Ứng dụng công nghệ lidar trong công tác xây dựng cơ sở dữ liệu nền thông tin địa lý (thử nghiệm tại thị xã sông công, tỉnh thái nguyên)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT  NGUYỄN ĐĂNG AN ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ LIDAR TRONG CÔNG TÁC XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU NỀN THÔNG TIN ĐỊA LÝ (THỬ NGHIỆM TẠI THỊ XÃ SÔNG CÔNG, TỈNH THÁI NGUYÊN) LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Hà Nội - 2014 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT  NGUYỄN ĐĂNG AN ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ LIDAR TRONG CÔNG TÁC XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU NỀN THÔNG TIN ĐỊA LÝ (THỬ NGHIỆM TẠI THỊ XÃ SÔNG CÔNG, TỈNH THÁI NGUYÊN) LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH: BẢN ĐỒ VIỄN THÁM VÀ HỆ THÔNG TIN ĐỊA LÝ MÃ SỐ: 60440214 Ng-êi h-íng dÉn khoa häc TS CÁP XUÂN TÚ Hà Nội - 2014 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan, cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các kết nghiên cứu thực nghiệm đưa luận văn hoàn toàn trung thực, chưa cơng bố cơng trình Hà Nội, ngày … tháng … năm 2014 Tác giả luận văn Nguyễn Đăng An MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa Lời cam đoan ……………………………………………………………… Mục lục …………………………………………….………………………… Danh mục ký hiệu viết tắt …………………….………………………… Danh mục bảng biểu ………………………….………………………… Danh mục hình vẽ ………………………….…………………………… Mở đầu …………………………………………….………………………… 10 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ DỮ LIỆU NỀN THÔNG TIN ĐỊA LÝ 14 1.1 Khái niệm sở liệu (CSDL) thông tin địa lý ………… … 14 1.1.1 Khái niệm chung CSDL …………………………………………… 14 1.1.2 Đặc điểm sở liệu hệ thông tin địa lý 15 1.1.3 Nội dung CSDL thông tin địa lý …………… ………… 16 1.1.3.1 Nhóm lớp sở tốn học: …………………………………………… 16 1.1.3.2 Nhóm lớp ranh giới, địa giới: ……………………………………… 17 1.1.3.3 Nhóm lớp địa hình: ………………………………………………… 17 1.1.3.4 Nhóm lớp thuỷ hệ: …………………………………………………… 17 1.1.3.5 Nhóm lớp giao thơng: ……………………………………………… 18 1.1.3.6 Nhóm lớp xây dựng, sở hạ tầng: ………………………………… 18 1.1.3.7 Nhóm lớp thực vật, phủ bề mặt: ……………………………………… 19 1.1.4 Phương pháp xây dựng CSDL thông tin địa lý …….…………… 19 1.1.4.1 Các phương pháp xây dựng CSDL 19 1.1.4.2 Phương pháp xây dựng CSDL thông tin địa lý ………………… 20 1.1.5 Nguồn liệu để xây dựng liệu địa lý …………………………… 20 1.1.6 Chuẩn thông tin địa lý quốc gia 21 CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ LIDAR TRONG CÔNG TÁC XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU NỀN THÔNG TIN ĐỊA LÝ …………… … 25 2.1 Tổng quan công nghệ LiDAR ……………………………………… 25 2.2 Cơ sở khoa học công nghệ LiDAR ………………………….……… 27 2.3 Ưu điểm Lidar 32 2.4 Khả ứng dụng công nghệ LiDAR kết hợp máy ảnh số công tác xây dựng CSDL thông tin địa lý ……………………… …… 33 2.4.1 Ứng dụng kết qt Lidar để thành lập mơ hình số độ cao ……… 33 2.4.1.1 Khái niệm mơ hình số độ cao, mơ hình số địa hình mơ hình số bề mặt: …………………………………………………………………… 33 2.4.1.2 Độ xác liệu DEM cơng nghệ tích hợp LiDAR với máy ảnh số: ……………………………………… ………… 34 2.4.2 Kết hợp liệu quét Lidar chụp ảnh số để thành lập bình đồ trực ảnh 35 2.4.2.1 Khái niệm bình đồ trực ảnh (orthoimage) ………………………… 35 2.4.2.2 Kết hợp liệu quét Lidar chụp ảnh số để thành lập bình đồ trực ảnh:… 37 2.5 Một số ứng dụng khác công nghệ LiDAR 38 2.5.1 Thành lập đồ địa hình: 38 2.5.2 Thành lập mơ hình 3D, quản lỷ đô thị: 39 2.5.3 Quản lỷ biển: ………………………………………………….……… 39 2.5.3.1 Giám sát biến động khu vực ven biên đường bờ biển: 39 2.5.3.2 Thành lập đồ biển: ………………………………………….…… 40 2.5.4 Khảo sảt, giảm sảt công trình: …………………………….………… 40 2.5.5 Quản lý rừng: …………………………………………… …………… 40 CHƯƠNG 3: THỬ NGHIỆM XÂY DỰNG CCDL NỀN THÔNG TIN ĐỊA LÝ TỪ SẢN PHẨM CỦA CÔNG NGHỆ LIDAR KHU VỰC THỊ XÃ SÔNG CÔNG, TỈNH THÁI NGUYÊN ……………………………………… 42 3.1 Khái quát tình hình đặc điểm khu đo ………………….……………… 42 3.1.1 Mục đích yêu cầu phạm vi nhiệm vụ ……………….……………… 42 3.1.1.1 Mục đích yêu cầu: ………………………………………… ……… 42 3.1.1.2 Phạm vi nhiệm vụ gồm: ……………………………………………… 42 3.1.2 Đặc điểm tự nhiên khu vực ……………………………….………… 43 3.1.2.1 Vị trí khu vực: ………………………………………………… …… 43 3.1.2.2 Đặc điểm địa hình: …………………………………………………… 44 3.1.2.3 Đặc điểm địa vật: …………………………………………………… 44 3.1.2.4 Hệ thống đường đường thuỷ: ………………………… …… 45 3.1.3 Dân cư, kinh tế, xã hội ………………………………….…………… 45 3.1.4 Hiện trạng thông tin tư liệu ………………………… …………… 45 3.1.4.1 Hiện trạng thông tin tư liệu điểm toạ độ, độ cao có khu vực: … 45 3.1.4.2 Hiện trạng tư liệu ảnh: ……………………………………………… 46 3.1.4.3 Hiện trạng tư liệu đồ địa hình: ………………………… …… 46 3.1.4.4 Hiện trạng tư liệu đồ địa chính: ………………………………… 47 3.2 Lựa chọn phương tiện, thiết bị công nghệ sử dụng công tác bay chụp ảnh số quét LIDAR khu vực TP Thái Nguyên, TX Sông Công 48 3.2.1 Thông số kỹ thuật hệ thống LiDAR Harrier56/G4 ……………… 48 3.2.2 Thông số kỹ thuật máy chụp ảnh số Rollei AIC ……………………… 48 3.3 Thiết kế bay chụp ảnh số, quét LIDAR khu vực TP Thái Nguyên, TX Sông Công 49 3.3.1 Thiết kế quy định kỹ thuật đo điểm trạm Base …………………… 49 3.3.2 Thiết kế quy định kỹ thuật đo bãi hiệu chỉnh mặt phẳng độ cao …… 50 3.3.3 Thiết kế quy định kỹ thuật đo điểm khống chế đo chi tiết bãi hiệu chỉnh mặt phẳng độ cao ………………………………………………… 51 3.3.4 Thiết kế quy định kỹ thuật đo chi tiết điểm hiệu chỉnh mặt phẳng độ cao ……………………………………………………………………… 51 3.3.5 Thiết kế bay chụp ……………………………………………………… 54 3.4 Xây dựng CSDL thông tin địa lý 1/5.000 từ sản phẩm quét LiDAR chụp ảnh số khu vực TX Sơng Cơng, tỉnh Thái Ngun…… 57 3.4.1 Quy trình công nghệ tổng quát ……………………………………… 57 3.4.2 Lý lịch tờ đồ thực nghiệm khu vực thị xã Sông Công …………… 58 3.4.3 Xử lý liệu bay chụp ảnh số LiDAR …………………………… 59 3.4.3.1 Xử lý liệu thô, kiểm tra độ gối phủ liệu: ………………… 59 3.4.3.2 Xử lý số liệu GPS/IMU: ……………………………………………… 59 3.4.3.3 Xử lý nguyên tố định hướng (EO): …………………………… 60 3.4.3.4 Xử lý liệu Laser, tạo DSM/DEM/ảnh cường độ xám: …………… 60 3.4.4 Thành lập mơ hình số độ cao (DEM) tạo bình đồ trực ảnh (TrueOrtho) 61 3.4.4.1 Thành lập mơ hình số độ cao (DEM): ……………………………………… 61 3.4.4.2 Nắn ảnh trực giao xác TrueOrthophoto: …………………… 63 3.4.5 Véc tơ hóa, xây dựng đối tượng địa lý từ sản phẩm LiDAR 64 3.4.5.1 Nhóm thuỷ văn: ……………………………………………………… 65 3.4.5.2 Nhóm đối tượng hạ tầng dân cư: …………………………………… 68 3.4.5.3 Nhóm đối tượng hạ tầng kỹ thuật kinh tế - xã hội: ……………… 69 3.4.5.4 Nhóm địa hình: ……………………………………………………… 69 3.4.5.5 Nhóm giao thơng: …………………………………………………… 70 3.4.6 Điều tra ngoại nghiệp thơng tin thuộc tính đối tượng địa lý: ……… 73 3.4.6.1 Khống chế trắc địa: ……………………………………………… 73 3.4.6.2 Thủy văn: …………………………………………………………… 74 3.4.6.3 Giao thông: ………………………………………………………… 76 3.4.6.4 Địa hình: …………………………………………………………… 78 3.4.6.5 Hạ tầng dân cư, hạ tầng kỹ thuật: …………………………………… 79 3.4.6.6 Các đối tượng địa giới hành chính: ………………………………… 81 3.4.6.7 Thực phủ: …………………………………………………………… 83 3.4.6.8 Quy định tiếp biên: …………………………………………………… 85 3.4.6.9 Quy định kỹ thuật đo vẽ bù đối tượng địa lý sau thời điểm bay chụp ảnh số quét LiDAR: ………………………………………………… 85 3.4.7 Chuẩn hoá liệu địa lý gốc: ………………………………………… 86 3.4.7.1 Chuẩn hóa điểm khống chế trắc địa: …………………………… 86 3.4.7.2 Chuẩn hóa đối tượng biên giới địa giới: ………………………… 87 3.4.7.3 Chuẩn hóa đối tượng hình tuyến (Linestring): ………………… 87 3.4.7.4 Chuẩn hóa đối tượng dạng vùng: ……………………………… 88 3.4.7.5 Chuẩn hóa đối tượng dạng điểm: …………………………………… 90 3.4.7.6 Chuẩn hóa đối tượng có ghi dạng text (hoặc TextNode): ……… 90 3.4.7.7 Chuẩn hóa DEM xây dựng sản phẩm DTM theo quy định sản phẩm giao nộp dự án: ………………………………………………………… 91 3.4.8 Biên tập đồ địa hình tỷ lệ 1/5.000 khu vực khu vực TX Sông Công, tỉnh Thái Nguyên……………………………………………… …… 91 3.4.9 Thành lập CSDL thông tin địa lý 1/5.000 khu vực TX Sông Công, tỉnh Thái Nguyên …………………………………………………… 93 3.4.9.1 Hoàn thiện sở liệu địa lý 1/5000: ………………………… 93 3.4.9.2 Xây dựng METADATA: ……………………………………………… 94 3.5 Đề xuất hình thức khai thác sở liệu Việt Nam 96 3.5.1 Tạo đồ dễ dàng, thuận tiện từ CSDL thông tin địa lý ……… 96 3.5.2 Cung cấp liệu số định dạng trao đổi (GML, SHP ) …… 96 3.5.3 Tồng quan hình thức khai thác CSDL ……………….………… 97 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ……………………….……………….…….… 98 TÀI LIỆU THAM KHẢO ………………………………………….………… 100 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Viết tắt Viết đầy đủ CSDL Cơ sở liệu DEM Mơ hình số độ cao (Digital Elevation Model) DTM Mơ hình số địa hình (Digital Terrain Model) DSM Mơ hình số bU mặt (Digital Surface Model) DGPS Hệ thống Định vị Toàn cầu vi sai (Differential Global Positioning System) METADATA Siêu liệu MHSĐC Mơ hình số độ cao LASER Light amplication by Stimulated Emission of Radiation LiDAR Light Detecting and Ranging GPS Hệ thống định vị toàn cầu (Global Positioning System) INS Hệ thống đạo hàng quán tính (Inertial Navigation System) IMU Định vị quán tính (Inertial Measurement Unit) DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu bảng Tên bảng Trang Bảng 1.1 Danh mục chuẩn xây dựng CSDL 22 Bảng 3.1 Điểm toạ độ Nhà nước (Điểm tọa độ hạng III) 45 Bảng 3.2 Tổng hợp chiều dài đường bay khu TP Thái Nguyên – 55 TX Sông Công Bảng 3.3 Tổng hợp bay khu TP Thái Nguyên – TX Sông Công 56 Bảng 3.4 Thông số kỹ thuật quét LiDAR tờ đồ F-48-68-(11) 58 Bảng 3.5 Thông số kỹ thuật ảnh tờ đồ F-48-68-(11) 59 86 Dùng mực màu đỏ để ghi nhận số liệu khoảng cách, mũi tên hướng cạnh đo vẽ địa vật xuất vị trí gần lên thực địa sơ đồ can Khoảng cách ghi đến 0,1m Các số liệu đo phải bảo đảm đủ điều kiện để xác định vị trí xác địa vật đồ Vị trí điểm phải đo giao hội cạnh từ điểm địa vật có đồ Dùng số liệu đo ngoại nghiệp để chuyển vẽ lên bình đồ ảnh, cập nhật lên file ảnh q trình số hố kết điều tra thực địa đối tượng địa lý Trường hợp đo bù diện tích rộng phải lập lưới trạm đo, đo vẽ chi tiết toạ độ, độ cao đối tượng địa lý cần đo vẽ bù 3.4.7 Chuẩn hoá liệu địa lý gốc: Bộ liệu địa lý khu vực TX Sông Công, tỉnh Thái Nguyên tập hợp từ gói liệu theo qui định CSDL địa lý 1/5.000 Tiến hành chuẩn hoá liệu địa lý gốc theo đơn vị mảnh cụm mảnh đồ phải đảm bảo kết nối liên tiếp mảnh cận kề để tập hợp liệu cho toàn khu vực 3.4.7.1 Chuẩn hóa điểm khống chế trắc địa: Việc thu thập toàn điểm khống chế trắc địa có khu vực đo vẽ bao gồm điểm thuỷ chuẩn, điểm khống chế mặt phẳng dạng file số có thống kê danh sách tọa độ kèm theo sơ đồ ghi điểm thực từ khâu đo vẽ Khi chuẩn hoá đối tượng địa lí cần phải chồng xếp thơng tin lớp đối tượng có liên quan để sử lý triệt để mâu thuẫn: Ví dụ điểm độ cao khơng mâu thuẫn với bình độ khơng nằm đường bờ nước v.v Giá trị toạ độ điểm sử dụng trường thơng tin thuộc tính đối tượng điểm khống chế trắc địa loại Khi chuyển toạ độ điểm vào môi trường đồ hoạ với lớp đối tượng khác cần phải tách lớp loại điểm theo danh mục đối tượng để tự động hố gán mã phân loại kết nạp thơng tin thuộc tính tương ứng CSDL 87 3.4.7.2 Chuẩn hóa đối tượng biên giới địa giới: Dựa vào tài liệu thu thập trình điều tra đối tượng biên giới, địa giới để chuẩn hố thuộc tính, quan hệ Topology cho loại đối tượng lược đồ ứng dụng Chuẩn lại thuộc tính tên địa phận (danh từ chung - địa danh); địa danh liền kề trái, phải đoạn địa giới lấy theo hướng từ điểm đầu đến điểm cuối Các thuộc tính gán cho đối tượng địa giới phải chuẩn hoá chung cho đơn vị hành nhập đồng cho đoạn đối tượng thuộc mảnh đồ kế cận Thuộc tính toạ độ mốc địa giới cấp nhập cho đối tượng trường hợp cấp thức từ thành đo thuộc dự án Bộ Tài nguyên Môi trường, Cục Đo đạc Bản đồ Việt Nam quản lý 3.4.7.3 Chuẩn hóa đối tượng hình tuyến (Linestring): Trong quy định mơ hình cấu trúc liệu, đối tượng có thuộc tính hình học (Geo = GM_Curve) chuẩn hố đối tượng hình tuyến Phân biệt loại đối tượng hình tuyến sau: Các đối tượng phải tham gia cấu trúc mạng theo mơ hình Topology (tim đường bộ, đường điện); Đối tượng tham gia quan hệ Topo tạo vùng (ranh giới lớp phủ thực vật, biên giới địa giới, ranh giới khu chức ); Đối tượng vecto có hướng (đỉnh taluy đắp cao xẻ sâu) Để đảm bảo chất lượng liệu, phải tuân thủ quy định mô tả quan hệ Topo lược đồ ứng dụng để chuẩn hoá Loại đối tượng hình tuyến đỉnh Taluy có hướng cần ý thuộc tính tỷ cao cho đoạn riêng biệt hướng vecto sử dụng công cụ làm liệu tự động Chuẩn hố mạng lưới tim đường bao gồm: Làm xác hoá số node tim đường với thực tế dựa vào thông tin điều tra thực địa (số đoạn đường (cùng loại khác loại) gặp điểm giao cắt) Khi nội suy tim đường không phép sinh thêm điểm nút giao cắt Các đoạn tim đường có độ rộng 2,5m trở lên phải có vai đường mép đường chạy song song tương ứng (trừ đoạn qua cầu, hầm) 88 Những đối tượng tham gia đồng thời nhiều loại đối tượng như: Vai đường Taluy, vai đường đường mép nước, đường mặt bờ kênh mương cần copy trùng đổi thuộc tính loại đối tượng tương ứng theo quy định; Dải phân cách rộng 2,5m có kiểu Linestring dùng để nội suy tim đường, sau nội suy xong đoạn tim đường, lại tập liệu phục vụ tạo hiển thị Dải phân cách rộng 2,5m trở lên có kiểu shape, tạo từ đoạn mép đường giới hạn dải phân cách Sau phân loại cho đoạn tim đường bộ, đoạn đối tượng liên tục, không bị ngắt qua điểm giao cắt Chỉ phân đoạn có thuộc tính sau thay đổi: Loại đường, kiểu kết cấu, tên, tên tuyến (1, 2, 3), chất liệu trải mặt, trạng sử dụng, độ rộng (thay đổi đến m) Sau chuẩn hoá, cố định báo cáo số đối tượng đoạn tim đường bộ, số node để điền vào báo cáo Chuẩn hoá tên cho đối tượng đoạn tim đường Text gán trực tiếp (bắt xác đỉnh thuộc đối tượng) Độ rộng đoạn tim đường phải phù hợp với vị trí hình học vai đường có Chuẩn hố đoạn địa giới theo đối tượng hình tuyến phải trùng khít tuyệt đối Theo quy định mơ hình cấu trúc liệu 2N5N: Mã nhận dạng đối tượng địa lý có chứa ký tự mã tỉnh (theo quy định quan nhà nước có thẩm quyền) Để đảm bảo yêu cầu đối tượng hình tuyến chạy qua địa giới tỉnh bị phân chia điểm giao đường địa giới tỉnh với đối tượng; Các đối tượng tham gia tạo vùng phải trùng khớp tuyệt đường bao vùng (kiểu shape) 3.4.7.4 Chuẩn hóa đối tượng dạng vùng: Trong quy định mơ hình cấu trúc liệu, đối tượng có thuộc tính hình học (Geo = GM_Surface) chuẩn hoá đối tượng dạng vùng Phải phân biệt loại đối tượng vùng như: Đồ hình địa vật vẽ theo tỷ lệ (nền đường, cầu, khu chức năng, bến bãi loại ); Vùng hình thành từ quan hệ Topology (lớp phủ bề mặt) 89 Các đối tượng vùng đồ hình địa vật vẽ theo tỷ lệ (nền sơng, ao hồ ) phải đảm bảo trùng khít tuyệt đối tượng kiểu đường quy định lược đồ ứng dụng cấu trúc liệu địa lý Những đối tượng kiểu vùng tạo từ đối tượng hình tuyến xuất khâu trung gian để hình thành đối tượng địa lý như: mép đồ hình nhà, ranh giới bãi sau chuẩn hoá đối tượng vùng phải lọc bỏ khỏi tập liệu Mọi đối tượng không thuộc quy định cấu trúc tồn tập liệu coi lỗi Các đối tượng kiểu vùng hình thành từ quan hệ Topology tạo trình bày liệu địa lý Mơ hình cấu trúc liệu yêu cầu việc phải phải đảm bảo quan hệ đoạn đường biên vùng theo mơ hình Topology với tiêu đây: Khơng tồn vùng có diện tích nhỏ (sinh lỗi làm liệu) tạo từ đoạn đối tượng ngắn 0,1m Những đoạn đối tượng hình tuyến thuộc lớp liên quan tham gia định nghĩa đối tượng vùng cần phải đảm bảo trùng khít tuyệt đối Khơng có đối tượng kế cận phân loại giống Trường hợp đối tượng phân loại thứ cấp, tạo thể môi trường đồ họa cần phải kết hợp hài hịa tiêu chí thể nội dung đồ mức phân loại đối tượng địa lý Khơng có đối tượng nhận giá trị phân loại khơng thuộc danh mục qui định Chuẩn hóa thuộc tính phân loại đối tượng mối tương quan với đối tượng có chung chủ đề ví dụ: mặt đường giao thông phải nằm lọt vào lớp bề mặt nhân tạo v.v Theo quy định mơ hình cấu trúc liệu 2N5N: Mã nhận dạng đối tượng địa lý có chứa ký tự mã tỉnh (theo quy định quan nhà nước có thẩm quyền) Để đảm bảo yêu cầu phải sử dụng đoạn địa giới tỉnh tham gia tạo vùng đối tượng địa lý để phân chia sẵn đối tượng thành phần tương ứng theo trạng địa giới để phục vụ gán mã nhận dạng sau 90 3.4.7.5 Chuẩn hóa đối tượng dạng điểm: Trong quy định mơ hình cấu trúc liệu, đối tượng có thuộc tính hình học (Geo = GM_Point) chuẩn hoá đối tượng dạng điểm Đối tượng dạng điểm gồm loại: Điểm độc lập có giá trị không gian (x,y,z) đại diện cho đối tượng địa lý, điểm nút (Node), điểm có giá trị độ cao (điểm thuộc đường bình độ, DTM), điểm kí hiệu tượng trưng cho thuộc tính đối tượng vùng bao xung quanh Đối tượng dạng điểm thường có thuộc tính phân loại kí hiệu phân biệt với tên kí hiệu, số màu Một số trường hợp hình thức kí hiệu thứ yếu Đối tượng dạng điểm thường kèm với thông tin thuộc tính như: tên riêng, định tính, định lượng v.v Những đối tượng điểm nút phải tham gia quan hệ Topo với đối tượng có cấu trúc mạng lưới trình bày Khi thu nhận thông tin đối tượng địa lý để nhận dạng đối tượng dạng vùng sử dụng kí hiệu đại diện bên ghi Sau phân loại cho đối tượng gán thuộc tính, phải lọc bỏ đối tượng dạng điểm Một đối tượng địa lý khơng phép tồn nhiều kiểu hình học khác Các đối tượng điểm có thuộc tính độ cao phải chuẩn hố vị trí, độ xác độ cao không mâu thuẫn với đối tượng địa hình có liên quan (có tỷ cao) Chuẩn hóa đối tượng điểm mối quan hệ với đối tượng hình tuyến, ví dụ quan hệ điểm bến đò phải thuộc tuyến đò, đoạn đường dây tải điện có thuộc tính điện áp với trạm biến v.v 3.4.7.6 Chuẩn hóa đối tượng có ghi dạng text (hoặc TextNode): + Những đối tượng phân loại tương ứng với mã nhãn đối tượng trùng với phần toàn danh từ chung phụ lục V tài liệu “Chuẩn thông tin địa lý sở Quốc gia” tên gọi chuẩn hoá thành: danh từ chung - địa danh + Những đối tượng phân loại tương ứng với mã nhãn đối tượng không tương ứng trùng với danh từ chung phụ lục V 91 tài liệu “Chuẩn thông tin địa lý sở Quốc gia” tên gọi nhập nguyên cho trường tên Các ghi thuyết minh (tên gọi đối tượng, định tính định lượng ) cho đối tượng địa lý phải lọc bỏ khỏi liệu sau chuẩn hoá xong thuộc tính cho đối tượng tương ứng 3.4.7.7 Chuẩn hóa DEM xây dựng sản phẩm DTM theo quy định sản phẩm giao nộp dự án: Trước thực đóng gói sản phẩm giao nộp theo quy định đóng gói liệu địa lý DTM Cục Đo đạc Bản đồ Việt Nam ban hành công văn số 849/ĐĐBĐVN – CNTĐ Việc chuẩn hóa liệu DTM cần lưu ý trường hợp đây: Việc chuẩn hóa mơ hình số địa hình DTM phải tiến hành với q trình chuẩn hóa vị trí không gian đối tượng địa lý để đảm báo yêu cầu độ xác liệu theo quy định hành Trong trình sử dụng mơ hình độ cao để đốn nhận đối tượng địa lý, khu vực có giá trị độ cao DTM vượt hạn sai khoanh bao, đánh dấu cần phải sử lý hết mâu thuẫn Sản phẩm DTM phải cập nhật khu vực thay đổi địa hình sau trình bay quét LiDAR 3.4.8 Biên tập đồ địa hình tỷ lệ 1/5.000 khu vực TX Sông Công , tỉnh Thái Nguyên Sản phẩm đồ địa hình biên tập từ liệu địa lý gốc 1/5.000 Quy định biên tập đối tượng nội dung đồ tuân thủ theo qui định hành Bộ Tài nguyên Môi trường ban hành Sử dụng file nguồn: VNFont, Seed, thư viện kí hiệu (Cell, Linesty) bảng quy định thuộc tính đồ hoạ (lớp, màu, lực nét) cho đối tượng địa lý 1:5000 để hiển thị đối tượng địa lý môi trường Microstation Căn vào yêu cầu thể dáng đất nội dung đồ địa hình tỷ lệ 1/5.000 tiêu chuẩn khoanh vùng địa hình, khu vực đo vẽ TX Sông Công, tinh Thái Nguyên biểu thị địa hình với độ xác khoảng cao đường bình độ 1m 92 Do địa hình phẳng tồn bề mặt nhân tạo cơng trình xây dựng thị nên khơng biểu thị đường bình độ 1m khu vực nội thị, khu vực phẳng Hình 3.14: Bản đồ địa địa hình tờ số F-48-68-(11) khu xây dựng CSDL Khu vực đồi núi TX Sơng Cơng, tinh Thái Ngun đồi, gị đột xuất khu vực biểu thị dáng đất đường bình độ 1m từ chân núi, đồi, gị (Đối với khoảng cao 1m: đường bình độ 5m, 10m, 15m, v.v.) Các điểm ghi độ cao phải chọn vào vị trí đặc trưng địa hình Mỗi dm2 đồ phải có từ 10 đến 15 điểm ghi độ cao Trường hợp địa hình phẳng, dáng đất khơng thể đường bình độ phải tăng cường điểm ghi độ cao đồ với mật độ khoảng 25 - 30 điểm/1dm2 Ghi độ cao chẵn đến 0,01m 93 3.4.9 Thành lập CSDL thông tin địa lý 1/5.000 khu vực TX Sông Công, tỉnh Thái Nguyên 3.4.9.1 Hoàn thiện sở liệu địa lý 1/5000: Tạo lập sở liệu địa lý tương ứng với khu vực địa lý cần làm liệu, bao gồm thông số mô tả lưới chiếu, độ xác biểu thị đối tượng, miền giá trị (DOMAIN) v.v Cấu trúc sở liệu theo lược đồ gói lược đồ lớp triển khai theo khuôn dạng Geodatabase Personer theo quy định lược đồ ứng dụng Trong sở liệu thiết kế gói (Dataset), lớp (Feature Class) theo cấu trúc đưa lược đồ qui định, thiết lập trường thơng tin thuộc tính tương ứng, lập bảng thống kê thuộc tính (Infortable) kèm Xây dựng lớp thơng tin kiểm sốt tiêu chuẩn hình học liệu (TOPOLOGY RULE) cho lớp theo qui định, phần mềm GIS Nhập liệu vào gói thiết lập kiểm sốt chất lượng liệu, ghi nhận kết báo cáo chất lượng liệu Kết nạp thơng tin thuộc tính tổng hợp từ liệu địa lý gốc cho loại đối tượng địa lý, kiểm soát chất lượng thơng tin thuộc tính, ghi nhận kết Hồn thiện báo cáo kiểm soát chất lượng liệu địa lý cuối Kiểm soát chất lượng liệu sau thực chuyển đổi khuôn dạng theo qui định sau: Các yêu cầu hệ qui chiếu toạ độ đối tượng địa lý phải đảm bảo qui định hệ toạ độ VN2000 hệ độ cao Quốc gia Việt Nam đồng với liệu đồ địa hình (sản phẩm xây dựng từ nguồn liệu địa lý gốc 1/5.000) Độ xác hình học đối tượng: Độ sai lệch vị trí điểm thuộc đối tượng địa lý phải đảm bảo không vượt hạn sai độ phân giải đồ hoạ phần mềm (0,001) Tổng số đối tượng địa lý phải bảo lưu so với liệu địa lý gốc, thông tin phân loại đối tượng thơng tin thuộc tính kèm theo phải đảm bảo số đối tượng có lỗi phân loại thuộc tính khơng vượt q phần trăm Qui định xây dựng sở liệu thông tin địa lý 1/5.000 94 Khi tổng hợp liệu địa lý cho phạm vi địa lý từ liệu đóng gói theo đơn vị mảnh cần phải sử lí tiếp khớp tuyệt đối chuẩn hố TOPOLOGY cho số lớp đối tượng theo Qui định xây dựng sở liệu thông tin địa lý 1/5.000 Các lớp đối tượng có ràng buộc quan hệ hình học với (TOPOLOGY) phải kiểm soát báo cáo Hồn tất báo cáo kiểm sốt chất lượng liệu theo qui định để giao nộp với sản phẩm 3.4.9.2 Xây dựng METADATA: Mọi nội dung công việc nhập siêu liệu phải tuân thủ theo phụ lục 01 Quy định kỹ thuật liệu địa lý Cục đo đạc Bản đồ Việt Nam ban hành công văn số 998/ĐĐBĐVN-CNTĐ ngày tháng 11 năm 2009 Trong đó, nội dung phụ lục cung cấp hướng dẫn cụ thể cách xây dựng liệu Meatadata cho nhiều loại liệu nhiều loại đối tượng khác Siêu liệu (Metadata) nhập vào (Import) từ định dạng XML19139 cho định dạng Geodatabase gói liệu lớp đối tượng địa lý có mang nội dung (khơng nhập cho lớp rỗng) Công cụ để nhập siêu liệu phần mềm chuyên dụng có tên VMPEditor trang bị đồng loạt cho tất đơn vị thực dự án xây dựng CSDL địa lý Bộ Tài nguyên Môi trường Kết nhập tin ghi hai dạng: VMPXML File: cho phép trực tiếp mở, chỉnh sửa, lưu trữ phần mềm VMPEditor XML19139 ghi theo định dạng để nhập vào tập liệu sản phẩm cuối sau hoàn tất quy trình sản xuất sản phẩm thông qua cấp nghiệm thu cuối Siêu liệu phải nhập đủ cho tập liệu lớp (Featurre Class) theo thiết kế mơ hình cấu trúc liệu phải đảm bảo yêu cầu sau: 95 Thông tin phạm vi phải nhập đủ từ đối tượng đường bao gói liệu địa lý theo định dạng shape file Dgn Trong gói (hoặc lớp) phải nhập đủ thơng tin từ khóa từ gói liệu (geodatabase) thơng tin chất lượng với điều kiện khơng có liệu khơng hợp lệ (từ khóa rỗng trùng nhau…) Phải có đủ siêu liệu cho tất lớp đối tượng (không rỗng) với thơng tin từ khóa chất lượng riêng cho lớp đối tượng gói Để đảm bảo yêu cầu này, sử dụng chức kiểm tra tự động phần mềm: \cơng cụ\kiểm tra tính hợp lệ siêu liệu Hình 3.15: Cơ sở liệu thông tin địa lý 1/5.000 Siêu liệu nhập kiểm tra nghiệm thu cấp định dạng VMPXML File phần mềm VMPEditor Sau Siêu liệu sản phẩm liệu địa lý chỉnh sửa hết lỗi, siêu liệu phải tích hợp vào gói liệu địa lý theo định dạng quy định chung CSDL địa lý 1/5.000 96 3.5 Đề xuất hình thức khai thác sở liệu Việt Nam Khai thác CSDL ĐL nhiều hình thức như: + Bản đồ số + Bản đồ Web, CSDL Web (Web Map, Web GIS) + Dịch vụ đồ (Map Service) + Dịch vụ liệu (Data Service) 3.5.1 Tạo đồ dễ dàng, thuận tiện từ CSDL thông tin địa lý Hình 3.16: Tạo đồ từ Geodatabase 3.5.2 Cung cấp liệu số định dạng trao đổi (GML, SHP ) Hình 3.17: Các định dạng liệu trao đổi 97 Hình 3.18: Khai thác CSDL thơng tin địa lý qua WebMap 3.5.3 Tồng quan hình thức khai thác CSDL Hình 3.18: Các hình thức khai thác CSDL thông tin địa lý 98 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Luận văn giải thành công nhiệm vụ đạt mục tiêu mà đề cương đặt ra: Luận văn đưa khái niệm sở liệu sở liệu thông tin địa lý Nghiên cứu đặc điểm kỹ thuật tính ưu việt cơng nghệ LiDAR Nghiên cứu quy trình cơng nghệ xây dựng sở liệu thông tin địa lý tỉ lệ 1/5.000 từ sản phẩm công nghệ LiDAR Sau thực nghiệm, luận văn đề xuất hình thức khai thác sở liệu Việt Nam Với kết đạt được, tác giả hy vọng kết nghiên cứu luận văn góp phần hồn thiện qui trình cơng nghệ xây dựng sở liệu thông tin địa lý tỉ lệ 1/5.000 từ sản phẩm công nghệ LiDAR, áp dụng để xây dựng sở liệu thông tin địa lý đảm bảo chất lượng theo qui định Với nội dung nghiên cứu quy trình cơng nghệ xây dựng sở liệu thông tin địa lý tỉ lệ 1/5.000 từ sản phẩm công nghệ LiDAR, công tác thực nghiệm tác giả tiến hành phạm vi hành hẹp với mục tiêu thông qua công tác thực nghiệm để đưa số luận điểm quy trình công nghệ xây dựng sở liệu thông tin địa lý tỉ lệ 1/5.000 từ sản phẩm cơng nghệ LiDAR Sự nghiệp đại hố đất nước ln địi hỏi bước đi, định sáng suốt Chính phủ với tham mưu xác, kịp thời cấp ngành địa phương Để có định xác kịp thời phải có thơng tin xác, trực quan mà sở liệu thơng tin địa lý có ý nghĩa lớn việc đáp ứng yêu cầu Đối với cộng đồng, xã hội sở liệu thơng tin địa lý góp phần làm thay đổi cách nghĩ, cách làm, kích thích nhiều loại hình dịch vụ phát triển, nâng cao chất lượng sống, đảm bảo phát triển bền vững 99 Với có, cần tâm ngành cấp, đặc biệt quan tâm chi đạo tỉnh, đầu tư Chính phủ chắn khơng bị lãng phí Với giới hạn luận văn, kết nghiên cứu hạn chế Tuy nhiên kết bước đầu, cần tiếp tục có nghiên cứu, thử nghiệm phạm vi rộng, khu vực khác để tiếp tục hồn thiện đưa quy trình cơng nghệ áp dụng rộng rãi Một lần tác giả bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc đến tất thầy cô giáo, quan, nhà khoa học, bạn nghiêp người thân tận tình giúp đỡ, cổ vũ tác giả hồn thành luận án 100 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Tài nguyên Môi trường (2007), Quy định áp dụng chuẩn thông tin địa lý sở Quốc gia, Đính Quy định áp dụng chuẩn thơng tin địa lý sở Quốc gia ban hành kèm theo Quyết định số 06/2007/QĐ-BTNMT ngày 14/5/2007, Hà Nội Bộ Tài nguyên Môi trường (2007), Quyết định số 05/2007/QĐ-BTNMT ngày 26/8/2007 việc Sửa đổi, bổ sung số điều Quy định áp dụng chuẩn thông tin địa lý sở Quốc gia ban hành kèm theo Quyết định số 06/2007/QĐ- BTNMT Quyết định số 08/2007/QĐ-BTNMTngày 14/5/2007, Hà Nội Bộ tài nguyên Môi trường (2008), Quyết định số 1620/2008/QĐBTNMT ngày 15/8/2008 sửa đổi bổ sung số điều Quy định áp dụng chuẩn thông tin địa lý sở Quốc gia ban hành kèm theo Quyết định số 06/2007/QĐ- BTNMT Bộ tài nguyên Môi trường (2008), Quyết định 2825/2008/QĐ-BTNMT ngày 31/12./2008 việc ban hành Mơ hình cấu trúc nội dung liệu địa lý 1:2.000, 1:5.000 Mơ hình cấu trúc nội dung liệu địa lý 1:10.000 Cáp Xuân Tú (2011), Kết ứng dụng công nghệ tích hợp Lidar máy ảnh số Trắc địa Bản đồ Việt Nam, Tạp chí tài nguyên môi trường, – Bộ tài nguyên môi trường, số (119), tháng 5-2011 Phạm Vọng Thành (2000), Bài giảng sở hệ thống thông tin địa lý, Trường Đại học Mỏ - Địa Chất, Hà Nội Trần Đình Trí (2013), Giáo trình Cơ sở kỹ thuật LiDAR, Trường Đại học Mỏ Địa Chất, Hà Nội Nguyễn Trường Xn (2003), Giáo trình hệ thống thơng tin địa lý, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội ... TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT  NGUYỄN ĐĂNG AN ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ LIDAR TRONG CÔNG TÁC XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU NỀN THÔNG TIN ĐỊA LÝ (THỬ NGHIỆM TẠI THỊ XÃ SÔNG CÔNG, TỈNH THÁI NGUYÊN) LUẬN VĂN THẠC... quan sở liệu thông tin địa lý - Nghiên cứu khả ứng dụng công nghệ LiDAR công tác xây dựng sở liệu thông tin địa lý - Thử nghiệm đánh giá độ xác hiêu cơng nghê tích hợp LiDAR xây dựng sở liệu thông. .. tác xây dựng sở liệu thông tin địa lý Chương 3: Thử nghiệm xây dựng sở liệu thông tin địa lý từ sản phẩm công nghệ LiDAR khu vực thị xã Sông Công, tỉnh Thái Nguyên Lời cảm ơn Tác giả bày tỏ lòng