CHƯƠNG 2. TỔNG QUAN KHU VỰC NGHIÊN CỨU VÀ THIẾT KẾ, XÂY DỰNG HỆ THỐNG GIS HẠ TẦNG ĐÔ THỊ
2.4 Thu thập và xây dựng hệ thống GIS hạ tầng đô thị
2.4.3 Quy trình xử lý, biên tập và xây dựng CSDL GIS
Thông tin, dữ liệu hạ tầng đô thị được thu thập theo phương pháp / quy trình mô tả trên dưới dạng bản đồ, dữ liệu biểu bảng theo mẫu biểu và các báo cáo dạng giấy hoặc dạng số. Dựa trên thiết kế CSDL GIS mô tả trên, bộ dữ liệu thu thập được tiếp nhận, xử lý biên tập thành cơ sở dữ liệu GIS đối với từng đô thị theo các bước sau (Hình 2.6):
Hình 2.6: Quy trình xử lý, biên tập và xây dựng CSDL hạ tầng đô thị Bước 1: Rà soát phân loại, kiểm tra
độ tin cậy của dữ liệu
Bước 2: Xử lý biên tập các bản đồ nền làm khung CSDL
Bước 3: Xử lý biên tập các lớp hạ tầng đô thị và tích hợp các thông
tin chỉ số
Bước 4: Đánh giá CSDL và bổ sung dữ liệu còn thiếu
Bước 5: Tích hợp và tổ chức quản lý CSDL
Bước 6: Tổng hợp và hoàn thiện CSDL GIS
75 1. Rà soát, phân loại dữ liệu nền và dữ liệu hạ tầng đô thị được thu thập;
2. Xử lý, biên tập các bản đồ nền để làm khung cơ sở dữ liệu GIS;
3. Xử lý, biên tập các lớp hạ tầng đô thị cho cơ sở dữ liệu GIS và tích hợp các thông tin chỉ số. Các bước cụ thể trong biên tập từng lớp dữ liệu gồm: (i) nhập dữ liệu không gian; (ii) nhập dữ liệu thuộc tính và (iii) kết nối dữ liệu và hoàn thiện CSDL GIS;
4. Rà soát, đánh giá CSDL GIS, xác định dữ liệu còn thiếu và cập nhật dữ liệu thu thập bổ sung vào cơ sở dữ liệu GIS;
5. Tích hợp, tổ chức quản lý các nhóm lớp dữ liệu và toàn bộ CSDL; đồng thời xây dựng quy trình lưu trữ, quản lý, khai thác CSDL GIS phục vụ quản lý hạ tầng đô thị;
6. Tổng hợp và hoàn thiện CSDL GIS bao gồm tài liệu hướng dẫn sử dụng (vận hành và cập nhật CSDL GIS) - nhằm giúp người sử dụng cập nhật và phân tích số liệu phục vụ cho công tác quản lý hạ tầng đô thị;
Cụ thể các bước xử lý, biên tập dữ liệu (bước 1 – 4) cần được thực hiện theo những chỉ dẫn dưới đây:
2.4.3.1 Rà soát phân loại dữ liệu
Do mức độ quan trọng của dữ liệu cũng như thực trạng dữ liệu còn nhiều bất cập, cho nên cần đặc biệt chú trọng công tác thu thập dữ liệu. Nền tảng chính làm khung cho CSDL GIS sẽ là dữ liệu nền ở dạng thứ cấp và dự kiến sẽ được biên tập từ dữ liệu khảo sát nền hoặc dữ liệu hiện trạng trong các đồ án quy hoạch chung, quy hoạch phân khu mới nhất (tỷ lệ 1:2.000, 1:5.000 hoặc 1:10.000). Bước đầu tiên là rà soát, phân loại và lập danh mục cho tất cả dữ liệu đã thu thập được. Dữ liệu dự kiến sẽ được phân loại như sau:
- Lập danh mục dữ liệu:
+ Dữ liệu nền (bản đồ nền, bản đồ hành chính, bản đồ quy hoạch, địa chính nếu có);
+ Dữ liệu hạ tầng đô thị hiện có;
+ Dữ liệu hoạt động của các cơ quan quản lý hạ tầng đô thị có liên quan và các tài liệu khác.
- Tên dữ liệu và thời điểm thu thập dữ liệu;
- Nguồn dữ liệu – cơ quan cung cấp dữ liệu;
- Mô tả về dữ liệu – mô tả sơ bộ nội dung dữ liệu;
- Cách lưu trữ dữ liệu – bản cứng và bản mềm;
76 - Loại dữ liệu:
+ Sơ đồ hoặc bản đồ;
+ Cơ sở dữ liệu, dữ liệu bảng tính hoặc danh mục;
+ Các báo cáo, quy trình, tiêu chuẩn vẽ khác (nêu cụ thể).
- Định dạng tập dữ liệu (đối với dữ liệu số):
+ AutoCAD, MicroStation, MapInfo, hoặc định dạng khác;
+ MS-Access, Excel;
+ MS-Word, ASCII text.
2.4.3.2 Kiểm tra dữ liệu và chuẩn bị dữ liệu
Bước tiếp theo là kiểm tra dữ liệu, độ tin cậy của dữ liệu để xác định thông tin nào có thể và nên được trích dẫn từ đó, và công tác tiền xử lý nào là cần thiết trước khi dữ liệu được hiển thị, xử lý và được nhập vào GIS. Điều này có nghĩa là cần xác định dữ liệu quan trọng của các đối tượng địa lý cụ thể sẽ cần thiết và hữu ích trong GIS. Trước khi nhập dữ liệu, cần xác định và tạo danh mục dữ liệu cần thiết.
Đối với sơ đồ và bản đồ (dưới định dạng bản cứng hoặc bản mềm) đều phải được kiểm tra để xác định hệ tọa độ và khả năng nắn chỉnh về hệ tọa độ VN2000.
Tiếp theo, các đối tượng địa lý cần xác định để hiển thị trong GIS (dữ liệu nền) hoặc được chuyển đổi và lồng ghép vào cơ sở dữ liệu GIS (dữ liệu hạ tầng đô thị). Nếu cần thiết, dữ liệu cần được cấu trúc lại cho tốt trước khi hiển thị hoặc nhập dữ liệu.
Ngoài ra, cần rà soát các thông tin thuộc tính sẵn có đối với các đối tượng hạ tầng đô thị (xem annotations hoặc cách hiển thị trên các sơ đồ và bản đồ). Đối với một số dữ liệu nguồn có thể cần xử lý sơ bộ trước khi nhập thông tin vào cơ sở dữ liệu GIS, bao gồm các công đoạn sau:
- Các bản đồ và sơ đồ ở dạng bản in trước hết phải được scan và sau đó nắn chỉnh đưa về hệ tọa độ VN2000 – khảo sát các điểm khống chế mặt đất (phục vụ nắn chỉnh bản đồ) bằng thiết bị GPS nếu cần thiết;
- Rà soát và tách các đối tượng thuộc các loại khác nhau thành từng lớp riêng biệt (rà soát chi tiết, tắt bật các lớp trong AutoCAD) và chuyển các đối tượng nằm không đúng nhóm về lớp đối tượng đúng yêu cầu.
Đối với các dữ liệu thuộc tính hiện có ở dạng bảng (bảng tính Excel hoặc cơ sở dữ liệu) thì cần rà soát nội dung và cấu trúc dữ liệu để xác định xem có thể tự động hóa quá trình nhập liệu bằng cách viết thêm các đoạn mã chương trình tùy biến.
77 Đối với một số công trình hạ tầng đô thị mà mức độ khai thác sử dụng mang nhiều tính tham khảo, sẽ quản lý thông qua siêu liên kết (hyperlink) đến một trong những thuộc tính dưới dạng một tệp hình ảnh hoặc bản vẽ CAD. Ví dụ, các công trình hạ tầng đô thị phức tạp như nhà máy xử lý chất thải có thể được quản lý trong GIS là một polygon (đường bao của nhà máy), nhưng bằng cách nhấp chuột vào siêu liên kết, thì AutoCAD có thể được kích hoạt và người dùng có thể xem bản vẽ bố trí mặt bằng. Để triển khai loại hệ thống GIS này, cần phải xác định các dạng file phù hợp và tổ chức tốt cấu trúc thư mục cũng như đường dẫn trong hệ thống file.
2.4.3.3 Xử lý và biên tập dữ liệu nền
Dữ liệu vector đối với các đối tượng nền dạng số có cấu trúc phù hợp trong CAD (hoặc đã được sắp xếp lại ở bước trên) sẽ dễ dàng nhập được vào cơ sở dữ liệu GIS. Các yếu tố trong tệp tin nguồn hiện có ở mức cụ thể với cách hiển thị cụ thể có thể được nhập (đọc thẳng) vào trong sơ sở dữ liệu bằng phần mềm ArcGIS.
Các vấn đề nảy sinh khi nhập các đối tượng dạng polygon, dạng đường vào CSDL GIS sẽ đòi hỏi thêm công sức và thời gian để sắp xếp lại dữ liệu CAD hoặc số hóa chỉnh lý sau khi chuyển đổi. Công đoạn này còn bao gồm các thao tác: (i) số hóa bổ sung dữ liệu nền từ bản đồ giấy nếu cần thiết và (ii) làm sạch dữ liệu để đảm bảo dữ liệu vector không còn các lỗi topology.
Đối với các đối tượng nền mới được tạo thì hầu hết các thông tin thuộc tính còn bị bỏ trống và sẽ được trích dẫn từ các annotations trên bản vẽ và người dùng sẽ phải đọc và nhập thủ công. Gần hết những thông tin này là tên đối tượng, địa điểm và một số thuộc tính mô tả thông số của đối tượng. Các thông tin thuộc tính bổ trợ hoàn toàn có thể được chiết tách từ các báo cáo, danh mục, bảng tính hoặc nguồn dữ liệu dạng bảng khác. Ví dụ số hiệu của thửa đất có thể được gán cho 1 đối tượng thửa cụ thể bằng cách kiểm tra đọc thông tin trên bản đồ địa chính và sau đó sẽ bổ sung thuộc tính từ báo cáo hoặc danh mục.
2.4.3.4 Xử lý và biên tập dữ liệu hạ tầng đô thị
Dữ liệu số về các đối tượng hạ tầng đô thị hiện có dạng vector nếu đã có cấu trúc phù hợp thì rất dễ nhập vào cơ sở dữ liệu GIS. Các yếu tố trong tệp tin nguồn hiện có được tổ chức ở mức cụ thể và thể hiện bằng 1 bộ ký hiệu cụ thể thì có thể được nhập tất cả vào cơ sở dữ liệu sử dụng phần mềm ArcGIS. Hiện trạng hạ tầng đô thị sẽ được tách lớp và biên tập từ hồ sơ quy hoạch chung, quy hoạch phân khu của các đô thị với việc chuyển đổi tọa độ về VN2000 nếu cần thiết.
Các tệp tin (dữ liệu số) cũng cần được kiểm tra để xác định xem các đối tượng có được sắp xếp cấu trúc một cách phù hợp không và cần sắp xếp lại nếu
78 chưa đạt. Công đoạn này còn bao gồm các thao tác: (i) số hóa bổ sung dữ liệu nền từ bản đồ giấy hoặc bản đồ ảnh scan nếu cần thiết và (ii) làm sạch dữ liệu để đảm bảo dữ liệu vector không còn các lỗi topology. Khi số hóa, người sử dụng cần nối (snap) các đối tượng mới với các đối tượng hiện có, ví dụ các đường thoát nước thải mới được số hóa sẽ cần phải kết nối chính xác với đường ống cống hiện có. Đối với các công trình hạ tầng đô thị chưa có sơ đồ mà mới chỉ được mô tả trong danh mục thì việc xử lý và biên tập mạng lưới hạ tầng sẽ thực hiện bằng phương pháp thủ công trên bản đồ nền và cần được kiểm tra bổ sung ngoài thực địa.
Hầu hết các thuộc tính của các đối tượng hạ tầng đô thị sẽ phải nhập vào máy tính bằng phương pháp thủ công, do loại thông tin này thường không có ở dạng số như là bảng tính, cơ sở dữ liệu hoặc danh mục đã được sắp xếp. Đối với mạng hạ tầng đô thị hiện có thì bất kỳ thuộc tính có sẵn dưới dạng annotations trên bản vẽ nguồn đều được rà soát sử dụng. Các thông tin thuộc tính bổ trợ hoàn toàn có thể được chiết tách từ các báo cáo hoặc danh mục.
Việc xử lý biên tập dữ liệu là một công đoạn kỹ thuật cần tuân thủ theo chuẩn dữ liệu không gian và chuẩn phần mềm được lựa chọn cho CSDL GIS hạ tầng đô thị.