Các hãng sản xuất các thiết bị ngày càng hướng tới các thiết bị UAV với các thiết bị chụp ảnh độ phân giải cao, giảm thời gian và công sức trong các nội dung trắc địa - bản đồ. Các thiết bị UAV có khả năng điều chỉnh độ phân giải theo độ cao, khả năng định nghĩa phạm vi đo vẽ, thành lập và cung cấp nhanh chóng bản đồ địa hình các loại tỷ lệ lớn (1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000). Nhiều kết quả nghiên cứu đã khẳng định độ chính xác cao của các loại bản đồ địa hình tỷ lệ lớn được đo vẽ bằng UAV. Các UAV mới nhất hiện nay như MD4-1000 (Đức), Pteryx (Ba Lan), Swinglet CAM (Thụy Sĩ), UX-5, X-100 Trimble (Mỹ) đều có thể bay thấp, chụp ảnh với độ phân giải vài chục cm trên khu vực có diện tích vài chục km2. Hiện nay, trong một lần bay, các UAV có thể chụp ảnh 4÷5 km2 với độ phân giải 10÷15 cm và có thể dưới 10 cm.

Với khả năng ứng dụng lớn của công nghệ bay chụp UAV và hệ thống trạm CORS ở Việt Nam đã được đi vào hoạt động, việc thực hiện đề tài: “Nghiên cứu tích hợp thiết bị IMU và GNSS thu nhận dữ liệu sử dụng công nghệ trạm tham chiếu ảo (VRS) trên thiết bị bay không người lái (UAV) phục vụ công tác thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn” phục vụ thu thập dữ liệu trong công tác thành lập bản đồ địa hình tỉ lệ lớn với mục tiêu kết hợp các công nghệ nhằm tăng hiệu quả chung của hệ thống thu nhận dữ liệu, từ đó xem xét khả năng giảm thiểu và tiến tới loại bỏ công tác đo nối điểm khống chế ảnh trong quy trình thành lập bản đồ địa hình tỉ lệ lớn là hết sức cần thiết. Đề tài do nhóm nghiên cứu của ThS. Lưu Hải Âu tại Viện khoa học Đo đạc và bản đồ thực hiện từ năm 2017 đến năm 2020.

Mục tiêu của đề tài là xây dựng giải pháp tích hợp thiết bị IMU và GNSS thu nhận dữ liệu sử dụng công nghệ trạm tham chiếu ảo (VRS) trên thiết bị bay không người lái (UAV); và đề xuất quy trình, công nghệ thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn từ dữ liệu thu được của thiết bị IMU và GNSS tích hợp trên thiết bị bay không người lái (UAV).

Sau ba năm nghiên cứu, các tác giả đã tích hợp thành công hệ thống thiết bị IMU và GNSS thu nhận dữ liệu sử dụng công nghệ trạm tham chiếu ảo (VRS) trên thiết bị bay không người lái (UAV) phục vụ công tác thành lập bản đồ địa hình tỉ lệ lớn.

Nhóm nghiên cứu đã xây dựng phần mềm truy xuất dữ liệu và phần mềm xử lý tọa độ tâm ảnh. Dữ liệu từ các thiết bị GNSS và IMU gắn trên UAV được sử dụng để nâng cao độ chính xác các yếu tố định hướng ngoài của ảnh bằng phương pháp bộ lọc Kalman và mô hình sai số ngẫu nhiên.

Thiết bị tích hợp GNSS-IMU-UAV của đề tài kết hợp với công nghệ trạm tham chiếu ảo và các trạm CORS của Cục Đo đạc Bản đồ và Thông tin Địa lý có thể loại bỏ hoàn toàn trạm Base mặt đất đặt cố định trong quá trình bay chụp đối với các khu vực đô thị đảm bảo mật độ trạm CORS với khoảng cách 50 - 70 km.

Qua quá trình thực nghiệm, tác giả nhận thấy rằng việc sử dụng dữ liệu GNSS kết hợp IMU để xử lý tọa độ tâm ảnh có thể giảm tới 80% số điểm khống chế ảnh cần đo đạc so với trước đây đối với các loại bản đồ địa hình 1:2000; 1:5000. Công nghệ này đã góp phần nâng cao mức độ tự động hóa trong công tác sử dụng thiết bị bay không người lái (UAV) trong đo đạc thành lập bản đồ địa hình.

Nhóm nghiên cứu đã đề xuất quy trình thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn (1:500; 1:1000; 1:2000; 1:5000) bằng phương pháp bay chụp ảnh UAV bằng hệ thống tích hợp GNSS-IMU-UAV.

Đề tài giúp giảm tối đa công tác đo đạc khống chế ảnh trong đo đạc, thành lập bản đồ địa hình bằng công nghệ UAV. Từ đó, giảm giá thành, nâng cao hiệu quả kinh tế, hướng tới tự động hóa hoàn toàn công tác thành lập bản đồ địa hình từ ảnh UAV.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 18158/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.