Để khai thác ảnh viễn thám từ thư viện Google Maps đề tài đã sử dụng Phần mềm Map Puzzle, phần mềm cho phép tải ảnh vệ tinh cũng như bản đồ của bất cứ khu vực nào từ Google Maps hoặc Bing Maps với độ nét cao. Chúng ta có thể lấy dowload phần mềm dễ dàng trên mạng internet.
Quá trình lấy ảnh qua các bước:
Hình 4.1: Lấy kinh độ vĩ độ điểm giữa thành phố Thái Nguyên
b. Nhập tọa độ và tùy chỉnh các thông số trên Map Puzzle
Hình 4.3: Ảnh viễn thám khu vực thành phố Thái Nguyên 4.4.2. Nắn ảnh viễn thám trong phần mềm MapInfo
Ảnh viễn thám đã tải về dưới dạng Raster tuy nhiên các điểm trong ảnh chưa đúng tọa độ, để đưa ảnh về đúng tọa độ và hệ quy chiếu, ta sử dụng công cụ có sẵn trong MapInfo để nắn ảnh.
4.4.3. Xây dựng và chuẩn hóa CSDL
4.4.3.1. Xây dựng CSDL không gian
Dữ liệu không gian là một tập hợp các lớp dữ liệu được chồng xếp lên nhau trên cơ sở hệ thống phép chiếu tọa độ. Mỗi Table dữ liệu đồ họa (lưu trữ các đối tượng Graphic) có thể hiển thị trong cửa sổ bản đồ - Map Windown. Dữ liệu không gian của cơ sở dữ liệu giao thông bao gồm các lớp: sông suối, giao thông, ranh giới… Cụ thể được thể hiện ở bảng 4.5: Danh mục các lớp dữ liệu trong bộ cơ sở dữ liệu bản đồ.
Mọi điều khiển các lóp trên bản đồ đều được thực hiện trong hộp thoại Layer Control. Layer Control cho phép thao tác các lớp và những tính chất của chúng điều khiển thể hiện bản đồ. Những tính chất này bao gồm: cho phép thấy (visible), cho phép sửa (edỉTable), cho phép chọn (selecTable) và
tự động nhãn (auto label).
4.4.3.2. Xây dựng CSDL thuộc tính
Dữ liệu thuộc tính phi không gian là những tính chất, đặc điểm riêng mà thực thể không gian cần đến để thể hiện trong Hệ thống thông tin địa lý, nó đóng vai trò chú thích, chỉ dẫn và mô tả các thông tin, định lượng cho thông tin bản đồ. Dữ liệu thuộc tính thường ở dạng chữ số, văn bản, biểu đồ, đồ thị... Chúng được thu thập từ các nội dung bản đồ cũ, điều tra thực địa, các số liệu điều tra cơ bản đã có. Tất cả các số liệu này đều được gán chung cho một thực thể, do đó sẽ rất hiệu quả nếu chúng ta ghi và quản lý chúng riêng. Các dữ liệu này có chung một mã khoá với thực thể mà nó gắn với. Khi cần, lần theo mã khoá đó, chúng ta sẽ nhanh chóng khôi phục lại toàn bộ dữ liệu về thực thể.
Cơ sở dữ liệu thuộc tính của hệ thống cơ sở dữ liệu hiện trạng MapInfo xây dựng đảm bảo tương đối chính xác, thuận tiện, có cấu trúc phù hợp cho mục đích quản lý không gian và đúng nguyên tắc của một cơ sở dữ liệu.
4.4.3.3. Tạo bảng thuộc tính CSDL
Đây là cách thiết lập bảng thuộc tính cơ sở dữ liệu mới cho hệ thống thông tin. Khi xây dựng chúng ta cần chú ý đặt tên các trường, khai báo các kiểu dữ liệu (đặc biệt là các trường khoá chung) điều này đặc biệt quan trọng sau này trong việc chúng ta liên kết các bảng dữ liệu thuộc tính với nhau để tạo cơ sở dữ liệu bản đồ thống nhất như mong muốn. Việc khai báo được được thực hiện trên cửa sổ Modify Table Structure.
Để tạo bảng thuộc tính cho cơ sở dữ liệu giá đất trên lớp (file) nhập thuộc tính thực hiện trên cửa sổ MapInfo chọn Table\ Maintenance\ Table Structure
Trên cửa sổ Modify Table Structure khai báo các trường dữ liệu cần xây dựng theo cấu trúc:
Bảng 4.6: Cấu trúc cơ sở dữ liệu thuộc tính của bộ CSDLgiao thông Name (tên đường) Type (kiểu đường) Width (độ rộng) Giải thích
Tên đường Character 50 Tên tuyến đường
Độ dài Integer Chiều dài tuyến đường
Độ rộng Integer Chiều rộng tuyến đường
Diện tích Decimal 8,2 Diện tích tuyến đường Đặc điểm Character 200 Đặc điểm tuyến đường Ghi chú Character 200 Các ghi chú thêm
4.4.3.4. Thay đổi cấu trúc dữ liệu
Một cấu trúc dữ liệu được tạo ban đầu có thể chỉ thích hợp ở thời điểm mà chúng ta xây dựng hay tạo ra. Trong quá trình sử dụng, quản lý... Có xảy ra những thay đổi nào đó mà cấu trúc dữ liệu cũ không còn phù hợp được nữa mà cần phải thay đổi. Khi đó chứng ta tiến hành thay đổi cấu trúc dữ liệu của cấu trúc dữ liệu cũ để thích hợp với thời điểm hiện tại. Chúng ta thực hiện như sau:
Vào Table >Maintenance>Table Structure, chọn lớp dữ liệu muốn
chỉnh sửa trong cửa sổ Modify Table Structure.
Muốn sửa đổi thêm vùng hoặc thay đổi các tính chất của một vùng đã khai báo, dịch chuyển thanh sang đến vùng này và chọn tính chất (tên, kiểu) muốn thay đổi. Có thể sắp xếp lại thứ tự các vùng với khung Up hay Down để di chuyển một vùng lên trên hay xuống dưới (lên phía trước hay lùi về sau). Cũng có thể loại bỏ vùng đánh dấu với Remove.
4.4.4. Biên tập bản đồ hiện trạng giao thông thành phố Thái Nguyên.
4.4.4.1. Biên tập dữ liệu không gian
Số hóa bản đồ là quá trình vẽ lại bản đồ giấy trên máy tính nhằm tạo một bản vẽ dạng số (Digital Format) của bản đồ đó.
Số hóa là cách nhập dữ liệu không gian, nó ghi nhận tọa độ địa lý của các đối tượng trên mặt đất, lưu trữ dưới dạng số để có thể xử lý trên máy tính. Để số hóa bản đồ trong MapInfo, ta sử dụng các công cụ trên thanh công cụ Drawing.
Tùy theo đối tượng mà ta muốn số hóa là điểm đường hay đa giác mà ta chọn những biểu tượng tương ứng. Tính chất của các đối tượng này(kích thước màu sắc kiểu dáng…) được xác định trong cửa sổ Options > Line Style/Region Style/Symbol Style.
Bảng 4.7: Các kiểu đối tượng trong MapInfo Kiểu đối tượng Phím tắt Menu
Điểm (Point/Symbol) Alt+F8 Option> Symbol Style Đường (Line/Polyline) Shift+F8 Option>Line Style Vùng (Area/Region) Ctrl+F8 Option>Region Style
Kí tự (Text) F8 Option>Text Style
a. Biên tập các đối tượng dạng điểm
Đối tượng điểm (Point): thể hiện các đối tượng chiếm diện tích nhỏ nhưng là thông tin rất quan trọng không thể thiếu như: trụ sở cơ quan, các công trình xây dựng, cầu cống...
Đối tượng kiểu điểm trong MapInfo được mặc định là ngôi sao màu đen, cỡ 12. Trong hộp thoại Symbol Style có 11 bộ kiểu biểu tượng cho phép người dùng chọn.
b. Biên tập đối tượng dạng đường
Đối tượng dạng đường (Line): Thể hiện các đối tượng không khép kín hình học, chúng có thể là các đường thẳng, các đường gấp khúc và các cung, ví dụ như: Địa giới hành chính, đường giao thông, sông, suối...
• Số hóa lớp ranh giới TP. Thái Nguyên
Đánh dấu chọn chỉnh sửa lớp ranh giới trong hộp thoại Layer Control. Sử dụng công cụ vẽ đường gấp khúc để vẽ ranh giới thành phố kết quả đạt được như sau:
Hình 4.6: Ranh giới thành phố Thái Nguyên
• Số hóa lớp giao thông TP. Thái Nguyên
Trong hộp thoại layer Control ta chọn chỉnh sửa lớp Giao_thong (bật Automatic Label lớp Giao_thong).
Trong thanh công cụ Drawing ta chọn công cụ polyline để tiến hành số hóa đường giao thông, tùy thuộc vào từng kiểu đường mà ta chọn line style cho phù hợp:
Bảng 4.8: Line style cho các kiểu đường
Kiểu đường Style Color Width(points)
Đường quốc lộ A17 F1 5
Đường chính C16 D1 4
Đường nhánh nhỏ C16 D1 3
Trong bảng Line style ta tích chọn vào ô Interleaved để khi số hóa các tuyến đường đoạn giao nhau không bị chồng lên đường.
Hình 4.7: Chức năng Interleaved trong MapInfo
Trong quá trình số hóa ta bật chức năng Snap để khi số hóa chính xác hơn, khi qua các điểm giao nhau giữa các tuyến đường hoặc ngã rẽ ra các đường nhánh ta dừng lại click chuột trái vào điểm đó sau đó dùng chức năng Snap để tiếp tục số hóa đường nhánh hay đường giao nhau. Các tuyến đường cùng tên nhưng bị chia đoạn ta dùng chức năng Combine để gộp các đoạn đó thánh một đường.
Hình 4.8: Chức năng Combine trong MapInfo
Hình 4.9: Đường giao thông TP. Thái Nguyên
c. Biên tập đối tượng dạng vùng(polygon)
Các đối tượng dạng vùng (Polygon): là những đối tượng khép kín, có diện tích nhất định, chúng có thể là các thửa đất, hồ nước, đường giao thông,...
• Số hóa lớp sông suối TP. Thái Nguyên
Đánh dấu chọn chỉnh sửa lớp sông suối trong hộp thoại Region Style ta Chọn công cụ vẽ vùng (polygon) số hóa đối tượng sông suối
Hình 4.10: Số hóa sông suối đất nuôi trồng thủy sản thành phố Thái Nguyên
Sau khi số hóa xong các đối tượng thủy văn ta được kết quả như sau:
Hình 4.11: Lớp sông suối TP. Thái Nguyên
Sau khi hoàn chỉnh các lớp thông tin dữ liệu ta thu được kết quả như sau:
Hình 4.12: Bản đồ hiện trạng giao thông TP. Thái Nguyên
d. Đánh giá chất lượng bản đồ
Bản đồ hiện trạng giao thông TP. Thái Nguyên được xây dựng theo đúng quy trình, quy phạm, cơ sở toán học bản đồ được quy định tại Quyết
định số 83/2000/QĐ-TTg ngày 12/7/2000 của Thủ tướng Chính phủ về sử dụng Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ quốc gia Việt Nam; Quyết định số 05/2007/QĐ-BTNMT ngày 27/2/2007 về sử dụng hệ thống tham số tính chuyển giữa Hệ tọa độ quốc tế WGS-84 và Hệ tọa độ quốc gia Việt Nam VN2000 đảm bảo các yêu cầu về cơ sở toán học, trình bày bản đồ.
4.4.4.2. Biên tập dữ liệu thuộc tính
Dữ liệu thuộc tính của cơ sở dữ liệu giao thông quản lí các thông tin về: tên tuyến đường, chiều dài, chiều rộng, diện tích, đặc điểm của các tuyến đường. MapInfo cho phép tìm kiếm cũng như tính toán các thuộc tính trong cơ sở dữ liệu thông qua các câu lệnh khác nhau nhằm phục vụ quá trình truy vấn, tìm kiếm, tính toán và cập nhật dữ liệu một cách tiện dụng và nhanh chóng.
Các thông số như: chiều dài, chiều rộng, diện tích các tuyến đường nếu tính thủ công thì sẽ rất mất thời gian và công sức vì vậy MapInfo cung cấp một số hàm toán học cho kết quả chính xác
Để tính chiều dài tuyến và diện tích đường ta chọn Table-> update column trong bảng update column ta chọn như sau:
Hình 4.14: Update Column diện tích tuyến đường
Sau khi hoàn tất các thông số trong bảng thuộc tính giao thông thành phố Thái Nguyên ta được kết quả như sau:
4.4.5. Cập nhật biến động tuyến đường
Theo điều tra thực địa cho thấy, mặc dù Goole Maps cập nhật thông tin các tuyến đường khá chính xác và đầy đủ tuy nhiên vẫn còn một số tuyến đường thay đổi hoặc những tuyến đường mới mở thêm chưa đươc thể hiện trên bản đồ trực tuyến Google Maps.
Để xác định những biến động đó em đã thực hiện việc cập nhật và chỉnh lý bằng thiết bị GPS như sau:
4.4.5.1. Xác định vị trí biến động giao thông bằng GPS
Trong phạm vi nghiên cứu em sử dụng Smartphone chạy hệ điều hành Android có tích hợp GPS và sử dụng phần mềm OziExplore để lưu các vị trí biến động.
Khi sử dụng chương trình OziExplore trên thiết bị, phần mềm sẽ tự động chuyển bản đồ và vị trí đang sử dụng thiết bị. Từ trang vệ tinh của chương trình OziExplore tiến hành lưu các điểm biến động. Màn hình thiết bị sẽ hiện thị trang bản đồ sẽ cho người dùng biết vị trí ngoài thực địa và các điểm biến động mà người sử dụng đã lưu.
Hình 4.16: Hình ảnh một số Dữ liệu đo GPS trên chương trình OziExplore
* Kết xuất dữ liệu GPS từ thiết bịđo
Dữ liệu từ máy định vị chuyển vào máy tính thông qua phần mềm chuyên dụng, ở đây sử dụng GlobalMapper. Tùy chỉnh trong phần mềm như sau:
Hình 4.17: Tùy chỉnh trong GlobalMapper * Chuyển hệ tọa độ trên MapInfo
Dữ liệu đo GPS ở hệ tọa độ WGS 84. Để có thể đưa vào hệ thống cơ sở dữ liệu cần thống nhất cùng hệ tọa độ VN2000. Việc chuyển đổi được thực hiện trên phần mềm MapInfo: Từ cửa sổ MapInfo chọn File -> Save Copy As,
cửa sổ Save Copy Of Table As xuất hiện. Tại File Name ta đặt tên mới cho dữ liệu, tại Projection chọn Hệ tọa độ VN 2000 rồi ấn Save.
4.4.5.3. Chỉnh sửa, hoàn thiện dữ liệu
Sau khi tạo bản đồ, cơ sở dữ liệu thuộc tính, thực hiện các thao tác chỉnh sửa bản đồ ta được kết quả hoàn thiện bản đồ như sau:
Hình 4.18: Kết quả bản đồ hiện trạng giao thông sau khi đã cập nhật biến động 4.4.6. Hoàn thiện bản đồ
Hoàn thiện bản đồ là khâu cuối cùng trong xây dụng một cơ sở dữ liệu bản đồ hoàn chỉnh. Là bước kiểm tra, cập nhật và chỉnh lý các thông tin trong cơ sở dữ liệu bản đồ bao gồm cả cơ sở dữ liệu không gian và cơ sở dữ liệu thuộc tính.
•Cơ sở dữ liệu không gian: Kiểm tra xem các tuyến đường, vị trí các địa danh, đối tượng,…Đúng với hiện trạng hay chưa.
•Cơ sở dữ liệu thuộc tính: Kểm tra thông tin các tuyến đường đã chính
xác chưa.
4.5. Đánh giá kết quảđề tài
Kết hợp các phương pháp nghiên cứu xây dựng bản đồ, ứng dụng công nghệ viễn thám, sử dụng kho dữ liệu số Google Maps, đề tài đã xây dựng được hoàn chỉnh bộ CSDL giao thông TP. Thái Nguyên. Mặc dù CSDL bản đồ có sự chênh lệch về thông tin về chiều rộng các tuyến đường nhưng đã phản ánh được phần nào hiện trạng giao thông TP. Thái Nguyên. Các yếu tố được thể hiện trên bản đồ.
+ Ranh giới: Thể hiện ranh giới TP. Thái Nguyên.
+ Thủy hệ: Thể hiện hệ thống thủy văn trong đó bao gồm suối, ao, hồ... + Giao thông: Thể hiện sự phần bổ các tuyến đường trong TP. Thái Nguyên.
Cơ sở dữ liệu giao thông được xây dựng có ý nghĩa trong việc quản lí hệ thống giao thông thành phố Thái Nguyên cũng như có vai trò rất quan trọng trong việc quy hoạch phát triển cơ sở hạ tầng giao thông thành phố.
Nhận xét chung:
Từ việc thu thập số liệu, xây dựng bản đồ hiện trạng giao thông TP. Thái Nguyên từ dữ liệu Google Maps; các thông tin về điều kiện tự nhiên, kinh tế, xã hội của địa phương; khảo sát thực địa lấy thông tin biến động bằng GPS em đã tiến hành xây dựng cơ sở dữ liệu giao thông thành phố Thái Nguyên phục vụ cho công tác phát triển cơ sơ hạ tầng. Kết thúc quá trình em đưa ra một số nhận xét như sau:
- GIS có khả năng cập nhật, lưu trữ, quản lý, phân tích và xử lý thông tin không gian, thông tin thuộc năng tính của bản đồ một cách dễ dàng và thuận tiện. Ngoài ra, GIS còn có khả hiển thị kết quả dưới những dạng khác nhau như bản đồ, bảng và các biểu đồ thống kê.
- GIS nói chung hay MapInfo nói riêng có khả năng thực hiện xây dựng cơ sở dữ liệu cho một khu vực lớn, có khả năng phân tích xử lý dữ liệu cao và chính xác, với công nghệ và phần mềm này đáp ứng rất tốt những yêu trong việc xây dựng cơ sở dữ liệu giao thông.
- Việc ứng dụng GIS vào công tác quản lí thông tin giao thông hiện nay càng được nâng cao hiệu suất của công tác quản lí và giám sát. GIS cho phép liên kết dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính của bản đồ một cách chặt chẽ và hiệu quả.
- Công nghệ GPS hiện nay rất phát triển tạo điều kiện thuận lợi cho việc cập nhật thông tin thuộc tính trên hệ thống cơ sở dữ liệu không gian. Trong quá trình thực hiện đề tài công nghệ GPS hỗ trợ rất tốt cho việc xác định vị trí và cập nhật thông tin các tuyến đường một cách nhanh chóng và chính xác.
Vì vậy, việc ứng dụng GIS vào công tác xây dựng CSDL giao thông