1.3.3 .Công nghệ GIS xử lý dữ liệu địa lý
2.3. Quy trình xây dựng c sở dữ liệu nền thơng tin địa lý đa tỷ lệ từ
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 soát 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 thông tin liên quan đến quá 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 qt hố 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 tổng quát.
- Dữ liệu kết quả: là dữ liệu sau tổng quát hoá và được chuẩn hoá đầy đủ thuộc t nh, tổ chức theo đ ng khung quy định.
2.3.8.1. Tổng qt hóa hình học
- Xóa b hoặc gộp vào đối tượng liền kề các đối tượng có k ch thước nh trong CSDL tỷ lệ 1:10.000 mà không quy định thu nhận đối tượng trong CSDL tỷ lệ 1:25.000 hoặc 1:50.000 như sau:
+ Đối với những đối tượng d ng điểm như: lớp thơng tin điểm độ cao trong gói địa hình, lớp thơng tin nhà trong gói dân cư c sở h tầng,… việc thu nhận đối tượng ở CSDL tỷ lệ lớn chi tiết h n lên khi chuyển sang CSDL tỷ lệ nh ta phải tiến hành lọc b một sốđối tượng, việc lọc b đó có thể tiến hành một cách tự động bằng công cụ t o
Thin Spot Heights trong ArcMap.
+ Đối với đối tượng d ng đường: lớp sơng suối trong gói thủy hệ, lớp tim đường trong gói giao thơng, …tùy theo quy định thu nhận đối tượng khi ta tổng quát hóa dữ liệu từ tỷ lệ lớn sang tỷ lệ nh ta có thể lược bớt các đối tượng vớitiêu ch là độ dài và tính hệ thống của đối tượng, trong đề tài này tác giả sử dụng công cụ t o Thin Hydro Feature.
V dụ: Đối với đo n tim đường tùy theo tỷ lệ CSDL thu nhận đối tượng có chiều dài ≥ 5mm × tỷ lệ CSDL. Cho nên khi chuyển đổi từ CSDL tỷ lệ nh sang tỷ lệ lớn mà các đối tượng có độ dài nh h n quy định thu nhận sẽ bị lo i b với nguyên t c đọan đường đó phải là nhánh độc lập và có tồn t i đỉnh treo.
+ Đối với đối tượng d ng vùng: lớp phủ bề mặt trong gói phủ bề mặt ta tiến hành gộp các vùng mà có diện t ch nh h n quy định thu nhận trên nguyên t c các đối tượng cùng mã đối tượng, với thao tác này tác giả sử dụng công cụ Eliminate của ArcMap.
- Chuyển các đối tượng d ng vùng thành d ng đường, d ng vùng thành d ng điểm đối với các vùng có k ch thước nh h n k ch thước quy định.
+ Chuyển đối tượng vùng thành đường được dùng cho một số lớp thông tin sau: sông suối A trong gói thủy hệ, đường nội bộ A trong gói giao thông,…do việc thu nhận của đối tượng độ rộng của đối tượng giữa CSDL tỷ lệ lớn và CSDL tỷ lệ nh khác nhau, ch nh vì vậy khi tiến hành tổng quát hóa một số đối tượng từ CSDL tỷ lệ lớn (1:10.000) sang CSDL tỷ lệ nh (1:25.000 hoặc 1:50.000) việc thể hiện ch ng có sự thay đổi từ đối tượng d ng vùng sang đối tượng d ng đường, tuân theo nguyên t c đối tượng d ng đường phải ch y vào tim của vùng, trong phần này tác giả sử dụng công cụ Collapse Dual Lines To Centrelines trong ArcToolBox.
+ Chuyển vùng thành d ng điểm đối với một số lớp thông tin sau như: khu chức năng A trong gói CSDL dân cư c sở h tầng, bãi bồi A trong gói thủy hệ,… Khi đối tượng chuyển từ d ng vùng sang d ng điểm tuân theo nguyên t c điểm đó phải nằm vào trọng tâm của vùng đó, trong phần này tác giả sử dụng công cụ Feature To Point trong ArcToolBox.
- Đ n giản hóa thể hiện khơng gian của đối tượng bằng phư ng pháp đ n giản hóa đỉnh của đối tượng, làm tr n đối tượng.
V dụ: Đối với lớp thơng tin đường bình độ. Trong luận văn này tác giả sử dụng cơng cụ Simplify Line trong ArcGIS(hình 2.8).
Hình 2.8: Cơng cụ SimplityLine để tổng quát hóa đối tượng d ng đường (đường bình độ) trong ArcGIS.
2.3.8.2.Tổng qt hóa thuộc tính
+ Xóa b các thuộc t nh các đối tượng có trong CSDLNĐL tỷ lệ 1:10.000 mà khơng có trong CSDLNĐL tỷ lệ 1:25.000, 1:50.000.
V dụ: Khi xây dựngCSDLNĐL tỷ lệ 1:25.000 từ CSDLNĐL tỷ lệ 1:10.000 đối với thông tin của DiemDanCu ta lo i b danh từ chung.
+ Thay đổi thuộc t nh của đối tượng trong CSDLNĐL tỷ lệ 1:10.000 theo quy định trong CSDLNĐL 1:25.000, 1:50.000.
2.3.9. Bổ sung ĐTĐL
Ph m vi thu nhận ĐTĐL của CSDL tỷ lệ nh rộng h n lên khi xây dựng CSDL tỷ lệ 1:25.000 nh từ CSDL 1:10.000 cần phải bổ sung thêm một số ĐTĐLnhư sau:
+ Trong gói BienGioiDiaGioi bổ sung thêm lớp đối tượng địa lý như : DiemCoSoLanhHai, DuongCoSoLanhHai, VungBien.
+ Trong góiDanCuCoSoHaTang bổ sung thêm lớp đối tượng địa lý như: DiemChuyenTiep, OngDanNhienLieu.
CHƢƠNG 3. THỬ NGHIỆM XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU NỀN ĐỊA LÝ VÀ ỨNG DỤNG TRONG QUẢN LÝ ĐẤT ĐAI TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH QUẢNG NGÃI
3.1. Khái quát về khu vực nghiên cứu
3.1.1. Vị trí địa lý
Quảng Ngãi là một tỉnh duyên hải Nam Trung Bộ, nằm ở tọa độ địa lý từ 108°14'05" đến 109°05'00" kinh Đông; từ 14°31'50" đến 15°25'30" vĩ độ B c. Tỉnh tiếp giáp với:
- Ph a B c giáp tỉnh Quảng Nam; - Ph a Nam giáp tỉnh Bình Định; - Ph a Tây giáp tỉnh Kon Tum; - Ph a Đơng giáp biển Đơng.
Hình 3.1. Vị trí địa lý tỉnh Quảng Ngãi.
Khu vực xây dựng CSDLNĐL trong ph m vi 01 mảnh bản đồ địa hình DB26Ad4 tỷ lệ 1:10.000. Thuộc một phần huyện Ba T .
3.1.2. Đặc điểm tự nhiên * Địa hình: * Địa hình:
Khu vực tỉnh Quảng Ngãi có độ cao từ 4m đến 1603m so với mặt nước biển. Địa hình phức t p tồn t i ở d ng n i cao, đồi n i thấp xen kẽ đồng bằng và đồng bằng