Quản lý đô thị bằng ảnh viễn thám và Lidar

 

 

Trong những năm gần đây, bản đồ 3D được xây dựng ngày càng nhiều cho các khu đô thị  hướng tới cung cấp dữ liệu nền phục vụ cho công tác quản lý đô thị. Công nghệ Lidar dần trở nên phổ cập hơn cùng với ảnh viễn thám độ phân giải cao bổ trợ cho nhau và mở ra khả năng nâng cao độ chi tiết của các đối tượng của bản đồ 3D. Dựa trên các chuyên đề nghiên cứu về phương pháp xử lý dữ liệu Lidar và ảnh viễn thám độ phân giải cao và hiển thị các nội dung của bản đồ 3D, quy trình chung cho thành lập bản đồ 3D được đề xuất với 25 bước thực hiện. Tùy theo đặc điểm của dữ liệu đầu vào đặc biệt là mật độ điểm Lidar có thể cần những điều chỉnh về phương án thực hiện 1 số công đoạn nhỏ của quy trình.

 

Đề tài đã xây dựng quy trình thành lập bản đồ 3D từ dữ liệu Lidar và ảnh viễn thám độ phân giải cao dựa trên các nghiên cứu lý thuyết, các kết quả thực nghiệm và kinh nghiệm của từ các dự án xây dựng bản đồ 3D đô thị trên thế giới. Quy trình này được thử nghiệm với dữ liệu Lidar mật độ trung bình khu vực TP. Bắc Giang và được hoàn thiện ở 1 số chi tiết. Quy trình thành lập bắt đầu với dữ liệu Lidar đã được giải mã và ảnh viễn thám độ phân giải cao dựa cơ bản trên 3 nhóm phần mềm: MicroStation và TerraScan cho quá trình xử lý và chiết tách thông tin từ dữ liệu Lidar; SketchUp cho lập mô hình nhà mức độ chi tiết cao; ArcScene, ArcGIS cho tổ chức dữ liệu địa lý nền và hiển thị tổng hợp cuối cùng sản phẩm bản đồ. 

 

Qua quá trình thử nghiệm xây dựng bản đồ 3D tại một khu vực của TP. Bắc Giang với kết quả khả quan, đã khẳng định tính khả thi của nội dung bản đồ và quy trình thành lập đã đề xuất trong điều kiện công nghệ nước ta.

 

Đề tài đã đạt được hai mục tiêu chính đã đề ra, kết quả của đề tài có thể được áp dụng rộng rãi để thành lập bản đồ 3D cho các đô thị nước ta và phối hợp với địa phương để đưa vào ứng dụng trực tiếp trong các công tác quản lý đô thị.

 

Kết quả nghiên cứu và thử nghiệm cho thấy, với dữ liệu Lidar mật độ trung bình và ảnh viễn thám độ phân giải cao có thể thành lập được bản đồ 3D đô thị với mức độ chi tiết cao nhất nằm trong khoảng giữa LOD2 và LOD3 theo chuẩn quốc tế. Tuy vậy, do nhiều công, đoạn thực hiện còn thủ công nên chưa thể hiện được các chi tiết mái kích thước nhỏ. 

 

Để thực sự triển khai được mô hình quản lý đô thị bằng loại bản đồ này, cần hiện đại hóa viêc mô hình hóa nhà từ dữ liệu Lidar trên phần mềm TerraSolid cho đô thị của nước ta, hiện, công đoạn này vẫn phải biên tập thủ công khá nhiều, dẫn đến việc một số chi tiết phức tạp của mái nhà chưa thể hiện được.

 

Muốn sử dụng hệ thống này đảm bảo tốc độ hiển thị bản đồ 3D trên ArcScene, đòi hỏi máy tính có cấu hình cao bởi việc chọn ArcScene làm phần mềm đầu ra cho phép đồng nhất sản phẩm bản đồ 3D với các CSDL 1/2000, 1/5000 hiện hành trên ArcGis.

 

Sản phẩm thử nghiệm được đưa ra sử dụng bộ ký hiệu có sẵn của ArcGis về cơ bản đáp ứng được yêu cầu thể hiện nói chung nhưng một số ký hiệu về hình thức chưa thật sát với thực tế đô thị nước ta. Vì vậy, cần thiết phải tiếp tục nghiên cứu hoàn thiện, đưa ra quy chuẩn cho công tác xây dựng bản đồ 3D đô thị từ dữ liệu Lidar. Tiến hành phối hợp với địa phương xây dựng bản đồ 3D cho 1 khu đô thị hoàn chỉnh và đưa các ứng dụng quản lý đô thị của sản phầm này vào thực tế như một mô hình mẫu. Đồng thời, tiến hành nghiên cứu về cơ sở khoa học, cấu trúc dữ liệu của bản đồ địa chính 3D và các khung pháp lý đi kèm.