Nghiên cứu lựa chọn quy trình xử lý ảnh UAV tích hợp công nghệ GNSS trong trắc địa bản đồ

Bài viết Nghiên cứu lựa chọn quy trình xử lý ảnh UAV tích hợp công nghệ GNSS trong trắc địa bản đồ tiến hành so sánh hai quy trình kỹ thuật bay chụp UAV: RTK và PPK để tìm ra phương pháp định vị GNSS trên không phù hợp với từng thiết bị bay chụp, trên cơ sở đó có thể lựa chọn quy trình xử lý ảnh chụp UAV đáp ứng độ chính xác theo quy định hiện hành.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu lựa chọn quy trình xử lý ảnh UAV tích hợp công nghệ GNSS trong trắc địa bản đồ NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN QUY TRÌNH XỬ LÝ ẢNH UAV TÍCH HỢP CÔNG NGHỆ GNSS TRONG TRẮC ĐỊA BẢN ĐỒ Trần Thanh Sơn, Dương Thị Mai Chinh, Lê Thị Hoa Huệ, Vũ Thị Thu Hiền Phân hiệu Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội tại Thanh Hóa Tóm tắt Máy bay không người lái (UAV/ Drone) được sử dụng trong khảo sát địa hình, địa chính, bản đồ, quản lý dữ liệu đất đai và quy hoạch đô thị,… và chúng cũng được sử dụng để tạo DEM, DSM, đường đồng mức, đám mây điểm 3D và bình đồ ảnh trực giao (Orthomosaic). Chúng ta thấy có nhiều quy trình khác nhau được sử dụng trong UAV để thu thập dữ liệu, tất cả quy trình đều có những ưu điểm và nhược điểm của mình. Quy trình xử lý bay chụp RTK và PPK đều có thể đạt được độ chính xác đến từng centimet. Đây được xem là hai phương pháp phổ biến cho công tác thành lập bản đồ. Tuy nhiên, về tính ổn định, tiện dụng, an toàn và chính xác cao thì phương pháp PPK vẫn đang là lựa chọn hàng đầu cho công tác thành lập bản đồ hiện nay. Bài báo tiến hành so sánh hai quy trình kỹ thuật bay chụp UAV: RTK và PPK để tìm ra phương pháp định vị GNSS trên không phù hợp với từng thiết bị bay chụp, trên cơ sở đó có thể lựa chọn quy trình xử lý ảnh chụp UAV đáp ứng độ chính xác theo quy định hiện hành. Từ khóa: Máy bay không người lái; Đo động thời gian thực; Đo động xử lý sau; Đám mây điểm. Abstract Researching and selecting of treating process of uav image which is intergrated gnss technology in surveying and mapping engineering Unmanned aerial vehicle (UAV/drone) is used in survey tophographic, cadastre, map, management of land data, urban planning,.... it is also used to make DEM, DSM, contour, 3D point clouds, Orthomosaic. We can be see that there are different processes applied in UAV to collect data, all the processes have its advantage and disadvantage. The flying treatment processes take both of RTK and RTK image that achieve to centimeter accuracy. This has been two common methods in map construction. However, in terms of stability, convenience, safety and high accuracy, the PPK method is still the first choice for map construction today. The paper has done comparison between RTK and PPK technique of The flying treatment processes (UAV) to find out locating way in air which is suitable with each shooting aircraf, on that basic, it can be selected a flying procedure to treat photoes which is taken from UAV and adapted accuracy to regulation today. Keywords: Unmanned aerial vehicle; Real - time dynamic measurement; Post - processing dynamic measurement; Point clouds. 1. Mở đầu Công nghệ bay chụp UAV hiện nay đang trở thành công cụ đắc lực hỗ trợ cho các công tác trắc địa. Công nghệ định vị GNSS phát triển được tích hợp vào Drone/UAV không những giúp giảm công sức so với quy trình truyền thống sử dụng điểm khống chế ảnh mà độ chính xác còn cho phép thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn theo Thông tư số 07/2021/TT-BTNMT của Bộ Tài nguyên và Môi trường (Bộ TNMT) ngày 30/6/2021 [1]. Với sự tích hợp công nghệ GNSS vào công nghệ bay chụp, trong bài báo này không đánh giá về độ chính xác so với việc sử dụng các điểm kiểm tra mặt đất truyền thống mà chỉ so sánh đánh giá các quy trình công nghệ để xử lý tấm ảnh bay Hội thảo Quốc gia 2022 9 chụp đạt độ chính xác tốt nhất và ổn định nhất. Trên cơ sở về nguyên lý hoạt động và một số thực nghiệm được thực hiện, nhóm tác giả đã đưa ra một số nhận xét về các quy trình xử lý ảnh UAV tích hợp công nghệ GNSS. 2. Phương pháp nghiên cứu 2.1. Nguyên tắc hoạt động của UAV/RTK Hệ thống đo RTK (Real - Time Kinematic) nói chung bao gồm ba phần: Thiết bị nhận GNSS; Hệ thống truyền dữ liệu và hệ thống phần mềm để thực hiện phép đo động. Công nghệ đo RTK là công nghệ đo độ lệch pha sóng mang dựa trên quan sát pha sóng mang và có chức năng định vị nhanh và chính xác cao. Nó có thể thu được kết quả định vị ba chiều của trạm đo trong hệ tọa độ được chỉ định trong thời gian thực và nó có độ chính xác định vị cấp độ centimet. Hình 1: Bay chụp UAV bằng phương pháp RTK (Nguồn: https://www.agiratech.com) Nguyên lý hoạt động của phép đo RTK là: Một máy thu được đặt trên trạm tham chiếu và một hoặc một số máy thu khác được đặt trên sóng mang (gọi là trạm di động). Trạm tham chiếu và trạm di động nhận cùng một lúc, đối với các tín hiệu được truyền bởi cùng một vệ tinh GNSS, các giá trị quan sát thu được từ trạm tham chiếu được so sánh với thông tin vị trí đã biết để thu được giá trị hiệu chỉnh vi sai GNSS. Sau đó, giá trị đã sửa đổi được truyền kịp thời đến trạm di động của vệ tinh tầm nhìn chung thông qua trạm vô tuyến liên kết dữ liệu vô tuyến để tinh chỉnh giá trị quan sát GNSS của nó, để có được vị trí thời gian thực chính xác hơn của trạm di động sau khi hiệu chỉnh vi sai. Hiện tại, độ chính xác mặt phẳng định vị của các nhà sản xuất chính RTK có thể đạt 8 mm + 1 ppm và độ chính xác độ cao có thể đạt 15 mm + 1 ppm [2, 3, 4]. Có hai phương thức liên lạc chính giữa trạm gốc và trạm di động: Trạm vô tuyến và mạng. Tín hiệu nhà đài ổn định và khoảng cách truyền tín hiệu mạng dài, mỗi loại đều có ưu điểm riêng. 2.2. Nguyên tắc hoạt động của UAV/PPK Nguyên lý hoạt động của công nghệ PPK (Post - Processing Kinematic, GPS dynamic Post 10 Hội thảo Quốc gia 2022 - Processing - chênh lệch) là sử dụng một máy thu trạm tham chiếu để quan sát đồng bộ và ít nhất một máy thu di động để quan sát đồng bộ vệ tinh GNSS; Có nghĩa là, trạm tham chiếu giữ quan sát liên tục, trạm di động ban đầu di chuyển đến điểm chưa xác định tiếp ...