Research to establish 3D model of mine industrial site area from terrestrial laser scanning and Unmanned aerial vehicle data. Journal of Mining and Earth Sciences Vol 63, Issue 5 (2022) 25 36 25 Research to establish 3D model of mine industrial site area from terrestrial laser scanning and Unmanned aerial vehicle data Canh V.
Journal of Mining and Earth Sciences Vol 63, Issue (2022) 25 - 36 25 Research to establish 3D model of mine industrial site area from terrestrial laser scanning and Unmanned aerial vehicle data Canh Van Le 1,*, Cuong Xuan Cao 1, Son Si Tong 2, Hoa Van Dinh Hanoi University of Mining and Geology, Hanoi, Vietnam Vietnam Academy of Science and Technology, Hanoi, Vietnam Hung Phat A Chau Company, Hanoi, Vietnam ARTICLE INFO Article history: Received 10th Jan 2022 Revised 29th June 2022 Accepted 31st Oct 2022 Keywords: 3D model, Point Cloud, SCN, TLS, UAV ABSTRACT In recent years, three-dimensional (3D) models are being built in many fields including mining These products are often used to develop a database of smart mines which in terms can be used in the management of production in underground coal mines Unmanned aerial vehicle (UAV) and terrestrial laser scanning (TLS) technologies are known as the two main technologies that quickly and accurately collect 3D point cloud (PC) data This article presents the integration of a 3D point cloud produced from UAV photos and TLS to build a detailed 3D model for the ground plant at the level of +35 m in the Nui Beo underground coal mine To collect data, a DJI Phantom Advanced drone was used to take photos in three modes: a shot angle of 900, a 3D grid with a 450 angle, and a circular flight orbit with 450 and 600 shooting angles A Faro Focus3D X130 laser scanner was used for scanning the mine shaft’s tower to fill the missing point cloud of the UAV The PC established by both methods was evaluated for accuracy based on the control points measured by a Leica TS09 total station, which was merged by the Iterative Closest Point (ICP) algorithm The integrated PC met the accuracy requirement of establishing a 3D model of the study area with the level of detail in the CityGML standard Copyright © 2022 Hanoi University of Mining and Geology All rights reserved _ *Corresponding author E - mail: levancanh@humg.edu.vn DOI: 10.46326/JMES.2022.63(5).03 26 Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất Tập 63, Kỳ (2022) 25 - 36 Nghiên cứu thành lập mơ hình 3D mặt sân cơng nghiệp mỏ từ liệu quét laser mặt đất thiết bị bay không người lái Lê Văn Cảnh 1, *, Cao Xuân Cường 1, Tống Sĩ Sơn 2, Đinh Văn Hòa Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội, Việt Nam Viện Hàn lâm Khoa học Cơng ty Trách nhiệm hữu THƠNG TIN BÀI BÁO Công nghệ Việt Nam, Hà Nội, Việt Nam hạn Hưng Phát Á Châu, Hà Nội, Việt Nam Quá trình: Nhận 10/01/2022 Sửa xong 29/6/2022 Chấp nhận đăng 31/10/2022 Từ khóa: Đám mây điểm, Mơ hình 3D, SCN, TLS, UAV TĨM TẮT Trong năm gần đây, mơ hình 3D quan tâm nghiên cứu ứng dụng lĩnh vực khai thác mỏ, với mục tiêu quản lý vận hành khai thác mỏ an toàn, hiệu tiến tới xây dựng sở liệu cho loại hình mỏ thơng minh Máy bay khơng người lái (UAV) quét laser mặt đất (TLS) biết đến hai cơng nghệ dùng để thu thập liệu đám mây điểm 3D (3D Points cloud - PC) nhanh chóng, cho độ xác đáp ứng yêu cầu Bài báo nghiên cứu tích hợp đám mây điểm 3D thành lập từ ảnh bay chụp UAV liệu TLS để xây dựng mô hình 3D chi tiết cho mặt sân Cơng nghiệp +35 m mỏ than Núi Béo, với diện tích khoảng 12 Để thực mục tiêu này, máy bay Phantom4 Advanced sử dụng để bay chụp ảnh với ba phương án: chụp ảnh dạng thành lập đồ 2D với góc chụp 900 , chụp ảnh dạng lưới 3D góc chụp 450 chụp ảnh tập trung vào tháp giếng với góc chụp 450 600 Máy quét laser mặt đất Faro Focus3D X130 sử dụng để quét laser khu vực tháp giếng, bổ sung liệu đám mây điểm thành lập từ ảnh UAV Đám mây điểm thành lập hai phương pháp đánh giá độ xác dựa vào điểm tiêu kiểm tra đo tọa độ máy toàn đạc điện tử Leica TS09, ghép với thuật toán ICP Kết cho PC đảm bảo độ xác thành lập mơ hình 3D khu vực thực nghiệm với mức độ chi tiết đạt LOD3 © 2022 Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tất quyền bảo đảm _ *Tác giả liên hệ E - mail: levancanh@humg.edu.vn DOI: 10.46326/JMES.2022.63(5).03 Lê Văn Cảnh nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 63 (5), 25 - 36 Mở đầu Mặt sân cơng nghiệp mỏ (SCN), nơi có cơng trình quan trọng mỏ hầm lị hệ thống giếng đứng, tháp giếng, trục tời nhà điều hành khu vực chế biến khoáng sản (Le Nguyen., 2016; Võ, 2016) Các cơng trình SCN xây dựng với hình dạng, kiểu dáng, kích thước, chất liệu khác Hệ thống nhà xưởng xây dựng lắp đặt kết cấu thép, vách mái lợp tôn, nhà điều hành văn phòng xây dựng tường gạch kiên cố, tháp giếng có chiều cao lớn SCN, phần thân cao trung bình 50 m có cấu tạo kết cấu thép với chi tiết phức tạp kích thước khác Với cơng trình có cấu tạo khác kích thước và mức độ chi tiết để thành lập mơ hình 3D cần phải có phương pháp thu thập liệu đám mây điểm 3D phù hợp Chụp ảnh thiết bị bay không người lái (UAV) cho phép thu thập đám mây điểm (PC) diện rộng thời gian ngắn (Cao nnk., 2021b) Tuy nhiên, phương pháp không thu thập liệu khu vực lớp phủ, PC thiếu liệu khu vực bị che chắn Quét laser mặt đất (TLS) biết đến công nghệ cho thu thập liệu PC có độ xác cao (Nguye� n nnk., 2019) Để xây dựng mơ hình 3D cần có kết hợp UAV TLS thành lập PC để có đám điểm hồn chỉnh, hai công nghệ bổ sung phần khiếm khuyết cho (Bolkas nnk., 2020; Bùi Nguyễn, 2020) Ứng dụng UAV TLS để thu thập liệu thành lập mơ hình 3D quan tâm nghiên cứu với nhiều khía cạnh khác lĩnh vực hầm lò Tác giả Hu cộng xây dựng mơ hình 3D để mơ cấu trúc địa chất đường lò (Hu Wan, 2010) Nghiên cứu tác giả Seung-Joong đồng nghiệp kết luận mô hình 3D cho liệu trực quan làm tăng khả để đánh giá độ thẳng đứng biến dạng trụ bảo vệ (Lee Choi, 2019) Trong nghiên cứu khác, tác giả Marek cộng mơ hệ thống đường lị với vết lộ địa chất xuất thành lò cung cấp hình ảnh 3D trực quan phục vụ đánh giá mức độ ảnh hưởng, hướng tiến triển tai biến địa chất ảnh hưởng tới đường lò (Marcisz nnk., 2018) Trong lĩnh vực khai thác mỏ hầm lị Việt Nam, mơ hình 3D nghiên cứu thành lập cho 27 số đường lò đơn lẻ (Nguye� n nnk., 2019) Tác giả Cao Xuân Cường cộng đưa qui trình tích hợp đám mây điểm 3D UAV TLS (Cao nnk., 2021a) nghiên cứu khác nhóm tác giả đưa phân tích độ xác phương pháp bay chụp khác UAV để thành lập PC cho khu vực SCN (Cao nnk., 2021b), dừng lại đánh giá PC bề mặt nền, tường mái nhà Từ phân tích nêu thấy chưa có nghiên cứu thành lập mơ hình 3D cho mặt SCN mỏ Đây khoảng trống nghiên cứu cần lấp đầy nhằm cung cấp liệu không gian địa lý cho việc phân tích quản lý SCN an toàn, hiệu quả; cung cấp liệu 3D làm tảng cho xây dựng hệ thống mỏ thông minh Khu vực nghiên cứu Mặt sân công nghiệp mỏ +35 m (SCN35) mỏ than Núi Béo, thành phố Hạ Long, tỉnh Quảng Ninh lựa chọn làm khu vực thực nghiệm, ranh giới khu vực đo vẽ thể Hình 1, diện tích đo vẽ ranh giới 12 Mỏ than Núi Béo thực khai thác than theo phương pháp hầm lò, SCN35 nơi xây dựng cơng trình quan trọng mỏ như: nhà điều hành; nhà chức năng; cặp giếng đứng giếng đứng phụ có chiều sâu -450 m, hệ thống tháp giếng, nhà điều khiển, hệ thống vận tải kết nối giao thông hoạt động từ mặt mỏ tới hệ thống khai thác đường lị Các cơng trình Hình Khu vực nghiên cứu 28 Lê Văn Cảnh nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 63 (5), 25 - 36 xây dựng với vật liệu kiến trúc khác nhau, số hệ thống nhà điều hành, nhà chức khác xây dựng tường bê tông lợp tôn, hệ thống nhà xưởng dựng kết cấu thép bắn tốn Hệ thống tháp giếng xây dựng kết cấu thép có chiều cao khoảng 50 m với phần thân quây tôn, phần tháp kết cấu thép có kiến trúc phức tạp Thiết bị sử dụng Để thu thập liệu thực nghiệm SCN35, ba thiết bị sử dụng bao gồm: máy toàn đạc điện tử Leica TS09 Plus (TS09); máy bay không người lái DJI Phantom4 Advanced (P4A) máy quét laser mặt đất Faro Focus3D X130 (F130) Để đảm bảo độ xác trước sử dụng thiết bị kiểm định, thông số kỹ thuật thiết bị thể Bảng P4A sử dụng bay chụp ảnh để thành lập PC cho toàn khu vực đo vẽ F130 sử dụng để quét laser 3D khu vực tháp giếng, cung cấp PC độ xác cao bổ sung liệu thiếu cho PC thành lập từ ảnh chụp P4A Để đánh giá độ xác PC, thiết bị TS09 sử dụng để đo điểm khống chế ảnh mặt đất (Ground Control Point-GCP) điểm kiểm tra mơ hình (Check Point - CP) Bảng Thông số kỹ thuật thiết bị sử dụng Hình ảnh thiết bị Thơng số kỹ thuật Độ xác đo góc Độ xác đo cạnh Leica TS09 Plus 1” Có gương 1,5 mm±2 ppm Không gương 1,5 mm±2 ppm Faro Forcus X130 Khoảng qt 90% phản xạ 0,6÷130 m Độ xác chiều dài ±2 mm Tốc độ quét (điểm/giây) > 976 000 Độ phân giải máy ảnh Mb Trường quét 360x3000 DJI Phantom4 Advanced Thời gian bay tối đa Vệ tinh định vị tâm chụp Loại Máy ảnh Độ phân giải Tốc độ chập Kích thước ảnh 30’ GPS/Glonass 1” Cmos 20 Mb 8ữ1/8000 s 3:2 ( 5472 ì 3648) 4:3 ( 4864 × 3648) 16:9 (5472 × 3078) Lê Văn Cảnh nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 63 (5), 25 - 36 Thu thập liệu Trước bay chụp ảnh quét laser 3D mặt đất, điểm GCP CP đánh dấu thực địa tiêu khống chế ảnh (Hình 2), tiêu chọn vị trí thơng thoáng, khả xuất ảnh lớn Với qui mơ diện tích khu vực đo vẽ SCN (a) 29 Bay chụp ảnh UAV thực với 03 phương án: chụp ảnh khu vực ranh giới R1 với phương pháp dùng cho thành lập đồ 2D (map 2D) góc chụp 900, chụp ảnh dạng lưới (grid) với góc chụp 450 khu vực ranh giới R2 chụp ảnh bay tròn quanh tháp giếng (circle) khu vực ranh giới R3 (Hình 4) Các thông số cho phép thu nhận tối đa hình ảnh bề mặt đối tượng mặt đất Quỹ đạo bay hình trịn cho phép chụp đối tượng dạng tháp cao cách đầy đủ, hiệu an toàn tiết kiệm thời gian pin sử dụng cho UAV Các thơng số bay chụp ảnh phương pháp bay thể Bảng Các điểm GCP dùng để nắn ảnh bay chụp UAV đồng thời dùng làm tiêu ghép trạm máy quét laser 3D mặt đất Tọa độ điểm GCP CP đo nối vào điểm mốc khống chế giải tích đường chuyền cấp mỏ, độ xác đạt đường chuyền cấp Bảng Thông số ca bay chụp ảnh UAV (b) Hình Tiêu khống chế ảnh (a) Tiêu đặt nền; (b) Tiêu gắn tường mỏ than Núi Béo, để đảm bảo khống chế kiểm tra xác PC tọa độ mặt cao độ Số lượng điểm GCP CP cần thiết 19 05 điểm, vị trí điểm bố trí khu vực đo vẽ Hình 3a điểm GCP ký hiệu màu vàng, điểm CP ký hiệu màu đỏ Hình 3b thể điểm mốc khu vực tháp giếng, mốc K1, K2, K4 K5 đặt SCN mốc lại gắn tháp giếng Các điểm GCP dùng để nắn ảnh bay chụp UAV đồng thời dùng làm tiêu ghép trạm máy quét laser 3D mặt đất Tọa độ điểm GCP CP đo nối vào điểm mốc khống chế giải tích đường chuyền cấp mỏ, độ xác đạt đường chuyền cấp Góc Phương chụp pháp chụp (độ) Vng góc 90 Ơ lưới 45 45 Quĩ đạo tròn 60 Chiều cao bay (m) 100 100 50÷80 GSD Khu vực đo vẽ (cm) 2,74 Ranh giới đo R1 2,74 Ranh giới đo R2 0,5 Ranh giới R3 Thiết bị TLS sử dụng loại Faro Focus X130, thành lập trạm quét quanh tháp giếng đứng phụ, trạm quét bố trí tạo thành phịng khép kín (khép trạm qt đầu tiên).TLS đặt chế độ quét 4x cho độ phân giải không gian quét đối tượng đạt mm/10 m Thành lập đám mây điểm 3D Qui trình thành lập đám mây điểm 3D cho SCN35 liệu TLS ảnh bay chụp UAV thể Hình 5.1 Thành lập đám mây điểm 3D toàn khu vực Sự kết hợp ảnh bay chụp UAV chụp vng góc, chụp dạng lưới cho đám mây điểm dày đặc độ xác tốt xử lý riêng lẻ trường hợp (Cao nnk., 2021b) Do vậy, ảnh bay chụp UAV theo ba phương pháp Bảng xử lý đồng thời phần mềm Agisoft Metashape Pro 1.5.2 30 Lê Văn Cảnh nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 63 (5), 25 - 36 CGP CP (a) (b) Hình Các điểm GCP CP (a) Tồn khu vực đo vẽ; (b) Khu vực tháp giếng Hình Các khu vực bay chụp ảnh Hình Qui trình thành lập mơ hình 3D từ liệu ảnh UAV TLS Lê Văn Cảnh nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 63 (5), 25 - 36 Sử dụng thuật toán SFM (Structure From Motion) để ghép ảnh, tái tạo bề mặt đám mây điểm PC thành lập qua bước ghép ảnh, bình sai tam giác khơng gian ảnh với tham số định hướng trong, định hướng ảnh tạo đám mây điểm 3D Độ xác PC Hình đánh giá sai số trung phương dựa vào điểm kiểm tra (CP), sử dụng sai số trung phương (RMSE), tính tốn cho sai số tọa độ X, Y, Z , XY XYZ với cơng thức tính tốn sau: ∑𝑛𝑛𝑖𝑖=1�𝑋𝑋𝐷𝐷𝐷𝐷𝐷𝐷 − 𝑋𝑋𝐶𝐶𝑃𝑃𝑖𝑖 � 𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝐸𝐸𝑥𝑥 = � 𝑛𝑛 (1) 𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝐸𝐸𝑦𝑦 = (2) 𝑛𝑛 �∑𝑖𝑖=1�𝑌𝑌𝐷𝐷𝐷𝐷𝐷𝐷 𝑛𝑛 − 𝑌𝑌𝐶𝐶𝑃𝑃𝑖𝑖 � ∑𝑛𝑛𝑖𝑖=1�𝑍𝑍𝐷𝐷𝐷𝐷𝐷𝐷 − 𝑍𝑍𝐶𝐶𝑃𝑃𝑖𝑖 � � 𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝐸𝐸𝑧𝑧 = 𝑛𝑛 𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝐸𝐸𝑋𝑋𝑋𝑋 = �𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝐸𝐸𝑋𝑋2 + 𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝑅𝐸𝐸𝑌𝑌2 (3) (4) Trong đó: RMSE - sai số trung phương; n tổng số điểm kiểm tra; XCPi XDSM, YGCPi YDSM, ZGCPi ZDSM - thành phần tọa độ tương ứng theo hướng trục X, Y, Z điểm khống chế ảnh điểm tương ứng mơ hình số địa hình (DSM) Sai lệch vị trí tọa độ điểm kiểm tra mơ hình khu vực nghiên cứu thể 31 Bảng Sai số trung phương (RMSE) mơ hình DSM theo thành phần tọa độ X, Y, Z 1,5 cm; 1,1 cm 1,9 cm Bảng Độ lệch vị trí tọa độ điểm CP Điểm K6 K7 K11 K14 K16 ∆𝑋𝑋 0,9 0,4 -2,7 -1,5 -1,0 Sai lệch tọa độ (cm) ∆𝑌𝑌 ∆𝑋𝑋𝑋𝑋 1,7 1,9 -0,5 0,6 -1,5 3,1 0,5 1,6 0,8 1,3 ∆𝑍𝑍 -1,5 -2,7 -1,9 -1,1 1,1 5.2 Thành lập đám mây điểm 3D tháp giếng Dữ liệu quét laser mặt đất (TLS) xử lý phần mềm Faro Scene Các trạm TLS ghép với phương pháp nắn tọa độ gián tiếp, dựa vào tối thiểu điểm GCP (Hình 3) biết tọa độ có PC hai trạm cần ghép Sau ghép trạm đám mây điểm tháp giếng (TLS-PC) Hình 7b nằm hệ tọa độ địa phương VN2000 sử dụng kinh tuyến trục 107045’ múi chiếu 30 PC tháp giếng thành lập từ ảnh bay chụp UAV (UAV-PC) cắt từ đám mây điểm SCN35 (Hình 7) kết Hình 8a Trước ghép TLS-PC UAV-PC lọc nhiễu (bỏ điểm sai, chi tiết thừa) phần mềm Autodesk Recap 2022 Việc hợp hai PC tháp giếng thành lập từ ảnh bay chụp UAV liệu TLS thực Hình Đám mây điểm 3D khu vực SCN35 thành lập từ ảnh bay chụp UAV 32 Lê Văn Cảnh nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 63 (5), 25 - 36 phần mềm Cloud compare phương pháp ICP (Iterative Closest Point) tổng quát Đây phương pháp đề xuất tác giả Besl McKay (1992) sử dụng phổ biến để ghép PC Phương pháp sử dụng thuật toán số bình phương nhỏ với nhiều vịng lặp để giá trị sai số ghép tính từ vịng lặp giảm dần tới giá trị nhỏ (Besl McKay, 1992) PC thành lập TLS có độ xác cao hơn, mật độ điểm dày PC UAV (Bolkas nnk., 2020) nên chọn làm liệu sở PC thành lập từ UAV ngồi độ xác thấp mật độ điểm thưa hơn, PC cịn có thay đổi nhiều mặt khơng gian đối tượng méo hình ảnh, thay đổi kích thước (Bolkas nnk., 2019) nên chọn làm liệu ghép để lấp vào khoảng trống PC TLS Kết ghép hai PC thể Hình 8c LOD (Level Of Detail) theo chuẩn City GML, với LOD3 đối tượng mơ hình vẽ với kiến trúc thực, kích thước đối tượng 2x2x1 m độ xác tuyệt đối điểm 3D mặt độ cao phải đạt 0,5 m (Gröger, 2019) Vị trí đối tượng SCN35 đường, cơng trình, vị trí xanh,… xác định trực tiếp ảnh trực giao Kích thước chiều dài, rộng cao đối tượng đo vẽ trực tiếp PC, dựa vào thông số mơ hình 3D đối tượng dựng 3D phần mềm Sketchup Hình 8a thể PC tòa nhà điều hành, chiều dài phần mái nhà đo trực tiết PC, mơ hình 3D tịa nhà dựng Hình 8b Tương tự vậy, khối nhà khác dựng mô hình 3D Đường giao thơng SCN35 vẽ trực tiếp ảnh trực giao, địa vật khác cối, biển báo, cột đèn, cột điện,… xác định vị trí ảnh trực giao vẽ vào mơ hình ký hiệu tương ứng (Hình 9) Thành lập mơ hình 3D Mức độ chi tiết mơ hình 3D thể (a) (b) (c) Hình Đám mây điểm tháp tháp giếng đứng; (a) UAV; (b) TLS; (c) Sau ghép (a) (b) Hình Mơ hình 3D khối nhà điều hành; (a) Hình ảnh PC; (b) Mơ hình 3D Lê Văn Cảnh nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 63 (5), 25 - 36 Phần thân tháp giếng có kết cấu đơn giản nên thành lập mơ hình 3D tương tự phương pháp lập mơ hình 3D cho khối nhà điều hành Tuy nhiên, phần thân tháp giếng làm kết cấu thép có cấu tạo phức tạp Để lập mơ hình 3D phần cần sử dụng liệu ghép đám mây điểm tháp giếng (Hình 8c) (a) Cột giằng chống tháp có kích thước lớn 20 cm đo xác định PC TLS UAV (Hình 10) Phần kích thước nhỏ giằng chống tháp đo liệu PC ghép (Hình 11) Tháp giếng vẽ chi tiết hồn thiện mơ hình 3D cho kết Hình 12 ghép vào mơ 3D hình tổng thể SCN35 Hình 13 (b) (c) Hình Các đối tượng địa vật (a) (b) Biển báo thực địa; (c) (d) Biển báo mơ hình (d) (c) (b) (a) 33 Hình 10 Cột giằng chéo tháp kích thước lớn 20 cm; (a) UAV-PC; (b) TLS - PC; (c) Mơ hình 3D (a) (b) (c) Hình 11 Giằng chéo tháp giếng kích thước nhỏ 10 cm; (a) UAV-PC; (b) TLS - PC; (c) Mơ hình 3D 34 Lê Văn Cảnh nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 63 (5), 25 - 36 (a) (b) Hình 12 Mơ hình 3D tháp giếng (a) Tồn cảnh tháp giếng; (b) Chi tiết phần sàn 2,3 tháp giếng Hình 13 Mơ hình 3D mặt sân công ghiệp +35 mỏ Núi Béo Kết thảo luận Kết đánh giá độ xác PC mặt sân công nghiệp +35 m mỏ than Núi Béo thành lập từ ảnh bay chụp UAV Bảng cho thấy độ lệch vị trí mặt độ cao lớn PC điểm K6 K7 1,9 cm -2,7 cm Sai số trung phương (RMSE) PC vị trí mặt độ cao cm Do vậy, UAVPC đạt độ xác thành lập đồ địa hình tỷ lệ 1:500 theo TCVN 16074:2015, thỏa mãn điều kiện tương ứng độ xác xây dựng mơ hình 3D mức độ chi tiết LOD3 Lê Văn Cảnh nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 63 (5), 25 - 36 UAV-PC cho đám mây điểm với đầy đủ liệu phần mái cao tòa nhà, tháp giếng phần ô văng, mái che lại thếu liệu (Hình 8a) TLS-PC cho kết ngược lại, khoảng trống liệu PC tập trung phần mái cao tia laser không tới chiều cao máy TLS hạn chế UAV-PC TLS-PC bổ sung phần khiếm khuyết cho nhau, kết hợp hai phương pháp cho PC điểm hồn chỉnh (Hình 7c) Theo nghiên cứu Burdziakowski cộng đối tượng đám mây điểm co thể phân biệt đươc có kích thước lớn 1,5 lần độ phân giải ảnh mặt đất (GSD)(Burdziakowski Zakrzewska, 2021) UAV-PC SCN35 bay chụp với GSD = 2,74 cm, kích thước đối tượng nhỏ phân biệt 4,11 cm Tháp giếng bay chụp với GSD = 0,5 cm, kích thước đối tượng phân biệt 0,75 cm Tuy nhiên, thực tế, đối tượng địa vật có kích thước lớn khối nhà, phần thân tháp giếng, UAV-PC đo dựng 3D mức độ chi tiết LOD2 (Hình 7a Hình 8a) Ở mức độ chi tiết cao hơn, phân thân tháp có kết cấu phức tạp hơn, chi tiết cột, giằng chéo có kích thước lớn 20 cm phân biệt UAV-PC đám mây điểm thưa khơng thể đo kích thước đối tượng (Hình 10a) Các chi tiết khác tháp giếng có kích thước 10 cm phân biệt dược UAV-PC (Hình 11a) Các chi tiết phân biệt đo vẽ dựng 3D TLS-PC (Hình 11b) Kết luận Công nghệ UAV cho phép thu thập liệu thành lập đám mây điểm 3D khu vực SCN có diện tích rộng nhanh chóng, hiệu Sự kết hợp phương pháp bay chụp góc chụp 900, ô lưới 450 bay chụp vòng tròn quanh tháp giếng cho đám mây điểm đầy đủ chi tiết sử dụng phương pháp riêng lẻ (Cao Xuan Cuong nnk., 2021) UAV TLS bổ trợ phần thiếu khuyết liệu đám mây điểm cho nhau, kết hợp hai phương pháp cho phép thành lập đám mây điểm 3D hoàn chỉnh Phần tháp giếng có kết cấu phức tạp, nhiều chi tiết nhỏ đo vẽ dựng mơ hình 3D UAV-PC Các chi tiết đo vẽ đám mây điểm ghép vẽ mơ hình 3D với mức độ chi tiết LOD3 Lời cảm ơn 35 Bài báo sản phẩm khoa học đề tài mã số T22-47, nhóm tác giả xin chân thành cảm ơn Trường đại học Mỏ - Địa chất hỗ trợ kinh phí, cảm ơn công ty CP than Núi Béo hỗ trợ trình đo đạc thực nghiệm mỏ Đóng góp tác giả Lê Văn Cảnh - lập dàn ý, viết phần tổng quan, nội dung, phân tích thảo luận, xử lý số liệu; Cao Xuân Cường - tham gia thu thập, xử lý liệu, viết phần tóm tắt phần nội dung; Tống Sĩ Sơn sửa dàn ý, viết phần nội dung, phân tích kết quả; Đinh Văn Hịa - tham gia thu thập liệu thực nghiệm, biên tập số hình vẽ Tài liệu tham khảo Besl, P.J and Mckay, N.D., (1992) A method for registration of 3-D shapes, IEEE Trans P flattern Anal and Machine Intell, 1(4), 23., 239256 doi:10.1109/34.121791 Bolkas, D., Chiampi, J., Chapman, J., Pavill, V.F., (2020) Creating a virtual reality environment with a fusion of sUAS and TLS point-clouds International journal of image and data fusion, 11(2), 136-161 Bolkas, D., Sichler, T.J., McMarlin, W., (2019) A case study on the accuracy assessment of a small UAS photogrammetric survey using terrestrial laser scanning Surveying and Land Information Science, 78(1), 31-44 Bùi, T.K.T., Nguyễn, M.C., (2020) Thành lập mô hình 3D từ liệu ảnh bay chụp UAV ảnh quét TLS Hội nghị khoa học thường niên 2020 Trường đại học Thuỷ lợi ISBN: 978-604-823869-8 Burdziakowski, P and Zakrzewska, A (2021) A New Adaptive Method for the Extraction of Steel Design Structures from an Integrated Point Cloud Sensors, 21(10), 3416 Cao, X.C., Lê V.C., Nguyễn, V.N., Tạ, T.T.H., (2021a) Báo cáo đề tài cấp sơ sở "Nghiên cứu giải pháp tích hợp mơ hình đám mây điểm thành lập từ liệu quét laser 3D mặt đất ảnh bay chụp UAV phục vụ xây dựng sở liệu 3D mỏ hầm lò" Trường đại học Mỏ - Địa chất 36 Lê Văn Cảnh nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 63 (5), 25 - 36 Cao, X C., Le, V C., Pham, V.C., Le, D.T., Pham, T.D., Ngo, S.C., (2021b) Quality assessment of 3D point cloud of industrial buildings from imagery acquired by oblique and nadir UAV flights Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 5, 131-139 doi:10 33271/ nvngu/2021-5/131 Gröger, G., Kolbe, T.H., Nagel, C and Häfele, K.H., 2012 OGC city geography markup language (CityGML) encoding standard Hu, J and Wan, N., (2010, December) Mine Information System Based on 3D Geological Modeling In 2010 Third International Symposium on Information Science and Engineering (pp 405-408) IEEE Le, V.C., Nguyen, V.N., (2016) Displacement monitoring of the industrial site area at Nui Beo Coal mine Paper presented at the International conferences on earth sciences and sustainable Geo-resources development (ESASGD2016), Vietnam Lee, S J., and Choi, S O (2019) Analyzing the stability of underground mines using 3d point cloud data and discontinuum numerical analysis Sustainability, 11(4), 945 Marcisz, M., Probierz, K and Ostrowska-Łach, M (2018) 3D representation of geological observations in underground mine workings of the Upper Silesian Coal Basin Journal of Sustainable Mining, 17(1), 34-39 Nguye� n, V.N., Vũ , Q.L., Nguye� n, Q.L., Phạ m, T.L,, Phạ m, V.C Nguye� n, T.T.H., (2019) Quét laser mặt đất - công nghệ địa không gian cơng nghiệp khống sản Nhà xuất Khoa học tự nhiên Công nghệ Võ, C.M., (2016) Trắc địa mỏ Việt Nam: Nhà xuất Khoa học Tự nhiên Công nghệ ... of a small UAS photogrammetric survey using terrestrial laser scanning Surveying and Land Information Science, 78(1), 31-44 Bùi, T.K.T., Nguyễn, M.C., (2020) Thành lập mô hình 3D từ liệu ảnh bay... Symposium on Information Science and Engineering (pp 405-408) IEEE Le, V.C., Nguyen, V.N., (2016) Displacement monitoring of the industrial site area at Nui Beo Coal mine Paper presented at the International... earth sciences and sustainable Geo-resources development (ESASGD2016), Vietnam Lee, S J., and Choi, S O (2019) Analyzing the stability of underground mines using 3d point cloud data and discontinuum