500KV Quảng Trạch – Dốc Sỏi
3.1 Tổng quan dự án
Dự án “Đường dây 500kV Quảng Trạch – Dốc Sỏi” có quy mô chủ yếu như sau:
- Cấp điện áp: 500kV; Số mạch: 02 mạch;
- Điểm đầu: xã Quảng Đông, huyện Quảng Trạch, tỉnh Quảng Bình;
- Điểm cuối: xã Bình Nguyên, huyện Bình Sơn, tỉnh Quảng Ngãi;
- Chiều dài tuyến: khoảng 500km;
- Hành lang tuyến: 32m (từ tim tuyến ra mỗi bên 16,0m); - Địa điểm xây dựng: đi qua 6 tỉnh miền Trung của Việt Nam.
*Phạm vi nhiệm vụ:
- Bay chụp ảnh hàng không toàn tuyến đường dây 500kV Quảng Trạch – Dốc Sỏi, phạm vi tính từ tim tuyến về mỗi bên 150 m, độ phân giải 15 cm.
- Đo vẽ thành lập mô hình số địa hình DTM và mô hình số bề mặt DSM với độ chính xác độ cao 0,5m.
- Thành lập bình đồ ảnh hàng không trực giao số với độ phân giải 0,2m.
- Thành lập bản đồ địa hình và xây dựng cơ sở dữ liệu địa lý tỷ lệ 1:2.000 (khoảng cao đều đường bình độ cơ bản 1 m), phạm vi tính từ tim tuyến về mỗi bên 150 m.
3.2. Công tác bay chụp và xử lý ảnh
*Bước1.Công tác chuẩn bị: Đối với công tác bay chụp thì việc lập kế hoạch, kiểm tra điều kiện bay là cần thiết và rất quan trọng, nó quyết định đến an toàn bay và chất lượng ảnh bay chụp. Công tác chuẩn bị bao gồm hoạch định vị trí và phạm vi cần bay chụp, kiểm tra vùng được cấp phép bay, vùng cấm bay, tiếp đến là kiểm tra các điều kiện thời tiết có phù hợp cho công tác bay chụp hay không.
tiến hành thủ tục bay đảm bảo, tiếp đến là thiết kế tuyến bay bằng phần mềm chuyên dụng và tổ chức thực hiện bay chụp ảnh. Sử dụng 03 hệ thống UAV (Geoscan 101, Trimble UX5 và eBee
*Bước 3.Công tác đo đạc, tính toán tọa độ, độ cao điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp:
+ Bố trí và đo các điểm trạm Base: các điểm này được đo đạc xác định tọa độ và độ cao tương đương với điểm cơ sở hạng III Nhà nước, vị trí điểm được đóng cọc ổn định trong suốt thời gian khảo sát, đảm bảo thông thoáng, định tâm với sai số nhỏ hơn 5mm, đo chiều cao ăng ten với độ chính xác 1mm. Sử dụng máy GPS Trimble 2 tần số L1/L2 đo trong thời gian tối thiểu 180 phút, tần xuất thu tín hiệu không nhỏ hơn 1giây/1epoch dữ liệu vệ tinh. Điểm trạm base được đo nối với 2 điểm tọa độ GPS cơ sở thường trực Nhà Nước đặt tại Nghệ An và tại Đà Nẵng. Gốc tọa độ tham chiếu: Hệ tọa độ quốc gia VN2000; kinh tuyến trung ương 105o; múi chiếu 6o (k=0.9996), Hệ độ cao Hòn Dấu. Lưới chiếu UTM, Elipsoid WGS84, mô hình trọng lực EGM 2008.
+ Chọn, chích và đo các điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp GCPs: Sau khi bay chụp tiến hành chọn chích điểm khống chế ảnh, đo nối GPS khống chế ảnh ngoại nghiệp và tính toán tọa độ, độ cao Nhà Nước. Các điểm GCPs được chọn và đánh dấu vào những điểm địa vật rõ nét, nhận biết chính xác trên ảnh, độ tương phản hình ảnh thuận lợi cho khớp ảnh tự động, thuận lợi khi di chuyển tiếp cận.
+ Đo nối GCPs bằng các máy Trimble GPS 5700, Trimble GNSS-R8s, Trimble GNSS-R2 với phương pháp đo động RTK/PPK để xác định toạ độ, độ cao các điểm khống chế ảnh.
+ Số lượng điểm đo đạc và tính toán của lưới KCA đường dây 500kV Quảng Trạch – Dốc Sỏi: 502 điểm, ngoài ra kết hợp đo bổ sung các điểm với khoảng cách 10km/điểm khống chế ảnh tim tuyến phục vụ kiểm tra DSM sau xử lý ảnh; phần mềm tính toán bình sai sử dụng phần mềm TBC (Trimble Business Center) tính toán và đánh giá độ chính xác các
quy định thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ 1:2.000. Bước 4.Công tác xử lý dữ liệu ảnh chụp:
+ Đối với UAV Geoscan 101 sử dụng phần mềm xử lý ảnh Agisoft Pro.
+ Đối với UAV Trimble UX5 sử dụng phần mềm xử lý ảnh TBC 3.40.
+ Đối với UAV eBee sử dụng phần mềm xử lý ảnh Pix4Dmapper.
Các phần mềm này đều tự động phát hiện các điểm khống chế mặt đất (GCPs) trên các ảnh, chọn khớp điểm ảnh cùng tên, tính toán bình sai khối tam giác ảnh không gian để tạo ra đám mây điểm (Point Cloud), mô hình số bề mặt (DSM) và ảnh Orthomosaic.
Sản phẩm ảnh trực giao, mô hình số độ cao và mô hình đám mây điểm được tạo ra, xem hình minh họa dưới đây:
*Bước 5.Tính toán thiết kế tuyến điện: dựa vào mô hình số độ cao DEM đã được tạo ra ở bước trên và tim tuyến thiết kế tiến hành lập các mặt cắt dọc, mặt cắt ngang tuyến. Từ đó tính toán điều chỉnh các số liệu thiết kế nếu thấy cần thiết, tính toán thống kê phục vụ cho công tác đền bù giải phóng mặt bằng và tính toán khối lượng đào đắp phục vụ lập dự toán thi công công trình... Kết quả lập mặt cắt dọc và mặt cắt ngang tuyến được thể hiện như các hình dưới đây:
3.3. Kết quả xử lý ảnh UAV
Kết quả ứng dụng công nghệ bay chụp ảnh bằng UAV phục vụ dự án khảo sát tuyến đường điện 500KV, đạt được cụ thể như sau:
- Số lượng UAV: 03 chiếc gồm Geoscan 101, Trimble UX5 và eBee;
- Tổng số ảnh chụp: 40.819 tấm;
- Tổng số ca bay: 73 ca bay; Tổng chiều dài tuyến khảo sát: 491,61 km
- Tổng số điểm khống chế ảnh (GCPs): 502 điểm, trong đó 21 điểm trạm cơ sở (base station);
- Sản phẩm giao nộp: Bình đồ ảnh hàng không, mô hình số địa hình DTM, mô hình số bề mặt DSM và bản đồ địa hình tỷ lệ 1:2.000 toàn tuyến, với tổng diện tích 113,74km2;
- Tổng số người tham gia: 5 người, trong đó ở ngoại nghiệp là 3 người và ở nội nghiệp là 2 người; Tổng thời gian thực hiện: từ ngày 08/01 đến 18/3/2017 bằng 63 ngày.
4. Kết luận
Như vậy, việc áp dụng công nghệ bay chụp UAV cho dự án này đã mang lại thành công hơn cả mong đợi, đáp ứng đầy đủ yêu cầu kỹ thuật về độ chính xác và rút ngắn thời gian khảo sát so với các phương pháp đo đạc trên mặt đất truyền thống. Với kết quả nghiên cứu và thử nghiệm này, chúng tôi thấy rằng công nghệ chụp ảnh bằng UAV có những ưu,
Hình 5. (a) Ảnh trực giao orthomosaic; (b) Mô hình số độ cao DEM; (c) mô hình đám mây điểm Point Cloud
nhược điểm như sau: - Ưu điểm:
+ Hệ thống gọn nhẹ, thuận tiện cho việc di chuyển và thao tác ngoài thực địa;
+ Hệ thống cho ra kết quả chính xác, nhanh chóng và trực quan giúp cho nhà thiết kế có được những thông tin cần thiết và kịp thời để lựa chọn phương án kỹ thuật tối ưu.
+ Hệ thống có tính tự động hóa cao, thuận tiện cho người sử dụng;
+ Cho phép khảo sát địa hình ở những khu vực khó khăn, nguy hiểm mà rất khó tiếp cận bằng các phương pháp truyền thống.
+ Đây là công nghệ hiện đại, có tính tự động hóa cao và còn mới ở Việt Nam do đó người sử dụng cần phải được tuyển chọn để đào tạo chuyên sâu về lý thuyết và kỹ năng điều khiển bay cơ bản ngay từ ban đầu.
+ Hệ thống phụ thuộc nhiều vào điều kiện thời tiết như mây, mù, gió…, ngoài ra còn phải tránh các khu vực cấm bay;
+ Cần phải làm thủ tục xin phép bay trước khi bay chụp; + Thời gian cho một chuyến bay còn ngắn phụ thuộc vào nguồn năng lượng pin, thông thường dưới 1h.
Lần đầu tiên tại Việt Nam, Công ty TNHH MTV TĐBĐ/ Cục Bản đồ đã thực hiện thành công ứng dụng công nghệ bay chụp ảnh bằng UAV giúp cho Tập đoàn điện lực Việt
Hình 6. Sơ đồ mặt bằng và mặt cắt dọc tuyến G98-G99
Hình 7. Mặt cắt ngang tuyến tại vị trí Km0+000
Hình 8. Mặt cắt ngang tuyến tại vị trí Km0+500