Thuật ngữ “Điểm kiểm soát mặt đất – Ground Control Point (GCP) là một thuật ngữ quen thuộc trong lĩnh vực xử lý ảnh và được đề cập rất nhiều trong các buổi training hoặc tài liệu mà PIX4D cung cấp. Không chỉ đơn giản là một hình vuông, GCP đóng vai trò vô cùng quan trọng trong các dự án lập bản đồ bay chụp.
Khái niệm điểm kiểm soát mặt đất trong Photogrammetry
Điểm kiểm soát mặt đất (GCP) là những điểm được đặt trên mặt đất và có tọa độ. Trong lĩnh vực khảo sát bằng ảnh hàng không, GCPs là những điểm mà người khảo sát có thể dựa vào đó để lập bản đồ chính xác của các khu vực rộng lớn từ các điểm đã biết.
Điểm kiểm soát mặt đất có thể là bất kỳ đối tượng hoặc điểm thuộc đối tượng có thể dễ dàng nhận diện trong ảnh.
Thông thường, điểm kiểm soát mặt đất được bố trí thủ công sẽ có hình dạng 4 ô vuông xen kẽ màu trắng đen do tính chất dễ nhận diện và bố trí tâm một cách chính xác, đồng thời 2 màu trắng và đen cũng tạo nên độ tương phản cao, thuận tiện cho quá trình bố trí điểm. Vị trí tọa độ của các điểm này có thể được xác định bằng các phương pháp đo đạc khảo sát truyền thống hoặc LiDAR, bản đồ nền như Google Earth, v.v.
Điểm kiểm soát mặt đất.
Cách để tạo ra điểm kiểm soát mặt đất
Trên lý thuyết, có rất nhiều cách để tạo ra GCPs vì cơ bản nó có thể là bất cứ điểm nào trong khu vực.
Quy tắc bắt buộc để có được điểm kiểm soát mặt đất là sử dựng các điểm có màu sắc với độ tương phản cao, đó là một trong những lí do chính để GCPs thường có 2 màu trắng và đen, đồng thời phải đảm bảo chúng đủ lớn để dễ nhận diện từ một độ cao bay nhất định. Các điểm kiểm soát mặt đất sẽ có thể được sử dụng lâu dài nếu được làm từ vật liệu chống thấm (chống nước/mưa) và được phủ một lớp sơn mờ (hạn chế các tác động ánh sáng).
PIX4D đã thực hiện một thí nghiệm: Sử dụng các GCP được làm từ bánh quy, kết quả cho ra vẫn đáp ứng được yêu cầu về cấu trúc, nhưng về cơ bản không có được thông tin tọa độ nên không thể xác định độ chính xác từ mô hình này. Dù vậy, thí nghiệm này vẫn làm rõ được định nghĩa và khả năng khống chế bố cục hình ảnh của GCPs.
Thí nghiệm điểm kiểm soát mặt đất của PIX4D.
Sự khác nhau giữa điểm kiểm soát mặt đất, điểm khống chế tự động và điểm khống chế thủ công
Trong định nghĩa của PIX4D, các điểm khống chế (tie point) là các điểm đồng thời tồn tại trong nhiều bức ảnh. Các điểm này có thể được nhận diện bằng phần mềm (điểm khống chế tự động), hoặc được xác định bởi người dùng (điểm khống chế thủ công).
Điểm kiểm soát mặt đất có thể là bất kỳ điểm nào dễ nhận biết và xuất hiện trong nhiều hình ảnh (góc nhà, góc cửa).
Các điểm khống chế thủ công sẽ cải thiện được độ chính xác của dự án một cách tương đối, nhưng vẫn không mang lại kết quả làm việc tuyệt đối, cụ thể là vị trí trong không gian của những điểm này vẫn chưa được xác định.
Tầm quan trọng của các điểm khống chế mặt đất đối với độ chính xác của bản đồ không ảnh
Một vài nghiên cứu cho thấy không cần quá nhiều GCP đển đạt được độ chính xác yêu cầu, cụ thể chỉ từ 10 điểm khống chế mặt đất cho một khu vực khoảng 13ha, người ta đã thu được sai số RMS xấp xỉ 0.1.
Bảng thống kê sai số được tính theo đơn vị feet dựa trên số lượng điểm kiểm soát mặt đất (Lỗi ngang và dọc tính theo feet, dựa trên số Điểm kiểm soát mặt đất được sử dụng trong quá trình tái thiết).
Mặc dù công tác bố trí điểm khống chế mặt đất sẽ mất thời gian, nhưng vẫn tối ưu hơn việc bay chụp nhiều lần để cải thiện độ chính xác dự án. PIX4D khuyến cáo người dùng bố trí tối thiểu 5 điểm kiểm soát mặt đất để đạt độ chính xác tương đối cho dự án.
Cách xác định vị trí đặt điểm kiểm soát mặt đất
Trong trường hợp phạm vi khảo sát là một khu vực hình vuông, các vị trí đặt điểm kiểm soát sẽ nằm ở 4 góc và tâm của khu vực.
Cách đặt các điểm kiểm soát mặt đất cho khu vực khảo sát hình vuông.
Một số cách để bố trí điểm kiểm soát mặt đất hiệu quả:
- Đặt thấp: GCPs phải luôn được đặt trên mặt đất.
- Các điểm khống chế mặt đất “tự nhiên” như vị trí đỗ xe hặc góc tòa nhà có thể bị lặp đi lặp lại nhiều lần, không mang lại hiệu quả thực tế.
- Không dựa trên bóng của đối tượng để chọn điểm khống chế.
- Trường hợp khu vực không bằng phẳng, đặt GCPs ở các độ cao khác nhau (đỉnh/ chân đồi).
- Số lượng điểm kiểm soát mặt đất tối ưu nhất là từ 5 đến 10 điểm, không cần quá nhiều.
Điểm kiểm soát mặt đất (GCP) là yếu tố quan trọng trong công tác khảo sát thành lập bản đồ. Mật độ và cách bố trí các điểm GCP sẽ quyết định đến tính chính xác của dữ liệu thu thập. Cần tìm hiểu thêm về các điểm kiểm soát mặt đất cũng như giải pháp khảo sát lập bản đồ bằng không ảnh, hãy liên hệ ngay Đất Hợp qua HOTLINE 0903 825 125, Đất Hợp sẽ hỗ trợ nhanh chóng nhất!
>>> Xem thêm: 5 ngành công nghiệp áp dụng phương pháp quan trắc ảnh (Photogrametry)
