2.1. Đặc điểm tổng quát hóa một số yếu tố nội dung cơ bản của bản đồ địa hình
2.1.5. Tổng qt hóa đường giao thơng trên bản đồ địa hình
Đường giao thơng là phương tiện đi lại liên lạc và trao đổi kinh tế văn hoá giữa các vùng dân cư. Trong qn sự đường giao thơng càng có ý nghĩa quan trọng đối với ý nghĩa vận chuyển hành quân.
Khi biểu thị yêu cầu phản ánh rõ đặc điểm từng loại, cấp đường..., nêu rõ mức độ phân bố và hình thái của mặt đường giao thông và các đối tượng liên quan; bảo đảm mối quan hệ với các yếu tố khác như vùng dân cư, sơng ngịi.
Phân loại đường giao thông
Đường giao thông được phân loại thành đường sắt, đường bộ, đường hàng không và đường thuỷ.
Đường sắt gồm có đường sắt đơn (trên nền đường có một bộ đường ray), đường sắt kép (trên nền đường có hai bộ đường ray), đường sắt hẹp (độ rộng 1 mét), đường sắt rộng (rộng 1m52), đường sắt trung bình (1m43), đường sắt chạy bằng hơi nước, bằng điện và các loại khác, đường sắt cho tàu hoả, cho xe điện, cho xe gng. ở nước ta có đường đơn rộng 1 m và 1,43 m. Ngồi ra có đường 3 thanh ray để cho 2 loại tàu hẹp và rộng đều chạy được.
Đường ơ tơ gồm có đường ơ tơ lớn, đường ơ tơ trục, đường xe hơi, đường ô tô nhánh. Đường ô tô lớn là loại đường sử dụng quanh năm, các phương tiện trọng tải lớn đều chạy được với tốc độ lớn nhất, nền đường rất kiên cố, mặt đường được rải nhựa bê tông, độ rộng từ 15 m trở lên. Đường ô tô trục là loại đường sử dụng được quanh năm, nền đường tương đối kiên cố, mặt trải nhựa đá, độ rộng 7 m trở lên. Đường ô tô nhánh là đường sử dụng phần lớn trong năm, nền đường không kiên cố lắm, mặt đường trải đá vụn, đá quặng, xỉ than, rộng từ 3 m trở lên.
Đường đất gồm có đường đất lớn, nhỏ, mòn. Đường đất lớn khơng có trải nhựa, ơ tơ có thể đi được trừ mùa mưa, mặt rộng 4 - 5 m. Đường đất nhỏ là loại đường cho ơ tơ nhỏ hoặc xe bị, nhưng khó khăn. Đường mịn là loại đường rất hẹp, chỉ người đi bộ hoặc súc vật đi được.
Đường thuỷ gồm có đường biển, đường sơng.
Đường hàng khơng gồm có hàng khơng dân sự và hàng khơng quân sự. Trên bản đồ địa hình biểu thị tồn bộ sân bay đang hoạt động và không hoạt động. Ký
hiệu quy ước đặt vào giữa đường băng chính hoặc vào giữa bãi hạ, cất cánh của máy bay, thân máy bay thẳng hướng với đường băng. Nét viền đường băng vẽ bằng nét đen 0,15mm, khi đường băng có độ rộng lớn hơn 1,2mm thì vẽ theo tỷ lệ bản đồ, nhỏ hơn 1,2mm thì vẽ theo ký hiệu nửa tỷ lệ.
Lựa chọn và khái quát đường giao thông a. Nguyên tắc lựa chọn đường giao thông
Biểu thị tất cả các loại đường ôtô. Đường lát bê tơng nhựa có trục phân tuyến, nếu độ rộng nhỏ hơn 0,8mm thì vẽ theo ký hiệu đường có độ rộng quy ước là 0,8mm, nếu độ rộng lớn hơn 0,8mm thì vẽ theo tỷ lệ bản đồ.
Đường lát bê tơng nhựa khơng có trục phân tuyến nếu có độ rộng nhỏ hơn 0,6mm thì vẽ theo ký hiệu quy ước, nếu lớn hơn thì vẽ theo tỷ lệ.
Đường rải gạch đá, đường cấp phối nếu có độ rộng nhỏ hơn 0,6mm thì vẽ theo ký hiệu quy ước, lớn hơn thì vẽ theo tỷ lệ.
Phải ưu tiên giữ lại đường ngắn nhất, đường nối với đường cấp cao, đường nối với vùng dân cư, đường ít chướng ngại vật, đường ít dốc, đường thuận tiện giao thông.
Phản ánh rõ mức độ phân bố, hình thái giao thơng, mối quan hệ với các yếu tố khác như vùng dân cư, sơng ngịi. Và mối quan hệ giữa các đường giao thơng với nhau.
Phương pháp tính chỉ tiêu lựa chọn đường giao thơng như sau: Trước hết tính mật độ đường giao thơng
k = P
L
(km/km2) (2.19) k - Hệ số mật độ đường giao thông,
L - Tổng độ dài các đường giao thơng,
P - Tổng diện tích của khu vực chứa các đường giao thơng ấy.
Giả thiết các đường giao thông tạo thành một mạng lưới và gọi tổng độ dài các mắt lưới là l = l1 + l2 + ... + ln. Độ dài của các đường viền ngoài cùng là A, tổng độ dài các đường giao thơng là L.
Ta có: l A2L n L A n l ltb 2
n - số mắt lưới đường giao thông.
ltb - Độ dài trung bình của một mắt lưới đường giao thơng. Bảng quy định trọng tải đường giao thông như sau:
Bảng 2.8. Trọng tải đường giao thông trên bản đồ địa hình
Tỉ lệ
Phần trăm đường giao thông so với bản đồ 1:100000
Trọng tải đường giao thông cm / cm2 km / km2
1 : 100 000 100,00 0,85 0,85
1 : 200 000 81,9 13,4 0,67
1 : 500 000 40,9 17,0 0,34
1:1 000 000 20,4 20,0 0,20
Như vậy trọng tải giới hạn không quá 20 mm/1cm2
bản đồ.
b. Nguyên tắc khái qt đường giao thơng
Bảo đảm chính xác vị trí trung tâm đầu đường, cuối đường, chỗ giao nhau của đường, và chỗ tiếp giáp nhau của hai loại đường. Thể hiện rõ mật độ phân bố, hình thái giao thơng và mối quan hệ với các yếu tố khác như vùng dân cư, sơng ngịi. Các chỗ uốn cong của đường giao thơng có đường kính nhỏ hơn 0,5 mm thì bỏ đi, nhưng nhỏ mà quan trọng vẫn được giữ lại.
Đường ôtô đi qua các khu phố hay khu nhà kiểu khu phố, nếu hai bên đều có khu phố sát đường thì nét đường ơtơ dừng lại ở hai đầu phố cách 0,2mm, nếu chỉ một bên là khu phố thì nét đường ơtơ vẽ liên tục, nếu cả hai bên đường là khu phố nhưng nét đồ hình khu phố cách nét đường lớn hơn 0,2mm thì nét đường vẽ liên tục. Khi ghi chú đường giao thông, đối với đường sắt cần ghi chú tên các nhà ga. Nếu khoảng cách giữa các nhà ga nhỏ hơn 1 cm thì tiến hành bỏ bớt, nhưng không được bỏ các nhà ga trung tâm, ga biên giới, ga đầu đường, ga cuối đường, ga thay thế vùng dân cư, ga giao nhau của các đường sắt... Nếu tên ga trùng với tên vùng
dân cư thì khơng phải ghi tên ga, mà chỉ việc gạch dưới tên vùng dân cư ấy, ví dụ, ga Gia lâm. Nếu tên ga khơng trùng hoặc xa vùng dân cư thì tên ga ghi cạnh kí hiệu nhà ga. Đối với đường ơ tơ cần ghi chú tên gọi, chiều rộng và vật liệu rải mặt.
Đường thuỷ, đường biển cần ghi chú tên điểm đầu, điểm cuối và độ dài đường đi theo đơn vị kilômét và hải lý (một hải lý bằng 1,852 km). Nếu điểm đầu và điểm cuối trong khu vực bản đồ mà ngắn thì ghi ở đầu đường, cuối đường và nếu rất dài thì có thể ghi 3 - 4 chỗ. Nếu điểm đầu ở trong và điểm cuối ở ngoài khu vực bản đồ thì ghi chú tương tự trên, đồng thời ghi thêm ở cạnh mép khung bản đồ. Nếu nhiều điểm cuối thì ghi đầy đủ ở hai bên đường theo thứ tự gần trước, nơi xa sau. Đường sông cần ghi chú tên sông, độ rộng độ sâu, tốc độ dịng chảy và đoạn sơng tàu bè qua lại được.
Đối với đường hàng không trên bản đồ địa hình chỉ ghi chú tên sân bay, khơng ghi chú tuyến bay.
2.1.6. Tổng qt hóa ranh giới hành chính và tường rào trên bản đồ địa hình
Ranh giới hành chính là đường phân chia các đơn vị hành chính trong và ngồi nước, nên nó rất quan trọng và cần biểu thị trên bản đồ địa hình (nhất là quốc giới càng cần phải biểu thị chi tiết, rõ ràng và chính xác). Khi biểu thị các yếu tố tự nhiên như sơng, ngịi, hồ ao, núi đồi, đảo, bãi cát, đất liên quan tới ranh giới hành chính cần vẽ rõ ràng chính xác. Các ghi chú khơng đè lấp những vị trí quan trọng của ranh giới hành chính. Các chỗ giao nhau, chỗ ngoặt của ranh giới hành chính phải vẽ rõ ràng, chính xác và đúng hướng
Ranh giới hành chính bao gồm quốc giới, tỉnh giới, huyện giới và xã giới. Nguyên tắc vẽ ranh giới hành chính như sau: Khi biểu thị quốc giới lên bản đồ địa hình phải căn cứ vào hiệp bản của hội nghị ký kết giữa 2 nước để bảo đảm rõ vị trí cố định hoặc tạm thời và phải được xác nhận là chính xác trước khi xuất bản bản đồ. Địa giới hành chính các cấp phải thể hiện theo tài liệu chính thức của Nhà nước về cả vị trí và tính trạng xác định hay chưa xác định. Vẽ ranh giới phải tỉ mỉ chính xác, thể hiện rõ góc ngoặt, ngã ba, ngã tư. Nếu các điểm mốc và ngoặt có trị số toạ độ thì cần phải vẽ đầy đủ. Các đảo, cù lao trên sông khi có đường địa giới đi qua phải vẽ rõ chủ quyền thuộc bên nào.
Quốc giới phải được vẽ đầy đủ, liên tục, không ngắt quãng, nếu ranh giới trùng với giao thơng hoặc sơng ngịi thì có thể vẽ chéo cánh xẻ ở hai bên đường hoặc bờ sông, mỗi bên từ 3 đến 5 bước ký hiệu. Nếu hai cấp ranh giới hành chính trùng nhau thì chỉ vẽ ranh giới hành chính cấp cao. Nếu trùng với sơng ngịi hoặc đường giao thơng thì có thể vẽ chéo cánh xẻ đứt quãng ở hai bên bờ, mỗi bên từ 3 đến 5 bước ký hiệu.
Ranh giới các khu cấm, ranh giới sử dụng đất, ranh giới thực vật khi biểu thị phải khép kín.
Thành luỹ, tường xây bao có độ dài trên 5mm và độ cao trên 1m thì biểu thị và dùng ký hiệu tương ứng với chất liệu xây dựng.
2.2. Thuật toán trong tổng quát hóa dữ liệu dạng vùng
2.2.1. Các bài tốn và phương pháp tổng quát hóa dữ liệu dạng vùng a) Bài toán
Trên thực tế, tổng quát hóa đối tượng bản đồ không chỉ tiến hành cho một lớp đối tượng riêng lẻ, mà cần xét đến quan hệ của đối tượng đó với đối tượng khác theo một thứ tự ưu tiên nhất định. Tùy thuộc vào từng tỉ lệ bản đồ mà nội dung tổng quát hóa được thực hiện cho các lớp đối tượng không giống nhau. Tuy nhiên, dù ở bất kì tỉ lệ nào, Tổng qt hóa cũng được dựa trên những bài toán cơ bản. Việc lựa chọn thực hiện bài toán
Một số bài tốn tổng qt hóa dữ liệu dạng vùng được rút ra như sau:
Bài toán 1:
X ------------- Y -------------------X’ -------------------X’’ Dạng hình học: A A, L, P, Null A, L, P, Null
Trong đó:
X: Đối tượng sẽ được Tổng quát hóa (dạng vùng)
Y: Đối tượng có quan hệ với X. Y phải được tiến hành Tổng quát hóa trước X. Kết quả của việc Tổng quát hóa Y tạo ra một lớp đối tượng mới dạng vùng, đường, điểm hoặc khơng có dữ liệu. Bài tốn thực tế sẽ kết hợp Y cùng với một số điều kiện chuẩn không gian dữ liệu theo từng tỉ lệ thích hợp.
X’: là kết quả sau khi Tổng quát hóa X. Sản phẩm tạo ra dạng vùng, đường, điểm hoặc khơng có dữ liệu.
X’’: là kết quả chuẩn hóa cơ bản X’ theo quy định, đó là việc copy đối tượng tạo ra vào lớp đang tồn tại trong cơ sở dữ liệu; xử lí quan hệ dữ liệu với các lớp khác (như snap, extent, within…); phải đảm bảo là giao của hai hoặc nhiều lớp đối tượng khác.
Ta xét đến các kiểu cụ thể như sau”:
Kiểu 1.1: Tổng quát hóa thành đối tượng dạng vùng
Việc tổng quát hóa đối tượng dạng vùng được sản phẩm đối tượng dạng vùng thuộc một trong các dạng dựa theo các điều kiện cơ bản sau:
+ Giữ nguyên đối tượng khi đạt chuẩn TQH hoặc quan hệ với một đối tượng dạng vùng sau TQH
+ Giữ nguyên đối tượng khi chưa đạt chuẩn TQH nhưng có quan hệ khơng gian với các lớp dữ liệu đặc biệt
+ Đối tượng được thay đổi diện tích (thơng thường lớn hơn diện tích ban đầu) bằng cách đổ đầy lỗ trống khi có đối tượng quan hệ dạng vùng khác bị loại bỏ sau TQH.
Kiểu 1.2. Tổng quát hóa thành đối tượng dạng đường
Khi đối tượng đầu vào không thể tạo thành đối tượng dạng vùng, điều kiện dữ liệu đảm bảo tiêu chuẩn TQH thành đối tượng dạng đường, tiến hành tạo tim của đối tượng đang xét, đưa vào lớp dữ liệu đang tồn tại trong cơ sở dữ liệu và xử lí quan hệ khơng gian với các đối tượng khác.
Kiểu 1.3. Tổng quát hóa thành đối tượng dạng điểm
Khi đối tượng đầu vào không thể tạo thành đối tượng dạng vùng và đường, dữ liệu đảm bảo tiêu chuẩn TQH thành đối tượng dạng điểm, tiến hành tạo điểm tại trọng tâm của đối tượng, đưa vào lớp đang tồn tại trong cơ sở dữ liệu và xử lí vị trí, quan hệ khơng gian với các đối tượng khác
Kiểu 1.4. Đối tượng bị loại bỏ sau tổng quát hóa
Đối tượng dạng vùng sau tổng quát hóa là do một trong các lí do: khơng đảm bảo điều kiện tổng qt hóa; bị loại bỏ do đối tượng quan hệ khơng cịn tồn tại hoặc đối tượng quan hệ biến đổi sang dạng khác (điểm, đường).
Bài toán 2 :
X ----------------- X’ -------------------X’’ Dạng hình học : A L, P
Đây là bài toán chuyển đối tượng độc lập thành các dạng hình học khác mà không cần xét quan hệ dữ liệu của chúng. Sản phẩm tạo ra dựa trên cách thức tạo tim hoặc tâm đối tượng.
Bài toán 3:
X --------------- Null
Đối tượng dạng vùng sau khi TQH bị loại bỏ do khơng đảm bảo tiêu chuẩn hình học TQH của tỉ lệ tương ứng, không cần xét quan hệ dữ liệu với các lớp khác.
Bài toán 4:
X1, X2,….,Xn ----------------- X’
Đây là bài tốn được xây dựng dựa trên một nhóm đối tượng cùng lớp nào đó khơng đảm bảo điều kiện TQH từng thành phần riêng lẻ, kết hợp với nhau theo quy định về quan hệ dữ liệu, điều kiện tiêu chuẩn khơng gian (diện tích, khoảng cách giữa các đối tượng) để tiến hành TQH.
Trong bài toán này, ta xét đến các kiểu như sau:
Kiểu 4.1: SXi < Schuẩn và dXi - Xj < dchuẩn
Tiến hành gộp tất cả các đối tượng được xét thành một vùng. Nếu diện tích vùng mới đạt chuẩn thì được sản phẩm TQH thỏa mãn. Nếu diện tích vùng với nhỏ hơn diện tích chuẩn nào đó thì tiến hành loại bỏ.
Kiểu 4.2: SXk > Schuẩn và dXk - Xi < dchuẩn
Tiến hành gộp các đối tượng nhỏ hơn vào đối tượng lớn hơn.
Kiểu 4.3. SXi > Schuẩn SXj > Schuẩn và d < d
Với đầu vào thỏa mãn điều kiện trên, tiến hành chia đôi khoảng cách giữa hai đối tượng I và j, gọi là khoảng cách nới:
dnới = dXi - Xj / 2
Hai đối tượng đầu vào sẽ được nới thêm cho đến hết khoảng cách nới Như vậy, sau kiểu TQH này, hai đối tượng được tạo ra có chung biên mới. Trên đây là các bài toán và kiểu TQH cơ bản đối với đối tượng dạng vùng. Với một lớp đối tượng, sẽ có thể phải thực hiện nhiều kiểu TQH. Vì vậy cần lựa chọn thứ tự ưu tiên TQH thích hợp để khơng làm mất hoặc thừa dữ liệu. Trong quá trình xét quan hệ dữ liệu có thể là một hoặc nhiều lớp, người dung cần phải xác định cho đúng lớp dữ liệu tương ứng với các kiểu TQH trên để việc TQH được chính xác và hiệu quả.
b) Phương pháp tổng quát hóa dữ liệu dạng vùng
Collapse (co rút)
Được sử dụng như việc thay thế cho các tính năng được dại diện bởi một biểu tượng có kích thước thấp hơn, làm giảm được độ lớn của dữ liệu.
Hình 2.7. Mơ tả phương pháp Collapse (co rút)
Displacement (dịch chuyển)
Thao tác việc di chuyển vùng đến một vị trí khác làm cho mắt người có thể quan sát được tốt hơn mà không làm ảnh hưởng tới tổng quan của bản đồ, thông thường để giải quyết vấn đề xung đột.