Nghiên cứu lựa chọn vị trí cất cánh cho thiết bị bay không người lái tích hợp GNSS động phục vụ đo vẽ thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn cho các mỏ lộ thiên

Thiết bị bay không người lái (UAV) đang được ứng dụng rộng rãi trong công

tác đo vẽ thành lập bản đồ địa hình. Gần đây, UAV được tích hợp thêm thiết

bị định vị tâm ảnh bằng công nghệ GNSS động (UAV/RTK) đã giúp tăng

cường khả năng đo vẽ thành lập bản đồ địa hình bằng công nghệ này. Hiện

nay, trong thực tế sản xuất, DJI Phantom 4 RTK (P4K) là UAV/RTK được

quan tâm nhiều do thiết bị này nhỏ gọn, giá thành thấp. Đối với các địa hình

có chênh cao thay đổi lớn như các mỏ lộ thiên thì việc xác định được vị trí cất

cánh của máy bay sẽ quyết định đến độ chính xác của mô hình số bề mặt

(DSM) và an toàn của hoạt động bay chụp. Bài báo này sẽ giới thiệu phương

pháp xác định vị trí cất cánh phù hợp cho P4K khi bay chụp phục vụ đo vẽ

bản đồ địa hình tỷ lệ lớn cho mỏ lộ thiên. Để thực hiện mục tiêu này, tại mỏ

than Cọc Sáu, khu vực rộng khoảng 80 ha có chênh cao địa hình lớn

(300m), được khảo sát để xác định vị trí cất cánh cho P4K. Máy bay được

chọn cất cánh tại hai vị trí có độ cao +50 m và +160 m, với vị trí sâu nhất của

địa hình mỏ (- 60 m) vẫn đảm bảo độ chính xác thành lập bản đồ địa hình tỷ

lệ lớn theo qui phạm trắc địa mỏ. DSM được thành lập từ ảnh bay chụp P4K

kết hợp với 02 điểm khống chế ảnh mặt đất có độ chính xác ở mức độ cm.

Nghiên cứu lựa chọn vị trí cất cánh cho thiết bị bay không người lái tích hợp GNSS động phục vụ đo vẽ thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn cho các mỏ lộ thiên trang 1

Trang 1

Nghiên cứu lựa chọn vị trí cất cánh cho thiết bị bay không người lái tích hợp GNSS động phục vụ đo vẽ thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn cho các mỏ lộ thiên trang 2

Trang 2

Nghiên cứu lựa chọn vị trí cất cánh cho thiết bị bay không người lái tích hợp GNSS động phục vụ đo vẽ thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn cho các mỏ lộ thiên trang 3

Trang 3

Nghiên cứu lựa chọn vị trí cất cánh cho thiết bị bay không người lái tích hợp GNSS động phục vụ đo vẽ thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn cho các mỏ lộ thiên trang 4

Trang 4

Nghiên cứu lựa chọn vị trí cất cánh cho thiết bị bay không người lái tích hợp GNSS động phục vụ đo vẽ thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn cho các mỏ lộ thiên trang 5

Trang 5

Nghiên cứu lựa chọn vị trí cất cánh cho thiết bị bay không người lái tích hợp GNSS động phục vụ đo vẽ thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn cho các mỏ lộ thiên trang 6

Trang 6

Nghiên cứu lựa chọn vị trí cất cánh cho thiết bị bay không người lái tích hợp GNSS động phục vụ đo vẽ thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn cho các mỏ lộ thiên trang 7

Trang 7

Nghiên cứu lựa chọn vị trí cất cánh cho thiết bị bay không người lái tích hợp GNSS động phục vụ đo vẽ thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn cho các mỏ lộ thiên trang 8

Trang 8

Nghiên cứu lựa chọn vị trí cất cánh cho thiết bị bay không người lái tích hợp GNSS động phục vụ đo vẽ thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn cho các mỏ lộ thiên trang 9

Trang 9

Nghiên cứu lựa chọn vị trí cất cánh cho thiết bị bay không người lái tích hợp GNSS động phục vụ đo vẽ thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn cho các mỏ lộ thiên trang 10

Trang 10

pdf 10 trang viethung 2920
Bạn đang xem tài liệu "Nghiên cứu lựa chọn vị trí cất cánh cho thiết bị bay không người lái tích hợp GNSS động phục vụ đo vẽ thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn cho các mỏ lộ thiên", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Nghiên cứu lựa chọn vị trí cất cánh cho thiết bị bay không người lái tích hợp GNSS động phục vụ đo vẽ thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn cho các mỏ lộ thiên

Nghiên cứu lựa chọn vị trí cất cánh cho thiết bị bay không người lái tích hợp GNSS động phục vụ đo vẽ thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn cho các mỏ lộ thiên
54 Journal of Mining and Earth Sciences, Vol 61, Issue 2 (2020) 54 - 63 
Research on optimal takeoff positions of UAV 
integrated GNSS - RTK in producing large scale 
topological maps for open - pit mines 
Canh Van Le *, Cuong Xuan Cao, Ha Thu Thi Le 
Faculty of Geomatics and Land Administration, Hanoi University of Mining and Geology, Vietnam 
ARTICLE INFO 
ABSTRACT 
Article history: 
Received 30th June. 2020 
Accepted 23rd July. 2020 
Available online 31st Oct. 2020 
 Unmanned aerial vehicles (UAV) are widely used for establishing large 
scale topological maps. Recently, drones have been integrated with high-
quality GNSS receivers which allows real time kinematic positioning 
(RTK), so are called UAV/RTK. This technology is beneficial to surveyors 
as they do not need to establish many ground control points in mapping 
such a complex terrain as open-pit mines. DJI Phantom 4 RTK (P4K) is a 
UAV/RTK which is of much interest due to its small size and low cost. For 
open-pit mines, the takeoff position of P4K needs to be seriously 
considered because of its influence on the accuracy of the digital surface 
model (DSM) and safety of survey flights. This article presents the method 
of determining the optimal takeoff positions for UAV in large scale 
mapping for open pit mines. To evaluate this method, a site of steep and 
rugged terrain with an area of 80 hectares at the Coc Sau coal mine was 
chosen as the study area. The results indicate that two optimal locations 
with altitudes of +50 m and +160 m could be used for taking off the P4K. 
The accuracy of DSM generated from UAV images using the optimal 
positions satisfied the accuracy requirement of large scale topological 
maps at the deepest area of the mine (the altitude of -60 m). 
Copyright © 2020 Hanoi University of Mining and Geology. All rights reserved. 
Keywords: 
DSM, 
Flight height, 
Open - pit mines, 
Taking off location, 
UAV/RTK. 
_____________________ 
*Corresponding author 
E - mail: levancanh@humg.edu.vn 
DOI: 10.46326/JMES.2020.61(5).06 
 Journal of Mining and Earth Sciences, Vol 61, Issue 2 (2020) 54 - 63 55 
Nghiên cứu lựa chọn vị trí cất cánh cho thiết bị bay không người 
lái tích hợp GNSS động phục vụ đo vẽ thành lập bản đồ địa hình 
tỷ lệ lớn cho các mỏ lộ thiên 
Lê Văn Cảnh *, Cao Xuân Cường, Lê Thị Thu Hà 
Khoa Trắc địa - Bản đồ và Quản lý đất đai , Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Việt Nam 
THÔNG TIN BÀI BÁO 
TÓM TẮT 
Quá trình: 
Nhận bài 30/06/2020 
Chấp nhận 23/7/2020 
Đăng online 31/10/2020 
 Thiết bị bay không người lái (UAV) đang được ứng dụng rộng rãi trong công 
tác đo vẽ thành lập bản đồ địa hình. Gần đây, UAV được tích hợp thêm thiết 
bị định vị tâm ảnh bằng công nghệ GNSS động (UAV/RTK) đã giúp tăng 
cường khả năng đo vẽ thành lập bản đồ địa hình bằng công nghệ này. Hiện 
nay, trong thực tế sản xuất, DJI Phantom 4 RTK (P4K) là UAV/RTK được 
quan tâm nhiều do thiết bị này nhỏ gọn, giá thành thấp. Đối với các địa hình 
có chênh cao thay đổi lớn như các mỏ lộ thiên thì việc xác định được vị trí cất 
cánh của máy bay sẽ quyết định đến độ chính xác của mô hình số bề mặt 
(DSM) và an toàn của hoạt động bay chụp. Bài báo này sẽ giới thiệu phương 
pháp xác định vị trí cất cánh phù hợp cho P4K khi bay chụp phục vụ đo vẽ 
bản đồ địa hình tỷ lệ lớn cho mỏ lộ thiên. Để thực hiện mục tiêu này, tại mỏ 
than Cọc Sáu, khu vực rộng khoảng 80 ha có chênh cao địa hình lớn 
(∼300m), được khảo sát để xác định vị trí cất cánh cho P4K. Máy bay được 
chọn cất cánh tại hai vị trí có độ cao +50 m và +160 m, với vị trí sâu nhất của 
địa hình mỏ (- 60 m) vẫn đảm bảo độ chính xác thành lập bản đồ địa hình tỷ 
lệ lớn theo qui phạm trắc địa mỏ. DSM được thành lập từ ảnh bay chụp P4K 
kết hợp với 02 điểm khống chế ảnh mặt đất có độ chính xác ở mức độ cm. 
© 2020 Trường Đại học Mỏ - Địa chất. Tất cả các quyền được bảo đảm. 
Từ khóa: 
Chiều cao bay chụp, 
DSM, 
Mỏ lộ thiên, 
UAV/RTK, 
Vị trí cất cánh. 
1. Mở đầu 
Bản đồ địa hình là tài liệu quan trọng phục vụ 
cho công tác lập kế hoạch khai thác, tính toán khối 
lượng xúc bốc (Nguyễn Đình Bé và nnk., 1998). Đo 
vẽ chi tiết thành lập bản đồ địa hình là công tác 
được thực hiện thường xuyên tại các mỏ lộ thiên 
(Võ Chí Mỹ, 2016). Theo qui phạm trắc địa mỏ, bản 
đồ đo vẽ cập nhật định kỳ ở mỏ lộ thiên thành lập 
ở tỷ lệ 1/1000 đối với công trường cơ giới và 
1/500 đối với công trường thủ công (Tập đoàn 
Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt Nam, 2015). 
Hiện nay, công tác đo vẽ chi tiết thành lập bản 
đồ tại các mỏ lộ thiên chủ yếu sử dụng máy toàn 
đạc điện tử (Lê Văn Cảnh và nnk., 2020). Tuy 
nhiên, phương pháp này được đánh giá là có chi 
phí cao, tốn nhiều thời gian và công sức; gặp khó 
khăn khi thực hiện trong điều kiện địa hình và môi 
trường phức tạp, có thể gây mất an toàn lao động 
_____________________ 
*Tác giả liên hệ 
E - mail: levancanh@humg.edu.vn 
DOI: 10.46326/JMES.2020.61(5).06 
56 Lê Văn Cảnh và nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 61(5), 54 - 63 
(Bùi Tiến Diệu và nnk., 2016; Nguyễn Quốc Long 
và Lê Văn Cảnh, 2020), và ngày càng khó khăn hơn 
khi các mỏ lộ thiên khai thác xuống sâu, với chênh 
cao địa hình và các góc dốc bờ tầng ngày càng lớn. 
Gần đây, các thiết bị bay không người lái 
(UAV) đã được ứng dụng trong công tác đo vẽ 
thành lập mô hình số bề mặt, bản đồ địa hình mỏ 
lộ thiên (Dieu Tien Bui và nnk., 2017; Lee và Choi, 
2015; Nguyen Quoc Long và nnk., 2019). Các tác 
giả đã chỉ ra rằng công nghệ UAV hoàn toàn đáp 
ứng được yêu cầu về độ chính xác, giảm thời gian 
và sức lao động so với phương pháp đo đạc truyền 
thống tại các mỏ. Gần đây, việc tích hợp công nghệ 
đo GNSS động lên thiết bị UAV (UAV/RTK) được 
biết đến như một giải pháp nâng cao độ chính xác 
định vị tâm ảnh khi bay chụp và thay thế cho các 
điểm khống chế ảnh mặt đất (Dinkov & Kitev, 
2020). Thiết bị bay không người lái có tích hợp 
RTK (Real time kinematic - đo động thời  ...  xác định 
theo công thức (5). 
𝐻𝑏𝑐 = 𝐻𝐹 + ℎ𝑏𝑐 (5) 
Chiều cao bay chụp tại nơi có địa hình thấp 
nhất được xác định theo công thức (6). 
ℎ𝑚𝑎𝑥 = 𝐻𝑏𝑐 − 𝐻𝑚𝑖𝑛 (6) 
Độ phân giải không gian mặt đất tại điểm có 
độ cao thấp nhất trên địa hình được xác định theo 
công thức (7). 
𝐺𝑆𝐷𝑦 =
ℎ𝑚𝑎𝑥. 𝑊𝑆 . 100
 𝑊𝑖𝑚. ℓ𝑓
(7) 
Để đảm bảo độ chính xác bản đồ theo tỷ lệ cần 
thành lập thì 𝐺𝑆𝐷𝑦 ≤ 𝐺𝑆𝐷𝑐𝑝 (tính theo tỷ lệ bản 
đồ cần thành lập mục 2.1). 
Ngoài ra, để đảm bảo an toàn cho máy bay, vị 
trí điểm cất cánh của máy bay phải được chọn sao 
cho máy bay phải bay cao hơn điểm cao nhất của 
địa hình, chiều cao bay chụp tối thiểu thỏa mãn 
điều kiện (8). 
ℎ𝑏𝑐 ≥ (𝐻𝑚𝑎𝑥 − 𝐻𝐹) + ℎ𝑚𝑖𝑛 (8) 
Chiều cao bay chụp tại nơi có cộ cao lớn nhất 
trên địa hình hmin (Hình 1) được xác định theo 
(Aerotas, 2020) là hmin ≥15 m để đảm bảo an toàn 
cho UAV, và với địa hình có các đỉnh cao hmin ≥ 30 
m để tránh được sự thiếu hụt về độ phủ trùm ảnh 
(Hình 2) 
2.4. Chia khu bay theo địa hình 
Hình 1. Vị trí cất cánh báy bay theo địa hình mỏ. 
58 Lê Văn Cảnh và nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 61(5), 54 - 63 
Nếu địa hình có chênh cao lớn, khoảng chênh 
cao lớn nhất (∆ℎ𝑚𝑎𝑥) lớn hơn chiều cao bay chụp 
cho phép (ℎ𝑏𝑐𝑐𝑝), thì khu vực đo vẽ cần phải được 
chia nhỏ thành nhiều khu vực. Tại mỗi khu vực 
nhỏ cần tính toán để chọn vị trí cất cánh cho máy 
bay phù hợp với điều kiện địa hình của từng khu. 
Số lượng khu vực đo vẽ cần phải chia nhỏ, 
được tính toán dựa trên chiều cao bay chụp tối đa 
và chênh cao địa hình lớn nhất của khu vực đo vẽ. 
Số khu bay được xác định theo công thức (9). 
𝑁 = 
∆ℎ𝑚𝑎𝑥
ℎ𝑏𝑐𝑐𝑝
 (9) 
Trong đó: ℎ𝑏𝑐𝑐𝑝 - chiều cao bay chụp cho phép 
được tính theo công thức (3) với giá trị GSDcp, 
∆ℎ𝑚𝑎𝑥 = 𝐻𝑚𝑎𝑥 − 𝐻𝑚𝑖𝑛 . 
Lưu ý N luôn được làm tròn lên. 
3. Thực nghiệm 
3.1. Khu vực nghiên cứu 
Khu vực có diện tích khoảng 80 ha, tại cánh 
Đông của mỏ than Cọc Sáu (Hình 3). Khu vực có 
địa hình tầng bậc phức tạp, chênh cao địa hình lớn 
nhất theo hướng đường phương của bờ tầng là 
khoảng 100 m và theo hướng dốc của bờ tầng là 
khoảng 300 m.
Hình 2. Thiếu độ phủ trùm ảnh do chiều cao bay chụp thấp (Aerotas, 2020) 
Hình 3. Khu vực nghiên cứu tại mỏ than Cọc Sáu. 
 Lê Văn Cảnh và nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 61(5), 54 - 63 59 
3.2. Thiết bị sử dụng 
Máy toàn đạc điện tử Topcon ES 105 có độ 
chính xác đo góc ± 5” và độ chính xác đo chiều dài 
2 mm ± 2 ppm đã được sử dụng để đo nối tọa độ 
cho các điểm khống chế ảnh (GCP) (Trắc địa 
Hoàng Minh, 2020); Máy GNSS Comnav T300 
được sử dụng làm trạm cơ sở mặt đất (base), đây 
là loại máy đo GNSS 2 tần số, độ chính xác định vị 
mặt bằng và độ cao lần lần lượt là 10 mm+ 0,5 
ppm và 20 mm ± 0,5 ppm (SinoGNSS,2020). Thiết 
bị bay không người lái P4K được sử dụng để bay 
chụp địa hình (Hình 4). 
P4K được trang bị máy ảnh với độ phân giải 
20 Mb/pixel, với chiều dài tiêu cự ℓ𝑓 = 2,4 mm, độ 
rộng kích thước sensor (13,2 x 8,8), kích thước 
ảnh chụp 4864×3648 (ảnh 4:3) (DJI, 2020). Từ 
thông số này có thể thấy rằng chiều rộng ảnh là 
Wim = 4864 và kích thước 1 pixel trên sensor là WS 
= 2,7 mm. 
3.3. Xác định vị trí cất cánh cho máy bay 
Tại bể than Quảng Ninh, các mỏ than khai thác 
lộ thiên được cơ giới hóa toàn bộ, nên việc đo vẽ 
cập bản đồ địa hình ở mỏ thành lập ở tỷ lệ tỷ lệ 
1:1000 với khoảng cao đều đường đồng mức 1 m 
(Tập đoàn Công nghiệp Than - Khoáng sản Việt 
Nam, 2015). Với bản đồ này, sai số vị trí mặt bằng 
không vượt quá 0.1xM = 10 cm, về độ cao không 
vượt quá ¼ khoảng cao đều là 25 cm. 
Để đạt được độ chính xác trên, độ phân giải 
ảnh mặt đất tối thiểu được tính toán theo công 
thức (1) và (2) có kết quả lần lượt là 𝐺𝑆𝐷𝑃 = 5 𝑐𝑚 
và 𝐺𝑆𝐷𝐻 = 12,5 𝑐𝑚. Như vậy, độ phân giải ảnh 
mặt đất tối thiểu phải đạt được là GSDcp = 5 cm. 
Chiều cao bay chụp tối đa: 
ℎ𝑏𝑐 =
𝑊𝑖𝑚. 𝐺𝑆𝐷𝑐𝑝. ℓ𝑓
𝑊𝑆. 100
≈ 216 𝑚 
Vậy khi bay chụp khoảng cách thẳng đứng từ 
máy bay tới địa hình mặt đất phải ≤ 216 m. 
Khảo sát địa hình khu vực nghiên cứu cho 
thấy chênh cao địa hình lớn nhất theo hướng 
đường phương của bờ tầng là 70 m và theo hướng 
đường dốc là 300 m (từ - 60 m tới +240 m). Do 
vậy, cần quan tâm chọn vị trí cất cánh cho máy bay 
sao cho phù hợp với chênh cao theo hướng dốc để 
đảm bảo độ chính xác GSD và an toàn cho máy bay. 
Từ mặt cắt trên Hình 5, nếu máy bay cất cánh 
tại vị trí có độ cao trung bình HF = +90 m, để đảm 
bảo an toàn cho máy bay chiều cao bay tối thiểu 
được tính theo công thức (8) là 165m (với Hmax = 
240m, HF =90m, hmin = 15 m). vậy, độ cao bay chụp 
tối thiểu của máy bay sẽ là Hbc = 255 m. Chiều cao 
bay chụp lớn nhất tại địa hình hmax = Hbc - Hmin = 255 
+ 60 = 315 m, vượt qua chiều cao bay chụp tối đa 
đã tính ở trên (216 m). Do vậy, cần chia khu vực 
đo vẽ thành các khu nhỏ. Với chênh cao địa hình 
lớn nhất của khu đo khoảng 300 m, chiều cao bay 
chụp cho phép tối đa 216 m, thay vào công thức 
(9), tính được N = 1,39. Do vậy, cần chia khu vực 
địa hình làm hai mức bay chụp, tại mỗi mức bay 
chụp chọn cất cánh ở vị trí có độ cao trung bình 
tương ứng là +50 m và +160 m, chiều cao bay chụp 
sẽ là 100 m đảm bảo cao hơn điểm cao nhất của 
địa hình (>20 m). Vị trí điểm sâu nhất của địa hình 
có chiều cao bay chụp đều là 210 m nhỏ hơn chiều 
cao bay chụp tối đa (216 m).
(a) (b) (c) 
Hình 4. Thiết bị sử dụng. 
a. Thiết bị bay Phantom 4 RTK; b. Máy thu GNSS Comnav T300; c. Máy toàn đạc điện tử Topcon ES 105. 
60 Lê Văn Cảnh và nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 61(5), 54 - 63 
3.4. Bay chụp ảnh thực nghiệm 
Tổng số ca bay theo thiết kế làm 4 ca bay 
(Hình 5a) trong đó ca bay 1 và 2 được thực hiện 
cho vùng địa hình có độ cao thấp (độ cao dưới 125 
m) và máy bay sẽ cất cánh tại vị trí T1 (ở mức độ 
cao +50 m), hai ca 3 và 4 bay chụp vùng địa hình 
còn lại, máy bay sẽ cất cánh tại tại vị trí T2 (ở mức 
độ cao +160 m). Độ phủ trùm ảnh là 75% theo cả 
chiều dọc và chiều ngang, chiều cao bay chụp 100 
m, tổng số ảnh bay chụp được là 808 ảnh. Tâm ảnh 
được định vị theo phương thức đo động xử lý sau 
GNSS/PPK, máy thu cố định (base) được đặt tại 
điểm mốc giải tích 1 của mỏ (Hình 6a). 
3.5 Thành lập DSM 
Tọa độ tâm chụp của các ảnh khi bay chụp 
bằng P4K theo phương phức đo động thời gian 
thực cần được xử lý, tính toán tọa độ tâm chụp 
chính xác trước khi sử dụng. 
Hình 5. Mặt cắt địa hình theo dốc bờ tầng khu vực nghiên cứu tại mỏ than Cọc Sáu. 
(a) (b) 
Hình 6. Kế hoạch bay chụp 
a. Sơ đồ ca bay trên Google Earth; b. Thiết kế ca bay trên phần mềm điều khiển DJI GS RTK. 
Tọa độ tâm chụp của các ảnh được tính toán 
từ các file dữ liệu rinex trong máy base và máy 
bay, file lịch vệ tinh chính xác được cung cấp bở 
Nasa. Việc tính toán này được thực hiện trên các 
 Lê Văn Cảnh và nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 61(5), 54 - 63 61 
phần mềm RTKlib và Aerotas P4RTK PPK 
Adjustments. Quá trình ghép tọa độ tâm chụp mới 
cho các ảnh, xử lý ảnh và thành lập DSM thực hiện 
trên phần mềm Agisoft Metashape Professional. 
DSM được thành lập với 3 trường hợp: (1) PPK - 
chỉ sử dụng ảnh UAV/RTK, (2) PPK + 1 GCP và (3) 
PPK+ 2 GCP, và được đánh giá độ chính xác thông 
qua các điểm khống chế mặt đất đã thành lập. 
(a) (b) (c) 
Hình 7. Vị trí các điểm khống chế ảnh mặt đất và elipsai số (từ Agisoft Metashape). 
a. PPK; b. PPK + 1 GCP; c. PPK + 2 GCP. 
Bảng 1. Sai số vị trí 5 điểm yếu nhất trên các mô hình DSM 
Điểm 
Sai số (cm) 
∆𝑋 ∆𝑌 ∆𝑋𝑌 ∆𝐻 
PPK 
CS42 - 2,3 - 4,3 4,8 - 10,1 
CS39 - 7,3 - 2,5 7,7 - 10,4 
CS39A - 9,7 - 5,6 11,3 - 12,2 
CS40 - 8,7 - 6,8 11,1 - 14,4 
CS46 - 6,7 - 7,7 10,2 - 15,6 
CS45 - 5,4 - 9,1 10,6 - 18,7 
PPK + 1 GCP 
CS39 - 5,5 - 1,9 5,9 - 5,6 
CS39A - 7,5 - 5,0 9,0 - 6,9 
CS40 - 7,0 - 6,0 9,2 - 9,1 
CS46 - 4,6 - 6,8 8,2 - 10,1 
CS45 - 3,7 - 8,1 8,9 - 13,3 
PPK + 2 GCP 
CS12 - 1,1 1,2 1,6 - 5,0 
CS40 - 3,9 - 3,1 5,0 - 5,3 
CS39A - 5,2 - 2,4 5,8 - 5,3 
CS8 0,3 5,5 5,5 - 5,4 
CS46 - 3,2 - 1,9 3,7 - 6,4 
62 Lê Văn Cảnh và nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 61(5), 54 - 63 
Hình 8. Vị trí các ảnh được chụp khi máy bay cất cánh tại vị trí T1 và T2 
4. Kết quả và thảo luận 
Mặt khác, do bay chụp ở 2 độ cao khác nhau, 
đã giảm được sai số tại các điểm ở các khu vực có 
độ cao nhỏ nhất trên mô hình. Elip sai số của các 
điểm kiểm tra trên Hình 7 thể hiện sự phân bố đều 
trên cả khu vực nghiên cứu về sai số, không tập 
trung vào khu vực có độ sâu lớn nhất. Cũng từ 
Hình 7 thấy rằng, nếu không sử dụng điểm khống 
chế ảnh thì sai số vị trí điểm kiểm tra trên DSM có 
giá trị lớn nhất đề ti mét, sai số này được cải thiện 
khi dùng 01 điểm khống chế ảnh và đạt giá trị cm 
khi dùng 02 điểm khống chế ảnh. 
Nếu xét theo sai số thành phần tọa độ được 
thể hiện trên Bảng 1 thì sai số vị trí mặt bằng (X, 
Y) của các DSM thuộc cả 3 trường hợp đều có giá 
trị nhỏ, giá trị lớn nhất là 11 cm, đạt độ chính xác 
thành lập bản đồ địa hình tỷ lệ lớn theo qui phạm 
trắc địa mỏ. Tuy nhiên, thành phần độ cao (H) có 
sai số lớn hơn, sai số độ cao đạt đề xi mét khi 
không sử dụng bất kỳ điểm GCP nào, đạt đến cm 
khi sử dụng 02 điểm GCP (Bảng 1). 
5. Kết luận 
Trong nghiên cứu này, với mục đích xác định 
được vị trí cất cánh phù hợp cho thiết bị bay UAV 
tích hợp GNSS động khi đo vẽ thành lập bản đồ địa 
hình tỷ lệ lớn cho các mỏ lộ thiên. Kết quả nghiên 
cứu cho thấy: 
- Cần khảo sát địa hình mỏ lộ thiên, thiết kế vị 
trí cất cánh cho máy bay sao cho GSD của điểm 
thấp nhất trên mô hình đạt độ chính xác theo yêu 
cầu của bản đồ cần thành lập; 
- Khi khu vực đo vẽ có chênh cao địa hình lớn 
hơn chiều cao bay chụp cho phép. Cần phải chia 
khu vực bay chụp thành nhiều khu nhỏ dựa trên 
chênh cao lớn nhất của địa hình và chiều cao bay 
chụp cho phép. Trong mỗi khu vực đã được chia 
nhỏ, nên chọn vị trí cất cánh tại nơi có độ cao trung 
bình; Về mặt bằng, điểm cất cánh nên ở trong 
phạm vi khu bay chụp nhằm đảm bảo yếu tố an 
toàn và tiết kiệm pin. 
- Sử dụng ảnh bay chụp từ Phantom 4 RTK kết 
hợp với 02 điểm khống chế ảnh mặt đất để DSM 
có thể đạt độ chính xác cm. 
Lời cảm ơn 
Bài báo này là sản phẩm khoa học của đề tài 
mã số T20 - 06, nhóm tác giả chân thành cảm ơn 
Trường đại học Mỏ - Địa chất đã hỗ trợ kinh phí, 
cảm ơn Công ty CP than Cọc Sáu đã hỗ trợ trong 
quá trình đo đạc thực nghiệm tại mỏ. 
Tài liệu tham khảo 
Aerotas.(2020). https://www.aerotas.com/ 
choosing - flight - altitude. 
Bùi Tiến Diệu, Nguyễn Cẩm Vân, Hoàng Mạnh 
Hùng, Đồng Bích Phương, Nhữ Việt Hà, Trần 
+260m 
+150m 
 Lê Văn Cảnh và nnk./Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 61(5), 54 - 63 63 
Trung Anh, Nguyễn Quang Minh (2016). Xây 
dựng mô hình số bề mặt và bản đồ trực ảnh sử 
dụng công nghệ đo ảnh máy bay không người 
lái. Hội nghị khoa học Đo đạc bản đồ với ứng 
phó biển đổi khí hậu, Hà Nội. 
Dieu Tien Bui, Nguyen Quoc Long, Bui Xuan Nam, 
Nguyen Viet Nghia, Pham Van Chung, Le Van 
Canh, Bjørn Kristoffersen, (2017). Lightweight 
Unmanned Aerial Vehicle and Structure - from 
- Motion Photogrammetry for Generating 
Digital Surface Model for Open - Pit Coal Mine 
Area and Its Accuracy Assessment. 
International Conference on Geo - Spatial 
Technologies and Earth Resources, 17 - 33. 
Dinkov, D., & Kitev, A. (2020). Advantages, 
disadvantages and applicability of GNSS post - 
processing kinematic (PPK) method for direct 
georeferencing of uav images. 8th International 
Conference on Cartography and GIS,1,747-
749. 
DJI. (2020). Phantom 4 RTK Visionary 
Intelligence. https://www.dji.com/phantom - 
4 - rtk. 
He, J., Li, Y., & Zhang, K., (2012). Research of UAV 
Flight Planning Parameters. Positioning, 03, 43 
- 45. doi:10.4236/pos.2012.34006. 
Jacobsen, K., (2005). Photogrammetry and 
geoinformation trends in large scale mapping. 
Lê Văn Cảnh, Cao Xuân Cường, Lê Hồng Việt, & 
Đinh Tiến. (2020). Ứng dụng công nghệ bay 
không người lái (UAV) trong đo đạc phục vụ 
công tác tính trữ lượng các mỏ đá tại Việt Nam. 
Tạp chí Khoa học kỹ thuật Mỏ - Địa chất, 61, 21 
- 30. doi:10.46326/JMES.2020.61(1).03 
Lee, S., & Choi, Y., (2015). On - site demonstration 
of topographic surveying techniques at open - 
pit mines using a fixed - wing unmanned aerial 
vehicle (drone). Tunnel and Underground 
Space, 25(6), 527 - 533. 
Nguyễn Đình Bé, Võ Chí Mỹ, Nguyễn Xuân Thụy. 
(1998). Trắc địa mỏ. Nhà xuất bản Giao thông 
Vận tải. 
Nguyen Quoc Long, Bui Xuan Nam, Cao Xuan 
Cuong, & Le Van Canh. (2019). An approach of 
mapping quarries in Vietnam using low - cost 
Unmanned Aerial Vehicles. International 
Journal of Sustainable Development, 11(2),199 - 
210. doi:10.21177/1998 - 4502 - 2019 - 11 - 2 
- 199 – 210. 
Nguyễn Quốc Long, & Lê Văn Cảnh. (2020). Khả 
năng ứng dụng thiết bị bay không người lái 
(UAV) kinh phí thấp để đo vẽ kiểm kê trữ lượng 
khoáng sản mỏ lộ thiên. Công nghiệp mỏ 29(2), 
79 - 85. 
SinoGNSS, (2020). T300 Plus GNSS Solution. 
.html. 
Stöcker, C., Bennett, R., Nex, F., Gerke, M., & 
Zevenbergen, J., (2017). Review of the 
Current State of UAV Regulations. Remote 
Sensing 9(5), 459. 
TCVN 10673:2015 (2015). Tập đoàn Công nghiệp 
Than - Khoáng sản Việt Nam. Tập 1. Bộ khoa 
học và Công nghệ. 
Trắc địa Hoàng Minh. (2020). Máy toàn đạc điện 
tử Topcon ES 105,  - 
toan - dac - topcon - es105.html. 
Trần Trung Anh, Dương Thế Anh, Phạm Viết Kiên, 
& Lê Như Ngọc. (2019). Kết hợp công nghệ UAV, 
RTK và SES trong thành lập bản đồ địa hình tỷ 
lệ lớn vùng rừng ngập mặn ven biển. Hội nghị 
toàn quốc khoa học trái đất và tài nguyên với 
phát triển bền vững – ERSD2019. 
Võ Chí Mỹ. (2016). Trắc địa mỏ. Nhà xuất bản Khoa 
học Tự nhiên và Công nghệ. 
Vela, A. E., Ferreira, L., & Babin, T., (2018). A 
Safety Analysis of UAV Mapping Operations. 
Paper presented at the 2018 IEEE/AIAA 
37th Digital Avionics Systems Conference 
(DASC). 

File đính kèm:

  • pdfnghien_cuu_lua_chon_vi_tri_cat_canh_cho_thiet_bi_bay_khong_n.pdf