Xây dựng mô hình số độ cao cho mỏ lộ thiên có độ sâu lớn từ dữ liệu ảnh chụp bằng thiết bị bay Inspire 2

  • Tác giả: Nguyễn Viết Nghĩa
  • Cơ quan:
    Khoa Trắc địa - Bản đồ và Quản lý đất đai, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Việt Nam
  • Từ khóa: Máy bay không người lái, Inspire 2, Mô hình số độ cao, Mỏ lộ thiên sâu.
  • Nhận bài: 15-11-2019
  • Chấp nhận: 06-01-2020
  • Đăng online: 28-02-2020
Trang: 1 - 10
Lượt xem: 261

Tóm tắt:

Sử dụng tư liệu máy bay không người lái (UAV) trong thành lập mô hình 3D được sử dụng rộng rãi trong những năm gần đây. Tuy nhiên, xây dựng mô hình 3D cho các mỏ lộ thiên khai thác xuống sâu có chênh cao giữa bề mặt và đáy mỏ lên đến trên 500 m thì vẫn chưa có nghiên cứu nào đề cập. Mục tiêu của bài báo là đánh giá khả năng xây dựng mô hình 3D cho các mỏ lộ thiên khai thác xuống sâu từ dữ liệu ảnh UAV. Để thực hiện mục tiêu này, thiết bị bay Inspire 2 của hãng DJI được sử dụng để bay chụp mỏ khai thác than Cọc Sáu. Diện tích bay chụp là 4 km2, độ cao bay chụp so với điểm cất cánh trên bề mặt mỏ là 250m, độ chồng phủ ảnh theo cả chiều ngang và dọc là 70%. Sai số trung bình các thành phần mặt bằng và độ cao của các điểm nắn ảnh tương ứng là 0,011 m, 0,017 m, 0,016 m, 0,049 m, và 0,051 m. Sai số lớn nhất theo trục X là - 0,025 m và trục Y là 0,028 m, sai số tổng hợp mặt bằng theo cả trục X và Y lớn nhất 0,034 m, sai số lớn nhất theo trục Z là 0,095 m và sai số tổng hợp theo vị trí điểm XYZ là 0,095 m. Các kết quả này cho thấy mô hình 3D được thành lập từ dữ liệu ảnh chụp bằng thiết bị Inspire 2 đáp ứng tốt yêu cầu về độ chính xác thành lập bản đồ địa hình khai thác tỷ lệ 1:1000.

Trích dẫn
Nguyễn Viết Nghĩa, 2020. Xây dựng mô hình số độ cao cho mỏ lộ thiên có độ sâu lớn từ dữ liệu ảnh chụp bằng thiết bị bay Inspire 2, Tạp chí Khoa học kỹ thuật Mỏ - Địa chất, số 61, kỳ 1, tr. 1-10.
Tài liệu tham khảo

[1]. Beumier Charles and I. Mahamadou, (2016). "Digital terrain models derived from digital surface model uniform regions in urban areas." International Journal of Remote Sensing 37(15): 3477 - 3493.

[2]. Bộ Công Thương, (2015). Tiêu chuẩn Việt Nam ngành Trắc Địa Mỏ.

[3]. Bộ Tài Nguyên và Môi Trường, (2015). Thông tư 68/2015/TT - BTNMT: Quy định kỹ thuật đo đạc trực triếp địa hình phục vụ thành lập bản đồ địa hình và cơ sở dữ liệu nền địa lý tỷ lệ 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000.

[4]. Bùi Ngọc Quý, Phạm Văn Hiệp, (2017). Nghiên cứu xây dựng mô hình 3D từ dữ liệu ảnh máy bay không người lái (UAV). Tạp chí Khoa học kỹ thuật Mỏ - Địa chất 4 (58): 1 - 10.

[5]. Bùi Tiến Diệu, Nguyễn Cẩm Vân, Hoàng Mạnh Hùng, Đồng Bích Phương, Nhữ Việt Hà, Trần Trung Anh, Nguyễn Quang Minh, (2016). Xây dựng mô hình số bề mặt và bản đồ trực ảnh sử dụng công nghệ đo ảnh máy bay không người lái. Hội nghị khoa học: Đo đạc bản đồ với ứng phó biển đổi khí hậu, Hà Nội.

[6]. Dieu Tien Bui, Nguyen Quoc Long, Xuan - Nam Bui, Viet - Nghia Nguyen, Chung Van Pham, Canh Van Le, Phuong - Thao Thi Ngo, Dung Tien Bui, Bjørn Kristoffersen, (2017). Lightweight Unmanned Aerial Vehicle and Structure - from - Motion Photogrammetry for Generating Digital Surface Model for Open - Pit Coal Mine Area and Its Accuracy Assessment. International Conference on Geo - Spatial Technologies and Earth Resources: 17 - 33.

[7]. DJI, (2017). Phantom 4 Pro Visionary intelligence and elevated imagination, https://www.dji.com/phantom - 4 - pro.

[8]. http://blog.geekbuying.com/2016 /11/dji - inspire - 2 - release - date - price - and - specifications)

[9]. Irschara A., K. V., K. M., B. H. and L. F., (2010). Towards fully automatic photogrammetric reconstruction using digital images taken from uavs. 38: 65 - 70.

[10]. Liu P., C. A. Y., H. Y., H. J., L. J., K. S., W. T., W. M. and T. M., (2014). A review of rotorcraft unmanned aerial vehicle (UAV) developments and applications in civil engineering. Smart Struct. Syst 13(6): 1065 - 1094.

[11]. Mai Văn Sỹ, Bùi Ngọc Quý, Phạm Văn Hiệp và Lê Đình Quý, (2017). Nghiên cứu xử dụng dữ liệu ảnh máy bay máy bay không người lái (UAV) trong thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn. Tạp chí khoa học Đo đạc và bản đồ 33.

[12]. Maza I., C. F., C. J., M. - d. - D. J. R. and O. A., (2011). Experimental results in multi - UAV coordination for disaster management and civil security applications. Journal of intelligent & robotic systems 61(1 - 4): 563 - 585.

[13]. Nex, F. and F. Remondino, (2014). UAV for 3D mapping applications: a review. Applied geomatics 6(1): 1 - 15.

[14]. Nguyễn Quốc Long and Cao Xuân Cường, (2019). Ứng dụng máy bay không người lái (UAV) để xây dựng mô hình số bề mặt và bản đồ mỏ lộ thiên khai thác vật liệu xây dựng. Tạp chí công nghiệp mỏ 1: 21 - 29.

[15]. Nguyen Quoc Long, Xuan - Nam Bui, Cao Xuan Cuong, Le Van Canh, (2019). An approach of mapping quarries in Vietnam using low - cost Unmanned Aerial Vehicles. International Journal of Sustainable Development 11(2):199 - 210.

[16]. Razi, P., J. T. S. Sumantyo, D. Perissin, H. Kuze, M. Y. Chua and G. F. Panggabean, (2018). 3D land mapping and land deformation monitoring using persistent scatterer interferometry (PSI) ALOS PALSAR: Validated by geodetic GPS and UAV." IEEE Access 6: 12395 - 12404.

[17]. Sona Giovanna, P. Livio, P. Diana, P. Daniele and G. Rossana, (2014). "Experimental analysis of different software packages for orientation and digital surface modelling from UAV images." Earth Science Informatics 7(2): 97 - 107.

[18]. Stal, C., T. Nuttens, J. Bourgeois, L. Carlier, P. De Maeyer and A. De Wulf, (2011). Accuracy assessment of a LiDAR digital terrain model by using RTK GPS and total station. EARSeL eProceedings 10(8): 1 - 8.

[19]. Stempfhuber, W., (2013). 3D - RTK capability of single GNSS receivers. International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences 40: 379 - 384.

[20]. Võ Chí Mỹ, Robert Dudek, (2015). Nghiên cứu khả năng ứng dụng máy bay không người lái trong inspire - 2 - release - date - price - and - specifications)

[21]. Irschara A., K. V., K. M., B. H. and L. F., (2010). Towards fully automatic photogrammetric reconstruction using digital images taken from uavs. 38: 65 - 70.

[22]. Liu P., C. A. Y., H. Y., H. J., L. J., K. S., W. T., W. M. and T. M., (2014). A review of rotorcraft unmanned aerial vehicle (UAV) developments and applications in civil engineering. Smart Struct. Syst 13(6): 1065 - 1094.

[23]. Mai Văn Sỹ, Bùi Ngọc Quý, Phạm Văn Hiệp và Lê Đình Quý, (2017). Nghiên cứu xử dụng dữ liệu ảnh máy bay máy bay không người lái (UAV) trong thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn. Tạp chí khoa học Đo đạc và bản đồ 33.

[24]. Maza I., C. F., C. J., M. - d. - D. J. R. and O. A., (2011). Experimental results in multi - UAV coordination for disaster management and civil security applications. Journal of intelligent & robotic systems 61(1 - 4): 563 - 585.

[25]. Nex, F. and F. Remondino, (2014). UAV for 3D mapping applications: a review. Applied geomatics 6(1): 1 - 15.

[26]. Nguyễn Quốc Long and Cao Xuân Cường, (2019). Ứng dụng máy bay không người lái (UAV) để xây dựng mô hình số bề mặt và bản đồ mỏ lộ thiên khai thác vật liệu xây dựng. Tạp chí công nghiệp mỏ 1: 21 - 29.

[27]. Nguyen Quoc Long, Xuan - Nam Bui, Cao Xuan Cuong, Le Van Canh, (2019). An approach of mapping quarries in Vietnam using low - cost Unmanned Aerial Vehicles. International Journal of Sustainable Development 11(2):199 - 210.

[28]. Razi, P., J. T. S. Sumantyo, D. Perissin, H. Kuze, M. Y. Chua and G. F. Panggabean, (2018). 3D land mapping and land deformation monitoring using persistent scatterer interferometry (PSI) ALOS PALSAR: Validated by geodetic GPS and UAV." IEEE Access 6: 12395 - 12404.

[29]. Sona Giovanna, P. Livio, P. Diana, P. Daniele and G. Rossana, (2014). "Experimental analysis of different software packages for orientation and digital surface modelling from UAV images." Earth Science Informatics 7(2): 97 - 107.

[30]. Stal, C., T. Nuttens, J. Bourgeois, L. Carlier, P. De Maeyer and A. De Wulf, (2011). Accuracy assessment of a LiDAR digital terrain model by using RTK GPS and total station. EARSeL eProceedings 10(8): 1 - 8.

[31]. Stempfhuber, W., (2013). 3D - RTK capability of single GNSS receivers. International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences 40: 379 - 384.

[32]. Võ Chí Mỹ, Robert Dudek, (2015). Nghiên cứu khả năng ứng dụng máy bay không người lái trong công tác trắc địa mỏ và giám sát môi trường mỏ. Tuyển tập Hội nghị khoa học và Công nghệ mỏ Việt Nam: Công nghiệp mỏ Việt Nam - cơ hội và thách thức, Vũng Tàu.

[33]. Vũ Phan Long and Lê Thắng, (2014). Thử nghiệm thiết bị bay không người lái thành lập bản dồ 3D hành lang tuyến điện. Hội nghị khoa học ngành Địa hình quân sự.

[34]. Xí nghiệp bay chụng ảnh hàng không, (2011). Báo cáo kết quả thử nghiệm xử lý ảnh chụp từ thiết bị không người lái MD - 1000. Hội nghị khoa học ngành Địa hình quân sự. Việt Nam.