Trƣớc yêu cầu phát triển kinh tế và định hƣớng quy hoạch cho các sở ban ngành, tỉnh Thừa Thiên Huế đã lập dự án GIS thành phố Huế dựa trên cơ sở dữ liệu 1:2000 của thành phố Huế, và dự án thành lập bản đồ địa chính 27 phƣờng xã thành phố Huế tỷ lệ 1:500 và 1:1000.
3.3.2. Các kết quả thử nghiệm
Trong dự án GIS Huế, đề tài đã thử nghiệm chỉnh lý biến động, chuẩn hóa đối tƣợng đƣờng giao thông và thu thập thông tin về các đối tƣợng kinh tế - xã hội bằng hệ thống MGIS-AP với phần mềm ArcPAD của ESRI đƣợc cài đặt trên máy tính cầm tay (PDA) có tích hợp GPS. Tọa độ GPS đƣợc xác định bằng phƣơng pháp định vị độc lập. Khác với thử nghiệm ở Hƣớng Hóa, Quảng Trị, GPS tích hợp trong máy tính cầm tay là loại khơng chun dụng nên độ chính xác thấp hơn.
- Đối với cơng tác chỉnh lý biến động, dữ liệu từ bản đồ địa chính đƣợc chuyển sang định dạng *.mdb, có chứa đầy đủ các trƣờng thơng tin thuộc tín thuộc tính, sau đó kết hợp với phần mềm ArcPAD trên PDA để thay đổi các thông tin về loại đất, chủ sử dụng. Kết quả thử nghiệm cho thấy các điểm kiểm tra có độ lệch khoảng 15m (do mật độ các đối tƣợng nhƣ nhà cao tầng, cây che khuất) nên không đáp ứng đƣợc yêu cầu chỉnh lý biến động (do có thể lệch sang thửa khác).
- Thử nghiệm với việc chuẩn hóa đối tƣợng tim đƣờng phục vụ thành lập Cơ sở dữ liệu Giao thông: Tim các tuyến đƣờng đều đƣợc đánh tên, mã hóa và đi kèm nhiều thuộc tính nhƣ chiều dài, độ rộng, chất liệu trải mặt, năm xây dựng, nâng cấp. Do bản đồ địa chính chƣa thể hiện chi tiết các thuộc tính này của các tuyến đƣờng nên khi xây dựng cơ sở dữ liệu phải đi điều tra thực địa để khớp với bảng số liệu các tuyến đƣờng của Sở Giao thông Vận tải (chi tiết đến từng kiệt - ngõ ). Thử nghiệm với phần mềm ArcPAD, tim các tuyến đƣờng đƣợc đƣa vào làm bản đồ nền. Trên hình 3.8 các đƣờng màu đỏ đƣợc vẽ theo GPS và các đƣờng màu xanh là tim đƣờng trên bản đồ địa chính. Các đƣờng đỏ đã đƣợc hiệu chỉnh so với tim đƣờng bởi có sai số thơ 203m (thực tế ở đƣờng Mai Thúc Loan nhƣng khi đo lại ở đƣờng Nguyễn Chí Diễu).
Nguyên nhân của sai số thô là do hệ tọa độ của lớp tim đƣờng ở bản đồ nền chƣa đúng với hệ tọa độ của GPS, khi chồng các đối tƣợng khác thì bị sai lệch. Để khắc phục ta tính chuyển theo cơng thức:
xc = x – 195 (3.1)
yc = y + 105
Trong đó (xc, yc) là tọa độ sau khi chuyển, (x, y) là tọa độ trƣớc khi chuyển. Nhƣ
vậy GPS trong các thiết bị di động là AGPS, đã có số hiệu chỉnh, tuy nhiên chƣa theo hệ tọa độ VN2000, vì vậy cần phải chuyển theo công thức (3.1) ở trên. Nếu khơng dùng cơng thức này thì ta phải tính chuyển tọa độ điểm đo từ hệ WGS84 về VN2000 bằng phần mềm Trand5.
Hình 3.8. Thử nghiệm đo đường giao thơng bằng ArcPad (các đường đo màu đỏ).
Kết quả sau hiệu chỉnh có độ lệch lớn nhất khoảng 11m. Do lớp tim đƣờng đƣợc tạo chính xác từ lớp bản đồ địa chính nên về độ chính xác yêu cầu bằng điểm địa chính nên các tuyến đƣờng với mật độ dầy khơng thể xác định đƣợc vị trí khơng gian. Tuy nhiên ArcPad có thể dùng để thu thập thơng tin thuộc tính về tên tuyến, độ rộng, chất liệu trải mặt, hƣớng, điểm đầu, điểm cuối, lý trình,… Những thơng tin này rất quan trọng trong bài toán quản lý giao thông. Thực tế cho thấy khâu xác định tim đƣờng từ bản đồ địa chính nhanh hơn khâu chuẩn hóa thuộc tính cho các đối tƣợng. Vì vậy với sự hỗ trợ của MGIS-AP sẽ giúp ích nhiều cho việc điều tra ngoại nghiệp, đồng thời đảm bảo tính đầy đủ và chính xác của dữ liệu thuộc tính.
- Đối với việc điều tra các đối tƣợng kinh tế xã hội: Do yêu cầu của việc xây dựng cơ sở dữ liệu khơng địi hỏi độ chính xác cao và chỉ mang tính chất thống kê cho nên nhiều đối tƣợng chỉ cần nằm trong phạm vi địa giới hành chính. Khi khai thác sẽ có cơng cụ chỉnh sửa về hình học và thuộc tính. Nhƣ vậy ta có thể sử dụng ArcPad để khoanh vùng tƣơng đối những khu vực nhƣ di tích lịch sử, trƣờng học, nhà máy, trạm bơm, bãi đỗ xe,... kèm theo các thuộc tính về tên, mã đối tƣợng, ảnh chụp mô tả đối tƣợng. Thử nghiệm với gói di tích lịch sử, phần mềm ArcPad đƣợc dùng trên điện thoại di động có GPS cho phép xác định tƣơng đối vị trí các danh lam thắng cảnh nhƣ chùa Thiên Mụ, kinh thành Huế và các lăng tẩm nhƣ lăng Tự Đức, lăng Khải Định, sau đó thêm các thuộc tính cho đối tƣợng nhƣ tên khu di tích, ảnh chụp, ranh giới khu vực bảo tồn. Bản đồ nền đƣợc xác định từ bản đồ địa chính thành phố
Huế, khi sử dụng ArcPad độ lệch khá lớn không thể hiện đúng ranh giới và đồ hình đối tƣợng, vì vậy chỉ dùng để bổ sung các thơng tin thuộc tính.
Hình 3.9. Thử nghiệm đo các khu di tích lịch sử bằng ArcPad.
Từ những kết quả thu đƣợc ở trên có thể thấy, đối với CSDL địa chính và các gói CSDL chun ngành nhƣ Giao thơng, Văn hóa - Xã hội địi hỏi độ chính xác cao thì tín hiệu GPS định vị độc lập trên các máy tính cầm tay loại phổ thông không đáp ứng đƣợc u cầu. Cơng đoạn điều tra về hình học và thuộc tính cần phải đƣợc thực hiện trong khi làm bản đồ địa chính. Vì thực tế nhƣ khi làm CSDL địa chính, giao thông,... của thành phố Huế và tỉnh Thừa Thiên Huế việc đo đạc bản đồ địa chính chỉ quan tâm tới thửa đất, chƣa chú ý đến các đối tƣợng giao thông nhƣ cầu, đƣờng, bến bãi, điểm dừng đỗ xe, điểm ngập lụt, điểm hay xảy ra va chạm. Những đối tƣợng kinh tế xã hội nhƣ khu di tích lịch sử, khu đô thị, khu công nghiệp, các khu cơ quan chuyên môn của UBND nếu phải điều tra bổ sung bằng phƣơng pháp điều tra thực địa dựa trên bản đồ địa chính hoặc bản đồ địa hình sẽ rất mất thời gian và tốn kém. Một giải pháp là tách CSDL thành các gói nhỏ, sau đó chuyển sang phần mềm ArcPad và tiến hành điều tra bổ sung trên ArcPad nhƣng tín hiệu GPS sử dụng phải có độ chính xác cao. Có thể sử dụng DGPS để giải quyết vấn đề. Tuy nhiên, thử nghiệm tại Hà Nội cho thấy tín hiệu DGPS thu từ các trạm cải chính của Việt Nam chập chờn trong khu vực đô thị và giá thuê bao tƣơng đối đắt (khoảng 100 triệu/tháng; thuê bao tín
hiệu DGPS của các trạm cải chính nƣớc ngồi khoảng 1000USD/tháng). Giải pháp khác là sử dụng RTK với trạm base đƣợc đặt trên nóc các tịa nhà hoặc đỉnh đồi. Theo lý thuyết thì các máy RTK của Trimble hiện nay có khoảng cách hoạt động tối đa tới 15km, thực tế khoảng cách này chỉ trong khoảng 5 km đến 10 km. Thử nghiệm ở phần 3.5 cho thấy tín hiệu của máy rover ổn định và có độ chính xác cao, đảm bảo việc điều tra bổ sung thực địa trên nền bản đồ địa chính.
3.4. THÀNH LẬP CƠ SỞ DỮ LIỆU NỀN ĐỊA LÝ TỶ LỆ 1:10.000 TẠI HUYỆN QUẾ VÕ, TỈNH BẮC NINH BẰNG HỆ THỐNG MGIS-AP QUẾ VÕ, TỈNH BẮC NINH BẰNG HỆ THỐNG MGIS-AP
3.4.1. Khái quát về khu đo
Huyện Quế Võ tỉnh Bắc Ninh nằm trong phạm vi từ 21o
05'20” đến 21o13'38” vĩ độ Bắc, 106o
04'33” đến 106o18'03” kinh độ Đơng. Phía bắc giáp huyện Yên Dũng, huyện Việt Yên tỉnh Bắc Giang; phía Tây giáp thành phố Bắc Ninh và huyện Tiên Du; phía Nam giáp huyện Thuận Thành, Gia Bình; phía Đơng giáp huyện Chí Linh tỉnh Hải Dƣơng.
Hình 3.10. Sơ đồ vị trí huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh.
Địa hình của huyện tƣơng đối phẳng, có hƣớng dốc chủ yếu từ Bắc xuống Nam và từ Tây sang Đông, đƣợc thể hiện qua các dịng chảy bề mặt đổ về sơng Đuống và sơng Thái Bình. Khu đo có địa vật tập trung, phức tạp và đa dạng ở những đầu mối giao thông thủy, bộ; ở các khu công nghiệp; khu dân cƣ và khu vực trụ sở của cơ quan hành chính các cấp. Trong q trình cơng nghiệp hoá, hiện đại hoá, các yếu tố
kinh tế - xã hội ln có xu hƣớng biến động theo thời gian làm cho nội dung bản đồ địa hình ln thay đổi. Vì vậy, việc đo mới hoặc bổ sung cập nhật các biến động là một đòi hỏi của thực tế.
3.4.2. Các kết quả thử nghiệm
Những thử nghiệm của đề tài là đo bổ sung (đo bù) địa vật cho các mảnh bản đồ địa hình FA69Cb1,2,3,4 thuộc địa phận huyện Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh.
Các đối tƣợng đo GPS cầm tay chủ yếu là đƣờng giao thông và cơ quan tổ chức kinh tế xã hội mới xuất hiện, chƣa có trên bản đồ và ảnh hàng khơng. Những khu vực này có địa vật tƣơng đối thống, ranh giới rõ ràng, dễ đo vẽ.
Hình 3.11. Kết quả đo GPS cầm tay (các điểm có số hiệu màu đỏ) phục vụ điều tra ngoại nghiệp thuộc dự án xây dựng CSDL nền địa lý tỷ lệ 1:10.000 khu đo huyện
Quế Võ, tỉnh Bắc Ninh.
Các đối tƣợng địa lý nhƣ: đƣờng, cơng trình kiến trúc, cơng trình thủy lợi, đƣờng dây điện cao thế,... xuất hiện sau thời gian chụp ảnh cần phải bổ sung trên bình đồ điều vẽ, các yếu tố địa hình thay đổi so với ảnh hàng khơng do bị đào bới, tôn tạo xây dựng các cơng trình; khai thác mỏ cần phải đo bù sự thay đổi địa hình. Đây là các yếu tố mới xuất hiện trên diện rộng nằm rải rác trong phạm vi khu đo, trong quá trình điều tra ngoại nghiệp không giải quyết đƣợc để đƣa lên bình đồ điều vẽ bằng các phƣơng pháp xét đoán tƣơng quan. Tuy nhiên đối với những khu vực có diện tích lớn hơn 1 km2 thì phải dùng lƣới GPS và máy tồn đạc để đo vẽ. Việc dùng GPS cầm tay
trong điều tra và bổ sung địa vật phục vụ thành lập CSDL nền địa hình tỷ lệ 1:10000 mang lại hiệu quả lớn về thời gian và nhân lực. Từ những lợi ích này GPS cầm tay tiếp tục đƣợc sử dụng để đo bù nhiều khu đo khác nhƣ khu đo Sơn La - Điện Biên, khu đo Tây Nguyên.
3.5. THU THẬP DỮ LIỆU ĐỊA HÌNH KHU VỰC VEN SƠNG HỒNG, PHƢỜNG PHÚ THƢỢNG, QUẬN TÂY HỒ, THÀNH PHỐ HÀ NỘI BẰNG HỆ PHÚ THƢỢNG, QUẬN TÂY HỒ, THÀNH PHỐ HÀ NỘI BẰNG HỆ
THỐNG MGIS-RTK
3.5.1. Khái quát về khu đo
Phƣờng Phú Thƣợng có toạ độ địa lý từ 21o04‟52” đến 21o06‟27” vĩ độ Bắc, 105o47‟32” đến 105o49‟35” kinh độ Đơng. Phía Bắc giáp sơng Hồng, phía Nam giáp phƣờng Xuân La quận Tây Hồ và xã Xuân Đỉnh, huyện Từ Liêm, phía Tây giáp xã Đơng Ngạc huyện Từ Liêm, phía Đơng giáp phƣờng Nhật Tân.
Hình 3.12. Sơ đồ vị trí khu đo phường Phú Thượng, quận Tây Hồ.
Khu vực thử nghiệm nằm trên đê sơng Hồng. Địa hình khu đo chia làm 4 bậc, từ khu dân cƣ trong đê, tiếp đến là đƣờng đê, khu ngoài đê và phía ngồi là sơng Hồng. Phía ngồi đê địa vật tƣơng đối thống, có ít cây nhỏ che khuất. Tuy nhiên phía trong đê mật độ dân cƣ rất dầy đặc, nhiều nhà cao tầng cùng đƣờng và ngõ ngách nhỏ hẹp.
3.5.2. Các kết quả thử nghiệm
Tại khu đo Hà Nội, đề tài đã tham gia thử nghiệm đo vẽ địa hình bằng phƣơng pháp đo GPS RTK theo 2 phƣơng án truyền số liệu từ trạm base tới trạm rover: sử
dụng sóng radio và sử dụng GPRS.
3.5.2.1. Đo RTK sử dụng sóng radio
Bước 1: Cơng tác chuẩn bị
Bộ máy GPS sử dụng RTK thƣờng có 2 đến 3 máy, trong đó 1 máy base, cịn lại là rover. Các thiết bị kèm theo gồm có bộ phận phát tín hiệu radio (ắc quy, ăngten, radio link), sổ tay điện tử PDA và các phần mềm đi kèm. Trong thử nghiệm với máy S82 của hãng SOUTH thì các thiết bị trên đều cùng một hãng nên rất dễ dàng kết nối. Các thiết bị đều đƣợc kiểm tra và cài đặt theo hƣớng dẫn trƣớc khi đƣa đến khu vực thử nghiệm là Bãi Tre thuộc phƣờng Phú Thƣợng, quận Tây Hồ, thành phố Hà Nội. Trạm base đƣợc thiết lập bằng cách đặt theo đèn tín hiệu, kiểm tra chế độ này bằng nút F (Function), nếu đèn BT (màu đỏ) và PWR (màu xanh) cùng sáng thì đã đặt đúng. Trạm rover đƣợc đặt đúng khi đèn STA (màu đỏ) và đèn DL (màu xanh) cùng sáng khi bấm nút F.
Bước 2: Thiết lập trạm base
- Cân bằng trạm máy tại điểm đã biết tọa độ.
- Kết nối bộ phận phát tín hiệu radio trƣớc, sau đó bật radio link trƣớc khi bật máy GPS base. Khi nào đèn TX trên radio link nháy đều 1lần/1s thì dùng sổ đo điện tử để kết nối với base.
- Kết nối qua Bluetooth nhƣ hình dƣới.
Hình 3.13. Kết nối Bluetooth.
Các thao tác tạo New job và đặt các thơng số Ellipsoid, Project nhƣ hình dƣới, khơng cần đặt các thơng số chuyển đổi.
Hình 3.14. Tạo job làm việc.
Hình 3.15. Thiết lập kết nối tín hiệu GPS qua cổng COM.
Sau khi kết nối với GPS ta thiết lập thông số cho trạm base, số lƣợng vệ tinh phải lớn hơn 6 và PDOP phải nhỏ hơn 3.
Hình 3.16. Đặt chế độ đo RTK trên trạm base.
Hình 3.17. Nhập tọa độ điểm khống chế cho trạm base. Bước 3: Thiết lập trạm rover Bước 3: Thiết lập trạm rover
Đối với trạm rover quá trình cài đặt tƣơng tự, chỉ khác khi đặt RTK mode chuyển thành rover, ta đặt kênh radio trên rover trùng với radio link. Khi Status báo Fixed là có thể bắt đầu đo.
Hình 3.18. Trạng thái Fix đủ điều kiện đo. Bảng 3.5. Kết quả một số điểm đo RTK Bảng 3.5. Kết quả một số điểm đo RTK
Số hiệu điểm
Tọa độ L Tọa độ B Độ cao Ghi chú
Chiều
cao máy Ngày giờ đo
PT1 105.484419 21.052416 13.53 vh 1.8
8/28/10 4:56 PM
PT2 105.484418 21.052413 13.56 vh 1.8 8/28/10 4:57 PM PT3 105.484415 21.052396 13.34 md 1.8 8/28/10 4:57 PM PT4 105.484413 21.052385 15.46 ca 1.8 8/28/10 4:58 PM PT6 105.484412 21.052375 15.05 vh 1.8 8/28/10 4:59 PM PT7 105.484408 21.052350 14.91 pk 1.8 8/28/10 4:59 PM PT8 105.484407 21.052348 14.91 pk 1.8 8/28/10 5:00 PM PT9 105.484401 21.052323 15.05 vh 1.8 8/28/10 5:00 PM PT12 105.484309 21.052339 15.14 vh 1.8 8/28/10 5:01 PM PT13 105.484318 21.052326 12.10 mdt 1.8 8/28/10 5:02 PM PT14 105.484317 21.052309 12.11 mdt 1.8 8/28/10 5:02 PM PT15 105.484302 21.052312 11.97 mdt 1.8 8/28/10 5:02 PM PT16 105.484302 21.052305 11.54 cngo 1.8 8/28/10 5:03 PM PT17 105.484314 21.052303 11.33 cngo 1.8 8/28/10 5:03 PM PT18 105.484309 21.052279 9.70 dgngo 1.8 8/28/10 5:04 PM PT20 105.484293 21.052252 10.77 dgngo 1.8 8/28/10 5:04 PM PT22 105.484273 21.052336 11.25 mdtro 1.8 8/28/10 5:06 PM PT23 105.484270 21.052320 12.14 mdt 1.8 8/28/10 5:06 PM PT28 105.484087 21.052359 12.13 bchpclb 1.8 8/28/10 5:08 PM PT29 105.484084 21.052351 11.85 mdngo 1.8 8/28/10 5:08 PM PT30 105.484060 21.052360 12.02 mdngo107 1.8 8/28/10 5:09 PM
Hình 3.19. Đường Âu Cơ đoạn qua phường Phú Thượng đo vẽ bằng RTK.
Trên hình 3.19 có những khu vực rover báo Float hoặc Single. Do đặc điểm của tín hiệu radio bị yếu hoặc cản trở khi gặp cây xanh và vật chắn nhƣ tƣờng, nhà nên trạm rover không Fixed đƣợc những điểm ranh thửa nằm khuất, mặc dù cách không xa trạm radio, hơn nữa do đặc điểm nhà cửa mật độ dầy và nhiều nhà cao tầng nên tín hiệu GPS yếu, ở trong ngõ chỉ thu đƣợc 4-5 vệ tính, rover ở trạng thái single. Nhƣ vậy khơng thể đo địa chính ở trong khu vực đô thị bằng RTK sử dụng radio. Tuy nhiên đối tƣợng đƣờng giao thông hoặc khu vực đất nông nghiệp,... có thể đo bằng RTK sử dụng radio. Tín hiệu radio trong thử nghiệm có tầm hoạt động khoảng 3km, khi vƣợt qua 3km thì trạng thái rover thay đổi giữa float và fix. Để nâng cao độ chính xác có thể đặt thời gian đo khoảng 20 giây/1 điểm. Khi đó giá trị tọa độ đƣợc tính