Độ phân giải mặt đất GSD và cách tính toán GSD

Khảo sát địa hình bằng flycam

Độ phân giải mặt đất GSD là gì? Nó có vai trò ý nghĩa gì? Cách tính toán độ phân giải mặt đất GSD như thế nào? Có tool nào tính toán tự động không? Tất cả sẽ được giải thích ở phần sau. Bây giờ chúng ta cùng tìm hiểu về độ phân giải mặt đất GSD nhé (hay kích thước mẫu mặt đất).

GSD là viết tắt của cụm từ Ground Sample Distance: đọc hiểu nôm na là kích thước/ khoảng cách mẫu mặt đất.

Cần tư vấn đo đạc và khảo sát liên hệ hotline: 0916181935

GSD độ phân giải mặt đất là gì?

Ở bài viết trước (xem bài: Điểm khống chế mặt đất GCP trong đo đạc bằng Drone), Đo Vẽ Nhanh đã giới thiệu về GCP cũng có 1 đoạn giới thiệu sơ bộ về GSD như sau: Khoảng cách lấy mẫu mặt đất (GSD) có thể được định nghĩa là khoảng cách giữa hai vật nằm trên bề mặt trái đất tương ứng với 1 pixel trên ảnh. Giá trị của hình ảnh GSD càng lớn, độ phân giải của hình ảnh càng thấp và các chi tiết ít nhìn thấy hơn.

Nói một cách đơn giản hơn, GSD là độ lớn của mỗi pixel trên mặt đất.

Độ phân giải mặt đất GSD

Hình ảnh minh họa GSD

Hình trên là ví dụ về một ảnh chụp bằng Phantom 4 RTK ở độ cao 30m. Khi zoom ảnh lên để thấy 1 pixel. Thì lúc này mỗi pixel ảnh ứng với 1 diện tích 0.82 cm x 0.82 cm. Lúc này 0.82 chính là GSD. Đơn vị của GSD là cm/pixel.

Dễ hiểu quá đúng không mọi người. Tuy nhiên, tại sao ta lại tính toán GSD trong khảo sát bằng Drone.

Tầm quan trọng của việc tính toán GSD

Các hình ảnh kỹ thuật số như 1 bàn cờ với nhiều ô vuông nối với nhau gọi là Pixel. Sản phẩm bay chụp trong khảo sát bằng Drone là một bàn cờ vô cùng lớn và nó được tô màu lên bàn cờ. Với phương pháp khảo sát bằng Drone, ta không đích thân tới thực địa đo đạc bản đồ như truyền thống. Ta chỉ sử dụng ma trận pixel này để thực hiện các phép đo, các phép nội suy, nhận dạng…

GSD là gì trong không ảnh

Ví dụ về đối tượng bạn cần đo đạc, ô cờ vua càng nhỏ (GSD) thì chiếc xe mới càng chi tiết

Tùy vào đối tượng bạn cần thu thập dữ liệu, bạn phải đảm bảo mức độ nhận diện được đối tượng cần đo trên ảnh, nhận diện rõ ràng hay vừa phải. Từ đó bạn sẽ ước chừng GSD chính xác bao nhiêu. Nhiều trường hợp để nâng cao độ chính xác, bạn còn ước lượng GSD nhỏ hơn gấp nhiều nhiều nhiều lần với đối tượng bạn cần nhận diện.

Ví dụ: bạn cần đo đạc hoặc nhận diện bờ ruộng tại Cà Mau có kích thước là 50 cm. Thì GSD của bạn có thể là GSD = 50 cm/pixel hoặc để dễ nhận dạng cực rõ bạn phải thiết kế GSD = 2,5cm/pixel. Nói cách khác, GSD nên được tính toán đủ để nhận diện vật thể cần khảo sát.

Khảo sát địa hình bằng flycam

Ứng dụng Drone vào ngành đo đạc và bản đồ

Từ việc xác định GSD cần thiết, ta sẽ thiết kế được phương tiện cần sử dụng để bay chụp, độ cao cần thiết để bay chụp, số ca bay hoặc số lượng máy bay cần bay, số pin cần thiết để bay….Trong điều kiện pin các máy flycam hiện nay còn giới hạn, nhất là máy bay không phải cánh bằng. Các ý này sẽ được giải thích ở phần tiếp theo.

Cách tính GSD như thế nào? Hay GSD phụ thuộc yếu tố nào?

Ở đây, chúng ta có hình ảnh mô tả cách tính toán GSD cụ thể. Các yếu chính ảnh hưởng đến GSD như sau

Cách tính GSD từ Pix4D

Các yếu tố liên quan đến GSD – Nguồn Pix4D

Như vậy, GSD phụ thuộc vào:

  1. Chiều cao bay chụp. Đây là yếu tố thay đổi được.
  2. Độ rộng pixel của anh ngang. Yếu tố này phụ thuộc Camera gắn trên flycam. Cũng có thể xem là yếu tố tùy thuộc Flycam
  3. Độ rộng pixel ảnh dọc. Yếu tố này phụ thuộc Camera gắn trên flycam. Cũng có thể xem là yếu tố tùy thuộc Flycam
  4. kích thước mm của sensor chụp ảnh. Yếu tố này phụ thuộc loại Flycam bạn dùng.
  5. Kích thước tiêu cự mm của máy ảnh. Yếu tố này phụ thuộc loại Flycam bạn dùng.

Công thức tính GSD cụ thể như sau:

cách tính toán GSD

Cách tính GSD dọc

Cách tính GSD ngang

Có 2 cách tính GSD, một là tính theo số pixel ảnh ngang hoặc số pixel ảnh dọc. Trong nhiều trường hợp ta chọn GSDh hoặc GSDw tùy thuộc ý đồ của người thiết kế bay chụp.

Theo quan điểm Đo Vẽ Nhanh nên lấy số SGD (tệ nhất) lớn hơn làm tham khảo để thiết kế. Lưu ý là: GSD càng lớn thì ảnh càng ít chi tiết.

Các lưu ý khi thiết kế bay chụp liên quan đến GSD.

Khảo sát đo đạc địa hình bằng máy bay không người lái uav

Khi đứng trước 1 bài toán hoặc một yêu cầu về bay chụp. Từ việc xác định GSD bạn sẽ quyết đoạn chọn loại phương tiện nào phù hợp. Xem các yếu tố GSD phụ thuộc sẽ hiểu.

Trường hợp bạn chỉ có 1 flycam nhất định, thì lúc này bạn sẽ dựa vào GSD để suy ngược chiều cao cần bay chụp là bao nhiêu. Từ đó bạn sẽ quyết định được bạn sẽ bay bao nhiêu ca máy (Mỗi ca máy bạn cần bao nhiêu thời gian) từ đó bạn sẽ tính được bao nhiêu viên pin…cho 1 khu vực bay chụp được xác định trước.

Link tài công cụ tính GSD từ Pix4D: công cụ tính GSD

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

Đo Vẽ Nhanh hy vọng bài viết này hữu ích. Mọi ý kiến đóng góp để lại phần bình luận nhé.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *