Ứng dụng công nghệ xử lý ảnh số để xây dựng cơ sở dữ liệu địa chính xã thanh minh huyện điện biên tỉnh điện biên

1 mở đầu 1.1 Đặt vấn đề Đất đai nguồn tài nguyên vô quan trọng ngời sống trái đất Việt Nam, đất nông lâm nghiệp nguồn sống 70 % dân số nớc, đặc biệt đồng bào dân tộc sống vùng núi trung du Thấu hiểu đợc tầm quan trọng đất, lời nói đầu Luật đất đai đà khẳng định rõ Đất đai tài nguyên quốc gia vô quý giá, t liệu sản xuất đặc biệt, thành phần quan trọng hàng đầu môi trờng sống, địa bàn phân bố khu dân c, xây dựng sở kinh tế, văn hoá, xà hội, an ninh quốc phòng[12] Hiến pháp năm 1992 Luật đất đai năm 1993 nêu "Đất đai thuộc sở hữu toàn dân Nhà nớc thống quản lý từ Trung ơng đến địa phơng đến ®Êt, tõng chđ sư dơng ®Êt nh»m sư dơng ®Êt theo quy hoạch kế hoạch để đạt hiệu kinh tÕ cao nhÊt" [4] BÊt kú mét Nhµ n−íc nào, với chế độ trị nào, thời kỳ cần có đất, đất đai vấn đề sống quốc gia Do vậy, Nhà nớc muốn tồn phát triển phải nắm đợc nguồn tài nguyên đất phục vụ nhu cầu phát triển kinh tế quốc dân nh bảo vệ an ninh quốc phòng Nhà nớc nớc ta, sau cách mạng tháng Tám năm 1945 thành công, nớc Việt Nam Dân chủ Cộng hoà đời, luật lệ quy định ruộng đất trớc chế độ phong kiến đà bị xoá bỏ Năm 1946 Chủ tịch Hồ Chí Minh ký sắc lệnh giảm tô thị chia ruộng đất, đồn điền, trại ấp vắng chủ (của địa chủ Pháp địa chủ Việt Nam) cho nông dân nghèo Sau ngày 30 tháng năm 1975 đất nớc ta hoàn toàn thống nhất, lúc vấn đề quản lý, sử dụng nguồn tài nguyên đất phạm vi lÃnh thổ nớc đợc Đảng Nhà nớc đặc biệt trọng Để tạo sở cho việc quản lý sử dụng đất, Nhà nớc đà thị 299/TTg ngày 10/11/1980 đo đạc lập đồ giải thửa, thông t hớng dẫn cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất Đến ngày 8/01/1988 Nhà nớc ban hành Luật đất đai Sau năm thực đà giải đợc vấn đề xúc trình quản lý sử dụng đất Tuy nhiên phát triển nhanh chóng kinh tế xà hội đà làm bộc lộ số nhợc điểm vấn đề nảy sinh, cần bổ sung hoàn thiện pháp luật đất đai để đáp ứng nhu cầu quản lý đất đai thời kỳ đổi Vì ngày 14/07/1993 Luật đất đai sửa đổi đợc ban hành Bên cạnh hàng loạt văn dới luật đợc ban hành nhằm hớng dẫn cụ thể hoá việc thi hành Luật Tuy nhiên trình thực công tác quản lý Nhà nớc đất nhiều điểm bất cập, nên Luật đất đai tiếp tục đợc sửa đổi vào năm 1998, 2001 2003 Ngày nay, nớc ta giai đoạn công nghiệp hoá, đại hoá, kinh tế xà hội phát triển mạnh, việc đô thị hoá diễn với tốc độ lớn làm cho đất đai biến động thờng xuyên Thực tế đòi hỏi phải xây dựng hệ thống thông tin đất đai đủ mạnh để quản lý chặt chẽ nguồn tài nguyên đất đai vô cần thiết Trong xây dựng hệ thống thông tin đất đai, phần việc quan trọng tốn xây dựng sở liệu địa Nguồn t liệu để đa vào sơ sở liệu loại đồ địa có, t liệu ảnh viễn thám số liệu đo trực tiếp thực địa [23] Trong năm gần ảnh hàng không đợc sử dụng rộng rÃi hiệu lĩnh vực xây dựng sở liệu đồ địa hình địa cho loại tỷ lệ ảnh hàng không giúp ta thu thập thông tin địa vật, địa hình cách nhanh chóng khách quan [11] Bên cạnh đó, tiến khoa học kỹ thuật công nghệ mới, đặc biệt công nghệ thông tin đà đợc đa vào ứng dụng đo ảnh nên khả tự động hóa cho công tác xây dựng sở liệu thuận lợi Mặt khác phơng pháp xây dựng sở liệu từ ảnh hàng không giúp lu trữ hệ thống hoá đợc thông tin cần thiết đất đai máy tính, thờng xuyên bổ sung, cập nhật, tra cứu cách dễ dàng phục vụ cho công tác quản lý, đánh giá, hoạch định kế hoạch, quy hoạch sử dụng đất đai, mang lại hiệu kinh tế kỹ thuật cao [23] Xuất phát từ thực tiễn nh trên, đợc trí Khoa Đất & Môi trờng Khoa Sau đại học - Trờng Đại học Nông Nghiệp I Hà Nội, với tinh thần tham gia đóng góp việc xây dựng sở liệu địa phục vụ công tác quản lý sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên đất đai, tiến hành tìm hiểu nghiên cứu đề tài: ứng dụng công nghệ xử lý ảnh số để xây dựng sở liệu địa xà Thanh Minh, huyện Điện Biên, tỉnh Điện Biên 1.2 Mục đích nghiên cứu - Nghiên cứu tìm hiểu cấu trúc sở liệu địa phục vụ cho công tác quản lý đất Tổng cục Địa (nay Bộ Tài nguyên Môi trờng) ban hành - Nghiên cứu áp dụng công nghệ xử lý ảnh số để xây dựng sở liệu địa tỷ lệ 1:10.000 khu vực xà Thanh Minh từ t liệu ảnh hàng không - Nghiên cứu ứng dụng công nghệ tin học công tác quản lý địa Trên sở thử nghiệm địa bàn xà Thanh Minh, huyện Điện Biên, tỉnh Điện Biên 1.3 Yêu cầu - Nắm vững văn Nhà nớc địa phơng ban hành có liên quan đến quản lý sử dụng đất - Nắm bắt đợc công nghệ ứng dụng công tác xây dựng quản lý đất đai thông qua sở liệu - Xây dựng hệ thống sở liệu địa xà Thanh Minh huyện Điện Biên đa vào quản lý phần mềm thích hợp 1.4 ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Hiện nay, công tác quản lý đất đai địa phơng nớc gặp phải nhiều khó khăn, đặc biệt địa phơng vùng núi trung du cha có đầy đủ hệ thống sở liệu địa phần lớn khu vực hành quản lý theo phơng pháp thủ công Theo báo cáo Bộ Tài nguyên Môi trờng đến năm 2002 có khoảng 25% diện tích nớc đợc đo vẽ đồ địa chính quy, số lại sử dụng thành đo đạc trớc với độ xác thấp tài liệu đo đạc đồ mà sử dụng sơ họa phục vụ cho công tác cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất [22] Vì vậy, đề tài góp phần làm sáng tỏ công nghệ ảnh số phơng pháp nhanh chóng cho thu đợc sở liệu đồ địa phục vụ cho công tác quản lý đất đai, đặc biệt khu vực miền núi trung du Công nghệ bớc đa vào áp dụng cho công tác quản lý đất đai tới cấp huyện xà đợc trọng đầu t Ngoài ra, kết nghiên cứu đề tài sử dụng làm tài liệu bổ sung tài liệu tham khảo công tác giảng dạy sinh viên ngành Địa Trờng Đại học Nông Lâm Thái Nguyên 2.tổng quan vấn đề nghiên cứu 2.1 sở liệu hệ thống thông tin địa 2.1.1 Khái niệm chung sở liệu 2.1.1.1 Khái niệm hệ sở liệu Một hệ sở liệu tập hợp liệu có liên quan với tập chơng trình để truy xuất liệu Các tập liệu chứa thông tin có liên quan đến quan, tổ chức, chuyên ngành khoa học tự nhiên xà hội đợc lu trữ máy tính theo qui định theo mục đích sử dụng đợc gọi sở liệu (viết tắt CSDL, tiếng Anh Database) [22] Phần chơng trình để xử lý, thay đổi liệu hệ quản trị sở liệu (HQTCSDL, tiÕng Anh lµ Database management system) Theo nghÜa nµy HQTCSDL cã nhiƯm vơ rÊt quan träng nh− lµ mét diễn dịch (interpreter) với ngôn ngữ bậc cao nhằm giúp ngời sử dụng dùng đợc hệ thống mà nhiều không cần quan tâm đến thuật toán chi tiết biểu diễn liệu máy [23] Mục đích hệ quản trị sở liệu cung cấp cách lu trữ truy lục thông tin sở liệu cho vừa thuận tiện vừa hiệu Các hệ quản trị sở liệu đợc thiết kế để quản lý lợng lớn thông tin Việc quản lý liệu bao gồm việc định nghĩa cấu trúc để lu giữ thông tin lẫn việc cung cấp chế để thao tác thông tin Ngoài ra, hệ sở liệu phải đảm bảo đợc an toàn cho thông tin đợc lu dù có trục trặc hệ thống có truy xuất trái phép Nếu liệu phải chia sẻ cho nhiều ngời dùng chung hệ thống phải tránh đợc kết sai xảy Các hệ CSDL đợc thiết kế để quản lý lợng lớn thông tin Việc quản lý liệu bao gồm việc định nghĩa cấu trúc để lu trữ thông tin lẫn việc cung cấp chế để thao tác thông tin Ngoài hệ CSDL phải đảm bảo đợc an toàn cho thông tin đợc lu dù có trục trặc hệ thống có truy xuất trái phép Nếu liệu phải đợc cho nhiều ngời dùng chung, hệ thống phải tránh đợc kết sai xảy Hệ quản trị sở liệu có hỗ trợ tính sau: * Định nghĩa liệu (Database Definition) * Xây dựng liệu (Database Construction), chức định nghĩa xây dựng liệu hỗ trợ ngời dùng xây dựng liệu riêng * Thao tác liệu (Database Manipulation), thao tác cập nhật, tìm kiếm, sửa, xoá liệu *Quản trị liệu (Database Administrator), thực phân quyền sử dụng, bảo mật thông tin *Bảo vệ liệu (Database Protection), thực hiƯn c¸c thao t¸c chÐp, phơc håi, tr¸nh mÊt mát liệu Ngôn ngữ hệ quản trị sở liệu bao gồm: *Ngôn ngữ định nghĩa liệu (Database Definition Language DDL) cung cấp câu lệnh cho phép mô tả, định nghĩa đối tợng sở liệu *Ngôn ngữ thao tác liệu (Database Manipulation Language DML) dùng để thao tác, xử lý đối tợng sở liệu nh thêm, xoá, sửa, tìm kiếm *Ngôn ngữ kiểm soát liệu (Database Control Language - DCL) ®iỊu khiĨn tÝnh ®ång thêi ®èi víi d÷ liƯu Qua st thËp niªn ci cïng cđa thÕ kû 20, việc sử dụng sở liệu đà lớn dần nhiều quan Trong ngày đầu có ngời tơng tác với hệ sở liệu họ họ đà tơng tác gián tiếp với - qua báo cáo in nh phiếu toán thẻ tín dụng trung gian qua nhân viên bán vé máy bay Sau máy rút tiền tự động xuất cho phép ngời dùng tơng tác trực tiếp với sở liệu [13] Các giao diện điện thoại với máy tính (các hệ thống trả lời tiếng nói trực tiếp) cho phép ngời dùng tơng tác trực tiếp với sở liệu - bên gọi quay số nhấn vào phím điện thoại để nhập thông tin chọn lựa, chẳng hạn nh tìm thời gian đến/đi chuyến bay đăng ký lớp trờng đại học Cuộc cách mạng Internet vào cuối năm 90 đà làm tăng mạnh mẽ số lợng ngời dùng truy xuất trực tiếp vào sở liệu Các công ty ®· chun nhiỊu giao diƯn ®iƯn tho¹i cđa hä víi sở liệu thành giao diện web tạo nhiều dịch vụ thông tin trực tuyến Thí dụ truy xuất cửa hàng sách trực tuyến duyệt xem sách băng đĩa nhạc, có nghĩa truy xuất liệu đợc lu sở liệu Khi đặt đơn đặt hàng trực tuyến, đơn đợc lu vào sở liệu Khi truy xuất điểm web ngân hàng truy lục thông tin số d giao dịch mình, thông tin đợc lấy từ hệ sở liệu ngân hàng Khi truy xuất điểm web, thông tin chúng đợc truy lục từ sở liệu chọn quảng cáo thích hợp cho Ngoài ra, d÷ liƯu vỊ viƯc truy xt cđa chóng ta đợc lu cất sở liệu Bởi thông tin quan trọng nên nhà khoa học máy tính đà phát triển nhiều khái niệm kỹ thuật để quản lý liệu 2.1.1.2 Kiến trúc hệ sở liệu tính độc lập liệu Một sở liệu đợc phân thành mức khác xem nh có sở liệu đơn giản có hệ quản trị sở liệu (Hình 2- 1) Mức thấp kiến trúc hệ CSDL sở liệu vật lý (mức vật lý) tệp liệu theo cấu trúc đợc lu thiết bị nhớ thứ cấp (nh đĩa từ, băng từ ) CSDL mức khái niệm biểu diễn trừu tợng CSDL vật lý (hay tơng đơng CSDL mức vật lý cài đặt cụ thể CSDL mức khái niệm Môi trờng hệ điều hành Yêu cầu ngời sử dụng Thông tin Hệ quản trị sở liệu Cơ sở liệu Hình 2- Sơ đồ tổng quát hệ sở liệu [24] Các khung nhìn cách nhìn, quan niệm ngời sử dụng CSDL mức khái niệm Sự khác khung nhìn mức khái niệm thực chất không lớn Ngời sư dơng Khung nh×n Ng−êi sư dơng Khung nhìn ã ã ã ã ã ã Ngời sử dụng n CSDL mức khái niệm (logic) Khung nhìn n H×nh 2- CÊu tróc cđa CSDL [27] CSDL mức vật lý Về tính độc lập liƯu, chóng ta h·y xem xÐt h×nh 2- tõ khung nhìn, tới CSDL khái niệm CSDL vật lý cho thÊy cã hai møc “®éc lËp t− liƯu” Thø nhất, lợc đồ vật lý thay đổi ngời quản trị CSDL mà không cần thay đổi lợc ®å ViƯc tỉ chøc l¹i CSDL vËt lý (thay đổi tổ chức, cấu trúc liệu thiết bị nhớ thứ cấp) làm thay đổi hiệu tính toán chơng trình ứng dụng nhng không đòi hỏi phải viết lại chơng trình Tính độc lập gọi độc lập liệu mức vật lý [27] Mối quan hệ khung nhìn lợc đồ khái niệm cho thêm loại độc lập nữa, gọi độc lập liệu logic Khi sư dơng mét CSDL, cã thĨ cÇn thiÕt phải thay đổi lợc đồ khái niệm nh thêm thông tin loại khác thực thể bớt, xoá thông tin thực thể tồn CSDL Việc thay đổi lợc đồ khái niệm không làm ảnh hởng tới lợc dồ tồn tại, không cần thiết phải thay đổi chơng trình ứng dụng Vì thế, tính độc lập liệu mục tiêu chủ yếu hệ CSDL Có thể định nghĩa tính độc lập liệu tính bất biến hệ ứng dụng thay đổi cấu trúc lu trữ chiến lợc truy nhập [27] 2.1.1.3.Mô hình sở liệu Mỗi mô hình sở liệu có liên quan đến phơng pháp tổ chức liệu sở liệu logic liên quan đến cấu trúc logic liệu sở liệu Trong đó, mô hình sở liệu thờng thông qua mô hình liệu phân cấp, mô hình mạng sở liệu quan hệ a Mô hình phân cấp (Hierarchical models) Mô hình phân cấp kết hợp nhiều cấp độ có liên quan Trong thực tế, theo thứ tự (hình 2-3) Mô hình phân cấp lu trữ liệu cấp độ giống nh phận phù hợp với cấu trúc nh rễ, cành Cấp độ thứ R1 hình vẽ rễ; S1, S3 cấp độ thứ hai cành, ®ã S2, S4, T1, T2, T3, T7 ë cấp độ hai ba Tuy nhiên, để nhận mô hình phân cấp không khó, nhng số vấn đề việc tìm kiếm cấp độ sau cấp độ khác nhiều liệu d thừa Lớp Đờng R1 Lớp S2 S1 Đờng cao tốc S3 S4 Đờng sắt Đờng giành cho xe thô sơ Đờng mòn T7 Đờng sắt T6 Đờng sắt hẹp Đờng T5 Đờng sắt đôi T3 T2 Đờng Đờng liên tỉnh T1 Đờng sắt đơn Lớp T4 Hình 2-3 Mô hình liệu phân cấp b Mô hình mạng (Network Model) Mô hình mạng tập hợp cấp độ đà đợc kết nối (hình 24) Đặc điểm không đợc kết nối từ đến cành Ví dụ, S1 hình vẽ đợc kết nối với R1, R3 Loại cấu trúc đợc xem nh loại cấu trúc phân cấp có nhiều mạng kết nối Kết là, tiết kiệm đợc thời gian tìm kiếm, nhng mối quan hệ liệu lại phức tạp, cấu trúc nhìn thấy cách rõ ràng Trong mô hình mạng phân cấp thiết kế, việc truy cập tuyến liệu cách cẩn thận cần thiết Một đà đợc xác định tuyến liệu thay đổi đợc Vậy kết hữu mối quan hệ phức 10 - Dấu hiệu giải đoán trực tiếp Các đặc tính địa vật đợc truyền trực tiếp lên ảnh đợc mắt ngời cảm thụ trực tiếp gọi dấu hiệu giải đoán trực tiếp Chúng bao gồm hình dáng kích thớc màu [2] ã Hình dạng: Là dấu hiệu giải đoán trực tiếp tác động lên ngời suy giải đối tợng có hình dạng xác định (hình học chuẩn : vuông, tròn, chữ nhật) không xác định; hình dạng chia nhiều loại: dạng tuyến, dạng phẳng, dạng khối Đối với ảnh đà nắn đối tợng đợc phản ánh hình dạng thật chúng - Hình dạng địa vật ảnh hàng không thay đổi phụ thuộc vào góc nghiêng ảnh phụ thuộc vào độ cao địa vật Trên ảnh bằng, hình ảnh địa vật nằm ngang đồng dạng với hình dáng chúng thực địa ảnh địa vật có độ cao khác nhau, tính đồng dạng đợc bảo tồn chúng nằm gần phần ảnh chúng nằm phần rìa ảnh bị biến dạng nhiều ã Kích thớc: Là chuẩn cho phép ta phân biệt địa vật với địa vật khác nh hình dáng chúng tơng tự Tuy nhiên dấu hiệu suy giải tin cậy dấu hiệu hình dạng sử dụng kích thớc số trờng hợp ã Nền ảnh: Nền ảnh địa vật ảnh hàng không phụ thuộc vào khả phản xạ ánh sáng địa vật, độ chiếu sáng khu đo, độ nhậy phim việc rửa ảnh, phim chụp, thời gian chụp ngày, mùa chụp năm, Vì ảnh hàng không, địa vật khác đợc thể ảnh nh nhau, ngợc lại địa vật giống lại đợc chụp lên ảnh với màu khác Mặt khác nhiều địa vật có hình ảnh với ®Ỉc tr−ng hc víi cÊu trøc ®Ỉc tr−ng nh− rõng đợc thể ảnh cấu trúc hạt, vờn có cấu trúc dải, bÃi tha ma vùng bÃi cát - cấu trúc tổ 75 ong, thành phố - cấu trúc bàn cờ tất điều phải lu ý giải đoán ảnh Tuy dấu hiệu suy giải quan trọng nhng không đợc phụ thuộc vào Bởi yếu tố sắc ảnh phản ánh độ sáng địa vật mà độ sáng lại thờng xuyên thay đổi giao động giới hạn rộng ã Bóng: Là dấu hiệu điều vẽ trực tiếp đầy mâu thuẫn Một mặt có phải nhờ bóng đổ suy giải đợc đặc tính đối tợng, mặt khác lại nhiễu cản trở trình nhìn rõ để suy giải đối tợng bên cạnh bị che khuất - Các dấu hiệu giải đoán gián tiếp Dấu hiệu giải đoán gián tiếp dùng để có mặt tính chất địa vật ảnh không xác định đợc ảnh không xác định đợc theo dấu hiệu trực tiếp (ví dụ đờng ngầm xuyên núi đợc đoán nhận theo chỗ gián đoạn hình ảnh đờng xuyên qua núi) Việc sử dụng dấu hiệu giải đoán gián tiếp phụ thuộc kinh nghiệm hiểu biết kiến thức tổng hợp địa lý cảnh quan, địa chất, địa mạo, [2] vờn đề kinh tế, xà hội có liên quan với lịch sử phát triển đối tợng quan tâm * Thứ tự giải đoán đối tợng - Trớc tiên xem xét chung hình ảnh đối tợng vùng Nghiên cứu hình dáng, kích thớc, ảnh, bóng địa vật ảnh mắt thờng, sau dùng kính lập thể để kiểm tra kỹ lỡng địa vật cần giải đoán thể đối tợng lần lợt giải đoán đối tợng trớc sau chi tiết đối tợng lại, nhận biết xác từ yếu tố dạng tuyến, yếu tố dạng vùng cuối yếu tố dạng điểm Ví dụ: - Các yếu tố dạng tuyến nh: Hệ thống giao thông, hệ thống thuỷ văn; sông ngòi, mơng máng, 76 - Các yếu tố dạng vùng nh: Ao, hå, thùc vËt, - C¸c yÕu tè dạng điểm nh: Các điểm dân c, công trình độc lập Khi giải đoán đợc yếu tố theo trình tự ta sử dụng đầy đủ quan hệ tơng hỗ địa vật khu đo để đoán đọc điều vẽ tổng hợp đắn yếu tố nội dung đồ lần lợt thể chúng lên ảnh cần vẽ theo ký hiệu qui định loại đồ Tuy nhiên loại địa vật cần chải ký hiệu tạm thời thể ký hiệu vào vùng khoanh vi đối tợng Việc biên tập đồ đợc thực sau đà giải đoán xong mảnh đồ 4.3.8.3 Điều vẽ ảnh ngoại nghiệp Quá trình điều vẽ ảnh ngoại nghiệp đợc thực bình đồ ảnh trực giao nhằm xác định xác đối tợng thông tin thuộc tính đối tợng cần cho xây dựng sở liệu địa Đối với vùng núi, kết điều vẽ chủ yếu bao gồm yếu tố địa hình (vách đứng, hang động, khe xói ), ranh giới thưa ®Êt, ranh giíi sư dơng ®Êt, ranh giíi thỉ nhỡng, thực vật Các đối tợng khác nh điểm khống chế trắc địa, công trình công nghiệp, điểm dân c, ghi công trình giao thông, mạng lới thuỷ văn đặc trng chúng, đờng xá, đờng thông tin thờng tha thớt Để đối soát ranh giới đất yếu tố địa khác cần sử dụng bình đồ ảnh kết hợp với tài liệu, đồ đà có khu vực đo vẽ Đối với vùng núi, đất thờng đất lâm nghiệp đất cha sử dụng với diện tích lớn, loại đất khác (đất nông nghiệp, đất ) thờng chiếm tỷ lệ nhỏ nên số lợng thông tin cần điều vẽ nhìn chung nhiều so với vùng đồng Yếu tố quan trọng đồ địa ranh giới đất Ranh giới đất đợc giới hạn bờ đất, đờng bao quanh, tờng hàng rào bao quanh đợc thể hiƯn b»ng ®−êng bao khÐp kÝn mét nÐt liỊn 77 Trong trình điều vẽ, khu vực có thay đổi so với ảnh phải tiến hành đo vẽ bổ sung theo phơng pháp toàn đạc nhờ máy toàn đạc điện tử nh SET hay TC 4.3.9 Chuyển liệu địa dạng số Quá trình số hoá đợc thực phần mềm MGE Base Mapper Khi số hoá mảnh đồ ta phải mở file.dgn chứa sơ đồ phân mảnh đồ để chọn đồ cần số hoá Mở file ảnh tơng ứng với mảnh đồ cần số hoá phần mềm I/RASC Chọn đờng dẫn tên file ảnh Sau mở bảng phân chín lớp thông tin đối tợng theo quy định sở liệu địa để chọn đối tợng cần số hoá ảnh Dùng công cụ Main Microstation để số hoá đối tợng Cần lu ý rằng, trình tạo sở liệu số, phải tham khảo kết điều vẽ bình đồ ảnh Để liệu số tạo đợc hoàn chỉnh ta cần tiến hành chỉnh sửa lỗi Dùng chức MRFCLEAN để phát lỗi Để thực chức cần phải chọn level chứa đối tợng nội dung đồ cần phát Parameter xác định thông số cần thiết Chơng trình chạy đánh dấu tất lỗi ký hiệu D, X, S tuỳ theo thông số đà chọn Dùng chức MRFFLAG để tìm lỗi đà đợc đánh dấu dùng công cụ Main để sửa lỗi Tiến hành xoá bỏ yếu tố thừa sai lệch để chỉnh sửa cho hoàn thiện 4.3.10 Biên tập sở liệu Sau tiến hành sửa lỗi cho tất tờ đồ, tiến hành công việc biên tập sau: Tạo vùng đồ địa chính( Build Topology): Topology mô hình lu trữ liệu đồ (dữ liệu không gian) Đây chức quan trọng quy trình xây dựng đồ số, bao gồm chức thực đảm bảo thực chức đóng vùng 78 Tiến hành tạo topology( Famis) tờ đồ, trình tạo vùng hoàn thành, đồ thể lên tâm (màu vàng) mặc định lớp 11 Tính diện tích tự động cho tờ đồ song đánh số tự động cho tờ đồ Nhập liệu thuộc tính: sở hoàn thiện song hệ thống đồ số(DLKG), tiến hành nhập thông địa cho tờ đồ là: Số tờ, số thửa, loại đất, chủ sử dụng, địa Gán thông tin địa ban đầu: Gán toàn thông tin( số hiệu đồ, số hiệu thửa, loại đất, chủ sử dụng cho tờ đồ Hệ thống đồ đà đầy đủ thông tin - Thể thông tin cần thiết lên đồ địa (số thửa, diện tích, loại đất) lên đồ địa thông qua lệnh vẽ nhÃn Sau đó, tạo khung đồ địa cho tờ đồ với toạ độ nh bảng 4.5 Bảng 4-5: Toạ độ góc khung mảnh đồ địa xà Thanh Minh TT Tờ số Số mảnh Tên xà Toạ độ (x,y) (km) Góc trái dới Góc phải 1 10-376500 Thanh Minh 2270 - 500 2276 -506 2 10-376506 Thanh Minh 2370 - 506 2376 - 512 3 10-370500 Thanh Minh 2364 - 500 2370 - 506 4 10-370506 Thanh Minh 2384 - 506 2370 - 512 4.3.11 Kết nối với sở liệu hồ sơ địa Sau hoàn thiện đồ, thực trao đổi liệu hồ sơ địa Hệ thống sở liệu thống phục vụ thành lập đồ hồ sơ địa bao gồm CSDL: sở liệu đồ địa sở liệu hồ sơ địa - Tạo hồ sơ kỹ thuật gồm( Trích lục đất, biên trạng sử dụng đất, giấy chứng nhËn qun sư dơng ®Êt 79 thĨ hiƯn phơ lục) 4.3.12 Chuyển liệu từ CSDLBĐĐC sang CSDL HSĐC Quá trình chuyển đổi từ phần mềm Famis sang phần mỊm Caddb, sau thùc hiƯn lƯnh th× tÊt liệu chuyển sang bao gồm: số thửa, diện tích, loại đất, số hiệu mảnh đồ, tên địa chủ sử dụng đất đà đợc nhập phần mềm Famis Sau chuyển liệu từ Famis sang, thông tin loại đất, chủ sử dụng không xác cha đầy đủ, thông tin đà đợc rà soát lại hiệu chỉnh từ nguồn liệu sổ sách thu đợc xà 4.3.13 Sản phẩm Kết thực sở liệu địa bao gồm sản phẩm sau: + tờ đồ địa tỷ lệ:1/10.000 (cả dạng số giấy) + Sổ mục kê + Giấy chứng nhận quyền sử dụng đất + Hồ sơ kỹ thuật đất + Biên xác định ranh giới đất + Biểu thống kê đất đai Trên sở mảnh đồ địa tiến hành biên tập thành đồ trạng sử dụng đất Kết thực nghiệm sở liệu địa xà Thanh Minh huyện Điện Biên tỉnh Lai Châu (nay tỉnh Điện Biên) thoả mÃn đầy đủ yêu cầu kỹ thuật phân lớp thông tin, quy định mÃ, phân loại đất, trờng liệu thuộc tính độ tin cậy Nguồn sở liệu chuyển vào quản lý hệ thống thông tin địa lý hệ thống thông tin đất có nớc ta Ngoài sở liệu địa chính, thực nghiệm nghiên cứu luận văn đa số dẫn xuất sản phẩm quan trọng khác nh hồ sơ kỹ thuật đất, đồ địa chính, đồ trạng sử dụng đất, biểu mẫu thống kê, tổng hợp liên quan tới công tác quản lý đất đai xà Thanh Minh 80 (đợc trình bày phụ lục 2) Các thông tin hỗ trợ cho cấp lÃnh đạo hay nhà quản lý để theo dõi, quản lý, xử lý hay định hớng phát triển kinh tế xà hội địa phơng 81 Kết luận kiến nghị Qua số kết nghiên cứu lý thuyết thực nghiệm đề tài ứng dụng công nghệ xử lý ảnh số để xây dựng sở liệu địa xà Thanh Minh, huyện Điện Biên, tỉnh Điện Biên tìm hiểu thực tế, có số kết luận kiến nghị sau: Công nghệ xử lý ảnh số công tác xây dựng sở liệu địa nói chung, đặc biệt sở liệu địa tỉnh vùng núi nói riêng công nghệ tối u Nó có nhiều u điểm mà phơng pháp khác có đợc, đặc biệt khả tự động hoá cao, độ tin cậy lớn khả cập nhật liệu nhanh chóng Sản phẩm công nghệ sở liệu địa dạng Vector Raster cho phép tạo nhiều sản phẩm liên quan khác phục vụ đa mục đích, giúp cho cấp lÃnh đạo nhà quản lý nhanh chóng nắm bắt trực quan, chi tiết xác thông tin địa chính, thông tin liên quan đến quản lý đất đai, đến quy hoạch phát triển 3.T liệu đầu vào nh t liệu đầu dới dạng số nên thuận lợi công tác bảo quản, lu trữ xử lý Tuy vậy, việc quản lý t liệu cần phải đợc tổ chức chặt chẽ tránh chép, thất lạc liệu ý thức cđa ng−êi hay sù cè cđa hƯ thèng máy tính Công nghệ xử lý ảnh số sử dụng t liệu ảnh vệ tinh tích hợp với công nghệ hệ thống thông tin địa lý giúp nhanh chóng cập nhật đa số liệu kiểm kê trạng sử dụng đất theo định kỳ nhà nớc năm lần phạm vi tỉnh toàn quốc Cơ sở liệu địa việc sử dụng cho công tác quản lý đất đai, t liệu cần thiết lĩnh vực lâm nghiệp, nông nghiệp, thuỷ lợi, môi trờng Công nghệ xử lý ảnh số mang lại hiệu kinh tế-kỹ thuật cao xây dựng sở liệu địa phạm vi cấp tỉnh trở nên 82 Trong điều kiƯn kinh tÕ-kü tht n−íc ta hiƯn nay, ®Ĩ tõng bớc đa công nghệ thông tin vào công tác quản lý đất đai có hiệu quả, Nhà nớc nên đầu t cho Phòng địa (nay Phòng tài nguyên Môi trờng) cấp huyện hệ thống thông tin đất (bao gồm hệ thống phần cứng, phần mềm, sở liệu đội ngũ cán bộ) đợc nối mạng kinh phí hàng năm để cập nhật liệu (bao gồm đo đạc bổ xung mua t liệu ảnh) Trong tơng lai phát triển đầu t tới cấp xà 83 tài liệu tham khảo I Tài liệu tiếng việt Nguyễn Đình Dơng (1999), Liên kết t liệu viễn thám hệ thông tin địa lý, Kết đề án: Xây dựng lực phát triển bền vững, Hà Nội Nguyễn Đình Hoè (1999), Viễn thám: Phơng pháp giải đoán mắt thờng, Kết đề án: Xây dựng lực phát triển bền vững, Hà Nội Lê Văn Hờng (2001), Phơng pháp đo ảnh mặt đất, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội Hiến pháp Việt Nam (1995), NXB Chính trị quốc gia, Hà Nội Trơng Anh Kiệt (2001), Cơ sở đo ảnh, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội Trơng Anh Kiệt (2001), Phơng pháp đo ảnh đơn, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội Trơng Anh Kiệt (2001), Công tác tăng dày khống chế ảnh, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội Trơng Anh Kiệt (2001), Phơng pháp đo ảnh giải tích đo ảnh số, ĐH Mỏ - Địa chất, Hà Nội Trơng Anh Kiệt, Lê Văn Hờng (2001), Công tác trắc địa ảnh ngoại nghiệp, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội 10 Phan Văn Lộc (2001), Phơng pháp đo ảnh lập thể, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội 11 Phan Văn Lộc (2000), Tự động hoá đo ảnh, ĐH Mỏ - Địa chất, Hà Nội 12 Luật đất đai (1993), NXB Chính trị quốc gia, Hà Nội 13 Trần Minh (1999), Hệ thống thông tin địa lý - phần sở, Kết đề án: Xây dựng lực phát triển bền vững, Hà Nội 84 14 Nguyễn Trọng san (1999), Các phơng pháp trắc địa đồ quản lý đất đai, ĐH Mỏ - Địa chất, Hà Nội 15 Nguyễn Thị Băng Tâm, Bài giảng Hệ thống thông tin đất, Đại học Nông nghiệp I, Hà Nội 16 Phạm Vọng Thành (2001), Cơ sở chụp ảnh chụp ảnh hàng không, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội 17 Trần Thanh Thuỷ (2003), Khả thành lập đồng thời đồ địa hình đồ ®Þa chÝnh coa së tû lƯ 1:10.000 vïng nói theo công nghệ xử lý ảnh số, Tạp chí Địa số 7/2003 18 Tổng cục Địa (1995), Ký hiệu đồ địa tỷ lệ 1:500 1: 5.000, NXB Bản đồ, Hà Nội 19 Tổng cục Địa (1999), Quy phạm thành lập đồ địa tỷ lệ 1:500 1: 25.000, NXB Bản đồ, Hà Nội 20 Tổng cục Địa chính, Công ty đo đạc ảnh đại hình (2002), Hớng dẫn sử dụng bảng phân lớp đối tợng nội dung đồ địa tỷ lệ 1: 10.000, Hà Nội 21 Tổng cục Địa (1999), Các văn đăng ký đất đai, cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất, lập hồ sơ địa chính, Hà Nội 22 Viện nghiên cứu Địa chính(2000), Nghiên cứu ứng dụng công nghệ ảnh số để thành lập đồ địa cho vùng đất canh tác, đất đất đồi núi, Hà Nội 23 Nguyễn Trờng Xuân (2001), Một số kiến thức hệ thống thông tin địa lý, ĐH Mỏ - Địa chất, Hà Néi Ii Tµi liƯu tiÕng anh 24 P.A.Burrouch (1987), "Principle of Geographycal Information System for Land Resources Assessment", Oxford 85 25 John Picle (1999), "Cartography, Digitan Transition and Questions of Hystory" ICA, Ottawa 26 Keith Clarke (1990), "Analytycal and Computer Cartography", New York 27 Martien Molenaanr (1997), "An Introduction Into The Theory of Logic Hierarchical Object for Geo-Information System" ITC 28 Michael F Goodchild (1999), "Cartographic Futures on a Digital Earth", ICA Ottawa 86 mục lục Mơ đầU 1.1.Đặt vấn đề 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Yêu cầu 1.4 ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 2.TôNG QUAN CáC VấN đề NGHIêN CUU 2.1 sở liệu hệ thống thông tin địa 2.1.1 Khái niệm chung sở liệu 2.1.1.1 Khái niệm hệ sở liệu 2.1.1.2 Kiến trúc hệ sở liệu tính độc lập liệu 2.1.1.3.Mô hình sở liệu 2.1.2 sở liệu hệ thống thông tin đất 13 2.1.2.1.Khái niệm chung hệ thống thông tin đất 13 2.1.2.2.Cơ sở liệu hệ thống thông tin địa 17 2.1.2.3 Mối liên kết liệu 25 2.1.2.4 Thu thập liệu cập nhật liệu 25 2.1.3.phân lớp thông tin hệ thống thông tin địa 30 2.1.3.1 Nguyên tắc phân lớp sở liệu đồ địa 30 2.1.3.2.Quy định tệp chuẩn sở 31 2.1.3.3 Phân lớp nội dung đồ số địa 32 2.2.1 Khái niệm ảnh số 36 2.2.2 Khái niệm phơng pháp đo ảnh số (Xử lý ảnh số) 40 2.2.2.1 Phơng pháp đo ảnh số hỗn hợp 40 2.2.2.2 Phơng pháp đo ảnh toàn số 40 2.2.2.3 Phơng pháp đo ảnh số tức thời 41 2.2.3 Giới thiệu hệ thống đo ảnh số 2.3 Tình hình nghiên cứu giới nớc 87 42 45 2.3.1 Trªn thÕ giíi 45 2.3.2.ë ViƯt Nam 46 NẫI DUNG Và PHơNG PHáP NGHIêN CUU 48 3.1 Phạm vi nghiªn cøu 48 3.2 Néi dung nghiªn cøu 48 3.3 Thiết bị, công nghệ t liệu sử dụng nghiên cứu 48 3.4 Phơng pháp nghiên cứu 49 KếT QUả NGHIêN CỉU Và THảO LUậN 51 4.1 ĐIềU KIệN T NHIêN Và KINH Tế Xà HôI 51 4.1.1 Vị trí địa lý 51 4.1.2 Địa hình, địa mạo 51 4.1.3 Khí hậu 52 4.1.4 Thuỷ văn 52 4.1.5 Các nguồn tài nguyên 52 4.1.5.1.Tài nguyên đất 52 4.1.5.2 Tài nguyên nớc 53 4.1.5.3 Tài nguyên rừng 53 4.1.6 Thực trạng phát triển kinh tế 53 4.1.6.1 Ngành nông - lâm nghiệp 53 4.1.6.2 Dân số, lao động việc làm 54 4.2 Tình hình t liệu 55 4.2.1 T liệu đồ 55 4.2.2 T liệu ảnh 56 4.2.3.C«ng nghƯ sư dơng 57 4.2.3.1.Bé modul xư lý ảnh số Image Station 57 4.2.3.2.Chơng trình FAMIS CADDB 57 4.2.3.3.MapInfor 58 4.3 Kết thành lập sở liệu địa xà minh 88 58 4.3.1 Phim ảnh hàng không 58 4.3.2.Quét ảnh 60 4.3.3.Đo nối khống chế ảnh 61 4.3.4.Xây dựng Projects 62 4.3.5.Tăng dày khống chế ảnh 62 4.3.6.Tạo mô hình số địa hình (DTM - Digital Terrain Model) 64 4.3.6.1 Tạo mô hình lập thể 64 4.3.6.2 Số hoá đờng đặc trng địa hình 64 4.3.6.3 Tạo mô hình số địa hình nội suy đờng bình độ (DTM) 65 4.3.7 Nắn ảnh trực giao 66 4.3.8 Điều vẽ ảnh phòng đo vẽ bổ sung 68 4.3.8.1 Xây dựng mẫu khoá ảnh 68 4.3.8.2 Giải đoán ảnh 73 4.3.8.3 Điều vẽ ảnh ngoại nghiệp 77 4.3.9 Chuyển liệu địa dạng số 78 4.3.10 Biên tập sở liệu 78 4.3.12 Chuyển liệu từ CSDLBĐĐC sang CSDL HSĐC 80 4.3.13 Sản phẩm 80 Kết luận kiến nghị 81 89 ... xây dựng sở liệu địa phục vụ công tác quản lý sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên đất đai, tiến hành tìm hiểu nghiên cứu đề tài: ứng dụng công nghệ xử lý ảnh số để xây dựng sở liệu địa xà Thanh Minh, ... áp dụng công nghệ xử lý ảnh số để xây dựng sở liệu địa chÝnh tû lÖ 1:10.000 khu vùc x· Thanh Minh tõ t liệu ảnh hàng không - Nghiên cứu ứng dụng công nghệ tin học công tác quản lý địa Trên sở. .. cứu ứng dụng công nghệ tin học công tác quản lý địa chính, sở thử nghiệm địa bàn xà Thanh Minh, huyện Điện Biên, tỉnh Điện Biên 3.3 Thiết bị, công nghệ t liệu sử dụng nghiên cứu - Trạm đo ảnh số