Nghiên cứu khả năng sử dụng ảnh hàng không chụp bằng máy bay không người lái (UAV) trong thành lập bản đồ địa chính (thử nghiệm tại xã vật lại, huyện ba vì, thành phố hà nội)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ------ĐỖ TRỌNG TUẤN NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SỬ DỤNG ẢNH HÀNG KHÔNG CHỤP BẰNG MÁY BAY KHÔNG NGƯỜI LÁI UAV TRONG THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

-ĐỖ TRỌNG TUẤN

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SỬ DỤNG ẢNH HÀNG KHÔNG CHỤP BẰNG MÁY BAY KHÔNG NGƯỜI LÁI (UAV) TRONG THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA CHÍNH

(Thử nghiệm tại xã Vật Lại, huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội)

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2015

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

- -ĐỖ TRỌNG TUẤN

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG SỬ DỤNG ẢNH HÀNG KHÔNG CHỤP BẰNG MÁY BAY KHÔNG NGƯỜI LÁI (UAV) TRONG THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA CHÍNH (Thử nghiệm tại

xã Vật Lại, huyện Ba Vì, thành phố Hà Nội)

Chuyên ngành: Quản lý đất đai

Mã số: 60850103

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS TRẦN QUỐC BÌNH

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan, các số liệu và kết quả nghiên cứu được ghi trong luận văn làtrung thực, chưa sử dụng để bảo vệ một học vị nào

Tôi xin cam đoan, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn, mọi thông tin trích dẫn trong bài luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả luận văn

Đỗ Trọng Tuấn

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành tốt luận văn này, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tất cảcác thầy cô giáo trong khoa Địa lý – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN,đến các anh chị, bạn bè đã luôn chỉ bảo, hướng dẫn và động viên tận tình trong suốtthời gian làm luận văn

Đặc biệt tôi xin gửi lời cảm ơn, lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Trần QuốcBình đã chỉ bảo, hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoànthành đề tài luận văn tốt nghiệp này

Qua đây, tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tập thể cán bộ Phânxưởng Bay chụp Xử lý ảnh thuộc Xí nghiệp Chụp ảnh Hàng không (Công ty TNHHMTV Trắc địa Bản đồ) và Ủy ban Nhân dân xã Vật Lại, huyện Ba Vì, thành phố HàNội đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ BAY CHỤP ẢNH BẰNG MÁY BAY KHÔNG NGƯỜI LÁI 4

1.1 Khái quát về công tác bay chụp ảnh hàng không 4

1.1.1 Khái niệm về công tác bay chụp ảnh hàng không 4

1.1.2 Công tác chụp ảnh hàng không và yêu cầu kỹ thuật trong quá trình bay chụp 4

1.1.3 Khái niệm ảnh số và đặc điểm của ảnh hàng không kỹ thuật số 9

1.2 Công nghệ bay chụp ảnh hàng không bằng máy bay không người lái 12

1.2.1 Khái quát về máy bay không người lái 12

1.2.2 Thiết bị chụp ảnh trên UAV và công tác xử lý dữ liệu bay chụp 18

1.2.3 Nghiên cứu ứng dụng máy bay không người lái trong thành lập bản đồ 21

1.2.4 Giới thiệu về hệ thống bay chụp ảnh không người lái UX5 23

CHƯƠNG 2: THỬ NGHIỆM THÀNH LẬP BẢN ĐỒ ĐỊA CHÍNH XÃ VẬT LẠI TỪ ẢNH CHỤP BẰNG MÁY BAY KHÔNG NGƯỜI LÁI TRIMBLE UX5 30

2.1 Giới thiệu về địa bàn thử nghiệm 30

2.1.1 Điều kiện tự nhiên 30

2.1.2 Điều kiện kinh tế - xã hội 31

2.1.3 Các tài liệu thu thập được 31

2.2 Quy trình thành lập bản đồ địa chính bằng công nghệ bay chụp ảnh không người lái 32

2.2.1 Chuẩn bị tài liệu, khảo sát, lập kế hoạch bay 32

2.2.2 Thực hiện bay chụp và đo điểm khống chế ảnh 33

2.2.3 Xử lý ảnh, nắn ảnh và tạo ảnh trực giao 39

2.2.4 Giải đoán và điều vẽ ranh giới thửa đất 44

2.2.5 Biên tập bản đồ 45

2.2.6 Đánh giá độ chính xác 45

2.3 Kết quả thành lập bản đồ địa chính 45

CHƯƠNG 3: ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ BAY CHỤP ẢNH BẰNG MÁY BAY KHÔNG NGƯỜI LÁI TRONG THÀNH LẬP BẢN ĐỒ

ĐỊA CHÍNH 47

3.1 Phân tích kết quả thử nghiệm so với các quy định hiện hành về bản đồ địa chính .47

3.1.1 Tổng hợp các quy định đối với bản đồ địa chính 47

3.1.2 Đánh giá kết quả bản đồ đạt được 49

3.2 Đánh giá khả năng ứng dụng công nghệ bay chụp ảnh bằng máy bay không người lái trong đo vẽ bản đồ địa chính 57

3.2.1 Về khả năng triển khai và độ chính xác 57

3.2.2 Về hiệu quả kinh tế 57

3.2.3 Những thuận lợi và khó khăn khi áp dụng ảnh chụp bằng máy bay không người lái vào thành lập bản đồ địa chính 58

3.3 Một số kiến nghị về ứng dụng công nghệ bay chụp ảnh bằng máy bay không người lái trong thu thập dữ liệu không gian về đất đai ở Việt Nam 59

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 62

TÀI LIỆU THAM KHẢO 64

PHỤ LỤC 66

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Độ phủ ngang, dọc của các tấm ảnh 5

Hình 1.2 Drone siêu nhỏ Black Hornet 13

Hình 1.3 Hệ thống UAV Falcon-PARS 13

Hình 1.4 Máy ảnh RCD30 và TC-1235 UAV 14

Hình 1.5 Các mô hình máy không người lái ở Việt Nam 15

Hình 1.6 Máy bay không người lái M-400CT 16

Hình 1.7 Máy bay AV.UAV.S2 17

Hình 1.8 Trực thăng có gắn camera và máy quay phim của FlyCAM 18

Hình 1.9 Máy chup ̣ ảnh hàng không kỹ thuật sốkhổlớn Vexcel UltraCamXp 20

Hình 1.10 Thiết bị bay chụp không người lái eBee 22

Hình 1.11 Thiết bị bay chụp không người lái MD4-1000 22

Hình 1.12 Thiết bị bay chụp không người lái Q-200 22

Hình 1.13 Hệ thống Trimble UX5 23

Hình 1.14 Cấu tạo mặt trên của Trimble UX5 24

Hình 1.15 Cấu tạo mặt dưới của Trimble UX5 24

Hình 1.16 Máy ảnh Sony NEX-5R 25

Hình 1.17 Góc chụp, độ cao và diện tích một tấm ảnh chụp tương ứng 25

Hình 1.18 Trạm điều khiển mặt đất của UX5 26

Hình 1.19 Bộ dò tìm thiết bị 27

Hình 1.20 Bệ phóng của UX5 28

Hình 1.21 Cơ cấu các lĩnh vực ứng dụng Trimble UX5 28

Hình 1.22 Các nghiên cứu viên của Đại học Dakota và một phần bãi biển chụp được bằng Trimble UX5 29

Hình 1.23 Sản phẩm mô hình 3D tại Machu Picchu 29

Hình 2.1 Vị trí xã Vật Lại 30

Hình 2.2 Quy trình thành lập bản đồ địa chính bằng máy bay không người lái 32

Hình 2.3 Những nguy cơ mất an toàn khi cất cánh và hạ cánh 34

Hình 2.4 Hướng thiết kế tuyến bay 34

Hình 2.5 Thiết kế tuyến bay tự động khu chụp xã Vật Lại trên Aerial Imaging 35

Hình 2.6 Bệ phóng máy bay 36

Hình 2.7 Vị trí các điểm khống chế ảnh thực tế 38

Hình 2.8 Sơ đồ các tuyến bay được lựa chọn 40

Hình 2.9 Kết quả tính toán tăng dày khống chế 41

Hình 2.10 Tạo đám mây điểm độ cao của khu đo 42

Hình 2.11 Mô hình số độ cao dạng TIN của khu đo 43

Hình 2.12 Ảnh trực giao khu vực xã Vật Lại 44

Hình 2.13 Giải đoán đối tượng ranh giới thửa 45

Hình 3.1 Tương quan giữa bản đồ giải thửa và bản đồ vẽ nền ảnh 50

Hình 3.2 Quá trình số hóa ảnh bản đồ giải thửa đã nắn 52

Hình 3.3 Quá trình nắn, tạo ảnh trực giao 53

Hình 3.4 Tương quan giữa các đỉnh thửa đo bằng GPS và bản đồ vẽ nền ảnh 54

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Khả năng hoạt động của hệ thống UX5 26

Bảng 2.1 Tọa độ các điểm địa chính cơ sở 38

Bảng 2.2 Tọa độ các điểm khống chế ảnh đo được 39

Bảng 2.3 Bảng sai số của điểm khống chế ảnh sau bình sai 42

Bảng 3.1 Độ chính xác yêu cầu của bản đồ địa chính 48

Bảng 3.2 Sai số nắn ảnh bản đồ giải thửa 50

Bảng 3.3 Sai số bản đồ số hóa nền ảnh tính theo bản đồ Giải thửa 52

Bảng 3.4 Bảng sai số tọa độ của các đỉnh thửa so với kết quả đo GPS 54

Bảng 3.5 Sai số bản đồ số hóa nền ảnh tính theo kết quả đo GPS 56

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

CCD (Charge Coupled Device) Bộ cảm biến ánh sángGPS (Global Position System) Hệ thống định vị toàn cầuUAV (Unmanned Aerial Vehicle) Máy bay không người lái

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài luận văn

Công nghệ Viễn thám và Ảnh số trên thế giới đã và đang phát triển rất đadạng, với nhiều thiết bị thu nhận các hình ảnh có độ phân giải mặt đất rất cao, có thểđược thu nhận từ cự ly rất gần vài chục mét cho đến khoảng cách rất xa hàng trămkilômét Dựa trên công nghệ khác nhau mà hiện nay người ta chia ra các loại hình thunhận hình ảnh mặt đất như: chụp ảnh vệ tinh, chụp ảnh hàng không bằng máy bay cóngười lái, bằng máy bay không người lái (UAV) và công nghệ quét LiDAR

Trong các loại hình công nghệ nêu trên thì có loại đã được phát triển và ứngdụng từ lâu, cũng có loại mới được ứng dụng rộng rãi gần đây Tuy nhiên, mỗi côngnghệ đều có những ưu điểm và nhược điểm, áp dụng sao cho phù hợp vào tùy từnglĩnh vực, từng ngành khác nhau Một trong những lĩnh vực rất quan trọng mang tầmquốc gia đó là quản lý đất đai Việc sử dụng tài nguyên đất đai là nhiệm vụ quantrọng, được đưa lên hàng đầu không chỉ tại Việt Nam mà còn ở tất cả các quốc giatrên thế giới nhằm phát triển một cách bền vững Một công việc không thể thiếu đểquản lý chặt chẽ và hiệu quả nguồn tài nguyên đất đai là đo vẽ bản đồ địa chính, mộtthành phần quan trọng của hồ sơ địa chính

Ở Việt Nam cũng đã áp dụng rất nhiều phương pháp tự nghiên cứu cũng nhưthừa hưởng những phát minh tiên tiến trên thế giới để đáp ứng nhu cầu quản lý đất đai của mìnhtrong công tác thành lập bản đồ địa chính số Trong đó không thể không kể đến công nghệ chụpảnh hàng không, phổ biến nhất là ảnh hàng không chụp bằng máy bay có người lái, đã được triểnkhai ở Việt Nam từ lâu, công nghệ này cũng liên tục được cải tiến để ngày càng hiệu quả cũngnhư bắt kịp tiến bộ khoa học kỹ thuật trên thế giới Mặc dù vậy, với công nghệ này vẫn tồn tạimột số nhược điểm như: chi phí bay chụp còn cao, phụ thuộc nhiều vào thời tiết, không cập nhậtđược thường xuyên tính hiện thời của thực địa Những nhược điểm này cần được khắc phục, bùlấp bằng công nghệ mới tốt hơn và kinh tế hơn Điển hình nhất đó là

1

công nghệ chụp ảnh bằng máy bay không người lái (UAV) đang dần phát triển mạnh.Đây là một hướng mới nên cần những nghiên cứu sâu rộng hơn và đánh giá nghiêmtúc trong quá trình thử nghiệm thực tế, nhằm tận dụng tốt nhất những đặc điểm kỹthuật nổi trội của các hệ thống bay chụp ảnh không người lái vào thành lập bản đồ địachính nói riêng cũng như trong vấn đề quản lý đất đai nói chung ở Việt Nam.

2 Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu, đánh giá đặc điểm và tính năng kỹ thuật của hệ thống bay chụpảnh không người lái UX5 của hãng Trimble, từ đó xác định khả năng ứng dụng côngnghệ này trong đo đạc địa chính thông qua thử nghiệm tại khu đo xã Vật Lại, huyện

Ba Vì, TP Hà Nội

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

Để đạt được mục tiêu đề ra, nhiệm vụ nghiên cứu cần thực hiện bao gồm:

- Tổng hợp và nghiên cứu các đặc tính kỹ thuật của hệ thống bay chụp ảnh không người lái Trimble UX5

- Thử nghiệm thành lập bản đồ địa chính ở xã Vật Lại, huyện Ba Vì, TP Hà Nội

- Đánh giá khả năng ứng dụng công nghệ bay chụp ảnh bằng máy bay không người lái trong đo đạc địa chính

4 Phạm vi nghiên cứu

Phạm vi không gian nghiên cứu: Đề tài được thực hiện trên địa bàn xã Vật Lại,

huyện Ba Vì, TP Hà Nội

Phạm vi khoa học: Đề tài giới hạn nghiên cứu ở vấn đề ứng dụng công nghệ

bay chụp ảnh bằng máy bay không người lái trong đo đạc địa chính ở Việt Nam

5 Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp phân tích, tổng hợp tài liệu: thu thập phân tích các tài liệu kĩ

thuật về hệ thống Trimble UX5 và hiện trạng địa bàn thử nghiệm

Phương pháp đo ảnh số: xử lý ảnh, nắn ảnh và tạo bình đồ ảnh trực giao Phương pháp trắc địa vệ tinh: đo điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp.

Phương pháp đoán đọc và điều vẽ ảnh: được sử dụng để giải đoán và điều vẽ

ranh giới thửa đất trên nền bình đồ ảnh tạo được

6 Kết quả đạt được

Đưa ra được những đánh giá về khả năng ứng dụng công nghệ bay chụp ảnh bằng máy bay không người lái trong thành lập bản đồ địa chính

7 Cấu trúc của luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, nội dung chính của luận văn gồm

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ BAY CHỤP ẢNH

BẰNG MÁY BAY KHÔNG NGƯỜI LÁI

1.1 Khái quát về công tác bay chụp ảnh hàng không

1.1.1 Khái niệm về công tác bay chụp ảnh hàng không

Chụp ảnh hàng không là việc sử dụng các thiết bị bay trên không như khinhkhí cầu, tàu lượn, máy bay, để mang máy ảnh lên cao chụp bề mặt của mặt đất Sảnphẩm của chụp ảnh hàng không là các tấm ảnh theo một tỷ lệ phù hợp với mục đích

sử dụng và dựa vào các tấm ảnh đó ta có thể tiến hành đo vẽ thành lập bản đồ gốchoặc đoán đọc điều vẽ các địa vật chụp được trên ảnh [6]

Có 2 loại máy chụp ảnh chuyên dụng được sử dụng trong quá trình chụp ảnhhàng không là máy chụp ảnh tương tự (chụp phim) và máy chụp ảnh số

1.1.2 Công tác chụp ảnh hàng không và yêu cầu kỹ thuật trong quá trình bay chụp

a Khái niệm

Công tác bay chụp là một trong những công đoạn quan trọng nhất của quátrình thành lập bản đồ bằng phương pháp đo ảnh Công tác bay chụp thường đượcthực hiện trong điều kiện thời tiết tốt, trời trong ít mây bởi vì các đám mây sẽ chekhuất các chi tiết địa hình, địa vật của bề mặt thực địa trên ảnh chụp được

Dựa theo giá trị sử dụng của ảnh chụp và phương thức chụp, người ta chia ra các hình thức chụp ảnh sau [5]:

- Chụp ảnh đơn: Là chụp ảnh từng vùng nhỏ của khu đo theo từng tấm ảnh

riêng biệt Các tấm ảnh chụp kề nhau không có liên kết hình học với nhau Chụp ảnh đơn đượcdùng cho điều tra khảo sát, do thám quân sự, trên những vùng tương đối nhỏ, hoặc để chụp ảnh

bổ sung các khu vực chụp sót, chụp thiếu

- Chụp ảnh theo tuyến: Là chụp theo một tuyến đã bố trí sẵn Giữa các tấm ảnh

kề nhau trên một tuyến có độ phủ lên nhau và được gọi là độ phủ dọc, kí hiệu là p, đơn vị tính là

% của kích thước tấm ảnh:

l

Trong đó: l - kích thước của tấm ảnh;

l x - kích thước của phần phủ theo hướng dải bay.

Hình 1.1 Độ phủ ngang, dọc của các tấm ảnh [6]

Chụp ảnh theo tuyến được ứng dụng rộng rãi để giải quyết những vấn đề vềdân sự, quân sự, trong nghiên cứu khoa học, điển hình là khảo sát các đối tượngdạng tuyến như hệ thống giao thông, hệ thống thuỷ văn, thủy lợi, đường địa giới v.v Trong đo vẽ địa hình, chụp ảnh theo tuyến được dùng cho việc bố trí các dải bay chặntheo hướng vuông góc với các dải bay chụp theo nhiều tuyến Việc bố trí

dải bay chặn như thế cho phép ta giảm được khá nhiều điểm khống chế ngoại nghiệp góp phần nâng cao hiệu quả kinh tế.

- Chụp ảnh theo khối (nhiều tuyến): Phương pháp này còn gọi là chụp ảnh theo

diện tích là chụp theo nhiều tuyến dải bay thẳng, song song và cách đều nhau Các tấm ảnh kề

nhau trong cùng dải bay được liên kết với nhau bằng độ phủ dọc p, các tấm ảnh trên hai dải bay

kề nhau được liên kết với nhau bằng độ phủ ngang Độ phủ ngang của ảnh hàng không được ký

hiệu bằng q và được xác định theo công thức:

l

Trong đó: l - kích thước tấm ảnh;

l y - kích thước phần phủ của hai ảnh trên 2 dải bay kề.

Thường người ta quy định độ phủ dọc là 60% và độ phủ ngang khoảng 30%.Trong trường hợp cụ thể tùy theo loại địa hình, tùy theo yêu cầu sử dụng ảnh,các độ phủ này có thể thay đổi, nhưng không nhỏ hơn các giá trị trên

Dựa theo tỷ lệ trung bình của ảnh chụp, người ta chia ra như sau: Chụp ảnh

tỷ lệ lớn, tỷ lệ trung bình và tỷ lệ nhỏ.

Khi chụp thẳng, tỷ lệ ảnh hàng không là hàm số của độ cao bay chụp H bc, tiêu

cự kính vật máy ảnh f k , còn khi chụp nghiêng ngoài H bc và f k ra tỷ lệ ảnh còn phụthuộc vào góc nghiêng của trục quang máy chụp ảnh khi lộ quang so với đường dâydọi và tung độ y của điểm ảnh trên ảnh Vì vậy:

l

F (H , f , 0 , y) m

Thông thường, tỷ lệ ảnh được phân thành 3 loại sau:

- Chụp ảnh tỷ lệ lớn khi tỷ lệ trung bình của ảnh chụp lớn hơn 1:10.000

Chụp ảnh tỷ lệ trung bình là khi tỷ lệ trung bình của ảnh chụp từ 1:10.000 1:30.000.

Chụp ảnh tỷ lệ nhỏ là khi tỷ lệ trung bình của ảnh chụp nhỏ hơn 1:30.000.Quan hệ giữa tỷ lệ ảnh chụp và tỷ lệ bản đồ cần thành lập được thể hiện bằngcông thức [6]:

m C M Trong đó: m - mẫu số tỷ lệ của ảnh hàng không.

C - hệ số kinh tế, theo các kết quả nghiên cứu lý luận và thực tiễn, hệ số Cthường được lựa chọn từ 130 - 400 với từng loại tỷ lệ bản đồ cần thành lập theophương pháp lập thể và tuỳ thuộc vào phương tiện kỹ thuật sử dụng

M - mẫu số tỷ lệ bản đồ cần thành lập.

b Yêu cầu kĩ thuật trong quá trình bay chụp

- Tính toán các thông số chụp ảnh: Khi lập thiết kế bay chụp, ngoài việc lựa

chọn tỷ lệ chụp ảnh, độ cao bay chụp và tiêu cự máy chụp, cần phải tính toán các thông số kỹthuật cơ bản sau:

Số ảnh cần chụp trong khu đo là tổng số ảnh cần chụp trong từng dải bay đượctính như sau:

chụp

- Lập bản đồ bay: Bản đồ được sử dụng để thực hiện quá trình bay chụp ảnh

được gọi là bản đồ bay chụp Bản đồ bay chụp có thể chia làm hai loại riêng biệt: bản đồ bay và

bản đồ chụp Bản đồ bay dùng cho phi công và hoa tiêu chụp ảnh để định hướng chung, còn bản

đồ chụp dùng cho hoa tiêu định hướng chi tiết khi chụp ảnh Khi bản đồ bay có đầy đủ các nội

dung như bản đồ chụp thì có thể sử dụng làm bản đồ chụp Thông thường, người ta sử dụng bản

đồ tỷ lệ 1:100.000 - 1:500.000 làm bản đồ bay chụp khi thành lập bản đồ trung bình và bản đồ tỷ

lệ 1:50.000 - 1:100.000 làm bản đồ bay chụp khi chụp ảnh tỷ lệ lớn [6]

Trên bản đồ chụp cần thể hiện các chi tiết sau:

+ Ranh giới toàn bộ diện tích khu chụp và ranh giới từng khu chụp riêng biệt

+ Các tuyến bay với độ dài của tuyến, khoảng cách giữa các tuyến và số lượng

tấm ảnh chụp trên mỗi tuyến bay

+ Các địa vật định hướng trên từng tuyến bay

+ Các đặc trưng địa hình, như đỉnh núi, thung lũng với cao độ được ghi chú rõ

ràng và độ cao bay trung bình của khu chụp

+ Các đặc điểm khí hậu, như hướng gió, tốc độ gió

+ Trong một số trường hợp, như khi khoảng cách giữa các tuyến bay tương đối

nhỏ không thuận lợi cho việc lượn vòng của máy bay để vào đường bay tiếp cần

thể hiện phương pháp bay lượn trên bản đồ bay chụp.

Khi ứng dụng công nghệ định vị vệ tinh GPS trong dẫn đường bay thì công tácbay có thể hoàn toàn được thực hiện một cách tự động

Khi bay chụp bằng thiết bị bay không người lái thì phạm vi khu đo thườngnhỏ, do vậy trước bay chụp cần phải thu thập các nguồn tài liệu bản đồ có tỷ lệ lớn1:5.000 hoặc các bản đồ có tỷ lệ trung bình 1:10.000 phục vụ cho việc thiết kế tuyếnbay Hiện nay, đa số các thiết bị bay không người lái phục vụ bay chụp ảnh đều đượctrang bị phần mềm thiết kế tuyến bay và cho phép sử dụng dữ liệu ảnh từ GoogleEarth [7]

1.1.3 Khái niệm ảnh số và đặc điểm của ảnh hàng không kỹ thuật số

a Khái niệm

Ảnh số là một mảng hai chiều của các phần tử ảnh có cùng kích thước đượcgọi là điểm ảnh (pixel) [1] Mỗi một pixel được xác định bằng: tọa độ hàng, tọa độcột và độ xám Độ xám của mỗi pixel được mã hóa theo đơn vị thông tin là bit.Thường thì pixel của ảnh toàn sắc được mã hóa theo 8 bit tức là 28 = 256 bậc độ xám.Với ảnh màu được tổ hợp từ ba kênh: R, G, B với mỗi kênh được mã hóa theo độ xámkhác nhau Mỗi kênh có tối đa 256 bậc độ xám thì ảnh màu sẽ có tối đa 2563

= 16777216 màu, đồng nghĩa với việc để mã hóa một pixel trong ảnh màu cần đến 3×8

Nếu mô tả một ảnh màu thì mỗi thành phần màu cơ bản (màu đỏ-R, màu

lục-G, màu lam-B) của ảnh sẽ được biểu diễn bằng các hàm số ảnh thành phần, tức là:

Như vậy ảnh số là một ma trận giá trị độ xám có n cột và m hàng Các phần tử

của ma trận ảnh số là những điểm ảnh rời rạc với tọa độ của nó được xác định bằng

một số nguyên dương nằm giữa (1 n) cột và (1 m) hàng Tức là:

x, y là khoảng cách lấy mẫu trên hướng x và hướng y, thông thường x = y.

Độ xám của ảnh sẽ được lấy mẫu và sắp xếp theo ma trận độ xám [5]:

Trong đó: d i,j là mức xám của pixel ảnh ở cột i và hàng j của ma trận.

b Độ phân giải của ảnh số

- Độ phân giải hình học là khoảng cách hình học tối thiểu giữa hai đối tượng

mà chúng phân chia và tách biệt với nhau trên ảnh Biểu thị cho độ phân giải khônggian là: kích cỡ pixel và dpi (dots per inch); Kích cỡ pixel thể hiện độ rộng của mộtpixel, thường tính theo đơn vị m Kích cỡ pixel càng nhỏ thì độ phân giải càng cao;Đơn vị đo độ phân giải dpi là thể hiện số lượng pixel chứa trong 1 inch (2,54 cm)chiều dài Số pixel trên 1 inch càng nhiều thì độ phân giải càng cao Mối quan hệ giữahai đơn vị đo trên được biểu diễn bằng công thức sau:

Kích thước tấm ảnh: là số hàng và cột trên mỗi tấm ảnh

c Các đặc điểm của ảnh hàng không kỹ thuật số

- Ảnh được chụp theo hướng vuông góc với mặt đất, trên cùng một tấm ảnh tỷ

lệ không đồng nhất

- Gốc tọa độ ảnh: Mỗi pixel được xác định bằng tọa độ hàng và cột, hệ tọa độảnh thường có điểm 0 ở góc trên bên trái và tăng dần từ trái sang phải đối với chỉ số cột và từtrên xuống đối với chỉ số hàng

- Số kênh phổ: thông thường đối với máy chụp ảnh phổ thông, số kênh phổ trênmỗi tấm ảnh là 3 kênh tương đương với các màu cơ bản Red, Green, Blue (RGB) Với các máyảnh kỹ thuật số tiên tiến hiện nay, một máy có chức năng chụp với 5 kênh phổ gồm: ảnh Pan(toàn sắc), ảnh màu RGB, ảnh NIR (cận hồng ngoại)

11

- Các nguyên tố định hướng trong của ảnh số được xác định bởi: tiêu cự của máy ảnh, gốc tọa độ, số hàng và số cột, độ phân giải của ảnh.

1.2 Công nghệ bay chụp ảnh hàng không bằng máy bay không người lái

1.2.1 Khái quát về máy bay không người lái

Có hai thuật ngữ để định nghĩa về máy bay không người lái, đó là:

- UAV (Unmanned Aerial Vehicle) là phương tiện bay không người lái Theođúng nghĩa của nó thì hoàn toàn không có phi công lái mà nó được điều khiển từ xa hoặc cũng cóthể bay theo một lịch trình được thiết lập sẵn

- UAS (Unmanned Aircraft System) là hệ thống máy bay không người lái, địnhnghĩa này để nhấn mạnh các hệ thống không chỉ bao gồm máy bay mà còn bao gồm cả trạmkiểm soát trên mặt đất và một số thiết bị/yếu tố khác kèm theo trên máy bay [14]

Với hai khái niệm trên có thể thấy điểm khác nhau ở chỗ UAV chỉ đơn thuần

là một thiết bị bay có điều khiển từ xa, còn UAS là cả một hệ thống phức tạp kèmtheo cả trên thiết bị bay và cả trạm điều khiển trên mặt đất Tuy nhiên, khi nhắc đếnmáy bay không người lái thì người ta thường nghĩ đến khái niệm UAV hơn vì nó đơngiản và dễ hiểu

1 Máy bay drone trinh sát siêu nhỏ PD-100 Black Hornet

Black Hornet là một chiếc máy bay drone siêu nhỏ, được thiết kế phát triển bởiCông ty Prox Dynamics có trụ sở tại Na Uy và Mỹ, có thể đặt vừa giữa 2 ngón

tay hoặc cho gọn gàng vào túi áo như bất cứ vật dụng bình thường nào khác Trang bịchủ yếu của Black Hornet là camera nhằm phục vụ công tác do thám quân sự màkhông bị phát hiện Người lính chỉ cần sử dụng cần điều khiển bằng một tay và theodõi hình ảnh được truyền trực tiếp từ con bọ này Black Hornet có thể quay lại videothông thường hoặc hồng ngoại, hoạt động trong phạm vi khoảng 1,6 km tính từ nơiđiều khiển và có thể bay suốt 25 phút [20].

Hình 1.2 Drone siêu nhỏ Black Hornet (nguồn Internet)

2 Hệ thống UAV Falcon-PARS của Nhật

Hình 1.3 Hệ thống UAV Falcon-PARS

Falcon-PARS là một hệ thống chụp ảnh hàng không siêu nhỏ của Nhật đượcchế tạo theo công nghệ của Đức bao gồm thiết bị bay UAV được lắp thêm máy chụpảnh phổ thông có gắn GPS và phần mềm chuyên dụng để xử lý hình ảnh chụp UAVnày là một thiết bị nhỏ gọn và nhẹ, với 8 cánh quạt, có thể bay ở 2 chế độ có ngườiđiều khiển và bay tự động, cho phép chụp ảnh treo tại một điểm, cất hạ cánh thẳngđứng trong một không gian hẹp, di chuyển dễ dàng, rất hiệu quả cho khu vực có bánkính khoảng 300m Phần mềm xử lý ảnh số có thể tạo lập được các ảnh ghép, ảnhtrực giao bởi các tham số định hướng ngoài mà không cần các điểm khống chế mặtđất Phần mềm cũng có thể xử lý để tạo ra mô hình số bề mặt DSM và sản phẩm bình

đồ trực ảnh Thiết bị UAV này cũng cho phép dễ dàng lắp nhiều loại máy chụp ảnh sốphổ thông khác nhau, thậm chí cả máy chụp ảnh cận hồng ngoại [9]

3 Hệ thống máy ảnh RCD30 và UAV TC-1235 của Thụy Sĩ

Hình 1.4 Máy ảnh RCD30 và TC-1235 UAV

Hãng Leica Geosystems và Swissdrones đã phối hợp để sản xuất hệ thống máyảnh RCD30 kết hợp với hệ thống TC-1235 UAV dùng để chụp ảnh phục vụ công tácthành lập bản đồ địa hình và bản đồ 3D cho các khu vực khai thác mỏ Giải pháp nàycho phép có thể được vận hành một cách an toàn trong điều kiện môi

trường khắc nghiệt TC-1235 UAV có tính năng thiết kế không kém độc đáo, cungcấp tải trọng cao, độ bền lâu dài, kiểu bay ổn định và mức độ an toàn cao.

b Ở Việt Nam

Những năm gần đây, trước những đòi hỏi từ nhu cầu thực tiễn của đời sốngkinh tế xã hội và an ninh quốc phòng đã xuất hiện những mô hình máy bay khôngngười lái Đầu tiên là những chiếc máy bay mô hình được nhập ngoại giá rẻ từ vàitrăm đến hàng chục ngàn đô la để phục vụ vui chơi giải trí của nhóm thành viên đam

mê kỹ thuật bay lượn trong các câu lạc bộ hàng không Chủng loại và kiểu dáng phổbiến là máy bay cánh bằng và trực thăng được thiết kế gần giống các loại máy baydân dụng (ATR-72), máy bay chiến đấu (Su27, F18, ), máy bay thể thao (YAK,SBACH, ), thủy phi cơ (BEAVER) [8]

Hình 1.5 Các mô hình máy không người lái ở Việt Nam

Trong lĩnh vực quân sự, nhu cầu cần có mục tiêu bay trong các cuộc diễn tậplực lượng phòng không hàng năm trở nên rất cấp thiết Do vậy, ngay từ năm 2001,Ban Mục tiêu bay, Viện Kỹ thuật Phòng không Không quân bắt đầu triển khai dự án

“Thiết kế chế tạo máy bay không người lái điều khiển theo chương trình” Sau hơn 4năm nghiên cứu và thử nghiệm trên nhiều mẫu máy bay, Viện đã sản xuất thành công

2 chiếc máy bay M-400CT mang phiên hiệu 405, 406 thuộc loại cánh bằng Để cóđược máy bay này Viện đã phải trải qua quá trình nghiên cứu cải tiến theo hướng điềukhiển mục tiêu bay phiên bản M-100 theo chương trình định trước Các

mục tiêu bay trên được điều khiển bằng vô tuyến từ mặt đất, nó có thể bay trong tầmquan sát của mắt thường Hàng năm, những mục tiêu này được sản xuất đưa vào phục

vụ công tác huấn luyện, đáp ứng được nhu cầu bắn luyện tập của lực lượng pháophòng không, tên lửa tầm thấp trong một thời gian dài, Song những mục tiêu nàyvẫn có những yếu điểm: độ cao thấp, tốc độ nhỏ, Công nghệ gia công chế tạo và lắpráp các mô hình bay nói chung và UAV nói riêng tại Việt Nam hiện nay còn gặp rấtnhiều khó khăn bởi thị trường trong nước, những thiết bị điện, cơ khí phục vụ riêngcho ngành hàng không hầu như không có [10]

Hình 1.6 Máy bay không người lái M-400CT

Ngày 25/5/2013, 06 máy bay không người lái (thuộc 02 mẫu máy bayAV.UAV.S1 và AV.UAV.S2) do Viện Công nghệ không gian – HTI thuộc Viện Hànlâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam chế tạo đã cất cánh tại bãi biển huyện VạnNinh, tỉnh Khánh Hòa, cách thành phố Nha Trang 100km về phía Bắc, bắt đầuchương trình bay phục vụ nghiên cứu khoa học biển trên vùng biển miền Trung Đây

là chương trình nghiên cứu khoa học phối kết hợp giữa Viện Hải dương học,

Viện Nghiên cứu và Ứng dụng công nghệ Nha Trang và Viện Công nghệ Không gian.

Hình 1.7 Máy bay AV.UAV.S2

Trong lĩnh vực dân sự, thị trường quay phim, chụp ảnh từ máy bay ở độ caothấp dưới 1000m đang bước đầu hình thành và chứa dựng tiềm năng lớn Nắm bắtđược cơ hội này, từ năm 2006, một nhóm thành viên của Câu lạc bộ hàng không đãlập ra công ty FlyCAM với mục đích thực hiện các dịch vụ quay phim, chụp ảnh từtrên không bằng máy bay mô hình Sau nhiều năm nghiên cứu, FlyCAM đã có đượcnhững chiếc máy bay mô hình gắn các thiết bị công nghệ tiên tiến nhất trong lĩnh vựcquay phim và chụp ảnh trên không, cho ra những bức ảnh, thước phim có chất lượngcao nhất, chi phí thấp hơn rất nhiều so với việc thuê máy bay thật để chụp ảnh [8]

Hình 1.8 Trực thăng có gắn camera và máy quay phim của FlyCAM

1.2.2 Thiết bị chụp ảnh trên UAV và công tác xử lý dữ liệu bay chụp

a Máy chụp ảnh kỹ thuật số phổ thông

Máy chụp ảnh số phổ thông là loại máy ảnh số thông dụng trên thị trường phục

vụ cho mục đích chính là chụp ảnh nghệ thuật Đối với đo ảnh, các máy chụp ảnh loạinày có các thuật ngữ gọi là: non-metric digital camera, amateur digital camera,unprofessional digital camera Đó là các máy không chuyên dụng cho đo ảnh Cácloại máy này có độ phân giải ngày càng cao và giá thành rẻ, cơ động, dễ chụp và hiệnđại [1]

Về đặc điểm cấu tạo, máy chụp ảnh số phổ thông có các phần chính như: thânmáy chứa các bộ phận cấu thành, hệ thống kính vật cùng bộ điều chỉnh chế độ thuphóng, bộ cảm biến CCD nhận ảnh, các vi mạch điện tử, thẻ nhớ lưu trữ hình ảnhchụp dạng số, các phím điều chỉnh các chức năng chụp theo phần mềm có trong máy.Ngoài ra, máy chụp ảnh số còn có các bộ phận phụ trợ khác như: đèn Flash, màn hìnhhiển thị, pin sạc,…

b Kiểm nghiệm máy chụp ảnh số phổ thông

Các sai số hệ thống trong đo ảnh sẽ gây nên sai lệch vị trí điểm ảnh nên cầnđược loại trừ, các loại sai số này bao gồm [1]:

- Sai số do chiết quang khí quyển và độ cong trái đất

- Sai số do biến dạng phim ảnh.

- Sai số do độ lệch các yếu tố định hướng trong

Đối với đo ảnh khoảng cách gần dùng máy chụp ảnh số phổ thông: sai số dochiết quang, độ cong trái đất chưa cần quan tâm vì khoảng cách chụp gần trong khônggian hẹp Sai lệch biến dạng phim ảnh là nói đến chụp ảnh truyền thống, sai số nàyhiệu chỉnh nhờ các mấu khung tọa độ tuy nhiên ảnh số của máy chụp ảnh số phổthông không có mấu khung tọa độ, ảnh số này được tạo nên nhờ mảng CCD Côngnghệ nano sắp xếp các tế bào quang điện tạo mảng CCD là rất chính xác, sự tạo ảnhtrên CCD là gần như không có sai số, các sai số này sẽ được kiểm định và hiệu chỉnhtổng hợp cùng sai số méo hình Hệ thống kính vật của máy chụp ảnh số phổ thông tuy

có thể đạt chất lượng cao, cho hình ảnh sắc nét nhưng ảnh số được tạo chỉ nhằm mụcđích nghệ thuật, sự xê dịch vị trí điểm ảnh bởi méo hình kính vật rất lớn vì tính khôngchuyên dụng cho đo ảnh và chế độ thu phóng lúc chụp

Như vậy, các thông số kiểm định ảnh của máy chụp ảnh số phổ thông là cácyếu tố định hướng trong: tiêu cự, tọa độ điểm chính ảnh và các hệ số méo hình Cácthông số này là một phần không thể thiếu của đo ảnh nói chung, nó phục vụ công tácđịnh hướng trong khôi phục chùm tia xây dựng mô hình, hiệu chỉnh sự xê dịch vị tríđiểm ảnh nâng cao độ chính xác Nếu không có các thông số này ảnh phổ thông chỉ

có ý nghĩa “nghệ thuật” thuần túy Khi nhà sản xuất cung cấp máy chụp ảnh số phổthông thì chỉ cung cấp khoảng cao tiêu cự dao động, không cung cấp tọa độ điểmchính ảnh, hệ số méo hình Do vậy vấn đề kiểm định các thông số máy chụp ảnh sốphổ thông là nhiệm vụ cần quan tâm hàng đầu

c Máy chụp ảnh kỹ thuật số chuyên dụng

Đặc điểm của máy chụp ảnh chuyên dụng trong bay chụp ảnh phục vụ viễnthám và công nghệ ảnh số là những máy có cấu tạo phức tạp, cồng kềnh, có trọnglượng lớn, năng lượng để hoạt động cũng lớn và điểm mấu chốt là giá thành rất caonên không thể tích hợp được trên thiết bị bay không người lái có kích thước nhỏ

Xu hướng phát triển hệ thống bay chụp không người lái, ngoài yếu tố đảm bảo

kỹ thuật còn phải đảm bảo được hiệu quả kinh tế so với các hệ thống bay chụp truyềnthống nên việc áp dụng máy chụp ảnh chuyên dụng là điều không thể Lấy ví dụ nhưmáy chụp ảnh số Vexel UltraCamXp ở dưới có kích thước và khối lượng rất lớn, cóthể lên đến hơn 100kg cho đầy đủ một hệ thống máy chụp

Hình 1.9 Máy chup̣ ảnh hàng không kỹ thuật sốkhổlớn Vexcel UltraCamXp

d Công tác xử lý dữ liệu bay chụp

Một số vấn đề chính trong xử lý dữ liệu từ bay chụp ảnh bằng máy bay khôngngười lái như sau:

- Sau mỗi ca bay cần kiểm tra ngay tại thực địa về số lượng ảnh chụp được có

đủ với yêu cầu thiết kế hay chưa, nếu chưa thì cần bay bù ngay

- Để đưa ra được kết quả tính toán theo yêu cầu của sản phẩm thì cần đồng bộtất cả các nguồn dữ liệu đầu vào về một hệ tọa độ thống nhất trước khi xử lý như: điểm khốngchế, tọa độ tâm ảnh,

1.2.3 Nghiên cứu ứng dụng máy bay không người lái trong thành lập bản đồ

Hiện nay, trên thế giới đang rất quan tâm chú ý đến nghiên cứu ứng dụng máybay không người lái trong thành lập bản đồ Có rất nhiều hãng công nghệ tham giavào mảng nghiên cứu ứng dụng ảnh chụp từ thiết bị UAV để xây dựng nhiều loại bản

đồ khác nhau như: hiện trạng sử dụng đất, mô hình 3D độ chính xác cao, bản đồ địahình tỷ lệ lớn, bình đồ ảnh trực giao, mô hình số độ cao DEM,…

Một vài hãng công nghệ nổi tiếng đã và đang nghiên cứu công nghệ này như:Trimble của Mỹ, SenseFly của Thụy Sĩ, MosaicMill Oy của Phần Lan, Racurs củaNga, Microdrones GmbH của Đức, QuestUAV Ltd của Anh,… Tuy nhiên mỗi hãnglại có những hướng nghiên cứu riêng cho ra các sản phẩm khác nhau; hãng thì chỉ tậptrung nghiên cứu phần mềm hỗ trợ xử lý ảnh chụp từ UAV, có hãng cho ra cả một hệthống bay chụp ảnh bằng UAV kèm theo bộ phần mềm xử lý chuyên dụng được tối

ưu với chính hệ thống họ tạo ra

Các hãng nghiên cứu hiện nay chủ yếu tạo ra những thiết bị bay không ngườilái được thiết kế chuyên dụng trong chụp ảnh trên không bằng việc sử dụng máy ảnh

kỹ thuật số phổ thông có giá thành tương đối rẻ Thiết bị bay chuyên dụng này đượcthiết kế tối ưu nhất cho cân bằng áp suất cũng như độ ổn định của máy bay nhằmgiảm thiểu sai số bay chụp Bên cạnh đó thì kích thước, trọng lượng của thiết bị cũngđược chú trọng làm sao để có thể cơ động trong sử dụng và thời lượng bay chụp đượclâu nhất Bộ thu GPS độ chính xác cao cũng được tích hợp để phục vụ cho dẫn đường

và định vị vị trí tâm ảnh bay chụp; hai phương pháp đo được sử dụng là định vị độclập và đo pha động thời gian thực RTK

Dưới đây là vài ví dụ về các thành quả nghiên cứu của các hãng công nghệlớn:

- Hệ thống bay chụp ảnh eBee cùng bộ phần mềm xử lý ảnh sau bay chụp Postflight Terra 3D của hãng SenseFly

Hình 1.10 Thiết bị bay chụp không người lái eBee

- Hệ thống bay chụp ảnh MD4-1000 của hãng Microdrones GmbH

Hình 1.11 Thiết bị bay chụp không người lái MD4-1000

- Hệ thống bay chụp ảnh Q-200 của hãng QuestUAV Ltd

Hình 1.12 Thiết bị bay chụp không người lái Q-200

1.2.4 Giới thiệu về hệ thống bay chụp ảnh không người lái UX5

Hệ thống bay chụp ảnh không người lái UX5 do hãng Trimble chế tạo và sản xuất.

Hình 1.13 Hệ thống Trimble UX5

a Thân máy bay Trimble UX5

Thân máy bay Trimble UX5 bao gồm hai bộ phận chính là thân vỏ và eBox.eBox được coi là bộ não của hệ thống với các vi mạch xử lý và trình điều khiển bay,eBox kết nối với anten GPS và anten radio kết nối với trạm điều khiển mặt đất đểđiều khiển máy bay Thân máy bay có khung được ghép bởi các thanh Cacbon chịulực, còn phần vỏ được cấu tạo bởi loại xốp EPP composite siêu nhẹ nên trọng lượngcủa máy bay chỉ khoảng 2,5kg Chất liệu này có khả năng chịu nhiệt và chịu lực tốtgiúp cho máy bay hạ cánh bằng bụng an toàn hơn

Sải cánh máy bay dài 1m và diện tích cánh là 0,34m2 giúp máy bay lượn vàcân bằng áp suất tốt hơn khi thực hiện bay chụp

Cấu tạo chi tiết từng thành phần trong thân máy bay được thể hiện trong hình1.14 và 1.15 dưới đây

1- Thân máy bay 6- eBox 10- Cổng cáp trút dữ liệu

2- Gờ trước cánh máy bay 7- Bộ đo áp suất không khí 11- Càng điều khiển cánh lái ngoài3- Ngăn chứa thiết bị kĩ thuật 8- Anten GPS 12- Cánh lái trong

4- Pin 9- Nút điều khiển 13- Cánh lái ngoài

5- Máy ảnh

Hình 1.14 Cấu tạo mặt trên của Trimble UX5 [14]

1- Lỗ ống kính chụp ảnh

2- Mấu kết nối với bệ phóng

3- Động cơ máy bay4- Đai giữ cánh quạt máy bay

5- Cánh quạt6- Cánh nhỏ

Hình 1.15 Cấu tạo mặt dưới của Trimble UX5 [14]

b Máy ảnh

Trimble đặt hàng riêng với hãng Sony để sản xuất máy ảnh kỹ thuật số SonyNEX-5R có cảm biến APS – C với độ phân giải là 16,1 MP

Hình 1.16 Máy ảnh Sony NEX-5R

Sony NEX-5R có hệ thống ống kính quang học tiêu cự cố định (15 mm - fixedoptics voigtlander lens) Trường ống kính mở rộng hơn so với các hệ thống máy ảnhđược gắn trên các hệ thống máy bay khác (76,15o) Việc này giúp tăng độ phủ giữacác tấm ảnh, giảm thiểu tuyến bay và nâng cao hiệu quả trong công tác bay chụp xử

lý ảnh Kích thước ảnh chụp là 3264×4912 pixel

Hình 1.17 Góc chụp, độ cao và diện tích một tấm ảnh chụp tương ứng [14]

Dưới đây là bảng đánh giá khả năng hoạt động của hệ thống UX5.

Bảng 1.1 Khả năng hoạt động của hệ thống UX5 [14]

Độ cao Khả năng bay (km

2) Khả năng bay trung bình (km2)

Độ phân của một chuyến bay (50 phút) một ngày (tính từ 10h đến 16h)bay chụp giải (cm) Tương ứng với độ chồng phủ Tương ứng với độ chồng phủ(mét)

26

Trạm điều khiển mặt đất GCS (Ground Control Station) được sử dụng để điềukhiển máy bay UX5 từ mặt đất Nó bao gồm một máy tính bảng cầm tay cài đặt phầnmềm thiết kế, quản lý bay Aerial Imaging và một thiết bị phát radio được kết nối vớimáy tính bảng bằng cổng USB để bắt tín hiệu kết nối điều kiển máy bay (phạm vi bánkính điều khiển tối đa là 5 km).

d Bộ dò tìm thiết bị

Bộ dò tìm thiết bị (Tracker) là thiết bị thu, phát tín hiệu bao gồm một thiết bịphát tín hiệu được đặt trong thân máy bay và một thiết bị nhận tín hiệu Hai thiết bịnày được cài đặt và kết nối với nhau bởi một tần số chung là 433 MHz

Hình 1.19 Bộ dò tìm thiết bị

e Bệ phóng

Bệ phóng là thiết bị dùng để phóng máy bay UX5 theo hướng xác định trước.Kết hợp với càng đỡ hình chữ V giúp bệ phóng tạo với mặt đất một góc nghiêng 300

Hệ thống bệ phóng bao gồm các bộ phận như trên hình 1.20

f Khả năng ứng dụng của hệ thống UX5 hiện nay

Hình 1.21 là biểu đồ về các lĩnh vực ứng dụng của hệ thống máy bay TrimbleUX5

1- Bệ phóng 3- Giá đỡ máy bay 5- Tay quay2- Càng đỡ hình chữ V 4- Chốt an toàn

Hình 1.21 Cơ cấu các lĩnh vực ứng dụng Trimble UX5 [14]

Nhìn vào hình ảnh biểu đồ trên có thể thấy khả năng ứng dụng của hệ thống

Trimble UX5 rất rộng Đặc biệt trong lĩnh vực trắc địa bản đồ chiếm tỷ lệ lớn nhất tới

43%, điều đó cho thấy rằng tầm quan trọng của việc phát triển nghiên cứu hệ thống

- Các nhà khoa học của trường Đại học Bắc Dakota – Mỹ đã thực hiện quá trìnhnghiên cứu ảnh hưởng tác động của cảnh quan môi trường đến đời sống hoang

28