ANTHI Việt Nam tổng hợp và biên soạn          

Lịch sử của kỹ thuật LiDAR đưa chúng ta quay trở lại những năm đầu của thập kỷ 60. Năm 1969, thiết bị đo khoảng cách bằng kỹ thuật laser (laser rangefinder) và tấm mục tiêu định điểm đo đầu tiên đã được gắn trên tàu không gian Apollo-11 và giải pháp này được sử dụng để xác định khoảng cách từ Trái đất tới Mặt trăng. Tới thời điểm hiện tại, hơn bốn thập kỷ sau, kỹ thuật LiDAR đã trở thành kỹ thuật mang tính nền tảng trong phân khúc thị trường cơ sở hạ tầng địa không gian. Từ những nguồn tư liệu đã được công bố, chúng tôi tiến hành tổng hợp và biên soạn một danh mục gồm 9 dự án đầy sáng tạo và mang tính cách mạng trong việc ứng dụng LiDAR phục vụ trong thực tiễn, 9 dự án này cũng thể hiện một cách rõ ràng những tiềm năng không giới hạn mà kỹ thuật LiDAR có khả năng mang lại cho lĩnh vực địa tin học ở khắp nơi trên thế giới.

LiDAR hàng không trong nghiên cứu rừng mưa nhiệt đới

Khu vực triển khai thực tiễn được lựa chọn là rừng nhiệt đới Paracou thuộc French Guiana (lãnh thổ thuộc Pháp), một tập hợp số liệu đã được thu thập trong thời gian rất ngắn nhằm mục đích phân tích, phân loại, đánh giá và hiểu rõ hơn về cấu trúc của tán cây rừng nhiệt đới ở đây. Hệ thống quét laser lắp đặt trên máy bay ALS (Airborne Laser Scanning) đã được lựa chọn sử dụng để ghi nhận số liệu không gian độ phân giải cao thể hiện cấu trúc tán cây rừng dưới dạng các mô hình 3 chiều. Số liệu sau khi thu thập được sử dụng để tái lập mô hình chiều cao của tán cây và cung cấp những thông tin vô cùng giá trị liên quan tới mật độ che phủ của tán cây cũng như cấu trúc của chúng. Toàn bộ hệ thống ALS này hoàn toàn có thể lắp đặt trên thiết bị bay không người lái UAV thế hệ mới. Dự án nghiên cứu rừng mưa nhiệt đới tại Paracou thuộc French Guiana đã chứng minh một cách rõ ràng khả năng ứng dụng của kỹ thuật LiDAR trong lĩnh vực lâm nghiệp nói riêng.

LiDAR tìm đường đi bằng việc xác định không gian trống trong các đám mây điểm

Thiết bị bay không người lái được dẫn đường bay trong quán rượu Bouvpub dựa vào phân tích khoảng trống trong đám mây điểm

Đám mây điểm trong nhà đặc biệt hữu dụng trong nhiều ứng dụng, một trong số đó là khả năng tìm đường đi tránh va chạm dựa vào không gian trống trong số liệu đám mây điểm. Yêu cầu đặt ra trong quá trình nghiên cứu là trong thời gian nhanh nhất bằng các phương pháp phân tích phải xác định được không gian trống bên trong các đám mây điểm bởi trong thực tiễn môi trường trong nhà thay đổi thường xuyên và thường không tuân thủ theo các bản vẽ thiết kế kiến trúc. Là một phần của Dự án Synthesis 2015, các sinh viên trong chương trình đào tạo cử nhân khoa học trong lĩnh vực địa tin học thuộc trường Đại học Kỹ thuật Delft đã phát triển phương pháp mới đặc biệt hiệu quả nhằm mục tiêu xác định, tái cấu trúc và kết nối liên tục những khoảng không gian trống trong các đám mây điểm phục vụ cho đa mục đích sử dụng trong thực tiễn.

LiDAR trong nhiệm vụ IceBridge

Nhiệm vụ IceBridge hoàn thành vào năm 2014 tại khu vực cắm trại Nam Cực, đây là dự án về đích thứ sáu, thời điểm cuối tháng 11/2014. Nhiệm vụ IceBridge được triển khai nhằm mục đích thu thập lại một phần lớp băng Nam Cực đang tan mà không có khả năng phục hồi. Trong vòng sáu tuần kể từ ngày 16/10/2014 phòng thí nghiệm của NASA lắp đặt trên máy bay DC-8 đã thu thập được một tập hợp lớn số liệu có liên quan đặc biệt hữu ích trong các nghiên cứu liên quan tới biến đối khí hậu. Phòng thí nghiệm trên máy bay DC-8 của NASA lắp đặt các thiết bị và cảm biến điển hình như hệ thống bản đồ số địa hình DMS (Digital Mapping System), hệ thống lập bản đồ địa hình bằng máy bay ATM (Airborne Topographic Mapper), cảm biến đất thực phủ và băng LVIS (Land, Vegetation and Ice Sensor), Thiết bị đo trọng lực (Gravimeter), Thiết bị đo từ trường (Magnetometer), Bốn cảm biến radar (Four Radar Sensor). Trong đó hệ thống ATM sử dụng kỹ thuật LiDAR để tái dựng lại một cách chính xác và chi tiết nhất toàn bộ địa hình bề mặt khu vực nghiên cứu tại Nam Cực. Những thay đổi liên quan tới cao độ của bề mặt băng theo thời gian giúp các nhà nghiên cứu tính toán và xác định chính xác thể tích băng tan cũng như khoảng thời gian tan băng trong năm.

LiDAR xây dựng các tuyến đường 3D trên toàn thế giới

HERE là công ty chuyên thành lập bản đồ đồng sở hữu của các nhà sản xuất ô tô lớn nhất thế giới đến từ Đức gồm Audi, BMW và Daimler hiện đang vận hành một đội xe hiện trường gồm hơn 200 chiếc để thu thập số liệu đám mây điểm mật độ cao trên hầu hết các tuyến đường lớn trên thế giới. Số liệu từ các phương tiện thu thập số liệu bản đồ di động sẽ được xử lý một cách kỹ lưỡng để đảm bảo an toàn thông tin, bảo mật thông tin riêng tư cho cá nhân và tổ chức và tạo ra bản đồ các tuyến đường một cách chi tiết nhất. Số liệu này là nguồn vào quan trọng trong nhiều ứng dụng thực tiễn, từ dẫn đường phương tiện giao thông truyền thống đến các phép phân tích điều tiết và đánh giá giao thông cao cấp và phức tạp. Một trong những ứng dụng quan trọng nhất mà cả Audi, BMW và Daimler cùng quan tâm và đang cạnh tranh phát triển đó chính là cung cấp số liệu cho các phương tiện giao thông điều khiển hoàn toàn tự động.

(Còn tiếp)

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