Một trong những ứng dụng về địa không gian là sử dụng thiết bị bay không người lái (UAV), công nghệ bay chụp bằng UAV được ứng dụng rất nhiều lĩnh vực khác nhau, nhất là trong công tác đo đạc, thành lập bản đồ tỷ lệ lớn. Một ứng dụng của mới của công nghệ viễn thám dự đoán sẽ phát triển trong tương lai.
Bay chụp UAV là gì
UAV được viết tắt của Unmanned aerial vehicle, có nghĩa là Thiết bị bay không người lái, hoặc máy bay không người lái, được điều khiển từ xa. Những thiết bị bay chụp ở diện tích lớn sẽ tích hợp những trang thiết bị hàng không đặc chủng, trước những năm 1916 Archibald Montgometry Low (người Anh) đã chế tạo ra chiếc máy bay không người lái, nhằm phục vụ cho thế chiến thứ nhất, tấn công kẻ địch chớp nhoáng. Tuy nhiên đến thời bình thì UAV lại được xem là một ứng dụng hữu dụng cho nhiều lĩnh vực, trong đó có lĩnh vực trắc địa – bản đồ.
Cấu tạo của thiết bị bay chụp UAV
Hệ thống chụp ảnh hàng không kỹ thuật số bằng máy bay không người lái UAV để xây dựng bản đồ địa hình được chia làm 4 thành phần chính:
- Hệ thống máy bay
- Máy ảnh kỹ thuật số
- Trạm điều khiển mặt đất
- Trạm xử lý ảnh, tạo mô hình số mặt đất
Hệ thống máy bay được cấu tạo như sau: Thân máy bay, đầu thu GPS, cảm biến tốc độ gió, cảm biến độ cao, cảm biến áp xuất, cảm biến cân bằng và bộ thu phát tín hiệu, pin hành trình cung cấp nguồn điện cho quá trình bay chụp của thiết bị.
Phân loại UAV
UAV và bộ cảm phổ biến hiện nay gồm: UAV dạng lên thẳng, UAV dạng cánh bằng, UAV dạng hỗn hợp.
Dạng lên thẳng có phân làm hai loại: một động cơ và nhiều động cơ, tuy nhiên thường thấy loại nhiều động cơ được sử dụng rộng rãi.
Ứng dụng bay chụp UAV
-
Phục vụ cho trắc địa – bản đồ
Trong lĩnh vực trắc địa, bản đồ, công nghệ viễn thám bằng thiết bị bay chụp ảnh UAV phục vụ chủ yếu cho giám sát công trình giao thông, thủy lợi, nông nghiệp, lâm nghiệp, khảo sát các khu vực có địa hình phức tạp, các tuyến ống dẫn nước, khí đốt, nhưng nhiều hơn cả là thành lập bản đồ tỷ lệ lớn.
Với nhiều công trình đã thực hiện công nghệ UAV đã chứng tỏ được thế mạnh vượt trội của mình khi so sánh với các công nghệ truyền thống như: tạo ra hình ảnh trực quan, sinh động; cung cấp thông tin nhanh chóng và chính xác; sản phẩm phong phú (ảnh trực giao, DSM và DEM, Point cloud, mô hình 3D)
-
Phục vụ tìm kiếm cứu hộ cứu nạn
Trên thế giới UAVs đã được ứng dụng tương đối hiệu quả trong công tác hỗ trợ khắc phục sự cố, tìm kiếm cứu nan. Một UAVs thông minh tích hợp các cảm biến có thể được sử dụng theo nhiều cách để hỗ trợ con người trong các công tác trên. Việc tìm kiếm người mất tích sẽ trở nên dễ dàng hơn, nhanh hơn và ít tốn chi phí hơn nhờ máy bay không người lái chuyên dụng.
Điều này có được nhờ kích thước nhỏ gọn khả năng bay linh hoạt hơn trực thăng cứu hộ, chi phí vận hành rất rẻ. Máy bay không người lái có thể dùng để dựng bản đồ hiện trạng giúp đánh giá hậu quả thiên tai và đưa ra phương án khắc phục kịp thời. Máy bay không người lái có thể được triển khai để cung cấp thuốc men, đồ cứu hộ nhanh chóng, kíp thời tới nơi thiên tai mà con người có thể sẽ mất rất nhiều thời gian để có thể tới được.
Đối với giám sát địa hình là ảnh trực giao (orthophoto), mô hình số bề mặt (DSM) và đám mây điểm (point clouds). Với mục đích này ngoài việc thu thập hình ảnh ngoài thực địa vô cùng quan trọng thì còn phải tính đến phần xử lý nội nghiệp cũng tương đối phức tạp, mất nhiều thời gian và công sức của tác nghiệp viên.
-
Ứng dụng công nghệ máy bay không người lái vào điều tra tài nguyên nước
Thực tế cho thấy, có rất nhiều ứng dụng bắt buộc phải triển khai trên diện rộng như ghi nhận số liệu thiên tai ngập lụt, trượt lở đất … mà nếu áp dụng các kỹ thuật truyền thống, sẽ vô cùng tốn kém kinh phí và thời gian triển khai.
Công nghệ sử dụng trong thiết bị bay không người lái hỗ trợ khả năng tiếp cận các khu vực hoặc điểm nhìn trước đây không thể tiếp cận được, đồng thời cung cấp cho người dùng các ảnh chụp và ảnh video với độ phân giải cao, đặc biệt tại các khu vực thường được coi là nguy hiểm đối với cán bộ thực địa như khu vực sạt lở đất hay giám sát nguồn nước vào mùa lũ.
Kết hợp với công nghệ Iot và công nghệ điện toán đám mây cloud computing, dữ liệu lớn bigdata, để xây dựng giải pháp hoàn thiện.
Ngọc Hiền