ỨNG DỤNG GIS TRONG QUẢN LÝ QUY HOẠCH XÂY DỰNG

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan kết đạt luận văn sản phẩm riêng cá nhân Những điều trình bày toàn nội dung luận văn, cá nhân tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu Tất tài liệu tham khảo có xuất xứ rõ ràng trích dẫn hợp pháp NGUYỄN VĂN TUẤN Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm theo quy định cho lời cam đoan Hà Nội, ngày 11 tháng năm 2011 Người cam đoan Nguyễn Văn Tuấn ỨNG DỤNG GIS TRONG QUẢN LÝ QUY HOẠCH XÂY DỰNG LUẬN VĂN THẠC SỸ Hà Nội – 2011 LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC Trong trình học tập hoàn thành luận văn tốt nghiệp, nhận nhiều giúp đỡ, động viên từ thầy cô, gia đình bạn bè Tôi muốn bày tỏ cảm ơn sâu sắc tới tất người LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH MỞ ĐẦU Chương Tổng quan GIS GIS 3D 10 Tôi xin bày tỏ cám ơn đặc biệt tới TS Nguyễn Ngọc Hóa, người định hướng cho lựa chọn đề tài, đưa nhận xét quý giá trực tiếp hướng dẫn suốt trình nghiên cứu hoàn thành luận văn tốt nghiệp 1.1 Khái niệm hệ thống thông tin địa lý 10 1.2 Các thành phần GIS 11 1.3 Các chức GIS 11 Tôi xin cảm ơn thầy cô khoa CNTT - Trường Đại học Công nghệ ĐHQG Hà Nội dạy bảo tận tình cho suốt khoảng thời gian học tập trường 1.4 GIS 3D 14 Tôi xin cảm ơn toàn thể bạn bè đồng nghiệp Trung tâm Cơ sở liệu Hệ thống thông tin – Trung tâm Viễn thám Quốc gia, đơn vị mà công tác, chia sẻ, giúp đỡ tạo điều kiện cho tham gia khoá học hoàn thành khoá luận Xin cảm ơn tất bạn bè giúp đỡ suốt trình học tập công tác Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới gia đình mình, nguồn động viên cổ vũ lớn lao động lực giúp thành công công việc sống Hà Nội, ngày 11 tháng năm 2011 1.4.1 Một số khái niệm 15 1.4.1.1 Mô hình độ cao số 15 1.4.1.2 Mô hình địa hình số .15 1.4.1.3 Mô hình bề mặt số 15 1.4.2 Lưu trữ liệu 3D 15 1.4.3 Khái niệm cấp độ chi tiết 17 1.4.4 Biểu diễn đối tượng 3D 18 1.4.4.1 Điểm .18 1.4.4.2 Đường thẳng 18 1.4.4.3 Mặt phẳng 19 1.4.4.4 Đường cong 20 1.4.4.5 1.5 Nguyễn Văn Tuấn Hình khối .23 Một số ứng dụng mô hình địa hình số 3D 24 1.5.1 Các ứng dụng việc giám sát phát tài nguyên 24 1.5.2 Các ứng dụng xây dựng sở hạ tầng viễn thông .24 1.5.3 Các ứng dụng lĩnh vực quốc phòng .25 1.6 Tình hình ứng dụng GIS Việt Nam 25 1.7 Kết luận 27 Chương Công tác quản lý quy hoạch xây dựng đô thị ứng dụng GIS 28 2.1 Sơ đồ trình tự lập đồ án quy hoạch 30 2.1.2 Một số nhân tố tác động đến công tác lập đồ án quy hoạch .30 2.1.3 2.2 Thực trạng công tác quản lý quy hoạch xây dựng quản lý đô thị 28 2.1.1 Các khó khăn công tác quản lý quy hoạch xây dựng đô thị 31 Ứng dụng GIS quản lý quy hoạch xây dựng đô thị 32 2.2.1 Quản lý nhà nước 33 2.2.2 Xây dựng sở liệu chuyên ngành .34 2.2.3 Tạo, lập báo cáo .34 2.2.4 Cải thiện chất lượng số lượng thông tin địa lý 35 2.3 Sự cần thiết GIS 3D quy hoạch quản lý đô thị 36 2.4 Kết luận 37 Chương Phát triển thử nghiệm hệ thống đánh giá kết thu 38 3.1 Yêu cầu đặt 38 3.2 Thiết kế hệ thống .40 3.2.1 Kiến trúc tổng thể hệ thống 40 3.2.2 Mô hình phân cấp chức phân hệ GIS 3D 41 3.2.3 3.3 Sơ đồ luồng liệu 42 Phép nội suy 43 3.3.2 Xây dựng bề mặt địa hình 3D .44 Các kết đạt 47 3.4.1 Xây dựng mô hình địa hình số 47 3.4.2 Xây dựng đồ trạng địa hình 3D thuộc tính từ 2D 48 3.4.3 Xây dựng mô hình 3D hoá vẽ AutoCAD 51 3.4.4 Quản lý kiểm soát không gian 51 3.4.5 Quy hoạch kiến trúc cảnh quan 57 3.4.6 3.5 GIS Geographical Information System Hệ thống thông tin địa lý 2D Two Dimension Hai chiều 3D Three Dimension Ba chiều Cơ sở liệu CSDL Xây dựng mô hình 3D từ liệu 2D 43 3.3.1 3.4 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT DBMS Database Management System Hệ quản trị Cơ sở liệu DEM Digital Elevation Model Mô hình độ cao số DTM Digital Terrain Model Mô hình địa hình số DSM Digital Surface Model Mô hình bề mặt số Environmental Systems Research Viện nghiên cứu hệ thống Institute môi trường ESRI Phân vùng không gian 58 Kết luận 59 Chương Kết luận hướng phát triển 60 TÀI LIỆU THAM KHẢO 62 Ủy ban nhân dân UBND DANH MỤC HÌNH MỞ ĐẦU Hình Các thành phần GIS 11 Hình Cấp độ chi tiết LoD đối tượng nhà, khối nhà 18 Hiện nay, trạng đô thị biến động nhu cầu cấp Hình Dạng tham số phương trình đường thẳng 18 lãnh đạo người dân về thành phố ngày văn minh Hình Vật thể ba chiều biểu diễn mô hình khung nối kết 23 đại trật tự đặt cho quan quản lý trách nhiệm nặng nề Hình Phân tích đa tiêu chí (khu vực nhiều tiếng ồn, vùng ngập lụt) 26 Đặc biệt việc quản lý sở hạ tầng như: quản lý đất đai, giao thông đô Hình Sử dụng GIS đánh giá mức độ tiếng ồn dự báo ô nhiễm nguồn nước 26 thị, quy hoạch kiến trúc có đòi hỏi cấp bách việc nâng cao Hình Trình tự lập đồ án quy hoạch 30 Hình Kiến trúc tổng thể hệ thống Quản lý quy hoạch xây dựng 41 Hình Mô hình phân cấp chức phân hệ GIS 3D 42 lực quản lý Nhiệm vụ hoàn thành tốt có công cụ quản lý tiên tiến phù hợp, xây dựng tảng CSDL không gian với độ xác cao, có tính đồng bộ, đảm bảo mức độ chi tiết tính cập nhật Hình 10 Luồng liệu phân hệ GIS 3D 42 Hình 11 Quy trình tạo liệu 3D từ liệu 2D 44 Hiện Sở Quy hoạch Kiến trúc thường sử dụng đồ trạng, Hình 12 Bản đồ đường đồng mức thị xã Đồ Sơn 47 đồ quy hoạch dạng đồ phẳng hai chiều phục vụ cho công việc Hình 13 Bản đồ bề mặt địa hình 3D 48 Hình 14 Chồng xếp lớp đường đồng mức, đồ bề mặt lớp điểm 48 Hình 15 Tạo mô hình 3D từ liệu 2D thuộc tính 49 Hình 16 Mô hình 3D thể màu sắc theo thuộc tính 51 Hình 17 Chuyển đổi từ dạng liệu mặt sang 3D 51 Hình 18 Hình ảnh đánh dấu tầng cao công trình mặt (nếu cần chi tiết) 52 Hình 19 Hình ảnh đánh dấu tầng cao trung bình lô đất (không cần chi tiết) 52 Hình 20 Thống kê công trình lô đất toàn vẽ 53 Hình 21 Thống kê công trình loại đất 53 Hình 22 Thống kê mật độ xây dựng theo khu vực 54 Hình 23 Thống kê hạ tầng kỹ thuật 54 hiệu ứng dụng rộng rãi Trong lĩnh vực quản lý quy hoạch đô Hình 24 Thống kê để tìm đối tượng vi phạm vùng cấm 55 thị, GIS 3D có nhiều ứng dụng mà điển hình là: xây dựng mô hình địa hình số Hình 25 Kiểm tra vi phạm chiều cao phương pháp 3D (H>=50m) 55 (DTM), xây dựng mô hình bề mặt số (DSM), theo dõi quản lý sở hạ tầng đô Hình 26 Kiểm tra nhiều điều kiện phương pháp thống kê đánh dấu 56 thị như: đường giao thông, đường điện, thoát nước; quản lý quy hoạch xây Hình 27 Kiểm tra trường nhìn người tham gia giao thông, với góc nhìn thông thường T=30,D=45,N=120 phương pháp hình nón quan sát 56 dựng đô thị; quản lý quy hoạch sử dụng đất đô thị; quản lý quy hoạch kiến Hình 28 Mô hình khu đô thị 13-5 tuyến đường thiết kế 57 trúc đô thị Nhìn chung, ứng dụng công nghệ đa dạng mang lại Hình 29 Không gian trống, xanh 58 hiệu cao Công nghệ mở khả xây dựng mô hình cảnh quan Hình 30 Các khu thấp tầng 58 kiến trúc ba chiều thành phố cách nhanh chóng xác chuyên môn Sở Các đối tượng biểu diễn đồ hai chiều không trực quan đòi hỏi người sử dụng phải có kiến thức chuyên môn đồ, khả biểu diễn kiến trúc mối quan hệ tương quan đối tượng bị hạn chế nhiều GIS 3D công nghệ Việt Nam nước tiên tiến ứng dụng rộng rãi từ vài chục năm gần Công nghệ tạo sản phẩm số với độ xác cao, khả linh động lớn chia sẻ thông tin dễ dàng Chính đặc điểm làm cho công nghệ GIS 3D trở thành công nghệ Thực tế cho thấy hầu hết ứng dụng quản lý quy hoạch đô thị sử dụng mô hình địa hình số (DTM) mô hình số mặt đất (DSM) đầu vào Trong đó, liệu đầu vào để giải toán lại có số hạn chế trình bày Hiện trạng làm cho đơn vị giao Chương Tổng quan GIS GIS 3D nhiệm vụ gặp nhiều khó khăn trình thực thi: thụ động chờ đến Hệ thống thông tin địa lý (Geographic Information System – GIS) nguồn liệu đầu vào xây dựng mong muốn không hoàn hệ thống thông tin máy tính sử dụng để số hóa đối tượng địa lý thành thời hạn Nếu tự nâng cấp liệu gặp khó khăn lớn kinh phí thực kiện liên quan (các thuộc tính phi không gian liên kết với nguồn lực, sử dụng liệu có kết có nhiều hạn chế không gian địa lý) tạo thành liệu địa lý, từ cung cấp công cụ cho phép Việc ứng dụng phần mềm quản lý qui hoạch cho phép cập nhật kịp thời phân tích, đánh giá khai thác liệu địa lý thông tin qui hoạch xây dựng, bổ sung vào nguồn liệu trạng phục vụ kịp "Mọi đối tượng có mặt trái đất biểu diễn hệ thống thông tin thời cho công tác cấp phép thẩm định qui hoạch Sử dụng công nghệ GIS 3D cho địa lý", chìa khóa liên kết sở liệu với hệ thống phép hiển thị trực quan cảnh quan kiến trúc đô thị phục vụ công tác quản lý qui GIS Bắt đầu xuất vào cuối năm 1950, phần mềm GIS hoạch theo chiều cao Nhanh chóng bổ sung vào nguồn liệu 2D có xuất vào cuối năm 1970 từ phòng thí nghiệm Viện nghiên đồ địa hình qui hoạch Trên sở chọn đề tài: “Ứng dụng GIS cứu môi trường Mỹ (ESRI) Lịch sử phát triển GIS thay đổi cách mà quản lý quy hoạch xây dựng” nhằm nghiên cứu đẩy mạnh ứng dụng nhà quy hoạch, kỹ sư, nhà quản lý… làm việc với sở liệu phân tích GIS công tác quản lý quy hoạch xây dựng đô thị liệu Những kết luận văn tổng hợp, trình bày chương sau: 1.1 Khái niệm hệ thống thông tin địa lý Có nhiều quan niệm khác định nghĩa hệ thống thông tin địa lý: Chương trình bày tổng quan hệ thống thông tin địa lý mô hình GIS 3D: khái niệm chung, chức cấu trúc hệ thống thông tin địa lý, khái niệm GIS 3D ứng dụng hệ thống thông tin địa lý GIS Chương trình bày cần thiết khả ứng dụng GIS quản lý quy hoạch xây dựng Việt Nam: đưa khái niệm, thực trạng ứng dụng hệ thống thông tin lĩnh vực quản lý xây dựng Các quy trình, nội dung yếu tố ảnh hưởng đến quy hoạch xây dựng đô thị Chương trình bày giải pháp công nghệ, phát triển thử nghiệm hệ thống quản lý quy hoạch xây dựng ứng dụng công nghệ GIS 3D nêu rõ kết đạt Chương trình bày kết luận hướng phát triển đề tài "Hệ thông tin địa lý hệ thống thông tin bao gồm số hệ (subsystem) có khả biến đổi liệu địa lý thành thông tin có ích" – theo định nghĩa Calkin Tomlinson, 1977 "Hệ thông tin địa lý hệ thống quản trị sở liệu máy tính để thu thập, lưu trữ, phân tích hiển thị không gian" (theo định nghĩa National Center for Geographic Information and Analysis, 1988) Theo định nghĩa ESRI (Environmental System Research Institute) “Hệ thông tin địa lý tập hợp có tổ chức bao gồm phần cứng, phần mềm máy tính, liệu địa lý người, thiết kế nhằm mục đích nắm bắt, lưu trữ, cập nhật, điều khiển, phân tích kết xuất” Cho đến nay, định nghĩa nhiều người sử dụng là: hệ thống thông tin địa lý hệ thống kết hợp người hệ thống máy tính Sau chi tiết nội dung chương 10 thiết bị ngoại vi để lưu trữ, xử lý, phân tích, hiển thị thông tin địa lý để phục vụ mục đích nghiên cứu định 1.2 Thu thập liệu Dữ liệu mô tả đối tượng địa lý lưu trữ sở liệu địa lý Cơ sở liệu địa lý thành phần có chi phí xây dựng cao tồn Các thành phần GIS Một hệ thống GIS gồm có thành phần sau: thời gian dài với hệ thống, việc thu thập liệu vấn đề quan trọng Làm để lấy liệu tồn dạng giấy vào sở Phần cứng Phần mềm nào? Một hệ thống thông tin địa lý phải cung cấp phương pháp để nhập Con người liệu địa lý (tọa độ) liệu dạng bảng (thuộc tính) Hệ thống có nhiều Dữ liệu Các quy trình liệu? Dữ liệu dạng số sử dụng được, định dạng phương pháp nhập liệu mềm dẻo linh động Lưu trữ liệu Có hai mô hình sử dụng để lưu trữ liệu địa lý: vector raster Một hệ thống thông tin địa lý cần phải có khả lưu trữ hai định dạng liệu Trong mô hình liệu vector, đối tượng địa lý biểu diễn tương tự cách chúng biểu diễn đồ (bằng đối tượng điểm, đường vùng) Một hệ thống tọa độ x,y sử dụng để xác định vị trí đối tượng giới thực Mô hình liệu raster biểu diễn đối tượng cách sử dụng Hình Các thành phần GIS lưới bao gồm nhiều ô Các giá trị ô mô tả vị trí đối tượng Mức độ chi tiết đối tượng phụ thuộc vào kích thước ô lưới Định 1.3 Các chức GIS dạng liệu raster phù hợp cho toán phân tích không gian Bất kỳ hệ thống thông tin địa lý phải có sáu chức để giải hiệu vấn đề giới thực Sáu chức là: việc lưu liệu dạng ảnh Dữ liệu dạng raster không thích hợp cho ứng dụng quản lý đất ranh giới đối tượng cần phải phân biệt  Thu thập liệu rõ ràng  Lưu trữ liệu Truy vấn liệu  Truy vấn liệu Một hệ thống GIS phải có công cụ để tìm đối tượng cụ thể dựa  Phân tích liệu vị trí địa lý thuộc tính Các truy vấn, thường tạo  Hiển thị liệu  Xuất liệu câu lệnh biểu thức logic, sử dụng để chọn đối tượng đồ ghi chúng sở liệu 11 12 Một truy vấn hệ thống GIS thông thường trả lời câu hỏi: Cái Xuất liệu gì? Ở đâu? Trong kiểu truy vấn này, người sử dụng biết đối tượng nằm vị trí Hiển thị kết yêu cầu bắt buộc hệ thống GIS Việc hiển thị nào, muốn biết thuộc tính Điều thực hệ thực nhiều cách khác Càng nhiều dạng đầu mà GIS có thống GIS đối tượng địa lý thể đồ có liên kết với thể đưa khả tiếp cận thông tin đối tượng xác cao thông tin thuộc tính lưu sở liệu 1.4 GIS 3D Một kiểu truy vấn khác tìm vị trí thỏa mãn số tính chất Trong trường hợp này, người sử dụng biết rõ tính chất quan trọng muốn tìm xem đối tượng có thuộc tính Trong năm gần đây, với phát triển vượt bậc công nghệ mới, liệu không gian hiển thị lập thể trực quan đáp ứng nhu cầu ngày đa dạng người sử dụng Ngành đồ từ thành lập Phân tích liệu phát triển đến hạn chế việc xây dựng cách hiển thị trực quan Phân tích địa lý thường liên quan đến nhiều tập liệu khác yêu liệu không gian môi trường hai chiều Một câu hỏi quan trọng đặt cầu trình nhiều bước kết cuối Một hệ thống GIS liệu ngành đồ khai thác lợi công nghệ không phải có khả phân tích mối quan hệ không gian tập liệu để trả lời khai thác nào? câu hỏi giải vấn đề mà người sử dụng đặt Ba phương pháp phân tích thông tin địa lý phổ biến là: • • • Một mô hình địa hình 3D tương tác có nhiều ưu điểm Nó cung cấp cho người dùng khả chủ động chọn vị trí quan sát đồ, Phân tích gần kề xấp xỉ: Sử dụng thuật toán buffering để xác định mối cho phép nhận biết tìm hiểu liệu không gian thông tin quan hệ gần kề giữ đối tượng thuộc tính liên quan đến đối tượng địa hình xác Chắc chắn việc áp Phân tích chồng xếp: Kết hợp đối tượng hai lớp liệu để tạo dụng công nghệ phục vụ cho ngành đồ hoàn thiện chất lượng lớp mới, lớp kết chứa đựng thuộc tính có hai sản phẩm đồ mở lĩnh vực ứng dụng lớp gốc Lớp kết phân tích để tìm đối tượng Mặt khác, việc ứng dụng rộng rãi công nghệ thành lập đồ chồng phủ, để tìm mức độ đối tượng nằm vùng thực nhiều nước giới Ngành đồ nước nhiều vùng hướng đến hai loại đồ tiên tiến đồ 3D đồ động Mô hình địa Phân tích mạng lưới: Để giải toán mạng lưới giao hình 3D với nhóm nội dung, độ chi tiết khác phục vụ cho mục đích thông, mạng lưới thủy văn du lịch, quy hoạch dự báo tương lai trở thành thương phẩm thường gặp nhiều nước phát triển Mô hình liệu, phương pháp thành lập, Hiển thị liệu khuôn dạng số liệu đa dạng phụ thuộc vào công nghệ sẵn có Hệ thống GIS cần phải có công cụ để hiển thị đối tượng địa lý sử dụng nhiều ký hiệu khác Đối với nhiều loại phép toán phân tích, kết cuối đồ, đồ thị báo cáo trường hợp Ở Việt Nam, ngành khoa học tuỳ theo yêu cầu riêng biệt điều kiện vật chất kỹ thuật có số sản phẩm đồ họa có yếu tố địa hình 3D như: sơ đồ tuyến, mặt cắt ngành giao thông, thuỷ lợi; 13 14 DEM tạo trình xử lý ảnh máy bay; đồ tác chiến quân Đường đồng mức mô tả địa bề mặt sự; mô hình cảnh quan giáo dục hay du lịch Các số liệu thành lập Đường đồng mức mô tả địa bề mặt nguồn liệu sẵn có phổ biến cho số khu vực thiếu tính hệ thống mang đặc trưng riêng cho việc lập DTM Bởi cách để mô tả địa bề mặt theo cách ngành làm truyền thống (hiện sử dụng rộng rãi) Nguồn liệu 1.4.1 lưu giữ dạng đồ giấy nên để dùng để tạo DTM cần phải 1.4.1.1 Một số khái niệm số hoá hiệu chỉnh biến đổi thành dạng liệu 3D Mô hình độ cao số Dữ liệu ảnh (bao gồm ảnh máy bay ảnh vệ tinh) Mô hình độ cao số ((Digital Elevation Model - DEM) mô hình số miêu tả bề mặt mặt đất không bao gồm đối tượng vật thể xây dựng dựa điểm độ cao đường bình độ DEM nội dung Mô hình địa hình 3D nên ứng dụng mô hình địa hình 3D ứng dụng từ DEM 1.4.1.2 Dữ liệu ảnh có từ ảnh chụp máy bay hay ảnh chụp vệ tinh sử dụng để tạo liệu địa hình xác có độ phân giải cao Ngoài ra, nguồn liệu cho DTM kiểu có từ việc đo đạc radar, laser Dữ liệu đo đạc (trắc đạc) Dữ liệu có từ việc đo đạc loại liệu xác có Mô hình địa hình số được, điểm đo thiết kế cho có để mô tả hình dáng địa Cũng giống DEM, mô hình địa hình số (Digital Terrain Model – hình bề mặt thực tế bao gồm nhiều điểm đo Chất lượng DTM) mô hình số miêu tả bề mặt mặt đất không bao gồm đối tượng vật loại liệu cao, nhiên đòi hỏi chi phí lớn thời gian cho công tác đo thể xây dựng dựa điểm độ cao, đường bình độ đạc thực địa Do phương pháp thực hiệu đối tượng nằm bề mặt sông suối, ao hồ… Do độ xác dự án, nghiên cứu phạm vi có diện tích nhỏ DTM cao DEM, DTM sở để đo vẽ địa hình trạm ảnh số 1.4.1.3 Mô hình bề mặt số Khi có liệu địa hình bề mặt cần phải chọn cách thích hợp để mô hình hoá địa bề mặt Có hai cách tiếp cận để mô hình hoá địa bề mặt từ liệu: Mô hình bề mặt số (Digital Surrface Model - DSM) mô hình độ cao Lập DTM phương pháp toán học: Trong trường hợp DTM số miêu tả bề mặt mặt đất bao gồm đối tượng vật thể nhà tạo hay nhiều hàm toán học tương thích với tập liệu có địa cửa, cây, đường giao thông Mô hình bề mặt số có ý nghĩa quan trọng bề mặt Cách làm không phù hợp với đối tượng địa môi trường, việc tạo ảnh trực giao ảnh vệ tinh, ảnh máy bay chụp màu có độ phân giải trình bày, đối tượng địa môi trường đối tượng tự nhiên nên cao có hình dạng 1.4.2 Lập DTM trực tiếp từ liệu có địa bề mặt: Cách phù hợp Lưu trữ liệu 3D cho việc mô hình hoá đối tượng địa môi trường tạo DTM mô tả đối Nguồn liệu để tạo DTM tượng cách trung thực với lượng thông tin (dữ liệu) biết đối tượng DTM tạo từ nguồn liệu sau: Mức độ xác việc mô tả đối tượng DTM lúc phụ thuộc chủ yếu vào mức độ xác mức độ đầy đủ liệu đối tượng 15 16 Vì lý địa hình phức tạp, hiểm trở đối tượng nằm lòng đất, lý kinh tế đủ chi phí, việc lấy mẫu, đo đạc thực cách liên tục, nguồn liệu cho DTM dù dạng tập liệu rời rạc Các đối tượng địa môi trường có hình dạng có tính liên tục Nếu lập DTM phương pháp toán học hàm toán học công cụ liên kết điểm liệu rời rạc để mô tả đối tượng Cũng tương tự vậy, lập DTM trực tiếp từ liệu Hình cần phải có mô hình thích hợp để liên kết điểm liệu rời rạc để mô tả đối Cấp độ chi tiết LoD đối tượng nhà, khối nhà tượng Có mô hình thích hợp cho việc tạo DTM trực tiếp từ liệu: Đó mô 1.4.4 Biểu diễn đối tượng 3D hình lưới (Rectangular grid) mô hình mạng tam giác (Triangulated Irregular 1.4.4.1 Điểm Network – TIN) 1.4.3 Điểm thành phần sở định nghĩa hệ tọa độ Đối với hệ Khái niệm cấp độ chi tiết tọa độ hai chiều điểm xác định cặp tọa độ (x, y) Khi biểu diễn Khái niệm cấp độ chi tiết (Level of Detail – LoD) đưa để diễn tả mức độ chi tiết, giống mô hình địa hình 3D giới thực Ở bước 1- xây dựng mô hình hình học, LoD định độ chi tiết đối tượng độ xác DEM, chi tiết bề mặt đất bỏ qua, công trình kiến trúc phải thể thể đến điểm độ cao địa hình, thường biểu diễn điểm hệ tọa độ chiều xác định giá trị (x, y, z) 1.4.4.2 Đường thẳng Một đường thẳng xác định biết hai điểm thuộc Phương trình đường thẳng qua hai điểm (x1, y1) (x2, y2) có dạng sau : mức nào, tiểu tiết khái quát hoá Ở bước - Hiển thị trực quan, LoD định mặt hình thức đối x  x1 x  x1  y  y1 y  y1 tượng thể giống với hình ảnh thực đến mức Có hai xu hướng thể trái ngược Một ký hiệu hoá tối đa đối tượng theo nguyên tắc đồ Hai cố gắng thể đối tượng giống với hình ảnh Ngoài ra, người ta sử dụng phương trình tham số đường thẳng có dạng tọa độ x, y mô tả qua thành phần thứ ba t thực tốt Thí dụ cách thứ nhà bê tông qui định thể (x2,y2) đơn giản khối màu xám, cách thứ hai chụp ảnh tất bề mặt ảnh đính lên bề mặt mô hình nhà Người t>1 t=1 (x1,y1) t=0 thiết kế phải chọn điểm dừng hợp lý hai xu hướng t=50m) Hình 27 Kiểm tra trường nhìn người tham gia giao thông, với góc nhìn thông thường T=30,D=45,N=120 phương pháp hình nón quan sát 55 56 Phương pháp hình nón sở quan trọng quản lý phát triển tầng cao công trình xây quanh quảng trường bờ hồ (lúc góc nhìn tuỳ chọn theo khống chế, tâm nhìn vùng trung tâm hướng nhìn vuông góc với mặt đất 3.4.6 Phân vùng không gian - Không gian trống, xanh 3.4.5 Quy hoạch kiến trúc cảnh quan Xây dựng mô hình kiến trúc cảnh quan GIS (quá trình xây dựng hoàn toàn tự động không xây dựng theo chiều cao thông thường mà theo nhiều trường thuộc tính khác nhau) Hình 29 Không gian trống, xanh - Các khu thấp tầng Hình 28 Mô hình khu đô thị 13-5 tuyến đường thiết kế Hình 30 Các khu thấp tầng Khi nghiên cứu lập quy hoạch, không gian người thiết kế dựa yêu cầu, ý tưởng hình dung tuyến giao thông, đóng 57 58 mở không gian tưởng tượng mà chưa thực trải Một cách thông thường, muốn thấy trước việc tuyến đường cần dùng chương trình 3Dmax lập lại mô hình, trình chiếu video động Nhưng cách làm video công, thời gian, kinh phí lớn Đây khó khăn cho người thiết kế kiểm tra lại sản phẩm có đạt hiệu không gian Chương Kết luận hướng phát triển Những kết tìm hiểu, nghiên cứu luận văn yêu cầu quản lý nhà nước lĩnh vực quản lý quy hoạch đô thị thực trạng ứng dụng công nghệ thông tin cho thấy việc xây dựng hệ thống phần mềm hỗ trợ cho công tác quản hay không lý quy hoạch xây dựng vô cần thiết Hệ thống không hệ 3.5 Kết luận Hệ thống quản lý quy hoạch xây dựng đô thị phát triển với nhiều chức xử lý liệu, quản lý vẽ, đồ án quy hoạch… đáp ứng phần yêu cầu thực tế việc sử dụng GIS việc quản lý quy hoạch xây dựng địa phương Hệ thống có tính mở cao, dễ phát triển, cập nhật thân thiện với người sử dụng Hệ thống ứng dụng Sở quy hoạch xây dựng địa phương: Hải Phòng, Hà Nội bước đầu đánh giá đáp ứng yêu cầu công tác quản lý quy hoạch, giúp cho công tác quản lý nhanh chóng hiệu thống hỗ trợ quản lý, công cụ đa mục tiêu riêng ngành quản lý mà có tác động to lớn đến phát triển nhiều ngành kinh tế khác xây dựng, giao thông, nông nghiệp, quy hoạch đô thị, quản lý dân số, an ninh lương thực, bảo vệ trật tự an ninh… Sau kết mà luận văn thực được:  Tìm hiểu hệ thống thông tin địa lý công nghệ GIS 3D  Trên sở phân tích thực trạng nhu cầu, luận văn xác định yêu cầu nội dung hệ thống thông tin phục vụ cho toán quản lý quy hoạch xây dựng  Phân hệ quản lý quy hoạch xây dựng với GIS 3D phát triển luận văn tiến hành thử nghiệm Sở quy hoạch kiến trúc Hải Phòng với kết đạt sau: - Mô hình hóa 3D theo chuyên đề, thuộc tính: trạng tự nhiên, trạng sử dụng đất, trạng kiến trúc cảnh quan - Chuyển đổi liệu từ 2D sang 3D - Chồng xếp lớp chuyên đề để phân tích đánh giá trạng để phân định vùng thuận lợi, hạn chế, cấm xây dựng vùng đất có khả sinh lời… - Thiết kế quy hoạch o Thể ý tưởng quy hoạch tạo đối tượng vùng, điểm, đường o Nghiên cứu lập kịch cấu quy hoạch phân khu chức dạng 3D có gắn với thuộc tính o Xác định chi tiết khu chức theo kịch bản: tỷ lệ loại đất theo yêu cầu, kiểm tra hợp lý tính toán bán kính phục vụ công trình công cộng, sức chứa, độ cao… 59 60 o Thiết kế, kiểm soát độ cao công trình điểm nhấn, xanh không gian mở, hiệu không gian điểm nhìn - TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Phân tích mô hình hóa phương án thiết kế o Lập đồ chuyên đề Bộ Xây Dựng (2006), Quy chuẩn tiêu chuẩn xây dựng, Hà Nội o Chồng xếp Bộ Xây Dựng (2008), Quy chuẩn xây dựng Việt Nam, quy hoạch xây dựng, Hà Nội o Mô hình hóa 3D - Điều chỉnh quy hoạch theo phương án, qua đợt báo cáo tiếp thu nâng cao - Tổng hợp thuộc tính báo cáo theo yêu cầu - Xuất vẽ GIS Autocad, 3D Max, Photoshop…để tinh chỉnh Nguyễn Văn Ba (2003), Phân tích thiết kế hệ thống thông tin, Hà Nội Lê Thị Kim Dung (2007), Giáo trình kỹ thuật đô thị, Đà Nẵng Đặng Văn Đức (2001), Hệ thống thông tin địa lý, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, Hà Nội Tiếng Anh Hướng phát triển  Tiếp tục hoàn thiện phần mềm để đáp ứng nhu cầu khác công tác quản lý quy hoạch xây dựng đô thị  Phát triển công cụ xử lý liệu ESRI Press; illustrated edition edition Esri  Tiếp tục hoàn thiện đến xây dựng hệ thống qui trình chức chuẩn phần mềm quản lý quy hoạch xây dựng toàn ngành Environmental Systems Research Institute (1999), Building a geodatabase, ESRI Press; illustrated edition nhằm đảm bảo thống hệ thống thông tin quản lý xây dựng đô thị Việt Nam Environmental Systems Research Institute (2000), Modeling our word, Kang Tsung Chang (2007), Programming ArcObjects with VBA, CRC Press Michael Zeiler (2010), Modeling Our World: The ESRI Guide to Geodatabase Concepts, ESRI Press 10 Michael Zeiler (2001), Exploring ArcObjects, ESRI Press 11 P.A.Burrouch (1987), Principle of Geographycal Information System, Oxford 12 USGS (2005), Geographic Information System, U S Geological Survey 509 National Center, Reston, VA 20192, USA 61 62