CHƯƠNG 2: XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU NỀN THÔNG TIN ĐỊA LÝ TỪ BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH
2.1. Khái quát về bản đồ địa hình ( BĐĐH ) 1. Khái niệm về bản đồ địa hình
2.1.2. Bản đồ địa hình dạng số
Bản đồ có thể in ra giấy hoặc được lưu trữ dưới dạng số. Bản đồ lưu trữ dạng số gọi là bản đồ số.
Bản đồ địa hình dạng số có một số đặc điểm chính sau:
- Bản đồ địa hình có khái quát hóa và bằng hệ thống ký hiệu với độ chính xác và mức độ tỉ mỉ tùy thuộc vào tỷ lệ bản đồ địa hình cần thành lập.
- Bản đồ địa hình số chứa đựng thông tin không gian, được quy chiếu về mặt phẳng và thiết kế theo các tiêu chuẩn của bản đồ học.
- Dữ liệu bản đồ được thể hiện theo nguyên lý số bằng cấu trúc vector.
- Bản đồ số thường lưu trong đĩa cứng của máy tính điện tử để làm việc trực tiếp, lưu trong đĩa CD-ROM, DVD,USB..., để bảo quản dữ liệu, để chuyển giao đi nơi khác.
- Bản đồ số có thể thể hiện dưới dạng bản đồ tương tự nếu in ra giấy.
- Bản đồ số có tính linh hoạt cao trong sử dụng bởi:
+ Thông tin thể hiện trên bản đồ số được thường xuyên cập nhật và hiệu chỉnh.
+ Bản đồ số có thể in ra ở các tỷ lệ khác nhau.
+ Bản đồ số có thể sửa đổi ký hiệu hoặc điều chỉnh kích thước dễ dàng.
+ Có thể tách lớp hoặc chồng xếp các lớp thông tin trên bản đồ.
+ Cho phép phân tích, chế biến thành một dạng bản đồ mới.
+ Bản đồ số phản ánh thông tin không gian không hạn chế thông qua các lớp thông tin CSDL.
- Cho phép tự động hóa quy trình công nghệ thành lập bản đồ.
- Có quy tắc bảo vệ dữ liệu để tránh bị mất dữ liệu do sự cố kỹ thuật, hoặc bị sửa chữa thông tin gốc.
- Khâu biên tập dữ liệu và biên vẽ ban đầu tuy có nhiều khó khăn, phức tạp, nhưng khâu sử dụng về sau lại có nhiều thuận lợi và mang lại hiệu quả cao cả về thời gian lẫn chi phí.
Nói chung, bản đồ địa hình dạng số có rất nhiều ưu điểm, nhu cầu sử dụng ngày càng nhiều, bản đồ địa hình dạng số là kết quả của sự phát triển bản đồ truyền thống ở trình độ cao. Tuy nhiên để thành lập bản đồ số cần phải xây dựng các chuẩn, là những quy định chặt chẽ nhằm đảm bảo sự thống nhất trong mô tả và lưu trữ nội dung thông tin bản đồ.
2.1.3 .Những khác biệt cơ bản của bản đồ số và dữ liệu địa lý
Cấu trúc dữ liệu địa lý được xây dựng dựa trên danh mục đối tượng địa lý cơ sở Quốc gia, các nguyên tắc lập danh mục đối tượng, nguyên tắc xây dựng lược đồ ứng dụng…
a. Các nguyên tắc thể hiện đối tượng bản đồ và đối tượng địa lý trong môi trường đồ họa
Điểm giống nhau:
Mỗi đối tượng trên thực địa được khái quát hóa theo quan niệm của đối tượng địa lý hay bản đồ đều được ghi nhận theo các kiểu hình học nhất định.
Tùy thuộc vào độ lớn của đối tượng để mô tả độ lớn về không gian (chiều dài, rộng, độ cao) hoặc chỉ mô tả vị trí đối tượng (trong bản đồ gọi là đối tượng phi tỷ lệ).
Dù là đối tượng thuộc nội dung bản đồ hay đối tượng địa lý đều được mô tả phân biệt trong các môi trường đồ họa thông qua các nguyên tắc hiển thị:
Lớp, màu, lực nét, tên kí hiệu
Trong nội dung bản đồ hay nội dung dữ liệu, đối tượng đủ lớn có thể
được mô tả hoàn chỉnh đồ hình của nó (dài, rộng); đối tượng không đủ lớn có thể được mô tả một chiều (thường là chiều dài), còn chiều rộng không mô tả.
Điểm khác nhau:
Phương pháp để thể hiện đối tượng bản đồ chỉ mang tính trình bày quan điểm hiển thị, không chú trọng chuẩn hóa đến kiểu hình học, ví dụ: để trình bày nhà theo tỷ lệ, trên bản đồ chỉ cẩn hiển thị trên màn hình mày vi tính hoặc in ra trên giấy đồ hình nhà (có thể dùng đường nét kiểu linestring, có thể hiểu shape) không quy định chặt chẽ. Nhiều nội dung bản đồ thể hiện bằng ghi chú được bố trí gần đối tượng, nhưng chỉ tương đối không chỉ ra chính xác cho đối tượng nào (điểm nào, đoạn nào…). Trong khi đó mỗi đối tượng trên thực địa được khái quát hóa thành loại đối tượng địa lý (Feature type) cùng với kiểu mô tả không gian (hình học) và các thuộc tính (nhận dạng đối tượng, định tính định lượng) kèm theo được quy định cụ thể trong danh mục đối tượng địa lý. Giữa các loại đối tượng địa lý có sự ràng buộc với nhau về quan hệ, mọi yêu cầu về cấu trúc dữ liệu, ràng buộc về chất lượng dữ liệu địa lý được quy định thông qua lược đồ ứng dụng.
Nội dung bản đồ không có các lớp đối tượng sau:
− Lớp phủ bề mặt
− Lớp mạng lưới tim đường bộ
− Mỗi đối tượng thực địa khi đo đạc thành lập bản đồ đều theo quy định thể hiện nội dung trong mẫu kí hiệu bản đồ, không đòi hỏi nhất quán về kiểu hình học cho đối tượng. Nhưng đối tượng địa lý phải tuân theo mô tả, định nghĩa từng loại đối tượng và phải nhất quán trong toàn bộ các đối tượng trong cùng loại. Đối tượng bản đồ cung cấp thông tin thông qua hiển thị đồ họa thuần tỳy do đú khụng đũi hỏi phải tường minh, rừ ràng cho từng đối tượng khi thể hiện đồ họa.
Đối với loại đối tượng địa lý (Feature Type) quy định bắt buộc như sau:
• Khi độ lớn đối tượng đủ lớn (theo quy định), phải mô tả đầy đủ kích thước đối tượng (chiều dài, rộng), bằng kiểu hình học dạng vùng (shape hoặc
complex shape). Khi đối tượng không đủ lớn (thường mặt cắt ngang hẹp) chỉ mô tả chiều dài bằng kiểu Linestring (GM_Curve). Theo nguyên tắc này khi tổ chức thi công xây dựng dữ liệu cần lưu ý: Cùng một loại đối tượng địa lý, tương ứng với 1 mã đối tượng (được phân biệt với các loại đối tượng địa lý khác bằng định nghĩa thông qua mô tả trong danh mục và lược đồ ứng dụng) nhưng được tổ chức thành 2 kiểu hình học khác nhau (tương ứng với 2 lớp đối tượng) .
Ví dụ: Lớp mặt đường bộ có thể được tổ chức thành lớp mặt đường kiểu vùng (khi có mô tả GM_surface) và lớp mặt đường kiểu đường (khi có mô tả GM_Curve).
-Đồ hình đối tượng vẽ phi tỷ lệ luôn có kiểu điểm (Point). Nghĩa là: Khi không chỉ ra được cả độ dài, rộng của đối tượng thì chỉ ra vị trí đối tượng.
Không được dùng kí hiệu kiểu đường (linestring) để mô tả đối tượng phi tỷ lệ.
- Các đối tượng địa lý phải có quan hệ với nhau, ví dụ: không có cầu lửng lơ không thuộc đoạn đường nào cả.
+Phân loại đối tượng bản đồ và địa lý đều theo chủ đề tương tự nhau nhưng cách tổ chức dữ liệu khác nhau: Bản đồ tổ chức phân lớp nội dung chủ yếu phục vụ tách bản chế in; trong khi đó đối tượng địa lý tổ chức phân loại phục vụ chuẩn hóa nội dung, quản lý chất lượng dữ liệu (về độ chính xác và quan hệ không gian) đồng thời hướng tới đối tượng sử dụng sau này trong công nghệ tin học (phát triển ứng dụng phần mềm trên nền thông tin địa lý).
+Dữ liệu bản đồ chú trọng trình bày, dữ liệu địa lý chú trọng nhu cầu sử dụng thông tin của từng loại nội dung: Lớp thông tin nào đã xây dựng thì phải chuẩn hóa theo yêu cầu. Dữ liệu địa lý quy định chặt chẽ, không phụ thuộc vào mức độ dung nạp của từng loại tỷ lệ.
+Từ nội dung từng loại dữ liệu địa lý được xây dựng theo danh mục đối tượng địa lý (đã khái quát hóa và đề xuất từ nội dung bản đồ địa hình cùng tỷ lệ), thiết kế ý tưởng thể hiện đối tượng địa lý sao cho mức độ nội dung thông qua hiển thị đồ họa của 2 loại dữ liệu bản đồ và địa lý tương đương nhau.
+Khi chuyển đổi nội dung bản đồ về dữ liệu địa lý phải đảm bảo cấu trúc nội dung thông tin tương đương, độ chính xác của một số đối tượng đã xê dịch do tổng hợp được phép giữ nguyên như bản đồ gốc.
b. Sự khác biệt về quy định áp dụng kiểu hình học và mật độ, độ chính xác đối tượng.
Đối tượng bản đồ Đối tượng địa lý
Kiểu điểm (Point)
- Áp dụng chủ yếu cho đối tượng phi tỷ lệ nhưng vẫn có cho cả đối tượng nửa tỷ lệ và theo tỷ lệ (giống theo tỷ lệ, cầu..)
- Tâm cell đặt chính xác cho vị trí đối tượng.
- Vị trí đối tượng cũng được thể hiện bằng tâm cell
- Mức độ thông tin không phụ thuộc vào độ dung nạp tỷ lệ bản đồ mà phụ thuộc vào yêu cầu mô tả cho từng loại đối tượng trong từng loại chuẩn nội dung.
Kiểu đường (Line)
- Áp dụng cho cả đối tượng vẽ theo tỷ lệ và nửa tỷ lệ (Nền đường, kênh mương nửa tỷ lệ), các đối tượng kiểu đường ranh giới như: bờ nước, mép nước…
- Có xê dịch trong hạn sai, có tổng hợp lấy bỏ
- Áp dụng cho ĐT vẽ nửa tỷ lệ và các đối tượng kiểu đường ranh giới như: bờ nước, mép nước…
- Các nội dung phải được xác định chính xác, không xê dich, không tổng hợp, không lấy bỏ và phải mang tính hệ thống.
Kiểu vùng
-Áp dụng cho đối tượng vẽ theo tỷ lệ: Nhà, sân, nền đường, kênh mương… tùy theo tác nghiệp, không bắt buộc và nhất quán cho từng loại đối tượng
Áp dụng bắt buộc cho tất cả các đối tượng vẽ theo tỷ lệ: nhà, khối nhà, kênh mương khi xác định được cả độ dài và rộng
- Các vùng thực vật được tạo từ ranh giới thực vật, đường bờ, mép ao, hồ, sông, biển, bên trong có kí hiệu trải dày hoặc đặt rải
Không mô tả độc lập từng vùng cho từng đối tượng. Xây dựng dữ liệu thông qua quan hệ Topology:
Mỗi vùng được xác định bằng quan
rác. Mỗi đối tượng được mô tả bằng một vùng độc lập theo đường ranh giới đã được xác định
hệ cạnh – nút – cạnh. Bên trong phạm vi mỗi vùng có gán mã phân loại đối tượng.
Ghi chú thuyết minh
Thuyết minh các thông tin định lượng: độ sâu, rộng, chiều dài…
Không có lớp ghi chú thuyết minh, thông tin định lượng gán trực tiếp cho đối tượng
Tên riêng
Tên địa danh: sơn văn, thủy văn, dân cư, kinh tế - xã hội
Trong CSDL nền, không có gói dữ liệu địa danh. Nhưng vẫn phải thu nhận đầy đủ các thông tin thuộc về địa danh và nhập vào trường “ten”
của đối tượng theo danh mục quy định.
c. Định dạng sản phẩm:
Sản phẩm bản đồ số luôn cần một môi trường đồ họa để trình bày (thể hiện) nội dung theo một quy chuẩn trình bày nhất định phụ thuộc vào khả năng dung nạp thông tin tương ứng với loại tỷ lệ đủ cho nhu cầu khai thác nào đó.
Thông tin bản đồ ở dạng “tĩnh” và chỉ bao gồm những gì người sử dụng có thể nhìn thấy được (đọc) trên màn hình máy tính hoặc được in trên giấy. Khi giao nộp sản phẩm bản đồ chỉ cần thư viện kí hiệu kèm theo một môi trường đồ họa nào đó mà người sử dụng có thể hiểu và đọc được các file bản đồ số.
Thông tin trên bản đồ tương ứng với không gian thực địa tại một thời điểm thiết lập (điều vẽ) đối tượng bản đồ. Sản phẩm bản đồ được hiện chỉnh hoặc làm mới định kỹ theo kế hoạch nhà nước.
Môi trường đồ họa chỉ là một phương thức trình bày dữ liệu (tương tự bản đồ) nhưng không phụ thuộc vào loại tỷ lệ. mức độ thông tin của tập dữ liệu.
Bên cạnh đó ưu thế cơ bản của dữ liệu là người sử dụng có thể tiến hành hàng loạt các bài toán phân tích không gian, thuộc tính để làm gia tăng giá trị
thông tin. Dữ liệu địa lý có chung mô hình cấu trúc dữ liệu dễ dàng chia sẻ, cập nhật thông tin giữa các ngành, lĩnh vực, Quốc gia, lãnh thổ mà không phụ thuộc vào định dạng phần mềm nào cả.
2.2. Nội dung bản đồ địa hình