QUY TRÌNH CHỈNH SỬA DỮ LIỆU SỐ HÓA MẶT NƯỚC TRONG THÀNH LẬP MÔ HÌNH 3D MESH CÁC THÀNH PHỐ

Đặng Thanh Tài
Đặng Thanh Tài
14/11/2024
Viễn thám

           Có thể nói khoa học, kỹ thuật ngày càng phát triển đã thúc đẩy và tác động mạnh mẽ đến nhiều ngành, nhiều lĩnh vực kỹ thuật chuyên môn cao, đặc biệt là lĩnh vực Viễn thám. Đứng trước xu thế phát triển đó, bản đồ không chỉ còn được yêu cầu là các sản phẩm dưới dạng 2D truyền thống mà ngày càng đòi hỏi phải có chất lượng, độ chính xác cao, thể hiện một cách chi tiết, trực quan các thông tin hình dạng kích thước, không gian của các đối tượng. Chính vì vậy mà bản đồ không gian ba chiều (3D) sẽ là yêu cầu và là xu hướng tất yếu của ngành bản đồ trong hiện tại và tương lai. Trong quy trình thành lập bản đồ 3D, mô hình 3D Mesh là một sản phẩm quan trọng.  

           Mô hình 3D Mesh được xây dựng từ ảnh hàng không (ảnh thẳng đứng và ảnh xiên) và có thể kết hợp với dữ liệu Pointcloud của đối tượng. Có nhiều phần mềm hỗ trợ xây dựng mô hình 3D Mesh, tuy nhiên mô hình 3D Mesh tại các khu vực mặt nước thường bị nhiễu, hoặc không có dữ liệu mà không có cách chỉnh sửa, ảnh hưởng tới độ chính xác và tính thẩm mĩ.

Nhiễu tại khu vực mặt nước trên mô hình 3D Mesh

           Hiện nay, Công ty TNHH MTV Trắc địa Bản đồ/ Cục Bản đồ sử dụng phần mềm Sure Aerial của hãng Nframes. Đây là phần mềm linh hoạt, dễ sử dụng, thể hiện tương đối chính xác mô hình 3D các đối tượng, màu sắc hài hòa. Đặc biệt, để khắc phục vấn đề nhiễu ở khu vực mặt nước, phần mềm Sure Aerial cung cấp cho người dùng công cụ sử dụng file số hóa mặt nước (Water body) để xử lý các khu vực mặt nước rộng, đảm bảo tính chính xác, thẩm mĩ cho mô hình 3D Mesh. Tuy vậy, file số hóa vùng mặt nước thường ẩn chứa nhiều lỗi khó kiểm soát gây ra quá trình thành lập mô hình 3D Mesh bị lỗi mà không rõ nguyên nhân, mất nhiều thời gian để xử lý (do quá trình chạy 3D Mesh tương đối lâu), ảnh hưởng đến kế hoạch sản xuất. Để khắc phục vấn đến này, tác giả đã đưa ra giải pháp chuẩn hoá file Water body  nhanh chóng, hiệu quả bằng cách sử dụng kết hợp các phần mềm thông dụng: Global Mapper, QGIS.

          Các bước thực hiện cụ thể như sau:

  • Bước 1: Vào project SURE -> Internal -> SHP file. Copy file waterbody có sẵn sang một thư mục khác để chỉnh sửa.
  • Bước 2: Import file Waterbody.shp vừa copy vào phần mềm QGIS.
  • Bước 3: Chạy tìm những polygon lỗi trong file .SHP.

           Vào Processing Toolbox bên trái -> nhập từ khoá tìm kiếm “check” và chọn tools Check validity

           Bảng Check validity xuất hiện – lưu ý: Chọn vào phần Method QGIS và chạy Run phân tích cho lớp waterbody.

           Phần mềm sẽ tìm ra những vị trí lỗi, đưa vào lớp Error output và Invalid output. Các lỗi thường gặp khi số hóa mặt nước bao gồm cả những lỗi vùng (chồng đè hoặc hở polygon) và đặc biệt hơn là lỗi sai khác độ cao của cùng 1 điểm mà người dùng rất khó phát hiện. Những lỗi này sẽ cần sử dụng Global Mapper để chỉnh sửa ở bước sau.

  • Bước 4: Import file .SHP vào phần mềm Global Mapper. Chọn information. Chọn đúng những file báo lỗi trong QGIS.

           +   Đối với lỗi sai khác độ cao: Vào Vertices…

           Bảng thông tin các điểm sẽ xuất hiện. Sẽ có 2 điểm đầu cuối bị trùng và có 2 độ cao khác nhau. Điều này làm hình dạng của polygon không đúng trong không gian nên SURE Aerial không thể đọc được các polygon 3D waterbody. Gây lỗi non-ring detection làm phần mềm không chạy bước tiếp theo được.

           Chọn điểm cuối cùng trong danh sách và chọn Delete Selected Vertices.

           Nhấn OK và làm tương tự với tất cả các polygon bị lỗi. 

           +   Đối với các lỗi chồng đè, hoặc hở vùng thông thường, tiến hành chỉnh sửa bằng các công cụ chỉnh sửa vùng của phần mềm.

  • Bước 5: Export SHP file trong Global Mapper ra một file waterbody mới. Lưu ý: Kiểm tra hệ tọa độ đặt đầu ra.
  • Bước 6: Kiểm tra lại file waterbody mới đã đúng chưa bằng cách làm lại bước 2,3 trên QGIS như ở trên.
  • Bước 7: Vào Advanced Configuration trong SURE Aerial. Đặt lại đường dẫn WaterBody và tắt chức năng estimate waterbody heights.
  • Nhấn chạy lại project trong SURE Aerial để cập nhật water body mới.

 

           Kết quả:

Mô hình 3D Mesh khi không sử dụng Waterbody.

Mô hình 3D Mesh khi sử dụng Waterbody file có chỉnh sửa.

           Việc sử dụng file Water body trong quá trình thành lập mô hình 3D Mesh từ ảnh hàng không kỹ thuật số bằng phần mềm Sure Aerial rõ ràng mang lại hiệu tốt hơn, khắc phục cơ bản được hiện tượng nhiễu vùng mặt nước, tạo mô hình 3D Mesh chính xác, có tính thẩm mĩ cao.