quét laser mặt đất
4.1.1. Quy trình cơng nghệ
Hình 4.1. Quy trình cơng nghệ khảo sát đối tượng phi địa hình
Ghi chú: + BS: Backsight – hướng ngắm phía sau
+ FS: Foresight – hướng ngắm phía trước
Đối tượng phi địa hình của quét laser mặt đất rất đa dạng. Các đối tượng có bề mặt phức tạp như các bức tượng hay cổ vật trong đình, chùa của các đối tượng di sản văn hóa thì u cầu đo vẽ đến từng chi tiết nhỏ phục vụ cho việc bảo tồn, phục dựng; các đối tượng hình tuyến như các tuyến đường, tuyến phố thì cần ghép chính xác các trạm đo để đảm bảo độ chính xác vị trí điểm, khoảng cách và mơ hình bề mặt đứng; đối tượng nằm trong lịng đất như là các hang, động thì cần đảm bảo mơ tả hiện trạng bề mặt... Để đạt mục tiêu theo từng yêu cầu cụ thể, tiếp cận được cách triển khai phù hợp với điều kiện sản xuất cần có sự khảo sát và linh hoạt xây dựng quy trình cơng nghệ phù hợp theo mục đích sử dụng, yêu cầu về mức độ chi tiết và độ chính xác. Các vấn đề về đảm bảo trong công tác thu thập số liệu đối với các đối tượng phi địa hình bằng quét laser mặt đất như: kiểm định hệ thống quét; đo nối khống chế; độ chính xác tọa độ...được áp dụng như trong quy định thành lập mơ hình số độ cao địa hình.
4.1.2. Khảo sát thực địa
Giai đoạn khảo sát thực địa trước khi thi cơng đóng vai trị quan trọng, nhằm xác định mục đích, xác định hình dáng, hình thù tương đối và đưa ra phương án thi cơng tối ưu nhất. Các cơng đoạn chính của q trình khảo sát thực địa bao gồm:
Thứ nhất là công tác chuẩn bị: Thu thập tài liệu, dữ liệu (bản đồ các loại,
điểm khống chế tọa độ, độ cao quốc gia...); Lập phương án sơ bộ trong phòng (lập sơ đồ xác định giới hạn thu nhận dữ liệu, sơ đồ vị trí các điểm đặt trạm máy trên nền bản đồ hiện có); Chuẩn bị trang thiết bị (máy tính, thiết bị quét và các phụ kiện kèm theo), tiến hành kiểm nghiệm thiết bị cần thiết phục vụ trong quá trình thi công và chuẩn bị phương tiện di chuyển.
Thứ hai là tiến hành khảo sát tại khu vực thi công: Giao nhận khu vực thi
cơng ngồi thực địa; Khảo sát địa hình, địa vật khu vực thi cơng (đo đạc sơ bộ và phác họa hình dạng, kích thước của đối tượng, đánh giá mức độ phức tạp của địa hình khu vực); Tìm điểm tọa độ, độ cao quốc gia phục vụ đo nối lưới khống chế.
Thứ ba là lập thiết kế sơ bộ phục vụ thiết kế chi tiết: Trên cơ sở yêu cầu sản
phẩm, mục đích cơng việc, lập sơ đồ điểm trạm qt và tuyến di chuyển.
105
4.1.3. Lập phương án thi công
Phương án thi công đưa ra phải đảm bảo phạm vi quét phủ kín khu vực thi cơng, cấu trúc bề mặt và bên trong của đối tượng cần quét; đảm bảo độ chính xác và tiết kiệm chi phí nhất.
Phương án đặt trạm máy: Các trạm máy phải bao trùm toàn bộ các bề mặt
đối tượng cần quét trong khu vực; Các điểm đặt trạm máy phải thông hướng và cùng ngắm chung được tối thiểu 5 tiêu cố định, đảm bảo độ chính xác ghép các mơ hình.
Phương án đặt tiêu: Việc bố trí tiêu phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật đó là quy
định khoảng cách từ tiêu đo đến máy quét; tiêu được đặt ở vị trí chắc chắn, ổn định và các tiêu khơng được đặt quá sát nhau.
Thành lập lưới tọa độ: Lưới khống chế phục vụ quét laser mặt đất được
thành lập bằng các công nghệ đo đạc đảm bảo độ chính xác tương đương với lưới cơ sở cấp 1 cho điểm trạm máy; quy cách, kích thước và độ chính xác mốc đặt trạm máy theo thơng tư số 68/2015/TT-BTNMT ngày 22/12/2015 của Bộ trưởng Bộ Tài nguyên và Môi trường.
Phương án ánh sáng và thiết bị bổ sung: Đối với những khu vực thiếu ánh sáng
như hang động, các địa vật nằm trong các đình, chùa thì cần phải bố trí thiết bị có đèn chiếu sáng hoặc bổ sung đèn chiếu sáng đảm bảo mức độ chi tiết, đầy đủ của địa vật. Đồng thời bố trí các thiết bị bổ sung nếu cần như máy
định vị vệ tinh cầm tay, máy đo khoảng cách và góc bằng laser,...
Lưu ý: Trong điều kiện khí hậu Việt Nam do ảnh hưởng của yếu tố khí tượng
bao gồm: độ ẩm, sương mù,… cũng ảnh hưởng đến độ chính xác của kết quả. Do đó phải lựa chọn thời điểm thi cơng cho phù hợp
4.1.4. Thu nhận dữ liệu
Đặt máy quét tại vị trí tối ưu: Thiết bị quét phải được định tâm và cân bằng
chính xác, đặt tại vị trí đảm bảo tối đa số lượng điểm quét thu thập được. Sử dụng phương pháp đo hướng ngắm phía sau và hướng ngắm phía trước để liên kết giữa các trạm đo.
Đặt tiêu ghép trạm, xác định tọa độ tiêu đo: Tiêu đo phải được định tâm, cân
bằng chính xác, đo độ cao tiêu. Xác định tọa độ, độ cao của tiêu đo tại các điểm trạm máy liền kề.
Trong quá trình quét tại thực địa phải luôn theo dõi hoạt động của thiết bị quét, tại mỗi trạm máy phải ghi nhật ký (thời gian quét, chế độ quét, vẽ sơ đồ vị trí và số hiệu điểm trạm máy, số hiệu tiêu đo.
4.1.5. Kiểm tra dữ liệu tại thực địa
Kiểm tra mức độ đầy đủ của dữ liệu đám mây điểm; kiểm tra nhiễu do những nguyên nhân như phương tiện giao thông hay con người đi lại tại mỗi trạm quét dẫn đến thiếu dữ liệu tại một số vị trí; kiểm tra chất lượng màu sắc dữ liệu; kiểm tra tiêu liên kết giữa các trạm quét.
4.1.6. Xử lý dữ liệu nội nghiệp
Trút dữ liệu vào máy tính: Xử lý lọc điểm vượt quá giới hạn; Ghép dữ liệu
đám mây điểm; Loại bỏ đối tượng không cần thiết; Phân loại dữ liệu.
Kiểm tra sai số ghép nối: Ghép nối để tạo ra một mơ hình đám mây điểm
3D cho tồn bộ khu vực. Trong q trình nắn ghép các trạm, cơng đoạn quan trọng nhất là việc xác định các tiêu mốc nối giữa các trạm, kết hợp với các điểm, bề mặt đặc trưng lấy đó làm điểm chung để nối khung hình dữ liệu các trạm quét về đúng vị trí thực tế. Độ chính xác của mơ hình đám mây điểm phụ thuộc rất nhiều vào các tiêu mốc và điểm chung. Theo quy định độ lệch tương đối giữa các điểm tiêu đo cùng tên không vượt quá hai lần sai số cho phép của điểm quét.
4.1.7. Trích xuất các sản phẩm
Xây dựng các sản phẩm ứng dụng cho nhiều mục đích, cơ bản là cơ sở dữ liệu đám mây điểm 3D, mơ hình 3D, địa hình bề mặt, bản vẽ 3D đường đồng mức, bản vẽ solid 3D và các mặt cắt tại các vị trí cụ thể.