Nghiên cứu quy trình xây dựng cơ sở dữ liệu GIS phục vụ huấn luyện, diễn tập trong quân đội, lấy ví dụ tại khu vực giáp ranh hà nội, hòa bình

Vì vậy, khi xây dựng CSDL bản đồ quân sự từ CSDL nền địa lý quốc gia, nhu cầu bổ sung kịp thời và cập nhật các dữ liệu địa lý về mục tiêu quân sự, các khu vực chiến thuật đặc trưng luôn

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

- -

Lê Văn Mạnh

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU GIS PHỤC VỤ HUẤN LUYỆN, DIỄN TẬP TRONG QUÂN ĐỘI, LẤY VÍ DỤ TẠI KHU VỰC GIÁP RANH HÀ NỘI, HÒA BÌNH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2019

2

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

- -

Lê Văn Mạnh

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU GIS PHỤC VỤ HUẤN LUYỆN, DIỄN TẬP TRONG QUÂN ĐỘI, LẤY VÍ DỤ TẠI KHU VỰC GIÁP RANH HÀ NỘI, HÒA BÌNH

Chuyên ngành: Bản đồ, viễn thám và hệ thông tin địa lý

Mã số: 8440211.01

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Nguyễn Thị Thúy Hằng

Hà Nội - 2019

1

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan, số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực, đầy đủ và chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào

Tôi xin cam đoan, mọi sự giúp đỡ cho việc nghiên cứu thực tế tại địa phương

để thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ nguồn gốc

Tác giả luận văn

Lê Văn Mạnh

2

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành được bản luận văn này, trước hết, tôi xin chân thành cảm ơn

TS Nguyễn Thị Thúy Hằng, Khoa Địa lý, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên đã trực tiếp hướng dẫn tôi trong suốt thời gian tôi thực hiện đề tài

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn sự góp ý chân thành của các thầy, cô giáo tại khoa Địa lý, Phòng Sau Đại học - Trường Đại học Khoa học tự nhiên Đại học quốc gia Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện đề tài

Tôi xin chân thành cảm ơn Phòng Đào tạo - Trường Sĩ quan Chính trị đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong thời gian nghiên cứu, thực hiện đề tài

Trong nghiên cứu có sử dụng một số kết quả và tài liệu, trang thiết bị từ Cục Bản đồ - Bộ Tổng Tham mưu Xin chân thành cám ơn

Tôi xin chân thành cảm ơn tới những người thân trong gia đình và đồng nghiệp đã khích lệ, tạo những điều kiện tốt nhất cho tôi trong quá trình thực hiện luận văn này

Một lần nữa tôi xin trân trọng cảm ơn!

Tác giả luận văn

Lê Văn Mạnh

3

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG 5

DANH MỤC HÌNH 5

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT 9

MỞ ĐẦU 10

1 Tính cấp thiết của đề tài 10

2 Mục tiêu nghiên cứu, câu hỏi nghiên cứu 11

2.1 Mục tiêu nghiên cứu 11

2.2 Câu hỏi nghiên cứu 11

4 Phạm vi nghiên cứu 12

4.1 Phạm vi không gian: 12

4.2 Phạm vi khoa học: 12

5 Kết quả nghiên cứu 12

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn 12

Cơ s dữ liệu 13

8 Phương pháp nghiên cứu: 13

9 Cấu trúc của luận văn 14

Chương 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15

1.1 Cơ s lý luận 15

1.1.1 Tổng quan nghiên cứu xây dựng cơ s dữ liệu GIS phục vụ quân đội 15

1.1.2 Một số khái niệm cơ bản 22

1.2 Quan điểm, phương pháp nghiên cứu 26

1.2.1 Quan điểm nghiên cứu 26

1.2.2 Phương pháp nghiên cứu 27

1.2.3 Giới thiệu chung về phần mềm ArcGIS 28

1.2.4 Giới thiệu chung về phần mềm bộ phần mềm Skyline 31

1.3 Quy trình các bước nghiên cứu 33

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 35

Chương 2: XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU GIS PHỤC VỤ HUẤN LUYỆN, DIỄN TẬP TRONG QUÂN ĐỘI 37

2.1 Xây dựng CSDL nền địa lý quân sự 37

2.1.1 Quy chuẩn CSDL nền địa lý quân sự 37

2.1.2 Phương pháp xây dựng CSDL nền địa lý quân sự đang áp dụng 37

2.2 Yêu cầu xây dựng CSDL GIS phục vụ huấn luyện, diễn tập trong quân đội 40

4

2.2.1 Yêu cầu chung 40

2.2.2 Yêu cầu nội dung xây dựng CSDL GIS phục vụ huấn luyện, diễn tập trong quân đội 42

2.2.2 Yêu cầu xây dựng lược đồ ứng dụng 46

2.2.3 Yêu cầu thiết kế cấu trúc CSDL GIS phục vụ huấn luyện, diễn tập trong quân đội 46 2.3 Xây dựng CSDL GIS phục vụ huấn luyện, diễn tập trong quân đội 47

2.3.1 Đề xuất Quy trình công nghệ xây dựng CSDL GIS phục vụ huấn luyện, diễn tập trong quân đội 47

2.3.2 Giải thích quy trình 48

2.3.3 Kết quả xây dựng CSDL GIS phục vụ huấn luyện, diễn tập trong quân đội 58

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 62

Chương 3: THỬ NGHIỆM XÂY DỰNG MÔ HÌNH 3D TỶ LỆ LỚN MỘT SỐ KHU VỰC TRỌNG TÂM TRONG HUẤN LUYỆN, DIỄN TẬP VÀ XÂY DỰNG VĂN KIỆN TÁC CHIẾN BẰNG PHẦN MỀM CHUYÊN NGÀNH 63

3.1 Đặc điểm khu vực nghiên cứu 63

3.1.1 Vị trí địa lý và địa hình 63

3.1.2 Khí hậu, thủy văn 64

3.1.3 Kinh tế xã hội 64

3.1.4 Quốc phòng, an ninh 65

3.2 Thử nghiệm xây dựng mô hình 3D tỷ lệ lớn CSDL GIS phục vụ huấn luyện, diễn tập trong quân đội để xây dựng mô hình 3D tỷ lệ lớn 65

3.2.1 Một số giải pháp xây dựng mô hình địa hình 3D, địa vật 3D 65

3.2.2 Các bước tiến hành 66

3.3 Ứng dụng CSDL GIS phục vụ huấn luyện, diễn tập xây dựng văn kiện tác chiến Dmav 3D 76

3.3.1 Quy trình công nghệ xây dựng văn kiện tác chiến 3D 76

3.3.2 Mô phỏng địa hình 76

3.3.2 Ứng dụng CSDL GIS phục vụ huấn luyện, diễn tập trong Quân đội để xây dựng và trình chiếu văn kiện tác chiến 3D 81

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 94

KẾT LUẬN 95

1.Kết luận 95

2 Kiến nghị 96

TÀI LIỆU THAM KHẢO 97

5

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Bảng thông tin thuộc tính CSDL GIS trong quân đội 47

Bảng 2.2 CSDL sau khi được nhập dữ liệu thuộc tính 55

Bảng 2.3 Bảng dữ liệu, cập nhật thông tin thuộc tính, dữ liệu không gian 57

Bảng 2.4 Thông tin thuộc tính về cầu, cống 59

Bảng 2.5 Thông tin thuộc tính về quân sự 59

Bảng 2.6 Dữ liệu thuộc tính về dân cư cơ s 60

Bảng 3.1 Chọn đối tượng dùng để cắt dữ liệu 68

6

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Bộ phần mềm ứng dụng ArcGIS (ESRI) 29

Hình 1.2 Cấu trúc hoạt động bộ phần mềm Skyline (Cục Bản đồ) 31

Hình 1.3 Giao diện chính của phần mềm TerraBuilder (Cục Bản đồ) 32

Hình 1.4 Giao diện chính của phần mềm TerraExplorer Pro (Cục Bản đồ) 33

Hình 1.5 Quy trình các bước xây dựng CSDL GIS 34

Hình 2.1 Quy trình chi tiết xây dựng CSDL từ dữ liệu bản đồ 38

Hình 2.2 Quy trình xây dựng CSDL địa lý bằng tổng quát hóa 39

Hình 2.4 Nội dung CSDL GIS trong quân đội 45

Hình 2.5 Sơ đồ quy trình công nghệ xây dựng CSDL GIS phục vụ 48

huấn luyện, diễn tập trong quân đội 48

Hình 2.6 Geodatabase trong ArcGIS (ESRI) 52

Hình 2.7 Mô hình tổ chức cơ s dữ liệu bằng ArcCatalog 52

Hình 2.8 Mô hình CSDL GIS phục vụ huấn luyện, diễn tập trong quân đội 52

Hình 2.9 Sơ đồ CSDL GIS về lớp biên giới, địa giới 53

Hình 2.10 Sơ đồ CSDL GIS về lớp cơ s đo đạc 53

Hình 2.11 Sơ đồ CSDL GIS về lớp dân cư cơ s hạ tầng 53

Hình 2.12 Sơ đồ CSDL GIS về lớp địa hình 53

Hình 2.13 Sơ đồ CSDL GIS về lớp giao thông 54

Hình 2.14 Sơ đồ CSDL GIS về lớp phủ bề mặt 54

Hình 2.15 Sơ đồ CSDL GIS về lớp thủy hệ 54

Hình 2.16 Sơ đồ CSDL GIS về lớp quân sự 54

Hình 2.17 CSDL sau khi nhập dữ liệu không gian 55

Hình 2.18 Tích hợp DEM, ảnh vào CSDL 58

Hình 2.19 Dữ liệu không gian về quân sự 58

Hình 2.20 Dữ liệu về dân cư cơ s 60

Hình 2.21 Dữ liệu không gian về địa giới hành chính 61

Hình 2.22 Giao thông khu vực nghiên cứu 61

Hình 3.1 Khu vực nghiên cứu 67

7

Hình 3.2 CSDL khu vực Trường Sĩ quan Chính trị 67

Hình 3.3 Chọn lớp dùng để cắt dữ liệu 67

Hình 3.4 Chọn công cụ Extract Data 68

Hình 3.5 Sơ đồ chi tiết Trường Sĩ quan Chính trị 69

Hình 3.6 Kích hoạt công cụ 3D Analyst trong ArcGIS 70

Hình 3.7 Chọn công cụ Create TIN 70

Hình 3.8 Chọn các tham số để tạo TIN 71

Hình 3.9 Mô hình TIN 71

Hình 3.10 Cổng đơn vị được thiết kế 3D 72

Hình 3.11 Khối nhà được thiết kế 3D 73

Hình 3.12 Tuyến đường giao thông 73

Hình 3.13 Tường bao xung quanh trung tâm văn hóa 74

Hình 3.14 Khu trung tâm chỉ huy (Trường Sĩ quan Chính trị) tại Bắc Ninh 74

Hình 3.15 Khu trung tâm chỉ huy đơn vị bạn trên địa bàn đóng quân Thạch Thất 75

Hình:3.16 Quy trình viết vẽ và trình chiếu VKTC 3D 76

Hình 3.17 Chọn các thông số hệ tọa độ VN2000 77

Hình 3.18 Cắt file *.pdf 77

Hình 3.19 Chọn định dạng file raster 78

Hình 3.20 Chọn kiểu file raster 78

Hình 3.21 Đặt các thông số trong Global Mapper 79

Hình 3.22 Thay đổi các thông số về độ sáng tối của bản đồ 80

Hình 3.23 Giao diện bộ phần mềm Dmav 3D 81

Hình 3.24 Giao diện tìm vị trí 82

Hình 3.25 Giao diện m ảnh vệ tinh 82

Hình 3.26 Xây dựng mô hình 3D 83

Hình 3.27 Mô phỏng đường giao thông 83

Hình 3.28 Mô phỏng đường giao thông 83

Hình 3.29 Mô phỏng tầm quan sát 84

Hình 3.30 Menu thiết kế s chỉ huy 84

8

Hình 3.31 tuyến hành quân, hướng tiến công, phòng ngự 85

Hình 3.32 Công cụ tạo tuyến triển khai tiến công 86

Hình 3.33 Tạo ký hiệu quân sự tuyến triển khai tiến công 86

Hình 3.34 Lựa chọn các tham số chung 86

Hình 3.35 Lựa chọn ký hiệu quân sự 87

Hình 3.36 Lựa chọn Phòng không, không quân 87

Hình 3.37 Hộp thoại Vùng hỏa lực 88

Hình 3.38 Ký hiệu vùng hỏa lực 88

Hình 3.39 Menu Mô hình 89

Hình 3.40 Chọn kiểu đối tượng 89

Hình 3.41 Mô hình 3D đối tượng xe tăng chuyển động qua các điểm 90

Hình 3.42 Mô hình 3D đối tượng máy bay chuyển động theo hình tuyến 90

Hình 3.43 Giao diện hộp thoại tạo trình chiếu 91

Hình 3.44 File *.txt cảnh trình chiếu 91

Hình 3.45 Chọn công cụ trình chiếu 92

Hình 3.46 Giao diện công cụ trình chiếu kịch bản tác chiến 92

Hình 3.47 Xe tăng chuyển động theo tuyến đường hành quân 93

Hình 3.48 Khu trú quân của địch bị bắn nổ 93

Hình 3.49 Máy bay theo hình tuyến 94

Hình 3.50 Địa hình 3D khu vực nghiên cứu 94

9

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

VN 2000 Hệ tọa độ địa lý Việt Nam 2000

10

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Hệ thống thông tin địa lý - Geographic Information System (GIS) hình thành

từ những năm 60 của thế kỷ trước và phát triển rất mạnh trong những năm gần đây GIS được sử dụng nhằm xử lý đồng bộ các lớp dữ liệu không gian gắn với các dữ liệu thuộc tính, phục vụ nghiên cứu, quy hoạch và quản lý các hoạt động theo lãnh thổ

Một trong những chức năng chính của GIS là quản lý cơ s dữ liệu (CSDL) liên kết dữ liệu không gian và thuôc tính với nhau thành một thể thống nhất Ngày nay, nhiều quốc gia trên thế giới, GIS đã tr thành công cụ trợ giúp quyết định trong hầu hết các hoạt động kinh tế - xã hội, an ninh, quốc phòng, phòng chống và giảm nhẹ thiên tai,

Trong quân đội, nội dung huấn luyện kỹ thuật chiến đấu bộ binh là một nhiệm

vụ không thể thiếu được trong việc nâng cao sức mạnh chiến đấu của quân nhân, là một trong những nội dung quan trọng đào tạo cán bộ sĩ quan trong quân đội, làm cơ

s để huấn luyện các hình thức chiến thuật cấp cao hơn Trong những năm gần đây, CSDL địa hình phục vụ cho huấn luyện các môn quân sự đã được đầu tư, quan tâm Tuy nhiên, hiện nay chưa có nhiều CSDL nền địa hình với yêu cầu ngày càng cao và chính xác về mô hình địa hình sử dụng trong huấn luyện chiến đấu, diễn tập Các mục tiêu quân sự thường không có CSDL nền địa lý quốc gia b i các lý do về mục đích sử dụng và bảo mật thông tin Bên cạnh đó, trong CSDL nền địa lý quân sự hiện tại, phát triển từ 2008 đến nay, các đối tượng là mục tiêu quân sự cũng chưa được xây dựng đầy đủ và thuận lợi cho các ứng dụng huấn luyện, diễn tập Vì vậy, khi xây dựng CSDL bản đồ quân sự từ CSDL nền địa lý quốc gia, nhu cầu bổ sung kịp thời và cập nhật các dữ liệu địa lý về mục tiêu quân sự, các khu vực chiến thuật đặc trưng luôn được đặt ra cho các nhà nghiên cứu và xây dựng cơ s dữ liệu

Từ các vấn đề cấp thiết nêu trên, học viên đã lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu quy trình xây dựng cơ s dữ liệu GIS phục vụ huấn luyện, diễn tập trong quân đội, lấy ví dụ tại khu vực giáp ranh Hà Nội, Hòa Bình” để thực hiện luận văn thạc sĩ

11

2 Mục tiêu nghiên cứu, câu hỏi nghiên cứu

2.1 Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu và đề xuất xuất quy trình xây dựng cơ s dữ liệu GIS phục vụ huấn luyện địa hình quân sự, diễn tập bộ binh cấp đại đội trong quân đội

2.2 Câu hỏi nghiên cứu

- Bộ CSDL GIS phục vụ huấn luyện, diễn tập trong quân đội gồm các thông tin gì? Có thành lập được bản đồ, cung cấp thông tin địa hình cho các nhiệm vụ quân sự không?

- Quy trình nghiên cứu, khả năng khai thác, sử dụng như thế nào?

- Khả năng ứng dụng bộ CSDL cho các nhiệm vụ huấn luyện quân sự?

2.3 Nội dung nghiên cứu

Để đạt được các mục tiêu và câu hỏi nghiên cứu trên, các nhiệm vụ cần thực

hiện nghiên cứu là:

- Tổng quan tài liệu về xây dựng cơ s dữ liệu GIS phục vụ mục tiêu huấn luyện, diễn tập

- Phân tích CSDL nền địa lý và các yếu tố bổ sung cho mục tiêu huấn luyện địa hình quân sự, diễn tập của Quân đội

- Xác lập quy trình công nghệ thành lập cơ s dữ liệu GIS phục vụ mục đích quân sự

3 Đối tượng nghiên cứu

Cơ s dữ liệu GIS phục vụ mục đích huấn luyện các hình thức chiến thuật cấp đại đội, tập trung các đối tượng dạng đường, dạng điểm, dạng vùng có ảnh

12

hư ng tới đường cơ động, hành trú quân, vận động tiến công… Mô hình địa hình 3D tỷ lệ lớn các khu vực huấn luyện chiến thuật cho học viên đào tạo sĩ quan cấp phân đội trình độ đại học Trường Sĩ quan Chính trị, khu trung tâm điều hành, chỉ huy, khu vực quân sự

4 Phạm vi nghiên cứu

4.1 Phạm vi không gian:

Nghiên cứu tập trung cho các dạng địa hình đặc trưng ảnh hư ng đến các hình thái chiến thuật bộ binh, huấn luyện địa hình trong phạm giáp ranh 03 huyện: Thạch Thất, Lương Sơn - Hà Nội, Kỳ Sơn - Hòa Bình (khu vực huấn luyện của Trường Sĩ quan Chính trị thuộc 2 mảnh bản đồ 1/25.000, Xuân Mai, Xóm Dự): địa hình núi, đồng bằng và đồng bằng trung du, khu dân cư đô thị, khu dân cư nông thôn

4.2 Phạm vi khoa học:

Nghiên cứu tập trung vào việc xác lập mô hình cấu trúc, quy trình xây dựng và cập nhật cơ s dữ liệu GIS phục vụ huấn luyện quân sự, diễn tập trong quân đội từ công nghệ GIS, công nghệ định vị

5 Kết quả nghiên cứu

- Quy trình công nghệ xây dựng cơ s dữ liệu GIS phục vụ cho các mục đích quân sự

- Xây dựng bộ cơ s dữ liệu GIS tỷ lệ 1/25.000 phục vụ mục đích huấn luyện quân sự, diễn tập trong quân đội khu vực giáp ranh 03 huyện: Thạch Thất - Hà Nội, Lương Sơn, Kỳ Sơn - Hòa Bình

- Mô hình 3D tỷ lệ 1/250 các khu vực: trung tâm chỉ huy Trường Sĩ quan Chính trị, một số đơn vị bạn, địa phương trên địa bàn

- Mô phỏng lại quá trình diễn tập sử dụng cơ s dữ liệu GIS khu vực giáp ranh 03 huyện: Thạch Thất - Hà Nội, Lương Sơn, Kỳ Sơn - Hòa Bình bằng phần mềm chuyên ngành

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận văn

* Ý nghĩa khoa học

13

Góp phần bổ sung cơ s khoa học trong xây dựng cơ s dữ liệu GIS phục vụ mục đích huấn luyện quân sự, diễn tập trong quân đội phù hợp với điều kiện thực tế của ngành Địa hình quân sự

Kết quả của luận văn có thể được sử dụng làm cơ s để phát triển cho các dạng sản phẩm CSDL bản đồ địa hình theo mục đích khác nhau

* Ý nghĩa thực tiễn

Sản phẩm của đề tài được sử dụng trong huấn luyện chiến thuật, địa hình và diễn tập hàng năm của Trường Sĩ quan Chính trị - Bộ Quốc phòng Là sản phẩm tham khảo cho các mục đích huấn luyện quân sự khác

Làm cơ s cho quân đội nghiên cứu, xây dựng dữ liệu GIS phục vụ huấn luyện, diễn tập trong thời gian tới

- Cơ s dữ liệu nền địa lý tỷ lệ 1/50.000

- Mô hình số độ cao DEM tỷ lệ 1/50.000

- CSDL mạng GTVT quân sự do Cục Bản đồ quân đội cung cấp

8 Phư ng pháp nghiên cứu:

- Phương pháp tổng hợp tài liệu: trên thực tế, phương pháp tổng hợp tài liệu

giúp tìm hiểu, củng cố, phát triển về cơ s khoa học, phương pháp và công nghệ thuộc các vấn đề liên quan đến nội dung nghiên cứu Đồng thời, phương pháp này cũng hỗ trợ khả năng phân tích, đánh giá các khía cạnh khoa học, công nghệ để

đi đến đề xuất những giải pháp và kết luận phù hợp với đề tài nghiên cứu

- Phương pháp bản đồ: Phương pháp này giúp đọc và phân tích bản đồ, trình

bày nền bản đồ, thu thập thông tin từ bản đồ giấy

- Phương pháp điều tra thực địa: để thu thập số liệu địa hình, địa vật, làm rõ

những vấn đề của thực tiễn, đánh giá nhu cầu và xây dựng cơ s dữ liệu phục vụ cho

14

các nghiên cứu của đề tài Phương pháp điều tra thực địa còn được sử dụng để: thử

nghiệm với dữ liệu kết quả tại khu vực thực địa để kiểm tra và đánh giá các ưu việt so với các dạng dữ liệu trước đó

- Phương pháp GIS: Phương pháp GIS đã được sử dụng để thiết kế, tổ chức

xây dựng cơ s dữ liệu thuộc tính và không gian cho các thực thể tại khu vực nghiên cứu cho mục đích cập nhật CSDL nền địa lý trong nội dung luận án

9 Cấu trúc của luận văn

Luận văn được cấu trúc thành 3 chương chưa kể phần m đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục với chi tiết như sau:

Chư ng 1 Cơ s lý luận và phương pháp nghiên cứu

Chư ng 2 Xây dựng CSDL GIS phục vụ huấn luyện, diễn tập trong Quân đội Chư ng 3 Thử nghiệm xây dựng mô hình địa hình 3D tỷ lệ lớn một số khu

vực trọng tâm trong diễn tập và xây dựng văn kiện tác chiến bằng phần mềm chuyên ngành

15

Chư ng 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.1 C s lý luận

1.1.1 Tổng quan nghiên cứu xây dựng cơ sở dữ liệu GIS phục vụ quân đội

1.1.1.1 Tổng quan về xây dựng CSDL GIS phục vụ huấn luyện, diễn tập trong quân đội

Hiện nay, trước yêu cầu mới ngày càng cao của Chiến lược quân sự quốc phòng Việt Nam đòi hỏi cần tập trung nâng cao chất lượng huấn luyện, nhất là huấn luyện chiến đấu và sẵn sàng chiến đấu các đơn vị trong toàn quân Đây là nhiệm

vụ đặc biệt quan trọng góp phần tăng cường khả năng tác chiến của Quân đội trong điều kiện mới Tuy nhiên, việc nâng cao chất lượng huấn luyện, diễn tập các đơn

vị luôn chịu sự tác động của nhiều yếu tố từ nội dung, chương trình, chất lượng đội ngũ giáo viên, phương pháp tổ chức huấn luyện đến các điều kiện vật chất đảm bảo cho huấn luyện như: thao trường, bãi tập, vũ khí, trang bị , với sự tham gia bảo đảm, phục vụ của nhiều lực lượng và nhiều ngành khác nhau; trong đó phải kể đến

sự tham gia đắc lực trong công tác bảo đảm tư liệu địa hình quân sự Mục đích là nhằm cung cấp một bức tranh chính xác và hoàn chỉnh về chiến trường, vị trí của đối phương và đồng minh, lực lượng quân ta và đồng bộ hoạt động của các đơn vị tác chiến (Trần Văn Thắng, 2016) [16] Nhờ sự hiện đại hóa này, người chỉ huy và chiến sĩ có nhiều thông tin cùng một lúc để phân tích, đánh giá tình hình một cách chính xác và đưa ra quyết định nhanh chóng, kịp thời Khung thời gian người chỉ huy hạ quyết tâm chiến đấu, triển khai lực lượng, phát triển chiến đấu nhanh hơn bao giờ hết, chỉ còn tính bằng giờ, thậm chí là phút Những thông tin được xử lý nhanh chóng, chính xác sẽ giúp người chỉ huy luôn theo sát đối phương, duy trì sức

ép lên đối phương và hành động trước đối phương để giành chiến thắng (Bộ Quốc phòng, 2004) [1]

Quân đội nước ta đã và đang được đầu tư, nâng cấp các trang, thiết bị, vũ khí hiện đại Đặc biệt, không quân, hải quân và cảnh sát biển Việt Nam được đầu tư nâng cấp cả về số lượng và chất lượng như máy bay Su-30MK2, Su-22, tàu ngầm Kilo, tàu khu trục, tên lửa Tuy nhiên, việc bảo đảm CSDL GIS cho các hoạt động các lĩnh vực đã được quan tâm nhưng còn thiếu nhiều, khả năng cập nhật, xử lý

16

thông tin còn hạn chế Khác với các loại vũ khí trước đây, các loại vũ khí thế hệ mới và hiện đại của Quân đội hiện nay luôn sử dụng cơ s dữ liệu địa hình được cài nạp, tích hợp với hệ thống điều khiển của khí tài Trong khi đó, vấn đề bảo đảm cơ

s dữ liệu địa hình cho các hoạt động của các đơn vị, đặc biệt là các loại vũ khí trang bị hiện đại mới còn nhiều bất cập, chưa được quan tâm thích đáng, một số dự

án đầu tư chưa quan tâm xem xét đến vấn đề sử dụng CSDL của Việt Nam, vì vậy

bị hạn chế về khả năng sử dụng, không phát huy hiệu quả tính năng kỹ chiến thuật của trang bị, vũ khí (do CSDL của thế giới có tỷ lệ nhỏ, độ chính xác thấp, không được cập nhật thường xuyên), thậm trí rất tốn kinh phí nếu phải bổ sung hợp đồng tích hợp CSDL (Trần Văn Thắng, 2016) [16] Trước yêu cầu nhiệm vụ công tác ĐHQS trong tình hình mới, nhu cầu sử dụng CSDL địa hình ngày càng phong phú,

đa dạng với các yêu cầu cao về các chỉ tiêu kỹ thuật cũng như đảm bảo khối lượng lớn, dữ liệu phải được thường xuyên cập nhật đòi hỏi phải đổi mới, nâng cao quy trình công nghệ sản xuất, nhất là cung cấp kịp thời cho việc huấn luyện sẵn sàng chiến đấu

1.1.1.2 Tổng quan các nghiên cứu và ứng dụng trên thế giới

Công tác xây dựng cơ s dữ liệu GIS trong quân sự đã được nhiều quốc gia thực hiện Do tính chất bí mật quân sự, các công trình này thường do chính các cơ quan quân sự của các nước tiến hành nghiên cứu Với các quốc gia có tiềm năng quân sự mạnh như Hoa Kỳ, Trung Quốc, Nga hay Israel, cơ s dữ liệu GIS được được tích hợp chặt chẽ trong các hệ thống quản lý, và được sử dụng linh hoạt cho xây dựng các mô hình diễn tập, huấn luyện

Hoa Kỳ là nước đi đầu trong công nghệ số địa hình, hệ thống CSDL GIS của quân đội Mỹ đã đáp ứng kịp thời cho công nghệ mô phỏng, công nghệ cao trong các cuộc chiến tranh với các nước đồng minh như chiến tranh vùng Vịnh, chiến tranh Nam Tư, Iraq, Seria Ưu điểm của hệ thống này là khả năng làm chủ tình hình trên chiến trường, cho phép hoạt động tác chiến từ xa, mô phỏng 3D các hình thái chiến trường trước khi thực binh xuất trận để đánh giá khả năng chiến thắng, khả năng hiệp đồng giữa các lực lượng, dự báo các tình huống phát sinh sau đó đưa ra các

17

giải pháp xử lý nhanh chóng và hiệu quả Hoạt động tập trận, huấn luyện của quân đội Mỹ được thử nghiệm và luyện tập thành thạo trên công nghệ tại ảo, mô phỏng kịch bản sau đó tiến hành huấn luyện trên thực địa, các khái niệm như “chiến trường trong suốt”, “chiến trường số hóa”, “tác chiến theo thời gian thực”, phản ánh một cách khá sinh động về khả năng cũng như những ưu thế quân sự vượt trội về vũ khí, trang bị trinh sát, tình báo của Mỹ trong chiến tranh cục bộ có sử dụng vũ khí công nghệ cao (Đặng Đồng Tiến, 2018) [14]

Trong những năm gần đây, quân đội Trung Quốc đã xây dựng và khai thác có hiệu quả CSDL GIS trong huấn luyện, đào tạo; tập trận, diễn tập có sử dụng các phần mềm mô phỏng chiến trường, tổ chức, khai thác tốt CSDL địa hình trong tổ chức diễn tập quy mô lớn trên sa bàn ảo, sa bàn 3D Đặc biệt, đã áp dụng và triển khai hiệu quả

mô hình chiến tranh mạng điện tử (integrated network electronic warfare - inew) Hiện tại, các phi công Trung Quốc đang sử dụng kính thực tế ảo 3D để huấn luyện trong các điều kiện môi trường khác nhau Nhờ sự phát triển của công nghệ thực tế

ảo, thiết bị này không chỉ phục vụ thực hành huấn luyện mà còn có thể sử dụng vào nhiều mục đích khác như xâm nhập vào hệ thống mạng của đối phương Được coi là một cường quốc quân sự bên cạnh Hoa Kỳ, Nga là nước có chiến lược đầu tư, quan tâm tới hệ thống CSDL GIS trong các hoạt động quân sự hết sức chuyên nghiệp Một

ví dụ cho thấy trong trình chiếu mô phỏng cuộc chiến tranh 5 ngày tại Grudia, quân

sự Nga đã chuẩn bị kỹ lưỡng và nghiên cứu các kịch bản, tình huống trên sa bàn ảo 3D Ứng dụng CSDL, công nghệ mô phỏng trong chế tạo vũ khí, trang bị đạn dược, các xí nghiệp của khối quân sự-công nghiệp Nga bắt đầu sử dụng công nghệ in 3D để sản xuất các linh kiện xe tăng thế hệ mới T-14 và các loại xe chiến đấu khác trên nền tảng "Armata" Đối với Quân đội Nga, việc cung cấp CSDL GIS cho rô-bốt trinh sát Blát-pho-ma-M (Platforma-M), xe chiến đấu bộ binh không người lái A-gô (Argo), rô-bốt rà phá mìn Uran-6, xe thiết giáp Uran-9 đã được đưa vào sử dụng; trong đó, có nhiều loại được đưa vào biên chế và tham chiến trên các chiến trường Phần mềm GIS Panorama được hầu hết các cơ quan chính phủ và các tổ chức phi chính phủ sử dụng trong đó có Bộ quốc phòng Nga Bộ phần mềm GIS Panorama đã phát triển và

18

tích hợp hầu hết các tính năng của một hệ thống GIS hiện nay như: Quản lý bản đồ, ảnh viễn thám trong ngân hàng dữ liệu; các chức năng nhập, xuất các định dạng dữ liệu khác nhau; các công cụ biên tập, hiển thị, phân tích dữ liệu 2D, 3D; các công cụ tổng quát hóa cơ s dữ liệu bản đồ, Ngoài ra, Công ty KB Panorama cũng giới thiệu các phiên bản phần mềm GIS Panorama thu gọn được cài đặt trên các thiết bị di động phục vụ đo đạc và điều tra ngoại nghiệp, các phiên bản phần mềm phục vụ xuất bản dịch vụ bản đồ trực tuyến Đặc biệt, bộ phần mềm GIS Panorama đang tập trung phát triển về khả năng tổng quát hóa tự động cơ s dữ liệu, bản đồ địa hình từ tỷ lệ lớn về

tỷ lệ nhỏ (Đặng Đồng Tiến, 2018) [14]

Là nước chú trọng đầu tư, phát triển các ứng dụng, vũ khí trong quân sự, Israel là quốc gia có tiềm lực quân sự mạnh nhất Trung Đông, sức mạnh của nước này nằm kho vũ khí hiện đại và chiến lược tác chiến đỉnh cao, họ đã nghiên cứu

hệ thống mô phỏng chiến trường có tên là UBS2000, đây là hệ thống tương tác tự động hóa điều khiển từ s chỉ huy trung tâm tới từng mặt trận Từng nhóm tác chiến được trang bị các hệ thống định vị, xe đo nối trận địa và cơ s dữ liệu không gian 3 chiều nơi tác chiến (Đặng Đồng Tiến, 2019) [15]

1.1.1.3.Tổng quan các nghiên cứu và ứng dụng trong nước

Trong những năm vừa qua, trên nền bản đồ số, CSDL nền ĐHQS đa tỷ lệ và đặc biệt là các phần mềm chuyên dụng do Cục Bản đồ quân đội độc lập hoặc phối hợp sản xuất đã được chuyển giao kịp thời cho các đơn vị toàn quân nhằm hỗ trợ công tác nghiên cứu, huấn luyện, diễn tập các cấp (Diễn tập Miền Bắc năm 2002 (MB-02), Miền Nam năm 2004 (MN-04), Phòng Không năm 2014 (PK-14)…); đặc biệt rất hiệu quả đối với các cuộc diễn tập khu vực phòng thủ các tỉnh, thành (như Đà Nẵng năm 2006, Hà Nội năm 2007, Lào Cai năm 2013 ); hỗ trợ đắc lực cho các đơn

vị xây dựng kế hoạch, văn kiện ngành và chuẩn bị các kịch bản trong diễn tập Nhờ

có CSDL nền ĐHQS, mà ngày nay công tác nghiên cứu, đánh giá địa hình, mô phỏng các hoạt động tác chiến trên nền địa hình 3D đã được thực hiện một cách nhanh chóng, hiệu quả; các công cụ hỗ trợ biên tập, viết vẽ và trình chiếu các văn kiện tác chiến ngày càng được hoàn thiện, tiện lợi, mỹ quan trên cả địa hình 2D và 3D (Trần

19

Văn Thắng, 2016) [16] Tuy nhiên, CSDL GIS chỉ phục vụ cấp chiến lược, để bảo đảm cho huấn luyện, diễn tập cấp chiến thuật (cấp nhỏ) còn nhiều hạn chế

+ Cục bản đồ - Bộ Tổng Tham mưu: Nghiên cứu, làm chủ công nghệ, quy

trình khai thác sử dụng ảnh vệ tinh cho các mục đích như thành lập, cập nhật bản

đồ, xây dựng CSDL địa hình và thông tin địa lý; hỗ trợ trong giải quyết các bài toán phân tích, chiết xuất thông tin chuyên đề; đo vẽ mô hình số độ cao (DEM) từ cặp ảnh lập thể ảnh hàng không chụp bằng máy ảnh kỹ thuật số Vexcel Ultracam XP và ảnh vệ tinh; ứng dụng thiết bị bay không người lái có điều khiển (UAV) trong thành lập bản đồ tỷ lệ lớn có độ chính xác cao, bản đồ 3 chiều (bản đồ 3D); quay phim và truyền hình ảnh trực tiếp từ hiện trường về Trung tâm điều hành, chỉ huy trong Diễn tập ứng phó thảm họa các nước ASEAN (ARDEX-13) Cục còn chủ động nghiên cứu thành công quy trình bay chụp ảnh bằng thiết bị UAV để thành lập bản đồ 3D

có độ chính xác cao Kết quả nghiên cứu đã nhanh chóng được áp dụng trong thực

tế sản xuất, đem lại hiệu quả kinh tế cao trong công tác quy hoạch quản lý sử dụng đất, thiết kế, khảo sát các tuyến đường giao thông, đường điện Để nâng cao hiệu suất khai thác sử dụng các trang thiết bị, vũ khí mới đưa vào trang bị; ứng dụng công nghệ bản đồ tiên tiến và chủ động lập trình, xây dựng các bộ công cụ hỗ trợ tham mưu địa hình, viết vẽ và trình chiếu văn kiện tác chiến (Trần Văn Thắng, 2018) (Trần Văn Thắng, 2018) [17]

+ Học viện Kỹ thuật Quân sự (KTQS): Từ sự kết hợp của các lĩnh vực toán

học, công nghệ thông tin, mô hình hóa, điều khiển học, điện tử, cơ khí… mô hình

“trường bắn ảo” được ra đời với thiết kế nhỏ, gọn (lắp đặt trên diện tích từ 15 m2 đến 30 m2), CSDL được tích hợp đầy đủ các tính năng của thao trường thật, vũ khí thật, đã giải quyết được những vấn đề khó khăn thường gặp trong quá trình học tập, huấn luyện như: thao trường, vũ khí, thời tiết Trong số các sản phẩm ứng dụng CSDL GIS đó là: ứng dụng CNMP trong Ca-bin lái tàu sông, lái ô tô và một số xe đặc chủng; Mô phỏng trong diễn tập chỉ huy tham mưu kỹ thuật; Mô phỏng bắn tăng, bắn tên lửa B72; Trường bắn ảo mô phỏng huấn luyện bắn súng bộ binh là sản

20

phẩm điển hình đã được ứng dụng tại nhiều đơn vị của Bộ Quốc phòng và Bộ Công

an, góp phần thiết thực nâng cao chất lượng huấn luyện

+ Một số đơn vị khác: Việc ứng dụng CSDL nền ĐHQS được nghiên cứu

triển khai ngày càng sâu rộng trong Quân đội Nhiều bài toán chuyên ngành trong toàn quân đã được phối hợp giải quyết, trên cơ s ứng dụng có hiệu quả các công nghệ Địa hình tiên tiến (Định vị, Viễn thám, Bản đồ số, GIS và Mô phỏng), trong

đó một số sản phẩm tiêu biểu đã hoàn thành như: Thiết kế CSDL và xây dựng phần mềm quản lý kho Xăng dầu cho Cục Xăng dầu/Tổng cục Hậu cần; ngoài cơ s dữ liệu thông tin được lưu dưới dạng số và giấy, từng kho Xăng dầu được mô phỏng 3D, giúp cho người chỉ huy có thể đưa ra các phương án quy hoạch tối ưu, đồng thời xây dựng các phương án phòng, chống cháy nổ hiệu quả sát thực tế; CSDL Hệ thống Y tế toàn quân, bao gồm: Các thông tin về cơ s Y tế, biên chế, tổ chức, trang

bị với thông tin chi tiết tới từng nhóm theo chuyên ngành (bác sỹ, dược sỹ ), theo trình độ (tiến sỹ, thạc sỹ ) hoặc theo số lượng (giường bệnh, xe ca, cứu thương) giúp cho lãnh đạo, chỉ huy ngành nắm bắt thông tin nhanh chóng, chính xác trong thời bình, xây dựng các phương án, tổ chức huy động lực lượng bảo đảm xử lý kịp thời trong các tình huống chiến tranh, thiên tai

Cục Quân nhu - Tổng cục Hậu cần xây dựng phần mềm và cơ s dữ liệu về quân nhu cho phép quản lý các thông tin về điều kiện tự nhiên (khí hậu, thủy văn, tài nguyên đất ), đánh giá hiện trạng và quy hoạch các vùng nguyên liệu, lương thực, thực phẩm phục vụ cho các hoạt động quân sự (Trần Văn Thắng, 2018) [17]

Để nâng cao hiệu suất khai thác, sử dụng các trang thiết bị, vũ khí được Quân đội đầu tư mua sắm, đã chủ động nghiên cứu xây dựng CSDL nền ĐHQS đa

tỷ lệ, tích hợp hệ thống với các phương thức truyền số liệu, định vị vệ tinh, định vị quán tính để sản xuất các Bộ thiết bị định vị, dẫn đường và quản lý các phương tiện quân sự di động (như: các Bộ thiết bị và CSDL quản lý, dẫn đường máy bay trực thăng, máy bay vận tải; các Xe cứu hộ cứu nạn tại Quân khu 4, 5, BTL Công Binh; các Bộ thiết bị định vị dẫn đường trên biển cho các tàu hải quân, tàu cảnh sát biển:

21

Đến hết năm 2015 đã lắp được 59 Bộ thiết bị; Bộ thiết bị cấp cứu phi công có cài đặt CSDL nền ĐHQS )

+ Ứng dụng trong thiết kế xây dựng hạ tầng cơ sở: Thiết kế - qui hoạch là một

trong những lĩnh vực rộng lớn rất cần mô hình địa hình 3D Từ thiết kế giao thông, đô thị, công trình công cộng đến thiết kế nhà máy thuỷ điện đều cần đến các thông tin chính xác này để nghiên cứu tình trạng hiện thời, tính toán khối lượng đào đắp để đưa

ra phương án tối ưu, lên kế hoạch giải toả và tái định cư, hiển thị mô hình thiết kế, lấy

dữ liệu về lớp phủ thực vật kết hợp với các thông tin về lượng mưa, chiều gió, độ

ẩm, chất đất, có thể đưa ra các cảnh báo, các phản ứng tức thời và các phương án nhằm giảm thiểu thiệt hại do thiên tai gây ra

+ Ứng dụng trong viễn thông: DEM cũng đã được ứng dụng trong viễn

thông để thiết kế các trạm phát sóng, tiếp sóng dựa trên phân tích về vùng thông hướng nhìn Nhưng gần đây với quá trình đô thị hoá, các khu nhà cao tầng mọc lên rất nhanh thì DEM không còn khả năng cung cấp đủ thông tin cho việc quản lý viễn thông nữa nhất là trong các khu vực mật độ dân số cao Mô hình địa hình 3D hoặc một biến thể của nó là mô hình thành phố 3D có thể cung cấp thông tin đầy đủ hơn cho việc chọn các vị trí tối ưu để xây dựng trạm thu phát, đảm bảo việc truyền phát sóng được thực hiện hiệu quả nhất

22

+ Ứng dụng trong hàng không: Với ưu điểm về môi trường hiển thị ba chiều

rất giống với thế giới thực, mô hình địa hình 3D được sử dụng cho các ứng dụng mô phỏng địa hình trong lĩnh vực quân sự, hàng không Bằng cách kết hợp các nội dung mô hình địa hình 3D với cơ s dữ liệu của sân bay, các công ty phần mềm có thể cung cấp cho các sân bay công cụ để thiết lập một hệ thống phòng tránh các va chạm hàng không, cảnh báo tiếp cận sân bay và quản lý các chuyến bay Việc bay

mô phỏng dùng trong việc huấn luyện phi công cũng sẽ có tính hiện thực hơn nếu

có các thông tin mô hình địa hình kết hợp với hệ thống định vị GPS thời gian thực đặt trên máy bay

+ Ứng dụng trong du lịch: Trong du lịch, việc tạo những tua du lịch ảo trên

nền mô hình địa hình 3D giúp khách hàng có khái niệm rõ ràng hơn về những nơi mình sẽ đến và cảnh quan đó, đây cũng là một cách tiếp cận thị trường hiệu quả Khách du lịch có thể thực hiện việc quan sát ba chiều hay bay mô phỏng để tìm hiểu cảnh quan thiên nhiên của vùng được quan tâm Họ cũng có thể được cung cấp các thông tin về cơ s hạ tầng, khách sạn, các hoạt động vui chơi, giải trí, nhờ các công cụ hỏi đáp của GIS

+ Ứng dụng trong giáo dục: Các ứng dụng trong giáo dục phần lớn dựa trên

các sản phẩm multimedia hiển thị thế giới thực thiết kế riêng cho học sinh nhất là trong môn địa lý, lịch sử Các sản phẩm này tăng khả năng tiếp thu bài giảng và gây được hứng thú rất lớn đối với học sinh

1.1.2 Một số khái niệm cơ bản

1.1.2.1 Một số khái niệm dùng trong cơ sở dữ liệu GIS (Cục Bản đồ - BTTM, 2008) [7]

- Bản đồ địa hình là hình ảnh thu nhỏ một phần bề mặt Trái Đất lên mặt

phẳng theo quy luật toán học nhất định; trên bản đồ các yếu tố địa hình, địa vật được biểu thị bằng hệ thống ký hiệu quy ước, được tổng quát hóa

- Bản đồ địa hình quân sự là bản đồ địa hình được sản xuất để phục vụ cho các

hoạt động quân sự; nội dung của bản đồ địa hình quân sự được thể hiện theo quy định của quân đội Bản đồ địa hình quân sự gồm bản đồ cấp chiến thuật, bản đồ cấp chiến dịch, bản đồ cấp chiến lược

23

+ Bản đồ cấp chiến thuật là bản đồ địa hình quân sự tỷ lệ lớn, thường được

các đơn vị cấp chiến thuật sử dụng trong tác chiến Đặc điểm của loại bản đồ này là địa hình, địa vật được biểu thị chi tiết Điều đó giúp cho việc nghiên cứu, đánh giá thực địa được tỷ mỉ, chính xác; thuận tiện cho nghiên cứu địa hình và chỉ huy bộ đội cấp chiến thuật

+ Bản đồ cấp chiến dịch là bản đồ địa hình quân sự tỷ lệ trung bình, thường

được các đơn vị cấp chiến dịch sử dụng trong tác chiến Đặc điểm của loại bản đồ này là địa hình, địa vật được biểu thị có chọn lọc, mức độ tỷ mỉ thấp, song tính khái quát cao; được dùng cho việc nghiên cứu địa hình và chỉ huy bộ đội trên khu vực quân khu, quân đoàn

+ Bản đồ cấp chiến lược là bản đồ địa hình quân sự tỷ lệ nhỏ, đặc điểm của loại

bản đồ này là địa hình, địa vật được biểu thị mang tính khái quát cao; được dùng cho việc nghiên cứu địa hình và chỉ huy bộ đội phạm vi cấp chiến lược

- Công nghệ mô phỏng: là bộ môn khoa học thiết kế và phân tích mô hình

thực thể vật lý hoặc lý thuyết thông qua mô hình số trên máy tính

- Mô phỏng địa hình: là quá trình tái hiện lại không gian 3 chiều trong thời

gian thực của một đơn vị lãnh thổ Trong các hoạt động quân sự, để nắm bắt được chi tiết các yếu tố địa hình khu vực, tạo điều kiện thuận lợi cho người chỉ huy phát huy được những thuận lợi cũng như lường trước những khó khăn trong việc triển khai, bố trí và làm chủ trận địa, công tác tham mưu địa hình thường sử dụng các sa bàn bằng đất Tuy sa bàn đã đáp ứng được hầu hết các yếu tố địa hình một cách trực quan và diễn tả được ý định bố trí lực lượng của người chỉ huy, nhưng công việc này rất khó thực hiện trong điều kiện chiến tranh, không thể hiện được đúng tỷ lệ 3 chiều của địa hình, hạn chế về tầm quan sát, khó thay đổi được tỷ lệ, khó thay đổi phương án tác chiến theo ý định của người chỉ huy Công nghệ mô phỏng ra đời đã khắc phục được những nhược điểm của phương pháp truyền thống trước đây

- Mô hình số bề mặt (Digital Surface Model - DSM) là một mô hình số độ

cao miêu tả bề mặt mặt đất và bao gồm cả các đối tượng vật thể trên đó như các công trình xây dựng, thực vật, địa hình giao thông

24

- Mô hình số độ cao (Digital Elevation Model - DEM) và mô hình số địa

hình (Digital Terrain Model - DTM) là mô hình số miêu tả bề mặt mặt đất nhưng không bao gồm các đối tượng vật thể trên đó

- Mô hình địa hình 3D (3D Topo-cartographic Model - 3DTCM) là mô

hình bề mặt mặt đất bao gồm các đối tượng vật thể trên đó được khái quát hóa và ký hiệu hóa một mức độ nhất định theo nguyên tắc bản đồ

- Công nghệ thực tế ảo (VR) đang được quân đội trên thế giới sử dụng để đào

tạo và huấn luyện binh sĩ, đặc biệt là mô phỏng các môi trường nguy hiểm, phức tạp hoặc cực kỳ tốn kém nếu huấn luyện theo cách truyền thống Nhờ khả năng vượt trội của Big data, các kịch bản huấn luyện mô phỏng rất linh hoạt, từ các dữ liệu thu thập được trên hệ thống, các chỉ huy liên tục đưa ra những tình huống huấn luyện sát với thực tế, phù hợp với năng lực của binh sĩ, tính năng của vũ khí trang bị, tùy ý điều chỉnh theo ý định giúp nâng cao hiệu quả huấn luyện trong khi không cần phải xây dựng các thao trường, chọn địa điểm huấn luyện, xây dựng các đạo cụ v.v Từ đó giảm được đáng kể kinh phí, di chuyển phương tiện kỹ thuật và binh sĩ, giảm thời gian chuẩn bị và thực hành huấn luyện, tránh được những rủi ro ngoài ý muốn v.v

1.1.2.2 Một số khái niệm trong huấn luyện, diễn tập (Bộ Tổng Tham mưu, 2010) [3]

- Huấn luyện bộ đội: là hệ thống các biện pháp dạy và rèn bộ đội nhằm nâng

cao bản lĩnh chính trị, năng lực tổ chức chỉ huy của cán bộ, kĩ năng chiến đấu của chiến sĩ, trình độ nghiệp vụ của nhân viên chuyên môn kĩ thuật, trình độ hiệp đồng chiến đấu, sát với yêu cầu thực tế chiến đấu

- Huấn luyện chiến đấu: là huấn luyện quân sự cho quân nhân, phân đội, binh đội,

binh đoàn, người chỉ huy và cơ quan có kĩ năng, kĩ xảo để hoàn thành nhiệm vụ chiến đấu và các nhiệm vụ khác Huấn luyện chiến đấu bao gồm huấn luyện chiến thuật, huấn luyện kĩ thuật, huấn luyện chỉ huy, huấn luyện đội ngũ, huấn luyện thể lực

- Huấn luyện chiến thuật: là hệ thống các biện pháp dạy và luyện cho chiến

sĩ, phân đội, binh đội, binh đoàn, người chỉ huy và cơ quan về chuẩn bị và thực hành trận chiến đấu

25

- Huấn luyện địa hình: là huấn luyện cho cán bộ và chiến sĩ hiểu biết về địa

hình, phương pháp nghiên cứu và đánh giá địa hình, định hướng trên thực địa, sử dụng bản đồ địa hình và bản đồ chuyên dụng, sử dụng các số liệu trắc địa và tài liệu ảnh địa hình, các phương tiện dẫn đường; tiến hành đo đạc ngoài thực địa khi chuẩn

bị và thực hành chiến đấu Khối lượng và nội dung HLĐH cho từng đối tượng được xác định trong chương trình huấn luyện hàng năm

- Diễn tập: là hình thức huấn luyện cao nhất nhằm rèn luyện cho người chỉ

huy, cơ quan, đơn vị về chuẩn bị và thực hành tác chiến, chuẩn bị và thực hành động viên, sử dụng trang bị, vũ khí, bảo đảm hoạt động tác chiến , trong điều kiện địa hình nhất định và trong những tình huống tác chiến giả định gần sát với thực tế chiến đấu

- Diễn tập chiến thuật: là diễn tập của cấp phân đội, binh đội, binh đoàn,

mang tính tổng hợp toàn diện, sát thực tế chiến đấu Mục đích: nâng cao và hoàn thiện năng lực, bản lĩnh chiến đấu cho người chỉ huy, cơ quan và bộ đội về phương pháp chuẩn bị và thực hành trận chiến đấu trong các điều kiện thời tiết, liên tục ngày, đêm

- Văn kiện tác chiến: là văn kiện quân sự do người chỉ huy và cơ quan chỉ

huy soạn thảo và sử dụng trong quá trình chuẩn bị và thực hành tác chiến Có văn kiện chỉ huy (quyết tâm, kế hoạch, mệnh lệnh, chỉ thị, chỉ lệnh ); văn kiện theo dõi, nghiên cứu: báo cáo tác chiến, báo cáo sơ kết, tổng kết, thông báo tình hình, nhật kí, bản đồ công tác, sơ đồ diễn biến tác chiến, biểu đồ, thống kê

- Tiến công: là loại hình chiến đấu cơ bản giữ vai trò quyết định giành thắng

lợi trong chiến tranh Tiến công địch phòng ngự nhằm tiêu diệt sinh lực, phá hủy phương tiện chiến đấu của địch, chiếm địa hình có lợi; tạo điều kiện cho cấp trên và địa phương phát triển chiến đấu

- Vận động tiến công: là hình thức chiến thuật tiến công tiêu diệt địch cơ động,

nhằm tiêu diệt sinh lực, phá hủy phương tiện, đánh bại thủ đoạn chiến đấu của địch

26

- Phòng ngự: là loại hình chiến đấu cơ bản của quân đội ta, phòng ngự nhằm

sát thương, ngăn chặn, tiêu hao, tiêu diệt và đánh bại tiến công của địch, giữ vững mục tiêu được giao

- Hành trú quân: là hoạt động thường xuyên trong chiến đấu của bộ đội,

nhằm di chuyển lực lượng, phương tiện chiến đấu đến khu vực quy định; tổ chức trú quân bảo đảm bí mật, an toàn, sẵn sàng chiến đấu

- Vượt sông trong hành trú quân chiến đấu là nhiệm vụ quan trọng nhằm di

chuyển lực lượng, phương tiện qua sông bảo đảm bí mật, an toàn sẵn sàng nhận nhiệm vụ chiến đấu

1.2 Quan điểm, phư ng pháp nghiên cứu

1.2.1 Quan điểm nghiên cứu

1.2.1.1 Quan điểm tổng hợp

Trong nghiên cứu xây dựng CSDL GIS, quan điểm tổng hợp là quan điểm chủ đạo, xuyên suốt trong cách nhìn nhận và đánh giá các điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội, quốc phòng, an ninh của khu vực Trong luận văn, quan điểm tổng hợp được vận dụng để nghiên cứu toàn diện các điều kiện tự nhiên, xã hội, an ninh, quốc phòng làm

cơ s để thu thập thông tin, đo đạc cập nhật các đối tượng quân sự, cơ quan hành chính, trường học, y tế trong khu vực nghiên cứu Như vậy, nghiên cứu đánh giá tổng hợp là nghiên cứu đa ngành, đa lĩnh vực nên khi thực hiện nghiên cứu cần phải

có các quan điểm nghiên cứu có tính tổng hợp cao, từ đó chọn cách tiếp cận, phương pháp nghiên cứu phù hợp và có tính khả thi

1.2.1.2 Quan điểm hệ thống

Cơ s dữ liệu (GIS) ngay sau khi ra đời đã được nhiều nhà khoa học, các cơ quan nghiên cứu ứng dụng vào mục đích quân sự Nhờ có công nghệ bản đồ số và GIS mà hàng loạt bản đồ các dãy tỷ lệ từ 1/10.000 đến 1/1.000.000 được hoàn thành, nâng cao rõ rệt chất lượng công tác tham mưu và bảo đảm địa hình cho toàn quân, đặc biệt là đã cập nhật, chỉnh lý và hiệu chỉnh kịp thời bản đồ, CSDL các khu vực có

sự thay đổi lớn về địa hình, địa vật Các loại bản đồ số, CSDL GIS và phần mềm ứng dụng đã được toàn quân ứng dụng để phục vụ công tác huấn luyện, diễn tập các

1.2.2 Phương pháp nghiên cứu

1.2.2.1 Phương pháp tổng hợp tài liệu

Phương pháp tổng hợp tài liệu là phương pháp được sử dụng những bước đầu tiên của nghiên cứu khoa học Đây là bước khái quát chung về nghiên cứu, nguồn tài liệu thu thập sẽ là cơ s giúp cho người thực hiện xác định những định hướng nghiên cứu, mục tiêu nghiên cứu và các phương pháp nghiên cứu phù hợp Phương pháp tổng hợp tài liệu giúp tìm hiểu, củng cố, phát triển về cơ s khoa học, phương pháp và công nghệ thuộc các vấn đề liên quan đến nội dung nghiên cứu Đồng thời, phương pháp này cũng hỗ trợ khả năng phân tích, đánh giá các khía cạnh khoa học, công nghệ để đi đến đề xuất những giải pháp và kết luận phù hợp với đề tài nghiên cứu Các tài liệu thu thập sẽ được phân loại, sắp xếp có trình tự và được định hướng vào nghiên cứu Tổng hợp, phân tích, đánh giá tài liệu một cách khoa học nhằm sử dụng hiệu quả nhất những thông tin trong đó

1.2.2.2 Phương pháp bản đồ

Phương pháp này nhằm đối chiếu, so sánh các đối tượng địa lý cũ và mới để

xử lý và chuẩn hóa dữ liệu Phương pháp này nhằm bổ sung các thông tin mà phương pháp khác không cung cấp được hoặc cung cấp chưa chính xác Ở luận văn này, để bổ bổ sung các yếu tố địa hình, địa vật mới cho CSDL GIS phục vụ huấn luyện, diễn tập tác giả sử dụng bản đồ tỷ lệ 1/10.000, 1/25.000 để so sánh, đối chiếu, hiệu chỉnh các yếu tố đã sai cũ Kiểm tra các yếu tố có ảnh hư ng đến công tác xây dựng văn kiện tác chiến, các hình thái chiến thuật

28

1.2.2.3 Phương pháp điều tra thực địa

Phương pháp này được sử dụng bổ sung thông tin mà các nghiên cứu trên tài liệu, dữ liệu có thể chưa phản ánh được hết Để thu thập tư liệu địa hình, địa vật, làm rõ những vấn đề của thực tiễn, đánh giá nhu cầu và xây dựng cơ s dữ liệu phục

vụ cho các nghiên cứu của đề tài Phương pháp điều tra, khảo sát thực địa còn được

sử dụng để: thử nghiệm với dữ liệu kết quả tại khu vực thực địa để kiểm tra và đánh giá các ưu việt so với các dạng dữ liệu trước đó Nội dung nghiên cứu đo đạc, khảo sát ngoài thực địa bao gồm:

- Tiến hành đo đạc bằng máy định vị vệ tinh các địa vật có sự thay đổi; thu thập thông tin CSDL các đối tượng cần cho nghiên cứu

- Thu thập các thông tin về hiệp đồng tác chiến; các thông tin trong lĩnh vực quốc phòng, an ninh địa phương

1.2.2.4 Phương pháp GIS

Phương pháp chủ yếu được sử dụng trong luận văn, từ việc xây dựng, trình bày, hỏi đáp đến truy xuất dữ liệu Sử dụng các phần mềm tương thích nhằm xây dựng cơ s dữ liệu và phân tích tổng hợp dữ liệu theo các nguyên tắc tổ hợp không gian địa lý Xây dựng các trường dữ liệu trong phần mềm ArcGIS, hoàn chỉnh dữ liệu trong bộ phần mềm ArcCatalog - ArcMap Cơ s dữ liệu GIS được xây dựng theo 4 chuẩn: chuẩn hệ qui chiếu, chuẩn tổ chức dữ liệu (geodatabase), chuẩn topology và chuẩn dữ liệu thuộc tính Đây là một phương pháp có ưu thế vượt trội

so với các phương pháp khác về khả năng tìm kiếm và phân tích dữ liệu không gian

Vì vậy, Phương pháp GIS đã được sử dụng để thiết kế, tổ chức xây dựng cơ s dữ liệu thuộc tính và không gian cho các thực thể tại khu vực nghiên cứu cho mục đích cập nhật CSDL nền địa lý trong nội dung luận văn

1.2.3 Giới thiệu chung về phần mềm ArcGIS

ArcGIS (ESRI Inc - http://www.esri.com): là hệ thống GIS hàng đầu hiện nay, cung cấp một giải pháp toàn diện từ thu thập, nhập số liệu, chỉnh lý, phân tích

và phân phối thông tin trên mạng Internet tới các cấp độ khác nhau như CSDL địa

lý cá nhân hay CSDL của các doanh nghiệp Về mặt công nghệ, hiện nay các

29

chuyên gia GIS coi công nghệ ESRI là một giải pháp mang tính chất m , tổng thể

và hoàn chỉnh, có khả năng khai thác hết các chức năng của GIS trên các ứng dụng khác nhau như: desktop (ArcGIS Desktop), máy chủ (ArcGIS Server), các ứng dụng Web (ArcIMS, ArcGIS Online), hoặc hệ thống thiết bị di động (ArcPAD) và có khả năng tương tích cao đối với nhiều loại sản phẩm của nhiều hãng khác nhau

Hình 1.1 Bộ phần mềm ứng dụng ArcGIS (ESRI)

ArcGIS Desktop (với phiên bản mới nhất là ArcGIS 10.x) bao gồm những công cụ rất mạnh để quản lý, cập nhật, phân tích thông tin và xuất bản tạo nên một

hệ thống thông tin địa lý (GIS) hoàn chỉnh, cho phép:

Tạo và chỉnh sửa dữ liệu tích hợp (dữ liệu không gian tích hợp với dữ liệu thuộc tính) - cho phép sử dụng nhiều loại định dạng dữ liệu khác nhau thậm chí cả những dữ liệu lấy từ Internet; Truy vấn dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính từ nhiều nguồn và bằng nhiều cách khác nhau; Hiển thị, truy vấn và phân tích dữ liệu không gian kết hợp với dữ liệu thuộc tính; Thành lập bản đồ chuyên đề và các bản

in có chất lượng trình bày chuyên nghiệp

ArcGIS Destop là một bộ phần mềm ứng dụng gồm: ArcMap, ArcCatalog, ArcToolbox, ModelBuilder, ArcScene và ArcGlobe Khi sử dụng các ứng dụng này đồng thời, người sử dụng có thể thực hiện được các bài toán ứng dụng GIS bất kỳ,

từ đơn giản đến phức tạp, bao gồm cả thành lập bản đồ, phân tích địa lý, chỉnh sửa

và biên tập dữ liệu, quản lý dữ liệu, hiển thị và xử lý dữ liệu Phần mềm ArcGIS

- ArcEditor: Là bộ sản phẩm có nhiều chức năng hơn, dùng để chỉnh sửa và quản lý dữ liệu địa lý ArcEditor bao gồm các tính năng của ArcView và thêm vào

đó là một số các công cụ chỉnh sửa, biên tập Với ArcEditor, cho phép: Dùng các công cụ CAD để tạo và chỉnh sửa các đặc tính GIS; Tạo ra các CSDL địa lý thông minh; Tạo quy trình công việc một cách chuyên nghiệp cho 1 nhóm và cho phép nhiều người biên tập; Xây dựng và giữ được tính toàn vẹn của không gian bao gồm các quan hệ hình học topo giữa các đặc tính địa lý; Quản lý và m rộng mạng lưới hình học; Làm tăng năng suất biên tập; Quản lý môi trường thiết kế đa người dùng với versioning; Duy trì tính toàn vẹn giữa các lớp chủ đề và thúc đẩy tư duy logic của người dùng; Cho phép chỉnh sửa dữ liệu độc lập (khi tạm ngừng kết nối với CSDL)

- ArcInfo: Là bộ sản phẩm ArcGIS đầy đủ nhất ArcInfo bao gồm tất cả các chức năng của ArcView lẫn ArcEditor Cung cấp các chức năng tạo và quản lý một

hệ GIS, xử lý dữ liệu không gian và khả năng chuyển đổi dữ liệu, xây dựng dữ liệu,

mô hình hóa, phân tích, hiển thị bản đồ trên màn hình máy tính và xuất bản bản đồ

ra các phương tiện khác nhau Với ArcInfo, cho phép: Xây dựng một mô hình xử lý không gian rất hữu dụng cho việc tìm ra các mối quan hệ, phân tích dữ liệu và tích hợp dữ liệu; Thực hiện chồng lớp các lớp vector, nội suy và phân tích thống kê; Tạo

ra các đặc tính cho sự kiện và chồng xếp các đặc tính của các sự kiện đó; Chuyển

31

đổi dữ liệu và các định dạng của dữ liệu theo rất nhiều loại định dạng; Xây dựng những bộ dữ liệu phức tạp, các mô hình phân tích và các đoạn mã để tự động hóa các quá trình GIS; Sử dụng các phương pháp trình diễn, thiết kế, in ấn và quản lý bản đồ để xuất bản bản đồ (Cục Bản đồ - BTTM, 2015) [6]

1.2.4 Giới thiệu chung về phần mềm bộ phần mềm Skyline

Skyline là Bộ phần mềm phục vụ cho các ứng dụng không gian 3 chiều, cung cấp giải pháp hiển thị trực quan, phân tích địa hình, lập kế hoạch trong không gian

3 chiều với các gói dữ liệu cơ bản sau: Terrabuilder, TerraExplorer (Pro, Plus, Viewer), TerraGate, Web Có cấu trúc hoạt động như sau:

Hình 1.2 Cấu trúc hoạt động bộ phần mềm Skyline (Cục Bản đồ)

Gói modul TerraBuilder có chức năng chính như: Tạo nền địa hình 3D; Hỗ

trợ nhiều định dạng dữ liệu ảnh, dữ liệu độ cao; Có thể thực hiện với khối lượng dữ liệu lớn; Sử dụng đồng thời nhiều máy tính để tạo 01 nền địa hình 3D; Tối ưu hóa quá trình hiển thị dữ liệu qua mạng Internet, Intranet

32

Hình 1.3 Giao diện chính của phần mềm TerraBuilder (Cục Bản đồ)

TerraGate: Hỗ trợ phân phối trao đổi dữ liệu máy chủ và máy trạm, một kỹ

thuật công nghệ mạng trao đổi dữ liệu địa hình 3D Máy chủ TerraGate được tối ưu hóa để xử lý một số lượng lớn người dùng đồng thời, truy cập và hiển thị dữ liệu 3D, TerraGate cung cấp giải pháp phân phối dữ liệu hiệu quả chi phí thấp; TerraGate tạo cổng kết nối dữ liệu qua hệ thống mạng (máy chủ - máy khách); TerraGate truyền tải dữ liệu địa hình, vector, ảnh vệ tinh đến các máy sử dụng TerraExplorer (Client-Server) và qua dịch vụ WFS/WMS (Web-Base)

SkylineGlobe Web (SGWP): cung cấp một bộ ứng dụng web đầy đủ cho

phép hiển thị trực quan môi trường 2D và 3D ảo, mà người dùng có thể điều hướng thông qua, xem, phân tích, và chú thích dữ liệu địa lý Ứng dụng có thể được tùy chỉnh, từ các lớp dữ liệu bao gồm các công cụ ứng dụng và các lệnh

TerraExplorer Pro là một phần mềm thuộc hệ thống phần mềm Skyline

được sử dụng để thành lập và xuất bản mô hình bản đồ 3D Người dùng có thể tạo mới và chỉnh sửa các đối tượng, nhóm đối tượng bằng các đối tượng trên giao diện của phần mềm Phần mềm cho phép chia sẻ dữ liệu hoặc tổ chức tác nghiệp trên cùng một CSDL, tại cùng một thời điểm với nhiều máy trạm khác nhau qua hệ

33

thống mạng TerraExplorer Pro còn chứa một thư viện ký hiệu tương đối phong phú

và cho phép người sử dụng khai thác trong quá trình biên tập mô hình bản đồ 3D Bên cạnh đó, phần mềm cũng cho phép thiết kế một số ký hiệu đơn giản và cập nhật các ký hiệu 3D đã thiết kế từ một phần mềm chuyên dụng khác Trên mô hình bản

đồ 3D đã xây dựng, có thể thực hiện các phép phân tích địa lý và địa hình cơ bản Sản phẩm mô hình bản đồ 3D có thể được tổ chức và lưu trữ trên máy tính theo các Project riêng biệt, kết xuất dưới dạng phim (*.avi), các tệp tin ghi lại hình ảnh theo một đường bay (*.fly) hoặc các gói dữ liệu cho các dự án khác nhau (Cục Bản đồ - BTTM, 2013) [5]

Hình 1.4 Giao diện chính của phần mềm TerraExplorer Pro (Cục Bản đồ)

1.3 Quy trình các bước nghiên cứu

Quy trình nghiên cứu được trình bày theo hình 1.2 gồm các bước sau: Bước 1: Lý do nghiên cứu đề tài

Là bước khảo sát, phân tích yêu cầu huấn luyện các đối tượng cần phải được khảo sát, nghiên cứu, xin ý kiến từ chính người lãnh đạo, chỉ huy, người phụ trách chuyên môn các đơn vị Nắm chắc nội dung, chương trình đào tạo của các ngành

để xây dựng CSDL GIS cho phù hợp

34

Hình 1.5 Quy trình các bước xây dựng CSDL GIS

Bước 2: Thu thập tài liệu, số liệu

Là bước thu thập, nghiên cứu tài liệu giúp tìm hiểu, củng cố, phát triển về cơ

s khoa học, phương pháp và công nghệ xây dựng CSDL Đồng thời, phương pháp này cũng hỗ trợ khả năng phân tích, đánh giá các khía cạnh khoa học, công nghệ để

đi đến đề xuất những giải pháp và kết luận phù hợp với luận văn nghiên cứu Các tài liệu thu thập sẽ được phân loại, sắp xếp có trình tự và được định hướng vào nội

dung luận văn nghiên cứu

Bước 3: Chuẩn hóa, xây dựng khung CSDL GIS

Là bước đối chiếu, so sánh các đối tượng địa lý cũ và mới để xử lý và chuẩn hóa dữ liệu Sử dụng bản đồ tỷ lệ lớn để so sánh, đối chiếu, hiệu chỉnh các yếu tố đã sai, cũ và bổ sung các yếu tố địa hình, địa vật mới Kiểm tra các yếu tố có ảnh hư ng đến công tác xây dựng văn kiện tác chiến, các hình thái chiến thuật Sử dụng các phần mềm tương thích nhằm xây dựng cơ s dữ liệu và phân tích tổng hợp dữ liệu theo các nguyên tắc tổ hợp không gian địa lý Xây dựng các trường dữ liệu trong phần mềm ArcGIS, hoàn chỉnh dữ liệu trong bộ phần mềm ArcCatalog - ArcMap Cơ s dữ liệu

Lý do nghiên c ứu đề tài

Thu th ập tài li ệu, số liệu

(Phương pháp t ổng hợp tài li ệu, bản đồ)

Chuẩn hóa, xây d ựng khung CSDL GIS

(Phương pháp t ổng hợp bản đồ, GIS)

Đo đạc, cập nhật thông tin đ ối tượng

(Phương pháp đi ều tra, GPS, vi ễn thám)

Xây d ựng CSDL GIS, Mô hình đ ịa hình 3D

(Phương pháp GIS, xây d ựng mô hình 3D)

Sản phẩm

(Chạy thử nghiệm trên các ph ần mềm)

35

GIS được xây dựng theo 4 chuẩn: chuẩn hệ qui chiếu, chuẩn tổ chức dữ liệu (geodatabase), chuẩn topology và chuẩn dữ liệu thuộc tính

Bước 4: Đo đạc, cập nhật thông tin đối tượng

Là bước đo đạc, xử lý CSDL đúng với tình hình thực tế, đồng thời bổ sung được những nội dung, những thông tin mà các nghiên cứu trên tài liệu, dữ liệu có thể chưa phản ánh được hết Ngay cả sau khi đã đưa ra kết quả vẫn cần đến khâu thực địa, khảo sát thực tế để kiểm chứng những kết quả đó

Bước 5: Xây dựng CSDL GIS và mô hình địa hình 3D

Là bước sử dụng các phần mềm để chuẩn hóa, nhập thông tin thuộc tính cho các đối tượng Xây dựng các địa vật 3D: nhà , khu cơ quan hành chính, cơ quan quân đội, các địa vật mang tính định hướng, khu dân cư, cây cối, hầm hào, công sự (nếu có) Sử dụng phần mềm Sketchup để tiến hành đo vẽ các địa vật 3D sau khi có

số liệu điều tra thực địa như kích thước, hình ảnh…Sử dụng tư liệu số, ảnh vệ tinh,

cơ s dữ liệu đã thu thập để xây dựng mô hình DEM khu vực nghiên cứu bằng phần mềm Global mapper

Bước 6: Thử nghiệm trên các phần mềm chuyên ngành

Sử dụng bộ phần mềm ArcGIS 10.4 để cập nhật, trình bày, hiển thị CSDL GIS; sử dụng phần mềm Sketchup để tiến hành đo vẽ các địa vật 3D, phần mềm Skyline để xây dựng mô hình địa hình 3D, phần mềm soạn thảo văn kiện để trình bày các hình thái chiến đấu

36

chiến trường, vị trí của đối phương và đồng minh, lực lượng quân ta và đồng bộ hoạt động của các đơn vị tác chiến Nhờ sự hiện đại hóa này, người chỉ huy có nhiều thông tin cùng một lúc để phân tích, đánh giá tình hình một cách chính xác và đưa ra quyết định nhanh chóng, kịp thời

Quân đội nước ta đã và đang được đầu tư, nâng cấp các trang, thiết bị, vũ khí hiện đại Tuy nhiên, việc bảo đảm CSDL GIS cho các hoạt động các lĩnh vực đã được quan tâm nhưng còn thiếu nhiều, khả năng cập nhật, xử lý thông tin còn hạn chế Khác với các loại vũ khí trước đây, các loại vũ khí thế hệ mới và hiện đại của Quân đội hiện nay luôn sử dụng cơ s dữ liệu địa hình được cài nạp, tích hợp với hệ thống điều khiển của khí tài Trong khi đó, vấn đề bảo đảm cơ s dữ liệu địa hình cho các hoạt động của các đơn vị, đặc biệt là các loại vũ khí trang bị hiện đại mới còn nhiều bất cập, chưa được quan tâm thích đáng, một số dự án đầu tư chưa quan tâm xem xét đến vấn đề sử dụng CSDL của Việt Nam, vì vậy bị hạn chế về khả năng sử dụng, không phát huy hiệu quả tính năng kỹ chiến thuật của trang bị, vũ khí Trước yêu cầu nhiệm vụ công tác ĐHQS trong tình hình mới, nhu cầu sử dụng CSDL địa hình ngày càng phong phú, đa dạng với các yêu cầu cao về các chỉ tiêu

kỹ thuật cũng như đảm bảo khối lượng lớn, dữ liệu phải được thường xuyên cập nhật đòi hỏi phải đổi mới, nâng cao quy trình công nghệ sản xuất, nhất là cung cấp kịp thời cho việc huấn luyện sẵn sàng chiến đấu

37

Chư ng 2: XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU GIS PHỤC VỤ HUẤN LUYỆN,

DIỄN TẬP TRONG QUÂN ĐỘI 2.1 Xây ựng CSDL nền địa lý quân sự

2.1.1 Quy chuẩn CSDL nền địa lý quân sự

Quy chuẩn CSDL nền địa lý quân sự tuân thủ theo Quy chuẩn thông tin địa

lý cơ s quốc gia (QCVN 42: 2012/BTNMT), quy chuẩn này quy định áp dụng các chuẩn thông tin cơ s sau đây:

- Quy chuẩn mô hình cấu trúc dữ liệu địa lý;

- Quy chuẩn mô hình khái niệm không gian;

- Quy chuẩn mô hình khái niệm thời gian;

- Quy chuẩn phân loại đối tượng địa lý;

- Quy chuẩn hệ quy chiếu tọa độ;

- Quy chuẩn siêu dữ liệu địa lý;

- Quy chuẩn chất lượng dữ liệu địa lý;

- Quy chuẩn trình bày dữ liệu;

- Quy chuẩn mã hóa trong trao đổi dữ liệu địa lý (Bộ Tài nguyên và Môi trường (2012) [4]

2.1.2 Phương pháp xây dựng CSDL nền địa lý quân sự đang áp dụng

2.1.2.1 Xây dựng CSDL nền địa lý quân sự từ bản đồ địa hình

* Quy trình chi tiết xây dựng CSDL địa lý quân sự từ dữ liệu bản đồ địa hình

số dược trình bày trong hình 2.1

* Từ bản đồ địa hình gốc dạng số, tiến hành thực hiện theo các bước cơ bản sau:

Bước 1: Chuẩn hóa dữ liệu không gian là quá trình chỉnh hóa thuộc tính không gian của đối tượng địa lý sao cho đáp ứng được các yêu cầu về mô hình dữ liệu không gian của đối tượng địa lý Các đối tượng này được quy định trong lược

đồ ứng dụng UML

Bước 2: Chuẩn hóa thuộc tính chủ đề là quá trình chuẩn hóa thuộc tính chủ

đề của đối tượng địa lý sao cho đáp ứng được các yêu cầu về thuộc tính chủ đề của mỗi đối tượng địa lý quy định trong lược đồ UML

38

Bước 3: Kiểm tra chất lượng dữ liệu là quá trình kiểm tra chất lượng dữ liệu theo các yêu cầu chất lượng cho từng loại đối tượng địa lý Các yêu cầu chất lượng này quy định trong Quy định kỹ thuật dữ liệu địa lý quân sự

Bước 4: Tích hợp dữ liệu là quá trình chuyển dữ liệu địa lý đã được chuẩn hóa và kiểm tra từ định dạng Tag DGN vào CSDL địa lý quân sự được tổ chức theo

công nghệ Personal Geodatabase

Hình 2.1 Quy trình chi tiết xây dựng CSDL từ dữ liệu bản đồ

2.1.2.2 Xây dựng CSDL nền địa lý quân sự theo phương pháp tổng quát hóa

Tổng quát hóa bào gồm tổng quát hóa hình học và thuộc tính các đối tượng địa lý theo tiêu chí tổng quát hóa được quy định trong “Quy định kỹ thuật xây dựng CSDL tỷ lệ 1/25.000” của Cục Bản đồ - Bộ Tổng Tham mưu ban hành năm 2013