5 Bước Khảo Sát Địa Hình Bằng Flycam Chính Xác Cao

Bạn đang tìm kiếm một giải pháp đột phá để thực hiện các dự án khảo sát địa hình một cách nhanh chóng, chính xác và hiệu quả? Chắc hẳn bạn đã quen thuộc với những thách thức của các phương pháp truyền thống như tốn kém thời gian, chi phí nhân lực cao và khó tiếp cận những khu vực phức tạp. Bài viết này sẽ là kim chỉ nam toàn diện, hướng dẫn bạn quy trình khảo sát địa hình bằng flycam từ A-Z, giúp bạn nắm vững kỹ thuật để thu thập dữ liệu địa hình chính xác, hiệu quả và tối ưu hóa mọi nguồn lực. Hãy cùng khám phá tiềm năng của công nghệ flycam khảo sát địa hình hiện đại này.

1. Lợi ích vượt trội khi khảo sát địa hình bằng flycam

Lợi ích vượt trội khi khảo sát địa hình bằng flycam

Việc ứng dụng flycam (hay còn gọi là máy bay không người lái - UAV/Drone) vào công tác khảo sát địa hình đã mang lại những lợi ích đáng kể, làm thay đổi cách chúng ta thực hiện các dự án đo đạc:

• Tiết kiệm thời gian và chi phí: Một trong những ưu điểm nổi bật nhất của khảo sát địa hình bằng flycam là khả năng bao phủ diện tích rộng lớn trong thời gian ngắn kỷ lục. So với phương pháp đo đạc thủ công đòi hỏi nhiều nhân lực và thời gian, drone khảo sát giúp giảm thiểu đáng kể chi phí vận hành và đẩy nhanh tiến độ dự án. Ví dụ, một khu vực rộng hàng trăm hecta có thể được bay và thu thập dữ liệu chỉ trong vài giờ, thay vì hàng tuần hoặc hàng tháng.
• Dữ liệu chính xác cao: Các dòng flycam chuyên dụng cho khảo sát địa hình được trang bị hệ thống định vị vệ tinh kép (GNSS) với công nghệ RTK/PPK tiên tiến, cho phép thu thập dữ liệu với độ chính xác cao, có thể đạt từ 0.7 – 1cm trong điều kiện lý tưởng. Điều này đảm bảo rằng các mô hình và bản đồ được tạo ra sẽ phản ánh đúng thực trạng địa hình, phục vụ tối ưu cho các yêu cầu kỹ thuật khắt khe.
• Tiếp cận khu vực khó khăn: Flycam dễ dàng bay qua và thu thập dữ liệu tại những khu vực nguy hiểm, địa hình phức tạp như núi cao, rừng rậm, đầm lầy, hoặc các công trường đang thi công. Điều này không chỉ đảm bảo an toàn tuyệt đối cho nhân sự mà còn mở rộng khả năng đo đạc địa hình ở những nơi mà con người khó tiếp cận.
• Hình ảnh và mô hình 3D trực quan: Dữ liệu thu thập từ flycam không chỉ là những con số khô khan. Chúng cho phép tạo ra các mô hình 3D chi tiết, bản đồ 2D/3D sắc nét, ảnh trực giao (orthomosaic) và đường đồng mức. Những sản phẩm này cực kỳ trực quan, hỗ trợ đắc lực cho việc thiết kế, quy hoạch, giám sát và quản lý dự án một cách hiệu quả.
• Đa dạng ứng dụng: Công nghệ flycam đã trở thành công cụ không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực như xây dựng (đo đạc khối lượng đào đắp, giám sát tiến độ), địa chính (lập bản đồ địa chính, quản lý đất đai), nông nghiệp (quản lý cây trồng, phân tích đất), quản lý tài nguyên và môi trường (giám sát biến đổi khí hậu, đánh giá rừng).

Xem thêm: Khảo Sát Bằng Drone | Ưu Điểm, Quy Trình Và Sản Phẩm Thu Được

2. Thiết bị và phần mềm cần chuẩn bị cho khảo sát địa hình bằng flycam

Thiết bị và phần mềm cần chuẩn bị cho khảo sát địa hình bằng flycam

Để thực hiện một dự án khảo sát địa hình bằng flycam thành công, việc chuẩn bị đầy đủ các thiết bị và phần mềm chuyên dụng là vô cùng quan trọng:

• Flycam (UAV/Drone): Đây là thiết bị cốt lõi, được trang bị camera độ nét cao và đặc biệt là bộ thu tín hiệu vệ tinh GNSS 2 tần số (RTK/PPK). Công nghệ RTK (Real-Time Kinematic) hoặc PPK (Post-Processed Kinematic) giúp hiệu chỉnh vị trí của drone trong thời gian thực hoặc sau khi bay, đảm bảo mỗi bức ảnh được gắn tọa độ cực kỳ chính xác. Các dòng flycam được khuyến nghị cho khảo sát địa hình chuyên nghiệp bao gồm DJI Phantom 4 RTK, DJI Matrice 300 RTK, và DJI Matrice 350 RTK. Những mẫu drone này được thiết kế để hoạt động ổn định, bền bỉ và cung cấp dữ liệu chất lượng cao.
• Điểm khống chế mặt đất (GCPs - Ground Control Points): Đây là các điểm cố định được đánh dấu rõ ràng trên khu vực khảo sát, sau đó được đo đạc tọa độ chính xác bằng các thiết bị trắc địa truyền thống (như máy GPS RTK hoặc máy toàn đạc điện tử). GCPs đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong việc hiệu chỉnh và tăng cường độ chính xác cho dữ liệu thu thập từ flycam, đặc biệt là khi không sử dụng flycam RTK/PPK. Việc phân bố GCPs đều và hợp lý sẽ giúp giảm thiểu sai số tích lũy trong quá trình xử lý ảnh.
• Phần mềm lập kế hoạch bay: Các phần mềm này cho phép người dùng thiết lập lộ trình bay tự động cho flycam, bao gồm độ cao bay, tốc độ bay, và quan trọng nhất là độ chồng lấn ảnh (overlap). Việc lập kế hoạch bay chính xác sẽ đảm bảo thu thập đủ dữ liệu cần thiết với chất lượng tốt nhất. Một số phần mềm phổ biến có thể kể đến như DJI Pilot 2 (cho các dòng DJI Enterprise), Pix4Dcapture, DroneDeploy.
• Phần mềm xử lý dữ liệu: Đây là "bộ não" giúp chuyển đổi hàng ngàn bức ảnh thô từ flycam thành các sản phẩm địa hình có giá trị như bản đồ 2D, mô hình 3D, DEM (Digital Elevation Model), DSM (Digital Surface Model) và đường đồng mức. Các phần mềm hàng đầu trong lĩnh vực này bao gồm Pix4Dmapper, Agisoft Metashape (trước đây là Photoscan), DroneDeploy, QGIS (cho xử lý GIS), ArcGIS, và 3Dsurvey. Mỗi phần mềm có những ưu điểm riêng về tính năng và giao diện, phù hợp với các nhu cầu và quy mô dự án khác nhau.

Xem thêm: Drone khảo sát địa hình năng lượng: Tối ưu hóa vị trí đặt dự án

3. Quy trình lập kế hoạch bay khảo sát

Quy trình lập kế hoạch bay khảo sát

Lập kế hoạch bay là bước đầu tiên và quan trọng nhất, quyết định chất lượng và hiệu quả của toàn bộ quá trình khảo sát địa hình bằng flycam:

• Xác định mục đích và phạm vi khảo sát: Trước khi bắt đầu, bạn cần xác định rõ ràng mục tiêu của dự án. Bạn cần thu thập loại dữ liệu nào? Ảnh 2D, mô hình 3D, DEM, DSM hay chỉ là đường đồng mức? Phạm vi khu vực khảo sát là bao nhiêu? Việc nắm rõ mục đích sẽ giúp bạn lựa chọn thiết bị, phương pháp và thông số bay phù hợp. Ví dụ, để tính toán khối lượng đào đắp, bạn sẽ cần dữ liệu DEM/DSM có độ chính xác cao.
• Thu thập tài liệu liên quan: Hãy tìm kiếm và nghiên cứu các tài liệu hiện có về khu vực khảo sát như bản đồ địa hình cũ, thông tin về chướng ngại vật (cây cối, tòa nhà cao tầng, đường dây điện), vùng cấm bay, hoặc các quy định pháp lý liên quan đến việc sử dụng máy bay không người lái. Điều này giúp bạn lập kế hoạch an toàn và hiệu quả hơn.
• Thiết lập điểm khống chế mặt đất (GCPs): Nếu dự án yêu cầu độ chính xác cao và bạn không sử dụng flycam RTK/PPK, việc đặt các điểm GCPs là bắt buộc. Các điểm này cần được phân bố một cách chiến lược, đều khắp khu vực khảo sát và ở các vị trí dễ nhận biết trên ảnh. Sau đó, sử dụng máy GPS RTK hoặc máy toàn đạc để đo đạc tọa độ chính xác của từng GCP. Số lượng và vị trí GCPs sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác cuối cùng của sản phẩm.
• Lập kế hoạch đường bay: Sử dụng phần mềm lập kế hoạch bay chuyên dụng để vẽ lộ trình bay tự động cho flycam. Các thông số quan trọng cần thiết lập bao gồm:
  • Độ chồng lấn ảnh (Overlap): Thường là 70-80% theo chiều bay (forward overlap) và 60-70% theo chiều ngang (side overlap). Độ chồng lấn cao hơn sẽ cung cấp nhiều dữ liệu hơn cho phần mềm xử lý, giúp tạo ra mô hình 3D chi tiết và chính xác hơn, nhưng cũng tốn nhiều thời gian bay và dung lượng lưu trữ hơn.
  • Độ cao bay: Độ cao bay thấp sẽ cho độ nét và chi tiết ảnh cao hơn, phù hợp cho các dự án yêu cầu độ chính xác chi tiết. Ngược lại, độ cao bay lớn sẽ bao phủ được vùng rộng hơn trong một lần bay, tiết kiệm thời gian nhưng giảm chi tiết ảnh. Việc lựa chọn độ cao cần cân bằng giữa yêu cầu độ chính xác và phạm vi khảo sát.
  • Tốc độ bay: Cần điều chỉnh tốc độ bay phù hợp để đảm bảo camera có đủ thời gian chụp ảnh rõ nét và không bị mờ.
• Kiểm tra điều kiện thời tiết: Đây là yếu tố không thể bỏ qua. Đảm bảo rằng không có gió lớn (có thể ảnh hưởng đến sự ổn định của flycam và chất lượng ảnh), mưa, hoặc sương mù dày đặc. Thời tiết lý tưởng là trời quang đãng, ít mây để ánh sáng đồng đều và không tạo bóng đổ lớn trên địa hình, giúp chất lượng dữ liệu tốt nhất.

4. Thực hiện bay và thu thập dữ liệu

Thực hiện bay và thu thập dữ liệu

Sau khi đã hoàn tất công tác lập kế hoạch, đây là lúc flycam của bạn cất cánh để thu thập những dữ liệu quý giá:

• Kiểm tra thiết bị: Trước mỗi chuyến bay, hãy kiểm tra kỹ lưỡng tất cả các thiết bị: Đảm bảo flycam đã được sạc đầy pin, cánh quạt không bị hư hại, thẻ nhớ có đủ dung lượng và đã được định dạng, bộ điều khiển hoạt động tốt và có kết nối ổn định với drone. Việc kiểm tra cẩn thận sẽ giúp tránh được những sự cố không mong muốn trong quá trình bay.
• Thực hiện bay theo kế hoạch: Sau khi kiểm tra, đặt flycam vào vị trí cất cánh an toàn và khởi động lộ trình bay đã lập trình. Flycam sẽ tự động bay theo đường bay đã thiết lập, chụp ảnh tại các điểm đã định sẵn với các thông số cài đặt trước. Điều này giúp đảm bảo tính nhất quán và độ phủ toàn diện của dữ liệu.
• Giám sát quá trình bay: Trong suốt quá trình flycam hoạt động, bạn cần liên tục theo dõi trên màn hình điều khiển. Đảm bảo drone đang bay đúng lộ trình, không có lỗi phát sinh (như mất tín hiệu GPS, pin yếu bất thường), và camera đang chụp ảnh bình thường. Việc giám sát chặt chẽ giúp bạn can thiệp kịp thời nếu có vấn đề, đảm bảo dữ liệu được thu thập đầy đủ và chính xác.
• Thu thập dữ liệu: Trong quá trình bay, flycam sẽ chụp hàng nghìn hình ảnh từ nhiều góc độ khác nhau. Mỗi bức ảnh được gắn kèm thông tin tọa độ địa lý chính xác (latitude, longitude, altitude) và các thông số về góc chụp, thời gian chụp. Đây là những dữ liệu thô quan trọng, là nền tảng để tạo ra các sản phẩm địa hình cuối cùng.

5. Xử lý dữ liệu và tạo bản đồ địa hình

Xử lý dữ liệu và tạo bản đồ địa hình

Sau khi thu thập dữ liệu thô, bước tiếp theo là xử lý chúng thành các sản phẩm địa hình có giá trị. Đây là giai đoạn đòi hỏi sự tỉ mỉ và kiến thức về phần mềm chuyên dụng:

• Tải dữ liệu: Đầu tiên, bạn cần chuyển tất cả ảnh và dữ liệu GNSS (nếu có) từ thẻ nhớ của flycam sang máy tính có cấu hình mạnh. Đảm bảo có đủ không gian lưu trữ và sao lưu dữ liệu cẩn thận.
• Xử lý ảnh bằng phần mềm chuyên dụng: Đây là giai đoạn quan trọng nhất, nơi các thuật toán quang trắc (photogrammetry) được áp dụng:
  • Ghép ảnh (Photogrammetry): Phần mềm sẽ sử dụng thuật toán quang trắc để phân tích các điểm ảnh trùng lặp trên các bức ảnh chồng lấn. Từ đó, nó sẽ tự động ghép nối hàng nghìn bức ảnh lại với nhau, tạo ra một bức ảnh trực giao (orthomosaic) lớn của toàn bộ khu vực khảo sát. Ảnh trực giao là một bức ảnh đã được hiệu chỉnh về mặt hình học, loại bỏ các biến dạng do địa hình và góc chụp, giống như một bản đồ ảnh thực tế.
  • Tạo đám mây điểm (Point Cloud): Từ các điểm ảnh được ghép nối và thông tin tọa độ, phần mềm sẽ xây dựng một đám mây điểm 3D dày đặc. Mỗi điểm trong đám mây điểm đại diện cho một vị trí cụ thể trên bề mặt địa hình với tọa độ X, Y, Z. Đám mây điểm này là cơ sở để tạo ra các mô hình 3D chi tiết.
  • Xây dựng mô hình số độ cao (DEM/DSM): Từ đám mây điểm, phần mềm sẽ tạo ra các mô hình số độ cao:
    • DEM (Digital Elevation Model): Mô hình độ cao số, chỉ thể hiện độ cao của mặt đất trần, đã loại bỏ các vật thể như cây cối, nhà cửa.
    • DSM (Digital Surface Model): Mô hình bề mặt số, thể hiện độ cao của tất cả các vật thể trên bề mặt trái đất, bao gồm cả cây cối, nhà cửa, cầu cống.
  • Tạo bản đồ 2D/3D: Từ các mô hình DEM/DSM và ảnh trực giao, bạn có thể xuất ra các sản phẩm cuối cùng như bản đồ địa hình 2D, mô hình 3D thực tế, đường đồng mức (contour lines) với khoảng cách tùy chỉnh, và thực hiện các phép tính khối lượng đào đắp một cách chính xác.
• Kiểm tra và hiệu chỉnh: Sau khi quá trình xử lý hoàn tất, điều cần thiết là phải kiểm tra chất lượng và độ chính xác của các sản phẩm đầu ra. Bạn có thể so sánh chúng với các điểm kiểm soát mặt đất (GCPs) hoặc các dữ liệu khảo sát độc lập khác. Nếu cần, thực hiện các hiệu chỉnh để đảm bảo độ chính xác tối ưu cho dự án.

Khảo sát địa hình bằng flycam không chỉ là một phương pháp hiện đại mà còn là một cuộc cách mạng trong lĩnh vực đo đạc, mang lại hiệu quả vượt trội về thời gian, chi phí và đặc biệt là độ chính xác. Việc nắm vững toàn bộ quy trình từ chuẩn bị thiết bị, lập kế hoạch bay chi tiết, thực hiện thu thập dữ liệu một cách chuyên nghiệp đến xử lý dữ liệu bằng phần mềm chuyên dụng là chìa khóa để bạn thành công trong mọi dự án.

Hãy áp dụng công nghệ flycam ngay hôm nay để nâng cao chất lượng và hiệu suất công việc khảo sát địa hình của bạn. Tại AGS Tech, chúng tôi tự hào cung cấp các loại flycam chính hãng từ DJI, đảm bảo bạn có được những thiết bị tốt nhất để thực hiện mọi dự án đo đạc bằng drone một cách hiệu quả và chính xác nhất.

Thông tin liên hệ:

AGS Tech

• Địa chỉ trụ sở chính: 14 Trần Hưng Đạo, Hoàn Kiếm, Hà Nội
• Chi nhánh Đà Nẵng: 215 Nguyễn Sinh Sắc, Hòa Minh, Liên Chiểu, Đà Nẵng
• Chi nhánh TP.HCM:  4329 Nguyễn Cửu Phú, Tân Tạo A, Bình Tân, TP. Hồ Chí Minh
• Hotline: 07 9988 5588
• Website: https://agstech.vn/
• Facebook: https://www.facebook.com/AGSTechVietnam
• Email: contact@agstech.vn