2.5.2.1. Đặc điểm và chức năng của máy toàn đạc điện tử trong đo vẽ chi tiết
Máy toàn đạc điện tử cho phép ta giải quyết nhiều bài toán trắc địa, địa chính, địa hình và công trình, ở đây trong đề tài tốt nghiệp em chỉ trình bày những vấn đề liên quan đến việc đo vẽ bản đồ địa chính.
Cấu tạo của máy toàn đạc điện tử là sự ghép nối giữa 3 khối chính là máy đo xa điện tử EDM, máy kinh vĩ số DT với bộ vi sử lý trung tâm CPU. (Central Processing Unit- Micropocessor).
Đặc trưng cơ bản của khối EDM là xác định khoảng cách nghiêng D từ điểm đặt máy đến điểm đặt gương phản xạ (điểm chi tiết), còn đối với kinh vĩ số DT là các định trị số hướng ngang (hay góc bằng) và góc đứng v (hay thiên đỉnh z). Bộvi xử lý CPU cho phép nhập các dữ liệu như hằng số máy (K), số liệu khí tượng môi trường đo (nhiệt độ, áp xuất), toạ độ và độ cao (X,Y,H) của trạm đặt máy và của điểm định hướng, chiều cao máy (im), chiều cao gương (lg). Nhờ sự trợ giúp của các phần mềm tiện ích cài đặt trong CPU mà với các dữ liệu trên sẽ cho ta số liệu toạ độ và độ cao của điểm chi tiết. Số liệu này có thể được hiển thị trên màn hình tinh thể, hoặc lưu trữ trong bộ nhớ trong (RAM- Random Access Memory) hoặc bộ nhớ ngoài (gọi là field book- sổ tay điện tử) và sau đó được trút qua máy tính. Việc biên tập bản đồ gốc được thực hiện nhờ các phần mềm chuyên dụng của các thông tin địa lý (GIS) cài đặt trong máy tính ( Tổng cục địa chính )[8] .
2.5.2.2. Quy trình đo vẽ chi tiết và sử lý số liệu tại máy toàn đạc điện tử a. Công tác chuẩn bị máy móc
áp kế (có một số máy tự cảm ứng mà không cần đo nhiệt độ, áp xuất), một thước thép 3m để đo chiều cao máy và gương phản xạ. Tại điểm định hướng, để đảm bảo độ chính xác phải có giá ba chân gắn bảng ngắm hoặc gương phản xạ với bộ cân bằng dọi tâm quang học. Tại các điểm chi tiết có thể dùng gương sào. Các máy móc thiết bị phải được kiểm nghiệm và điều chỉnh.
b. Trình tự đo
Tại điểm định hướng B, tiến hành cân bằng và dọi tâm chính xác bảng ngắm hoặc gương.
Tại trạm đo A:
- Tiến hành cân bằng và định tâm máy (đưa máy trùng với tâm mốc). Lắp pin, mở máy và khởi động máy. Đặt chế độ đo và đơn vị đo.
- Đưa ống kính ngắm chính xác điểm định hướng B. Bằng các phím chức năng nhập các số liệu như hằng số (K), nhiệt độ (t0), áp xuất(P), toạ độ và độ cao điểm trạm đo A (XA,YA,HA), toạ độ điểm định hướng B (XB,YB), chiều cao máy im, chiều cao gương sào (lg). Đưa trị số hướng mở đầu về 00'00'00".
Hình 2.4: Sơ đồ cấu tạo máy toàn đạc điện tử
- Quay ống kính về ngắn tâm gương sào tại điểm chi tiết 1. Lúc này máy sẽ tự động đo và nhập dữ liệu vào CPU các trị số khoảng cách nghiêng DA1, góc bằng 1(kẹp giữa hướng mở đầu AB và hướng A1) và góc đứng v1(hoặc góc thiên đỉnh z1).
Hình 2.5: Trình tựđo
c. Nguyên tắc xử lý Số liệu trong CPU.
Với các lệnh được thực hiện trên bàn phím của máy, bộ xử lý CPU bằng các phần mềm tiện ích lần lượt thực hiện các bài toán sau:
Tính số gia toạ độ giữa điểm trạm máy A và điểm định hướng B: XAB= XB - XA
YAB= YB - YA
Tính góc định hướng của cạnh mở đầu: SAB= artg
Tính góc định hướng của cạnh SA1. SA1= SAB+ 1
(Vì trị số hướng mở đầu BC đã đạt 00'00'00").
- Chuyển cạnh nghiêng DA1 về trị số cạnh ngang SA1: SA1 = DA1cosv1 hoặc SA1= DA1sinz1
- Tính số gia toạ độ giữa điểm đặt máy A và điểm chi tiết 1: XA1= SA1cos SA1
YA1= SA1sin SA1
X1= XA+ XA1 Y1= YA+ XA1
- Tính chênh cao giữa điểm đặt máy A và điểm chi tiết 1: HA1= SA1tgv+v1+ im- lg
Hoặc HA1= SA1cotgZ1+ im- lg - Tính độ cao điểm chi tiết 1: H1= HA+hA1
Như vậy số liệu toạ độ không gian ba chiều (x,y,h) của điểm chi tiết 1 được CPU tự động tính toán. Số liệu này có thể được biểu thị trên màn hình tinh thể hoặc lưu giữ trong bộ nhớ trong hoặc bộ nhớ ngoài (Field book) [6] [9].
2.6. Ứng dụng một số phần mềm tin học trong biên tập bản đồ địa chính
2.6.1. Phần mềm MicroStation, Mapping Office
Mapping office là một phần mềm mới nhất của tập đoàn Intergraph bao gồm các phần mềm công cụ phục vụ cho việc xây dựng và duy trì toàn bộ các đối tượng địa lý thuộc một trong hai dạng dữ liệu đồ họa và phi đồ họa sử dụng trong hệ thống thông tin địa lý GIS và bản đồ chạy trên hệ điều hành DOS/WINDOW.
Mapping office gồm 5 phần mềm ứng dụng được tích hợp trong một môi trường đồ họa thống nhất, phục vụ cho việc thu thập và duy trì dữ liệu, các phần mềm thành phần đó là.
- MicroStation là môi trường đồ hoạ làm nền để chạy các modul phần mềm ứng dụng khác như: GEOVEC, IRASB, IRASC, MSFC, MRFClean, MRFFlag, FAMIS.... Các công cụ của MicroStation được sử dụng để số hoá các đối tượng trên nền ảnh quét (raster), sửa chữa, biên tập dữ liệu và trình bày bản đồ. MicroStation có một giao diện đồ hoạ bao gồm nhiều cửa sổ, menu, bảng công cụ, các công cụ làm việc với đối tượng đồ hoạ đầy đủ và mạnh giúp thao tác với dữ liệu đồ hoạ nhanh chóng, đơn giản, thuận lợi cho người sử dụng.
- MGE sử dụng cho việc thu thập duy trì dữ liệu, tạo các bản đồ chuyên đề, hỏi đáp, phân tích vùng và phân tích không gian. Cơ sở dữ liệu được xây dựng trên nền ngôn ngữ hỏi đáp SQL. Mge-pc có thể chạy cùng một hệ quản trị cơ sở dữ liệu phổ dụng khác như D - base, Foxpro, hoặc các hệ quản trị cơ sở dữ liệu SQL thông dụng khác trên thị trường.
- I/rasc: Cung cấp đầy đủ các chức năng phục vụ cho việc hiển thị và sử lý ảnh hàng không, ảnh viễn thám thông qua máy quét ảnh hoặc trực tiếp nếu là ảnh số. I/rasc cho phép người sử dụng cùng một lúc có thể kết hợp điều khiển và thao tác với cả hai dạng dữ liệu raster và vector.
- I/rasb: Là hệ phần mềm hiển thị và biên tập dữ liệu raster (ảnh đen trắng - Black and White Image).Các công cụ trong I/RasB sử dụng để làm sạch các ảnh được quét vào từ các tài liệu cũ, cập nhật các bản vẽ cũ bằng các thông tin mới, phục vụ cho phần mềm vector hóa bán tự động, I/Geovec. Chuyển đổi dữ liệu dạng raster sang vector. I/RasB cũng cho phép người sử dụng đồng thời thao tác với cả hai dạng dữ liệu raster và vector trong cùng một môi trường.
- I/Geovec: Là phần mềm chuyên thực hiện việc chuyển đổi bán tự động dữ liệu raster (dạng Binary) sang vecter sang các đối tượng. Với công nghệ dượt đường bán tự động cao cấp, I/geovec giảm được rất nhiều thời gian cho quá trình xử lý chuyển đổi tài liệu cũ sang dạng số. I/geovec thiết kế với giao diện ngưới dùng rất thuận tiện.
2.6.2. Phần mềm famis
2.6.2.1. Giới thiệu chung
"Phần mềm tích hợp cho đo vẽ và bản đồ địa chính (Field Work and Cadastral Mapping Intergrated Software - FAMIS)" là một phần mềm nằm trong Hệ thống phần mềm chuẩn thống nhất trong ngành địa chính phục vụ lập bản đồ và hồ sơ địa chính.
FAMIS có khả năng xử lý số liệu đo ngoại nghiệp, xây dựng, xử lý và quản lý bản đồ địa chính số. Phần mềm đảm nhiệm công đoạn từ sau khi đo
vẽ ngoại nghiệp cho đến hoàn chỉnh một hệ thống bản đồ địa chính số. Cơ sở dữ liệu bản đồ địa chính kết hợp với cơ sở dữ liệu hồ sơ địa chính để thành một cơ sở dữ liệu về bản đồ và hồ sơ địa chính thống nhất. Phần mềm tuân theo các qui định của Luật Đất đai 2013 hiện hành, phiên bản mới nhất hiện nay là FAMIS được phát hành trong năm 2011.
2.6.2.2. Các chức năng của phần mềm FAMIS
Các chức năng của phần mềm FAMIS được chia làm 2 nhóm lớn: Các chức năng làm việc với số liệu đo đạc mặt đất;
Các chức năng làm việc với bản đồ địa chính
2.6.2.3. Các chức năng làm việc với số liệu đo đạc mặt đất
a. Quản lý khu đo:
FAMIS quản lý các số liệu đo theo khu đo. Một đơn vị hành chính có thể được chia thành nhiều khu đo. Số liệu đo trong 1 khu có thể lưu trong 1 hoặc nhiều file dữ liệu. Người dùng có thể tự quản lý toàn bộ các file dữ liệu của mình một cách đơn giản, tránh nhầm lẫn.
b. Đọc và tính toán tọa độ của số liệu trị đo:
Trị đo được lấy vào theo những nguồn tạo số liệu phổ biến nhất ở Việt Nam hiện nay:
- Từ các sổ đo điện tử (Electronic Field Book) của SOKKIA, TOPCON,SOUTH.
- Từ Card nhớ
- Từ các số liệu đo thủ công được ghi trong sổ đo.
- Từ phần mềm xử lý trị đo phổ biến SDR của DATACOM.
c. Giao diện hiển thị, sửa chữa rất tiện lợi, mềm dẻo:
FAMIS cung cấp hai phương pháp để hiển thị, tra cứu và sửa chữa trị đo. - Phương pháp 1: qua giao diện tương tác đồ họa màn hình. Người dùng chọn trực tiếp từng đối tượng cần sửa chữa qua hiển thị của nó trên màn hình.
- Phương pháp 2: qua bảng danh sách các trị đo. Mỗi một trị đo tương ứng với một bản ghi trong bảng này.
d. Công cụ tích toán:
FAMIS cung cấp rất đầy đủ, phong phú các công cụ tính toán: giao hội (thuận nghịch), vẽ theo hướng vuông góc, điểm giao, dóng hướng, cắt cạnh thửa... Các công cụ thực hiện đơn giản, kết quả chính xác. Các công cụ tính toán rất phù hợp với các thao tác đo vẽ mang đặc thù ở Việt Nam.
e. Xuất số liệu:
Số liệu trị đo có thể được in ra các thiết bị ra khác nhau: máy in, máy vẽ. Các số liệu này cũng có thể xuất ra dưới các dạng file số liệu khác nhau để có thể trao đổi với các hệ thống phần mềm khác như SDR.
g. Quản lý và xử lý các đối tượng bản đồ:
Các đối tượng bản đồ được sinh ra qua: tự động xử lý mã hoặc do người sử dụng vẽ vào qua vị trí các điểm đo. FAMIS cung cấp công cụ để người dùng dễ dàng lựa chọn lớp thông tin bản đồ cần sửa chữa và các thao tác chỉnh sửa trên các lớp thông tin này( Nguyễn Ngọc Anh ) [1].
2.6.2.4. Các chức năng làm việc với cơ sở dữ liệu bản đồ địa chính a. Nhập dữ liệu bản đồ từ nhiều nguồn khác nhau:
- Từ cơ sở dữ liệu trị đo: Các đối tượng bản đồ ở bên trị đo được đưa thẳng vào bản đồ địa chính.
- Từ các hệ thống GIS khác: FAMIS giao tiếp với các hệ thống GIS khác qua các file dữ liệu. FAMIS nhập những file sau: ARC của phần mềm ARC/INFO (ESRI - USA), MIF của phần mềm MAPINFO (MAPINFOUSA). DXF, DWG của phần mềm AutoCAD (AutoDesk-USA), DGN của phần mềm GIS OFFICE (INTERGRAPH-USA)
- Từ các công nghệ xây dựng bản đồ số: FAMIS giao tiếp trực tiếp với một số công nghệ xây dựng bản đồ số hiện đang được sử dụng ở Bộ Tài nguyên và Môi trường như: ảnh số (IMAGE STATION), ảnh đơn (IRASC, MGE-PC), vector hóa bản đồ (GEOVEC MGE-PC)
b. Quản lý các đối tượng bản đồ theo phân lớp chuẩn
Việc phân lớp và cách hiển thị các lớp thông tin tuân thủ theo qui phạm của Bộ Tài nguyên và Môi trường.
c. Tạo vùng, tự động tính diện tích
Tự động sửa lỗi. Tự động phát hiện các lỗi còn lại và cho phép người dùng tự sửa. Chức năng thực hiện nhanh, mềm dẻo cho phép người dùng tạo vùng trên một phạm vi bất kỳ. Cấu trúc file dữ liệu tuân theo theo đúng mô hình topology cho bản đồ số vector.
d. Hiển thị, chọn, sửa chữa các đối tượng bản đồ
Các chức năng này thực hiện dựa trên thế mạnh về đồ họa sẵn có của MicroStation nên rất dễ dùng, phong phú, mềm dẻo, hiệu quả.
e. Đăng ký sơ bộ (qui chủ sơ bộ)
Đây là nhóm chức năng phục vụ công tác qui chủ tạm thời. Gán, hiển thị, sửa chữa các thông tin thuộc tính được gắn với thửa.
f. Thao tác trên bản đồ địa chính
Bao gồm các chức năng tạo bản đồ địa chính từ bản đồ gốc. Tự động vẽ khung bản đồ địa chính. Đánh số thửa tự động.
g. Tạo hồ sơ thửa đất
FAMIS cho phép tạo các loại hồ sơ thông dụng về thửa đất bao gồm: Hồ sơ kỹ thuật thửa đất, Trích lục, Giấy chứng nhận... Dữ liệu thuộc tính của thửa có thể lấy trực tiếp qua quá trình qui chủ tạm thời hoặc móc nối sang lấy trong cơ sở dữ liệu hồ sơ địa chính.
h. Xử lý bản đồ
FAMIS cung cấp một số phép xử lý, thao tác thông dụng nhất trên bản đồ. - Nắn bản đồ, chuyển từ hệ thống toạ độ này sang hệ thống tọa độ khác theo các phương pháp nắn affine, porjective.
- Tạo bản đồ chủ đề từ trường dữ liệu. Xây dựng các bản đồ theo phân bậc số liệu. Kết hợp các phương pháp phân bậc trong bản đồ học và khả năng biểu diễn (tô màu) của MicroStation, chức năng này cung cấp cho người dùng một công cụ rất hiệu quả làm việc với các loại bản đồ chuyên đề khác nhau.
- Vẽ nhãn bản đồ từ trường số liệu. Các số liệu thuộc tính gán với các đối tượng bản đồ có thể hiển thị thành các đối tượng đồ họa. Đây là một chức năng thuận tiện cho trình bày và phân tích bản đồ.
i. Liên kết với cơ sở dữ liệu hồ sơ địa chính
Nhóm chức năng thực hiện việc giao tiếp và kết nối với cơ sở dữ liệu và hệ quản trị hồ sơ địa chính. Các chức năng này đảm bảo cho 2 phần mềm FAMIS và CADDB tạo thành một hệ thống thống nhất. Chức năng cho phép trao đổi dữ liệu hai chiều giữa 2 cơ sở dữ liệu cơ sở dữ liệu bản đồ địa chính và cơ sở dữ liệu hồ sơ địa chính, giữa 2 hệ thống phần mềm FAMIS và CADDB [1] [10].
2.6.2.5. Quy trình thành lập bản đồ địa chính trên phần mềm famis
Chúng ta có thể tóm tắt quy trình công nghệ thành lập bản đồ địa chính trên phần mềm famis như sau:
Xử lý mã, tạo bản đồ tự động
Hình 2.6: Quy trình thành lập bản đồđịa chính trên phần mềm famis
Vào cơ sở dữ liệu trị đo
Nhập số liệu -file TXT
-file ACS Sửa chữa đối tượng bản đồ
Hiển thị, sửa chữa trị đo
Lưu trữ bản đồ file DGN Vào cơ sở dữ liệu bản đồ địa
chính Nạp file bản đồ DGN
Sửa chữa lỗi (MRFClean, MRFFlang) tạo vùng Tạo bản đồ địa chính -Đánh số thửa -Vẽ nhãn thửa -Tạo khung bản đồ Lưu trữ, in bản đồ
PHẦN 3
ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu máy toàn đạc điện tử và các phần mềm Microstation, famis... vào xây dựng lưới khống chế đo vẽ và đo vẽ chi tiết xây dựng bản đồ địa chính.
- Phạm vi nghiên cứu; Đo vẽ chi tiết, sử dụng phần mềm tin học xây dựng tờ bản đồ địa chính tờ số 49 tỉ lệ 1:1000 trên địa bàn xã Đức Mạnh- huyện Đắk Mil –tỉnh Đắk Nông.
3.2. Địa điểm và thời gian tiến hành
- Địa điểm: Tại xã Đức Mạnh – huyện Đắk Mil – tỉnh Đắk Nông. - Thời gian tiến hành: Từ 18/06/2018 đến ngày 17/09/2018.
3.3. Nội dungNghiên cứu
3.3.1. Nội dung 1
- Điều kiện tự nhiên
+ Vị trí địa lý và diện tích khu đo + Thuỷ văn, nguồn nước
+ Khí hậu, thổ nhưỡng + Địa hình địa mạo - Điều kiện kinh tế xã hội
+ Tình hình dân số lao động + Cơ sở hạ tầng