NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG CÁC CÔNG NGHỆ THU THẬP DỮ LIỆU KHÔNG GIAN ĐỊA LÝ PHỤC VỤ XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐA MỤC TIÊU.

NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG CÁC CÔNG NGHỆ THU THẬP DỮ LIỆU KHÔNG GIAN ĐỊA LÝ PHỤC VỤ XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU ĐA MỤC TIÊU ThS Dương Văn Hải, ThS Bùi Huy Hoàng, TS Cáp Xuân Tú, KS Trần Đức Thuận Tổng công ty Tài nguyên Môi trường Việt Nam Tóm tắt: Xây dựng sở liệu (CSDL) đa mục tiêu từ sản phẩm công nghệ thu thập liệu không gian địa lý xu hướng phát triển giới Tích hợp liệu sở liệu tổng hợp phục vụ chung cho ngành tối ưu hóa việc khai thác liệu, đáp ứng nhu cầu sản phẩm đa dạng thị trường Nghiên cứu công nghệ thu thập liệu không gian địa lý, phân tích khả thực tích hợp liệu, xây dựng qui trình thành lập, báo cáo kết thực nghiệm ứng dụng CSDL đa mục tiêu nội dung giới thiệu viết nhằm cải tiến phương pháp khai thác liệu truyền thống, phù hợp thời đại cách mạng công nghiệp lần thứ MỞ ĐẦU Hiện nay, khoa học cơng nghệ nói chung cơng nghệ thu thập liệu địa không gian địa lý nói riêng phát triển mạnh mẽ Nhiều công nghệ đại ứng dụng vào thực tế sản xuất Các liệu từ công nghệ (LiDAR, Ảnh số, UAV, Viễn thám ) bao gồm đám mây điểm (Poincloud), ảnh trực giao (ortho photo), mô hình số bề mặt (DEM), mơ hình số mặt đất (DTM), ảnh cường độ (Intensity) đảm bảo vượt trội độ xác liệu khơng khơng gian mà cịn thời gian (tính thời liệu) Trong thực tiễn ngày nay, hệ thống liệu truyền thống bao gồm CSDL thông tin địa lý, CSDL đất đai, đồ địa hình, địa đồ CSDL chuyên đề khác có khối lượng đồ sộ, khai thác riêng rẽ, phân tán, thiếu hiệu quả, chưa phát huy hết khả sử dụng loại sản phẩm Các dự án khảo sát thành lập đồ hay DTM đầu tư khảo sát cơng nghệ tốn nhiều kinh phí, sản phẩm thường phục vụ cho mục đích nhất, sản phẩm đầu vào sản phẩm trung gian chưa khai thác gia tăng giá trị nó, vấn đề đặc biệt lãng phí Ngày nay, với hạ tầng cơng nghệ thơng tin đại, khả kết hợp liệu để khai thác tối ưu một nhu cầu cấp bách thực tế Vấn đề đặt xây dựng sở liệu đa mục tiêu, bao gồm tất loại liệu công nghệ có để phục vụ khai thác chung liệu cho tất ngành, đơn vị nhiệm vụ cấp thiết thời Tổng hợp liệu sở liệu tổng hợp phục vụ chung cho ngành tối ưu hóa việc khai thác liệu, đáp ứng nhu cầu sản phẩm đa dạng thị trường Tổng công ty Tài nguyên Môi trường Việt Nam định hướng chiến lược phát triển coi trọng việc phát triển khoa học công nghệ đo đạc đồ phù hợp với điều kiện nước đồng thời tiếp cận với trình độ tiên tiến giới Để nâng cao lực, vị thế, mở rộng hợp tác nước quốc tế, khai thác tối đa giá trị sản phẩm ảnh, CSDL thông tin địa lý, đồ địa hình, địa có, cần bổ sung thêm sản phẩm đa dạng khác để xây dựng CSDL đa mục tiêu phục vụ đa ngành, đa lĩnh vực Như vậy, cần thiết phải nghiên cứu, thiết kế, xây dựng CSDL đa mục tiêu Xây dựng CSDL đa mục tiêu xây dựng khung tổ chức, khai thác cập nhật liệu với nhiều nguồn gốc liệu độc lập, dựa tảng công nghệ thông tin đại CSDL đa mục tiêu tổng hợp theo hệ thống liệu thành phần, liệu khơng hịa trộn bảo tồn cấu trúc nguyên trạng Các liệu thành phần gồm: CSDL thông tin địa lý, bình đồ ảnh, DEM, đồ địa hình; CSDL đất đai, đồ địa chính; liệu đồ chuyên đề khác; đám mây điểm thu nhận công nghệ LiDAR hàng không mặt đất, ảnh cường độ; loại ảnh viễn thám; đám mây điểm ảnh video thu nhận từ hệ thống bay không người lái UAS, liệu qt phi địa hình mơ tả bên số đối tượng PHẦN I: TỔNG QUAN VỀ CÁC CÔNG NGHỆ THU THẬP DỮ LIỆU KHÔNG GIAN ĐỊA LÝ Trên giới, hàng loạt công nghệ lĩnh vực thu thập liệu không gian địa lý phát triển ứng dụng tiêu biểu như: Cơng nghệ LiDAR tích hợp chụp ảnh hàng không Leica, Optech, Riegl, Trimble; công nghệ chụp ảnh thiết bị gắn ôtô xây dựng đám mây điểm ảnh Earthmine, Google; cơng nghệ tích hợp chụp ảnh qt Laser gắn phương tiện di chuyển Leica Geosystems như: Leica Pegasus Two, Leica Pegasus Backpack, Leica Pegasus Stream; công nghệ tích hợp chụp ảnh quét Laser 3D theo trạm Trimble, FARO; công nghệ chụp ảnh quay video từ hệ thống bay không người lái UAS; công nghệ thu thập liệu không gian truyền thống công nghệ Viễn thám, công nghệ đo vẽ ảnh số với máy chụp ảnh số hàng không, công nghệ ứng dụng GNSS, thiết bị trắc địa địa không gian cải tiến, nâng cấp đại Tuy nhiên, cơng nghệ có ưu thế, tính năng, đặc điểm riêng tạo sản phẩm có tính chất, cách thức mơ tả, định dạng liệu, quản lý, khai thác liệu khác Mỗi công nghệ thường hướng tới số loại sản phẩm với mục đích đối tượng phục vụ riêng Vậy nên, nhiều nước giới (như Anh, Hàn Quốc, ) tiến hành tổng hợp sản phẩm nhiều công nghệ sở liệu để khai thác, chia sẻ tối đa liệu khơng gian theo mục đích khác [3] Đồng hành với phát triển cơng nghệ nhu cầu khai thác liệu không gian phục vụ phát triển kinh tế, xã hội người ngày đòi hỏi cao Các sản phẩm Bản đồ địa hình, địa truyền thống dần khơng thỏa mãn đủ yêu cầu mô tả khai thác liệu thực tế đại Dữ liệu bề mặt trái đất theo xu hướng tất yếu thời đại công nghệ thông tin phải hướng đến mô tả chi tiết đối tượng, bao gồm đủ yếu tố khơng gian 3D thuộc tính cụ thể Các ứng dụng thực tiễn ngày có nhiều yêu cầu phải thỏa mãn đầy đủ công cụ vận hành, khả tác nghiệp kỹ thuật cho người quản lý, khai thác liệu với chức quan sát trực quan, cập nhật, xử lý, đo vẽ, thiết kế, in ấn, trích xuất lưu trữ liệu theo mục đính đa ngành Quá trình nghiên cứu nhóm tác giả sử dụng kỹ thuật: GIS, công nghệ đo vẽ ảnh số, công nghệ LIDAR hàng không, công nghệ UAV, công nghệ Lidar mặt đất, phần mềm thu thập thành lập đồ 2D/3D, đồ Webmap, GIS,… Trong khuôn khổ viết chúng tơi tóm lược giới thiệu số công nghệ ứng dụng sản xuất sau: 1- Công nghệ thu thập liệu trực tiếp thực địa: Đo đạc trực tiếp thực địa sử dụng máy toàn đạc điện tử, đo động GNSS RTK để đo đối tượng địa hình, địa vật, cối, đường dây, cơng trình xây dựng, giao thông thành lập đồ tỷ lệ lớn truyền thống Thực tế phương pháp thi công chậm tốn công sức, nên áp dụng bổ sung vùng diện tích nhỏ dùng phục vụ bổ trợ cho phương pháp khác Các sản phẩm có sẵn từ phương pháp truyền thống đồ địa chính, địa hình CSDL kèm thường tỷ lệ đồ lớn, có độ xác cao 2- Công nghệ đo ảnh viễn thám: Nguyên lý ảnh viễn thám đặc trưng phản xạ hay xạ đối tượng tự nhiên tương ứng với giải phổ khác Các ảnh có độ phân giải cao (