Sử dụng máy bay không người lái (UAV) chụp ảnh phục vụ nghiên cứu cấu trúc các hệ sinh thái núi khu vực Tây Nguyên

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:4

Thêm vào BST

Báo xấu

30
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài báo trình bày việc ứng dụng quy trình chụp ảnh bằng máy bay không người lái (Unmanned aerial vehicle - UAV) trong nghiên cứu cấu trúc các hệ sinh thái núi khu vực Tây Nguyên. Kết quả, đã thu thập được 2898 cảnh ảnh của 25 khu vực, có diện tích hơn 1000 ha, đại diện cho độ cao của 5 hệ sinh thái núi ở Tây Nguyên.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Sử dụng máy bay không người lái (UAV) chụp ảnh phục vụ nghiên cứu cấu trúc các hệ sinh thái núi khu vực Tây Nguyên

Khoa học - Công nghệ và đổi mới sáng tạo Sử dụng máy bay không người lái (UAV) chụp ảnh phục vụ nghiên cứu cấu trúc các hệ sinh thái núi khu vực Tây Nguyên Hà Quý Quỳnh1, 2, 3, Nguyễn Văn Sinh2, 3, Đặng Huy Phương2, Nguyễn Quảng Trường2, 3 1 Ban Ứng dụng và Triển khai công nghệ, VAST 2 Viện Sinh thái và Tài nguyên sinh vật, VAST 3 Học viện Khoa học và Công nghệ, VAST Bài báo trình bày việc ứng dụng quy trình chụp ảnh bằng máy bay không người lái (Unmanned aerial vehicle - UAV) trong nghiên cứu cấu trúc các hệ sinh thái núi khu vực Tây Nguyên. Kết quả, đã thu thập được 2898 cảnh ảnh của 25 khu vực, có diện tích hơn 1000 ha, đại diện cho độ cao của 5 hệ sinh thái núi ở Tây Nguyên. Đây là những kết quả của đề tài nghiên cứu, xây dựng cơ sở khoa học cho mô hình quản lý tổng hợp hệ sinh thái núi nam Trường Sơn nhằm bảo tồn và khai thác bền vững mã số TN18/T07 thuộc Chương trình Tây Nguyên 2016-2020. Với kích thước ảnh UAV trung bình 600x600 m/cảnh, độ phân giải cao, chụp được trong điều kiện thời tiết mà ảnh vệ tinh quang học không thể thực hiện được, ảnh UAV trở thành nguồn tư liệu quan trọng trong việc triển khai nghiên cứu cấu trúc hệ sinh thái theo chỉ tiêu, đặc điểm chi tiết, đáp ứng yêu cầu quản lý, bảo tồn và phát triển các hệ sinh thái trong tương lai. Mở đầu đã được sử dụng rộng rãi ở nước Để quản lý các thiết bị bay ngoài, trở thành công nghệ quan không người lái, Chính phủ đã Công nghệ viễn thám và trọng để thu thập dữ liệu không ban hành Nghị định số 36/2008/ hệ thông tin địa lý (GIS) phát gian, với ưu điểm về độ linh động, NĐ-CP về quản lý tàu bay không triển mạnh đã góp phần hỗ trợ người lái và các phương tiện bay chủ động thời gian ghi nhận…, bổ nghiên cứu cấu trúc các hệ sinh siêu nhẹ; Bộ Quốc phòng đã ban sung cho công nghệ viễn thám vệ thái. Hiện nay, các ảnh Landsat, hành Thông tư số 35/2017/TT- tinh và ảnh máy bay có người lái. Sentinel cung cấp miễn phí nên Công nghệ chụp ảnh bằng UAV BQP quy định tiêu chuẩn đủ điều việc ứng dụng công nghệ này cho phép thu nhận các ảnh với độ kiện bay; tiêu chuẩn, thủ tục cấp phục vụ nghiên cứu cấu trúc hệ phân giải rất cao trong điều kiện giấy phép cho cơ sở thiết kế, sản sinh thái núi càng phát triển. Tuy địa hình phức tạp. Các phần mềm xuất, sửa chữa, bảo dưỡng, thử nhiên, công nghệ viễn thám còn mã nguồn mở và thương mại cho nghiệm tàu bay, động cơ tàu bay, một số hạn chế như: ảnh vệ tinh phép xử lý ảnh, xây dựng các sản cánh quạt tàu bay và trang bị, bị ảnh hưởng bởi mây, thời tiết; phẩm bản đồ (mô hình số bề mặt, thiết bị của tàu bay không người thời gian chụp phụ thuộc quỹ đạo mô hình số độ cao, bản đồ trực lái, phương tiện bay siêu nhẹ; vệ tinh; độ phân giải thấp, thường ảnh, bản đồ 3D, video). Với các khai thác tàu bay không người lái từ 10 đến 30 m. Cùng với sự phát tính năng mới, tiện lợi như: sử và phương tiện bay siêu nhẹ. triển của công nghệ vệ tinh thì dụng máy bay nhỏ, nhẹ, cất cánh Việc ứng dụng công nghệ này công nghệ chụp ảnh bằng UAV và hạ cánh không cần đường trong nghiên cứu cấu trúc hệ đang được ứng dụng rộng rãi băng; chiều cao chuyến bay sinh thái núi là nhằm đạt được trong nhiều lĩnh vực như: đo đạc tương đối thấp, thường
khoa học - công nghệ và đổi mới sáng tạo ứng dụng thiết bị UAV chụp ảnh Kết quả chụp ảnh các hệ chính thức tại 25 ô đại diện cho phục vụ nghiên cứu cấu trúc hệ sinh thái núi khu vực Tây các kiểu hệ sinh thái. Tổng diện sinh thái 5 vùng núi khu vực Tây Nguyên bằng UAV tích bay là 1009 ha, chụp 2898 Nguyên. cảnh ảnh, 168 đường bay. Diện Tại 5 vùng núi Tây Nguyên tích ô hành trình bay lớn nhất là Quy trình và kết quả ứng dụng UAV gồm: Ngọc Linh (>2500 m), Chư ở Vườn quốc gia (VQG) Kon Ka chụp ảnh các hệ sinh thái núi khu Yang Sin (>2400 m), Bidoup Kinh rộng 92,74 ha, cũng là ô có vực Tây Nguyên Núi Bà (>2200 m), Chư Mom số ảnh chụp lớn nhất - 503 ảnh. Quy trình ứng dụng UAV Ray (>1700 m) và Kon Ka Kinh Diện tích nhỏ nhất là ở VQG Chư (hình 1) (>1700 m), đã triển khai bay Mom Ray, rộng 7,71 ha, chụp 239 kiểu. Số ảnh chụp nhỏ nhất được B1 Mục tiêu chụp ảnh (nghiên cứu cấu trúc hệ sinh thái núi; thực hiện ở ô tại VQG BiDoup kích thước ô ảnh 300 m x 300 m; độ phân giải ≤ 0,5 m) với 31 kiểu, diện tích hành trình là 24,36 ha. Việc thu thập thông tin video khu vực bay cũng được Khu vực chụp Vùng núi, đồng bằng, Xây dựng hành trình bay B3 Thiết bị Máy bay, ố ng kính, thực hiện để hỗ trợ xử lý ảnh. thôn bản... Bản đồ, DEM… pin, thẻ nhớ Sau khi xử lý sơ bộ, các cảnh laptop, máy tính bảng, GPS, máy Khả năng tiếp cận ảnh... B2 Ô tô, xe máy, đi bộ... Tọa độ chụp ảnh Danh sách điểm chụp B4 ảnh UAV trong mỗi hành trình ảnh Cán bộ được lưu vào 1 thư mục. Sử dụng Điều kiện thời tiết Mưa, gió, nắng... Xin phép bay Người điều khiển chính, cán bộ kỹ phần mềm PIX4Dmapper để xử Kế hoạch xử lý nội B6 thuật, chuyên gia GIS, chuyên gia lý, mỗi ô ảnh được xử lý theo 1 dự án (project). Kết quả được nghiệp tại thực địa sinh thái B5 Vệ sinh máy bay, Liên hệ cán bộ địa download ảnh, B8 hiển thị theo bộ bản đồ ảnh gồm phương... sạc pin... ... các nội dung: a) Ảnh setinel độ B7 Kế hoạch Lịch trình chi tiết phân giải 10 m; b) Ảnh UAV. Hình thực hiện 2-6 là kết quả ảnh chụp từ một triển khai thực địa B9 Xử lý nội nghiệp, sản phẩm B10 số hành trình tại các hệ sinh thái núi khu vực Tây Nguyên trong Hình 1. Sơ đồ quy trình ứng dụng UAV để chụp ảnh hệ sinh thái núi. nghiên cứu này. (a) (b) Hình 2. Hành trình NGL01 (Khu bảo tồn thiên nhiên Ngọc Linh). 31 Số 8 năm 2020
Khoa học - Công nghệ và đổi mới sáng tạo (a) (b) Hình 3. Hành trình CMR01 (VQG Chư Mom Ray). (a) (b) Hình 4. Hành trình KKK01 (VQG Kon Ka Kinh). (a) (b) Hình 5. Hành trình CYS01 (VQG Chư Yang Sin). 32 Số 8 năm 2020
khoa học - công nghệ và đổi mới sáng tạo (a) (b) Hình 6. Hành trình BND01 (VQG Bidoup Núi Bà). Kết luận tư liệu quan trọng trong việc triển 2. David J. Maguire, Michael F. khai nghiên cứu cấu trúc hệ sinh Goodchild, David W. Rhind (eds) Ảnh UAV là nguồn tư liệu mới (1991), Geographic Information thái theo chỉ tiêu, đặc điểm chi bổ sung cho công nghệ viễn thám Systems: Principles and Application, tiết, đáp ứng yêu cầu quản lý, bảo và GIS nói chung, công nghệ viễn Volume 1: principle, Longman tồn và phát triển trong tương lai. thám và GIS nghiên cứu hệ sinh sciencetific & technical, John Wiley & thái, tài nguyên sinh vật nói riêng. Bên cạnh đó, thực tiễn triển Sons. Quy trình kỹ thuật ứng dụng UAV khai chụp ảnh UAV ở khu vực núi, 3. Jing He, Yongshu Li, Keke để chụp ảnh các hệ sinh thái núi rừng kín cũng cho thấy một số Zhang (2012), Research of UAV Flight khu vực Tây Nguyên gồm 10 khó khăn như: khả năng tiếp cận Planning Parameters, DOI: 10.4236/ bước. Kết quả ứng dụng quy trình pos.2012.34006. điểm chụp ảnh khó; độ chênh này thu được 2898 cảnh ảnh của cao địa hình tạo ra nhiều chướng 4. Ha Quy Quynh, Dang Huy 25 ô ảnh, bao phủ diện tích hơn ngại vật, thay đổi độ phủ; vùng Phuong, Nguyen Tien Phuong (2016), 1000 ha, đại diện cho các đai núi thường hay có nhiễu động khí “Application webgis technology for management and sharing spatial data cao của 5 hệ sinh thái núi vùng quyển thung lũng, khe núi ảnh of protected area, a case study in Xuan Tây Nguyên. Ảnh sau khi xử lý hưởng tới máy bay, hành trình Lien Nature reserve, Thanh Hoa”, Tạp đã đáp ứng được các yêu cầu về bay; số lượng pin mang theo, chí Khoa học và Công nghệ, 54(4), hệ tọa độ, tổ hợp màu… của các nguồn điện để sạc pin cũng là DOI: 15625/0866-708X/54/4/7356. phần mềm viễn thám và GIS. Độ những vấn đề khó ở vùng núi, đặc 5. Thái Văn Trừng (1999), Những phân giải của ảnh UAV đạt đến biệt ở trong rừng ? hệ sinh thái rừng nhiệt đới ở Việt Nam,