Công cụ chuyển đổi dữ liệu địa lý và tích hợp vào gis

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN PHẠM THỊ THỊNH CÔNG CỤ CHUYỂN ĐỔI DỮ LIỆU ĐỊA LÝ VÀ TÍCH HỢP VÀO GIS LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Hà Nội - 2016 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN PHẠM THỊ THỊNH CÔNG CỤ CHUYỂN ĐỔI DỮ LIỆU ĐỊA LÝ VÀ TÍCH HỢP VÀO GIS Ngành: Cơng nghệ thơng tin Chuyên ngành: Quản Lý Hệ thống Thông tin Mã số: Chuyên ngành đào tạo thí điểm LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Nguyễn Đình Hóa Hà Nội - 2016 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu không chép Những kiến thức trình bày luận văn tơi tìm hiểu, nghiên cứu trình bày lại theo cách hiểu Trong q trình làm luận văn, tơi có tham khảo tài liệu có liên quan ghi rõ nguồn tài liệu tham khảo Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Học viên Phạm Thị Thịnh LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em xin trân trọng gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo PGS.TS Nguyễn Đình Hóa – Viện CNTT – Trƣờng Đại học Quốc gia Hà Nội anh Phan Thế Hùng– Viện quy hoạch xây dựng Hà Nội trực tiếp hƣớng dẫn tận tình giúp đỡ em suốt thời gian thực luận văn Thứ hai, em xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành tới tồn thể thầy cô giáo Viện CNTT –Đại học Quốc gia Hà Nội dạy bảo tận tình em suốt trình em học tập khoa Trong trình thực luận văn, em nhận đƣợc giúp đỡ nhiều từ anh chị bạn Viện Quy hoạch Xây dựng Hà Nội Cảm ơn anh chị giúp đỡ, tạo điều kiện để em hoàn thành luận văn Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè, đồng nghiệp, ngƣời bên cạnh em để động viên, giúp đỡ tạo điều kiện tốt để em hồn thành luận văn Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Học viên Phạm Thị Thịnh MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU 10 CHƢƠNG 1: DỮ LIỆU ĐỊA LÝ TRONG GIS VÀ VẤN ĐỀ CHUYỂN ĐỔI DỮ LIỆU ĐỊA LÝ ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED 1.1 Khái quát hệ thống thông tin địa lý ứng dụngError! Bookmark not defined 1.1.1 GIS Error! Bookmark not defined 1.1.2 Các thành phần GIS Error! Bookmark not defined 1.1.3 Chức GIS Error! Bookmark not defined 1.1.4 Ứng dụng GIS Error! Bookmark not defined 1.2 Một số hệ GIS thông dụng Error! Bookmark not defined 1.2.1 MapInfo Error! Bookmark not defined 1.2.2 ArcGIS Error! Bookmark not defined 1.2.3 QGIS Error! Bookmark not defined 1.3 Các chuẩn định dạng liệu CAD, GIS liên quanError! Bookmark not defined 1.3.1 1.3.2 1.3.3 1.3.4 CAD Error! Bookmark not defined Một số định dạng CAD Error! Bookmark not defined Dữ liệu địa lý GIS Error! Bookmark not defined CAD GIS Error! Bookmark not defined 1.4 Xây dựng CSDL địa lý phục vụ quy hoạch hạ tầng toán chuyển đổi liệu địa lý Việt Nam Error! Bookmark not defined 1.4.1 Nhu cầu xây dựng CSDL địa lý Error! Bookmark not defined 1.4.2 Các phƣơng pháp chuyển đổi tạiError! Bookmark not defined 1.4.3 Các GIS xử lý liệu CAD nhƣ Error! Bookmark not defined CHƢƠNG 2: PHÁT TRIỂN CÔNG CỤ HỖ TRỢ CHUYỂN ĐỔI DỮ LIỆU ĐỊA LÝ ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED 2.1 Phân tích trạng liệu đề xuất cách giải Error! Bookmark not defined 2.1.1 Kết khảo sát vẽ Error! Bookmark not defined 2.1.2 Phƣơng hƣớng giải quyết Error! Bookmark not defined 2.2 Đề xuất tiêu chuẩn cho vẽ CAD để chuyển đổi tự động vào CSDL địa lý Error! Bookmark not defined 2.2.1 Các yêu cầu kỹ thuật Error! Bookmark not defined 2.2.2 Các khuyến cáo tổ chức liệuError! Bookmark not defined 2.3 Phát triển công cụ chuyển đổi liệu địa lýError! Bookmark not defined 2.3.1 Cách tiếp cận, lựa chọn công nghệ môi trƣờng phát triểnError! Bookmark not defined 2.3.2 Khung phát triển plug-in cho hệ thống GISError! Bookmark not defined 2.4 Phân tích thiết kế cơng cụ hỗ trợ chuyển đổi liệu địa lýError! Bookmark not defined 2.4.1 Mơ hình ca sử dụng Error! Bookmark not defined 2.4.2 Mô tả ca sử dụng Error! Bookmark not defined 2.4.3 Biểu đồ lớp Error! Bookmark not defined 2.4.4 Thiết kế lớp Error! Bookmark not defined CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ CÀI ĐẶT VÀ THỬ NGHIỆM ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED 3.1 Tổ chức thực nghiệm Error! Bookmark not defined 3.1.1 Môi trƣờng thực nghiệm Error! Bookmark not defined 3.1.2 Dữ liệu thực nghiệm Error! Bookmark not defined 3.2 Kết thử nghiệm chƣơng trìnhError! Bookmark not defined 3.2.1 Một số giao diện chƣơng trình hƣớng dẫn thao tác Error! Bookmark not defined 3.2.2 Hiển thị kết Error! Bookmark not defined 3.3 Nhận xét đánh giá Error! Bookmark not defined KẾT LUẬN ERROR! BOOKMARK NOT DEFINED TÀI LIỆU THAM KHẢO 12 DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ VÀ TỪ VIẾT TẮT STT Từ viết tắt/thuật ngữ Từ tiếng Anh Geographical Information System Ý nghĩa Hệ thống thông tin địa lý GIS CSDL CAD Computer Aided Design or Drafting Thiết kế hay vẽ có trợ giúp máy tính ESRI Environmental System Research Institute Viện nghiên cứu hệ thống môi trƣờng Cơ sở liệu NCGIA National Center for Trung tâm quốc gia Geography Information Thông tin Phân tích địa and Analysis lý FIG Federation International Liên đoàn quốc tế nhà of Surveyors giám sát CAE Computer-aided Kỹ nghệ có máy tính trợ engineering giúp Công nghệ liên quan đến việc sử dụng hệ thống máy tính để phân tích đối tƣợng hình học CAD FEA Finite element analysis Giải tích phần tử hữu hạn Ngành học thuật nghiên cứu cung cấp giải pháp số cho phƣơng trình vật lý mơ hình từ lĩnh vực khác CAM Computer-aided manufacturing Sản xuất chế tạo có máy tính trợ giúp Những phần mềm dùng để sinh đoạn mã (code) hợp lệ cho máy CNC 10 CNC Computer numerical Điều khiển máy tính control 11 PDM Product Data Management Một dạng phần mềm chuyên dùng để quản lí liệu 12 DBMS Database Management System Hệ quản trị sở liệu 13 UT Universal translator Một công cụ chuyển đổi liệu địa lý 14 QH Quy hoạch 15 CGDD Chỉ giới đƣờng đỏ DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Thành phần GIS Error! Bookmark not defined Hình 1.2 Bản đồ trạng sử dụng đất thị trấn Yên Thanh, huyện Yên Thành, tỉnh Nghệ An Error! Bookmark not defined Hình 1.3 Bộ phần mềm ứng dụng ArcGIS (Nguồn: ESRI) Error! Bookmark not defined Hình 1.4 Tở chƣ́c sở dƣ̃ liệu – Geodatabase Error! Bookmark not defined Hình 2.1 Bản đồ quy hoạch giao thông-QHPK N2 Error! Bookmark not defined Hình 2.2 SDD Phân Khu N8 SDD Phân Khu N1 Error! Bookmark not defined Hình 2.3 Sơ đờ quy trình chủn đởi dƣ̃ liệ u CAD sang GISError! Bookmark not defined Hình 2.4 Mơ hình ca sử dụng phần mềm Error! Bookmark not defined Hình 2.5 Biểu đồ lớp phần mềm Error! Bookmark not defined Hình 2.6 Lớp giao diện phần mềm Error! Bookmark not defined Hình 2.7 Lớp giao diện tải liệu CAD Error! Bookmark not defined Hình 2.8 Lớp giao diện nhập địa lƣu trữ Error! Bookmark not defined Hình 2.9 Lớp điều khiển Error! Bookmark not defined Hình 3.1 Giao diệ n phần mềm chuyển đổi dƣ̃ liệ u CAD sang GISError! Bookmark not defined Hình 3.2 Giao diện chọn liệu CAD Error! Bookmark not defined Hình 3.3 Giao diện chọn lƣới chiếu Error! Bookmark not defined Hình 3.4 Giao diện chọn vùng lƣu trữ cho liệu sau chuyển đổiError! Bookmark not defined Hình 3.5 Bản vẽ quy hoạch dạng GIS sau đƣợc chuyển đở iError! Bookmark not defined Hình 3.6 Dữ liệu thuộc tính CSDL Quy hoạch Error! Bookmark not defined Hình 3.7 Bản vẽ giới đƣờng đỏ dạng GIS sau chuyển đổiError! Bookmark not defined Hình 3.8 Dữ liệu thuộc tính CSDL Chỉ giới đƣờng đỏ Error! Bookmark not defined MỞ ĐẦU Dữ liệu địa lý tài nguyên quan trọng GIS Việc xây dựng CSDL GIS cập nhật, bổ sung liệu địi hỏi sử dụng nhiều cơng nghệ thu thập liệu khác Chuyển đổi liệu từ nguồn có sẵn khác biện pháp thƣờng sử dụng, cho phép tận dụng nguồn liệu số có sẵn nhƣ vẽ quy hoạch, thiết kế CAD Hỗ trợ ngƣời sử dụng chuyển đổi liệu cho hiệu (nhanh chóng, đảm bảo độ xác, tuân thủ chuẩn …) vấn đề cần đƣợc nghiên cứu hoàn thiện Hiện chủ yếu ngƣời sử dụng dùng công cụ xử lý file liệu thiết lập tham số cho q trình chuyển đổi cách thủ cơng Trong phần mềm hệ thống thơng tin địa lý cho phép mở rộng thêm chức plug-in tự xây dựng Đề tài “Công cụ chuyển đổi liệu địa lý tích hợp vào GIS” đặt mục tiêu nghiên cứu hỗ trợ tốt cho ngƣời sử dụng GIS việc chuyển đổi liệu cách hiệu Bố cục luận văn gồm chƣơng: Chƣơng 1: Trình bày khái niệm chung GIS liệu địa lý, vấn đề chuyển đổi liệu địa lý Chƣơng 2: Tìm hiểu trạng thực tế liệu CAD, vấn đề cần giải chuyển đổi liệu CAD sang GIS Từ đó, phân tích thiết kế cách thức xây dựng công cụ hỗ trợ chuyển đổi liệu địa lý Chƣơng Thử nghiệm chạy chƣơng trình, đánh giá, phân tích kết TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Nguyễn Hồng Phƣơng, Đinh Văn Ƣu (2006), Hệ thống thông tin địa lý số ứng dụng hải dương học NXB Đại Học Quốc Gia Hà Nội [2] Phạm Văn Cự, Lƣơng Anh Tuấn, Hoàng Kim Hƣơng (2005), Giáo trình hệ thống thơng tin địa lý GIS đồ NXB Đại Học Quốc Gia Hà Nội [3] Trần Hùng (2011), Ứng dụng GIS quản lý hạ tầng kỹ thuật đô thị Việt Nam Công ty tƣ vấn GeoViet Hội thảo ứng dụng GIS toàn quốc [4] Nguyễn Khắc Thời, Phạm Vọng Thành, Trần Quốc Vinh, Nguyễn Thị Thu Hiền (2011), Giáo trình viễn thám NXB Đại Học Nông Nghiệp [5] Phạm Hữu Đức (2011), Cơ sở liệu hệ thống thông tin địa lý GIS, NXB Xây Dựng [6] Trần Thị Băng Tâm (2006), Giáo trình hệ thống thơng tin địa lý, NXB Đại Học Nông Nghiệp Tiếng Anh [7] Autodesk, Inc (2011), DXF Reference [8] ESRI Technical paper (2008), Mapping Specification for DWG/DXF (MSD) [9] Environmental Systems Research Institute, Inc (1998), ESRI Shapefile Technical Description [10] R.Zaiane, Dr.Osmar (2001), Principles of knowledge discovery in databases University of Alberta [11] Silas Toms (2015), “ArcPy and ArcGIS Geospatial Analysis with Python” Packt Publishing [12] Husheng-hua, He Zong-yi, Tao Li-jia (2007), “Research on Data Conversion between AutoCAD and GIS” Bulletin of Surveying and Mapping [13] Paul A Zandbergen (2013), “Python Scripting for ArcGIS” ESRI Press Internet [14] [15] [16] https://en.wikipedia.org/wiki/Computer-aided_design https://en.wikipedia.org/wiki/Geographic_information_system http://help.arcgis.com/en/arcgisdesktop/10.0/help/index.html /Shapefile_file_extensions/005600000003000000/ [17] http://www.esri.com/news/arcuser/0401/topo.html [18] https://www.gisconvert.com/ [19] https://www.safe.com/convert/dwg-to-shp/ ...ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI VIỆN CÔNG NGHỆ THÔNG TIN PHẠM THỊ THỊNH CÔNG CỤ CHUYỂN ĐỔI DỮ LIỆU ĐỊA LÝ VÀ TÍCH HỢP VÀO GIS Ngành: Cơng nghệ thông tin Chuyên ngành: Quản Lý Hệ thống Thông tin Mã số:... số cho q trình chuyển đổi cách thủ cơng Trong phần mềm hệ thống thơng tin địa lý cho phép mở rộng thêm chức plug-in tự xây dựng Đề tài ? ?Công cụ chuyển đổi liệu địa lý tích hợp vào GIS? ?? đặt mục... sử dụng GIS việc chuyển đổi liệu cách hiệu Bố cục luận văn gồm chƣơng: Chƣơng 1: Trình bày khái niệm chung GIS liệu địa lý, vấn đề chuyển đổi liệu địa lý Chƣơng 2: Tìm hiểu trạng thực tế liệu CAD,