#RTK
Tại sao máy bay không người lái đang trở thành công cụ không thể thiếu cho các chuyên gia khảo sát và máy bay không người lái khởi đầu hoàn hảo cho khảo sát là gì?
Vì độ chính xác và độ tin cậy là rất cần thiết đối với các chuyên gia khảo sát, nên nhiều người đã do dự khi áp dụng công nghệ máy bay không người lái là điều dễ hiểu. Các phương pháp truyền thống vẫn hiệu quả, và như người xưa đã nói, nếu nó không hỏng, thì đừng sửa chữa nó.
Nhưng có những quan niệm sai lầm dẫn đến sự hoài nghi này. Nhiều dự án khảo sát có thể được hoàn thành thành công với độ chính xác mà máy bay không người lái cung cấp. Và mặc dù có sự đánh đổi về độ chính xác trong một số trường hợp, nhưng vẫn có thể tiết kiệm rất nhiều chi phí, thời gian và độ an toàn khi tích hợp máy bay không người lái vào quy trình làm việc truyền thống.
Máy bay không người lái đã trở thành công cụ mang tính cách mạng trong nhiều ngành công nghiệp. Khảo sát cũng không khác gì, nhưng các phương pháp truyền thống sẽ luôn có chỗ đứng. Thật vậy, trong một số trường hợp, chúng đại diện cho giải pháp khả thi duy nhất.
Vậy hãy cùng thegioiflycam.vn đơn vị phân phối chính hãng sản phẩm drone dành cho khảo sát của DJI tại Việt Nam tìm hiểu tại sao máy bay không người lái lại tối ưu cho công việc trắc địa hơn nhé !
Tại sao các nhà khảo sát truyền thống lại chuyển sang sử dụng máy bay không người lái?
Tiết kiệm thời gian, chi phí và cải thiện độ an toàn là những lợi ích hàng đầu mà máy bay không người lái mang lại cho nhiều lĩnh vực. Cả ba đều đã tác động đến công việc của các nhà khảo sát.
Hãy lấy ví dụ về Altametris, một công ty con về thu thập và phân tích dữ liệu của gã khổng lồ đường sắt Pháp SNCF. Khi so sánh các phương pháp khác nhau trong quá trình khảo sát một đoạn đường sắt, nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra rằng DJI Matrice 300 RTK và tải trọng Zenmuse P1 kết hợp đã giảm thời gian chuẩn bị vận hành xuống hai giờ. Điều này là do mô-đun RTK tích hợp và cảm biến toàn khung của Zenmuse P1 đã cung cấp đủ siêu dữ liệu để giảm hiệu quả số lượng Điểm Kiểm soát Mặt đất (GCP) cần thiết về 0.
Đối với Altametris, các cuộc khảo sát trước đây chính xác đến 3cm sẽ yêu cầu 40 GCP trên mỗi km vuông. Một máy đo tachymeter tốn thời gian cũng cần được triển khai.
Ngoài việc chiếm nhiều thời gian quý báu, những phương pháp này còn liên quan đến việc xử lý thiết bị trên và gần đường sắt. Đó vừa là một nơi nguy hiểm vừa là một nơi phức tạp để làm việc. Việc đưa máy bay không người lái vào phương trình có nghĩa là ít giờ làm việc tại chỗ hơn, quy trình tự động hơn và ít rủi ro hơn cho các nhà khảo sát – tất cả mà không làm giảm độ chính xác cần thiết. Trên thực tế, Zenmuse P1 đã vượt trội mặc dù điều kiện ánh sáng yếu.
Bằng cách giảm số lượng GCP cần thiết cho các nhiệm vụ khảo sát, máy bay không người lái tinh vi có thể tiết kiệm cho các nhà khảo sát một lượng thời gian khổng lồ. Nhưng có lẽ ở những khu vực khó tiếp cận hoặc nguy hiểm, công nghệ này mới thực sự phát huy tác dụng. Đường ray xe lửa chỉ là một ví dụ về môi trường làm việc phù hợp hơn nhiều với máy móc tự động.
Điểm cuối cùng cần lưu ý là độ sâu của dữ liệu có thể có với máy bay không người lái. Mặc dù chỉ cần một phần nhỏ nhân lực, nhưng đám mây điểm với hàng triệu điểm dữ liệu và trong nhiều trường hợp, chi tiết hơn, có thể đạt được trong thời gian xử lý hợp lý. Để có được kết quả đầu ra tương tự từ các phương pháp cổ điển sẽ đòi hỏi nhiều thời gian, thiết bị và chi phí hơn đáng kể.
Loại dự án khảo sát nào lý tưởng cho máy bay không người lái và công cụ khảo sát truyền thống?
Mặc dù máy bay không người lái mang lại nhiều lợi ích so với các phương pháp khảo sát truyền thống, nhưng vẫn có những tình huống mà các phương pháp cũ vẫn đóng một vai trò quan trọng.
Điều đầu tiên cần xem xét là mức độ và loại độ chính xác mà dự án của bạn yêu cầu.
Đây là nơi mà sự khác biệt giữa độ chính xác tương đối và độ chính xác tuyệt đối là quan trọng. Đối với nhiều ứng dụng, độ chính xác tương đối – độ chính xác của vị trí các vật thể so với nhau – là tất cả những gì quan trọng. Kết quả của các dự án này có thể là các mô hình được tái tạo lại chẳng hạn như đám mây điểm 3D hoặc bản đồ chỉnh hình. Khi vị trí thực của các vật thể trên Trái đất là một yếu tố quan trọng trong phương trình, thì cần có một quy trình khảo sát cung cấp độ chính xác tuyệt đối.
Áp dụng phương pháp tương đối là một cách đơn giản để đánh giá chính xác thể tích, khoảng cách và độ cao thay đổi. Nhưng nếu dữ liệu đó sẽ được kết hợp với các lớp thông tin khác, hoặc nếu bạn hy vọng phát triển tài liệu khảo sát ảnh lập thể chuyên nghiệp, thì những phép đo đó sẽ cần được định hướng địa lý bằng cách sử dụng Điểm Kiểm soát Mặt đất và/hoặc được hỗ trợ bởi công nghệ Động học Thời gian Thực (RTK) của UAV. RTK là một giải pháp hiệu chỉnh GPS được tích hợp trong máy bay không người lái, hoạt động với trạm mặt đất để gắn thẻ địa lý chính xác hình ảnh bằng thông tin GPS khi chúng được chụp.
Theo nguyên tắc chung, các dự án yêu cầu độ chính xác trong vòng 2cm sẽ cần được bổ sung bằng các phương pháp truyền thống. Máy bay không người lái luôn đạt được độ chính xác 5cm và tùy thuộc vào tải trọng và thông số chuyến bay, độ chính xác lên đến ~1cm. Nếu dự án của bạn yêu cầu độ chính xác 2, 1 hoặc thậm chí ở mức milimet, thì các công cụ truyền thống vẫn là lựa chọn tốt nhất.
Dự án khảo sát lý tưởng cho công cụ khảo sát truyền thống
Dự án khảo sát trong nhà hoặc dưới lòng đất
Do tín hiệu GPS bị hạn chế và điều kiện ánh sáng yếu, các dự án dưới lòng đất và bên trong thường không phù hợp với máy bay không người lái. Thay vào đó, việc khám phá hình học của hang động và cấu trúc bên trong được thực hiện tốt nhất bằng các phương pháp khảo sát tachymeter hoặc đối với kết quả có tốc độ cao hơn và độ phân giải cao hơn, công nghệ quét laser mặt đất (TLS).
Tuy nhiên, một số công ty đang nghiên cứu các giải pháp kết hợp máy bay không người lái, khả năng định vị và lập bản đồ đồng thời (SLAM) và cảm biến LiDAR để lập bản đồ các khu vực ngầm phức tạp. Sẽ không lâu nữa máy bay không người lái sẽ đóng một vai trò quan trọng dưới lòng đất, đặc biệt là khi các nhà khảo sát tìm cách hợp nhất dữ liệu từ các nguồn khác nhau với quy trình làm việc phức tạp hơn.
Dự án khảo sát liên quan đến các vật cản
Khảo sát trên không cũng có thể phức tạp bởi sự hiện diện của các tòa nhà hoặc tán lá rậm rạp. Những vấn đề này càng trầm trọng hơn khi vật cản che khuất sự thay đổi độ cao. LiDAR có thể hoạt động xuyên qua tán lá nhẹ, nhưng cây cối rậm rạp sẽ chặn mặt đất và làm giảm độ chính xác của kết quả cuối cùng.
Dự án không có thời hạn nghiêm ngặt
Thời gian là tiền bạc. Và một trong những lợi ích lớn nhất của việc khảo sát bằng máy bay không người lái là giảm thời gian hoàn thành công việc. Tuy nhiên, không phải tất cả các dự án đều cần phải được hoàn thành ngay lập tức và không phải tất cả các cuộc khảo sát đều yêu cầu sự cân bằng giữa độ chính xác và thời gian thực hiện nhiệm vụ.
Máy bay không người lái bao phủ mặt đất nhanh hơn con người và phần cứng phù hợp có thể giảm đáng kể số lượng GCP cần thiết. Nhưng nếu bạn hài lòng dành thêm thời gian cần thiết để tăng độ chính xác, bạn có thể tiếp tục với các phương pháp truyền thống.
Dự án khảo sát mà máy bay không người lái tỏa sáng
Khu vực khó tiếp cận
Một số môi trường và cơ sở hạ tầng nằm ngoài tầm với của các kỹ thuật khảo sát truyền thống. Nhưng khi cần thu thập dữ liệu – đặc biệt là ở quy mô lớn – máy bay không người lái là giải pháp lý tưởng. Tháp điện thoại di động, trang trại năng lượng mặt trời và tán cây chỉ là một vài ví dụ về các khu vực có thể được lập bản đồ dễ dàng bằng máy bay không người lái.
Địa hình nguy hiểm
Chỉ vì một khu vực nằm trong tầm với của các kỹ thuật khảo sát trên mặt đất, không có nghĩa là việc đó là khôn ngoan hoặc an toàn. Các vị trí nguy hiểm, bao gồm mái nhà, gờ đá, đường bộ, đất không ổn định, bờ kè dốc và như đã đề cập ở trên, đường ray xe lửa – tất cả đều là những nơi nguy hiểm để làm việc. Các giải pháp máy bay không người lái sáng tạo có thể thực hiện các nhiệm vụ khảo sát mà không gây nguy hiểm cho các nhóm trên mặt đất.
Khi độ sâu dữ liệu quan trọng
Một lợi ích đáng kể của khảo sát trên không là độ sâu và sự đa dạng của các kết quả đầu ra tiềm năng có sẵn. Nếu bạn đang tiến hành khảo sát nông nghiệp, các cảm biến đa phổ và máy ảnh độ nét cao có thể thu thập dữ liệu bạn cần để đánh giá sức khỏe cây trồng và hiểu tình hình một cách chi tiết. Nếu bạn đang thực hiện khảo sát địa hình trước dự án xây dựng, LiDAR và ảnh lập thể cho phép đám mây điểm 3D, bản đồ chỉnh hình và mô hình địa hình kỹ thuật số mật độ cao để có cái nhìn tổng quan toàn diện. Nếu bạn đang ước tính trữ lượng và tìm kiếm các phép đo thể tích chính xác không bị cản trở bởi lỗi của con người, một vài cú nhấp chuột vào máy ảnh của máy bay không người lái có thể thu thập thông tin bạn cần mà không cần đặt nhân viên vào tình thế nguy hiểm.
Tại sao Phantom 4 RTK là máy bay không người lái khởi đầu hoàn hảo cho khảo sát
Việc chọn phần cứng phù hợp cho các nhiệm vụ khảo sát là rất quan trọng vì một số lý do.
Đối với người mới bắt đầu, một thông số quan trọng cho bất kỳ cuộc khảo sát nào là độ phân giải không gian hoặc Khoảng cách lấy mẫu mặt đất (GSD) của bạn. Chi tiết được ghi lại trong mỗi pixel là một yếu tố của độ phân giải cảm biến, tiêu cự và độ cao mà bạn bay. Hai yếu tố đầu tiên rõ ràng phụ thuộc vào phần cứng. Nhưng bạn cũng có thể lập luận rằng độ cao khảo sát mà bạn đã chọn là kết quả của các yếu tố phần cứng khác, chẳng hạn như thời gian bay và tốc độ.
DJI Phantom 4 RTK là một giải pháp hoàn chỉnh, có khả năng cao, dễ sử dụng và giá cả phải chăng. Nó chứa cảm biến CMOS một inch, 20 megapixel. Tốc độ màn trập cơ học của nó tăng tốc độ thu nhận hình ảnh với méo tối thiểu so với các mẫu dành cho người tiêu dùng. Ống kính góc rộng có tiêu cự 24mm mang lại hình ảnh rõ ràng, nhất quán.
Hệ thống định vị và định vị cấp độ cm hỗ trợ cả phương pháp khảo sát RTK và PPK. Mô-đun RTK được hỗ trợ bởi GPS L1 L2, GLONASS L1 L2, Galileo E1 E5a và BeiDou B1 B2. Nó có thể giảm hiệu quả lượng GCP cần thiết xuống 0. Mặc dù vẫn khuyến nghị một số GCP trên mỗi km vuông để có kết quả tối ưu, nhưng người dùng P4 RTK có thể tiết kiệm ít nhất 75% thời gian thiết lập GCP. P4RTK dựa vào công nghệ TimeSync để phối hợp máy ảnh và bộ thu RTK của nó, gắn thẻ mỗi hình ảnh với thông tin địa không gian chính xác. Các hiệu chỉnh cũng được nhận từ trạm mặt đất, dẫn đến độ chính xác cao.
P4 RTK cũng có pin có thể thay nóng, thời gian bay ~30 phút và tốc độ tối đa hơn 30mph, cho phép các nhà khảo sát bao phủ nhiều mặt đất hơn trong thời gian ngắn hơn. Tất cả đều phù hợp với ứng dụng DJI GS RTK và bộ điều khiển từ xa có màn hình tích hợp và nhiều chế độ lập kế hoạch, bao gồm Ảnh lập thể (2D và 3D), Chuyến bay theo điểm tham chiếu, Nhận thức địa hình và Phân đoạn khối.
Đây là bản nâng cấp thay đổi cuộc chơi cho các nhà khảo sát hiện đang sử dụng máy bay không người lái dành cho người tiêu dùng cho các nhiệm vụ lập bản đồ.
Đầu ra dữ liệu Phantom 4 RTK
Khảo sát bằng Phantom 4 RTK mở ra một thế giới dữ liệu tiềm năng. Các sản phẩm có thể giao chính xác phụ thuộc vào lựa chọn phần mềm của bạn, nhưng các đầu ra tiềm năng bao gồm:
Bản đồ chỉnh hình
Mọi ảnh chỉnh hình mà P4 RTK chụp trong chuyến bay khảo sát đều chứa thông tin địa không gian và được xử lý và hiệu chỉnh để tính đến góc nhìn mà nó được chụp, méo ống kính tiềm ẩn, độ nghiêng của máy ảnh và sự thay đổi địa hình.
Một trong những kết quả khảo sát phổ biến nhất là bản đồ chỉnh hình độ nét cao. Bằng cách ghép các hình ảnh được chụp bởi máy bay không người lái của bạn, bạn có thể cung cấp chế độ xem toàn cảnh của một khu vực như hiện tại, hỗ trợ lập kế hoạch, ra quyết định và theo dõi tiến độ dự án.
[IMG 5]
Mô hình bề mặt, địa hình và độ cao 3D
Vì hình ảnh máy bay không người lái P4 RTK bao gồm các điểm dữ liệu trên vĩ độ, kinh độ và độ cao, nên mỗi pixel mang dữ liệu trên ba chiều. Điều này có nghĩa là trong số những kết quả hấp dẫn nhất từ cuộc khảo sát bằng máy bay không người lái là mô hình 3D.
Những mô hình chân thực và sống động này kết hợp hình ảnh độ nét cao với dữ liệu địa lý chính xác. Kết quả là một công cụ có thể điều hướng được sử dụng để lập kế hoạch dự án, thực hiện các phép đo chính xác và phân tích tiến độ.
Ví dụ điển hình là Mô hình Bề mặt Kỹ thuật số, cung cấp cảm giác về kết cấu của một địa điểm và là công cụ khám phá có thể nhận biết ngay lập tức. Mô hình Địa hình Kỹ thuật số được xây dựng với cùng dữ liệu nhưng được loại bỏ các cấu trúc và vật thể nhân tạo. Như tên cho thấy, trọng tâm là địa hình. Cuối cùng, Mô hình Độ cao Kỹ thuật số tiến thêm một bước nữa, đại diện cho bề mặt trần trụi bằng cách loại bỏ cả các đặc điểm tự nhiên và nhân tạo. Mô hình Độ cao Kỹ thuật số được sử dụng trong việc vẽ đường viền của bản đồ địa hình.
[IMG 7]
Khảo sát thể tích
P4 RTK có thể thu thập dữ liệu cần thiết cho các mô hình thể tích, có thể được sử dụng để đo trữ lượng trong các ngành khai thác và xây dựng. Bạn có thể đọc nghiên cứu trường hợp và phương pháp luận của Heliguy và Terra Drone Europe tại đây. Kết luận? P4 RTK “là một công cụ khảo sát có độ chính xác cao.”
Máy bay không người lái trong hành động: Sử dụng P4 RTK để lập bản đồ cơ sở hạ tầng giao thông
Rhein-Neckar-Verkehr GmbH (RNV) vận hành giao thông công cộng trong khu vực Rhein-Neckar của Đức. Trách nhiệm của công ty bao gồm tuyến xe điện dài 301km và tuyến xe buýt dài 827 km, được 370.000 hành khách sử dụng mỗi ngày. Trong một thí nghiệm được thực hiện với các chuyên gia khảo sát Vermessungbüro Wolfert GmbH (Heidelberg) và với sự hỗ trợ và đào tạo từ Đại lý DJI Enterprise Epotronic. RNV đã so sánh hiệu suất của P4 RTK với các phương pháp truyền thống (Tổng đài) khi khảo sát một đoạn đường ray xe lửa.
Việc so sánh bao gồm bay qua một đoạn đường ray, thu thập hình ảnh và xử lý chúng trước khi thực hiện các phép đo từ mô hình 3D được tạo ra. Kết quả sau đó được đánh giá cùng với các mẫu đo lường tiêu chuẩn của RNV.
Xem các kết quả đầu ra CAD từ cuộc khảo sát Tổng đài bên cạnh các kết quả đầu ra CAD và đám mây điểm từ P4RTK, rõ ràng là máy bay không người lái DJI đã thu thập được bao nhiêu dữ liệu hơn. Dữ liệu trên không cũng cho phép tạo ảnh chỉnh hình có thể được định hướng và thao tác để đơn giản hóa việc lập kế hoạch dự án.
Lượng chi tiết này đặc biệt hữu ích khi khảo sát nền móng của tuyến đường được lên kế hoạch. Ở cấp độ chi tiết, Vermessungsbüro Wolfert đã so sánh độ chính xác của hai phương pháp đo lường và thấy rằng P4RTK chính xác đến 1,5cm so với kết quả của Tổng đài.
Có lẽ lợi ích lớn nhất của việc sử dụng máy bay không người lái cho nhiệm vụ này là về mặt thủ tục. Trong một dự án khảo sát truyền thống, các nhóm buộc phải làm việc trên và xung quanh đường ray trong khi chúng bị đóng cửa trong suốt thời gian. Điều đầu tiên RNV lưu ý là các cuộc khảo sát ‘không tiếp xúc’ từ trên cao đã giảm rủi ro an toàn cho các nhóm trên mặt đất và cho phép các hoạt động vận tải cho dịch vụ đường sắt hạng nhẹ tiếp tục. Cũng như ít chậm trễ hơn so với thời gian biểu, các phép đo thường bị hạn chế do áp lực thời gian – chẳng hạn như chiều cao đường ray – có thể được thu thập dễ dàng.
Cũng có những lợi thế về độ sâu của kết quả đầu ra được tạo từ P4 RTK. Với độ chính xác tương đương, hướng của các mô hình 3D từ góc nhìn trên không dẫn đến dữ liệu trực quan, được cho là dễ tiếp cận hơn đối với những người tìm kiếm thông tin chi tiết. Tuy nhiên, nhóm Vermessungsbüro Wolfert đã chỉ ra rằng một số điểm dữ liệu nhất định không thể được chụp từ trên cao, chẳng hạn như các khu vực dưới tán lá rậm rạp. Vì lý do này, các cuộc khảo sát kết hợp ảnh lập thể trên không với các phương pháp khảo sát cổ điển có thể đóng một vai trò.
Sẵn sàng khai thác Phantom 4 RTK?
Một chuyến bay duy nhất với Phantom 4 RTK có thể cung cấp dữ liệu bạn cần để tạo bản đồ chỉnh hình và mô hình 3D chính xác. Muốn tìm hiểu thêm? Tìm hiểu báo cáo của chúng tôi về độ chính xác của P4 RTK hoặc đặt hàng của bạn qua cửa hàng DJI Enterprise.
