Flycam theo dõi diễn biến rừng và phòng cháy chữa cháy rừng
Flycam là tên thường gọi của thiết bị máy bay không người lái tại Việt Nam. Flycam được ứng dụng ở Việt Nam cho nhiều hoạt động khác nhau như chụp ảnh, quay phim cho các sự kiện hội nghị, hội thảo, đám cưới, phong cảnh khi đi du lịch .v.v..
Trong lĩnh vực Lâm nghiệp flycam được ứng dụng cho các hoạt động về theo dõi biến động rừng, chỉ đạo phòng cháy chữa cháy rừng sử dụng flycam. Trong bài viết này sẽ giúp quý vị có 1 cái nhìn tổng quát về thiết bị máy bay không người lái, các khái niệm về flycam, UAV, drone trong các lĩnh vực, trong đó sẽ tập trung vào lĩnh vực Lâm nghiệp.
Ảnh Flycam sử dụng trong Giám sát biến động rừng (Nguồn: TS. Nguyễn Thanh Hoàn 2017)
1. Khái niệm máy bay không người lái UAV, drone, flycam
Máy bay không người lái (UAV – unmanned aerial vehicle) là thiết bị không có phi công trong buồng lái, hệ thống bao gồm một máy bay không người lái và 1 kiểm soát viên trên mặt đất và một hệ thống liên lạc giữa UAV và kiểm soát viên. UAV có thể được kiểm soát bằng con người vận hành hoặc máy tính dựa vào một hệ thống tự động.
UAV ban đầu được sinh ra để phục vụ trong lĩnh vực quân sự từ những năm 1950 với tên gọi là UAS (unmanned aircraft system) phục vụ cho việc do thám, trinh sát chiến trường. Thiết bị này nhanh chóng được chuyển sang dân dụng phục vụ các lĩnh vực thương mại, khoa học, giải trí, nông nghiệp và các ứng dụng khác như giám sát, bảo vệ, giao hàng, chụp ảnh trên không, kiểm tra cơ sở hạ tầng. Hiện nay việc sử dụng UAV dân sự đang có xu hướng ngày càng mở rộng.
Phương tiện bay kiểu mới, được chế tạo đa dạng, có kích thước nhỏ đến trung bình được gọi là done. Các drone được lắp camera để quan sát truyền hình ảnh trực tiếp về thiết bị điều khiển tại mặt đất và tại Việt Nam thường bị quen gọi là “Flycam”. Tuonglamphotos đã viết “Từ chính xác là “drone” chứ không phải là “flycam”. Khi tìm hiểu các tài liệu ở nước ngoài về con DJI Phantom 4 của mình thì mình rất bất ngờ khi các trang nước ngoài không hề dùng từ “flycam”. Có vẻ như đây là một từ thuần Việt hơn. “Flycam” có nghĩa là “chiếc camera biết bay”? Bạn Google từ “flycam” và bạn sẽ thất vọng vì từ đó nếu muốn tìm hiểu tài liệu bằng Tiếng Anh”. Thôi thì chốt lại là nếu bạn nói ở Việt Nam thì cứ gọi là Flycam cho nó “rất Việt Nam”, còn nói với bạn bè 5 châu thì nên gọi là “drone”.
2. Flycam, ứng dụng trong đời sống và các mối nguy hại
2.1. Ứng dụng trong Lâm nghiệp
Flycam / Drone / UAV ứng dụng trong Lâm nghiệp ngày càng đa dạng, với khả năng bay cao, xa và các ứng dụng điều khiển tự động đã giúp cho người dùng sử dụng thiết bị flycam trong giám sát rừng ngày càng hiệu quả. Hiện nay, một số địa phương đã trang bị thiết bị Flycam phục vụ theo dõi diễn biến rừng nhằm phát hiện sớm các vụ mất rừng hoặc sử dụng Flycam để kiểm tra các thông tin mất rừng tại các khu vực vùng sâu, vùng xa nơi khó tiếp cận của con người. Ngoài ra, flycam cũng giúp nắm bắt tình hình cháy rừng hiện tại, thông qua việc cung cấp hình ảnh trực tiếp của đám cháy giúp cho việc chỉ đạo chữa cháy được hiệu quả. Tuy nhiên, việc ứng dụng flycam trong lâm nghiệp chưa được ứng dụng nhiều do chi phí đầu tư thiết bị ban đầu khá cao, ngoài ra việc cấp phép cần phải xin thường xuyên cho mỗi lần bay cũng gây trở ngại đối với các trường hợp khẩn cấp như chữa cháy mà cần chờ thời gian xin cấp phép xong thì đám cháy đã được khống chế. Hoặc xin cấp phép trong cả mùa cháy thì chi phí cho dịch vụ xin cấp phép cũng là một vấn đề cần được quan tâm tháo gỡ.
Mô hình sử dụng flycam / Drone / UAV ứng dụng trong lâm nghiệp có thể được hiểu đơn giản bao gồm các bước như sau:
- Lập trình đường bay
- Thực hiện bay
- Ghép ảnh và nắn ảnh
2.1.1. Lập trình đường bay
Nội dung này được hiểu là việc chuyển dữ liệu khu vực cần bay chụp vào phần mềm lập trình đường bay. Ví dụ, xác định ở khu vực lô a, khoảnh b, tiểu khu c có xảy ra cháy hoặc mất rừng. Cán bộ kỹ thuật sẽ tạo 1 polygon và đưa vào phần mềm lập trình đường bay, phần mềm sẽ tự tạo cho máy bay 1 lộ trình bay phù hợp; đồng thời phần mềm cũng cảnh báo số lần thực hiện bay (nếu khu vực bay quá lớn thì phải thực hiện cất cánh, hạnh cánh để thay pin). Qua đó, cán bộ kỹ thuật cần phải chuẩn bị đủ pin cho máy bay không người lái flycam và cho bộ điều khiển tại mặt đất (controler và thiết bị theo dõi ipad).
Lập trình đường bay sẽ giúp cho việc máy bay tự động thực hiện nhiệm vụ bay chụp mà không tháo tác điều khiển bay của kỹ thuật viên. Như vậy, kỹ thuật viên chỉ cần nhấn nút khởi động và máy bay sẽ tự động thực hiện nhiệm vụ và hạ cánh. Ở đây người dùng chỉ cần lưu ý chọn địa điểm thực hiện cất cánh và hạ cánh phù hợp để tránh hư hại cho thiết bị. Hoặc một số trường hợp đặc biệt, sự cố khẩn cấp cần điều khiển bằng tay để đưa thiết bị hạ cánh an toàn (hiếm gặp, phần lớn các thiết bị hiện tại đều có chức năng back to home an toàn).
2.1.2. Thực hiện bay
Kỹ thuật viên lựa chọn địa điểm gần nhất với khu vực bay, có địa điểm cất và hạ cánh thích hợp để tiết kiệm pin và thời gian cho thiết bị thực hiện việc di chuyển đến nơi thực hiện nhiệm vụ.
Trong quá trình bay kỹ thuật viên cần thường xuyên theo dõi thiết bị hoạt động để tránh các sự cố, thời tiết xấu ảnh hưởng đến thiết bị. Không nên bay quá thấp, địa điểm cất và hạ cánh quá xa với khu vực cần bay chụp, địa điểm cất và hạ cánh có nhiều vật cản.
Khi bay ở những khu vực rộng lớn nên chia ca bay phù hợp, hạn chế nhiều ca bay trên 1 vùng, như vậy sẽ rủi ro nếu pin của thiết bị đã cũ có thể ước lượng thời gian còn lại không chính xác dẫn tới thiết bị hết pin rơi đột ngột.
2.1.3. Ghép ảnh và nắn ảnh
Việc ghép ảnh cũng sử dụng phần mềm chuyên dụng Agisoft với các chức năng
- Xây dựng tam giác đo ảnh
- Tạo đám mây điểm dày đặc: tạo và chỉnh sửa
- Mô hình 3D: tạo và tạo họa tiết
- Ghép ảnh toàn cảnh
- Hỗ trợ máy ảnh dạng mắt cá Fisheye
- Đám mây điểm dày đặc: phân loại
- DEM: xuất DSM / DTM được tham chiếu địa lý
- Xuất khẩu ảnh trực giao
- Hỗ trợ điểm kiểm soát mặt đất
- Xử lý hình ảnh đa hướng
- NDVI và các tính toán chỉ số thực vật khác
- Tạo mô hình phân cấp
- Mô hình 4D cho cảnh động
2.1.4. Tham khảo một bộ flycam phục vụ theo dõi diễn biến rừng và phòng cháy chữa cháy rừng
| STT | Nội dung | Mô tả sơ bộ |
| 1. | Thiết bị bay chụp không người lái chuyên dụng |
|
| 2. | Phần mềm | |
| 2.1. | Phần mềm lập trình đường bay |
|
| 2.2. | Phần mềm xử lý ảnh bay chụp |
|
| 2.3. | Phần mềm điều khiển chuyên dụng |
|
| 3. | Máy tính bảng cài phần mềm xử lý ảnh bay chụp | iPad/Apple: iOS 12 trở lên
Chipset: Apple A12 trở lên |
Xem thêm hướng dẫn sử dụng flycam trong theo dõi, giám sát rừng tại đây
2.2. Ứng dụng flycam trong lĩnh vực khác
2.2.1. Đo đạc, khảo sát (trắc địa)
Flycam ra đời đã giúp cho việc thực hiện khảo sát, đo đạc hiện trường được thực hiện nhanh chóng với độ chính xác ngày càng cao. Theo tóm tắt của một tác giả, với độ cao dưới 300m, độ phân giải cao có thể đạt từ 12 – 3 cm cho mỗi pixel, độ chính xác đạt được lên tới 5 cm, với thiết bị với tốc độ bay đạt 15 m/s thì có thể đạt được việc khảo sát trên 300 ha/thiết bị/ngày (DJI Phantom 4). Việc bay chụp ở tầm thấp cho độ chính xác cao và việc khống chế các điểm định vị cũng được thực hiện tốt hơn nhằm hạn chế các sai số. Bay chụp flycam chúng ta có thể lựa chọn thời điểm bay chụp do vậy hạn chế được các ảnh hưởng của thời tiết, ảnh hưởng của mây và khí quyển.
Trong trắc địa công trình, người ta sử dụng flycam/ drone để kiểm tra các công trình ở những vị trí khó nhằm phát hiện kịp thời các lỗi trong quá trình xây dựng. Đây là giải pháp giám sát công trình xây dựng đã được ứng dụng nhiều ở các nước phương Tây, tại Việt Nam cũng đã có những tập đoàn lớn đã áp dụng.
Trong ngành điện sử dụng flycam để kiểm tra các trụ điện, tình trạng các đầu đấu nối nhằm kiểm tra độ an toàn để có các biện pháp bảo dượng kịp thời.
2.2.2. Ứng dụng trong điện ảnh
Những bức ảnh 3D gần với thời gian thực, hoặc những bức ảnh landscape hẳn đã làm siêu lòng bao người và hấp dẫn du khách đến khám phá. Những tác phẩm đó phần lớn phải được chụp từ drone/ flycam mới có thể đạt được những tấm ảnh với độ cao, chiều sâu ảnh và mức độ toàn cảnh của phong cảnh.
Với các fan hâm mộ điện ảnh chắc hẳn còn nhớ bộ phim Chiến Lang 2, với sự vào vai của diễn viên Ngô Kinh (Trung Quốc) và chứng kiến phiến quân đã sử dụng flycam để theo dõi, chỉ đạo trận chiến, chỉ đạo các thiết bị flycam mang các đầu đạn và bom để thả vào lực lượng người Trung Quốc ở Châu Phi. Đây cũng là một trong những lý do các nước sẽ hạn chế/khống chế việc sử dụng UAV vì những lo ngại về việc lợi dụng flycam để gây ra các vụ khủng bố, thảm sát ném bom vào những nơi đông người.
Chúng ta cũng không thể nói đến những lợi ích mà UAV mang lại cho cuộc sống con người. Bộ phim lối thoát trên không của Hàn Quốc cũng cho thấy hình ảnh Flycam theo dõi và hỗ trợ 2 nhân vật chính chạy thoát …v…v.. Nói về điện ảnh áp dụng flycam thì nó quá nhiều và sẽ còn ngày càng nhiều để mang lại những hình ảnh đẹp, tổng quan, và dễ vào đầu khán giả nhất. Hoặc những màn chào mừng năm mới tại Bắc Kinh dàn dựng bằng hàng ngàn chiếc flycam. Hoặc đơn giản hiện nay Covid đang diễn biến phức tạp ở Việt Nam thì flycam cũng sử dụng để giám sát người dân ra đường như ở TP. Hồ Chí Minh và Đà Nẵng.
3. Các mối lo ngại về thiết bị flycam/ drone/ UAV
Việc sử dụng drone/uav không đúng mục đích hoặc trong các khu vực cấm sẽ gây ra các nguy hại rất lớn cho an ninh hàng không, an ninh của các quốc gia. Điển hình chung ta có thể kể đến vụ drone vượt rào chắn quanh sân bay Gatwich buộc đường băng phải đóng cửa gây ảnh hưởng đến 800 chuyến bay và hơn 100 ngàn khách tại Anh ngày 19/12/2018 (Theo VN Express 2018). Tại Việt Nam, theo báo Tiền Phong online vào tháng 11 năm 2018 thiết bị máy bay không người lái uy hiếm an toàn sân bay Liên Khương. Do vậy, tại Việt Nam thiết bị này cũng đang được quản lý khá chặt trẽ. Mọi tổ chức, cá nhân khi xử dụng phải có giấp phép được cấp bởi Cục tác chiến – Bộ Tổng tham mưu. Ngoài ra, các hoạt động không có giấy phép đều là vi phạm pháp luật. Chi thiết xem ở phần tiếp theo.
4. Các văn bản quy định về hoạt động sử dụng máy bay không người lái
- Nghị định 36/2008/NĐ-CP ngày 28/3/2008 về việc quản lý tàu bay không người lái và các phương tiện bay siêu nhẹ
- Điều 8: Thẩm quyền cấp phép, từ chối cấp phép, đình chỉ hoạt động
- Điều 9: Hồ sơ, thủ tục đề nghị cấp phép
- Điều 10: nội dung của giấy phép bay
- Điều 14: Hành vi bị nghiêm cấm
- Điều 16: Quy định xử lý đối với các vi phạm
- Nghị định 79/2011/NĐ-CP: Sửa đổi bổ sung NĐ 36/2008/NĐ-CP
- Đơn cấp phép bay tiếng Việt tiếng Anh theo mẫu
- Thời gian xử lý các thủ tục
- Trách nhiệm của người sử dụng giấy phép
- Nghị định 12/NĐHN-BQP ngày 25/7/2013 về Quản lý tàu bay không người lái và các phương tiện siêu nhẹ
- Công văn số 6321/BQP-TM ngày 21/07/2015 của Bộ Quốc phòng về việc Tăng cường quản lý tàu bay không người lái, các phương tiện siêu nhẹ.
- Công văn số 11747/BQP-TM ngày 04/10/2017 của Bộ Quốc phòng về việc Tăng cường quản lý tàu bay không người lái, các phương tiện bay siêu nhẹ.
Các thủ tục xin cấp phép bay này có thể được tổ chức, cá nhân tự xin phép hoặc thông qua dịch vụ của các Luật sư hoặc các công ty chuyên về dịch vụ bay chụp drone/flycam
Bài viết có sử dụng các nguồn tài liệu từ một số chuyên gia, Wikipedia, Báo Tiền Phong, Báo VN Express, blog Tuonglamphotos, Báo cáo Giám sát biến động rừng sử dụng ảnh Flycam – TS. Nguyễn Thanh Hoàn
