(Luận văn) mô hình hóa 3d hiện trạng hạ tầng, cảnh quan trường đại học nông lâm thái nguyên

ĐạI học Thái Nguyên Trờng Đại học Nông Lâm  - VŨ HOÀI PHƯƠNG Tên đề tài: "MƠ HÌNH HĨA 3D HIỆN TRẠNG HẠ TẦNG, CẢNH QUAN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÁI NGUYÊN" n KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy Chun ngành Khoa Khóa học : Quản lý đất đai : Quản lý tài nguyên : 2010 - 2014 Thỏi nguyờn - 2014 ĐạI học Thái Nguyên Trờng Đại học Nông Lâm - VŨ HỒI PHƯƠNG Tên đề tài: "MƠ HÌNH HĨA 3D HIỆN TRẠNG HẠ TẦNG, CẢNH QUAN TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM THÁI NGUN" n KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo Chuyên ngành Khoa : Chính quy : Quản lý đất đai : Quản lý tài nguyên Lớp Khóa học : 42A - QLĐĐ : 2010 - 2014 Giảng viên hướng dẫn : ThS Trương Thành Nam Thái nguyên - 2014 LỜI CẢM ƠN n Trước tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy Trương Thành Nam – giảng viên Khoa Quản Lý Tài Nguyên, trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, người định hướng nghiên cứu, hướng dẫn, giúp đỡ em suốt q trình thực hồn thành khóa luận Em xin chân thành cảm ơn ban chủ nhiệm khoa, thầy cô giáo quản lý tài nguyên, trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên truyền đạt, trang bị cho em kiến thức, kinh nghiệm quý báu tạo môi trường học tập thuận lợi suốt bốn năm học vừa qua Cuối em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè ln động viên, giúp đỡ vật chất tinh thần suốt trình học tập để em hồn thành khóa luận Do điều kiện thời gian lực cịn hạn chế nên khóa luận em khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận bảo, đóng góp ý kiến thầy bạn để khóa luận tốt nghiệp em hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày tháng năm 2014 Sinh viên V Hoi Phương DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT : Diménion 3D : Dimenion CNTY : Công nghệ thú y ĐHNL : Đại học Nông Lâm ĐHNLTN : Đại học Nông Lâm Thái Nguyên KHCN : Khoa học công nghệ KHMT : Khoa học môi trường KHSS : Khoa học sống KTX : Ký túc xá n 2D LN : Lâm nghiệp NH : Nông học QLTN : Quản lý tài nguyên THTH : Thực hành thực nghiệm TTTHNN : Trung tâm tin học ngoại ngữ PHỤ LỤC n Phần MỞ ĐẦU 1.1 Đặt vấn đề 1.2 Mục đích 1.3 Yêu cầu 1.4 Ý nghĩa 1.4.1 Ý nghĩa học tập 1.4.2 Ý nghĩa thực tiễn Phần TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Cơ sở khoa học 2.1.1 Khái quát viễn thám 2.1.2 Tư liệu viễn thám 2.1.2 Không gian ba chiều 2.2 Tổng quan phần mềm 2.2.1 Phần mềm Google Satellite 2.2.2 Phần mềm sketchup 10 2.2.3 Dựng mơ hình 3D theo hệ thống 13 2.3 Khái quát quy hoạch cảnh quan 14 2.3.1 Tổng quan cảnh quan 14 2.3.2 Tổng quan quy hoạch, quy hoạch cảnh quan 16 Phần ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18 3.1 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 18 3.1.1 Đối tượng nghiên cứu 18 3.1.2 Phạm vi nghiên cứu 18 3.2 Nội dung nghiên cứu 18 3.3 Phương pháp nguyên cứu 19 3.3.1 Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp 19 3.3.2 Phương pháp điều tra khảo sát 19 3.3.3 Phương pháp dựng mơ hình 3D 19 n 3.3.4 Tham khảo ý kiến chuyên gia 19 Phần KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 20 4.1 Khái quát khu vực nghiên cứu - Trường đại học nông lâm 20 4.1.1 Điều kiện tự nhiên 20 4.1.2 Hiện trạng phát triển khu vực đại học Nông Lâm 21 4.2 Ảnh vệ tinh trường ĐHNL 26 4.3 Xây dựng mơ hình 3D sở hạ tầng cơng trình 29 4.3.1 Mơ hình hóa 3D cơng trình Hiệu 29 4.3.2 Mơ hình hóa 3D cơng trình giảng đường D 33 4.3.3 Mơ hình hóa 3D cơng trình Giảng đường B khu thí nghiệm 36 4.3.4 Mơ hình hóa 3D cơng trình Giảng đường A 39 4.3.5 Mơ hình hóa 3D Văn phịng khoa 1: Các khoa QLTN + KHMT + Khoa Lâm nghiệp + Trung tâm tin học ngoại ngữ 42 4.3.6 Mơ hình hóa 3D cơng trình văn phịng khoa 45 4.3.7 Mơ hình hóa 3D Trung tâm liên kết quốc tế 48 4.3.8 Mơ hình hóa 3D Khu KTX A, giảng đường C, hội trường A 51 4.3.9 Mơ hình hóa 3D Khu thể thao 54 4.3.10 Mơ hình hóa 3D khu vực Nhà khách 57 4.3.11 Mơ hình tổng thể, định hướng quy hoạch, phát triển hạ tầng sở đại học Nông Lâm Thái Nguyên 61 Phần 566 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66 5.1 Kết luận 66 5.2 Kiến nghị 66 TÀI LIỆU THAM KHẢO 67 DANH MỤC CÁC HÌNH 2.1: 2.2: 2.3: 2.4: 2.5: 4.1: 4.2: Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình 4.3: 4.4: 4.5: 4.6: 4.7: 4.8: 4.9: 4.10: 4.11: 4.12: 4.13: 4.14: 4.15: Hình 4.16: Hình 4.17: Hình Hình Hình Hình 4.18: 4.19: 4.20: 4.21: Thành phần hệ thống viễn thám Các cách mô tả đối tượng 3D Giao diện người dùng Google Sketchup 11 Thao tác chuột 11 Một số công cụ phục vụ dựng mơ hình sketchup 13 Xác định tọa độ khu vực đại học Nông Lâm Thái Nguyên 26 Bản đồ đại học Nông Lâm Thái Nguyên xuất từ Google Satellite 27 Khuôn viên sở hạ tầng khu hiệu 30 Q trình dựng mơ hìnhkhu hiệu 31 Mơ hình 3D khu vực Hiệu 32 Cơ sở hạ tầng giảng đường D 33 Quá trình dựng mơ hình 3D Giảng đường D 34 Mơ hình 3D Giảng đường D 35 Cơ sở hạ tầng giảng đường B Khu thí nghiệm 36 Q trình dựng mơ hình giảng đường B Khu thí nghiệm 37 Mơ hình 3D giảng đường B khu thí nghiệm hồn thiện 38 Khn viên sở hạ tầng giảng đường A 39 Q trình dựng mơ hình 3D Giảng đường A 40 Mơ hình 3D g iảng đường A hồn thiện 41 Khn viên sở hạ tầng Văn phòng khoa QLTN + KHMT + Khoa Lâm nghiệp + Trung tâm tin học ngoại ngữ 42 Q trình dựng mơ hình 3D khu văn phịng khoa 43 Mơ hình 3D Văn phòng khoa QLTN + KHMT + Khoa Lâm nghiệp + Trung tâm tin học ngoại ngữ 44 Khn viên sở hạ tầng Văn phịng khoa 45 Q trình dựng mơ hình 3D khu văn phịng khoa 46 Mơ hình 3D khu văn phịng khoa 47 Khuôn viên sở hạ tầng Trung tâm liên kết quốc tế 48 n Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình n Hình 4.22: Quá trình dựng mơ hình Trung tâm liên kết quốc tế 49 Hình 4.23: Mơ hình 3D Trung tâm liên kết quốc tế 50 Hình 4.24: Khn viên sở hạ tầng Khu Kí túc xá A, giảng đường C, hội trường A 51 Hình 4.25: Quá trình dựng mơ hình 3D Khu Kí túc xá A, giảng đường C, hội trường A 52 Hình 4.26: Mơ hình 3D khu Khu Kí túc xá A, giảng đường C, hội trường A 53 Hình 4.27: Khn viên sở hạ tầng khu thể thao 54 Hình 4.28: Q trình dựng mơ hình Khu thể thao 55 Hình 4.29: Mơ hình 3D khu thể thao 56 Hình 4.30: Khn viên sở hạ tầng Khu vực nhà khách 57 Hình 4.31: Quá trình dựng mơ hình 3D khu vực Nhà khách 59 Hình 4.32: Mơ hình 3D khu vực Nhà khách 60 Hình 4.33: Toàn cảnh khu vực nghiên cứu 61 Hình 4.34: Hệ thống quản lý Group sketchup 62 Hình 4.35: Mơ hình tổng thể nhìn từ xuống 63 Hình 4.36: Tồn cảnh từ cổng trường nhìn vào 63 Hình 4.37: Một góc cảnh quan giảng đường A 64 Hình 4.38: Mặt cắt giảng đường A theo chiều dọc 64 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Kí hiệu Group Component 14 Bảng 4.1: Hiện trạng sử dụng đất Trường Đại học Nông lâm năm 2013 22 Bảng 4.2: Hiện trạng xây dựng trường ĐHNL Thái Nguyên đến thời điểm 2005; 2010 25 n Phần MỞ ĐẦU n 1.1 Đặt vấn đề Ngày nay, khoa học cơng nghệ có bước phát triển vượt bậc, hoạt động nghiên cứu chuyển giao công nghệ diễn phổ biến tạo nhiều sản phẩm chất lượng ứng dụng lĩnh vực sống Nắm bắt xu phát triển đó, trường đại học Nông Lâm Thái Nguyên bước đưa khoa học công nghệ vào nghiên cứu, giảng dạy lĩnh vực nông lâm nghiệp, phát triển nông thôn, khoa học môi trường quản lý tài nguyên, ứng dụng nhiều thành tựu khoa học giới vào nhà trường ĐHNL Thái Nguyên không gian, môi trường giáo dục nghiên cứu khoa học Do đó, yêu cầu quy hoạch cảnh quan xanh phát triển sở hạ tầng nội dung quan trọng trình tạo lập cảnh quan trường Cây xanh có khả làm bầu khơng khí, lọc giữ lại bụi, hạt bụi lơ lửng khơng khí – yếu tố đe dọa tới sức khỏe người Cây xanh có khả cản xạ mặt trời chiếu qua nó, tạo bóng râm che nắng cho khơng gian bên Giảm bớt xạ phản xạ môi trường xung quanh hệ số phản xạ nhiệt chúng thấp nhiều so với bề mặt xây dựng Vì vậy, việc quy hoạch cảnh quan hợp lý yêu cầu cấp thiết đặt cho nhà trường để tạo môi trường xanh giảm thiểu ô nhiễm (bụi, tiếng ồn, rác thải…) đảm bảo cho sức khỏe thuận tiện cho hoạt động người Cơng nghệ dựng mơ hình 3D cơng nghệ ứng dụng rộng rãi giới phục vụ nhiều lĩnh vực khác Đặc biệt cơng nghệ ưa chuộng tạo sản phẩm phức tạp có độ xác cao, đưa đến cho nhìn bao quát chi tiết vật thể từ góc độ Riêng lĩnh vực quản lý đất đai nói chung quy hoạch cảnh quan nói riêng cơng nghệ 3D hữu ích thể cách xác trạng, cung cấp người dùng nhìn tổng qt khu vực nghiên cứu từ đề phương án quy hoạch hợp lý Xuất phát từ nhu cầu lợi ích thực tế đó, trí Ban giám hiệu Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, khoa Quản Lý Tài 53 b) KTX A-nhà A nhìn hướng Tây-Nam n c) Phía trước hội trường A d) Một góc KTX A-Nhà B+C Hình 4.26: Mơ hình 3D khu Khu Kí túc xá A, giảng đường C, hội trường A 52 a) Phía trước Giảng đường C 54 4.3.9 Mơ hình hóa 3D Khu thể thao 4.3.9.1 Xác định, đánh giá cấu trúc trạng cơng trình Cơ sở hạ tầng: khu vực bao gồm nhà thể thao Đại học Thái Nguyên, sân tenis, sân bóng đá nhân tạo đáp ứng nhu cầu rèn luyện sức khẻo hoạt động TDTT trường 4.3.9.2 Đánh giá cảnh quan Khuôn viên cảnh quan: khuôn viên rộng lớn thiếu khơng gian cho sinh viên, có đồi cọ trước nhà thể thao Cần đầu tư trồng nhiều xanh tán rộng khu vục cải tọa khu đất trống phía tây, n a) Tồn cảnh Khu thể thao nhìn từ cao b) Phía trước nhà thể thao đại học Thái Nguyên Hình 4.27: Khn viên sở hạ tầng khu thể thao 55 4.3.9.3 Q trình dựng mơ hình khu thể thao a) Đo vẽ với Measure Line n b) Sử dụng cơng cụ Push dựng mơ hình chi tiết đối tượng c) Tô màu sắc vật liệu Materials Hình 4.28: Q trình dựng mơ hình Khu thể thao 56 n 55 Hình 4.29: Mơ hình 3D khu thể thao 57 4.3.10 Mơ hình hóa 3D khu vực Nhà khách 4.3.10.1 Xác định, đánh giá cấu trúc trạng cơng trình Cơ sở hạ tầng: Khu vực nhà khách bao gồm: - nhà khách tầng với 10 phòng nghỉ phòng lễ tân - trạm y tế trường - nhà trẻ - dãy nhà trọ 4.3.10.2 Đánh giá cảnh quan Khuôn viên cảnh quan: nhiều xanh lớn bố trí xung quanh khu nhà tạo khơng khí thống đãng mát mẻ, thảm thực vật thiếu phong phú khơng có bồn hoa, cịn nhiều cỏ dại xung quanh cơng tác chăm sóc chưa tốt n a) Tồn cảnh Khu nhà khách nhìn từ GĐ D b) Một góc nhà trẻ c) Một góc xóm trọ d) Một góc trạm y tế Hình 4.30: Khuôn viên sở hạ tầng Khu vực nhà khách 58 4.3.1.3 Q trình dựng mơ hình khu Nhà khách a) Đo vẽ với Measure Line n b) Sử dụng cơng cụ Push dựng mơ hình chi tiết đối tượng c) Tô màu sắc vật liệu Materials 59 Hình 4.31: Q trình dựng mơ hình 3D khu vực Nhà khách n 60 a) Toàn cảnh Khu nhà khách nhìn từ GĐ D b) Một góc nhà trẻ Hình 4.32: Mơ hình 3D khu vực Nhà khách 58 n c) Một góc xóm trọ d) Một góc trạm y tế 61 4.3.11 Mơ hình tổng thể, định hướng quy hoạch, phát triển hạ tầng sở đại học Nông Lâm Thái Nguyên Một mục tiêu hướng tới đề tài xây dựng hệ thống mơ hình sở hạ tầng khu vực chức ĐHNL thống nhất, đồng bộ, xếp theo trạng để tiện lợi việc quản lý, khai thác, chỉnh lý liệu phục vụ nhiều mục đích khác 59 n Hình 4.33: Tồn cảnh khu vực nghiên cứu 62 n Quy hoạch yêu cầu quản lý đất đai nhà nước, mang tính tổng qt bao hàm, liên quan đến nhiều ngành, nhiều đối tượng sử dụng đất với mục đích khác Việc quy hoạch sử dụng đất phải trước bước, làm sở cho ngành tiến hành quy hoạch ngành mình, khắc phục tồn trình sử dụng đất đai Đối với trường đại học Nơng Lâm Thái Ngun nói riêng việc quy hoạch sử dụng đất cách hiệu hợp lý, để hạn chế việc sử dụng đất chồng chéo, lãng phí đem lại hiệu sử dụng đất tương lai, đề xuất phương án quy hoạch cảnh quan hợp lý đem lại không gian xanh, theo quy chuẩn mơi trường hài hịa mỹ quan Vì vậy, việc áp dụng cơng nghệ dựng hình 3D để xây dựng hệ thống mơ hình trường Đại học Nơng Lâm đem lại lợi ích sau: Hệ thống sở liệu: Xây dựng hệ thống mơ hình cơng trình với cơng cụ quản lý khoa học, triết xuất dễ dàng, tùy biến linh hoạt mà sketchup đem lại Mỗi cơng trình quản lý file riêng trình chỉnh lý tổng thể để tùy biến cấu trúc cơng trình mà khơng làm ảnh hưởng đến file gốc ngược lại Có thể triết xuất tự xây dựng cho riêng ngân hàng liệu mơ hình chia sẻ miễn phí internet Hình 4.34: Hệ thống quản lý Group sketchup 63 Việc xây dựng mơ hình tạo nên hệ thống quản lý thông tin cảnh quan khuôn viên trường ĐHNL đồng phục vụ công thác khai thác liệu thuộc tính diễn dễ dàng Đây sở tiền đề để tiến hành quản lý quy hoạch cảnh quan phát triển sở hạ tầng đáp ứng nhu cầu sử dụng sinh viên viên chức trường ngày tăng mặt mĩ quan mơi trường xanh đẹp Khả trình chiếu: Sử dụng mơ hình cung cấp cho nhà quy hoạch nhìn tổng quan nhất, góc độ (hướng nhìn) khu vực, với việc tùy biến góc nhìn dễ dàng “đứng” vị trí để quan sát đối tượng để đưa nhận định quy hoạch cảnh quan tạo hài hịa, phân bổ rõ ràng cơng trình hệ thống xanh, bồn hoa n Hình 4.35: Mơ hình tổng thể nhìn từ xuống Hình 4.36: Tồn cảnh từ cổng trường nhìn vào 64 Sử dụng mơ hình khơng cung cấp cho vị trí, phạm vi, diện tích cơng trình mà cịn cung cấp thông tin mặt kết cấu, kiến trúc cơng trình giúp người khai thác có nhìn rõ đối tượng Ví dụ: Khi xem xét cải tạo khu giảng đường A quan sát mơ hình thấy thơng tin sau: Giảng đường A nằm phía Đơng Nam khn viên trường phía Đơng giáp Giảng đường B, phía Tây giáp văn phịng khoa Diện tích giảng đường A (chính) khoảng 610m2, với tầng 16 phòng học, giảng đường nghiêng, phòng nghỉ giáo viên + trực giảng đường, 10 phịng vệ sinh n Hình 4.37: Một góc cảnh quan giảng đường A Có hệ thống xanh tán rộng bồn hoa bao quanh Ngồi tham chiếu vào không gian bên công trình hình Hình 4.38: Mặt cắt giảng đường A theo chiều dọc 65 Với thơng tin có cung cấp cho ta nhìn toàn diện chi tiết tới sở hạ tầng cảnh quan khu vực nghiên cứu (ĐHNL) từ đề xuất phương án quy hoạch, cải tạo bố trí xếp lại hệ thống xanh, nâng cấp mở rộng phịng học… góp phần vào công phát triển sở hạ tầng cảnh quan ĐHNL tạo không gian học tập , làm việc, nghiên cứu khoa học thích hợp đẹp mỹ quan xanh môi trường tạo điểm nhấn đặc trưng riêng cho ĐHNL Tuy nhiên, công nghệ tồn nhược điểm định kể đến để phầm mềm hoạt động trơn chu cần hệ thống máy tính mức khá, phầm mềm sketchep cho phép polygon mức 700000 vượt phần mềm khơng hoạt động Vì với mức giới hạn đồ quy hoạch nhà quy hoạch xây dựng mơ hình q lớn chi tiết gặp nhiều khó khăn n 66 Phần KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận n Qua việc nghiên cứu xây dựng mơ hình (3D - 3Dimension) Trường Đại Học Nông Lâm phầm mềm sketchup đạt kết sau: Mơ hình hóa (3D - 3Dimension) trạng hạ tầng sở trường Đại Học Nông Lâm với hạng mục cơng trình: - Khu Hiệu - Giảng đường D - Giảng đường B - Giảng đường A - Văn phòng khoa 1: Các khoa QLTN + KHMT + Khoa Lâm Nghiệp + Trung tâm tin học ngoại ngữ - Văn phòng khoa 2: Viện khoa học sống, trung tâm nghiên cứu & phát triển nông thôn – lâm nghiệp miền núi, Khoa chăn nuôi thú y, Khoa khoa học bản, Khoa kinh tế phát triển nơng thơn, Khoa nơng học - Phịng quản lý đào tạo sau đại học - Kí túc xá A - Khu thể thao - Trung tâm liên kết nước - Khu nhà khách Đây phương pháp đại cho hiêu cao công tác đánh giá trạng sở hạ tầng, bố trí cảnh quan 5.2 Kiến nghị - Tăng cường nguồn lực môi trường, bảo vệ đất đai cảnh quan chung trường có hiệu (về Luật pháp, người, kinh phí, trang thiết bị ) - Đầu tư xây dựng sở hạ tầng trường: cơng trình điện, đường, trạm xá cần xây dựng tốt 67 n TÀI LIỆU THAM KHẢO Lương Văn Hinh chủ biên (2003), Bài giảng Quy hoạch sử dụng đất đai, Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên Lê Tấn Hùng (2004) - Bài giảng Đồ họa thực ảo - Đại học bách khoa Hà Nội Quốc Hưng (2013) - Giáo trình Sketchup pro 2013-Trường Đại học Kiến trúc Thành phố Hồ Chí Minh Trần Trọng Tấn (2009), Bài giảng Quy hoạch cảnh quan, Trường Đại học Nông lâm Huế Nguyễn Huy Trung (2013) - Bài giảng Viễn thám GIS quản lý tài nguyên môi trường– Đại học Nông Lâm Thái Nguyên Trường Đại học Nông Lâm, Báo cáo quy hoạch phát triển Trường Đại học Nông Lâm 2005 – 2015, Định hướng 2020 Trường Đại học Nông Lâm, Bản đồ trạng sử dụng đất Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên Trường Đại học Nông Lâm Bảng trạng sử dụng đất đai cơng trình kiến trúc Trường Đại học Nơng Lâm http://vi.wikipedia.org/wiki/SketchUp 10 https://3dwarehouse.sketchup.com 11 http://www.allmapsoft.com/gsmd 12 www.http://tuaf.edu.vn