BÁO CÁO THỰC TẬP KỸ THUẬT ĐỀ TÀI Nhận Dạng Đường Biên Ruộng

LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay, trong thời đại mà công nghệ thông tin ngày càng phát triển mạnh mẽ, việc ứng dụng công nghệ vào các lĩnh vực trong cuộc sống không còn nhiều xa lạ, mục đích là để đạ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI VIỆN TOÁN ỨNG DỤNG VÀ TIN HỌC

BÁO CÁO THỰC TẬP KỸ THUẬT

TÊN ĐỀ TÀI:

Nhận Dạng Đường Biên Ruộng

Giảng viên hướng dẫn : TS LÊ HẢI HÀ Sinh viên thực hiện: NGUYỄN PHÚC LÂM Lớp: Hệ thống thông tin quản lý – k62

HÀ NỘI – 2021

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN TOÁN ỨNG DỤNG VÀ TIN HỌC

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

PHIẾU ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC TẬP

Sinh viên: Nguyễn Phúc Lâm

Mã số sinh viên: 20173539 Lớp: Hệ thống thông tin quản lý K62

Số điện thoại: 0981352375 Email: lamphucnguyen05@gmail.com

Địa điểm thực tập: Công ty TNHH Công nghệ cao Skymap, 2410B New Skyline, Văn Quán, Hà Đông, Hà Nội

Thời gian thực tập: 10 tuần Hình thức: Part-time

Cán bộ hướng dẫn tại cơ sở: Phạm Hữu Nghị

Nhận xét của cơ sở thực tập

a) Nhận xét kết quả thực hiện đợt thực tập

Về Chuyên môn, nghiệp vụ:

………

………

………

………

• Về Kỹ năng (Testing/Nghiên cứu/Viết báo cáo/Thuyết trình, ):

………

………

………

………

• Về Ứng xử doanh nghiệp: ………

………

………

………

b) Ý thức của sinh viên

Sinh viên đã hoàn thành đợt thực tập với ý thức: Tốt / Khá / Kém

Mục Lục

LỜI MỞ ĐẦU 5

I Khái quát về công ty 6

1.1 Giới thiệu công ty 6

1.2 Lịch sử phát triển và phương châm công ty 7

II Nội dung thực tập 9

2.1 Tìm hiểu về hệ thống thông tin địa lý GIS 9

2.2 Tìm hiểu về phần mềm QGIS 9

2.3 Tạo mẫu dữ liệu 11

2.4 Tìm hiểu model HED (Holistically - nested Edge Detection) 17

2.5 Ngôn ngữ lập trình python 18

KẾT LUẬN 20

TÀI LIỆU THAM KHẢO 21

LỜI MỞ ĐẦU

Hiện nay, trong thời đại mà công nghệ thông tin ngày càng phát triển mạnh mẽ, việc ứng dụng công nghệ vào các lĩnh vực trong cuộc sống không còn nhiều xa lạ, mục đích là để đạt được chất lượng và gia tăng giá trị sản phẩm đồng thời giảm bớt đi sức lao động của con người

Như chúng ta đã biết, bản đồ đã có từ rất lâu, bản đồ là một mô hình không gian cho chúng ta biết hình dáng, độ lớn, vị trí tương hỗ của các đối tượng trong không gian Bản đồ mang nhiều thông tin đặc trưng về số lượng, chất lượng, cấu trúc và sự phân bố của các đối tượng, hiện tượng Vì vậy trong thực tế bản đồ có ý nghĩa to lớn, ví dụ nhưng trong nông nghiệp bản đồ dùng để quy hoạch, quản lí đất đai, phân vùng quy hoạch đất, xây dựng thủy lợi Ngày nay với

sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thì GIS ra đời, GIS (Geographic Information Systems) là công cụ dùng để thu thập, quản lý và phân tích dữ liệu từ không gian địa lý qua đó thực hiện biên tập bản đồ, lưu trữ dữ liệu bản đồ, thao tác trên bản đồ sao cho tương hợp sự vật hiện tượng ngoài không gian thực GIS cho phép người dùng theo dõi hình ảnh trực quan bằng các bản đồ và hình ảnh cảnh 3D

SKYMAP Việt Nam là công ty đứng đầu về số hóa và khai thác các hệ thống thông tin địa lý Các giải pháp toàn diện về xử lý thông tin liên quan dữ liệu địa lý và xử lý bản đồ

Để hoàn thành bài báo cáo này em xin gửi lời cảm ơn tới thầy Lê Hải Hà, giám đốc công ty đã hướng dẫn, giúp đỡ em trong suốt quá trình tìm hiểu đề tài này tại công ty Bên cạnh đó em cũng xin được gửi lời cảm ơn tới các anh chị ở công ty, đã nhiệt tình chỉ bảo cũng như giúp đỡ

em trong suốt quá trình thực tập tại công ty

I Khái quát về công ty

1.1 Giới thiệu công ty

Công ty TNHH Công nghệ cao Skymap (Skymap Việt Nam) là chi nhánh của công ty Skymap Global Singapore Công ty gồm 36 nhân viên chính thức trong đó TS Lê Hải Hà hiện giữ chức vụ giám đốc công ty Hiện tại công ty đang phát triển các lĩnh vực hoạt động chính như sau:

• Mảng phát triển giải pháp công nghệ thông tin doanh nghiệp

Skymap có kinh nghiệp trong việc áp dụng công nghệ thông tin vào việc giải quyết các bài toán thực tế doanh nghiệp Hiện tại công ty đang triển khai các sản phẩm hệ thống thông tin quản lý phục vụ doanh nghiệp:

Hệ thống quản lý lao động và hỗ trợ xây dựng hồ sơ thầu: công ty Cổ

Phần Nước Và Môi Trường Việt Nam (VIWASE), thời gian triển khai

là 2 tháng Hệ thống quản lý lao động và tiền lương: công ty Cổ Phần

Đầu Tư Thế Giới Sữa, thời gian triển khai là 3 tháng

Sản phẩm salestrekk: Salestrekk là hệ thống hỗ trợ bán hàng Salestrekk

là giải pháp quản lý quan hệ khách hàng, theo dõi và hỗ trợ hệ thống sale rep

Khách hàng chính của Salestrekk là các công ty bán sản phẩm theo mô hình dự án cần theo dõi quá trình chăm sóc khách hàng, các công ty có

hệ thống sale, nhân viên thị trường cần quản lý và hỗ trợ tạo đơn hàng với tồng công ty Tính năng nổi bật của salestrekk là hệ thống bản đồ cho phép có cái nhìn trực quan về hệ thống sale, tình hình các vùng kinh doanh Khả năng ghi lại vị trí của app di động cho phép quản lý sale và công việc chăm sóc khách hàng Tích hợp AI trong phân tích email khách hàng để phân tích cảm xúc khách hàng

Sản phẩm ứng dụng chấm công thông minh: thay thế máy chấm công

vân tay bằng giải pháp tiết kiệm chi phí - ứng dụng chấm công trên mobile Giải quyết được bài toán chấm công, kết nối tự động với hệ thống tính lương

• Mảng bản đồ

Skymap Việt Nam là công ty đứng đầu về số hóa và khai thác các hệ thống thông tin địa lý, các giải pháp toàn diện về xử lý thông tin liên quan đến dữ liệu địa lý và xử lý bản đồ

Các dự án đang triển khai: hệ thống thông tin cháy rừng, cổng thông tin

rà phá bom mìn quốc gia

• Mảng machine learning

Skymap Việt Nam hiện đang ứng dụng công nghệ machine learning và

AI giải quyết các bài toán trích xuất thông tin từ ảnh vệ tinh Các ứng dụng đang phát triển:

Road detection: Nhận dạng đường từ ảnh vệ tinh

Building footprint: Vẽ móng các tòa nhà từ ảnh vệ tinh Tiền đề cho phát triển thành phố 3D

Tree couting: Đếm số lượng cây từ ảnh vệ tinh Theo dõi số lượng cây trên diện tích rừng cho các công ty trồng cọ lấy dầu giúp đếm chính xác đến 95% số lượng cây cọ, phân loại cây cọ chỉ bằng ảnh máy bay không người lái (UAV)

1.2 Lịch sử phát triển và phương châm công ty

Công ty TNHH Công nghệ cao Skymap (Việt Nam) được thành lập vào 25/01/2017, là chi nhánh của công ty Skymap Global Singapore với ngành nghề chính là nghiên cứu và phát triển phần mềm

Trong bối cảnh số hóa toàn cầu, xu hướng phát triển mạnh mẽ của internet, các tổ chức doanh nghiệp muốn lựa chọn những giải pháp tối

ưu nhất cho việc quản lý thông tin doanh nghiệp Chính vì đó SKYMAP được ra đời nhằm mục đích đáp ứng các nhu cầu số hóa, quản lý thông tin doanh nghiệp với chất lượng sản phẩm tốt nhất và giá cả cạnh tranh nhất tại Hà Nội

Với mong muốn đó SKYMAP cũng tự đặt ra mục tiêu cho mình sớm trở thành một trong những đơn vị cung cấp phần mềm hàng đầu tại Hà Nội với các đối tượng đa dạng như các cá nhân, tổ chức, doanh nghiệp, tập đoàn kinh tế lớn, các doanh nghiệp có loại hình thức kinh doanh đặc biệt (bệnh viện, trường học, doanh nghiệp nhà nước)

Trong quá trình phát triển Skymap luôn ý thức được việc giữ gìn giá trị thương hiệu mình đã xây dựng, không ngừng hoàn thiện để khách hàng luôn đặt niềm tin vào những sản phẩm của công ty và gắn bó với Skymap như một người bạn đáng tin cậy

Cùng với phương châm: Hỗ trợ và tiến bước cùng các doanh nghiệp Việt Đối với Skymap mỗi khó khăn mà doanh nghiệp Việt Nam găp phải là một bài toán mà công ty đang từng ngày giải quyết Nụ cười của doanh nghiệp là niềm vui và niềm tự hào của Skymap khi mang tới những giải pháp công nghệ tốt nhất, hoàn thiện nhất, nhanh nhất

II Nội dung thực tập

2.1 Tìm hiểu về hệ thống thông tin địa lý GIS

Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống tự động thu thập, lưu trữ, truy vấn, phân tích và hiển thị dữ liệu không gian

Dữ liệu của hệ thống thông tin địa lý có thể được cung cấp từ bản đồ giấy,

số liệu ghi nhận trên giấy, ảnh vệ tinh hoặc ảnh máy bay, các thiết bị đo đạc

có tọa độ điểm đầu và điểm cuối trùng nhau

• Mô hình raster: mô hình dữ liệu ấn định vị trí của các đối tượng không gian vào các ô lưới hình ô vuông có kích thước bằng nhau gọi là các pixel

Dữ liệu trong một hệ thống thông tin địa lý được truy vấn theo hai phương thức: truy vấn từ đối tượng không gian để tìm đối tượng thuộc tính và truy vấn theo dữ liệu thuộc tính để tìm vị trí đối tượng trong không gian

2.2 Tìm hiểu về phần mềm QGIS

QGIS là một phần mềm mã nguồn mở, được sử dụng để xử lý dữ liệu thông tin địa lý Đây là một trong những phần mềm miễn phí tốt nhất và được sử dụng rỗng rãi nhất hiện nay

Phần mềm có giao diện thân thiện, dễ sử dụng, cung cấp nhiều tính năng, công cụ hữu ích Bên cạnh những công cụ có sẵn trong phần mềm, người dùng còn có thể tải về một kho các ứng dụng plugin do mọi người chia sẻ

Các tính năng:

Xem dữ liệu: Hỗ trợ đọc và xem dữ liệu của nhiều định dạng khác nhau, dữ

liệu có thể lấy từ máy tính hoặc download trực tiếp từ web, server

Khám phá dữ liệu và soạn thảo bản đồ: Phần mềm cung cấp nhiều công cụ

cho việc soạn thảo bản đồ như: công cụ vạch tuyến, chèn thanh tỷ lệ, đánh dấu địa điểm, ghi chú…

Tạo, chỉnh sửa, quản lý và xuất dữ liệu: Dữ liệu được quản lý theo các lớp

có thể bật/tắt, thay đổi kiểu, thông tin… một cách dễ dàng; cắt, chuyển đổi (convert), xuất dữ liệu… một cách nhanh chóng QGIS cho phép làm việc với dữ liệu dạng Raster và Vector

Phân tích dữ liệu: Phân tích dữ liệu trong cơ sở dữ liệu và các định dạng

được hỗ trợ bởi OGR (OpenGIS Simple Features Reference Implementation – OGR Simple Features Library) Công cụ xử lý được phần mềm cung cấp sẵn, cũng có thể sử dụng các công cụ được tích hợp từ các mô đun của phần mềm GRASS GIS hoặc công cụ từ các plugin

Xuất bản đồ lên Internet

Tích hợp plugin: Cho phép mở rộng các tính năng tùy chọn theo nhu cầu sử

dụng của người dùng Có thể tự tạo plugin bằng ngôn ngữ C++ hoặc Python

Phần mềm sử dụng trong thời gian thực tập tại công ty là QGIS Desktop

2.3 Tạo mẫu dữ liệu

- Vẽ biên ruộng bằng cách sử dụng đối tượng kiểu vùng (Polygons):

Vùng được xác định bởi ranh giới các đường thẳng, các đối tượng địa

lý có diện tích và đóng kín bởi một đường được gọi là đối tượng vùng Polygons

- Các bước vẽ ruộng:

B1: Để tạo layer mới chọn như sau: Layer → Create Layer → New

Shapefile Layer

Bước 2: Sau khi đặt tên file và chọn vị trí lưu, chọn vào mục Geometry type và chọn Polygon

Bước 3: chọn vào biểu tượng , sau đó chọn vào biểu tượng

trên thanh công cụ để vẽ box xung quanh trước, rồi dùng tool split

features để cắt thành các phần nhỏ Cái nào không phải farm thì sau sẽ xóa đi

Hình Vẽ box

Hình Sau khi vẽ các đường biên bên trong box và xóa đi phần k phải là ruộng

- Các bước tạo mẫu dữ liệu:

Sau khi vẽ các đường biên ruộng, ta cần xử lí thêm để tạo dữ liệu train cho máy

B1: Chuyển từ Polygons sang Lines

B2: Tạo ra các giá trị dữ liệu đầu vào X bằng cách cắt nhỏ tấm ảnh gốc

trong vùng box đã vẽ ban đầu Để tạo ra được các giá trị X trước hết ta

cần cắt ra phần ảnh gốc nằm trong box mà đã vẽ ban đầu

Các bước: chọn Raster → Extraction → Clip Rater By Mask Layer

B3: Tạo các giá trị dữ liệu đầu ra Y

Các bước thực hiện: chọn Raster → Conversion → Rasterize (Vector to Raster)

Sau khi thực hiện ta được giá trị Y như ảnh dưới đây

Bước 4: Cắt thành các tấm nhỏ có kích thước 256 x 256

Các mask tạo ra khớp với ảnh ban đầu

2.4 Tìm hiểu model HED (Holistically - nested Edge Detection)

HED là thuật toán phát hiện cạnh lồng nhau toàn diện dựa trên mạng

Neural Network bao gồm 5 lớp convolutional

Sau khi truyền các giá trị đầu vào là các ảnh, qua các lớp convolutional sử dụng các hàm non-linear để tạo ra các ảnh chưa các cạnh, sau đó so sánh với ảnh thật ban đầu để tìm ra các giá trị mất mát Mỗi giá trị mất mát sẽ được dùng để chỉnh lại các trọng số tương ứng rồi tạo ra các ảnh đầu ra

chứa cạnh sao cho giá trị mất mát tính lại là nhỏ nhất Hàm mất mát đươc tính trên tất cả các pixels trong ảnh đào tạo

- Kết quả chạy thử bộ dữ liệu tạo ra từ QGIS với code mẫu

2.5 Ngôn ngữ lập trình python

Python là một ngôn ngữ lập trình bậc cao cho các mục đích lập trình đa năng, do Guido van Rossum tạo ra và lần đầu ra mắt vào năm 1991

Python được thiết kế với ưu điểm mạnh là dễ đọc, dễ học và dễ nhớ

Python là ngôn ngữ có hình thức rất sáng sủa, cấu trúc rõ ràng, thuận tiện cho người mới học lập trình và là ngôn ngữ lập trình dễ học được dùng rộng rãi trong phát triển trí tuệ nhân tạo hoặc AI Cấu trúc của Python còn cho phép người sử dụng viết mã lệnh với số lần gõ phím tối thiểu Vào tháng 7 năm 2018, Van Rossum đã từ chức lãnh đạo trong cộng đồng ngôn ngữ Python sau 30 năm làm việc

Python hoàn toàn tạo kiểu động và dùng cơ chế cấp phát bộ nhớ tự động;

do vậy nó tương tự như Perl, Ruby, Scheme, Smalltalk, và Tcl Python được phát triển trong một dự án mã mở, do tổ chức phi lợi nhuận Python Software Foundation quản lý

Ban đầu, Python được phát triển để chạy trên nền Unix Nhưng rồi theo thời gian, Python dần mở rộng sang mọi hệ điều hành từ MS-DOS đến Mac OS, OS/2, Windows, Linux và các hệ điều hành khác thuộc họ Unix Mặc dù sự phát triển của Python có sự đóng góp của rất nhiều cá nhân, nhưng Guido van Rossum hiện nay vẫn là tác giả chủ yếu của Python Ông giữ vai trò chủ chốt trong việc quyết định hướng phát triển của Python

- Ưu điểm của python:

• Là một ngôn ngữ có hình thức sáng sủa, cấu trúc roc ràng, cú pháp ngắn gọn

• Có trên tất cả các nền tảng hệ điều hành từ UNIX, MS – DOS, Mac OS, Windows và Linix và các OS khác thuộc họ Unix

• Tương thích mạnh mẽ với Unix, hardware, thirt-party software với số lượng thư viện khổng lồ (400 triệu người sử dụng)

• Python với tốc độ xử lý cực nhanh, python có thể tạo ra những chương trình từ những script siêu nhỏ tới những phần mềm cực lớn như Biender 3D

KẾT LUẬN

Trên đây là toàn bộ những gì em đã làm trong thời gian thực tập tại công ty Trong thời gian thực tập tại công ty, được sự giúp đỡ của thầy

Hà và các anh chị trong công ty đã giúp em hiểu thêm được nhiều vấn

đề, biết cách sử dụng phần mềm QGIS, xác định và vẽ đường biên ruộng sao cho chuẩn nhất, sử dụng tốt hơn ngôn ngữ lập trình python

và có thêm kiến thức về bài toán nhận diện ruộng, xác định được các vùng ruộng giúp quản lí theo từng ô được ví dụ như năng suất, trông thưa hay dày cho từng ô Trong quá trình thực tập, với thời gian và khả năng có hạn nên bài báo cáo của em còn nhiều thiếu xót, mong các thầy

cô và anh chị góp ý, chỉnh sử để bài được hoàn thiện hơn Một lần nữa

em xin cảm ơn thầy Hà và các anh chị công ty Skymap đã giúp em hoàn thành quá trình thực tập này

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Trang web https://github.com/lc82111/Keras_HED

2 Trang web https://towardsdatascience.com

3 Trang web https://vi.wikipedia.org/wiki/Python

4 Tài liệu của công ty Skymap