Do an UAV GIS Ban do 3d

iii TÓM TẮT Tính hiệu quả của máy bay không người lái (UAV) trong Trắc địa ảnh ngày càng không thể phủ nhận Lập bản đồ từ dữ liệu ảnh chụp UAV là phương pháp tiết kiệm được kinh phí và thời gian mà nh.

TĨM TẮT Tính hiệu máy bay khơng người lái (UAV) Trắc địa ảnh ngày phủ nhận Lập đồ từ liệu ảnh chụp UAV phương pháp tiết kiệm kinh phí thời gian mà nhiều dự án áp dụng Bản đồ 3D sản phẩm mới, mang lại trực quan liệu địa lý cho người dùng đồ Từ đó, đồ án mong muốn đạt mục tiêu ứng dụng mạnh UAV vào thu thập liệu thành lập đồ 3D GIS Thành lập đồ 3D cần có liệu đồ 2D chiều cao đối tượng để biểu diễn không gian ba chiều Khi sử dụng liệu đầu vào cho đồ 3D ảnh UAV, ta cần tiến hành bay chụp ảnh khu vực nghiên cứu Bắt đầu từ bước chuẩn bị, đến công tác khảo sát, thiết kế tuyến bay lập điểm khống chế ảnh Trong công tác bay chụp cần đảm bảo thời tiết, thời lượng pin máy bay lưu ý địa vật có chiều cao đặt biệt khu vực nghiên cứu Ảnh UAV sau thu thập kiểm tra chất lượng đưa vào phần mềm chuyên dụng tiến hành xử lý Khâu xử lý ảnh bao gồm bước: xếp ảnh, nắn chỉnh ảnh, tạo Point Cloud, tạo mơ hình DSM bình đồ ảnh trực giao Bên cạnh đó, cơng cụ phân loại điểm Point Cloud phần mềm xử lý ảnh, tạo nên liệu để xây dựng mơ hình DTM với phần mềm hỗ trợ Các sản phẩm thu từ xử lý ảnh UAV, sau đánh giá độ xác, ta bắt đầu xây dựng đồ 3D Trong môi trường GIS, tiến hành số hoá, tạo thành liệu 2D với lớp đối tượng cơng trình xây dựng, giao thông, thuỷ hệ,…và yếu tố bổ trợ xanh, cột điện, biển báo… Kết hợp liệu với thuộc tính chiều cao tính tốn từ mơ hình CHM mơ hình hố đối tượng khơng gian ba chiều Mơ hình CHM tạo dựa mơ hình DSM DTM Dữ liệu thuộc tính đối tượng đồ 3D nội dung không phần quan trọng, chúng cung cấp sở liệu giúp quản lý đối tượng khu vực nghiên cứu Các thông tin thu thập chủ yếu từ điều tra thực địa Các đối tượng bổ trợ cho đồ 3D biểu diễn ký hiệu 3D thiết kế có tính thực tế cao Kết hợp liệu mơ hình hố khơng gian ba chiều liệu thuộc tính GIS tạo thành đồ 3D khu vực Kênh Tẻ với diện tích khoảng 6,2ha Đối tượng đồ 3D mơ hình hố từ liệu ảnh UAV khai thác thơng tin thuộc tính cơng trình xây dựng Sai số đồ 3D mặt 0,074m, chiều dài đối tượng 0,21m chiều cao đối tượng cơng trình 0,56m Từ tính hiệu cơng nghệ UAV kết hợp với GIS tạo đồ 3D, hy vọng đề xuất cho công tác quản lý tương tác với liệu cơng trình xây dựng, đồng thời thể tính trực quan liệu địa lý đồ iii MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề Lịch sử nghiên cứu Mục tiêu đề tài Đối tượng nghiên cứu Giới hạn phạm vi nghiên cứu CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ BẢN ĐỒ 3D 1.1 Khái niệm 1.2 Phân loại 1.3 Nội dung 1.4 Biểu diễn đối tượng Bản đồ 3D 1.5 Cơ sở toán học 1.6 Tỷ lệ Bản đồ 3D 1.7 Các tương tác với Bản đồ 3D 1.8 Phương pháp nghiên cứu xây dựng Bản đồ 3D 1.9 Ứng dụng đồ 3D CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT LIÊN QUAN ĐẾN KẾT HỢP ẢNH MÁY BAY KHÔNG NGƯỜI LÁI VÀ GIS TRONG THÀNH LẬP BẢN ĐỒ 3D 12 2.1 Trắc địa ảnh 12 2.1.1 Khái niệm 12 2.1.2 Quá trình thực Phương pháp đo ảnh 12 2.2 Tổng quan máy bay không người lái (UAV) 13 2.2.1 Máy bay không người lái 13 2.2.2 Phân loại máy bay không người lái 13 2.1.3 Tổng quan DJI Phantom Pro V1 sử dụng đồ án 14 2.3 Tổng quan Hệ thống thông tin địa lý – GIS 15 2.3.1 Khái niệm 15 2.3.2 Thành phần GIS 15 2.4 Thành lập đồ 3D với ảnh chụp máy bay không người lái kết hợp GIS 16 2.4.1 Quy trình trình thu thập xử lý ảnh máy bay không người lái 16 2.4.2 Quy trình thành lập đồ 3D với GIS .20 2.5 Point Cloud, Mơ hình số độ cao Bình đồ ảnh ghép trực giao 21 2.4.1 Point Cloud 21 2.4.2 Mơ hình số độ cao 21 2.4.3 Bình đồ ảnh ghép trực giao 21 2.6 Các phần mềm, ứng dụng hỗ trợ thu nhận, xử lý ảnh máy bay không người lái xây dựng đồ 3D 22 iv CHƯƠNG THỰC NGHIỆM KẾT HỢP ẢNH MÁY BAY KHÔNG NGƯỜI LÁI VÀ GIS THÀNH LẬP BẢN ĐỒ 3D KHU VỰC KÊNH TẺ – PHƯỜNG TÂN THUẬN TÂY – QUẬN – TP.HỒ CHÍ MINH 24 3.1 Khái quát khu vực nghiên cứu 24 3.2 Quy trình thực nghiệm thành lập Bản đồ 3D khu vực Kênh Tẻ – Phường Tân Thuận Tây – Quận – Thành phố Hồ Chí Minh 25 3.2.1 Công tác chuẩn bị 26 3.2.2 Bay chụp ảnh khu vực nghiên cứu với máy bay không người lái 26 3.2.3 Đo điểm khống chế ảnh 27 3.2.4 Xử lý ảnh UAV 28 3.2.5 Đánh giá độ xác mặt bằng, độ cao bình đồ ảnh mơ hình DSM 35 3.2.6 Xây dựng liệu không gian 36 3.2.7 Xây dựng thuộc tính chiều cao đối tượng 39 3.2.8 Xây dựng liệu thuộc tính 46 3.2.9 Biểu diễn đồ 3D 47 CHƯƠNG KẾT QUẢ 51 4.1 Bản đồ 3D 51 4.1.1 Bản đồ 3D khu vực nghiên cứu phần mềm ArcScene mô không gian trực quan 51 4.1.2 Một số thao tác, ứng dụng đồ 3D 53 4.2 Đánh giá độ xác 57 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 59 Kết luận 59 Kiến nghị 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC v DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT STT 10 11 12 13 14 Từ viết tắt 2D 3D CHM DJI DSM DTM GIS GPS GCP LoDs RMSE UAV UTM VN2000 Từ đầy đủ Two – Dimensional Three - Dimensional Canopy Height Model Da-Jiang Innovations Digital Surface Model Digital Terrain Model Geographic Information System Global Positioning System Ground Control Points Level of Detail Root-mean-square deviation Unmanned Aerial Vehicle Universal Transverse Mercator Hệ quy chiếu Hệ toạ độ quốc gia Việt Nam vi DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1 Bản đồ 3D thành phố Hồ Chí Minh Hình Bản đồ quy hoạch 3D cho thành phố Đức Hình Bản đồ 3D thiết kế với hình ảnh sinh động phục vụ giáo dục 10 Hình Bản đồ 3D thành lập từ liệu đồ địa 10 Hình Bản đồ 3D tích hợp xe tô 10 Hình Bản đồ địa hình 3D Cục đồ thuộc Bộ Tổng tham mưu 11 Hình Quá trình phương pháp đo ảnh 12 Hình 2 Việt Nam chế tạo thử nghiệm máy bay không người lái tốc độ cao UAV-02 13 Hình UAV cánh cố định UAV cánh quay 13 Hình DJI Phantom Pro V1 14 Hình Thành phần GIS 15 Hình Quy trình bay chụp xử lý ảnh UAV 16 Hình Mô tả chụp ảnh theo khối với hai dải bay 17 Hình Quy trình thành lập đồ cảnh quan 3D 20 Hình Mơ tả tính chất mơ hình số độ cao 21 Hình 10 Kết nối phần mềm DJI Pilot với UAV 22 Hình 11 Giao diện Global Mapper với liệu Vector Raster 22 Hình 12 Bộ ứng dụng ArcGIS Desktop 23 Hình Vị trí khu vực nghiên cứu – Một phần Kênh Tẻ – Phường Tân Thuận Tây – Quận – TPHCM 24 Hình Quy trình thực 25 Hình 3 Các tuyến bay thiết kế chế độ Oblique 26 Hình Các ảnh chụp từ UAV lưu trữ nhớ máy tính 27 Hình Quy trình xử lý ảnh UAV 28 Hình Giao diện phần mềm Pix4Dmapper 29 Hình Thêm ảnh cần xử lý vào phần mềm 29 Hình Thơng tin ảnh 29 Hình Chọn hệ toạ độ đầu cho sản phẩm xử lý 30 Hình 10 Chọn mẫu xử lý 30 Hình 11 Xử lý ban đầu 31 Hình 12 Kết sau tiến hành bước xử lý ban đầu 31 Hình 13 Thêm điểm GCP 32 Hình 14 Đánh dấu GCP lên ảnh 32 Hình 15 Nắn ảnh thủ công kết 33 Hình 16 Nắn ảnh tự động 33 Hình 17 Tối ưu hố vị trí điểm GCP 33 Hình 18 Tạo điểm Point Cloud, mơ hình DSM bình đồ ảnh 34 Hình 19 Bình đồ ảnh, Point Cloud mơ hình DSM thu q trình xử lý ảnh UAV 34 Hình 20 Cắt ảnh khu vực nghiên cứu từ bình đồ ảnh xử lý 36 Hình 21 Tạo Geodatabase lưu trữ lớp đối tượng 36 Hình 22 Tạo Feature Class 37 vii Hình 23 Giải đốn số hố lớp đối tượng 38 Hình 24 Các lớp đối tượng sau số hoá 38 Hình 25 Quy trình xây dựng thuộc tính chiều cao cơng trình xây dựng cho đồ 3D 39 Hình 26 Phân loại tự động điểm Point Cloud 40 Hình 27 Phân loại thủ cơng điểm Point Cloud 40 Hình 28 Xuất tập điểm Point Cloud 41 Hình 29 Dữ liệu điểm Point Cloud phần mềm Global Mapper 41 Hình 30 Tạo mơ hình DSM 41 Hình 31 Dữ liệu Point Cloud mặt đất phần mềm Global Mapper 42 Hình 32 Tạo mơ hình DTM 42 Hình 33 Xuất mơ hình DSM DTM 43 Hình 34 Mơ hình DSM DTM giao diện phần mềm ArcMap 43 Hình 35 Cơng thức tạo mơ hình CHM 44 Hình 36 Tạo mơ hình CHM cơng cụ Raster Calculator 44 Hình 37 Chuyển đổi mơ hình CHM từ định dạng Raster sang Vector 44 Hình 38 Trích liệu điểm giới hạn đối tượng nhà 45 Hình 39 Truy vấn điểm chiều cao nhà 45 Hình 40 Lớp đối tượng nhà nhập thuộc tính chiều cao 45 Hình 41 Bảng thuộc tính lớp đối tượng cơng trình xây dựng phần mềm ArcMap 46 Hình 42 Các lớp liệu phần mềm ArcScene 47 Hình 43 Dựng chiều cao mặt đất từ Mơ hình DTM 47 Hình 44 Mơ hình DTM sau dựng chiều cao 47 Hình 45 Dựng chiều cao cơng trình xây dựng từ thuộc tính chiều cao 48 Hình 46 Lớp đối tượng cơng trình xây dựng sau dựng chiều cao 48 Hình 47 Biên tập màu sắc cho đối tượng 49 Hình 48 Các đối tượng biên tập màu sắc 49 Hình 49 Thư viện ký hiệu 3D ArcScene 50 Hình 50 Biên tập đối tượng ký hiệu 3D 50 Hình Sản phẩm đồ 3D phần mềm ArcScene 51 Hình Bản đồ 3D phân nhóm loại hình sử dụng cơng trình xây dựng 53 Hình Bản đồ 3D phân nhóm chiều cao cơng trình xây dựng 53 Hình 4 Thơng tin hình ảnh trường tiểu học Đặng Thuỳ Trâm 54 Hình Truy vấn cơng trình xây dựng có tầng 54 Hình Cơng trình xây dựng nằm khoảng cách 40m so với trụ điện cao 55 Hình Toạ độ trỏ chuột đồ 3D 55 Hình Đo khoảng cách ngang đồ 3D 56 Hình Xác định chiều cao đồ 3D 56 Hình 10 Sai số đồ 3D 58 viii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng Lịch sử nghiên cứu Bảng Thông số Phantom Pro V1 14 Bảng Các yếu tố nội dung đề xuất cho quy mô Bản đồ 3D Bảng Thông số bay chụp ảnh 26 Bảng 3 Toạ độ, độ cao điểm GCP 27 Bảng Thông tin ảnh UAV dùng xử lý 28 Bảng Đánh giá độ xác bình đồ ảnh mơ hình DSM theo sai số trung phương mặt độ cao 35 Bảng Các lớp đối tượng đồ 3D 37 Bảng Thuộc tính lớp liệu cơng trình xây dựng 46 Bảng Đối tượng ký hiệu nội dung đồ 3D 52 Bảng Đánh giá độ xác mặt đồ 3D 57 Bảng Đánh giá độ xác chiều dài đối tượng đồ 3D 57 Bảng 4 Đánh giá độ xác cơng trình xây dựng đồ 3D 57 ix MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Cơ sở hạ tầng ngày trọng, đặt cho người mối quan tâm cách thức quản lý hiệu Sự phát triển công nghệ kỹ thuật phần đáp ứng nhu cầu Nhưng chưa dừng lại, người đại, mong muốn thu nhỏ giới thực, mang theo chia sẻ cho người Trắc địa Bản đồ trước không xa lạ với việc đo đạc, lập đồ 2D giấy để biểu diễn giới thực Hiện tại, đồ từ giấy hoạt động phương tiện điện tử lúc cập nhật liên tục Một hướng nghiên cứu mà người làm đồ quan tâm biểu diễn giới thực khơng gian ba chiều, bên cạnh cịn mang sở liệu thơng tin Từ đó, hỗ trợ người trực quan hình ảnh, tin tưởng vị trí địa lý, nhanh chóng truy vấn thông tin đối tượng cách thức quản lý khu vực mong muốn Máy bay không người lái thiết bị phục vụ công tác lập đồ có tính hiệu cao thời gian, chi phí mặt nhân lực Các sản phẩm xử lý từ ảnh bay chụp, phục vụ cho công đoạn chuẩn bị liệu làm đồ đầy đủ Từ liệu số địa lý này, việc tạo đồ 3D khơng cịn khó khăn kết hợp với phần mềm dựng hình khơng gian ba chiều Hiện nay, GIS xuất nhiều lĩnh vực ứng dụng nhiều dự án Vì sức mạnh mà GIS mang lại phủ nhận, môi trường hỗ trợ mạnh quản lý, biểu diễn phân tích liệu 2D Và với đề tài này, GIS tảng mà người làm đồ 3D bỏ qua Vì vậy, đồ án mong muốn tìm hiểu quy trình xây dựng đồ 3D từ ảnh chụp máy bay không người lái, đồng thời kết hợp quản lý liệu thuộc tính GIS Từ nắm chặt chẽ quy trình thu thập xử lý ảnh chụp UAV, hiểu thêm phương thức quản lý liệu thành phố trực quan sinh động Khẳng định vị trí Trắc địa Bản đồ vững vàng xu đại Lịch sử nghiên cứu Bảng Lịch sử nghiên cứu S T T Tài liệu Nội dung Những vấn đề tiếp thu, sử dụng Điểm khác biệt với đề tài thân Bài báo khoa học – Công nghệ tiên tiến để tạo đồ 3D – Temenoujka Bandrova (2005) Mô tả số khía cạnh thiết kế đồ 3D: định nghĩa, phân Định nghĩa Đưa loại, hệ màu, hệ thống nội dung quy trình thành ký hiệu, giải, phép đồ 3D lập đồ 3D chiếu, tỷ lệ / mức độ chi tiết, định hướng khía cạnh khác Luận văn thạc sĩ khoa học - Nghiên cứu ứng dụng liệu Lidar phục vụ công tác quản lý đất đai khu vực đô thị thành phố Hà Nội – Trương Xuân Quyền (2014) Phương pháp Xây dựng đồ 3D thành lập khu vực đô thị thành đồ 3D trình phố Hà Nội Quy thành lập liệu LIDAR đồ 3D Sử dụng liệu máy bay không người lái thành lập đồ 3D Bài báo khoa học – Mơ hình 3D tầm nhìn để mô cảnh quan Davis Dinkov, Rumiana Vatseva (2016) Trình bày chế độ xem phối cảnh 3D chúng phản ánh mức độ chi tiết cao giới thực có khả giám sát mơi trường hay tạo đồ tồn cảnh 3D Quy trình thành lập đồ cảnh quan 3D Cụ thể quy trình thực tiếp thu Bài báo khoa học - Ứng dụng GIS xây dựng mơ hình không gian 3D phục vụ quản lý đất đô thị Phường Lộc Thọ, TP Nha Trang – Nguyễn Hồng Khánh Linh nnk (2014) Đưa quy trình ứng dụng trực tiếp cho việc xây dựng mô hình khơng gian thị 3D phường Lộc Thọ, thành phố Nha Trang nhằm phục vụ mục đích quản lý đất đô thị Phần mềm biểu diễn liệu địa lý không gian ba chiều ArcScene Không sử dụng phần mềm Trimble SketchUp biên tập liệu không gian Mục tiêu đề tài  Mục tiêu chính: Xây dựng đồ 3D từ ảnh chụp máy bay không người lái (UAV) khu vực Kênh Tẻ - Phường Tân Thuận Tây – Quận – TP Hồ Chí Minh  Mục tiêu cụ thể: - Xây dựng Point Cloud phân loại thành lớp mặt đất, bề mặt đường, thực vật, nhà đối tượng người xây dựng - Xây dựng bình đồ ảnh với tơng ảnh đồng đều, độ tương phải trung bình - Biên tập đồ 3D với liệu khơng gian bao gồm cơng trình xây dựng, xanh, trụ điện, biển báo, liệu thuộc tính lớp cơng trình xây dựng bao gồm: trạng sử dụng, loại hình sử dụng, địa chỉ, số tầng, hình ảnh số cơng trình đặc trưng khu vực nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu - Quy trình thiết kế bay chụp ảnh với máy bay khơng người lái (UAV) Quy trình xử lý ảnh UAV Quy trình thành lập đồ 3D Giới hạn phạm vi nghiên cứu - Giới hạn không gian: phần khu vực Kênh Tẻ – Phường Tân Thuận Tây – Quận – Tp Hồ Chí Minh - Giới hạn thời gian: liệu ảnh bay chụp ngày 03/04/2021 - Giới hạn nội dung:  Dữ liệu khơng gian:  Mơ hình hóa cơng trình xây dựng khối hình hộp tương ứng với hình dạng, diện tích chiều cao thực địa  Mơ hình hóa đối tượng xanh, trụ điện, biển báo,… ký hiệu  Lớp liệu mặt đất, thuỷ hệ biểu diễn xem mặt phẳng  Dữ liệu thuộc tính: thực xây dựng liệu cho đối tượng công trình xây dựng khu vực bao gồm thuộc tính: trạng sử dụng, loại hình sử dụng, địa chỉ, số tầng, hình ảnh số cơng trình đặc trưng khu vực nghiên cứu (theo thực trạng)  Khi cần thay đổi, cập nhật đất đối tượng hay thuộc tính, ta tiến hành gián tiếp ArcMap trực tiếp ArcScene thông qua công cụ Editor Sau phần chỉnh sửa lưu lại, đồ 3D tự cập nhật 4.1.2 Một số thao tác, ứng dụng đồ 3D  Quản lý biểu diễn chuyên đề từ liệu thuộc tính đối tượng đồ 3D  Bản đồ 3D quản lý các nhóm cơng trình xây dựng theo loại hình sử dụng Hình Bản đồ 3D phân nhóm loại hình sử dụng cơng trình xây dựng  Bản đồ 3D quản lý phân nhóm chiều cao cơng trình xây dựng Hình Bản đồ 3D phân nhóm chiều cao cơng trình xây dựng 53  Tra cứu, truy vấn theo liệu thuộc tính vị trí đồ 3D  Sử dụng công cụ tra cứu truy vấn có sẵn phần mềm ArcScene: - Identify: tra cứu thông tin đối tượng - Select by Attributes/Select by Location: lựa chọn đối tượng có thuộc tính hay khoảng cách so với đối tượng  Xem thơng tin đối tượng Đối tượng chọn trường tiểu học Đặng Thuỳ Trâm với thuộc tính: Hình 4 Thơng tin hình ảnh trường tiểu học Đặng Thuỳ Trâm  Truy vấn theo thuộc tính theo khơng gian đối tượng cơng trình xây dựng Hình Truy vấn cơng trình xây dựng có tầng 54 Hình Cơng trình xây dựng nằm khoảng cách 40m so với trụ điện cao  Xác định thành phần toạ độ, khoảng cách, chiều cao đồ 3D Phần mềm ArcScene hỗ trợ cho đồ 3D công cụ đo lường (Measure), công cụ xác định toạ độ, độ cao, khoảng cách tương đối thao tác với trỏ chuột Hình Toạ độ trỏ chuột đồ 3D 55 Hình Đo khoảng cách ngang đồ 3D Hình Xác định chiều cao đồ 3D 56 4.2 Đánh giá độ xác So sánh số liệu đo thực địa số liệu trích xuất từ đồ 3D để tính tốn sai số  Chọn điểm góc nhà, góc vạch kẻ đường,… xác định toạ độ để đánh giá sai số mặt Bảng Đánh giá độ xác mặt đồ 3D (đơn vị: mét) STT Thực địa X 1189161.174 1189082.262 1189086.700 1189023.819 1189184.108 Y 605640.828 605595.774 605563.206 605598.513 605685.768 RMSE Bản đồ X’ 1189161.272 1189082.328 1189086.708 1189023.831 1189184.178 Y’ 605640.831 605595.733 605563.131 605598.507 605685.738 X Y -0.098 -0.003 -0.066 0.041 -0.008 0.075 -0.012 0.006 -0.070 0.030 0.062 0.041 Sai số mặt bằng: mmặt = √𝑚𝑥 +𝑚𝑦 = 0.074 m  Đo kiểm tra chiều dài nhà, đường, thực địa so sánh tương ứng đồ Bảng Đánh giá độ xác chiều dài đối tượng đồ 3D (đơn vị: mét) STT Chiều dài Thực địa Bản đồ 20.241 20.291 23.001 22.864 19.570 19.717 38.594 38.346 11.890 12.223 L RMSE 0.050 -0.137 0.147 -0.248 0.333 0.21  Chọn cơng trình xây dựng khu vực nghiên cứu, đo đỉnh chân khối nhà, sau lấy hiệu để chiều cao đối tượng Sau đem so sánh với chiều cao cơng trình xây dựng đồ 3D Bảng 4 Đánh giá độ xác cơng trình xây dựng đồ 3D (đơn vị: mét) STT Chiều cao (m) Thực địa Bản đồ 13.66 13.21 16.69 17.1 16.03 15.48 4.43 5.33 15.95 16.59 57 H RMSE 0.45 -0.41 0.55 -0.90 -0.64 0.56  Nhận xét Hình 10 Sai số đồ 3D - Độ xác mặt đồ 3D cao, với sai số 7.4cm Độ xác chiều dài đối tượng tương đối cao, sai số 21cm Chiều cao đối tượng cơng trình xác định từ liệu ảnh UAV có độ xác cao với sai số 56cm → Từ sai số cho thấy liệu phục vụ cho công tác xây dựng chiều cao nhà đồ 3D khu vực thị → Q trình đánh giá sai số chưa tính đến độ cong trái đất độ dốc địa hình dẫn đến sai số chiều dài đối tượng lớn, đồng thời gây chênh lệch sai số vị trí điểm chiều dài đối tượng Tổng kết chương 4: Nội dung chương trình bày kết đạt trình xây dựng đồ 3D từ ảnh UAV, đồng thời khai thác thao tác, ứng dụng thực đồ Việc đánh giá độ xác cho đồ 3D sở để đưa kết luận kiến nghị cho đồ án 58 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ  Kết luận  Đồ án hoàn thành mục tiêu đặt như: - Xây dựng liệu khơng gian thuộc tính đối tượng đồ 3D từ liệu ảnh UAV - Biểu diễn yếu tố nội dung đồ 3D  Nội dung đồ án trình bày chi tiết: - Định nghĩa, nội dung yếu tố liên quan đến đồ 3D - Cơ sở khoa học kết hợp ảnh UAV GIS thành lập đồ 3D - Quá trình thu thập liệu ảnh UAV từ khâu chuẩn bị đến xử lý ảnh phần mềm chuyên dụng Từ đó, tạo sản phẩm trung gian cho quy trình thành lập đồ 3D - Quy trình thành lập đồ 3D từ liệu từ ảnh UAV GIS với hai phần mềm ArcMap ArcScene  Các hạn chế thực đồ án: - Cấu trúc đối tượng cơng trình xây dựng chưa mơ hình hố gần với hình dạng thực địa - Thuộc tính chiều cao đối tượng cơng trình xây dựng giá trị trung bình điểm giới hạn diện tích, chưa mơ tả chi tiết với cơng trình có kiểu mái nghiêng hay mái có chiều cao khơng - Dữ liệu thuộc tính thu thập từ thực địa Internet theo hướng cá nhân, nên chưa kiểm chứng thơng tin Thuộc tính nằm mức gợi ý, chưa mang tính quản lý cao - Cấu hình máy tính chưa đạt u cầu để phục vụ công tác xử lý liệu UAV diện tích lớn biểu diễn đồ không gian ba chiều 59  Kiến nghị  Dữ liệu ảnh công nghệ chụp ảnh với máy bay không người lái (UAV) - Lập đồ từ nguồn ảnh chụp từ UAV phương pháp có tính hiệu thời gian, chi phí nhân lực thực Công nghệ cần đầu tư phát triển về:  Máy bay: độ ổn định bay dung lượng pin  Công tác khống chế ảnh: thiết kế điểm GCP với hình ảnh rõ nét nhiều phương án vị trí, số lượng điểm phù hợp cho địa hình Từ nâng cao độ tin cậy, gia tăng tính ứng dụng phạm vi sử dụng công nghệ UAV - Năm 2021, Bộ Tài Nguyên Môi Trường ban hành thông tư quy định việc sử dụng công nghệ UAV thu nhận xử lý ảnh phục vụ công tác xây dựng, cập nhật sở liệu địa lý quốc gia thành lập đồ địa hình lớn Từ khẳng định vị trí cơng nghệ UAV khơng cịn giới hạn công tác khảo sát mà mở rộng lĩnh vực đồ quản lý liệu tài nguyên quốc gia  Bản đồ 3D - Với đánh giá sai số liệu ảnh UAV xây dựng đồ 3D sở cho thấy ảnh UAV nguồn liệu tốt cho thành lập đồ 3D đô thị giới hạn đô thị quy hoạch - Để đồ 3D trở thành sản phẩm sử dụng rộng rãi, cần có văn dẫn, thông tư quy định vấn đề liệu đầu vào, quy trình cơng nghệ giới hạn sai số đồ 3D - Trong quy hoạch, sử dụng đồ 3D phục vụ phân tích tốn quy hoạch cho dự án lớn hay khu đô thị Hơn nữa, đồ 3D phục vụ cơng tác quản lý thơng tin khu dân cư, song song cập nhật chỉnh sửa giúp đồng với thông tin quản lý nhà nước 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO An ninh Thủ đô (2018) Máy bay không người lái Việt Nam có đặc biệt Truy cập ngày 15/06/2021, từ https://anninhthudo.vn/may-bay-khong-nguoi-lai-viet-nam-cogi-dac-biet-post346540.antd Bandrova, Temenoujka & Bonchev, Stefan (2013) 3D Maps – Scale, Accuracy, Level of Detail Conference Paper August 2013 Bandrova, Temenoujka & Yonov, Nikola (2018) 3D MAPS – CARTOGRAPHICAL ASPECTS In Proceedings, 7th International Conference on Cartography and GIS, 18-23 June 2018 ( pp 452 – 463) Báo Nghệ An điện tử (2017) Bản đồ quân 3D Việt Nam xây dựng Truy cập 01/07/2021, từ https://baonghean.vn/ban-do-quan-su-3d-do-viet-nam-xay-dung148043.html Blue Marble Geographics (2021) global mapper Truy cập ngày 09/06/2021, từ https://www.bluemarblegeo.com/global-mapper/ Bộ Tài Nguyên Môi Trường, 2014, Quy định kỹ thuật thành lập mơ hình số độ cao cơng nghệ bay quét Lidar, Hà Nội Bộ Tài Nguyên Môi Trường, 2021, Quy định kỹ thuật thu nhận xử lý liệu ảnh số tàu bay không người lái phục vụ xây dựng sở liệu địa lý quốc gia, đồ địa hình quốc gia tỷ lệ 1:2.000, 1:5.000 đồ địa hình tỷ lệ 1:500, 1:1.000, Hà Nội Dinkov, Davis & Vatseva, Rumiana (2016) 3D Modelling and Visualization for Landscape Simulation Proceedings, 6th International Conference on Cartography and GIS: 320 – 333 DJI (2021) Download Center/ DJI Pilot Truy cập ngày 10/06/2021, từ https://www.dji.com/downloads/djiapp/dji-pilot Earth Lab (2020) Lesson Canopy Height Models, Digital Surface Models & Digital Elevation Models – Work With LIDAR Data in Python Truy cập ngày 24/07/2021, từ https://www.earthdatascience.org/courses/use-data-open-source-python/ data-stories/what-is-lidar-data/lidar-chm-dem-dsm/ K.A.XALISEP, 2005 Bản đồ học (Hoàng Phương Nga, Nhữ Thị Xuân, Dịch.) Hà Nội, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội Mai Văn Sỹ (2019) Nghiên cứu xây dựng mơ hình thành phố ảo phục vụ cơng tác quy hoạch đô thị (Luận án tiến sĩ, Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội) McEvoy, John & Hall, Graham & Mcdonald, Paul (2016) Evaluation of unmanned aerial vehicle shape, flight path and camera type for waterfowl surveys: Disturbance effects and species recognition PeerJ e1831 10.7717/peerj.1831 Nex, F., Remondino, F (2014) UAV for 3D mapping applications: a review Appl Geomat, 6: 1–15 Pix4D SA (2021) Pix4Dmapper The leading photogrammetry software for professional drone mapping Truy cập ngày 10/06/2021, từ https://www.pix4d.com/ product/pix4dmapper-photogrammetry-software Phạm Vọng Thành, 2003 Trắc địa ảnh – Đoán đọc điều vẽ ảnh Hà Nội, NXB Giao thơng vận tải Rafał Góralski (2009) Three-dimensional interactive maps - Theory and practice (Luận án tiến sĩ, University of Glamorgan/Prifysgol Morgannwg, United Kingdom) Redacción Auto Motores (2018) Cutting-edge technology powers Continental’s augmented reality head-up display Truy cập ngày 01/07/2021, từ http://www.automotores-rev.com/cutting-edge-technology-powers-continentalsaugmented-reality-head-up-display/ Tag Oh (2018) Education Design [3D+2D Map] Truy cập 01/07/2021, từ https://www.behance.net/gallery/72914075/Education-Design-3D2D-Map Temenoujka Bandrova (2005) Innovative technology for the creation of 3D maps Data Science Journal, 4: 52 – 58 TGIR Huma-num (2021) Maps Database Truy cập 09/07/2021, từ https://virtual-saigon.net/Maps/Collection?ID=1224 Trần Đình Trí, 2009 Đo ảnh giải tích đo ảnh số Hà Nội, NXB Khoa học Kỹ thuật Trương Anh Kiệt, Phạm Vọng Thành, 2009 Cơ sở đo ảnh Hà Nội, NXB Giao thông vận tải Trương Xuân Quyền (2014) Nghiên cứu ứng dụng liệu Lidar phục vụ công tác quản lý đất đai khu vực đô thị thành phố Hà Nội (Luận văn thạc sĩ khoa học, Đại học Khoa học Tự nhiên, Hà Nội) Truy cập 09/06/2021, từ https://repository.vnu.edu.vn /handle/VNU_123/38897 VISICOM (2021) Bản đồ quy hoạch 3D cho thành phố Đức Truy cập ngày 01/07/2021, từ https://visicomdata.com/news/3d_rf_planning_maps_for_cities_ of_germany?lang=en PHỤ LỤC Phụ lục 1: Mô tả thao tác thiết kế tuyến bay ứng dụng DJI Pilot dành cho UAV trình bày tuyến bay thực bay cho khu vực nghiên cứu Phụ lục 2: Bình đồ ảnh phần khu vực kênh Tẻ - Tân Thuận Tây – Quận - TPHCM PHỤ LỤC Phụ lục mô tả lại quy trình thực cơng tác thiết kế tuyến bay phần mềm DJI Pilot trình bày hình ảnh tuyến bay bay chụp khu vực nghiên cứu:  Thiết kế tuyến bay ứng dụng DJI Pilot theo chế độ bay Oblique  Trên giao diện ứng dụng chọn Mission Flight Create a Route chọn chế độ Oblique để tạo dự án bay với chế độ bay Oblique  Chọn khu vực bay chụp dùng điểm nút điều chỉnh giới hạn diện tích khu vực bay chụp, tuyến bay thiết kế sẵn, phù hợp với khu vực Chọn vào biểu tượng giao diện để bắt đầu thiết lập thông số bay chụp  Thiết lập thông số bay chụp loại UAV, độ cao bay chụp tốc độ bay Trong tuỳ chọn Advanced Settings tiếp tục thiết lập độ phủ ngang, độ phủ dọc góc chụp  Save bắt đầu bay chụp  Hình ảnh tuyến bay, bay chụp cho khu vực nghiên cứu ứng dụng DJI Pilot  Tuyến bay  Tuyến bay  Tuyến bay  Tuyến bay  Tuyến bay PHỤ LỤC Bình Đồ Ảnh Một Phần Khu Vực Kênh Tẻ - Tân Thuận Tây – Quận – TPHCM ... quan 19 2.4.2 Quy trình thành lập đồ 3D với GIS Các sản phẩm thu sau trình xử lý ảnh UAV đưa vào môi trường GIS để thành lập đồ 3D: Hình Quy trình thành lập đồ cảnh quan 3D (Davis Dinkov, Rumiana... Hình Toạ độ trỏ chuột đồ 3D 55 Hình Đo khoảng cách ngang đồ 3D 56 Hình Xác định chiều cao đồ 3D 56 Hình 10 Sai số đồ 3D 58 viii DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng Lịch... tạo đồ 3D – Temenoujka Bandrova (2005) Mơ tả số khía cạnh thiết kế đồ 3D: định nghĩa, phân Định nghĩa Đưa loại, hệ màu, hệ thống nội dung quy trình thành ký hiệu, giải, phép đồ 3D lập đồ 3D chiếu,