Đề tài Công nghệ thông tin với công tác trắc địa bản đồ

kết hợp giữa viễn thám và bản đồ tăng lên. Có thể thực hiện được công việc này bằng một công cụ làm bản đồ được đặt tên là hệ thống thông tin địa lý (Geographical information System) viết tắt là GIS. b. Định nghĩa hệ thống thông tin địa lý. Việc thu thập số liệu một cách tự động, phân tích số liệu và tính số liệu trong một số lĩnh vực như lập bản đồ địa hình, địa chính, bản đồ chuyên đề, đo vẽ ảnh, viễn thám. Các lĩnh vực này riêng biệt nhau nhưng liên quan chặt chẽ với nhau đã liên kết quá trình xử lý số liệu không gian thành những hệ thống thông tin phục vụ đúng cho mục đích chung về địa lý. Đó là phát triển công cụ để thu thập, lưu trữ, tìm kiếm theo ý muốn. Biến đổi và biểu thị các số liệu không gian từ thế giới thực tại phục vụ cho một tập hợp các mục đích đó tạo thành một hệ thống thông tin địa lý. Hệ thống thông tin địa lý là một hệ thống có sự giúp đỡ của máy tính bao gồm các nhóm phần mềm với các chức năng lưu trữ, thể hiện trao đổi và xử lý các dữ liệu không gian (tính địa lý) và những dữ liệu thuộc tính (không mang tính địa lý). Hiện nay, hầu hết các lĩnh vực chuyên ngành đều quan tâm tới GIS mà khai thác chúng theo những mục đích riêng biệt. Trắc địa và địa chính cũng là một lĩnh vực đang chú trọng vào việc khai thác và phát triển GIS. Trong công tác trắc địa bản đồ GIS được ứng dụng để giải quyết những vấn đề sau: + GIS có khả năng chuyển hoá ngân hàng dữ liệu để có thể đưa vào các hệ thống xử lý khác nhau do đó phát triển khả năng khai thác dữ liệu. + GIS là một hệ thống tự động quản lý, lưu trữ, tìm kiếm dữ liệu trắc địa bản đồ với sự phát triển của máy vi tính. Đặc biệt là chúng có khả năng biến đổi dữ liệu và không thể thực hiện được bằng phương pháp thô sơ. + GIS có khả năng biến đổi dữ liệu để đáp ứng được những bài toán cụ thể cần được giải quyết. + GIS có thể cung cấp những thông tin mới nhất và chính xác nhất. Những thông tin này là những thông tin đã được thu thập tất cả các dạng thông tin mới nhất để cung cấp cho người sử dụng cùng với khả năng biến đổi theo thời gian. GIS cũng cung cấp những thông tin ban đầu cho công tác trắc địa trên thực địa. + GIS cho sự biến dạng của thông tin là ít nhất. 2. Các thành phần cơ bản của hệ thống thông tin địa lý. a .Hệ thống thông tin địa lý gồm 3 thành phần quan trọng: - Phần cứng máy tính - Các bộ Modul phần mềm ứng dụng. - Cơ sở dữ liệu Phần cứng của hệ thống thông tin địa lý CPU ổ đĩa Tủ băng Bàn số hoá Máy vẽ VDU + Máy tính hoặc bộ phận xử lý trung tâm CPU với một thiết bị chứa ổ đĩa đảm bảo lưu trữ và chứa các chương trình. + Bàn số hoá hoặc thiết bị khác dùng để chuyển hoá các dữ liệu từ bản đồ và các tư liệu thành dạng số và lưu trữ chúng vào trong máy tính. + Máy vẽ (Ploter) hoặc kiểu thiết bị hiển thị khác được sử dụng để hiển thị các kết quả xử lý số liệu. + Một ổ băng để lưu trữ các số liệu và chương trình lên băng từ hoặc để liên thống thông tin với các hệ thống khác. + Người điều khiển máy tính và các thiết bị ngoại vi thông qua một thiết bị hiện hình (VDU) để cho phép các hình ảnh hay bản đồ được hiện hình nhanh chóng. b. Các chức năng cơ bản phần mềm của hệ thống thông tin địa lý. Chức năng cơ bản phần mềm (hệ thống thông tin địa lý) là: Quản lý, lữu trữ, tìm kiếm, thể hiện, trao đổi và xử lý các dữ liệu không gian cũng như các dữ liệu thuộc tính. Quá trình thực hiện chung như sau: - Nhập số liệu và kiểm tra dữ liệu. - Lưu trữ và xử lý thông tin dữ liệu - Xuất và trình bày cơ sở dữ liệu - Biến đổi dữ liệu. - Đối tác với người sử dụng. Cơ sở dữ liệu của GIS bao gồm hai dạng dữ liệu là raster và vector. Đối với dữ liệu dạng Véctor các đối tượng điểm, đường và mặt được thể hiện dưới dạng toạ độ điểm là (X, ý thức hoặc là (X, Y, Z). Đối với dữ liệu dạng Raster các đối tượng được thể hiện dưới dạng phân tử picel. Các đối tượng được gắn các đặc trưng của thực địa với các mức độ tuỳ chọn. Hiện nay trên thực tế vẫn còn tồn tại những hệ GIS xử lý riêng biệt dạng Raster hay Vector, các hệ GIS hiện đại đều có thể xử lý riêng biệt dạng Raster hay Vector và có thể xử lý cả hai dạng Vector và Raster. * Nhập dữ liệu và kiểm tra dữ liệu. Nhập dữ liệu tức là biến đổi các dữ liệu thu nhập được dưới dạng hình thức bản đồ, các quan trắc đo đạc ngoại nghiệp và các máy cảm nhận (bao gồm các máy chụp ảnh hàng không, vệ tinh và các thiết bị ghi), thành một dạng số. Hiện nay đã có một loạt các công cụ máy tính dùng cho mục đích này, bao gồm đầu tương tác hoặc thiết bị hiện hình (VDU), bàn số hoá (DIGITIZER), danh mục các số liệu trong tệp văn bản, các máy quét (SCANNER) và các thiết bị cần thiết cho việc ghi các số liệu đã viết trên phương tiện băng hoặc đĩa từ. Việc nhập dữ liệu và kiểm tra dữ liệu là rất cần thiết cho việc xây dựng cơ sở dữ liệu địa lý. *Lữu trữ dữ liệu và quản lý cơ sở dữ liệu. Việc lưu trữ dữ liệu và quản lý cơ sở dữ liệu để đề cập đến việc tổ chức các dữ liệu về vị trí, các mối liên kết topo, các tính chất của các yếu tố địa lý như: điểm, đường, diện tích biểu thị các đối tượng trên mặt đất (polygon). Chúng được tổ chức và quản lý theo những cấu trúc, khuôn dạng riêng tuỳ thuộc vào chức năng phần mềm nào đó của hệ thống thông tin địa lý. *Xuất dữ liệu và trình bày dữ liệu. Xuất dữ liệu và trình bày dữ liệu đề cập đến những phương thức thể hiện kết quả, các dữ liệu cho người sử dụng. Các dữ liệu có thể biểu thị dưới dạng bản đồ, các bảng biểu hình vẽ. Việc trình bày và xuất dữ liệu có thể thông qua các loại đầu ra như thiết bị hiện hình (VDU), máy in, máy vẽ hay các thông tin được ghi lại trên phương tiện từ dưới dạng số hoá. *Biến đổi dữ liệu Biến đổi dữ liệu bão gồm hai nhiệm vụ chính: * Khử các sai số của dữ liệu và so sánh với tập hợp dữ liệu khác. * Thực hiện việc phân tích dữ liệu phục vụ cho việc trả lời các câu hỏi được đưa ra đối với hệ thống thông tin địa lý. Phép biến đổi này có thể được thực hiện đối với các dữ liệu không gian và dữ liệu phi không gian. Những phép biến đổi trên có thể là thay đổi tỷ lệ, kích thước đưa chúng vào hệ quy chiếu mới, tính toán diện tích, chu vi, mật độ. Phương pháp biến đổi được ứng dụng rộng rãi nhất là việc phân tích mô hình không gian hay mô hình hoá địa lý. Những biến đổi để khử sai số. Những sai số này xảy ra khi sử dụng một hệ thông tin địa lý và chúng được tồn tại trong những giai đoạn sau: - Trong khi thu thập dữ liệu. - Cung cấp dữ liệu. - Kho dữ liệu. - Thao tác dữ liệu. - Hiệu suất dữ liệu. - Sử dụng các kết quả. *Đối tác với người sử dụng. Hệ thống GIS luôn cho phép người sử dụng muốn hỏi một số lượng lớn các câu hỏi, các dạng câu hỏi chủ yếu trong GIS là: - Vị trí đối tượng? - Toạ độ X, Y, X của một vị trí? - Diện tích, chu vi, số lượng các đối tượng trong khu vực? - Tìm con đường ngắn nhất, có chi phí nhỏ nhất từ vị trí này đến vị trí khác? - Mô tả đối tượng, vị trí? - Sử dụng cơ sở dữ liệu như là mô hình của thế giới thực hãy mô tả lại tác động của một quá trình nào đó trong một thời gian? Trong số những câu hỏi chung này nếu sử dụng những phương pháp truyền thống để trả lời thì rất khó khăn và phức tạp. Nếu muốn thêm bớt thông tin cho một tờ bản đồ thì phải làm lại từ đầu các quy trình sản xuất bản đồ. Chính vì vậy hệ thống thông tin địa lý là một công cụ rất hữu ích để trả lời các câu hỏi một cách dễ dàng, nhanh chóng, chính xác. Việc tương tác giữa GIS và LIS với người sử dụng là rất cần thiết đối với bất kỳ hệ thống thông tin địa lý nào. Như chúng ta đã biết để thoả mãn mục đích riêng biệt cho từng ngành khác nhau thì các phần mềm ứng dụng cũng được ra đời. Mỗi một phần mềm (thông tin địa lý) hoạt động với cấu hình riêng biệt cũng như khuôn dạng đặc thù của mình đã giúp cho mục đích chuyên ngành như lâm nghiệp, quản lý ruộng đất, dự án công trình, đo đạc bản đồ... Hiện nay đã có rất nhiều hệ phần mền của hệ thống thông tin địa lý như ILWIS, IDRISI, PMAP, ARC/INFO... Để có thể sử dụng chúng một cách có hiệu quả thì hệ thống thông tin địa lý phải được tổ chức chặt chẽ.  3. Bản chất của hệ thống thông tin địa lý. Các dữ liệu mô tả không gian các đối tượng của thế giới thực theo những yếu tố sau: 1) Vị trí của chúng đối với một hệ thống toạ độ đã biết. 2) các mối quan hệ qua lại trong không gian với nhau (các quan hệ topo). Các quan hệ này mô tả chúng liên kết với nhau như thế nào hoặc làm thế nào để chúng liên kết với nhau. 3) Các thuộc tính của chúng không liên quan đến vị trí. Các hệ thống thông tin địa lý được coi như là các phương tiện để mã hoá, lưu trữ, tìm kiếm, biến đổi dữ liệu về khía cạnh bề mặt quả đất. Các dữ liệu trong một hệ thống thông tin địa lý dù được mã hoá trên bề mặt của một băng từ thì chúng ta c ần phải tưởng tượng rằng chúng như là biểu hiện của một mô hình không gian thực. Bởi vì chúng ta thấy rằng các dữ liệu đó có thể tiếp cận được, biến đổi được và chúng được xử lý hay phân tích trong một hệ thống thông tin địa lý. Chúng có thể được dùng để nghiên cứu các quá trình môi trường, phân tích kết quả của các xu hướng, dự kiến kết quả xảy của một trường hợp nào đó. Sơ đồ khái quát chung về thành phần, phần mềm chủ yếu trong GIS a) Cơ sở dữ liệu không gian và cơ sở dữ liệu thuộc tính. Phần trung tâm của hệ thống là cơ sở dữ liệu. Cơ sở dữ liệu là bộ các thông tin được lưu trữ dưới dạng số. Vì cơ sở dữ liệu có mối liên quan với các điểm đặc trưng trên bề mặt của trái đất ên nó bao gồm hai yếu tố: - Cơ sở dữ liệu không gian mang tính địa lý (thể hiện hình dáng, các nét đặc trưng của bề mặt trái đất). - Cơ sở dữ liệu thuộc tính không mang tính địa lý (thể hiện đặc tính hay chất lượng các nét đặc trưng của bề mặt trái đất. b) Hệ thống thể hiện bản đồ. Hệ thống này cho phép chúng ta chọn những yếu tố cơ sở của cơ sở dữ liệu để vẽ trên màn hình bằng máy vẽ, máy in. ở đây hầu hết các hệ thống phần mềm của GIS chỉ cung cấp phần vẽ bản đồ hết sức cơ bản. c) Hệ thống quản lý cơ sở dữ liệu. Trước đây hệ thống quản lý được dùng để cung cấp tài liệu, quản lý và phân tích dữ liệu thuộc tính. Nhưng đối với một hệ thống thông tin địa lý thì phải hợp nhất quản lý dữ liệu thuộc tính và dữ liệu không gian. Cơ sở dữ liệu có khả năng tiếp cận với các dữ liệu thuộc tính như các bảng thống kê không gian, đặc biệt chúng còn cung cấp cho ta khả năng phân tích dữ liệu thuộc tính. Nhiều bản đồ không có yếu tố không gian thì việc sử dụng cơ sở dữ liệu này rất tốt. d) Hệ thống phân tích địa lý. Hệ thống này cung cấp cho ta khả năng lưu trữ, phân tích dữ liệu không gian kết hợp với thuộc tính và thể hiện chúng dưới dạng bản đồ. Với hệ thống này ta mở rộng khả năng tìm kiếm cơ sở dữ liệu đưa vào vị trí của chúng, hệ thống phân tích địa lý có sự tác động hai chiều cơ sở dữ liệu. Một mặt nó có thể vừa thu nhập số liệu từ cơ sở dữ liệu để phân tích mặt khác nó lấy chính kết quả phân tích đó làm dữ liệu để bổ sung cho cơ sở dữ liệu. e) Hệ thống xử lý hình ảnh Hệ thống phần mềm này bao gồm khả năng phân tích hình ảnh được phán đoán từ xa. Phần mềm xử lý hình ảnh cho phép nắm giữ được hình ảnh phán đoán từ xa như ảnh hàng không, vũ trụ... và biến chúng thành các dữ liệu bản đồ. f) Hệ thống phân tích thống kê. Đây là hệ thống phân tích dữ liệu không gian có tính chất thống kê g) Hệ thống số hoá bản đồ. Sau cách thể hiện về thuật vẽ bản đồ, yếu tố rất quan trọng là hệ thống số hoá bản đồ, với hệ thống này người ta có thể chuyển các bản đồ giấy hiện nay thành dạng số. Việc chuyển hoá các thông tin này thành dạng số là việc rất quan trọng vì chỉ có dạng số thì máy tính mới hiểu được. 4. Cấu trúc dữ liệu. Không giống như các dữ liệu thao tác bằng tay các dữ liệu về địa lý rất phức tạp, nó phải bao gồm các thông tin về vị trí, khả năng liên kết địa hình và thuộc tính của các đối tượng. Trong số những hệ thống quản lý dữ liệu thì tư liệu địa lý dựa trên sự xác định vị trí các đối tượng trên bề mặt trái đất được thông qua các hệ toạ độ chuẩn. Các hệ toạ độ chuẩn này có thể là hệ toạ độ địa phương, quốc gia hay lưới chiếu quốc tế VTM. Trong một cơ sở dữ liệu có thể chứa dữ liệu trong rất nhiều file. Để có thể truy nhập đến các dữ liệu trong một hay nhiều file chúng ta phải tổ chức dữ liệu theo một cấu trúc nào đó. Có 3 dạng cấu trúc cơ sở dữ liệu - Cấu trúc phân cấp - Cấu trúc mảng - Cấu trúc quan hệ. a Cấu trúc phân cấp. Cấu trúc dữ liệu dạng phân cấp được tổ chức khi các dữ liệu có quan hệ cha con hay quan hệ một chiều. Các hệ thống phân cấp được truy nhập thông qua một tập hợp các yếu tố để phân biệt. Các hệ thống phân cấp có sự tương quan chặt chẽ giữa thuộc tính phân biệt với thuộc tính liên kết. Trong cấu trúc phân cấp các thông tin được tổ chức thành nhiều lớp với kích thước picel tăng dần và thường có dạng hình tháp hoặc dạng cây 4 nhánh. Nhược điểm cơ bản của hệ cơ sở dữ liệu phân cấp là file chỉ số rất lớn mà những thuộc tính lọc có rất nhiều do vậy làm tăng dung tích lưu trữ, chi phí và truy nhập. b. Cấu trúc dữ liệu dạng mạng. Cấu trúc này là cấu trúc con trỏ vòng tròn nên rất thuận tiện cho việc dẫn vòng quanh một cấu trúc topo phức tạp hay liên kết nhiều file với nhau. Việc làm này có thể tránh dư thừa dữ liệu, khai thác nhanh, nhưng nó cũng có một hạn chế đó là hệ thống bị phình ra bởi có quá nhiều con trỏ. c. Cấu trúc cơ sở dữ liệu dạng quan hệ. Đây là dạng lưu trữ dữ liệu đơn giản nhất, nó không có con trỏ cùng không phân cấp. Dữ liệu ở đây được chứa trong các bản ghi đơn gọi là các bộ. Các bộ này bao gồm những dữ liệu có cùng chung thuộc tính. Các bộ này được nhóm với nhau thành một bảng hai chiều được gọi là quan hệ. Mỗi bảng hai chiều này được gọi là một file biệt lập có một mã nhận dạng để nhận dạng từng bản ghi trong file. Cơ sở dữ liệu dạng quan hệ có ưu điểm rất lớn là có thể tìm kiếm, tổ chức các file mới bằng cách gộp các file riêng biệt lại với nhau, so sánh bổ xung hay loại bỏ các dữ liệu một cách nhanh chóng vì đơn thuần chỉ là thêm bớt các bản ghi trong file. Tuy nhiên, cấu trúc quan hệ có một nhược điểm là phải có rất nhiều thao tác liên quan đến việc tìm kiếm tuần tự trên các file. Việc này đòi hỏi một số lượng thời gian cho dù trên máy tính loại nhanh nhất. Nhưng trên thị trường thế giới việc cạnh tranh đã đòi hỏi phải xây dựng một kỹ năng và trình độ kỹ thuật cao để cơ sở dữ liệu dạng quan hệ tìm kiếm với tốc độ có thể chấp nhận được. Chính vì vậy mà nó rất đắt, chúng chỉ được áp dụng trong GIS. 5. Khuôn dạng dữ liệu Tất cả các phần mềm (hệ thống thông tin địa lý) thực hiện các xử lý hoặc với dạng sô liệu vector hoặc với dạng Raster. Sự khác biệt nhau đặc biệt rõ khi ta cần đưa dữ liệu polygon vào lưu trữ. Nếu chúng ta lưu trữ chúng ở dạng vector thì ta lưu trữ ranh giới polygon và diện tích hao mòn bên trong ranh giới đó, còn nếu ta lưu trữ chúng ở dạng Raster thì ta lưu trữ các picel và ranh giới bao hàm các picel của polygon. a. Raster Raster là dãy những điểm sắp xếp theo hàng ngang và theo dãy cột đứng như những ô bàn cờ. Mỗi ô này được gọi là một điểm ảnh hay picel và đánh dấu bằng ba giá trị: thứ tự dòng, thứ tự cột và một giá trị số (hay còn gọi là độ xám) Trong GSI, mỗi picel biểu thị một diện tích nào đó trên bề mặt vỏ trái đất. Chính vì thế nên nó có một toạ độ địa lý nhất định. Do đó một trong những đặc trưng của picel chính là kích thước của nó. Cấu trúc Raster có những ưu nhược điểm sau: * Ưu điểm: Trước tiên là tính đơn giản của nó và dễ thực hiện các chức năng xử lý. Ví dụ để thêm một lóp dữ liệu (layer) chỉ cần thêm giá trị cho picel tương ứng đó ở một lớp dữ liệu khác và các phép xử lý chỉ cần tiến hành theo những picel có cùng số thứ tự dòng và cột. * Nhược điểm: Vì mỗi picel có một diện tích nào đó cho nên khi thể hiện, phản ánh một đối tượng (polygon) thì hình dạng, kích thước và vị trí của nó sẽ có một sai số nào đó. b . Vector Cấu trúc của Vector không có điểm ảnh. Toàn bộ các polygon và các dữ liệu dường cấu tạo bởi các vector nối nhau và chúng là những đại lượng có hướng. Cấu trúc Vector có những ưu nhược điểm sau: * Ưu điểm: Mỗi điểm của Vector có một toạ độ nhất định. Do vậy xác định vị trí có độ chính xác cao. Đối tượng được thể hiện đúng với hình dạng, kích thước và vị trí của mình. * Nhược điểm: Phép xử lý không đơn giản như trong cấu trúc Raster mà phải nhờ đến toạ độ hình học (topology). Vì vậy thời gian để thực hiện các phép xử lý khá lâu. 2. Giới thiệu phần mền MicroStation trong công tác số hoá bản đồ địa chính 1. Giới thiệu chung MicroStation là phần mềm của hệ thống thông tin địa lý và hệ thống thông tin đất đai (GIS và LIS) có khả năng ứng dụng cho quá trình số hoá bản đồ địa chính thông qua máy quét (Scaner). Đó là công nghệ rất cần thiết. Nó cho phép chuyển đổi dữ liệu bản đồ địa chính giấy thành dữ liệu không gian bản đồ dạng số. Nhằm tạo ra cơ sở dữ liệu cần thiết phục vụ cho việc cập nhập thông tin một cách nhanh chóng. MicroStation là một phần mềm trợ giúp thiết kế (CAD) và là môi trường đồ hoạ rất mạnh cho phép xây dựng, quản lý các đối tượng đồ hoạ thể hiện các yếu tố bản đồ. MicroStation còn được sử dụng để làm nền cho các ứng dụng khác như: GEOVEC, IRASB, MFSC, MRFCLEAN, MRFFLAG chạy trên đó. I. ý nghĩa, mục đích của công tác số hoá bản đồ: Số hoá bản đồ là công tác để thành lập bản đồ (tức là từ bản đồ giấy (dạng Vector) chuyển thành bản đồ số (dạng Raster), giúp cho người quản lý dễ dàng, dễ nhìn, dễ xem và cập nhật thông tin một cách nhanh chóng. II. Giới thiệu phần mềm MicroStation và một số phần mền ứng dụng chạy trên đó. 1. MicroStation: - MicroStation là một phần mềm đồ hoạ phát triển từ AutoCad với mục đích trợ giúp việc thành lập các bản đồ hoặc các bản vẽ kỹ thuật. - Ưu điểm của MicroStation so với AutoCad là nó cho phép lưu các bản đồ và bản vẽ thiết kế theo nhiều hệ thống toạ độ khác nhau. MicroStation có một giao diện đồ hoạ gồm nhiều cửa sổ, menu, bảng công cụ và nhiều chức năng khác rất tiện lợi cho người sử dụng. Các công cụ của MicroStation được sử dụng để số hoá các đối tượng trên nền ảnh (Raster), sửa chữa, biên tập dữ liệu và trình bày bản đồ. - MicroStation còn cung cấp công cụ nhập, xuất (Import, export) dữ liệu đồ hoạ từ các phần mềm khác nhau qua các file (Dxf) hoặc (Dwg). - Đối tượng đồ hoạ trong MicroStation được phân lớp theo (level) và có thuộc tính hiển thị tương ứng với các đối tượng trên bản đồ. - Các lớp thông tin như: Ranh giới thửa đất, hệ thống giao thông, địa danh, địa vật quan trọng... được thể hiện bằng các loại đối tượng tương ứng trong MicroStation như: + Đoạn thẳng (Line) + Đường gấp khúc (Line String) + Điểm (Point) + Vùng (Shape, Complex Shape) + Ghi chú, chú thích (Text) + Ký hiệu bản đồ (Cell) ... * Quy trình cơ bản để tạo một đối tượng của bản đồ địa chính. + Xác định lớp thông tin thể hiện đối tượng cần tạo + Khai báo các thuộc tính đối tượng cần tạo (lực nét, kiểu đường, màu sắc...) + Sử dụng các công cụ vẽ trong MicroStation để tạo đối tượng. 2. IRasB: - IRasB là phần mềm hiển thị và biên tập dữ liệu Raster dưới dạng các ảnh đen trắng (Black and White Image) và được chạy trên nền của MicroStation. Mặc dù dữ liệu của IRasB và MicroStation được thể hiện trên cùng một màn hình nhưng nó hoàn toàn độc lập với nhau. Nghĩa là việc thay đổi dữ liệu phần này không làm ảnh hưởng đến dữ liệu của phần kia. - Ngoài việc sử dụng IRasB để hiển thị các file ảnh bản đồ phục vụ cho quá trình số hoá trên ảnh, công cụ Warp của IRasB được sử dụng để nắn các file ảnh Raster từ toạ độ hàng cột của các pixcel về toạ độ thực của bản đồ. 3. GEOVEC: - Geovec là một phần mềm chạy trên nền của MicroStation cung cấp các công cụ số hoá bán tự động các đối tượng trên nền ảnh đen trắng (binary) với định dạng của Intergraph. Mỗi một đối tượng số hoá bằng Geovec phải được định nghĩa trước các thông số đồ hoạ về màu sắc lớp thông tin, khi đó đối tượng này được gọi là Feature. Mỗi một Feature có một tên gọi và mã số riêng. - Trong quá trình số hoá các đối tượng bản đồ, Geovec được dùng nhiều trong việc số hoá các đối tượng dạng thường. 4. MSFC (MicroStation Feature Collection): - MSFC là Modul cho phép người dùng khai báo và đặt các đặc tính đồ hoạ cho các lớp thông tin khác nhau của bản đồ phục vụ cho quá trình số hoá, đặc biệt là số hoá trong Geovec. Ngoài ra MSFC còn cung cấp một loạt các công cụ số hoá bản đồ trên nền MicroStation. MSFC được sử dụng: + Để tạo bảng phân lớp và định nghĩa các thuộc tính đồ hoạ cho đối tượng. + Quản lý các đối tượng cho quá trình số hoá. + Lọc điểm và làm trơn đường đối với đối tượng đường riêng lẻ. 5. MRFCLEAN: - MRFCLEAN được viết bằng MDL (MicroStation Development Language và chạy trên nền của MicroStation. MRFclean dùng để: + Kiểm tra lỗi tự động, nhận diện và đánh dấu vị trí các điểm cuối tự do bằng một ký hiệu (chữ D.X.S) + Tạo các giao điểm giữa các đường. + Tự động loại các đoạn thừa có độ dài nhỏ hơn Danglefactor nhân với tolerence. 6. MRFFLAG: - MRFflag được thiết kế trường hợp MRFclean, dùng để tự động hiển thị lên màn hình lần lượt các vị trí có lỗi mà MRFclean đã đánh dấu trước đó và sử dụng các công cụ của MicroStation để sửa. .2: Công tác số hoá bằng phần mềm MicroStation I. ảnh quét - Từ bản đồ địa chính giấy hiện có đưa qua máy quét (Scaner) tạo thành dữ liệu bản đồ địa chính dạng Raster được nhập vào phần mềm MicroStation. Nhờ vào khả năng biến đổi dữ liệu của MicroStation thành bản đồ địa chính dạng số. - Bản đồ địa chính dạng số được thể hiện ở hai dạng dữ liệu chính đó là: + Dữ liệu dạng Raster + Dữ liệu dạng Vector Có thể dùng phép biến đổi để chuyển dữ liệu dạng Raster thành dạng vector và ngược lại. 1. Dữ liệu dạng Raster. Raster dùng để lưu trữ hình ảnh đối tượng bằng cách chia nhỏ hình ảnh thành các ô vuông (Pixel). Mỗi ô được đánh số, ghi nhận số hàng, số cột và độ xám. Độ xám được ghi nhận ở 256 mức độ khác nhau. Kích thước của Pixel phụ thuộc vào độ phân giải của ảnh quét. Hiện nay trên thực tế đang sử dụng các loại máy quét đảm bảo kích thước Pixel từ 7 đến 200 micro, có thể quét ảnh đen trắng hoặc ảnh màu. Thông thường các cạnh của pixel song song với trục của hệ toạ độ phẳng trên bản đồ (x, y) Mỗi pixel được nhận một mã số chuyên đề, nó chỉ ra đối tượng nào đó ở vị trí của pixel. Dạng dữ liệu Raster có cấu trúc đơn giản, thống nhất hiệu suất ghi nhận cao, tiện kết hợp với các thiết bị đầu ra của màn hình máy phun. Tuy nhiên nó có nhược điểm là tốn không gian lưu trữ có suy giảm tính chuyển. Ta dễ dàng biến đổi các dữ liệu Raster thành dữ liệu dạng vector nhờ kỹ thuật vector hoá của các modul phần mềm GIS và LIS. 2. Dữ liệu dạng vector - Vector là dạng thông tin được lưu giữ giữa điểm đầu và điểm cuối gồm tên điểm và tên toạ độ. Đường là một dãy nối tiếp nhiều vector, thửa được thể hiện bởi đường bao gồm một dãy vector nối tiếp và khép kín. Nhận định chung về dạng vector ở dạng vector các đối tượng được lưu giữ độc lập và xác định đầy đủ bởi các đặc trưng xác định điểm: + Mã số chuyên đề của chúng. + Danh sách xác định các toạ độ của chúng. + Mã số chuyên đề chỉ ra bản chất của đối tượng. + Các toạ độ (x, y, z) chỉ ra vị trí của đối tượng và các đặc trưng xác định đường. + Mã số chuyên đề. + Đường viền của mỗi đối tượng: bởi các đoạn thẳng nối các điểm được chọn trên thực tế. Dữ liệu dạng vector khá đơn giản trong quản lý sử dụng thiết bị đơn giản để nhập số liệu, tốn ít bộ nhớ lưu trữ, dễ kết hợp tính chất với đối tượng dễ tính toán chuyển đổi. Tuy nhiên, nhược điểm của dạng này là truy nhập tốn thời gian. II. Nắn ảnh (WARP) 1. Khái niệm - Phép nắn là phép dời chuyển hình học hai chiều mà dữ liệu nguồn sẽ được đặt khít vào một vùng định sẵn. Phép nắn dùng để loại trừ một số lỗi trên ảnh gốc. - Nắn ảnh là quá trình xử lý mà thông qua đó người ta sử dụng gắn ảnh vào file vector. Thực chất việc gắn kết này là việc ấn định hệ thống toạ độ của file vector vào toạ độ hàng, cột của ảnh. Quá trình xử lý khi nắn ảnh có sử dụng các điểm khống chế mà người sử dụng đã thu thập tính toán cho mô hình toán học chuyển đổi từ toạ độ ảnh sang hệ thống toạ độ của file DGN. - Các phương pháp nắn có thể chia làm 2 loại có bản: + Tuyến tính (linear way) + Phi tuyến tính (non linear way) 2. Nắn tuyến tính (linear way) - Phương pháp này thay đổi tỷ lệ và góc, nó dùng các cặp điểm điều khiển để dò vùng phải nắn. Sau đây là một số cặp điểm điều khiển tối thiểu. Chế độ nắn Số điểm điều khiển tối thiểu Affine -1 3 Helmert 2 * Mô hình của Affine: - Phép nắn afine là mô hình tuyến tính bao gồm các phép chuyển đổi: Quay thu phóng, và chuyển dịch (lưới song song sau phép nắn vẫn duy trì tính song song0. Trong cách nắn này, ta được dùng cặp số điều khiển ít nhất trong một số trường hợp ta phải thêm số lượng điểm để nâng cao chất lượng ảnh. Tuy nhiên trong phần lớn việc này là không cần thiết. Trong 2 cách nắn trên ta chọn: - Phương pháp affine bậc một khi: + Chỉ có 3 điểm chính xác trên ảnh + Tốc độ rất quan trọng + Cần giữ đúng đường thẳng - Phương pháp Helmert khi: + Cần thay đổi tỷ lệ và xoay ảnh. + Không cần thay đổi hình dạng của ảnh. 3. Nắn phi tuyến tính (Non linear way) - Phương pháp này dùng các phép nắn cong (curve fitting) và không giữ đúng các đường thẳng. Nó dùng một phần hàm đa thức để tính toán lại giá trị của mỗi điểm ảnh. Chính vì vậy phương pháp này