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 (Total Station) cho phép ta giải quyết nhiều bài toán trắc địa địa hình.
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 ).
Hình 2.6: Sơ đồ cấu tạo máy toàn đạc điện tử
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 ). Bộ vi 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.[10]
25
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
Tại một trạm đo cần có một máy toàn đạc điện tử, một bộ nhiệt kế và áp kế (có một số máy tự cảm ứng mà không cần đo nhiệt độ, áp suất ), một thước thép 2m 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). khởi động máy, kiểm tra chế độ cân bằng điện tử. 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 0000'00".
- 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
26
Hình 2.7:Trình tự đo 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
AB YAB
Tính góc định hướng của cạnh SA1.
SA1= SAB+ 1
(Vì trị số hướng mở đầu BC đã đạt 0000'00"). - 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
27
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 ) [8]. 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 hệ phần mềm của tập đoàn Intergraph, bao gồm các phần mềm phục vụ cho việc xây dựng và duy trì toàn bộ các đối tượng địa lý dưới dạng đồ hoạ bao gồm: MicroStation, IRASB, IRASC, GEOVEC và MSFC. Các file dữ liệu dạng này được sử dụng làm đầu vào cho các hệ thống thông tin địa lý hoặc các hệ quản trị dữ liệu bản đồ.
Microstation là phần mềm trợ giúp thiết kế đồ họa (CAD). Đây là một môi trường đồ họa rất mạnh cho phép xây dựng, quản lý các đối tượng đồ họa thể hiện các yếu tố bản đồ. MicroStation là môi trường đồ họa làm nền để chạy các modul phần mềm ứng dụng khác như: IRASB, IRASC, GEOVEC, MSFC, MRFClean, MRFFlag, FAMIS... Các công cụ của Microstation được sử dụng để số hóa các đối tượng trên nền ảnh quét, sửa chữa, biên tập dữ liệu, trình bày bản đồ.
IrasB: Là phần mềm hiển thị và biên tập dữ liệu dưới dạng các ảnh đen trắng. Mặc dù, dữ liệu của IrasB và Microstation được thể hiện trên cùng một màn hình nhưng nó hoàn toàn độc lập với nhau nghĩa là việc thay đổi dữ liệu
28
phần này không ảnh hưởng tới dữ liệu phần kia. Các chức năng chính của I/RAS B là: Làm sạch và thay đổi dữ liệu raster, Mở, cất, in nhiều loại ảnh nhị phân khác nhau, Chuyển đổi từ raster sang vector, Nắn ảnh về toạ độ định trước, Tạo file raster.
IrasC: Cung cấp đầy đủ các chức năng phục vụ cho việc hiển thị và xử lý ảnh hàng không, ảnh viễn thám thông qua máy quét ảnh hoặc trực tiếp nếu là ảnh số. Ngoài ra IrasC 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 vecto.
Geovec: Là một phần mềm chạy trên nền của MicroStation, cung cấp các công cụ số hoá bán tự động các đối tượng trên nền ảnh đen trắng (binary) với định dạng của Intergraph. Mỗi một đối tượng số hoá bằng Geovec phải được định nghĩa trước các thông số đồ hoạ về màu sắc, lớp thông tin, khi đó đối tượng này được gọi là một feature. Mỗi một feature có một tên gọi và mã số riêng. Trong quá trình số hoá các đối tượng bản đồ, Geovec được dùng nhiều trong việc số hoá các đối tượng dạng đường.
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 được Tổng cục địa chính ban hành năm 1998 và áp dụng cho tất cả các Sở địa chính toàn quốc nhằm thống nhất hóa công nghệ và chuẩn hóa số liệu để thống nhất quản lý việc 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.
+ Đảm nhận công đoạn từ sau khi đo vẽ ngoại nghiệp đến hoàn chỉnh một hệ thống bản đồ địa chính số. Cơ sở dữ liệu bản đồ địa chính kết hợp với
29
cơ sở dữ liệu hồ sơ địa chính để thành lập một cơ sở dữ liệu về bản đồ số và hồ sơ địa chính thống nhất.
Hệ quản trị cơ sở dữ liệu hồ sơ địa chính - CadDB là phần mềm thành lập quản lý thông tin về hồ sơ địa chính, hỗ trợ công tác thanh tra, kiểm tra, quản lý sử dụng đất. Cấp giấy chứng nhận quyền sử dụng đất, thống kê tình hình sử dụng đất.[4]
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 - 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.
30
- 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. 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.
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 (MAPINFO- USA). 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)
31
b. Quản lý các đối tượng bản đồ theo phân lớp chuẩn: FAMIS cung cấp bảng phân loại các lớp thông tin của bản đồ địa chính. 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.
32
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:
Hình 2.8: Quy trình thành lập bản đồ địa chính trên phần mềm famis
(Nguồn: Tổng cục địa chính 1999)[4]
Vào cơ sở dữ liệu trị đo
Nhập số liệu
Hiển thị, sửa chữa trị đo
Xử lý mã, tạo bản đồ tự động
Sửa chữa đối tượng bản đồ
Lưu trữ bản đồ file DGN
Sửa chữa lỗi (MRFClean, MRFFlag), tạo vùng
Tạo bản đồ địa chính - Đánh số thửa - Vẽ nhãn thửa - Tạo khung bản đồ Lưu trữ, in bản đồ - File TXT - File ASC
33
PHẦN 3
ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu. Sử dụng 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 phường Cẩm Thủy.
- Phạm vi nghiên cứu; Đo vẽ chi tiết, sử dụng phần mềm tin học xây dựng bản đồ địa chính trên địa bàn Phường Cẩm Thủy , thành phố Cẩm Phả, tỉnh Quảng Ninh.
3.2. Địa điểm và thời gian tiến hành
- Địa điểm: Công ty Cổ phần Tài nguyên và Môi trường Hưng Thịnh - Đội đo đạc số 5
- Thời gian tiến hành: Từ 14/09/2017 đến ngày 16/12/2018
3.3. Nội dung
* Điều kiện tự nhiên - kinh tế xã hội của phường Cẩm Thủy
- Điều kiện tự nhiên - Điều kiện kinh tế xã hội
* Thành lập lưới khống chế đo vẽ
- Công tác ngoại nghiệp
+ Thu thập tài liệu liên quan phục vụ cho công tác đo vẽ bản đồ. + Khảo sát thực địa khu đo.
+ Thiết kế sơ bộ lưới trên bản đồ nền. + Chọn điểm, chôn mốc và thông hướng. + Đo đạc các yếu tố cơ bản của lưới.
34
- Công tác nội nghiệp
+ Nhập số liệu đo ngoài thực địa vào máy tính. + Bình sai lưới kinh vĩ.
* Thành lập mảnh bản đồ địa chính xã từ số liệu đo chi tiết
- Đo vẽ chi tiết bản đồ.
- Ứng dụng bộ phần mềm Mapping- Office và phần mềm Famis để biên tập bản đồ
+ Nhập số liệu đo đạc ngoài thực địa vào máy tính. + Triển điểm khống chế lên bản vẽ.
+ Kiểm tra, đánh giá kết quả đo và bản vã sơ họa. + Biên tập và hoàn thiện bản đồ.
+ In bản đồ.
3.4. Phương pháp nghiên cứu
* Phương pháp bản đồ
- Trên cơ sở bản đồ thu thập được, sử dụng bản đồ địa chính dạng số để sửa đổi bản đồ địa chính.
- Trên bản đồ sau đó ra thực địa khảo sát và kiểm tra lại tính chính xác, so sánh đối chiếu với kết quả.
* Phương pháp đo đạc chỉnh lý
- Là phương pháp sử dụng số liệu đo đạc ở thực địa để phục vụ công tác thành lập bản đồ địa chính và chỉnh lý biến động sử dụng đất của địa phương.
* Phương pháp thống kê
- Là phương pháp thống kê các số liệu, dữ liệu liên quan đến việc thành