Máy bay không người lái và những ứng dụng bước đầu trong nghiên cứu Khoa học & công nghệ biển

Không ảnh máy bay tăng cường khả năng nghiên cứu hải dương học
Nghiên cứu và tiếp cận các phương tiện nghiên cứu hiện đại nhằm nâng cao trình độ nghiên cứu, điều tra cơ bản cũng như nâng cao hiệu quả khai thác tài nguyên môi trường biển, bảo vệ và phục hồi nguồn lợi là định hướng “tiến ra biển lớn” của chiến lược phát triển kinh tế biển Việt Nam và của Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam (VAST).

Nằm trong xu thế đó, chương trình “nghiên cứu chế tạo tổ hợp máy bay không người lái phục vụ nghiên cứu khoa học” do Viện Công nghệ không gian chủ trì thực hiện đã nghiên cứu chế tạo thành công 05 mẫu máy bay không người lái.

Hình 1: Lãnh đạo Ban Ứng dụng triển khai, Viện Viện Hải dương học, Viện Nghiên cứu và Ứng dụng công nghệ Nha Trang, Viện Công nghệ không gian và chủ nhiệm chương trình nghiên cứu máy bay không người lái, viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam trong buổi lễ thử nghiệm tại Vạn Ninh, Khánh Hòa ngày 25/5/2013

Sau các đợt bay thử nghiệm tại Khu công nghệ cao Hòa Lạc (Hà Nội) và Lâm Đồng, phối hợp với Viện Viện Hải Dương học Nha Trang, Viện Nghiên cứu và Ứng dụng công nghệ Nha Trang, Viện Công nghệ không gian đã thực hiện thử nghiệm thành công 33 chuyến bay của 2 trong số 5 mẫu máy bay này (bao gồm 6 chiếc máy bay AV.UAV.S1 và AV.UAV.S2) ở vùng biển ven bờ, thềm lục địa Vạn Ninh, Khánh Hòa trong các điều kiện bay khác nhau (trong đó có cả bay đêm) vào ngày 24-26/5/2013.

Hình 2: Sáu máy bay không người lái với hệ thống chụp ảnh (xanh), đo phổ ánh sáng (đỏ) và máy bay đang bay thử nghiệm trên bầu trời

Bên cạnh kết quả thử nghiệm thành công 36 chuyến bay không người lái, máy bay AV.UAV.S1 mang theo đầu đo phổ phản xạ để xác định hệ bức xạ của các đối tượng nghiên cứu khác nhau. Đây là những chìa khóa quan trọng trong phân tích ảnh viễn thám, đặc biệt là nghiên cứu Hải dương học. Với dãi phổ kế ánh sáng từ 400nm đến 1.000nm, các giá trị đo cho phép xây dựng các điểm tham khảo để phân loại các đối tượng nghiên cứu dưới mặt nước như san hô, cỏ biển, rong biển, hoặc là đánh giá các đối tượng liên quan đến sự cố môi trường.

Máy bay AV.UAV.S2 mang theo máy ảnh chuyên dụng 20M pixel đảm nhiệm nhiệm vụ chụp ảnh các đối tượng. Những hình ảnh này cho phép các chuyên gia định loại những đối tượng nghiên cứu như khu vực nuôi trồng thủy sản (hình 3) hoặc là các đối tượng tự nhiên (Hình 4).

Tuy nhiên, để ứng dụng ảnh chụp từ máy bay vào hải dương học, bên cạnh hệ thống máy bay không người lái, cần thiết phải trang bị thêm hệ thống chụp hình đơn sắc và đa kênh cũng như thực hiện đồng thời quá trình thu tín hiệu với việc tiến hành thực địa để xây dựng những thuật toán áp dụng cho không ảnh. Đặc biệt là, khi kết hợp những kết quả giải đoán không ảnh với các dữ liệu thu được từ vệ tinh VNRedSat-1 sẽ góp phần tăng cường độ chính xác và khả năng ứng dụng của những dữ liệu thu được từ vệ tinh. Kết hợp với các kết quả khảo sát đo đạc trên biển và các phương pháp mô hình hóa, hy vọng rằng, trong tương lai gần, ảnh vệ tinh, các ảnh chụp từ máy bay không người lái với hệ thống thu tín hiệu chuyên dụng là những công cụ hữu ích, không thể thiếu trong nghiên cứu hải dương học hiện đại của Việt Nam.

Hình 3: Khu vực nuôi trồng thủy sản ở Đầm Môn (ảnh chụp từ máy bay không người lái ở độ cao 700m do nhóm nghiên cứu cung cấp)

Hình 4: Một phần của Hòn Ông, ghép từ các ảnh chụp từ máy bay không người lái (hình trên - ảnh do nhóm nghiên cứu cung cấp) và vị trí chụp (từ google)

Theo Phan Minh Thụ-VNIO

Máy bay không người lái Việt Nam chụp ảnh, đo phổ hệ sinh thái biển miền Trung

Sáng 25-5, 6 chiếc máy bay không người lái (Unmanned Aerial Vehicle - UAV) do Viện Công nghệ không gian (thuộc Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) nghiên cứu, chế tạo đã cất cánh tại khu vực bãi biển Đầm Môn, xã Vạn Thạnh, huyện Vạn Ninh (tỉnh Khánh Hòa) để thực hiện chương trình “bay phục vụ nghiên cứu khoa học biển trên vùng biển miền Trung”.

Thực hiện chương trình nghiên cứu trên có các nhà khoa học thuộc: Viện Hải Dương học Nha Trang, Viện Nghiên cứu và Ứng dụng công nghệ Nha Trang, Viện Công nghệ Vũ trụ, Viện Công nghệ không gian, và Ban triển khai ứng dụng công nghệ cao thuộc Viện hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.

Theo thiết kế, 6 chiếc UAV được điều khiển bằng thiết bị tự động đặt trên máy bay (Autopilot on Board) và hệ thống điều khiển trên mặt đất (Ground Control System) khi cất cánh mang theo camera, máy ảnh chuyên dụng và máy đo phổ phản xạ sẽ truyền những hình ảnh ghi nhận được về trung tâm. Ngoài ra, những thiết bị chuyên dụng của 6 chiếc UAV còn có thể đo phổ hệ sinh thái biển và ngư trường vùng biển, thềm lục địa tỉnh Khánh Hòa trong mỗi lần bay.

Theo phân công, máy bay có ký hiệu AV.UAV.S1 đảm nhận hành trình bay ghi hình, chụp ảnh đo phổ hệ sinh thái, ngư trường ven biển, thảm thực vật, diện tích san hô, phân bổ các hợp phần nền đáy vịnh Vân Phong, nhiệt độ mặt nước biển, đo phù sa bồi lắng tại các cửa sông, cửa biển, rừng ngập mặn, vùng sạt lở ven biển, chuẩn hóa ảnh chụp từ vệ tinh… phục vụ chương trình nghiên cứu. Còn máy bay có ký hiệu AV.UAV.S2 đảm nhận hành trình bay ra khơi xa, bán kính trên 100 km, trần bay 3.000m với nhiệm vụ ghi hình, chụp ảnh đo phổ các loài sinh vật thủy sinh trên thềm lục địa, san hô đáy biển, nhiệt độ, độ mặn nước biển, dòng hải lưu, phát hiện vùng cá tiềm năng phục vụ bà con ngư dân và cung cấp số liệu cho Viện Hải Dương học Nha Trang và Viện Nghiên cứu và Ứng dụng công nghệ Nha Trang.

Sau khi thực hiện các chuyến bay thành công trong cùng ngày, 6 chiếc UAV đã truyền tải những hình ảnh đầu tiên về trung tâm điều khiển đã cho thấy thành công bước đầu của chương trình nghiên cứu.

Theo kế hoạch, đêm 25-5, nhóm nghiên cứu tiếp tục cho 6 UAV bay thử nghiệm ban đêm để tiếp tục thực hiện chương trình “bay phục vụ nghiên cứu khoa học biển trên vùng biển miền Trung”.