Khóa luận Xây dựng quy trình chuyển đổi dữ liệu địa hình sang dữ liệu GIS áp dụng cho huyện Duy Tiên – tỉnh Hà Nam

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN 1

CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT TRONG KHÓA LUẬN 2

MỤC LỤC 3

PHẦN MỞ ĐẦU 5

1. Tính cấp thiết của đề tài: 5

2. Mục tiêu nghiên cứu: 6

3. Nhiệm vụ nghiên cứu: 7

4. Phương tiện thực hiện: 7

5. Cấu trúc của khóa luận: 7

CHƯƠNG 1: DỮ LIỆU ĐỊA HÌNH VÀ BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH 9

1.1. Bản đồ địa hình: 9

1.1.1. Khái niệm: 9

1.1.2. Đặc điểm thành lập và biên tập bản đồ địa hình: 10

1.1.3. Các tính chất của bản đồ địa hình: 12

1.1.4. Cơ sở toán học của bản đồ địa hình: 14

1.1.4.1. Quy ®Þnh vÒ c¬ së to¸n häc cña b¶n ®å ®Þa h×nh sè cïa Tæng

côc §Þa chÝnh .14

1.1.4.2. HÖ täa ®é VN-2000 .14

1.2. Dữ liệu địa hình và cơ sở dữ liệu không gian (geodatabase): 16

1.2.1. Dữ liệu địa hình trong GIS: 16

1.2.1.1. D÷ liÖu ®å häa .15

1.2.1.2. D÷ liÖu thuéc tÝnh 18

1.2.1.3. Mèi quan hÖ gi÷a d÷ liÖu ®å häa vµ d÷ liÖu thuéc tÝnh .20

1.2.2. Cơ sở dữ liệu không gian (geodatabase): 21

1.2.2.1. §Þnh nghÜa Geodatabase . 21

1.2.2.2. So s¸nh c¸c lo¹i Geodatabase .22

1.2.2.3. CÊu tróc Geodatabase trong ArcGIS (Personal Geodatabase).24

1.3. So sánh dữ liệu địa hình “.dgn” và dữ liệu địa hình trong GIS: 25

1.3.1. Quy định số hóa và đặc điểm dữ liệu khi lưu trữ dưới dạng “.dgn”: 26

1.3.2.Cấu trúc dữ liệu “*.dgn”: 27

1.3.3. Những nhược điểm của dữ liệu dgn: 28

CHƯƠNG II: QUY TRÌNH CHUYỂN ĐỔI DỮ LIỆU TỪ DỮ LIỆU 29

ĐỊA HÌNH “.DGN” SANG DỮ LIỆU ĐỊA HÌNH TRONG GIS 29

ÁP DỤNG CHO HUYỆN DUY TIÊN – TỈNH HÀ NAM 29

2.1. Dữ liệu địa hình “.dgn” của huyện Duy Tiên: 29

2.1.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của khu vực: 29

2.1.2. Dữ liệu dgn của huyện Duy Tiên: 31

2.1.3. Những khó khăn về dữ liệu dgn của huyện Duy Tiên khi chuyển đổi: 35

2.2. Các bước chuyển đổi: 36

2.2.1. Khảo sát dữ liệu “.dgn” và phân nhóm lớp dữ liệu sẽ chuyển sang geodatabase: 36

2.2.2. Thao tác chuyển dữ liệu: 50

CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG 54

TÍNH TOÁN MẬT ĐỘ THỦY NÔNG CỦA HUYỆN DUY TIÊN 54

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 60

TÀI LIỆU THAM KHẢO 61

DANH MỤC BẢNG BIỂU, HÌNH ẢNH 62

 

doc58 trang | Chia sẻ: maiphuongdc | Lượt xem: 2183 | Lượt tải: 2download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Khóa luận Xây dựng quy trình chuyển đổi dữ liệu địa hình sang dữ liệu GIS áp dụng cho huyện Duy Tiên – tỉnh Hà Nam, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ng bằng các chương trình chuyên dụng cho thành lập lưới chiếu bản đồ (như modul Grid Generation trong MGE của Intergraph), các điểm góc khung, các mắt lưới km không có sai số (trên máy tính) so với tọa độ lý thuyết. Không dung các công cụ vẽ đường thẳng hay đường cong để vẽ lại lưới km và khung trong bản đồ theo ảnh quét. Các điểm tam giác cũng không được số hóa theo hình ảnh quét mà phải được thể hiện lên bản đồ theo đúng tọa độ thật của điểm đó (theo số liệu ghi trong lý lịch bản đồ). (theo Quy định Kỹ thuật số hóa Bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10.000, 1:25.000, 1:50.000 và 1:100.000, Tổng cục Địa chính năm 2000) 1.1.4.2. Hệ tọa độ VN-2000: Hệ quy chiếu và hệ tọa độ VN-2000 được chính thức đưa vào áp dụng trên toàn quốc khoảng từ tháng 8/2000, theo Quyết định số 83/2000 QĐ-TTg do Thủ tướng Phan Văn Khải ký ngày 12/07/2000. Cũng theo quyết định này, VN-2000 sử dụng ellipsoid WGS-84 và lưới chiếu sử dụng là lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc UTM quốc tế. Từ đó, VN-2000 chính thức thay thế HN-72. Vào ngày 20/06/2001,Tổng cục Địa chính đã có thông tư số 973/2001/TT-TCĐC nhằm hướng dẫn áp dụng hệ tọa tọa độ và hệ quy chiếu VN-2000. Ngày 27/02/2007, Bộ Tài nguyên - Môi trường đã ký quyết định 05/2007/QĐ-BTNMT về sử dụng các tham số tính chuyển giữa Hệ tọa độ quốc tế WGS-84 và Hệ tọa độ quốc gia VN-2000, trong đó đã công bố 3 tham số dịch chuyển gốc tọa độ, 3 tham số góc xoay trục tọa độ và hệ số tỷ lệ chiều dài nhằm phục vụ cho công tác tính chuyển tọa độ và chuyển đổi tọa độ bản đồ qua lại giữa hai hệ nêu trên. Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ quốc gia VN-2000 có các thông số chính như sau: a, Ellipsoid quy chiếu: Bán trục lớn: a = 6.378.137,000 m Độ dẹt: f = 1/298,257223563 b, Điểm gốc tọa độ quốc gia: điểm N00 đặt trong khuôn viên Viện nghiên cứu Địa chính, đường Hoàng Quốc Việt, Hà Nội. c, Lưới chiếu tọa độ phẳng cơ bản: lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc UTM quốc tế. d, Chia múi và phân mảnh hệ thống bản đồ cơ bản: theo hệ thống lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc UTM quốc tế, danh pháp tờ bản đồ theo hệ thống hiện hành có chú thích danh pháp UTM quốc tế. 1.2. Dữ liệu địa hình và cơ sở dữ liệu không gian (geodatabase): 1.2.1. Dữ liệu địa hình trong GIS: Dữ liệu địa hình trong GIS bao gồm hai phần cơ bản là dữ liệu đồ họa hay còn gọi là dữ liệu không gian và dữ liệu thuộc tính. Mỗi một loại dữ liệu có đặc trưng riêng và chúng khác nhau về yêu cầu lưu trữ, xử lý và hiển thị. 1.2.1.1. Dữ liệu đồ họa (dữ liệu không gian): Là những mô tả số của đối tượng mặt đất. Chúng bao gồm tọa độ, quy luật và các ký hiệu dùng để xác định hình ảnh cụ thể của bản đồ trong một khuôn dạng hiểu được của máy tính. Hệ thông tin địa lý dùng các dữ liệu bản đồ để tạo ra một bản đồ hay hình ảnh bản đồ trên màn hình hoặc trên giấy thông qua thiết bị ngoại vi. Có 6 loại thông tin bản đồ dùng để thể hiện đối tượng mặt đất và ghi chú của nó trong HTTTĐL như sau: • Điểm (point) • Đường (line) • Vùng (polygon) • Ô lưới (grid cell) • Ký hiệu (symbol) • Điểm ảnh (pixel) Dữ liệu bản đồ có thể được lưu trữ ở dạng vector hoặc raster. Lớp đối tượng (layer): Thành phần dữ liệu đồ thị của HTTTĐL hay còn gọi là CSDL bản đồ được quản lý ở dạng các lớp đối tượng. Mỗi một lớp chứa các hình ảnh bản đồ liên quan đến một chức năng, một ứng dụng cụ thể. Lớp đối tượng là tập hợp các hình ảnh thuần nhất dùng để phục vụ cho một ứng dụng cụ thể và vị trí của nó so với các lớp khác trong một hệ thống CSDL được xác định thông qua một hệ tọa độ chung. Việc phân tách các lớp thông tin dựa trên cơ sở của mối liên quan logic và mô tả họa đồ của tập hợp các hình ảnh bản đồ phục vụ cho mục đích quản lý cụ thể. 1. Cấu trúc raster: Trong cấu trúc này, thực thể không gian được biểu diễn thông qua các ô (cell) hoặc ô ảnh (pixel) của một lưới các ô. Trong máy tính, lưới ô này được lưu trữ dưới dạng ma trận, trong đó mỗi cell là giao điểm của một hàng và một cột trong ma trận. Trong cấu trúc raster, điểm được xác định bởi cell, đường được xác định bởi một số các cell kề nhau theo một hướng, vùng được xác định bởi số các cell mà trên đó thực thể phủ lên. Biểu diễn hai chiều của dữ liệu địa lý theo cấu trúc này là không liên tục nhưng được định lượng hóa để có thể dễ dàng đánh giá được độ dài, diện tích. Không gian càng được chia nhỏ thành nhiều cell thì tính toán càng chính xác. Biểu diễn raster được xây dựng trên cơ sở hình học phẳng Ơcơlit. Mỗi một cell tương ứng với một diện tích vuông trên thực tế. Độ lớn của cạnh ô vuông này còn được gọi là độ phân giải của dữ liệu. Dữ liệu raster có dung lượng rất lớn nếu không có cách lưu trữ thích hợp. Có rất nhiều giá trị giống nhau, do đó có nhiều phương pháp nén để tập dữ liệu trở nên nhỏ. Thông thường người ta hay dùng các phương pháp nén TIFF, RLE, JPEG, GIF… Một phương pháp khác để biểu diễn dữ liệu dưới dạng raster là phương pháp biểu diễn ô chữ nhật phân cấp. Trong cách biểu diễn này người ta chia diện tích vùng dữ liệu ra thành các ô chữ nhật không đều nhau theo cách lần lượt chia đôi các cell bắt đầu từ hình chữ nhật lớn nhất, bao phủ diện tích dữ liệu. Quá trình cứ tiếp tục đến khi nào các cell đủ nhỏ để đạt được độ chính xác cần thiết. 2. Cấu trúc vector: Trong cấu trúc vector, thực thể không gian được biểu diễn thông qua các phần tử cơ bản là điểm, đường, vùng và các quan hệ topo (khoảng cách, tính liên thông, tính kề nhau…) giữa các đối tượng với nhau. Vị trí không gian của thực thể không gian được xác định bởi tọa độ trong một hệ tọa độ thống nhất toàn cầu. Điểm dùng cho tất cả các đối tượng không gian mà được biểu diễn như một cặp tọa độ (X,Y). Ngoài giá trị tọa độ (X,Y), điểm còn thể hiện kiểu điểm, màu, hình dạng và dữ liệu thuộc tính đi kèm. Do đó trên bản đồ, điểm có thể được biểu diễn bằng ký hiệu hoặc text. Đường dùng để biểu diễn tất cả các thực thể có dạng tuyến, được tạo nên từ 2 hoặc hơn cặp tọa độ (X,Y). Ví dụ đường dùng để biểu diễn hệ thồng đường giao thông, hệ thống cấp thoát nước… Ngoài tọa độ, đường còn có thể bao hàm cả góc quay tại đầu mút. Vùng là một đối tượng hình học hai chiều. Vùng có thể là một đa giác đơn giản hay hợp của nhiều đa giác đơn giản. 3. So sánh raster và vector: Bảng 1 Dữ liệu raster Dữ liệu vector Ưu điểm - Cấu trúc rất đơn giản - Dễ dàng sử dụng các phép toán chồng xếp và các phép toán xử lý ảnh viễn thám. - Dễ dàng thực hiện nhiều phép toán phân tích khác nhau. - Bài toán mô phỏng có thể thực hiện được do đơn vị không gian giống nhau (cell) - Kỹ thuật rẻ tiền và có thể phát triển mạnh. - Biểu diễn tốt các đối tượng địa lý. - Dữ liệu nhỏ gọn. - Các quan hệ topo được xác định bằng mạng kết nối. - Chính xác về hình học - Khả năng sửa chữa, bổ sung, thay đổi các dữ liệu hình học cũng như thuộc tính nhanh, tiện lợi. Nhược điểm - Dung lượng dữ liệu lớn - Độ chính xác có thể giảm nếu sử dụng không hợp lý kích thước cell - Bản đồ hiển thị không đẹp - Các bài toán mạng rất khó thực hiện - Khối lượng tính toán để biến đổi tọa độ là rất lớn - Cấu trúc dữ liệu phức tạp - Chồng xếp bản đồ phức tạp - Các bài toán mô phỏng thường khó giải vì mỗi đơn vị không gian có cấu trúc khác nhau - In ấn đắt tiền - Kỹ thuật đắt tiền - Các bài toán phân tích và các phép lọc khó thực hiện 1.2.1.2. Dữ liệu thuộc tính: Là những mô tả về đặc tính, đặc điểm và các hiện tượng xảy ra tại vị trí địa lý xác định mà chúng khó hoặc không thể biểu thị trên bản đồ được. Có 4 loại dữ liệu thuộc tính: Đặc tính của đối tượng: liên kết chặt chẽ với các thông tin đồ thị, các dữ liệu này được xử lý theo ngôn ngữ hỏi đáp cấu trúc (SQL) và phân tích. Chúng được liên kết với các hình ảnh đồ thị thông qua các chỉ số xác định chung, thông thường gọi là mã địa lý và được lưu trữ trong cả hai mảng đồ thị và phi đồ thị. HTTTĐL còn có thể xử lý các thông tin thuộc tính riêng rẽ và tạo ra các bản đồ chuyên đề trên cơ sở các giá trị thuộc tính. Các thông tin thuộc tính này cũng có thể được hiển thị như là các ghi chú tren bản đồ hoặc là các tham số điều khiển cho việc lựa chọn hiển thị các thuộc tính đó như là các ký hiệu bản đồ. Dữ liệu địa l hay còn gọi là dữ liệu không gian: mô tả các sự kiện hoặc hiện tượng xảy ra tại một vị trí địa lý xác định. Không giống các thông tin đặc tính, chúng không mô tả về bản thân các hình ảnh bản đồ, thay vào đó chúng mô tả các danh mục hoặc các hoạt động như cho phép xây dựng các khu công nghiệp mới, nghiên cứu y tế, báo cáo hiểm họa môi trường…liên quan đến các vị trí địa lý xác định. Các thông tin tham khảo địa lý đặc trưng được lưu trữ và quản lý trong các file độc lập và hệ thống không thể trực tiếp tổng hợp với các hình ảnh bản đồ trong CSDL của hệ thống. Tuy nhiên các bản ghi này chứa các yếu tố xác định vị trí của sự kiện hay hiện tượng. Chỉ số địa lý: là các chỉ số về tên, địa chỉ, khối, phương hướng định vị…liên quan đến các đối tượng địa lý, được lưu trữ trong HTTTĐL để chọn, liên kết và tra cứu dữ liệu trên cơ sở vị trí địa lý mà chúng ta đã được mô tả bằng các chỉ số địa lý xác định. Một chỉ số có thể bao gồm nhiều bộ xác định cho các thực thể sử dụng từ các cơ quan khác nhau như là lập danh sách các mã địa lý mà chúng xác định mối quan hệ không gian giữa các vị trí hoặc giữa các hình ảnh hay thực thể địa lý. Quan hệ không gian giữa các đối tượng(topology): là mối quan hệ cho phép định nghĩa tương quan không gian giữa các dữ liệu và rất quan trọng cho các chức năng xử lý của HTTTĐL. Các mối quan hệ này có thể đơn giản hay phức tạp như sự liên kết, khoảng cách tương thích giữa các đối tượng. 1.2.1.3. Mối quan hệ giữa dữ liệu đồ họa và dữ liệu thuộc tính: HTTTĐL sử dụng phương pháp chung để liên kết hai loại dữ liệu đó thông qua bộ xác định, lưu trữ đồng thời trong các thành phần đồ thị và phi đồ thị. Các bộ xác định có thể đơn giản là một số duy nhất liên tục, ngẫu nhiên hoặc là các chỉ báo địa lý hay dữ liệu vị trí lưu trữ. Bộ xác định cho một thực thể có thể chứa tọa độ phân bố của nó, số hiệu mảnh bản đồ, mô tả khu vực hoặc là một con trỏ đến vị trí lưu trữ của dữ liệu liên quan. 1.2.2. Cơ sở dữ liệu không gian (geodatabase): Hệ thông tin địa lý (GIS) sử dụng các mô hình cơ sở dữ liệu khác nhau. Mô hình geodatabase là mô hình dựa vào topology của dữ liệu và hiện được dụng rộng rãi trong các phần mềm GIS, trong đó có ArcGISS. Trong mô hình nay, các đối tượng, hiện tượng và quá trình được mô tả thông qua các đối tượng (feature). Các đối tượng này được tập họp thành các lớp đối tượng (feature class) và được cơ cấu thành các tệp dữ liệu lớn (Feature Data Set). Mô hình Geodatabase là tập hợp có tổ chức của geodata set. Các thành phần của cơ sở dữ liệu không gian bao gồm: Tập hợp các dữ liệu dạng vector (điểm, đường và vùng) Tập hợp các dữ liệu dạng raster (dạng mô hình DEM hoặc ảnh) Tập hợp các dữ liệu dạng mạng lưới (ví dụ như hệ thống cấp thoát nước, giao thông, lưới điện…) Tập hợp các dữ liệu địa hình 3 chiều và bề mặt khác Dữ liệu đo đạc Dữ liệu dạng địa chỉ Các bảng dữ liệu là thành phần quan trọng của cơ sở dữ liệu không gian được liên kết với các thành phần đồ họa với nhiều kiểu liên kết khác nhau. Về khía cạnh công nghệ, hình thể, vị trí không gian của các đối tượng cần quản lý, được miêu tả bằng các dữ liệu đồ họa. Trong khi đó, tính chất của các đối tượng này được miêu tả bằng các dữ liệu thuộc tính. Mô hình cơ sở dữ liệu không gian không những quy định mô hình dữ liệu với các đối tượng đồ họa, đối tượng thuộc tính mà còn quy định liên kết giữa chúng thông qua mô hình quan hệ và định nghĩa hướng đối tượng bao gồm các tính chất như thừa kế (inherit), đóng góp (encapsulation) và đa hình (polymorphism). Ngoài ra, cơ sở dữ liệu không gian hiện đại còn bao gồm các rang buộc các đối tượng đồ họa ngay trong CSDL, được gọi là topology. 1.2.2.1. Định nghĩa geodatabase: Geodatabase là một loại CSDL với các tính năng mở rộng cho việc lưu trữ, truy vấn và thao tác với các thông tin địa lý và dữ liệu không gian. Cũng có thể hiểu geodatabase là CSDL không gian (spatial database). Trong một CSDL không gian, dữ liệu không gian được đối xử như mọi loại dữ liệu khác. Dữ liệu vector được lưu trữ theo kiểu dữ liệu hình học như điểm (point), đường thẳng (line) hoặc đa giác (polygon), những dạng mà có sự gắn kết với hệ tọa độ không gian. Một bản ghi của geodatabase có thể dùng kiểu dữ liệu hình học để thể hiện vị tí của một đối tượng trong thế giới thực và sử dụng các kiểu dữ liệu chuẩn để lưu trữ các thuộc tính liên quan của đối tượng đó. Một và geodatabase có hỗ trọ việc lưu trữ dữ liệu ảnh số (raster). Nhiều loại geodatabase có những chức năng tùy chỉnh mà cho phép dữ liệu không gian được điều khiển và truy vấn bằng việc sử dụng SQL, ví dụ như tìm tất cả các ngôi nhà trong một vùng tiềm ẩn hiểm họa môi trường… Trong hệ thống thông tin địa lý, một CSDL không gian là thành phần dùng để thao tác và lưu trữ dữ liệu. Điển hình cho một hệ thống hoàn thiện sẽ phải bao gồm cả phần mềm client để thể hiện và chỉnh sửa dữ liệu lưu trong CSDL. Như bất kỳ định dạng dữ liệu không gian khác, geodatabase cũng có thể được sử dụng để cung cấp dữ liệu trực tiếp tới một phần mềm web map server, như ARGIS Internet Map Server của ESRI, MapServer và mapping API của Google. Lợi ích quan trọng của những CSDL không gian là chúng cho phép một hệ tống GIS xây dựng trên những khả năng sẵn có của hệ thống quản trị CSDL quan hệ (RDBMS). Bao gồm việc hỗ trợ SQL và khả năng tạo ra những truy vấn không gian phức tạp. Ngoài ra, một cấu trúc client/servr của CSDL đó hỗ trợ đa người dùng cùng một lúc và cho phép họ xem, sửa và truy vấn dữ liệu mà không bị xung đột. 1.2.2.2. So sánh các loại geodatabase: Bảng 2 Đặc điểm ArcSDE Geodatabase File Geodatabase Personal Geodatabase Mô tả Định dạng lưu trữ và quản lý dữ liệu GIS trong các CSDL quan hệ Định dạng được lưu trong thư mục hệ thống file Định dạng chuẩn đầu tiên quản lý trong file Microsoft Access Số lượng người dùng Đa người dùng, nhiều người đọc và biên tập Một người dùng, nhiều người có thể truy cập và một người biên tập Một người dùng, nhiều người có thể truy cập và một người biên tập Định dạng lưu trữ - Oracle - Microsoft SQL server - IBM DB2 - IBM Infomix Mỗi một nhóm dữ liệu được lưu vào một file riêng biệt. Một File Geodatabase là một thư mục chứa các file Tất cả dữ liệu lưu trong Microsoft Access, file có đuôi mở rộng laf “.mdb” Giới hạn dung lượng Rất lớn, phụ thuộc vào DBMS Có thể lên đến TB Tối đa 2G Hỗ trợ Versioning Có Không Không 1.2.2.3. Cấu trúc geodatabase trong ArcGIS (Personal Geodatabase): Trong ArcMap có hai định dạng để lưu trữ dữ liệu là Shape file và Geodatabase. Trong đó, geodatabase là một CSDL được chứa trong một file có đuôi là “*.mdb” (định dạng của Microsoft Access). Khác với Shape file, geodatabase cho phép lưu giữ topology của các đối tượng. Cấu trúc của một geodatabase như sau: Geodatabase Feature Dataset Feature Dataset Feature Dataset Feature Class Feature Class Feature Class Attribute Table Attribute Table Attribute Table Hình 2: Cấu trúc của Geodata Base Trong Geodatabase có một hay nhiều Feature Dataset. Feature là một nhóm các loại đối tượng có cùng chung hệ quy chiếu và hệ tọa độ. Một Feature Dataset có thể chứa một hay nhiều Feature Class. Feature class chính là đơn vị chứa các đối tượng không gian của bản đồ và tương đương với một lớp (layer) trong ArcMap. Mỗi Feature Class chỉ chứa một dạng đối tượng (điểm, đường hoặc vùng). Mỗi Feature Class được gắn chặt với một bảng thuộc tính (Attibute Table). Khi tạo một Feature Class thì bảng thuộc tính cũng tự động được tạo theo. Một ví dụ về CSDL Bản đồ địa chính: Bảng 3 Feature Class Geometry type Attribute Description Geodatabase “Ban_do_dia_chinh” Feature Dataset “Ban_do”. Coord. system: VN-2000 Thua Polygon dien_tich, so_hieu, loai_dat Hiển thị thửa đất Ranh_thua Line Hiển thị ranh giới thửa đất Tam_thua Point dien_tich, so_hieu, loai_dat Hiển thị tâm thửa đất Diem_khong_che Point so_hieu, X,Y, Z Hiển thị điểm khống chế đo vẽ Diem_dac_trung Point ten, mo_ta Các điểm đặc trưng Khung_BD Line so_hieu_manh Khung bản đồ ... 1.3. So sánh dữ liệu địa hình “.dgn” và dữ liệu địa hình trong GIS: Nói một cách khác, chúng ta so sánh sự khác biệt giữa hai loại dữ liệu địa hình trước và sau quá trình chuyển đổi. Bảng 4 Dữ liệu địa hình “.dgn” Dữ liệu địa hình trong GIS Cấu trúc Dữ liệu được tổ chức bằng các level (63 level) cho từng nhóm lớp đối tượng. Mỗi mảnh bản đồ lưu trữ thành 7 file (là các nhóm lớp: cơ sở toán học, dân cư, giao thông, địa hình, ranh giới, thủy văn, thực vật), trong mỗi nhóm lớp có tất cả các lớp đối tượng Dữ liệu được quản lý trong một geodatabase có đuôi mở rộng là “.mdb”. Một geodatabase chia thành các Feature Dataset, trong đó lại chia thành các Feature Class cùng với bảng thuộc tính đi kèm Định dạng Có rất nhiều định dạng khác nhau: line, linestring, cell header, shape, text,… Có 3 định dạng là point, line và polygon, không có lớp text Bản đồ địa hình Quản lý theo các mảnh Không phân mảnh 1.3.1. Quy định số hóa và đặc điểm dữ liệu khi lưu trữ dưới dạng “.dgn”: Cơ sở dữ liệu bản đồ địa hình số hóa tỷ lệ 1:10.000, 1:25.000, 1:50.000, 1:100.000 phải được lưu trữ theo mô hình dữ liệu không gian (spatial data model), trong đó các đối tượng không gian tùy thuộc vào độ lớn của chúng trong không gian cũng như yêu cầu về tỷ lệ thể hiện mà được biểu thị bằng điểm, đường thẳng, đường nhiều cạnh, hoặc là vùng khép kín. Các tệp tin (file) bản đồ phải ở dạng mở, nghĩa là phải cho phép chỉnh sửa cập nhật thông tin khi cần thiết và có khả năng chuyển đổi khuôn dạng (format) để sử dụng trong các phần mềm bản đồ thông dụng khác nhau phục vụ những mục đích khác nhau như chế bản, làm nền cơ sở cho Hệ thông tin địa lý (GIS), v.v… Các phần mềm dùng để số hóa bản đồ có thể là Microstation, I/GEOVEC, CADMap, Provec, Vtrac, WinGIS…Tuy nhiên, để đảm bảo chuẩn dữ liệu thống nhất thì dữ liệu đồ họa cuối cùng phải được chuyển về khuôn dạng *.dgn. Dữ liệu phải được làm sạch, lọc bỏ những điểm nút thừa, làm trơn những chỗ gãy và không có đầu thừa, nút thiếu (tuy nhiên làm trơn nét không được làm thay đổi hình dạng của đối tượng biểu thị so với bản gốc). Các ký hiệu độc lập trên bản đồ phải thể hiện bằng các ký hiệu dạng cell được thiết kế sẵn trong tệp *.cell, mà không dung công cụ vẽ hình (shape) hay vòng tròn (circle) để vẽ. Ví dụ, ký hiệu nhà độc lập phải dùng cell NHDL mà không dùng công cụ hình chữ nhật để vẽ. Các đối tượng dạng đường không dùng B-spline để vẽ, mà phải dùng linestring, các đường có thể là polyline, linestring, chain hoặc complex chain. Điểm đầu và điểm cuối của một đối tượng đường phải là một đường liền không đứt đoạn và phải có điểm nút ở những chỗ giao nhau giữa các đường cùng loại. Những đối tượng dạng vùng (polygon) của cùng mọt loại đối tượng dùng kiểu ký hiệu là pattern, shape hoặc fill color phải là các vùng đóng kín, kiểu đối tượng là shape hoặc complex shape. 1.3.2.Cấu trúc dữ liệu “*.dgn”: 1. Seed file: Là một design file trắng (không chứa dữ liệu) chứa đầy đủ các thông số quy định chế độ làm việc với Microstation. Đặc biệt, với các file bản đồ, để đảm bảo tính thống nhất về cơ sở toán học giữa các file dữ liệu, phải tạo các file chứa tham số về hệ tọa độ, phép chiếu, đơn vị đo…Sau đó các file bản đồ có cùng cơ sở toán học sẽ được tạo dựa trên nền seed file này. Mỗi một cơ sở toán học của bản đồ có một seed file riêng. 2. Phân lớp đối tượng: Các đối tượng bản đồ khi tồn tại dưới dạng số được thể hiện và lưu trữ trên các lớp thông tin khác nhau. Ví dụ như: các đối tượng là sông, hồ được lưu trữ trong lớp thông tin thứ nhất, các đối tượng là đường bình độ được lưu trữ trong lớp thông tin thứ hai… Số lớp thông tin nhiều nhất trên một file bản đồ “*.dgn” là 63 lớp. Vì vậy các đối tượng trên một file bản đồ được phân nhiều nhất là 63 lớp thông tin khác nhau. Mỗi một lớp đối tượng được đánh số từ 1 đến 63. 3. Feature Table: Dùng để quản lý và đảm bảo tính nhất quán cho các đối tượng trong quá trình số hóa cũng như sửa đổi dữ liệu sau khi số hóa. File feature table được tạo dựa trên bảng thiết kế phân lớp. File feature table chứa toàn bộ các thông số đồ họa của tất cả các đối tượng có trong bản đồ cần thành lập. Ví dụ như: số lớp (level), màu sắc (color), kiểu đường (linestyle), lực nét (weight), kiểu chữ (font), kích thước chữ… 4. Ký hiệu: Các ký hiêu được chia thành 4 loại: Ký hiệu dạng điểm Ký hiệu dạng đường Ký hiệu dạn pattern (các ký hiệu được trải đều trên diện tích một vùng nào đó) Ký hiệu dạng chữ chú thích Các ký hiệu dạng điểm và pattern được thiết kế thành các cell. Các cell này được sử dụng lặp đi lặp lại nhiều lần trong quá trình số hóa cũng như biên tập bản đồ. 1.3.3. Những nhược điểm của dữ liệu dgn: Dữ liệu dgn chỉ bao gồm dữ liệu đồ họa của đối tượng, trong đó chỉ chứa các dữ liệu thuộc tính về đồ họa của đối tượng như: màu sắc, lực nét, kiểu đường, font hay chữ chú thích…mà không phải là thuộc tính của đối tượng. Quan hệ không gian trong dữ liệu dgn là quan hệ không gian giữa các đối tượng trong cùng một lớp. Do đó ta không thể giải một bài toán như: tích hợp các lớp dữ liệu địa hình và thủy văn để đánh giá mức độ phân bố thủy nông của khu vực theo địa hình. Ngoài ra, sự sai sót trong dữ liệu dgn như: các vùng bị chồng đè, lẫn đối tượng, vùng chuă đóng khung cũng là nguyên nhân không thể dùng dữ liệu dgn cho các ứng dụng của GIS. CHƯƠNG II: QUY TRÌNH CHUYỂN ĐỔI DỮ LIỆU TỪ DỮ LIỆU ĐỊA HÌNH “.DGN” SANG DỮ LIỆU ĐỊA HÌNH TRONG GIS ÁP DỤNG CHO HUYỆN DUY TIÊN – TỈNH HÀ NAM 2.1. Dữ liệu địa hình “.dgn” của huyện Duy Tiên: 2.1.1. Điều kiện tự nhiên, kinh tế xã hội của khu vực: 1. Điều kiện tự nhiên: Vị trí địa lý: Huyện Duy Tiên nằm ở phía Đông Bắc tỉnh Hà Nam, trung tâm huyện cách tỉnh lỵ 17 km. Phía Bắc giáp tỉnh Hà Tây, phía Đông giáp huyện Lý Nhân và tỉnh Hưng Yên, phía Nam giáp huyện Bình Lục và thị xã Phủ Lý, phía Tây giáp huyện Kim Bảng và tỉnh Hà Tây. Huyện có 19 xã và 2 thị trấn ( Hòa Mạc và Đồng Văn). Đặc điểm địa hình: Huyện Duy Tiên mang đặc trưng của vùng đồng bằng châu thổ sông Hồng, chủ yếu là vàn, vàn cao và tương đối bằng phẳng, không có vùng trũng điển hình. Khí hậu: Chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa, nhiệt độ trung bình năm khoảng 24◦C. 2. Tài nguyên thiên nhiên: Tài nguyên đất: Tổng diện tích đất tự nhiên là 13.502 ha, chiếm 16,75% diện tích đất toàn tỉnh. Đất đai được hình thành bởi sự hồi lắng của phù sa sông Hồng, sông Châu Giang với ba nhóm đất chính là đất phù sa, đất dày và đất tầng mỏng. Đất nông nghiệp chiếm 69.5%, đất chuyên dụng 15,77%, đất ở 5,3%... Nguồn nước: Chế độ thủy văn đa dạng với mạng lưới sông ngòi dày đặc. Có 4 con sông lớn bao quanh là sông Hồng, sông Nhuệ, sông Châu Giang và sông đào Duy Tiên. Nguồn nước dồi dào, dễ khai thác, cả nước ngầm và nước mặt đều tốt, đủ phục vụ cho nhu cầu sinh hoạt và sản xuất của nhân dân. 3. Kết cấu hạ tầng: Cấp điện: 100% số xã, thị trấn có điện lưới quốc gia và trạm biến áp 110 kW, một chi nhánh điện. Có 3 trạm điện trung gian là thị trấn Đồng Văn, thị trấn Hòa Mạc và Tiên Hiệp. Tỷ lệ hộ dùng điện đạt 99,56%. Hàng năm mạng lưới điện thường xuyên được tu sửa, nâng cấp. Cấp nước: Hệ thống cung cấp nước sạch mới được đưa vào một số thôn, xã như xã Nha Xá, xã Mộc Nam, xã Yên Bắc và chợ Lương. Còn lại các hộ dân chủ yếu dùng nước từ bể chứa nước mưa, giếng khơi và giếng khoan. Giao thông: Huyện có quốc lộ 1A chạy qua theo tuyến Hà Nội – Phủ Lý và quốc lộ 38 nối với tỉnh Hưng Yên qua cầu Yên Lệnh. Ngoài ra còn có tuyến đường sắt Bắc – Nam chạy qua, có 7 tuyến đường tỉnh và huyện lộ với tổng chiều dài 37,5 km và 327,123 km đường thôn xóm. Thông tin liên lạc: 100% số xã, thị trấn có đài truyền thanh, 85% số hộ có vô tuyến, đài các loại. Thông tin liên lạc thuận lợi, 100% số xã, thị trấn có điểm bưu điện văn hóa xã, số điện thoại liên tục tăng, đạt tỷ lệ 2,4 máy trên 100 dân. 4. Nguồn nhân lực: Dân số toàn huyện có 130.000 người, số người trong độ tuổi lao động chiếm 51,5%. Trình độ lao động khá, lao động kỹ thuật chiếm 7,44%, cao hơn mức bình quân chung của tỉnh. 5. Lý do chọn khu vực nghiên cứu: Huyện Duy Tiên là một huyện đồng bằng nên dữ liệu địa hình đầy đủ song phức tạp và đa dạng hơn dữ liệu địa hình của một huyện miền núi (lớp giao thông có nhiều đường hơn, sử dụng đất đa dạng hơn…). Do đó trong quá trình chuyển đổi dữ liệu sẽ nắm được mọi khó khăn cũng như thuận lợi khi phân loại cũng như định dạng và sửa lỗi dữ liệu. Phạm vi của một huyện không nhỏ như xã do đó có thể xem xét các ứng dụng một cách đầy đủ hơn, đồng thời không rộng bằng một tỉnh nên việc xử lý dữ liệu sẽ đơn giản hơn. 2.1.2. Dữ liệu dgn của huyện Duy Tiên: Cơ sở toán học của khu vực: Vn2000 (Projection: Transverse_Mercator False_Easting: 500000.00000000 False_Northing: 0.00000000 Central_Meridian: 105.00000000 Scale_Factor: 0.99960000 Latitude_Of_Origin: 0.00000000 Geographic Coordinate System: GCS_WGS_1984 Datum: D_WGS_1984 Prime Meridian: Greenwich Angular Unit: Degree Hình 3. Lớp cơ sở toán học Hình 4. Lớp dân cư Hình 5. Lớp giao thông Hình 6. Lớp

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docDLy (6).doc