Số 19/2021: Dựng mô hình 3D: Các nguồn cung cấp số liệu độ cao – Số 1

Image Content

Qassim Abdullah và Joseph Seppi

Nhóm Kỹ thuật Công nghệ Công ty TNHH ANTHI Việt Nam tổng hợp biên soạn.

Chúng ta đều biết nhu cầu số liệu độ cao (Elevation Data) đang tiếp tục gia tăng trên quy mô toàn cầu, theo đó một trong những điều quan trọng là việc người sử dụng buộc phải xem xét về độ tin cậy, tính xác thực, độ chính xác và độ phân giải của nguồn số liệu độ cao lựa chọn sử dụng sẽ phù hợp với các yêu cầu và chỉ tiêu kỹ thuật ứng dụng thực tiễn đồng thời cũng phải đảm bảo cả yếu tố chi phí giá thành. Trong Bản tin Công nghệ này và các bản tin tiếp theo, chúng ta sẽ cùng xem xét các nguồn cung cấp số liệu độ cao hiện có trên thế giới, bao gồm cả số liệu radar không gian, phân hạng và đánh giá chất lượng cũng như độ chính xác của các nguồn số liệu dùng chung này.


Hình 1: Số liệu LiDAR thu thập bởi thiết bị bay không người lái UAV với mật độ điểm đo rất cao lên tới 300 điểm/m2.

Khoảng một thập kỷ trước, chúng ta đã chứng kiến bước chuyển đổi quan trọng trong kỹ thuật bản đồ địa không gian đó là việc các bản đồ đều chuyển sang dạng thức ba chiều. Đây là bước thay đổi vô cùng ấn tượng trong lĩnh vực mang tính đặc thù này, hẳn rất nhiều chuyên gia bản đồ còn nhớ những ngày không xa trước đây, các bản đồ chỉ đơn thuần là bản đồ phẳng và các gói phần mềm biên tập ra sản phẩm cũng chưa có khả năng hỗ trợ cho số liệu độ cao để tạo ra các bản đồ 3D thực thụ. Sự chuyển đổi này cũng lấn sang cả các lĩnh vực ứng dụng khác ngoài chuyên môn đo đạc bản đồ, cũng chỉ vài năm trở lại đây hàng loạt các cơ quan tổ chức trên khắp thế giới bao gồm các công ty xây dựng và kỹ thuật, các nhà nghiên cứu khoa học, các đơn vị tìm kiếm cứu nạn, cứu hoả, ứng phó tình huống khẩn cấp, quy hoạch đô thị, phát triển cơ sở hạ tầng, giao thông vận tải, các đơn vị phân tích rủi ro và bảo hiểm – bắt đầu nhận thấy vai trò quan trọng của số liệu độ cao và bắt đầu sử dụng số liệu này trong các ứng dụng nhằm hỗ trợ cho các phép phân tích vị trí, kết nối nhu cầu quốc gia và quốc tế.

Số liệu độ cao thường được sử dụng kết hợp trong quá trình phân tích thông tin vị trí trong các ứng dụng như tác chiến, dân cư dân tộc, kinh tế, môi trường và chính trị để hỗ trợ tốt hơn cho việc tính toán đưa ra quyết định liên quan tới chính sách, phân bổ nguồn lực và đầu tư phát triển. Số liệu độ cao ngày càng thể hiện vai trò quan trọng trong quá trình phát triển các ứng dụng thông minh và các công cụ phân tích cao cấp như kỹ thuật thực tế ảo VR, kỹ thuật thực tế tăng cường AR trong các ứng dụng thiết kế kiến trúc, bản sao số hay mô hình hoá môi trường đô thị.

Những lợi ích to lớn mà số liệu độ cao mang lại cho các ứng dụng thực tiễn ngày càng được chứng minh một cách rõ nét, chính vì lẽ đó mà nhu cầu số liệu độ cao sẽ tiếp tục tăng trong thời gian tới. Tuy nhiên, cũng như bản đồ được tạo ra ở các tỷ lệ khác nhau, số chiều khác nhau, các nguồn cung cấp số liệu độ cao hiện cũng có nhiều mức khác nhau, chất lượng và độ chính xác vị trí cũng khác nhau. Tất cả các mức khác nhau của số liệu độ cao đều phục vụ cho một mục đích là cung cấp cho người dùng, nhưng điểm quan trọng là tính tương thích giữa số liệu độ cao và ứng dụng khai thác thực tiễn, theo đó tính tin cậy, độ chính xác và độ phân giải và giá thành phù hợp của số liệu độ cao sẽ mang tính quyết định tới sự lựa chọn của người dùng.

PHÂN HẠNG SỐ LIỆU ĐỘ CAO

Về nguyên tắc độ phân giải càng cao thì độ chính xác của số liệu độ cao càng thể hiện chi tiết hơn yếu tố địa hình trên thực địa. Đồng nghĩa với độ phân giải càng cao thì giá thành mua số liệu cũng sẽ đắt hơn, vấn đề đặt ra là làm thế nào để cân bằng được hai yếu tố độ chính xác và giá thành mua số liệu?  Mặc dù chúng ta chưa có các tiêu chuẩn quốc tế để phân hạng chất lượng và độ chính xác của số liệu độ cao, nhưng trong khuôn khổ nghiên cứu, chúng tôi cũng đưa ra bảng số liệu mang tính tham khảo dưới đây.

QUY MÔ

NGUỒN SỐ LIỆU

NĂM

PHÁT HÀNH

ĐỘ

PHÂN GIẢI

ỨNG DỤNG

Số liệu độ cao phủ trùm toàn thế giới

NASA ICESat-2

Từ 2018

17m

Nghiên cứu băng, khu vực nguy hiểm, đo sâu nước nông

ASTER GDEM

Từ 2009

30m

Mô hình môi trường khu vực

TerraSAR-X

TanDEM-X

Từ 2007

Tới 1m

Theo dõi, giám sát, quản lý tài nguyên, theo dõi thảm hoạ …

ALOS World 3D

Từ 2006

5m & 30m

Mô hình theo khu vực

NASA SRTM

Từ 2000

30m & 90m

Mô hình môi trường vùng

SDB đo sâu vệ tinh

Từ 2000

Đa dạng

Đo sâu vùng nước nông, quản lý đới ven bờ

RADARSAT

Từ 1995

Tới 3m

Theo dõi, giám sát, quản lý tài nguyên, theo dõi thảm hoạ …

Số liệu độ cao phủ trùm vùng và khu vực nhỏ

3D mặt đất

Từ 2000

Vài mm

Đo đạc độ chính xác cao

3D di động

Từ 2000

mm – cm

Thiết kế chi tiết

3D hàng không

Từ 1990

cm – m

Thiết kế chi tiết

Đo vẽ ảnh

Từ 1862

Mm

Lập bản đồ, quy hoạch vùng, các ứng dụng thiết kế

(Còn tiếp)

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