Ứng dụng công nghệ UAV và Scan Laser khảo sát công trình giao thông

Mới đây, Trung tâm phối hợp với chuyên gia của Công ty TNHH Oura Kousoku (Nhật Bản) và Công ty Cổ phần Thương mại và Giáo dục Thiên Thiên thực hiện khảo sát bằng UAV và thiết bị Scan Laser chuyên dụng tại vị trí Km438+050 (T), Cầu MT, Km418+680, đường Hồ Chí Minh (nhánh Tây) qua TP Đà Nẵng.

Trong đợt khảo sát, đoàn công tác sử dụng các thiết bị bao gồm: Thiết bị bay không người lái (UAV) kết hợp LiDAR model “Matrice 300 RTK” và máy Scan Laser chuyên dụng model “Laser Leica RTC360”.

Công nghệ UAV kết hợp LiDAR cho phép khảo sát tổng thể khu vực, đặc biệt hỗ trợ tiếp cận các vị trí có địa hình phức tạp, hiểm trở như đồi cao, taluy âm sâu. Khác với flycamera thông thường chủ yếu thu thập dữ liệu hình ảnh, thiết bị này có khả năng đo đạc, thu thập dữ liệu tọa độ với sai số ±15 mm.

Bên cạnh đó, việc kết hợp với LiDAR sử dụng bước sóng thuộc dải L (24 cm) còn xuyên được qua tán cây, qua đó góp phần hạn chế sai số ảnh hưởng từ các tầng thực vật đến quá trình thu thập dữ liệu địa hình.

Máy Scan Laser RTC360 là thiết bị khảo sát hiện đại, sử dụng công nghệ chiếu ánh sáng Laser để đo khoảng cách đến các đối tượng dựa trên sự khác biệt pha của thành phần phản xạ, tán xạ quay lại sau khi chiếu vào bề mặt đối tượng. Thiết bị cho phép quét không gian 360° với tốc độ cao, thu thập hàng triệu điểm dữ liệu trong một giây với mật độ khoảng 2 mm và khoảng cách đo từ 0,5 - 130 m. Với những đặc tính này, máy Scan Laser RTC360 là thiết bị cực kỳ hiệu quả đối với các công trình có đặc điểm kỹ thuật đặc biệt như cầu cao hay hầm đường bộ.

Với điểm khác biệt với công tác khảo sát với các thiết bị truyền thống với công nghệ hiện đại, số liệu sau khi khảo sát từ Laser Leica RTC360 mang lại cách nhìn tổng quan qua hệ thống hàng triệu điểm “Point Cloud”. Các điểm đo được sắp xếp theo vị trí chính xác trong không gian 3D và xử lý trên phần mềm, tạo điều kiện kiểm tra, phân tích hiện trạng công trình một cách trực quan tương tự như đang quan sát tại hiện trường.

Với kết quả dữ liệu Point Cloud ban đầu có thể trực tiếp đo đạc xác định kết cấu của các công trình mà không cần bố trí giàn giáo tại các vị trí khảo sát. Phương pháp này góp phần rút ngắn thời gian đo đạc, đồng thời nâng cao khả năng thu thập và lưu trữ dữ liệu hiện trạng công trình.

Bên cạnh đó, trong công tác khảo sát các vị trí sạt lở, thiết bị UAV kết hợp LiDAR cho thấy hiệu quả ưu việt nhờ khả năng tiếp cận nhanh chóng các khu vực có địa hình phức tạp, hiểm trở. So với phương pháp khảo sát truyền thống, vốn cần bố trí tối thiểu 03 kỹ sư để thực hiện đo vẽ, đo đạc bằng máy toàn đạc tại một vị trí, việc ứng dụng UAV kết hợp LiDAR có thể giảm đáng kể nhân lực trực tiếp tại hiện trường, chỉ với 01 kỹ sư có thể vận hành thiết bị và thực hiện thu thập dữ liệu trong thời gian rất ngắn. Qua đó, giải pháp không chỉ rút ngắn thời gian khảo sát mà còn góp phần giảm chi phí nhân công, nâng cao năng suất và hiệu quả tổ chức thực hiện công tác khảo sát, đặc biệt tại các vị trí có điều kiện địa hình khó tiếp cận.

Đồng thời, đối với các công trình đặc thù như cầu và hầm, thiết bị Scan Laser Leica RTC360 phát huy hiệu quả trong việc thu thập dữ liệu hiện trạng với độ chi tiết cao và khả năng số hóa không gian công trình. Đặc biệt, đối với các công trình quy mô lớn hoặc có kết cấu phức tạp như cầu dây văng, cầu dây võng…, việc áp dụng các phương pháp khảo sát truyền thống có thể gặp nhiều hạn chế do điều kiện tiếp cận và yêu cầu về thiết bị, nhân lực phục vụ đo đạc.

Công nghệ Scan Laser cho phép thu thập dữ liệu 3D từ nhiều vị trí, hạn chế việc phải tiếp cận trực tiếp các khu vực khó khảo sát, qua đó góp phần nâng cao tính an toàn, rút ngắn thời gian thực hiện và giảm các chi phí phát sinh trong quá trình khảo sát.

Việc thí điểm ứng dụng UAV kết hợp LiDAR và Scan Laser là một bước tiến mới trong quá trình đẩy mạnh ứng dụng KHCN, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số tại Trung tâm Kỹ thuật và Công nghệ đường bộ phía Nam. Trên cơ sở kết quả đạt được, Trung tâm hướng đến mục tiêu sử dụng các thiết bị này để tiếp tục nghiên cứu, thực hiện các công tác đặc thù như Scan to BIM (Building Information Modeling), quan trắc các vị trí sạt lở hay gắn tài sản đặc biệt như cầu, hầm lên cơ sở dữ liệu dùng chung, phục vụ công tác quản lý, khai thác và bảo trì kết cấu hạ tầng đường bộ.