- Thành lập bản đồ 3D tỷ lệ lớn trên cơ sở kết hợp công nghệ Viễn thám, hệ thông tin địa lý và bản đồ số. - Abstract: Tóm tắt về tình hình ứng dụng công nghệ Viễn thám, Hệ thông tin Địa lý (GIS) và Bản đồ số trong thành lập bản đồ 3D. - Thu thập bản đồ số tỷ lệ lớn và chuẩn hóa dữ liệu.. - Điều tra và thu thập thông tin về khu vực có liên quan đến việc thành lập bản đồ. - Xây dựng 01 mảnh bản đồ 3D tỷ lệ lớn. - Bản đồ 3D;. - Bản đồ số. - Trong những năm gần đây, các công nghệ mới phát triển nhanh chóng, mạnh mẽ như công nghệ bản đồ số, công nghệ viễn thám và công nghệ GIS. - Ngành Bản đồ từ khi hình thành và phát triển, đến những năm 90 của thế kỷ 20 chỉ mới xây dựng các phương pháp hiển thị các dữ liệu không gian trong môi trường hai chiều.. - Một câu hỏi được đặt ra là: Ngành Bản đồ có thể khai thác lợi thế của các công nghệ mới GIS, RS và bản đồ số không và khai thác như thế nào. - Việc ứng dụng rộng rãi các công nghệ mới, đặc biệt là công nghệ thông tin trong thành lập bản đồ đã được thực hiện ở nhiều nước trên thế giới. - Ngành Bản đồ các nước đang hướng đến hai. - loại bản đồ tiên tiến là bản đồ 3D và bản đồ động. - Xuất phát từ tình hình thực tế đó, cần nghiên cứu một cách tổng quát và toàn diện về việc thành lập bản đồ 3D tỷ lệ lớn trên cơ sở kết hợp công nghệ Bản đồ số, Viễn thám và Hệ thông tin Địa lý, nhằm mục đích thiết lập quy trình công nghệ liên hoàn từ khi dữ liệu được đưa vào đến khi xuất dữ liệu thành lập bản đồ và chuẩn dữ liệu cho hệ thống Thông tin địa lý. - Đề tài: “Thành lập bản đồ 3D tỷ lệ lớn trên cở sở kết hợp công nghệ Viễn thám, Hệ thông tin Địa lý và Bản đồ số” được chọn, thực hiện, nhằm xây dựng một mảnh bản đồ thử nghiệm. - BẢN ĐỒ SỐ VÀ CẤU TRÚC DỮ LIỆU BẢN ĐỒ SỐ 7,12. - Bản đồ số là hệ thống các thông tin về yếu tố địa hình, các đối tượng, hiện tượng địa lý được mã hoá và lưu ở dạng số (toạ độ x, y, độ cao h, và các số liệu thuộc tính), trên các phương tiện kĩ thuật số mà máy tính có thể đọc được (băng từ, đĩa từ, đĩa CD, đĩa cứng, các thiết bị lưu trữ giao tiếp bằng cổng USB. - khi hiện trên màn hình máy tính thì gọi là bản đồ điện tử (hoặc bản đồ màn hình). - Để sử dụng và làm việc với bản đồ số, phải có máy tính điện tử và các thiết bị liên quan, có các phần mềm (chương trình) máy tính và phần mềm bản đồ chuyên dụng. - Mức độ đầy đủ thông tin về nội dung và độ chính xác các yếu tố trong bản đồ số hoàn toàn giống như bản đồ truyền thống, chúng phải đáp ứng được các yêu cầu và tiêu chuẩn bản đồ.. - Bản đồ 3D: Có một số nhà bản đồ học đã nêu định nghĩa bản đồ 3D, tuy nhiên mỗi định nghĩa đều mang tính chất tham khảo. - mặt khác, bản đồ 3D là mô hình số thể hiện các đối tượng nghiên cứu (địa hình, địa vật) trong hệ quy chiếu không gian với mức độ ký hiệu hóa và khái quát hóa khác nhau tùy theo mục đích sử dụng, được thể hiện đầy đủ cả 3 chiều x, y, h của đối tượng theo đặc trưng không gian của chúng.. - Bản đồ số trước hết là bản đồ, có đầy đủ các đặc điểm đặc trưng của bản đồ truyền thống, như:. - Các đối tượng và hiện tượng được biểu thị bằng ngôn ngữ bản đồ.. - Ngoài ra, bản đồ số còn có một số đặc điểm riêng như:. - Mọi thông tin của bản đồ số được ghi ở dạng số (mã nhị phân - binary).. - Ngoài thông tin đồ họa, bản đồ số còn chứa đựng những dữ liệu mà bản đồ truyền thống không liên kết trực tiếp được.. - Tỷ lệ của bản đồ số mang tính điều kiện.. - Tính chất của bản đồ số. - Bản đồ số có nhiều tính chất ưu việt hơn bản đồ truyền thống:. - Cấu trúc Bản đồ số có tính chuẩn hoá cao.. - Sử dụng bản đồ số rất tiện lợi.. - Cấu trúc dữ liệu của bản đồ số. - Có hai dạng cấu trúc dữ liệu của bản đồ số là: cấu trúc raster và cấu trúc vector.. - Bản đồ raster xấu hơn so với bản đồ vector do phụ thuộc vào kích thước pixel.. - Thường cấu trúc raster được dùng bảo quản dữ liệu gốc, như dữ liệu ảnh, bản đồ cũ… Cấu trúc vector được sử dụng rộng rãi hơn trong lưu trữ thông tin bản đồ mới do đặc tính mềm dẻo của nó. - CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM, ĐẶC ĐIỂM CỦA TƯ LIỆU VIỄN THÁM, KHẢ NĂNG KHAI THÁC TƯ LIỆU VIỄN THÁM TRONG THÀNH LẬP BẢN ĐỒ 3D. - Xử lý thông tin viễn thám và khả năng khai thác tư liệu viễn thám trong thành lập bản đồ 3D.. - Xử lý thông tin viễn thám và khả năng khai thác tư liệu viễn thám trong thành lập bản đồ 3D là một trong những khâu quan trọng nhất của kỹ thuật viễn thám. - Như vậy, bản đồ vừa là đầu vào vừa là đầu ra của GIS. - Do đó, vấn đề thiết kế và tạo lập bản đồ bằng GIS phải được xem như là quá trình xây dựng đầu ra của GIS. - Khái niệm cơ sở dữ liệu là trọng tâm của GIS và là sự khác nhau chủ yếu giữa GIS với các hệ thống tạo bản đồ trên máy tính khác. - Các cơ sở dữ liệu này bao gồm các file tập tin chứa các dữ liệu về vị trí và dữ liệu mô tả về các đối tượng trên bản đồ. - Mặt mạnh của một hệ GIS phụ thuộc vào khả năng liên kết hai kiểu dữ liệu này và duy trì được mối quan hệ không gian giữa các đối tượng trên bản đồ. - Khả năng tích hợp dữ liệu cho phép tìm kiếm và phân tích dữ liệu một cách có hiệu quả theo các quan điểm địa lý, ta có thể truy nhập dữ liệu bảng thông qua bản đồ hoặc có thể tạo ra được bản đồ thông qua các cơ sở dữ liệu bảng. - Mối liên kết bảo đảm cho mỗi đối tượng bản đồ đều được gắn liền với các thông tin thuộc tính, phản ánh đúng hiện trạng và các điểm riêng biệt của đối tượng. - KHẢ NĂNG VÀ NGUYÊN TẮC KẾT HỢP CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM VÀ GIS ĐỂ THÀNH LẬP BẢN ĐỒ 3D TỶ LỆ LỚN. - Việc liên kết dữ liệu viễn thám và GIS về cơ bản được thực hiện theo hai cách tiếp cận đó là phân tích tổng hợp và sản phẩm viễn thám có thông tin bổ trợ dưới dạng bản đồ ảnh, nhìn không gian 3 chiều…. - CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA VIỆC KẾT HỢP GIỮA CÔNG NGHỆ BẢN ĐỒ SỐ, VIỄN THÁM VÀ GIS ĐỂ THÀNH LẬP BẢN ĐỒ 3D TỶ LỆ LỚN. - GIS là công cụ dựa trên cơ sở sử dụng máy tính để thành lập bản đồ và phân tích các đối tượng, hiện tượng tồn tại và diễn ra trên Trái Đất, như đất đai, sông ngòi, khoáng sản, con người, khí tượng, thuỷ văn, môi trường, nông nghiệp.... - Chính vì vậy, tích hợp giữa công nghệ Viễn thám và GIS trong thành lập bản đồ 3D tỷ lệ lớn là một bước đi phù hợp. - Bản đồ hiện có.. - Phương pháp bản đồ:. - Phương pháp bản đồ là bộ phận cấu thành quan trọng trong khoa học bản đồ, phương pháp bản đồ gồm hai phần chính:. - Phương pháp nghiên cứu để tự thân khoa học bản đồ phát triển và từng bước hoàn thiện, nâng cao. - Đó là phương pháp nghiên cứu cơ sở lý luận của khoa học bản đồ.. - Phương pháp nghiên cứu để nhận thức đối tượng nghiên cứu, bao gồm: thành lập bản đồ, sử dụng bản đồ, sản xuất bản đồ, nhận thức bằng bản đồ.. - Tập trung vào các phương pháp phân tích, sử dụng bản đồ số và phương pháp nhận thức bằng bản đồ.. - CÁC PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG BẢN ĐỒ 3D BẰNG TÍCH HỢP CÔNG NGHỆ BẢN ĐỒ SỐ, VIỄN THÁM VÀ GIS 8.. - Số hóa nội dung bản đồ địa hình. - Điều vẽ bổ sung In bản đồ cho. - Bản đồ địa hình giấy Bản đồ địa hình số. - Thiết kế, lựa chọn bộ ký hiệu Bản đồ địa hình 3D Gắn mã địa hình và thuộc tính. - ký hiệu Bản đồ địa hình 3D. - KHẢ NĂNG ĐÁP ỨNG CỦA TƯ LIỆU VIỄN THÁM THỂ HIỆN CÁC ĐỐI TƯỢNG ĐỊA LÝ TRÊN BẢN ĐỒ 3D TỶ LỆ LỚN.. - THU THẬP VÀ XỬ LÝ THÔNG TIN, XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU HỆ THÔNG TIN ĐỊA LÝ (GIS DATABASE) PHỤC VỤ THÀNH LẬP BẢN ĐỒ 3D TỶ LỆ LỚN. - Một số dữ liệu được thu thập từ bản đồ có sẵn mà không biết toạ độ thực, một số khác được thu thập bằng đo đạc trực tiếp.. - Dưới dạng số như bản đồ số, CSDL, bảng tính, ảnh vệ tinh…. - Các ấn phẩm truyền thống (không số hóa) như bản đồ giấy, ảnh chụp, các bản vẽ khác trên giấy…. - Số hoá bằng tay theo các bản đồ giấy được đính trên bàn số hóa (Digitiser).. - Số hoá tự động bằng máy tính trong môi trường các phần mềm chuyên dụng, từ các bản đồ dạng ảnh raster được quét (Scan) từ các bản đồ giấy.. - Sử dụng các CSDL bản đồ số dạng vecter có sẵn.. - KHẢ NĂNG ÁP DỤNG CỦA CÁC PHẦN MỀM TRONG VIỆC THÀNH LẬP BẢN ĐỒ 3D.. - Trong thời gian cuối những năm 80, đầu những năm 90, mọi cố gắng đều được tập trung vào việc sử dụng các gói phần mềm thiết kế đồ họa (CAD) để thu thập dữ liệu số từ bản đồ giấy, kết quả đo đạc ngoại nghiệp và từ các nguồn dữ liệu viễn thám. - 2.5 ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG BẢN ĐỒ 3D BẰNG TÍCH HỢP CÔNG NGHỆ BẢN ĐỒ SỐ, VIỄN THÁM VÀ HỆ THÔNG TIN ĐỊA LÝ. - Dựa trên các kết quả khảo sát các phần mềm hiện có trên đây, tôi đã quyết định chọn Multigen và ArcGis 9.2 là phần mềm để thử nghiệm “Thành lập bản đồ GIS 3D khu vực T82 - Sóc Sơn- Hà Nội” là sản phẩm của đề tài “Thành lập bản đồ 3D tỷ lệ lớn trên cơ sở kết hợp bản đồ, viễn thám và Hệ thông tin địa lý” với các lý do sau:. - QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ THÀNH LẬP BẢN ĐỒ 3D TỶ LỆ LỚN TRÊN CƠ SỞ KẾT HỢP CÔNG NGHỆ VIỄN THÁM, GIS VÀ BẢN ĐỒ SỐ. - Thành lập bản đồ tỷ lệ lớn bằng máy toàn đạc điện tử. - BẢN ĐỒ GIS VIỄN THÁM. - Nắn chuyển về cùng hệ toạ độ của bản đồ. - KHẢ NĂNG ÁP DỤNG PHẦN MỀM MULTIGEN VÀ ARCGIS ĐỂ THÀNH LẬP BẢN ĐỒ 3D. - Vì các mô hình được xây dựng ở bản đồ tỷ lệ lớn với độ chính xác cao nên trước khi xây dựng 3D ta cần xác định chính xác kích thước của chúng.. - Thành lập bản đồ tỉ lệ lớn bằng máy toàn đạc điện tử (dạng file *.dgn) Thành lập bản đồ tỉ lệ khu vực cần xây dựng 3D dạng *dgn sau đó xuất sang file dạng *.dxf. - KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM THÀNH LẬP BẢN ĐỒ 3D TỶ LỆ LỚN 3.3.1. - Để thành lập bản đồ GIS 3D khu vực T82 - Sóc Sơn thì việc đầu tiên là phải thu thập dữ liệu không gian lẫn thuộc tính của khu vực đó. - Trong ứng dụng này tôi đã sử dụng bản đồ 2D có sẵn được xây dựng từ bản đồ trực ảnh tỷ lệ có kí hiệu là F-48-68-D làm nền tảng cho việc thành lập CSDL bản đồ. - Tuy nhiên, chỉ với bản đồ cũ dạng số *.dgn thì cũng có thể chấp nhận được với dữ liệu 2D nhưng đối với việc xây dựng CSDL GIS 3D thì cần phải có bản đồ giấy của khu vực, bản đồ địa chính Huyện, và cần phải đi thực tế để có thể cập nhật (update) được những thay đổi của các đối tượng. - Xây dựng bản đồ tỉ lệ lớn khu vực mô phỏng.. - Để xây dựng mô hình 3D một khu vực, ta phải xây dựng bản đồ tỷ lệ lớn của khu vực đó để đảm bảo độ chính xác toán học (tọa độ) của các đối tượng cần xây dựng, và có thể xây dựng nó trên phần mềm Microstation.. - Tùy thuộc vào loại đối tượng không gian mà nó lưu trữ, Shapefiles rất hay được dùng trong thành lập bản đồ số và trong một số phân tích. - Feature Class chính là đơn vị chứa các đối tượng không gian của bản đồ và tương đương với một lớp (layer) trong Arcscene. - Phương pháp thành lập bản đồ 3D tỷ lệ lớn trên cở sở kết hợp công nghệ viễn thám, Hệ thông tin địa lý và bản đồ số bằng phần mềm Multigen hoàn toàn phù hợp. - Bản đồ 3D, được tổ chức như một GIS gồm nền là ảnh vệ tinh và các đối tượng địa vật được gắn kết với các thuộc tính, được hiển thị trong không gian ba chiều, được coi là một sản phẩm bản đồ rất hiện đại, cung cấp cho người dùng thông tin cần thiết về địa hình, địa vật cho rất nhiều. - Đầu tiên, đây là sản phẩm bản đồ và ứng dụng đơn giản nhất là dùng để “xem”. - Mặt khác, với các chức năng phân tích của GIS kết hợp với các thuật toán chuyên ngành, người dùng có thể chắt lọc các thông tin từ các đối tượng trên bản đồ 3D và sau đó đưa ra các sản phẩm mới với các nội dung chuyên môn phong phú. - Xây dựng CSDL có tên là T82.mdb thông qua dữ liệu đó đã dùng phần mềm ArcSecen xây dựng và hiển thị thành công toàn bộ bản đồ 3D khu vực T82.. - Ứng dụng của GIS trong các ngành kinh tế là rất lớn và hiệu quả, không riêng gì trong lĩnh vực sản xuất bản đồ. - PGS.TS Nguyễn Trần Cầu, “Tập bài giảng Bản đồ học hiện đại và mô hình hóa bản đồ”, Khoa Địa lý, Trường ĐH KHTN/ ĐHQG Hà Nội.. - Cục Bản đồ/BTTM, (2009), “Địa hình quân sự”, NXB Quân đội nhân dân.. - Cục Bản đồ/BTTM, (2008), “Phương án KTKT thành lập bản đồ 3D”.