Khảo sát một số phương pháp xây dựng mô hình số địa hình và ứng dụng của chúng

i BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN TUẤN TRUNG KHẢO SÁT MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP XÂY DỰNG MƠ HÌNH SỐ ĐỊA HÌNH VÀ ỨNG DỤNG CỦA CHÚNG Chuyên ngành: Bản đồ, viễn thám hệ thống thông tin địa lý Mã số: 60.44.76 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS PHẠM VỌNG THÀNH HÀ NỘI – 2011 ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu kết nghiên cứu luận văn “Khảo sát số phƣơng pháp xây dựng mơ hình số địa hình ứng dụng chúng” trung thực chƣa sử dụng để bảo vệ học vị Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn đƣợc cảm ơn thơng tin trích dẫn luận văn đƣợc rõ nguồn gốc Tác giả Nguyễn Tuấn Trung iii MỤC LỤC Trang Phụ bìa i Lời cam đoan ii Mục lục iii Danh mục ký hiệu, chữ viết tắt v Danh mục bảng vi Danh mục hình vẽ vii MỞ ĐẦU LỜI CẢM ƠN Chƣơng TỔNG QUAN VỀ XÂY DỰNG MƠ HÌNH SỐ ĐỊA HÌNH 1.1 Tình hình nghiên cứu xây dựng mơ hình số địa hình nƣớc ngồi 1.2 Tình hình nghiên cứu xây dựng mơ hình số địa hình nƣớc ta Chƣơng CÁC PHƢƠNG PHÁP XÂY DỰNG MƠ HÌNH SỐ ĐỊA HÌNH 2.1 Khái niệm mơ hình số địa hình 12 12 2.1.1 Một số khái niệm 12 2.1.2 Khả ứng dụng mơ hình số địa hình 16 2.2 Quy trình tổng quát xây dựng MHSĐH 19 2.3 Các phƣơng pháp biểu diễn MHSĐH 21 2.3.1 Cấu trúc mơ hình số địa hình dạng lưới (Grid) 22 2.3.2 Cấu trúc MHSĐH dạng lưới tam giác không (TIN) 25 2.3.3 So sánh MHSĐH dạng lưới Grid TIN 27 2.4 Các nguồn liệu tạo mơ hình số địa hình 28 2.5 Các phƣơng pháp xây dựng mơ hình số địa hình 30 2.5.1 Xây dựng MHSĐH đo đạc trực tiếp 30 2.5.2 Xây dựng MHSĐH số hóa đường bình độ đồ 32 2.5.3 Xây dựng MHSĐH cách đo ảnh 36 2.5.4 Xây dựng MHSĐH công nghệ LiDAR 41 iv 2.5.5 Xây dựng MHSĐH ứng dụng công nghệ RADAR độ mở tổng hợp giao thoa IfSAR, InSAR Chƣơng ỨNG DỤNG CỦA MƠ HÌNH SỐ ĐỊA HÌNH 45 51 3.1 Mối liên hệ phát triển MHSĐH ứng dụng 51 3.2 Ứng dụng MHSĐH ngành trắc địa đồ 52 3.2.1 Ứng dụng MHSĐH nắn ảnh trực giao 52 3.2.2 Ứng dụng MHSĐH giải đoán ảnh viễn thám 54 3.2.3 Ứng dụng MHSĐH tự động nội suy đường bình độ 55 3.2.4 Ứng dụng MHSĐH nội suy cao độ điểm, chêm dày điểm 58 3.3 Ứng dụng MHSĐH ngành xây dựng dân dụng 59 3.3.1 Ứng dụng MHSĐH xây dựng giao thông 59 3.3.2 Ứng dụng MHSĐH xây dựng thủy lợi 63 3.3.3 Ứng dụng MHSĐH tính khối lượng đào đắp xây dựng 63 3.4 Ứng dụng MHSĐH quản lý Tài nguyên Môi Trƣờng 66 3.4.1 Ứng dụng MHSĐH phòng ngừa, cảnh báo sớm thiên tai 66 3.4.2 Ứng dụng MHSĐH dự báo xói mịn, sụt lở bồi đắp 68 Ứng dụng MHSĐH Quân 69 Chƣơng THỰC NGHIỆM MƠ HÌNH SỐ ĐỊA HÌNH 71 3.5 4.1 Giới thiệu 71 4.2 Mô tả dự án 72 4.3 Quy trình khảo sát thiết kế giao thơng 73 4.4 Nguồn liệu xây dựng MHSĐH 75 4.5 Xây dựng MHSĐH 75 4.6 Tạo đƣờng đồng mức tự động 77 4.7 Mặt cắt dọc mặt cắt ngang từ MHSĐH 79 4.8 Đánh giá thực nghiệm 82 Cơng trình công bố 85 Tài liệu tham khảo 86 v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Tiếng Anh Tiếng việt DTM Digital Terrain Model Mơ hình số địa hình DSM Digital Surface Model Mơ hình số bề mặt DEM Digital Elevation Model Mơ hình số độ cao MHSĐH DTM Mơ hình số địa hình MHSĐC DEM Mơ hình số độ cao Grid Grid Network Lƣới dạng ô vuông TIN Triangular Irregular Network Lƣới tam giác không LiDAR Light Dectection And Ranging Công nghệ LiDAR InSAR Interferometry Synthetic Apenture Công nghệ độ mở tổng hợp Radar giao thoa Interferometry Synthetic Apenture Công nghệ độ mở tổng hợp Radar giao thoa SRTM Shuttle Radar Topography Mission Thiết bị đo SRTM (LiDAR) INS Inertial Navigation System Thiết bị đo đạo hàng quán tính IMU Inertial Measurment Units Thiết bị đo đạo hàng quán tính UTM Universal Transcator Median Phép chiếu UTM GPS Global Position System Hệ thống định vị toàn cầu DGPS Differential Global Position System Định vị động DGPS GIS Geographic Information System Hệ thống thông tin địa lý Topology Topology Quan hệ cấu trúc hình học Km Kilometer Ki lô mét m Meter Mét mm Milimeter Mi li mét µm Micrometer Mi cờ rơ mét nm Nanometer Na nô mét IfSAR vi DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 2.1 Các thông số đặc trƣng khai thác từ mơ hình số địa hình 18 Bảng 2.2 So sánh biểu diễn MHSĐH dƣới dạng lƣới Grid TIN 28 Bảng 2.3 Thông số kỹ thuật công nghệ LiDAR, [19] 44 Bảng 2.4 So sánh công nghệ IfSAR, LiDAR, Đo ảnh hàng không 49 Bảng 3.1 Bảng so sánh ƣu, nhƣợc điểm phƣơng pháp xây dựng MHSĐH [13] 52 vii DANH MỤC HÌNH VẼ Trang Hình 2.1 Mơ hình số độ cao DEM 13 Hình 2.2 Mơ hình DEM (trái) DTM (phải) 13 Hình 2.3 Mơ hình số địa hình DTM mơ hình số bề mặt DSM 14 Hình 2.4 MHSĐH biểu diễn dƣới dạng vector 15 Hình 2.5 MHSĐH biểu diễn ranh giới huyện Quế Phong, Nghệ An 16 Hình 2.6 Khả tích hợp từ MHSĐH nhằm đƣa dự báo 17 Hình 2.7 Cơ sở xây dựng mơ hình MHSĐH 19 Hình 2.8 Cấu trúc lƣới Grid (trái) lƣới tam giác không TIN (phải) 20 Hình 2.9 Chu trình tổng qt xây dựng mơ hình số địa hình 21 Hình 2.10 Mối quan hệ nội suy đƣờng đồng mức MHSĐH 21 Hình 2.11 Lƣới vng (Grid) mơ hình số địa hình 22 Hình 2.12 MHSĐH theo lƣới UTM (x=y=30m φ=λ =3”) 23 Hình 2.13 MHSĐH biểu diễn theo lƣới ô vuông (Grid) 24 Hình 2.14 MHSĐH biểu diễn theo lƣới tam giác khơng (TIN) 25 Hình 2.15 Tam giác Delaunay phép nội suy tam giác mô hình số địa hình 25 Hình 2.16 Cấu trúc Topology điểm, tam giác mơ hình mạng TIN 26 Hình 2.17 Phƣơng pháp xây dựng MHSĐH từ nguồn liệu khác 29 Hình 2.18 Dữ liệu MHSĐH đƣợc xây dựng từ đo đạc trực tiếp ngồi thực địa 30 Hình 2.19 Xây dựng MHSĐH ngành giao thơng 31 Hình 2.20 Xây dựng MHSĐH phƣơng pháp đo trực tiếp 32 Hình 2.21 Số hóa đồ giấy từ thiết bị bàn số hóa 33 Hình 2.22 Xây dựng mơ hình số địa hình từ đồ có sẵn 33 Hình 2.23 Chất lƣợng số hóa đƣờng đồng mức từ đồ có sẵn 34 Hình 2.24 Chu trình xây dựng mơ hình số địa hình từ đồ có sẵn 35 Hình 2.25 Tam giác nằm ngang (a) tam giác Delaunay (b) 36 Hình 2.26 Lấy liệu MHSĐH phƣơng pháp đo ảnh 37 Hình 2.27 Mẫu quy chuẩn lƣới đều(a), nhích dần(b), lựa chọn(c), hỗn hợp(d) 39 viii Hình 2.28 Vấn đề nội suy tự động từ phƣơng pháp đo ảnh 40 Hình 2.29 Quy trình xây dựng mơ hình số địa hình từ phƣơng pháp đo ảnh số 40 Hình 2.30 Cơng nghệ LiDAR 42 Hình 2.31 DSM/DTM sau lọc từ LiDAR 43 Hình 2.32 Phần cứng phần mềm chu trình hoạt động LiDAR 44 Hình 2.33 Cơng nghệ IfSAR /InSAR 45 Hình 2.34 Ngun lý đo lấy ảnh từ độ lệch pha 46 Hình 2.35 Quy trình xây dựng MHSĐH từ cơng nghệ IfSAR 47 Hình 2.36 Hoạt động IfSAR/InSAR 47 Hình 2.37 Giải mở pha ảnh SAR 48 Hình 2.38 Ảnh IfSAR ảnh LiDAR 48 Hình 2.39 Từ xuống LiDAR, IFSAR, (LiDAR-IfSAR), Ảnh RADAR 50 Hình 3.1 Mối liên hệ MHSĐH ngành ứng dụng [13] 51 Hình 3.2 Biến dạng ảnh thu đƣợc ảnh hƣởng chênh cao gây 53 Hình 3.3 Ảnh hƣởng độ chênh cao địa hình góc nghiêng chụp [2] 53 Hình 3.4 Nắn ảnh Vệ tinh MHSĐH 54 Hình 3.5 Ảnh hƣởng nhận dạng ảnh độ xám gây 54 Hình 3.6 Nội suy đƣờng đồng mức theo lƣới Grid 57 Hình 3.7 Nội suy đƣờng đồng mức theo lƣới TIN 57 Hình 3.8 Mặt cắt dọc(c,d), ngang (a,b) thiết kế đƣờng bộ, đƣờng sắt 60 Hình 3.9 3D-view mơ đƣờng sau thiết kế 60 Hình 3.10 Quy trình khảo sát thiết kế giao thơng sử dụng mơ hình MHSĐH 61 Hình 3.11 Lập mơ hình MHSĐH từ điểm đo phần mềm SoftDESK 61 Hình 3.12 Đƣờng đồng mức bình đồ đƣợc nội suy tự động từ MHSĐH 62 Hình 3.13 Tự động vẽ mặt cắt dọc theo tuyến từ MHSĐH 62 Hình 3.14 Tự động vẽ mặt cắt ngang tuyến từ MHSĐH 62 Hình 3.15 Kênh dẫn nƣớc thiết kế hƣờng nƣớc chảy MHSĐH 63 Hình 3.16 Tính diện tích khối lƣợng vùng đào đắp 64 Hình 3.17 Cách tính khối lƣợng đào đắp 64 ix Hình 3.18 Cách tính khối lƣợng đào đắp từ lƣới TIN 65 Hình 3.19 Mơ ngập lụt mơ hình MHSĐH 67 Hình 3.20 Ứng dụng MHSĐH theo dõi bồi đắp, xói mịn 68 Hình 3.21 MHSĐH theo dõi cảnh báo sớm trƣợt lở, xói mịn bồi đắp 69 Hình 3.22 MHSĐH mơ máy tính lĩnh vực quân 70 Hình 4.1 Hƣớng tuyến khảo sát bình đồ 1:25000 73 Hình 4.2 Quy trình xử lý số liệu đo đạc 74 Hình 4.3 Xử lý số liệu đo đạc trực tiếp 74 Hình 4.4 Tạo điểm từ file text sang block điểm AutoCAD 75 Hình 4.5 Module DTM xây dựng MHSĐH SoftDESK 76 Hình 4.6 Xây dựng TIN từ điểm đo địa hình 76 Hình 4.7 Tạo đƣờng đồng mức tự động MHSĐH 77 Hình 4.8 Đƣờng đồng mức “thơ” chƣa làm trơn 77 Hình 4.9 Đƣờng đồng mức đƣợc làm trơn 78 Hình 4.10 Bình đồ sau hồn thiện 78 Hình 4.11 Sử dụng phần mềm tự động tạo mặt cắt dọc ngang tuyến 79 Hình 4.12 Mặt cắt dọc tuyến từ MHSĐH 80 Hình 4.13 Mặt cắt ngang tuyến từ MHSĐH 81 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Mơ hình số địa hình (MHSĐH) đƣợc định nghĩa mơ số phần hay bề mặt trái đất, khơng bao gồm cơng trình nhân tạo thảm thực vật MHSĐH phần quan trọng ứng dụng khoa học, dự báo, phân tích, thƣơng mại, quản lý, ứng dụng quân sự, xây dựng, giao thông, đồ, lâm nghiệp, thủy lợi, truyền tải điện, quy hoạch thị, theo dõi biến động, trị chơi giải trí vv Nhƣ MHSĐH ứng dụng nhiều lĩnh vực, đóng vai trị quan trọng xung quanh sống hàng ngày Trở lại thời gian trƣớc, khái niệm MHSĐH đƣợc xây dựng sa bàn đất hay nhựa, nơi nhà chiến lƣợc quân bầy binh, bố trận, chí cịn dự báo chiều gió, chiều nƣớc chảy để phục vụ cho chiến thuật Nhiều năm sau với đời máy tính (khoảng 1950), MHSĐH đƣợc mơ số máy tính thay sa bàn cũ, ứng dụng nhiều mục đích khác lĩnh vực khoa học Vào năm 1958, Miller Flammme thuộc Viện Công nghệ Massachussetts (Mỹ) đặt móng phát triển ứng dụng MHSĐH nhiều lĩnh vực khoa học địa lý khoa học xây dựng – giao thông với ứng dụng tự động hóa phần thiết kế xây dựng giao thông Tuy nhiên, phải đến khoảng 30 năm gần nhờ phát triển công nghệ máy tính, cơng nghệ đồ họa đặc biệt cơng nghệ xử lý ảnh số phát triển, hồn thiện công nghệ quản lý thông tin địa lý (GIS), MHSĐH thực sở cho lĩnh vực khoa học khác ứng dụng nhƣ đo đạc đồ, theo dõi cảnh báo nguy xói lở, ngập lụt, mơ hình phát tán nhiễm, quản lý đa dạng sinh học, khai thác mỏ…vv Ở nƣớc ta nay, xây dựng ứng dụng MHSĐH ngành khoa học phụ thuộc vào công nghệ nƣớc Dữ liệu xây dựng MHSĐH đƣợc thu thập từ nhiều nguồn khác nhau, không đồng thiếu liên kết ứng dụng ngành nghề khoa học, phát triển đơn lẻ, tiếp cận nhiều hạn chế 73 Hình 4.1 Hướng tuyến khảo sát bình đồ 1:25000 4.3 Quy trình khảo sát thiết kế giao thông Nhiệm vụ khảo sát thiết kế phục vụ cho cơng tác thiết kế đƣợc áp dụng quy trình khảo sát thiết kế đƣờng ô tô 22TCN 263-2000 bao gồm bƣớc: - Thu thập vẽ 1:25000, thiết kế tuyến sơ bộ, lập lƣới hạng IV, độ cao hạng IV dọc tuyến với khoảng cách 4km điểm, lập lƣới đƣờng chuyền cấp 2, thủy chuẩn Kỹ thuật thi cơng với khoảng cách trung bình 150m điểm - Đo vẽ bình đồ tuyến tỷ lệ 1:2000, phạm vi dọc tuyến bên 50m từ tim tuyến - Đo vẽ mặt cắt dọc tim tuyến với thủy chuẩn kỹ thuật, 20m điểm; Đo vẽ mặt cắt ngang tuyến vị trí trắc dọc, bên 30m Cơng tác khảo sát thiết kế thực lập lƣới hạng IV, lập đƣờng chuyền cấp chêm dày điểm hạng IV, sử dụng phƣơng pháp toàn đạc đo vẽ bình đồ chi tiết dọc theo phạm vi tuyến từ điểm khống khế Đo vẽ lập bình đồ đƣợc thực máy tồn đạc điện từ SOKKIA MHSĐH 532 từ điểm biết tọa độ, cao để thu thập điểm thông tin địa hình, điểm đƣợc chuyển 74 sang phần mềm chuyên dùng cho phép vẽ điểm tọa độ X, Y, Z thơng tin thuộc tính điểm nhƣ hình 4.3 Hình 4.2 Quy trình xử lý số liệu đo đạc Hình 4.3 Xử lý số liệu đo đạc trực tiếp 75 4.4 Nguồn liệu xây dựng MHSĐH Nguồn liệu đƣợc thực phƣơng pháp toàn đạc, đo đạc trực tiếp điểm địa hình ngồi thực địa Đối với địa vật nhƣ cơng trình nhân tạo, thảm thực vật đƣợc dỡ bỏ trƣớc thi cơng cơng trình giao thơng Do ngành giao thông sử dụng MHSĐH để phục vụ cho mục đích Các yếu tố địa vật dùng để giúp nhà thiết kế định hƣớng tuyến Hình 4.4 Tạo điểm từ file text sang block điểm AutoCAD Kết đo đạc đƣợc xuất từ máy toàn đạc dƣới dạng file ASCII: file tọa độ (X, Y, Z) hay yếu tố tọa độ cực nhƣ góc mở, khoảng cách, chênh cao Ở dạng ASCII có nhiều phần mền truy cập đƣợc, tính tốn tọa độ định dạng phù hợp với liệu đầu vào phần mềm khác 4.5 Xây dựng MHSĐH Mục đích vẽ điểm đƣợc thể block AutoCAD có thuộc tính để dễ dàng quản lý vẽ bình đồ dễ dàng nối điểm để thể đƣờng đặc trƣng địa hình nhƣ: đƣờng bộ, đƣờng bờ ruộng, yếu tố có dạng địa hình dài Phần mềm SoftDESK nhận điểm từ file ASCII tọa độ hay điểm block sở liệu (nhƣ hình 4.3) để làm nguồn liệu xây dựng bề mặt MHSĐH (hình 4.4) 76 Hình 4.5 Module DTM xây dựng MHSĐH SoftDESK Quá trình lƣu trữ liệu bề mặt MHSĐH “Surface Data” đƣợc chƣơng trình tự động nhận, lƣu trữ làm sở liệu bề mặt Sau dùng cơng cụ xây dựng bề mặt mơ hình để tạo topology điểm Trong q trình vẽ mơ MHSĐH lƣới TIN đƣợc thành lập lƣu dƣới dạng đƣờng line, layer mặc định “SRF-VIEW” Lƣới TIN thay đổi thủ cơng cơng cụ “FLIP” thấy vị trí bề mặt không hợp lý với điều kiện hƣớng dốc địa hình khu vực điểm đo phân bố khơng đầy đủ Hình 4.6 Xây dựng TIN từ điểm đo địa hình 77 4.6 Tạo đƣờng đồng mức tự động Nhƣ đề cập phần lý thuyết ứng dụng MHSĐH tạo đƣờng đồng mức lập bình đồ từ lƣới TIN mơ hình MHSĐH, sử dụng cơng cụ tạo đƣợc đồng mức tự động (hình 4.6) Hình 4.7 Tạo đường đồng mức tự động MHSĐH Theo tỷ lệ vẽ cần in ra, yêu cầu cao đƣờng đồng mức chính, phụ hay hình dạng đƣờng, bán kính đƣờng bo trịn đồng mức “thơ” đƣợc đƣa vào thuộc tính trƣớc tạo đƣờng đồng mức tự động Hình 4.8 Đường đồng mức “thơ” chưa làm trơn 78 Hình 4.9 Đường đồng mức làm trơn Hình 4.10 Bình đồ sau hoàn thiện 79 4.7 Mặt cắt dọc mặt cắt ngang từ MHSĐH Dữ liệu MHSĐH đƣợc lƣu dƣới dạng sở liệu chƣơng trình, lƣu dƣới dạng ASCII file chứa bảng tọa độ file chứa dạng thông tin quan hệ topology chúng Phần mềm SoftDESK đọc lại file lƣu trữ muốn định nghĩa lại mặt mơ hình từ đầu Trong module (cơng cụ) thiết kế chƣơng trình sử dụng MHSĐH để cắt trắc dọc, trắc ngang Tạo mặt cắt ngang điển hình thiết kế, tính tốn khối lƣợng đào đắp Trong ngành giao thơng mặt cắt ngang cần đo phải đảm bảo tính vng góc với tim tuyến (đoạn thẳng) hƣớng tâm (đoạn cong) nên việc xác định để đo phƣơng pháp thủ cơng có nhiều bất cập định hƣớng mặt cắt khu vực có nhiều địa hình phức tạp, cắt ngang bờ sơng suối, địa hình đồi núi việc đo vẽ mặt cắt ngang đƣợc thực mơ hình MHSĐH mang lại hiệu kinh tế cho độ xác cao Tuy vậy, MHSĐH tốt cần có liệu khảo sát đảm bảo phân bố điểm đầy đủ phản ánh địa hình, dạng đo vẽ bình đồ cần lấy nhiều điểm mật độ điểm quy định tỷ lệ đồ yêu cầu in Chẳng hạn nhƣ bờ ruộng cần lấy đầy đủ điểm chân bờ, vai bờ…vv Hình 4.11 Sử dụng phần mềm tự động tạo mặt cắt dọc ngang tuyến 80 80 Hình 4.12 Mặt cắt dọc tuyến từ MHSĐH 81 81 Hình 4.13 Mặt cắt ngang tuyến từ MHSĐH 82 4.8 Đánh giá thực nghiệm Một số dự án thực đƣợc ứng dựng xây dựng MHSĐH để phục vụ cho công tác vẽ đƣờng đồng mức, đo vẽ mặt cắt dọc cắt ngang tuyến ngành giao thơng đƣợc áp dụng, độ xác điểm đo tới vài cm đảm bảo mật độ điểm thể đầy đủ điểm gãy địa hình Do vậy, sau nghiệm thu mặt cắt đƣợc cắt MHSĐH đảm bảo tính kỹ thuật ngành Đối với dự án nƣớc đầu tƣ hầu hết mặt cắt đƣợc sử dụng cắt MHSĐH đƣợc xây dựng phƣơng pháp đo trực tiếp Đây công nghệ đƣợc áp dụng cơng trình theo tiêu chuẩn Việt Nam nơi địa hình bị chia cắt nhiều sơng suối, mƣơng máng địa hình đồi núi phức tạp, chƣa phổ biến rộng rãi Đối với “Dự án đầu tư xây dựng cơng trình nâng cấp mở rộng Quốc lộ 24, đoạn nối tỉnh Quảng Ngãi đến tỉnh Kon Tum (Km6+000~Km165+000), đoạn tránh đèo Violak Km50+345 ~Km82+200” đƣợc nghiệm thu cẩn thận phƣơng pháp đo thủ công trực tiếp từ điểm mặt cắt đảm bảo yêu cầu kỹ thuật Các yếu tố độ cao điểm, khoảng cách điểm khối lƣợng đào đắp phù hợp với yêu cầu độ xác đặt Qua nghiên cứu số ứng dụng MHSĐH áp dụng ngành giao thơng xây dựng đánh giá nhƣ sau: - Độ xác MHSĐH xây dựng phƣơng pháp đo trực tiếp đảm bảo đƣợc tiêu chuẩn kỹ thuật ngành - Sử dụng MHSĐH ứng dụng vẽ tự động đƣờng đồng mức cho bình đồ chi tiết tuyến, cắt mặt cắt dọc ngang, chêm điểm phù hợp với tỷ lệ bình đồ in Cho phép tính tốn khối lƣợng đào đắp tự động xác Đặc biệt với tuyến đƣờng phải cải tuyến lý kỹ thuật, công việc khảo sát địa hình khơng cần phải tiến hành lại, mà cần thực mơ hình MHSĐH, giảm chi phí khảo sát tuyến 83 KẾT LUẬN Trong phạm vi nghiên cứu luận văn đề cập tới phần ứng dụng MHSĐH lĩnh vực khoa học, nhiên cho thấy đƣợc: - MHSĐH có tầm quan trọng lớn ngành khoa học trái đất, ứng dụng mơ hình hóa q trình liên quan tới quản lý tài ngun mơi trƣờng Trong phải kể đến ngành khoa học thủy văn học, khí hậu học, địa mạo học, kể ngành sinh học thực vật học, ứng dụng ngành giao thông, xây dựng, quân - Trong trình tìm hiểu, việc thƣơng mại hóa sản phẩm MHSĐH nƣớc ta chƣa có phổ biến, chƣa đáp ứng đƣợc tiềm ứng dụng nó, phát triển ngành mang tính chất tự phục vụ - Cần xây dựng MHSĐH phủ trùm toàn quốc nƣớc ta để phục vụ cho nhiều nhành nghề khác nhau, tránh trƣờng hợp trồng chéo xây dựng MHSĐH đơn vị tổ chức, thành lập phƣơng pháp đo ảnh số hóa bình đồ có sẵn chi phí đầu tƣ thấp khoảng thời gian hồn thành nhanh Phƣơng pháp đo ảnh có ƣu độ chi tiết cập nhật kịp thời, nhiên phƣơng pháp số hóa đƣợc đồng mức có giá thành thấp Tuy vậy, cần kết hợp với việc chỉnh cập nhật bình đồ có sẵn đƣợc khái qt hóa nhiều thời gian thực lâu, liệu có nhiều nguồn gốc - Đặc biệt có MHSĐH tồn quốc, việc chi phí dự án thiết kế giao thông, quy hoạch xây dựng bƣớc lập dự án nghiên cứu đầu tƣ ngành nghề quản lý tài nguyên môi trƣờng đƣợc giảm đi, dự án sử dụng liệu đồng nhất, tránh lãng phí thúc đẩy kinh tế phát triển Hi vọng, thời gian tới nghiên cứu thành lập MHSĐH phƣơng pháp khác, đại nƣớc ta cho chi phí thấp, độ xác cao ứng dụng ngành xây dựng thiết kế giao thông, thủy lợi…vv 84 - Sử dụng MHSĐH phƣơng pháp đo trực tiếp thực địa, giao thơng, xây dựng cho thấy tính ƣu việt độ xác u cầu, tự động hóa hầu hết cơng việc Cho phép ta tự động vẽ bình đồ chi tiết khu vực tuyến cách nhanh chóng xác, cho phép vẽ mặt cắt dọc, mặt cắt ngang tuyến thiết kế, nhƣ cho phép tính khối lƣợng đào đắp thiết kế cơng trình giao thơng Khi cải tuyến khỏi vị trí ban đầu lý nhƣ tránh cơng trình cần bảo vệ, yếu tố địa chất không đảm bảo cho đƣờng công tác khảo sát lại tuyến cần thực MHSĐH mà khảo sát lại Giảm chi phí khảo sát thiết kế, lao động, tiến độ đƣợc đảm bảo Trên kết luận rút từ nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm ban đầu, để có kết luận xác đáng cần tiếp tục làm số thực nghiệm khu vực khác 85 CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ Bùi Thị Thúy Đào, Nguyễn Tuấn Trung (2010), “Một số giải pháp kỹ thuật nâng cao độ xác mơ hình số địa hình”, Tạp chí Tài nguyên Môi trường, số 19 [tr.105], kỳ tháng 10 năm 2010 86 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tăng Quốc Cƣơng (2004), Nghiên cứu sở khoa học xây dựng mơ hình số độ cao phục vụ quản lý tài nguyên thiên nhiên, Viện nghiên cứu Địa Chính, Hà nội Hồ Tống Minh Định (2005), Ứng dụng kỹ thuật InSAR xây dựng mơ hình độ cao số (DEM), Luận văn Thạc sĩ, Trƣờng Đại học Bách Khoa TP.HCM Lƣơng Chính Kế (2006), Thành lập DEM/DTM DSM công nghệ LiDAR, Viện Đo ảnh Bản đồ ĐH Bách Khoa Vacsava Trƣơng Anh Kiệt (2005), Mơ hình số địa hình ứng dụng Trắc địa, chuyên đề khoa học Trƣờng Đại học Mỏ Địa chất, Hà Nội PhạmVọng Thành (2004), Mơ hình số địa hình nghiên cứu Tài ngun Mơi trường, NXB Khao học Kỹ Thuật, Hà nội PhạmVọng Thành (2010), Mơ hình số địa hình, Bài giảng cao học ngành Trắc địa, Trƣờng Đại học Mỏ Địa chất, Hà Nội Trần Đình Trí (2009), Đo ảnh giải tích đo ảnh số, NXB Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội Trần Đình Trí (2009), Cơng nghệ LiDAR, Bộ môn Ảnh Viễn Thám, Trƣờng ĐH Mỏ Địa chất, Hà Nội F.Ackerman (1992), High-Quality Digital Terain Models EARSeL Advances in Remote Sensing Vol.1, No.3-VII, Stuttgard, Germany 10 H.Ebner and D.Fritsh (1986) High fidelity Digital Elevation Models – Elements of Land Information Systems, Internation Federation of Suveyor (XVIII congress) pg.9-10, Toronto, Canada 11 Mercer, J.Bryan (2001), Combining LIDAR and IFSAR: What can you expect? proceeding of Photogrammetric week 2001, Stuttgart, Germany 12 Mercer, J.Bryan (2004), DEMs Created from Airborne IFSAR, Proceeding XX Congress, 13 Zhilin Li, Qing Zhu and Christopher Gold (2000), Digital terrain modeling (Principles and Methodology) CRS Press 2005 14 Scott D.Andrew (1996), Simply terrain models and Measuring terrain models accuracy, The University British Collombia, USA 15 Jabcobsen.K(2002), State of the Art Trend in Mapping Past, Present and Future, InCA workshop, Ahmedabad, India 16 Xiaopeng Li, A.Bruce Baker (2003),Characteristics of Airbone IfSAR elevation data, Information Technology Intermap Technologies, Canada 17 J.R.Sulebak (2000), Application of DEM SINTEF institute of Applied Mathematics 87 18 http://www.intermap.com/digital-terrain-models 19 http://www.vectormedia.com/spatialsustain/what-is-the-role-of-the-digitalterrain-model-dtm-today.html 20 http://www.csc.noaa.gov/ 21 http://www.vast.ac.vn/index.php?option=com_content&view=article&id=926&c atid=37:tin-khcn-trong-nc-&Itemid=34&lang=vi, Viện Khoa học Công nghệ Việt nam, Cung cấp tin: TS Vũ Thị Thu Lan – Viện Địa lý, xử lý tin: Minh Tâm, Ngày tháng năm 2011 ... mục hình vẽ vii MỞ ĐẦU LỜI CẢM ƠN Chƣơng TỔNG QUAN VỀ XÂY DỰNG MƠ HÌNH SỐ ĐỊA HÌNH 1.1 Tình hình nghiên cứu xây dựng mơ hình số địa hình nƣớc ngồi 1.2 Tình hình nghiên cứu xây dựng mơ hình số địa. .. mơ hình số địa hình nƣớc ta Chƣơng CÁC PHƢƠNG PHÁP XÂY DỰNG MƠ HÌNH SỐ ĐỊA HÌNH 2.1 Khái niệm mơ hình số địa hình 12 12 2.1.1 Một số khái niệm 12 2.1.2 Khả ứng dụng mơ hình số địa hình 16 2.2 Quy... XÂY DỰNG MƠ HÌNH SỐ ĐỊA HÌNH 1.1 Tình hình nghiên cứu xây dựng mơ hình số địa hình nƣớc ngồi Mơ hình số địa hình (MHSĐH) mơ phần hay bề mặt trái đất dƣới dạng số hóa Trƣớc khái niệm mơ hình địa