Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác xây dựng mô hình số bề mặt từ dữ liệu ảnh chụp bởi thiết bị bay không người lái

Bài viết này đề cập đến các yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác xây dựng mô hình số bề mặt từ dữ liệu ảnh UAV như ảnh hưởng của độ cao bay chụp, của tham số máy ảnh, của độ phủ ảnh, của phần mềm và thuật toán ứng dụng đồng thời đề ra những giải pháp nhằm hạn chế các ảnh hưởng đó.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác xây dựng mô hình số bề mặt từ dữ liệu ảnh chụp bởi thiết bị bay không người lái Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất Tập 59, Kỳ 5 (2018) 21-31 21 Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác xây dựng mô hình số bề mặt từ dữ liệu ảnh chụp bởi thiết bị bay không người lái Phạm Hà Thái 1,*, Trần Trung Anh 1, Lê Thu Trang 1, Nguyễn Thị Ánh 2 1 Khoa Trắc địa - Bản đồ và Quản lý đất đai, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Việt Nam 2 Công ty Cổ phần Đo đạc và khoáng sản, Bộ Tài nguyên và Môi trường, Việt Nam THÔNG TIN BÀI BÁO TÓM TẮT Quá trình: Trong những năm đây công nghệ đo ảnh UAV được ứng phổ biến trong nhiều Nhận bài 10/8/2018 lĩnh vực nhờ tính kinh tế và tính phổ dụng của nó. Bài báo này đề cập đến các Chấp nhận 25/9/2018 yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác xây dựng mô hình số bề mặt từ dữ liệu ảnh Đăng online 31/10/2018 UAV như ảnh hưởng của độ cao bay chụp, của tham số máy ảnh , của độ phủ Từ khóa: ảnh, của phần mềm và thuật toán ứng dụng đồng thời đề ra những giải pháp Đo ảnh nhằm hạn chế các ảnh hưởng đó. Chúng tôi đã tiến hành bay chụp trên khu Thiết bị bay không người vực công viên Hòa Bình, Hà Nội bởi hai thiết bị bay không người lái là Phantom 3 Pro và Phantom 4 Pro trong nhiều trường hợp để tìm ra được sự ảnh hưởng lái của các yếu tố đã đề cập ở trên tới độ chính xác thành lập mô mình số bề mặt. Mô hình số bề mặt Trên bãi thực nghiệm này, chúng tôi xây dựng 16 điểm khống chế, đã được xác Mô hình số độ cao định tọa độ trắc địa chính xác bằng phương pháp đo RTK. © 2018 Trường Đại học Mỏ - Địa chất. Tất cả các quyền được bảo đảm. al., 2012), nghiên cứu địa chất (Bemis et al., 2014), 1. Mở đầu cũng như trong nghiên cứu môi trường (Díaz- Trong khoảng nửa thế kỷ trở lại đây, công Vilariño et al., 2016; Haas et al., 2015)... Với sự nghệ đo ảnh bằng ảnh chụp từ máy bay không phát triển nhanh chóng của công nghệ này, thiết bị người lái (UAV) để tạo ra mô hình số bề mặt (DSM) bay không người lái có thể sử dụng trong các hay mô hình số độ cao (DEM) cũng như bình đồ trường hợp khu vực nguy hiểm cho con người và trực ảnh đã được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực các khu vực không thể tiếp cận được ở độ cao thấp như thành lập bản đồ (Hugenholtz et al., 2014; và gần với các đối tượng mà hệ thống có người lái Uysal et al., 2015; Siebert, 2014; Đào Ngọc Long, không thể sử dụng. Ví dụ các vùng đồng bằng ngập 2011; Phan Thị Anh Thư, Lê Văn Trung, 2011), lụt, động đất và các khu vực sa mạc. Hơn nữa, ứng dụng trong giao thông (Díaz-Vilariño et al., trong điều kiện thời tiết nhiều mây và mưa, việc 2016), (Võ Thanh Bình và nnk., 2018), lâm nghiệp thu thập dữ liệu bằng UAV vẫn có khả năng thực và nông nghiệp (Grenzdörffer et al., 2008; Costa et hiện khi khoảng cách tới đối tượng cho phép bay _____________________ dưới mây. Các điều kiện thời tiết như vậy không *Tácgiả liên hệ cho phép thu thập dữ liệu với các máy ảnh cỡ lớn E-mail: phamhathai@humg.edu.vn được tích hợp vào máy bay có người lái do yêu cầu 22 Phạm Hà Thái và nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 59 (5), 21-31 độ cao bay cao hơn. Ngoài ra, một lợi thế cơ bản kiểm tra CP và độ cao điểm tương ứng của mô của việc sử dụng UAV là nhanh chóng, giá thành hình số bề mặt DSM (Saskia et al., 2017). Trong hạ. Hầu hết các hệ thống UAV thương mại sẵn có phạm vi bài báo này, độ chính xác mô số bề mặt trên thị trường đều tập trung vào các hệ thống chi DSM xây dựng từ các ảnh UAV được tính bằng sai phí thấp và do đó lợi thế lớn của việc sử dụng UAV số trung phương của độ chênh độ cao giữa độ cao cũng là yếu tố chi phí vì UAV rẻ hơn và có chi phí điểm kiểm tra và độ cao điểm tương ứng trên mô hoạt động thấp hơn máy bay có người lái. Do đó, hình số bề mặt trên tổng số điểm kiểm tra các UAV có thể được xem như bổ sung hoặc thay (Morgan and Falkner, 2001), (Bùi Tiến Diệu và thế cho phép đo ảnh hoặc đo đạc trên mặt đất nnk., 2016). trong một phạm vi ứng dụng nhất định. Độ chính xác của DSM bắt nguồn từ đo ảnh 2. Khu vực nghiên cứu và dữ liệu sử dụng UAV bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố khác nhau đã Công trình công viên Hòa Bình (Hình 1) đã được nghiên cứu độc lập, ví dụ như ảnh hưởng của được khởi công vào ngày 20/2/2009, với ổng mức thay đổi độ dài tiêu cự (Clapuyt et al., 2016), ảnh đầu tư 282 tỷ. Công viên có diện tích đất xây dựng hưởng của độ cao bay chụp, thông số định hướng là 20,3431 ha, trong đó: 19,8772 ha là đất xây của máy chụp ảnh (Rock et al., 2011), (Leitão et al., dựng công viên; 0,4659 ha là đất giao thông Thành 2016), cũng như chất lượng ảnh (Nouwakpo et al., phố. Điểm khống chế mặt đất đã được bố trí đều 2015), (Smith et al., 2015). Ngoài ra, số lượng cũng trên khắp khu đo với số lượng là 16 điểm (Hình 2), như sự phân bố của những điểm khống chế ảnh được xác định tọa độ trắc địa chính xác bằng được sử dụng cho việc định hướng tấm ảnh trong phương pháp đo RTK với độ chính xác đạt được hệ họa độ trắc địa cũng được coi là một trong 1cm về mặt phẳng và 2cm về độ cao. những yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác thành Để tiến hành khảo sát tất cả các trường hợp lập ...