Nghiên cứu tích hợp giữa GIS và GPS thành lập bản đồ 1-10000 và 1-5000 trong quan lý đất đai và quy hoach tổng thể

TRUNG TÂM VIỄN THÁM QUỐC GIA - BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG Journal of Remote Sensing and Geomatics Số 6 - 2009 VIỄN THÁM ĐỊA TIN HỌC và Ảnh SPOT 5, sản phẩm 3D đập thủy điện Hòa Bình Sè 6 - 6/2009 1 §Æc san ViÔn th¸m vμ §Þa tin häc 1. Mở đầu Hiện nay, nền khoa học công nghệ của nước ta cũng như nhiều nước trên thế giới đã có những bước phát triển vượt bậc với những thàng tựu to lớn, đã và đang được ứng dụng để đáp ứng nhu cầu của con người. Với sự phát triển như vũ bão của các lĩnh vực khoa học công nghệ mũi nhọn như công nghệ vũ trụ, công nghệ nano, công nghệ sinh học…, mở ra một kỷ nguyên mới – kỷ nguyên con người tiến tới chế ngự và làm chủ thiên nhiên. Những tiến bộ của khoa học công nghệ hiện đại cho phép con người biến những ý tưởng sáng tạo nhất thành hiện thực. Hình ảnh vật thể trên bề mặt trái đất được ghi nhận từ vệ tinh cách xa hàng trăm km và được số hóa phục vụ trong công tác thành lập bản đồ cũng như giám sát các đối tượng trong công tác điều tra cơ bản và phát triển kinh tế xã hội. Ở Việt Nam, các thiết bị thu tín hiệu vệ tinh đã được sử dụng và ứng dụng từ khá lâu, đặc biệt trong một số ngành như: kiểm lâm, phòng chống cứu nạn, hay công tác nghiên cứu khoa học. Thậm chí cũng đã xuất hiện cả những nhóm chơi GPS, du lịch GPS và một số nhà cung cấp thiết bị thu và giải mã tín hiệu vệ tinh GPS. Bên cạnh đó, các ứng dụng của những công trình, đề tài nghiên cứu khoa học đã đi vào cuộc sống, mang lại chất lượng và hiệu NGHIÊN CỨU TÍCH HỢP ẢNH VỆ TINH, CÔNG NGHỆ GIS VÀ CÔNG NGHỆ GPS ĐỂ THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA CHÍNH CƠ SỞ TỶ LỆ 1/10.000 VÀ 1/5.000 TS. Bùi Quang Trung, CN. Vũ Hữu Liêm Trung tâm Viễn thám quốc gia Tóm tắt: Công nghệ viễn thám (Remote sensing), hệ thống thông tin địa lý (GIS) và định vị vệ tinh (GPS) ngày càng được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực có liên quan đến xác định vị trí không gian đối tượng trong các chuyên ngành như an ninh, kinh tế, du lịch,..... ở các nước trên thế giới. Ngày nay trong các ứng dụng vệ tinh, công nghệ số chiếm ưu thế và các thông tin viễn thám được sử dụng kết hợp chặt chẽ với hệ thống thông tin địa lý và hệ thống định vị toàn cầu đã đem lại hiệu quả cao. Công nghệ viễn thám càng thực sự đóng vai trò quan trọng để phát triển kinh tế - xã hội. Đa tích hợp công nghệ viễn thám sử dụng ảnh vệ tinh độ phân giải cao, công nghệ GIS và công nghệ GPS để thu nhận và cập nhật thông tin, quản lý, tra cứu và giao diện người sử dụng phục vụ công tác thành lập bản đồ địa chính cơ sở là hướng nghiên cứu cần thiết đáp ứng nhu cầu quản lý nhà nước của ngành tài nguyên và môi trường. Bài báo giới thiệu tóm tắt những kết quả nghiên cứu của nhóm tác giả thực hiện đề tài khoa học cấp Bộ về tích hợp ba công nghệ trên để thành lập bản đồ địa chính cơ sở tỷ lệ 1/10.000 và 1/5.000, thực nghiệm được tiến hành trên 2 tờ bản đồ thuộc khu vực ngoại thành, thành phố Hà Nội. Sè 6 - 6/20092 §Æc san ViÔn th¸m vμ §Þa tin häc quả cao hơn, thiết thực cải thiện phục vụ đời sống xã hội. Với định hướng nghiên cứu tích hợp ưu điểm cũng như sức mạnh của các công nghệ khác nhau để giải quyết bài toán chuyên ngành của mình, nhóm tác giả đã đề xuất đề tài “Nghiên cứu tích hợp công nghệ ảnh vệ tinh, công nghệ GIS và công nghệ GPS để thành lập bản đồ địa chính cơ sở tỷ lệ 1/10.000 và 1/5.000” 2. Giới thiệu chung Về mục tiêu nghiên cứu của đề tài Nghiên cứu, đề xuất và xây dựng quy trình công nghệ thành lập bản đồ địa chính cơ sở tỷ lệ 1/10.000 và 1/5.000 trên cơ sở ứng dụng cơ sở dữ liệu địa lý đã có, kết hợp các thông tin cập nhật từ ảnh vệ tinh và thông tin định vị từ vệ tinh. Về nội dung nghiên cứu chính của đề tài - Nghiên cứu một số vấn đề cơ sở lý luận khoa học cơ bản của hệ thống thông tin địa lý (GIS), hệ thống định vị toàn cầu (GPS) và khả năng tích hợp chúng với hệ thống thông tin viễn thám. - Phân tích, đánh giá thực trạng sử dụng ba hệ thống viễn thám, GIS và GPS ở nước ta hiện nay. - Nghiên cứu đa tích hợp công nghệ sử dụng ảnh vệ tinh, công nghệ GIS và công nghệ GPS để thành lập bản đồ địa chính cơ sở tỷ lệ 1/10.000 và 1/5.000. - Xây dựng quy trình công nghệ thành lập bản đồ địa chính cơ sở tỷ lệ 1/10.000 và 1/5.000. - Ứng dụng quy trình công nghệ thành lập 01 mảnh bản đồ địa chính cơ sở tỷ lệ 1/10.000 bằng ảnh SPOT-5 và 01 mảnh bản đồ địa chính cơ sở tỷ lệ 1/5.000 bằng ảnh QuickBird tại khu vực ngoại thị Hà Nội. - Đánh giá hiệu quả ứng dụng. Về cách tiếp cận của đề tài - Nhu cầu về chất lượng các thông tin trên bản đồ ngày càng cao nhằm tạo ra các thông tin hữu ích phục vụ quản lý và khai thác. - Việc tự động thu thập, phân tích, hiển thị và khai thác số liệu dưới dạng cơ sở dữ liệu là nhiệm vụ chính của một hệ thống GIS. Việc tích hợp các thông tin dữ liệu về bản đồ và hồ sơ địa chính, dữ liệu ảnh vệ tinh cùng với các giải pháp công nghệ GIS tạo nên một hệ thống tích hợp khai thác các nguồn dữ liệu khác nhau, phục vụ hiệu quả cho công tác địa chính hiện đại. 3. Các kết quả đạt được Qua các chuyên đề nghiên cứu, nhóm tác giả đã tổng hợp, hệ thống hóa và đi sâu phân tích về thực trạng ứng dụng và mức độ đáp ứng của công nghệ viễn thám, GIS và GPS trên thế giới và ở nước ta, đặc biệt là đánh giá tiềm năng ứng dụng phục vụ các bài toán cụ thể của ngành. Qua nghiên cứu và thực nghiệm đã đề xuất quy trình công nghệ thành lập bản đồ địa chính cơ sở tỷ lệ 1/10.000 và 1/5.000 trên cơ sở tích hợp như sau: (xem hình 1) Giải pháp ứng dụng công nghệ ảnh vệ tinh trong quy trình sau: Trong khuôn khổ của đề tài này, việc lựa chọn mô hình toán học để khôi phục mô hình hình học của cảnh ảnh vệ tinh độ phân giải siêu cao được xác định theo từng cảnh đơn. Với ảnh vệ tinh độ phân giải siêu cao Sè 6 - 6/2009 3 §Æc san ViÔn th¸m vμ §Þa tin häc Hình 1: Sơ đồ quy trình công nghệ tổng quát tích hợp công nghệ VT, GIS và GPS để thành lập bản đồ địa chính cơ sở chụp vùng bằng phẳng có thể áp dụng nhiều phương pháp bình sai mô hình cảnh ảnh theo các mô hình toán học khác nhau như: (1). Mô hình chuyển đổi tuyến tính trực tiếp DLT (Direct linear transformation); (2). Mô hình chuyển đổi phép chiếu xuyên tâm PT (Perspective transformation) bậc 1; (3). Mô hình hàm đa thức bậc 1, hoặc bậc 2; (4). Mô hình phép biến đổi affine; (5). Mô hình các hệ số hàm số hữu tỷ RPC (Rational polynomial coefficient) được cung cấp cùng dữ liệu ảnh; (6). Mô hình tham số. Với ảnh vệ tinh SPOT, cho đến nay chúng ta đã áp dụng thành công việc sử dụng ảnh SPOT-5 độ phân giải 2,5 m chụp năm 2003-2004 để hiện chỉnh các loại bản đồ chuyên đề tỷ lệ 1/10.000. Trong đó đặc biệt là xây dựng khối bản đồ nền ảnh vệ tinh tỷ lệ 1/10.000 và 1/5.000 cấp xã phục vụ đắc lực cho công tác tổng kiểm kê đất đai hàng năm. Trong đợt Tổng kiểm kê đất đai năm 2005 chúng ta đã thành lập được 1300 mảnh bản đồ tỷ lệ 1/10.000 cho 1300 xã và đã hỗ trợ đắc lực cho công tác kiểm kê đất đai. Bình đồ ảnh 1/10.000 thành lập ở mức nắn 3 (trực ảnh), mode P + XS màu tự nhiên; nắn chỉnh ảnh số thực hiện trên trạm Sè 6 - 6/20094 §Æc san ViÔn th¸m vμ §Þa tin häc Hình 2: Sơ đồ quy trình kỹ thuật xử lý ảnh vệ tinh Quickbird Spacemat với các phần mềm Mac 330, Frech 3.01, Mapix, Delta Multi, Geoview, photoshop 6.0, Freehand 10.0. Ảnh vệ tinh độ phân giải cao trong quy trình thành lập bản đồ Địa chính cơ sở được coi như nguồn thông tin đầu vào cung cấp 1 phần thông tin cơ bản cho hệ thống GIS về các yếu tố nội dung chuyên môn như: Ranh giới sử dụng đất các thửa đất, hệ thống đường giao thông, hệ thống sông suối kênh rạch, đường phân lô, đường bờ, hệ thống đê điều, lối đi chung, phân loại đất trống chưa sử dụng, đất đồi núi, đất lâm nghiệp và một số loại cây trồng trên đất. Giải pháp ứng dụng công nghệ GPS trong quy trình sau: Với công nghệ GPS trong việc thành lập bản đồ ĐCCS chúng ta có thể dùng cả hai công nghệ đo GPS tĩnh và động. + Công nghệ đo GPS tĩnh (hoặc với một số máy GPS thế hệ mới hỗ trợ phương pháp đo tĩnh nhanh) phục vụ cho công tác đo mạng lưới khống chế ảnh ngoại nghiệp và xác định các tham số tính chuyển tọa độ, độ cao khu đo từ hệ tọa độ WGS-84 về hệ Sè 6 - 6/2009 5 §Æc san ViÔn th¸m vμ §Þa tin häc tọa độ VN-2000, với độ chính xác thành lập bản đồ ĐCCS 1/10.000, chúng ta có thể sử dụng phương pháp đo GPS cực với 2 trạm Base tĩnh thu tín hiệu liên tục, cụ thể phương pháp này và các chỉ tiêu, quy định kỹ thuật chúng tôi sẽ trình bày trong phần sau. + Công nghệ đo GPS động thông thường sử dụng phương pháp trị đo Phase xử lý sau PPK (có thể sử dụng phương pháp đo động trị đo Code nếu độ chính xác cũng như sự hoạt động của trạm Reference cho phép hoặc trị đo Phase thời gian thực RTK nếu có đủ trang thiết bị cần thiết) phục vụ công tác đo bù, đo bổ sung những yếu tố không xác định được chính xác trên ảnh hoặc các yếu tố ngoài thực địa đã thay đổi so với nền ảnh và đo các điểm độ cao rời rạc, đo đạc xác định các điểm địa giới hành chính các cấp. + Ngoài ra công nghệ GPS nếu kết hợp với các phần mềm Mobile-GIS sẽ cho phép nạp dữ liệu ảnh vào các thiết bị cầm tay phục vụ cho công tác dẫn đường và điều vẽ các yếu tố địa danh và thuộc tính của thửa đất trên nền ảnh. Trong đo đạc chi tiết, đặc biệt trong đo đạc bổ sung điểm đo, đo điều vẽ, tăng dày, khống chế ảnh... công nghệ đo GPS động đang được nghiên cứu hoàn thiện và áp dụng thành công. Giải pháp công nghệ này cho phép rút ngắn thời gian đo, độ chính xác cao, phạm vị sử dụng rộng rãi cho nhiều đối tượng đo đạc. Các giải pháp đề xuất là: a. Sử dụng công nghệ DGPS động cải chính phân sai trị đo code: Đây là công nghệ khá mới đang được áp dụng trong sản xuất đo đạc bản đồ. Nguyên lý cơ bản Hình 3: Sơ đồ lưới GPS trạm Base §Æc san ViÔn th¸m vμ §Þa tin häc 6 Sè 6 - 6/2009 của GPS động sử dụng trị đo phase là xử lý chính xác các baseline giữa trạm cố định cơ sở Base và trạm di động Rover. b. Sử dụng công nghệ GPS động sử dụng trạm tham chiếu ảo VRT (Virtual Reference Station): Công nghệ này cho phép áp dụng trên phạm vi rộng lớn, cung cấp một hệ thống dữ liệu thống nhất phục vụ đa ngành, đa mục đích. Hy vọng công nghệ này sẽ được áp dụng ở Việt Nam trong tương lai gần. Để có thể khởi động được công nghệ này đòi hỏi phải có sự đầu tư lớn về hệ thống thiết bị và các phần mềm ứng dụng. - Ưu điểm của phương pháp là thời gian đo rất nhanh, độ chính xác xác định toạ độ và độ cao vị trí điểm di động cao và cho kết quả thuần nhất trên phạm vi rộng lớn. Nếu thiết lập hệ thống máy chủ và nối mạng internet thì hoàn toàn có thể cập nhật thông tin tức thời cho hệ thống GIS phục vụ đa ngành, đa mục đích. Trong đó chúng ta hoàn toàn có thể tích hợp với các loại dữ liệu viễn thám, dữ liệu bản đồ để thành lập các loại bản đồ chuyên đề tỷ lệ lớn, trong đó kể cả bản đồ ĐCCS. Tuy nhiên để đầu tư cho công nghệ này đòi hỏi phải có chi phí cao song hiệu ích của phương pháp là rất thuyết phục và hy vọng trong tương lai gần sẽ được đầu tư xứng đáng. Giải pháp ứng dụng công nghệ GIS trong quy trình sau: Đối với công nghệ GIS: Hầu hết các phần mềm GIS thông dụng ở Việt Nam hiện nay như: Mapinfo, MGE, ArcGIS vv... đều hỗ trợ chức năng như nắn định vị ảnh theo các điểm không chế; vector hóa các đối tượng bản đồ trên nền ảnh; triển các điểm tọa độ, độ cao xác định bằng công nghệ GPS lên nền ảnh và bản đồ; bổ sung các lớp thông tin từ các bản đồ số có sẵn; biên tập hoàn thiện và in ấn bản đồ; xây dựng CSDL hồ sơ địa chính ban đầu cho bản đồ địa chính. Các hệ CSDL địa lý và đất đai nêu trên bao gồm 2 thành phần chính là dữ liệu đồ hoạ và dữ liệu thuộc tính. Dữ liệu đồ hoạ được thu thập từ đồ hoạ trên bản đồ dạng số, số hoá hoặc quét bản đồ dạng giấy, số liệu đo trên mặt đất trong đó kể cả số liệu đo GPS, số liệu đo trên ảnh vệ tinh... Dữ liệu thuộc tính đóng vai trò mô tả, chỉ dẫn hoặc chú thích cho các thông tin đồ hoạ và thường ở dạng văn bản, chữ số, biểu đồ hoặc multimedia. Phần dữ liệu đồ hoạ được chia thành các lớp, tuỳ thuộc vào từng thể loại bản đồ mà quy định số lớp cho phù hợp. Mỗi lớp chứa các hình ảnh bản đồ liên quan tới một chức năng, một ứng dụng cụ thể. Vị trí không gian của nó được xác định thông qua một hệ toạ độ chung toàn hệ thống. Các nội dung tích hợp ứng dụng bao gồm: - Sử dụng phần mềm GIS triển các điểm GPS đo động đã xử lý tọa độ, độ cao trong hệ VN-2000 lên nền ảnh và bản đồ số. Căn cứ vào mã Code của mỗi điểm dùng các công cụ đồ họa để số hóa bổ sung các dữ liệu không gian cho bản đồ địa chính cơ sở mà nền ảnh còn thiếu hoặc không chính xác như các địa vật, các điểm ghi chú độ cao…; - Sử dụng các thiết bị MobileGIS cầm tay có tích hợp công nghệ GPS dẫn đường: + Nạp các dữ liệu về các lớp thông tin bản đồ địa chính cơ sở đã số hóa; + Nạp nền ảnh đã nắn chỉnh hình học; + Ra ngoài thực địa dùng GPS dẫn Sè 6 - 6/2009 7 §Æc san ViÔn th¸m vμ §Þa tin häc Hình 4 : Ứng dụng GIS để bổ sung các điểm GPS trên nền ảnh đường để đi điều vẽ ngoại nghiệp và bổ sung các thông tin thuộc tính của thửa đất. - Ứng dụng GIS bằng thiết bị Mobile cầm tay để xây dựng CSDL hồ sơ địa chính ban đầu gồm các thông tin: + Loại đất; + Mục đích sử dụng; + Tên chủ sử dụng; + Địa chỉ; + Địa danh, sứ đồng. - Đồng bộ hóa các dữ liệu không gian và thuộc tính đã đi điều vẽ ngoài thực địa trên thiết bị MobileGIS vào ứng dụng GIS tại máy để bàn, tiếp tục biên tập và hoàn thiện bản đồ địa chính cơ sở trên nền đồ họa của ứng dụng GIS. (xem hình 4) Sản phẩm bản đồ khu vực thử nghiệm: Trong quá trình thực hiện đề tài, nhóm tác giả đã tiến hành làm thực nghiệm 01 mảnh BĐ ĐCCS tỷ lệ 1/10.000 thuộc huyện Đông Anh gồm địa phận các xã nằm ở phía nam của huyện Đông Anh: xã Kim Nỗ, xã Vân Nội, xã Tiên Dương, Thị trấn Đông Anh, Xã Uy Nỗ, xã Cổ Loa, xã Xuân Canh, xã Tầm Xá, xã Vĩnh Ngọc, xã Hải Bối. Mảnh BĐ ĐCCS 1/10.000 có phiên hiệu mảnh là 10-340582-Đông Anh – Hà Nội (xem hình 5). Mảnh BĐ ĐCCS tỷ lệ 1/5.000 thuộc Quận Long Biên gồm địa phận các phường Ngọc Lâm, Phúc Đồng, Long Biên và Thạch Bàn, mảnh này có phiên hiệu là 5-328591 Gia Lâm, Hà Nội (xem hình 6). Sè 6 - 6/20098 §Æc san ViÔn th¸m vμ §Þa tin häc 4. Kết luận: Với việc sử dụng một số phương pháp chuyên ngành khác như phương pháp chuyên gia, tổ chức các hội thảo chuyên đề, kết quả nghiên cứu của đề tài cho thấy, để đáp ứng nhu cầu về thành lập, chỉnh lý biến động bản đồ địa chính tỷ lệ 1/10.000 và 1/5.000, công nghệ khả thi nhất là sử dụng ảnh vệ tinh. Mặt khác, công nghệ viễn thám còn cho phép giảm chi phí từ 20 - 30% so với công nghệ dùng ảnh hàng không. Hiện nay ở nước ta đang hiện chỉnh bản đồ địa hình tỉ lệ 1/25.000 và nhỏ hơn bằng ảnh vệ tinh chủ yếu bằng các công nghệ truyền thống, kết quả thu được mới chỉ đáp ứng dưới 20% nhu cầu. Để điều tra, quy hoạch và bảo vệ các nguồn tài nguyên về đất, Luật Đất đai quy định việc thành lập và quản lý bản đồ địa chính trong phạm vi cả nước. Cho đến nay, theo công nghệ truyền thống, công tác khảo sát, đo đạc, lập và quản lý bản đồ địa chính cơ sở tỉ lệ cơ bản 1/10.000 và 1/5.000 tuy được quan tâm đầu tư song tiến độ khá chậm so với yêu cầu bức xúc của thực tế. Lý do ở đây là các phương pháp cổ truyền không đủ khả năng đáp ứng nhu cầu này. Biện pháp khả thi duy nhất là ứng dụng rộng rãi và thường xuyên tư liệu ảnh vệ tinh lực phân giải cao và siêu cao. Ưu điểm cơ bản của ảnh vệ tinh lực phân giải cao và siêu cao là khả năng đáp ứng nhanh trên diện rộng và với dây chuyền xử lý ảnh đồng bộ hiện có của Trung tâm Viễn thám quốc gia có thể tạo ra những ảnh mầu tự nhiên với lực phân giải Hình 5: Mảnh Bản đồ Địa chính cơ sở 1/10.000 phiên hiệu 10-340582 - Đông Anh, Hà Nội Hình 6: Mảnh Bản đồ Địa chính cơ sở 1/5.000 phiên hiệu 5-328591 - Gia Lâm, Hà Nội Sè 6 - 6/2009 9 §Æc san ViÔn th¸m vμ §Þa tin häc siêu cao cho phép mở rộng cho nhiều đối tượng sử dụng. Bên cạnh đó, giá thành sản phẩm khi sử dụng tư liệu ảnh vệ tinh nền với quy mô lớn chỉ bằng 1/5 - 1/10 so với sử dụng ảnh chụp từ máy bay. Mặt khác, công tác nội nghiệp sẽ chiếm từ 65 - 90 % toàn bộ khối lượng công việc mà trước đây chủ yêú là ngoại nghiệp. Sơ bộ ước tính sẽ tiết kiệm được khoảng 10 - 20% nguồn ngân sách từ Nhà nước chi hàng năm cho công tác khảo sát, đo đạc, lập và quản lý bản đồ địa chính cơ sở tỉ lệ 1/10.000 và 1/5.000. Ở Việt Nam, tích hợp ba công nghệ viễn thám, GIS, GPS còn mới mẻ. Việc nghiên cứu áp dụng sản xuất và chuyển giao công nghệ mới sẽ đem lại hiệu quả đáng kể về kinh tế, chất lượng sản phẩm và đáp ứng nhanh yêu cầu cho các nhà quản lý. Từ kết quả áp dụng thực tiễn KHCN ở nước ngoài, các đề tài khoa học nghiên cứu trong nước, nguồn tư liệu ảnh vệ tinh trong nước có thể cho phép ứng dụng kết quả nghiên cứu của đề tài này vào thử nghiệm sản xuất. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Robert Sedgewick. Cẩm nang thuật toán. Tập 1, 2. Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật, 1995. 2. Trần Thùy Dương, Nghiên cứu xây dựng công nghệ thành lập bản đồ số độ cao trong điều kiện Việt Nam, Luận án tiến sỹ kỹ thuật, Hà Nội 2007. 3. Michael F. Worboys, GIS : A Computing Perspective, Taylor & Francis, 1995. 4. Peter F. Dale and John D. McLaughlin, Land Information Management, Clarendon Press, Oxford, 1988. 5. Công nghệ thành lập bản đồ địa chính bằng máy toàn đạc điện tử. Tổng cục Địa chính. Hà Nội 1999. 6. Vera B. Anand (TS Nguyễn Hữu Lộc dịch). Đồ họa máy tính và mô hình hóa hình học. Nhà xuất bản Thành phố Hồ Chí Minh, 2000. 7. TS. Đặng Văn Đức, Hệ thống thông tin địa lý, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 2001. 8. Nguyễn Hà Phú, Cao Xuân Triều Dự án thử nghiệm cấp Bộ “Thành lập bản đồ trực ảnh tỷ lệ 1/5000 – 1/10000 bằng tư liệu ảnh vũ trụ lực phân giải siêu cao”, 2006 - 2007. 9. Quy phạm thành lập bản đồ địa chính Tỷ lệ 1/500, 1/1.000, 1/2.000, 1/5.000, 1/10.000 và 1/25.000. Tổng cục Địa chính 1999. 10. Ký hiệu bản đồ địa hình tỷ lệ 1:500, 1/1.000, 1/2.000, 1/5.000. Tổng cục Địa chính. Hà Nội 1995. 11. Quy trình hiện chỉnh bản đồ địa hình bằng ảnh vệ tinh. Tổng cục Địa chính. Hà Nội 2002. 12. Nguyễn Xuân Lâm. “Nghiên cứu một số giải pháp kỹ thuật xử lý ảnh vệ tinh độ phân giải cao cho mục đích thành lập bản đồ chuyên đề tỷ lệ 1/10.000 và lớn hơn”. Đề tài NCKH cấp Bộ. Hà Nội 2007. 13. Medvedev P. P., Baranov I. S. “Hệ thống định vị vũ trụ toàn cầu và sử dụng trong Trắc địa”. VINITI. Moscơva 1992.m Sè 6 - 6/200910 §Æc san ViÔn th¸m vμ §Þa tin häc I. Đặt vấn đề Trong những năm gần đây xu thế sử dụng ảnh vệ tinh có độ phân giải cao và siêu cao thực sự là một nhu cầu trong đời sống dân sự cũng như quân sự. Ảnh IKONOS của hãng Space Imaging Inc. (nay thuộc hãng GeoEye) có độ phân giải với pixel thực địa GSD (Ground Sampling Distance) bằng 0,82m (khi trục quang của hệ thống quang học trùng với phương dây dọi) là ảnh vệ tinh đầu tiên (1999) có độ phân giải GSD dưới 1 mét. Ảnh QuickBird - 2 (2001) có GSD bằng 0,61 mét [1]. Hai năm gần đây chúng ta đã có ảnh vệ tinh với GSD nhỏ hơn và bằng 0,5m như ảnh WorldView-1 của hãng Digital Globe (2007) có GSD = 0,5m và ảnh GeoEye-1 của hãng GeoEye (2008) có GSD = 0,41m (trục quang của hệ thống quang học đầu thu trùng với phương dây dọi) [6]. Ảnh vệ tinh độ phân giải siêu cao có pixel thực địa mang giá trị nêu ở trên không phải là con số ngẫu nhiên mà là những con số được tính toán, thiết kế theo nguyên lý, định luật vật lý chặt chẽ. Đó là nguyên lý phản xạ Rayleigh, định luật tán xạ ánh sáng. Khi nói tới hệ thống quang học chúng ta liên tưởng tới các tham số như độ dài tiêu cự hệ thống quang học f; bán kính (hay đường kính) cửa mở ống kính quang học r (hoặc d); độ dài bước sóng λ mà hệ thống quang học sẽ thu. Trong công nghệ ảnh số, độ lớn pixel ảnh p có liên quan mật thiết với GSD thông qua độ cao của vệ tinh H và độ dài tiêu cự f. Tất cả các thông số trên có sự ràng buộc chặt chẽ khi thiết kế đầu thu ảnh vệ tinh. SỰ HOæN HẢO CỦA HỆ THỐNG QUANG HỌC ĐẦU THU ẢNH VỆ TINH ĐỘ PHèN GIẢI CAO TSKH. Lương