Điểm khống chế mặt đất GCP trong đo đạc bằng Drone

Nếu bạn quyết định thực hiện lập bản đồ bằng bay không người lái, chắn chắn sẽ có tham chiếu từ các điểm khống chế mặt đất (GCP). Bởi, nếu bạn muốn độ chính xác, phương pháp phổ biến và đơn giản nhất là sử dụng GCPs. Bài viết sau đây sẽ cùng tìm hiểu điểm khống chế mặt đất GCP trong đo đạc bằng công nghệ UAV và các vấn đề xung quanh GCP.

Liên hệ Hotline: 0903692185 để khảo sát đo đạc địa hình bằng Drone

Điểm khống chế mặt đất GCP là gì?

Điểm khống chế mặt đất (GCP) là các điểm (mục tiêu) được đánh dấu lớn trên mặt đất có vị trí địa lý (tọa độ) đã biết.

Khi bạn quyết định sử dụng kỹ thuật lập bản đồ bằng bay không người lái, hãy nhớ rằng mỗi dự án là duy nhất và yêu cầu độ chính xác khác nhau. Điều này có nghĩa là giá trị tọa độ 2D hoặc 3D được gán cho GCP, tùy thuộc vào mục tiêu cuối cùng của bạn. Độ chính xác của điểm địa vật trong đo đạc bằng máy bay không người lái có thể tốt như trong phạm vi milimet (hơi khó) đến đến vài mét khi bạn có sử dụng GCPs.

Trong nhiều dự án có sử dụng máy bay không người lái, nhiều dự án đòi hỏi độ chính xác tổng thể cùng với độ chính xác cục bộ tại mỗi khu vực. Lúc này đòi hỏi bạn phải rất am hiểu các vấn đề liên quan đến GCP kể cả khi bạn khảo sát đo đạc với Drone bằng PPK hay RTK.

Mẫu GCP phổ biến và đúng chuẩn nhất

Mẫu GCP thường dùng

Vậy tại sao phải sử dụng điểm khống chế mặt đất GCP?

Thông thường, các máy bay không người lái của DJI phát triển có độ chính xác từ 1m đến 5m. Do đó, nếu không xử dụng GCP để nâng cao độ chính xác thì ta có thể hiểu độ chính xác của kết quả bay chụp trong bán kính +-5m. Điều này còn tệ hơn nếu bạn bay chụp trong điều kiện thời tiết xấu có ảnh hưởng lớn bởi gió, không đủ số lượng vệ tinh…

Nhưng nếu, ta thiết lập các điểm kiểm soát mặt đất GCP của mình với càng nhiều vị trí. Nó sẽ giúp nâng cao độ chính xác của tọa độ trên máy bay bằng các kỹ thuật hậu xử lý hay gọi là xử lý nội nghiệp. Thật ra, điện thoại thông minh hiện nay cũng có độ chính xác của GPS lên đến 4-6m rồi. Nên việc sai số 5m để sử dụng vào làm bản đồ thì không thuyết phục lắm. Đặc biệt những người yêu đo đạc như Đo Vẽ Nhanh. ^^

Có 2 loại độ chính xác cần tìm hiểu thêm?

Độ chính xác tương đối.

Độ chính xác tương đối khi khảo sát bằng UAV

Điều đòi hỏi độ chính xác tương đối cao là kích thước và hình dạng địa vật được điều chỉnh trên bản đồ. Mức độ mà một điểm nhất định trên bản đồ là chính xác so với các điểm khác trong cùng bản đồ đó.
Ví dụ: Nếu khoảng cách giữa 2 điểm là 2 mét trong thế giới thực, thì nó cũng nên đo 2 mét trên bản đồ của bạn. Độ chính xác tương đối thường áp dụng trong khảo sát đo đạc giả định hệ tọa độ.

Độ chính xác tuyệt đối bằng UAV

Độ chính xác tuyệt đối được xác định bởi khoảng cách của các điểm trên bản đồ so với vị trí thực tế trong thế giới thực. Điều này rất quan trọng khi bạn muốn tọa độ tất cả địa vật đưa về cùng với hệ tọa độ của địa phương phải đạt độ chính xác cao.

Ví dụ, sau khi đo đạc bằng UAV tại Thành phố Hồ Chí Minh, bạn phải đưa bản đồ về hệ tọa độ VN2000, múi chiếu 3 độ 105 45 thì kết quả địa vậy phải trùng khớp.

Xem bài: Độ phân giải mặt đất GSD và cách tính toán GSD

Cách tính điểm GCPs cần thiết?

Đo đạc khảo sát địa hình bằng UAV

Nếu bạn đặt rất ít GCPs trong khu vực khảo sát, bạn có thể nhận được kết quả có nhiều sai số do thiếu GCP đại diện khu vực. Điều quan trọng nữa là hãy nắm chính xác khu vực bạn cần bay chụp để thiết lập các điểm GCP. Một địa hình phức tạp cần nhiều điểm GCP để đại diện, khu vực bằng phẳng có mật độ GPC ít hơn khu vực địa hình có nhiều biến động. Đó là một kinh nghiệm quý báu được chia sẻ bởi các chuyên gia về nội suy mô hình độ cao: DEM hoặc TIN….Các phép nội suy sẽ được viết ở một bài viết khác.

Mọi người thường sử dụng Google Earth để lập kế hoạch thiết lập các GCP trước khi họ đi ra ngoài hiện trường. Sau đây là một số lưu ý:

  1. Tối thiểu 4 GCP trong khu vực bạn đang đo để có được phép đo chất lượng. Hãy nhớ rằng nếu bạn có diện tích lớn, bạn cần thêm nhiều GCPt để có độ chính xác cao hơn. 4 điểm tối thiểu sẽ giảm biến dạng hình học của địa vật trên ảnh. Tuy nhiên, để thành lập các loại bản đồ địa hình bạn cần nhiều hơn thế, thậm chí bạn còn dùng cả các phương tiện hiện đại tối ưu hơn là chỉ dùng mỗi GCP. GCP lúc này chỉ để nâng cao thêm 1 bậc độ chính xác và kiểm tra đánh giá độ chính xác của phương pháp đo đạc bằng UAV PPK, RTK.
  2. Nếu đó là một khu vực khá rộng, bạn cần từ 6 đến 10 điểm kiểm soát mặt đất tối thiểu.

Khi nào cần thiết lập điểm GCP

Nếu bạn quan tâm đến độ chính xác tuyệt đối, bạn cần GCP. Với độ chính xác tuyệt đối, bạn sẽ có được hình ảnh định vị chính xác và vị trí địa vật chính xác theo hệ tọa độ quy định. GCP không những nâng cao độ chính xác của việc đo đạc khảo sát bằng Flycam mà còn dùng trong các trường hợp sau đây:

  • Làm rõ ranh giới của bất động sản hay khu vực đo đạc
  • Cần để đánh giá kết quả đo đạc bằng Flycam ở đồ chính xác cao
  • Dùng để xem xét các cấu trúc địa vật hiện có, vì sẽ nắng lại ảnh ở độ chính xác cao giảm các biến dạng hình thể dẫn đến bảo toàn cấu trúc của đối tượng.

Phân phối điểm GCP hợp lý như thế nào?

Điểm khống chế mặt đất GCP trong đo đạc bằng Drone

Một điều bạn cần nhớ là phân phối đúng GCP của bạn rất quan trọng, bởi vì ngay cả khi bạn có 10 điểm GCP mà tập trung 1 chỗ thì các khu vực bên ngoài đó sẽ không có độ chính xác tương đối cao cũng như độ chính xác tuyệt đối. Bởi nó sẽ xảy ra biến dạng ở những vùng không có hoặc thưa điểm GCP. Một điểm GCP nó sẽ đại diện mẫu cho 1 khu vực về độ cao, tọa độ…Do đó, các địa điểm GCP, bạn phải đặt chúng ở những nơi cụ thể để có được số đo chính xác và đại diện được cho 1 khu vực.

Ví dụ: Để khảo sát địa hình bằng UAV , bạn thiết lập 10 điểm GCP nhưng phần lớn nó ở các vị trí bằng phẳng. Còn ít điểm ở khu vực cao độ cao thay đổi nhiều thì kết quả nội suy bản đồ địa hình sẽ bị sai số. Trọng số nội suy sẽ dồn về khu vực bằng phằng làm cho số liệu địa hình ở những vùng có độ cao bằng phẳng sẽ bị tác động là không thể hiện được mức độ biến động địa hình ở khu vực đó. Chưa hiểu thì liên hệ mình qua hotline giải thích nhé.

Việc phân phối GCP như đã nói ở trên, nó đòi hỏi người thiết kế có nhiều kinh nghiệm.

Định dạng dữ liệu GCP (format GCP)

Có rất nhiều định dạng khác nhau của điểm khống chế mặt đất GCP. Sau đây là 3 loại định dạng phổ biến nhất:

  1. Định dạng chuẩn là X, Y, Z thường ngành địa chính hay dùng.
  2. Hướng Bắc, Đông, Độ cao (Y, X, Z) thường dùng trong trắc địa.
  3. Vĩ độ, kinh độ và độ cao (Y, X, Z) là kết quả chính của hầu hết các hệ thống GPS.

Như vậy, Đo Vẽ Nhanh đã giới thiệu gần như tất cả các vấn đề về điểm khống chế mặt đất hoặc điểm kiểm soát mặt đất GCP. Hy vọng bài viết này hữu ích nhiều người, nhất là các bạn đang tìm hiểu về công nghệ đo đạc khảo sát mới UAV.

Xem thêm bài: Đo đạc khảo sát địa hình bằng UAV phương pháp PPK và GCP