Số 43/2017: Kỹ thuật quét Laser 3D (LiDAR) di động trên đường phát triển – Số 1

Image Content

Perry Trunick 

“Khi giới thiệu về công việc của mình, tôi nói với tất cả rằng tôi là một kỹ sư và đương nhiên không mấy ai quan tâm để ý đến cả”. Ted Knaak Chủ tịch đương nhiệm của Certainty3D nói. “Nhưng ngay khi tôi nói rằng tôi là kỹ sư chuyên ứng dụng kỹ thuật quét laser 3D LiDAR di động, chúng tôi thường chụp ảnh và đo đạc trên các tuyến đường với tốc độ gần 100 km/giờ, sau đó mọi người có thể trích xuất các bản vẽ CAD từ số liệu mà hệ thống của chúng tôi tạo ra, các bạn có tin không? Ngay cả vợ tôi cũng rất ấn tượng về việc này” Knaak cười nói.


Trong buổi nói chuyện tại hội nghị khách hàng TopoDot của công ty, Knaak không chỉ nói để cho vui mà theo cách nào đó Knaak nói đúng những gì đang diễn ra trong thực tiễn. Cũng không khó để nhận thấy thế giới trò chơi điện tử hay các bộ phim của Hollywood ngày càng sử dụng nhiều hơn một phần thành quả do các nhà đo đạc hay các chuyên gia về địa không gian tạo ra hàng ngày. Ngày nay chúng ta nhận thấy những từ ngữ như ảnh 3D, số liệu không gian, thế giới thực tại ảo VR … đang trở thành những từ vô cùng phổ biến, việc chúng ta tạo ra những đám mây điểm đồ sộ từ thiết bị LiDAR (mặt đất và hàng không) chắc chắn cũng sẽ gây được sự chú ý của rất nhiều người. Thực tiễn cho thấy nếu chúng ta tích hợp một cách hoàn chỉnh số liệu LiDAR với ảnh chụp độ phân giải cao thì sản phẩm mà chúng ta tạo ra ở đây vượt qua những cảm nhận cũ về không gian 3D.

Nhưng để làm việc được với kỹ thuật LiDAR điểm đầu tiên và quan trọng nhất chúng ta buộc phải quan tâm là nó không hề đơn giản và rẻ như mọi người mong muốn, kỹ thuật này cũng không mang lại sự hoàn hảo cho những kỳ vọng vượt tầm, nhưng chắc chắn nó là công cụ thu thập số liệu mà chúng ta khó có thể bỏ qua. Đặc biệt khi chúng ta biết cách làm đúng và kết hợp được với những kỹ thuật và công nghệ khác, khi đó kỹ thuật LiDAR thực sự là công cụ mạnh và hữu ích.

“Chắc chắn LiDAR sẽ là làn sóng công nghệ kế tiếp trong lĩnh vực thu thập số liệu” Knaak tiếp tục “Các bạn ngồi đây có thể cười tôi và nói có gì lạ đâu LiDAR đã xuất hiện cùng với chúng ta trong một thời gian rồi, điều đó không sai nhưng điều tôi đang muốn nói ở đây là nó sẽ trở thành kỹ thuật công nghệ chủ đạo, và thực tiễn nó đã bắt đầu đóng vai trò chủ đạo ngay khi tôi đang phát biểu đây”. Tham chiếu tới công việc đã làm với FDOT (Florida Department of Transportation), Knaak nói “Nếu các bạn không tin tôi vẫn sẽ phải nói để các bạn biết rằng: Các bạn sẽ không nhận được những hợp đồng đo đạc mới nếu bạn không có khả năng triển khai các ứng dụng LiDAR đặc biệt là LiDAR di động. Đây không phải là việc nói chơi, mà cũng không phải bạn chỉ đến xem nó vận hành như thế nào mà bắt buộc bạn phải có một hệ thống LiDAR di động như vậy để có việc làm”.

KHAI THÁC SỨC MẠNH CỦA SỐ LIỆU

Hiện tại chúng ta có thể triển khai đo đạc thu thập số liệu thực địa với tốc độ cao, Knaak nói, những số liệu này đã rất tốt và số liệu mà các hệ thống LiDAR di động tạo ra luôn nhanh hơn, tốt hơn, đồng nhất hơn và xét cho cùng nó rẻ hơn mà vẫn đảm bảo được các yêu cầu về độ chính xác, Knaak chỉ rõ “Nói như vậy không có nghĩa là mọi việc diễn ra một cách đơn giản, chúng ta cần phải suy nghĩ và thay đổi tất cả mọi thứ. Cơ quan phụ trách giao thông của Hoa Kỳ được gọi chung bằng một cái tên DOT, hiện tại DOT đã nhận ra một trong những vấn đề quan trọng đó là việc chúng ta sử dụng số liệu như thế nào”.

Trong thực tiễn mỗi dự án sử dụng kỹ thuật quét LiDAR di động thường được triển khai cho một mục đích cụ thể. Số liệu thu được từ một dự án hiện đang chỉ được sử dụng cho dự án đó, vậy sau này sẽ như thế nào? DOT có thể lên kế hoạch để xây dựng 1.000 km đường trong một năm nhưng họ có đến 10.000 km đường phải đưa được vào các hệ thống GIS. Đây chính là mấu chốt của vấn đề số liệu. Trong khi một dự án được triển khai để thu thập số liệu độ chính xác cao trên toàn bộ tuyến đường, cùng trên tuyến đường đó sẽ phải triển khai thu thập số liệu GIS và đương nhiên số liệu GIS yêu cầu độ chính xác thấp hơn nhiều so với số liệu đo đạc. DOT đang mong muốn có thể sử dụng số liệu LiDAR cho nhiều mục đích khác nhau, nhưng vấn đề là số liệu GIS chỉ cần độ chính xác ở mức vài dm trong khi số liệu LiDAR có độ chính xác tới cm. Đối với một dự án xây dựng những người làm công tác đo đạc truyền thống sẽ nói “Chúng ta không thể sử dụng được một ít nào trong đống số liệu này”. Knaak mô tả lại phản ứng bằng lời của các nhà đo đạc “Ở đây có một con đường, đoạn tiếp theo của nó ở đây thế mà số liệu lại không rõ ràng. Chỗ này hình ảnh không chuẩn, không khớp vào với nhau, lệch quá nhiều chỗ này mà lệch như vậy thì chỗ khác sẽ lệch nhiều hơn…”, đây chính là khó khăn mà chúng ta phải vượt qua để có thể sử dụng được số liệu LiDAR cho nhiều mục đích.

“Các bạn cũng cần lưu ý rằng, độ chính xác luôn đi kèm với giá thành” Knaak giải thích “Vậy nên câu hỏi sẽ là làm thế nào để cân bằng được việc phải chi thêm tiền ở thời điểm hiện tại để thu được một khối số liệu lớn hay cứ làm đi rồi sau này sẽ thu thập lại với độ chính xác cao hơn”.

Knaak tiếp tục chỉ ra “Chắc chắn bạn không muốn chi ra rất nhiều tiền để thu được các kết quả đo đạc LiDAR di động độ chính xác cao trên cả 10.000 km đường. Làm như vậy có nghĩa là bạn đang tự giết mình bởi bạn cần kiểm soát việc sử dụng ngân sách, bạn cần có các công cụ phù hợp. Có lẽ bạn sẽ không phải là người trực tiếp làm việc đó. Tuy nhiên bạn phải dành chút ít thời gian cho việc này, đúng thời điểm, bạn không phải ra thực địa để kiểm soát như thế quá đắt, bạn phải hiểu và kiểm soát bằng kỹ thuật công nghệ. Tôi lấy ví dụ để dễ hiểu hơn, nếu kỹ thuật viên thực địa sử dụng phương pháp định vị vệ tinh để có được độ chính xác theo yêu cầu, bạn phải buộc họ sử dụng cho đúng phương pháp, kiểm soát quá trình xác định tọa độ, yêu cầu kiểm tra trước, trong và sau khi thu thập số liệu. Đây chính là mấy chốt của mọi việc, bạn cần hiểu nguyên lý vận hành và tìm ra các công cụ kiểm soát phù hợp và chỉ khi bạn làm được như vậy thì cơ quan tổ chức của bạn mới có khả năng triển khai kỹ thuật LiDAR di động một cách hợp lý”.

Đối với Knaak một trong những điểm quan trọng là phải kiểm soát và đảm bảo được chất lượng (QA/QC) thực ra đây là lĩnh vực không hề đơn giản khi áp dụng kỹ thuật công nghệ mới “Tất cả các kỹ sư ở thời điểm hiện tại chỉ có thể yêu cầu chúng ta một cách đơn giản rằng tôi cần số liệu cho việc này. Rõ ràng cần tìm kiếm và thông qua một ai đó hiểu và biết cách sử dụng số liệu, xác định được số liệu đó từ đâu ra. Số liệu có đáp ứng được nhiều mục đích ứng dụng khác nhau không? Độ chính xác như vậy đã đảm bảo chưa? Có thể cải thiện được độ chính xác hay không? Và cuối cùng đâu là cách thức tốt nhất để trích xuất số liệu theo yêu cầu sử dụng?”.

(Còn tiếp)

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