Mô hình điểm đám mây (Point Cloud) là công cụ hỗ trợ lớn cho nhiều lĩnh vực khác nhau. Vậy nó được tạo ra bằng cách nào?
Đám mây điểm là tập hợp của nhiều điểm dữ liệu nhỏ. Những điểm này tồn tại trong ba chiều, với mỗi chiều có tọa độ X, Y và Z. Mỗi điểm đại diện cho một phần của bề mặt trong một khu vực nhất định, chẳng hạn như địa điểm làm việc kỹ thuật. Bạn có thể nghĩ về những điểm này tương tự như pixel trong một bức tranh. Cùng nhau, chúng tạo ra một cấu trúc 3D có thể nhận dạng được. Và đám mây điểm của bạn càng dày đặc thì bạn sẽ càng thấy nhiều chi tiết và thuộc tính địa hình trong hình ảnh của mình.
Việc tạo và sử dụng đám mây điểm đặt một thế giới dữ liệu trong tầm tay của bạn, nhưng bạn phải biết phải làm gì với nó sau khi tạo. Câu hỏi này có thể đặt ra vấn đề cho một số người khảo sát – những người có thể không biết cách tạo đám mây điểm để bắt đầu như thế nào. Tuy nhiên, cả hai vấn đề này đều có giải pháp dễ dàng. Khi bạn phác thảo các mục tiêu bạn muốn đạt được từ việc sử dụng đám mây điểm, bạn sẽ biết cách lấy dữ liệu của mình và nhận được nhiều giá trị nhất từ nó.
Bạn có thể tạo các đám mây điểm bằng cách sử dụng hai phương pháp chính – phép đo quang và LIDAR.
Làm thế nào để bạn tạo một đám mây điểm khi nó bao gồm quá nhiều chi tiết và quá nhiều điểm nhỏ? Câu trả lời thường là một máy quét laser. Người khảo sát địa điểm có thể tạo mô hình 3D từ các đám mây điểm bằng cách sử dụng laser LIDAR. Với tia laser, bạn quét một môi trường đã chọn – chẳng hạn như một công trường – và máy quét ghi lại các điểm dữ liệu từ các bề mặt bên trong nó.
Sau khi bạn có đám mây điểm hoàn chỉnh, bạn có thể nhập nó vào phần mềm mô hình điểm đám mây. Ở giai đoạn này, bạn có thể sửa đổi các điểm dữ liệu để có độ chính xác tốt hơn. Để xem đám mây điểm ở định dạng 3D giống với địa hình của bạn, bạn sẽ cần xuất dữ liệu từ nền tảng mô hình hóa của mình và tải dữ liệu đó lên hệ thống thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính (CAD) hoặc xây dựng mô hình thông tin (BIM).
Phép đo quang là một phương pháp phổ biến để tạo ra các đám mây điểm. Với kỹ thuật này, một máy bay không người lái có thể chụp nhiều bức ảnh về một công trường xây dựng hoặc công trình dân dụng. Vì mục tiêu giả sử dụng máy ảnh, bạn có thể sẽ cần điều chỉnh cài đặt của nó cho điều kiện môi trường của trang web để có được kết quả tốt nhất. Cần có nhiều góc độ khác nhau để có thể chụp được toàn cảnh. Sau khi tất cả các hình ảnh được chụp, bạn có thể sử dụng một nền tảng xử lý để chồng các ảnh lên.
Bằng cách ghép các hình ảnh lại với nhau, bạn có thể phát triển một đám mây điểm, tạo lưới 3D và tạo ra một mô hình 3D hoàn chỉnh trong chương trình CAD hoặc BIM. Quá trình lấp đầy khoảng trống giữa các điểm dữ liệu và tạo lưới được gọi là tái tạo bề mặt. Đó là lý do tại sao điều cần thiết là phải có được càng nhiều điểm dữ liệu và hình ảnh càng tốt – bạn sẽ có ít khoảng trống hơn để điền vào hoặc tái tạo lại.
Trái ngược với phép đo quang, viễn thám – vốn được phân loại là LIDAR – sử dụng các phương tiện bay trên không để nghiên cứu địa điểm làm việc và tạo các điểm dữ liệu từ đó trong thời gian thực.
Với sự trợ giúp của công nghệ bay không người lái, bạn có thể sử dụng LIDAR để quét một khu vực và ghi lại các điểm dữ liệu của nó để tạo ra một đám mây điểm. LIDAR sử dụng xung laser ánh sáng hồng ngoại để đo khoảng cách. Khi những xung này phản xạ trở lại cảm biến, nó sẽ đo thời gian ánh sáng quay trở lại. Các máy quét laser này có thể phát ra tới 100.000 xung mỗi giây, mang lại cái nhìn cực kỳ chi tiết về khu vực được lập bản đồ.
Khi bạn đã tạo đám mây điểm LIDAR của mình, nó sẽ trải qua một quá trình tương tự là chuyển đổi thành lưới và phát triển thành mô hình 3D. Việc gắn phần cứng LIDAR vào máy bay không người lái cho phép bạn sử dụng tính năng quét laser 3D để lập bản đồ bất kỳ khu vực nào bạn chọn. Việc gắn đúng phần cứng là điều cần thiết – thiết lập không chính xác có thể ảnh hưởng đến sự cân bằng của máy bay không người lái, điều này ảnh hưởng đến độ chính xác của dữ liệu của bạn.
LIDAR và phép đo quang tạo ra mức độ chính xác tương tự. Khi chọn cái nào để sử dụng, tốt hơn hết bạn nên xem xét các yếu tố như mất bao lâu để thiết lập thiết bị và phương pháp nào sẽ dễ dàng hơn cho bạn.
Các đám mây điểm không phải là cách duy nhất để tạo mô hình 3D, nhưng chúng vô cùng có lợi vì nhiều lý do. Các nhà quản lý xây dựng và kỹ sư dân dụng sử dụng mô hình 3D để kiểm soát máy móc tốt hơn, cải thiện trách nhiệm giải trình với tiến độ dự án và bố trí công trường giống như thật.
Tải lên đám mây điểm của bạn vào một nền tảng đo ảnh cho phép bạn tổ chức dữ liệu mà không gặp rắc rối khi phân chia từng điểm trên X, Y và Z theo cách thủ công. Phần mềm thực hiện công việc cho bạn, giúp bạn tiết kiệm hàng giờ đồng hồ mà bạn đáng lẽ phải dành để thao tác dữ liệu. Với thời gian được rút ngắn, bạn có thể tổng hợp các chi tiết của dự án nhanh hơn và bắt đầu công việc của mình sớm hơn – cũng có nghĩa là thời gian hoàn thành nhanh hơn.
Việc thu thập dữ liệu cũng nhanh hơn vì số lượng lớn các điểm có thể được ghi cùng một lúc. Một máy bay không người lái có thể quét một khu vực rộng lớn trong thời gian ngắn hơn nhiều so với những gì một nhóm khảo sát sẽ làm điều tương tự.
Quét laser và đo quang cho kết quả nhanh chóng và chính xác, biến cảnh quan sống thành mô hình 3D chi tiết. LIDAR trên mặt đất có thể mang lại kết quả chính xác trong phạm vi milimet, trong khi LIDAR trên máy bay không người lái có độ chính xác từ 1 đến 30 cm. Tia laser của nó có thể xuyên qua thảm thực vật rậm rạp để có cái nhìn toàn diện hơn.
Ngoài ra, LIDAR thường kết hợp các tính năng khác như GPS để đảm bảo mỗi điểm dữ liệu đi kèm với thông tin chính xác. Phép đo ảnh cũng sử dụng thẻ địa lý Động học thời gian thực (RTK) để đảm bảo độ chính xác trong việc ghi lại hình dạng của phong cảnh.
Do độ chính xác cao hơn liên quan đến lập bản đồ trang web với các đám mây điểm, bạn có thể lập kế hoạch ngân sách hiệu quả hơn cho các dự án của mình. Bạn có thể tránh vượt quá giới hạn tài chính của mình và bạn sẽ có ít cơ hội mắc phải bất kỳ sai lầm tốn kém hoặc chi phí bất ngờ nào. Quét laser cũng giúp loại bỏ nhu cầu khảo sát thủ công, giúp giảm chi phí thuê thêm lao động.
Bạn sẽ tiết kiệm được tiền với những khoản chi phí được giảm hoặc loại bỏ này, nhưng bạn cũng sẽ kiếm được nhiều tiền hơn cho các dự án của mình. Mức độ chính xác ngày càng tăng của bạn có thể khiến nhiều khách hàng tin tưởng bạn hoàn thành công việc của họ, điều này nâng cao danh tiếng của bạn và khuyến khích nhiều công ty hợp tác kinh doanh với bạn hơn.