...Lê Minh Khuê.pdf tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các lĩnh vực kinh tế,...
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
KHOA TRẮC ĐỊA – BẢN ĐỒ
LÊ MINH KHUÊ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH THÀNH LẬP BẢN ĐỒ 3D
TỪ CƠ SỞ DỮ LIỆU NỀN ĐỊA LÝ (THỰC NGHIỆM TẠI
KHU VỰC VEN BIỂN TỈNH QUẢNG NINH)
HÀ NỘI, 2016
Trang 2TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ NỘI
KHOA TRẮC ĐỊA – BẢN ĐỒ
LÊ MINH KHUÊ
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH THÀNH LẬP BẢN ĐỒ 3D
TỪ CƠ SỞ DỮ LIỆU NỀN ĐỊA LÝ (THỰC NGHIỆM TẠI
KHU VỰC VEN BIỂN TỈNH QUẢNG NINH)
Chuyên ngành : Kỹ thuật Trắc địa – Bản đồ
NGƯỜI HƯỚNG DẪN: ThS NGÔ THỊ BÍCH TRÂM
HÀ NỘI, 2016
Trang 3LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình học tập và hoàn thành đồ án tốt nghiệp, em đã nhận được rất nhiều sự giúp đỡ, động viên từ thầy cô, gia đình và bạn bè Em muốn bày tỏ sự cảm
ơn sâu sắc của mình tới tất cả mọi người
Em xin bày tỏ sự cám ơn đặc biệt tới ThS Ngô Thị Bích Trâm, người đã định hướng cho em lựa chọn đề tài, đưa ra những nhận xét quý giá và trực tiếp hướng dẫn
em trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành đồ án tốt nghiệp
Em xin cảm ơn các thầy cô trong khoa Trắc địa-Bản đồ - Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường Hà Nội đã dạy bảo tận tình cho em trong suốt thời gian học tập tại trường
Tôi xin cảm ơn toàn thể bạn bè tại Trường Đại học Tài nguyên và Môi trường
Hà Nội nơi mà tôi học tập, đã chia sẻ, giúp đỡ tạo điều kiện cho tôi tham gia khóa học và hoàn thành đồ án tốt nghiệp này
Mặc dù đã nhận được sự hướng dẫn và chỉ bảo tận tình của các thầy cô, song đồ
án không thể tránh khỏi thiếu sót, em mong tiếp tục nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo và các bạn để đồ án được hoàn thiện hơn
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện
Lê Minh Khuê
Trang 4MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
DANH MỤC HÌNH
MỞ ĐẦU 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ GIS VÀ BẢN ĐỒ 3D 3
1.1 Tổng quan về công nghệ GIS 3
1.1.1 Khái niệm về GIS 3
1.1.2 Lịch Sử hình thành GIS 3
1.1.3 Các thành phần của hệ thống thông tin địa lý (GIS) 4
1.1.4 Cơ sở dữ liệu trong GIS 11
1.1.5 Khái niệm và thành phần của cơ sở dữ liệu nền địa lý 19
1.1.6 Ứng dụng GIS-3D trong thành lập bản đồ 20
1.2 Tổng quan về bản đồ 3D 21
1.2.1 Khái niệm chung về bản đồ 3D 21
1.2.2 Các cách khảo sát bản đồ 3D 22
1.2.3 Các nguồn dữ liệu đầu vào 23
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP THÀNH LẬP MÔ HÌNH ĐỊA HÌNH 3D 25
2.1 Cơ sở khoa học của mô hình địa hình 3D 25
2.1.1 Một số khái niệm cơ bản 25
2.1.2 Nội dung của mô hình địa hình 3D 25
2.1.3 Mô hình số độ cao DEM 25
2.1.4 Các đối tượng địa hình 3D 27
2.1.5 Cấp độ chi tiết (LoD) của mô hình địa hình 3D 29
2.1.6 Một số kỹ thuật hiển thị đồ họa 31
2.1.7 Các cách khảo sát mô hình địa hình 3D 32
2.2 Một số ứng dụng của mô hình địa hình 3D 33
2.2.1 Các ứng dụng dựa trên DEM 33
2.2.2 Ứng dụng trong thiết kế xây dựng hạ tầng cơ sở 34
2.2.3 Ứng dụng trong giám sát thiên tai (phòng ngừa, giảm nhẹ và đánh giá tác hại) 34
Trang 52.2.4 Ứng dụng trong viễn thông 35
2.2.5 Ứng dụng trong hàng không 35
2.2.6 Ứng dụng trong quân sự 36
2.2.7 Ứng dụng trong du lịch 36
2.2.8 Ứng dụng trong giáo dục 37
2.3 Một số phần mềm ứng dụng trong thành lập mô hình địa hình 3D 37
2.3.1 Microstation 37
2.3.2 AutoCad Nova Point Virtual Mapper 1.8 38
2.3.3 ArcScene 39
2.3.4 Bộ phần mềm Skyline 39
2.3.5 Kết luận 43
2.4 Các phương pháp thành lập bản đồ 3D 44
2.4.1 Thành lập mô hình địa hình 3D từ ảnh máy bay 44
2.4.2 Thành lập mô hình địa hình 3D từ mô hình địa hình có sẵn 47
2.4.3 Thành lập mô hình địa hình 3D từ các nguồn ảnh viễn thám khác 49
2.4.4 Thành lập mô hình địa hình 3D từ CSDL nền địa lý 52
CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM XÂY DỰNG BẢN ĐỒ KHÔNG GIAN 3 CHIỀU KHU VỰC VEN BIỂN TỈNH QUẢNG NINH 56
3.1 Giới thiệu về khu vực ven biển tỉnh Quảng Ninh 56
3.1.1 Khu vực đất liền 56
3.1.2 Khu vực biển, đảo gần bờ 60
3.2 Tư liệu thành lập bản đồ 3D 60
3.3 Quy trình thành lập bản đồ 61
3.3.1 Tạo nền địa hình 3D bằng phần mềm TerraBuilder 61
3.3.2 Thành lập bản đồ không gian 3 chiều bằng TerraExplorer Pro 65
3.4 Kết quả đạt được và hướng phát triển 70
3.4.1 Kết quả đạt được 70
3.4.2 Hướng phát triển tiếp theo của đề tài 70
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 71
TÀI LIỆU THAM KHẢO 72
Trang 6DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT
GIS - Geographic Information System : Hệ thống thông tin địa lý
CSDL : Cơ sở dữ liệu
GRID : Cấu trúc lưới đều của mô hình số độ cao
của mô hình số độ cao
Trang 7DANH SÁCH CÁC HÌNH
Hình 1-1 Các hợp phần thiết yếu cho công nghệ GIS 4
Hình 1-2 Các thành phần thiết bị cơ bản của GIS 5
Hình 1-3 Bàn số hoá ( Digitizer) 6
Hình 1-4 Máy quét (Scanner) (Nguồn : Weir 1988) 7
Hình 1-5 Máy in (printer) 7
Hình 1-6 Máy vẽ (plotter) 7
Hình 1-7 Số liệu vector được biểu thị dưới dạng điểm 12
Hình 1-8 Số liệu vector được biểu thị dưới dạng Arc 12
Hình 1-9 Số liệu vector được biểu thị dưới dạng vùng (Polygon) 13
Hình 1-10 Một số khái niệm trong cấu trúc cơ sở dữ liệu bản đồ 13
Hình 1-11 Sự biểu thị kết quả bản đồ dưới dạng Raster 15
Hình 1-12 Sự chuyển đổi dữ liệu 16
Hình 1-13 Mối quan hệ giữa thông tin bản đồ và thông tin thuộc tính 18
Hình 2-1 Các nội dung chính của mô hình địa hình 3D 25
Hình 2-2 Cấu trúc DEM dạng tam giác không đều 26
Hình 2-3 Cấu trúc DEM dạng lưới đều 27
Hình 2-4 Cấp độ chi tiết LOD đối với các đối tượng nhà, khối nhà 30
Hình 2-5 Mô hình 3D một khu vực 34
Hình 2-6 Mô phỏng địa hình trong hàng không 35
Hình 2-7 Ứng dụng trong quân sự 36
Hình 2-8 Ứng dụng mô hình 3D trong giảng dạy 37
Hình 2-9 Sơ đồ cấu trúc hoạt động của Skyline Globe Pro 40
Hình 2-10 Giao diện chính của phần mềm TerraExplorer Pro 40
Hình 2-11 Giao diện phần mềm TerraBuilder 41
Hình 2-12 Sơ đồ hoạt động của TerraGate 42
Hình 2-13 Giao diện phần mềm Streaming Feature Server 43
Hình 2-14 Quy trình công nghệ thành lập mô hình địa hình 3Dtừ ảnh máy bay 44
Hình 2-15 Quy trình công nghệ thành lập mô hình địa hình 3D từ mô hình địa hình có sẵn 47
Trang 8Hình 2-16 Quy trình công nghệ thành lập mô hình địa hình 3D từ các nguồn ảnh
viễn thám khác 51
Hình 2-17 Quy trình công nghệ thành lập mô hình địa hình 3D từ các nguồn ảnh viễn thám khác 52
Hình 3-1 Khu vực vị trí nghiên cứu 56
Hình 3-2 Điểm đầu tuyến Quốc lộ 5 57
Hình 3-3 Hệ thống giao thông khu vực nghiên cứu 58
Hình 3-4 Ven biển cảng Lạch Huyện 59
Hình 3-5 Khu đô thị mới hiện đại tỉnh Quảng Ninh 59
Hình 3-6 Mô hình số độ cao khu vực 60
Hình 3-7 Sơ đồ quy trình công nghệ tạo nền địa hình 3D 61
Hình 3-8 Tạo project trên thanh công cụ tap Home 62
Hình 3-9 Đặt tên cho project 62
Hình 3-10 Chèn dữ liệu nền địa hình 3D 63
Hình 3-11 Tạo chế độ phân giải Pymaid cho dữ liệu 63
Hình 3-12 Hình ảnh khu vực sau khi tạo chế độ phân giải Pymaid 64
Hình 3-13 Tạo MPT dữ liệu 64
Hình 3-14 Nền địa hình 3D 65
Hình 3-15 Toàn cảnh khu vực thị xã Quảng Yên-tỉnh Quảng Ninh 68
Hình 3-16 Sườn núi phía tây cơ sở y tế xã Hùng Thắng 69
Hình 3-17 Khu vực trung tâm cảng Đình Vũ 69 Hình 3-18 Khu vực chùa Kim Lăng-Quảng Ninh cao 12m so với mực nước biển 70