1 CHƯƠNG1 CƠ SỞ CHỤP ẢNH VÀ CHỤP ẢNH HÀNG KHÔNG Trần Trung Anh Bộ môn Đo ảnh và Viễn thám BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 2 MỤC LỤC Nguyên lý thu nhận hình ảnh Ánh sáng và sóng điện từ Khả năng phản xạ ánh sáng của các đối tượng chụp Cấu tạo máy chụp ảnh quang học Vật liệu chụp ảnh và quá trình xử lý hóa ảnh Ảnh số và máy chụp ảnh số Chụp ảnh hàng không Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 3 NGUYÊN LÝ THU NHẬN HÌNH ẢNH Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 4 ÁNH SÁNG Thí nghiệm của Isaac Newton năm 1666 2 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 5 SÓNG ĐIỆN TỪ Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 6 BƯỚC SÓNG ĐIỆN TỪ 0.1 ~ 1 m§ÒcimÐt (UHF) 1 ~ 10 cmCentimÐt (SHF) 1 ~ 10 mmmilimÐt (EHF) Sãng ng¾n 14 µm ~ 1 mmHång ngo¹i xa 8 ~ 14 µmHång ngo¹i nhiÖt 3 ~ 8 µmHång ngo¹i 1.3 ~ 3 µmHång ngo¹i ng¾n 0.7 ~ 1.3 µmCËn hång ngo¹i Hång ngo¹i 0.4 ~ 0.7 µmNh×n thÊy 10nm ~ 0.4 µmCùc tÝm B−íc sãngPh©n lo¹i Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 7 BƯỚC SÓNG ĐIỆN TỪ Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 8 GHI NHẬN NĂNG LƯỢNG PHẢN XẠ 3 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 9 E 0 (λ) năng lượng ánh sáng ở bước sóng λ E r (λ) năng lượng phản xạ E a (λ) năng lượng hấp thụ E t (λ) năng lượng xuyên qua . c=3 x 10 8 m/s vận tốc ánh sáng . h=2,626 x 10 -34 js hằng số Plăng . λ bước sóng ánh sáng .r λ hệ số phản xạ của đối tượng ở bước sóng λ NĂNG LƯỢNG ÁNH SÁNG ( ) ( ) ( ) %100 E E %r 0 r λ λ = λ ( ) ( ) ( ) ( ) λ =λ+λ+λ=λ c hEEEE tar0 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 10 Các yếu tố ảnh hưởng hệ số phản xạ 1. Góc chiếu tới của mặt trời (độ cao của mặt trời, chiếu thẳng, chiếu xiên) 2. Bước sóng ánh sáng chiếu tới (thành phần quang phổ) 3. Đặc tính quang phổ của đối tượng (cấu tạo hóa lý, bề mặt) 4. Sự trong suốt và tán xạ khí quyển (thành phần khí quyển) Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 11 CHỤP ẢNH Chụp ảnh là quá trình ghi nhận năng lượng phản xạ (hoặc bức xạ) ánh sáng (sóng điện từ) từ đối tượng chụp thông qua bộ phận quang học (kính vật) và được lưu trữ trên vật liệu cảm quang hay các bộ cảm số. Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 12 Máy ảnh Mắt 4 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 13 CẤU TẠO MÁY CHỤP ẢNH HÀNG KHÔNG Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 14 Máy chụp ảnh hàng không RMK RMKRMK RMK- -TOP TOPTOP TOP RC RCRC RC- -30 3030 30 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 15 HỆ THỐNG KÍNH VẬT Tổ hợp các thấu kính hội tụ và phân kì được lắp ráp đồng trục với nhau thành một thấu kính hội tụ tổng hợp Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 16 Tỷ số F/d cho kính vật và vành chắn sáng F/d=tiêu cự/đường kính vành chắn sáng Năng lượng ánh sáng chiếu lên phim sẽ là: . i – Cường độ ánh sáng (J/m 2 /s) . t – thời gian lộ quang (s) E – năng lượng ánh sáng (j/s) 2 )d/F(4 ti E ⋅ ⋅ = 5 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 17 Kính vật góc mở hẹp, góc mở trung bình và góc mở rộng Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 18 CƠ SỞ QUANG HỌC CỦA CHỤP ẢNH b 1 a 1 f 1 k += Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 19 Ảnh Đen trắng (toàn sắc, hồng ngoại gần) CẤU TẠO VẬT LIỆU ẢNH Lớp nhũ ảnh Lớp nền Lớp chống tán xạ Ảnh Màu (vùng nhìn thấy, hồng ngoại gần) Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 20 TỔ HỢP CỘNG MÀU 6 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 21 TỔ HỢP TRỪ MÀU Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 22 Phim đen trắng, toàn sắc Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 23 Phim đen trắng, hồng ngoại gần Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 24 Phim màu tự nhiên 7 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 25 Phim màu, hồng ngoại gần Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 26 Màu tự nhiên và màu giả Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 27 PHIM ẢNH HÀNG KHÔNG Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 28 Tính cảm quang của mắt người 8 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 29 Tính cảm quang của vật liệu ảnh Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 30 Độ nhạy (t): là thước đo khả năng cảm nhận ánh sáng của nhũ ảnh. Độ mờ (D O ): D O = I t /I i Độ xuyên qua: T=1/D O ; Mật độ đen: D=log 10 (D O )=lg(I t /I O ) TÍNH CHẤT NHẠY SÁNG CỦA NHŨ ẢNH Nhũ ảnh Cường độ chiếu tới I i Cường độ xuyên qua I t Lượng lộ quang (H): - là lượng ánh sáng chiếu tới (LUX) trong thời gian lộ quang. - Lượng lộ quang đo bằng đơn vị:LUX.sec Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 31 D=2 -> I t /I i =100 -> I t =0,01 x I i 99% cường độ ánh sáng chiếu tới bị hấp thụ bởi lớp nhũ ảnh. D=1 -> I t /I i =10 -> I t =0,1 x I i 90% cường độ ánh sáng chiếu tới bị hấp thụ bởi lớp nhũ ảnh D=0 -> I t /I i =1 -> I t =I i 0% cường độ ánh sáng chiếu tới bị hấp thụ. Lớp trong suốt. VÍ DỤ VỀ MẬT ĐỘ ĐEN Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 32 Đường cong mật độ đen của nhũ ảnh AB- đoạn độ mờ, BC – lộ quang thiếu, CD – lộ quang đủ, DE – lộ quang thừa, E – phần phản chuyển 9 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 33 1. Độ cảm quang: S=k/H 2. Hệ số tương phản: 3. Phạm vi bắt ánh sáng hữu ích: L =lgH cuối -lgH đầu 4. Độ mờ: D 0 =I t /I i Các đặc tính cảm quang đâucuôi HH DD HH DD lglg ; lglg minmax 12 12 − − = − − = γγ Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 34 Đơn vị đo: cặp đường/minimet (lp/mm) ĐỘ PHÂN BIỆT CỦA HÌNH ẢNH KVnhuanhphim RRR 111 += Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 35 BrAg c hAgBr AgeAg eBr c hBr 0 0 +↓→ λ + →+ +→ λ + −+ −− TÁC DỤNG CỦA ÁNH SÁNG ĐỐI VỚI HALOZEL BẠC TRONG NHŨ ẢNH Ảnh ngầm Chụp ảnh Thực địa Phim sau lộ quang Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 36 Ảnh ngầm Quá trình âm bản âm bản Quá trình dương bản Dương bản Quá trình xử lý hóa ảnh 10 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 37 Hiện ảnh Ảnh ngầm Định ảnh Âm bản QUÁ TRÌNH ÂM BẢN Hiện ảnh: bản chất là khử Halozel Bạc đã bị tác dụng ánh sáng nhưng chưa phân hủy, giúp tăng cường các trung tâm cảm quang làm cho ảnh ngầm dần hiện lên. Định ảnh: bản chất là hòa tan Halozel Bạc chưa bị tác dụng ánh sáng để giúp cho phim ảnh có thể mang ra ngoài ánh sáng. Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 38 Thành phần dung dịch hiện ảnh 1. Chất hiện ảnh Yêu cầu: là chất khử chọn lọc, hòa tan trong dung dịch kiềm hoặc sunfitNatri, oxit không độc Hydroquynol C 6 H 4 (OH) 2 + 2AgBr = C 6 H 4 O 2 + 2Ag 0 + 2HBr 2. Chất tăng tốc độ phản ứng: tính kiềm Na 2 B 4 O 7 , Na 2 CO 3 , Na 3 PO 4 , NaOH, KOH 3. Chất bảo tồn: bảo vệ thuốc hiện 2Na 2 SO 3 + O 2 = 2NaSO 4 C 6 H 4 O 2 + Na 2 SO 3 + H 2 O = C 6 H 4 (OH) 2 SO 3 Na + NaOH 4. Chất chống mờ: KBr, benzotriazol Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 39 Thành phần dung dịch định ảnh 1. Chất hòa tan: Na 2 S 2 O 3 4Na 2 S 2 O 3 + 3AgBr dư = 3NaBr + Na 5 Ag 3 (S 2 O 3 ) 4 2. Chất đình chỉ quá trình hiện: mang tính axit H 2 SO 4 3. Chất bảo vệ: khôi phục tính định ảnh Na 2 S 2 O 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + SO 2 + H 2 O + S Na 2 SO 3 + S = Na 2 S 2 O 3 4. Chất làm chắc màng: phèn nhôm, phèn crom Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 40 QUÁ TRÌNH DƯƠNG BẢN Hiện ảnh Ảnh ngầm Định ảnh Âm bản In ảnh Dương bản [...]... n 1, j K Tran Trung Anh g 0,m 1 K g i ,m 1 K g n 1, m 1 n ìm Photogrammetry and Remote Sensing 44 11 NH S V NH TNG T ảnh tơng tự CC M C M HểA XM KHC NHAU ảnh số 8bit, 256 b c 4bit, 16 b c Mó húa 2bit, 4 b c g(i,j)=2bit b c xỏm bit =1, cú 2 b c xỏm 0 ,1 xỏm xỏm 1bit, 2 b c xỏm xỏm cho pixel: xỏm bit=2, cú 4 b c bit=8, cú 256 b c Tran Trung Anh xỏm 0 ,1, 2,3 xỏm 0 ,1, ,255 Photogrammetry and Remote... trong 1 d i bay Thi t k ph d c: P=(62+38*h/H)% KC gi a 2 tõm ch p li n k trong 1 d i bay Dx =V.tgc Dx = Lx[ (10 0-P) /10 0]*Ma Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 71 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 72 18 ph ngang ph ngang Ph n ch p cựng i t ng ch p gi a 2 t m nh trong 2 d i bay li n k (trong ch p nh kh i) Thi t k ph ngang: Q=(30+70*h/H)% ph ngang sau khi ch p: Q = (Py/Ly )10 0%... gi a cỏc nh li n k trong cựng 1 tuy n v ch m ph gi a cỏc tuy n li n k ng d ng a m c ớch: o v b n Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 67 Tran Trung Anh Photogrammetry and Remote Sensing 68 17 Ch p nh theo kh i T l ch p nh trung bỡnh trờn nh b ng Thi t k t l ch p nh Ma = C*Mbd C =10 0 n 300 1/ Ma = f/H -Ch p nh t l l n: Ma < =10 .000 -Ch p nh t l TB 30.000 . 57 Theo vị trí trục quang Chụp ảnh lý tưởng Chụp ảnh bằng Chụp ảnh nghiêng Theo phương thức chụp Chụp ảnh đơn Chụp ảnh theo tuyến Chụp ảnh theo khối CÁC DẠNG CHỤP ẢNH HÀNG KHÔNG Tran Trung Anh Photogrammetry. ảnh Ánh sáng và sóng điện từ Khả năng phản xạ ánh sáng của các đối tượng chụp Cấu tạo máy chụp ảnh quang học Vật liệu chụp ảnh và quá trình xử lý hóa ảnh Ảnh số và máy chụp ảnh số Chụp ảnh hàng. 1 CHƯƠNG1 CƠ SỞ CHỤP ẢNH VÀ CHỤP ẢNH HÀNG KHÔNG Trần Trung Anh Bộ môn Đo ảnh và Viễn thám BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT Tran Trung