Nghiên cứu xây dựng quy trình thành lập bản đồ địa hình tỉ lệ lớn đáy sông, biển trên cơ sở tích hợp thiết bị đo sâu hồi âm

Bản đồ địa hình đáy sông, biển là các loại bản đồ thể hiện các thông tin về đối tượng dưới đáy sông, biển, trong lòng nước, trên mặt biển và các yếu tố liên quan khác trên phần đất liền ven biển; được lập thành từng hệ thống hay riêng lẻ với tỷ lệ thích hợp phục vụ cho các hoạt động trên sông, biển, đất liền ven biển và các hoạt động liên quan đến biển khác.

Việc đo đạc thu nhận số liệu thực địa cũng đã được áp dụng nhiều tiến bộ từ công nghệ mới. Trong lĩnh vực đo độ sâu đã thay thế hoàn toàn các thế hệ máy đo sâu đơn tia ghi số đọc và ghi băng giấy bằng hệ thống máy đo sâu đơn tia ghi độ sâu trên đĩa từ và băng giấy có liên kết tích hợp hiệu chỉnh do ảnh hưởng của các yếu tố đến độ sâu đo và toạ độ điểm đo sâu. Công nghệ đó cho phép loại bỏ được sai sót nhầm lẫn khi ghép toạ độ - độ sâu, đẩy nhanh được tốc độ xử lý, tính toán và nâng cao rất nhiều độ chính xác. Hiện nay hệ thống đo sâu hồi âm đa chùm tia đã và đang sử dụng để khảo sát thu nhận độ sâu, bảo đảm việc thu nhận nhanh, đều khắp, phủ kín đáy biển cao hơn. Trong lĩnh vực xác định toạ độ, việc ứng dụng công nghệ định vị vệ tinh được phát triển nhanh và cho độ chính xác ngày càng cao. Các thiết bị định vị luôn được cải tiến nâng cao tốc độ xử lý và độ chính xác… Công nghệ xử lý toạ độ theo thời gian thực (Real Time) với khoảng cách xa và từ vệ tinh là chủ yếu. Việc ứng dụng các công nghệ xử lý tiên tiến và sử dụng các thiết bị đo đạc mới cho phép nâng cao được năng suất tốc độ và độ chính xác của công tác đo đạc bản đồ biển, làm cho bản đồ càng có tính thời sự và chất lượng. Công tác thành lập bản đồ địa hình dưới nước tỉ lệ lớn ở Việt Nam hiện nay đang sử dụng rất nhiều giải pháp. Trong đó, có hai giải pháp cơ bản đó là sử dụng thiết bị đo sâu hồi âm (đơn tia và đa tia) kết hợp GNSSRTK trên xuồng có người lái và đọc mực nước và sử dụng toàn đạc điện tử và người cầm gương trên xuồng có người lái. Bên cạnh sự tiện lợi, tự động hóa và nâng cao hiệu quả công tác đo đạc địa hình dưới nước, hạn chế rất lớn là cần sử dụng tàu xuồng lớn, trung bình và đặc biệt là cán bộ đo đạc vẫn phải có mặt trên xuồng gây khó khăn lớn đối với công tác tự động hóa và hạn chế tối đa rủi ro cho con người. Hơn nữa, một số khu vực địa hình sẽ gặp nhiều khó khăn, không thực hiện đo sâu hồi âm sử dụng tàu có người lái. Mặt khác việc phụ thuộc công nghệ của nước ngoài như thiết bị và phần mềm thu nhận và sử lý dữ liệu đo sâu hồi âm cũng là cản trở rất lớn trong quá trình đẩy nhanh tiếp cận khoa học công nghê tiên tiến vào Việt Nam.

Để thiết lập hệ thống đo sâu hồi âm bằng xuồng không người lái: Phần mềm và hệ thống tích hợp thiết bị đo sâu hồi âm với IMU - GNSS - RTK trên xuồng không người lái (USV) và đề xuất quy trình công nghệ thành lập bản đồ địa hình tỉ lệ lớn đáy sông, biển sử dụng hệ thống tích hợp thiết bị đo sâu hồi âm với IMU - GNSS - RTK trên xuồng không người lái (USV), ThS. Phạm Thành Việt cùng các cộng sự tại Viện khoa học Đo đạc và bản đồ - Bộ Tài nguyên và Môi trường đã thực hiện đề tài: “Nghiên cứu xây dựng quy trình thành lập bản đồ địa hình tỉ lệ lớn đáy sông, biển trên cơ sở tích hợp thiết bị đo sâu hồi âm với hệ thống IMU-GNSS-RTK trên xuồng không người lái”.

Qua quá trình nghiên cứu tích hợp và lắp đặt hệ thống thiết bị đo sâu hồi âm, thiết bị GNSS-RTK-IMU trên xuồng không người lái và thực nghiệm hệ thống thiết bị trong công tác khảo sát địa hình đáy sông biển, đề tài đã hoàn thành đầy đủ sản phảm theo thuyết minh nhiệm vụ và rút ra một số kết luận sau:

- Dựa trên cơ sở thực nghiệm, đề tài đã xây dựng được một quy trình thống nhất cho công tác thành lập bản đồ địa hình đáy sông biển sử dụng hệ thống tích hợp thiết bị đo sâu hồi âm, thiết bị IMU-GNSS-RTK trên xuồng không người lái (USV) theo các quy định hiện hành.

- Kết quả đo sâu trên xuồng không người lái (USV) có độ chính xác đảm bảo cho công tác xây dựng bản đồ địa hình đáy biển tỷ lệ lớn, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật cho các công tác đo đạc và thi công xây dựng tiếp theo.

- Đối với những vùng không có tín hiệu GNSS-RTK, số liệu đo nghiệm triều được sử dụng đề cải chính kết quả đo sâu về hệ độ cao nhà nước. Thực nghiệm cũng đề xuất cải tiến trong ứng dụng công nghệ GNSS-RTK. Khi sử dụng thiết bị của đề tài, kết quả đo độ sâu được cải chính trực tiếp từ độ cao GNSS-RTK với độ chính xác cao. Từ đó mở rộng khả năng ứng dụng công nghệ GNSS-RTK, đặc biệt là hệ thống trạm CORS do cục đo đạc bản đồ Việt Nam xây dựng trong công tác đo sâu thành lập bản đồ.

- Hệ thống thiết bị hoạt động ổn định và cho kết quả tốt ở những khu vực như ao, hồ, sông, khu vực ven biển có mức ảnh hưởng của sóng nhỏ, khu vực nước nông. Ngoài ra, để có các đánh giá đối với các mức độ khó khăn và ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh như sóng, gió… ở các mức độ cao hơn cần tiến hành thêm các thử nghiệm.

- Hệ thống thiết bị đo sâu và phần mềm xử lý dữ liệu trong đề tài hoàn toàn do người Việt xây dựng và phát triển, do đó không phụ thuộc vào hệ thống phần cứng và phần mềm của nước ngoài. Đảm bảo khả năng tự chủ về công nghệ và các tùy chỉnh phù hợp với quy định và công tác đo sâu thành lập bản đồ địa hình đáy sông biển tại Việt Nam.

Hiện nay, ở nước ta nhu cầu khảo sát, thành lập bản đồ địa hình đáy sông biển ngày càng cao do sự phát triển xúc tiến xây dựng các công trình trên biển hoặc phục vụ các nhu cầu khảo sát khác là rất lớn cho nên cần phải tiếp tục nghiên cứu, ứng dụng các công nghệ đo đạc tiên tiến nhằm nâng cao hiệu quả công tác đo vẽ thành lập bản đồ địa hình đáy biển ở nước ta. Việc ứng dụng thiết bị xuồng không người lái trong công tác khảo sát mang lại những hiệu quả về năng suất và an toàn lao động cho cán bộ khảo sát, ngoài ra còn có nhiều ứng dụng hữu ích trong lĩnh vực khảo sát tài nguyên, môi trường nước vì vậy mà cần nghiên cứu và tiếp tục phát triển ứng dụng thiết bị này trong tương lai, đồng thời tiếp tục nghiên cứu và hoàn thiện các chỉ tiêu kĩ thuật và quy trình thành lập bản đồ địa hình đáy sông, biển tỷ lệ lớn.

Như vậy, đề tài đã tích hợp hệ thống thiết bị đo sâu hồi âm với thiết bị IMU, GNSS trên xuồng không người lái phục vụ công tác đo đạc, thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn. Xây dựng phần mềm tích hợp thiết bị và xử lý dữ liệu đo sâu hồi âm. Xây dựng sơ đồ quy trình thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn bằng hệ thống thiết bị và phần mềm của đề tài. Việc nghiên cứu sử dụng hệ thống thiết bị của đề tài sẽ đem lại hiệu quả trong việc đo đạc bản đồ địa hình tỷ lệ lớn đáy sông, biển tại các khu vự ô nhiễm, khu vực nước nông hoặc khu vực con người khó tiếp cận. Các kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ đóng góp vào việc tiếp cận và tự chủ được các nghiên cứu ứng dụng trong khoa học công nghệ, góp phần hoàn thiện quy trình công nghệ thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn đáy sông, biển trên cơ sở tích hợp thiết bị đo sâu hồi âm với hệ thống IMU-GNSS-RTK trên xuồng không người lái và làm tăng hiệu quả kinh tế, giảm giá thành sản phẩm trong công tác thành lập bản đồ địa hình đáy sông, biển.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 20471/2022) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

Vista.gov.vn