Ứng dụng UAV trong khảo sát tuyến đường

UAV được ứng dụng trong khảo sát tuyến đường như thế nào?

Khảo sát tuyến truyền thống thường cần tổ đo di chuyển dọc hành lang, bố trí nhiều trạm máy và tiếp cận từng điểm địa hình. Với tuyến dài, khu vực đồi dốc, ruộng ngập hoặc giao thông đông, khối lượng ngoại nghiệp có thể lớn.

UAV hỗ trợ thu nhận ảnh liên tục trên toàn hành lang. Sau khi xử lý, ảnh có thể tạo bình đồ trực giao, đám mây điểm và mô hình số bề mặt. Kỹ sư sử dụng dữ liệu này cùng số liệu mặt đất để đo vẽ tim tuyến, mép đường, nhà cửa, kênh mương, cây cối, đường điện, địa hình và các yếu tố liên quan đến thiết kế.

Công nghệ thường phù hợp với:

• Khảo sát hướng tuyến và nghiên cứu phương án sơ bộ.
• Đo hiện trạng hành lang đường giao thông hoặc thủy lợi.
• Lập bình đồ ảnh phục vụ kiểm kê và quản lý dự án.
• Thành lập bản đồ địa hình ở tỷ lệ phù hợp với nhiệm vụ.
• Tạo mô hình bề mặt để phân tích đào đắp.
• Giám sát thay đổi hiện trạng giữa các kỳ bay.
• Thu nhận dữ liệu tại khu vực khó hoặc nguy hiểm khi đi bộ.

Khách hàng cần khảo sát tổng thể có thể tham khảo dịch vụ khảo sát địa hình để xác định phạm vi, tỷ lệ và sản phẩm cần bàn giao.

Khảo sát tuyến đường bằng UAV áp dụng tỷ lệ nào?

Tỷ lệ bản đồ không được quyết định chỉ bởi model UAV hoặc độ phân giải ảnh. Tỷ lệ cần phù hợp với giai đoạn dự án, mức độ chi tiết, sai số yêu cầu và nội dung địa vật phải thể hiện.

Thông tư 07/2021/TT-BTNMT quy định kỹ thuật UAV cho cơ sở dữ liệu nền địa lý tỷ lệ 1/2.000, 1/5.000 và bản đồ địa hình tỷ lệ 1/500, 1/1.000. Việc một dự án cụ thể có sử dụng được dữ liệu UAV hay không còn phụ thuộc nhiệm vụ khảo sát và kết quả kiểm tra độ chính xác.

UAV có đủ để lập bản đồ 1/500 không?

Có thể, nhưng không phải trong mọi điều kiện. Khu vực trống, ít cây, ít mái che và có kế hoạch bay phù hợp thường thuận lợi hơn. Tại đô thị, dưới cầu, dưới tán cây hoặc nơi có nhiều dây điện, dữ liệu ảnh có thể thiếu chi tiết quan trọng. Kỹ sư phải đo bổ sung bằng toàn đạc, GNSS hoặc thủy bình.

Có nên chọn tỷ lệ theo GSD?

GSD cho biết kích thước đại diện của một pixel trên mặt đất, nhưng không đồng nghĩa với độ chính xác tọa độ. Độ chính xác còn chịu ảnh hưởng bởi hiệu chuẩn camera, độ phủ ảnh, hình học bay, chênh cao địa hình, khống chế mặt đất, điểm kiểm tra và quy trình xử lý.

Sản phẩm khảo sát tuyến bằng UAV

Sản phẩm bàn giao cần được thống nhất từ đầu để tránh nhầm giữa dữ liệu ảnh, mô hình bề mặt và bản đồ địa hình đã biên tập.

Dịch vụ chuyên biệt về ảnh và mô hình được giới thiệu tại trang Flycam khảo sát địa hình.

Ưu điểm của UAV trong khảo sát dạng tuyến

UAV có thể mang lại hiệu quả rõ rệt khi hành lang dài, bề mặt thông thoáng và sản phẩm cần ảnh trực quan. Tuy nhiên, không nên cam kết chung rằng chi phí hoặc thời gian luôn giảm ba lần. Mức tiết kiệm phụ thuộc mật độ địa vật, thủ tục bay, chiều dài tuyến, số lần đo bổ sung và sản phẩm bàn giao.

• Thu nhận ảnh liên tục trên phạm vi rộng.
• Giảm thời gian nhân sự phải đi bộ tại một số khu vực nguy hiểm.
• Cung cấp ảnh trực quan để kiểm tra hiện trạng và trao đổi thiết kế.
• Tạo dữ liệu 3D phục vụ phân tích mặt bằng và khối lượng.
• Cho phép khảo sát lặp để theo dõi biến động.
• Hỗ trợ kiểm kê địa vật và phạm vi ảnh hưởng của dự án.
• Có thể kết hợp dữ liệu CAD, GIS và nền bản đồ khác.

Những trường hợp UAV không tạo lợi thế rõ rệt

• Tuyến rất ngắn nhưng yêu cầu nhiều chi tiết bị che khuất.
• Khu vực đô thị dày đặc, nhiều cầu vượt, dây điện và mái che.
• Rừng hoặc cây dày làm ảnh không nhìn thấy mặt đất.
• Hành lang gần sân bay, khu cấm bay hoặc khó được phép khai thác.
• Thời tiết mưa, gió mạnh hoặc ánh sáng thay đổi liên tục.
• Sản phẩm chủ yếu là cao độ chính xác tại số ít điểm kỹ thuật.

UAV không thay thế đo đạc mặt đất

Ảnh từ trên cao chỉ ghi nhận bề mặt nhìn thấy. Đối với khảo sát đường, nhiều chi tiết quan trọng nằm ở vị trí khó quan sát như đáy cống, lòng rãnh, mép vỉa hè dưới cây, chân taluy, gầm cầu, đáy kênh hoặc điểm tiếp giáp công trình.

Đo mặt đất thường được sử dụng để:

• Thiết lập và kiểm tra điểm khống chế.
• Đo cao độ mốc, tim tuyến và điểm thiết kế.
• Ghi nhận đáy cống, hố ga, rãnh và công trình ngầm lộ thiên.
• Đo dưới tán cây, gầm cầu và khu vực bị mái che.
• Kiểm tra điểm độc lập sau xử lý ảnh.
• Bổ sung chi tiết không thể nhận dạng chính xác trên ảnh.

“UAV giúp tăng mật độ dữ liệu bề mặt, nhưng chất lượng bản đồ tuyến vẫn phụ thuộc hệ khống chế và phần đo bổ sung. Một ảnh trực giao đẹp không đồng nghĩa toàn bộ cao độ và địa vật đã đủ cho thiết kế.”

Kỹ sư Phan Việt Tuyên

Quy trình ứng dụng UAV trong khảo sát tuyến đường

Thiết kế hành lang bay cho tuyến dài

Dự án dạng tuyến khác khu vực bay theo khối vuông. Hành lang dài và hẹp dễ tạo hình học khối ảnh yếu nếu số dải bay quá ít hoặc điểm khống chế chỉ bố trí dọc một đường.

Kế hoạch cần xem xét:

• Bố trí nhiều dải bay thay vì chỉ một dải theo tim tuyến.
• Tăng phủ ngang ở khu vực địa hình dốc hoặc uốn cong.
• Chia tuyến thành phân đoạn có điểm nối chồng phù hợp.
• Bố trí GCP và checkpoint ở hai bên hành lang khi có thể.
• Đảm bảo điểm kiểm tra phân bố cả đầu, giữa và cuối tuyến.
• Điều chỉnh độ cao bay theo địa hình để duy trì GSD ổn định.
• Kiểm tra pin, liên lạc và vị trí cất hạ cánh theo từng đoạn.

PPK, RTK và điểm khống chế mặt đất

UAV RTK hoặc PPK ghi nhận vị trí tâm ảnh chính xác hơn hệ GNSS đơn. Công nghệ này có thể giảm số lượng điểm khống chế ảnh, nhưng không nên loại bỏ hoàn toàn điểm kiểm tra độc lập.

TCVN 9401:2024 quy định yêu cầu kỹ thuật về đo và xử lý số liệu GNSS khi thành lập lưới khảo sát công trình, lưới khống chế và đo vẽ bản đồ địa hình tỷ lệ lớn. Dữ liệu GNSS phải được xử lý đúng hệ tọa độ và kiểm tra trước khi đưa vào bình sai ảnh.

Đánh giá độ chính xác dữ liệu UAV

Độ chính xác cần được đánh giá bằng điểm kiểm tra độc lập, không chỉ dựa vào báo cáo nội bộ của phần mềm. Điểm kiểm tra phải có tọa độ đáng tin cậy, phân bố hợp lý và không tham gia vào quá trình bình sai khối ảnh.

Báo cáo nên trình bày:

• Số lượng và phân bố GCP, checkpoint.
• Thiết bị và phương pháp đo điểm mặt đất.
• Hệ tọa độ, cao độ và phép chiếu.
• GSD trung bình và độ cao bay.
• Sai số theo từng trục X, Y, H hoặc Z.
• RMSE và sai số lớn nhất tại checkpoint.
• Vùng dữ liệu bị che, nước, cây hoặc ảnh thiếu.
• Kết quả kiểm tra ngoại nghiệp sau biên tập.

Các số liệu cũ như 12 km tuyến, 220 ha, 1.700 ảnh, sai số 5 cm hoặc 7 cm chỉ nên công bố như một hồ sơ dự án khi có báo cáo gốc, danh sách điểm kiểm tra và biên bản nghiệm thu để đối chiếu. Không nên suy rộng các con số đó thành năng lực mặc định cho mọi công trình.

DSM, DTM và đường đồng mức khác nhau thế nào?

Đường đồng mức tạo trực tiếp từ DSM có thể chạy trên mái nhà hoặc ngọn cây. Trước khi sử dụng cho thiết kế tuyến, dữ liệu cần được phân loại, chỉnh sửa và đối chiếu với điểm đo mặt đất.

Đo trắc dọc, trắc ngang từ dữ liệu UAV

Trắc dọc thể hiện cao độ theo tim tuyến; trắc ngang thể hiện hình dạng địa hình vuông góc hoặc gần vuông góc với tuyến tại các lý trình. Dữ liệu UAV có thể hỗ trợ trích xuất mặt cắt với mật độ cao, nhưng tim tuyến và bề mặt sử dụng phải được kiểm tra.

Các vị trí cần ưu tiên đo bổ sung gồm:

• Đáy cống, lòng rãnh và hố ga.
• Chân, đỉnh taluy bị cây che.
• Gầm cầu hoặc công trình che phủ.
• Mép nước và đáy kênh.
• Điểm khống chế cao độ thiết kế.
• Vị trí giao cắt với đường, ống hoặc công trình hiện hữu.

Đối với khảo sát lòng kênh hoặc đáy sông, ảnh UAV không thể tự cung cấp cao độ đáy khi mặt nước che phủ. Cần dùng phương pháp đo thủy sâu hoặc thiết bị phù hợp.

UAV phục vụ giải phóng mặt bằng được đến đâu?

Ảnh trực giao hỗ trợ nhận dạng nhà, đường, ao, cây trồng và hiện trạng sử dụng trong hành lang dự án. Tuy nhiên, dữ liệu UAV không tự xác lập chủ sử dụng, diện tích pháp lý hoặc giá trị bồi thường.

Muốn phục vụ công tác bồi thường và thu hồi đất, cần kết hợp:

• Ranh giải phóng mặt bằng đã được phê duyệt.
• Bản đồ địa chính và hồ sơ thửa đất.
• Đo đạc, kiểm kê hiện trạng theo quy trình của dự án.
• Thông tin chủ sử dụng và nguồn gốc đất.
• Biên bản kiểm kê tài sản, cây trồng và công trình.
• Dữ liệu UAV để đối chiếu, kiểm tra và trình bày trực quan.

Quy định quản lý hoạt động bay UAV

Nghị định 288/2025/NĐ-CP có hiệu lực từ ngày 05/11/2025 và quy định về quản lý tàu bay không người lái cùng phương tiện bay khác. Trước khi khảo sát, đơn vị khai thác phải kiểm tra khu vực cấm bay, hạn chế bay và thực hiện thủ tục, điều kiện hoạt động theo trường hợp cụ thể.

Đặc biệt cần thận trọng tại:

• Khu vực gần sân bay và hành lang cất hạ cánh.
• Khu vực quốc phòng, an ninh và công trình trọng yếu.
• Đô thị đông người hoặc tuyến giao thông đang khai thác.
• Khu vực có đường dây điện cao thế.
• Vùng biên giới, cảng, nhà máy và khu vực quản lý riêng.

Không nên viết rằng UAV có thể bay khi giao thông “vẫn hoạt động hoàn toàn” mà không cần điều tiết. Kế hoạch an toàn phải kiểm soát nguy cơ rơi thiết bị, mất liên lạc, xâm nhập khu vực cấm và ảnh hưởng đến người, phương tiện bên dưới.

Các rủi ro kỹ thuật thường gặp

Chi phí khảo sát tuyến bằng UAV phụ thuộc yếu tố nào?

UAV có thể tiết kiệm chi phí ở tuyến phù hợp, nhưng không nên cam kết một tỷ lệ giảm chung trước khi khảo sát. Giá phải tính cả khống chế, thủ tục bay, ngoại nghiệp bổ sung, xử lý ảnh, biên tập và kiểm tra.

Hồ sơ cần cung cấp để lập phương án

• Tim tuyến hoặc hành lang dự kiến ở dạng CAD, KML hoặc GIS.
• Chiều dài, bề rộng và vị trí khu vực khảo sát.
• Giai đoạn dự án và mục đích sử dụng dữ liệu.
• Tỷ lệ bản đồ, khoảng cao đều và nội dung địa vật.
• Hệ tọa độ, hệ cao độ và mốc hiện có.
• Yêu cầu trắc dọc, trắc ngang và lý trình.
• Điều kiện giao thông, cây che, đường điện và khu vực nguy hiểm.
• Định dạng bàn giao: DWG, SHP, TIFF, LAS/LAZ hoặc báo cáo.

Nếu cần mô hình hiện trạng công trình hoặc kết cấu chi tiết, khách hàng có thể tham khảo dịch vụ Scan 3D công trình.

Vì sao chọn Hợp Nhất Bách Việt?

Đo Vẽ Nhanh là thương hiệu dịch vụ của Công ty TNHH Hợp Nhất Bách Việt, cung cấp khảo sát địa hình, UAV, Scan 3D và xử lý dữ liệu GIS cho dự án xây dựng.

• Kiểm tra nhiệm vụ trước khi đề xuất phương án bay.
• Kết hợp UAV với GNSS, toàn đạc và thủy bình.
• Bố trí điểm kiểm tra độc lập để đánh giá kết quả.
• Không sử dụng GSD thay cho chỉ tiêu độ chính xác.
• Đo bổ sung vùng bị cây, mái hoặc công trình che khuất.
• Bàn giao ảnh, Point Cloud, CAD hoặc GIS theo hợp đồng.
• Ghi rõ giới hạn và vùng dữ liệu không đáp ứng.

Câu hỏi thường gặp về UAV khảo sát tuyến đường

Kết luận

Ứng dụng UAV trong khảo sát tuyến đường phát huy hiệu quả khi được xem là một phần của hệ thống khảo sát gồm khống chế mặt đất, điểm kiểm tra, đo bổ sung và biên tập bản đồ. Công nghệ có thể hỗ trợ bản đồ 1/500, 1/1000, 1/2000 và các sản phẩm ảnh, mô hình khác khi đáp ứng yêu cầu kỹ thuật.

Không nên đánh giá chất lượng chỉ bằng GSD, số ảnh hoặc phần mềm xử lý. Sản phẩm phải được kiểm tra bằng điểm độc lập, thể hiện rõ DSM–DTM, vùng bị che khuất và sai số cuối cùng. Trước khi bay, đơn vị thực hiện còn phải tuân thủ quy định quản lý UAV, khu vực cấm và hạn chế bay.