Mục đích chính của bài báo này là trình bày quy trình công nghệ sử dụng ảnh máy bay không người lái, xây dựng các sản phẩm bản đồ mô hình số bề mặt, mô hình số độ cao, bản đồ trực ảnh,
Trang 1sử dụng công nghệ đo ảnh máy bay không
người lái (UAV)
Conference Paper · July 2016
DOI: 10.13140/RG.2.1.4675.4803
CITATIONS
0
READS 3,679
7 authors, including:
Some of the authors of this publication are also working on these related projects:
BIOMASS ESTIMATION OF MANGROVE SPECIES USING REMOTE SENSING DATA, MACHINE LEARNING AND FIELD MEASUREMENTS View project
Flash Flood Detection and Modeling using SAR Images and Data mining in High-Frequency Tropical Cyclone Regionn View project
Dieu Tien Bui
University College of Southeast Norway
93 PUBLICATIONS 1,423 CITATIONS
SEE PROFILE
Van Cam Nguyen
Vietnam Academy of Science and Technology
5 PUBLICATIONS 27 CITATIONS
SEE PROFILE
Hoàng Mạnh Hùng
89 PUBLICATIONS 2,620 CITATIONS
SEE PROFILE
Nguyen Quang Minh
Hanoi University of Mining and Geology
15 PUBLICATIONS 196 CITATIONS
SEE PROFILE
All content following this page was uploaded by Dieu Tien Bui on 17 July 2016.
The user has requested enhancement of the downloaded file.
Trang 2Hà Nội, tháng 7 - 2016 1
XÂY DỰNG MÔ HÌNH SỐ BỀ MẶT VÀ BẢN ĐỒ TRỰC ẢNH SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ ĐO ẢNH MÁY BAY KHÔNG NGƯỜI LÁI
(UAV)
TS Bùi Tiến Diệu1, TS Nguyễn Cẩm Vân2, Th.S Hoàng Mạnh Hùng3, TS Đồng Bích Phương4
, TS Nhữ Việt Hà5, TS.Trần Trung Anh6
, TS Nguyễn Quang Minh6
(1) Bộ môn Hệ Thông Tin Địa Lý – Trường Đại học Đông Nam Nauy
(2) Viện Địa Lý – Viện Khoa Học và Công Nghệ Việt Nam (3)
Công ty TNHH MTV Trắc Địa-Bản Đồ, Cục Bản đồ Quân Đội (4) Phòng Nghiên cứu Bản đồ và GIS - Viện Khoa Học Đo Đạc và Bản Đồ
(5) Bộ môn Địa chất Công trình, Khoa Khoa học và Kỹ thuât Địa chất- Đại Học Mỏ Địa chất Hà Nội (6) Khoa Trắc Địa-Bản Đồ và Quản lý Đất Đai- Đại Học Mỏ Địa chất Hà Nội
1 GIỚI THIỆU
Hiện tại các công nghệ sử dụng máy toàn đạc điện tử và định vị vệ tinh (GNSS) đang được
sử dụng rộng rãi trong thu thập dữ liệu mặt đất phục vụ cho công tác địa chính, trắc địa địa hình, xây dựng dân dụng và thiết kế kiến trúc, do độ chính xác cao, dưới 5 cm [1] Nhược điểm chính của hai công nghệ trên là giá thành cao và tiêu tốn thời gian tương đối lớn Thêm nữa, hai công nghệ trên có thể khó thực hiện đối với khu vực đo vẽ có địa hình phức tạp, hoặc khi điều kiện
Tóm tắt: Trên thế giới thành lập bản đồ bằng công nghệ đo ảnh máy bay không
người lái (UAV) và máy ảnh thông thường đang ngày càng được sử dụng rộng rãi trong ngành trắc địa- bản đồ, tuy nhiên công nghệ này vẫn là tương đối mới ở Việt Nam Mục đích chính của bài báo này là trình bày quy trình công nghệ sử dụng ảnh máy bay không người lái, xây dựng các sản phẩm bản đồ (mô hình số bề mặt, mô hình
số độ cao, bản đồ trực ảnh, bản đồ 3D) Nội dung cụ thể bao gồm: (1) Quy trình thiết
kế bay chụp, tính toán độ cao máy bay, số đường bay, số ảnh chụp và tổng thời gian bay chụp; (2) Các phần mềm mã nguồn mở và phần mềm thương mại có thể sử dụng cho công tác xử lý ảnh thu nhận; (3) Công tác thiết kế điểm khống chế mặt đất phục vụ cho công tác bay chụp; (4) Thực nghiệm bay chụp với máy bay Phantom 3 Profressional trang bị máy ảnh 3 kênh RGB Sony EXMOR; (5) Đánh giá độ chính xác, các kết luận về ưu nhược điểm của công nghệ và một số giải pháp nâng cao độ chính xác
Từ khóa: Công nghệ UAV,mô hình số bề mặt, bản đồ trực ảnh
Trang 3Hà Nội, tháng 7 - 2016 1
môi trường khu đo gây nguy hiểm cho sức khỏe Do vậy, công nghệ quét Laser mặt đất (Terrestrial Laser Scanning -TLS) và công nghệ bay quét LiDAR (Light Detection and Ranging) được phát triển, sử dụng thay thế cho hai công nghệ đã nêu bên trên [2]
Điểm thuận lợi của công nghệ TLS là việc sử dụng và vận hành không phức tạp, phù hợp cho các dự án có diện tích vừa và nhỏ Về lý thuyết, khoảng cách quét có thể lên đến 6000 m [3] Đối với các dự án đòi hỏi độ chính xác cao, độ chính xác của điểm được quét có thể đạt đến
2 mm (ví dụ cho máy Trimble TX5 Laser Scanning với khoảng cách quét dưới 120 m) Do vậy công nghệ TLS được sử dụng tương đối rộng rãi hiện nay tại Nauy và các nước Tây Âu Nhược điểm của công nghệ TLS đó là, có thể không thích hợp với các dự án có diện tích lớn có địa hình phức tạp, do phải di chuyển nhiều trạm máy quét trên bề mặt địa hình Do các hạn chế của
ba công nghệ nêu trên, công nghệ bay quét LiDAR (sau đây gọi tắt là công nghệ LiDAR) được phát triển như một công nghệ thay thế cho các công nghệ trên Điểm bất lợi hiện tại của LiDAR
là giá thành trang thiết bị cao (thấp nhất khoảng 60,000 USD) Thực tế, trong công tác đo đạc bản đồ, yếu tố giá thành sản phẩm đóng vai trò rất quan trọng trong việc lựa chọn công nghệ sử dụng Do đó, việc thúc đẩy phát triển và ứng dụng các công nghệ mới với giá thành thấp hơn là hết sức cấp thiết
Thời gian gần đây, cùng với sự phát triển của công nghệ định vị vệ tinh, công nghệ máy bay không người lái (Unmanned Aerial Vehicles-UAV), các thuật toán tự động xử lý ảnh, khôi phục mô hình 3 chiều (Structure-from-Motion, SfM), giá thành trang thiết bị cho công nghệ đo
vẽ sử dụng UAV đã giảm xuống rất mạnh Khảo sát của chúng tôi cho thấy công nghệ này đang được ứng dụng thành công và rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như công tác đo đạc thành lập bản
đồ [2, 4, 5], giao thông [6], sản xuất nông nghiệp [7, 8], nghiên cứu địa chất [9], và nghiên cứu môi trường [6, 10] Ngoài việc giá thành tương đối thấp, công nghệ UAV với các máy ảnh phổ thông dễ dàng thu nhận các ảnh số với độ phân giải rất cao (mm, cm), trong điều kiện địa hình phức tạp, môi trường nguy hiểm Thêm nữa, các phần mềm mã nguồn mở và phần mềm thương mại đều tích hợp các thuật toán SfM, cho phép gần như hoàn toàn tự động xử lý ảnh, xây dựng các sản phẩm bản đồ (mô hình số bề mặt, mô hình số độ cao, bản đồ trực ảnh, bản đồ 3D, video) Người sử dụng công nghệ này không nhất thiết phải có kiến thức quá sâu về công nghệ
đo ảnh truyền thống Chính vì thế công nghệ UAV đang rất hứa hẹn được ứng dụng rộng rãi hơn nữa vào các lĩnh vực khác nhau Điểm cầnbổ sung hiện nay của công nghệ này, là quy trình tính toán, công nghệ thiết kế bay chụp UAV sao cho đạt được độ chính xác mong muốn của các sản phẩm bản đồ, cho từng mục đích cụ thể
Mục đích chính của bài báo này là trình bày quy trình công nghệ thiết kế bay chụp, đo ảnh UAV phục vụ thành lập các sản phẩm bản đồ như mô hình số bề mặt, mô hình số độ cao, bản đồ trực ảnh, bản đồ 3D Các nội dung chính bao gồm: (1) Quy trình thiết kế bay chụp, tính toán độ cao máy bay, số đường bay, số ảnh chụp và tổng thời gian bay chụp; (2) Các phần mềm mã
Trang 4Hà Nội, tháng 7 - 2016 1
nguồn mở và phần mềm thương mại có thể sử dụng cho công tác xử lý ảnh thu nhận, thành lập các sản phẩm bản đồ khác nhau; (3) Công tác thiết kế, xác định kích thước điểm khống chế mặt đất phục vụ cho công tác bay chụp; (4) Thực nghiệm bay chụp với máy bay Phantom 3 Profressional, trang bị máy ảnh 3 kênh RGB Sony EXMOR, tại khu vực trường Đại học Đông Nam Nauy tại Bø i Telemark; (5) Cuối cùng, công tác đánh giá độ chính xác, các kết luận về ưu nhược điểm của công nghệ, và thảo luận một số giải pháp nâng cao độ chính xác
2 QUY TRÌNH THIẾT KẾ BAY CHỤP
Công tác thiết kế bay chụp cơ bản bao gồm tính toán độ cao bay của UAV, xác định độ phủ dọc và độ phủ ngang của ảnh, thiết kế và tính toán số đường bay, ước tính tổng số ảnh cần chụp
và tổng dung lượng ảnh, tính tốc độ chụp và tổng thời gian bay Chi tiết giải thích công tác thiết
kế bay chụp ảnh nói chung, bạn đọc có thể xem thêm trong tài liệu của Morgan and Falkner [11]
Các tham số cho công tác thiết kế bay chụp được xác định tùy thuộc vào diện tích bay chụp
và độ chính xác của sản phẩm bản đồ Sau đó, chúng được nhập vào phần mềm quản lý và thực hiện bay chụp như Pix4Dcapture, Mission Planner, Dji Ground Control Station, và UgCS Thông tin đường dẫn để tải các phần mềm này được trình bày trong Bảng 1
2.1 Thiết kế độ cao bay của UAV dựa trên kích cỡ điểm ảnh cho trước
Vì kích cỡ của cảm biến thu nhận ảnh trong máy ảnh là cố định, do đó độ phân giải điểm ảnh (kích thước của pixel) bị chi phối bởi độ cao bay chụp Kích cỡ điểm ảnh ảnh hưởng đến độ chính xác của các sản phẩm bản đồ Mối quan hệ giữa độ cao bay chụp và độ phân giải điểm ảnh [12] được thể hiện trong công thức (1) dưới đây:
BC
H (imW*GSD*FL) / (SSw *100) (1)
Với HBClà độ cao bay được thiết kế cho UAV (m); GSD (Ground Sample Distance) là kích
cỡ điểm ảnh cần chụp (cm); imW (image width) là độ rộng của ảnh chụp tính bằng pixel; FL (focal length) là độ dài tiêu cự của máy ảnh; SSw (sensor width) là chiều rộng của cảm biến thu nhận ảnh của máy ảnh
Ví dụ: Nếu kích cỡ điểm ảnh thiết kế cho dự án là 3 cm UAV sử dụng máy ảnh Sony EXMOR có FL là 3.6 mm, imW là 4000 pixel, SSw là 6.31 mm Độ cao bay của UAV tính được là 68.46 m
2.2 Tính tổng số đường bay của UAV
Tổng số đường bay của UAV phụ thuộc vào độ phủ ngang của tấm ảnh và có thể tính toán dựa trên công thức sau [11]:
FStrip WidthP r/ [M*SSh*((100 Q%) /100)] (2)
Trang 5Hà Nội, tháng 7 - 2016 1
Với Fstrip là tổng số đường bay cần tính; WidthPr là độ rộng của khu vực cần bay chụp; M
là mẫu số của tỷ lệ ảnh (có thể tính bằng công thức FL/HBC); SSh (Sensor height) là chiều cao của cảm biến thu nhận ảnh của máy ảnh; Q là độ phủ ngang của tấm ảnh (%)
Ví dụ: Khu đo có kích cỡ là 168 m dài x 156 m rộng; Độ phủ ngang của ảnh là 65%; SSh của máy ảnh Sony EXMOR là 4.72 mm; M là 19000, tổng số đường bay là 5 đường bay (làm tròn)
2.3 Tính tổng số ảnh cần chụp và tổng dung lượng ảnh số
Tổng số ảnh cần chụp từ UAV phụ thuộc vào độ cao bay chụp (tỷ lệ ảnh) và độ phủ dọc,
có thể tính toán bằng công thức sau[11]:
TSA Length Pr/ (M*SSw *[(100 P%) /100] (3)
Với TSA là tổng số ảnh cần chụp của khu đo; M là mẫu số của tỷ lệ ảnh; SSw là chiều
rộng của cảm biến trên máy ảnh; P là độ phủ dọc của tấm ảnh (%)
Ví dụ: Độ dài của khu chụp là 168 m, P là 80%, SSw của máy ảnh Sony EXMOR là 6.30
mm, M là 19000, tổng số ảnh cho mỗi đường bay tính được là là 7 ảnh (làm tròn) Cộng thêm hai ảnh đầu và cuối của đường bay để phủ trùm khu bay chụp, tổng số ảnh là 9 ảnh x 5 đường bay sẽ là 45 ảnh Tổng dung lượng ảnh là 45 ảnh x 5 Mb = 225 Mb (mỗi ảnh có dung lượng cho trước ≈ 5 Mb)
2.4 Tính toán tốc độ chụp (shooting rate hoặc capture rate)
Tốc độ chụp ảnh phụ thuộc vào vận tốc bay của UAV và có thể tính theo công thức sau đây:
Chup
v ((imH / imW*GSD) /100)*((100 P%) /100) / v (4)
Với vChuplà tốc độ chụp ảnh; imH và imW là chiều cao và chiều rộng của tấm ảnh (tính theo đơn vị pixel); GSD là kích cỡ điểm ảnh; P là độ phủ dọc (%); v là vận tốc bay của UAV
Vì chiều cao và chiều rộng của cảm biến thu nhận ảnh trên máy ảnh là khác nhau, do vậy tốc độ chụp ảnh phụ thuộc vào việc máy ảnh đặt song song hay vuông góc với hướng bay (dễ dàng điều chỉnh), và do vậy, imH hay imW sẽ được chọn
Hình 1 (a) Máy ảnh đặt vuông góc với hướng bay; (b) máy ảnh đặt song song với hướng bay
(ảnh trích từ nguồn Pix4D )
Trang 6Hà Nội, tháng 7 - 2016 1
Ví dụ: Nếu máy ảnh Sony EXMOR đặt vuông góc với hướng bay, imH (3000 pixel ) được
sử dụng; GSD là 3 cm, độ phủ dọc là 80%, tốc độ bay của UAV là 5m/s, tốc độ chụp tính được
là 3.6s/ảnh
3 PHẦN MỀM XỬ LÝ ẢNH CHỤP TỪ UAV
Sona, Pinto [12] chỉ ra rằng, độ chính xác của sản các phẩm bản đồ thành lập từ công nghệ UAV phụ thuộc vào phần mềm và thuật toán SfM (Structure-from-Motion) xử lý ảnh được sử dụng Để có thể lựa chọn được các phần mềm phù hợp, cần phải có thông tin chi tiết về các phần mềm xử lý ảnh chụp UAV Bảng 1 trình bày thông tin và đường dẫn tải về các phần mềm miễn phí và phần mềm thương mại được sử dụng rộng rãi hiện nay Bảng 1 này được các tác giả thống kê và cập nhật trên cơ sở nghiên cứu của Bemis, Micklethwaite [9]
Đặc điểm của các phần mềm tích hợp các thuật toán SfM là quá trình xử lý ảnh thành lập các sản phẩm bản đồ được tự động ở mức cao Cơ chế hoạt động của các thuật toán SfM cơ bản gồm các bước chính như sau: Bước 1, các điểm “khóa” (key point features còn gọi là tie point) trên các ảnh được tự động phát hiện và chiết xuất, sau đó bộ cơ sở dữ liệu (3D point cloud) được xây dựng; Bước 2, quá trình khớp ảnh tự động được thực hiện giữa các cặp ảnh, dựa vào các điểm các điểm “khóa” nằm trên phần phủ dọc và phủ ngang [13]; Bước cuối cùng quá trình bình sai khối tam giác ảnh không gian được tiến hành để xác định các tham số định hướng trong, định hướng ngoài, và nội suy tọa độ 3D cho các điểm trên ảnh [13-15]
Bảng 1 Danh sách tổng hợp các phần mềm miễn phí, thương mại, và phần mềm thiết kế bay
chụp cho công nghệ đo ảnh UAV
Các phần mềm miễn phí
1 Bundler Photogrammetry
Package
http://tacticalspace.org/archives/bundler-photogrammetry-package/
3 Python Photogrammetry
Toolbox
http://code.google.com/p/osm-bundler/
Các phần mềm trên các Websites và dich vụ xử lý ảnh có trả phí
Các phần mềm thương mại
Trang 7Hà Nội, tháng 7 - 2016 1
18 The Ortho-Engine the PCI
V10.0 software
http://www.pcigeomatics.com/software/geomatica/education
Các phần mềm thiết kế và thực hiện bay chụp
22 Dji Ground Control Station
Software
http://www.dji.com/product/phantom-3-pro
4 PHẦN THỰC NGHIỆM
Phần thực nghiệm được tiến hành trên Phantom 3 Professional UAV trang bị máy ảnh Sony EXMOR Khu vực bay chụp là khuôn viên Đại học Đông Nam Nauy (59o24’30’’Bắc,
0o03’33’’Đông) Khu vực này được chọn là bởi có sẵn một số điểm khống chế trắc địa, phục vụ cho việc đánh giá độ chính xác Độ rộng của khu đo là 168 x 156 m và độ cao so với mực nước biển là 78 m (được đo từ Google Earth) Để thuận lợi trong khôi phục mô hình 3 chiều từ ảnh,
độ phủ dọc và độ phủ ngang của ảnh được chọn là 80% Theo quy định hiện hành của Nauy đối với các UAV có trọng lượng nhỏ hơn 2.5 kg, độ cao cao nhất được phép bay là 120 m so với mặt đất Tốc độ tối đa được phép bay là 30 m/s Các UAV chỉ được phép bay trong tầm mắt còn nhìn thấy được Do điểu kiện thời tiết, chúng tôi chọn thời gian bay là 12 h trưa
Hình 2 Phantom 3 Professional UAV và máy ảnh Sony EXMOR (chụp bởi Bùi Tiến Diệu
tháng 5/2016)
Trang 8Hà Nội, tháng 7 - 2016 1
4.1 Các thông số chính của Phantom 3 Professional UAV và máy ảnh Sony EXMOR
Phantom 3 Professional là UAV nhỏ có tổng trọng lượng 1.28 kg, chiều cao là 185 mm và rộng của UAV và 289 mm (Hình 2) Với 04 mô tô điện, UAV có khả năng cất và hạ cánh thẳng đứng, ngoài ra UAV được tích hợp cả công nghệ GPS (Global Positioning System) and GLONASS (Global Navigation Satellite system) Theo đó vị trí và hướng bay được quản lý và điều chỉnh thông qua hệ thông Inertial Measuring Unit (IMU) và các cảm biến khí áp (barometric sensor) UAV được điều khiển thông qua hệ thống Radio Control (RC), các thông tin về tình trạng pin, tín hiệu GNSS (GPS and GLONASS), độ cao UAV và góc quay của máy ảnh được cập nhật về trạm điều khiển Về mặt lý thuyết, tổng thời gian bay dài nhất của Phantom 3 Professional là 23 phút, tốc độ bay lớn nhất đạt được là 16m/s, chịu được sức cản của gió cao nhất là 20 m/s, và về lý thuyết có thể hoạt động trong điều kiện nhiệt độ từ 0o đến
40o[16] Các thông tin chi tiết khác Phantom 3 Professional UAV có thể xem trong Dji [17] UAV được tích hợp máy ảnh phổ thông Sony EXMOR gồm 03 kênh Red, Green và Blue Tiêu cự của máy ảnh là 3.61 mm với khẩu độ là f/2.8 và góc nhìn (field-of-view, FOV) 94o Kích cỡ của cảm biến chụp là 6.30 x 4.72 mm, tương ứng với kích cỡ ảnh chụp là 4000 x 3000 pixels Máy ảnh tích hợp sẵn Micro-SD cạc với dung lượng 16 GB và sử dụng định dạng FAT32/exFAT Các ảnh chụp lưu trữ dưới dạng số, sử dụng chuẩn nén JPEG và DNG
4.2 Thiết kế và đo đạc tọa độ các điểm khống chế mặt đất
Vì các sản phẩm bản đồ từ công nghệ UAV cần thể hiện trong hệ tọa độ quy chiếu quốc gia (hệ quy chiếu EUREF89 tại Nauy), công tác chuyển đổi tọa độ là bắt buộc Công tác này có thể thực hiện thông qua hai phương pháp: (i) chuyển đổi trực tiếp dựa trên tham số máy ảnh và tọa
độ GPS của UAV và (ii) dựa vào các điểm khống chế mặt đất GPS, được cung cấp cho phần mềm xử lý ảnh Turner, Lucieer [18] chỉ ra rằng, phương pháp thứ hai cho độ chính xác cao hơn, do đó được lựa chọn cho thực nghiệm này
Hình 3 Kích cỡ điểm khống chế mặt đất phục vụ công tác bay chụp bằng công nghệ UAV
Trang 9Hà Nội, tháng 7 - 2016 1
Vì các điểm khống chế mặt đất được thể hiện thành các pixel trên ảnh khi chụp từ UAV, kích thước của điểm khống chế này phải đủ lớn để có thể đọc được trên ảnh Tuy nhiên nếu kích
cỡ quá lớn sẽ gây khó khăn khi xác định tọa độ tâm của điểm Theo Morgan and Falkner [11], tùy theo tỷ lệ ảnh, kích thước của điểm khống chế ảnh mặt đất có thể tính theo công thức sau:
Với W là độ rộng, còn L là độ dài của điểm khống chế ảnh; M là mẫu số tỷ lệ ảnh (Hình 3) Trong thực nghiệm này, đã thiết lập tổng số 06 điểm khống chế Các điểm này được đo bằng phương pháp đo GNSS động (Real Time Kinematic GSNN) sử dụng máy Topcon HiPer GNSS (sau đây gọi tắt là Topcon) Máy Topcon được coi là trạm đo động (Rover) được kết nối với các trạm Base (đã được nhà nước thiết lập sẵn) trên toàn quốc (Nauy) thông qua gói cung cấp dịch vụ có tên CPOS từ Cục bản đồ Nauy (StatensKartverk) Độ chính xác trung bình cho các điểm khống chế GPS nói trên là khoảng 2-3 cm cho mặt bằng và khoảng 5 cm cho độ cao Phân bố của các điểm GPS được trình bày trong Hình 4b Cần giải thích thêm là các trạm Base GNSS được thiết lập phủ trùm toàn quốc và được quản lý bởi Cục bản đồ Nauy (độc giả có thể xem thêm trong http://www.kartverket.no/en/Positioning/) Cục bản đồ Nauy cung cấp các gói dịch vụ định vị cho dân sự, theo thuê bao trả hàng năm có tên DPOS (độ chính xác decimet), CPOS ( độ chính xác centimet), và MPOS (độ chính xác mm) Một khi trạm đo động (Rover) được kết nối các gói dịch vụ, số cải chính theo thời gian thực về tọa độ được gửi trực tiếp về trạm Rover, giúp xác định độ chính xác điểm đo đến dm, cm, hoặc mm, tùy theo gói dịch vụ
Độ chính xác của sản phẩm bản đồ nên được đánh giá bằng các điểm không tham gia trong quá trình xử lý ảnh, vì thế 3 điểm khống chế độc lập (Fastmerke, FM) sẵn có trong khu đo được dùng cho công tác kiểm tra Các điểm này nằm trong mạng lưới điểm khống chế trắc địa mặt bằng và độ cao sẵn có của khu vực
4.3 Thiết kế và thực hiện quá trình bay chụp ảnh
Quá trình thiết kế bay chụp được thực hiện trên phần mềm Microsoft Excel 2013, trên cơ sở các công thức ở mục 2 nói trên Các tham số sau đó được nhập vào phần mềm thiết kế và quản
lý bay Pix4Dcapture Đây là phần mềm miễn phí, được chọn vì có thể cài đặt trên máy tính bảng, trên hệ điều hành iOS (với iPhone, iPad) và hệ điều hành Android OS (ví dụ Samsung Galaxy Tab) Nhược điểm chính của Pix4Dcapture là chỉ cho phép thiết kế tối đa 7 đường bay Trong thực nghiệm này, Pix4Dcapture được cài trên iPad mini được sử dụng (Hình 2 và 4a)
Trang 10Hà Nội, tháng 7 - 2016 1
Hình 4 (a) Sơ đồ đường bay cho khu vực nghiên cứu site; (b) Sơ đồ phân bố 6 điểm khống chế
mặt đất GPS và 3 điểm kiểm tra FM
Hình 5: (a) Ảnh chụp cho khu vực thực nghiệm; (b) Cơ sở dữ liệu điểm đám mây (3D point
cloud) Các tham số khu đo được thiết kế như sau: Khu đo có kích cỡ là 168 m dài x 156 m rộng,
độ phân giải điểm ảnh 2 cm, độ phủ dọc và ngang là 80%, độ cao bay chụp là 60 m so với mặt đất Chế độ bay Safe Mode được chọn, giúp quá trình tự động cất cánh, chụp, và hạ cánh hoàn toàn tự động Tổng số 05 đường bay (flight lines) được thực hiện với 45 ảnh (Hình 5a) Tổng dung lượng ảnh là 225 MB, 06 điểm GPS được sử dụng cho khống chế ảnh, 03 điểm độc lập (FM) dùng cho công tác kiểm tra (Bảng 2)