Thực trạng xây dựng cơ sở dữ liệu nền địa lý bằng ảnh vệ tinh trong và ngoài nước .... Minh họa dữ liệu thủy hệ tổng thể và phóng to một khu vực tham chiếu trên nền trực ảnh VNREDSat-1 .
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌ
KHOA
Đ
ĐỒ
SỬ DỤNG ẢNH VỆ
CƠ SỞ DỮ
KHU V
ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG H
KHOA TRẮC ĐỊA – BẢN ĐỒ
ĐỒNG THỊ NGỌC THÚY
Ồ ÁN TỐT NGHIỆP
NH VỆ TINH VNREDSAT-1 TRONG XÂY D
Ở DỮ LIỆU NỀN ĐỊA LÝ TỶ LỆ 1:50.00 KHU VỰC NGOÀI LÃNH THỔ
HÀ NỘI, 2016
NG HÀ NỘI
1 TRONG XÂY DỰNG
1:50.00
Trang 2TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
KHOA KHOA TRẮC ĐỊA - BẢN ĐỒ
ĐỒNG THỊ NGỌC THÚY
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
SỬ DỤNG ẢNH VỆ TINH VNREDSAT-1 TRONG XÂY DỰNG
CƠ SỞ DỮ LIỆU NỀN ĐỊA LÝ TỶ LỆ 1:50.00
KHU VỰC NGOÀI LÃNH THỔ
Ngành: Trắc địa – Bản đồ
Mã ngành: D520503
NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS NGUYỄN THỊ LAN PHƯƠNG
HÀ NỘI, 2016
Trang 3
LỜI CẢM ƠN
Với kiến thức quý báu đã được các thầy cô truyền thụ suốt 4 năm học tập tại trường, sự tạo điều kiện thuận lợi của Thủ trưởng và các cán bộ của Cục Bản đồ/BTTM trong suốt quá trình thực tập, nghiên cứu, em đã hoàn thành đồ án đúng thời hạn và quy định Tuy nhiên, do thời gian thực hiện đồ án có hạn nên không tránh khỏi những hạn chế nhất định Vì vậy, em kính mong được sự góp ý của thầy,
cô giáo và các bạn đồng nghiệp để đồ án được hoàn thiện hơn
Em xin trân trọng cảm ơn các thầy cô giáo trong Bộ môn Ảnh - Bản đồ, Khoa Trắc địa Bản đồ, Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội Em cũng xin bày tỏ sự cảm ơn sâu sắc đến Thủ trưởng Cục Bản đồ/BTTM, các cán bộ cơ quan
và cô giáo TS Nguyễn Thị Lan Phương đã hướng dẫn, chỉ bảo em tận tình trong suốt thời gian thực tập và hoàn thành đồ án
Hà Nội, Ngày tháng năm 2016
Sinh viên
Đồng Thị Ngọc Thúy
Trang 4
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, HÌNH ẢNH
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN VỀ XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU NỀN ĐỊA LÝ 3
1.1 Hệ thống thông tin địa lý 3
1.1.1 Định nghĩa hệ thống thông tin địa lý 3
1.1.2 Cấu trúc của hệ thông tin địa lý 4
1.1.3 Các đặc điểm chính của hệ thông tin địa lý 6
1.1.4 Nhiệm vụ của hệ thông tin địa lý 7
1.2 Cơ sở dữ liệu 8
1.2.1 Khái niệm về cơ sở dữ liệu 8
1.2.2 Cấu trúc cơ sở dữ liệu 9
1.2.3 Tổ chức CSDL 12
1.3 Khái niệm về cơ sở dữ liệu nền địa lý 14
1.3.1 Khái niệm về cơ sở dữ liệu nền địa lý 14
1.3.2 Quy trình xây dựng CSDL 15
1.4 Thực trạng xây dựng cơ sở dữ liệu nền địa lý bằng ảnh vệ tinh trong và ngoài nước 16
1.4.1 Ngoài nước 16
1.4.2 Trong nước 17
1.5 Khả năng sử dụng ảnh vệ tinh VNREDSat-1 trong xây dựng CSDL NĐL 18
1.6 Công nghệ ứng dụng 21
1.6.1 Phần mềm ArcGIS 21
1.6.2 Công nghệ xử lý ảnh viễn thám 22
CHƯƠNG 2 QUY TRÌNH XÂY DỰNG CSDL NỀN ĐỊA LÝ TỶ LỆ 1: 50.000 KHU VỰC NGOÀI LÃNH THỔ BẰNG ẢNH VỆ TINH VNREDSAT-1 24
2.1 Yêu cầu kỹ thuật xây dựng cơ sở dữ liệu nền địa lý tỷ lệ 1:50.000 24
Trang 5
2.1.1 Cơ sở toán học 24
2.1.2 Độ chính xác 24
2.1.3 Nội dung, mô hình cấu trúc và tiêu chí thu nhận cơ sở dữ liệu nền địa lý tỷ lệ 1:50.000 25
2.1.4 Thiết kế khung CSDL nền địa lý tỷ lệ 1:50.000 26
2.1.5 Siêu dữ liệu 27
2.1.6 Cung cấp dữ liệu 27
2.2 Yêu cầu kỹ thuật về xử lý ảnh vệ tinh VNREDSat-1 27
2.2.1 Các mức xử lý của ảnh vệ tinh VNREDSat-1 27
2.2.2 Quy định kỹ thuật về sản xuất ảnh bình đồ ảnh vệ tinh mức 3 28
2.3 Quy trình công nghệ 29
2.3.1 Sơ đồ quy trình công nghệ 30
2.3.2 Phân tích quy trình công nghệ 31
2.3.3 Thiết kế khung CSDL NĐL: 31
2.3.4 Thiết kế, đo nối khống chế ảnh ngoại nghiệp 36
2.3.5 Tăng dày điểm khống chế ảnh nội nghiệp 37
2.3.6 Nắn bình đồ ảnh vệ tinh VNREDSat-1 mức 3 38
2.3.7 Số hóa địa vật 40
2.3.8 Nội suy đường bình độ từ mô hình số độ cao 40
2.3.9 Điều tra ngoại nghiệp 42
2.3.10 Chuẩn hóa dữ liệu 42
CHƯƠNG 3.THỰC NGHIỆM XÂY DỰNG CSDL NĐL TỶ LỆ 1:50.000 KHU VỰC ĐÔNG-BẮC LÀO TỪ ẢNH VỆ TINH VNREDSAT-1 46
3.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên và xã hội khu vực thực nghiệm 46
3.1.1 Đặc điểm địa lý tự nhiên 46
3.1.2 Đặc điểm kinh tế, chính trị, xã hội 47
3.2 Đặc điểm tư liệu khu vực thực nghiệm 47
3.3 Thực nghiệm thiết kế khung CSDL nền địa lý 48
3.4 Nắn chỉnh hình học, thành lập bình đồ ảnh vệ tinh VNREDSat-1 50
Trang 6
3.5 Số hóa địa vật từ bình đồ ảnh vệ tinh VNREDSat-1 56
3.5.1 Thủy hệ 57
3.5.2 Giao thông 59
3.5.3 Dân cư cơ sở hạ tầng 60
3.5.4 Phủ bề mặt 61
3.6 Cơ sở đo đạc 62
3.7 Biên giới địa giới 62
3.8 Nội suy đường bình độ 64
3.9 Điều tra ngoại nghiệp 65
3.10 Chuẩn hóa dữ liệu 66
3.11 Đánh giá kết quả thực nghiệm 67
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 68
TÀI LIỆU THAM KHẢO 69 PHỤ LỤC
Trang 7
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
ArcSDE GDB ArcSDE Geodatabase - CSDL không gian địa lý dạng quan hệ đa
người dùng có khả năng lưu trữ dữ liệu địa lý lớn, có sử dụng các
hệ quản trị quản trị CSDL như Oracle 10g hay SQL Server
dùng để truy cập CSDL
Trang 8
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1 Các phần tử cơ bản của dữ liệu vector 10
Bảng 1.2 Thông số kỹ thuật của vệ tinh VNREDSat-1 19
Bảng 2.1 Các gói UML trong lược đồ ứng dụng 26
Bảng 2.2 Thống kê quy định lấy mẫu dữ liệu để kiểm tra 44
Trang 9
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, HÌNH ẢNH
Hình 1.1 Mô hình các thành phần của Hệ thống thông tin địa lý 4
Hình 1.2 Các thành phần của phần cứng máy tính 4
Hình 1.3 Phần mềm GIS 5
Hình 1.4 Nguyên lý khi chồng lắp các bản đồ 6
Hình 1.5 Sự biểu thị kết quả bản đồ dưới dạng Raster 11
Hình 1.6 Tổ chức CSDL trong GIS 12
Hình 1.7 Quy trình xây dựng cơ sở dữ liệu 15
Hình 1.8 Các module phần mềm trong ArcGIS 22
Hình 2.1 Sơ đồ quy trình xây dựng CSDL NĐL khu vực ngoài lãnh thổ 30
Hình 2.2 Sơ đồ quy trình xây dựng khung CSDL NĐL tỷ lệ 1:50.000 32
Hình 2.3 Lược đồ ứng dụng các gói dữ liệu thuộc khung CSDL NĐL tỷ lệ 1:50.000 33
Hình 2.4 Tạo mới lớp đối tượng 33
Hình 2.5 Khai báo các trường thuộc tính của lớp đối tượng 34
Hình 2.6 Tạo Subtype và khai báo các tham số 35
Hình 2.7 Tạo Domain và khai báo các tham số 35
Hình 2.8 Sơ đồ quy trình nắn chỉnh hình học ảnh vệ tinh VNREDSat-1 39
Hình 2.9 Dữ liệu mô hình số độ cao (DEM) toàn cầu 41
Hình 2.10 Mẫu nội suy đường bình độ tại một khu vực 41
Hình 2.11 Minh họa lấy mẫu kiểm tra độ chính xác vị trí đối tượng địa lý 45
Hình 2.12 Lấy mẫu từ các lô dữ liệu ngẫu nhiên 45
Hình 2.13 Lấy mẫu ngẫu nhiên từ những lô dữ liệu chia sẵn 45
Hình 3.1 Tạo mới file Geodatabase 48
Hình 3.2 Các chủ đề dữ liệu trong khung CSDL NĐL tỷ lệ 1:50.000 48
Hình 3.3 Tạo mới các chủ đề dữ liệu 49
Hình 3.4 Tạo mới các lớp đối tượng địa lý 49
Hình 3.5 Phần mềm ENVI 5.2 và module Rigorous Orthorectification 50
Hình 3.6 Nhập dữ liệu ảnh cần nắn 51
Hình 3.8 Cửa sổ Layout Manager và cảnh ảnh nắn 53
Trang 10
Hình 3.9 Chỉnh thứ tự sắp xếp ảnh và Cutlines 54
Hình 3.10 Xuất ảnh đã nắn 54
Hình 3.11 Minh họa kết quả ảnh vệ tinh VNREDSat-1 khu vực thực nghiệm 55
Hình 3.12 Minh họa kết quả tăng cường chất lượng ảnh 56
Hình 3.13 Minh họa dữ liệu thủy hệ tổng thể và phóng to một khu vực tham chiếu trên nền trực ảnh VNREDSat-1 57
Hình 3.14 Minh họa nhập dữ liệu thủy hệ vào CSDL NĐL tỷ lệ 1:50.000 57
Hình 3.15 Minh họa nhập dữ liệu cho lớp SongsuoiL 58
Hình 3.16 Minh họa kết quả chỉnh sửa dữ liệu thủy hệ hai nét trên nền ảnh 58
Hình 3.17 Minh họa gán dữ liệu thuộc tính cho đối tượng Sông suối dạng vùng 58
Hình 3.18 Minh họa dữ liệu giao thông tổng thể và phóng to một khu vực tham chiếu trên nền trực ảnh VNREDSat-1 59
Hình 3.19 Minh họa gán dữ liệu thuộc tính cho đối tượng Giao thông 59
Hình 3.20 Minh họa dữ liệu Dân cư cơ sở hạ tầng tổng thể và phóng to một khu vực tham chiếu trên nền trực ảnh VNREDSat-1 60
Hình 3.21 Minh họa gán dữ liệu thuộc tính cho đối tượng Dân cư cơ sở hạ tầng 60
Hình 3.22 Minh họa dữ liệu Phủ bề mặt tổng thể và phóng to một khu vực tham chiếu trên nền trực ảnh VNREDSat-1 61
Hình 3.23 Minh họa gán dữ liệu thuộc tính cho đối tượng Phủ bề mặt 61
Hình 3.24 Dữ liệu điểm độ cao Nhà nước trong phạm vi khu vực thực nghiệm 62
Hình 3.25 Minh họa gán dữ liệu thuộc tính cho đối tượng Biên giới địa giới 63
Hình 3.26 Minh họa gán dữ liệu thuộc tính cho đối tượng Đường bình độ 64
Hình 3.27 Minh họa tư liệu điều tra ngoại nghiệp đã sử dụng để bổ sung thông tin 65
Hình 3.28 Minh họa các lỗi cần được chuẩn hóa đối với CSDL NĐL 66