Thụy Sỹ là một trong những quốc gia có nhiều hệ thống đường cao tốc thường xuyên cần kiểm tra định kỳ. Một đường cao tốc thuộc khu vực cầu vượt trên núi Thụy Sỹ nằm trong số đó, và giải pháp UAV kết hợp với phần mềm PIX4Dmapper đã được đơn vị quản lý chọn để thực hiện công tác khảo sát đường cao tốc này. Bài viết dưới đây chúng ta sẽ cùng nhau xem cụ thể về công tác này cũng như hiệu quả của giải pháp mang lại.
Tổng quan về hiện trạng đường cao tốc tại Thụy Sỹ và nhu cầu khảo sát bằng UAV
Để thuận tiện trong việc di chuyển của con người và vận chuyển hàng hóa từ các cao nguyên, thung lũng đến những con đèo cao nhất của dãy Alps, Thụy Sỹ đã xây dựng một hệ thống đường cao tốc với độ dài hơn 1400 km. Nhờ việc xây dựng, duy trì và phát triển hệ thống đường cao tốc và việc phát triển kinh tế cũng như hàng hóa của Thụy Sỹ hoạt động được thuận lợi hơn. Cũng chính vì điều này mà công tác kiểm định, bảo trì đường cao tốc được đánh giá rất quan trọng. Vấn đề đặt ra đối với đơn vị quản lý là làm thế nào để có thể tiến hành kiểm tra, kiểm định đường cao tốc mà không gây gián đoạn các hoạt động thường nhật của phương tiện lưu thông.
Địa hình ở Thụy Sỹ đa phần là đồi núi nên việc tiếp cận khảo sát đường cao tốc cũng là một vấn đề gây khó khăn. Bài toán cần giải quyết lúc này là làm thế nào để vừa thu thập được dữ liệu và vừa phải đảm bảo an toàn khảo sát, giữ an toàn tuyệt đối cho các người khảo sát và không khiến cho người qua đường mất tập trung khi di chuyển.
Hình 1. Đường cao tốc tại Thụy Sỹ với địa hình là đồi núi, gây ra nhiều khó khăn cho việc tiếp cận và thu thập dữ liệu bằng phương pháp truyền thống.
Với bài toán trên thì giải pháp sử dụng máy bay không người lái (UAV) khảo sát đường cao tốc để thành lập bản đồ có thể giải quyết triệt để và đơn giản hóa quy trình. Với giải pháp này mọi dữ liệu cần thiết đều sẽ được cung cấp đầy đủ và chính xác tọa độ của các yếu tố thuộc đường chính như: hố gas, cống, cột điện,..v..v… với sai số tối đa là 10cm. Đây là một giải pháp hữu ích trong các công tác phân tích hiện trạng giao thông, ngay cả ở những khu vực khó tiếp cận nhờ vào sự nhanh chóng, an toàn và đạt được độ chi tiết cần thiết cho dự án.
Hiệu quả của Giải pháp khảo sát đường cao tốc với UAV và phần mềm PIX4D
Để tiến hành khảo sát đường cao tốc, Văn phòng Đường bộ Liên bang Thụy Sĩ, USTRA đã ký hợp đồng với Studio Calastri. Đây là đơn vị chuyên cung cấp các dịch vụ đo đạc địa chính, cập nhật địa chính, cải tạo đất và quản lý công nghệ thông tin trên lãnh thổ Grisons, Ý – sử dụng UAV và thiết bị quét laser để khảo sát đất đai và các tòa nhà.
Studio Calastri đã sử dụng phần mềm xử lý ảnh UAV chuyên dụng PIX4Dmapper để xử lý ảnh chụp trên không, sau đó dùng phần mềm PIX4Dsurvey để trích xuất và số hóa tập dữ liệu, và thông qua đó thực hiện toàn bộ công tác khảo sát mà không làm ảnh hưởng tới việc vận hành hiện có của đường cao tốc.
Hình 2. Mô hình 3D của đường cao tốc được khảo sát, độ chi tiết của mô hình kết quả xuất ra phù hợp với yêu cầu độ chính xác những vẫn đảm bảo an toàn tối đa.
Một lựa chọn thay thế khác cho phần mềm PIX4Dmapper là phần mềm PIX4Dmatic, phần mềm xử lý ảnh được thiết kế đặc biệt cho các dự án thiết kế quy hoạch quy mô lớn, tốc độ xử lý cho ra dữ liệu nhanh hơn trước khi xuất sang PIX4Dsurvey.
Hình 3. Xử lý dữ liệu bay chụp bằng PIX4Dmapper.
Về tổng quan, dự án khảo sát đường cao tốc này được thực hiện bởi Studio Calastri, Thụy Sĩ, với phần mềm sử dụng cho dự án này là PIX4Dmapper và PIX4Dsurvey. Thiết bị sử dụng để thu thập dữ liệu bay chụp là DJI Matrice 300 RTK kết hợp với cảm biến Zenmuse P1, chụp tổng cộng 4000 ảnh và xử lý bằng máy tính Dell PC, core I7, tích hợp CPU 23.80 GHz, độ phân giải mặt đất 1,26cm.
Cầu cạn cần khảo sát trong dự án này có chiều dài khá lớn với đồ cao chênh lệch trong khoảng 250m do nằm trên sườn núi, gây khó khăn cho công tác thu thập độ phân giải mặt đất vì bay ở độ cao nhất quán sẽ không quan sát được nhiều thay đổi GSD. Thay vào đó, Studio Calastri muốn có một bộ dự liệu hiển thị mô hình số bề mặt, vì vậy họ thực hiện cuộc khảo sát vào một buổi sáng giữa mùa đông Thụy Sĩ để giảm thiểu hiện tượng biến dạng do xuất hiện di chuyển trong điều kiện ánh sáng thay đổi.
Studio Calastri sử dụng máy bay không người lái DJI Matrice 300 RTK, kết hợp máy ảnh cảm biến Zenmuse P1 để hoàn tất thu thập dữ liệu trong 3 buổi sáng với tổng cộng 4000 ảnh chụp. Kể cả khi xuất hiện phương tiện di chuyển trong quá trình khảo sát, dựa trên các thuật toán chồng lớp hình ảnh và các thuật toán của PIX4Dsurvey, hoàn toàn không ảnh hưởng đến quá trình số hóa và trích xuất các lớp đối tượng.
Hình 4. Một số thuộc tính trên đường có thể được PIX4Dsurvey trích xuất tự động.
Tất cả dữ liệu ảnh bay chụp đều được xử lý bằng PIX4Dmapper trước khi xuất sang PIX4Dsurvey. Sử dụng máy bay không người lái tích hợp công nghệ RTK mang lại cho đơn vị này bộ dữ liệu đạt độ chính xác trong phạm vi 10cm như USTRA yêu cầu.
Đám mây điểm sau khi xử lý xong bằng PIX4Dmapper sẽ được xuất sang PIX4Dsurvey để tiến hành số hóa và phân tích địa hình. Đây là phần mềm chuyên dụng để thực hiện các tính năng số hóa cũng như phân tích các dự án xử lý ảnh hoặc mô hình Point Cloud bằng các công cụ trích xuất tự động và bộ lọc loại bỏ các tính năng phi địa hình khỏi tập dữ liệu (phương tiện di chuyển), nghĩa là thu thập dữ liệu ảnh trong khi khu vực khảo sát vẫn được vận hành như thường lệ.
Phần mềm sẽ tự động xác định các đối tượng hố gas, cống thoát nước hoặc các đối tượng tương tự. Các đối tượng gần với hiện vật (ví dụ như vách núi hoặc rào chắn) sẽ được trích xuất thủ công từ đám mây điểm hoặc trực tiếp từ ảnh chụp.
Hình 5. Phần mềm trích xuất đối tượng lan can dọc theo cầu cạn dựa vào thuộc tính độ cao.
Khi các dữ liệu cần thiết đã được trích xuất đầy đủ, PIX4Dsurvey sẽ xuất dữ liệu sang phần mềm CAD, thu hẹp khoảng cách giữa quy trình bay chụp và CAD, liền mạch quy trình làm việc từ thu thập dữ liệu đến xử lý. Các tính năng chuyên dụng để phân tích và số hóa đối tượng địa hình biến PIX4Dsurvey trở thành công cụ hữu ích cho các đơn vị khảo sát chuyên nghiệp.
Dự án khảo sát đường cao tốc do Studio Calastri thực hiện đã được chuyển giao thành công cho USTRA vưới độ phân giải mặt đất (GSD) tổng thể là 1.26cm, mang lại độ chi tiết cao so với điều kiện di chuyển của khu vực, lý tưởng cho việc lập kế hoạch bảo trì và cập nhật hồ sơ của USTRA.
“PIX4D là công cụ cần thiết cho quy trình xử lý nội nghiệp đối với dữ liệu ảnh chụp bằng máy bay không người lái, mang lại kết quả tối ưu cho mọi công việc.” – Theo Giacomo Cariboni, Bộ phận Geomatics Digital Models của Studio Calastri cho biết.
Nếu có nhu cầu tìm hiểu thêm về “Giải pháp khảo sát đường cao tốc với UAV và phần mềm PIX4D”, bạn hãy liên hệ ngay Đất Hợp qua HOTLINE 0903 825 125, chúng tôi sẽ giải đáp nhanh nhất!
>>> Xem thêm: Xu hướng thành lập bản đồ bằng công nghệ UAV
Mọi thông tin xin vui lòng liên hệ:
CÔNG TY TNHH ĐẤT HỢP
Địa chỉ: Số 2, Đường số 4, Khu nhà ở Vạn Phúc 1, P. Hiệp Bình Phước, TP. Thủ Đức, TP. HCM
Tel: (028).3.6208.606
Mobile: 0903 825 125
Email: cskh@dathop.com.vn
Website: https://dathop.com/ – https://dathop.com.vn/
Fanpage: https://www.facebook.com/DatHopCompany
