Nghiên cứu xây dựng các công cụ tự động hóa thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất bằng phần mềm fme

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT TỐNG THỊ LAN NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CÁC CƠNG CỤ TỰ ĐỘNG HĨA THÀNH LẬP BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT BẰNG PHẦN MỀM FME LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Hà Nội – 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT TỐNG THỊ LAN NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG CÁC CƠNG CỤ TỰ ĐỘNG HĨA THÀNH LẬP BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT BẰNG PHẦN MỀM FME Ngành: Kỹ thuật trắc địa – đồ Mã số: 60520503 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Nguyễn Thế Công Hà Nội – 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu kết Luận văn trung thực chưa công bố công trình khác Hà Nội, ngày tháng 10 năm 2014 Tác giả Luận văn Tống Thị Lan MỤC LỤC NỘI DUNG Trang Trang bìa phụ Lời cam đoan MỤC LỤC Danh mục thuật ngữ, chữ viết tắt Danh mục bảng, biểu Danh mục hình vẽ, đồ thị LỜI CẢM ƠN MỞ ĐẦU CHƯƠNG KHẢO SÁT CÁC QUY TRÌNH THÀNH LẬP BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT ĐANG ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG THỰC TẾ 1.1 Khái niệm, mục đích, yêu cầu đồ trạng sử dụng đất 1.2 Cơ sở toán học đồ trạng sử dụng đất 1.2.1 Hệ quy chiếu lưới đồ 1.2.2 Độ xác đồ 18 1.2.3 Tỷ lệ đồ 19 1.3 Nội dung đồ trạng sử dụng đất 20 1.4 Quy định chung việc thành lập đồ trạng sử dụng đất 21 1.5 Tài liệu dùng để thành lập đồ trạng sử dụng đất 21 CHƯƠNG 22 KHẢO SÁT KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG PHẦN MỀM FME TRONG CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA BẢN ĐỒ 2.1.Phần mềm FME Universal Viewer………………………… 2.1.1.Tổng quan FME Universal Viewer 2.1.2 Các chức FME Universal Viewer 22 37 37 38 42 2.1.3 Thực hành FME Universal Viewer… 51 2.2 FME Workbench 2.2.1 Khởi động FME Workbench 55 2.2.2 Chuyển liệu từ MicroStation sang Arcgis 55 2.2.3 Một số công cụ sử dụng nhiều trình chuyển đổi định dạng liệu từ file *.dgn sang *.MDB 56 2.2.4 Sử dụng WorkBench để chuyển định dạng liệu CHƯƠNG 56 ỨNG DỤNG PHẦN MỀM FME XÂY DỰNG CÁC CƠNG CỤ HỖ TRỢ TỰ ĐỘNG HĨA THÀNH LẬP BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT………………………………………… 57 3.1 Xây dựng quy trình thành lập đồ trạng sử dụng đất từ đồ địa 58 3.2 Chuẩn bị liệu 58 3.2.1 Thu thập liệu… 61 3.2.2 Tổng hợp đồ địa chính, chuyển lên đồ (gộp liệu) 64 3.3 Chuẩn hóa CSDL 64 3.3.1 Chuyển đổi CSDL từ *.dgn sang *.mdb 66 3.3.2 Nhập CSDL thuộc tính 67 3.4 Xây dựng cơng cụ tự động hóa thành lập đồ HTSDĐ 68 3.4.1 Công cụ gộp vùng(Dissolver) 71 3.4.2 Cơng cụ tổng qt hóa đường(LineJoiner) 73 3.4.3 Công cụ tô màu cho đối tượng vùng (ColorSetter) 74 3.5 Phần kết thực nghiệm …………… .… 75 3.6 Đánh giá chất lượng đồ trạng sử dụng đất thành lập công cụ tự động hóa… 76 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 DANH MỤC CÁC THUẬT NGỮ, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Viết đầy đủ FME Feature Manipulation Engine GIS Geographical Information Systems HTSDĐ Hiện trạng sử dụng đất DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Trang Bảng1.1: Tỷ lệ đồ dùng để thành lập đồ trạng sử dụng đất Bảng1 2: Cách thể khoanh đất đồ tương ứng với tỷ lệ đồ DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Trang Hình 2.1 Gia diện làm việc FME Universal Viewer 22 Hình 2.2 Cửa sổ điều khiển 23 Hình 2.3 Cơng cụ thay đổi màu sắc 23 Hình 2.4 Cửa sổ tìm kiếm đối tượng 24 Hình 2.5 Cửa sổ hiển thị thông tin đối tượng 24 Hình 2.6 Cửa sổ thơng tin 25 Hình 2.7 Cửa sổ đăng nhập 25 Hình 2.8 Thanh trạng thái 26 Hình 2.9 Thanh thực đơn 26 Hình 2.10 Thanh cơng cụ FME Universal Viewer 26 Hình 2.11 Mở lựa chọn tập liệu đến hộp thoại hiển thị 27 Hình 2.12 Lựa chon định dạng 28 Hình 2.14 Lựa chọn hệ tọa độ thích hợp phần hệ tọa độ 29 Hình 2.20 Hộp thoại Drawing Styles 31 Hình 2.57 Mơ hình chuyển đổi liệu FME 53 Hình 2.58 Sơ đồ chuyển đổi liệu vào sở liệu địa 54 Hình 3.1 Quy trình thành lập BĐHTSDĐ từ đồ địa 55 Hình 3.5 Dữ liệu đồ phường Cẩm Bình 58 Hình 3.19 Thơng số lựa chọn hàm Dissolver 64 Hình 3.20 Modun thành lập đồ trạng cấp xã 65 10 Hình 3.21 Trước dùng hàm Dissolver 65 Hình 3.22 Sau dùng hàm Dissolver 66 Hình 3.24 Hàm ColorSetter 67 Hình 3.25 Cách kết hợp số cụng cụ 67 Hình 3.26 Modun thành lập đồ trạng cấp xã 68 Hình 3.27 Mã lệnh modun thành lập đồ trạng sử dụng đất cấp 68 xã Hình 3.28 Modun thành lập đồ trạng sử dụng đất cấp xã 69 Hình 3.30 Cơ sở liệu sau chuyển từ đồ địa 70 Hình 3.31 Bản đồ trạng cấp xã sau chạy tự động từ modun 70 Hình 3.32 Bản đồ trạng sử dụng đất cấp xã sau biên tập 71 71 Sau chuyển liệu từ FME ta thu kết gồm lớp line, text polygon 3.3.2 Nhập CSDL thuộc tính Qúa trình nhập sở liệu thuộc tính gồm bước sau: v Bước 1: join thuộc tính - Kích chuột phải vào “62_polygon” 72 - Chọn chế độ Join không gian sau: v Bước 2: Kiểm tra kết Join - Dán nhãn tự động lớp Join_output 73 - Phóng to hình, di chuyển chuột để kiểm tra độ tương thích nhãn lớp text nhãn lớp polygon vừa join tự động 74 3.4 Xây dựng công cụ tự động hóa thành lập đồ HTSDĐ Sau xây dựng MDB từ đồ địa chính, tác giả tiến hành xây dựng cơng cụ hỗ trợ tự động hóa thành lập đồ trạng sử dụng đất: a Đầu vào liệu Cambinh.mdb b Đầu file ht_Cambinh.dgn Trong trình xây dựng modun tác giả sử dụng số cơng cụ tổng qt hóa sau: Dissolve, AttributeFilter, ColorSetter, Tester,… 3.4.1 Công cụ gộp vùng (Dissolver): Vì đồ trạng sử dụng đất đồ thể phân bổ loại đất nên đồ địa đất mục đích sử dụng cần phải gộp vào với Các thông số lựa chọn cho hàm Dissolver : Hình 3.19: Thơng số lựa chọn hàm Dissolver 75 Hình 3.20: Modun thành lập đồ trạng cấp xã Ví dụ: Hình 3.21: Trước dùng hàm Dissolver 76 Hình 3.22: Sau dùng hàm Dissolver 3.4.2 Cơng cụ tổng qt hóa đường (LineJoiner) : Thơng số lựa chọn hàm LineJoiner sau : 77 3.4.3 Công cụ tô màu cho đối tượng vùng (ColorSetter): Thông số lựa chọn cho cơng cụ ColorSetter : Hình 3.24: Hàm ColorSetter Các hàm kết hợp linh hoạt để thiết kế liệu vào lớp theo quy định đồ trạng Ví dụ : Hình 3.25: Cách kết hợp số công cụ Modun đồ trạng sử dụng đất cấp xã từ sở liệu địa 78 Hình 3.26: Modun thành lập đồ trạng cấp xã Một đoạn câu lệnh modun tự động thành lập đồ trạng sử dụng đất cấp xã : Hình 3.27 : Mã lệnh modun thành lập đồ trạng sử dụng đất cấp xã 3.5 Phần kết thực nghiệm Sau chuyển liệu từ đồ địa *.dgn sang sở liệu *.MDB, tác giả sử dụng modun thành lập tự động đồ trạng sử dụng đất cấp xã từ sở liệu 79 Hình 3.28 : Modun thành lập đồ trạng sử dụng đất cấp xã Quá trình thành lập đồ trạng sử dụng đất cấp xã từ đồ địa sang sở liệu bao gồm : tổng quát hoá dạng vùng, tổng quát hoá dạng đường tuyến Đối với đồ trạng sử dụng đất cấp xã, việc tổng quát hóa dạng đường gồm : đường giao thông, thuỷ hệ, đường biên giới địa giới,… thể theo quy định đường nét, linestype, màu,…… Tổng quát hoá dạng vùng phần quan trọng việc tạo đồ trạng sử dụng đất cấp xã từ sở liệu, thực tổng quát hoá đất, gộp liền kề có ký hiệu loại đất thành đất lớn 80 (Gộp tất đất có kí hiệu loại đất (Gộp theo thơng số trường madat)) Hình 3.30 : Cơ sở liệu sau chuyển từ đồ địa Sau chạy tự động modun thành lập đồ trạng sử dụng đất cấp xã, sản phẩm thu sau : Hình 3.31 : Bản đồ trạng cấp xã sau chạy tự động từ modun 81 Khi có sản phẩm trên, tác giả tiến hành biên tập đồ trạng sử dụng đất : tạo khung, tạo bảng giải, sơ đồ phụ, … để có đồ trạng sử dụng đất hồn thiện sau : Hình 3.32: Bản đồ trạng sử dụng đất cấp xã sau biên tập 3.6 Đánh giá chất lượng đồ trạng sử dụng đất thành lập công cụ tự động hóa Thành lập đồ trạng sử dụng đất cấp xã từ đồ địa chuyển sang sở liệu dựa vào cơng cụ tự động hóa giải yêu cầu đồ trạng sử dụng đất: - Bản đồ thử nghiệm so với đồ trạng sử dụng đất thực phương pháp truyền thống có độ xác cao Do nguồn liệu đầu vào đồ địa Đây loại đồ tỷ lệ lớn, có tính pháp lý, thống có độ xác cao - Tất khoanh đất đồ trạng sử dụng đất gộp ghép, khái quát hóa từ đất đồ địa Đồng thời 82 chúng tơ màu riêng cho loại theo quy định hành Việc tự động hóa tránh sai sót q trình gộp, tơ màu - Dựa vào cơng cụ tự động hóa FME để thực tổng quát hóa đối tượng giúp thành lập đồ trạng dụng đất cách nhanh chóng, xác - Trong trình khái quát chọn, bỏ số đối tượng mang tính định hướng, quan trọng phải cần có can thiệp thủ cơng người - Đối với loại cell_ loại ký hiệu cho số loại đất : Trụ sở ủy ban, bệnh viện, trạm y tế, trường học, đình chùa, chợ,….Phải biên tập bên đồ trạng - Mã loại đất chữ ghi khác tên địa danh, tên trường học, bệnh viện, đình, chùa,… lấy từ đồ địa để thể lên đồ trạng - Sau chạy phần mềm cần có can thiệp thủ cơng người nhằm biên tập lại đồ, trình bày khung, giải, khung tên yếu tố khác để đồ hoàn thiện đẹp mắt FME phần mềm mạnh nên cần nghiên cứu thêm để giải triệt để, trọn vẹn công việc 83 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trong khuôn khổ đề tài ‘‘Nghiên cứu xây dựng công cụ tự động hóa thành lập đồ trang sử dụng đất phần mềm FME’’tác giả thực nội dung sau : - Đề tài nghiên cứu đánh giá tổng quan tình hình nghiên cứu ứng dụng thành lập đồ trạng sử dụng đất từ đồ địa - Xây dựng quy trình hồn thiện để thành lập đồ trạng sử dụng đất từ đồ địa cần thiết - Qua khảo sát phần mềm FME, phần mềm GIS cho phép đọc, chuyển đổi định dạng, chuyển đổi sở toán học phân tích liệu dùng phổ biến Ngồi ra, FME cịn có khả lớn phép phân tích khơng gian - Xây dựng quy trình thành lập đồ trạng sử dụng đất FME giúp cho trình thành lập đồ trạng sử dụng đất nhanh, xác Bộ cơng cụ hồn thiện đóng gói sử dụng rộng rãi cho khu vực khác, mức tỷ lệ khác - Xây dựng modun tự động hóa công cụ phần mềm FME - Thành lập chạy thử nghiệm đồ trạng sử dụng đất phường Cẩm Bình, thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh Sau trình thực hiện, tác giả nhận thấy, quy trình cơng cụ đề xuất có khả ứng dụng thực tiễn cao, đồ trạng sử dụng đất đáp ứng yêu cầu kỹ thuật Bộ Tài nguyên Môi trường Việc áp dụng phần mềm FME việc tự động thành lập đồ trạng sử dụng đất từ đồ địa có nhiều ưu điểm: nhanh, gọn xác Tuy nhiên số tồn cần khắc phục: 84 - Phần mềm FME số hạn chế, chưa thực lệnh tổng quát hóa phức tạp không xử lý triệt để số đối tượng dạng đường lớn Qua trình thực đề tài, tác giả có số kiến nghị sau : - Bản đồ địa cần phải chuẩn hóa lớp theo quy định ban hành Bộ Tài nguyên Môi trường - Nên kết hợp phần mềm FME với số phần mềm khác ArcGIS để xử lý liệu cách triệt để, nhanh chóng 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Tài nguyên Môi trường (2007), Quyết định số 22/2007/QĐ – BTNMT ngày 17/12/2007 việc thành lập đồ trạng sử dụng đất, Hà Nội Bộ Tài nguyên Môi trường (2007), Quyết định số 23/20077/QĐ – BTNMT kí hiệu đồ trạng sử dụng đất đồ quy hoạch sử dụng đất tỷ lệ :1000, :2000, :5000, :10 000, :25 000, :50 000, : 100 000, :250 000, :1000 000 , Hà Nội Bộ Tài nguyên Môi trường (2013), Thông tư 55/20137/TT – BTNMT việc thành lập đồ địa chính, Hà Nội Vũ Xuân Cường (2009), Tự động hóa thành lập đồ trạng sử dụng đất Hướng dẫn sử dụng phần mềm FME Đồng Thị Bích Phương, Nghiên cứu sở khoa học tổng quát hóa tự động xây dựng phần mềm tổng quát hóa đồ từ liệu đồ địa hình tỷ lệ lớn hơn, Đề tài NCKH cấp Bộ, Viện Khoa Học Đo đạc Bản đồ Cecconi, A., (2003), Intergration of Catographic Generalisation and Multi-Scale Databases for Enhanced Web Mapping, Ph.D Thesis University of Zurich Harrie, L., (1998), Generalization Mathods for Propagating Updates Between Cartographic Data Sets, Licentiate Thesis Deparment of Surveying, Lund University, Lund, Sweden Harrie, L., (2001), An Optimisation Approach to Catorgraphic Generalisation, Doctoral Thesis Department of Surveying, Lund Institute of Technology, Lund University, Lund Sweden 10 Muller, J,-C., Lagrange, J,-P., and Weibel, R, (eds.), (1995a), GIS and generalization: Methodology and Practice, London: Taylor & Francis ... CHƯƠNG 56 ỨNG DỤNG PHẦN MỀM FME XÂY DỰNG CÁC CƠNG CỤ HỖ TRỢ TỰ ĐỘNG HĨA THÀNH LẬP BẢN ĐỒ HIỆN TRẠNG SỬ DỤNG ĐẤT………………………………………… 57 3.1 Xây dựng quy trình thành lập đồ trạng sử dụng đất từ đồ địa ... trình thành lập đồ trạng sử dụng đất - Khảo sát khả ứng dụng phần mềm FME công tác trắc địa đồ - Xây dựng quy trình cơng nghệ thành lập đồ trạng sử dụng đất cấp xã từ đồ địa cơng cụ tự động hóa phần. .. dung đồ trạng sử dụng đất phải đảm bảo phản ánh đầy đủ, trung thực trạng sử dụng đất thời điểm thành lập đồ Bản đồ trạng sử dụng đất dạng số đồ số hoá từ đồ trạng sử dụng đất có thành lập công