Trắc địa là một khâu công việc rất quan trọng trong toàn bộ quá trình xây dựng công trình. Trong giai đoạn hiện nay, việc quy hoạch, xây dựng các Khu công nghiệp, khu chức năng trong KKT Nhơn Hội, các nhà máy, xí nghiệp công nghệ đều lien hệ với nhau một cách chặt chẽ, chính xác vì vậy đòi hỏi về mặt độ chính xác đối với công tác trắc địa không ngừng tăng cao. Trong xây dựng dân dụng, thuỷ lợi và giao thông vận tải cũng tương tự như vậy. Việc xây dựng triển khai theo quy hoạch đặt ra những yêu cầu rất mới về độ chính xác đối với công tác trắc địa .
Trang 1BAN QUẢN LÝ KHU KINH TẾ TỈNH BÌNH ĐỊNH
BÁO CÁO KẾT QUẢ THỰC HIỆN SÁNG KIẾN
Ứng dụng phần mềm trắc địa
trên điện thoại di dộng thông minh
mô phỏng máy GPS cầm tay
Chủ trì thực hiện: Lê Hồ Bắc Đơn vị Công tác: Phòng Quy hoạch Xây dựng
Đồng thực hiện: Đào Thanh Danh Đơn vị Công tác: Phòng Quy hoạch Xây dựng
Bình Định, ngày 28 tháng 11 năm 2014
Trang 2CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
-o0o -Bình Định, ngày 28 tháng 11 năm 2013
BÁO CÁO KẾT QUẢ SÁNG KIẾN, CẢI TIẾN NĂM 2014
Tên Đề tài: Ứng dụng phần mềm trắc địa trên điện thoại di dộng thông minh mô phỏng máy GPS cầm tay
I Đặt vấn đề:
Trắc địa là một khâu công việc rất quan trọng trong toàn bộ quá trình xâydựng công trình Trong giai đoạn hiện nay, việc quy hoạch, xây dựng các Khucông nghiệp, khu chức năng trong KKT Nhơn Hội, các nhà máy, xí nghiệpcông nghệ đều lien hệ với nhau một cách chặt chẽ, chính xác vì vậy đòi hỏi vềmặt độ chính xác đối với công tác trắc địa không ngừng tăng cao Trong xâydựng dân dụng, thuỷ lợi và giao thông vận tải cũng tương tự như vậy Việc xâydựng triển khai theo quy hoạch đặt ra những yêu cầu rất mới về độ chính xác đốivới công tác trắc địa
Nhiệm vụ chủ yếu của công tác trắc địa trong xây dựng là: Đảm bảo chocông trình được xây dựng đúng kích thước hình học và đúng vị trí thiết kế Chỉkhi hai yêu cầu cơ bản này được đáp ứng thì công trình mới có thể vận hành antoàn Đây là một công đoạn công việc hết sức quan trọng Bất kỳ một quyếtđịnh không hợp lý nào của giai đoạn này cũng gây ra những trục trặc rất lớntrong quá trình xây dựng công trình sau này
Trong các công việc nghiệp vụ của Ban Quản lý Khu kinh tế, rất nhiềuphòng ban, công đoạn cần phải sử dụng đến thiết bị máy GPS cầm tay chuyên
1
Trang 3dụng Tuy nhiên, hiện nay, vì máy GPS chuyên dụng khá đắt, một máy MáyGPS cầm tay Garmin có giá từ 5 triệu đến hàng trăm triệu đồng Do đó, hiệnBQL KKT chỉ trang bị 02 máy GPS cầm tay cho Phòng TNMT Các phòngchuyên môn khác như Phòng Quy hoạch Xây dựng, Ban Quản lý dự án hạ tầng,Ban bồi thường, Giải phóng mặt bằng mỗi khi cần đều phải mượn.
Tuy nhiên, việc các Phòng Tài nguyên môi trường, Phòng Quy HoạchXây dựng, Ban QLDA hạ tầng, Ban bồi thường, GPMB và tái định cư, BQL dự
án trồng rừng sử dụng chung 2 máy trên nên rất bất tiện, thậm chí ảnh hưởngđến tiến độ khi lịch công tác trùng nhau vì máy được sử dụng khá thường xuyên
Xuất phát từ ý tưởng các máy điện thoại thông minh (smartphone) hiệnnay đa số đều có chức năng định vị GPS, tôi đã nghiên cứu tìm hiểu các phầnmềm có thể ứng dụng được chức năng này cho công việc chuyên môn nhằm sửdụng chiếc điện thoại để thay thế cho thiết bị cầm tay GPS chuyên dụng
Sáng kiến, cải tiến có thể tăng hiệu quả công việc trong công tác tìm kiếmmốc địa hình, mốc giới quy hoạch, khảo sát phục vụ công tác quản lý trong lĩnhvực Quy hoạch, xây dựng Mỗi khi đi khảo sát hiện trường, tìm kiếm mốc giới,
đo vẽ diện tích… các chuyên viên P.QHXD có thể sử dụng ngay chính máy điệnthoại của mình trong công việc Tiết kiệm được thời gian, máy móc của Ban
II Mục tiêu:
Nghiên cứu, áp dụng, cài đặt các thông số để phần mềm Super GeoGPSchuyển tọa độ sang hệ VN-2000 trên máy điện thoại, máy tính bảng hệ điềuhành Android để áp dụng trong công tác quản lý, tìm kiếm mốc giới, đo vẽ điệntích… Ngoài ra, trong quá trình tìm hiểu, nhận thấy đối với điện thoại iPhone,
hệ điều hành iOS của hãng Apple cũng có một số ứng dụng có chức năng tương
tự Do đó từ tên đề tài đã đăng ký: “Ứng dụng phần mềm Super GeoGPS trên điện thoại di dộng hệ điều hành Android mô phỏng máy GPS cầm tay”, tôi
mạnh dạn mở rộng phạm vi nghiên cứu, áp dụng sang hệ điều hành iOS và đổitên đề tài sáng kiến, cải tiến như sau:
2
Trang 4“Ứng dụng phần mềm trắc địa trên điện thoại di dộng thông minh mô phỏng máy GPS cầm tay”
Sáng kiến được áp dụng trong các khâu kiểm tra, chuẩn hóa từ hệ tọa độgiả định về hệ tọa độ VN-2000, múi chiếu 30, kinh tuyến trục Bình Định108’15, các thông tin sau chuẩn hóa đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu
Hệ quy chiếu và Hệ toạ độ quốc gia được áp dụng: VN-2000 (sau đây gọitắt là Hệ VN-2000) được áp dụng thống nhất để xây dựng hệ thống toạ độ cáccấp hạng, hệ thống bản đồ địa hình cơ bản, hệ thống bản đồ nền, hệ thống bản
đồ địa chính, hệ thống bản đồ hành chính quốc gia và các loại bản đồ chuyên đềkhác
Trong lĩnh vực trắc địa – bản đồ, mỗi nước thường xây dựng cho mình hệthống tọa độ trên một hệ quy chiếu nhất định, có thể là hệ quy chiếu của riêngquốc gia đó hoặc sử dụng hệ quy chiếu chung của toàn khu vực hay quốc tế tùyvào điều kiện mỗi nước và đảm bảo yêu cầu độ chính xác Một hệ quy chiếu trắcđịa bao gồm 3 yếu tố: kích thước ellipsoid tham chiếu, tọa độ tâm, hướng cáctrục tọa độ Hệ thống định vị GPS sử dụng hệ quy chiếu WGS84, do vậy việcxác định các hệ quy chiếu khác trong định vị GPS sẽ dựa trên mối liên quan của
nó với hệ WGS84 thông qua 7 tham số chuyển đổi: dx, dy, dz, wx, wy, wz, m.(Trong đó: dx, dy, dz : là độ lệch tâm của hệ địa phương so với hệ WGS84; wx,
wy, wz: là 3 góc xoay trục tọa độ của hệ địa phương so với hệ WGS84; m: là tỷ
lệ biến dạng ellipsoid tham chiếu)
Trên điện thoại, nếu gõ vào từ khóa “GPS” có thể nhận thấy hàng trămứng dụng khác nhau, có nguồn gốc từ nước ngoài cũng như Việt Nam Tuynhiên ở Việt Nam, theo Quyết định số 83/2000/QĐ-TTg ngày 12/07/2000 củaThủ tướng Chính phủ về việc áp dụng Hệ quy chiếu và Hệ toạ độ quốc gia VN-
2000, Hệ quy chiếu và Hệ toạ độ quốc gia 2000 (sau đây gọi tắt là Hệ 2000) được áp dụng thống nhất trên toàn quốc lại không phổ biến Do đó, chủ đề
VN-3
Trang 5tài phải lựa chọn, sang lọc giữa hàng trăm ứng dụng khác nhau để tìm ra ứngdụng phù hợp nhất, đơn giản nhất có thể áp dụng cho công việc.
III Cách thức thực hiện:
1 Sử dụng trên máy điện thoại hệ điều hành Android:
1.1 Giới thiệu phần mềm Super GeoGPS:
Đây là công cụ dành cho những người làm công tác trắc địa, xây dựng,giao thông, quy hoạch Nó hỗ trợ việc lập bản đồ, khảo sát thực địa, thu thậpthông tin địa lý ở bất kỳ khu vực nào trên thế giới Ngoài ra Super GeoGPS cũng
là ứng dụng hoàn hảo cho những người thường xuyên đi du lịch, thích trảinghiệm, với chức năng đo vẽ đường đi, load bản đồ, đánh dấu điểm, chống lạcđường Tương tự chiếc GPS cầm tay cổ điển, Super GeoGPS có một số chứcnăng điển hình như sau:
- Định vị người dùng trên nhiều hệ tọa độ khác nhau (trong đó cóVN2000, HN72) với độ chính xác cao
- Hỗ trợ việc tìm mốc tọa độ ở mọi hệ quy chiếu
- Có thể chuyển đổi tọa độ các điểm từ hệ quy chiếu này sang hệ quychiếu khác với độ chính xác cao
- Công cụ chuyển đổi kinh tuyến trục, chuyển đổi tọa độ từ tọa độ trắc địasang tọa độ phẳng
- Chương trình đo tọa độ điểm hiện tại theo ý muốn
- Công cụ tránh lạc đường bằng việc đánh dấu các điểm trên đường đi
- Tính diện tích hình phẳng
- Chụp ảnh khảo sát
- Thiết lập nhanh hệ tọa độ
4
Trang 6- Đo khoảng cách giữa 2 máy điện thoại dựa vào GPS và 3G.11- Tìm mốc dựa vào mô phỏng camera 3D
- Điều chỉnh la bàn, dùng cho 1 số thiết bị lệch hướng
- Cho phép chọn hình thức xác định tọa độ: GPS trực tiếp hoặc bắt giántiếp qua network hoặc cột sóng
- Hiển thị hình ảnh vệ tinh, dữ liệu hình ảnh chụp bằng vệ tinh trên mọi bềmặt của trái đất
5
Trang 71.2 Cài đặt:
- Trên điện thoại truy cập vào Google Play (Cửa hàng ứng dụng Google), phần tìm kiếm, nếu gõ vào từ khóa “Super GeoGPS” hoặc “GPS VN-2000”, ta tìm thấy phần mềm cần chọn, bấm vào “Cài đặt”.
Phần mềm Super GeoGPS hiện ra khi tìm
kiếm với từ khóa “gps vn2000”
Chọn Super GeoGPS và bấm “Cài đặt”,
giao diện sau khi cài đặt
6
Trang 81.3 Tùy chỉnh:
Sau khi cài đặt phần mềm vào máy điện thoại, ta cần thực hiện cài đặt tùy chỉnh để máy có thể hiển thị theo Hệ quy
chiếu VN2000 Các bước cài đặt như sau: Từ màn hình Super GeoGPS Công cụ - Cài đặt Cài đặt lưới chiếu S d ngử dụng ụnggiao di n c i ện cài đặt để thực hiện các cài đặt dưới đây: ài đặt để thực hiện các cài đặt dưới đây: đặt để thực hiện các cài đặt dưới đây: để thực hiện các cài đặt dưới đây: ực hiện các cài đặt dưới đây:t th c hi n các c i ện cài đặt để thực hiện các cài đặt dưới đây: ài đặt để thực hiện các cài đặt dưới đây: đặt để thực hiện các cài đặt dưới đây: ưới đây: đt d i ây:
Bước 1: Từ giao diện chính, ta chọn
“Công cụ - Cài đặt” để tùy chỉnh
Bước 2: Từ menu “Công cụ - Cài đặt”, chọn “Cài đặt lưới chiếu”
Bước 3: Vào giao diện “Cài đặt lưới
chiếu” có 3 bước
Trang 9Bước 1: Chọn “Project Coordinate
System”
Bước 2: Chọn hệ quy chiếu “VN2000” Bước 3: Chọn “VN2000 BinhDinh Mui
3”
1
Trang 10Đến bước này, chiếc điện thoại di động đã có thể được sử dụng như là một thiết bị GPS cầm tay chuyên dụng Tuynhiên, trước khi đưa vào sử dụng chính thức, người thực hiện đề tài mang theo thiết bị GPS chuyên dụng của cơ quan để đốichiếu, kiểm tra độ chính xác trước khi sử dụng.
2
Trang 11Từ màn hình Super GeoGPS -> Seek
waypoint Sử dụng giao diện Seek
waypoint để thực hiện việc tìm các mốc
quốc gia, hoặc các điểm có tọa độ ngoài
thực địa Chức năng này giúp bạn tìm kiếm
một điểm mốc ở ngoài thực địa mà đã biết
trước tọa độ, thông thường tọa độ có dạng
XY
Để tìm được điểm một cách chính xác
trước tiên cần cài đặt hệ quy chiếu và lưới
chiếu cho Super GeoGPS theo đúng hệ quy
chiếu và lưới chiếu của điểm cần tìm, sau đó
nhập điểm vào chương trình để tiến hành đi
tìm Từ giao diện chính bấm vào nút Seek
waypoint
Trên màn hình form chức năng tìm điểm xuất hiện có hình la bàn và mũi tênchỉ hướng đến điểm cần tìm, trên màn hình có hiển thị số lượng vệ tinh, trạng tháiGPS, độ cao trắc địa (H), sai số định vị ± m Mục Waypoint là điểm cần tìm đã biết
Trang 12trước tọa độ tham chiếu, Current Possitioning là tọa độ tại vị trí tức thời của thiết bị,Distance là khoảng cách từ vị trí đang đứng đến điểm cần tìm.
Bấm nút Menu trên điện thoại để hiển thị các tùy chọn Chọn Wayponits list,trên màn hình sẽ hiển thị list các điểm đã lưu Để chọn một điểm đã có sẵn trong listbạn ấn vào điểm đó và giữ khoảng vài giây, cho tọa độ của nó cập nhật lên ô tọa độphía trên sau đó nhấn apply Để nhập một điểm mới bạn ấn reset để xóa điểm đanghiển thị trong ô tọa độ và nhập trực tiếp tọa độ điểm mới, tên điểm vào đó → apply.Điểm này sẽ tự động được lưu vào list
Ngoài ra trên màn hình tìm điểm còn có các menu khác:
- Nút Setup để cài đặt các thông số cho phù hợp với điểm đang tìm, cài đặt hệquy chiếu, kinh tuyến trục, múi chiếu (Fig 12)
- Nút XY ↔ BL đổi kiểu hiển thị của tọa độ từ dạng XY sang tọa độ BL (dạngkinh độ, vĩ độ)
- Nút Alerter bật chế độ báo rung khi đi gần đến điểm cần tìm
- Nút Google map hiển thị tọa độ đang đứng và tọa độ điểm cần tìm lên bản đồ b) Chức năng đo tọa độ:
Từ màn hình Super GeoGPS -> Coordinate measuring Sử dụng giao diện
Coordinate measuring để thực hiện chức ngăng đo tọa độ (lấy tọa độ ngoài thực địa).Chức năng này giúp bạn xác định tọa độ của vị trí tức thời trên hệ quy chiếu đangdùng và hiển thị chúng lên bản đồ, tự động nối các điểm tạo thành dạng đường
Ta có thể đo tiếp một file tọa độ đã lưu từ trước bằng cách bấm vào chức năng
“mở file” (/sdcard/Xcompass – hoặc /mnt/sdcard/Xcompass) chọn một file txt để
lấy dữ liệu cũ lên màn hình và tiếp tục đo Để đo một file mới ta nhấn Start (bắt đầu
1
Trang 13đo) Có thể đo tọa độ chủ động hoặc đo tự động theo chu kỳ đặt trước.
Trên giao diện chính chọn Coordinate measuring Trên màn hình xuất hiện giao diện công cụ đo tọa độ Để bắt đầu đo ta nhấn biểu tượng Start, chương
trình sẽ tự động cho ra kết quả tọa độ hiện thời theo chu kỳ thời gian Nếu muốn đochủ động không theo chu kỳ, ta bấm nút menu trên điện thoại sau đó chọn thêmđiểm Ta có thể cho chức năng này chạy ẩn để sử dụng các chức năng khác của điện
2
Trang 14thoại bằng cách nhấn nút hide Sau khi muốn trở lại chức năng này thì nhấn vào biểutượng Super GeoGPS trên màn hình điện thoại.
Các tiện ích của chức năng này gồm có (Fig 16):
- Show picture: hiển thị đường đi của thiết bị lên dạng đường line
- Google map: hiển thị các điểm đã đo được lên bản đồ
- Cycle: điều chỉnh chu kì đo tự động
Trong quá trình đo, nếu bạn muốn kết thúc việc đo và lưu thông tin các điểmlại thì sử dụng nút “dừng lại”, chương trình hỏi bạn “có muốn lưu vào tệp văn bảnkhông?” bạn chọn: Có: hệ thống sẽ dừng việc đo lại và lưu các điểm đã đo vào filevăn bản txt; Không: hệ thống sẽ dừng việc đo lại và không lưu các điểm đã đo
Sử dụng nút “Back” của điện thoại: hệ thống sẽ không dừng việc đo lại mà tiếptục đo các điểm tiếp theo Khi bấm Back để thoát khỏi chức năng này phần mềm sẽhỏi bạn có muốn lưu lại tọa độ các điểm vừa đo được hay không Nếu bạn chọn đồng
ý thì chương trình sẽ lưu lại và tự động đặt tên file dưới dạng “năm, tháng, ngày, giờ,phút, giây” file này được lưu trong thư mục:
/mnt/sdcard/Xcompass) Nếu bạn chọn “không
đồng ý” chương trình sẽ quay lại và tiếp tục
đo
c) Các chức năng khác:
* Chức năng tránh lạc đường: Từ màn
hình Super GeoGPS Tool-Setup Avoid
Stray Sử dụng giao diện Avoid Stray để thực
hiện các bước nhằm tránh lạc đường Chức
năng này có thể hữu dụng khi khảo sát các khu
chức năng mới trong KKT (VD Khu Đô thị
mới, rừng phòng hộ, Dự án Phong điện trên
3
Trang 15núi Phương Mai…) Khi đi vào một nơi hoang vắng và không có địa vật chuẩn nhưrừng, sa mạc, biển, nơi không có sóng điện thoại để có thể tra bản đồ Google Map.Chức năng tránh lạc đường trên Super GeoGPS sẽ giúp bạn đánh dấu vị trí trênđường đi của mình và đưa ra hướng dẫn quay trờ lại điểm đã đánh dấu.
Để tránh lạc đường bạn phải xác định điểm xuất phát (Starting Point) hoặcđiểm bất kì trên đường (Current Point) đã được đánh dấu Đặt điểm xuất phát: Saukhi sóng GPS đã ổn định bạn bấm nút Starting Point để chương trình xác định tọa độxuất phát của bạn Trong danh sách các điểm phía dưới, điểm xuất phát sẽ có têntương ứng là: @ngàythángnăm_giờphútgiây Tại thời muốn trở về điểm xuất phátngười dùng chỉ cần chọn nút Return to Starting Point khi đó la bàn sẽ bật lên và chỉchính xác hướng bạn quay lại
Đặt một điểm mốc tại vị trí đang đứng: Tại một vị trí đặc biệt nào đó trên lộtrình bạn có thể đánh dấu nó và đặt tên bằng nút Current Point Ví dụ tại vị trí A bạnbấm Current Point, chương trình sẽ yêu cầu bạn nhập tên điểm sau đó tự động lưuvào danh sách phía dưới và đặt cho nó 1 số thứ tự tiếp theo Tại thời điểm nào đó bạnmuốn quay về vị trí A, bạn bấm giữ 2 giây vào nút tương ứng với số thứ tự (ví dụ:nút 43) của điểm A, khi đó la bàn sẽ bật lên và chỉ chính xác hướng bạn đi quay lạiđiểm A
Trong trường hợp có kết nối 3G hoặc
wifi, bạn có thể chọn nút Google Map trong
menu để hiển thị ra vị trí các điểm tương ứng
trên bản đồ Google Map
* Công cụ chuyển đổi:
Để sử dụng công cụ chuyển đổi, từ giao
diện chính của Super GeoGPS chọn Tool–
Setup → Tool Trong xây dựng công trình,
giao thông, hạ tầng ta thường phải dùng đến
các phép chiếu để đổi tọa độ trắc địa về dạng
4
Trang 16tọa độ phẳng nhằm tiện lợi cho bố trí, thi công Đối với những công trình lớn trêndiện tích rộng, ta thường trọn múi chiếu có kinh tuyến trục đi qua chính giữa côngtrình để tăng độ chính xác cho công tác định vị, bố trí Khi đó đòi hỏi phải chuyển tọa
độ của các mốc hiện có trong khu vực về múi chiếu của công trình
Để sử dụng công cụ chuyển đổi, từ giao diện chính chọn Tool – Setup → Tool
→ Chuyển đổi múi chiếu chọn tab change zone sau đó trong phần Old zone ta nhậpvào kinh tuyến trục, múi chiếu, tọa độ của điểm cần chuyển Trong phần New Zone
ta điền vào kinh tuyến trục, múi chiếu mới cần chuyển đến sau đó nhấn apply
5