CÔNG NGHỆ KHẢO SÁT, THU THẬP DỮ LIỆU HÀNG KHÔNG: BỨT PHÁ TRONG THẾ GIỚI ĐỊA KHÔNG GIAN

Trong kỷ nguyên số hóa và phát triển mạnh mẽ của ngành công nghiệp 4.0, công nghệ khảo sát và thu thập dữ liệu hàng không đang nổi lên như một giải pháp đột phá, mang lại những giá trị to lớn cho nhiều lĩnh vực. Từ việc sử dụng máy bay không người lái (UAV/Drone) cho đến các hệ thống cảm biến chuyên dụng gắn trên máy bay có người lái, phương pháp này đã và đang thay đổi cách chúng ta quan sát, phân tích và quản lý không gian địa lý.

Cảm biến hàng không

Công nghệ khảo sát, thu thập dữ liệu hàng không sử dụng các thiết bị bay (máy bay có người lái, UAV/Drone) được trang bị các loại cảm biến chuyên dụng (camera quang học, LiDAR, camera nhiệt, cảm biến đa phổ, siêu phổ...) để thu thập thông tin về bề mặt Trái Đất và các đối tượng trên đó từ trên cao. Dữ liệu thu thập được sau đó sẽ trải qua quá trình xử lý phức tạp để tạo ra các sản phẩm địa không gian có giá trị.

Các công nghệ cốt lõi bao gồm:

• Hệ thống định vị toàn cầu (GNSS): Cung cấp thông tin vị trí chính xác cho thiết bị bay và cảm biến.
• Hệ thống định vị quán tính (IMU): Đo lường và theo dõi các thông số về góc quay, vận tốc góc của thiết bị bay, giúp hiệu chỉnh dữ liệu thu thập.
• Cảm biến quang học: Chụp ảnh độ phân giải cao, tạo ra các mô hình 2D, 3D của khu vực khảo sát.
• Cảm biến LiDAR (Light Detection and Ranging): Sử dụng tia laser để đo khoảng cách, tạo ra đám mây điểm 3D chi tiết về địa hình và vật thể.
• Cảm biến đa phổ/siêu phổ: Thu thập dữ liệu phản xạ của vật thể ở nhiều dải sóng khác nhau, phục vụ cho phân tích thành phần, trạng thái của đối tượng (ví dụ: sức khỏe cây trồng, loại khoáng sản).

Thiết bị bay quét và tích hợp chụp ảnh đa hướng (Hybrid sensor) 

Cảm biến hàng không chuyên dụng gắn trên máy bay sở hữu công nghệ cảm biến LiDAR, chụp ảnh tiên tiến cùng phần mềm vượt trội, chúng được thiết kế để thu thập dữ liệu của khu vực rộng lớn từ trên không, tạo ra các sản phẩm có độ chính xác cao.

Thiết bị phục vụ cho các mục đích như lập bản đồ quốc gia, các nhiệm vụ quốc phòng, quy hoạch đô thị, xây dựng digital twin, quản lý từ đất liền đến ven biển hay khảo sát, quản lý các công trình xây dựng.

Thiết bị bay quét laser nhỏ gọn

Máy bay quét laser tự động với thiết kế nhỏ gọn, dễ dàng thu thập dữ liệu 3D từ trên không. Chúng tích hợp công nghệ bay quét tự động, cảm biến LiDAR, SLAM, khả năng tự động tránh vật cản giúp cho quy trình làm việc trở nên chính xác và dễ dàng hơn bao giờ hết.

Thiết bị chuyên dụng cho công tác khảo sát kiến trúc và xây dựng, quản lý tài sản, cơ sở hạ tầng, hay các công tác bảo tồn di sản.

Các sản phẩm đầu ra chính

Từ dữ liệu thô thu thập được, công nghệ khảo sát hàng không cho phép tạo ra hàng loạt các sản phẩm địa không gian chất lượng cao:

• Bản đồ ảnh trực giao (Orthophoto Mosaic): Ảnh ghép trực giao của một khu vực rộng lớn, có độ chính xác cao về tọa độ và tỷ lệ. Đây là nền tảng cho nhiều ứng dụng bản đồ và GIS.

• Bản đồ ảnh True Ortho: Là phiên bản nâng cao của Orthophoto, đã được hiệu chỉnh để loại bỏ hoàn toàn hiện tượng nghiêng của các công trình cao tầng (ví dụ: các mặt bên của tòa nhà không bị che khuất). Điều này mang lại cái nhìn trực quan và chính xác hơn về khu vực đô thị, rất hữu ích cho quy hoạch và quản lý tài sản.
• Mô hình số độ cao (DEM - Digital Elevation Model) và Mô hình số bề mặt (DSM - Digital Surface Model): Biểu diễn độ cao của địa hình tự nhiên (DEM) hoặc độ cao bao gồm cả vật thể (DSM) dưới dạng lưới số. Các mô hình này cực kỳ quan trọng cho quy hoạch, thủy văn, và xây dựng.
• Đám mây điểm 3D: Tập hợp hàng triệu đến hàng tỷ điểm có tọa độ X, Y, Z, phản ánh chi tiết hình dạng và vị trí của mọi vật thể trong khu vực khảo sát. Đám mây điểm LiDAR đặc biệt chi tiết và chính xác.
• Mô hình 3D: Dựng hình các công trình, địa vật dưới dạng 3D sống động, thường được sử dụng trong quy hoạch đô thị, du lịch ảo, và quản lý tài sản.

• Bản đồ chuyên đề: Các loại bản đồ thể hiện thông tin cụ thể như bản đồ sử dụng đất, bản đồ cây trồng, bản đồ phân bố tài nguyên... dựa trên dữ liệu đa phổ/siêu phổ.

Ứng dụng đa dạng:

Công nghệ khảo sát hàng không đã mở ra những khả năng mới mẻ và hiệu quả trong rất nhiều lĩnh vực:

• Quy hoạch đô thị và quản lý hạ tầng: Lập bản đồ nền, đánh giá hiện trạng, quy hoạch mở rộng đô thị, quản lý mạng lưới điện, giao thông, cấp thoát nước.

• Nông nghiệp thông minh: Giám sát sức khỏe cây trồng, quản lý tưới tiêu, bón phân chính xác, phát hiện sâu bệnh, ước tính năng suất.
• Lâm nghiệp: Kiểm kê tài nguyên rừng, giám sát cháy rừng, đánh giá đa dạng sinh học, quản lý rừng bền vững.
• Xây dựng và Giám sát dự án: Khảo sát địa hình trước khi thi công, giám sát tiến độ dự án, đo lường khối lượng san lấp, kiểm tra an toàn công trình.

• Thăm dò và khai thác tài nguyên: Khảo sát địa chất, tìm kiếm khoáng sản, lập bản đồ mỏ.
• Quản lý thiên tai và ứng phó khẩn cấp: Đánh giá thiệt hại sau bão lũ, động đất, cháy rừng; lập bản đồ vùng bị ảnh hưởng để hỗ trợ công tác cứu hộ, tái thiết.
• Bảo tồn di sản và khảo cổ: Lập mô hình 3D các công trình kiến trúc cổ
• Quốc phòng - An ninh: Lập bản đồ chiến lược, giám sát biên giới, hỗ trợ các hoạt động tình báo.

Lợi ích vượt trội:

Sử dụng công nghệ khảo sát, thu thập dữ liệu hàng không mang lại nhiều lợi ích đáng kể so với các phương pháp truyền thống:

• Hiệu quả và Tốc độ cao: Thu thập dữ liệu trên diện rộng trong thời gian ngắn, giảm đáng kể thời gian thực hiện dự án.
• Độ chính xác cao: Sản phẩm đầu ra có độ chính xác về tọa độ và hình học vượt trội, đáp ứng yêu cầu của nhiều ứng dụng khắt khe.
• An toàn: Giảm thiểu rủi ro cho con người khi khảo sát ở những địa hình hiểm trở, nguy hiểm hoặc khu vực rộng lớn.
• Tiết kiệm chi phí: Trong nhiều trường hợp, đặc biệt là các dự án lớn, việc sử dụng công nghệ hàng không giúp tối ưu hóa chi phí so với khảo sát mặt đất.
• Dữ liệu phong phú và chi tiết: Cung cấp cái nhìn tổng thể và chi tiết về khu vực khảo sát, bao gồm cả các thông tin khó thu thập bằng phương pháp thông thường (ví dụ: thông tin về độ cao chi tiết từ LiDAR).
• Khả năng tiếp cận linh hoạt: Có thể khảo sát những khu vực khó tiếp cận hoặc không thể tiếp cận bằng phương pháp mặt đất.
• Cập nhật dữ liệu thường xuyên: Dễ dàng thực hiện các khảo sát định kỳ để cập nhật thông tin, theo dõi sự thay đổi.

Công nghệ khảo sát và thu thập dữ liệu hàng không không chỉ là một xu hướng mà đã trở thành một công cụ thiết yếu, định hình lại cách chúng ta tiếp cận và giải quyết các vấn đề liên quan đến không gian địa lý. Với khả năng cung cấp dữ liệu chính xác, nhanh chóng và đa dạng, công nghệ này hứa hẹn sẽ tiếp tục phát triển mạnh mẽ, mở ra nhiều tiềm năng ứng dụng mới, góp phần vào sự phát triển bền vững của các ngành công nghiệp và nâng cao chất lượng cuộc sống.

Công ty Cổ phần Thiết bị SISC Việt Nam là đơn vị tiên phong và đi đầu trong việc cung cấp các các giải pháp khảo sát, thu thập dữ liệu hàng không tại Việt Nam với các thiết bị bay quét và chụp ảnh đa hướng hàng đầu. Hãy liên hệ với chúng tôi ngay hôm nay để được tư vấn chuyên sâu và tìm hiểu thêm về các giải pháp tiên tiến nhất, phù hợp với nhu cầu riêng của bạn!