Camera số gắn trên máy bay không người lái: Giải phóng lao động, cho ảnh bản đồ chất lượng cao

   

   

  Việc áp dụng phương pháp đo ảnh khoảng cách gần với ảnh chụp từ Camera số gắn trên máy bay không người lái (UAV) đã được áp dụng ở nhiều nước với rất nhiều ứng dụng khác nhau như: Đo vẽ hiện trạng tai nạn giao thông, đo vẽ đánh giá khối lượng khai thác ở các mỏ lộ thiên, bản đồ địa hình khu vực nhỏ, bản đồ địa chính, giám sát tài nguyên và môi trường.

   

  Ở Việt Nam, ngay từ năm 1999, Ban Nghiên cứu mục tiêu bay - Viện Kỹ thuật Phòng không không quân - Quân chủng Phòng không không quân đã thiết kế lắp đặt máy bay không người lái. Kết quả là hai chiếc máy bay không người lái ký hiệu M-96 (bay ngày) và M-96D (bay đêm) đã bay thử thành công trên bầu trời Miếu Môn, Chương Mỹ, Hà Tây (nay là Hà Nội). Và tiếp tục hoàn thiện thành những Loại M100-CT, M400-CT… với sự điểu khiển bay theo chương trình, dẫn đường của GPS trên nền bản đồ số. Đến ngày 3 tháng 5 năm 2013, Viện Công nghệ Không gian, thuộc Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam đã bay thử nghiệm 5 mẫu máy bay không người lái tại bãi thử nghiệm Hoà Lạc - Hà Nội và đã tiến hành thử nghiệm bay chụp ảnh ở Nha Trang, Lạc Dương, Lâm Đồng.

   

  Năm 2011, Cục Bản đồ - Bộ Tổng tham mưu - Bộ Quốc phòng đã tiến hành thử nghiệm bộ chương trình của Công ty Microdone (bao gồm máy bay tự hành cất cánh thẳng đứng MD4-1000, máy Camera số và thiết bị khác) tại Thái Nguyên, kết quả cho thấy có độ chính xác cao đáp ứng yêu cầu trong đo đạc bản đồ và giám sát theo dõi diễn tập. Hiện nay, đơn vị này đã nhập toàn bộ hệ thống trang thiết bị phục vụ cho nghiên cứu và triển khai sản xuất theo nhu cầu của quốc phòng - an ninh.

   

  Để sử dụng loại máy bay không người lái M100-CT gắn Camera số với mục tiêu thành lập bản đồ bằng phương pháp đo ảnh khoảng cách gần, cần phải tập trung giải quyết một số những vấn đề như cải tiến và lắp đặt máy Camera số trên máy bay M100-CT; giải pháp kỹ thuật loại trừ các nguồn sai số do máy Camera số, số liệu cải chính phù hợp với các trạm đo vẽ ảnh số hiện có ở các cơ sở sản xuất của Việt Nam; xây dựng qui trình công nghệ thành lập bản đồ từ ảnh chụp bằng máy chụp ảnh số phổ thông gắn trên máy bay không người lái M100-CT; thử nghiệm đánh giá kết quả đạt được.

   

   

  Máy bay M100-CT sử dụng động cơ ZENOAH với cánh quạt và đầu ống xả của động cơ được gắn ở phía đầu máy bay có khả năng làm bẩn hệ thống kính vật, thân máy ảnh do tình trạng khói, dầu thừa của động cơ khi bay sẽ chuyển động ngược chiều bay.

   

  Để khắc phục hiện tượng khói và dầu thừa của động cơ khi bay ảnh hưởng đến ống kính và máy ảnh, nhóm nghiên cứu của Ban Nghiên cứu mục tiêu bay đã tiến hành thay đổi cách bố trí của máy bay M100-CT: Chuyển động cơ của máy bay xuống phía sau máy bay.  Khi máy bay hoạt động, khói và dầu thừa sẽ bay về phía sau không ảnh hưởng đến hệ thống kính vật và máy ảnh.

   

  Sau thời gian tiến hành nghiên cứu, sử dụng ảnh từ các cuộc bay chụp, các nhà khoa học đã bước đầu thành công trong việc gắn máy chụp ảnh số phổ thông trên máy bay không người lái M100-CT vào công tác bay chụp, đo vẽ bản đồ và đưa ra một số nguyên tắc chính trong việc sử dụng ảnh khi lập bản đồ là: Với bản đồ địa hình, máy ảnh số có chiều dài của các điểm cảm biến (CCD) trùng với hướng bay (số lượng đường bay tăng lên); với bản đồ địa chính: Máy ảnh số có chiều dài của CCD vuông góc với hướng bay (số lượng đường bay giảm đi).

   

  Xét dưới góc độ hiệu quả kinh tế, khi chụp ảnh bằng máy bay không người lái để thành lập, đo vẽ bản đồ địa chính, khu vực thổ cư, bình đồ ảnh hỗ trợ rất tốt cho công tác đo chi tiết, giảm thời gian vẽ sơ hoạ, có thể đo nối trực tiếp trên bình đồ ảnh. Khu vực có ruộng bậc thang vùng trung du, đồi núi, việc đo vẽ hình thửa nhanh và hiệu quả rất nhiều so với phương pháp đo trực tiếp. Ngoài ra bình đồ ảnh hỗ trợ cho công tác xác nhận diện tích, quy chủ với chủ sử dụng đất. Không cần thiết phải trực tiếp ra thực địa mà thay thế bằng máy chiếu bản đồ ảnh trong phòng.

   

    Đối với bản đồ địa hình: Với những nhiệm vụ có tính cấp bách, thời tiết không thuận lợi cho công tác bay chụp ảnh bằng thiết bị chuyên dụng, việc sử dụng phương pháp này có tính khả thi do trần bay thấp. Sử dụng phương pháp này có thể giảm từ 20-30% chi phí lao động so với phương pháp đo trực tiếp ngoài thực địa (tùy theo đặc điểm của khu đo, có bị ẩn khuất nhiều hay ít, ruộng không có bờ nhiều hay ít).

   

  Chính  những lợi thế từ phương pháp bay chụp ảnh này, rất cần có sự phối hợp chặt chẽ, tạo sự thuận lợi trong việc nghiên cứu ứng dụng khoa học công nghệ giữa các bên có liên quan: Quản lý máy bay và thực hiện bay, quản lý cấp phép bay và đơn vị áp dụng công nghệ để có thể hoàn thiện và đưa vào sử dụng công nghệ này.