Chuyển hệ tọa độ của ảnh vệ tinh về hệ tọa độ của bản đồ

Chuyển hệ tọa độ của dữ liệu ảnh về hệ tọa độ của bản đồ

1 Chuẩn bị dữ liệu

Dữ liệu được sử dụng trong khóa tập huấn này là dữ liệu ảnh Sentinel-2. Khu vực được lựa chọn là huyện Buôn Đôn, tỉnh Đắk Lắk.

Dữ liệu ảnh Sentinel-2 được tải về từ trang thông tin https://earthexplorer.usgs.gov/bao gồm 2 thời kỳ là 2017 và 2019, cụ thể như sau:

STT Thời kỳ Tên dữ liệu tải về Ngày chụp
1 2017 L1C_T48PYV_A008509_20170207T031842 07/2/2017
2 L1C_T48PZV_A008509_20170207T031842 07/2/2017
3 2019 L1C_T48PYV_A022666_20191025T032242 25/10/2019
4 L1C_T48PZV_A022666_20191025T032242 25/10/2019

Bước 1: Giải nén dữ liệu ảnh tải về

Dữ liệu ảnh Sentinel-2 tải về được lưu dưới dạng nén, do đó cần phải giải nén để lấy dữ liệu.

– Trong thư mục chứa dữ liệu ảnh tải về, nhấp chuột phải vào tệp ảnh nén và chọn Extract Here

Dữ liệu ảnh sẽ được giải nén ra thư mục mới

– Kết quả thu được một thư mục dữ liệu gồm các dữ liệu bên trong như sau:

Ví dụ: Thực hiện giải nén dữ liệu có tên “L1C_T48PYV_A008509_20170207T031842”, sẽ thu được thư mục có tên “S2A_MSIL1C_20170207T030901_N0204_R075_T48PYV_20170207T031842.SAFE” và dữ liệu nén có tên “L1C_T48PZV_A008509_20170207T031842”, sẽ thu được thư mục “S2A_MSIL1C_20170207T030901_N0204_R075_T48PZV_20170207T031842.SAFE”

Bước 2: Mở các kênh ảnh đơn lẻ

– Khởi động phần mềm ENVI bằng cách nhấp đúp chuột trái vào biểu tượng

– Xuất hiện thanh công cụ chính của phần mềm

– Mở ảnh bằng cách chọn File/Open Image File

Tìm đến thư mục ảnh đã giải nén như sau: …\S2A_MSIL1C_20170207T030901_N0204_R075_T48PYV_20170207T031842.SAFE\GRANULE\L1C_T48PYV_A008509_20170207T031842\IMG_DATA

– Chọn các kênh ảnh có độ phân giải 10m, đối với ảnh Sentinel-2 thì các kênh đó là:

Kênh 2: Xanh lam (Blue), tên là T48PYV_20170207T030901_B02

Kênh 3: Xanh lá (Green), tên là T48PYV_20170207T030901_B03

Kênh 4: Đỏ (Red), tên là T48PYV_20170207T030901_B04

  • Xuất hiện bảng các kênh ảnh đã được mở

Bước 3: Lấy thông tin đi kèm của ảnh Sentinel-2

  • Mở dữ liệu chứa các thông tin của ảnh có tên MTD-TL_ đây là dữ liệu dạng xml nên có thể mở bằng phần mềm Wordpad theo đường dẫn sau:

…\Sentinel2\S2A_MSIL1C_20170207T030901_N0204_R075_T48PYV_20170207T031842.SAFE\GRANULE\L1C_T48PYV_A008509_20170207T031842\MTD-TL

  • Nhấp chuột phải vào tệp có tên MTD-TL, Open with/Wordpad

  • Dữ liệu sẽ được hiển thị như sau

Bước 4: Định nghĩa hệ tọa độ cho các kênh ảnh đơn lẻ

– Trên cửa sổ làm việc của phần mềm ENVI, đã mở sẵn các kênh ảnh đơn lẻ, nhấp chuột phải vào một kênh và chọn Edit Header. Phần này sẽ cung cấp thêm thông tin về hệ tọa độ, độ phân giải, số hàng, số cột của kênh ảnh.

– Sau đó sẽ xuất hiện bảng thông tin Header Info của kênh ảnh. Chọn Edit Atttributes/Map Info để cung cấp thông tin về hệ tọa độ và độ phân giải của ảnh.

– Xuất hiện bảng thông tin tọa độ của ảnh Edit Map Information như sau

– Trong bảng Edit Map Information, ở phần Map Coordinate of Tie Point, chọn Change Proj…, sẽ xuất hiện bảng các hệ tọa độ Projection Selection

– Quay lại dữ liệu MTD-TL đã mở để kiểm tra thông tin về hệ tọa độ của ảnh.

– Tìm đến phần “Tile_Geocoding metadataLevel” và kiểm tra thông tin phần “HORIZONTAL_CS_NAME”

– Nhập thông tin hệ tọa độ cho kênh ảnh, dữ liệu Sentinel-2 sau khi tải xuống hầu hết sẽ ở hệ tọa độ UTM_WGS84, tùy thuộc vào vị trí mà các múi sẽ khác nhau. Ở Việt Nam hầu hết là múi 48 bắc (zone 48N)

– Trong bảng Projection Selection, chọn phần Datum, xuất hiện bảng Select Geographic Datum tìm và chọn WGS-84. Nhấn OK.

– Quay trở lại bảng Projection Selection, phần Zone, gõ 48 và nhấp chuột chọn chữ N (tức là North_phía bắc bán cầu). Sau đó nhấn OK

– Phần mềm sẽ quay lại cửa sổ Edit Map Information

– Quay lại dữ liệu MTD-TL đã mở để kiểm tra thông tin về tọa độ điểm đầu của ảnh

– Trong dữ liệu MTD-TL, tìm đến đoạn có câu lệnh “Geoposition resolution = “10””.

– Gõ giá trị tọa độ “ULX” vào dòng trên và “ULY” vào dóng dưới của phần Map Coordinate of Tie Point. Đây là tọa độ điểm trái trên của ảnh. ULX là vĩ độ, ULY là kinh độ ( ở đây đã đưa về hệ tọa độ phẳng XY với đơn vị là mét)

– Trong cửa sổ Edit Map Information, phần Pixel Size and Rotation, gõ 10, vào các cửa sổ X Pixel SizeY Pixel Size, đây là kích thước điểm ảnh hay độ phân giải không gian của kênh ảnh ( đang sử dụng kênh 2,3,4 của ảnh Sentinel-2 nên độ phân giai không gian là 10 mét_xem lại phần giới thiệu về ảnh Sentinel-2 ở trên). Phần Rotation giữ nguyên giá trị 0, tức là ảnh không bị xoay. (Xem lại hình trên). Sau đó nhấn OK

– Phần mềm sẽ quay lại cửa sổ thông tin của ảnh Header Info. Nhấn OK.

– Như vậy đã nhập xong thông tin cho một kênh ảnh của Sentinel-2. Làm tương tự đối với 2 kênh còn lại đã mở. Kết quả thu được sẽ như sau:

Bước 5: Ghép các kênh ảnh đơn lẻ thành ảnh có nhiều kênh.

– Trên thanh công cụ chính của ENVI, chọn Basic Tools/Layer Stacking

– Xuất hiện cửa sổ các thông số để ghép các kênh đơn lẻ Layer Stacking Parameter

– Trong cửa sổ Layer Stacking Parameter, chọn Import File

– Chọn 3 kênh ảnh đã có hệ tọa độ (chú ý thứ tứ các kênh từ trên xuống dưới là B04, B03, B02), các thông số khác phần Output Map Parameter giữ nguyên, không thay đổi

– Chọn Output Result toMemory để dễ kiểm soát. Sau đó đợi máy tính ghép các kênh lại với nhau.

  • Kết quả thu được là một ảnh có 3 kênh và có thể hiển thị mà tự nhiên

– Lưu lại dữ liệu ảnh bằng cách chọn trên thanh công cụ chính của ENVI, File/Save File as/ TIFF/GeoTIFF. Sau đó chọn thư mục để lưu lại ảnh. (chú ý đặt tên ảnh theo kiểu gợi nhớ, ví dụ ở đây là “T48PYV_20170207”)

Làm tương tự ta có thêm dữ liệu ảnh mới có tên T48PZV_20170207

2 Chuyển đổi hệ tọa độ của dữ liệu ảnh về hệ tọa độ VN2000

Bước 1: Khởi tạo VN2000 cho phần mềm Global Mapper

  • Khởi động phần mềm Global Mapper bằng cách nhấp đúp chuột trái vào biểu tượng

    . Xuất hiện giao diện chính của phần mềm

  • Trên thanh công cụ chính chọn Tools/Configure

  • Xuất hiện bảng thiết lập thông số Configuration

  • Trong bảng Configuration, chọn Add Datum
  • Xuất hiện bảng Create New Datum.

  • Khai báo các thông tin trong bảng Create New Datum như sau:

    • Datum Name: VN2000
    • Abbreviation (Optional): để trống
    • Prime Meridian (degrees): 0 (đây là kinh tuyến gốc)
    • Ellipsoid (Spheroid) Selection: WGS84
    • Datum Transformation Method: 7-paramater (Bursa-Wolfe) Transformation
    • Shifts to WGS84 (meters): Tham số chuyển dịch gốc tọa độ

      • X shift: -191.90441429
      • Y shift: -39.30318279
      • Z shift: -111.45032835
    • Rotation to WGS84 (arc-seconds): Tham số góc xoay trục tọa độ

      • X: -0.00928836
      • Y: 0.01975479
      • Z: -0.00427372
    • Scale Correction to WGS84 (parts per million): hệ số biến dạng chiều dài

      • k: 0.252906278

Các thông số tính chuyển này được lấy theo Quyết định số 05/2007/QĐ-BTNMT, ngày 27/2/2007 của Bộ Tài nguyên Thiên nhiên và Môi trường.

  • Sau đó nhấn OK, như vậy là đã tạo xong dữ liệu VN2000

Bước 2: Chuyển đổi dữ liệu về VN2000

  • Trên giao diện chính của phần mềm Global Mapper, chọn File/Batch Convert/Reproject.

  • Xuất hiện cửa sổ chọn loại dữ liệu đầu vào Select File Type to Convert From. Lựa chọn dữ liệu GeoTIFF(DRG, DOQ, DEM)_đây là dữ liệu ảnh, phần mềm này cũng hỗ trợ các định dạng dữ liệu khác như vecto,…

  • Xuất hiện cửa sổ tiếp theo là dạng dữ liệu đầu ra Select File Type to Convert to. Lựa chọn dữ liệu đầu ra là GeoTIFF (Raster Imagery).

  • Cửa sổ làm việc chuyển đổi Batch Convert sẽ xuất hiện
  • Trong cửa sổ này, phần Source Files, nhấp Add Files để chọn dữ liệu cần chuyển đổ Ví dụ tìm đến dữ liệu T48PZV_20170207, và T48PYV_20170207

  • Trong phần Destination Files,

    • mục Directory (là thư mục sẽ chứa dữ liệu sau khi chuyển đổi): chọn Use same directory as file being convert_dữ liệu sau khi chuyển sẽ ở cùng thư mục với dữ liệu trước khi chuyển)
    • mục File names (tên của dữ liệu sau khi chuyển): chọn Use Sources File Name_thêm phần đuôi vào tên dữ liệu sau khi chuyển, ở đây nên thêm “_VN2000” để dễ nhận biết
    • mục Projection (hệ tọa độ của dữ liệu sau khi chuyển): chọn Specify Projection, rồi nhấn vào Change. Cửa sổ xuất hiện có tên Select Destination File Projection

    • Trong mục Projection, chọn Transverse Mecator
    • Trong mục Datum, chọn VN2000
    • Trong mục Planar Units, chọn METERS
    • Trong mục Parameters, chọn các thông số của hệ tọa độ địa phương. Ví dụ ở đây chọn hệ tọa độ của Đăk Lăk, có kinh tuyến trục 108°30’, múi 3°

      • SCALE FACTOR: 0.9999
      • CENTRAL MERIDIAN: 108.5
      • ORIGIN LATITUDE: 0.0
      • FALSE EASTING(m): 500000
      • FALSE NORTHING(m): 0

Chú ý: + giá trị SCALE FACTOR là hệ số biến dạng của múi chiếu, nếu là múi 3° thì giá trị này là 0.9999; nếu là múi 6° thì giá trị là 0.9996

+ giá trị CENTRAL MERIDIAN là kinh tuyến trục của địa phương nhưng được đổi sang độ (30’= 0.5°, 15’ = 0.25°, và 45’ = 0.75°)

    • Các thông số khác giữ nguyên, không thay đổi
  • Sau đó nhấn OK, và phần mềm sẽ chuyển đổi hệ tọa độ của dữ liệu ảnh

Facebook Comments

Đăng ký theo dõi

Bạn sẽ nhận được email khi có nội dung mới

Recommended For You

About the Author: Admin

Trả lời

Website này sử dụng Akismet để hạn chế spam. Tìm hiểu bình luận của bạn được duyệt như thế nào.

Đăng ký theo dõi

Bạn sẽ nhận được email khi có nội dung mới