Xử lý số liệu đo sâu: Bước quan trọng trong khảo sát

Trong các dự án liên quan đến thủy lợi, giao thông thủy, và khảo sát đáy sông hồ, xử lý số liệu đo sâu là một khâu quan trọng, quyết định độ chính xác và độ tin cậy của toàn bộ kết quả khảo sát. Không chỉ đơn thuần là thu thập độ sâu, việc xử lý đúng cách giúp loại bỏ sai số, xây dựng bản đồ đáy chính xác, phục vụ thiết kế công trình hiệu quả và công cụ hỗ trợ như thiết bị thủy văn. Hãy cùng Việt Thanh Group tìm hiểu về xử lý số liệu đo sâu.

Quy trình xử lý số liệu đo sâu gồm những gì?

Thu thập dữ liệu đầu vào chuẩn xác

Giai đoạn đầu tiên và quan trọng nhất trong xử lý số liệu đo sâu là thu thập dữ liệu đầu vào chính xác. Các thiết bị thường được sử dụng gồm máy đo sâu hồi âm (single beam hoặc multi beam echo sounder), kết hợp với hệ thống định vị GNSS RTK và phần mềm khảo sát chuyên dụng. Dữ liệu đầu vào bao gồm:

Tọa độ điểm đo (kinh độ, vĩ độ)
Độ sâu đo được tại từng điểm
Thời gian đo
Thông tin bổ trợ như điều kiện thời tiết, tốc độ dòng chảy, mực nước, trạng thái sóng,…

Sự đồng bộ và độ chính xác của dữ liệu thu thập sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy của bản đồ địa hình đáy nước sau này.

Hiệu chỉnh mực nước (Tidal Correction)

Ở những vùng có ảnh hưởng bởi thủy triều, việc hiệu chỉnh độ sâu là bắt buộc. Dữ liệu đo sâu được điều chỉnh về mặt chuẩn mực nước quốc gia thông qua số liệu thủy triều đo tại thời điểm khảo sát (hoặc từ trạm thủy văn gần nhất). Quá trình này giúp loại bỏ sự khác biệt về độ sâu gây ra bởi dao động mực nước tự nhiên.

Lọc nhiễu và loại bỏ sai số

Trong quá trình đo thực địa, dữ liệu thường bị nhiễu bởi nhiều yếu tố như sóng lớn, sinh vật biển, vật cản dưới đáy, lỗi thiết bị hoặc thao tác không chuẩn của người vận hành. Các giá trị bất thường sẽ được phát hiện và loại bỏ bằng cách:

Áp dụng các thuật toán loại nhiễu
Dùng thuật toán nội suy (interpolation) để làm mượt dữ liệu
Kiểm tra chéo với dữ liệu từ các thiết bị khác

Đồng bộ với dữ liệu định vị GNSS

Số liệu độ sâu sau khi được lọc sạch sẽ được kết hợp với dữ liệu tọa độ GNSS. Việc đồng bộ này giúp gán giá trị độ sâu vào đúng vị trí thực trên bản đồ. Nhờ đó, có thể xây dựng bản đồ đáy nước chính xác, hỗ trợ lập kế hoạch xây dựng, nạo vét luồng lạch, thiết kế công trình thủy lợi, bến cảng,…

Trình bày và xuất dữ liệu đầu ra

Sau quá trình xử lý, dữ liệu đo sâu sẽ được xuất ra các định dạng phổ biến như:

DXF hoặc DWG để sử dụng trong AutoCAD
CSV để xử lý thống kê hoặc nhập vào các phần mềm GIS
GeoTIFF hoặc mô hình 3D phục vụ mô phỏng địa hình đáy

Những kết quả này có thể tích hợp trực tiếp vào các hệ thống quản lý dữ liệu địa lý (GIS), phần mềm thiết kế kỹ thuật, hoặc báo cáo phân tích chuyên sâu.

Đối với các dự án quy mô lớn như khảo sát đáy sông, hồ chứa, hoặc vùng biển ven bờ, Máy Đo Sâu Hi-Target HD-MAX là lựa chọn lý tưởng trong công tác xử lý số liệu đo sâu. Thiết bị này tích hợp công nghệ echo sounder hiện đại và GNSS RTK độ chính xác cao, cho phép thu thập đồng bộ thông tin độ sâu và tọa độ với sai số tối thiểu. Khi kết hợp với phần mềm chuyên dụng, dữ liệu đo được lọc nhiễu tự động, hiệu chỉnh mực nước và trình bày theo định dạng GIS phục vụ cho thiết kế luồng tàu

Tại sao cần xử lý số liệu đo sâu đúng chuẩn?

Tăng độ tin cậy cho hồ sơ khảo sát

Một trong những lợi ích quan trọng nhất của việc xử lý số liệu đo sâu chính là nâng cao độ tin cậy của toàn bộ hồ sơ khảo sát thủy văn. Việc loại bỏ sai số, lọc nhiễu và hiệu chỉnh mực nước giúp đảm bảo các giá trị độ sâu được trình bày sát với thực tế nhất. Điều này đặc biệt quan trọng trong các khu vực có biến động địa hình đáy lớn hoặc ảnh hưởng bởi thủy triều và dòng chảy phức tạp. Một bộ dữ liệu đo sâu đáng tin cậy sẽ là nền tảng cho các quyết định kỹ thuật chính xác, giúp hạn chế rủi ro trong các giai đoạn thiết kế và thi công sau này.

Hỗ trợ thiết kế công trình chính xác và an toàn

Số liệu đo sâu sau xử lý là nguồn đầu vào không thể thiếu cho việc thiết kế các công trình thủy lợi, công trình giao thông đường thủy như đập nước, kè chắn sóng, luồng tàu, cảng biển hoặc cầu vượt sông. Khi số liệu có độ chính xác cao, kỹ sư thiết kế sẽ đưa ra được các phương án hợp lý, đảm bảo an toàn kỹ thuật, tiết kiệm chi phí thi công và hạn chế tối đa những thay đổi thiết kế do sai lệch địa hình. Điều này không chỉ giảm thiểu chi phí phát sinh mà còn nâng cao hiệu quả đầu tư tổng thể cho dự án.

Phục vụ quản lý và quy hoạch lâu dài

Dữ liệu đo sâu sau khi xử lý còn có giá trị lớn trong công tác quản lý và quy hoạch. Các cơ quan nhà nước, tổ chức thủy lợi và giao thông có thể sử dụng hệ thống dữ liệu này để:

Theo dõi biến động đáy sông, hồ, cửa biển qua thời gian.
Lập quy hoạch nạo vét, bảo trì luồng lạch.
Đánh giá tác động của xói lở, bồi lắng và biến đổi khí hậu.
Làm nền tảng cho hệ thống cơ sở dữ liệu số dùng chung giữa các ngành.

Việc xây dựng cơ sở dữ liệu địa hình đáy nước chính xác và cập nhật thường xuyên là điều kiện tiên quyết để phục vụ phát triển hạ tầng bền vững và quản lý tài nguyên nước hiệu quả.

Quá trình xử lý số liệu đo sâu bắt đầu từ việc thu thập dữ liệu đầu vào một cách chính xác thông qua thiết bị chuyên dụng như Máy Đo Sâu Hi-Target HD Lite. Thiết bị này cho phép ghi nhận đồng thời tọa độ GNSS, độ sâu đáy nước và thời gian thực, giúp đảm bảo độ chính xác ngay từ giai đoạn khảo sát. Dữ liệu sau đó được hiệu chỉnh mực nước (tidal correction) để đưa về mặt chuẩn quốc gia, loại bỏ nhiễu từ sóng, vật cản, hoặc lỗi thiết bị.

>>>Xem thêm: Top máy đo sâu phổ biến trong khảo sát thủy đạc: Giải pháp ưu việt từ máy đo sâu Hi-target

Lưu ý khi xử lý số liệu đo sâu

Để đảm bảo độ chính xác và nhất quán của dữ liệu, quá trình xử lý số liệu đo sâu cần lưu ý các điểm sau:

Hiệu chuẩn thiết bị trước khi đo: Các thiết bị đo sâu, GNSS RTK hoặc máy hồi âm phải được hiệu chuẩn đúng chuẩn trước khi khảo sát nhằm tránh sai số tích lũy.
Kiểm soát tốc độ di chuyển của phương tiện khảo sát: Tốc độ quá nhanh hoặc không ổn định có thể gây nhiễu tín hiệu, ảnh hưởng đến độ sâu thu được.
Xác định chính xác mực nước tại thời điểm đo: Cần có số liệu thủy triều, đặc biệt khi đo ở vùng ven biển hoặc cửa sông. Việc hiệu chỉnh mực nước sai lệch có thể làm sai hoàn toàn mô hình đáy.
Chọn phần mềm xử lý phù hợp: Nên sử dụng các phần mềm chuyên dụng như Hypack, Qinsy, hoặc Surfer để xử lý dữ liệu chuyên sâu, tránh sử dụng công cụ không chuyên dẫn đến mất dữ liệu.
Lưu trữ và sao lưu dữ liệu gốc: Luôn giữ lại dữ liệu đo thô để đối chiếu khi cần thiết, tránh việc chỉ lưu trữ kết quả đã xử lý.

>>>Xem thêm: Nguyên lý hoạt động máy đo sâu hồi âm – Cách thiết bị xác định độ sâu đáy nước chính xác

Việc xử lý số liệu đo sâu không chỉ là công đoạn kỹ thuật mà còn là chìa khóa đảm bảo chất lượng cho toàn bộ dự án khảo sát thủy văn. Sử dụng phần mềm hiện đại cùng đội ngũ kỹ thuật viên chuyên môn cao sẽ giúp bạn tiết kiệm thời gian, tăng hiệu quả và giảm thiểu rủi ro trong công tác đo đạc và thi công công trình.