huấn luyện, diễn tập trong quân đội
2.3.2. Giải thích quy trình
Bước 1: Thu thập, kiểm tra tư liệu, CSDL bản đồ, tính chính xác thơng
Khơng đạt
Đạt
Không đạt
Đạt Thu thập tư liệu, CSDL bản đồ,
thông tin tư liệu
Tách lọc dữ liệu Kiểm tra dữ liệu
Chuẩn hóa dữ liệu khơng gian
Kiểm tra chất lượng dữ liệu
Nhập dữ liệu thuộc tính
Kiểm tra dữ liệu thuộc tính
CSDL GIS phục vụ huấn luyện, diễn tập
Bản đồ chuyên đề Ảnh hàng khơng, ảnh vệ tinh, UAV… Tích hợp ảnh vào CSDL Tạo siêu dữ liệu Các sản phẩm ứng dụng phục vụ huyến luyện, diễn tập.
* Bản đồ địa hình quân sự: Bản đồ địa hình quân sự dạng số, dạng giấy tỷ lệ 1/10.000; 1/25.000; 1/50.000… tùy theo yêu cầu, nhiệm vụ của huấn luyện chiến đấu của các đơn vị để thu thập, xử lý tư liệu bản đồ.
* Bản đồ chuyên đề: bao gồm bản đồ hành chính, bản đồ giao thơng vận tải, bản đồ du lịch, bản đồ hiện trạng đất đai, bản đồ, sơ đồ đóng quân của các đơn vị thuộc khu vực nghiên cứu…
* CSDL nền địa lý tỷ lệ 1/50.000 là các loại CSDL nền địa lý quân sự do Cục Bản đồ quân đội sản xuất, CSDL nền địa lý do Bộ TNMT sản xuất….
* CSDL mạng GTVT khu vực thi công: là loại CSDL được Cục Bản đồ quân đội sản xuất và sử dụng trong việc quản lý vận tải quân sự.
* Ảnh vệ tinh SPOT 5, ảnh hàng không, UAV khu vực thi công; tài liệu, tư liệu về cơ quan hành chính, các đơn vị qn đội đóng qn trên địa bàn, các tài liệu thống kê, tài liệu về điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội, thông tin liên quan đến vấn đề tôn giáo, dân tộc…
Bước 2: Tách lọc và tổng quát hóa d liệu
Tách lọc và tổng quát hóa dữ liệu địa lý để chọn lựa đối tượng và đơn giản hóa mức độ chi tiết các đối tượng theo yêu cầu, nội dung của mơ hình cấu trúc CSDL GIS 1/25.000 và mục đích sử dụng dữ liệu. Các đối tượng phải tổng qt hóa hình học và thuộc tính như:
+ Các đối tượng, khu vực tùy thuộc vào yêu cầu sử dụng, đối tượng được sử dụng mà lược bỏ hay thêm vào cho phù hợp với quy định bảo mật an tồn thơng tin.
+ Trong trường hợp huấn luyện, đào tạo học viên qn sự nước ngồi thì một số cơng trình qn sự, các khu vực quân sự tùy vào đối tượng huấn luyện, diễn tập mà lọc bỏ hay thêm vào.
+ Các đối tượng địa lý có thay đổi về kiểu dữ liệu khơng gian (điểm, đường, vùng) của đối tượng khi chuyển vào CSDL.
+ Các đối tượng bị loại bỏ khi chuyển sang CSDL nền địa lý tỷ lệ 1/25.000. + Các đối tượng thay đổi về mức độ chi tiết không gian (lược bỏ vertex…).
+ Các đối tượng có quan hệ khơng gian ràng buộc theo đối tượng bị tổng quát hóa.
+ Các đối tượng địa lý có thay đổi về thuộc tính của đối tượng khi chuyển sang CSDL phục vụ huấn luyện, diễn tập.
Bước 3: Xây dựng khung CSDL phục vụ huấn luyện, diễn tập
a) Lựa chọn cơ s toán học:
Cơ s dữ liệu GIS phục vụ huấn luyện, diễn tập trong quân đội thành lập Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ Quốc gia VN 2000: Lưới chiếu UTM Quốc tế, múi 6 độ, kinh tuyến TW Lo = 105 (tùy khu vực nghiên cứu), hệ số biến dạng k0 = 0,9996; Ellipsoid WGS84 được định vị phù hợp với lãnh thổ Việt Nam.
Về mặt hình thức, CSDL GIS được lưu dưới dạng số, do vậy chúng khơng có tỷ lệ về khơng gian. Nó cho phép làm việc theo đơn vị thực, ví dụ: kilômet trên thực địa. Các thơng tin trong một mơ hình gắn liền với những điều kiện đã xác định, có liên quan đến dữ liệu ban đầu dùng để tạo mơ hình - được hiểu là tỷ lệ nội dung. Do vậy coi tỷ lệ nội dung của mơ hình nằm trong:
+ Độ chính xác hình học.
+ Số lượng lớp đối tượng trong mỗi lớp của mơ hình, số lượng và kiểu đặc tính. + Chi tiết của bậc dữ liệu trong tổng quát hóa tỷ lệ.
b) Lựa chọn nội dung:
Nội dung của CSDL GIS phục vụ huấn luyện, diễn tập trong quân đội được xác định căn cứ vào kết quả khảo sát, phân tích nhu cầu ứng dụng CSDL GIS phục vụ các nhiệm vụ của đơn vị trong quân đội; căn cứ chức năng, nhiệm vụ, yêu cầu huấn luyện bộ đội của các đơn vị để xác định nội dung, khu vực tác chiến cho phù hợp và tuân theo đúng chuẩn xây dựng CSDL nền địa lý quân sự, trong đó có lựa chọn, tách lọc, bỏ bớt các nội dung cho phù hợp với mục đích sử dụng CSDL GIS phục vụ huấn luyện, diễn tập trong quân đội như:
- Đối tượng dạng điểm:
Ngoài các đối tượng được quy định trong CSDL nền địa lý cần tập trung xây dựng CSDL đối tượng dạng điểm phù hợp với nhiệm vụ trong quân đội như: các
điểm độ cao, mốc biên giới, điểm cơ s quốc gia; trường học, khu cơ s hành chính xã (phường), huyện (thị trấn), tỉnh (thành phố); trạm gác, canh phịng của qn đội, cơng an, trật tự xã hội…; các loại trạm thu phát sóng, trạm điện có ảnh hư ng đến ý định chiến thuật; biển hiệu, cầu, cống, nút giao thông ảnh hư ng tới quá trình cơ động lực lượng; cây độc lập, trạm bơm có là cơ s để định hướng, xác định phương hướng bản đồ…
- Các đối tượng dạng đường:
Các đường hành quân phục vụ nhiệm vụ chiến đấu; các trục đường giao thơng dân sinh chính như các đường quốc lộ, tỉnh lộ, huyện lộ, các tuyến đường huyết mạch để nối các tỉnh thành, các trung tâm kinh tế, các tuyến đường quân sự…; đường dây điện, sông suối, đường ranh giới, địa giới…
- Các đối tượng dạng vùng:
Sông suối, ao, hồ trong khu vực được sử dụng trong địa bàn huấn luyện, chiến đấu; các khu vực trú quân, xây dựng công sự, trận địa, các khu vực bến bãi, kho tàng, nhà ga, khu hành chính sự nghiệp, khu đóng quân chiến đấu của lực lượng vũ trang…
c) Lựa chọn phương pháp
Phần mềm ArcGIS đã thiết kế mơ hình cơ s dữ liệu GIS Geodatabase nhằm cung cấp các công cụ dùng để triển khai xây dựng và quản lý một hệ thông tin địa lý thông minh. Quan điểm thiết kế các ứng dụng GIS sử dụng công nghệ ESRI ngày nay là đưa tồn bộ các dữ liệu khơng gian (bao gồm cả dữ liệu đồ họa và thuộc tính, các quan hệ ...) vào một cơ s dữ liệu Geodatabase. Việc thiết kế Geodatabase là thiết kế lược đồ lớp (Class Diagram). Geodatabase là một cơ s dữ liệu chứa dữ liệu thuộc tính, dữ liệu khơng gian và quan hệ tồn tại giữa chúng. Có thể nói Geodatabase cịn là một cơ s dữ liệu địa lý hướng đối tượng và được quản lý thông qua một chuẩn Hệ quản trị cơ s dữ liệu. Vì vậy, các thực thi trên đối tượng trong Geodatabase chính là các luật chuẩn hóa, liên kết và quan hệ topology.
Có hai mơ hình Geodatabase: Mơ hình Geodatabase một người dùng (Personal Geodatabase) và mơ hình Geodatabase nhiều người dùng (Enterprise Geodatabase).
Hình 2.6 Geodatabase trong ArcGIS (Nguồn: ESRI)
Trong luận văn này tác giả lựa chọn mơ hình Geodatabase một người dùng (Personal Geodatabase) và lưu dưới dạng *.mdb nhằm: quản lý trong Microsoft Access ile được sử dụng để phân tích hiển thị dữ liệu tại các máy Desktop, tiện quản lý, bảo mật thông tin. Sử dụng ArcCatalog để xây dựng CSDL GIS phục vụ huấn luyện, diễn tập trong quân đội.
Hình 2.7 Mơ hình tổ chức cơ sở dữ liệu bằng ArcCatalog
Mơ hình tổ chức CSDL GIS phục vụ huấn luyện, diễn tập trong quân đội bao gồm 8 dataset được trình bày từ hình 2.8 đến hình 2.16
Hình 2.8 Mơ hình CSDL GIS phục vụ huấn luyện, diễn tập trong quân đội
Geodatabase FeatureDataset dDDataset… Feature Class… Table… Feature Class… Table…
Dataset BienGioiDiaGioi gồm các lớp được trình bày sơ đồ sau:
Hình 2.9 Sơ đồ CSDL GIS về lớp biên giới, địa giới
Dataset CoSoDoDac gồm các lớp được trình bày sơ đồ sau:
Hình 2.10 Sơ đồ CSDL GIS về lớp cơ sở đo đạc
Dataset DanCuCoSoHaTang gồm các lớp được trình bày sơ đồ sau:
Hình 2.11 Sơ đồ CSDL GIS về lớp dân cư cơ sở hạ tầng
Dataset DiaHinh gồm các lớp được trình bày sơ đồ sau:
Hình 2.12 Sơ đồ CSDL GIS về lớp địa hình
Hình 2.13 Sơ đồ CSDL GIS về lớp giao thông
Dataset PhuBeMat gồm các lớp được trình bày sơ đồ sau:
Hình 2.14 Sơ đồ CSDL GIS về lớp phủ bề mặt
Dataset ThuyHe gồm các lớp được trình bày sơ đồ sau:
Hình 2.15 Sơ đồ CSDL GIS về lớp thủy hệ
Dataset QuanSu gồm các lớp được trình bày sơ đồ sau:
Hình 2.16 Sơ đồ CSDL GIS về lớp quân sự
Bước 4: Nhập d liệu khơng 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 không 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 thông, 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 mô 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 thơng về khơng 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 cơng 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, Hịa 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