...Nguyễn Quang Minh.pdf tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các lĩnh vực kin...
Trang 1ỨNG DỤNG SẢN PHẨM LIDAR Và D
DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆ
Chuyên ngành: Tr
Mã s
Giáo viên h
========o0o========
Nguyễn Quang Minh
M LIDAR Và DỮ LIỆU ẢNH SỐ TRONG X
ỆU NỀN ĐỊA LÝ TỶ LỆ LỚN KHU VỰ THÀNH PHỐ
Chuyên ngành: Trắc địa – Bản đồ
Mã số:
Giáo viên hướng dẫn : ThS Lưu Thị Thu Thủy
HÀ NỘI - 2015
TRONG XÂY
ỰC
Trang 2MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU - 7
CHƯƠNG 1 - 8
GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ HỆ THỐNG THÔNG TIN ĐỊA LÝ - 8
1.1.Tổng quan về hệ thống thông tin địa lý - 8
1.1.1 Lịch sử hình thành và phát triển của GIS - 8
1.1.2 Khái niệm về hệ thống thông tin địa lý - 9
1.2 Các thành phần cơ bản của GIS - 9
1.2.1 Phần cứng (Hardware) - 9
1.2.2 Phần mềm (Software) - 11
1.2.3 Số liệu địa lý (Geographic data) - 12
1.2.4 Chuyên viên ( Expertise) - 13
1.2.5 Chính sách và quản lý(Policy and management) - 13
1.3 Cấu trúc cơ sở dữ liệu trong GIS - 14
1.3.1 Mô hình thông tin không gian - 14
1.3.2 Mô hình thông tin thuộc tính - 18
1.4 Các đặc điểm của GIS - 20
1.4.1 Khả năng chồng lắp các bản đồ (Map overlaying) - 20
1.4.2 Khả năng phân loại các thuộc tính (Reclassification) - 20
1.4.3 Khả năng phân tích (Spatial analysis) - 21
1.5 Xử lý thông tin bản đồ trong GIS - 22
1.5.1 Cấu trúc thông tin bản đồ - 22
1.5.2 Chuẩn thông tin bản đồ - 28
CHƯƠNG 2 - 30
NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LIDAR, ẢNH SỐ VÀ 30 CƠ SỞ DỮ LIỆU NỀN ĐỊA LÝ - 30
2.1 Công nghệ Lidar và chụp ảnh số - 30
2.1.1 Công nghệ Lidar - 30
2.1.2 Công nghệ chụp ảnh số hàng không - 34
Trang 32.1.3 Tính năng của hệ thống tích hợp chụp ảnh số và quét Lidar - 37
2.2 CSDL nền địa lý - 38
2.2.1 Một số khái niệm - 38
2.2.2 Cơ sở toán học - 39
2.2.3 Mô hình cấu trúc và nội dung cơ sở dữ liệu nền địa lý - 39
2.2.4 Độ chính xác, xác đinh đối tượng địa lý - 42
2.2.5 Tổng quan các phương pháp xây dựng CSDL nền địa lý - 43
CHƯƠNG 3 - 45
NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CSDL NỀN THÔNG TIN ĐỊA LÝ TỶ LỆ 45 1:2000 TỪ DỮ LIỆU BAY CHỤP ẢNH SỐ VÀ QUÉT LIDAR - 45
3.1 Giải pháp công nghệ xây dựng CSDL nền địa lý tỷ lệ 1:2000 từ sản phẩm công nghệ Lidar kết hợp với chụp ảnh số - 45
3.1.1 Xác định đối tượng địa lý - 45
3.1.2 Tổ chức dữ liệu địa lý gốc - 45
3.1.3 Chuyển khuôn dạng, đóng gói sản phẩm CSDL nền địa lý - 46
3.2 Quy trình công nghệ xây dựng CSDL nền thông tin địa lý tỷ lệ 1:2000 từ sản phẩm Lidar và chụp ảnh số - 46
3.2.1 Thiết kế bay chụp ản số và quét Lidar - 48
3.2.2 Đo nối trám Base, đo GPS - 48
3.2.3 Đo bãi hiệu chỉnh mặt phẳng và độ cao - 49
3.2.4 Bay quét và chụp ảnh số - 49
3.2.5 Xử lý dữ liệu bay chụp và quét Lidar - 50
3.2.6 Xây dựng DEM, DTM, DSM, ảnh cường độ sám (Intensity) - 53
3.2.7 Nắn ảnh trực giao chính xác TrueOrthophoto, lập bình đồ trực ảnh - 55 3.2.8 Điều tra ngoại nghiệp thông tin thuộc tính đối tượng địa lý - 55
3.2.9 Quy định vector hóa kết quả nội dung đối tượng địa lý sau khi điều tra ngoại nghiệp - 61
3.2.10 Chuẩn hóa dữ liệu địa lý gốc - 62
3.2.11 Thành lập CSDL nền địa lý 1:2000 - 66
CHƯƠNG 4 - 67
Trang 4THỰC NGHIỆM XÂY DỰNG CSDL NỀN THÔNG TIN ĐỊA LÝ TỶ
LỆ - 67
1:2000 KHU VỰC THÀNH PHỐ VINH - CỬA LÒ - 67
4.1 Khái quát nhiệm vụ, tình hình, đặc điểm khu vực nghiên cứu - 67
4.1.1 Nhiệm vụ khu vực nghiên cứu - 67
4.1.2 Sản phẩm chính của kết quả nghiên cứu thực nghiệm - 67
4.1.3 Đặc điểm địa lý tự nhiên, kinh tế, xã hội của khu vực nghiên cứu thực nghiệm - 67
4.2 Thông tin ảnh chụp và quét Lidar, tư liệu bản đồ thành phố Vinh - Cửa Lò - 69
4.2.1 Tư liệu chụp ảnh và quét Lidar - 69
4.2.2 Tình hình tư liệu - 69
4.3 Giới thiệu các tiện ích phục vụ xây dựng CSDL nền địa lý - 70
4.3.1 Chương trình Etmagis - 70
4.3.2 Phần mềm ứng dụng ArcGIS - 70
4.3.3 Phần mềm ConvertDGNtoGeoDB - 73
4.4 Xây dựng mô hình cấu trúc CSDL nền địa lý tỷ lệ 1: 2000 - 74
4.5 Xây dựng đối tượng địa lý từ kết quả xử lý ảnh số và dữ liệu quét Lidar ( dữ liệu gồm bình đồ trực ảnh và DTM ) - 76
4.5.1 Chuẩn hóa hình học - 76
4.5.2 Tổ chức các (file) tệp dữ liệu - 77
4.6 Gán thông tin địa lý cho đối tượng địa lý - 78
4.6.1 Nguyên tắc chung - 78
4.6.2 Phương pháp gán thuộc tính cho đối tượng địa lý - 79
4.7 Chuyển đổi dữ liệu địa lý gốc từ khuôn dạng DGN sang khuôn dạng Geodatabase - 80
4.8 Xây dựng Metadata - 80
4.9 Kết quả thực nghiệm - 81
Kết luận - 83
Kiến nghị - 83
Trang 5DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.2 Bảng mô tả các thành phần của mô hình cấu trúc nội
Trang 6DANH MỤC HÌNH VẼ
công nghệ chụp khung cung cấp khung hình riêng biệt của vùng địa hình chụp; và bên phải (hình B): máy ảnh công nghệ quét dòng cung cấp một dải ảnh liên tục của vùng địa hình chụp
35
Trang 7Hình 4.3: Hình 4.3 Mô hình cấu trúc một CSDL(Geodatabase) 73
Hình 4.12: Dữ liệu nền thông tin địa lý (khuôn dạng *.mdb) trong
Trang 8LỜI MỞ ĐẦU
Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học
kỹ thuật, công nghệ tin học đã không ngừng phát triển hội nhập vào xu thế của thời đại Cũng từ đó công nghệ tin học đã xâm nhập và phát huy thế mạnh của nó vào các lĩnh vực của đời sống
Hệ thông tin địa lý (GIS) là một hệ thống thu nhận, lưu trữ, phân tích, quản lý, hiển thị và cập nhật dữ liệu gắn liền với vị trí không gian của các đối tượng trên Trái Đất Chính vì vậy, GIS có phạm vi ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của nền kinh tế - xã hội, đảm bảo an ninh quốc phòng, phục vụ nghiên cứu khoa học, quản lý và quy hoạch sử dụng hợp lý tài nguyên và bảo
vệ môi trường Cơ sở dữ liệu (CSDL) là hợp phần trọng tâm trong hệ thống thông tin địa lý CSDL của GIS là hệ dữ liệu địa lý bao gồm hai loại chủ yếu:
dữ liệu thuộc tính và dữ liệu không gian, gắn bó chặt chẽ với nhau một cách
có quy luật
CSDL nền GIS được xây dựng nhằm đáp ứng vai trò cấp thiết từ thực tiễn là một hợp phần thiết yếu nhất, là hệ thống “xương sống” (khung) trong các hệ thông tin địa lý
Để đáp ứng tốc độ phát triển nhanh chóng và áp dụng rộng rãi của công nghệ thông tin và công nghệ GIS, đáp ứng nhu cầu cấp thiết của thực tiễn Việc khảo sát nghiên cứu xây dựng một CSDL nền GIS chuẩn, thống nhất từ kết quả xử lý dữ liệu quét LiDAR kết hợp bay chụp ảnh số là rất cần thiết Vì
vậy em đã lựa chọn đề tài“ Ứng dụng sản phẩm Lidar và dữ liệu ảnh số trong xây dựng cơ sở dữ liệu nền địa lý tỷ lệ lớn khu vực thành phố ” Bố
cục của đồán như sau :
Mở đầu
Chương 1 : GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀHỆ THỐNG THÔNG TIN
ĐỊA LÝ
Chương 2: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ LIDAR,
ẢNH SỐ VÀ CƠ SỞ DỮ LIỆU NỀN ĐỊA LÝ
Chương 3: NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CSDL NỀN THÔNG TIN ĐỊA
LÝ TỶ LỆ 1/2000 TỪ DỮ LIỆU BAY CHỤP ẢNH SỐ VÀQUÉT LIDAR
Chương 4: THỰC NGHIỆM XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU NỀN
THÔNG TIN ĐỊA LÝ TỶ LỆ 1/2000 KHU VỰC THÀNH PHỐ VINH – CỬA LÒ
Kết luận và kiến nghị