Nghiên cứu thành lập công cụ chuyển bản đồ lên Google Earth

Bài viết trình bày kết quả nghiên cứu phần mềm Google Earth, ngôn ngữ KML, cấu trúc DXF, các công thức chuyển hệ tọa độ ứng dụng cho việc thành lập công cụ chuyển bản đồ lên Google Earth.

72 Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất Tập 58, Kỳ (2017) 72-76 Nghiên cứu thành lập công cụ chuyển đồ lên Google Earth Phùng Minh Sơn* Khoa Trắc địa - Bản đồ Quản lý đất đai, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Việt Nam THƠNG TIN BÀI BÁO TĨM TẮT Q trình: Nhận 15/08/2017 Chấp nhận 18/10/2017 Đăng online 29/12/2017 Bài báo trình bày kết nghiên cứu phần mềm Google Earth, ngôn ngữ KML, cấu trúc DXF, công thức chuyển hệ tọa độ ứng dụng cho việc thành lập công cụ chuyển đồ lên Google Earth Kết nghiên cứu chuyển đồ lên Google Earth mang lại nhiều ứng dụng ngành Trắc địa như: cho phép chuyển từ x,y sang B,L ngược lại; cho phép chuyển kinh tuyến, múi chiếu; cho phép chuyển từ x,y,h (VN2000) sang B,L,H (WGS84) ngược lại Từ khóa: Cấu trúc DXF Cấu trúc KML Chuyển hệ tọa độ © 2017 Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tất quyền bảo đảm Mở đầu Hiện có nhiều phần mềm chuyển đồ lên Google Earth Golbal Mapper, Mapinfor, ArcGIS, nhiên phần mềm gây khó khăn cho người sử dụng tính quyền, ngơn ngữ Do đề tài nghiên cứu thành lập cơng cụ đưa đồ lên Google Earth việc cần thiết Giải vấn đề Phần mềm Google Earth phần mềm miễn phí mạng Internet, chương trình địa cầu ảo, vẽ đồ Trái Đất địa cầu ảo 3D Sử dụng hệ tọa độ quốc tế WGS84 Dữ liệu làm việc file KML Để thành lập công cụ chuyển đồ lên Google Earth cần nghiên cứu nội dung sau: 2.1 Cấu trúc DXF _ *Tác giả liên hệ E-mail: minhsonmdc@gmail.com Là tập tin văn ASCII bình thường mơ tả quy định vẽ mô tả đối tượng Bản chất DXF gồm mã giá trị tương ứng Một file DXF chia thành nhiều phần, phần bắt đầu nhóm mã theo sau chuỗi SECTION Mỗi phần bao gồm nhóm mã giá trị định nghĩa phần tử Phần cuối đoạn với ký tự theo sau chuỗi ENDSECTION Toàn thể cấu trúc tệp DXF có dạng sau: • Phần Header Thơng thường thông tin vẽ mô tả phần Nó gồm liệu số số lượng biến động hệ thống Mỗi thông số chứa tên biến giá trị tương ứng • Phần Classses Giữ thơng tin cho trình ứng dụng- xác định đặc điểm classes, trường hợp đặc biệt Block, Entities liệu mục Objects • Phần Tables Phần chứa định nghĩa ký hiệu sau đây: Phùng Minh Sơn/Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 58(6), 72-76 APPID (application identification table) BLOCK_RECORD (block reference table) DIMSTYLE (dimension style table) LAYER (layer table) LTYPE (linetype table) STYLE (text style table) UCS (User Coordinate System table) VIEW (view table) VPORT (viewport configuration table) • Phần Blocks Chứa định nghĩa khối vẽ khác tham chiếu vào vẽ thời • Phần ENTITIES Chứa đối tượng đồ họa vẽ • Phần Objects Chứa đối tượng phi đồ họa vẽ * Tìm hiểu sâu phần ENTITIES: chứa đối tượng đồ họa thể vẽ đối tượng điểm, đoạn, đa giác ghi - Cấu trúc sau: SECTION ENTITIES ‘ Cấu trúc điểm ‘ Cấu trúc đoạn ‘ Cấu trúc đa giác ‘ Cấu trúc ghi ENDSEC EOF - Ví dụ cấu trúc điểm: POINT ‘Từ khóa cấu trúc điểm ‘Phân lớp Diem ‘Lớp điểm 10 ‘Tọa độ x 1000.123 ‘Giá trị tọa độ x 20 ‘Tọa độ y 5000.456 ‘Giá trị tọa độ y 30 ‘Tọa độ z 10.0 ‘Giá trị tọa độ z (Trần Thùy Dương nnk, 2016) 2.2 Ngôn ngữ KML KML định dạng file để hiển thị liệu địa lý điểm, đường, hình ảnh, đa giác mơ hình trình duyệt Earth KML sử dụng cấu trúc dựa tag với thành phần lồng 73 thuộc tính dựa chuẩn XML - Cấu trúc sau: Ten tep.kml ‘ Cấu trúc điểm ‘ Cấu trúc đoạn ‘ Cấu trúc đa giác ‘ Cấu trúc ghi - Ví dụ cấu trúc điểm ‘Từ khóa cấu trúc điểm 107.067452072549,10.8192251534237,0 ‘Tọa độ B, L, H hệ WGS84 (https://developers.google.com/kml/) 2.3 Các công thức chuyển hệ tọa độ a Chuyển từ x, y qua B, L  B = B x + A y + A y + A y + A y + … (1)   L = L + B1 y + B3 y + B5 y + B7 y + … Trong Bx giá trị khởi đầu việc tính tốn chuyển từ x, y qua B, L: sin 2b0 sin 4b0 sin 6b0 Bx  b0  b2  b4  b6 b Chuyển từ B, L x, y  x = X + A l + A l + A l + A l + …  (2)   y = B1l + B3l + B5 y + B7 l + … Trong đó: X0 giá trị khởi đầu việc tính chuyển đổi từ B, L sang x,y Giá trị X0 (chiều dài cung kinh tuyến) xác định công thức sau đây: X0 = B B 0 S   M dB  a (1  e )  (1  e2 sin B) 3 / dB (Đinh Cơng Hòa, 2012) c Cơng thức tính chuyển tọa độ từ Hệ VN-2000 sang Hệ WGS-84 quốc tế Để chuyển tọa độ trắc địa (B', L', H') từ Hệ VN- 74 Phùng Minh Sơn/Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 58(6), 72-76 2000 sang Hệ WGS-84 quốc tế, cần phải chuyển tọa độ trắc địa (B', L', H') sang tọa độ vng góc khơng gian (X', Y', Z') Hệ VN-2000 theo công thức: X  (N  H).cosB.cosL  (3) Y  (N  H).cosB.sin L Z  [N.(1 - e )  H ] sin B  Tính tọa độ vng góc không gian (X, Y, Z) Hệ WGS-84 quốc tế theo tọa độ vng góc khơng gian (X', Y', Z') Hệ VN-2000 theo công thức:  X  X O  k 1.( X   O Y   O Z )  1 Y  YO  k (O X   Y    O Z ) (4)  1 Z  Z O  k ( O X    O Y   Z ) (Phạm Hoàng Lân nnk, 2012) - Tham số dịch chuyển gốc tọa độ: Δx = -191.90441429; Δy = -39.30318279; Δz = -111.45032835 - Gúc xoay trục tọa độ ω = -0.00928836; ψ = 0.01975479; ε = -0.00427372 - Hệ số tỷ lệ chiều dài k = 1.00000025290628 (Thông tư số 973/2001/TT-TCĐC) Từ tọa độ vng góc khơng gian (X, Y, Z) Hệ WGS-84 quốc tế, tính tọa độ trắc địa (B, L, H) Hệ WGS-84 quốc tế theo công thức: Tệp vẽ *.dxf Điểm Đoạn Đa giác Ghi  Z  e N sin B  B  arctg X2  Y   Y  L  arctg X  H  X  Y sin B  N   Trong đó: e tâm sai bậc ê-líp-xơ-ít WGS-84 2 a ( e  a 2 b ), N  bán kính a  e sin B cung thẳng đứng thứ ê-líp-xơ-ít WGS-84 điểm có vĩ độ B (Phạm Hoàng Lân nnk, 2012) 2.4 Chuyển đồ từ hệ tọa độ Quốc gia VN2000 lên Google Earth Kết nghiên cứu Kết nghiên cứu xây dựng được: Chương trình chuyển đồ lên Google Earth (Hình 2) Kkết chuyển đồ lên Google Earth (Hình 3) Các tiện ích sử dụng phần mềm Geotool gồm: Trans BL cho phép chuyển từ x,y sang B,L ngược lại; Change Zone cho phép chuyển kinh tuyến, múi chiếu; Trans cho phép chuyển từ x,y,h (VN2000) sang B, L, H (WGS84) ngược lại Kết luận Việc thành lập công cụ chuyển đồ lên Google Earth cần thiết để khắc phục số Tọa độ Công thức (1) Tọa độ B’, L’, VN2000 x, y, H’ (VN2000) h Công thức (3) Tệp *.kml (theo cấu trúc Google Earth) Tọa độ B, L, Công thức (5) H (WGS-84) (5) Tọa độ X, Y, Z Công thức (4) (WGS-84) Tọa độ X’, Y’, Z’ (VN2000) Hình Sơ đồ chuyển đồ từ hệ tọa độ Quốc gia VN2000 lên Google Earth Phùng Minh Sơn/Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 58(6), 72-76 75 Hình Giao diện chương trình chuyển đồ lên Google Earth Hình Kết chuyển đồ lên Google Earth nhược điểm phần mềm nước cho ứng dụng thiết thực thực tế: phục vụ nối sơ họa, khảo sát thực tế, tìm điểm, chỉnh lý đồ Tài liệu tham khảo Đinh Cơng Hòa, 2012 Lập trình tốn trắc địa sở Nhà xuất Giao thơng vận tải, Hà Nội, 343 trang Phạm Hoàng Lân, Đặng Nam Chinh, Dương Văn Phong, 2012 Trắc Địa cao cấp đại cương Nhà xuất Khoa học - Kỹ thuật, Hà Nội, 187 trang Trần Thùy Dương, Phạm Thế Huynh, Đinh Hải Nam, 2016 Kỹ thuật lập trình trắc địa Nhà xuất Chính trị Quốc gia - Sự thật, 231 trang Thông tư số 973/2001/TT-TCĐC ngày 20 tháng năm 2001 việc hướng dẫn áp dụng hệ quy chiếu hệ tọa độ quốc gia VN-2000 Tổng Cục Địa chính, 2001 https://developers.google.com/kml/ 76 Phùng Minh Sơn/Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 58(6), 72-76 ABSTRACT Research established software transfer on google rarth Phung Minh Son Faculty of Geomatics and Land Administration, Hanoi University of Mining and Geology, Vietnam His article presents the results of Google Earth software research, the KML language, the DXF structure, the application coordinate transformation formulas for creating a mapping tool to Google Earth Research results have moved the map to Google Earth, offering many applications in the geodetic Research results have been mapped to Google Earth, which offers many applications in the geodetic area such as: allowing to move from x, y to B, L and vice versa; Permitting the transfer of meridians, projections; Allows to switch from x, y, h (VN2000) to B, L, H (WGS84) and vice versa  ... 2012) 2.4 Chuyển đồ từ hệ tọa độ Quốc gia VN2000 lên Google Earth Kết nghiên cứu Kết nghiên cứu xây dựng được: Chương trình chuyển đồ lên Google Earth (Hình 2) Kkết chuyển đồ lên Google Earth (Hình... trình chuyển đồ lên Google Earth Hình Kết chuyển đồ lên Google Earth nhược điểm phần mềm nước cho ứng dụng thiết thực thực tế: phục vụ nối sơ họa, khảo sát thực tế, tìm điểm, chỉnh lý đồ Tài... cụ chuyển đồ lên Google Earth cần thiết để khắc phục số Tọa độ Công thức (1) Tọa độ B’, L’, VN2000 x, y, H’ (VN2000) h Công thức (3) Tệp *.kml (theo cấu trúc Google Earth) Tọa độ B, L, Công thức