Lập bình đồ dưới nước bằng phương pháp RTK – Giải pháp đo đạc chính xác

Trong bối cảnh yêu cầu về độ chính xác và hiệu quả trong công tác khảo sát ngày càng cao, phương pháp lập bình đồ dưới nước bằng phương pháp RTK đang trở thành giải pháp đo đạc tiên tiến và đáng tin cậy. Với khả năng định vị thời gian thực có sai số ở mức centimet, RTK cho phép thu thập dữ liệu địa hình đáy sông, hồ, cảng biển một cách nhanh chóng, đồng bộ và chính xác, đáp ứng tốt các yêu cầu kỹ thuật trong khảo sát, thiết kế và quản lý công trình thủy.

Tìm hiểu về bình đồ dưới nước và công nghệ RTK

Bình đồ dưới nước là gì?

Bình đồ dưới nước, hay còn gọi là bản đồ địa hình đáy nước, là một tài liệu kỹ thuật thể hiện một cách chi tiết hình dạng, độ sâu và các đặc điểm của bề mặt đáy tại các khu vực như sông, hồ, ao, kênh rạch, và vùng biển ven bờ. Tương tự như bản đồ địa hình trên cạn, nó sử dụng các đường đồng mức (trong trường hợp này là đường đồng sâu) để mô tả cấu trúc ba chiều của lòng đất bị che phủ bởi nước.

Mục đích của việc lập bình đồ dưới nước rất đa dạng, bao gồm:

• Phục vụ thiết kế, thi công và giám sát các công trình thủy lợi, thủy điện.
• Khảo sát nạo vét, duy tu luồng lạch hàng hải, đảm bảo an toàn cho tàu thuyền.
• Quy hoạch và xây dựng cảng biển, cầu cảng, đê kè chắn sóng.
• Tính toán khối lượng sa bồi, bùn lắng trong các hồ chứa.
• Nghiên cứu hải dương học, quản lý tài nguyên nước và giám sát môi trường.

>>>Tham khảo: Máy GPS RTK

Sản phẩm cuối cùng của quá trình lập bình đồ dưới nước: bản đồ địa hình đáy hiển thị qua các đường đồng sâu và mô hình 3D trực quan

Phương pháp RTK là gì?

RTK (Real-Time Kinematic) là kỹ thuật GNSS sử dụng một trạm tham chiếu (base) và một máy đo di động (rover), truyền tín hiệu hiệu chỉnh thời gian thực để đạt được vị trí với độ chính xác centimet. 

Vai trò của GNSS/RTK trong khảo sát dưới nước

Do GNSS không thể trực tiếp đo dưới mặt nước (tín hiệu không xuyên nước), phương pháp khảo sát đáy luôn cần kết hợp: vị trí GNSS/RTK cho thiết bị đo sâu, và cảm biến đo sâu (echo-sounder) đo từ mặt nước xuống đáy.

Trong việc lập bình đồ dưới nước bằng phương pháp RTK, công nghệ này đóng vai trò quyết định trong việc xác định tọa độ mặt phẳng (X, Y) của điểm đo một cách chính xác tuyệt đối ngay tại thời điểm thuyền khảo sát di chuyển.

Các thiết bị cốt lõi cho một dự án lập bình đồ dưới nước bằng phương pháp RTK: Máy thu GNSS (anten), máy đo sâu hồi âm (đầu dò), và phần mềm thu thập dữ liệu

Quy trình lập bình đồ dưới nước bằng phương pháp RTK

Bước 1: Chuẩn bị

• Lập kế hoạch khảo sát: Dựa trên yêu cầu của dự án, kỹ sư sẽ xác định phạm vi cần đo, vạch ra các tuyến đo, quyết định mật độ điểm đo,  khả năng bố trí tàu/USV và trạm base.
• Lựa chọn thiết bị: GNSS/RTK (base & rover), echo-sounder (single-beam hoặc multi-beam), thiết bị thu mực nước, cảm biến vận tốc âm thanh trong nước.
• Lắp đặt thiết bị: 
  • Anten GNSS (Rover) và đầu dò đo sâu được gắn cẩn thận lên tàu khảo sát. Kỹ sư phải đo đạc chính xác và nhập các giá trị offset (khoảng cách theo 3 chiều X, Y, Z giữa anten và đầu dò) vào phần mềm.
  • Trạm base cần đặt vị trí ổn định, tầm nhìn bầu trời tốt, có kết nối truyền dữ liệu (ví dụ NTRIP) hoặc radio.
• Hiệu chỉnh thiết bị: Trước khi đo, cần thực hiện hiệu chỉnh mớn nước (draft correction) cho máy đo sâu, tức là đo khoảng cách từ đầu dò đến mặt nước và nhập vào phần mềm để máy tự động trừ đi, cho ra độ sâu thực của đáy.

Bước 2: Thu thập dữ liệu ngoài thực địa

• Khởi tạo hệ thống: Máy Rover trên tàu sẽ được khởi tạo để kết nối và nhận tín hiệu hiệu chỉnh từ trạm Base. Kỹ sư phải đợi cho đến khi hệ thống báo trạng thái “RTK Fixed”, tín hiệu cho thấy độ chính xác đã đạt mức centimet.
• Thực hiện đo đạc: Tàu khảo sát được điều khiển chạy theo các tuyến đã được vạch sẵn trong phần mềm. Người điều khiển cần duy trì tốc độ ổn định để đảm bảo máy đo sâu ghi nhận dữ liệu chính xác.
• Giám sát liên tục: Trong suốt quá trình đo, phần mềm trên máy tính sẽ hiển thị và ghi lại đồng thời tọa độ và độ sâu. Kỹ sư cần liên tục theo dõi tình trạng tín hiệu RTK, chất lượng tín hiệu hồi âm để đảm bảo dữ liệu thu thập là đáng tin cậy.

Giai đoạn thu thập dữ liệu tại thực địa, nơi tọa độ từ GNSS RTK và độ sâu từ máy đo sâu được đồng bộ hóa theo thời gian thực

Bước 3: Xử lý số liệu và thành lập bản đồ

• Xử lý dữ liệu: Dữ liệu sẽ được kiểm tra, lọc bỏ các điểm nhiễu, điểm đo không hợp lệ. Nếu khảo sát ở vùng biển hoặc sông lớn có ảnh hưởng của thủy triều, cần phải áp dụng số liệu thủy triều để hiệu chỉnh, đưa tất cả các giá trị độ sâu về cùng một mặt phẳng tham chiếu (cao độ quốc gia).
• Tạo mô hình và biên tập: Dữ liệu vị trí GNSS/RTK và độ sâu nhập vào phần mềm xử lý chuyên dụng (ví dụ HIPS/SIPS). Từ tập hợp các điểm dữ liệu (X, Y, Z), phần mềm sẽ xây dựng mô hình số độ sâu (DDM) hoặc mô hình số địa hình (DTM). Dựa trên mô hình này, các đường đồng sâu được tự động nội suy và vẽ ra.
• Thành lập bản đồ: Cuối cùng, kỹ sư sẽ biên tập, bổ sung các yếu tố như lưới tọa độ, chú giải, ký hiệu, khung bản đồ,… để hoàn thiện bình đồ dưới nước theo đúng tiêu chuẩn kỹ thuật. Ngoài ra có thể tích hợp vào hệ thống GIS hoặc CAD để phục vụ thiết kế và giám sát.

Ưu điểm và ứng dụng của việc lập bình đồ dưới nước bằng phương pháp RTK

Việc áp dụng lập bình đồ dưới nước bằng phương pháp RTK mang lại nhiều lợi ích không thể phủ nhận so với các phương pháp cũ.

Ưu điểm của phương pháp:

• Độ chính xác vượt trội: Tọa độ điểm đo đạt độ chính xác đến centimet, đáp ứng các yêu cầu khắt khe nhất của các dự án kỹ thuật.
• Hiệu quả và nhanh chóng: Dữ liệu được xác định và kiểm tra ngay tại thực địa, giúp rút ngắn đáng kể thời gian khảo sát và xử lý hậu kỳ.
• Đồng bộ hóa hoàn hảo: Dữ liệu tọa độ và độ sâu được kết hợp tự động, loại bỏ hoàn toàn sai số do việc ghép nối thủ công giữa hai loại dữ liệu này.
• Tăng cường an toàn lao động: Kỹ sư không cần phải lội xuống nước hay thực hiện các thao tác đo đạc thủ công nguy hiểm.

Ứng dụng thực tế của việc lập bình đồ dưới nước bằng phương pháp RTK

Nhờ những ưu điểm trên, phương pháp này được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực:

• Khảo sát nạo vét luồng lạch, kênh mương, đảm bảo giao thông đường thủy thông suốt.
• Tính toán chính xác dung tích hồ chứa thủy điện, hồ thủy lợi để có kế hoạch tích nước và xả lũ hiệu quả.
• Giám sát thi công các công trình ngầm dưới nước như đường ống dẫn dầu, cáp quang.
• Xây dựng mô hình 3D đáy biển phục vụ quy hoạch cảng, khu neo đậu tàu thuyền.
• Nghiên cứu sự xói lở, bồi lắng của bờ sông, bờ biển.

Việc nạo vét luồng hàng hải là một trong những ứng dụng quan trọng nhất của công tác lập bình đồ dưới nước

Việc lập bình đồ dưới nước bằng phương pháp RTK không còn là giải pháp tương lai mà đang trở thành tiêu chuẩn trong ngành khảo sát thủy văn – hải dương. Nếu bạn đang triển khai dự án đo đáy hoặc cần tư vấn thiết bị đo đạc, hãy liên hệ với Trắc Địa Sao Việt để được hỗ trợ giải pháp chuyên nghiệp – từ thiết bị RTK GNSS đến echo-sounder và dịch vụ khảo sát trọn gói.

CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI VÀ CÔNG NGHỆ TRẮC ĐỊA SAO VIỆT

• Địa chỉ: Số nhà B20 ngõ 252 Lương Thế Vinh, phường Trung Văn, quận Nam Từ Liêm, TP. Hà Nội
• Hotline: 0912 339 513
• Website: https://maytracdiasaoviet.vn/