HƯỚNG TỚI KỶ NGUYÊN ĐO VẼ HÀNG KHÔNG LAI – KẾT HỢP CHỤP ẢNH VÀ LIDAR

Isabella Toschi, Fabio Remondino, Tobias Hauck, Konrad Wenzel

Nhóm Kỹ thuật Công nghệ Công ty TNHH ANTHI Việt Nam dịch và biên soạn.

NHỮNG THÁCH THỨC KHI TÍCH HỢP SỐ LIỆU

Thách thức cơ bản khi tích hợp số liệu LiDAR và DIM là làm sao đồng nhất được độ chính xác và độ phân giải. Trong đo vẽ ảnh hàng không, các bức ảnh có mật độ điểm gắn kết cao hơn nhưng độ chính xác chiều sâu lại thấp hơn so với số liệu LiDAR khi được thu nhận ở trần bay cao ví dụ từ các máy bay cánh bằng. Ngược lại ở cùng một độ cao bay nhưng biến dạng chùm tia laser và khoảng thời gian lặp lại là vấn đề khó khăn khác, thực tiễn để tạo ra sự tương đồng cần phải tính toán để sử dụng loại máy ảnh có độ phân giải cao hơn so với các loại máy ảnh thông thường, nhưng điều này cũng đồng nghĩa với việc giá thành của hệ thống sẽ tăng lên.

SẢN PHẨM ĐỊA KHÔNG GIAN 3D LAI

Hai khác biệt dễ nhận thấy nhất khi so sánh số liệu LiDAR và DIM được ghi nhận bởi hầu hết các hệ thống cảm biến lai tích hợp quét laser 3D và chụp ảnh là sự sai khác của mật độ điểm thu nhận được và khả năng khôi phục điểm tại các khu phố hẹp. Điều này trở nên rõ ràng hơn khi nhìn vào tập hợp số liệu thành phố San Francisco do Geomni thu nhận bằng hệ thống lai Leica CityMapper thế hệ cũ. Tập hợp số liệu kết hợp các toà nhà cao tầng trong khu vực trung tâm với các ảnh độ phủ thấp (60% dọc và 30% ngang) và khoảng cách lấy mẫu trên mặt đất tương đương khoảng 5cm trên ảnh, các điểm lấy mẫu ở khu phố hẹp của San Francisco gặp phải vấn đề có tính hệ thống, các toà nhà cao tầng đóng vai trò như các tấm che trong các bức ảnh mà máy ảnh chụp được, trong khi đó các phép đo trên nóc các toà nhà cũng bị hạn chế khi mà độ phủ của ảnh cũng thấp như trong tập hợp số liệu. Đối với các khu vực có các tập hợp số liệu mà ở đó có đủ dự phòng và cấu hình hình học của chùm ảnh tốt (ví dụ như bề mặt của các toà nhà), khi đó chi tiết của từng bề mặt được tái lập và gắn kết rất chi tiết, kết quả thu được thực sự tốt. Ở những khu phố hẹp của San Francisco, nơi mà số liệu ảnh bị hạn chế thì đồng thời số liệu LiDAR cũng gặp phải vấn đề tương tự. Cách thức duy nhất để khắc phục là kết hợp số liệu từ hai cảm biến để có thể tạo ra được số liệu bề mặt các đối tượng của thành phố San Francisco.

Một tập hợp số liệu mẫu khác thu thập tại thành phố Betzdorf, Đức một lần nữa thể hiện rõ hơn những thách thức so với tập hợp số liệu của thành phố San Francisco. Tập hợp số liệu thành phố Betzdorf thu nhận bằng hệ thống hàng không IGI LiteMapper-4800 tích hợp máy quét laser 3D RIEGL VQ480i và máy chụp ảnh NADIR 100MP với khoảng cách lấy mẫu đối tượng trên mặt đất tương đương 2cm độ phủ dọc 80% và ngang 60%. Do không có cấu trúc máy ảnh nhiều ống kính đa góc nên các tấm ảnh thu được sẽ xuất hiện các khe khuất, theo đó khi tổng hợp số liệu để xây dựng mô hình thì bề mặt chi tiết của các đối tượng gần như bị xoá nhoà và không thể thể hiện được rõ nét cho bất kỳ đối tượng nào, ngay cả với các đối tượng là các toà nhà cao tầng.

Bên cạnh việc xuất hiện của những hệ thống thu thập số liệu hàng không lai kết hợp giữa máy quét laser 3D (LiDAR) và máy chụp ảnh độ phân giải cao là nhu cầu phát triển các giải pháp và quy trình xử lý số liệu tích hợp có khả năng khai thác tối đa đồng thời lợi thế của hai dạng thức số liệu này. Bên cạnh đó, chúng ta cũng cần có những hướng đi mới vượt qua lối mòn xử lý số liệu mang tính truyền thống để mở rộng theo hướng xử lý tối ưu số liệu tổng hợp, định hướng các loại cảm biến, tổng hợp bề mặt đối tượng, xây dựng mô hình đô thị 3D phục vụ cho quy hoạch, phát triển và quản lý đô thị thông minh trong tương lai.

Mô hình 3D tái dựng bằng tập hợp số liệu thu từ hệ thống IGI LiteMapper-4800 tích hợp    máy quét laser RIEGL VQ-480i và máy ảnh NADIR 100MP

Mô hình 3D tái dựng bằng tập hợp số liệu thu từ hệ thống Leica CityMapper 2 và xử lý bằng phần mềm nFrames SURE.

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