Khảo sát hiện trạng, địa hình và đấu nối hạ tầng bằng Laser Scan 3D và UAV tại Sân vận động Thống Nhất
Công ty TNHH Công nghệ 3DSCAN đã thực hiện khảo sát hiện trạng vị trí, địa hình và đấu nối hạ tầng phục vụ cải tạo — mở rộng khán đài B Sân vận động Thống Nhất (138 Đào Duy Từ, Quận 10, TP.HCM) bằng ba phương pháp: bay chụp UAV RTK, quét Laser Scan 3D mặt đất (TLS) và đo GNSS-RTK kết hợp toàn đạc điện tử. Sản phẩm bàn giao gồm bình đồ địa hình 1/500, đồng mức 0,5 m trên diện tích 35.936,7 m², bản đồ hiện trạng vị trí và kiến trúc khổ A0, cùng đám mây điểm hợp nhất UAV + TLS chuẩn hoá theo hệ VN-2000, sẵn sàng đưa vào mô hình BIM. Phần địa hình triển khai theo quy trình khảo sát địa hình 3D bằng UAV mà 3DSCAN áp dụng cho công trình hạ tầng trong thành phố.
Nhận tư vấn khảo sát công trình thể thao
Cải tạo một khán đài đang sử dụng: bản vẽ cũ không còn là sự thật
Bài toán của chủ đầu tư không phải là đo lại cho có hồ sơ, mà là thiết kế cải tạo trên một kết cấu đã qua nhiều lần sửa chữa. Một sân vận động vận hành hàng chục năm thường có ba sai lệch cùng lúc: cao trình bậc khán đài lệch bản vẽ ban đầu, lan can — lối thoát hiểm — khu kỹ thuật đã bị thay đổi, hạ tầng ngầm quanh sân không còn hồ sơ khớp hiện trạng.
Yêu cầu với khán đài B vì thế gồm bốn nhóm hình học khác nhau — bình đồ 1/500, ranh công trình, hình học kiến trúc khán đài, và tuyến đấu nối giao thông, điện, nước, thoát nước, viễn thông ngoài phạm vi sân — không giải được bằng một loại thiết bị.
.webp)
Một sân vận động có ba loại hình học, không đo được bằng một thiết bị
Quyết định kỹ thuật quan trọng nhất được đưa ra ngay ở bước khảo sát sơ bộ: chia khu vực theo đặc điểm hình học rồi gán phương pháp đo cho từng khu vực, thay vì chọn trước một thiết bị cho cả công trình. Sân có đủ ba dạng hình học tách biệt: bề mặt rộng lộ thiên, không gian kín bị che khuất nhiều tầng, và đối tượng rời rạc cần tọa độ tuyệt đối.
Mặt cắt nguyên lý: UAV phủ phần lộ thiên và dải ~20 m ngoài ranh, Laser Scan 3D phủ phần bị mái che, hai nguồn gặp nhau ở vùng chồng phủ
Phần lộ thiên và dải đấu nối: UAV RTK
UAV RTK — Phantom 4 RTK hoạt động cùng một trạm GNSS làm Base tại hiện trường — đảm nhiệm mặt sân, mặt mái khán đài, đất trống quanh sân và dải mở rộng khoảng 20 m mỗi bên ngoài ranh sân, phần bắt buộc phải có để tuyến đấu nối khớp hạ tầng hiện hữu. Ảnh được xử lý thành orthophoto, DSM/DTM, nắn về hệ VN-2000 và hệ cao độ Nhà nước, tạo nền cho bình đồ 1/500.
Lòng khán đài và gầm kết cấu: Laser Scan 3D
Phần UAV không thu được — bậc khán đài dưới mái, lan can, lối thoát hiểm, hành lang và khu kỹ thuật trong lòng khán đài B — thuộc về máy quét Laser Scan 3D mặt đất. 3DSCAN đặt nhiều trạm cả trong và ngoài khán đài, ghép cloud-to-cloud khi hình học đủ đặc trưng và chuyển sang ghép theo target khi bề mặt quá đơn điệu — cùng cách làm với laser scan 3D hiện trạng kiến trúc cho công trình đang sử dụng.
Ranh công trình và hạ tầng kỹ thuật: GNSS-RTK và toàn đạc
Mốc ranh, mép công trình, cột điện, hố ga, miệng cống không lấy được từ đám mây điểm: mỗi điểm cần một tọa độ tuyệt đối chịu trách nhiệm được trong hồ sơ. 3DSCAN lập lưới khống chế hạng IV gồm 3 mốc DC1, DC2, DC3 có tọa độ và cao độ VN-2000, đo GNSS-RTK trên lưới này, rồi dùng toàn đạc dẫn vào các vị trí bị khán đài chắn tín hiệu vệ tinh.
Cơ sở chọn phương pháp đo theo từng khu vực
| Khu vực | Ràng buộc hình học | Phương pháp được chọn | Sản phẩm rút ra |
|---|---|---|---|
| Mặt sân, mặt mái khán đài, đất trống | Bề mặt rộng, liên tục, không bị che từ trên | UAV RTK, nắn theo mốc VN-2000 | Orthophoto, DSM/DTM, nền bình đồ 1/500 |
| Bậc khán đài B, lan can, lối thoát hiểm | Bậc lặp, mỗi bậc chắn tầm nhìn bậc dưới | Laser Scan 3D nhiều trạm, ghép cloud-to-cloud | Cao trình từng bậc, hình học lan can |
| Gầm khán đài, hành lang, khu kỹ thuật | Không gian kín, không thu được tín hiệu GNSS | Laser Scan 3D ghép theo target, dẫn lưới toàn đạc | Mặt bằng — mặt cắt, dữ liệu Scan to BIM |
| Ranh công trình, cột điện, hố ga, tuyến cống | Đối tượng rời rạc, cần tọa độ tuyệt đối | GNSS-RTK và toàn đạc trên lưới hạng IV | Bản đồ hiện trạng khổ A0, hồ sơ ranh |
| Dải mở rộng ~20 m ngoài ranh sân | Phải khớp hạ tầng hiện hữu bên ngoài | UAV RTK, đo bù toàn đạc ở chỗ cây xanh che phủ | Tuyến đấu nối giao thông, điện, nước, viễn thông |
Ở hiện trường, khó nhất không phải diện tích mà là số lần tầm nhìn bị chắn
Khối lượng trạm quét của một khán đài không tỷ lệ với diện tích sàn mà tỷ lệ với số vùng bị che khuất. Kết cấu khán đài B tạo ra ba lớp che khuất chồng nhau: mái chắn tầm nhìn từ trên xuống; mỗi bậc chắn mất mặt bậc phía dưới khi quét từ xa; hệ dầm — cột đỡ mái chia không gian thành nhiều khoang không nhìn thấu nhau.
“Khán đài không khó vì rộng, mà khó vì lặp: các bậc giống nhau nối tiếp, mỗi bậc chắn mất tầm nhìn của bậc dưới. Số trạm quét vì thế không do diện tích quyết định mà do số lần tầm nhìn bị chắn — và đó là con số chỉ đếm được khi đã ra tới hiện trường.”
— Phan Tiên Duyên, Chủ nhiệm công trình, 3DSCAN
Hệ quả là cách bố trí trạm: máy đặt cả ở mặt sân, trên chính các bậc khán đài và trong gầm khán đài, mỗi cặp trạm liền kề có phần chồng phủ đủ đặc trưng để ghép trùng khớp; ở khoang chỉ có bê tông phẳng, kỹ sư dán target. Ba mốc DC1, DC2, DC3 chọn theo cùng logic — vừa thông thoáng để thu tín hiệu GNSS ổn định, vừa nhìn thấy được từ các trạm toàn đạc dẫn vào trong khán đài.
Từ nhiều khối dữ liệu rời rạc về một hệ tọa độ duy nhất
Giá trị của dự án nằm ở chỗ ba nguồn dữ liệu cùng sống trong một hệ tọa độ VN-2000 duy nhất, không phải ba khối dữ liệu đẹp nhưng lệch nhau. Chuỗi xử lý theo đúng thứ tự: bình sai lưới hạng IV trước, nắn khối ảnh UAV theo lưới đó, ghép các trạm Laser Scan 3D thành một đám mây điểm liên tục, rồi đưa khối TLS về khớp khối UAV tại vùng chồng phủ.
Sau hợp nhất, dữ liệu được làm sạch, phân lớp và số hoá thành bình đồ địa hình cùng bản đồ hiện trạng, theo chuỗi công việc của dịch vụ dựng mô hình 3D bằng UAV và Laser Scan.
Con số chịu trách nhiệm cho cả hồ sơ: sai số vị trí điểm ≤ 0,003 m
Chất lượng một hồ sơ khảo sát được quyết định ở lưới khống chế, không ở thông số catalogue của máy. Lưới hạng IV của dự án bình sai theo TCVN 9401:2012, cho sai số vị trí điểm điển hình ≤ 0,003 m; tuyến thủy chuẩn khép sai trong hạn cho phép. Bình đồ 1/500, bản đồ A0 và đám mây điểm hợp nhất đều thừa hưởng độ chính xác tuyệt đối từ bộ ba mốc này.
Đây cũng là chỗ hồ sơ khảo sát hay bị hiểu sai: độ chính xác tuyệt đối — vị trí dữ liệu trong hệ VN-2000 — do lưới khống chế quyết định, còn độ chính xác tương đối giữa hai chi tiết cạnh nhau phụ thuộc chất lượng ghép trạm. Dữ liệu rất mịn vẫn lệch cả khối nếu lưới yếu — nên 3DSCAN chốt lưới trước, quét sau.
Một lần khảo sát, nhiều tuyến sử dụng
- Bình đồ địa hình 1/500 — đồng mức 0,5 m, khoảng 35.936,7 m².
- Mốc khống chế DC1, DC2, DC3 — tọa độ, cao độ VN-2000, kèm kết quả bình sai.
- Bản đồ hiện trạng vị trí và kiến trúc khổ A0 — ranh công trình, hạng mục hiện hữu.
- Tuyến đấu nối hạ tầng — giao thông, điện, nước, thoát nước, viễn thông ngoài phạm vi sân.
- Đám mây điểm hợp nhất UAV + TLS — E57, LAZ, RCP mở trực tiếp trong phần mềm thiết kế.
- Dữ liệu CAD (DWG/DXF), lưới 3D, orthophoto GeoTIFF, DSM/DTM toàn khu vực.
- Báo cáo kỹ thuật và hồ sơ ảnh hiện trường — thuyết minh phương pháp, bảng tọa độ/cao độ.
Dữ liệu này làm được gì mà bản vẽ 2D không làm được
Với đơn vị thiết kế, đám mây điểm hợp nhất cho phép dựng lại kết cấu khán đài đúng hiện trạng và kiểm tra xung đột trước khi thi công: hạng mục mới có đủ chiều cao thông thủy dưới dầm mái hay không, lối thoát hiểm sau cải tạo có còn đạt bề rộng yêu cầu hay không — trả lời ngay trên dữ liệu. Đây là đầu vào của quy trình Scan to BIM.
Với đơn vị thẩm tra và chủ đầu tư, bản đồ hiện trạng cùng lưới khống chế là cơ sở kiểm tra khối lượng và xác nhận ranh giới. Khối dữ liệu này còn chuẩn hoá và chuyển đổi sang dữ liệu GIS được để quản lý hạ tầng toàn khu theo lớp.
Ba điều 3DSCAN rút ra từ dự án này
Phải đếm vùng che khuất trước khi chào khối lượng. Với công trình thể thao có mái, khối lượng trạm quét sinh ra từ số khoang bị chắn tầm nhìn, không từ số mét vuông — một buổi khảo sát sơ bộ tiết kiệm hơn hẳn thời gian nó chiếm.
Dải mở rộng ngoài ranh sân mới là nơi phát sinh. Phần 20 m ngoài ranh thường bị coi là hạng mục phụ, nhưng chính ở đó tuyến giao thông, điện, nước phải khớp hạ tầng hiện hữu — thiếu dữ liệu ở dải này thường dẫn tới khảo sát bổ sung.
Mốc khống chế chọn theo tầm nhìn, không theo sơ đồ giấy. Một mốc đẹp trên bản vẽ nhưng bị mái khán đài chắn thì vô dụng cho cả GNSS lẫn toàn đạc — phải chốt tại hiện trường.
Năng lực triển khai cho công trình thể thao đang vận hành
Dự án Sân vận động Thống Nhất cho thấy điều 3DSCAN theo đuổi trong mọi hồ sơ: dữ liệu phải kiểm chứng được — từ lưới khống chế có kết quả bình sai, qua một hệ tọa độ duy nhất, tới bộ sản phẩm đơn vị thiết kế mở ra dùng được ngay. Với trụ sở tại TP.HCM, 3DSCAN nhận khảo sát sân vận động, nhà thi đấu và công trình đang vận hành cần số hoá hiện trạng mà không gián đoạn hoạt động, qua dịch vụ quét Laser Scan 3D công trình.
Dự án liên quan của 3DSCAN
Cần khảo sát hiện trạng, lập bình đồ 1/500 hoặc số hoá point cloud cho sân vận động, nhà thi đấu, công trình thể thao đang vận hành? Gửi phạm vi công trình để 3DSCAN tư vấn phương án UAV + Laser Scan 3D và báo giá theo khối lượng.
Liên hệ 3DSCAN Hotline: 0938 309 808 · Email: lienhe@3dscan.vn
