Ứng dụng phần mềm tin học và tài nguyên internet vào thiết lập tổng mặt bằng

MỤC LỤC BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

PHẦN I: PHẦN MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài… ……… 3

2 Mục tiêu nghiên cứu ……… 3

3 Nội dung nghiên cứu ……… 4

4 Đối tượng nghiên cứu ……… 4

4.1 Các vị trí có thể đo vẽ trực tiếp ……….4

4.2 Các vị trí không thể đo vẽ trực tiếp……… 4

5 Phương pháp nghiên cứu ……… 5

PHẦN II: NỘI DUNG NGHIÊN CỨUCHƯƠNG 1: THIẾT LẬP TỔNG MẶT BẰNG KHU VỰC BẰNG PHẲNG1.1 Khu vực sân bê tông, trường Đại học Hải Phòng ……….6

2.2 Bảo tàng nghệ thuật ở Chicago ……….19

2.3 Kết luận chương II ……… 21

CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG PHƯƠNG PHÁP ỨNG DỤNG PHẦN MỀM TIN HỌC VÀTÀI NGUYÊN INTERNET VÀO THIẾT LẬP TỔNG MẶT BẰNG

CHƯƠNG 4: HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG

CHƯƠNG 5: ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG ĐỀ TÀI

5.1 Đánh giá kết quả chung ……… 285.2 Phạm vi ứng dụng đề tài ……… 28

PHẦN III KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1 Kết luận ……… 302 Kiến nghị……… 30

TÀI LIỆU THAM KHẢO VÀ TRÍCH DẪN PHỤ LỤC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC HẢI PHÒNGKHOA XÂY DỰNG

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAMĐộc lập – Tự do – Hạnh phúc

BÁO CÁO NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN CẤP KHOA

“Ứng dụng phần mềm tin học và tài nguyên internet vào thiết lậptổng mặt bằng”

2 Mục tiêu nghiên cứu:

Tìm ra phương pháp thiết lập tổng mặt bằng nhanh, đảm bảotính hiệu quả, tiết kiệm tối đa chi phí kinh tế, thời gian và nhân lực, đáp ứng được yêu cầu của sinh viên Kiến trúc và Kiến trúc sư trong bước thiết kế lập dự án và thiết kế hình thành ý tưởng.

3 Nội dung nghiên cứu:

Nghiên cứu xác lập tổng mặt bằng tại các vị trí điển hình thường gặp trong thiết kế đó là:- Tổng mặt bằng tại khu vực có địa hình bằng phẳng;

- Tổng mặt bằng tại khu vực có địa hình phức tạp;

Xác lập được thông tin cần thiết của tổng mặt bằng như: Kích thước, cao độ, hiện trạng,cảnh quan xung quanh, địa chất thủy văn

Thường ta dùng phương pháp đo vẽ thực tế để nắm bắt được những thông tin hay tra cứutrên hệ thống thông mở: mạng xã hội, sách báo Với phương pháp mà nhóm đưa ra có thể thuđược những thông tinnhanh chóng, bỏ qua các bước đo đạc thủ công thường dùng.

4 Đối tượng nghiên cứu:

4.1 Tổng mặt bằngtại các vị trí có thể đo vẽ trực tiếp:

Chọn các vị trí tại trường Đại học Hải Phòng; Khu vực Nhà hát lớn Thành phố Hải Phòng để có thể dùng phương pháp đo vẽ truyền thống kiểm chứng lại kết quảso sánh với phương pháp của nhóm nghiên cứu Từ đó đánh giá chính xác, hiệu quả của phương pháp mới.

- Khu vực sân bê tông gần khu vực vườn viện sinh nông, khu quân sự và sân cỏ nhântạo thuộc khuôn viên trường Đại Học Hải Phòng.

- Nhà hát lớn thành phố Hải Phòng nằm trên trục đường Hoàng Văn Thụ, Đinh TiênHoàng Quận Hồng Bàng thành phố Hải Phòng.

4.2 Tổng mặt bằng tại các vị trí không thể đo vẽ trực tiếp:

Với vị trí khó tiếp cận như: đồi núi hiểm trở, khu vực xa xôi; không phù hợp với phươngpháp đo đạc thủ công thì ta dùng phương pháp mới để có được các thông số mặt bằng và kế thừacác thông tin có sẵn về hiện trạng, địa chất, thủy văn trên các cổng thông tin mở

- Đồi thiên văn trên đường Trần Thành Ngọ, Kiến An,Hải Phòng,Việt Nam

- Thành phố Chicago, tiểu bang Illinois, trung tây Hoa Kỳ

5 Phương pháp nghiên cứu:

Để tìm ra được những ưu nhược điểm của phương pháp mới so sánh với phương pháp cũ,nhóm nghiên cứu đề tài phân thành hai nhóm làm việc độc lập Nhóm thứ 1 sẽ thực hiện phươngpháp đo vẽ trực tiếp thực địa và nhóm thứ 2 thực hiện phương pháp đo vẽ gián tiếp thông quamáy tính để sau đó đưa ra được các kết quả so sánh:

+ Lập bảng số liệu kết quả thu được của hai phương pháp

+ So sánh kết quả thu được giữa các phương pháp đo vẽ trực tiếp và đo vẽ gián tiếp để tìm ra tỉ lệ% dung sai.

+ Đánh giá kết quả: Dựa vào mức độ sai số cho phép để đánh giá kết luận.

6 Phạm vi nghiên cứu:

Phạm vi nghiên cứu bao gồm tổng mặt bằng phục vụ công tác thiết kế công trình kiếntrúc, đồ án quy hoạch kiến trúc và cải tạo công trình kiến trúc Với mục đích giúp các đối tượnglà sinh viên ngành kiến trúc, các kiến trúc sư khai thác được các thông tin thiết yếu về vị trí địa lí;hình dạng kích thước; địa hình; các thông số về địa chất thủy văn; giao thông; các yếu tố thuậnlợi và khó khăn của khu đất để đưa ra những phương án thiết kế cũng như cải tạo các công trìnhkiến trúc

Phần II Nội dung nghiên cứu

Chương 1 Thiết lập tổng mặt bằng khu vực bằng phẳng

1.1 Khu vực sân bê tông, trường Đại học Hải Phòng.

Là khu vực trực thuộc trường Đại học Hải Phòng - Kiến An - Hải Phòng, cạnh khu thựchành Viện sinh nông, khu sân phục vụ cho việc học tập và vui chơi.

Địa chất thủy văn:

+ Lớp 1: Đá phiến sét xen bồ kết, cát kết màu xám trắng, xám lục nhạt, đỏ nâu Đá phânlớp mỏng đến vừa.Dày khoảng 150m.

+ Lớp 2: Sạn kết, cát kết thành hai dạng quartzit,cát kết hạt khô phân lớp dày, đôi khi gặpnhững lớp bồ kết mỏng, có chỗ phân lớp xiên chéo Dày khoảng 200m.

+ Lớp 3: Cát kết, bột kết màu nâu, nâu đỏ sẫm, bột kết xen đá phiến sét màu xám, xám lụcphân lớp trung bình, thường gặp phân lớp xiên Bề dày khoảng 200m.

1.1.1 Thực hiện:* Đo vẽ thực địa:

Đến khu vực đo đánh dấu các mốc điểm như A, B, C để đo vẽ tọa độ Phác thảo sơ đồ dưới dạng vẽ tay Rồi chụp ảnh để xác định cảnh quan xung quanh.

* Đo vẽ trên máy:

Sử dụng ứng dụng geo locationtrong phần mềm sketchupđể chọn vị trí cần vẽ.Sau khi đã

đo vẽ xong có thể lấy số đo trực tiếp trên Sketchup hoặc xuất bản vẽ 2D trên Autocad.

Số liệu tổng mặt bằng khu sân bê tông qua phần mềm autocad

1.1.2 Tổng hợp, kiểm tra kết quả:

Đo vẽ trực tiếp Đo vẽ trên máy Sai số

1.1.3 So sánh đánh giá

Qua 2 số đo trên có thể thấy tỉ lệ sai số là ~1,58% Chênh lệch số đo không quá lớn So với đo vẽ ngoài hiện trường phải mất nhiều thời gian, nhân lực,các dữ liệu rời rạc, cầncó bước thống kê sắp xếp lại dữ liệu Còn với đo vẽ trên máy thì chỉ cần 1 người với lượng thờigian ngắn là đã có thể thu thập được các thông số để thiết lập tổng mặt bằng dưới dạng mô hình3D sống động dễ hình dung được khu đất thiết kế.

1.1.4Biểu diễn tổng mặt bằng:

Mặt bằng sân bê tông biểu diễn trên sketchup

Sân bê tông tại điểm nhìn A

1.2 Khu vực nhà hát lớn Hải Phòng:

Nhà hát Lớn Hải Phòng - tên gọi chính thức là Nhà hát Thành phố là nơi tổ chức những

hoạt động văn hóa, chính trị lớn của thành phố Hải Phòng Khu vực nhà hát lớn được chia làm 2phần: Khu quảng trường và khu đài phun nước.

Vị trí đo vẽ: Khu vực quảng trường.

Địa chất thủy văn:

+ Lớp 1: Đá phiến sét xen bồ kết, cát kết màu xám trắng, xám lục nhạt, đỏ nâu Đá phânlớp mỏng đến vừa.Dày khoảng 150m.

+ Lớp 2: Sạn kết, cát kết thành hai dạng quartzit,cát kết hạt khô phân lớp dày, đôi khi gặpnhững lớp bồ kết mỏng, có chỗ phân lớp xiên chéo Dày khoảng 200m.

+ Lớp 3: Cát kết, bột kết màu nâu, nâu đỏ sẫm, bột kết xen đá phiến sét màu xám, xám lụcphân lớp trung bình, thường gặp phân lớp xiên Bề dày khoảng 200m.

1.2.1 Thực hiện:* Đo vẽ thực địa:

Đến khu vực đo đánh dấu các mốc điểm như A, B, C để đo vẽ tọa độ Phác thảo sơ đồ dưới dạng vẽ tay Rồi chụp ảnh để xác định cảnh quan xung quanh.

* Đo vẽ trên máy

Sử dụng phần phần mềm sketchup, vào ứng dụng geo location để chọn vị trí cần vẽ.Sau khi đã đo vẽ xong có thể lấy số đo trực tiếp trên Sketchup hoặc xuất bản vẽ 2D trên Autocad.

Số liệu tổng mặt bằng khu nhà hát lớn qua phần mềm sketchup

Tổng mặt bằng khu nhà hát lớn qua phần mềm autocad

1.2.2 Tổng hợp, kiểm tra kết quả:

Đo vẽ trực tiếp Đo vẽ trên máy Sai số

1.2.3 So sánh đánh giá:

Qua 2 số đo trên có thể thấy tỉ lệ sai số là ~1.42% Chênh lệch số đo không quá lớn So với đo vẽ ngoài hiện trường phải mất nhiều thời gian, nhân lực,các dữ liệu rời rạc, cầncó bước thống kê sắp xếp lại dữ liệu Còn với đo vẽ trên máy thì chỉ cần 1 người với lượng thờigian ngắn là đã có thể thu thập được các thông sốđể thiết lập tổng mặt bằng dưới dạng mô hình3D sống động dễ hình dung được khu đất thiết kế.

1.2.4 Biểu diễn tổng mặt bằng:

Mặt bằng khu nhà hát lớn biểu diễn trên sketchup

Nhà hát lớn tại điểm nhìn A

Nhà hát lớn tại điểm nhìn B

1.3 Kết luận chương 1:

Qua các bước thực hiện phía trên đã đưa ra được các thông số thực tế và trên máy của 2khu vực Có thể thấy tỉ lệ phần trăm sai số không mấy chênh lệch Có thể áp dụng tốt cho việcthiếtlậptổng mặt bằng cho mỗi khu vực.

Chương 2 Thiết lập tổng mặt bằng khu vực địa hình phức tạp và từ xa

2.1Khu vực đồi thiên văn Kiến An HP.

Đồi Thiên Văn, nơi đặt đài thiên văn lớn nhất Miền Bắc, không những làm nhiệm vụ

phục vụ cho khí tượng thủy văn, mà từ trên đỉnh đồi có thể ngắm nhìn toàn cảnh quận Kiến An.

Địa chất thủy văn:

+ Lớp 1: Đá phiến sét xen bồ kết, cát kết màu xám trắng, xám lục nhạt, đỏ nâu Đá phânlớp mỏng đến vừa.Dày khoảng 150m.

+ Lớp 2: Sạn kết, cát kết thành hai dạng quartzit,cát kết hạt khô phân lớp dày, đôi khi gặpnhững lớp bồ kết mỏng, có chỗ phân lớp xiên chéo Dày khoảng 200m.

+ Lớp 3: Cát kết, bột kết màu nâu, nâu đỏ sẫm, bột kết xen đá phiến sét màu xám, xám lụcphân lớp trung bình, thường gặp phân lớp xiên Bề dày khoảng 200m.

2.1.1 Thực hiện

a, Đo vẽ trên máy: Sử dụng phần phần mềm sketchup, vào ứng dụng geo location để chọn

vị trí cần vẽ Sau khi đã lấy map ra dùng bộ công cụ để vẽ, chọn khoảng cách giữa các đường

b, Tìm kiếm dữ liệu có sẵn:

Tra thông tin trên google hoặc tìm thông tin trên bản đồ có sẵn.

2.1.2 Tổng hợp, kiểm tra kết quả

2.1.3 Biểu diễn tổng mặt bằng

2.2 Bảo tàng nghệ thuật ở Chicago:

Bào tàng ở số 111 S Michigan Ave, Chicago, Hoa Kỳ

2.2.1 Thực hiệna, Đo vẽ trên máy

Sử dụng phần phần mềm sketchup, vào ứng dụng geo location để chọn vị trí cần vẽ.

b, Tìm kiếm dữ liệu có sẵn:

Tra thông tin trên google, tìm hình ảnh, thông tin trên bản đồ có sẵn để thiết lập mặt bằng và cảnh quan xung quanh.

2.2.2 Tổng hợp, kiểm tra kết quả

Đo vẽ trên Sketchup

2.2.3 Biểu diễn tổng mặt bằng

Biểu diễn tổng mặt bằng bảo tàng qua Sketchup

2.3 Kết luận chương 2:

Thông qua sử dụng sketchup, không cần dùng phương pháp đo vẽ hiện trạng, tốn nhiều thời gian, công sức, ta có thể vẽ ra được địa thế khu vực ở xa, khu vực đồi núi, cảnh quan xung quanh, xác lập các đường đồng mức cao độ một cách chính xác Dễ dàng cho việc thiết kế cho khu vực.

Chương 3.Xây dựng phương pháp sử dụng ứng dụng tin học để thiết lập tồng mặtbằng.

Qua quá trình nghiên cứu và thực nghiệm, chúng tôi nhận thấy ứng dụng phần mềm tin học và khai thác tài nguyên internet trong việc thiết lập tổng mặt bằng mang lại hiệu quả cao, giảm thiểu tối đa chi phi kinh tế cũng như thời gian và nhân lực Bằng phương pháp chúng tôi đã xây dựng được, người làm kiến trúc có thể dễ dàng thiết lập tổng mặt bằng ở vị trí bất kỳ theo yêu cầu Chúng tôi rất mong muốn phương pháp được áp dụng và phổ biến rộng rãi cho các bạn sinh viên ngành kiến trúc và những kiến trúc sư.

Phương pháp:

Trước hết cần xác định và tìm kiếm các thông tin cần tìm để thiết lập tổng mặt bằng.Thay vì sử dụng phương pháp cơ học cũ, chúng tôi sử dụng những thông tin số có sẵn nhưng phải đảm bảo chính xác và tin cậy.Sau đó chúng tôi xử lý các thông tin tìm được thành dạng bản vẽ 2D và 3D với độ chính xác cao, đáp ứng các tiêu chuẩn yêu cầu Dựa vào đó chúng tôi hoàn thiện thànhtổng mặt bằng đầy đủ nội dung đặt ra Từ đó tổng hợp và xây dựng thành nguồn thư viện số mở phục vụ thiết kế, cải tạo và quy hoạch kiến trúc

Qua những yêu cầu của phương pháp sử dụng công nghệ thông tin thiết lập tổng mặt bằng đặt ra, chúng tôi lựa chọn sử dụng bộ công cụ phần mềm cơ sở bao gồm: GoogleMap,

GoogleEarth, Sketchup, Autocad, Photoshop – đây là bộ công cụ phần mềm quen thuộc đối với các bạn sinh viên kiến trúc cũng như các kiến trúc sư.

Bộ công cụ Google với nguồn thông tin phong phú chính xác cao, đáng tin cậy, phục vụ tốt nhu cầu tìm kiếm.Phần mềm Sketchup có khả năng dựng 3D nhanh, nhẹ, dễ sử dụng ngoài ra có tính năng liên kết với bộ công cụ Google.Phần mềm Autocad là phần mềm vẽ kỹ thuật 2D phổbiến trong ngành xây dựng ở Việt Nam cũng như thế giới.Phần mềm Photoshop đáp ứng tốt nhu cầu về thiết kế hình ảnh, in ấn.

Bộ công cụ Google

Chương 4.Hướng dẫn sử dụng.

-Sử dụng bộ công cụ tìm kiếm để tìm thông tin.

-Sử dụng Google Earth tìm đến địa điểm, khảo sát địa hình và đo đạc số liệu sơbộ ( các kích thước, cao độ,…), cũng như giao thông, cảnh quan.

Địa hình bằng phẳng - Khu vực Nhà hát lớn Hải Phòng

Địa hình phức tạp - Đồi thiên văn với ví dụ số đo bằng công cụ thước (ruler)

-Sử dụng công cụ Geo – location để đưa khu vực cần sử dụng vào giao diệnphần mềm.

Sketchup

File > Add location > Slect Region > giới hạn vùng > Grab

Nếu vùng bạn muốn chọn lớn hơn mức công cụ cho phép sử dụng File – Add location – Add moreimagery để tiếp tục nhập vùng chọn vào.

-Sử dụng các công cụ vẽ của Sketchup để dựng 3D

Mở “Show terrain” để biểu diễn địa hình

-Với các địa hình phức tạp, với độ cao các nhau, ta khai thác các công cụ để có được các dữ liệu cần thiết.

Dùng các mặt phẳng có cao độ bằng với mức chênh của các đường bình độ mong muốn cắt quá địa hình

Chuột phải – Intersect Faces – With model để hiện đường giao cắt ( Các đường bình đồ )

Từ file Sketchup, ta xuất ra dưới dạng bản vẽ 2D bằng cách: File > Export > 2D Graphic > Export Type: Autocad file

Rồi sử dụng phần mềm autocad nhập để bắt đầu sử dụng

Giao diện làm việc của Autocad

Một số sản phẩm của AutocadAutocad

Photoshop

Chương 5.ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ VÀ PHẠM VI ỨNG DỤNG ĐỀ TÀI5.1 Đánh giá kết quả chung:

Thông qua các số liệu trên có thể thấy tỉ lệ phần trăm sai số giữa đo thực nghiệm và trênphần mềm chênh lệch ~1.5%, chênh lệch không đáng kể Phương pháp này giúp tiết kiệm thờigian và nhân lực mà đạt hiệu quả ngang bằng với phương pháp đo đạc truyền thống tốn kém.

Phương pháp nghiên cứu đã giải quyết được những khó khăn trong việc đo vẽ, giúp địnhhình tổng quan hơn về hiện trạng, dễ dàng cho việc thiết kế tổng mặt bằng.

5.2 Phạm vi ứng dụng đề tài

Đề tài ứng dụng chocác đối tượng là sinh viên kiến trúc và những người làm nghề kiếntrúc, phục vụ công tác thiết kế tổng mặt bằng, làm cơ sở để đưa ra các phương án thiết kế, cải tạovà quy hoạch kiến trúc Có thể tham gia các cuộc thi kiến trúc ở khắp mọi nơi trên thế giới màkhông cần phải đến tận thực địa để xác định thông tin thiết lập tổng mặt bằng.Ví dụ: Phương pháp trên đã được áp dụng vào thực tiễn đồ án khách sạn của sinh viên kiến trúcK14 Đại học Hải Phòng.

Địa điểm: Khu bể bơi hải quân, đường Hoàng Diệu, Hải Phòng.

Qua phương pháp ứng dụng phần mềm Sketchup, chúng tôi đã thiết lập được tổng mặtbằng như sau:

Xây dựng được mặt bằng hình khối công trình, hướng tiếp cận, cảnh quan xung quanh.

Chiều dài (m)

Chiều rộng đường (m)

Diện tích (m2) 23.524

Phần III Kết luận và kiến nghị

1 Kết luận:

Đề tài đã xây dựng được phương phápứng dụng tin học vào thiết lập tổng mặt bằng phụcvụ thiết kế kiến trúc, làm quy hoạch, thiết kế cải tạo công trình.Nêu ra được các tính năng cơ bảncủa bộ phần mềm để ứng dụng thiết kế tổng mặt bằng; đồng thời cũng xây dựng được hướng dẫnsử dụng, hướng tới mục tiêu phổ biến rộng rãi phương pháp để áp dụng trong môi trường học tậpcũng như làm việc của ngành kiến trúc.Đề tài giúp cho việc kết nối những người làm kiến trúcmột cách thuận tiện hơn, tạo nên một nguồn tài nguyên kỹ thuật số mở.

Xin chân thành cảm ơn!

TÀI LIỆU THAM KHẢO

- Sketchup & vray trong thiết kế kiến trúc ;Quang Hiển-Tường Thụy; nhà xuất bản giaothông vận tải.

- Tự học nhanh autocad 2007-2008, nhà xuất bản văn hóa thông tin.- Webside: Google.com; Youtube.com;