Ứng dụng thiết bị bay không người lái đánh giá hệ sinh thái ven biển và đảo Hải Phòng

TMO - Nhằm quản lý, khai thác và bảo vệ tài nguyên và môi trường biển hiệu quả, Viện Tài nguyên và Môi trường biển đã triển khai nghiên cứu ứng dụng thiết bị bay không người lái dân dụng cỡ nhỏ trong việc đánh giá hiện trạng hệ sinh thái ven biển và đảo Hải Phòng.

Theo các chuyên gia thực hiện nghiên cứu, việc ứng dụng thiết bị bay không người lái trong hoạt động lập bản đồ, quan trắc/giám sát môi trường và các hệ sinh thái đã trở thành xu thế tại nhiều nước phát triển. Công nghệ này đã được bắt đầu ứng dụng để đánh giá sự biến động của cảnh quan, môi trường, nghiên cứu sinh thái như: đánh giá biến động của hệ thực vật và đa dạng sinh học rừng, nghiên cứu quản lý động vật hoang dã, lập bản đồ hệ sinh thái sông và đánh giá diễn thế hệ sinh thái.

Đánh giá hệ sinh thái ven biển sẽ tạo ra dữ liệu quan trọng trong công tác bảo tồn nguồn tài nguyên 

Hệ thống máy bay không người lái (UAVs) có tiềm năng phát triển để giám sát môi trường, thu hẹp khoảng cách hiện tại giữa các quan sát trực tiếp trên thực địa và công cụ viễn thám truyền thống, bằng cách cung cấp các thông tin có độ chính xác cao và chi phí hợp lý. 

Mục tiêu của đề tài trên là xây dựng được quy trình sử dụng thiết bị bay không người lái dân dụng cỡ nhỏ đánh giá hiện trạng các hệ sinh thái vùng ven biển và đảo; đồng thời đánh giá hiệu quả sử dụng thiết bị bay không người lái dân dụng cỡ nhỏ trong đánh giá hiện trạng hệ sinh thái.

Các thiết bị bay không người lái sử dụng trong nghiên cứu này là Phantom 4 Pro và Phantom 4 Multispectral. Thiết bị Phantom 4 Pro là một thiết bị bay không người lái có gắn camera toàn dải độ phân giải cao, hệ thống này có những tính năng vượt trội, sở hữu những tính năng thông minh giúp người dùng dễ dàng làm chủ hành trình bay.  

Cảm biến tránh va chạm phía dưới bụng của Phantom 4 Pro sẽ tự đánh giá bề mặt và điều kiện hạ cánh ở khu vực phía dưới. Trong trường hợp phía dưới là mặt nước, nơi gồ ghề, cành cây… thì máy sẽ tự treo trên không đợi lệnh từ bảng điều khiển của người dùng nên việc va chạm hoặc mất tín hiệu bay là điều rất khó khi sử dụng thiết bị bay thông minh này.

Thiết bị bay được sử dụng trong đánh giá hệ sinh thái ven biển Hải Phòng 

Về thiết bị Phantom 4 Multispectral, đây là một máy bay không người lái có độ chính xác cao có khả năng thực hiện các chức năng chụp ảnh đa mặt. Hệ thống hình ảnh bao gồm sáu máy ảnh với cảm biến CMOS 1/2,9 inch, có khả năng chụp cả hình ảnh màu và dải hẹp. Truyền hình ảnh HD OCUSYNCTM được tích hợp trong cả máy bay và bộ điều khiển từ xa đảm bảo đường truyền ổn định. Máy bay được tích hợp DJI Onboard D-RTKTM, cung cấp dữ liệu chính xác cho độ chính xác định vị từng centimet.

Việc sử dụng hai loại thiết bị này đã đánh giá chất lượng ảnh và độ phân giải cũng như khả năng ứng dụng của chúng trong việc xây dựng bản đồ hiện trạng hệ sinh thái biển cho thấy máy ảnh đa phổ đáp ứng đầy đủ các yêu cầu trong việc đánh giá hiện trạng hệ sinh thái biển đặc biệt là hệ sinh thái dưới nước. Đề tài đã lựa chọn máy ảnh đa phổ trong việc xây dựng và hoàn thiện quy trình bay chụp. Chất lượng ảnh chụp đáp ứng được yêu cầu về độ phân giải trong việc xây dựng bản đồ tỉ lệ 1:5000.

Sau 2 năm triển khai thực hiện, đề tài đã hoàn thành các mục tiêu và nội dung nghiên cứu đã đề ra. Cụ thể, đã tiến hành 4 chuyến thực địa và thu 4 cảnh ảnh đa phổ tầm thấp tại khu vực Bằng La, quận Đồ Sơn và vùng nước nông đảo Bạch Long Vỹ; hoàn thành 16 báo cáo chuyên đề; xây dựng khoá giải đoán ảnh cho thiết bị bay không người lái.

Xây dựng quy trình sử dụng thiết bị thiết bị bay không người lái dân dụng cỡ nhỏ với máy ảnh độ phân giải cao để đánh giá hiện trạng hệ sinh thái vùng ven biển Hải Phòng; hoàn thiện 02 bản đồ hiện trạng phân bố hệ sinh thái rừng ngập mặn và san hô tỷ lệ 1:5000 từ kết quả xử lý ảnh đa phổ tầm thấp.

Các quy trình của đề tài đã được kiểm chứng và đạt độ chính xác cao. Hiệu quả sử dụng ảnh đa phổ tầng thấp từ kết quả nghiên cứu của đề tài mang lại phục vụ đánh giá hiện trạng các hệ sinh thái ven bờ cao hơn nhiều so với phương pháp truyền thống và xử lý ảnh tầng cao từ vệ tinh như: chi phí ít hơn; chủ động về mặt thời gian và không gian; cho kết quả nhanh và độ chính xác rất cao. Tuy nhiên, điểm yếu của phương pháp này là diện tích của một cảnh ảnh là khá nhỏ với quy mô khoảng 50 ha.

Trong thời gian tới, quy trình sử dụng thiết bị bay không người lái dân dụng cỡ nhỏ chụp ảnh tầm thấp để đánh giá hiện trạng hệ sinh thái ven bờ, đảo Hải Phòng có thể được sử dụng trong công tác quản lý tài nguyên và môi trường như hỗ trợ giám sát các sự cố môi trường (tràn dầu, hóa chất, cháy, nổ), quản lý đất đai, công trình giao thông.

Minh Vũ