Gregory D. Peterman, ANTHI Việt Nam tổng hợp dịch và biên soạn    

Đổi lại kỹ thuật quét laser 3D mặt đất cung cấp cho các nhà thầu số liệu có độ chính xác rất cao và loại bỏ gần như hoàn toàn việc phải quay lại thực địa để đo bù số liệu như trong các phương pháp đo đạc truyền thống. Hơn thế nữa việc xác định tất cả các đối tượng trên toàn tuyến đơn giản hơn rất nhiều dựa trên các bức ảnh màu toàn cảnh độ phân giải cao do máy quét laser 3D mặt đất cung cấp, thậm chí ngay cả việc xác định kiểu dáng của từng cống thoát nước. Không khó khăn để tất cả ban quản lý Dự án nhận rõ một điều rằng việc ngồi trong phòng để xác định tất cả các yếu tố thực địa an toàn hơn rất nhiều so với việc phải mặc quần áo bảo hộ để đi bộ và ghi chép trên một con phố bận rộn bậc nhất ở New York.

Greg Peterman và Jesse Bartell đang tiến hành xử lý số liệu quét LiDAR bằng phần mềm Carlson Point Cloud, Carlson Civil Suite và AutoCAD.

Một điểm quan trọng nữa trong việc sử dụng máy quét laser 3D mặt đất đó là khả năng các nhà thầu tự đầu tư mua sắm thiết bị mà cụ thể ở đây là liên doanh nhà thầu đã dành khoản kinh phí khoảng 74.000$ Mỹ (88.000$ Mỹ cho một bộ hoàn chỉnh gồm máy quét, gói đào tạo, phần mềm SCENE và Carlson Point Cloud), nếu so với khoản kinh phí lên tới 1.000.000.000$ Mỹ để đầu tư hệ thống quét laser 3D di động Riegl và quan trọng là liên doanh nhà thầu hoàn toàn chủ động trong việc sử dụng hệ thống máy quét vào bất kỳ thời gian  nào.

Dựa trên những khuyến nghị của ông Jim Carlson đến từ hãng phần mềm Carlson Software, nhà thầu đã lựa chọn máy quét laser 3D mặt đất FARO thông qua nhà cung cấp DiCarlo Precision, ông Carlson còn đùa thêm “Hầu hết những người khác sẽ chọn một địa điểm đơn giản để bắt đầu ứng dụng kỹ thuật quét laser 3D mặt đất chứ không phải chọn một con phố dài bận rộn và nguy hiểm bậc nhất ở New York với cả hệ thống tàu điện ngầm chạy bên dưới để bắt đầu triển khai ứng dụng kỹ thuật quét laser 3D lần đầu tiên”.

Nhưng chính các kỹ sư của liên doanh nhà thầu lại thấy kỹ thuật cao cấp này rất đơn giản, ít nhất là khả năng triển khai nhanh trên thực địa. Triển khai bốn quả cầu mục tiêu ở khoảng cách 30 mét chiều ngang tuyến và khoảng 40 mét theo chiều dọc đường. Mỗi trạm quét cần từ 10 đến 15 phút để hoàn thiện bao gồm cả quá trình quét và chụp ảnh màu toàn cảnh. Các kỹ thuật viên triển khai cũng đã tính đến việc tránh thời điểm mà tàu điện ngầm chạy qua khu vực làm việc bởi những rung động có thể ảnh hưởng tới chất lượng số liệu thu được.

Thực tiễn cho thấy Dự án này được triển khai với sự tham gia của nhiều đối tác cả trên thực địa và trong phòng, theo đó có rất nhiều thiết bị, công cụ và giải pháp phần cứng và phần mềm mới được các chuyên gia triển khai cả trên thực địa và trong phòng. Để có thể hiểu rõ được việc sử dụng những công nghệ mới này cần có những hiểu biết nhất định, nhất là trong lĩnh vực đo đạc bản đồ bắt đầu từ thiết lập lưới không chế, đo thủy chuẩn điện tử, đo đạc định vị vệ tinh GNSS khống chế và thời gian thực RTK, các phần mềm bình sai lưới, phần mềm định chuẩn và xử lý số liệu quét laser 3D, phần mềm trích xuất số liệu từ đám mây điểm …

LÀM VIỆC TRÊN ĐƯỜNG

Một trong những nhiệm vụ khó khăn và nguy hiểm nhất đó là việc xác định chính xác tất cả các đối tượng trên toàn tuyến của đại lộ tử thần. Nếu không triển khai kỹ thuật mới chắc chắn sẽ phải gửi nhiều đội kỹ thuật làm việc trên thực địa trong điều kiện đặc biệt nguy hiểm, tuy nhiên trên nền số liệu quét laser 3D mặt đất tích hợp với các bức ảnh chụp toàn cảnh 360 độ phân giải cao, tất cả các đối tượng đều được xác định và trích xuất một cách chính xác cả về kích thước, hình dạng. Những bước triển khai dưới đây đã được thực hiện một cách cẩn trọng để đảm bảo đáp ứng những yêu cầu mà NYCDDC đặt ra đối với Dự án:

- Triển khai đo độ cao bằng thủy chuẩn điện tử trên tất cả các trạm đặt máy quét laser để đảm bảo số liệu khống chế độ cao gần với điểm gốc Queens Borough nhất;

- Triển khai đo khống chế mặt phẳng sử dụng kỹ thuật đo tĩnh xử lý sau GNSS để đảm bảo độ chính xác với lưới khống chế mặt phẳng khu vực đã qua bình sai;

- Sử dụng kỹ thuật đo GNSS RTK để khống chế mặt phẳng trong quá trình quét LiDAR di động và sử dụng toàn đạc điện tử tự động để xác định tọa độ các trạm máy quét laser 3D cố định. Các trạm quét laser mặt đất rời rạc được gắn kết với nhau bằng tọa độ điểm khống chế trên thực địa hoặc sử dụng phần mềm nắn ghép;

- Quét toàn bộ các đối tượng tồn tại vật lý trên thực địa với các mục tiêu đã được sơn trong quá trình quét LiDAR di động và xác lập các quả cầu mục tiêu trong quá trình sử dụng máy quét laser 3D FARO mặt đất;

- Toàn bộ số liệu quét LiDAR mặt đất sử dụng máy quét FARO được tải về cùng một máy tính, đăng ký điểm và nắn ghép bằng phần mềm SCENE;

- Xuất và nhập số liệu đám mây điểm vào phần mềm Carlson Point Cloud, phân tách số liệu thành các hợp phần thông tin phù hợp để tạo ra các sản phẩm chuyển giao theo yêu cầu;

- Lập bản đồ và các bản vẽ theo yêu cầu.

Việc sử dụng kỹ thuật và máy quét laser 3D mặt đất FARO là phương pháp hoàn toàn mới đối với những Dự án như thế này, Nelson & Pope thông qua Dự án này cũng đã giúp NYCDDC tạo ra những tiêu chuẩn quy định và hướng dẫn mới liên quan tới việc ứng dụng kỹ thuật LiDAR cố định và LiDAR di động trong công tác đo đạc tương lai khi Thành phố New York tiếp tục mở rộng các Dự án tương tự. Các Công ty trong liên doanh nhà thầu gồm Nelson and Pope, Gayron deBruin Land Surveying & Engineering, và Maser Consulting PA cũng là liên doanh chiến thắng trong dự án 2016 ASCE Long Islands Branch.

Việc sử dụng kỹ thuật quét laser 3D mặt đất mang đến rất nhiều lợi thế như tốc độ triển khai trên thực địa đặc biệt nhanh, số liệu đo cực kỳ chi tiết, độ chính xác các phép đo rất cao và ổn định vì không có sự can thiệp của con người, số liệu có khả năng sử dụng cho rất nhiều ứng dụng, tiết kiệm chi phí đầu tư hơn rất nhiều so với đầu tư vào kỹ thuật quét laser 3D di động. Không chỉ phục vụ đắc lực cho quá trình khảo sát lên phương án, mà kỹ thuật quét laser 3D mặt đất còn hỗ trợ rất nhiều trong quá trình triển khai xây dựng, kiểm tra sự khác biệt giữa thiết kế và thi công, giám sát và điều chỉnh trong quá trình vận hành … Có thể nói đây chính là kỹ thuật khảo sát thực địa của tương lai với quá nhiều lợi thế mà các phương pháp đo đạc truyền thống không thực hiện được.

Điều chỉnh hiện trạng đại lộ Queens Boulevard được thực hiện dựa trên số liệu quét laser 3D cố định

Bố trí giao thông mới trên đại lộ Queens Boulevard

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