2.1.3 .Cơ sở toán học của bản đồ địa chính
2.4. Ðo vẽ chi tiết, thành lập bản đồ
2.4.1. Ðo chi tiết và xử lý số liệu
Ðể đo vẽ chi tiết các đối tượng dạng điểm, tuyến, khối. Làm co sở số
liệu thành lập bản đồ địa chính chính quy, hiện nay có nhiều phương pháp đo như. Phương pháp GPS động, phương pháp giao hội cạnh, phương pháp giao hội góc, phương pháp toạ độ cực, vv... Nhưng với khối lượng điểm chi tiết nhiều và địi hỏi độchính xác cao thường áp dụng phương pháp toạđộ cực tốc độ nhanh và hiệu quả nhất.
a. phương pháp đo toạđộ cực các điểm chi tiết:
Trên thực tế có 2 điểm khống chế dã có toạ độ, độ cao phục vụ cho việc đo chi tiết ( điểm A01, A02), ta đặt máy tại điểm khống chế A01, cân bằng máy đưa tâm máy trùng với tâm điểm A01. Tại điểm A02 ta dựng tiêu được định tâm bằng tâm quang học, máy ở diểm A01 quay ống kính ngắm vào tâm tiêu A02 và đưa bàn độ bằng về 000 00’ 00’’ ta đo kiểm tra lại chiều dài từ điểm A01 đến điểm A02. Quay máy vềđiểm chi tiết cần do ta do ra được góc ngang, góc đứng chiều dài . Tất cả các số liệu đo được ghi vào bộ nhớ riêng của máy toàn đạc điện tử .
b. Phươngpháp tínhtoạ độ điểm chi tiết:
Toạ độ các điểm chi tiết được tính theo cơng thức sau: XP = XA1 + DXA1-P
YP = YA1 + DYA1-P
Trong đó: DXA1-P = Cos aA1 - P * S DYA1-P = Sin aA1 - P * S
2.4.2 Phương pháp đo vẽ bản đồ địa chính bằng máy tồn đạc điện tử
a. Ðặc điểm và chức năng của máy toàn đạc điện tửtrong đo vẽ chi tiết
Máy toàn đạc điện tử (Leica) cho phép ta giải quyết nhiều bài tốn trắc địa, địa chính, địa hình và cơng trình.
Cấu tạo của máy toàn đạc điện tử là ghép nối giữa 3 khối chính là máy đo xa điện tử EDM, máy kinh vi số DT với bộ vi sử lý trung tâm CPU.
Ðặc trung co bản của khối EDM là xác định khoảng cách nghiêng D từ điểm đặt máy đến điểm đặt gương phản xạ (điểm chi tiết), còn đối với kinh vi số DT là các định trị sốhướng ngang (hay góc bằng) và góc đứng v (hay thiên đỉnh z). Bộ vi xử lý CPU cho phép nhập các dữ liệu nhu hằng số máy(K), số liệu khí tuợng môi truờng đo (nhiệt độ, áp xuất), toạ độvà độ cao (X,Y,H) của trạm đặt máy và của diểm dịnh hướng, chiều cao máy( im), chiều cao gương (lg). Nhờ sự trợ giúp của các phần mềm tiện ích cài dặt trong CPU mà với các dữ liệu trên sẽ cho ta số liệu toạ dộ và dộ cao của điểm chi tiết. Số liệu này có thể duợc hiển thị trên màn hình tinh thể, hoặc lưu trữ trong bộ nhớ trong (RAM- Random Access Memory) hoặc bộ nhớ ngoài (gọi là field book- sổtay điện tử) và sau đó được trút qua máy tính. Việc biên tập bản đồ gốc được thực hiện nhờ các phần mềm chuyên dụng của các thông tin địa lý (GIS) cài đặt trong máy tính .
b. Quy trình đo vẽ chi tiếtvà sử lý số liệu tại máy toàn đạc điện tử * Cơng tác chuẩn bị máy móc
Tại một trạm đo cần có một máy tồn đạc điện tử, một bộ nhiệt kế và áp kế, một thuớc thép 2m đểđo chiều cao máy và gương phản xạ. Tại điểm định hướng, đểđảm bảo độ chính xác phải có giá ba chân gắn bảng ngắm hoặc gương phản xạ với bộ cân bằng dọi tâm quang học. Tại điểm chi tiết có thể dùng gương sào. Máy móc thiết bị phải được kiểm nghiệm và điều chỉnh.
* Trình tự đo
Tại điểm định hướng B, tiến hành cân bằng và dọi tâm chính xác bảng ngắm hoặc gương.
Tại trạm đo A:
- Tiến hành cân bằng và định tâm máy (đưa máy trùng với tâm mốc). Lắp pin, mở máy và khởi động máy. Ðặt chế độđo và đon vị đo.
- Ðua ống kính ngắm chính xác điểm dịnh hướng B. Bằng các phím chức năng nhập các số liệu như hằng số (K), nhiệt độ (t0), áp xuất(P), toạ độ và độ cao điểm trạm đo A (XA,YA,HA), toạ độ điểm định hướng B ( XB,YB), chiều cao máy im, chiều cao gương sào (lg). Ðưa trị số hướng mở đầu về 00'00'00".
- Quay ống kính về ngắn tâm gương sào tại điểm chi tiết 1. lúc này máysẽ tự động đo và nhập dữ liệu vào CPU các trị số khoảng cách nghiêng DA1, góc bằng 1(kẹp giữa hướng mở dầu AB và hướng A1) và góc đứng v1(hoặc góc thiên đỉnh z1).
Hình 2.2 trình tự đo
* Nguyên tắc xử lý Số liệu trong CPU.
Với các lệnh được thực hiện trên bàn phím của máy, bộ xử lý CPU bằng các phần mềm tiện ích lần luợt thực hiện các bài tốn sau:
Tính số gia toạ độ giữa điểm trạm máy A và điểm định hướng B: XAB= XB - XA
YAB= YB - YA
Tính góc định hướng của cạnh mở đầu: SAB= artg
Tính góc định hướng của cạnh SA1. SA1= SAB + 1
(Vì trị số hướng mở đầu BC đã đạt 00'00'00").
- Chuyển cạnh nghiêng DA1 về trị số cạnh ngang SA1: SA1 = DA1cosv1 hoặc SA1= DA1sinz1
- Tính số gia toạ độ giữa điểm đặt máy A và điểm chi tiết 1: XA1= SA1cos SA1
YA1= SA1sin SA1
Tính toạ độ mặt phẳng của điểm chi tiết 1: X1= XA+ XA1
Y1= YA + XA1
- Tính chênh cao giữa diểm dặt máy A và diểm chi tiết 1: HA1= SA1tgv+v1+ im- lg
Hoặc HA1= SA1cotgZ1+ im- lg - Tính dộ cao diểm chi tiết 1: H1= HA+hA1
Nhu vậy số liệu toạ dộ không gian ba chiều (x,y,H) của diểm chi tiết 1 duợc CPU tự dộng tính tốn. Số liệu này có thể duợc biểu thị trên màn hình tinh thể hoặc luu giữ trong bộ nhớ trong hoặc bộ nhớ ngoài ( Field book )
2.5. Ứng dụng một số phần mềm tin học trong biên tập bản đồ địa chính
2.5.1. Phần mềm MicroStationV8i
MicroStationV8i là một phần mềm đồ họa trợ giúp thiết kế. Có khả nang quản lý khá mạnh, cho phép xây dựng, quản lý các đối tượng đồ họa thể hiện
các yếu tố bản đồ. Khả năng quản lý cả dữ liệu khơng gian và dữ liệu thuộc tính rất lớn, tốc độ khai thác và cập nhật nhanh chóng phù hợp với hệ thống quản lý dữ liệu lớn. Do vậy nó thuận lợi cho việc thành lập các loại bản đồ địa hình, địa chính từ các nguồn dữ liệu và các thiết bị đo khác nhau. Dữ liệu không gian được tổ chức theo kiểu đa lớp tạo cho việc biên tập, bổ xung rất tiện lợi. MicroStationV8i cho phép in bản dồ và các bản vẽ thiết kế theo nhiều hệ thống tọa độ khác nhau. MicroStationV8i có một giao diện đồ họa dầy dủ và mạnh giúp thao tác với dữ liệu đồ họa nhanh chóng, đơn giản, thuận lợi cho người sử dụng.
Các bản vẽ trong MicroStationV8i được ghi duới dạng các file *.dgn ngồi ra cịn có các định dạng file khác nhu *.dwg, *.dxf, *.dgnlib,*.rdl. Mỗi file bản vẽ đều được định vị trong một hệ tọa độ nhất dịnh với các tham số về lưới tọa độ, phạm vi làm việc, số chiều của không gian làm việc. Không gian làm việc là hai chiều thì có file 2D (x,y) và ba chiều thì có file 3D (x,y,z). MicroStationV8i cịn cung cấp cơng cụ nhập (import), xuất (export) dữ liệu đồ họa sang các phần mềm khác qua các file (*.dxf) hoặc (*.dwg)... Chức năng biên tập dữ liệu: Một số chức năng để biên tập bản đồ trong
MicroStationV8i như: * Biên tập các text theo đúng cỡ chữ, font… bằng công cụ Main/Text
Thanh fence\ Place fence: Chỉtác động đến những phần tử nằm hoàn toàn bên trong đường bao fence.
Overlap: Chỉtác động đến các đối tượng bên trong và nằm chờm lên đường bao fence.
Clip: Chỉtác động đến các đối tượng nằm hoàn toàn bên trong fence và phần bên trong của các đối tượng nằm chờm lên fence.
Void: Tác động đến các đối tượng hoàn toàn bên ngoài fence. Void – Overlap: Chỉtác động đến các đối tượng nằm hoàn toàn bên ngoài và nằm chờm lên đường fence.
Void –Clip: Tác động đến các đối tượng nằm hoàn toàn bên ngoài fence và phần bên ngoài của đối tượng nằm chờm lên fence.
Chức năng in bản đồ Phần mềm MicroStationV8i cho phép in các bản đồ ở các tỷ lệ theo đúng hiện trạng của nó.
2.4.2. Phần mềm FAMIS
2.4.2.1.Giới thiệu chung
Phần mềm tích hợp cho đo vẽ và bản đồ địa chính (Field Work and Cadastral Mapping Intergrated Software - FAMIS) là một phần mềm nằm trong Hệ thống phần mềm chuẩn thống nhất trong ngành địa chính phục vụ lập bản đồ và hồ sơ địa chính .
FAMIS có khả năng xử lý số liệu đo ngoại nghiệp, xây dựng, xử lý và quản lý bản đồ địa chính số. Phần mềm đảm nhiệm cơng đoạn từ sau khi đo vẽ ngoại nghiệp cho đến hồn chỉnh một hệ thống bản đồ địa chính số. Cơ sở dữ liệu bản đồ địa chính kết hợp với cơ sở dữ liệu hồ sơ địa chính để thành một cơ sở dữ liệu về bản đồ và hồ sơ địa chính thống nhất. Phần mềm tuân theo các qui định của Luật Đất đai 2003 hiện hành, phiên bản mới nhất hiện nay là FAMIS được phát hành trong năm 2006 .
2.4.2.2. Các chức năng của phần mềm FAMIS
Các chức năng của phần mềm FAMIS được chia làm 2 nhóm lớn: - Các chức năng làm việc với số liệu đo đạc mặt đất.
- Các chức năng làm việc với bản đồ địa chính .
2.4.2.3. Các chức năng làm việc với số liệu đo đạc
a. Quản lý khu đo
FAMIS quản lý các số liệu đo theo khu đo. Một đơn vị hành chính có thể được chia thành nhiều khu đo. Số liệu đo trong 1 khu có thể lưu trong 1 hoặc nhiều file dữ liệu. Người dùng có thể tự quản lý tồn bộ các file dữ liệu của mình một cách đơn giản, tránh nhầm lẫn .
Trị đo được lấy vào theo những nguồn tạo số liệu phổ biến nhất ở Việt Nam hiện nay:
- Từ các sổ đo điện tử (Electronic Field Book) của SOKKIA, TOPCON, SOUTH.
- Từ Card nhớ.
- Từ các số liệu đo thủ công được ghi trong sổ đo.
- Từ phần mềm xử lý trị đo phổ biến SDR của DATACOM. c. Giao diện hiển thị, sửa chữa rất tiện lợi, mềm dẻo
FAMIS cung cấp hai phương pháp để hiển thị, tra cứu và sửa chữa trị đo: - Phương pháp 1: qua giao diện tương tác đồ họa màn hình. Người dùng chọn trực tiếp từng đối tượng cần sửa chữa qua hiển thị của nó trên màn hình.
- Phương pháp 2: qua bảng danh sách các trị đo. Mỗi một trị đo tương ứng với một bản ghi trong bảng này .
d. Cơng cụ tích tốn
FAMIS cung cấp rất đầy đủ, phong phú các cơng cụ tính tốn: giao hội (thuận nghịch), vẽ theo hướng vng góc, điểm giao, dóng hướng, cắt cạnh thửa... Các cơng cụ thực hiện đơn giản, kết quả chính xác. Các cơng cụ tính tốn rất phù hợp với các thao tác đo vẽ mang đặc thù ở Việt Nam .
e. Xuất số liệu
Số liệu trị đo có thể được in ra các thiết bị ra khác nhau: máy in, máy vẽ. Các số liệu này cũng có thể xuất ra dưới các dạng file số liệu khác nhau để có thể trao đổi với các hệ thống phần mềm khác như SDR .
g. Quản lý và xử lý các đối tượng bản đồ
Các đối tượng bản đồ được sinh ra qua: tự động xử lý mã hoặc do người sử dụng vẽ vào qua vị trí các điểm đo. FAMIS cung cấp cơng cụ để người dùng dễ dàng lựa chọn lớp thông tin bản đồ cần sửa chữa và các thao tác chỉnh sửa trên các lớp thông tin này .
2.4.2.4. Các chức năng làm việc với cơ sở dữ liệu bản đồ địa chính
a. Nhập dữ liệu bản đồ từ nhiều nguồn khác nhau
- Từ cơ sở dữ liệu trị đo: Các đối tượng bản đồ ở bên trị đo được đưa thẳng vào bản đồ địa chính.
- Từ các hệ thống GIS khác: FAMIS giao tiếp với các hệ thống GIS khác qua các file dữ liệu. FAMIS nhập những file sau: ARC của phần mềm ARC/INFO (ESRI - USA), MIF của phần mềm MAPINFO (MAPINFO- USA). DXF, DWG của phần mềm AutoCAD (AutoDesk-USA), DGN của phần mềm GIS OFFICE (INTERGRAPH-USA).
- Từ các công nghệ xây dựng bản đồ số: FAMIS giao tiếp trực tiếp với một số công nghệ xây dựng bản đồ số hiện đang được sử dụng ở Bộ Tài nguyên và Môi trường như: ảnh số (IMAGE STATION), ảnh đơn (IRASC, MGE-PC), vector hóa bản đồ (GEOVEC MGE-PC) [11].
b. Quản lý các đối tượng bản đồ theo phân lớp chuẩn
FAMIS cung cấp bảng phân loại các lớp thông tin của bản đồ địa chính. Việc phân lớp và cách hiển thị các lớp thông tin tuân thủ theo qui phạm của Bộ Tài nguyên và Môi trường .
c. Tạo vùng, tự động tính diện tích
Tự động sửa lỗi. Tự động phát hiện các lỗi còn lại và cho phép người dùng tự sửa. Chức năng thực hiện nhanh, mềm dẻo cho phép người dùng tạo vùng trên một phạm vi bất kỳ. Cấu trúc file dữ liệu tuân theo theo đúng mơ hình topology cho bản đồ số vector .
d. Hiển thị, chọn, sửa chữa các đối tượng bản đồ
Các chức năng này thực hiện dựa trên thế mạnh về đồ họa sẵn có của MicroStation nên rất dễ dùng, phong phú, mềm dẻo, hiệu quả .
e. Đăng ký sơ bộ (qui chủ sơ bộ)
Đây là nhóm chức năng phục vụ công tác qui chủ tạm thời. Gán, hiển thị, sửa chữa các thơng tin thuộc tính được gắn với thửa .
f. Thao tác trên bản đồ địa chính
Bao gồm các chức năng tạo bản đồ địa chính từ bản đồ gốc. Tự động vẽ khung bản đồ địa chính. Đánh số thửa tự động .
g. Tạo hồ sơ thửa đất
FAMIS cho phép tạo các loại hồ sơ thông dụng về thửa đất bao gồm: Hồ sơ kỹ thuật thửa đất, Trích lục, Giấy chứng nhận... Dữ liệu thuộc tính của thửa có thể lấy trực tiếp qua q trình qui chủ tạm thời hoặc móc nối sang lấy trong cơ sở dữ liệu hồ sơ địa chính .
h. Xử lý bản đồ
FAMIS cung cấp một số phép xử lý, thao tác thông dụngnhất trên bản đồ. - Nắn bản đồ, chuyển từ hệ thống toạ độ này sang hệ thống tọa độ khác theo các phương pháp nắn affine, porjective.
- Tạo bản đồ chủ đề từ trường dữ liệu. Xây dựng các bản đồ theo phân bậc số liệu. Kết hợp các phương pháp phân bậc trong bản đồ học và khả năng biểu diễn (tô màu) của MicroStation, chức năng này cung cấp cho người dùng một công cụ rất hiệu quả làm việc với các loại bản đồ chuyên đề khác nhau.
- Vẽ nhãn bản đồ từ trường số liệu. Các số liệu thuộc tính gán với các đối tượng bản đồ có thể hiển thị thành các đối tượng đồ họa. Đây là một chức năng thuận tiện cho trình bày và phân tích bản đồ .
i. Liên kết với cơ sở dữ liệu hồ sơ địa chính
Nhóm chức năng thực hiện việc giao tiếp và kết nối với cơ sở dữ liệu và hệ quản trị hồ sơ địa chính. Các chức năng này đảm bảo cho 2 phần mềm FAMIS và CADDB tạo thành một hệ thống thống nhất, cho phép trao đổi dữ liệu hai chiều giữa 2 cơ sở dữ liệu cơ sở dữ liệu bản đồ địa chính và cơ sở dữ liệu hồ sơ địa chính, giữa 2 hệ thống phần mềm FAMIS và CADDB .
2.4.2.5. Quy trình thành lập bản đồ địa chính trên phần mềm FAMIS
Chúng ta có thể tóm tắt quy trình cơng nghệ thành lập bản đồ địa chính trên phần mềm famis như sau:
Hình 2.3. Quy trình thành lập bản đồđịa chính trên phần mềm famis
Vào cơ sở dữ liệu trị đo Nhập số liệu
Sửa chữa đối tượng bản đồ
file TXT file ACS Hiển thị, sửa chữa trị đo
Lưu trữ bản đồ file DGN Vào cơ sở dữ liệu bản đồ địa
chính
Nạp file bản đồ DGN Sửa chữa lỗi ( MRFClean,
MRFFlang ) tạo vùng Tạo bản đồ địa chính Đánh số thửa Vẽ nhãn thửa Tạo khung bản đồ Xử lý mã, tạo bản đồ tự động Lưu trữ, in bản đồ
2.6. Giới thiệu sơ lược về máy toàn đạc điện tử
2.6.1. Đặc điểm và chức năng của máy toàn đạc điện tử
Máy toàn đạc điện tử (Total Station) cho phép ta giải quyết nhiều bài