Ứng dụng và tích hợp công nghệ Drone (Lidar) – Laser 3D (Faro) trong công tác khảo sát địa hình phục vụ thiết kế theo mô hình BIM

Cùng với sự phát triển khoa học công nghệ, ngày nay mô hình thông tin BIM (Building Information Modeling)đã và đang được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực xây dựng nói chung và công trình giao thông nói riêng. Khi dữ liệu khảo sát địa hình được thu thập, thực hiện nhanh chóng, chính xác, đầy đủ thông tin thì công tác thiết kế sẽ thuận lợi, dễ dàng hơn. Bài báo trình bày ứng dụng và tích hợp công nghệ Drone – Laser 3D trong công tác khảo sát địa hình phục vụ thiết kế theo mô hình BIM do Công ty Cổ phần TVTK GTVT phía Nam (TEDI South) nghiên cứu ứng dụng thông qua các dự án đã thực hiện.

I. GIỚI THIỆU TỔNG QUAN

BIM (Building Information Modeling) là một tập hợp các Quy Trình quản lý thông tin tiên tiến công trình xây dựng trên mô hình 3D, kết hợp các dữ liệu hình học và phi hình học. BIM cung cấp các công cụ để tạo mô hình chính xác, phân tích các thông số vật liệu, kết cấu, hệ thống hạ tầng kỹ thuật….v.v. Giúp Chủ Đầu Tư đưa ra quyết định chính xác về giải pháp thiết kế và biện pháp thi công. Tiết kiệm chi phí và đẩy nhanh tiến độ thi công.

Ứng dụng công nghệ BIM trong khảo sát: Các dự án công trình giao thông thường là các dự án với địa hình dạng tuyến, kéo dài hàng chục hoặc thậm chí hàng trăm km, việc cập nhật địa hình địa vật phát sinh trong quá trình triển khai dự án là điều hoàn toàn không thể tránh khỏi, dẫn đến việc dữ liệu đầu vào phải liên tục được cập nhật và hiệu chỉnh. Áp dụng BIM trong công tác khảo sát cung cấp dữ liệu cho thiết kế một cách nhanh chóng, hiệu quả, tiết kiệm chi phí cho việc thành lập bản đồ hiện trạng 3D và dễ dàng cập nhật dữ liệu thông qua các phương tiện công nghệ như:

+ DRONE (UAV- Unmanned Aerial Vehicle) là loại phương tiện bay hay máy bay không người lái, máy bay có điều khiển từ xa . Hiểu đơn giản hơn, Drone là một robot bay có thể được điều khiển từ xa bằng bảng điều khiển hoặc bay tự động bằng việc sử dụng, thiết kế các lộ trình bay bằng phần mềm đã được tích hợp cảm biến và định vị (GPS).

+ LiDAR (Light Detection and Ranging) là một công nghệ được sử dụng rộng rãi trong việc khảo sát địa hình và thu thập dữ liệu không gian. Lidar trong công tác khảo sát địa hình công trình giao thông giúp tăng cường chính xác và hiệu quả trong quá trình thiết kế.

+ 3D Laser Scanning (hoặc Scan 3D) là việc dùng máy quét 3D để quét một đối tượng hoặc môi trường để thu thập dữ liệu về hình dạng, đặc tính của vật thể. Mục đích của máy quét 3D thường là tạo ra một mô hình 3D bao gồm các đám mây điểm của các mẫu hình học trên bề mặt đối tượng.

II. ỨNG DỤNG VÀ TÍCH HỢP CÔNG NGHỆ THEO MÔ HÌNH BIM

Mục tiêu của công tác bay chụp ảnh (trên không), scan 3D (mặt đất) là để phục vụ công tác thu thập số liệu khảo sát địa hình, có cái nhìn trực quan hiện trạng địa hình phục vụ cho công tác nghiên cứu thiết kế.

+ Trên không: Tiến hành bay chụp, scan toàn bộ địa hình khu vực bằng bộ máy bay không người lái DJI Matrice 300 RTK của hãng DJI với bộ cảm biến Lidar và máy ảnh DJI Zenmuse L1.

+ Mặt đất: Tiến hành scan 3D bề mặt với bộ máy scan 3D Mapping LiGrip H120, LiBackpack của hãng GreenValley, bộ máy Scan Faro 350S của hãng Faro nhằm tăng dày số liệu 3D bề mặt địa hình (những vị trí mà bay chụp không thu thập số liệu được) đáp ứng yêu cầu số liệu khảo sát để lập mô hình hiện trạng cho công tác thiết kế theo mô hình BIM.

+ Quá trình xử lý số liệu sẽ được thực hiện bằng các phần mềm đi kèm theo máy của hãng và các phần mềm thương mại:

*Số liệu của DJI Matrice 300 RTK* được xử lý bằng phần mềm DJI Terra

*Số liệu của bộ máy scan Faro 350S* được *Xử lý bằng phần mềm Faro Scence*

*Số liệu của bộ máy scan 3D Mapping LiGrip H120 được xử lý bằng phần mềm Lifuser-BP*

Sau đó, các số liệu sẽ được tổng hợp xử lý bằng các phần mềm Pix4D Matic, Pix4D Survey, Global Mapper, LiDAR360, để xuất ra mô hình 3D với các định dạng đa dạng tương thích với các nền tảng như Autodesk Civil 3D và phần mềm khác phục vụ tốt cho công tác thiết kế theo mô hình BIM.

*Xử lý ảnh bay bằng phần mềm Pix4D Matic*

Nguồn TEDI South

Các tin khác