Thiết bị đo khoảng cách công nghệ Laser kết hợp GPS phục vụ ứng dụng trong công tác bản đồ và GIS (Số cuối)

Hoàng Kim Quang & Nguyễn Minh Phong& Đặng Nguyên Vũ – Công ty TNHH ANTHI Việt Nam

2. KẾT HỢP HAI CÔNG NGHỆ LASER VÀ GPS

Trong thực tiễn, việc triển khai công nghệ GPS trên diện rộng gặp phải khá nhiều khó khăn. Một trong những khó khăn đầu tiên gây cản trở cho công nghệ định vị vệ tinh GPS đó là những vị trí bị che khuất, không có khả năng quan sát bầu trời. Ví dụ khi thu thập số liệu trong khu vực đô thị nhiều nhà cao tầng, dưới tán cây rừng, khu vực thung lũng hay khe núi cao … Khó khăn thứ hai là việc phải di chuyển liên tục trong quá trình thu thập số liệu bản đồ GIS chi tiết, bởi một trong những đặc điểm của đo đạc thu thập số liệu sử dụng công nghệ định vị vệ tinh GPS là “Muốn đo đối tượng nào phải tiếp cận trực tiếp đến đối tượng đó”, tuy nhiên trong thực tiễn việc tiếp cận trực tiếp các đối tượng đôi khi là nhiệm vụ bất khả thi. Tuy nhiên, những khó khăn mà công nghệ GPS gặp phải lại được giải quyết một cách khá đơn giản nếu kết hợp GPS với máy đo khoảng cách laser cầm tay.

Dựa trên hiện trạng công nghệ GPS tại Việt Nam cũng như thiết bị GPS và phần mềm đã trang bị cho các đơn vị cả nước. Trong bước thử nghiệm sơ bộ để hoàn chỉnh nội dung bài viết này, chúng tôi đã lựa chọn hai loại máy GPS cầm tay phổ biến nhất là Trimble GeoExplorer XT2008 và Trimble JunoSB, để kiểm tra mức độ tương thích cũng như khả năng phối hợp hoàn thiện tính năng. Cả hai chủng loại máy GPS trên đều hỗ trợ giao thức kết nối không dây Bluetooth, việc kết nối với máy TruPulse 200B và 360B được thực hiện khá đơn giản. Tuy nhiên TruPulse 200, 360 và ImPulse không trang bị khả năng kết nối không dây Bluetooth chỉ có thể kết nối được với máy GeoExplorerXT 2008, bởi mẫu máy GPS này hỗ trợ cổng kết nối có dây chuẩn RS232.
TruPulse 360B và máy GPS GeoExplorerXT 2008 cài đặt phn mm TerraSync TruPulse 360B và máy GPS Juno SB cài đặt phn mm TerraSync

Mặc dù không được tích hợp la bàn điện tử, các mẫu máy 200 và ImPulse ngoài tính năng xác định các số liệu đo khoảng cách và chiều cao, còn có khả năng hỗ trợ các phép đo bù dịch chuyển GPS (Offset GPS). Tuy nhiên, phương pháp đo đạc sẽ mất nhiều công đoạn hơn bởi cần bổ sung thêm tối thiểu một điểm định vệ tinh GPS trong điều kiện thuận lợi và khai báo thông số phù hợp để loại bỏ các điểm giao thoa.

Để rút ngắn thời gian thử nghiệm sơ bộ, chúng tôi đã lựa chọn sử dụng mẫu máy cao cấp nhất trong dòng TruPulse, đó là mẫu máy 360B. Có thể nói, 360B là mẫu máy hoàn chỉnh, giao thức không dây Bluetooth của 360B giúp kết nối với GeoExplorerXT 2008 và Juno SB một cách đơn giản và thuận tiện, cảm biến nghiêng hỗ trợ đo các thông số liên quan đến khoảng cách, độ dốc và hướng sườn, la bàn tích hợp hỗ trợ cho phép đo Offset GPS. Sau khi khởi động phần mềm ứng dụng Trimble TerraSync, xác lập và kích hoạt kết nối Bluetooth, TruPulse 360B và GeoExplorerXT 2008 cũng như Juno SB gần như là một khối thiết bị thống nhất. Như vậy công nghệ GPS đã có thêm giải pháp bổ sung hoàn chỉnh, đảm bảo khả năng đo xác định vị trí địa lý của đối tượng ở bất kỳ đâu trong vùng hoạt động của tia laser, dựa vào kỹ thuật đo Offset GPS. Vị trí của các đối tượng trước đây không thể tiếp cận được, thì nay sẽ xuất hiện trên máy hình máy GPS ngay sau một lần bấm nút trên máy TruPulse 360B. Sự kết hợp này, đã loại bỏ được gần như hoàn toàn những khó khăn mà GPS thường gặp phải trong thực tiễn. Dưới đây là những lợi ích ban đầu do chúng tôi nhận định, khi kết hợp được hai công nghệ laser và GPS:

-      Xác định toạ độ các đối tượng bị che khuất bởi tán cây, toà nhà cao tầng … bằng kỹ thuật đo Offset GPS.
-      Tiết kiệm thời gian di chuyển trên thực địa do không còn phải trực tiếp đi đến vị trí của từng đối tượng để xác định vị trí nữa.
-      Không cần tiếp cận trực tiếp tới vị trí đối tượng cần đo. Các đối tượng ở những vị trí nguy hiểm hoặc không thể tiếp cận trực tiếp, đều có thể xác định được vị trí nhờ kỹ thuật đo Offset GPS.
-      Đo xác định các thông số thuộc tính cho đối tượng như: Chiều cao, kích thước, khoảng cách ảnh hưởng tới các đối tượng xung quanh…
-      Xác định hệ số chênh cao giữa điểm đứng đo và đối tượng đo.
-      Xác định phương vị tới đối tượng đo.
-      Có khả năng kết nối với các phần mềm tiện ích khác phục vụ cho đa mục đích ứng dụng.
 


Xác định chênh cao giữa hai điểm bất kỳ


Xác định vị trí & phương vị của đối tượng cố định (có GPS)


Xác định phương vị của đối tượng di chuyển


Đo Offset GPS tới các đối tượng mà không cần di chuyển


Xác định các thông số khoảng cách liên quan tới đối tượng


Xác định khoảng cách và độ nghiêng giữa hai điểm bất kỳ 

3. KHẢ NĂNG TRIỂN KHAI ỨNG DỤNG

Một trong những phát hiện lý thú trong quá trình thử nghiệm mà chúng tôi đã thu được, chính là khả năng tương thích của dòng máy TruPulse đối với các loại máy GPS do các hãng khác nhau sản xuất. Không chỉ hỗ trợ tốt cho các máy GPS cũng như máy tính điều khiển cầm tay của Trimble Navigation, TruPulse còn có khả năng hỗ trợ cho hầu hết các loại máy GPS của các hãng sản xuất khác như Leica, Topcon, Sokkia … đặc biệt là các máy GPS sử dụng phần mềm thu thập số liệu thực địa Trimble TerraSync và ESRI ArcPad.

Để có được những đánh giá xác thực, cũng như những khuyến nghị ứng dụng chính xác. Chúng tôi sẽ tiếp tục tiến hành những thử nghiệm để kiểm tra chi tiết toàn bộ các tính năng lý thuyết của hai dòng thiết bị TruPulse và ImPulse. Tuy nhiên, chúng tôi khẳng định một điều rằng khả năng ứng dụng của công nghệ đo laser là hoàn toàn khả thi, hợp lý và cần thiết. Không chỉ đơn thuần trong lĩnh vực đo đạc bản đồ và thu thập số liệu thực địa, mà còn có rất nhiều những ứng dụng tiềm năng khác như giám sát biến động của các đối tượng dọc các tuyến biên giới hỗ trợ bộ đội biên phòng, hỗ trợ trong công tác bố phòng trận địa, trong hành quân huấn luyện chiến đấu, trong công tác chinh sát, hoạt động xâm nhập hay bắn tỉa, điều tra và thống kê lâm nghiệp, đánh giá biến động đường  bờ nước, rừng … Trong bài phân tích kỹ thuật tiếp theo, chúng tôi sẽ cung cấp những mô tả chi tiết về toàn bộ quy trình thử nghiệm, các bước kiểm tra, những số liệu đã thu được, các phép đo so sánh với các thiết bị đo đạc khác như máy GPS, máy toàn đạc điện tử, cũng như khả năng triển khai trên diện rộng trong toàn quân các loại máy đo TruPulse và ImPulse. Qua đó chúng tôi cũng sẽ đưa ra những đánh giá, nhận xét về khả năng ứng dụng của các thiết bị này cho các mục đích ứng dụng khác ngoài mục tiêu đo đạc bản đồ và thu thập số liệu GIS.
Ý KIẾN BẠN ĐỌC
Hiển Thị Thêm
BÌNH LUẬN