Nghiên cứu thành lập bản đồ địa hình bằng hệ thông tin địa lý

- Xác định nội dung công nghệ thành lập bản đồ địa hình bằnghệ thông tin địa lý từ đó xây dựng tài liệu hướng dẫn thành lập bán đổ địa hình bằng hệ thông tin địa lý cho những người làm c

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRUỞNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự N H I Ê N

NGHIÊN CỨU THÀNH LẬP BẢN Đ ổ ĐỊA HÌNH BANG

HỆ THÔNG TIN ĐỊA LÝ

Ma số: & í - 9 7 - 1 ỉ

Chú trì đề tài: PTS Nhũ Thị Xuán

Hà nội - 1999

NGHIÊN CỨU THÀNH LẬP BẢN Đ ổ ĐỊA HÌNH BANG

HỆ THÔNG TIN ĐỊA LÝ

( Đề tài cấp Đại học Quốc gia )

Mã sỏ: QT - 97 - 11 Chủ trì đề tài:

PTS NHỪ THỊ XUÂN Cán bộ phôi hợp:

TH.S Đ I NH B Á O H OA K.S Đ I NH V Ã N H Ù N G

- Xác định nội dung công nghệ thành lập bản đồ địa hình bằng

hệ thông tin địa lý từ đó xây dựng tài liệu hướng dẫn thành lập bán đổ địa hình bằng hệ thông tin địa lý cho những người làm công tác hán

đổ nói chung, cho sinh viên ngành Bản đổ - Viễn thám nói riêng

Nội dung:

Hình thành khái niệm nội dung, yêu cầu và các bước thành lập bản đồ địa hình Khảo sát các phần mềm phục vụ cho việc ihành lập bản đổ địa hình Thiết kế và xây dựng hệ thống kí hiệu, cơ sở dữ liệu cho bản đồ địa hình Xây dựng thử nghiệm bản đồ địa hình bằng các phần mềm đã đưực kháo sát

5 Kết quả đạt được:

Nám vững và ứng dụng lốt một số phần mềm chuyên dụng trong quá trình thành lập bản dồ nói chung và cho bán đổ địa hình nói riêng góp phần đào tạo sinh viên chuyên ngành Bán đổ - Viễn ihárn

Tliiếi kế và xây dưng hệ thống kí hiệu cho bán đồ địa hình tí lệ 1:25000 bằng hệ thống phần mềm MICROSTATION và MAPPING - OFFICE

Thành lập bản đổ địa hình tỉ lệ 1:25000 của một khu vực tương đỏi dặc trưng về đặc điểm địa lý từ đó đưa ra quy trình công nghẹ thành lập bản đổ địa hình băng hệ thông tin địa lý và xác định nội đung các bước thực hiện

ABST R AC T

geograph ic information system ( G I S )

Code number: QT - 97 - 11

2 Proj ect m a n a g e r : Dr Nhu Thi Xuan

3 Partỉcipants: Mrs Dinh Bao Hoa ( Master of Science )

Mr Dinh Van Hang ( Bacbelor degree )

Giving the contents, objectives and steps for the topographic mapping, study all the softwares that are necessary for topographic mapping, establishing and creating a system of symbology and data base for topographic maps Testing the process of topograpliic mapping Iising all GíS softwares above

5 Results:

- Qualiíy and well apply some speciíic softwares for mapping in

general and especially for topograpliic mapping in order to train the

students in the mapping íield of study

- Create and construct system of symbology for the topographic map, scal 1: 25 000 using Microstation and Mapping office

- Establishing topographic map, scale 1 : 25 000 for the region having typical geographic characteristics in order to find out the technique for topographic mapping using geographic iníorination system and deĩine the contents for each mapping step

BÁO CÁO KINH PHÍ

- Đề tài nghiên cứu thành lập bản đồ địa hình bằng hệ thông tin địa lý

- Cấp quán lý: Đại học Quốc gia, Đại học Khoa học Tự nhiên

- Cấp thực hiện: Khoa Địa lý

- Thời gian thực hiện: 1997 - 1999

- rống kinh phí dự trù 14 triệu

- Tổng hợp các tài liệu ( mua 7 tờ

bán đổ địa hình, mua các tài liệu

- Nghiên cứu các phần mém

- Quét, xây dựng cư sở toán học

M ỤC LỤC

Trang

Chương 1: XÂY DỤNG c ơ SỚ DỬ LIỆU HỆ THÔNG TIN ĐỊA 6

LÝ CÁC YẾU TỐ NỘI DUNG BẢN Đ ồ ĐỊA HÌNH

DỤNG TRONG QUÁ TRÌNH THÀNH LẬP BẢN Đ ồ

2.2 Giới thiệu phần mềm Microstation và một sô phần

mềm chạy trên nền Microstation được sử dụng trong quá

3 Quét bản đồ 25

6 Thiết kế cơ sở dữ liệu hệ thông tin địa lý các yếu tô nội

7 Thiết kế hệ thống kí hiệu cho bản đồ địa hình 1:25000

9 Xây dựng cơ sở dữ liệu hệ thông tin địa lý các yếu tố nội

17 Xuấl các file bản đồ sang các phán mềm khác 43

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỰC

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề.

Trong những năm gần đây sự phát triển nhanh chóng của nền công nghệ thông tin cùng với sự ra đời của hệ thông tin địa lý đã mớ cửa cho một nền khoa học mới, làm thay đổi một cách cản bán về công nghệ và phương pháp trong nhiều lĩnh vực khoa học và thực tê Chúng khống những đem lại hiệu quả lớn lao trong công việc như: tiết kiệm thời gian, giá thành, tiết kiệm lao động, thực hiện các công việc khó mà trước đây theo phương pháp truyền thống không đáp ứng nổi như Iruy nhập, lưu trữ, hiển thị và xử lý một khối lượng dữ liệu khổng

lồ một cácli nhanh nhất, đáp ứng được nhu cầu của nhiều ngành khoa học, giúp con người đưa ra những quyết định đúng đắn và kịp thời nhất mà chúng còn thúc đẩy các ngành khác phát triển

Để phù hợp với yêu cẩu thực tế của đất nước trong giai đoạn công nghiệp hoá, hiện dại lioá, đổng thời dần dần hoà nhập được vói

sự phát triển chung trên thế giới, cũng như các khoa học khác, khoa học Đo dạc và Bản đồ cũng nhanh chóng đem nhũng ứng dụng công nghệ tin học và hệ thông tin địa lý vào trong giảng dạy, nghiên cứu và sán xuất Ngành bản đồ dã tạo ra dược các bản dồ chuyên đề theo phương pháp mới, áp dụng công nghệ mới và đáp ứng được các nhu cầu của thời đại Do đặc thù của bản đổ địa hình (BĐĐH), nên việc thành lập chúng bằng phương pháp mới, công nghệ mới - công nghệ

hệ thông tin địa lý đang còn là một vấn đề cần nghiên cứu, sao cho có thế dáp ứng được các yêu cầu dòi hỏi về kỹ thuật thành lập BĐĐI1, phù hợp với mục đích và yêu cầu của chúng Chính vì vậy, đề tài:

“ Nghiên cứu thành lập bản đồ địa hình bằng hệ thông tin địa lý ” là một trong những nhiệm vụ của ngành bản đồ hiện nay

2 Mục tiêu và nhiệm VI I của đề tài.

Đc lài “ Nghiên cứu lliànlì lập bản dổ địa hình bằng hộ thòng tin dịa lý” dược đặt ra với mục tiêu nghiên cứu thử nghiệm thành lập bản

đổ địa hình trên máy tính bằng các phần mềm chuyên dụng hệ thông tin địa lý Từ đó xác định rõ nội dung công nghệ thành lâp BĐĐH

bằng công nghê hệ thông tin địa lý Báo cáo của dề tài nghiên cứu với mong muốn sẽ là một trong những tài liệu hướng dẫn thành lập bản đồ dịu hình bằng hệ thông tin địa lý cho sinh viên bản đổ cũng như những người làm công tác bản đồ nói chung.

Để đạt đưực mục tiêu trên của đề tài, cần giải quyết các nhiệm

vụ sau:

1 Hình thành khái niệm nội đung, yêu cầu và các bước thành lập BĐĐ11 bằng phương pháp hệ thông tin địa lý

2 Khảo sát các pliần mềm phục vụ cho việc thành lập BĐĐH

3 Thiết kế hệ thống ký hiệu cho BĐĐH bằng phần mềm

chuyên dụng đã dược khảo sát

4 ihiết kế cư sớ dữ liệu hệ thông tin địa lý các yếu tố nội dung của bản đổ địa hình

5 Xây dựng cơ sở dữ liệu hệ thông tin địa lý các yếu lô nội dung của bản đồ địa hình

6 Thử nghiệm tổng quái hoá các yếu tô nội dung của BĐĐH

7 Xây dựng thử nghiệm BĐĐH 1 : 25 000 của ruột khu vực trên

cư sở các mảnh bản đồ nguồn tỉ lệ 1 : 10 000 bằng các phần mềm đã kháo sát

Để giải quyết các vấn đề nêu trên, nội dung để tài sẽ bao gồm:

Phần m ở đầu: Xác định mục tiêu và nhiệm vụ của để tài, tóm

tất các chương mục

Chương 1 Một số vấn dề chung trong việc xây dựng cư sớ dữ

liệu hệ thông tin địa lý các yếu tố nội dung bản đồ địa hình

Nội dung chương này làm rõ một số khái niệm và đặc điểm thành lập bản đổ địa hình, cấu trúc cư sở dữ liệu bản đổ cỉịa hình trong một hệ ihông tin địa lý

Chương 2 Khảo sát các phền mềm GIS có thể sử dụng trong

quá trình lliànlì lộp bản đổ địa hình

Trong chương hai phân tích đánh giá một ì>ô phần mềm GIS hiện có mặt tại Việt Nam phù hợp với công việc thành lập bán đổ địa hình Giới thiêu hệ thống phần mềm MICROSTATION.

Chương 3 Thử nghiệm thành lập bản đồ địa hình bằng một số

phần niềm dã được kháo sát

Chương này đưa ra quy trình công nghệ thành lập bản đồ địa hình bằng hệ thông tin địa lý trên cơ sở thử nghiệm thành lập bán đố dịa hình tí lệ 1:25 000 cho một khu vực tương đối đặc trưng Xác định nội đung cụ thể cho các bước thực hiện quy trình công nghệ

Kết luận đưa ra những kết luận chung về thực hiện đề tài và

một sô kiến nghị

Chưưng 1

XÂY DỰNG C ơ SỞ D ữ LIỆU HỆ THÔNG TIN ĐỊA LÝ CÁC

YẾU TỐ NỘI DUNG BẢN Đ ổ ĐỊA HÌNH

1.1 Một số vấn đề chung

Hệ thống bán đồ có thổ chia thành hai nhóm: bản đồ địa lý chung và bán đổ chuyên đề Trong nhóm bản đổ địa lý chung gồm BĐĐII ( tỉ lệ lớn hon và bằng 1: l 000 000 ) và bản đồ khái quát ( tí lệ nhỏ hơn 1:1000000 ) BĐĐH là loại bản đổ thể hiện thu nhỏ bề mặt nái đất lên mặt phẳng, được xác định về mặt toán học có tổng quát lioá và báng hệ thống ký hiệu nhằm phản ánh một cách có chọn lọc sự phân bố, Irạng thái và các mối quan hệ tương quan nhất định giữa các yên tô cơ bản của địa lý tự nhiên, nhân tạo và kinh tế xã hội Các bản

dồ này thường đưực sử dụng làm CƯ sở địa lý cho các loại thông tin chuyên dề không gian khác Bản đổ khái quát biểu thị một cách khái lược các yếu tố lớn điển hình, quan trọng của địa lý tự nhiên, nhân tạo

và kinh tế xã hội Bán đổ chuyên đề là loại bản đồ biểu thị tỉ mỉ mộl hay vài yếu tố liêng biệt của địa lý tự nhiên hay kinh tế xã liôị, còn các yếu tố khác không biểu Ihị hoặc biểu thị kém ủ mí hơn

Háu liết các kí hiệu mà đã có sun Irong các phần mềm dồ lioạ chuyên dùng chỉ có thể dùng cho các bản đồ chuyèn đề, bới đối với bán đổ chuyên đề, người thành lập có thể sáng tạo hệ thống kí hiệu một cách luỳ ý ( ưừ một số bán đồ như bản đồ địa chất, thổ nhưỡng ) và kí hiệu đối vói bản dồ chuyên đề thường có kích thước to và không llieo một quy định về hình dạng và kích thước bắt buộc nào cá Diều dó làm cho việc tiến hành thành lập bán đồ chuyên đề bằng máy lính tkrợc thực hiện một cách tỉưn giản và dễ dàng hưn Chính vì vậy

lừ lâu bản đổ chuyên đề dã dược tlìành lập trên máy lính

Khác với bản cỉổ chuyên đề và bản đồ khái quát, BĐĐ11 cỏ nội đung phức tạp và mang tính chính xác cao, phái đáp ứng được yeu cẩu

sú dụng cho nhiều ngành kinh tế, văn hoá, quốc phòng, làm lài liệu cơ

bán đế lliành lập các bán đổ khác chính vì vậy bán đổ địa hình có hẹ lliông ti lệ, cách chia mánh và đánh sô mánh thống nhái, có quy irmli

tị ui phạm và hệ thông ký hiệu chung do Nhà nước ban hành, lạo diéu kiện thuận lợi cho việc sử dụng bản dồ địa hình Đặc điểm kí hiệu clio các bản tlổ địa hình là rất mảnh, nhỏ, kích thước, lực nét và hình ilạng cũng như dộ chính xác, mầu sắc và bố cục của bán đổ đều được quy tlịnh một cách rất chặt chẽ để có thế dám bao lượng thông liu lớn trên bán dồ mà vẫn dễ dọc, dễ khai thác thông tin và mang tính khoa học cao Nên khi thành lập chúng phải theo các chuẩn quy định rất nghiêm khắc

Đc thành lập bán dồ địa hình bằng G1S, chúng la phai thực hiện luần tự một số công việc sau:

+ Dựa vào chỉ lliị lliànli lập ban đồ xác định lén và lí lệ, tlôi lượng sử đụng, mục đích và yêu cầu của bán dồ cần lliànli lập

+ Trên cơ sớ dó llui thập, phân lích, đánh giá tài liệu Mục đích của công việc này là để lìm hiểu tỉ mỉ các yếu lố nội dung của tài liệu

mà chúng sẽ được sứ dụng liong quá trình thành lập bản đổ mới, (lặc biệt đối vứi các bản dồ lài liệu cư bán, lìm hiểu mối quan hệ giữa các tài liệu, khá năng sứ đụng tài liệu, đánh giá cư sở toán học, dộ chính xác, tính dầy đú của nội dung, lính hiện đại, chất lượng trình bày CÍIU tài liệu và nghiên cứu khu vực cần thành lập bản đồ

+ Xác định nội đung cho bản đổ cần llùmh lập, xác định các dối lượng và dặc hưng cần thể hiện

+ Pluìn loại, xác định lính chất đối tượng và nhóm đỏi tượng: phân lích các dặc trưng của các đối lượng đã chọn, để từ đó nhóm các đòi tượng có những dặc trưng giống nhau vào cùng một lớp

+ Tổng quái lioá các dối lượng dê phản ánh các đặc trưng cơ hán diên hình vù mói quan hệ phân bô của các yếu tô nội dung Lựa chọn các yếu tô nội dung bản dồ và bảo dám khả năng chứa đựng cua hán đổ Khái quát hình dạng của các yếu tố nội dung để thể lìiẹii lõ tlậc trưng cơ' bán vé hình dạng bên ngoài cúa chúng bằng phương pháp két hợp sự lấy bỏ với cường diệu hoá các chi tiết vé hình dạng Khái quái số lượng và chất lượng của các yếu tố nội đung của bản dỏ

+ Xây dựng hệ thống các ký hiệu, chú giải cho các đòi lượng dược biểu thị trên bản dồ.

+ Tiếp biên bản đồ: kiểm tra, chỉnh sửa các lỗi sai sót ổ chỗ liẽp giáp giữa hai mảnh bản đồ kề cạnh nhau

+ Biên tập và hiển thị dữ liệu dưới dạng bản dồ địa hình cẩn llìànli lập

+ In bán dồ ( xuất dữ liệu )

Trong các công đoạn thiếl kế xây dựng bán dồ nói irèn, điêu quan irọng đầu tiên là dựa vào mục đích sứ dụng bán đồ để xác định nội dung (mô hình dữ liệu ) cần thế hiện liên bản đồ, xác định đòi tượng và các đặc iruìig dồi iưựMg Quá trình này quyết định phạm vi, giới hạn và giá tỉ ị sứ dụng eúa hán dồ

So với các thể loại khác, bản đồ địa hình là một mô hình dữ liệu gán nhất với thế giới lliựe bới tính da dạng về nội dung thể hiện Viẹc xây dựng nội dung cho chúng phải xuất phát từ những đặc điểm: dôi tượng cân đưa lcn bủn dồ phải là các phán tứ dịu hình, địa vật; chúng được phan ánh theo các dặc điểm phân bố địa lý; có bổ xung những lliuộc tính và đirực qui định ớ mức độ phù họp với tí lệ của bán dồ

Cơ sở khoa học của sự phân loại nôi dụng bản đồ địa hìnli dược xây dựng Irên quan điếm hệ thống và theo các nguyên tắc:

- Theo vật thể: lấy các phán tứ dịa hình, địa vật làm dôi urựng biêu thị, phân loại chúng theo các liêu chuẩn clịa lý Ví dụ ỏ mức dọ tổng quát là phân chia chúng thành các nhánh: thuý hệ, hình lliái địa hình, llìực phủ và lớp đất, giao thông, dân cư, địa vật kinh tế xã hội, lưới khống chê trắc địa, ranh giới lường rào; ở mức độ chi tiết phân

c hia chúng lliành các kiến, loại ở những cấp nhó lion Ví dụ: đàn cu lại dược phân ra iliành llni dỏ, thành phố nực thuộc ming ương, iliành phố, tính , quận, huyện , phường, xã, làng, xóm, ấp

- I IICO lliuộc lính: mỗi chú thế có Iiliiéu thuộc lính, nhung Ui) thuộc VÌIO mục clícli, ý nglũii sứ dụng và khá năng cho phép cùa lí lọ Ikiii dỏ mà lựa chọn thuộc tính sao cho phù liựp Bán dó địa hình phục

vụ mục đícli do dạc xác định ( loạ độ, khoáng cách Hen mặl đất, độ

trai dài của lãnh thổ, hướng, góc nghiêng của mặt đất, kích thước các

đói tưựng, các chỉ sô hình dạng như hệ sô uốn cong của bờ biên , mật

cỉộ phân bố các đối tượng ), nghiên cứu, tra cưu lãnh thổ nón phái

biếu ihị những Iluiộc línlì chủ yếu sau: các giá trị định lượng, các mật

định lính, vị trí và trạng thái không gian, đặc điểm phân bô néíi lành

iho, mội số dặc điếm kinh lế xã hội và địa danh của các đối tượng nội

đung bán dồ

- Theo qui mô: các địa hình địa vật cùng thuộc lính, chúng sẽ được xắp xếp iheo ngôi thứ lừ lớn tới nhỏ, từ chính đến phụ, lù chung

đèn riêng, từ tổng thể đến cục bộ Chẳng hạn, nội dung BĐĐli có thể

phân loại theo phương pháp cấu trúc cây, sự phân nhánh đi lừ cấp cao

đốn cấp iliấp, gốc đưực coi là toàn bộ mặt đất, lớp pliân nhánh (11 ứ nhất

là yếu tố tự nhiên và kinh tế xã hội Trong yếu tỏ tự nhiên ( yêu lò cơ

hán của cánh quan địa lý ) lại phân ru: hệ lliný vãn và các cóng hìnli

phụ thuộc, hình thái địa hình, thực vật và clìất đất Yếu tô kinh lẽ xã

hội ( những yếu lồ lluiộc thành quá cúa con người ) lại phân ra: dán

cư, công trình văn hoá, lịch sử, dân dụng, hệ llíống giao thòng, địa

giới, dịu vại kinh lố xã hội, lường lào và dặc điểm không che nãc địa

Từng yếu tò trên lại liếp tục phân nhánh, Irong dỏ sẽ áp dụng cụ the

các nguyên tắc phân loại khác nhau và tuỳ thuộc vào tỉ lệ ban dó mà

qui định độ chính xác, mức độ chi tiết khác nhau

Với ba nguyên tắc trên, một hệ thống nội dung và kí lìiọu

lỉĐĐli sẽ được xắp xếp đúng vị ti í của I1Ó, dám báo cho việc qui định

nội đung trong từng loại bản dồ có hệ thống, dầy đủ và chặt chẽ

Nộ thống tỉ lệ BĐĐII sử dụng ở nước ta hiện nay ( dã dược

llìàiili lập llieo phương pháp truyền thống )là một số chẵn và là mộl

hội sô thu nhỏ của nhan, bao gồm các loại tí lệ: I : 500, 1: I 000, 1:2000, 1:50()0 - dây là hệ thống BĐĐlỉ tí lệ lớn phục vụ trực tiếp cho công tác quy hoạch, tliiêì kế chi tiết Nội dung của cluìng láì đầy dít, chi liết, các dối tượng dịu vật thường đưực biểu thị theo tí lệ bán đó

Độ chính xác của bán ilổ rất cao (0,1 - 1 111 ) Đây là những bán dò gỏc do vẽ, làm cơ sớ dế thành lập các BĐĐH có ti lệ nhỏ hơn Oiimg thường được thành lập bằng phương pháp đo vẽ trực tiếp trên mật đất

hoặc trên ảnh Để thành lập loại BĐĐH gốc đo vẽ này hiện nay ớ nước

ta đung áp dụng phương pháp truyền thống; bán lự động Uiỳ iluiộe máy móc, trang thiết bị và các phần mềm có thể có ở mỗi đơn vị sán xuất Trong phưưng pháp bán tự động, số liệu được do bằng máy trác địa, sẽ đưực nhập từ sổ ghi vào máy tính qua bàn phím (nếu dùng máy quang học), bằng sổ đo điện tử ( electronic íieldbook ) (nếu đo bang máy kinh vT điện tử) sau dó Iiliờ một sô phần mềm ( như: SDR ), sò liệu dược lính toán bằng máy tính và vẽ ra bán vẽ Nếu dùng ánh hàng kliỏng tliì ánli sau khi nán lièn máy lính, các địa vật dưực sỏ lioá ngay tióii màn hình, còn địa hình dựa vào các điểm khống chế máy tự động

vẽ các đường bình độ, tuy nhiên dể có đưực địa hình giông thục phái

có sự lác dộng của con người

Về vấn dề thành lập các BĐĐ11 gốc do vẽ lí lệ lán nói trôn không nằm trong phạm vi của dề tài nghiên cứu

Các loại BĐĐ11 có li lệ nhỏ hưn như: 1 : 10 000, 1: 25 000, I: 50 000 có mức độ chi tiết giảm dần theo tỉ lệ, phục vụ các công lác qui hoạch, tliiếl kế ớ mức rộng hơn Đê Ihành lạp các BĐĐH này lluròìig dung phương pháp biên vẽ có nghĩa là dựa vào các bán liồ gốc

đo vẽ tí lệ lớn hơn và tài liệu sẵn có để thành lập BĐĐH tỉ lệ nhó hơn Hiện nay ớ nưỏe ta vẫn dùng phương pháp truyền thống để thành lạp các loại bán dồ này là chủ yếu, còn plurưng pháp áp (.lụng công ngliệ

Un học - hệ lliỏng tin địa lý dang còn ở mức nghien cứu - nhập dữ liẹn,

xáy đựng CO' sỏ' dữ liệu và nghiên cứu phương pháp llùmli lập hán dỏ

Bới muốn lliực hiện dược các công đoạn này tự dộng hoá, máy lính phái hiếu dưực đặc điếm của các đôi tượng, quy luật phát triển của lung dối tượng, phai ỉ inh hoạt trong từng trường hợp cụ thể, điểu đo máy lính chưa lliê làm được Song ở dây chúng tỏi với sự mong niuòii được nghiên cứu công nghệ thông tin có thể giúp các nhà bán dó thực hiện được nlnìng gì liong bài loán đặt ra này, nhũng gì còn lồn lại cẩn nghiên cứu, hoàn thiện nhờ vào sự kết hợp giữa các nhà tin học và các nhà bán dò học

Như vậy, để thành lập hệ thông BĐĐH có hai phương pháp: do

vẽ và biên vẽ, trong mỗi phương pháp lại được phân ra thành phương

pháp truyền thống và phương pháp mới bằng hệ tliông tin địa lý Phạm

vi cúa dể tài chỉ đề cập đến phương pháp mới bằng hệ thông Ún địa lý

áp đụng thành lộp BĐĐU lí lệ nhỏ hưu 1: 10 000 dựa trên các báu đò

góc lí lệ lớn hơn và các tài liệu thu thập dược

Thực chất của phương pháp là sứ dụng máy lính và các thiết bị

ngoại vi có khả năng thực hiện các chức năng vào ra và xử lý thòng lin

của phần mém Một CƯ sở dữ liệu chứa các thông tin không gian và

các thông tin thuộc tính, được tổ chức theo một lìệ thống lôgic có

phân hạng cấp bậc Một hệ thống phẩn mềm đổ lioạ có tỏi thiếu 4

nhóm chức năng: nhập thông tin không gian và thông tin thuộc tính từ

các nguồn khác nhau; lưu trữ, diều chỉnh, cập nhật và tố chức các

thông tin không gian và thông tin thuộc tính, phân tíclì biến dổi thông

tin trong cơ sở dữ liệu nhằm giải quyết các bài toán xây dựng cư sớ dữ

liệu ( CSDL ), tổng quái hoá các yếu tô nội dung của bán đổ địa hình,

hiển thị và trình bày thông tin dưới dạng khác nhau, với các biện pháp

khác nhau dể thu nhập các dữ liệu bán đồ cần thiết, xử lý dữ liệu

thành nội dung và dạng mong muốn

máy tính.

Bản đồ trên giấy và bản đồ máy tính đều đưực sử dụng như một

công cụ dể lưu trữ dữ liệu, mô tả các quan hệ không gian phục vụ cho

các mục đích xác định vị trí và thiết kê quy hoạch, nghiên cứu, phán

tích các mối quan hệ trong không gian giữa các dối urợng v ề mặt

biếu ihị, chuyển tải thông tin, chúng đèu đạt lói mức độ lâì cao về rnặi

thẩm mỹ và kỹ thuật Nhưng chúng ta dã biết, các dữ liệu thành lập

bán dồ liên quan đến một thòi điểm nhất định về thời gian và không

gian, do vậy, tính hiện đại của bản đồ tiên giấy không duy trì được lâu

bới việc cập nhật, sứa chữa và biên tập bản đồ trên giấy là một quá

trình phức tạp, tôn kém và mất nhiều thời gian Ngoài ru do hạn chế vè

phương pháp, phương tiện, liên bán dồ tiên giấy chí có thế biểu lltị

trẽn đày ti lệ theo hệ thống như trên đã nói Đê hoàn tlìành các loại

bán đổ cỏ tí lệ khác nhau, phú trùm cho một diện tích rộng lớn bằng

phương pluíp truyền thống trên giấy sẽ tốn lát nhiều kinh phí và thòi

giun, khi lliành lập xong thì nội dung Irên bản đồ đã bị lạc hậu so với thực lé bới các địa vật luôn bị biến đổi theo thời gian Đó là những mặt hạn chê của bản dồ trên giấy dưực Ihành lộp theo phương pháp tniyền thống.

Được sự hổ trự cứa náy tính và các phần mềm CJ1S các báu đỏ máy lính cỏ thế giám đáng kể các hạn chê của hán dồ trên giây đã nêu trẽn, đặc biệt là trong công tác cập nhật dữ liệu mới Chu trình hiện chính mới bản đồ dược rút ngắn lại lất nhiều bơi không phai iliành lập lại từ đầu mà chí cần cập nhập thêm những yêu tô mói xuất hiện và bó

đi những yếu tô dã bị mất đi trên mặl đất vào cơ sỏ dữ liệu bản đồ đã dược lưu trữ

Đỏi vói công nghệ truyền thống thành lập các bán đồ trẽn giây,

Cịuá hình biên lập, thiết kế, thay đổi lí lệ bản dồ, thay đổi phép chiếu rất phức lạp, mất nhiều lliời gian thì với công nghệ hệ thông, tin địa lý

đẽ ilùmh lập bán clồ máy lính, quá trình này lụi dược thực hiện rất nhanh chóng và hoàn thiên

Ngoài ra bản dồ máy lính còn giúp những người sứ dụng bán đó

mô hình hoá không gian, phàn lích dữ liệu, xử lý rất nhiều thông tin cùng lúc một cách nhanh chóng và chính xác, đẩy đú, kịp thòi và có chọn lọc Giúp họ phân tích, biến đổi thông tin sán có trong cư sở thì

liệu Iihằrn giải quyết các bài toán lối ưu, chồng ghép và tậ|> hợp các lớp thông tin để tạo lên các bản dồ có tínli chuyên sàn và chuycn ngành cao Chính vì thế mà các bản đồ máy lính dặc biệt thích hợp và

có lác dụng rất cao dối với việc thành lặp các bán dỏ chuyên dề Iheo phương pháp mới

Một ưu điểm nữa cúa bản đồ trên máy tính đó là việc tổ chức tra cứu, cập nhật và sú' dụng bán đồ Các ilữ liệu bán đổ lưu trừ dưới dạng co' sớ dữ liệu có llic chia sé cho râì nhiều người cùng sử dụng một lúc phục vụ cho nhiều mục đích khác nhau, đo vậy, giá trị CÍIU bán đổ sỏ dược lang lén lâì nhiều lần

Nlm' vậy, phương pháp thành lập bản đồ bằng hệ thông tin địa

lý là một phương pháp mới, rất hiệu lực, đáy nhanh tốc độ sán xiiái lăng sản pliẩm, nâng cao chai lượng sán phẩm, phát triển những loại

hình sản xuất mới, Ihuận lợi cho việc điều khiển quá trình sán xuất,

không hạn chế ú lệ, có llìể cập nhật thông tin thường xuyên Nhò

những ưu việt đó của bản dồ máy tính nói trên, việc chuyên giao công

nghệ cổ Iruyền, ihủ công sang công nghệ hệ thông tin địa lý là một

vấn đề cấp thiết và cần khai thác một cách triệt để

1.3 Cấu trúc cư sở dữ liệu bản đổ dịa hình trong một hệ

thô ng tin địa lý

Các thông liu trẽn bán dồ địa hình là một I11Ô hình dữ liệu bao

gổni các yếu tố hình thái địa hình, mạng lưới thuý vãn, lớp phú thực

vật và đất, khu dân cư, mạng lưới giao thông, ranh giới và các địa vật

độc lập, vãn hoá di tích lịch sử Theo cách nhìn của tin học llù các yếu

lô trên thuộc hai nhóm thông tin: nhóm các thông tin về phân bố toạ

độ không gian và nhóm các thông tin về thuộc tính ( độ cao, chiểu dài,

tên gọi, giá trị được phân loại .) của các đôi tượng Chúng dược biếu

diễn ihỏng qua các điểm, các dường và các mảng khép kín Nói cách

kliác, bán đổ địa hình là sự chồng ghép cúa nhiều lóp thông tin và

tluiộc tính của chúng một cách có tổ clìức, phù hợp với đặc lliù thông

tin và phù hợp với khá năng quản lý, phân lích của hệ ihống ihỏng tin

địa lý Sự chổng ghép thông tin được tiến hành sau khi các ilìông tin

dã dược phân tích, xứ [y theo một nguyên tấc nhất định do người làm

bán đồ áp đặl theo mục tiéu dật ra cho việc thành lập bản đổ

Dữ liệu dùng Irong GIS có hai dạng cấu trúc: càu trúc rasler và

cấu trúc veclor

+ Cấu trúc raster là dạng cấu trúc mà trong đó đôi tượng dược

ihê hiện thành một máng gồm các pixel và mỗi pixel đều mang giá trị

cứa thông số dặc trưng cho dối tượng Nỏ thường có hai kiểu cấu n úc:

- ('ấu trúc máng: là dạng câu iríic đưn gián nhất trong dó các pixcl được lổ chức thành máng có loạ độ tính theo các đòng, cột và

gốc tơạ độ nằm ở phía trên, góc trái Cấu irííc loại này đơn gián,

nhưng hạn clìế về kha nàng (lịnh vị chính xác Dộ chính xác được lính

hiu lị!, ilón vị pixd ('húng la kliông có khá nang xác ilịnli ilirơc các

kliiKing cách nhỏ hơn mộl pixcl

- Cấu trúc plìAn cấp: là một (lạng cấu trúc trong dó các thòng Ún dược lổ chức thành nhiều lớp với kích tlnrớc pixcl tăng dán lới kích llurớc dược chọn làm lôi đa.

+ Cấu trúc veclor là dạng cấu trúc dựa trên các điểm có toạ độ

đe hiếu diễn các dối tượng thông qua điểm, dường và vùng với yếu lò cân bản là điểm Trong đó đường là tập hợp các điếm và vùng là các dường khép kín Có một số dạng cấu trúc veclor khác nhau:

- Cấu Irúc toàn vùng: là một dạng cấu trúc trong đó mỗi lớp của CSDL dược chia thành một nhóm các vùng Mỗi vùng được mã hoá dưới dạng một chuỗi định vị riêng biệt và được lưu trữ độc lập Irong cùng một tệp tin với các dữ liệu thuộc lính

- Cấu trúc cung - núi: là dạng cấu trúc trong dó các dối tượng được lưu h ừ trong CSDL mội cách có phân cấp và dựa chú yếu vào các cung và các nút Cung là các mảnh đoạn thẳng đưực xác định bói một loạt các cặp toạ độ X, y Nút là giao điểm cua các cung Vùng được giói han bới các cung Các cung được dùng chung cho cá cung

lẩn vùng và vì vậy nó c ũng là yếu l ố CƯ bản dể lưu trữ m ọ i dối tượng.

- ( a u trúc quan hệ: là biến tướng của cấu trúc cung núi, Iroiig

đó các thông tin về quan hệ khống gian ( Iơpology- là mối quan hẹ không gian giữa các đối tưựng được lưu trữ, tạo khá năng sứ dụng loi

dữ liệu trong các phép tính phân tích không giun) cũng được lổ chức như trong cấu núc cung - nút Điểni khúc nhau duy nhất là phương thức lưu trữ các lliòng Ún thuộc tính ilùmh các báng dữ liệu quan hệ hệt như trong CSDL quan hệ Mỗi bang dữ liệu thuộc tính di kèm vói lừng yếu lô quan hệ không gian ( lopologicul element ): núi, cung va vùng Dạng cấu trúc này tuy đòi hỏi nhiều thế tích để lưu trữ hơn nhưng do tính tưong thích của nó với các CSDL quan hệ phố dụng liên

nó là loại câu trúc đưực dùng nhiều nhất trong các GIS hiện nay

1.4 Xây d ụng CƯ sơ dữ liệu

Đê xây dựng cư sở dữ liệu GIS bán đổ địa hình cần thực hiện các công việc sau: nhập dừ liệu không gian của dối tượng; nhập dữ liệu thuộc lính cúa dối tưựng; liên kết dữ liệu tlutộc tính và dữ liệu không gian của đối lượng

Khi xây dựng cơ sớ dữ liệu cần chú ý các mối quan hệ giữa các

dối tượng như mối quan hệ phụ thuộc các đường tại các điểm cắt, tập hợp có tổ chức của đường xác định các đường biên của polygon, mối quan hệ kề cân giữa các vùng Phải xem xét các mối quan hệ có thè xáy ra giữa các dối tượng trong quá trình phân tích dữ liệu đê có thế lích hợp thông tin, xây dựng sẩn mỏi quan hệ phục vụ cho các phép tính phân tích không gian sau này

Xây dựng mối quan hệ không gian giữa các dối tượng: sau khi nhập dữ liệu không giun, tiến hành xây dựng quan hệ topology, khi dó

các lỗi c ó thể xảy ra với đòi tượng đường và vùng như chua tới, vượt

quá, khống đóng kín , có thể sửa chữa bằng phương pháp thú còng hoặc tự dộng

Sau khi xây dựng dữ liệu không gian, tiến hành gán lluiộc tính cho các đối tượng Thuộc tính là lính chất của đối tượng dược lựu chọn

đc lưu trữ và hiển thị Trong cư sở dữ liệu bản đồ, thông tin tluiộc lính đưực chia thành hai nhóm Nhóm thuộc tính thứ nhất xác đinh môi quan hệ hình học, sử dụng dể mô tá hiển thị đồ hoạ của doi urợng Iiong co' sỏ dữ liệu Ví dụ như một con sông dưực lưu trữ trong cư sớ

dừ liệu vói các đặc ưưng hiển thị dồ hoạ về màu sắc, kiểu đường, lực nét Nhóm thuộc tính thứ hai mô lả đặc trưng, tính chất đôi lượng, dùng dể nhận dạng đỏi tượng, xác định chuyên đề, vị trí và chất lượng

dữ liệu Ví dụ độ sâu của sông, tên đường phố, lên dãy núi, chai lượng dữ liệu (độ chính xác dữ liệu, lính hiện dại cua dữ liệu, mức (.lọ dầy đủ và hoàn hảo của dữ liệu ) Việc xác định thuộc tính cụ the luỳ thuộc từng yếu lố nội dung, tỉ lệ, mục đích và yêu cầu sử đụng cúa bán dồ

Trong xây dựng CO' sở (lữ liệu, quá trình sỏ hoá và hiên tập la

những c ò n g việc c ó mối quan hê qua lại và hỗ trự lẫn nhau: nếu sò Ikkí

có chất lượng kém thì công việc biên tập sẽ vất va và mất thời gian Ngược lại liêu sô lioá tốt sẽ giám lất nhiều công tác thiết kế biên tạp

Ca hai quá trình đều là những công việc yêu cầu tính ti mí, cán ihận và ton nhiều thòi giun Để thuận tiện cho việc xử lý sau này, tnróc khi sò lioá, cần phai thiết ké phán nhóm, lóp các dối tượng, suo cho môi lóp

thông lin là mộ t tập hợp các đối tượng thuần nhất c ó c h un g một linh chất nào đ ó về định tính hoặc định lượng Với c ách tổ chức thòng lin llieo lừng lớp dôi tượng như vậy sẽ giúp c h o phần m ề m của hệ thông liu địa lý xây đựng thành các khối thông tin dộc lập, g i úp thành lập l)án đổ d ễ dàng c h ồ n g ghép c ác lớp llìông tin, thêm vào mánh bán đó

c ác lớp th ông lin mới hoặc xoá đi các đối tượng cần loại bó l i o n g quá

h ì n h Ihànlì lập bản đồ.

vect or và dỏ hoạ với dữ liệu thuộc tính, khá năng tiền x ứ lý dữ liệu của

phần mềm, khả năng hiển thị đồ hoạ và tạo bảng dữ liệu, khá nâng tạo

hệ thống ký hiệu trong đó các kí hiệu phải đảm bảo đúng hìnli dạng và kích thước như quy phạm đặt ra cho mỗi tí lệ bản đồ địa hình, khá năng tổng quát hoá các yếu tố nội dung trong quá íiình thành lập bản đồ

Đế nhập dữ liệu vector ( hoặc raster rồi sau đó chuyển sang vectoi), bicn lộp dữ liệu, hiển thị dữ liệu có khá nhiều phẩn mém cỏ thể giúp chúng ta thực hiện các quá trình này như: IL.LIWS, MAP1NPO, PCI, ARCINFO, hệ thống phần mềm MICROSTATION cùng các phần mềm chạy trên nền của Microstation, Song dế có thế

thiết k ế hệ thống kí hiệu riêng cho bản đồ địa hình, thực hiện quá trình tổng quát hoá các yếu tố nội dung, trình bày các loại bán đổ thì

có lẽ MAPINFO và hệ thống phần mềm MICROSTATON và MAPPING - OFFICE ( MS ) tỏ ra ưu việt hơn cả Để so sánh giữa hai phần mềm MAPINFO và MS chúng tôi thấy rằng MS cho ta khả năng nhập dữ liệu, xử lý đồng thòi cả hai loại dữ liệu: raster và vector, xử lý

dữ liệu nhanh hơn MAPINPO rất nhiều, ngoài ra để thành lập hệ thống kí hiệu cho bản dồ địa hình thì hiện tại chỉ có MS mới có thể thực hiện được quá trình đó, bởi vì như trên đã nói hệ thống kí hiệu cúa BĐĐH yêu cầu phải đúng cả về hình dạng và kích thước theo quy định dù chỉ là chi tiết rất nhỏ trong cấu trúc của kí hiệu, để đáp ứng yêu cầu đó, hiện nay ở nước ta mới chỉ có hệ thống phần mềm Microsltion cùng các phần mềm khác chạy trên nền của Microstation

là đáp ứng được

Ngoài ra nội dung bản đổ địa hình rất phức tạp, chứa đựng lượng thông tin rất lớn, để phù hợp với mục đích xây dưng cơ sớ dữ liệu bản dố địa hình phải là những hệ thống GIS đù mạnh Impul cúa

hệ thống phải đa dạng, các mođun liền xử lý phải có khả năng xứ lý nguồn dữ liệu đa dạng, hệ thống phải xử lý đồng thời dữ liệu raster và vector, dễ dàng tích hợp dữ liệu, sử dụng mô hình dữ liệu quan hệ, các chức năng, biên tập xứ lý dữ liệu phải ở mức độ tự động hoá cao, oiitpul cua hệ thống cũng phái da dạng

Tổng hợp những yêu cầu trong quá ninh thành lập BĐĐH, và trong số những phần mềm hiện đang có mặt tại Việt Nam, chúng lỏi chọn hệ Ihống phần mềm M1CROSTATION và MAPPING - OFFICE

để thực hiện đề tài cho những trường hợp các bản dồ nguồn là những bản đồ ở dạng raster được quét từ bản đồ giấy Còn đối với những nường hợp, bản đồ nguồn là những bản đồ ở dạng dữ liệu vector thi quá trình tổng quát hoá có thể thực hiện trong phần mềm ARClNFO rồi sau dó chuyển sang MICROSTATION dể trình bày và các công đoạn tiếp Iheo, vì ARCINFO có chức Iiãng tự động tổng quát hoá khá manh như vây nó sẽ giúp ta tổng quát hoá các yếu tố nội dung nhanh hơn rấl nhiều Dưới đây là một số đặc điểni cơ bán của hệ thống phán

mềm MICROSTATION cùng các phần mềm chạy trên nền cúu

MICROSTATION và ARCINFO cho quá trình thành lập BĐĐỈI

2.2 Giới thiệu phần mềm Mỉcrostation cùng một sò phán Iiiểm chạy trên nền Microstution và phán mềm Arcinto được sứ

tlụng trong quá trình thành lập bản đồ địa hình.

CAD với các chức năng về đổ hoạ rất cao, mục đích trự giúp việc

thành lập các bản đồ, là một hệ thống quản lý cơ sớ dữ liệu, có các

chức năng thu nhận, lưu trữ, lìm kiếm, phân tích và hiển thị dữ liệu

không gian Ưu điểm cơ bản của MICROSTATION là nó cho phép

lưu các bản đổ theo nhiều hệ thống toạ độ khác nhau, có một giao

diện đồ hoạ bao gồm nhiều cửa sổ, menu, bảng công cụ và nhiêu chức

năng khác rất tiện lợi cho người sử dụng và một ưu điểm trội hơn hẳn

các phần mềm khác trong lĩnh vực bán dồ đặc biệt là bán đồ địa hình,

nó cho phép thiết kế bất kì loại kí hiệu nào dù kích thước lất nhỏ và

phức tạp, tuy nhiên quá trình thiết kế kí hiệu không phải đon giản, dặc

biệt đối vói các kí hiệu tuyến dạng phức tạp như lanh giới quốc gia

chẳng hạn, không đơn giản chút nào, song nếu biết cách tính toán các

thông sô một cách có lôgíc và cẩn thận thì sẽ xây dựng đưực kí hiệu

Điều CƯ bản là phần mềm Microstation cho ta khá năng tạo kí hiệu

theo đúng kích thước và hình dạng mà ta yêu cầu

Mỗi một công việc nào đó nong MICROSTATION thường có

thế thực hiện bằng nhiều phương pháp: từ biểu tượng cúa công cụ, từ

menu, từ cửa sổ lệnh_Menu chính của MICROSTATION được đặt

trên cửa sổ lệnh Từ inenu chính có thể mớ ra nhiều menu đọc trong

đó chứa râì nhiều chức năng của MICROSTATION Ngoài ra còn có

nhiều mciìu được đật ở c á c cửa s ổ hội thoại xuất hiện khi ta thực hiện

một chức năng nào dó của MICROSTATION Mỗi biểu iưựng trẽn

háng công cụ chính lại chứa mội bảng phụ trong đó có một số chức

nang

Tổ chức dữ liệu ương MICROSTATION: các bản dò trong

MIGROSTATION là các file dồ hoạ chứa các dối lượng bán dồ dược

sô hoá cùng các tham sô đồ hoạ định nghĩa theo dôi tượng Các bán

đô dược lưu trữ dưới dạng các file * Dgn mô tả vị trí không gian các dối tượng Mỗi file bản dồ đéu dược định vị trong một hệ thống toạ độ

nhất định với các thum số vé lưới loạ độ, đơn vị do toạ độ, phạm vi

qalàm việc, sô chiều của không gian làm viêc

Trong mỗi file, dữ liệu được phân biệt theo các thuộc tính:

- Toạ độ: X,Y

- Tên lớp( lcvel); MS có tất cả 63 lớp, đánh sô từ 1 đến 63

- Màu sắc(color): bảng màu MS có 256 màu, đánh số từ 0 - 255

- Kiêu nét(style): có 8 loại nét cư bản, đánh số từ 0-7

- Lực nét ( vveight): có 16 loại lực nét cơ bản, đánh sồi từ 0-15

Trong MICROSTATION, kích thước của doi tượng được xác định thông qua hệ thống toạ độ mà file dang sử dụng

Cùng với file *.dgn, có các file sau: llur viện ký hiệu ( cell Libraries), ihư viện kiểu đường ( Line Slyle Libraries) và thư viện font chữ ( Pont Libraries) đưưc dùng đê hiển thi kiểu đối tượng mà ta muốn mô tá trên màn hình hay in ra bản đồ giấy Mỗi đối tượng địa lý

là một phần tử của file *.đgn có ít nhất một thuộc tính liên kết với báng định nghĩa đối tượng và một thuộc tính tuỳ chọn liên kết với báng dữ liệu thuộc tính do người sử dụng định nghĩa cho đôi tượng

MICROSTATION có thể giúp ta thực hiện các thao tác sau: vẽ các kiểu dường, vẽ các kiểu vùng khép kín, viết các kiẻu cỡ chữ, cùng lúc có thể biên tập dưực trên nhiều lớp khác nhau, có thể đổi các yếu

tỏ lừ lớp 11Ọ sung lớp kia mội cách râl nhanh, do kích thước, diện lích,

thể lích c ủa c á c yế u tố, lô vùng bằng c ác dường lliẳng s o n g s o n g luuk'

hằng các kí hiệu (cell)

MICROSTATION còn được sử dụng để làm nền cho các ứng dụng khác như CiEOVEC, 1RASB, MSFC, MRFCL.EAN, MRPPLACÌ chạy liên dó

Các công cụ củu MICROSTATION dược sử (lụng để số lioií các đối tượng trên nền ảnh raster, sửa chữa, biên tạp dữ liệu và trình bày bán đồ

MICROSTATION còn cung cấp công cụ nhập, xuất ( iinpon, cxporl ) dữ liệu đồ hoạ từ các phần mềm khác qua các file (.dxf) hoặc9.cJwg).

2 IRASB là phần mềm hiển thị và biên tập dữ liệu raster dưới dạng các ảnh đen trắng và được chạy trên nền của MICROSTATION Mặc dù dữ liệu của 1RASB và M1CROSTATION được thể hiện nõn cùng một màn hình nhưng nó hoàn toàn độc lập với nhau, klìõng ánh hưởng lẫn lìhau trong quá trình xử lý dữ liệu

IRASB có các chức năng hiển thị, tăng cường độ tưong phán, nấn, xử lý ánh rasler, nên nó được sử dụng để nắn các file ảnh nister lừ loạ độ hàng cột của các pixel về toạ độ thực của han dồ

MICROSTATION, cung cấp các công cụ sô hoá bán tự dộng các dòi

iưựng ( dặc biệt dược d ùng nhiều trong việc s ố hoá các dối tirợng dạng

đường ) trên nền ảnh đen trắng

4 MFSC là mội mocỉul của MICROSTATION dùng dể khai báo

và đặt đặc tính đồ hoạ cho các lốp thông tin khác Iiliau trong quá ninh

số lioá, cung cấp các công cụ số ho á bán dồ trẽn nền MICROSTATION MSFC được sử dụng để tạo bảng phân lóp và định nghĩa các thuộc tính dồ hoạ cho đối tượng, quản lý các dối tượng cho quá trinh số hoá, lọc điểm và làm trơn đường

5 ARCINFO là một trong những phần mềm vector mạnh cứa

Mỹ, quản lý dử liệu iheơ lopology, tức sự quan hệ không gian mại thiết giữa các đối tượng không gian Arcinib cho la rất nhiều khá năng như nhập dữ liệu, phân tích biến đổi, tạo bề mặt 3 chiều ( DEM ), phân tích và quản lý mạng, chuyển dổi hệ toạ độ, thống kê, vẽ lưới tự động, tính mật độ, tự dộng tổng quát hoá các yếu tố nội dung bản đổ bằng cát- lệnh, thuật toán và phép chọn lôgic không gian

hình), lliiél kế cư sở dữ liệu, sò lìơá BĐĐ11, sơ bộ biên tập, sử dụng hẹ

lliống MS dè xây đựng hệ lliông ký hiệu bản đồ tlị;i hình, thử nghiẹiu tổng quái lioá c ác yếu lô nội dung B Đ Đ H , llình bày và in hán ilo

HD Đ Il được thành lập c ó thổ sử đụng vào hai mục đích: lạo U D D l l

c ù n g ú lọ và c ác loại bán đổ có tí lệ nhó liưn, c u n g cáp dữ liệu nén Có

sớ địa lý c h o c á c c h u y ê n đề ứng dụng khác Qua quá trình xây (.lựng iliử n g h i ệ m B Đ Đ H sẽ dua IU inộl khung qui trinh c ô u g nghệ, luióiiịỊ tiần s ử d ụng phần m é m CÌIS - M1CKOS'l’A TI ON và mội sỏ phun IIICIII

c h ạ y 1IVII 11011 M i c i o s l a l Ì D i i 11 o ng c á c b ư ớ c i l i ì i n h l ậ p b a n d ò đ u i l ù n l i

s ơ Đồ QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ THÀNH LẬP BÁN Đổ ĐỊA H1NII

BẦNGGiS

Mục đích thành lập bản đồ

Thu tlìập, phân tích, đánh giá và xử lý lài liệu

Quét bán dồ tài liệu cư bán

Xây dựng cơ sỏ toán học, nấn bán đổ

Thiếl kế cư sở dữ liệu hệ (hông tin dịa lý cho bán đồ địa hình phục vụ cho mục đích sô hoá, biên tập và xứ lý sau này

Thiết kế hệ thông các kí hiệu dường ( lineslyle ) và các kí hiệu

dộc lập ( cclls )

Tổng quát lioá các yếu ló nội dung bán dồ

Xày đựng co sỏ dữ liệu hệ thòng Ún địa lý cho bán dồ địa lfmli ( số hoá bán đổ, biên lập sơ bộ, hiện chính bán dồ )

3.2 Nội dung các buức thực hiện

/ Xác định mục (ỉícli

lia n d ồ d ịa h ìn h 1:25 0 0 0 lliL iộ c n h ó m bán d ồ d ịu h ìn h tí 1 c !wil IIỎ được (.lùng dế C|UÌ hoạch lí mỉ và llúếl kế chính xác cho các COI1U lniili xáy dựng như iliành phố, cấu dường, đập nước, nhà máy, hám

mo đe thăm dò và khai lliác khoáng san, điếu tru và khái) N.u đương giao lliông, thống kẽ ruộng đất, lập kẽ hoạch canh lác, quán !) kim liên họp còng nông nghiệp, lập kê hoạch trổng lừng, báo vệ và quan lý lừng, lập bán dồ địa hình tí lệ nhỏ hưn và làm cơ sỏ' địa lý chu bản đồ chuyên đề Nén nội dung của nó có đáy du các yếu lò (.lịa lý lự nhiên và kinh lê xã hội với mức độ tí mỉ và chính xác

2 Thu thập, pliân tích và (lánh giá tài liệu

Đê lliànli lập liĐĐil li lệ 1:25 000 hằng phương pháp biên vẽ

c a n i h u t l iậ p c á c B Đ Đ 1 I lí lệ 1 : 10 0 0 0 i h u ộ c k h u vực iliànli lặp ơ đ a y khu vực ihành lộp chúng lói cliọn klui vực Bác Ninli làm kim vực iliứ nghiệm thành lập, vì ỏ' dây cổ khá dấy đú các yếu tố điển hìnli cúii tlịii hình như có núi, dồng bang Số hiệu mánh bán dồ Bắc Nnili ú lẹ 1:25 000 là: F - 48- 105- A - c Như vậy để Ihàiili lập bán dò này, đù phái tlni thập 6 mánh BĐD1I ú lệ 1:10 000 với sò hiệu là: F - 48- 10.V

A - c - 1, 1' - 48- 105- A - c - 2, F - 48- 105- A - c - 3, F - 48- 105- A -

c - 4, F - 48- 105- A - c - 5, F - 48- 105- A - c - 6 xuất bán nam 1969 lại Cục Đu dạc và Bán đổ Nhà Nước Các bản dồ này sẽ là lài liệu cơ hán dể lliàiili lập bán đổ địa hình lí lệ 1:25 000 lỉnh Bắc Ninh Ngoài

la còn cần phải tlui iliạp bán đổ 1:50 000 của khu vực để Iighieu cứu long quái khu vực, các số liệu về loạ độ các điểm không chế, M) gln chép dí) đạc, bán mo ui dịu lùnh, bán gốc do vẽ, số liệu lliỏng ké, sách vó' di ạ lý, (lịa mạo ánh máy bay, ánh vệ linh ở thòi điếm gán nliai đe

hổ xung, hiện chinh bán dỏ Sau khi tlui lliặp các lài liệu trẽn liu úen hành phàn lích lài liệu nhằm tìm hiểu các yếu tố nội dung của lài liẹu, moi quan 1 lệ giữa các tài liệu, khá năng sử dụng tài liệu , đòng llioi với việc phan tícli lài liệu cần phái đánh giá tài liệu llieo các IICII

du ian co só U)án học, độ cliính xác, lính dầy dii cua nội đung, lính hiện đại, cliấl lưựng Irìnli bày cua lài liệu có đáp úng yêu cáu quél de

sô hoá bán đồ không và có cần phải xứ lý trưóc khi quét bản đồ không? Nếu cần ta phải xử lý những đường nét quá mờ trên bản đổ tài liệu cơ bản để đảm báo chất lượng cho quá trình quét và sô húá sau này.

3 Quét bản đổ:

Mục đích của quá trình này là chuyển các bản đồ được lưu trữ trên giấy, phim, diamut thành các file dữ liệu số dưới dạng raster Độ phân giải quy định cho mỗi ban đổ khi quél plìự thuộc vào chất lượng của tài liệu gốc và mục đích sử dụng Độ phân giải càng cao thì cho chất lượng dữ liệu raster càng tốt cho quá trình số hoá sau này, nhưng

nó lại làm cho độ lớn của file tăng lên Với bản dồ 1: 10 000 và 1:25000 lưu trên giấy, thường phải quét vói độ phán giải từ 400 đến

500 dpi

4 Tạo file bản đồ và lưới kilômét

Tất cả các thông sô về cơ sở loán học của bán đồ như lưới chiếu, hệ toạ độ, elipsoid, hệ đưn vị đo, tí lệ, khóng gian làm viẽc tlưực glii vào các seed file Các lile bản dồ đgn sau này trong MICROSTATION được thành lập dựa trên seed file đã lạo

Các file bản đồ địa hình 1:10 000 và 1:25 000 Gauss-Kriugei khu vực Bác Ninh được tạo dựa trên seed file sau:

Secd-48.dgn: ( vì ban đồ nằm trên múi 48) các thông số cua íilc như sau:

S yslem : Transfci' Mcculor

Sau khi quét, tiến hành nắn bản đồ để đưa bản đồ dạng rastei

vừa mới quét về toạ độ địa lý và toạ độ vuôn g g ó c của ch ú n g hay nói

cách khác, nắn bản đổ là một quá trình chuyển đổi từ một hệ toạ độ nguồn sang một hệ thống toạ dộ khác thông qua các điểm đã biết loạ

dộ có nghĩa là đưa ảnh quét ở dạng raster cúa bán đồ về trùng vói co

sở toán học của tờ bản đổ thông qua các điểm khống chê hoặc các điểm giao nhau của lưới kilômét hoặc lưới kinh vĩ độ Bởi vì khi quét bán dồ ta có ảnh, mỗi pixel cúa ảnh có 2 giá trị hàng và cột ( 111, 11 ), trong khi đó sô hoá để nhập dữ liệu, yêu cầu phái ở các to ạ độ thực x,y Muốn vậy ta phái nắn để đưa các giá trị pixel 111, n về tương ứng với toạ độ thực X, y sau đó mới có thể tiến hành số hoá, chuyển giá trị m,n về giá trị x,y nhập các toạ độ thực của các đối tượng trên bán dồ Đây là bước quan trọng nhâl trong quy trình thành lập bản đồ số vì nó ánh hưởng lới toàn bộ độ chính xác eúu ban dồ sau khi được số hoá dựa li en Mồn ánh Muốn nắn cun phái có rusler và các điếm khống chế

Ó dây các điểm giao nhau của hệ ihống lưới kilômét sẽ là cư sớ diêm khống chế để nắn bản đồ, bởi vì các điểm này có độ chính xác cao

Khi nắn bản đồ ta sử dụng công cụ WARP của phấn mềm

IR A S B đ ể nắn Trong IRA SB có 5 bậc nắn ( affine ) c ơ bản ( affine là

quá trình co dãn dữ liệu theo một hoặc nhiều hướng phụ thuộc vào sổ bậc của đa lliức toán học ): alTine 1 ( đa thức bậc một ), affine 2 ( da thức bậc hai ), affine3, affine4 và uffine5, tuỳ thuộc vào mức độ phức tạp của yếu tố nội dung bản đồ và yêu cầu về độ chính xác của bản dồ

dể chọn bậc nắn Bản dồ càng phức tạp và yêu cầu về độ chính xúc càng cao thì bậc nắn càng cao và sô' lượng điểm tối thiếu dùng đe nán càng nhiều, số lượng điểm tối thiểu dùng để nắn được tính ilieo còng thức sau:

a= ( n +1 ) ( n + 2 ) / 2

nong đó: n - sô bậc nấn, a - số lương điểm tôi thiếu dùng đè nán Ví dụ: bậc 1 : a = 3 ; bậc 2: a = 6; bậc 3 : a = 10; bậc 4 : a = 15

Đê tăng độ chính xác của bản dô ta đùng các phương pháp lãng

đ i ể m c h ọ n tương ứng với tăng bậc nan, bỏ c ác đ iế m c ó sai s ố 1ÓII

Các bước nắn như sau:

- Mở file vector lưới kilômet và file raster

- Năn sư bộ: đặt raster tương ứng với lưới khung bán dô hằng 2

d i ê m - 1 đ iể m g ó c trái trên c ù n g , 1 đ iể m g ó c phải dưới c ù n g CÍIU lờ

bán đồ Muốn vậy vào View\ placement\match point active layei dể đưa 2 điểm trên về tưưng đỏi với khung vector của bản đồ

- Chọn bậc nắn: Để nắn bán đổ địa hình 1:25000 đám báo với

độ chính xác cao, ta có thể chọn nắn bậc 3 hoặc bậc 4 hoặc bậc 5 Trong giái bài toán của mình, chúng tôi đã chọn nắn bậc 4, như vậy phải nắn ít nhất là 15 điểm, thực tế chúng tôi đã chọn 22 điểm dể nắn

- Chọn các điểm tương ứng để nắn: vào Eđit \ Modiíy \ Warp \ Diolog đế bật hộp hội thoại của nắn Khi đó trên màn hình xuất hiện hộp hội thoại của nắn Ta đặt các chế độ như: Melhoci: affin 4; area: đravving; smooth Khi nắn chọn 4 góc khung nắn trước tiên, dể dưa bán đồ rasler vé vị trí lương dối chính xúc Các điểm còn lại, chọn những điểm giao nhau cùa lưới kilômél, để các điểm nán phân bó dều trên toàn bộ tờ bản đổ, cứ cách một điểm giao nhau cúu lưới kilôméi

la lại chọn I11ỘI điểm Đối với mỗi điểm nắn la thực hiện các bước sau: gan các đicin giao nhau của lưới kilỏmét liên íile ilgn vào cúc tlièm iưưng ứng trên file ánh Trong quá trình ihu nhận diêm cần luôn quan sát các dòng nhắc xuất hiện trên cửa sổ lệnh Microstalion xuất hiện sau mỗi bước thực hiện Ví dụ: Enter source point 1 - nhập điểm thứ nluít trên file rasler, xuất hiện dòng nhấc Enler dcstination point 1 - nhập nôi ( snap ) vào điếm thứ nhấl lương ứng trẽn file dgn Lập lại thứ tự các bước trên cho các điếm còn lại

Để có thế tiếp biên được và tăng độ chính xác cúa bán đổ cán phải nắn cấn thân và trái đều các điểm nắn trên toàu bộ bản dồ

Trong quá trình nắn ánh sai số sẽ xuất hiện, IRASB sẽ tự dộng lính toán và xúc định các sai số xuất hiện sau mỗi diểm nắn, độ lệch giữa các cạp điểm và loạ độ điểm trên iile raster cũng như liên lile đgn Do vậy cán phái iheo dõi và đánh giá độ chính xác cúu mỏ hình chuyến đổi nếu sai sò giữa các điểm nắn trên file ruster và i'ile dgn vưựt quá giới hạn cho phép ( ihông thường không dược quá o,2mm X

mầu số ú lệ bản đồ ), có thể bó điểm có sai sô lớn và nắn lại điểm đó

Bán đồ 1:25000 Bắc Ninh được nắn 22 điểm với sai số nhỏ hơn l,5in

so với ngoài thực địa, tương ứng 0,01 mm trên bản dồ Như vậy nắn ớ

bạc 4 là lất đảm bảo yêu cầu về độ chính xác của bản đổ cần lliành

lập

Sau khi kiếm tra sai sô thấy có thê chấp nhận dược ihì chọn

Períbrm Warp và save ảnh

6 Thiết kẻ cư sở dữ liệu hệ thông tin địa lý các yếu tó nội

ílung của bản đồ địa hình

Đế thuận tiện cho quá liình số hoá các đối lượng dịu [ý, biên

tập, xử lý dữ liệu, trình bày và in bản đổ sau này, trong đề cương cán

chú ý vấn dề thiết kế cư sở dữ liệu hệ thông tin địa lý các yếu tô nội

dung trước khi số hoá

Cư sở dữ liệu của mộl hệ thông tin dịa lý là một tập hợp các sò

liệu dạng số, chữ và hình ảnh được lưu trữ trong máy tính và được tố

chức quán lý sao cho có thể mở rộng, chính sứa, xử lý và lra cứu

nhanh chóng, phục vụ cho các ứng dụng khác nhau trong một phần

mềm Hệ thông tin địa lý Nó là một tập hợp các dữ liệu đổ hoạ và phi

đổ hoạ, thể hiện sự mô phỏng các đối tượng địa lý trên thực tế và các

mối liên hệ giữa chúng, được tổ chức lưu trữ theo một cấu trúc nhất

định và được quản lý bới một phần mềm quán trị dữ liệu của GIS Dựa

vào các khá năng cho phép nhận dạng và chọn lựa đối tượng cua phần

mềm MICROSTATION, tất cả các đối tượng địa lý thể hiện liên niánli bản đồ sẽ được số hoá và lưu trữ trong một file đesign (*.dgn), và được phân thành 63 lớp thông tin khác nhau Trong thiết kế cơ sở dữ liệu các yếu tố nội dung bán đồ địa hình 1:25 000 chúng tòi chia thành 8 nhóm, mỗi nhóm là một chuyên đề Trong mỗi nhóm lại chia thành nhiều lớp thông tin, mỗi lớp thông tin là một tập họp các dõi tượng ihuần nhất có chung một lính chất nào đó về định tính hoặc đinh lương Với cách lổ chức thông tin theo từng lớp đối tưựng như vạy sẽ giúp cho phần mềm của GIS xây dựng thành các khối thông tin dòc làp giúp người thành lập bán đồ dễ dàng chồng ghép các lớp lliòiig Ún xứ lý tổng quai ỈKHÍ theo lừng lớp thông tin, lliêm vào mánh

bán đồ các lớp thông tin mới hoặc xoá đi các đối tượng cần loại bỏ Irong quá trình thành lập bán đồ.

Plúm nhóm và lớp đối tượng sử dụng cho việc iliu nhạn ilữ liệu han đổ dịu hình tỉ lệ 1:10 000 và 1:25 000 được ghi ớ b á n g l :

Bảng 1

Háng phân nhóm và lớp các yếu tó nội dung bản đồ địa hình

sú dụng cho quá trình nhập dữ liệu bằng hệ thòng phần mềm

M I C R O S T A T I O N

1 Nhỏm các yếu lô toán học 1.1 Khung ngoài, phút, trong, lưới KM

1.2 Ghi chú lưới KM1.3 Điểm toa đô nhà nước1.4 Điểm đô cao nhà nước1.5 Ghi chú đô cao

1.6 Điểm khống ché đo vẽ

2.2 Làng có cày che phú2.3 Làng không có cáy che phú2.4 Ghi chú tên làng

2.5 Khối nhà chiu lửa

2.6 Khôi nhà kém chiu lửa2.7 Ghi chú khu dàn cư kiêu ihành thi

3 Nhỏm các đối tượng kinh tế,

vãn hoá, xã hội

3.1 Bệnh viện Trường họcTượng dài, Bia kỉ niệm Lăng tám, nhà mò;

Mộ xây dộc lộp,Nghía trang;

Lô cốt;