để tiêu chuẩn hóa việc lưu trữ dữ liệu là kết quả bay chụp để chuyển giao sang công đoạn tiếp theo

Yêu cầu về an toàn: Áp dụng trong việc đưa ra các quy định đảm bảo an toàn hàng không

Yêu cầu về môi trường: Áp dụng trong xác định các yêu cầu về môi trường không khí đảm bảo điều kiện bay chụp theo tiêu chuẩn nhất định

8

TCVNxxxx:201x

9

TCVNxxxx:201x

10

TCVNxxxx:201x

Đo ảnh địa hình - Thiết kế và bay chụp ảnh địa hình bằng công nghệ có gắn hệ thống định vị GNSS/ IMU.

Topo Photogrammetry – Flight Planning and Executing Mision

1. Phạm vi áp dụng

1.1 Tiêu chuẩn này áp dụng cho việc lập thiết kế và thực hiện công tác bay chụp ảnh hàng không kỹ

thuật số bằng công nghệ chụp ảnh khung có gắn hệ thống định vị GNSS/IMU.

1.2 Khuyến khích áp dụng trong các trường hợp sử dụng hệ thống máy chụp ảnh có đặc tính kỹ thuật

tương đương.

2. Thuật ngữ và chữ viết tắt

IMU Thiết bị đo quán tính gồm gia tốc kế và con quay hồi chuyển để đo các

góc xoay của bộ cảm biến, tức là xác định các góc nghiêng dọc, nghiêng ngang

và góc xoắn của bộ cảm biến trong hệ tọa độ địa tâm tại thời điểm nhất định

Chụp ảnh có sử

dụng định vị

GNSS/IMU

Là việc sử dụng tổ hợp công nghệ định vị toàn cầu (GNSS) với thiết bị đo quán

tính (IMU) trong việc tính toán trực tiếp các nguyên tố định hướng ngoài cũng

như tọa độ tâm của tấm ảnh tại thời điểm chụp

Thiết kế bay

chụp

Lập kế hoạch bay chụp ảnh hàng không có sử dụng định vị GNSS/IMU

mảng CCD Thiết bị sử dụng để ghi dữ liệu trong quá trình thu nhận ảnh

Độ phủ dọc (end

lap)

Độ phủ giữa hai tấm ảnh kế cận trong cùng tuyến bay, theo hướng dọc tuyến bay

Độ phủ ngang

(side lap)

Độ phủ giữa hai tầm ảnh thuộc hai tuyến bay kế cận

TCVN Tiêu chuẩn kỹ thuật quốc gia

3. Quy định lập kế hoạch bay chụp bằng công nghệ chụp ảnh kỹ thuật số có gắn hệ thống định vị GNSS/IMU

11

TCVNxxxx:201x

3.1 Quy định chung

3.1.1 Kế hoạch bay chụp được thiết lập trên cơ sở tham chiếu các văn bản qui định kỹ thuật về đo đạc

bản đồ bằng phương pháp đo ảnh và tình hình thực tế của khu bay chụp. Kế hoạch bay được xây

dựng độc lập hoặc thuộc một hạng mục trong thiết kế kỹ thuật - dự toán hay dự án tổng thể về đo đạc

và bản đồ. Các hạng mục công việc thuộc kế hoạch bay phải được chủ đầu tư phê duyệt và là cơ sở

để đánh giá chất lượng thành quả bay chụp và thanh quyết toán công trình.

3.1.2 Kế hoạch bay chụp ảnh phải đảm bảo mức độ đầy đủ và phù hợp của các thông số kỹ thuật so

với thực tế công nghệ và điều kiện nhân lực, trang thiết bị kỹ thuật, điều kiện về tự nhiên, kinh tế xã

hội, đặc điểm về khí hậu, thời tiết tại nơi sẽ tổ chức triển khai.

3.1.3 Kế hoạch bay phải đáp ứng được yêu cầu sản xuất, cung cấp dịch vụ đồng thời khai thác công

nghệ có hiệu quả và phù hợp với xu thế phát triển công nghệ.

3.1.4 Tài liệu kê hoạch bay được bố cục trình bày theo một tiêu chuẩn thống nhất.

3.2 Lập kế hoạch bay chụp

3.2.1 Mục đích, yêu cầu:

- Mục đích chính của nhiệm vụ bay chụp gắn với các loại sản phẩm của dự án và yêu cầu kỹ thuật cần

đạt được. Thông thường các sản phẩm được xác định là cơ sở dữ liệu nền địa lý, bản đồ địa hình, bản

đồ ảnh, bản đồ địa chính hoặc loại sản phẩm cụ thể theo yêu cầu đặt hàng

- Các yêu cầu cơ bản có tính quyết định đến việc xác lập các thông số kỹ thuật của ảnh chụp, bao

gồm: Phạm vi khu chụp (được giới hạn bằng điểm giới hạn kinh vĩ độ kèm theo địa danh và sơ đồ kèm

theo) và tỷ lệ ảnh chụp, độ phân giải mặt đất;

- Thiết kế bay phải phủ kín vừa đủ đường bao khu chụp, độ phủ giữa các tấm ảnh và đường bay ít

nhất, đảm bảo tính kinh tế nhất cho một phương án sản xuất.

3.2.2 Đặc điểm khu chụp

- Mô tả ngắn gọn những đặc điểm về đồ hình khu chụp liên quan đến thiết kê tuyến bay (hướng khu

chụp, dài , rộng)

- Đặc điểm địa hình, địa vật, điều kiện về tự nhiên, kinh tế xã hội, đặc điểm về khí hậu, thời tiết liên

quan đến tác động ngoại cảnh trong chụp ảnh hàng không, các đặc điểm về khả năng nằm bắt về diễn

biến thời tiết.

3.2.3 Nội dung kế hoạch bay chụp ảnh

- Lập sơ đồ chụp ảnh hàng không (sơ đồ triển khai kế hoạch bay chụp)

12

TCVNxxxx:201x

- Lập sơ đồ điểm khống chế mặt đất

- Lựa chọn phần mềm, thiết bị và các thủ tục cần thiết để cho quá trình sử lý ảnh, tạo ra sản phẩm cuối cùng

- Dự toán kinh phí và thời hạn giao hàng

3.2.4 Tư liệu, dữ liệu sử dụng trong lập kế hoạch bay chụp ảnh kỹ thuật số bao gồm:

- Bản đồ, sơ đồ vị trí tâm ảnh, đường bay, khối ảnh (dạng giấy, dạng số)

- Thông số kiểm định máy ảnh, các thông số kiểm định hiệu chỉnh độ lệch hệ thống. GNSS/IMU và hệ

thống máy ảnh mới nhất

- Tài liệu, dữ liệu sử dụng trong hệ thống dẫn đường điều khiển chụp ảnh

- Dữ liệu mô hình số độ cao (DEM) phục vụ bay chụp đảm bảo yêu cầu về độ phủ của ảnh

- Số liệu gốc trắc địa phục vụ hệ thống GPS/IMU xác định các nguyên tố định hướng ngoài (EO) của

ảnh

- Thông số kiểm định hiệu chỉnh độ lệch hệ thống GNSS/IMU và hệ thống máy ảnh

3.2.5 Các thông số kỹ thuật sử dụng trong lập kế hoạch bay chụp ảnh bao gồm:

(1) Chiều dài tiêu cự của máy chụp ảnh

(2) Tỷ lệ bản đồ cần thành lập hoặc yêu cẩu về độ phân giải mặt đất của ảnh chụp

(3) Kích cỡ CCD

(4) Kích cỡ của mảng CCD (số lượng pixel)

(5) Kích cỡ và đồ hình của khu vực bay chụp

(6) Độ phủ ảnh dọc theo tuyến bay và giữa các dải bay kế cận (end lap and side lap)

(7) Tỷ lệ bản đồ sử dụng để thiết kế bay chụp

(8) Tốc độ mặt đất của máy bay

(9) Các yêu cầu chất lượng cần thiết khác

3.2.5.1 Độ phủ của ảnh:

+ Độ phủ dọc 60% ± 5% thường áp dụng bằng 60%.

+ Độ phủ ngang 25-30% ± 10% thường áp dụng bằng 30%.

Nếu khu vực bay có sự thay đổi địa hình lớn hơn 10% độ cao bay thì phải đảm bảo độ phủ dọc không

dưới 55% và độ phủ ngang không dưới 15%

3.2.5.2 Thiết kế độ cao bay chụp

- Với một máy chụp ảnh có chiều dài tiêu cự nhất định, độ cao bay chụp được thiết kế dựa trên cơ sở độ

phân giải mặt đất của ảnh chụp, đáp ứng các yêu cầu thu nhận mới hay cập nhật dữ liệu địa lý hoặc thành

13

TCVNxxxx:201xlập bản đồ.

- Căn cứ trên các mức độ cần thiết đối với dữ liệu địa lý thu nhận trực tiếp (Primary) và khả năng về công

nghệ, độ phân giải mặt đất của ảnh chụp được tính toán tương ứng với các mức phân loại độ chính xác

xác định vị trí điểm phục vụ đa mục đích sử dụng, chi tiết được chỉ ra trong phụ lục C

- Độ cao bay thường được ước tính so với độ cao mặt đất trung bình của khu chụp. Trường hợp sử dụng

độ cao mực nước biển trung bình độ cao bay được tính bằng độ cao mặt đất trung bình cộng với độ cao

mực nước biển trung bình.

Giả sử một máy chụp ảnh có chiều dài tiêu cự là f=100mm, kích thước CCD là b=0.010mm, độ phân giải

mặt đất là GSD = 0.30m, độ cao bay H được tính theo công thức H= 100mm x 0.30m x 0.010mm = 3000 m

3.2.6 Lập kế hoạch bay

3.2.6.1 Nguyên tắc thiết kế tuyến bay

- Hướng bay thường theo các hướng chính: Đông – Tây hoặc Bắc – Nam. Đối với khu đo hình chữ

nhật, luôn sử dụng chiều ngắn nhất của khu đo để chia tuyến bay nhằm đảm bảo số tuyến bay là ít nhất và

hạn chế phải lượn vòng giữa các tuyến.

- Trường hợp sử dụng máy chụp số có mảng CCD hình chữ nhật, thiết kế tuyến bay sao cho chiều dài của

mảng CCD vuông góc với hướng bay

- Hướng của từng dải bay được thiết kế lần lượt từ bắc xuống nam rồi từ Nam lên Bắc cho các tuyến liên

tiếp nhau để làm tăng hiệu quả tiêu hao nhiên liệu trong quá trình điều khiển máy bay phủ kín khu chụp.

- Các tuyến bay thiết kế được kéo dài ít nhất thêm 3 ảnh tính từ đường ranh giới yêu cầu chụp ảnh.

Nếu thực hiện bay trên dải núi hoặc thung lũng, hay dọc theo hướng của đối tượng - cần phải tính

đến việc duy trì sự ổn định của tỷ lệ được; khi bay ngang qua núi, tỷ lệ chụp ảnh của thung lũng sẽ

nhỏ hơn tỷ lệ chụp ảnh của dãy núi

3.2.6.2 Tính toán khối lượng trong bay chụp theo các hạng mục sau:

(1) Tính số tuyến bay phủ kín khu chụp theo các bước sau:

- Tính độ trùm phủ mặt đất của một tấm ảnh (dựa vào độ rộng của mảng CCD)

- Tính dải không gian (hay khoảng cách giữa các dải bay):

- Tính số tuyến bay (số tuyến luôn làm tròn lên)

- Đánh số tuyến bắt đầu tại cạnh Tây hoăc Đông

(2) Tính số ảnh chụp trên một tuyến

(3) Tính tổng số ảnh cần phải bay chụp

(4) Nhu cầu về dung lượng thiết bị cần thiết để lưu trữ ảnh số trên máy bay thiết (Giga bytes)

(Tham khảo phụ lục D, ví dụ về thiết kế bay chụp

3.2.6.3 Thiết kế bay chụp tự động được thực hiện với sự hỗ trợ của phần mềm với các điều kiện về

dữ liệu cụ thể của khu vực cần bay chụp để đảm bảo các tiêu chí kỹ thuật như phương pháp thiết kế

14

TCVNxxxx:201x

thủ công

3.2.7 Thiết kế, đo nối các trạm tham chiếu GPS Base

Khu chụp cần được bố trí ít nhất 03 điểm trạm tham chiếu GPS Base tại các vị trí thuận lợi cho

việc thu dữ liệu GPS, sao cho khoảng cách từ các trạm base đến điểm xa nhất của khu chụp nằm

trong khoảng 100 km .

Các điểm tham chiếu này sẽ được đo nối với ít nhất 3 điểm khống chế mặt bằng và 3 điểm

khống chế độ cao hoặc 3 điểm khống chế tổng hợp (cả mặt bằng và độ cao) trong hệ tọa độ quốc gia

với độ chính xác tương đương cấp điểm địa chính cơ sở.

Sử dụng máy thu GPS 2 tần để thực hiện đo nối điểm trạm Base, thời gian ca đo tối thiểu tại 1

điểm là 03 giờ.

Việc tính toán và xử lý số liệu được thực hiện bằng phần mềm đảm bảo đáp ứng các yêu cầu

kỹ thuật hiện hành.

Sử dụng phần mềm thiết kế bay cho phép tự động hóa trong việc tạo lập một bản một bản thiết

kế nhanh chóng, chính xác và trực quan. Phần mềm cho phép thiết kế bay theo phạm vi hoặc theo

tuyến bay có sẵn. Các tâm ảnh thiết kế sẽ được thể hiện trên một bề mặt DEM, đảm bảo chính xác

các yêu cầu kỹ thuật về độ phủ. Phần mềm tích hợp với hệ thống dẫn đường cho phép quản lý dẫn

đường bay rất chính xác.

3.3. Chọn điểm đánh dấu mốc

3.3.1 Dấu mốc được đặt trên các điểm khống chế trắc điạ, các điểm khống chế ảnh.

3.3.2 Việc chọn điểm, đánh dấu mốc điểm khống chế mặt đất cần thực hiện đối với các trường hợp

sau:

- Bay chụp phục vụ yêu cầu thu nhận dữ liệu địa lý, thành lập bản đồ có độ chính xác cao với mật độ

điểm khống chế mặt đất là tối thiểu;

- Bay chụp đối với những khu vực không thể chọn được địa vật rõ nét tại thực địa.

- Bay chụp phục vụ đo vẽ các đối tượng công trình như hệ thống điện, nước để thành lập bản đồ địa

hình tỷ lệ lớn như 1:1 000, 1:500 hoặc xây dựng cơ sở dữ liệu.

3.3.2 Vị trí đặt dấu mốc cần được chọn tại những ở vị trí quang đãng, không nằm trong bóng của địa

vật khác, khu vực đặ dấu mốc phải tương đối bằng phẳng, ít bị cây cối, vách núi cao che chắn, không

nằm dưới đường dây tải điện, đảm bảo có khả năng thu được tín hiệu vệ tinh GPS tốt.

3.3.3 Việc đánh dấu mốc phải được tiến hành ngay trước khi bay chụp ảnh cho khu vực cần đo vẽ,

15

TCVNxxxx:201x

nếu không bay chụp ngay được thì trước ngày bay phải kiểm tra lại dấu bay chụp.

3.3.4 Chi tiết về quy cách mốc xem trong phụ lục A

4. Bay chụp ảnh kỹ thuật số gắn hệ thống định vị GNSS/IMU

4.1 Quy định chung

4.1.1 Thực hiện bay chụp ảnh kỹ thuật số theo một quy trình kỹ thuật nghiêm ngặt bao gồm toàn bộ

các công đoạn từ khi khởi động tổ hợp thiết bị định vị GPS/IMU, cất cánh và điều khiển máy bay theo

một chu trình đã thiết kế để thu nhận và ghi dữ liệu ảnh chụp bề mặt thực địa cho đến khi hoàn thành

nhiệm vụ. Chi tiết các bước trong mục 4.3

4.1.2 Đảm bảo bay chụp đúng thiết kế kỹ thuật (độ cao bay chụp, độ lệch dẫn tuyến, độ phủ của

ảnh...) và đúng phạm vi cho phép theo điều khiển của giám sát viên.

4.1.3 Căn cứ vào đặc điểm địa lý, điều kiện tự nhiên, trang thiết bị kỹ thuật, tính chất đặc biệt của công

tác bay chụp ảnh để quyết định phương án điều khiển bay chụp ảnh phù hợp với điều kiện thời tiết và

đảm bảo độ cao bay chụp theo thiết kế.

4.1.4 Trong quá trình bay phải theo dõi liên tục hoạt động của chương trình dẫn đường, theo dõi hoạt

động của máy chụp ảnh phát hiện, xử lý kịp thời các sự cố kỹ thuật, hạn chế tối đa việc phải thực hiện

lại, gây tốn kém.

4.1.5 Dữ liệu kết quả bay chụp sẽ được bàn giao cho giám sát viên ngay khi hạ cánh kèm theo biên

bản.

4.2 Điều kiện bay chụp

4.2.1. Trang thiết bị kỹ thuật

4.2.1.1 Máy chụp ảnh kỹ thuật số bao gồm hai bộ cảm biến chụp ảnh đen trắng và chụp ảnh mầu với

các đặc tính kỹ thuật sau đây:

- Chiều dài tiêu cự

- Kích thước pixel vật lý (CCD)

- Kích thước ảnh

- Độ mở hệ thống ống kính

- Tốc độ cửa chớp nhanh

- Góc nhìn (so với phương thắng đứng) theo hướng vuông góc với tuyến bay và dọc theo hướng tuyến

bay

- Độ phân giải bức xạ ảnh

- Tính năng giảm thiểu độ nhòe ảnh do tốc độ máy bay

16

TCVNxxxx:201x

- Khả năng tối đa của hệ thống FMC

- Tốc độ chụp ảnh tính theo giây (giãn cách thời gian tối thiểu giữa các ảnh chụp)

4.2.1.2 Các thiết bị kỹ thuật kèm theo

- Máy bay có thể lắp đặt được thiết bị chụp ảnh và các hệ thống phụ trợ. Các thông số về vận tốc bay

tùy thuộc vào loại máy bay được sử dụng

- Thiết bị dẫn đường

- Hệ thống xác định trực tiếp nguyên tố định hướng ngoài của ảnh GPS/IMU bao gồm bộ đo quán tính:

IMU, máy thu GPS, máy tính để điều khiển dẫn đường, định vị 

- Máy thu GPS hai tần số

- Máy tính xách tay phục vụ dẫn đường bay: 02 chiếc cấu hình đảm bảo yêu cầu sử dụng

- Máy tính xách tay (trạm Base: 01 chiếc + Cạc kết nối Internet 3G USB: 4 bộ

- Máy PC trút và xử lý số liệu ảnh số: 2 bộ

- Ổ đĩa cứng phục vụ lưu dữ liệu gốc, dữ liệu đã xử lý và dữ liệu bàn giao cho các bên, bao gồm 03 bộ

ổ cứng loại chất lượng đảm bảo dung lượng cao (2000 Gb trở lên)

4.2.2. Nhân lực cần thiết cho thi công

- Tổ lái: 05 người (01 người làm kế hoạch bay (các thủ tục bay, xăng, dầu...), 02 phi công, 02 thợ máy)

- Giám sát bay: 02 người

- Tổ kỹ thuật: 05 người phụ trách chụp ảnh, xử lý số liệu

- Tổ trực thời tiết và trực thu GPS trạm Base: 04 người .

4.2.3 Đảm bảo thông tin về thời tiếtBay chụp là công việc phụ thuộc khá nhiều vào điều kiện ngoại cảnh, do đó thông tin về thời tiết

cần được đánh giá một cách nghiêm túc trong lập kế hoạch triển khai nhiệm vụ bay chụp. Đội bay có

thể được dự đoán điều kiện thời tiết và đưa ra các quyết định là có bay hay không. Điều kiện lý tưởng

nhất là quang mây, nếu mây <10% là có thể chấp nhận được. Trường hợp mây ở cao hơn độ cao bay

có thể gây ra bóng trên mặt đất, trong khi thời tiết u ám có thể thuận lợi hơn khi chụp ảnh để thành lập

bản đồ tỷ lệ lớn cho các khu vực có công trình xây dựng, rừng, khe hoặc các đối tượng khác hơn là

chụp trong bóng râm trong ngày nắng và trời trong. Ảnh chụp cho các khu công nghiệp dễ chịu ảnh

hưởng của khí quyển, sương mù, bụi và khói do đó nên chụp vào ngày mưa nặng hạt. Ngày có gió có

thể gây ra sự dịch chuyển hình ảnh quá mức và khó khăn cho máy chụp ảnh và định hướng máy bay

Để đảm bảo thông tin về thời tiết, cần ký hợp đồng dự báo khí tượng tổng thể với cơ quan chuyên

17

TCVNxxxx:201x

ngành Khí tượng - Thuỷ văn, tại các vị trí trực đo GPS trạm tham chiếu kiêm trực thời tiết. Theo dõi thông tin diễn biến thời tiết trên các website của Việt Nam và thế giới

4.3 Quy trình triển khai nhiệm vụ

4.3.1 Công tác chuẩn bị

Trước khi thực hiện nhiệm vụ bay chụp phải thực hiện công tác chuẩn bị với các nội dung sau:

4.3.1.1 Chuẩn bị số liệu bay chụp:

- Nhập số liệu dẫn đường, chuyển toàn bộ số liệu thiết kế sang WGS84

- Kiểm tra phép bay, phạm vi và khu vực bay.

4.3.1.2 Chuẩn bị máy chụp ảnh dưới mặt đất:

- Lắp đặt và kiểm tra máy ảnh trên máy bay.

- Kiểm tra số liệu bay.

- Bật máy GPS trên máy bay và trạm base (theo đúng qui trình thu số liệu).

- Kiểm tra bộ lưu dữ liệu (kiểm tra hoạt động và dung lượng còn).

- Chạy kiểm tra chương trình dẫn đường.

4.3.1.3 Bảo mật tài liệu: Cần tuân thủ nghiêm các qui định về bảo mật tài liệu và giám sát bay chụp

ảnh cũng như xử lý ảnh.4.3.2 Thực hiện bay chụp ảnh

STT Các bước thực hiện Nội dung thực hiện

1Thực hiện thu số liệu tại các

trạm GPS tham chiếu mặt đất

Trước khi thực hiện chuyến bay chụp ảnh phải thông

báo để tất cả các trạm GPS tham chiếu mặt đất đều bắt

đầu thu số liệu.

2 Bật hệ thống GPS/IMU

3Khởi đo hệ thống trạng thái

tĩnh.

Khởi động hệ thống GPS/IMU thu số liệu trong vòng 5

phút trong lúc máy bay đứng yên.

4Cho máy bay di chuyển, cất

cánh

5 Khởi đo trạng thái động

Khi sắp tiếp cận khu chụp giữ cho máy bay bay trong

bán kính 20 km xung quanh điểm khống chế có đặt trạm

tham chiếu mặt đất trong thời gian 5 phút với độ cao và

tốc độ bay như quá trình chụp ảnh.

6 Thực hiện chụp ảnh Trong suốt quá trình chụp không để góc nghiêng của

máy bay vượt quá 20 độ

18

TCVNxxxx:201x

7Lặp lại quá trình khởi đo trạng

thái động

Ngay sau khi kết thúc chụp ảnh giữ cho máy bay bay

xung quanh trạm tham chiếu mặt đất trong thời gian 5

phút cùng độ cao và tốc độ máy bay như khi chụp ảnh

với góc nghiêng của máy bay không vượt quá 20 độ.

8 Cho máy bay quay về, hạ cánh

9Lặp lại quá trình khởi đo hệ

thống trạng thái tĩnh

Sau khi máy bay dừng hẳn tại sân đỗ, tiếp tục thu số liệu

GPS/IMU trong vòng 5 phút, sau đó tắt hệ thống

GPS/IMU.

10

Kết thúc quá trình thu dữ liệu tại

các trạm GPS tham chiếu mặt

đất.

Vấn đề quyết định đến chất lượng thành quả bay chụp đó là máy bay.Điều khiển tốc độ máy

bay quan trọng để duy tr hướng cần thiết hoặc độ phủ đầu cuối. Máy bay bay quá nhanh và bạn

kết thúc với độ phủ hụt so với yêu cầu, khi máy bay bay quá chậm cho kết quả là độ phủ giữa các

ảnh quá lớn. Cả hai tnh huống đều gây ảnh hưởng lớn đến sản phẩm và kinh phí phát sinh ngoài

dự toán,

ngân sách dự án so với mong đợi. Rất ít trường hợp giảm độ phủ trong tổng số các trường

hợp sử dụng ảnh để quan sát lập thể và xử lư trong khi quá nhiều kết quả độ phủ tăng lên đă ảnh

hưởng tiêu cực cho đầu tư dự án. Tính toán thời gian giữa hai lần lộ quang là đơn giản khi đáy ảnh

đă được xác định và tốc độ bay đă đưa ra.

4.3.3 Giám sát bay chụp tại chỗ

+ Giá trị độ cao trung bình của từng tuyến không vượt quá 1-3% độ cao thiết kế.

+ Các ảnh trong cùng một tuyến bay có độ cao không lệch quá 60 mét so với giá trị độ cao trung

bình của tuyến.

+ Hai ảnh liên tiếp phải có độ chênh độ cao không quá

12 √H

(H là độ cao bay chụp trên mặt phẳng trung bình)

- Độ lệch dẫn tuyến : không quá 10% độ cao bay trên mặt phẳng trung bình.

- Góc nghiêng (φ,ω) không quá 1o, góc xoay không quá 3o.

- Độ chính xác GNSS/IMU phải đạt mx, my, mh 0,5 m;

- các góc xoay mφ, mω 0,008o, mκ 0,025o.

- Thu GPS với chu kỳ 1 giây; các tấm ảnh không có dữ liệu DGPS sẽ không được nghiệm thu.

19

TCVNxxxx:201x- ảnh không có bóng đổ quá 30o.

20

TCVNxxxx:201x

Phụ lục A

Quy cách dấu mốc

A.1 Dấu mốc phải được đánh dấu bằng vật liệu, chất liệu đảm bảo có độ tương phản khác biệt, nổi bật với

nền cảnh quan xung quanh. Ví dụ: dấu mốc nên làm có mầu trắng nếu khu vực cần bố trí điểm có thảm

thực vật, hoặc có màu nền tối, sẫm mầu.

A.2 Dấu mốc trên thực địa có thể là dạng dấu chữ thập, nếu khu vực chọn điểm đủ diện tích, điều kiện để

thực hiện (Hình 2a), hoặc hình thước thợ (Hình 2b). Độ rộng của mỗi cạnh chữ thập phải đảm bảo từ 3 ÷ 5

kích thước pixel ảnh sẽ được chụp (tương đương với độ rộng từ 1,5m ÷ 2,5m). Chiều dài mỗi cạnh của

chữ thập phải đảm bảo tối thiểu khoảng 10 kích thước pixel ảnh sẽ được chụp (tương đương với chiều dài

từ 10m trở lên).

(a) (b)

Hình 2. Hình dạng và kích thước dấu mốc điểm khống chế ngoại nghiệp bố trí ngoại thực địa.

A.3 Công tác đo nối khống chế ảnh tại những điểm này cũng nên tiến hành trước khi bay chụp ảnh. Điểm

định tâm ăng-ten máy thu GPS sẽ là tâm điểm của dấu chữ thập tại thực địa. Tâm dấu chữ thập được

đánh dấu bằng cách đóng cọc gỗ xuống đất, nhô cao lên trên bề mặt từ 3÷5cm, mặt cọc sơn màu đỏ, có

đinh sắt ở tâm, chiều dài cọc 30cm và đường kính cọc tối thiểu là 5cm.

A.4 Trong quá trình thực hiện bay chụp và đo nối khống chế, dấu mốc phải có người trực, bảo vệ, đảm

bảo vị trí và hình dạng của dấu mốc được giữ nguyên vẹn cho đến khi được thông báo công tác bay chụp

ảnh đã hoàn thành.

21

TCVNxxxx:201x

Phụ lục B

Thông số máy chụp ảnh kỹ thuật số Vexcel UltraCam và các thiết bị kèm theo(Theo lý lịch máy hiện đang được ứng dụng tại Việt Nam)

Máy chụp ảnh kỹ thuật số Vexcel UltraCam được thiết kế với 08 ống kính và 13 CCD, được chia là 2 loại:

- Ống kính toàn sắc (Panchromatic) gồm 4 ống kính và 9 CCD diện tích phủ bề mặt lớn.

- Ống kính đa phổ (Multispectral) gồm 4 ống kính và 4 CCD

- Máy ảnh sử dụng nhiều ống kính giúp ảnh thu được giảm sai số do biến dạng ống kính,

- Ảnh được chia thành nhiều ảnh nhỏ giúp lưu trữ và giải phóng bộ nhớ đệm nhanh giúp giảm thời

gian giãn cách giữa 2 lần chụp (có thể đạt tới 2 giây)

Bảng dưới đây mô tả thông số của máy chụp ảnh số UltraCam-Xp w/a:

Đặc tính kỹ thuậtBộ cảm biến

chụp ảnh đen trắngBộ cảm biến

chụp ảnh mầu

Chiều dài tiêu cự 70,5mm 23mm

Kích thước pixel vật lý (CCD) 6µm 6µm

Kích thước ảnh17310 x 11310 pixels

(10,4cm x 6,8cm)5770 x 3770 pixels

Độ mở hệ thống ống kính f = 1/5.6 f = 1/4.0

Tốc độ cửa chớp nhanh Từ 1/500 đến 1/32

Góc nhìn (so với phương thắng đứng) theo hướng vuông góc với tuyến bay / và dọc theo hướng tuyến bay

730 / 520 730 / 520

Độ phân giải bức xạ ảnh 14 bitshơn 12 bit cho mỗi băng

ảnh

Tính năng giảm thiểu độ nhòe ảnh do tốc độ máy bay

Hệ thống bù trừ chuyển động về phía trước (FMC) bằng bộ tích hợp trễ thời gian (TDI)

Khả năng tối đa của hệ thống FMC 50 pixels

Tốc độ chụp ảnh tính theo giây (giãn cách thời gian tối thiểu giữa các ảnh chụp)

cứ mỗi 2,5 giây/ảnh

22

TCVNxxxx:201x

4.2.1.2 Các thiết bị kỹ thuật kèm theo

Phương tiện kỹ thuật Đặc tính kỹ thuật

Máy bayMáy bay có thể lắp đặt được thiết bị chụp ảnh và các hệ thống

phụ trợ. Các thông số về vận tốc bay tùy thuộc vào loại máy bay được sử dụng

Thiết bị dẫn đường Hệ thống dẫn đường bay .

Thiết bị định hướng ảnh

Hệ thống xác định trực tiếp nguyên tố định hướng ngoài của ảnh GPS/IMU:

- Bộ đo quán tính: IMU-31 của hãng Applanix.

- Máy thu GPS16 của hãng Applanix.

Máy tính dẫn đường, định vị : FMU 300

Máy thu GPS Máy thu GPS hai tần số Trimble 4000 SSI, Trimble5700

Máy tính xách tay phục vụ dẫn đường bay 02 chiếc cấu hình đảm bảo yêu cầu sử dụng

Máy tính xách tay (trạm Base) 01 chiếc + Cạc kết nối Internet 3G USB: 4 bộ

Máy PC trút và xử lý số liệu ảnh số2 bộ.

ổ đĩa cứng

Phục vụ lưu dữ liệu gốc, dữ liệu đã xử lý và dữ liệu bàn giao

cho các bên: 03 bộ ổ cứng. Loại ổ cứng nhãn hiệu Transcend

dung lượng 2000 Gb

23

TCVNxxxx:201xPhụ lục C

BẢNG TÍNH TOÁN ĐỘ PHÂN GIẢI CỦA ẢNH (Tham khảo tiêu chuẩn về độ chính xác dữ liệu không gian địa lý Hội đo ảnh và viễn thám Mỹ)

Bảng C là những giá trị độ phân giải mặt đất (GSD) được phân chia theo các mức tăng dần của sai số trung phương xác định vị trí điểm theo yêu cầu thu nhận dữ liệu địa lý và thành lập bản đồ.

Bảng C: Bảng tính các mức độ phân giải của ảnh tương ứng với độ chính xác về mặt phẳng

Trong đó:

ms sai số trung phương xác định khoảng cách theo công thức: √ (mx ² + my ²).

- Tất cả các giá trị tham gia tính và các thông số về độ chính xác khác phải có cùng đơn vị với kích thước điểm ảnh. Ví dụ, nếu kích thước điểm ảnh có đơn vị cm, thì mx,y , ms, độ chính xác mặt phẳng cũng như các đoạn thẳng sai số cũng tính bằng cm

24

Tỷ lệ bản đồ

Độ phân giải mặt đất

(GSD) của ảnh gốc

Phân loại độ chính xác vè mặt phẳng

Sai số trung phương xác định tọa độ theo hướng x, y (m x,y)

(cm)

Sai số trung phương xác định khoảng cách ms

(cm)

1:100 1-2 cm

I 1.3 1.8

II 2.5 3.5

III 3.8 5.3

1:200 2-3 cm

I 2.5 3.5

II 5.0 7.1

III 7.5 10.6

1:250 3-4 cm

I 3.1 4.4

II 6.3 8.8

III 9.4 13.3

1:500 4-10 cm

I 6.3 8.8

II 12.5 17.7

III 18.8 26.5

1:1,000 10-20 cm

I 12.5 17.7

II 25.0 35.4

III 37.5 53.0

1:2,000 20-30 cm

I 25.0 35.4

II 50.0 70.7

III 75.0 106.1

1:2,500 30-40 cm

I 31.3 44.2

II 62.5 88.4

III 93.8 132.6

1:5,000 40-100 cm

I 62.5 88.4

II 125.0 176.8

III 187.5 265.2

1:10,000 1-2 m

I 125.0 176.8

II 250.0 353.6

III 375.0 530.3

1:25,000 3-4 m

I 312.5 441.9

II 625.0 883.9

III 937.5 1325.8

TCVNxxxx:201x

- Độ chính xác dữ liệu thu nhận được phụ thuộc vào yêu cầu độ phân giải mặt đât (GSD) cần đạt được và phụ thuộc vào khả năng cảm biến, điểm khống chế ngoại nghiệp và kết quả tính toán bình sai lưới khống chế và biên tập dữ liệu.

- Quan hệ giữa mức phân loại độ chính xác vị trí và kích thước pixel trong bảng sau:

Mức phân loại độ

chính xác mặt phẳng

m x,y

Hạn sai hành lập bnh đồ ảnh nắn trực giao

Độ chính xác tăng dày tam

giác ảnh không gian

I Pixel size x 1.0 Pixel size x 2.0 Pixel size x 0.5

II Pixel size x 2.0 Pixel size x 4.0 Pixel size x 1.0

III Pixel size x 3.0 Pixel size x 6.0 Pixel size x 1.5

…

N Pixel size x N Pixel size x 2N Pixel size x 0.5N

25

TCVNxxxx:201x

Phụ lục D

Tính toán khối lượng thiết kế bay chụp ảnh (mẫu tham khảo)

Giả sử khu bay chụp có một chiều là 32 km theo hướng đông tây và 21 km theo hướng Bắc Nam.

Yêu cầu chụp ảnh mầu tự nhiên dạng số có độ cao với độ phân giải mặt đất là 0,3m

Sử dụng máy ảnh kỹ thuật số, chụp khung có mảng CCD 12000 pixel x và 7000 pixel

Kích thước CCD = 10 microns

Độ phủ dọc theo hướng bay là 60% độ phủ ngang là 30%.

Ảnh được đóng gói dạng TIF 8 bit (1byte) cho mỗi band hoặc 24 bít cho band 3 màu

Tiêu cự máy chụp ảnh f=100mm

C.1 Tính số đường bay cần thiết để phủ trùm khu bay:

- Thiết kê tuyến bay song song với cạnh Đông – Tây của khu chụp, đường bay đầu tiên chính là

đường biên nam của khu chụp

- Mảng CCD vuông góc với hướng bay, khoảng cách giữa các tuyến bay (SP) được tính như sau:

SP = 12,000 pixels x 0.3m/pixel x (100-30)/100) = 12,000 x 0.3m x 0.70 = 2.520km

- Số tuyến bay (NFL) = (độ rộng khu chụp/SP) + 1 = (21 km x 1,609 km/2.520km) + 1 = 11.9 +1 = 13

C.2 Tính khoảng cách giữa hai ảnh liên tiếp (B)

B = 7000 pixels x 0,3m/pixel x (100-60)/100) = 7000 x 0,3m x 0.40 = 840m

C.3 Số ảnh trên một tuyến: 32km/0.84km + 1 + 4 = 40 + 1 + 4 = 45 ảnh

C.4 Số ảnh cho toàn khu chụp là 13 tuyến x 45 ảnh/tuyến = 585 ảnh

C.5 Tính dung lượng thiết bị ghi dữ liệu ảnh

- Mỗi pixel cần một byte cho một band, do đó cho 3 band (R,G,B) cần:

12,000 pixels x 7,000 pixels x 1 byte/pixel = 84,000,000 bytes = 84 Mega bytes (Mb)

- Tổng dung lượng cần = Tổng số ảnh x số dải x 84 Mb/ảnh

585 ảnh x 3 x 84 Mb/image = 147420 Mb = 147.420 Giga byte (Gb)

26