ANTHI Việt Nam biên soạn                             

Trong những năm vừa qua, kỹ thuật LiDAR (Light Detection and Ranging) hay còn được biết đến với tên gọi khác kỹ thuật quét laser 3D (3D Laser Scanning) liên tục được các nhà sản xuất thiết bị phần cứng và phần mềm không ngừng đầu tư phát triển để hỗ trợ tốt hơn nữa cho công tác thu thập số liệu hiện trường bằng sự xuất hiện liên tục trên thị trường những sản phẩm với nhiều tính năng cao cấp hơn. Tới thời điểm hiện tại các hệ thống thu thập số liệu sử dụng kỹ thuật LiDAR được tích hợp thêm rất nhiều các loại cảm biến dựa trên 3 nền tảng cơ bản bao gồm: Nền tảng bay; Nền tảng di động và Nền tảng cố định.Hơn nữa, sự phát triển và hoàn thiện nhanh chóng của các hệ thống định vị toàn cầu bằng vệ tinh GNSS cũng mang lại rất nhiều lợi thế quan trọng cho các hệ thống đo đạc sử dụng kỹ thuật LiDAR.

Kỹ thuật LiDAR là gì? Bản chất của kỹ thuật được xây dựng trên cơ sở ánh sáng laser, nói cách khác đây là một dạng của kỹ thuật quan trắc từ xa sử dụng các trùm tia sáng laser để xác định rõ ràng các đối tượng cũng như địa hình bề mặt trong không gian ba chiều hoàn chỉnh mà không phụ thuộc vào hình dạng, đặc tính bề mặt và các đặc điểm khác liên quan tới đối tượng thực tiễn.

Trong lĩnh vực giao thông vận tải, kỹ thuật LiDAR có khả năng hỗ trợ triển khai thu thập những khối số liệu thực địa vô cùng lớn trong thời gian nhanh chóng, độ chính xác và tính đồng nhất cao và đặc biệt an toàn nếu so sánh với các phương pháp đo đạc truyền thống khác.

Mục đích ứng dụng của số liệu giúp chúng ta xác định sử dụng chính xác 1 trong 3 nền tảng đã phân tích ở trên. Cũng cần lưu ý rằng hoàn toàn có khả năng bổ sung thêm những cảm biến khác cho các hệ thống với nền tảng thu số liệu cơ động để có được những số liệu quan trọng khác trong lĩnh vực giao thông như thu thập số liệu phục vụ phân tích lớp nhựa trải bề mặt ví dụ như độ phẳng thảm bê tông nhựa bề mặt hay các cảm biến độ chính xác cao phục vụ đo đạc và phân tích các vết nứt trên mặt đường. 

Sản phẩm kết quả của quá trình đo đạc sử dụng kỹ thuật LiDAR là tập hợp số liệu đám mây điểm (Point Cloud) mà từ đó chúng ta có thể tạo ra rất nhiều sản phẩm chuyển giao khác nhau phục vụ cho các yêu cầu khai thác của khách hàng cũng như ứng dụng thực tiễn. Đám mây điểm là tập hợp của hàng triệu điểm đo trong không gian ba chiều (vị trí điểm xác định bằng x, y, z), các đám mây điểm được xác định dựa vào các đặc tính, chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản như độ chính xác, mật độ điểm trên một đơn vị đo. Ngay từ khi xác định các yêu cầu thu thập số liệu thực địa, một trong những điểm tối quan trọng là việc xác định các chỉ tiêu và đặc tính kỹ thuật nêu trên cũng như các mức xử lý số liệu sau này để tạo ra những sản phẩm chuyển giao ứng dụng cuối cùng.

Các hệ thống đo đạc dựa trên nguyên lý LiDAR ngày nay được phân làm hai mức cơ bản: Mức thứ nhất là thống kê tài sản và bản đồ (Asset/Mapping Grade) và mức thứ hai là đo đạc và kỹ thuật (Survey/Engineering Grade). Điểm khác biệt ở đây chính là yêu cầu về độ chính xác đối với số liệu sau khi thu thập được từ hiện trường và độ chính xác cũng giúp chúng ta xác định mục tiêu ứng dụng của số liệu đo đạc sau này. Chi phí thu thập số liệu ở độ chính xác phục vụ lập bản đồ có thể thấp hơn nhưng độ chính xác của các phép đo đạt được chỉ ở mức DM và cũng chỉ phù hợp cho các ứng dụng quản lý tài sản công trình giao thông hoặc thống kê các hệ thống hỗ trợ cho công trình giao thông như hộ lan, biển báo … Ngược lại ở cấp độ đo đạc và kỹ thuật, độ chính xác đạt được có thể lên tới CM hoặc MM, theo đó số liệu thu được hoàn toàn đáp ứng những yêu cầu trong thiết kế công trình, và dĩ nhiên chi phí giá thành thu thập số liệu hiện trường cũng đắt hơn nhiều. Bên cạnh yêu cầu về độ chính xác, một điểm quan trọng khác cũng cần phải làm rõ ngay từ đầu đó là yêu cầu về mật độ điểm đo.Tất cả các yêu cầu kỹ thuật cơ bản này cần được xác định rõ ràng trước khi triển khai thu thập số liệu thực địa. Nếu yêu cầu độ chính xác cao cũng đồng nghĩa với việc chi phí sẽ cao hơn trong tất cả các giai đoạn gồm thu thập, xử lý và lưu trữ số liệu, tuy nhiên số liệu thu được có thể sử dụng cho nhiều lĩnh vực ứng dụng hơn là các mục đích dự kiến ban đầu bởi số liệu đo đạc thực địa được thu thập với độ chính xác cũng như mật độ cao nhất có thể. Tất cả những cảm biến số liệu cao cấp bổ sung cho các hệ thống LiDAR đều được thiết kế với cùng một mục tiêu là cải thiện và nâng cao độ chính xác cho quá trình thu thập số liệu thực địa, theo đó chúng ta cũng nên xác định ưu tiên thu thập số liệu thực địa ở độ chính xác cao nhất. Bảng dưới đây thể hiện rõ hơn yêu cầu về độ chính xác và mật độ điểm trong kỹ thuật đo đạc LiDAR.

(Còn tiếp)

Mọi thông tin xin liên hệ với chúng tôi qua hòm thư: info@anthi.com.vn