Áp dụng công nghệ tin học trong lập bản đồ địa hình sử dụng dữ liệu máy toàn đạc điện tử

MỤC LỤC

Phơng pháp toàn đạc điện tử

Phơng pháp này đang đợc áp dụng rộng rãi hiện nay dới sự trợ giúp của máy toàn đạc điện tử và công nghệ máy tính (công nghệ bản đồ số) và là phơng pháp cơ bản trong việc đo vẽ thành lập các loại bản đồ địa hình tỷ lệ lớn. Ưu điểm điển hình là các khâu xử lý số liệu hoàn toàn tự động, khả năng cập nhật các thông tin cao, đạt hiệu suất kinh tế, tiết kiệm thời gian, độ chính xác cao và khả năng lu trữ quản lý bản đồ thuận tiện. Tránh các sự cố công nghệ làm mất hoàn toàn dữ liệu, thời gian thực hiện kéo dài công việc lặp đi lặp lại dễ nhàm chán và chịu ảnh hởng rất lớn của điều kiện tự nhiên.

Thành lập bản đồ địa hình bằng phơng pháp chụp ảnh

Ngoài các phơng pháp đo chụp nói trên, còn tuỳ thuộc vào phơng pháp đo vẽ.

Quy trình thành lập bản đồ số địa hình

    Dữ liệu đợc tự động ghi trong bộ nhớ của máy toàn đạc điện tử hoặc dới dạng sổ đo điện tử từ đó tạo ra các file dữ liệu mang các thông tin cần thiết cho việc thành lập bản đồ trong đó chứa đựng các chỉ thị, vị trí không gian, mã nhận dạng và phân loại từng đối tợng. Số liệu từ văn bản đa vào máy tính thông qua bàn phím, hoặc các menu màn hình là các thông tin thuộc tính thu thập trực tiếp theo thực tế : loại đất, thực vật, địa danh, dáng địa hình, thống kê, chủ sở hữu. Nội dung biểu diễn bao gồm các dữ liệu không gian, dữ liệu thuộc tính, dáng địa hình và các ký hiệu mang thông tin thuộc tính đợc liên kết với nhau để biểu thị theo quy định của hệ thống ký hiệu bản đồ địa hình do Bộ Tài nguyên và Môi trờng ban hành.

    Bản đồ đã đợc bổ sung các yếu tố cần thiết cần đợc cập nhật vào máy tính và tiến hành biên tập hoàn chỉnh bản đồ theo đúng quy trình quy phạm, sau đó tiến hành in để kiểm tra nội nghiệp.

    Hình 1. Sơ đồ quy trình thành lập bản đồ số địa hình
    Hình 1. Sơ đồ quy trình thành lập bản đồ số địa hình

    Thành lập bản đồ số địa hình từ dữ liệu đo của các máy toàn đạc điện tử

    Máy toàn đạc điện tử .1 Giới thiệu chung

    • Máy toàn đạc điện tử của hãng Leica - TC 305 .1 Các thông số kỹ thuật của máy
      • Máy toàn đạc điện tử của hãng Nikon .1 Các thông số kỹ thuật của máy

        Tính toạ độ của các điểm theo chiều dài cạnh và phơng vị, từ các đại lợng toạ độ đã tính đợc đem áp dụng để giải các bài toán nh giao hội, tính diện tích, khối lợng, đo gián tiếp. Kết hợp 3 khối trên với nhau thu đợc một máy toàn đạc điện tử đa chức năng có thể đo đạc, tính toán các đại lợng cần thiết và cho kết quả tin cậy với hầu hết các bài toán trắc địa thông thờng. Stopbits: Tuỳ thuộc vào việc đặt cho số bit dữ liệu (Databits) và kiểm tra chẵn lẻ (Parity) mà số bit dừng có thể là 0, 1 hay 2.

        Tại một trạm máy, nhập toạ độ các điểm trạm đo và điểm định hớng vào máy bằng các phím chức năng hiển thị trên màn hình của máy đo.

        Hình 2. Hình ảnh máy TC - 305
        Hình 2. Hình ảnh máy TC - 305

        Thành lập BDDH từ số liệu đo của máy toàn đạc điện tử

        • Cấu trúc dữ liệu và sơ đồ thuật toán của các máy toàn đạc điện tử

          Để thực hiện việc tự động thành lập bản đồ địa hình bằng phơng pháp số từ dữ liệu đo đợc của các máy toàn đạc điện tử, chúng ta cần phải chuyển về một khuôn dạng nhất định. Các khuôn dạng chính của dữ liệu đo chi tiết là toạ độ vuông góc x, y, H và toạ độ cực. Dữ liệu nhận đợc của các máy toàn đạc điện tử cũng đợc lu dữ dới hai dạng cơ bản đó là dạng toạ độ cực và dạng toạ độ vuông góc.

          Đối với dữ liệu toạ độ cực thì cần phân tích cấu trúc dữ liệu đo đạc của từng loại máy, từ đó chuyển đổi về một dạng chung nhất, sau đó tính toán để đa về dạng X, Y và H theo một quy chuẩn chung. Đối với dữ liệu toạ độ cực, khuôn dạng dữ liệu trong tệp tin sau khi chuyển đổi đợc thống nhất nh sau: Thứ tự, Kh_cách_nghiêng, Góc_bằng, Chênh_cao, Cao_mia, Ghi_chú. Đối với dữ liệu toạ độ vuông góc, khuôn dạng dữ liệu trong tệp tin sau khi chuyển đổi trực tiếp từ dữ liệu đo ngoài thực địa hoặc từ tệp dữ liệu toạ độ cực đ- ợc thống nhất nh sau: Thứ tự, Toạ độ_X, Toạ_độ_Y, Độ_Cao_H, Ghi_chú.

          Để có cơ sở cho việc xây dựng các modul chơng trình, phải thực hiện việc phân tích các khuôn dạng dữ liệu cụ thể đối với từng máy toàn đạc điện tử. CO,Nikon RAW data format V2.00 Format tệp dữ liệu *.raw CO,Dist Units: Metres Đơn vị đo chiều dài: Mét. Quá trình đo ghi đợc thực hiện tơng tự đối với tất cả các điểm chi tiết trong một trạm đo, các trạm đo khác tơng tự.

          Mỗi điểm đo đ- ợc lu lại những thông tin cần thiết, mỗi thông tin bao gồm mã số của thông. Trong quá trình đo, chúng ta lu dữ liệu hoặc chế độ toạ độ cực hoặc đồng thời toạ độ cực và toạ độ vuông góc.

          Ngôn ngữ lập trình Visual basic 6.0

          Giới thiệu chung

          Sử dụng Visual Basic, ta dễ dàng tạo ra đợc những form giao diện (Interface) ứng dụng thông qua những thao tác kéo thả đơn giản. - Visual Basic là chơng trình 32 bit nên nó chạy trên môi trờng Window từ phiên bản Windows 95 trở lên, không thể chạy hoặc xây dựng các ứng dụng Windows 3.1.

          Làm việc với Visual basic 6.0

            Chứa đầy đủ các commands mà bạn sử dụng để làm việc với VB6, kể cả các menu để truy cập các chức năng đặc biệt dành cho việc lập trình chẳng hạn nh Project, Format, hoặc Debug. Trong Menu Add-Ins có Add-Ins Manager cho phép bạn gắn thêm những menu con để chạy các chơng trình lợi ích cho việc lập trình. Bạn dùng menu command View | Toolbars (click lên menu command View cho popupmenu hiện ra rồi click command con Toolbars) để làm cho các toolbars hiện ra hay biến mất đi.

            Bạn có thể thay đổi vị trí một toolbar bằng cách nắm vào hai gạch vertical nằm bên trái toolbar rồi dời toolbar đi chỗ khác (nắm ở đây nghĩa là để pointer của mouse lên chỗ chấm đỏ trong hình phía dới rồi bấm xuống và giữ nút bên trái của mouse, trong khi kéo pointer đi nơi khác). Tùy vào từng đồ án mà hộp công cụ có các giao diện khác nhau tùy thuộc vào yêu cầu của project và còn tùy thuộc vào cách sử dụng của mỗi ngời lập trình. Khi bạn sửa đổi một property bạn sẽ thấy hiệu quả ngay lập tức, thí dụ thay đổi property Font của một Label sẽ thấy Label ấy đợc hiển thị bằng Font chữ mới.

            Khi bạn chọn một Property của control hay form trong cửa sổ thuộc tính, phía bên phải ở chỗ value của property có thể display ba chấm (. .) hay một tam giác chỉa xuống. Dùng context command Resolution Guides để thấy nếu dùng một màn ảnh với độ mịn (resolution) tệ hơn, thí dụ nh 640 X 480, thì. Khi ta bắt đầu chạy chơng trình thì biểu mẫu sẽ nằm ở góc trên bên trái, thay vì dùng chuột để kéo Form đến vị trí tùy ý, Form Layout sẽ giúp bạn làm.

            Cửa sổ này quản lý toàn bộ dự án mà đang thiết kế, trong cửa sổ này sẽ liệt kê tên dự án và toàn bộ tất cả các form, các modul của dự án. Để xem cửa sổ viết mã lệnh của form hoặc modul nào đó ta cũng làm nh trên rồi sau đó kích vào tab có tên View code.

            Hình 3. Cửa sổ làm việc chính của Visual Basic
            Hình 3. Cửa sổ làm việc chính của Visual Basic

            Thiết kế chơng trình

            Thiết kế giao diện

            • Form xử lý số liệu .1 Sơ đồ thuật toán
              • Form tính tọa độ điểm chi tiết .1 Sơ đồ thuật toán

                Thanh menu của chơng trình đợc thiết kế gồm có các menu con nh: Tệp tin, soạn thảo, cửa sổ, công cụ. Khi làm việc với cửa sổ đồ hoạ nh sao chép, cắt, dán các đối tợng bản đồ ta sử dụng menu soạn thảo. Đợc thiết kế với mục đích là vẽ các đối tợng nh: Line, Polyline, Ellipse, Rectangle, circle..trực tiếp trên nền đồ họa của vecad.

                Cho phép gọi các chơng trình đồ họa ứng dụng trực tiếp từ biểu mẫu chính của chơng trình phục vụ cho công tác thành lập bản đồ địa hình. Form xử lý số liệu gồm có 4 điều kiểm Option, 2 điều kiểm label, 4 điều kiểm command button, 2 hộp textbox. Khi click vào button chơng trình sẽ gọi thủ tục Private Sub cmdxuly_Click() để xử lý file số liệu vừa đợc chọn.

                Click vào button thủ tục Private Sub cmdketqua_Click() đợc gọi và kết quả sau khi xử lý sẽ đợc hiển thị lên form. Thông qua menu tiện ích --> xử lý số liệu MTĐĐT ta tiến hành xử lý dữ liệu, đa dữ liệu về dạng *.ash. Sau khi chọn đờng dẫn chứa file số liệu, tên của file số liệu đợc hiển thị trong hộp điều kiểm textbox thứ nhất và tên file sau xử lý đợc lấy theo tên của file số liệu nhập vào đợc hiển thị trong hộp textbox thứ hai nh hình.

                Form tính tọa độ điểm chi tiết thiết kế 2 command button lựa chọn đờng dẫn đến th mục chứa tệp số liệu cần xử lý. Các textbox dùng để hiển thị tên của các file số liệu nhập vào cũng nh tên của các file kết quả đợc xuất ra. Sau khi thực hiện xử lý số liệu và hiển thị điểm trên nền đồ họa, có thể lu bản vẽ dới định dạng *.vec của Vecad hoặc định dạng *.dwg, *.dxf của Autocad.

                Chơng trình cho phép sử dụng các công cụ có sẵn để tạo bản vẽ và có thể linh động chuyển sang phần mềm đồ họa Autocad, Microstation để hoàn thiện bản đồ.

                Hình 4. Giao diện thiết kết menu chơng trình
                Hình 4. Giao diện thiết kết menu chơng trình