Nghiên cứu ứng dụng công nghệ quét laser mặt đất nâng cao chất lượng dữ liệu địa không gian nhằm tăng cường năng lực quản lý Nhà nước trong hoạt động khoáng sản

Công nghệ quét Laser mặt đất là sự kết hợp giữa công nghệ đo dài bằng laser, công nghệ định vị vệ tinh và công nghệ ảnh số, với tốc độ quét nhanh, độ chính xác cao, số liệu đầy đủ đưới dạng đám mây điểm thể hiện đúng mô hình thực địa, số liệu đầu vào đủ thông tin để xây dựng mô hình số độ cao, nội suy đường đồng mức, tính toán thể tích, trữ khối lượng, mặt cắt địa hình, có thể xác định chính xác bề mặt của đối tượng cần khảo sát trong không gian ba chiều, ở nhiều dạng địa hình khó khăn, phức tạp mà phương pháp đo đạc truyền thống không triển khai được. Công nghệ quét Laser mặt đất đã được nhiều nước trên thế giới đưa vào ứng dụng ở hầu hết mọi lĩnh vực, trong đó đặc biệt là ngành khai khoáng.  Tuy nhiên tại Việt Nam cho đến thời điểm hiện tại, công nghệ quét Laser mặt đất chưa được đưa vào ứng dụng, bởi chưa có đơn vị, cơ quan nào quan tâm, nghiên cứu và đưa vào thử nghiệm một cách có hệ thống, đặc biệt trong lĩnh vực quản lý, khai thác khoáng sản.
 
 
Hiện nay ngành khai khoáng Việt Nam vẫn đang bộc lộ nhiều bất cập trong đó có sự thiếu minh bạch từ khâu khai thác, sử dụng, xuất khẩu… dẫn đến thất thoát lớn. Việc thu thuế của doanh nghiệp khoáng sản chỉ dựa trên sản lượng khai thác mà doanh nghiệp khai báo và không kiểm soát được sản lượng khai thác thực tế. Tình trạng trốn thuế tài nguyên (chủ yếu là do khai báo không đúng sản lượng để tính thuế và sản lượng khai thác thực tế) đã và đang diễn ra ở nhiều doanh nghiệp khai thác, ở nhiều địa phương dẫn tới thất thu ngân sách. Tại mỗi doanh nghiệp khai khoáng cũng như trong khâu kiểm tra, giám sát định kỳ của các đơn vị chức năng thì việc đo đạc, kiểm đếm khối lượng khai thác thực tế là rất khó khăn, không đảm bảo độ chính xác do thiếu các thiết bị, công nghệ, phương tiện chuyên dụng.

Do vậy, nhằm xác lập cơ sở khoa học, ứng dụng công nghệ quét laser mặt đất phục vụ xây dựng dữ liệu địa không gian trong đo vẽ hiện trạng; kiểm kê, thống kê khối lượng và trữ lượng khoáng sản nhằm nâng cao hiệu quả công tác kiểm soát và quản lý hoạt động khoáng sản sau khi cấp phép, nhóm nghiên cứu do ThS. Vũ Quốc Lập, Công ty CP Đo đạc và Khoáng sản đứng đầu đã tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ quét laser mặt đất nâng cao chất lượng dữ liệu địa không gian nhằm tăng cường năng lực quản lý Nhà nước trong hoạt động khoáng sản”.

Sau một thời gian triển khai thực hiện, nhóm nghiên cứu đưa ra các kết luận như sau:

1. Quét laser mặt đất là một loại hình công nghệ mới hội đủ nhiều điều kiện kỹ thuật phù hợp với công tác thu thập, xử lý, phân tích, hiển thị và chia sẻ dữ liệu địa không gian trong  quá trình hoạt động khoáng sản ở Việt Nam.

2. Đo vẽ thành lập bản đồ và tính khối lượng mỏ lộ thiên là nội dung công tác thường xuyên nhất ở mỏ lộ thiên. Ứng dụng công nghệ quét laser mặt đất cho phép xây dựng các bản đồ hiện trạng, các mô hình số độ cao, mô hình số địa hình là các sản phẩm thông tin địa không gian cần thiết cho công tác tính khối lượng đất bóc và khoáng sản, lập và điều chỉnh kế hoạch khai thác, xây dựng hộ chiếu khoan nổ mìn v.v... một cách nhanh chóng, giảm thời gian và công sức.

3. Trong điều kiện khai thác xuống sâu, hiện tượng dịch chuyển đất đá và trượt lở bờ mỏ xẩy ra liên tục. Công nghệ quét laser mặt đất với khả năng tổ chức sản xuất đơn giản, cung cấp nhanh các kết quả quan trắc hiện trạng bờ mỏ giữa các chu kỳ, cho phép dự báo chính xác hiện tượng trượt lở bờ mỏ góp phần điều khiển hiệu quả ổn dịnh bờ mỏ.

4. Các tai biến môi trường do dịch chuyển đất đá bãi thải lớn làm đình trệ sản xuất, tổn thất kinh tế, thậm chí gây nguy hiểm đến tính mạng nhiều người. Ứng dụng quét laser mặt đất qua các chu kỳ cho phép xác định nhanh chóng và chính xác các khối lượng trượt lở bờ bãi thải. Nhằm có các giải pháp kịp thời ngăn ngừa và giảm thiểu các tai biến môi trường do nguyên nhân bãi thải.

5. Trong điều kiện hệ thống hầm lò chật hẹp, thiếu ánh sáng, điều kiện đo đạc khó khăn v.v... Công nghệ quét laser mặt đất là công cụ hiệu quả nhất trong công tác đo vẽ hiện trạng các hệ thống hầm lò. Các dữ liệu và mô hình địa không gian cho phép nhanh chóng xác định khối lượng khai thác, nghiên cứu biến dạng áp lực v.v... trong quá trình tổ chức sản xuất, quản lý và kiểm tra hoatrj động khoáng sản trong hầm lò.

6. Để khai thác đầy đủ và hiệu quả các dữ liệu quét laser mặt đất trong các nội dung hoạt động khoáng sản ở Việt Nam, cần thiết phải ứng dụng  MO-DUL phần mềm phụ trợ. Đây là sản phẩm kết quả nghiên cứu của đề tài, cho phép tối ưu hoá và tự động hóa quá trình xử lý xử lý dữ liêău đám mây điểm, lâăp mô hình số đôă cao, biên tâăp bản đồ hiêăn trạng, lâăp măăt cắt, tính toán thống kê, kiểm kê khối lượng đất bóc và khoáng sản khai thác.

Nhóm nghiên cứu cũng kiến nghị các cơ quan và đơn vị ứng dụng công nghệ quét laser mặt đất trong công tác sản xuất, quản lý và kiểm soát hoạt động khoáng sản. Lý do bởi so với các phương pháp truyền thống, công nghệ quét laser mặt đất thể hiện nhiều ưu điểm nổi trội, bao gồm: Công tác tổ chức sản xuất nhanh gọn đơn giản (ví dụ so với quét laser hàng không Lidar), thời gian đo quét nhanh, khối lượng dữ liệu lớn, các mô hình sản phẩm đa dạng, trực quan, v.v... Mặt khác, công nghệ quét laser mặt đất cho phép tự động hóa toàn bộ quá trình từ dữ liệu đo quét đầu vào cho đến các sản phẩm đầu ra, cung cấp nhaanh chóng và kịp thời dữ liệu và thông tin phục vụ công tác sản xuất, quản lý và kiểm soát hoạt động khoáng sản với hiệu quả cao. Đồng thời kiến nghị kết hợp sử dụng phần mềm MO-DUL trong quá trình xử lý các đám mây dữ liệu. phần mềm ở dạng mở, dễ sử dụng, thân thiện và phù hợp với nhu cầu, khả năng tin học của đại đa số cán bộ kỹ thuật cũng như kỹ thuật, công nghệ khai thác khoáng sản ở Việt Nam.  Đối với khu vực khảo sát có diện tích quy mô lớn, địa hình phức tạp, chênh cao lớn (khu vực địa hình bị che lấp, mái nhà, đỉnh núi....) mà máy quét laser 3D mặt đất không thể tiếp cận và đo được thì ngoài sử dụng các phương pháp truyền thống để đo bổ sung.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 14702/2018) tại Cục Thông tin Khoa học và Công nghệ Quốc gia.
 
P.T.T (NASATI)