BÀI GIẢNG TIN HỌC CHUYÊN NGÀNH Quản lý đất đai

Ứng dụng tin học để bình sai số liệu Hiện nay có rất nhiều phần mềm được sử dụng để bình sai các kết quả đo đạc.. Nhìn chung, các phần mềm đều được viết để bình sai số liệu đo đạc theo

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM HUẾ KHOA TÀI NGUYÊN ĐẤT & MÔI TRƯỜNG NÔNG NGHIỆP

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI

-W”X - BÀI GIẢNG

TIN HỌC CHUYÊN NGÀNH (Dùng cho Sinh viên ngành Quản lý đất đai)

BIÊN SOẠN: PHẠM GIA TÙNG

Tài liệu lưu hành nội bộ

Huế, 2010

CHƯƠNG 1: ỨNG DỤNG TIN HỌC BÌNH SAI SỐ LIỆU ĐO ĐẠC 1.1 Những vấn đề cơ bản về bình sai số liệu trong đo đạc

1.1.1 Khái niệm về bình sai và phương pháp bình sai

Trong quá trình đo đạc, thực tế chúng ta không thể xác định được giá trị đúng của đại lượng đo chính vì vậy trong đo đạc luôn tồn tại sai số

Để tăng độ chính xác, chúng ta thường đo thừa các yếu tố để kiểm tra Quá trình loại bỏ bớt các sai số trong đo đạc đến một mức độ nào đó có thể chấp nhận được các kết quả là gần đúng thì được gọi là bình sai

Phân loại phương pháp bình sai:

+ Bình sai gần đúng

Tách các kết quả đo ra thành từng nhóm dữ liệu mà nó đồng nhất về tính chất rồi tiến hành bình sai nội bộ từng nhóm một mà không kể ảnh hưởng đến nhóm khác Ví dụ như bình sai góc đo trong một lưới đường chuyền rồi sử dụng các góc đo đó để tính độ dài các cạnh

+ Bình sai tuyệt đối

Tiến hành bình sai đồng thời các kết quả đo Hiện nay thường sử dụng phương pháp số bình phương nhỏ nhất (Phương pháp Gauss)

Bản chất của bình sai theo phương pháp bình phương nhỏ nhất là như sau: Giả sử chúng ta đo n đại lượng góc là L1’, L1’ Ln’ Chúng ta đi tìm các đại lượng gần đúng là: L1 = L1’ + v1

L2 = L2’ + v2

Ln = Ln’ + vn

Với các trọng số tương ứng là P1, P2, Pn Khi đó: v1, v2, vn. được gọi là các số hiệu chỉnh Các giá trị L1, L2, Ln. được gọi là các giá trị hiệu chỉnh Lúc đó phải đảm bảo [Pvv] = P1v12 + P2v22 + + Pnvn2 đạt Min

1.1.2 Quy trình bình sai gián tiếp và bình sai trực tiếp

1.1.2.1.Quy trình bình sai gián tiếp (Bình sai tham số)

Để thực hiện được việc bình sai gián tiếp, cần phải tiến hành theo quy trình như sau:

- Xác định rõ được các đại lượng đo (n), các đại lượng cần đo (k) và đại lượng đo thừa (r = n - k)

- Chọn ẩn số (Chọn ẩn số bằng số đại lượng cần đo và phải độc lập với nhau)

- Lập hệ phương trình kết quả đo (số phương trình bằng số đại lượng đo

và không suy ra nhau)

- Giải hệ phương trình chuẩn, tìm được các ẩn số

- Thay các ẩn số tìm được và hệ phương trình các số hiệu chỉnh thì sẽ tìm được các số hiệu chỉnh

- Tính toán giá trị sau khi bình sai

1.1.2.2 Quy trình bình sai trực tiếp (Bình sai theo số liên hệ)

- Xác định đại lượng đo (n), đại lượng cần đo (k), đại lượng đo thừa (r)

- Thành lập hệ phương trình liên hệ (Số phương trình bằng số đại lượng

đo thừa, số ẩn số bằng số đại lượng đo)

- Thành lập hệ phương trình điều kiện số hiệu chỉnh

- Tuyến tính hóa hệ phương trình điều kiện số hiệu chỉnh (Sử dụng hàm Lagrang)

- Thành lập hệ phương trình chuẩn của các số liên hệ

- Giải hệ phương trình chuẩn, tìm được hệ số liên hệ

- Thay các kết quả ta sẽ tìm được số hiệu chỉnh

- Từ số hiệu chỉnh, tìm được số gần đúng nhất

1.2 Ứng dụng tin học để bình sai số liệu

Hiện nay có rất nhiều phần mềm được sử dụng để bình sai các kết quả

đo đạc Nhìn chung, các phần mềm đều được viết để bình sai số liệu đo đạc theo sơ đồ như sau:

Sơ đồ 1: Quy trình Ứng dụng tin học để bình sai số liệu

1.2.1 Một số phần mềm bình sai hiện nay đang sử dụng

* Phần mềm Nova của công ty TNHH Hài Hòa: Chạy trên môi trường Autocad, là một phần mềm xử lý số liệu rất mạnh và đa dạng Thường được dùng để bình sai kết quả đo đạc phục vụ cho ngành xây dựng, kiến trúc

* Phần mềm AD-PNET.EXE của Trần Trung Chuyên (Đại học Mỏ - Địa Chất Hà Nội), là một phần mềm chạy trong hệ điều hành DOS File dữ liệu được lưu dưới dạng file *.DAT Giao diện phần mềm như sau

Phần mềm Bình sai

KQ Bình sai -Góc, cạnh -Tọa độ

Hình 1: Giao diện phần mềm AD-PNET

* Phần mềm bình sai lưới khống chế mặt phẳng chạy trong môi trường lệnh văn bản của hệ điều hành (DOS) Nằm trong hệ bộ chương trình khảo sát của

Vũ Mạnh Trường thuộc công ty khảo sát thiết kế đường thủy 1

Phần mềm gồm có hai file đó là hai file K3.EXE có kích thước 200976 byte, file này chạy để kiểm tra lưới và file DM3.EXE có kích thước 189976 byte là

file bình sai lưới

File dữ liệu đầu vào (input) có đuôi là *.SL (ví dụ: NCKH.SL)

File dữ liệu đầu ra (output) có đuôi là *.KQ (ví dụ: NCKH.KQ)

Khi chạy kiểm tra lươi file K3.EXE phát sinh ra hai file là: KTRA.KQ

và KQDO.SL, để xem kết quả kiểm ta đọc file KTRA.KQ file này cho ta bảng cải chính cạnh đo và đánh giá tuyến kiểm tra, còn file KQDO.SL thì cho ta tọa

độ khái lược của các điểm cần tính

Ngoài ra trong phần mềm này còn có hai file có tên là: KTL.EXE và

BSK.EXE Hai file này có chức năng tương tự như hai file K3.EXE và DM3.EXE, nhưng cấu trúc nhập và phần xử lý có một số điểm khác nhau

Để sử dụng được phần mềm này, tọa độ các điểm đã biết phải lớn hơn 3 điểm

Hình 2: Giao diện phần mềm khảo sát của Vũ Mạnh Tường

* Phần mềm Bình sai NIN của Công ty trách nhiệm hữu hạn An Thái Sơn Địa, chạy trên môi trường Window, giao diện đơn giản, trực quan sinh động và dễ sử dụng, font chữ Việt Nam Giao diện phần mềm NIN như sau:

Hình 3: Giao diện phần mềm NIN

1.2.2 Giới thiệu phần mềm Pronet

ProNet là một phần mềm xử lý các số liệu Trắc địa phục vụ công tác lập lưới và đo vẽ bản đồ địa hình, địa chính đã được những nhà chuyên môn về Trắc địa & Bản đồ, nghiên cứu và phát triển từ năm 1998 Đây là phần mềm chuyên dụng để tự động hóa công tác xử lý số liệu Trắc địa trên máy tính, đặc biệt với số lượng lớn

Phần mềm ProNet có ưu điểm là tốc độ xử lý nhanh, bình sai được các mạng lưới phức tạp, lưới mặt bằng có thể tính toán trên hai hệ toạ độ VN2000

và HN1972, lưới độ cao có thể bình sai theo số liệu đo trên vùng đồng bằng hoặc vùng núi, kết quả xử lý chính xác, mẫu mã in ra đúng theo yêu cầu quy phạm quy định

Phần mềm ProNet có dung lượng nhỏ, được cài đặt trên môi trường của

hệ điều hành Window, có giao diện chính bằng tiếng Việt

Hệ thống các chức năng đa dạng, thực hiện đơn giản, dễ hiểu, thuận tiện Đặc biệt là ProNet được tích hợp nhiều công cụ mới để thao tác với tệp văn bản, đồ hoạ, quản lý cùng một lúc nhiều cửa sổ

Hình 4: Giao diện phần mềm Pronet

Trên thanh menu có các cửa sổ chính là File, Edit, Lựa chọn, Bình sai lưới mặt bằng, Bình sai lưới độ cao, Window, Help

Trong đó:

- File dùng để mở file, tạo file, đóng file

- Edit dùng để cắt, dán, sửa chữa các tệp dữ liệu

- Lựa chọn dùng để đặt các tham số bình sai

- Bình sai lưới mặt bằng

- Bình sai lưới đo cao

- Window để hiển thị các công cụ, hay cửa sổ

1.2.3 Sử dụng phần mềm Pronet để bình sai kết quả đo đạc

- Lựa chọn phương án nhập số liệu phù hợp nhất Pronet 2002 chỉ cho phép nhập số liệu thủ công, nhưng các phiên bản sau cho phép nhận dữ liệu từ các máy toàn đạc điện tử

Ktra file báo lỗi (*.err)

Hiện

sơ đồ lưới

Ktra tệp (*.kl)

B.sai lưới mặt bằng

Có lỗi

a File dữ liệu đầu vào và các file phát sinh

File dữ liệu đầu vào cần phải soạn thảo trong Notepad và được lưu dưới dạng *.sl Khi chạy chương trình bình sai, phần mềm sẽ phát sinh 4 file là:

- *.err: Đây là file báo các lỗi Trong quá trình nhập dữ liệu, nếu bị sai thì Pronet sẽ báo các lỗi chính xác đến từng dòng, chúng ta có thể sửa lỗi

- *.xy: Là file chứa tọa độ khái lược để bình sai

- *.kl: Là file chứa các kết quả tính toán khái lược

- *.bs: Là file chứa các kết quả bình sai

Khi chúng ta chạy chương trình, file số liệu được lưu ở thư mục nào thì các file phát sinh cũng được lưu ở thư mục đó với cùng tên file nhưng có phần mở rộng (đuôi file) là khác nhau

Cấu trúc file dữ liệu

SỐ TT CẤU TRÚC DỮ LIỆU GIẢI THÍCH

1 Tên lưới: 1dòng, không qúa 80 ký tự

2 I1 I2 I3 I4 I5 Các tham số của lưới (1 dòng):

I1: Tổng số góc đo I2: Tổng số cạnh đo I3: Tổng số phương vị đo I4: Tổng số điểm cần xác định I5: Tổng số điểm gốc

3 R1 R2 R3 R4 R5 Các tham số độ chính xác của lưới

(1dòng):

R1: Sai số cho phép

R2: Hệ số a của máy đo dài (mm) R3: Hệ số b của máy đo dài (mm) R4: Khoảng cách các mắt lưới chữ thập R5: Hệ số K trong hệ tọa độ UTM Trong hệ VN2000

K=0.9999 với múi chiếu 3 độ K=0.9996 với múi chiếu 6 độ

4 I1 R2 R3 Tọa độ điểm gốc, số dòng bằng số điểm

gốc:

I1: Số hiệu điểm gốc R2: Tọa độ X(m) (Hướng Bắc) R3: Tọa độ Y(m) (Hướng Đông)

5 C1 Khai báo tên điểm: Tên điểm ≤8 ký tự

Số dòng=Số điểm cần xác định+Số điểm gốc (I4 + I5)

C1: Tên điểm

6a I1 I2 I3 I4 I5 I6 R7 [R8] Góc đo (hệ góc: độ phút giây):

Số dòng=Tổng số góc đo I1: Số thứ tự góc đo I2: Số hiệu đỉnh trái I3: Số hiệu đỉnh giữa I4: Số hiệu đỉnh phải I5, I6, I7: Góc đo (độ, phút, giây) [R8]: Sai số góc đo (chỉ dùng khi các góc đo không cùng độ chính xác)

6b I1 I2 I3 I4 R5 [R6] Góc đo (hệ góc: Grad): Số dòng=Số góc

đo I1: Số thứ tự góc đo I2: Số hiệu đỉnh trái I3: Số hiệu đỉnh giữa I4: Số hiệu đỉnh phải R5: Góc đo (Grad) [R6]: Sai số góc đo (chỉ dùng khi các góc đo không cùng độ chính xác)

7 I1 I2 I3 R4 [R5] Cạnh đo: Số dòng=Số cạnh đo

I1: Số thứ tự cạnh đo I2: Số hiệu đỉnh trái I3: Số hiệu đỉnh phải R4: Giá trị cạnh đo (m) [R5]: Sai số cạnh đo (chỉ dùng khi các cạnh đo không cùng độ chính xác)

8 I1 I2 I3 I4 I5 R6 Phương vị đo: Số dòng=Số phương vị đo

I1: Số thứ tự phương vị đo I2: Số hiệu đỉnh trái

I3: Số hiệu đỉnh phải I4, I5, I6: Phương vị đo (độ, phút, giây)

9 1 010002003004010 Các điều kiện kiểm tra

1 : số thứ tự điều kiện kiểm tra 010,002, số hiệu điểm của các điểm

10 000 Kết thúc file số liệu

Ví dụ 1: Tạo file dữ liệu đầu vào để bình sai lưới đo có đồ hình và các số liệu như sau:

Việc thành lập file dữ liệu đầu vào cần phải tuân thủ chặt chẽ các bước theo hướng dẫn Để nhập trị đo góc và cạnh dài được chính xác, cần phải luôn quan sát sơ đồ lưới được vẽ trong quá trình đo đạc trên thực địa

Đối với dòng kiểm tra, mỗi một dạng lưới thường có các dòng kiểm tra

Hình 8: Đường chuyền không phù hợp khuyết 1 phương vị

* Nếu là đường chuyền không phù hợp và khuyết 2 phương vị các điều kiện kiểm tra đợc khai báo như sau:

Hình 9: Đường chuyền không phù hợp khuyết 2 phương vị

* Nếu là lưới tam giác, để kiểm tra được các điều kiện tọa độ, phương vị của lưới tam giác chúng ta cần phải chọn các đường tính phù hợp Khi đó các

điều kiện này sẽ được khai báo hoàn toàn như các điều kiện trong lới đường chuyền Ví dụ lới tam giác như hình sau được khai báo như sau:

Hình 10: Lưới tam giác

* Nếu là đa giác trung tâm các điều kiện được khai báo như sau:

005007008010015017000019

8

10 15

Hình 11: Đa giác trung tâm

b Chạy chương trình bình sai Pronet

Sau khi soạn thảo xong file dữ liệu hoàn chỉnh, chúng ta tiến hành sử dụng phần mềm Pronet để bình sai lưới mặt bằng theo các bước như sau:

Bước 1: Khởi động chương trình Pronet, từ thanh công cụ, chọn Bình sai lưới mặt bằng, chọn file số liệu

Hình 12: Chọn file số liệu

Nếu file số liệu nhập đúng, phần mềm sẽ xuất hiện hộp thoại như sau:

Hình 13: Hộp thoại thông báo kết quả kiểm tra đầu vào

Nếu file dữ liệu đầu vào chưa đúng, phần mềm sẽ xuất hiện hộp thoại sau:

Hình 14: Hộp thoại báo lỗi

Khi xuất hiện hộp thoại này, chúng ta phải mở lại file *.err để xem các lỗi Trong file *.err sẽ chỉ các lỗi sai chính xác đến từng dòng

Bước 2: Từ thanh công cụ, chọn Bình sai lưới mặt bằng, tính toán khái lược lưới

Hình 15: Tính khái lược mạng lưới

Bước 3: Từ thanh công cụ, chọn Bình sai lưới mặt bằng, chọn hiển thị sơ

đồ lưới

Hình 16: Sơ đồ lưới

Trong cửa số hiển thị lưới, có các nút điều khiển phóng to, thu nhỏ, hiển thị lên màn hình, di chuyển lưới…Trong sơ đồ lưới, sẽ có các điểm được hiển thị rõ số hiệu điểm Các điểm đã biết sẽ được đánh dấu bằng màu đỏ, các điểm cần xác định được đánh dấu bằng màu đen

Bước 4: Từ thanh công cụ, chọn Bình sai lưới mặt bằng

Hình 17: Bình sai lưới mặt bằng

Như vậy, chúng ta kết thúc việc bình sai Các file kết quả là:

c Đọc kết quả bình sai

Kết quả chạy phần mềm bình sai sẽ có 4 file phát sinh, song thực tế chúng ta thường chỉ quan tâm đến file *.bs vì file này chứa toàn bộ tất cả kết quả bình sai đến chi tiết của lưới

File *.bs có cấu trúc như sau:

THANH QUA TINH TOAN BINH SAI LUOI MAT BANG

VI DU LOP QUAN LY DAT DAI K41

==================******==================

CHI TIEU KY THUAT LUOI - 1_Tong so diem : 8 2_So diem goc : 4 3_So diem moi lap : 4 4_So luong goc do : 6 5_So luong canh do: 7 6_Goc phuong vi do: 0 7_He so K (UTM) : 0.9999

SO LIEU KHOI TINH -

| DAU | CUOI | -| -| -| -| -| | | | (m) | (m) | | o ' '' | '' | |========|========|==========|=======|========|============|======| |ML1 |ML2 | 55.853 | 0.024 |1/ 2300| 55 2 49.60|30.75 | | |DB2 | 100.454 | 0.023 |1/ 4400|151 40 59.25|24.52 | | -| |ML2 |ML3 | 55.923 | 0.025 |1/ 2300| 54 0 20.65|32.88 | | |ML1 | 55.853 | 0.024 |1/ 2300|235 2 49.60|30.75 | | -| |ML3 |ML4 | 82.914 | 0.023 |1/ 3700|145 47 41.24|31.42 | | |ML2 | 55.923 | 0.025 |1/ 2300|234 0 20.65|32.88 | | -| |ML4 |DB3 | 76.961 | 0.025 |1/ 3100|227 46 10.49|25.13 | | |ML3 | 82.914 | 0.023 |1/ 3700|325 47 41.24|31.42 | | -| |DB2 |ML1 | 100.454 | 0.023 |1/ 4400|331 40 59.25|24.52 | | |DB1 | 84.386 | | |220 40 29.78| | | -| |DB3 |DB4 | 89.196 | | |132 16 25.28| | | |ML4 | 76.961 | 0.025 |1/ 3100| 47 46 10.49|25.13 | | -|

| So | K I H I E U G O C | TRI DO |SO CC|SO H.C|TRI BINH SAI|

| TT | Trai Giua Phai | o ' '' |m.ph.| ('') | o ' '' |

| S0 | KI HIEU CANH | | SO CAI CHINH |SO HIEU| TRI |

| TT | -| TRI DO | -| CHINH | BINH SAI |

1 Nguoi thuc hien do dac :

2 Nguoi thuc hien tinh toan:

** Tinh theo chuong trinh PRONET2002 **

- (1): Số thứ tự điểm đo

(2): Ký hiệu điểm

(3): Toạ độ X của các điểm sau bình sai

(4): Toạ độ Y của các điểm sau bình sai

(5): Sai số theo trục X của toạ độ đo so với lý thuyết

(6): Sai số theo trục Y của toạ độ đo so với lý thuyết

(7): Sai số trung phương của mỗi điểm đo

(8): Điểm bắt đầu cạnh đo

(9): Điểm cuối cạnh đo

(10): Chiều dài cạnh đo sau bình sai

(11): Sai số chiều dài cạnh đo

(12): Sai số khoảng cách của điểm mới lập

(13): Góc phương vị các cạnh đo

(14): Sai số góc phương vị các cạnh đo

Trong bảng Thành quả bình sai sẽ cho chúng ta kết quả bình sai của lưới, bao gồm có kết quả bình sai góc đo và kết quả bình sai cạnh đo

1.2.3.3 Bình sai lưới đo cao

Khai báo kiểu lưới đo Nhập và kiểm tra dữ liệu Bình sai lưới đo cao Kiểm tra tệp báo lỗi Kiểm tra tệp kết quả

Sơ đồ 3: Quy trình bình sai đo cao

a Thành lập file dữ liệu đầu vào và các file phát sinh

File dữ liệu đầu vào là *.sl, khi chạy phần mềm Pronet để bình sai đo cao

sẽ xuất hiện them 2 file là *.err để báo các lỗi và file *.dc để ghi kết quả tính toán bình sai

File dữ liệu đầu vào để bình sai lưới đo cao được soạn thảo trong môi trường Notepad và lưu với đuôi là *.sl (Ví dụ: a.sl, aa.sl…)

Cấu trúc của file dữ liệu đầu vào

Stt Cấu trúc dữ liệu Giải thích

1 Tên lưới: 1dòng, không qúa 80 ký tự

2 I1 i2 i3 r4 Các tham số của lưới (1 dòng):

I1: Tổng số chênh cao I2: Tổng số điểm cần xác định I3: Tổng số điểm gốc

4 I1 r2 Độ cao gốc: Số dòng=Số điểm gốc

I1: Số hiệu điểm gốc R2: Độ cao (m)

5 I1 i2 i3 r4 r5 Chênh cao đo: Số dòng=Tổng số chênh cao đo

I1: Số thứ tự chênh cao đo I2: Số hiệu đỉnh trái I3: Số hiệu đỉnh phải R4: Giá trị chênh cao đo (m) R5: Khoảng cách đoạn đo (km)

6 1 007001002005007 Điều kiện kiểm tra (tương tự điều kiện kiểm tra bình

sai lưới mặt bằng)

Số dòng=Tổng số tuyến kiểm tra

7 000 Dấu hiệu kết thúc tệp số liệu

Ví dụ để bình sai lưới độ cao có các dữ liệu như sau:

DC1 DC2

(m)

Chiều dài (m)

Chênh cao (m)

Chúng ta soạn file dữ liệu đầu vào như sau:

Thuc hanh do cao

DB2

DC4

b Chạy chương trình Pronet

Bước 1: Khởi động Pronet, chọn bình sai lưới độ cao, chọn file số liệu ( hoặc chọn F5)

Hình 20: Chọn file số liệu

Nếu file số liệu nhập vào đúng thì phần mềm sẽ xuất hiện thông báo đã kiểm tra tệp dữ liệu đầu vào, còn nếu trong quá trình nhập dữ liệu bị sai thì phần mềm sẽ ra thông báo lỗi, tương tự như trong phần bình sai lưới mặt bằng

Bước 2: Chọn bình sai lưới độ cao, Bình sai lưới độ cao (hoặc chọn F6)

Hình 21: Bình sai lưới đo cao

Như vậy là chúng ta kết thúc phần bình sai lưới độ cao

c Đọc kết quả bình sai

Kết quả bình sai lưới độ cao được ghi vào file *.dc (Ví dụ, nếu file dữ liệu đầu vào có tên là a.sl thì file kết quả có tên là a.dc)

Cấu trúc file kết quả như sau:

THANH QUA TINH TOAN BINH SAI LUOI DO CAO

THUC HANH DO CAO

=================******=================

CHI TIEU KI THUAT CUA LUOI - 1_Tong so diem : 6 2_So diem goc : 2 3_So diem moi lap : 4 4_So luong tri do : 5

BANG SO LIEU KHOI TINH

| SO | TEN DOAN DO | CHENH CAO|CHIEU DAI| SO H/C| CHENH CAO|

| TT |Diem dau-Diem sau| DO ( m ) | L (km) | V (m) | b/s (m) |

1 Nguoi thuc hien do dac :

2 Nguoi thuc hien tinh toan:

** Tinh theo chuong trinh PRONET2002 **

-

Ý nghĩa các số liệu như sau:

Tại bảng thứ nhất là số liệu khởi tính được lấy trên cơ sở dữ liệu đầu vào

là file số liệu

Tại bảng thứ hai là bảng thành quả độ cao bình sai sẽ cho ta độ cao của các điểm cần xác định và sai số trung phương

Tại bảng thứ ba là bảng trị đo và các đại lượng bình sai, sẽ cho ta kết quả

là độ chênh cao khi đo và độ chênh cao sau khi đã bình sai, hiệu chỉnh

Câu hỏi ôn tập chương 1

1./ Trình bày các khái niệm cơ bản về trắc địa: phép chiếu, góc phương vị, các phương pháp đánh giá độ chính xác, các phương pháp đo ?

2./ Hãy trình bày cấu trúc của file dữ liệu đầu vào để bình sai lưới khống chế mặt bằng ?

3./ Hãy trình bày cấu trúc của file dữ liệu đầu vào để bình sai lưới đo cao ? 4./ Viết file dữ liệu đầu vào để bình sai các dạng lưới đường chuyền thường gặp ? (đường chuyền kinh vĩ phù hợp, đường chuyền kinh vĩ khép kín…các số liệu tự chọn)

CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG BẢN ĐỒ BẰNG MICROSTATION

2.1 Quy trình XDBĐ số và hệ thống phần mềm Mapping office

2.1.1.Quy trình xây dựng bản đồ số

Mục đích thành lập

Thiết kế chung

Tạo fileTạo bảng phân lớp đối tượngTạo ký hiệu

Quét bản đồTạo lưới KmNắn bản đồ

Nắn bản đồ

Vẽ các đối tượng dạng đường

Vectơ hoá đối tượng

Vẽ các đối tượng dạng điểm

Hoàn thiện dữ liệu

Tạo đường bao vùng

Sửa chữa đối tượng dạng text

Biên tập, trình bày bản đồ

Lưu trữ và in ấn

Đòng vùng, trải nền, tô màu

2.1.2 Giới thiệu hệ thống phần mềm Mapping Office

Mapping office là một hệ phần mềm mới nhất của tập đoàn Intergraph bao gồm các phần mềm công cụ phục vụ cho việc xây dựng và duy trì toàn bộ các đối tượng địa lý dưới dạng đồ hoạ bao gồm: IRASC, IRASB, MSFC, GEOVEC Các file dữ liệu dạng này được sử dụng làm đầu vào cho các hệ thông tin địa lý hoặc các hệ quản trị dữ liệu bản đồ Các phần mềm ứng dụng của Mapping office được tích hợp trong một môi trường đồ hoạ thống nhất MicroStation để tạo nên một bộ các công cụ mạnh và linh hoạt phục vụ cho việc thu nhập và xử lý các đối tượng đồ hoạ Đặc biệt trong lĩnh vực biên tập

và trình bày bản đồ, dựa vào rất nhiều các tính năng mở của MicroStation cho phép người sử dụng tự thiết kế các kí hiệu dạng điểm, dạng đường, dạng pattern mà rất nhiều các phương pháp trình bày bản đồ được coi là rất khó sử

dụng đối với một số phần mềm khác (Mapinfo, AutoCAD, Coreldraw, Freehand ), lại được giải quyết một cách dễ dàng trong MicroStation Ngoài

ra các file dữ liệu của các bản đồ cùng loại được tạo dựa trên nền một file chuẩn (seed file) được định nghĩa đầy đủ các thông số toán học bản đồ, hệ đơn

vị đo được tính theo giá trị thật ngoài thực địa làm tăng giá trị chính xác và thống nhất giữa các file bản đồ

Trong việc số hoá và biên tập các đối tượng bản đồ dựa trên cơ sở các bản đồ đã được thành lập trước đây (trên giấy, diamat ), các phần mềm được

sử dụng chủ yếu bao gồm: MicroStation, I/GEOVEC, MSFC, MRFCLEAN, MRFFLAG, IPLOT

Sau đây sẽ là các khái niệm và các ứng dụng cụ thể của từng phần mềm trong các công đoạn số hoá và biên tập bản đồ

2.1.2.1 MicroStation

MicroStation là một phần mềm trợ giúp thiết kế (CAD) và là môi trường

đồ hoạ rất mạnh cho phép xây dựng, quản lý các đối tượng đồ hoạ thể hiện các yếu tố bản đồ MicroStation còn được sử dụng để làm nền cho các ứng dụng khác như Geovec, IrasB, MSFC, Mrfclean, Mrfflag chạy trên đó

Các công cụ của MicroStation được sử dụng để số hoá các đối tượng trên nền ảnh (Raster), sửa chữa, biên tập dữ liệu và trình bày bản đồ

MicroStation còn cung cấp công cụ nhập, xuất (import, export) dữ liệu

đồ họa từ các phần mềm khác qua các file dxf hoặc dwg

2.1.2.2 IrasB

IrasB là phần mềm hiển thị và biên tập dữ liệu raster dưới dạng các ảnh đen trắng (black and white image) và được chạy trên nền của MicroStation Mặc dù dữ liệu của IrasB và MicroStation được thể hiện trên cùng màn hình nhưng nó hoàn toàn độc lập với nhau Nghĩa là việc thay đổi dữ liệu phần này không ảnh hưởng đến dữ liệu phần kia

Ngoài việc sử dụng IrasB để hiển thị các file ảnh bản đồ phục vụ cho quá

trình số hoá trên ảnh, công cụ warp của IrasB được sử dụng để nắn các file ảnh raster từ toạ độ hàng cột của các pixel về tọa độ thực của bản đồ

2.1.2.3 Geovec

Geovec là một phần mềm chạy trên nền của MicroStation cung cấp các công cụ số hoá bán tự động các đối tượng trên nền ảnh đen trắng (binary) với định dạng của Intergraph Mỗi một đối tượng số hoá bằng Geovec phải được định nghĩa trước các thông số đồ hoạ về màu sắc, lớp thông tin, khi đó đối tượng này được gọi là một feature Mỗi một feature có một tên gọi và mã số riêng

Trong quá trình số hoá các đối tượng bản đồ, Geovec được dùng nhiều trong việc số hoá các đối tượng dạng đường

2.1.2.4 MSFC

MSFC (MicroStation Feature Collection) Modul cho phép người dùng khai báo và đặt các đặc tính đồ hoạ cho các lớp thông tin khác nhau của bản đồ phục vụ cho quá trình số hoá, đặc biệt là số hoá trong Geovec Ngoài ra, MSFC còn cung cấp một loạt các công cụ số hoá bản đồ trên nền MicroStation MSFC được sử dụng:

- Để tạo bảng phân lớp và định nghĩa các thuộc tính đồ hoạ cho đối tượng

- Quản lý các đối tượng cho quá trình số hoá

Lọc điểm và làm trơn đường với các đối tượng đường riêng lẻ

2.1.2.5 MRFCLEAN

MRFclean được chạy trên nền của MicroStation, dùng để:

- Xoá những đường, những điểm trùng nhau

- Cắt đường: tách một đường thành hai đường tại điểm giao với đường khác

- Tự động loại các đoạn thừa có độ dài nhỏ hơn Dangle-factor nhân với

IPLOT gồm có Iplot Client và Iplot Server được thiết kế riêng cho việc

in ấn các tệp tin dgn của MicroStation Iplot Client nhận các yêu cầu in trực tiếp tại các trạm làm việc, còn Iplot Server nhận các yêu cầu in qua mạng Do vậy trên máy tính của bạn ít nhất phải cài đặt Iplot Client Iplot cho phép đặt các thông số in như lực nét, thứ tự in các đối tượng thông qua tệp tin điều khiển là pen-table

2.2 Tổ chức file trong MicroStation

2.2.1 Các file trong Microstation và làm việc với các file

2.2.1.1 File trong Microstation

File dữ liệu của Microstation là Design file Tại một thời điểm, Microstation chỉ cho phép người sử dụng được mở và làm việc với duy nhất một file, đó là Active Design file Muốn mở một file khác trong khi đang có một Active Design file thì cần phải mở dưới dạng Reference file (file tham khảo)

Một Design file trong Microstation được tạo trên cơ sở copy một file chuẩn là Seed file Seed file thực chất là một file Templace (Khuôn mẫu) chứa đầy đủ các thông số quy định của file dữ liệu như môi trường làm việc là 2 chiều hay 3 chiều, đơn vị đo, quy tắc hiển thị giá trị góc…Tất cả các đối tượng khi thể hiện trên file sử dụng cùng một seed file thì đều thống nhất về các

2.2.1.2 Cách tạo một file mới

- Khởi động Microstation xuất hiện hộp thoại Microstation Manager

- Chọn File/New xuất hiện hộp thoại Create Design File

- Chọn đường dẫn lưu file và đánh tên file

- Chọn Seed File

- Chọn môi trường làm việc (Work space) phù hợp

- Bấm OK để hoàn thành công việc

2.2.1.3 Cách mở file

* Mở file dưới dạng Active Design File

- Cách 1: Khởi động Microstation chọn thư mục chứa file và tên file từ hộp thoại Microstation Manager

- Cách 2: Từ thanh Menu chọn File/Open xuất hiện hộp thoại sau đó chọn thư mục chứa file và tên file cần mở, bấm OK

* Mở file dưới dạng Reference File

- Từ thanh Menu chọn File/ Reference lúc này sẽ xuất hiện hộp thoại

Reference Files, tiếp tục chọn Tools/Attach

- Chọn thư mục và tên file cần mở, bấm OK

(Display: Hiển thị file; Snap: Sử dụng chế độ bắt điểm với các đối

tượng trong file tham khảo; Locate: Sử dụng để xem thông tin và copy các đối tượng trong file tham khảo)

Hình 22: Mở file tham khảo

Để đóng Reference trong hộp thoại trên, chọn file cần đóng, chọn Tools/Detach

2.2.1.4 Cách nén file và ghi lại file dự phòng

* Cách nén file

Khi xoá đối tượng trong Dessign file, đối tượng đó không bị xoá hẳn mà chỉ được đánh dấu là đã xoá đối tượng Chỉ sau khi nén file thì các đối tượng được xoá mới được loại bỏ hẳn khỏi bộ nhớ Quá trình nén file sẽ làm cho dung lượng của file nhỏ hơn

Từ thanh menu chọn File/Compress Design

* Cách lưu trữ dưới dạng một file dự phòng (save as, back up)

MicroStation tự động ghi lại dữ liệu sau mỗi lần thay đổi file active Vì vậy người sử dụng không cần ghi lại dữ liệu sau mỗi lần đóng file active hoặc thoát khỏi MicroStation Tuy nhiên để đề phòng các trường hợp bất trắc, người

sử dụng nên ghi lại file dữ liệu đó dưới dạng một File dự phòng bằng cách thay đổi tên file hoặc phần mở rộng của file

Cách 1: Từ thanh Menu chọn File/chọn Save as

1 Ghi lại file đó bằng cách thay đổi tên file nhưng giữ nguyên phần mở rộng là DGN

2 Chọn thư mục chứa file (có thể cất trong thư mục cũ) bằng cách nhấp

đôi vào các hộp thư mục bên hộp danh sách các thư mục

Cách 2: Từ cửa sổ lệnh của MicroStation đánh lệnh Backup sau đó bấm Enter trên bàn phím MicroStation sẽ ghi lại file active đó thành một file có phần mở rộng là (.bak), Tên file và thư mục chứa file giữ nguyên

2.2.1.5 Cách trộn các file với nhau

Giả sử chúng ta có hai file riêng biệt chứa các đối tượng khác nhau Trong quá trình tác nghiệp, chúng ta muốn sử dụng dữ liệu của hai file đó trên cùng một file thì chúng ta cần phải trộn hai file đó Quy trình trộn các file được thực hiện như sau:

- Mở hộp thoại MicroStation Manager (Hộp thoại này sẽ xuất hiện khi

khởi động MicroStation, trong trường hợp khi đang làm việc với MicroStation, chọn File/Close sẽ xuất hiện hộp thoại này), chọn File/Merge Xuất hiện hộp thoại Merge file

- Trong hộp thoại File to Merge, bấm Select để chọn các file cần trộn

(file cho dữ liệu)

- Trong hộp thoại Merge Into chọn file chứa kết quả trộn (file nhận dữ

liệu)

- Chọn Merge để kết thúc công việc

Hình 23: Trộn các file với nhau

2.2.2 Khái niệm level và làm việc với các level

Dữ liệu trong file Design được lưu trên các lớp khác nhau Các lớp đó được gọi là level, trong một Design file có 63 level và được quản lý theo mã số đánh từ 1 – 63 hoặc theo tên do người sử dụng đặt Tùy theo yêu cầu của người

sử dụng, các level có thể hiển thị hoặc ẩn Khi ẩn thì các đối tượng được vẽ trên level bị ẩn sẽ không hiển thị lên màn hình Tất cả các level đều có thể ẩn được, chỉ trừ Active level (Lớp hoạt động) là không thể ẩn được Việc lưu giữ các đối tượng đồ họa trong các lớp cần phải theo quy phạm của bộ TNMT

2.2.2.1 Đặt tên cho level

Trong quá trình biên soạn bản đồ, để tiện trong việc quản lý dữ liệu, chúng ta thường đặt tên cho các level

- Từ thanh Menu chọn Settings/Level/Names

- Bấm nút Add, xuất hiện hộp thoại và điền đầy đủ các thông tin cần

thiết vào như Number (Mã số Level), Name (Tên do người đặt), Comment (giải thích) Sau đó bấm OK

Hình 24: Đặt tên cho Level 2.2.2.2 Chọn Active Level

Trong quá trình làm việc với Microstation, luôn luôn có một level ở trạng thái hoạt động Khi chuyển trạng thái hoạt động từ level này sang level

khác thì các đối tượng được vẽ sau khi chuyển Active level thì sẽ nằm trên level đó, còn các đối tượng thuộc được vẽ trước đó thì vẫn thuộc level cũ

* Cách 1: Từ cửa sổ lệnh của Microstation đánh lệnh lv=<Mã số hoặc

tên level>, sau đó chọn phím Enter trên bàn phím

* Cách 2: Từ thanh Menu chọn Tools/Primary xuất hiện thanh Primary

Tools bấm vào Active level, kéo chuột đến level cần chọn

* Cách 1: Trên cửa sổ lệnh đánh lệnh on=< Mã số hoặc tên level>, sau

đó chọn phím Enter trên bàn phím Để tắt, thay “on” bằng “off” Để sử dụng cho nhiều level chúng ta viết cách nhau một dấu “,”

* Cách 2: Sử dụng tổ hợp phím nóng Ctrl + E, xuất hiện bảng View

Levels Kích chuột hoặc rê chuột đến các ô để đổi màu cho các ô và kích đúp

để xác lập lớp hoạt động Ô nào bôi đen là bật, trắng là tắt và đen tròn là hoạt động Chọn Apply để thực hiện việc lựa chọn

Hình 26: Bảng điều khiển lớp

2.2.3 Đối tượng đồ họa

Đối tượng đồ họa được gọi là các Element, có thể đó là một điểm, một đường, một vùng hoặc văn bản dạng text Các đối tượng đồ họa tạo nên các đường nét, điểm, chú giải…trên bản vẽ Các đối tượng đồ họa được thành lập dựa trên sự tổ hợp của các yếu tố thành phần sau:

- Lớp chứa đối tượng: 1 – 63

- Màu sắc: 0 - 255

- Lực nét: 1 - 31

- Kiểu đường vẽ: 0 – 7, customer

- Màu nền (dành cho các đối tượng vùng)

Các kiểu đối tượng đồ họa thường gặp đó là:

- Kiểu dạng điểm: Là các đối tượng dạng Point cũng có thể là dạng Line

có độ dài = 0, hoặc là 1 cell được định nghĩa bằng một tên riêng và được lưu giữ trong thư viện cell

- Kiểu dạng đường: Đó là các đối tượng dạng Line (Đoạn thẳng), String Line (Đường thẳng được hình thành trên cơ sở nối từ một chuỗi có ít hơn 100 đoạn thẳng), Chain, Complex String…

- Kiểu dạng vùng: Shape (Vùng được nối bởi chưa đến 100 đoạn thẳng), Complex Shape (Vùng được nối bởi hơn 100 đoạn thẳng)

- Kiểu dạng chữ viết: Đó là các các đối tượng Text

2.3 Sử dụng MicroStation để biên tập bản đồ số

2.3.1 Thanh công cụ và các nút điều khiển màn hình

2.3.1.1 Thanh công cụ chính (Main Tool Box)

Để dễ dàng và thuận tiện trong thao tác, Microstation cung cấp cho chúng ta rất nhiều các công cụ tương đương như các lệnh Các công cụ này có thể hiển thị trên màn hình bằng các biểu tượng hoặc được nhóm lại với nhau theo các chức năng có liên quan với nhau

Các thanh công cụ chính thường dùng nhất được Microstation tập hợp lại và để trên một thanh công cụ gọi là Main Tool Box và được rút gọn lại thành nhóm ở dưới dạng biểu tượng Ta có thể dùng chuột để kéo hết tất cả các công cụ trong một nhóm ra thành một Tool Box hoàn chỉnh

Khi ta sử dụng công cụ nào thì công cụ đó sẽ được hiển thị màu thẫm, đi kèm theo đó là hộp Tool Setting để chúng ta đặt các thông số cho các đối tượng

* Công cụ chọn đối tượng

Trong đó:

- Element Selection: Lựa chọn đối tượng

- PowerSelector: Dùng để lựa chọn hoặc loại bỏ nhiều đối tượng cùng

lúc tùy theo chế độ được chọn trong thanh Tool Setting (Method: Individual, chọn từng đối tượng một; Block Inside, chọn tất cả các đối tượng trong vùng kéo chuột; Line, chọn các đối tượng nằm trên đường thẳng cắt chúng)

* Nhóm công cụ Linear Elements (Vẽ đối tượng đường)

Trong đó:

- Nút 1: Vẽ đường, Sharp, Arc, Cung tròn

- Nút 2: Vẽ đoạn thẳng

- Nút 3: Vẽ đường đôi

- Nút 4: Vẽ đường Stream (theo nét bút như: dòng chảy, suối)

- Nút 5: Vẽ đường cong dạng curve

- Nút 6: Vẽ đường chia đôi một góc (đường phân giác)

- Nút 7: Vẽ đường thẳng ngắn nhất nối hai đối tượng

- Nút 8: Vẽ đường thẳng với một góc nghiêng nhất định

* Nhóm công cụ Polygons (Vẽ vùng)

Trong đó:

- Nút 1: Vẽ hình chữ nhật

- Nút 2: Vẽ đa giác bất kỳ

- Nút 3: Vẽ đa giác mà các cạnh vuông góc hoặc song song với nhau

- Nút 4: Vẽ đa giác đều

* Nhóm công cụ Text (Nhập văn bản)

- Nút 1: Nhập và đặt văn bản vào bản vẽ

- Nút 2: Đặt chữ có mũi tên hướng vào một đối tượng nào đó

- Nút 3: Sửa nội dung văn bản đã có

- Nút 4: Cho biết thuộc tính của các ký tự

- Nút 1: Copy đối tượng

- Nút 2: Di chuyển đối tượng

- Nút 3: Copy các đối tượng song song

- Nút 4: Thay đối tỷ lệ của đối tượng

- Nút 5: Thay đối góc của đối tượng

- Nút 6: Tạo các đối tượng đối xứng qua trục

- Nút 7: Tạo dãy đối tượng từ 1 đối tượng

* Nhóm công cụ Modify Element sử dụng để sữa chữa các đối tượng đồ hoạ

Trong đó:

- Nút 1: Thay đổi tỷ lệ của một hình quanh một điểm cố định

- Nút 2: Xoá bỏ một phần đường

- Nút 3: Kéo dài đoạn thẳng theo hướng đang có

- Nút 4: Kéo dài hoặc loại bỏ phần thừa của 2 đoạn tại giao điểm của chúng

- Nút 5: Kéo dài đoạn thẳng đến 1 đối tượng khác

- Nút 6: Cắt một hoặc nhiều đoạn tại giao điểm của chúng với đối tượng khác

2.3.1.2 Các chức năng điều khiển màn hình

Để thuận tiện trong thác tác biên vẽ bản đồ, Microstation cung cấp cho chúng ta các nút điều khiển màn hình rất thông dụng và tiện lợi

Chức năng lần lượt của các nút từ trái sang phải như sau:

Nút 1: Update view làm sạch màn hình

Nút 2: Zoom in; Phóng to dữ liệu đồ họa

Nút 3: Zoom out;Thu nhỏ dữ liệu đồ họa