Ứng dụng công nghệ bay khảo sát đường dây tải điện quốc gia

Mới đây, Công ty Trách nhiệm Hữu hạn Một thành viên Trắc địa Bản đồ - Cục Bản đồ ( Bộ Tổng tham mưu-Bộ Quốc phòng Việt Nam) đã thực hiện thành công ứng dụng công nghệ bay chụp ảnh bằng thiết bị UAV vào dự án “Khảo sát tuyến đường dây 500KV Quảng Trạch - Dốc Sỏi”.

Theo đó, dự án đã sử dụng công nghệ chụp ảnh hàng không bằng thiết bị bay không người lái UAV, xử lý ảnh UAV để xây dựng mô hình số bề mặt, mô hình số độ cao, bình đồ trực ảnh, tạo các mặt cắt địa hình phục vụ công tác thiết kế công trình tuyến đường dây tải điện và kết quả dự án khảo sát tuyến đường dây 500KV từ huyện Quảng Trạch, tỉnh Quảng Bình đi Dốc Sỏi (xã Bình Nguyên, huyện Bình Sơn, tỉnh Quảng Ngãi) với tổng chiều dài 492 km. Dự án đã đánh giá tiềm năng và hiệu quả kinh tế có thể áp dụng đại trà trong công tác khảo sát địa hình các tuyến đường dây tải điện.

“Cách mạng” về đổi mới công nghệ khảo sát

Tiến sỹ Lê Đại Ngọc, Cục Bản đồ, Bộ Tổng tham mưu khẳng định: Kết quả của dự án là một cuộc “cách mạng” về đổi mới công nghệ khảo sát trong ngành Điện. Từ đó, ngành Điện đã quyết định công tác bay chụp ảnh UAV là một quy trình bắt buộc khi thực hiện nhiệm vụ khảo sát các tuyến truyền tải điện.

Trên thế giới, việc thành lập bản đồ bằng công nghệ đo ảnh máy bay không người lái và máy chụp ảnh độ phân giải cao đang ngày càng được sử dụng rộng rãi trong ngành Đo đạc và Bản đồ, công nghệ này hiện vẫn tương đối mới ở Việt Nam.

Hiện ở nước ta, các công nghệ sử dụng máy toàn đạc điện tử và định vị vệ tinh (GNSS) đang được sử dụng rộng rãi trong thu thập dữ liệu mặt đất phục vụ cho công tác địa chính, trắc địa địa hình, xây dựng dân dụng và thiết kế kiến trúc với độ chính xác cao.

Điểm hạn chế của các công nghệ trên là chi phí triển khai trên diện rộng khá cao và tiêu tốn thời gian tương đối lớn. Các công nghệ trên có thể khó thực hiện đối với khu vực đo vẽ có địa hình phức tạp, hoặc khi điều kiện môi trường làm việc tiềm ẩn nguy cơ gây nguy hiểm tới sức khoẻ con người.

Công nghệ bay chụp ảnh bằng UAV đang được ứng dụng thành công và rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như trinh sát quân sự, công tác đo đạc thành lập bản đồ, quy hoạch xây dựng, giao thông, sản xuất nông nghiệp, quản lý khai thác khoáng sản, giám sát độ phủ rừng, nghiên cứu địa chất, nghiên cứu môi trường và ứng cứu khẩn cấp thiên tai...

Ngoài việc giá thành phù hợp cho từng lĩnh vực ứng dụng, công nghệ UAV với các máy ảnh phổ thông dễ dàng thu nhận các ảnh số với độ phân giải rất cao, trong điều kiện địa hình phức tạp, môi trường nguy hiểm.

Các phần mềm hỗ trợ từ lập kế hoạch, điều khiển bay đo cho đến xử lý ảnh, xây dựng các sản phẩm bản đồ, cho phép hệ thống vận hành theo quy trình gần như hoàn toàn tự động. Chính vì thế công nghệ UAV hứa hẹn sẽ được sử dụng rộng rãi vào nhiều lĩnh vực.

Trong những năm gần đây, một số công trình nghiên cứu đã chứng minh độ chính xác và tính hiệu quả của việc ứng dụng UAV. Cụ thể, Cục Bản đồ thuộc Bộ Tổng tham mưu là đơn vị đầu tiên đã thử nghiệm thành công ứng dụng thiết bị UAV bay chụp ảnh để thành lập bản đồ địa hình 3D tỷ lệ lớn, bản đồ địa chính phục vụ quản lý, quy hoạch các khu đất quốc phòng.

Kết quả thử nghiệm đã cho thấy những ưu điểm nổi bật như: chi phí thấp, thời gian thi công ngắn, độ chính xác cao và dễ dàng tạo mô hình 3D. Ứng dụng UAV đặc biệt thích hợp với những dự án thành lập bản đồ khu vực nhỏ, hẹp dạng tuyến như các công trình khảo sát hành lang, đường dây tải điện.

Nhiều ưu điểm vượt trội

Tiến sỹ Lê Đại Ngọc cho biết, để đảm bảo cho việc khảo sát thiết kế các tuyến đường dây tải điện được tối ưu thì công tác lập bản đồ địa hình vô cùng quan trọng. Trong thực tế sản xuất hiện nay, công tác khảo sát lập bản đồ địa hình chủ yếu dựa vào các loại thiết bị đo đạc phổ thông như thiết bị thu tín hiệu vệ tinh GNSS, máy toàn đạc điện tử, máy kinh vĩ, máy thủy chuẩn...

Với phương pháp chụp ảnh hàng không bằng UAV, việc khảo sát, lập bản đồ địa hình sẽ trở nên dễ dàng hơn, thậm chí ngay cả đối với những vùng địa hình núi cao, hiểm trở, khó tiếp cận. Với địa hình dạng tuyến hẹp và kéo dài hàng chục đến hàng trăm km, việc sử dụng công nghệ UAV sẽ đảm bảo được tiến độ và độ chính xác cần thiết.

Trong dự án “Khảo sát tuyến đường dây 500KV Quảng Trạch - Dốc Sỏi”, công nghệ bay chụp ảnh bằng UAV được áp dụng bay chụp tại 6 phân khu, sửng dụng 50 vị trí cất và hạ cánh trong khu vực tuyến thi công với độ cao bay trung bình từ 750 - 1.350 mét.

Số lượng điểm đo đạc và tính toán là 502 điểm, ngoài ra kết hợp đo bổ sung các điểm với khoảng cách 10km/điểm, từ đó thực hiện bản đồ địa hình tỷ lệ 1:2.000. Từ các thông số có được, công nghệ bay chụp ảnh bằng UAV đã tính toán điều chỉnh các số liệu thiết kế khi cần thiết, thống kê phục vụ cho công tác đền bù giải phóng mặt bằng và tính khối lượng đào đắp phục vụ lập dự toán thi công công trình...

Với việc sử dụng 3 chiếc UAV, dự án đã chụp được gần 41.000 tấm ảnh sau 73 lần bay và khảo sát được 491,61 km địa hình. Các sản phẩm sau khi áp dụng công nghệ UAV vào bay chụp là: bình đồ ảnh hàng không, mô hình số địa hình, mô hình số bề mặt và bản đồ địa hình tỷ lệ 1:2.000 toàn tuyến với tổng diện tích 113,74 km2.

Tiến sỹ Lê Đại Ngọc đánh giá: “Việc áp dụng công nghệ bay chụp UAV cho dự án đã mang lại thành công ngoài mong đợi, đáp ứng đầy đủ yêu cầu kỹ thuật về độ chính xác và rút ngắn thời gian khảo sát so với các phương pháp đo đạc trên mặt đất truyền thống.

Với kết quả nghiên cứu và thử nghiệm này, chúng tôi thấy rằng công nghệ UAV có nhiều ưu điểm vượt trội, như hệ thống gọn nhẹ, thuận tiện cho việc di chuyển và thao tác ngoài thực địa; cho kết quả chính xác, nhanh chóng và trực quan; hệ thống có tính tự động hoá cao, thuận tiện cho người sử dụng; cho phép khảo sát địa hình ở những khu vực khó khăn, nguy hiểm mà các phương pháp truyền thống khó tiếp cận”.