[4] 1.7. Những vấn đề được phát triển trong luận án
Từ khi các hệ thống quét laser 3D mặt đất du nhập vào nước ta, cơng nghệ này đã có những đóng góp trong việc khảo sát bề mặt địa hình, thành lập mơ hình số độ cao (DEM), mơ hình số địa hình (DTM), xây dựng mơ hình 3D phục vụ phân tích tổng hợp…Tuy nhiên, cịn nhiều vấn đề tiếp cận khá khó khăn đối với cơng nghệ quét laser 3D mặt đất như: Hiểu bản chất nguyên lý hoạt động của hệ thống; nguyên lý làm việc khối đo dài; các phương pháp đo góc của máy quét; các nguồn sai số trong kết quả quét laser mặt đất…kể cả vấn đề lý thuyết và thực hành đều chưa có nghiên cứu cơ bản để triển khai rõ ràng, cụ thể.
Hơn nữa, hiện nay chưa có một nghiên cứu hồn chỉnh, đồng bộ và đầy đủ từ lý thuyết đến thực nghiệm nhất là trong lĩnh vực phi địa hình; chưa có cơng bố mang tính pháp quy cũng như chưa ban hành đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật, quy trình cơng nghệ, định mức – đơn giá thực hiện quét laser mặt đất cho việc xây dựng mơ hình địa hình số độ cao đối với các đối tượng phi địa hình. Từ đó làm cơ sở để triển khai rộng rãi trong thực tế sản xuất.
Yếu tố khai thác, sử dụng phần mềm thương mại của nước ngồi cịn nhiều bất cập, từ môi trường làm việc, việc định dạng của đầu ra sản phẩm, các công cụ khơng được Việt hóa gây khó khăn cho người sử dụng. Hơn nữa do điều kiện thực tiễn ở nước ta là các yếu tố đặc trưng địa hình và địa vật rất đa dạng do đó phần mềm
Do đó, luận án tập trung giải quyết và phát triển các vấn đề cốt lõi sau đây:
- Nghiên cứu cơ sở khoa học của công nghệ quét laser 3D mặt đất về mặt lý luận cũng như thực tiễn sản xuất.
- Tích hợp các thuật tốn, xây dựng chương trình phụ trợ trong xử lý dữ liệu quét laser mặt đất phù hợp với điều kiện hiện tại của nước ta.
- Xây dựng quy trình cơng nghệ qt 3D mặt đất đối với một số đối tượng phi
địa hình.
1.8. Đánh giá ban đầu về hiệu quả khi sử dụng công nghệ quét laser 3D mặt đấttrong lĩnh vực địa hình trong lĩnh vực địa hình
Khi ứng dụng cơng nghệ qt laser 3D mặt đất trong cơng tác lập mơ hình số địa hình (DTM) mặc dù chưa có những so sánh đối chiếu cụ thể với một số phương pháp khác như phương pháp đo đạc trực tiếp (sử dụng máy toàn đạc điện tử, RTK,..) hay phương pháp đo vẽ ảnh nhưng dựa trên kinh nghiệm và kết quả nghiên cứu trên thế giới cho thấy có thể đánh giá một số tiêu chí ban đầu về hiệu quả của việc ứng dụng công nghệ quét laser 3D mặt đất như trong bảng 1.2 dưới đây.
Bảng 1.2. Đánh giá so sánh công nghệ quét laser mặt đất so với cơng nghệ khác
Thứ tự Tiêu chí so sánh Cơng nghệ đo Đo đạc Công nghệ quét
vẽ ảnh trực tiếp laser 3D mặt đất
1 Giá thành Rẻ Đắt Đắt
2 Tiến độ (thời gian) Khá nhanh Chậm Nhanh
Thứ tự Tiêu chí so sánh Cơng nghệ đo Đo đạc Công nghệ quét
vẽ ảnh trực tiếp laser 3D mặt đất
4 Độ chính xác của Chính xác Chính xác cao Rất chính xác sản phẩm
5 Tính phổ thơng Khá phổ biến Phổ biến Chưa phổ biến 6 Yêu cầu thiết bị xử Cấu hình cao Cấu hình bình Cấu hình rất cao
lý dữ liệu thường
7 Yêu cầu tay nghề Tay nghề cao Tay nghề bình Tay nghề rất cao
kỹ thuật viên thường
8 Phụ thuộc vào yếu Khá phụ thuộc Rất phụ thuộc Khơng phụ thuộc tố địa hình
Khó khăn thách thức khi áp dụng cơng nghệ qt laser mặt đất ở Việt Nam gồm có: Khó khăn trong tiếp cận mã nguồn của phần mềm thương mại; Yêu cầu về lưu trữ, xử lý dữ liệu rất lớn; Khó khăn trong việc tổ chức sản xuất khi sử dụng phần mềm đi đơi với khóa cứng nên hạn chế số lượng kỹ thuật viên cùng lúc xử lý dữ liệu.
Tiểu kết Chương 1
Trong chương này, tác giả đã nêu được lý do lựa chọn công nghệ quét Laser 3D mặt đất ứng dụng trong lĩnh vực địa hình và phi địa hình, đây là lĩnh vực cơng nghệ mới ở Việt Nam theo xu hướng cách mạng Cơng nghệ 4.0;
Chương này trình bày một số lĩnh vực ứng dụng công nghệ quét laser 3D mặt đất trong đo vẽ địa hình và phi địa hình. Trình bày tổng quan về tình hình nghiên cứu sử dụng công nghệ quét laser mặt đất ở trên thế giới và Việt Nam. Hiện tại ở nước ta mới có nghiên cứu và ứng dụng trong lĩnh vực địa hình, việc ứng dụng trong lĩnh vực phi địa hình cịn hạn chế. Từ đó, tác giả rút ra các vấn đề còn tồn tại sẽ được giải quyết trong luận án;
Tác giả cũng đã có đánh giá so sánh sơ bộ ban đầu công nghệ quét laser mặt đất so với công nghệ khác trong lĩnh vực địa hình.
chọn thiết bị phù hợp khi thực hiện những mục đích cơng việc khác nhau. Phần thực nghiệm, đánh giá và bình luận sẽ được trình bày ở các chương tiếp theo.
2.1. Nguyên lý hoạt động của hệ thống quét laser mặt đất
Laser là tên những chữ cái đầu của thuật ngữ bằng tiếng Anh “Light
Amplification by Stimulated Emission of Radiation” có nghĩa là khuếch đại ánh
sáng bằng phát xạ kích thích. Nguyên lý hoạt động của laser dựa vào hiện tượng bức xạ cưỡng bức [4].
2.1.1. Nguyên lý chung
Hệ thống quét laser mặt đất bao gồm thiết bị quét và thiết bị máy tính chuyên ngành xử lý tốc độ cao được cài đặt phần mềm chuyên dụng [62]. Hệ thống thiết bị quét laser cấu tạo gồm khối thiết bị đo dài laser thích ứng làm việc với tần số cao và khối đầu quay thiết bị quét laser mặt đất (Hình 2.1).
1 – đo dài laser;
2 – tuyến nhận và truyền đo dài;
3 – gương quét (lăng kính); 4 – đầu quét của máy quét; 5 – dây dẫn máy quét laser với máy tính;
6 – máy tinh xách tay cùng phần mềm chuyên dụng; 7 – bộ lưu dữ liệu.