5. Những điểm mới của đề tài
3.3.3. Xây dựng cơ sở dữ liệu
Do quy trình xây dựng cơ sở dữ liệu về phương pháp là giống nhau nên trong giới hạn về thời gian và khối lượng công việc, luận văn chỉ triển khai thực hiện cho
một khu vực của phường Lộc Thọ gồm các tờ bản đồ số 1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9 10, 11, 13 trên tổng số 35 tờ bản đồ địa chính của phường Lộc Thọ.
3.3.3.1. Biên tập các lớp dữ liệu trên bản đồ địa chính
Để tiện cho việc xử lý, chúng tôi sử dụng phần mềm Microstation SE biên tập lần lượt từng tờ bản đồ để lọc bỏ các đối tượng không cần thiết, chỉ giữ lại các các đối tượng ranh giới thửa đất (Level 10), ranh giới nhà (Level 14) và đường giao thông (Level 22) của bản đồ địa chính.
Các đối tượng trên có dữ liệu dạng đường (polyline) và chồng đè lên nhau (ví dụ như các thửa đất giáp đường sẽ có 1 ít nhất một cạnh thuộc Level 23, các căn nhà được xây trùng với ranh thửa sẽ có ít nhất một cạnh thuộc Level 10) nên cần biên tập và tách riêng từng đối tượng vào từng file bản đồ riêng biệt.
Ví dụ minh họa đối với lớp ranh nhà của tờ bản đồ số 1: Sau khi lọc bỏ các đối tượng không cần thiết, tiến hành biên tập lớp nhà bằng cách xóa các cạnh thửa đất không trùng với ranh nhà và Save as thành file dc1_nha.dgn.
Hình 3.3. Lớp nhà của tờ bản đồ số 1
Thực hiện tương tự cho các tờ bản đồ còn lại.
Sau đó, dùng công cụ Merge của Microstation để gộp tất cả các tờ bản đồ của từng đối tượng để được nhóm đối tượng khu vực nghiên cứu.
Hình 3.4. Lớp nhà của khu vực nghiên cứu (tong_nha.dgn)
Để đảm bảo việc khép vùng phục vụ chuyển đổi từ dữ liệu dạng line sang polygon sau này, sử dụng các ứng dụng Mrf Clean và Mrf Flag của phần mềm Famis
Hình 3.5. Kiểm tra khép vùng 3.3.3.2. Xây dựng cơ sở dữ liệu trong ArcGIS
a. Chuyển đổi dữ liệu không gian từ Microstation sang ArcGIS:
Bước 1: Tạo file Geodatabase để lưu trữ các lớp dữ liệu
Trong module AcrCatalog, chọn vị trí để lưu file Geodatabase và click chuột phải chọn New → Personal Geodatabase, đặt tên file là DuLieu.mdb.
Hình 3.6. Tạo file Geodatabase để lưu trữ dữ liệu
Bước 2: Chuyển các đối tượng không gian sang dữ liệu ArcGIS
Trong module AcrCatalog, chọn đường dẫn đến file bản đồ của các đối tượng (file *.dgn), click vào dấu + trước tên file để hiển thị các dạng đối tượng trong file bản
Đối tượng dạng điểm; Polygon: Đối tượng dạng vùng; Polyline: Đối tượng dạng đường). Kéo và thả các đối tượng dạng đường (polyline) vào module AcrMap.
Các đối tượng hiển thị trong module ArcMap vẫn là đối tượng của file bản đồ *.dgn nên chưa thể biên tập trên ArcGIS. Để chuyển đổi thành các đối tượng của ArcGIS, thực hiện chọn tất cả các đối tượng (bằng công cụ Select features) rồi click chuột phải vào layer chứa đối tượng trong bảng Table of Contents, chọn Data → Export Data → đặt tên và lưu các đối tượng kiểu File and Personal Geodatabase feature classes trong DuLieu.mdb đã tạo trước đó.
Bước 3: Chuyển đổi định dạng đối tượng từ đường (polyline) sang vùng (polygon)
Các đối tượng không gian vừa được export sang ArcGIS vẫn là dạng đường nên cần chuyển sang dạng vùng để biên tập dữ liệu thuộc tính chính xác cho đối tượng (tính diện tích, nhập tên chủ sử dụng…).
Để thực hiện việc này, trong module ArcToolbox chọn Data Management Tools → Features → Features to Polygon.
Hình 3.9. Chuyển đối tượng dạng đường sang vùng
Bước 4: Định nghĩa hệ tọa độ cho các lớp dữ liệu
Các lớp đối tượng vừa tạo đã mang giá trị tọa độ của file bản đồ địa chính nhưng chưa được định nghĩa hệ tọa độ nên không hiểu giá trị về đơn vị (góc phải dưới của module ArcMap có thể hiện giá trị tọa độ nhưng kèm theo “Unknown Units”).
Để định nghĩa hệ tọa độ cho các lớp dữ liệu, trong module ArcCatalog click chuột phải là lớp dữ liệu và chọn Properties. Trong bảng Feature Class Properties, chọn tab XY Coordinate System và định nghĩa hệ tọa độ cho phù hợp với từng địa phương.
Các thông số định nghĩa về hệ tọa độ VN-2000 trong phần mềm ArcGIS cho tỉnh Khánh Hòa:
+ Projection: Transverse_Mercator + False_Easting: 500000.000000 + False_Northing: 0.000000 + Central_Meridian: 108.250000
+ Scale_Factor: 0.999900
+ Latitude_Of_Origin: 0.000000 + Linear Unit: Meter (1.000000)
+ Geographic Coordinate System: GCS_VN_2000 + Angular Unit: Degree (0.017453292519943299) + Prime Meridian: Greenwich (0.000000000000000000) + Spheroid: WGS_1984
+ Semimajor Axis: 6378137.000000000000000000 + Semiminor Axis: 6356752.314245179300000000 + Inverse Flattening: 298.257223563000030000
Sau đó, chúng ta có thể lưu file định nghĩa hệ tọa độ này (file *.prj) để sử dụng cho các gói dữ liệu khác.
Hình 3.10. Định nghĩa hệ tọa độ VN-2000 cho Khánh Hòa
b. Biên tập dữ liệu thuộc tính:
Để tạo các trường dữ liệu thuộc tính cho các lớp đối tượng theo mô hình dữ liệu đã thiết kế, click chuột phải vào layer của đối tượng tại bảng Table of Contents của module ArcMap và chọn Open Attribute Table → Table Option → Add Field. Sau đó đặt các thông số cho các trường dữ liệu theo mô hình dữ liệu đã thiết kế.
Hình 3.11. Mở bảng dữ liệu thuộc tính
Để biên tập các trường dữ liệu thuộc tính, trong module ArcMap chọn thẻ Editor → Start Editing. Sau khi biên tập xong, chọn thẻ Editor → Save Edits và Stop Editing để hoàn tất việc biên tập dữ liệu thuộc tính.
Hình 3.12. Bảng dữ liệu thuộc tính sau khi biên tập
c. Kết quả xây dựng CSDL trong ArcGIS:
Lớp thửa đất: Tổng số 891 đối tượng. Lớp nhà: Tổng số 962 đối tượng. Lớp đường: 11 tuyến đường chính.
Hình 3.13. Bộ CSDL khu vực nghiên cứu 3.3.3.3. Xây dựng mô hình 3D cho đối tượng nhà
Do việc xây dựng mô hình 3D cho các đối tượng nhà về mặt phương pháp là giống nhau nên chúng tôi chỉ thực hiện một tòa nhà làm đại diện, những tòa nhà sau vẫn thực hiện theo phương pháp nêu ra.
Nội dung thực hiện như sau (áp dụng thí điểm cho tòa nhà của Khách sạn Sheraton):
- Trong module ArcMap, chọn đối tượng nhà cần xây dựng 3D và export dữ liệu sang shapefile (*.shp).
- Sử dụng phần mềm FME để chuyển đổi dữ liệu từ phần mềm ArcGIS (*.shp) sang phần mềm Trimble SketchUp (*.skp).
Hình 3.15. Chuyển đổi dữ liệu bằng phần mềm FME
- Mở file *.skp bằng phần mềm SketchUp chúng ta nhận được hình thể mặt đáy của đối tượng trong hệ tọa độ không gian 3 chiều.
- Muốn thể hiện chiều cao công trình, sử dụng công cụ Push/Pull để kéo đối tượng theo trục z và nhập số liệu chiều cao theo số liệu đã xây dựng trong CSDL của ArgGIS.
Hình 3.17. Dựng chiều cao đối tượng
- Dán hình ảnh thực tế của đối tượng đó lên bề mặt mô hình 3D vừa dựng: File → Import (Chọn Use Image As Texture).
Hình 3.18. Mô hình 3D đối tượng
- Để mô hình 3D của đối tượng thể hiện được trong ArcScene, thực hiện việc Export đối tượng sang file định dạng *.wrl (File → Export → 3D Model → Chọn Save as type VRML (*.wrl)).
Hình 3.19. Export đối tượng sang file *.wrl 3.3.3.4. Xây dựng mô hình 3D khu vực nghiên cứu
Đưa cơ sở dữ liệu đã xây dựng vào ArcScene.
Để mô hình 3D thêm trực quan, sinh động chúng ta thực hiện việc đổ màu cho các đối tượng bằng cách mở Properties của các đối tượng (click chuột phải trên layer của đối tượng và chọn Properties) và chọn tab Symbology để biên tập màu.
Dựng chiều cao cho các đối tượng nhà bằng cách click chuột phải vào layer nhà Properties → chọn tab Extrusion → chọn hiển thị chiều cao nhà theo trường chiều cao của dữ liệu thuộc tính.
Hình 3.21. Dựng chiều cao cho đối tượng nhà
Hình 3.22. Kết quả sau khi dựng chiều cao lớp nhà
Muốn đưa dữ liệu các đối tượng đã được gán hình ảnh vào mô hình 3D, cần chuyển đối tượng đó sang dạng điểm và cho thể hiện điểm đó bằng file *.wrl đã được export từ phần mềm SketchUp. Các bước thực hiện như sau:
- Chọn đối tượng cần thể hiện và export đối tượng đó sang shapefile (đã thực hiện ở mục 3.3.3.3. Xây dựng 3D cho đối tượng nhà).
- Dùng công cụ Feature to Point trong module ArcToolBox để chuyển shapefile vừa tạo sang dạng điểm.
Hình 3.23. Chọn công cụ Feature to Point
- Chọn hiển thị điểm vừa tạo bằng file *.wrl được export từ phần mềm SketchUp và chỉnh sửa kích thước thể hiện cho phù hợp.
Hình 3.25. Hiển thị điểm vừa tạo bằng file *.wrl
Biên tập các nội dung khác như hiển thị cây xanh, đèn giao thông... để hoàn thiện mô hình 3D.
Hình 3.27. Mô hình 3D khu vực nghiên cứu