Tải file PDF Tác giả
Đơn vị công tác
1 Trường Đại học Mỏ – Địa chất; lethithuha@humg.edu.vn; nguyenquoclong@humg.edu.vn
2 Nhóm nghiên cứu Công nghệ Địa tin học trong Khoa học Trái đất (GES), Trường Đại học Mỏ – Địa chất; lethithuha@humg.edu.vn; nguyenquoclong@humg.edu.vnTóm tắt
Hạ tầng cơ sở dữ liệu của thành phố thông minh bao gồm một hệ thống dữ liệu không gian địa lý 3D được sử dụng như một nền tảng cho các ứng dụng như thiết kế, xây dựng, đề xuất phương án ứng phó trong các trường hợp khẩn cấp. Hiện nay, trong quá trình xây dựng dữ liệu không gian địa lý thành phố 3D thường sử dụng phương pháp thu thập dữ liệu bằng các công nghệ địa không gian trong đó công nghệ chụp ảnh mặt đất và công nghệ chụp ảnh bằng máy bay không người lái (UAV) là phương pháp đảm bảo độ tin cậy và có giá thành thấp. Mặc dù các tiêu chuẩn đã được quy định theo chuẩn quốc tế, tuy nhiên do sự khác nhau về độ tin cậy của các loại dữ liệu, các mức độ chi tiết khác nhau đối với mỗi loại đối tượng địa lý cho từng khu vực cụ thể, do vậy vẫn cần phải nghiên cứu bổ sung, kết hợp các loại dữ liệu cho phù hợp với nhu cầu và đặc thù từng khu vực. Nghiên cứu này tập trung vào đề xuất quy trình xây dựng dữ liệu không gian địa lý 3D cho thành phố thông minh từ các dữ liệu bay chụp ảnh bằng UAV và chụp ảnh mặt đất. Kết quả thực nghiệm đã xây dựng được dữ liệu không gian địa lý 3D của dãy biệt thự liền kề ở mức độ chi tiết cao (LoD3), mức LoD3 với sai số trung phương của các điểm kiểm tra nhân được mΔx = 1,4 cm; mΔy = 1,6 cm; mΔz = 1,7 cm.
Từ khóa
Trích dẫn bài báo
Hà, L.T.T.; Long, N.Q. Kết hợp công nghệ chụp ảnh từ UAV và mặt đất xây dựng dữ liệu không gian địa lý 3D cho thành phố thông minh. Tạp chí Khí tượng Thuỷ văn 2023, 749, 21-31.
Tài liệu tham khảo
1. Anilkumar, P.P. Geographic Information System for Smart Cities. India, Copal Publishing Group, 2014.
2. Biljecki, F.; Stoter, J.; Ledoux, H.; Zlatanova, S.; Çöltekin, A. Applications of 3D City Models: State of the Art Review. ISPRS Int. J. Geo-Inf . 2015, 4, 2842–2889.
3. Góźdź, K.; Pachelski, W.; Oosterom, P.O.; Coors, V. The possibilities of using CityGML for 3D representation of buildings in the cadastre. Proceedings of the 4th International Workshop on 3D Cadastres, 2014, pp. 339–362.
4. Singh, S.P.; Jain, K.; Mandla, V.R. Virtual 3D city modeling: techniques and applications. International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences 2013, XL–2/W2, 73–91.
5. Hải, D.V. và cs. Nghiên cứu, ứng dụng các công nghệ thu thập dữ liệu không gian địa lý phục vụ xây dựng cơ sở dữ liệu đa mục tiêu. Báo cáo tổng hợp đề tài NCKH cấp Bộ, 2017.
6. Long, V.P. và cs. Bay chụp ảnh bằng máy bay không người lái (UAV) thành lập bản đồ không gian 3 chiều (3D). Tạp chí Khoa học Đo đạc và Bản đồ 2017, 31, 23–28.
7. Yoo, C.I.; Oh, Y.S.; Choi, Y.J. Coastal Mapping of Jinu–Do with UAV for Busan Smart City, Korea. Proceeding of the International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences 2018, XLII–4, 725–729.
8. Çağdaş, V. An Application domain extension to CityGML for immovable property taxation: A Turkish case study. Int. J. Appl. Earth Obs. Geoinf. 2013, 21, 545–555.
9. Chaturvedi, K.; Matheus, A.; Nguyen, S.H.; Kolbe, T.H. Securing spatial data infrastructures for distributed smart city applications and services. Future Gener. Comput. Syst. 2019, 101, 723–736.
10. Chen, Y.; Hong, T.; Luo, X.; Hooper, B. Development of city buildings dataset for urban building energy modeling. Energy Build 2019, 183, 252–265.
11. Gui, D.Z.; Lin, Z.J.; Zhang, C.C.; Zhi, X.D. Automated texture mapping of 3D city models with images of wide–angle and light small combined digital camera system for UAV. Proc. SPIE 7498, MIPPR 2009: Remote Sensing and GIS Data Processing and Other Applications, 2009, 74982A.
12. Egusquiza, A.; Prieto, I.; LuisIzkara, J.; Béjar, R. . Multi–scale urban data models for early–stage suitability assessment of energy conservation measures in historic urban areas. Energy Build 2018, 164, 87–98.
13. Eicker, U.; Zirak, M.; Bartke, N.; Rodríguez, L.R.; Coors, V. New 3D model based urban energy simulation for climate protection concept. Energy Build 2018, 163, 79–91.
14. Eisenbeiss, H. UAV photogrammetry in plant sciences and geology. 6th ARIDA Workshop on Innovations in 3D measurement, modeling and visualization, Povo (Trento), Italy, 2008.
15. Roschlaub, R. An INSPIRE–conform 3D model building model of Bavaria using cadastre information, LiDAR and image matching. ISPRS–Int. Arch. Photogramm. Remote Sens. Spat. Inf. 2016, 747–754.
16. Góźdź, K.; Pachelski, W.; Oosterom, P.O.; Coors, V. The possibilities of using CityGML for 3D representation of buildings in the cadastre. Proceedings of the 4th International Workshop on 3D Cadastres, 2014, pp. 339–362.
17. Gröger, G.; Plümer, L. CityGML–Interoperable semantic 3D city models. ISPRS J. Photogramm. Remote Sen. 2012, 71, 12–33.
18. Li, J.; Yao, Y.; Duan, P. Studies on Three–Dimensional (3D) Modeling of UAV Oblique Imagery with the Aid of Loop–Shooting. ISPRS Int. J. Geo–Inf . 2018, 7(9), 356.
19. Jusuf, S.K. Integrated modeling of CityGML and IFC for city/neighborhood development for urban microclimates analysis. Energy Procedia 2017, 122, 145–150.
20. Li, L. et al. 3D spatial data model of the solar rights associated with individual residential properties. Comput. Environ. Urban Syst. 2019, 74, 88–99.
21. Hà, L.T.T.; Trung, N.V. Xây dựng cơ sở dữ liệu không gian địa lý 3D phục vụ cho thành phố thông minh ven biển trong bối cảnh CMCN 4.0. Hội nghị Khoa học Trái đất, Mỏ và Môi trường (EME), 2021.
22. Eugster, H.; Nebiker, S. Real–time georegistration of video streams from mini or micro uas using digital 3d city models. 6th International Symposium on Mobile Mapping Technology, Presidente Prudente, São Paulo, Brazil, 2009.
23. Yalcin, G.; Selcuk, O. 3D City Modelling with Oblique Photogrammetry Method. Procedia Technology 2015, 19, 424–431.
24. Over, M.; Schilling, A.; Neubauer, S.; Zipf, A. Generating web–based 3D City Models from OpenStreetMap: The current situation in Germany. Comput. Environ. Urban Syst 2010, 34(6), 496–507.
25. Hannes, P.; Martin, S.; Henri, E. A 3–D Model of castle Landenberg (CH) from combined photogrammetric processing of terrestrial and UAV based images. International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences 2008, 37, 93–98.
26. Tú, C.X. và cs. Nghiên cứu, xây dựng quy trình thành lập cơ sở dữ liệu không gian địa lý và bản đồ ba chiều tỷ lệ lớn. Báo cáo tổng hợp đề tài NCKH cấp Bộ, 2017.
27. Anh, L.T. và cs. Ứng dụng công nghệ tích hợp Lidar và chụp ảnh hàng không – CityMapper tại Tổng Công ty Tài Nguyên và Môi Trường Việt Nam. Tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học Công nghệ toàn quốc ngành Đo đạc và Bản đồ, 2018.
28. Anh, L.T. và cs. Ứng dụng công nghệ tích hợp Lidar và chụp ảnh hàng không (City Mapper – Leica) trong thu nhận, xử lý và thành lập dữ liệu không gian địa lý. Tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học, Công nghệ toàn quốc ngành Đo đạc và Bản đồ, 2018, tr. 372–379.
29. Hiển, L.Đ. Ứng dụng hệ thống Lidar tích hợp chụp ảnh hàng không CityMapper (Leica) của tổng công ty tài nguyên môi trường Việt Nam trong thành lập mô hình 3D. Tuyển tập báo cáo Hội nghị Phát triển công nghệ Đo đạc và Bản đồ trong thu nhận dữ liệu địa không gian, 2019, tr. 163–173.
30. Hiển, L.Đ. và cs. Tích hợp công nghệ UAV và quét laser mặt đất (TLS) trong thu thập dữ liệu địa không gian để thành lập mô hình 3D. Tuyển tập báo cáo Hội nghị Phát triển công nghệ Đo đạc và Bản đồ trong thu nhận dữ liệu địa không gian, 2019, tr. 117–127.
31. Sỹ, M.V. Nghiên cứu xây dựng mô hình thành phố ảo phục vụ công tác quy hoạch đô thị. Báo cáo tổng hợp luận án Tiến sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Mỏ – Địa chất, 2019.
32. Hiển, L.Đ. Nghiên cứu xây dựng các thuật toán tự động phân loại dữ liệu đám mây điểm hỗ trợ xây dựng mô hình thành phố thông minh. Báo cáo tổng hợp luận án Tiến sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Mỏ – Địa chất, 2022.
33. Hiến, L.P. Ứng dụng một số thư viện mã nguồn mở biểu diễn trực quan mô hình 3D thành phố trên nền Web. Báo cáo tổng hợp đề tài cấp cơ sở Trường Đại học Mỏ – Địa chất, 2018.
34. Hà, L.T.T. và cs. Nghiên cứu kết hợp công nghệ máy bay không người lái (UAV) và quét Laser mặt đất thành lập mô hình 3D cấp độ chi tiết cao (LoD 3) cho nhà cao tầng trong khu vực đô thị. Tạp chí khoa học kỹ thuật Mỏ–Địa chất 2022, 63(4), 53–62.