Giả sử thực thể địa lý M trên thực địa được biểu diễn bởi hai đối tượng M1 và M2 có các tập thuộc t nh là A trong bản đồ tỉ lệ X và thuộc t nh A’ trong bản đồ tỉ lệ Y. A∩A’ là tập các thuộc t nh của hai đối tượng đều tồn t i trên cả hai tỉ lệ. Trong hệ thống quản lý dữ liệu nền địa lý định nghĩa một thuộc t nh KM là mã nhận d ng thực thể địa lý M. Khi đối tượng M1 được chỉnh sửa giá trị thuộc t nh wA. Qua thuộc t nh KM sẽ xác định được đối tượng M2 và tập thuộc t nh A’. Nếu w A∩A’ thì khi đó đối tượng M2 sẽ cần được cập nhật thuộc t nh wA’ với giá trị tư ng ứng. Trong trường hợp này hai đối tượng M1 và M2 có thể cùng một tỷ lệ [14].
Việc đồng bộ dữ liệu này được thực hiện trong các ph m vi sau:
+ Đồng bộ dữ liệu thuộc t nh đặc trưng của của thực thể địa lý tức là giá trị của thuộc t nh không phụ thuộc vào tỉ lệ của ĐTĐL trên bản đồ hay đặc trưng xây dựng dữ liệu.
+ Chỉ có thể đồng bộ tự động dữ liệu đối với các đối tượng trong CSDL đã được t o lập mã nhận d ng ĐTĐL và được xây dựng các quy t c đồng bộ dữ liệu trong hệ thống ứng dụng.
+ Đồng bộ dựa trên c sở mối quan hệ đối tượng giữa các tỉ lệ theo phư ng thức tổng quát hóa dữ liệu.
+ Khi một đối tượng dữ liệu ở tỉ lệ lớn thay đổi, dữ liệu ở tỉ lệ nh có quan hệ cũng cần có sự thay đổi phù hợp. Đối tượng cần có sự thay đổi này được xác định trên c sở các thông tin quan hệ giữa hai tỉ lệ dữ liệu tư ng ứng.
- Dữ liệu của đối tượng t i tỉ lệ bản đồ nh h n chỉ cần cập nhật khi thuộc t nh của đối tượng ở tỉ lệ lớn có tham gia vào trong phư ng pháp tổng quát hóa dữ liệu bao
Tập thuộc t nh A đối tượng M1 tỉ lệ X
Tập thuộc t nh A’ đối tượng M2 tỉ lệ Y A∩A’ A A’ . Mã nhận d ng KM
gồm thuộc t nh không gian và thuộc t nh phi khơng gian có chọn lọc.
Phư ng pháp đồng bộ dữ liệu này khơng thể thực hiện hồn tồn tự động mà chỉ có thể thực hiện bằng phư ng pháp thủ công hoặc bán tự động.
2.2.3. Hiển thị dữ liệu đa tỷ lệ
Mục đ ch của ứng dụng/modul hiển thị dịch vụ dữ liệu là hiển thị nội dung DLĐL hiện có trong CSDL, hiển thị các sản phẩm dữ liệu cho người sử dụng xem trước khi lựa chọn đặt hàng dữ liệu qua các dịch vụ dữ liệu được cung cấp và là một công cụ chọn ph m vi dữ liệu phân phối.
* Các chức năng của modul hiển thị dịch vụ dữ liệu:
- Hiển thị danh sách các dịch vụ trong hệ thống;
- Xem bản đồ từ một dịch vụ được chọn. Dịch vụ này có thể được chứa trong kết quả tìm kiếm siêu dữ liệu;
- Cung cấp các chức năng c bản để duyệt bản đồ; - Truy vấn thông tin đối tượng trên bản đồ;
- Tham chiếu dữ liệu theo các tỷ lệ dữ liệu khác nhau từ dịch vụ được cung cấp; - Xem và quản lý các bản đồ chuyên đề;
- Hiển thị dữ liệu phân phối GML.
* Giải pháp xây dựng:
Ứng dụng được phân chia thành hai thành phần: Công cụ hiển thị dữ liệu trao đổi và modul hiển thị dịch vụ dữ liệu.
- Công cụ hiển thị dữ liệu trao đổi GML được xây dựng dưới d ng desktop đăng tải rộng rãi trên cổng thông tin DLĐL để khách hàng có thể tự do tải về phục vụ hiển thị dữ liệu. Ứng dụng này đã được xây dựng thuộc dự án xây dựng các phần mềm hỗ trợ chuẩn DL NĐL.
- Modul hiển thị dịch vụ dữ liệu được triển khai trên môi trường web trong cổng thơng tin DLĐL và liên kết với ứng dụng tìm kiếm siêu dữ liệu, ứng dụng quản lý sản phẩm để hiện thị sản phẩm và dịch vụ dữ liệu.
2.3. Quy trình xây dựng cơ sở dữ liệu nền thơng tin đa tỷ lệ từ bản đồ địa hình
Hình 2.7. Quy trình xây dựng cơ sở dữ liệu nền địa lý đa tỷ lệ từ bản đồ địa hình
THU THẬP TÀI LIỆU
ĐIỀU TRA NGOẠI NGHIỆP, ĐO VẼ BỔ SUNG
BỔ SUNG DỮ LIỆU ĐỊA HÌNH CHUẨN HĨA ĐTĐL GÁN THUỘC TÍNH ĐTĐL CHUYỂN ĐỔI ĐỊNH DẠNG THÀNH LẬP CSDLNĐL TRONG ARGIS
XÂY DỰNG SIÊU DỮ LIỆU
CSDLNĐL1:10.000 CSDLNĐL1:25.000 CSDLNĐL1:50.000 TỔNG QUÁTHÓA TỔNG QUÁTHÓA BỔ SUNG ĐTĐL CHÚ GIẢI:
Công việc phải làm
Việc xây dựng CSDL nền địa lý tỷ lệ lớn từ bản đồ địa hình gồm các bước như sau:
- Bước 1: Thu thập tài liệu;
- Bước 2: Điều tra ngo i nghiệp và đo vẽ bổ sung; - Bước 3:Bổ sung dữ liệu địa hình;
- Bước 4:Chuẩn hóa các đối tượng; - Bước 5: Gán thuộc t nh các đối tượng;
- Bước 6: Chuyển đổi định d ng, thành lập CSDLNĐL trong ArcGIS; - Bước 7: Xây dựng siêu dữ liệu;
- Bước 8: Tổng quát hóa; - Bước 9: Bổ sung ĐTĐL.
2.3.1. Thu thập tài liệu
Tiến hành thu thập các tài liệu có bao gồm:
- Bản đồ của khu vực xây dựng c sở dữ liệu: Bản đồ địa hình, bản đồ địa ch nh, bản đồ hành ch nh...
- Tư liệu ảnh: Ảnh hàng không, ảnh vệ tinh...
- Các quy định kỹ thuật về việc thành lập CSDL nền địa lý 1:10.000, 1:25.000, 1:50.000,...
- Các tài liệu khác có liên quan.
2.3.2. Điều tra ngoại nghiệp, đo vẽ bổ sung
Các ĐTĐL như đường, cơng trình kiến tr c, cơng trình thủy lợi, đường dây điện cao thế... xuất hiện thêm hay thay đổi từ sau khi bản đồ địa hình dùng làm dữ liệu gốc được thành lập. Nên các bản đồ địa hình này cần được bổ sung những đối tượng c n thiếu hoặc mới xuất hiện, cập nhật những nội dung đã biến động, xóa b những đối tượng khơng c n trên thực địa mới phản ánh được đ ng thực tr ng của đối tượng trên thực địa. Do vậy, công tác điều tra ngo i nghiệp là bước quan trọng đầu tiên cho công tác thu thập thông tin về đối tượng phục vụ xây dựng CSDL nền địa lý. Đối với những địa vật mới xuất hiện phải dùng bình đồ ảnh vệ tinh để điều tra hoặc ảnh hàng không, nếu những địa vật đó khơng có trên ảnh thì ta phải tiến hành đo bù ngo i nghiệp.
Sau khi có được những thơng tin về biến động, cần biểu thị những yếu tố đó lên bình đồ điều vẽ. Có thể từ những địa vật rõ nét trên bình đồ và c n tồn t i trên thực địa, dùng máy kinh vĩ hoặc thước dây áp dụng phư ng pháp giao hội để xác định hoặc dùng phư ng pháp xét đốn từ các yếu tố có liên quan. T i các đối tượng mới cần phải đo vẽ bổ sung, dùng máy toàn đ c điện tử hoặc máy GPS để tiến hành đo bù.
2.3.3. Bổ sung dữ liệu địa hình
Sau khi tiến hành bước 1 và bước 2, ta cần tổng hợp tài liệu thu được và phân t ch ch ng. Có những khu vực trong ph m vi thi cơng có nhiều thay đổi về địa hình như: s t lở n i, đào bới khai thác đá,... mà chưa được cập nhật vào tài liệu thu thập thông tin được. Vấn đề đặt ra đối với khu vực đó ta phải tiến hành bổ sung thêm dữ liệu địa hình: địa hình c t xẻ nhân t o, khe rãnh,... sao cho phản ánh đ ng địa hình khu vực đó.Việc tiến hành đo vẽ bổ sung được thực hiện bằng phư ng pháp đo vẽ ảnh số đó là phư ng pháp đem l i kết quả cao.
2.3.4. Chuẩn hóa các đối tượng
- Quy định về tham chiếu không gian: Hệ quy chiếu VN-2000, múi chiếu 30 có kinh tuyến trung ư ng 1050 và 1080, múi chiếu 60 có kinh tuyến trung ư ng 1050 và 1080.
- Quy định về mơ hình dữ liệu khơng gian: Mơ hình dữ liệu khơng gian là mơ hình dữ liệu vector.
- Nhóm các đối tượng dạng điểm (point):
Các ĐTĐL được thể hiện trên dữ liệu bản đồ tài liệu là các cell ký hiệu điểm sẽ được chuyển thành d ng điểm trong CSDL khơng gian. Trong đó mỗi điểm được quản lý trong hệ thống thơng qua tọa độ vng góc X,Y hệ VN2000.
Ngồi ra hệ thống phần mềm GIS nói chung và ArcGIS nói riêng ln t ch hợp sẵn các công cụ chuyển đổi tọa độ phẳng X,Y sang hệ tọa độ tr c địa B, L. Các đối tượng d ng điểm thể hiện mối quan hệ không gian với nhau thông qua giá trị tọa độ của ch ng. Mỗi điểm chỉ có một giá trị tọa độ, vì vậy yêu cầu làm s ch dữ liệu là khơng có các điểm trùng nhau (tuyệt đối) về tọa độ trên một lớp đối tượng.
- Nhóm các đối tượng đường (line):
Các ĐTĐL d ng đường bao gồm tất cả các đối tượng được thể hiện trên bản đồ bằng các ký hiệu đường (LineStyle). Nhóm ĐTĐL d ng đường có quan hệ topo trực tiếp với nhau thành m ng lưới: bao gồm m ng lưới giao thông, m ng lưới thủy văn, m ng lưới các lo i dây dẫn và ống dẫn nhân t o.
Việc biên tập, chuyển đổi dữ liệu bản đồ địa hình sang CSDL khơng gian GIS phải đảm bảo giữ nguyên độ ch nh xác của các đối tượng nội dung bản đồ (tọa độ không gian, k ch thước) như dữ liệu bản đồ địa hình gốc. Do tư liệu bản đồ phân theo mảnh nên các ký hiệu đường không phải l c nào cũng ngừng ng t t i điểm đầu và điểm cuối của ĐTĐL. Để có thể định nghĩa ĐTĐL trong hệ thống cần xử lý đồ họa các đối tượng d ng đường như sau:
- Căn cứ bản đồ hiện có, nội suy để quy ước điểm đầu, điểm cuối đối tượng (trong ph m vi địa giới của đ n vị hành ch nh tỉnh, huyện, xã/phường, thị trấn tùy theo cấp tư ng ứng của CSDL đang xây dựng. Các đối tượng đồ họa phải được ng t nghỉ t i điểm đầu, điểm cuối của quy ước đó.
- Liên kết (combine) các đo n ký hiệu đồ họa giữa điểm đầu và điểm cuối của đối tượng thành một feature trong ph m vi địa giới của cấp hành ch nh tư ng ứng với CSDL. Việc combine đối tượng có thể được thực hiện trước hoặc sau khi chuyển đổi khuôn d ng sang ArcGIS nhưng phải đảm bảo tồn t i thuộc t nh combine đó trong phần mềm ArcGIS.
Nếu trên thực tế ĐTĐL tiếp theo liên tục hoặc vẫn là đối tượng đó nhưng trên CSDL của đ n vị hành ch nh liền kề thì điểm đầu phải được snap vào điểm cuối của đối tượng trước (v dụ: tim đường giao thông phải snap để vẽ liên tục theo thực tế).
- Nhóm các ĐTĐL dạng đường độc lập với nhau:
Nhóm này bao gồm các lo i đường bình độ; các lo i ký hiệu taluy đường đ p cao, xẻ sâu; các lo i đường ranh giới, địa giới.
Các lo i đường địa giới hành ch nh phải gia công xác định điểm đầu, điểm cuối t i ngã 3 địa giới (trở lên) và combine các đối tượng giữa hai ngã ba địa giới thành một đường duy nhất để sau này gán mã đối tượng.
Đường bình độ các lo i và các lo i ranh giới khác được làm s ch dữ liệu, lo i b trùng (duplicate) hoặc chưa b t điểm liên tục trước khi chuyển sang ArcGIS. Riêng các đường bình độ phải liên kết (combine) các đo n đường bình độ có cùng giá trị độ cao với nhau.
- Nhóm các đối tượng dạng vùng (Polygon):
Các đối tượng d ng vùng thực chất là các arc có node đầu và node cuối trùng nhau, vì vậy các quy định cho chuẩn hóa thơng tin hình học đối tượng miền tn thủ như đối với d ng đường và có thêm quy định sau:
liền kề phải được t o ra từ cùng một arc (các node, các vertex có tọa độ trùng kh t lên nhau). Polygon t o ra vùng phải ở d ng đóng để hệ thống hiểu được tất cả các điểm rời r c thuộc vùng xác định bởi đường bao (các điểm rời r c node và đỉnh) đều thuộc ĐTĐL. Tức là phần diện t ch của hình chứ khơng phải là đường bao theo chu vi của hình. Như vậy, hệ thống phải quản lý đối tượng có diện t ch chứ khơng phải một đối tượng đường có điểm đầu và điểm cuối trùng nhau. Mã đối tượng sẽ được gán cho mọi điểm thuộc vùng.
2.3.5. Gán thuộc tính cho các đối tượng
Các ĐTĐL sau khi được chuẩn hóa sẽ được gán thơng tin thuộc t nh từ thông tin bản đồ theo quy t c:
- Với đối tượng kiểu điểm thì tâm text phải trùng với tâm cell.
- Với đối tượng kiểu đường thì tâm text trùng với đỉnh (vertex) bất kỳ thuộc đường nhưng khác đỉnh đầu và cuối.
- Với đối tượng kiểu vùng thì tâm text nằm ở trong vùng.
2.3.6. Chuyển đổi định dạng dữ liệu
- Chuyển đổi định d ng:
Việc thành lập CSDL nền địa lý tư ng ứng với từng mảnh bản đồ, bao gồm các thông số mô tả về lưới chiếu, độ ch nh xác biểu thị đối tượng, miền giá trị,... Cấu tr c của CSDL theo lược đồ gói và lược đồ lớp được triển khai theo khuôn d ng geodatabase (định d ng dữ liệu cuối cùng của sản phẩm). Vì vậy ta cần chuyển nội dung DLĐL gốc từ môi trường đồ họa (ở đây là khuôn d ng *.dgn) sang môi trường GIS. Việc chuyển đổi định d ng dữ liệu phải kiểm soát được chất lượng dữ liệu.
- Thành lập CSDL nền địa lý trong ArcGIS
Sau khi nhập dữ liệu thông tin địa lý vào c sở dữ liệu nền địa lý, cần giải quyết tiếp các nhiệm vụ c bản sau:
- T o lập một CSDL địa lý tư ng ứng với một khu vực địa lý cần làm dữ liệu, bao gồm các thông số về lưới chiếu, độ ch nh xác biểu thị đối tượng, miền giá trị...
- Trong một CSDL thiết kế từng gói dữ liệu theo cấu tr c đưa ra trong lược đồ đã thiết kế, cấu tr c các trường thông tin thuộc t nh tư ng ứng, các cấu tr c bảng thống kê đi kèm.
- Xây dựng các lớp thơng tin kiểm sốt quan hệ hình học của dữ liệu (Topology Rule) cho các lớp theo quy định bằng các phần mềm GIS.
Nhập dữ liệu vào các gói đã nêu ở trên và kiểm sốt chất lượng dữ liệu đồ họa ghi nhận kết quả.
Kết n p thông tin thuộc t nh đã được tổng hợp từ DLĐL gốc cho từng lo i ĐTĐL, kiểm sốt chất lượng thơng tin thuộc t nh, ghi nhận kết quả.
2.3.7. Xây dựng siêu dữ liệu
Mô tả tổng quan về dữ liệu Metadata: CSDL nền địa lý của lớp dữ liệu được xây dựng từ nguồn dữ liệu của BĐĐH nhằm mục đ ch t o ra nguồn CSDL cung cấp các thơng tin liên quan đến q trình thiết kế, xây dựng, kiểm tra, cập nhật và phân phối dữ liệu.Tất cả các thông tin này sẽ được nhập vào thành một tập Metadata cho một gói dữ liệu bằng phần mềm “So n thảo tài liệu Metadata” được ban hành cùng với quy chuẩn xây dựng CSDL nền thông tin địa lý đã ban hành.
2.3.8.Tổng quát hóa
Việc tổng quát hóa trong CSDLNĐL tiến hành theo từng lớp thông tin trong từng gói CSDL. Căn cứ vào tiêu ch thu nhận đối tượng trong mơ hình cấu tr c và nội dung CSDL, việc tổng quát hoá c bản chia theo hai hệ thống là tổng qt hóa hình học và tổng quát hoá thuộc t nh của đối tượng địa lý.
Mơ hình của quy trình tổng qt hóa tự động theo các cơng cụ (Tools)thiết kế trong ArcGIS c bản bao gồm các bước:
- Xử lý dữ liệu gốc: ch nh xác hố thơng tin dữ liệu gốc.
- T o dữ liệu trung gian: nhằm t o ra dữ liệu bản sao sử dụng để thực hiện các thao tác tổng qt hố, xác lập quan hệ khơng gian giữa các đối tượng liên quan sau