Tổng Hợp 6 Công Nghệ Thu Thập Dữ Liệu Không Gian Địa Lý

Nhu cầu khai thác dữ liệu không gian địa lý phục vụ phát triển kinh tế, xã hội và con người ngày càng đòi hỏi cao hơn. Các sản phẩm như Bản đồ địa hình, địa chính truyền thống đã dần không thỏa mãn đủ các yêu cầu mô tả và khai thác dữ liệu trong thực tế hiện đại.

Trên thế giới, hàng loạt các công nghệ mới trong lĩnh vực thu thập dữ liệu không gian địa lý đã và đang được phát triển và ứng dụng tiêu biểu như:

Công nghệ LiDAR tích hợp chụp ảnh hàng không của Leica, Optech, Riegl, Trimble;
Công nghệ chụp ảnh bằng thiết bị gắn trên ôtô và xây dựng đám mây điểm ảnh của Earthmine, Google;
Công nghệ tích hợp chụp ảnh và quét Laser gắn trên phương tiện di chuyển của Leica Geosystems như: Leica Pegasus Two, Leica Pegasus Backpack, Leica Pegasus Stream;
Công nghệ tích hợp chụp ảnh và quét Laser 3D theo trạm của Trimble, FARO;
Công nghệ chụp ảnh và quay video từ các hệ thống bay không người lái UAS;
Các công nghệ thu thập dữ liệu không gian truyền thống như: công nghệ Viễn thám, công nghệ đo vẽ ảnh số với máy chụp ảnh số hàng không, công nghệ ứng dụng GNSS, các thiết bị trắc địa và địa không gian đều được cải tiến, nâng cấp rất hiện đại.

Tuy nhiên, mỗi công nghệ có ưu thế, tính năng, đặc điểm riêng và tạo ra các sản phẩm có tính chất, cách thức mô tả, định dạng dữ liệu, quản lý, khai thác dữ liệu rất khác nhau.

Công nghệ thu thập dữ liệu trực tiếp tại thực địa

Đo đạc trực tiếp ngoài thực địa là sử dụng các máy toàn đạc điện tử, đo động GNSS RTK để đo các đối tượng địa hình, địa vật, cây cối, đường dây, công trình xây dựng, giao thông thành lập bản đồ tỷ lệ lớn truyền thống. Thực tế phương pháp này thi công chậm và rất tốn kém công sức, nên chỉ áp dụng bổ sung vùng diện tích nhỏ và dùng phục vụ bổ trợ cho các phương pháp khác. Các sản phẩm có sẵn từ phương pháp truyền thống này như bản đồ địa chính, địa hình và các CSDL đi kèm thường ở tỷ lệ bản đồ lớn, có độ chính xác cao.

Công nghệ đo ảnh viễn thám

Nguyên lý cơ bản của ảnh viễn thám đó là đặc trưng phản xạ hay bức xạ của các đối tượng tự nhiên tương ứng với từng giải phổ khác nhau. Các ảnh có độ phân giải cao (<10m) như: IKONOS (1,4m), Quickbird (0,7; 2.8m), SPOT 5 (2,5; 5; 10m), là ảnh đa phổ (3 – 10 kênh phổ). Ảnh vệ tinh quang học đa phổ có thể được nắn trực giao sử dụng mô hình số địa hình và dùng làm ảnh phủ bề mặt trong thành lập bản đồ 3D. Ảnh viễn thám chứa nhiều thông tin, có phạm vi cảnh rộng và ngày càng có các ảnh độ phân giải cao, do đó nó được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực.

Công nghệ Lidar tích hợp chụp ảnh hàng không

Đây là công nghệ hàng đầu thế giới trong việc thu thập, xử lý dữ liệu không gian địa lý với độ chính xác cao, chất lượng đáp ứng được mọi yêu cầu. Công nghệ này sự kết hợp giữa phép đo trực tiếp độ cao (quét Lidar) và đo vẽ ảnh hàng không để xác định vị trí mặt phẳng của các điểm địa hình, địa vật. Sự phát triển của khoa học và công nghệ đã mở ra khả năng tích hợp hai công nghệ nói trên nhằm mang lại hiệu quả lớn hơn cho việc thu nhận dữ liệu không gian địa lý, đặc biệt ở khu vực lớn, yêu cầu độ chính xác cao.

Công nghệ Lidar mặt đất

Máy quét laser mặt đất là hệ thống mà máy quét được đặt trên giá đỡ ba chân tại một điểm cố định. Để tham chiếu dữ liệu đám mây điểm thu được về một hệ thống tọa độ nhất định thì điểm cố định phải là điểm đã biết tọa độ (X, Y, Z). Cấu tạo bao gồm các hợp phần chính sau:

Thiết bị phát tạo chùm tia laser.
Tấm gương lệch để hướng chùm tia laser về phía đối tượng hay khu vực quét.
Hệ thống máy thu quang học thứ cấp để xác định tín hiệu laser phản xạ.

Ngày nay, các thiết bị quét laser mặt đất chủ yếu được chế tạo để có thể quét được ở chế độ toàn cảnh tại một vị trí đứng máy. Bán kính quét với trục đứng từ 270o đến trên 300o, trục ngang 360o.

Công nghệ chụp ảnh bằng thiết bị bay không người lái UAV

Hệ thống máy bay: UAV được chia ra làm 2 loại chính theo cấu tạo là máy bay cánh cố định (cánh bằng) (Fixed Wing UAV) và máy bay lên thẳng nhiều động cơ xoay (Rotary Wing UAV).
Hệ thống chụp và điều khiển, xử lý ảnh: Máy ảnh kỹ thuật số, trạm điều khiển mặt đất, trạm xử lý ảnh UAV tạo mô hình số mặt đất.
Một số phần mềm chuyên xử lý ảnh UAV phổ biến ở Việt Nam: Trimble Business Center và Inpho UASMaster, Agisoft PhotoScan, Pix4d mapper + Hệ thống Avian RTK/PPK của Hãng UAVER
Thiết bị Phantom 4: dùng trong việc thu thập dữ liệu tầm thấp và diện tích nhỏ, xem ra rất thích hợp trong bay bù, bay bổ xung vùng thay đổi nhỏ, vùng khó tiếp cận bằng phương pháp khác. +
Quét Lidar trên thiết bị không người lái UAV: Các sản phẩm: Ảnh nắn trực giao (orthophoto), Mô hình số địa hình DSM/DTM, Mô hình 3D Textured mesh.

Các công nghệ thu thập dữ liệu khác:

Công nghệ tích hợp quét laser mặt đất với ảnh số.
Công nghệ quét Lidar mặt đất trên các phương tiện giao thông (mobile mapping)
Công nghệ ảnh 360/Street view

Nguồn: Tổng hợp

Trung tâm Công nghệ Địa không gian – Vegastar Geospatial Center

Cung cấp tất cả những dịch vụ, giải pháp viễn thám – địa không gian cho Chính phủ, Doanh Nghiệp, cá nhân, ở các lĩnh vực Trên Không, Trên Biển, Trên Đất liền và Vũ trụ không gian….
Xử lý và cung cấp ảnh viễn thám theo yêu cầu.
Giải đoán ảnh, xây dựng bản đồ hiện trạng: bản đồ hiện trạng sử dụng đất, bản đồ hiện trạng rừng, bản đồ hệ sinh thái, cập nhật các đối tượng theo yêu cầu của khách hàng.
Xây dựng bản đồ các vùng bị ngập lụt, đánh giá rủi ro ngập lụt.
Xây dựng bản đồ hệ thống hạ tầng giao thông, đô thị.
Đánh giá biến động sử dụng ảnh viễn thám đa thời điểm.
Đào tạo, tập huấn về ứng dụng ảnh viễn thám trong quản lý tài nguyên thiên nhiên.

Ngoài ra, Trung tâm VegaGeos cung cấp dịch vụ ảnh viễn thám có độ phân giải cao ở các lĩnh vực như: an ninh – quốc phòng, nông – lâm nghiệp, tìm kiếm cứu nạn, quản lý tài nguyên môi trường, phát triển năng lượng, phát hiện biến đổi khí hậu và quản lý cơ sở hạ tầng.