Quy trình thành lập bản đồ địa hình (Lập bản đồ số độ cao – DSM/DTM và Đường đồng mức) bằng Phương pháp bay chụp LiDAR (Light Detection and Ranging) thường bao gồm các bước chính sau đây:
1. 🗺️ Lập kế hoạch bay và Chuẩn bị thực địa
-
Xác định yêu cầu: Xác định khu vực cần khảo sát, tỷ lệ bản đồ, độ chính xác yêu cầu (thường cao hơn so với chụp ảnh truyền thống) và độ phân giải cần thiết của đám mây điểm (Point Cloud Density).
-
Lập kế hoạch bay: Thiết lập các thông số bay cho máy bay không người lái (UAV) hoặc máy bay có người lái (MPCL) gắn cảm biến LiDAR.
-
Độ cao bay: Quyết định độ cao để đạt được mật độ điểm và độ chính xác mong muốn.
-
Tốc độ bay và Tần số quét LiDAR: Đảm bảo đủ độ phủ và chồng lấn (side-lap) giữa các đường bay (thường từ 30% đến 50%).
-
Thiết lập RTK/PPK: Lên kế hoạch sử dụng hệ thống định vị vệ tinh chính xác cao (GNSS RTK/PPK) cho cả máy bay và các trạm thu mặt đất (Base Station) để đạt được tọa độ tuyệt đối chính xác cho dữ liệu thu thập.
-
-
Thiết lập Điểm kiểm tra mặt đất (GCP/CCP):
-
Thiết lập một số điểm kiểm tra/kiểm soát trên mặt đất, được đo đạc chính xác bằng GNSS hoặc máy toàn đạc, để đánh giá độ chính xác của sản phẩm cuối cùng. Tuy nhiên, LiDAR thường yêu cầu ít GCP hơn so với phương pháp Quang trắc (Photogrammetry).
-
2. 📡 Thu thập dữ liệu (Bay chụp LiDAR)
-
Bay và Quét: Máy bay thực hiện các đường bay theo kế hoạch. Cảm biến LiDAR phát ra các xung laser, đo thời gian phản hồi từ các đối tượng trên mặt đất.
-
Ghi nhận dữ liệu: Thu thập dữ liệu thô bao gồm:
-
Đám mây điểm LiDAR (Point Cloud): Ghi lại tọa độ $(X, Y, Z)$ và cường độ phản xạ (Intensity) của mỗi điểm bị tia laser chạm vào, bao gồm cả nhiều lần phản hồi (Multi-returns) từ một xung.
-
Dữ liệu Định vị và Định hướng (POS): Dữ liệu GNSS và IMU (Bộ đo lường quán tính) để xác định vị trí và góc quay ($\text{Roll}, \text{Pitch}, \text{Yaw}$) chính xác của cảm biến tại thời điểm phát xung laser.
-
(Tùy chọn) Ảnh RGB: Nếu hệ thống LiDAR tích hợp camera (như Zenmuse L3), ảnh sẽ được chụp đồng thời để tạo ra đám mây điểm có màu hoặc làm bản đồ ảnh trực giao (Orthophoto) đi kèm.
-
-
3. 🖥️ Xử lý dữ liệu sau bay (Post-Processing)
-
Hiệu chỉnh dữ liệu POS: Xử lý dữ liệu GNSS/IMU bằng kỹ thuật PPK (Post-Processing Kinematic) hoặc sử dụng dữ liệu RTK đã thu thập để tính toán quỹ đạo bay chính xác với độ chính xác cao.
-
Xử lý đám mây điểm (Initial Point Cloud Generation): Sử dụng dữ liệu POS đã hiệu chỉnh để chuyển đổi dữ liệu thô LiDAR thành đám mây điểm 3D có tọa độ tuyệt đối.
-
Tạo màu (Colorization): Gán thông tin màu (RGB) từ ảnh chụp đồng thời vào đám mây điểm để dễ dàng nhận dạng đối tượng hơn.
4. 🗑️ Phân loại và Lọc dữ liệu
Đây là bước quan trọng nhất trong quy trình LiDAR để tạo ra Mô hình độ cao số (DTM).
-
Lọc dữ liệu: Phân loại và loại bỏ các điểm không mong muốn hoặc bị lỗi (tiếng ồn, phản xạ không rõ ràng).
-
Phân loại đối tượng: Dùng thuật toán để phân loại các điểm trong đám mây điểm thành các lớp đối tượng khác nhau (ví dụ: đất, cây cối, nhà cửa, mặt nước, phương tiện giao thông, v.v.).
-
Tách điểm mặt đất (Ground Extraction): Đây là bước chính để tách ra chỉ những điểm thuộc về mặt đất tự nhiên (Bare Earth), loại bỏ tất cả các vật thể trên mặt đất như cây cối và công trình.
5. 📉 Thành lập mô hình địa hình số và Bản đồ
-
Tạo Mô hình bề mặt số (DSM – Digital Surface Model): Sử dụng tất cả các điểm đã thu thập (bao gồm cây cối, công trình) để nội suy tạo ra mô hình bề mặt bao trùm.
-
Tạo Mô hình địa hình số (DTM – Digital Terrain Model): Sử dụng chỉ các điểm mặt đất đã được phân loại (Bare Earth) để nội suy, tạo ra mô hình mô tả địa hình tự nhiên mà không có các vật thể nhân tạo và thực vật.
-
Tạo Đường đồng mức (Contour Lines): Dựa trên DTM, các đường đồng mức được tạo ra theo khoảng cao đều đặn (ví dụ: 0,5m, 1m, 2m,…) theo tỷ lệ bản đồ yêu cầu.
-
Tạo các sản phẩm khác: Bản đồ ảnh trực giao (Orthophoto), Mô hình vật thể số (DOM – Digital Object Model), v.v.
6. ✅ Kiểm tra và Đánh giá độ chính xác
-
Kiểm tra nội bộ: Đánh giá sự chồng khớp giữa các đường bay và chất lượng nội suy DTM.
-
Kiểm tra bằng Điểm kiểm tra mặt đất (CCP): So sánh tọa độ $Z$ của DTM tại các điểm CCP đã đo đạc chính xác với giá trị thực tế để tính toán sai số RMS (Root Mean Square) và xác nhận độ chính xác cuối cùng của sản phẩm bản đồ.
Quy trình LiDAR cho phép thu thập dữ liệu với độ chính xác cao và khả năng xuyên thấu tán cây vượt trội so với phương pháp chụp ảnh truyền thống.
Nếu quý công ty đang có nhu cầu bay chụp Lidar chất lượng, giá thành hợp lý, hãy liên hệ ngay với Công ty QT Miền Bắc để được tư vấn và báo giá chi tiết:
-
📞 Hotline: 0984603838
-
📧 Email: qtmienbac@gmail.com
-
🏢 Địa chỉ: Số 10 BT2, đường Trung Thư, Phường Đại Mỗ, TP Hà Nội
