Nghiên cứu ứng dụng công nghệ uav thành lập bản đồ địa chính phường minh khai, quận bắc từ liêm, thành phố hà nội

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM NGUYỄN VIỆT HÙNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ UAV THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA CHÍNH PHƯỜNG MINH KHAI, QUẬN BẮC TỪ LIÊM, THÀNH PHỐ HÀ NỘI Ngành: Quản lý đất đai Mã số: 8850103 Người hướng dẫn khoa học: TS Trần Minh Ý PGS.TS Trần Quốc Vinh NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NƠNG NGHIỆP - 2018 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi, kết nghiên cứu trình bày luận văn trung thực, khách quan chưa dùng để bảo vệ lấy học vị Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn cám ơn, thơng tin trích dẫn luận văn rõ nguồn gốc Hà Nội, ngày 03 tháng 05 năm 2018 Tác giả luận văn Nguyễn Việt Hùng i LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu hồn thành luận văn, tơi nhận hướng dẫn, bảo tận tình thầy cô giáo, giúp đỡ, động viên bạn bè, đồng nghiệp gia đình Nhân dịp hồn thành luận văn, cho phép tơi bày tỏ lịng kính trọng biết ơn sâu sắc tới TS Trần Minh Ý PGS.TS Trần Quốc Vinh tận tình hướng dẫn, dành nhiều công sức, thời gian tạo điều kiện cho tơi suốt q trình học tập thực đề tài Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành tới Ban Giám đốc, Ban Quản lý đào tạo, Bộ môn Hệ thống thông tin đất đai, Khoa Quản lý đất đai – Học viện Nông nghiệp Việt Nam tận tình giúp đỡ tơi q trình học tập, thực đề tài hoàn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo, cán công chức, viên chức phường Minh Khai, quận Bắc Từ Liêm, thành phố Hà Nội giúp đỡ tạo điều kiện cho suốt trình thực đề tài Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ mặt, động viên khuyến khích tơi hồn thành luận văn./ Hà Nội, ngày 03 tháng 05 năm 2018 Tác giả luận văn Nguyễn Việt Hùng ii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục chữ viết tắt v Danh mục bảng vi Danh mục sơ đồ, hình vii Trích yếu luận văn viii Thesis abstract x Phần Mở đầu 1.1 Tính cấp thiết đề tài 1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1.3 Phạm vi nghiên cứu 1.4 Những đóng góp mới, ý nghĩa khoa học thực tiễn Phần Tổng quan tài liệu 2.1 Bản đồ địa 2.1.1 Khái niệm đồ địa 2.1.2 Nội dung đồ địa 2.1.3 Mục đích, vai trị đồ địa 2.1.4 Quy trình thành lập đồ địa 2.1.5 Quy chuẩn kỹ thuật đồ địa 10 2.1.6 Các phương pháp thành lập đồ địa Việt Nam 17 2.1.7 Ưu nhược điểm phương pháp đo đạc đồ địa 17 2.2 Công nghệ ảnh máy bay không người lái (UAV) 20 2.2.1 Tổng quan công nghệ ảnh hàng không 20 2.2.2 Khái niệm UAV 24 2.2.3 Ứng dụng thực tiễn UAV 26 2.2.4 Thành lập đồ địa cơng nghệ UAV 30 Phần Nội dung phƣơng pháp nghiên cứu 35 3.1 Địa điểm nghiên cứu 35 3.2 Thời gian nghiên cứu 35 iii 3.3 Đối tượng, vật liệu nghiên cứu 35 3.4 Nội dung nghiên cứu 35 3.4.1 Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội phường Minh Khai, quận Bắc Từ Liêm 35 3.4.2 Ứng dụng công nghệ ảnh UAV thành lập đồ địa 35 3.4.3 Đánh giá hiệu so sánh với phương pháp truyền thống 36 3.5 Phương pháp nghiên cứu 36 3.5.1 Phương pháp thu thập số liệu 36 3.5.2 Phương pháp xây dựng lưới khống chế công nghệ GPS 36 3.5.3 Phương pháp bay chụp 36 3.5.4 Phương pháp lập bình đồ ảnh 36 3.5.5 Phương pháp số hóa, biên tập đồ 37 3.5.6 Phương pháp đối soát, đo đạc bổ sung thực địa, kiểm tra, đánh giá độ xác đồ 37 3.5.7 Phương pháp so sánh 37 Phần Kết thảo luận 38 4.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên, kinh tế - xã hội phường Minh Khai 38 4.1.1 Điều kiện tự nhiên 38 4.1.2 Điều kiện kinh tế xã hội 39 4.1.3 Tình hình quản lý, sử dụng đất 44 4.2 Ứng dụng công nghệ ảnh uav thành lập đồ địa 45 4.2.1 Khảo sát thực địa, xây dựng lưới khống chế ảnh 45 4.2.2 Thiết kế bay, bay chụp xử lý ảnh 50 4.2.3 Số hóa ảnh, hồn thiện đo đạc biên tập đồ địa 57 4.3 Đánh giá hiệu so sánh với phương pháp truyền thống 64 4.3.1 Kiểm tra thực địa, đánh giá độ xác 64 4.3.2 So sánh phương pháp sử dụng cơng nghệ UAV phương pháp đo tồn đạc truyền thống 65 4.3.3 Đánh giá hiệu ứng dụng công nghệ UAV thành lập đồ địa 69 Phần Kết luận kiến nghị 72 5.1 Kết luận 72 5.2 Kiến nghị 73 Tài liệu tham khảo 74 iv DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT CHỮ VIẾT TẮT TIẾNG VIỆT Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Việt GCN Giấy chứng nhận GCNQSDĐ Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất KC Khống chế TDP Tổ dân phố UBND Uỷ ban nhân dân CHỮ VIẾT TẮT TIẾNG ANH Chữ viết tắt Nghĩa tiếng Anh Nghĩa tiếng Việt DEM Digital Elevation Model Mơ hình số độ cao DSM Digital Surface Model Mơ hình số bề mặt GCPs ground control points Điểm khống chế mặt đất GNSS Global Navigation Satellite Hệ thống vệ tinh định vị toàn System cầu GPS Global Positioning System Hệ thống định vị toàn cầu RTK Real Time Kinematic Đo động thời gian thực UAV Unmaned Aerial Vehicle Máy bay không người lái v DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1 Tiêu chí đánh giá chất lượng lưới địa 15 Bảng 2.2 Tiêu chí đánh giá chất lượng lưới khống chế đo vẽ 17 Bảng 4.1 Bảng tổng hợp số liệu diện tích đất đai theo mục đích sử dụng đất 44 Bảng 4.2 Bảng tọa độ điểm lưới địa sở sử dụng 46 Bảng 4.3 Bảng phân cơng vị trí trạm đo theo thứ tự ca đo 47 Bảng 4.4 Kết tọa độ lưới khống chế đo vẽ sau bình sai 49 Bảng 4.5 Các thông tin thông số kỹ thuật bay chụp khu vực cánh đồng phía Bắc phường Minh Khai 54 Bảng 4.6 Bảng thống kê tổng hợp số thửa, diện tích, loại đất tờ đồ 64 Bảng 4.7 So sánh hiệu phương pháp UAV toàn đạc 67 Bảng 4.8 So sánh giá đầu tư mua thiết bị UAV máy toàn đạc 68 vi DANH MỤC SƠ ĐỒ, HÌNH Sơ đồ 2.1 Các bước thành lập đồ địa Hình 2.1 Các tuyến bay chụp ảnh kề độ phủ ảnh 22 Hình 2.2 Mối liên hệ chiều cao bay thông số kỹ thuật máy ảnh 32 Hình 2.3 Mỗi liên hệ tốc độ chụp độ phủ ảnh 33 Hình 4.1 Sơ đồ địa giới hành phường Minh Khai 38 Hình 4.2 Khu vực đo vẽ biên tập đồ 1/1000 (ảnh Googlemap) 46 Hình 4.3 Sơ đồ thiết kế lưới chia ca đo GPS 48 Hình 4.4 Lựa chọn loại UAV sử dụng bay chụp (Phantom 4) 51 Hình 4.5 Thiết kế chuyến bay số 01 với thông số hiển thị hình 53 Hình 4.6 Ảnh chụp UAV chứa điểm khống chế GPS05 54 Hình 4.7 Nhập file ảnh bay chụp để phần mềm nhận diện 55 Hình 4.8 Chích điểm khống chế GPS05 ảnh số hiệu DJI_0045.JPG 56 Hình 4.9 Xử lý ảnh tự động phần mềm Pix4Dmapper 57 Hình 4.10 Bình đồ ảnh khu vực bay chụp 57 Hình 4.11 Thực số hóa đồ bình đồ ảnh 58 Hình 4.12 Khu vực cần đối soát, đo đạc bổ sung thực địa 58 Hình 4.13 Bản đồ trước sau tiến hành đối soát, đo đạc bổ sung 60 Hình 4.14 Xử lý, biên tập đồ Famis Microstation 63 Hình 4.15 Khu vực đo đạc thử nghiệm máy toàn đạc 66 vii TRÍCH YẾU LUẬN VĂN Tên tác giả: Nguyễn Việt Hùng Tên Luận văn: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ UAV thành lập đồ địa phường Minh Khai, quận Bắc Từ Liêm, thành phố Hà Nội Ngành: Quản lý đất đai Mã số: 8.85.01.03 Tên sở đào tạo: Học viện Nơng nghiệp Việt Nam Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu, thử nghiệm ứng dụng công nghệ UAV thành lập đồ địa khu đất nơng nghiệp tỷ lệ 1/1000 Đánh giá độ xác đồ so sánh với phương pháp truyền thống, đề xuất hướng cải thiện phương pháp, phát triển công nghệ đo đạc địa Phƣơng pháp nghiên cứu Phương pháp thu thập số liệu: Thu thập tài liệu, số liệu điều kiện tự nhiên, tình hình phát triển kinh tế - xã hội, tình trạng quản lý sử dụng đất phường Minh Khai Phương pháp lập lưới khống chế: Khảo sát thực địa, thiết kế cặp điểm GPS thông hướng, rải khu vực đo vẽ, phục vụ khống chể ảnh đo đạc bổ sung thực địa Sử dụng phần mềm Compass, xử lý kết đo lưới khống chế theo quy định Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 9401:2012 Phương pháp bay chụp: Thiết kế tuyến bay bay chụp khu vực nghiên cứu, sử dụng thiết bị UAV DJI Phantom Phương pháp lập bình đồ ảnh: Từ kết ảnh bay chụp UAV, tiến hành xử lý xoay, nắn, ghép ảnh, gắn hệ tọa độ để tạo bình đồ ảnh phần mềm Phương pháp số hóa, biên tập đồ: Số hóa đồ bình đồ ảnh trực giao, biên tập đồ địa theo quy phạm quy định Thông tư số 25/2014/TTBTNMT Bộ Tài nguyên & Môi trường ban hành Phương pháp đối soát, đo đạc bổ sung thực địa, kiểm tra, đánh giá độ xác đồ: đối sốt thực địa để xác minh thông tin đồ số hóa ranh mục đích sử dụng đất trạng; đo vẽ bổ sung hoàn thiện đồ; kéo thước trực tiếp đo máy tồn đạc số điểm để kiểm tra độ xác đánh giá sai số đồ Phương pháp so sánh: Căn tiêu thời gian thi công nhân lực (ngày công tiêu thụ) để so sánh phương pháp đo đạc ảnh UAV đo máy tồn đạc truyền thống, từ đưa kết luận, đánh giá sau viii Kết kết luận Với địa hình tương đối phẳng, thuận tiện giao thơng diện tích đất nơng nghiệp lớn, đa dạng mục đích sử dụng, phường Minh Khai có điều kiện thuận lợi cho phát triền kinh tế - xã hội địa bàn lý tưởng cho công tác nghiên cứu thử nghiệm ứng dụng cơng nghệ UAV thành lập đồ địa đất sản xuất nông nghiệp Công tác xây dựng lưới khống chế mặt đất: 16 điểm lưới khống chế đo cơng nghệ GPS tĩnh, bình sai tính toán tọa độ biên tập kết phần mềm chuyên dụng Kết sai số nằm hạn sai cho phép, kết lưới khống chế đạt yêu cầu Kết bay chụp công nghệ UAV khu đất nơng nghiệp phía Bắc phường Minh Khai thu 971 ảnh đơn, hoàn thiện xử lý ảnh, xây dựng thành cơng bình đồ ảnh có độ phân giải cao (4,4cm) gắn chuẩn tọa độ theo hệ tọa độ quốc gia VN-2000 Kết ứng dụng công nghệ ảnh UAV thành lập đồ địa khu đất nơng nghiệp phía Bắc phường Minh Khai: 03 tờ đồ địa chính quy với nội dung trình bày quy định; tổng diện tích 51,57ha (1159 thửa) Kiểm tra, đánh giá độ xác đồ địa thành lập cơng nghệ UAV cho thấy phương pháp đo đạc sử dụng UAV đạt yêu cầu độ xác đồ địa tỷ lệ 1/1000 So sánh hiệu phương pháp lập đồ địa cơng nghệ UAV phương pháp tồn đạc cho kết quả: Đối với khu vực đất sản xuất nông nghiệp, phương pháp UAV đạt hiệu cao nhiều thời gian lượng nhân công so với phương pháp đo toàn đạc truyền thống Đánh giá hiệu phương pháp lập đồ địa công nghệ UAV: mức độ hiệu công nghệ UAV phụ thuộc địa hình loại hình sử dụng đất khu vực nghiên cứu Công nghệ UAV đặc biệt thích hợp cho khu vực đất sản xuất nông nghiệp, ứng dụng hiệu với đất lâm nghiệp khơng thích hợp đất ix 4.2.3.3 Xử lý nội nghiệp, biên tập đồ địa Sau có đầy đủ chuẩn xác số liệu đo đạc đồ, tiến hành xử lý nội nghiệp, biên tập đồ theo trình tự sau: * Chuyển liệu sang phần mềm đồ họa chuẩn theo quy định Bộ Tài nguyên Môi trƣờng Microstation: - Tạo file chuyển đổi trung gian *.dxf AutoCAD: vào vẽ AutoCAD Save as với Files of type: AutoCAD R12/LT12 dxf (*.dxf) - Tạo file *.dgn với thông số seed file sau: + Hệ tọa độ VN-2000, múi chiếu 3o, kinh tuyến trục 105°00' + Đơn vị làm việc (Master Units): mét (m); + Đơn vị làm việc phụ (Sub Units): mi li mét (mm); + Độ phân giải (Resolution): 1000; + Tọa độ điểm trung tâm làm việc (Storage Center Point/Global Origin): X: 500000 m, Y: 1000000 m - Import file *.dxf vào file *.dgn * Xử lý chuẩn hóa liệu đồ Microstation với hỗ trợ Famis: - Chuẩn hóa level đối tượng, đặc biệt đối tượng sử dụng tạo vùng, tính diện tích như: Ranh giới (level 10), đường giao thông (level 23), đường bờ (level 31), kênh, mương, rãnh nước (level 32) - Chuẩn hóa màu sắc đối tượng đồ: + Thể màu đen, mã màu = 0, có số màu đồng thời Red = 255, Green = 255, Blue = 255 ranh giới đất theo trạng sử dụng, ranh giới nhà cơng trình xây dựng, ranh giới đối tượng chiếm đất không tạo thành đất đường giao thông bộ, đê điều địa vật; địa giới hành chính; khung đồ; điểm khống chế ghi chú; + Thể màu xanh, mã màu = 5, có số màu đồng thời Red = 0, Green = 255, Blue = ranh giới đối tượng chiếm đất không tạo thành đất sông, suối, kênh, rạch đối tượng thủy hệ khác tên đối tượng; + Thể màu nâu, mã màu = 38, có số màu đồng thời Red = 255, Green = 117, Blue = đối tượng đường bình độ ghi độ cao; 61 + Thể màu đỏ mã màu = 3, có số màu đồng thời Red = 255, Green = 0, Blue = ranh giới đất theo giấy tờ pháp lý, ranh giới đất theo quy hoạch ranh giới chỉnh lý - Sử dụng phần mềm Famis chuẩn hóa đường nét, sửa lỗi topology thơng qua lệnh Tự động tìm, sửa lỗi (CLEAN) sửa lỗi (FLAG) - Cắt mảnh, chia biên tờ đồ, ngắt giao thông thủy lợi tờ đồ - Tạo vùng, tính diện tích Famis - Đánh số tự động theo nguyên tắc đánh zic zắc từ trái qua phải, từ xuống - Gán thơng tin thuộc tính cho đất lệnh Gán liệu từ nhãn - Vẽ nhãn tự động - Tổng hợp số liệu, thống kê diện tích, xuất báo cáo file *.txt * Biên tập đồ địa chính: Thể đầy đủ, theo quy chuẩn quy định Thông tư 25/2014/TT-BTNMT Bộ Tài nguyên & Môi trường ban hành bao gồm: - Khung đồ - Điểm khống chế tọa độ, độ cao Quốc gia hạng, điểm địa chính, điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp, điểm khống chế đo vẽ có chơn mốc ổn định - Mốc địa giới hành chính, đường địa giới hành cấp - Mốc giới quy hoạch; chi giới hành lang bảo vệ an tồn giao thơng, thủy lợi, đê điều, hệ thống dẫn điện cơng trình cơng cộng khác có hành lang bảo vệ an tồn - Ranh giới đất, loại đất, số thứ tự đất, diện tích đất - Nhà cơng trình xây dựng khác: chi thể đồ cơng trình xây dựng phù hợp với mục đích sử dụng đất, trừ cơng trình xây dựng tạm thời - Các đối tượng chiếm đất không tạo thành đất đường giao thơng, cơng trình thủy lợi, đê điều, sông, suối, kênh, rạch yếu tố chiếm đất khác theo tuyến - Địa vật, cơng trình có giá trị lịch sử, văn hóa, xã hội ý nghĩa định hướng cao 62 Hình 4.14 Xử lý, biên tập đồ Famis Microstation 4.2.3.3 Sản phẩm đồ địa Sau q trình chuẩn hóa liệu biên tập đồ, ta 03 tờ đồ địa phường Minh Khai với số liệu tổng hợp sau: - - - Tờ số 1: + Số hiệu mảnh đồ: 334575-9-d + Tổng số thửa: 364 + Tổng diện tích: 142565.9 m2 Tờ số 2: + Số hiệu mảnh đồ: 334578-7-c + Tổng số thửa: 657 + Tổng diện tích: 279541.7 m2 Tờ số 3: + Số hiệu mảnh đồ: 334578-7-d + Tổng số thửa: 138 + Tổng diện tích: 93592.5m2 Các số liệu thống kê chi tiết tổng hợp theo bảng sau: 63 Bảng 4.6 Bảng thống kê tổng hợp số thửa, diện tích, loại đất tờ đồ Tờ Loại đất Tờ Tờ Số Diện tích Số Diện tích Số Diện tích BHK 255 107806 375 180542 77 37161.3 CLN 1657.5 26 23539.5 4434.2 NTS 63 12399.9 178 36522.3 17 7723.3 MNC 909.6 13398.6 21631.8 NTD 8478.2 2066.7 DNL DGT 21 5792.9 48 16568.3 19 6947.4 DTL 18 5521.6 18 6904.6 1261.4 14433.1 138 93592.5 BCS Tổng 364 142565.9 657 279541.7 Tổng số thửa: 1159 Tổng diện tích: 515700,1 m2=51,57ha 4.3 ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ VÀ SO SÁNH VỚİ PHƢƠNG PHÁP TRUYỀN THỐNG 4.3.1 Kiểm tra thực địa, đánh giá độ xác * Kiểm tra sai số tương hỗ vị trí điểm: Để kiểm tra sai số tương hỗ vị trí điểm đồ địa thành lập, ta tiến hành đo đạc kiểm tra thực địa, đo cạnh trực tiếp thước thép, sau đối chiếu với số liệu đo đồ để đánh giá sai số (hạn sai cho phép 0,3m cạnh lớn 5m, cho phép 0,06m cạnh nhỏ 5m) Kết thu sau: Theo số liệu đo đạc kiểm tra thử nghiệm 100 cạnh cho thấy - 59 cạnh có sai số nhỏ 10 cm - 35 cạnh có sai số từ 11-15cm 64 - cạnh có sai số 15cm (từ 16cm đến 18cm) - Đánh giá: Đạt Do khu vực thử nghiệm nghiên cứu khu vực đất sản xuất nơng nghiệp nên cạnh có sai số từ 16-18cm thuộc hạn sai số cho phép Vì với kết kiểm tra trên, ta kết luận đồ lập đạt yêu cầu độ xác * Kiểm tra sai số vị trí điểm so với điểm khống chế gần nhất: Tiến hành đo đạc kiểm tra máy toàn đạc, trút số liệu đưa lên đồ so sánh khoảng cách từ điểm đo toàn đạc điểm đồ số hóa tới điểm khống chế gần Với hạn sai cho phép 0,225m theo quy phạm, kết thu sau: Theo số liệu đo đạc kiểm tra thử nghiệm 100 điểm đo chi tiết cho thấy: - 57 điểm đo có sai số nhỏ 10 cm - 33 điểm đo có sai số từ 11-15cm - 10 điểm đo có sai số 15 cm (từ 16 đến 20 cm) - Đánh giá: Đạt Kết luận: Độ xác đồ đạt yêu cầu 4.3.2 So sánh phƣơng pháp sử dụng công nghệ UAV phƣơng pháp đo toàn đạc truyền thống 4.3.2.1 Đo đạc thử nghiệm phương pháp toàn đạc Để so sánh phương pháp đo đạc UAV toàn đạc cách khách quan nhất, cần đo đạc thử nghiệm phương pháp toàn đạc trực tiếp khu vực địa bàn bay chụp UAV, qua ta sử dụng phép thử, tính tốn để xác định ưu nhược điểm có so sánh đắn Đo thử nghiệm: sử dụng 01 nhóm máy gồm 03 người lấy trạm gốc từ điểm GPS12, định hướng điểm GPS14 (thông hướng) tiến hành đo máy toàn đạc 01 ngày Kết thu sau: - Số điểm đo chi tiết 1521 - Diện tích đo đạc 6,05 (ước lượng đo hết khu ngày) - Số đo: 148 65 Hình 4.15 Khu vực đo đạc thử nghiệm máy tồn đạc 4.3.2.2 So sánh thời gian nhân cơng tiêu thụ Do công tác lập đồ dù phương pháp đo tồn đạc hay cơng nghệ UAV trải qua số công đoạn giống nhau, thời gian công sức tiêu tốn tương đương nên tạm không đưa vào yếu tố so sánh như: - Điều tra, khảo sát thực địa - Lập lưới khống chế đo vẽ - Xử lý chuẩn hóa liệu, biên tập, in ấn đồ Như vậy, phạm vi khu vực nghiên cứu, thử nghiệm cánh đồng phía Bắc phường Minh Khai với diện tích 51,57ha, khác biệt phương pháp mang so sánh qua hạng mục công việc sau: 66 Bảng 4.7 So sánh hiệu phƣơng pháp UAV tồn đạc Phƣơng pháp UAV Cơng việc Thời Phƣơng pháp tồn đạc gian Cơng việc nhân công Thời gian nhân công Thiết kế bay tiến 01 ngày X 2ng Đo đạc chi tiết ngoại ngày X 3ng hành bay chụp nghiệp Xử lý ảnh, xây dựng 0.5 ngày X 1ng Trút máy, xử lý số liệu ngày X 1ng bình đồ ảnh đo đạc ngoại nghiệp Số hóa ảnh ngày X 2ng Đối soát, đo vẽ bổ ngày X ng Đối soát, đo vẽ bổ sung ngày X 2ng sung nông (đất (tốn thêm công nghiệp nên đối điểm chi tiết bị điểm, công đo bù che phủ, không tương phải UAV số chỗ đo bù nhiều) khuất, nối sốt, đương đo sót điểm chi tiết) Tổng: 5,5 ngày (10,5 công) Tổng: 15,5 ngày (35 công) Qua bảng số liệu so sánh trên, ta thấy rõ phương pháp UAV đạt hiệu cao nhiều (thời gian nhân công tiêu tốn xấp xỉ 1/3) so với phương pháp đo toàn đạc truyền thống khu vực đất canh tác, sản xuất nơng nghiệp * So sánh chi phí đầu tƣ: Về bản, việc ứng dụng công nghệ UAV thành lập đồ địa ln cần kết hợp phương pháp đo đạc khác, hay nói cách khác có riêng cơng nghệ UAV chưa đủ để đo đạc hoàn thiện đồ Do đó, khoản đầu tư vào cơng nghệ UAV (nếu có) khoản đầu tư thêm khoản thay hoàn toàn cho thiết bị đo toàn đạc Tuy nhiên, theo bảng kết so sánh phương pháp UAV tồn đạc, ta thấy sử dụng kết hợp UAV 67 giúp giảm thiểu việc sử dụng máy tồn đạc Vì vậy, q trình cải tiến kỹ thuật, mở rộng sản xuất doanh nghiệp, đơn vị đo đạc cân nhắc việc đầu tư mua thiết bị UAV mua thêm máy toàn đạc Cả UAV máy toàn đạc có nhiều mức giá cao thấp khác nhau, có độ chênh lệch lớn giá tùy theo tính chất lượng sản phẩm, nên ta tạm so sánh theo giá số thiết bị sử dụng phổ biến, có đủ chức thuận tiện cho nhiệm vụ đo đạc lập đồ, có mức giá tầm trung thấp sau: Bảng 4.8 So sánh giá đầu tƣ mua thiết bị UAV máy toàn đạc Thiết bị UAV Máy toàn đạc STT Tên thiết bị DJI Phantom DJI Mavic Pro Platium Combo Phantom Pro Obsidian USA/NA Phantom Pro Obsidian Plus USA/NA DJI Inspire V2.0 Camera Zenmuse X3 Trung bình Giá (đồng) Tên thiết bị Giá (đồng) 24.800.000 Geomax Zipp 10Pro 5" 97.900.000 26.900.000 Nikon DTM – 322+ 5" 103.247.000 32.500.000 Sokkia CX 55 104.500.000 40.400.000 Topcon ES55 104.500.000 45.600.000 Leica TS02 - 5'' 114.000.000 34.040.000 104.829.400 Nguồn: giá niêm yết https://flycampro.vn/ http://tracdiadatviet.com/ Qua bảng 4.8 ta thấy giá đầu tư mua thiết bị UAV máy toàn đạc: - UAV: giá dao động từ khoảng 24,8 - 45,6 triệu đồng, trung bình 34,04 triệu - Máy tồn đạc: giá dao động từ khoảng 97,9 – 114 triệu đồng, trung bình 104,83 triệu Như vậy, khoảng phân khúc sản phẩm giá trung bình thấp, UAV có chi phí đầu tư nhỏ so với đầu tư phát triển mua thêm máy toàn đạc 68 4.3.3 Đánh giá hiệu ứng dụng công nghệ UAV thành lập đồ địa 4.3.3.1 Ưu điểm Phương pháp thành lập đồ cơng nghệ UAV có nhiều ưu điểm lớn so với phương pháp đo đạc truyền thống như: - Thời gian tiến hành thiết kế, bay chụp xử lý ảnh nhanh chóng - Giảm lượng lớn thời gian, tiết kiệm công sức đảm bảo an toàn cho người lao động cao nhiều so với phương pháp đo đạc trực tiếp thực địa - Độ phân giải độ xác cao, dễ dàng số hóa đo vẽ bổ sung cần thiết - Loại bỏ lỗi đo toàn đạc như: nối nhầm điểm, đo thiếu điểm cong, điểm gẫy khúc, lấy sót điểm, đo đạc khơng trọn - Ảnh chụp cho màu thực, giúp người sử dụng có góc nhìn trực quan đồ khiến cơng tác giải đốn ảnh trở nên dễ dàng nhiều - Đối với công tác đo đạc đồ lập hồ sơ địa chính, việc sử dụng đồ địa kết hợp ảnh UAV mang lại điều kiện thuận lợi cho công tác quy chủ, kê khai đăng ký hàng loạt (người dân dễ nhận biết vị trí đất đai mình, dễ dàng so sánh đối chiếu hình thể, diện tích kết đo đạc thực tế) - Có thể kết hợp thành lập mơ hình 3D, mơ hình số bề mặt (DSM), khảo sát địa hình song song với đo đạc địa - Kết hợp sử dụng bình đồ ảnh mơ hình 3D cho đồ địa giúp cung cấp thêm nhiều thơng tin trực tiếp trạng đất đai cho nhà quản lý, hỗ trợ mạnh mẽ cho công tác xét cấp GCN, xác định vi phạm, giải tranh chấp, đền bù GPMB đưa đồ địa trở thành công cụ hỗ trợ quản lý đa chức nhà nước - Yêu cầu sử dụng điểm khống chế mặt đất nhờ thuật toán xử lý ảnh thông minh - Tiết kiệm tối đa thời gian nhân công - Thiết bị dễ sử dụng, thời gian đào tạo kỹ thuật chuyển giao công nghệ ngắn 69 - Thiết bị gọn nhẹ, dễ vận chuyển, có tính động tiện lợi cao - Chi phí đầu tư thấp (điển thiết bị DJI Phantom sử dụng đề tài có giá bán niêm yết web https://flycampro.vn 24.800.000 đồng) 4.3.3.2 Nhược điểm Bên cạnh ưu điểm vượt trội so với phương pháp truyền thống nêu trên, công nghệ UAV số hạn chế như: - Các yếu tố cần đo vẽ dễ bị che khuất địa vật, cối Để phục vụ đo đạc đồ nói chung đặc biệt đồ địa nói riêng, vấn đề thơng thống thiên đỉnh quan trọng, bị địa vật, nhà cửa tán che khuất khơng thể xác định điểm để số hóa, dẫn đến phải đo đạc bổ sung phương pháp khác - Phụ thuộc lớn vào độ cao bề mặt địa hình UAV hoạt động tốt với địa hình đồng bằng; địa hình núi cao gây nhiều khó khăn cho cơng tác bay chụp, u cầu phải thiết kế bay chụp tăng dày đặc biệt phải ý độ cao bay theo dõi tiến trình bay, tránh cố va chạm địa hình - Phụ thuộc vào thời tiết Để đảm bảo an tồn cho thiết bị, khơng sử dụng UAV điều kiện thời tiết mưa bão; thời tiết nhiều gió gây khó khăn cho cơng tác bay chụp khiến máy bay dễ bị dạt, lệch vị trí tuyến bay, gió cịn gây rung, lắc, nghiêng hướng làm giảm chất lượng ảnh (nếu không đạt chất lượng phải bay chụp bù) - Phải làm thủ tục xin cấp phép bay chụp UAV trước tiến hành bay chụp lập đồ 4.3.3.3 Đánh giá hiệu Sau trình thử nghiệm ứng dụng công nghệ UAV thành lập đồ địa chính, thấy UAV thể mạnh rõ rệt với ưu tiết kiệm lượng lớn thời gian, nhân lực, chi phí so với phương pháp đo đạc truyền thống Tuy nhiên qua thực tế ứng dụng công nghệ UAV bộc lộ nhiều hạn chế, điển hình việc UAV khơng thể xác định đối tượng bị che khuất cao cối, mái nhà bắt buộc phải đo vẽ bổ sung phương pháp khác Do đó, cơng tác đo đạc lập đồ địa chính, đánh giá hiệu ứng dụng công nghệ UAV điều kiện địa bàn sau: 70 - Đặc biệt thích hợp cho khu vực địa hình phẳng, quang đãng, bị che chắn phía đất sản xuất nơng nghiệp, đất chưa sử dụng, giao thông, thủy lợi - Ứng dụng hiệu với đất lâm nghiệp (do bị rừng che chắn, hiệu với đồi trọc hay rừng non trồng) - Rất hiệu đất xây dựng nhà cửa, gần không xác định điểm ranh mà có tác dụng xác định liệu thuộc tính (tính chất nhà, hình thức sử dụng đất trạng ) đất 71 PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 KẾT LUẬN Phường Minh Khai, quận Bắc Từ Liêm, thành phố Hà Nội nằm vị trí địa lý giao thơng thuận tiện, có hệ thống tuyến đường giao thông huyết mạch chạy qua đường Cầu Diễn, đường Văn Tiến Dũng, đường Phú Minh, đường Tây Thăng Long Đây điều kiện quan trọng để phường Minh Khai phát tr ển k nh tế - xã hộ Với địa hình tương đối phẳng, thuận tiện giao thơng với diện tích đất nơng nghiệp lớn đa dạng mục đích sử dụng, phường Minh Khai địa bàn lý tưởng cho công tác nghiên cứu thử nghiệm ứng dụng công nghệ UAV thành lập đồ địa đất sản xuất nông nghiệp Công tác xây dựng lưới khống chế mặt đất: sản phẩm thu 16 điểm lưới khống chế đo cơng nghệ GPS tĩnh, bình sai tính tốn tọa độ phần mềm COMPASS biên tập kết bảng DPSurvey, kết lưới khống chế đạt yêu cầu, sai số nằm hạn sai cho phép: Sai số vị trí điểm lớn điểm GPS03 với mp = 0.006m (sai số cho phép 0.05m) nhỏ điểm GPS08 với mp = 0.001m Sai số trung phương tương đối chiều dài cạnh lớn cạnh GPS02 -GPS03 với mS/S = 1/ 47600 (sai số cho phép 1/25000) nhỏ cạnh 104481 - GPS14 với mS/S = 1/ 2548292 Kết bay chụp công nghệ UAV khu đất nơng nghiệp phía Bắc phường Minh Khai thu 971 ảnh đơn, hoàn thiện xử lý ảnh, xây dựng thành cơng bình đồ ảnh có độ phân giải cao (4,4cm) gắn chuẩn tọa độ theo hệ tọa độ quốc gia VN-2000 Ứng dụng công nghệ ảnh UAV thành lập đồ địa khu đất nơng nghiệp phía Bắc phường Minh Khai: Thử nghiệm thành cơng sử dụng bình đồ ảnh thành lập đồ địa cho khu đất nơng nghiệp, kết thu 03 tờ đồ địa chính quy với nội dung trình bày quy định; tổng diện tích đo đạc, biên tập đồ 515700,1 m2=51,57ha (1159 thửa) Kiểm tra, đánh giá độ xác đồ địa thành lập cơng nghệ UAV cho thấy phương pháp đo đạc sử dụng UAV đạt yêu cầu độ xác đồ địa tỷ lệ 1/1000: Kết kiểm tra sai số tương hỗ vị trí điểm 100 cạnh (hạn sai cho phép 30cm cạnh lớn 5m, cho phép 6cm cạnh nhỏ 5m) đạt hạn sai cho phép (59 cạnh có 72 sai số nhỏ 10 cm, 35 cạnh có sai số từ 11-15cm, cạnh có sai số từ 16cm đến 18cm) Kết kiểm tra sai số vị trí điểm so với điểm khống chế gần (100 điểm – hạn sai cho phép 22,5cm) đạt hạn sai cho phép (57 điểm đo có sai số nhỏ 10 cm, 33 điểm đo có sai số từ 11-15cm, 10 điểm đo có sai số từ 16 đến 20cm) Đối với khu vực đất sản xuất nông nghiệp, phương pháp UAV đạt hiệu cao nhiều thời gian lượng nhân công so với phương pháp đo toàn đạc truyền thống So sánh hiệu 02 phương pháp theo tiêu chí thời gian thi cơng nhân lực tiêu thụ cho kết quả: Phương pháp UAV 5,5 ngày - 10,5 cơng phương pháp tồn đạc: 15,5 ngày - 35 công Đánh giá hiệu phương pháp lập đồ địa công nghệ UAV: Do chất ảnh UAV ảnh hàng không chụp từ cao, chịu ảnh hưởng lớn mức độ che khuất bề mặt, mức độ hiệu cơng nghệ UAV phụ thuộc địa hình loại hình sử dụng đất khu vực nghiên cứu Cơng nghệ UAV đặc biệt thích hợp cho khu vực địa hình phẳng, quang đãng, bị che chắn phía đất sản xuất nơng nghiệp, đất chưa sử dụng, giao thông, thủy lợi UAV ứng dụng hiệu với đất lâm nghiệp (do bị rừng che chắn, hiệu với đồi trọc hay rừng non trồng) khơng thích hợp đất xây dựng nhà cửa, gần không xác định điểm ranh mà có tác dụng xác định liệu thuộc tính (tính chất nhà, hình thức sử dụng đất trạng ) đất 5.2 KIẾN NGHỊ Đề nghị Bộ Tài nguyên & Môi trường quan chức Nhà nước có thẩm quyền quan tâm nghiên cứu, nhìn nhận phương pháp sử dụng UAV thành lập đồ nói chung đồ địa nói riêng phương pháp đo đạc mới, đưa văn quy phạm pháp luật quy định hướng dẫn cụ thể bổ sung riêng dành cho UAV tiêu chuẩn kỹ thuật kiểm định máy móc thiết bị, thơng số bay chụp, xử lý ảnh, mật độ điểm khống chế mặt đất, quy định bổ sung định mức kinh tế, tài tương ứng với loại đồ tỷ lệ đồ cần thành lập 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Khoa học Công nghệ (2012) TCVN 9401:2012 Kỹ thuật đo xử lý số liệu GPS trắc địa cơng trình Hà Nội Bộ Tài nguyên Môi trường (2014) Thông tư số 25/2014/TT-BTNMT Quy định đồ địa Hà Nội Bộ Tài nguyên Môi trường (2017) Thông tư số 33/2017/TT-BTNMT Quy định chi tiết nghị định số 01/2017/NĐ-CP ngày 06 tháng 01 năm 2017 phủ sửa đổi, bổ sung số nghị định quy định chi tiết thi hành luật đất đai sửa đổi, bổ sung số điều thông tư hướng dẫn thi hành luật đất đai Hà Nội Ngô Long (2017) Ứng dụng UAV, RS GIS nghiên cứu khoa học địa lý đại Truy cập ngày 25/10/2017 https://ungdungmoi.edu.vn/ung-dunguav-rs-va-gis-trong-nghien-cuu-khoa-hoc-cua-dia-ly-hien-dai.html Nguyễn Vũ Giang (2017) Thành lập đồ không gian chiều máy bay không người lái Viện Công nghệ Vũ trụ, viện Hàn Lâm KH&CN Việt Nam, Hà Nội Nguyễn Thị Kim Hiệp (2006) Giáo trình đồ địa Nhà xuất Nơng Nghiệp, Hà Nội Nguyễn Thùy Linh (2015) Bản đồ địa chính, truy cập ngày 17/10/2017 tracdiapro.com/ban-do-dia-chinh/ Quốc hội Việt Nam (2013) Luật Đất đai Hà Nội Tổng cục Địa (2001) Thơng tư số 973/2001/TT-TCĐC hướng dẫn áp dụng hệ quy chiếu hệ tọa độ quốc gia VN-2000 Hà Nội 10 UBND phường Minh Khai (2017) Báo cáo Kết thực nhiệm vụ phát triển kinh tế - xã hội, Quốc phòng, an ninh năm 2017; phương hướng nhiệm vụ năm 2018 Hà Nội 11 Võ Chí Mỹ (2015) Nghiên cứu khả ứng dụng máy bay không người lái công tác trắc địa mỏ giám sát môi trường mỏ, Hội Khoa học Công nghiệp mỏ Việt Nam 12 Vũ Văn Chất (2016) Ứng dụng thiết bị bay không người lái thành lập đồ 3D tỷ lệ lớn Cục Bản đồ Bộ Tổng Tham mưu, Hà Nội 74 13 Vũ Phan Long Lê Thắng (2016) Thử nghiệm thiết bị bay chụp ảnh không người lái thành lập đồ 3D hành lang tuyến điện Cục Bản đồ Bộ Tổng Tham mưu, Hà Nội 14 Vũ Phan Long (2017) Hướng dẫn sử dụng phần mềm Pix4dMapper Cục Bản đồ Bộ Tổng Tham mưu, Hà Nội 75 ... cơng nghệ đo đạc, duới hướng dẫn TS Trần Minh Ý PGS.TS Trần Quốc Vinh tiến hành thực đề tài: ? ?Nghiên cứu ứng dụng công nghệ UAV thành lập đồ địa phƣờng Minh Khai, quận Bắc Từ Liêm, thành phố Hà Nội? ??... giới hành huyện Từ Liêm để thành lập 02 quận 23 phường thuộc thành phố Hà Nội Phường Minh Khai nằm phía Tây Nam Quận Bắc Từ Liêm, Thành phố Hà Nội: + Bắc giáp phường Liên Mạc; + Nam giáp phường. .. thống, UAV ứng dụng rộng rãi đo đạc địa hình, đo đạc địa cơng nghệ cịn mẻ chưa ứng dụng rộng rãi Năm 2014, việc ứng dụng công nghệ UAV thành lập đồ địa Cục Bản đồ Bộ Tổng Tham mưu nghiên cứu thử