Lựa chọn mô hình thu thập dữ liệu lý tưởng khi thành lập bản đồ bằng PIX4Dmapper

Khi sử dụng phần mềm PIX4Dmapper để thành lập bản đồ cần phải có một kế hoạch thu thập dữ liệu hình ảnh sao cho phù hợp nhất với địa hình, cũng như từng dự án cụ thể. Để làm được điều này ta cần hiểu rõ về thuật toán cũng như khả năng xử lý hình ảnh của PIX4Dmapper. Vậy khả năng xử lý ảnh thành lập bản đồ bằng PIX4Dmapper ra sao? Kế hoạch thu thập dữ liệu cho từng dự án sao cho lý tưởng? Hãy cùng Đất Hợp tìm hiểu trong bài viết sau.

Phần mềm PIX4Dmapper giúp thành lập bản đồ 3D như thế nào?

- Thuật toán của phần mềm xử lý ảnh PIX4Dmapper cho thành lập bản đồ 3D

PIX4Dmapper là phần mềm xử lý ảnh dựa trên thuật toán tự động tìm kiếm hàng nghìn điểm tương đồng giữa những hình ảnh với nhau.

Mỗi điểm đặc trưng được tìm thấy được gọi là Keypoint, khi 2 Keypoint ở 2 ảnh khác nhau được cho là tương thích, đó gọi là Keypoint tương đồng. Từng nhóm Keypoint tương đồng sẽ tạo ra 1 điểm 3D.

Khi có độ chồng lớp cao giữa 2 ảnh, khu vực quan tâm sẽ lớn, dẫn đến có nhiều Keypoint tương thích được tìm thấy. Càng nhiều Keypoint được tìm thấy thì càng tạo ra nhiều điểm 3D có độ chính xác cao.

Vì vậy, quy tắc chính của thuật toán chính là duy trì độ chồng lớp cao nhất có thể giữa các hình ảnh.

- PIX4Dmapper cung cấp khả năng xử lý hình ảnh chuyên nghiệp

Kết quả của quá trình thu thập dữ liệu hình ảnh ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của kết quả thu được, nên quá trình thiết kế chuyến bay là cực kỳ quan trọng.

PIX4D cho phép người dùng sử dụng Processing Template để xử lý. Các Template với tiêu đề Rapid/Low Res cho ra kết quả nhanh với độ phân giải không cao, có thể được sử dụng trên thực địa để cho phép hiển thị mức độ khả dụng của bộ dữ liệu thu thập.

Nếu quá trình xử lý Rapid/Low Res không cho ra kết quả quá hoàn hảo, bộ dữ liệu thu được không đủ để xử lý hoàn toàn và cần phải đo lại dữ liệu.

Các mô hình dữ liệu lý tưởng cho việc thu thập dữ liệu

Kế hoạch thu thập dữ liệu hình ảnh một cách lý tưởng nhất cho thành lập bản đồ bằng PIX4Dmapper sẽ phụ thuộc vào loại địa hình hoặc đối tượng cần tái tạo dưới định dạng kỹ thuật số: Rừng, thảm thực vật, địa hình đồng bằng, mô hình kỹ thuật số công trình, bản đồ quy hoạch,…

- Thứ nhất, mô hình dữ liệu lý tưởng cơ bản chung có thể áp dụng cho nhiều lĩnh vực

Độ chồng lớp được khuyến cáo cho hầu hết các mục đích làm việc là 75% giữa 2 tâm ảnh liền kề và 60% giữa 2 dãy ảnh liền kề với bố cục bay chụp dạng khung lưới thông thường. Máy ảnh nên được duy trì ở độ cao nhất định và không thay đổi so với địa hình hoặc vật thể để đảm bảo Độ phân giải mặt đất (GSD) như mong muốn.

Hình 1. Kế hoạch thu thập dữ liệu hình ảnh lý tưởng cho các trường hợp chung.

- Thứ hai, mô hình dữ liệu lý tưởng cho rừng và thảm thực vật

Cây cối và thảm thực vật dày đặc thường cho ra rất nhiều sự khác biệt giữa các ảnh chồng lớp hình học do có sự phức tạp trong cấu trúc (cành, lá,…). Do đó, rất khó để chọn ra nhiều Keypoint chung giữa các ảnh. Để đạt được kết quả xuất ra như mong muốn, nên sử dụng kế hoạch bay dạng lưới đồng thời áp dụng những thay đổi:

Tăng độ phủ giữa 2 ảnh và dãy lên tối thiểu 85%
Tăng độ cao bay chụp: Bay chụp ở vị trí cao hơn sẽ ít gây ra biến dạng phối cảnh hơn và thảm thực vật sẽ được trực quan hơn. Chiều cao bay chụp kết hợp với độ phân giải và tiêu cự máy ảnh sẽ xác định được GSD của hình ảnh. Kết quả tốt nhất thu được là GSD cao hơn 10cm / pixel.

- Thứ ba, mô hình dữ liệu lý tưởng cho địa hình đồng bằng, nông nghiệp

Trong các trường hợp bay chụp ở địa hình bằng phẳng với mặt bằng trực quan đồng nhất như khu vực ruộng đồng, rất khó để tìm ra KeyPoint giữa các hình ảnh. Để đạt được kết quả xuất ra như mong muốn, nên sử dụng kế hoạch bay dạng lưới đồng thời áp dụng những thay đổi:

Tăng độ phủ giữa 2 ảnh và dãy lên tối thiểu 80%
Tăng độ cao bay chụp.
Sử dụng dữ liệu có tâm ảnh chụp độ chính xác cao và Agriculture (Ag) template.

- Thứ 4, mô hình dữ liệu lý tưởng cho thành lập mô hình 3D của công trình

Việc tái tạo lại mô hình 3D các tòa nhà yêu cầu một kế hoạch bay chụp cụ thể:

Định hướng cao độ của máy ảnh sao cho phần lớn khung ảnh được chụp.
Bay nhiều lần quanh tòa nhà, tăng chiều cao bay bà hạ góc máy ảnh cho từng vòng bay.

Hình 2. Kế hoạch thu thập dữ liệu hình ảnh lý tưởng cho các trường hợp thành lập mô hình 3D cho công trình.

- Thứ năm, mô hình dữ liệu đối với các trường hợp đặc biệt

Các khu vực có tuyết phủ dày đặc, sa mạc trống và sông hồ là những địa hình khó để thành lập bản đồ bay chụp do tính tương quan lớn, ít đặc điểm nhận dạng, v.v.

Đối với địa hình tuyết hoặc cát:

Độ phủ giữa 2 ảnh chụp liền kề nhau là ít nhất 85% và độ phủ giữa 2 dãy ảnh là ít nhất 70%.
Thiết lập độ phơi sáng phù hợp để tăng độ tương phản trong ảnh chụp.

Đối với bề mặt nước:

Bề mặt nước là bề mặt gần như không có nội dung trực quan do khu vực hình ảnh trùng nhau quá lớn. Phản xạ ảnh sáng và sóng thay đổi liên tục nên không thể dùng để căn cứ đối chiếu hình ảnh:

Không thể thành lập bản đồ bề mặt đại dương.
Để tái tạo các bề mặt có nước như sông, hồ, hình ảnh bay chụp cần có thêm những đặc điểm nhận dạng trên đất liền. Bay chụp càng cao sẽ thu được càng nhiều đối tượng địa lý.

Bản đồ theo tuyến

Thành lập bản đồ theo tuyến như đường sắt, đường bộ hoặc sông yêu cầu ít nhất 2 đường bay. Không bắt buộc GCP nhưng vẫn khuyến nghị có các điểm GCP để tăng độ chính xác cho dự án.

Hình 3. Thành lập bản đồ theo tuyến bằng đường bay song song.

Nếu không thể thực hiện kế hoạch bay song song, có thể sử dụng kế hoạch đường bay đơn với điều kiện:

Độ phủ lớp ảnh đủ cao, tối thiểu 85%
Số lượng GCP tối thiểu cho một dự án quy hoạch phụ thuộc vào nhiều yếu tố, nên phân bổ GCP lệch tâm (theo đường ziczac) dọc theo chiều bay.

Hình 4. Thành lập bản đồ theo tuyến bằng đường bay đơn (không khuyến cáo)

Hình 5. Đề xuất phân bố GCP trong thành lập bản đồ theo tuyến.

Đa chuyến bay

PIX4Dmapper có khả năng xử lý nhiều hình ảnh được thu thập từ nhiều chuyến bay. Khi thiết kế nhiều kế hoạch bay khác nhau trên cùng 1 dự án, đảm bảo:

Mỗi kế hoạch phải thu thập đầy đủ hình ảnh với độ phủ phù hợp
Có đủ không gian chồng lớp giữa 2 kế hoạch bay
Nhiều kế hoạch khác nhau sẽ khả thi trong điều kiện như nhau (hướng nắng, điều kiện thời tiết, công trình như nhau, v.v.)

Hình 6. Yêu cầu độ phủ hình ảnh phù hợp giữa 2 dự án bay chụp.

Tái tạo mô hình số thành thị

Việc thầnh lập mô hình 3D các khu vực đô thị yêu cầu một kế hoạch thu thập hình ảnh theo lưới kép để ghi nhận được tất cả các bề mặt của công trình từ mọi hướng.

Độ chồng lớp là tối thiểu 75% giữa 2 tâm ảnh liền kề và 60% giữa 2 dãy ảnh liền kề
Góc chụp từ 10 đến 35 độ theo phương thẳng đứng.

Hình 7. Kế hoạch bay chụp theo mô hình lưới kép.

Mô hình nội thất 3D

Đối với việc thành lập mô hình 3D của nội thất, nên sử dụng hình ảnh chụp từ mặt đất với độ phủ khoảng 90% bằng ống kính mắt cá, với các điểm đặc trưng ảnh thủ công.

Tái tạo các mô hình chung

PIX4Dmapper hoàn toàn có thể kết hợp các mô hình nội thất, ngoại thất, trên không, trên mặt đất, nadir, oblique, v.v.

Các hình ảnh phải có độ phủ phù hợp trong và giữa các tập dữ liệu thu được.

Tái tạo các đối tượng có độ cao lớn

Việc thành lập mô hình 3D của các vật thể có chiều cao lớn đòi hỏi một kế hoạch thu nhận hình ảnh cụ thể:

Bay sát vật thể.
Bay nhiều lần ở nhiều độ cao.
Độ phủ hình ảnh cao, 90% giữa 2 ảnh chụp trên một dãy độ cao, 60% độ phủ giữa 2 dãy độ cao liền kề.
Tất cả mọi thử trong khung ảnh phải được lấy nét.
Khuyến khích định vị địa lý hình ảnh.

Hình 8. Kế hoạch bay chụp tháp.

Tái tạo cấu trúc hầm

PIX4Dmapper có thể tái tạo lại đường hầm trong điều kiện ánh sáng tự nhiên (nếu đường hầm không quá dài).

Hình 9. Tự động xác định Tie Point trong đường hầm.

Mong rằng qua bài viết, bạn đọc đã có thể hiểu hơn về khả năng xử lý ảnh cho thành lập bản đồ bằng PIX4Dmapper, cũng như kế hoạch thu thập dữ liệu hiệu quả, lý tưởng nhất theo từng nhu cầu, đặc điểm dự án. Để được tư vấn thêm thông tin chi tiết về phần mềm PIX4Dmapper, cũng như các thiết bị, phần mềm liên quan khác, hãy liên hệ đến hotline 0903 825 125 để được hỗ trợ nhanh chóng nhất.

>>> Xem thêm: SỬ DỤNG PIX4DREACT CHIA SẺ VỚI PIX4DCLOUD HỖ TRỢ HIỆU QUẢ CHO NHỮNG TRƯỜNG HỢP KHẨN CẤP

Mọi thông tin xin vui lòng liên hệ: