Bước 4: Nhập d liệu không gian, d liệu thuộc tính và chuẩn hóa d liệu
Là bước quan trọng nhằm xây dựng CSDL GIS phục vụ huấn luyện và diên tập. CSDL sau khi tổng qt hóa hình học, mối quan hệ khơng gian của một số đối tượng địa lý sẽ bị thay đổi, do đối tượng bị loại bỏ, bị đơn giản hóa hoặc bị thay đổi về kiểu cấu trúc hình học, khơng gian (vùng chuyển thành điểm, vùng chuyển thành đường, đường chuyển thành điểm, bớt các đỉnh, làm trơn đối tượng…). Vì vậy, phải
tiến hành xác lập lại mối quan hệ không gian giữa các đối tượng trong cùng một chủ thể và giữa các chủ thể với nhau. Dưới đây là bảng dữ liệu thuộc tính CSDL GIS về lớp quân sự:
Bảng 2.2 CSDL sau khi được nhập dữ liệu thuộc tính
Hình 2.17 CSDL sau khi nhập dữ liệu khơng gian
Tiến hành kiểm tra, chuẩn hóa quan hệ khơng gian giữa các đối tượng địa lý bằng cách tạo các topology để kiểm tra quan hệ khơng gian; Sau khi chuyển hóa dữ liệu thuộc tính và khơng gian đạt u cầu, tiến hành tiếp biên với dữ liệu khu vực khác. Để tiếp biên đảm bảo được yêu cầu thì sử dụng một hệ thống đường phân
tiếp biên theo nguyên tắc của bản đồ. Nguyên tắc tiếp biên theo thứ tự từ trái qua phải, từ trên xuống dưới, mảnh bên trái phải tiếp với mảnh bên phải, mảnh trên phải tiếp với mảnh dưới. Để gộp dữ liệu tổng thể, sai số tiếp biên phải bằng 0.
Bước 5: Kiểm tra d liệu, cập nhật thơng tin thuộc tính, d liệu khơng gian cho CSDL GIS phục vụ huấn luyện, diễn tập
* Đo đạc, chỉnh lý, bổ sung nội dung CSDL
Căn cứ vào CSDL nền địa lý quân sự do Cục Bản đồ quân đội sản xuất năm 2011 đến năm 2014 và đối chiếu bản đồ địa hình quân sự dạng số, dạng giấy. Tuy nhiên, đến thời điểm hiện nay cũng đã có những thay đổi về mặt kinh tế xã hội và hạ tầng cơ s , đặc biệt là cơ s hạ tầng ảnh hư ng đến quá trình huấn luyện quân sự. Vì vậy, cần phải hiện chỉnh bổ sung cho dữ liệu bản đồ được gần với thực tế mức độ cao nhất. Công tác hiện chỉnh bản đồ, số hóa bổ sung được thực hiện theo 2 bước chính sau:
* Cơng tác nội nghiệp
Sử dụng các tài liệu bản đồ thu thập để tiến hành hiện chỉnh, số hóa bổ sung trong phịng.
- Bản đồ địa giới hành chính để hiện chỉnh những điều chỉnh mới nhất về đường địa giới hành chính từ cấp tỉnh, cấp huyện đến cấp xã, phường, thị trấn.
- Bản đồ giấy địa hình quân sự tỷ lệ 1/25.000, 1/50.000 năm 201 , ảnh vệ tinh SPOT 5 để bổ sung, cập nhật thông tin của đối tượng. Đặc biệt là sự thay đổi của cơ s hạ tầng, đường giao thơng, vị trí của các ủy ban nhân dân, các cơ quan, các trường đại học, cao đẳng, trung cấp, THPT, THCS, tiểu học, mầm non, trung tâm giáo dục thường xuyên; Các bệnh viện, trung tâm y tế, trạm y tế xã phường, thị trấn....
* Công tác ngoại nghiệp
Việc thực hiện công tác hiện chỉnh ngoại nghiệp được thực hiện bằng việc sử dụng các bản đồ địa hình 1/ 25.000. Trong quá trình điều tra ngoại nghiệp phải thực hiện được việc kiểm tra lại kết quả hiện chỉnh nội nghiệp đồng thời hiện chỉnh những nội dung khác mà giai đoạn nội nghiệp chưa thực hiện được lên trên bản đồ điều tra ngoại nghiệp.
Sau khi các kết thúc quá trình ngoại nghiệp thì các bản đồ điều tra ngoại nghiệp lại được sử dụng là tư liệu cơ s để tiếp tục hiện chỉnh và số hóa bổ sung nội dung bản đồ.
Việc số hóa bổ sung các tài liệu cập nhật bản đồ được thực hiện theo quy trình số hóa bản đồ đã được Bộ Tài nguyên và Môi trường ban hành. Phần mềm được sử dụng để số hóa là Microstation và các modul hỗ trợ. Các yếu tố nội dung mới được số hóa bổ sung phải đảm bảo độ chính xác và sắp xếp vào đúng các lớp theo quy định về phân lớp cho bản đồ địa hình tỷ lệ tương ứng.
Bảng 2.3 Bảng dữ liệu, cập nhật thơng tin thuộc tính, dữ liệu khơng gian
Bước 6: Tích hợp ảnh, đóng gói CSDL GIS phục vụ huấn luyện, diễn tập trong quân đội
* Tạo siêu dữ liệu (Metadata): Bao gồm các nhóm thơng tin sau, Nhóm thơng tin mơ tả siêu dữ liệu; Nhóm thơng tin mơ tả Hệ quy chiếu tọa độ; Nhóm thơng tin mơ tả dữ liệu; Nhóm thơng tin mơ tả chất lượng dữ liệu; Nhóm thơng tin mơ tả phương pháp và quy trình phân phối dữ liệu.
* Chuẩn hóa, tích hợp ảnh vào CSDL: Được tiến hành theo mảnh, sau khi
hồn thành cơng tác điều tra, bổ sung đối tượng địa lý, tiến hành cập nhật, chuẩn hóa lại các đối tượng địa lý về khơng gian và thuộc tính theo đúng mơ hình cấu trúc CSDL nền địa lý tỷ lệ 1:25.000; Gộp CSDL GIS tỷ lệ 1:25.000 theo đơn vị hành chính tỉnh, dữ liệu địa lý sau khi hồn thiện chuẩn hóa phải được gộp lại theo đơn vị hành chính tỉnh, liên kết các đối tượng dạng tuyến và dạng vùng đảm bảo tính liên thông về không gian và thuộc tính, khơng liên kết các đối tượng đường bình độ; Tích hợp DEM, bình độ ảnh vệ tinh (theo mảnh) vào CSDL.
Hình 2.18 Tích hợp DEM, ảnh vào CSDL
2.3.3. Kết quả xây dựng CSDL GIS phục vụ huấn luyện, diễn tập trong quân đội
Bảng 2.4 Thơng tin thuộc tính về qn sự
Hình 2.20 Dữ liệu về dân cư cơ sở
Hình 2.21 Dữ liệu khơng gian về địa giới hành chính
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2
- Trình bày các cách xây dựng CSDL nền địa lý như các quy trình, giải thích các quy trình công nghệ xây dựng CSDL nền địa lý quân sự.
- Trình bày được các yêu cầu trong thiết kế CSDL GIS phục vụ huấn luyện, diễn tập trong Quân đội.
- Trình bày được nội dung của CSDL GIS phục vụ huấn luyện, diễn tập trong Quân đội.
- Đề xuất và giải thích quy trình cơng nghệ xây dựng CSDL GIS phục vụ huấn luyện, diễn tập trong Quân đội.
- Trình bày được bộ CSDL GIS phục vụ huấn luyện, diễn tập trong Quân đội tại khu vực giáp ranh Hà Nội, Hòa Bình.
Chư ng 3: THỬ NGHIỆM XÂY DỰNG MƠ HÌNH 3D TỶ LỆ LỚN MỘT SỐ KHU VỰC TRỌNG TÂM TRONG HUẤN LUYỆN, DIỄN TẬP VÀ XÂY DỰNG
VĂN KIỆN TÁC CHIẾN BẰNG PHẦN MỀM CHUYÊN NGÀNH 3.1. Đặc điểm khu vực nghiên cứu
3.1.1. Vị trí địa lý và địa hình
Phạm vi khu vực nghiên cứu nằm trong khoảng từ 20052’30’’ đến 210
00’00’’ độ vĩ Bắc và từ 1050
22’30’’ đến 1050
3 ’30’’ độ kinh Đông, thuộc địa phận giáp ranh tỉnh Hịa Bình và TP Hà Nội. Bao gồm 2 mảnh bản đồ có số hiệu 6050I-ĐB (Xóm Dụ) và mảnh có số hiệu 6150 IV-TB (Xuân Mai). Khu vực nghiên cứu có vị trí: tiếp giáp với huyện Thanh Thủy, Thanh Sơn - Phú Thọ, thành phố Hịa Bình về phía tây; tiếp giáp hai huyện Đan Phượng, Hoài Đức - thành phố Hà Nội về phía đơng; tiếp giáp huyện Kim Bơi - tỉnh Hịa Bình, huyện Mỹ Đức - thành phố Hà Nội về phía Nam; tiếp giáp huyện Ba Vì, thị xã Sơn Tây- thành phố Hà Nội về phía Bắc.
Địa hình khu vực nghiên cứu kha phong phú, gồm nhiều loại địa hình, có địa hình thung lũng, địa hình đồng bằng, có địa hình vùng núi thấp, có địa hình vùng núi cao.
Thổ nhưỡng: đất có độ phì nhiêu cao, màu mỡ, đa dạng, chiếm diện tích nhiều nhất là đất phù sa và đất đỏ vàng.
3.1.2. Khí hậu, thủy văn
Khu vực nghiên cứu nằm trong vùng đồng bằng Bắc Bộ, có khí hậu nhiệt đới gió mùa, ẩm ướt, mùa đơng lạnh và tương đối khơ, mùa hè nóng và ẩm ướt. Khí hậu khu vực nghiên cứu chia thành 4 mùa trong năm bao gồm hai mùa rõ rệt là mùa hè và mùa đông, hai mùa chuyển tiếp là mùa xuân và mùa thu.
- Mùa hè: từ tháng 5 tới tháng 8, trời nóng và có mưa rào. - Mùa thu: Từ tháng 9 tới tháng 11, thời tiết khô và mát mẻ.
- Mùa đông: Từ tháng 11 tới tháng 1 năm tiếp theo, thời tiết lạnh và hanh khô. - Mùa xuân: Từ tháng 2 tới tháng 4, thời tiết lạnh, mưa phùn và độ ẩm cao.
3.1.3. Kinh tế xã hội
Với việc hình thành các khu công nghệ cao Hịa Lạc, khu cơng nghiệp Bắc Phú Cát, khu Đại học quốc gia Hà Nội, Làng Văn hóa các dân tộc Việt Nam cùng các cụm điểm cơng nghiệp Bình Phú, Phùng Xá… nằm trên địa bàn, huyện Thạch Thất là một trong những khu vực phát triển kinh tế mạnh của thành phố Hà Nội.
- Về làng nghề: với hệ thống làng nghề phong phú, đa dạng, trong đó có 8 làng được cơng nhận là làng nghề có bề dày truyền thống hàng trăm năm và nổi tiếng cả nước, khu vực rất có tiềm năng để phát triển các ngành nghề công nghiệp-tiểu thủ công nghiệp.
- Về nông nghiệp, lâm nghiệp và thủy sản: Cơ cấu giá trị sản xuất nơng nghiệp có sự chuyển biến theo hướng tích cực. Tỷ trọng ngành chăn nuôi đang dần chiếm ưu thế khoảng 53%, trồng trọt chiếm 47%.
- Giao thông: khu vực nghiên cứu có rất nhiều trục đường giao thông quan trọng chạy qua như đường cao tốc Láng-Hòa Lạc; quốc lộ 21A - điểm kh i đầu tuyến đường Hồ Chí Minh nối Thạch Thất với các tỉnh phía Tây Bắc, quốc lộ 6; tỉnh lộ 446, 419, 420, tuyến đường mới Hịa Lạc-Hịa Bình... nối trung tâm huyện Thạch Thất với các huyện lân cận và Thành phố Hịa Bình nên có vị thế hết sức thuận lợi cho việc giao lưu phát triển kinh tế, thương mại.
- Về giáo dục: khu vực giữ vững và nâng cao chất lượng phổ cập tiểu học và phổ cập trung học cơ s .
- Về y tế: các xã trong địa bàn nghiên cứu đều có các trạm y tế.
3.1.4. Quốc phịng, an ninh
Quốc phòng, an ninh trong khu vực ổn đinh, có nhiều sự phát triển cả chiều sâu và chiều rộng, đặc biệt có các trung tâm nghiên cứu như: Tổng cục 2, Trung tâm gìn giữ hịa bình Việt Nam, Trung tâm Dị phá bom mìn quốc gia, trường Sĩ quan Chính trị... Ngồi ra cịn có khu huấn luyện dã ngoại của các trường trong Quân Đội như Học viện KTQS, Sĩ quan Lục quân 1, Học viện Quân Y... và nhiều các cơ quan công an, quân đội, các trường nghề đóng quân trên địa bàn nghiên cứu.
3.2. Thử nghiệm xây ựng mơ hình 3D tỷ lệ lớn CSDL GIS phục vụ huấn luyện, iễn tập trong quân đội để xây ựng mơ hình 3D tỷ lệ lớn
3.2.1. Một số giải pháp xây dựng mơ hình địa hình 3D, địa vật 3D * Phần mềm Sketchup * Phần mềm Sketchup
Google vừa mới mua lại phần mềm đồ họa 3D nổi tiếng trong giới đồ họa kiến trúc là Sketchup. Phần mềm Sketchup nổi tiếng vì gọn nhẹ, khơng chiếm nhiều bộ nhớ nhưng rất thích hợp trong việc phác thảo hình khối 3D của các khơng gian nhà. Việc phác thảo rất hữu ích đối với kiến trúc sư vì có thể nhanh chóng thể hiện và thử nghiệm ý tư ng của mình trong việc thiết kế.
Phần mềm Sketchup rất dễ sử dụng chứ không phức tạp như các chương trình đồ họa 3D đồ sộ khác như 3ds Max hay Maya. Vì hướng đến nhu cầu vẽ phác thảo, Sketchup không hẳn là một chương trình CAD (Computer Assisted Design) nhưng có thể thực hiện bản vẽ chính xác nếu cần và sau đó đưa vào chương trình CAD để phát triển chi tiết.
* Phần mềm Global Mapper
Dùng để nắn ảnh, chuyển đổi hệ tọa độ, chuyển đổi dữ liệu, xây dựng mơ
hình số độ cao DEM...
* Phần mềm TerraBuilder
Dùng để xây dựng mơ hình địa hình 3D (lớp phủ địa hình có thể là ảnh vệ tinh, cũng có thể sử dụng ảnh bản đồ đã được tạo bóng).
Dùng để mô phỏng lại các khu vực huấn luyện địa hình đặc trưng, quản lý thơng tin từ CSDL GIS đã xây dựng.
* Các phần mềm khác
Phần mềm trút dữ liệu đo GPS, ảnh, phim, phần mềm xử lý dữ liệu đo GPS Path inder O ice, sau đó dùng Global mapper để chuyển đổi và xuất dữ liệu sang dạng *.shap ile, *.mdb, *.DGN…
3.2.2. Các bước tiến hành
Bước 1: Khảo sát, phân tích, yêu cầu nhiệm vụ
Khảo sát, phân tích nhu cầu ứng dụng CSDL GIS phục vụ các nhiệm vụ của đơn vị trong quân đội để xác định nội dung huấn luyện bộ đội cần phải được khảo sát, nghiên cứu, xin ý kiến từ chính người lãnh đạo, chỉ huy, người phụ trách chuyên môn các đơn vị.
Việc tìm hiểu này phải thực hiện được các nội dung sau:
- Nắm chắc nội dung, tiến trình đào tạo, huấn luyện quân sự cho các đối tượng trong từng đơn vị.
- Tìm hiểu hiện trạng ứng dụng cơng nghệ tin học trong các nghiệp vụ của các đơn vị, đồng thời chỉ ra việc ứng dụng công nghệ GIS sẽ giải quyết, trợ giúp những vấn đề gì.
- Xác định những yêu cầu, nhu cầu mong muốn của các đơn vị về nội dung mà CSDL cần lưu trữ và những yêu cầu về việc thể hiện nội dung của bản đồ chuyên đề về lĩnh vực quân sự.
Bước 2: Xây dựng mơ hình địa hình 3D
* Xây dựng sơ đồ khu vực trung tâm chỉ huy, khu vực huấn luyện:
- Từ File CSDLGISQS tách lọc CSDL (trích xuất dữ liệu) trung tâm chỉ huy tại
Trường Sĩ quan Chính trị; khu vực huấn luyện, diễn tập của đơn vị:
- Cập nhật, đo bổ sung chi tiết, nhập thơng tin thuộc tính tại các khu vực thi cơng theo u cầu, nhiệm vụ của đơn vị.
Hình 3.2 CSDL khu vực Trường Sĩ quan Chính trị * Trích xuất dữ liệu khu vực thi cơng * Trích xuất dữ liệu khu vực thi công
- M dữ liệu cần trích xuất và khu vực (đối tượng dạng vùng) dùng để cắt dữ liệu. M dữ liệu từ file CSDL.mxd, hoặc dùng công cụ Add data để chỉ m trực tiếp những feature class liên quan.
Hình 3.3 Chọn lớp dùng để cắt dữ liệu
- Chọn khu vực (dạng vùng) dùng để cắt dữ liệu. Ví dụ, m lớp DiaPhan, chọn đối tượng huyện Thạch Thất:
Bảng 3.1 Chọn đối tượng dùng để cắt dữ liệu
- M hộp công cụ ArcToolbox, chọn Server Tools/Data Extraction/Extract Data như hình sau:
Hình 3.4 Chọn công cụ Extract Data
- Chọn lớp cần xuất thông tin, chọn lớp chứa vùng cắt, chọn tên và đường lưu ile sau khi cắt. Sau khi chọn đầy đủ các tham số như hình trên, click nút Ok và chờ chương trình chạy xong, sau đó vào đường dẫn file xuất để giải nén file zip
Hình 3.5 Sơ đồ chi tiết Trường Sĩ quan Chính trị
* Xây dựng mơ hình số độ cao DEM:
- Nội suy mơ hình số độ cao dưới dạng tam giác khơng đều (TIN): Mơ hình số độ cao dạng TIN được dùng trong rất nhiều mục đích, như nội suy đường bình bộ, để kiểm tra độ chính xác của dữ liệu địa hình, mơ phỏng địa hình hoặc là đầu vào cho các bài tốn phân tích khơng gian như nội suy bản đồ độ dốc, nội suy hướng dịng chảy, tính tốn khối lượng đào đắp hay các bài tốn về xác định vị trí phù hợp theo giá trị độ cao… Trong ArcMap, bộ công cụ 3D Analyst có rất nhiều chức năng hỗ trợ phân tích dữ liệu 3D. Để kích hoạt cơng cụ này, trên menu chính chọn Customize Extensions và đánh dấu chọn 3D Analyst.
Hình 3.6 Kích hoạt cơng cụ 3D Analyst trong ArcGIS
+ Chuẩn bị dữ liệu đầu vào, dữ liệu để tạo DEM chủ yếu là các lớp trong dataset DiaHinh: đường bình độ và điểm độ cao.
+ Trong hộp công cụ ArcToolbox, chọn 3D Analyst -> Data Management ->
TIN -> Create TIN