Thực nghiệm biên vẽ bản đồ địa chính

Lời mở đầu Đất đai là tài nguyên quý giá của mỗi một quốc gia. Việc quản lý và quy hoạch sử dụng đất là một nhiệm vụ cấp bách và hết sức quan trọng trong quá trình phát triển kinh tế hiện nay của đất nước. Sau khi luật đất đai năm 1993 được thực hiện, thì yêu cầu về công tác quản lý, cũng như nhu cầu của xã hội về đất đai ngày càng trở nên cấp bách, đặc biệt là ở các khu vực đô thị và các khu vực công nghiệp lớn. Trước đòi hỏi của tình hình xã hội, nhiệm vụ đặt ra cho những người làm công tác

doc80 trang | Chia sẻ: huyen82 | Lượt xem: 1604 | Lượt tải: 1download
Tóm tắt tài liệu Thực nghiệm biên vẽ bản đồ địa chính, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Trắc Địa là làm sao cho sớm có bộ bản đồ chuyên ngành Địa Chính có độ chính xác cao, ứng dụng công nghệ nào vừa thuận tiện cho sản xuất, vừa thuận tiện cho công tác lưu trữ, đồng thời cũng thuận lợi cho việc bổ xung những yếu tố biến động về đất đai do nhu cầu xã hội tạo nên. Trong thời đại khoa học kỹ thuật tiên tiến hiện nay, đặt biệt là sự bùng nổ của kỹ thuật điện tử, các hệ thống máy đo đạc và phần mềm tương ứng ra đời. Mục đích của việc đổi mới công nghệ đó chính là nhằm nâng cao độ chính xác không chỉ trên phương diện lý thuyết mà còn trên cả thực tế cũng vậy. Việc lựa chọn công nghệ mới có liên quan đến nhiều yếu tố như: Tiềm lực nhu cầu con người sử dụng thiết bị ngoại nghiệp tương ứng và sự tiện lợi cũng như hiệu quả của công nghệ đó. Để sử dụng tốt các phần mềm nội nghiệp đòi hỏi phải có sự phân tích và nghiên cứu kỹ trước khi quyết định đưa vào sản xuất. ở nước ta hiện nay có rất nhiều phần mềm đươc áp dụng cho công tác số hoá bản đồ địa chính. Nên sử dụng phần mềm thích ứng nhất cho việc chuyển đổi dữ liệu không gian từ bản đồ giấy thành không gian bản đồ số thông qua máy quét (Scaner) chính là phần mềm MICROSTATION. Vậy trong quá trình chuyển đổi bằng phương pháp số hoá liệu chất liệu của bản đồ có ảnh hưởng đến độ chính xác của kết quả số hoá hay không? đó là một vấn đề đặt ra cần phải nghiên cứu và giải quyết trong đề tài tốt nghiệp. Do trình độ và thời gian nghiên cứu có hạn, xong nội dung của đề tài còn rất mới mẻ không những trên phương diện lý thuyết mà trên thực tế cũng vậy. Cho nên với đồ án này sẽ không tránh khỏi những thiếu sót và hạn chế. Em rất mong được sự giúp đỡ và đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo cùng các bạn đồng nghiệp để đề tài được hoàn thiện hơn. Em xin trân trọng gửi tới Thầy giáo: Thạc Sỹ Nguyễn Duy Thắng lời cảm ơn trân thành nhất, người đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này. Xin cảm ơn các Thầy Cô giáo trong khoa, cùng các bạn đồng nghiệp đã giúp đỡ em trong thời gian qua. Hà nội tháng 7 năm 2001 Sinh viên thực hiện Kim Nhật Thành. Chương I. Khái quát chung về bản đồ địa chính. 1. Định nghĩa và vai trò của Bản đồ địa chính. * Định nghĩa bản đồ địa chính. Là bản đồ chuyên ngành về đất đai, trên bản đồ địa chính thể hiện chính xác vị trí ranh giới và một số thông tin địa chính liên quan đến từng thửa đất, số lượng, chất lượng. Bản đồ địa chính thành lập theo đơn vị hành chính, xã phường do bản đồ địa chính có tính pháp lý cao nên đòi hỏi tư liệu địa chính phải chính xác, có tính liên tục và phải quan hệ chặt chẽ với đo đạc địa chính. Người ta đã khẳng định nếu không có đo vẽ địa chính để làm cơ sở trọng yếu thì không thể nói đến địa chính, vì vậy địa chính và đo đạc địa chính là một. Như vậy nói chính xác hơn bản đồ địa chính là hồ sơ cơ bản nhât trong bộ hồ sơ nói chung liên quan đến từng thửa đất. Bản đồ địa chính có tỉ lệ lớn phạm vi rộng và được cập nhật các thông tin một cách đầy đủ và thường xuyên. Vai trò của bản đồ địa chính phục vụ cho việc thống kê đất, giao đất nông, lâm nghiệp. Tiến hành đăng ký sử dụng đất ở, đất nông nghiệp lâm nghiệp. Bản đồ còn xác định hiện trạng theo dõi biến động về quyền sử dụng phục vụ qui hoạch kế hoạch cải tạo thiết kế cho dân cư các công trình thủy lợi và giao thông. Lập hồ sơ để giao đất hoặc thu hồi đất khi cần thiết. Đối với bản đồ địa chính người ta còn phân loại ra các loại bản đồ như: * Bản đồ giấy địa chính: Là loại bản đồ truyền thống các thông tin trên bản đồ được thể hiện nhờ hệ thống ký hiệu và ghi chú (các thông tin rõ ràng trực quan) dễ sử dụng thông tin không đa dạng độ chính xác cao. * Bản đồ số địa chính. Nội dung cơ bản giống bản đồ giấy, thông tin tổ chức lưu trữ ở dạng số trong máy tính sử dụng hệ thống ký hiệu đã được số hoá các thông tin được lưu trữ ở dạng mã (các thông tin này còn được gọi là thông tin phi không gian). Các kết quả đo đạc được cho vào máy tính để xử lý bằng phần mềm chuyên dụng. Khả năng tra cứu, cập nhật nhanh, lưu trữ gọn nhẹ. * Bản đồ địa chính cơ sở (hay còn gọi là bản đồ Gốc): Tên chung cho bản đồ gốc được đo vẽ bằng các phương pháp như đo vẽ trực tiếp ngoài thực địa, sử dụng ảnh hàng không biên vẽ từ bản đồ tỉ lệ nhỏ hoặc từ bản đồ khác. Bản đồ cơ sở cũng vẽ kín ranh giới hành chính. Bản đồ dùng để biên tập biên vẽ đo bổ xung, thành lập bản đồ địa chính xã phường, thể hiện hiện trạng vị trí hình thể, diện tích của các thửa đất ổn định và lâu dài. * Bản đồ biên vẽ Là tên gọi của bản đồ được biên tập biên vẽ từ bản đồ địa chính cơ sở theo đơn vị hành chính, xã, phường thị trấn loại này vẽ trọn vẹn các thửa đất xác định loại đất hiệu chỉnh để phù hợp với địa chính. * Bản đồ trích đo. Bản đồ này được sử dụng đo một vùng nhỏ trong địa chính trên đó có thể vẽ trọn một thửa đất hoặc một vùng đất. Như vậy chọn tỉ lệ bản đồ địa chính phải phù hợp từng vùng đất, loại đất. Bản đồ phải có hệ thống toạ độ, phép qui chiếu phù hợp để cho biến dạng trên bản đồ phải là nhỏ nhất. Trên bản đồ phải thể hiện đầy đủ chính các vị trí các điểm các đường đặc trưng, kích thước… Ngoài ra còn phải điều tra thể hiện chuẩn xác khâu pháp lý về đất đai. 2- Hệ quy chiếu của bản đồ địa chính Bản đồ địa chính được thành lập theo các tỷ lệ. 1: 500, 1: 1000, 1: 2000, 1: 5000, 1: 10.000 và 1: 25.000 Việc chọn tỉ lệ đo vẽ phụ thuộc vào các yếu tố sau: + Loại đất cần vẽ bản đồ là loại đất nào nếu như là đất nông - lâm nghiệp thì ta vẽ bản đồ tỷ lệ nhỏ còn nếu như đất ở, đất đô thị thì ta phải vẽ bản đồ tỷ lệ lớn. + Khu vực đo vẽ do điều kiện tự nhiên tính quy hoạch của vùng đất và tập quán sử dụng đất khác nhau nên diện tích thửa đất cùng loại ở các vùng khác nhau cũng có thay đổi đáng kể. Đất nông nghiệp ở đồng bằng Nam Bộ thường có diện tích thửa lớn hơn ở vùng đồng bằng Bắc Bộ nên đất nông nghiệp ở phía Nam sẽ vẽ bản đồ địa chính tỷ lệ lớn hơn phía Bắc. + Ngoài ra yêu cầu độ chính xác bản đồ cũng là yếu tố quan trọng để chọn tỷ lệ bản đồ. Khả năng kinh tế kỹ thuật của đơn vị là yếu tố cần tính đến. + Như vậy để đảm bảo chức năng mô tả bản đồ địa chính được thành lập ở tỷ lệ nào ta có thể tham khảo ở bảng dưới đây. Loại đất Khu vự c đo vẽ Tỷ lệ bản đồ Đất ở Đô thị lớn, thị xã, thị trấn 1:500 (1:200) Đất nông nghiệp Đồng bằng Bắc Bộ 1:2000; 1: 1000 Đồng bằng Nam Bộ 1: 5000; 1: 2000 Đất lâm nghiệp Đồi núi 1:5000; 1: 10.000 Đất chưa sử dụng Núi cao: 1: 10.000; 1: 25.000 * Phép chiếu Để đáp ứng yếu tố quản lý đất đai đặc biệt là khi sử dụng hệ thống thông tin đất đai, bản đồ địa chính trên toàn lãnh thổ phải là hệ thống thống nhất về cơ số toán học và độ chính xác. Muốn vậy phải xây dựng lưới toạ độ thống nhất và chọn hệ quy chiếu tối ưu và hợp lý để thể hiện bản đồ. Trong khi lựa chọn hệ quy chiếu phải đặc biệt ưu tiên giảm nhỏ đến mức có thể ảnh hưởng của biến dạng phép chiếu đến kết quả thể hiện yếu tố bản đồ. Ta xem xét việc lựa chọn hệ quy chiếu theo các vấn đề sau: - ảnh hưởng độ cao khi đo đến chiều dài và diện tích. Bề mặt toán học để xử lý tổng thể mạng lưới trắc địa nhà nước hạng I, hạng II là Elipxoid thực dụng Kraxovski được định vị theo lãnh thổ Việt Nam. Với nước có diện tích nhỏ như nước ta thì việc chọn kích thước Elipxoid nào không ảnh hưởng đáng kể đến biến dạng của các phép chiếu, chỉ cần Elipxoid thực dụng được định vị khớp với lãnh thổ và lãnh hai Việt Nam. Theo các tài liệu công bố thì việc xử lý lưới trắc địa và định vị đã đạt kết quả tối ưu hệ toạ độ vuông góc phẳng đang được sử dụng để tính toán theo phép chiếu Gauss - Kruiger với múi chiếu 6o. Như vậy hệ quy chiếu cho lưới trắc địa cơ bản nhà nước đến nay đã được khẳng định. Khu đo giới hạn bởi các điểm M và N. Khu đo có độ cao trung bình là Hm Ta đo cạnh AB trên mặt đất tính được cạnh nằm ngang A1B1 có độ cao hm so với mặt độ cao trung bình. Nếu chiếu xuống mặt nước biển trung bình ta có A0B0. Trường hợp chiếu cạnh đo xuống mặt đô cao trung bình khi đo ta có A'0B0. Thông thường khi xử lý số hiệu chiều dài các cạnh đo trên mặt đất phải được tính chuyển về mặt Elipxoid thực dụng. Còn đối với các cạnh ngắn ta dùng công thức gần đúng để tính số hiệu chỉnh chuyển chiều dài cạnh về mặt Geoid: (2.1) Hm : Độ cao trung bình Km đo hm: Độ chênh cao trung bình của cạnh D so với mật độ cao trung bình Hm. D A0 B0 0 Mặt G Mặt độ cao TB hm Hm B'0 A'0 B1 A1 A B Hình 2.1 R R: bán kính trái đất O: Tâm trái đất Nếu ta thay mặt Geoid bằng mặt quy chiếu ở độ cao trung bình khu đo khi đó hiệu chỉnh chiều dài cạnh về mặt quy chiếu sẽ là: Độ chênh lệch khi sử dụng hai mặt quy chiếu này sẽ là: SD = DD - DD' = D => SD = .D ảnh hưởng đến diện tích khu đo P = D2 DP = 2D. DD So sánh diện tích từ mặt đất -> mặt chuẩn: DD' = 2D. DD' => Độ lệch diện tích của hình khi chiếu xuống 2 mặt khác nhau: SP = 2D. SD = 2. D2 => = 2 Từ các công thức trên Độ cao khi đo SD/S SP/P 10m 1: 637.000 1: 318.500 50m 1: 127.000 1: 63.700 100m 1: 63.700 1: 31.800 1000m 1: 6.400 1: 3.200 1500m 1: 4.200 1: 2.000 Ta có thể lấy ví dụ thu hẹp diện tích thực tế do chọn mặt quy chiếu với các tỉnh vùng núi Sơn La: P = 14.210 Km2 -> SP = 446 ha. Hm = 1000m Xét về độ chính xác đo đạc ta thấy sai số tương đối đo cạnh đường chuyền địa chính cấp 1 khoảng 1: 50.000. Muốn phần ảnh hưởng sai số chiếu nhỏ không đáng kể thì ta cần phải chọn SD/D nhỏ hơn sai số đo khoảng 2,5 lần, tức là sai số tương đối do biến dạng chiều dài qua phép chiếu khoảng 1: 125.000 khi đó biến dạng diện tích khá nhỏ. Vậy ta có thể kết luận khi độ cao khu đo vượt quá 50m so với mực nước biển trung bình thì không nên tính chuyển kết quả đo đạc địa chính về mặt Geoid mà nên tính chuyển kết quả đo về mặt độ cao trung bình của khu đo. Bản đồ địa chính phải thể hiện trên mặt phẳng qua một phép chiếu xác định phép chiếu cần được chọn sao cho biến dạng của các yếu tố thể hiện trên bản đồ là nhỏ nhất, tức là ảnh hưởng biến dạng phép chiếu đến độ chính xác các yếu tố đo đạc và cần quản lý thể hiện trên bản đồ là bé nhất. Trong thực tế hiện nay có hai lưới chiếu đẳng góc có khả năng sử dụng cho bản đồ Việt Nam đó là lưới chiếu Gauss - Kruiger và lưới chiếu UTM. Sơ đồ múi chiếu và đặc điểm biến dạng múi chiếu Gauss và UTM được thể hiện trên hình sau: Kt. trục Kt. trục X X m = 1 m=0,9996 m > 1 m = 1 Xích đạo Xích đạo m > 1 Y Y 500Km 500Km Lưới chiếu Gauss Lưới chiếu UTM Lợi thế cơ bản lưới chiếu UTM là biến dạng qua phép chiếu nhỏ và tương đối đồng đều. Tỷ lệ độ dài trên kinh tuyến trục múi 6o là mo = 0,9996 trên hai kinh tuyến đối xứng nhau khoảng 1,5o so với kinh tuyến trục m = 1 trên kinh tuyến biên của múi chiếu m > 1. Ngày nay hầu hết ở các nước phương Tây và Đông Nam á đều dùng phép chiếu UTM và Elipxoid WGS - 84. Lưới chiếu Gauss - Kruiger có biến dạng lớn hơn lưới chiếu UTM có ảnh hưởng đến kích thước và diện tích các yếu tố thể hiện bản đồ tạo sự thống nhất địa hình và địa chính. Tuy nhiên Việt Nam quen dùng lưới chiếu Gauss - Kruiger để thể hiện bản đồ địa hình. Tỷ lệ độ dài và diện tích qua phép chiếu Gauss - Kruiger sẽ tính qua công thức sau: m = m = n = 1+0,0001523.l2 . cos2j (1+h2) Kp = m2 Biến dạng lớn nhất ở vùng gần kinh tuyến biên của múi chiếu và tại xích đạo. Ta tính thử cho các trường hợp múi chiếu 6o, l = 3o; múi chiếu 3o. l = 1,5o; múi chiếu 1,5o, l = 0,75o l Các chỉ số biến dạng 0,75o 1,5o 3o Tỷ lệ độ dài 1,000086 1.000343 1,00137 Biến dạng dài % 0.0086 0.0343 0.137 D/D/1: 11600 1: 11600 1 : 3200 1: 750 Tỷ lệ diện tích 1.000171 1.000685 1.00274 Biến dạng diện tích % 0,0171 0,0685 0,274 P/P 1: 58000 1: 1460 1: 360 Qua bảng số liệu ta thấy biến dạng dài và biến dạng diện tích cực đại của phép chiếu Gauss - Kruiger giảm đáng kể khi ta giảm độ rộng múi chiếu từ 6o xuống 3o và 1,5o. Vậy khi lập bản đồ địa chính 1: 1000, 1: 2000 và 1: 5000 nên dùng múi chiếu 3o còn khi lập bản đồ tỷ lệ 1: 500 và 1: 200 thì phải dùng múi chiếu 1,5o. Để đảm bảo cho khu vực đo vẽ bản đồ địa chính cấp tỉnh hoặc thành phố không cách xa kinh tuyến trục của múi chiếu quá 80km trong quy phạm quy định cụ thể kinh tuyến trục cho từng tính riêng biệt vì nước ta có 61 tỉnh thành cho nên mỗi tỉnh thành phố chỉ định chọn một trong 10 kinh tuyến trục từ 103o đến 109o 3. Chia mảnh và đánh số bản đồ địa chính Từ trước đến nay các quy phạm bản đồ địa chính đã đưa ra nhiều phương pháp chia mảnh và đánh số bản đồ địa chính. Vậy mục đích chủ yếu của phương pháp chia mảnh đánh số này nhằm cho kích thước tờ giấy phải thuận tiện cho người vẽ và người sử dụng ta phải chia sao cho các bản vẽ theo một quy luật chia vẽ hết diện tích tạo điều kiện thuận lợi cho tra cứu tài liệu, sử dụng. Phải có phương pháp đánh số hiệu cho từng tờ bản đồ ở từng tỷ lệ khác nhau không trùng nhau và phải tìm được các tờ ghép biên. ở đây ta có hai phương pháp chia mảnh đánh số bản đồ là: * Phương pháp chia mảnh bản đồ theo ô hình vuông toạ độ thẳng góc: Bản đồ địa chính các loại tỷ lệ đều được thể hiện trên bản vẽ hình vuông việc chia mảnh bản đồ địa chính được dựa theo toạ độ lưới ô vuông của hệ toạ độ vuông góc thẳng. Trước hết xác định toạ độ 4 góc của tờ bản đồ có toạ độ là chẵn kilômét trong hệ toạ độ vuông góc kinh tuyến trục của tỉnh bao toàn bộ ranh giới hành chính của tỉnh hoặc thành phố làm giới hạn chia mảnh bản đồ tỷ lệ 1: 25.000. Các tờ bản đồ tỷ lệ lớn hơn sẽ được chia nhỏ từ tờ bản đồ 1: 25.000 Bản đồ 1 : 25.000. Dựa theo hình chữ nhật giới hạn khu đo từ góc Tây - Bắc chia khu đo thành các ô vuông thực tế 12 x 12 km = 144 km2. Mỗi ô vuông tương ứng với 1 tờ bản đồ tỷ lệ 1: 25.000. Kích thước bản vẽ là 48 x 48 cm và diện tích đo vẽ là 14.400 ha. Số hiệu tờ bản đồ 1: 25.000 gồm 8 chữ số hai số đầu là 25, tiếp sau là dấu gạch ngang (-) ba số tiếp theo là số chẵn Km toạ độ X, ba số tiếp theo là số chẵn Km toạ độ Y của điểm gốc Tây - Bắc tờ bản đồ. 2340 2337 2334 2331 2328 2325 2322 2319 2316 493 496 499 502 505 508 511 514 517 Kí hiệu tờ bản đồ 1: 25.000 25 - 340493 Tờ bản đồ 1: 10.000: Lấy từ bản đồ tỷ lệ 1: 25.000 làm cơ sở chia thành 4 ô vuông kích thước 6 x 6 km = 36 Km2 Tương ứng 1 tờ bản đồ tỷ lệ 1: 10.000 Kích thước khung trong tờ bản đồ là 60 x 60 cm và tương ứng với din tích khu đo là 3600 ha. Kí hiệu tờ bản đồ 1: 10.000: 10 - 334499 Tờ bản đồ 1: 5000 Lấy tờ bản đồ tỷ lệ 1; 10.000 làm cơ sở chia thành 4 ô vuông, mỗi ô vuông kích thước 3 x 3 Km = 9 Km2 tương ứng 1 tờ bản đồ tỷ lệ 1: 5000. Kích thước hữu ích bản vẽ là 60 x 60 cm tương ứng diện tích đo vẽ 900 ha thực địa. Kí hiệu từ bản đồ 1: 500 được đánh tương tự như tờ bản đồ 1: 25.000 và 1: 10.000 nhưng không có 25 - hoặc 10 - mà chỉ có 6 số, đó là toạ độ chẵn Km của góc Tây - Bắc mảnh bản đồ địa chính 1: 5000. Kí hiệu tờ bản đồ 1: 5000 331502 Tờ bản đồ 1: 2000 Lấy tờ bản đồ 1: 5000 làm cơ sở chia 9 ô vuông, mỗi ô vuông có kích thước thực tế 1 x 1 Km ứng với tờ bản đồ tỷ lệ 1: 2000 kích thước khung bản vẽ 50 x 50 cm. Diện tích đo vẽ thực tế 100 ha. Các ô vuông được đánh số từ 1 - 9 theo nguyên tắc từ trên xuống dưới từ trái qua phải. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Kí hiệu tờ bản đồ 1: 2000 là số hiệu tờ bản đồ 1: 5000 thêm gạch nối và số hiệu ô vuông: 331502 - 9. Tờ bản đồ 1: 1000 Lấy tờ bản đồ 1: 2000 làm cơ sở chia 4 ô vuông, mỗi ô vuông có kích thước 500 x 500m ứng với một mảnh bản đồ tỷ lệ 1: 1000 kích thước đo vẽ thực tế 25 ha kích thước khung bản vẽ 50 x 50 cm. Các ô vuông được đánh thứ tự bằng chữ cái a, b, c, d theo nguyên tắc từ trái qua phải từ trên xuống dưới. Kí hiệu tờ bản đồ 1: 1000 331502 - 9 - b a b c d Tờ bản đồ 1: 500 Lấy tờ bản đồ 1: 2000 trên cơ sở chia thành 16 ô vuông, mỗi ô vuông có kích thước thực tế 250 x 250m tương ứng với tờ bản đồ tỷ lệ 1: 500 kích thước hữu ích của bản vẽ là 50 x 50 cm và tương ứng diện tích là 6,25 ha. Kí hiệu tờ bản đồ 1: 500 331502-9 - (6) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Trường hợp tờ bản đồ tỷ lệ 1: 200: Ta lấy tờ bản đồ 1: 2000 làm cơ sở chia thành 100 phần nhỏ tỷ lệ 1: 2000 đánh số thứ tự từ 1 - 1000 theo thứ tự từ trái qua phải từ trên xuống dưới. Kí hiệu tờ bản đồ 1: 200: 331502 - 9 - 30. Kích thước bản vẽ 50 x 50 cm. Diện tích đo vẽ ngoài thực địa 1 ha. Từ trên ta có bảng tóm tắt khi chia mảnh đánh số bản đồ: Tỷ lệ bản đồ Cơ sở để chia mảnh Kích thước bản vẽ (cm) Kích thước thực tế (m) Diện tích đo vẽ (ha) Kí hiệu thêm vào Kí hiệu 1: 25.000 Khu đo 48 x 48 12.000x12.000 14.400 25-340493 1: 10.000 1: 25.000 60 x 60 6000 x 6000 3.600 10-334499 1: 5000 1: 10.000 60 x 60 3000 x 3000 900 331502 1: 2000 1: 5000 50 x 50 1000 x 1000 100 1 - 9 331502 - 9 1: 1000 1: 2000 50 x 50 500 x 500 25 a, b, c, d 331502-9-d 1: 500 1: 1000 50 x 50 250 x 250 6,25 (1),..., (16) 331502 - 9 - (16) 1: 200 1: 2000 50 x 50 100 x 1000 1.0 1 - 100 331502 - 9 - (100) Theo cách chia như thế này kích thước khung giấy và toạ độ góc khung luôn là số chẵn nên nó rất thuận lợi cho người làm công việc đo vẽ hoặc biên tập bản đồ. * Chia mảnh bản đồ theo hệ toạ độ địa lý: Khi đo vẽ bản đồ địa chính trên khu vực rộng lớn có thể dùng phương pháp chia mảnh bản đồ theo toạ độ địa lý tương tự phương pháp chia mảnh bản đồ địa hình. Phương pháp chia như sau: Lấy tờ bản đồ tỷ lệ 1: 100.000 làm cơ sở chia ra 384 mảnh bản đồ tỷ lệ 1: 5000 tức là chiều chia ra 24 phần chiều chia ra 16 phần kích thước khung bản đồ là 1'15'' x 1'15''. Kí hiệu tờ bản đồ 1: 5000 là số hiệu tờ bản đồ 1: 100.000 thêm vào các số thứ tự của tờ bản đồ 1: 5000 đánh số từ 1 - 384 được đặt trong ngoặc đơn đánh số từ trái qua phải, từ trên xuốn dưới. Phương pháp chia này hoàn toàn giống chia mảnh bản đồ địa hình cùng tỷ lệ toạ độ góc khung không phải là số chẵn mà phải tính từ toạ độ địa lý. Khung trong của tờ bản đồ có dạng hình thang. Lấy tờ bản đồ 1: 5000 chia 4 tờ bản đồ 1: 2000 đánh thêm số thứ tự a, b, c, d trong ngoặc đơn. VD: F - 48 - 144 - (24 - C). 4 - Nội dung của bản đồ địa chính Biểu hiện bằng các đối tượng cần thể hiện trên bản đồ các đối tượng đó là gì? Bản đồ địa chính là tài liệu chủ yếu trong bộ hồ sơ địa chính vì vậy trên bản đồ cần thể hiện đầy đủ các yếu tố đáp ứng yêu cầu quản lý đất đai. - Điểm khống chế toạ độ và độ cao: Trên bản đồ cần thể hiện đầy đủ các điểm khống chế toạ độ và độ cao nhà nước các cấp lưới toạ độ địa chính cấp 1, cấp 2 và các điểm khống chế đo vẽ có chân mốc để sử dụng lâu dài. Đây là một yếu tố dạng điểm cần thể hiện chính xác đến 0,1 mm mục tiêu trên bản đồ. - Địa giới hành chính các cấp: Cần thể hiện chính xác đường địa giới quốc gia, địa giới hành chính cấp tỉnh, huyện, xã các mốc giới hành chính cấp tỉnh, huyện, xã các mốc giới hành chính các điểm ngoặt của đường địa giới. Khi đường địa giới hành chính cấp thấp trùng cấp cao thì thể hiện đường địa giới cấp cao. Các đường địa giới phải phù hợp với hồ sơ địa giới đang được lưu trữ trong các cơ quan nhà nước. - Ranh giới thửa đất: Thửa đất là yếu tố cơ bản của bản đồ địa chính. Ranh giới thửa đất được thể hiện trên bản đồ bằng đường viền khép kín dạng đường gấp khúc hoặc đường cong. Để xác định chính xác thửa đất cần đo vẽ các điểm đặc trưng như các điểm góc thửa điểm ngoặt điểm cong của đường biên trên bản đồ còn phải thể hiện đầy đủ 3 yếu tố là số thứ tự thửa, diện tích, phân loại đất theo mục đích sử dụng. - Loại đất: Tiến hành phân loại và thể hiện 5 loại đất chính là đất nông nghiệp, lâm nghiệp, đất chuyên dùng, đất ở và đất chưa sử dụng. Trên bản đồ địa chính cần phân rõ đến từng thửa đất từng loại đất chi tiết. - Công trình xây dựng trên đất: Khi đo vẽ bản đồ tỷ lệ lớn ở vùng đất thổ cư đặc biệt là khu vực đô thị thì trên từng thửa đất phải thể hiện ranh giới chính xác của các công trình xây dựng cố định như nhà ở, nhà làm việc... các công trình xây dựng được xác định theo mép tường phía ngoài trên công trình còn thể hiện tính chất công trình như nhà gạch, bê tông... - Ranh giới sử dụng đất - Trên bản đồ còn thể hiện ranh giới các khu dân cư, ranh giới nhà ở của các doanh nghiệp, doanh trại quân đội. - Hệ thống giao thông: Cần thể hiện các loại đường sắt, đường bộ, đường làng, ngõ, phố. Đo vẽ chính xác vị trí tim đường. Các công trình cầu cống và tính chất con đường. Giới hạn thể hiện hệ thống giao thông là chân đường đường có độ rộng lớn hơn 0,5mm trên bản đồ phải vẽ 2 nét nếu nhỏ hơn 0,5mm thì vẽ một nét và ghi chú độ rộng. - Mạng lưới thuỷ văn: Thể hiện hệ thống sông hồ, ngòi, mương... Đo vẽ theo mức nước cao nhất hoặc mức nước tại thời điểm đo vẽ. Nếu độ rộng kênh mương lớn hơn 05mm trên bản đồ thì phải vẽ 2 nét còn nhỏ hơn 0,5mm thì phải vẽ theo đường tim của nó. Sông ngòi phải ghi chú tên riêng và phải ghi chú hướng nước chảy. - Địa vật quan trọng: Trên bản đồ địa chính phải thể hiện các địa vật có ý nghĩa định hướng. - Mốc giới quy hoạch: Trên bản đồ địa chính phải thể hiện đầy đủ mốc giới quy hoạch hành lang an toàn giao thông, hành lang bảo vệ đê điều. - Dáng đất: Khi đo vẽ bản đồ ở vùng đặc biệt còn phải thể hiện dáng đất bằng đường đồng mức hoặc ghi chú độ cao. 5 - Độ chính xác của Bản đồ địa chính. Yếu tố cơ bản cần quản lý đối với đất đai đó là vị trí, kích thước và diện tích các thửa đất. Các yếu tố này được đo đạc và thể hiện trên bản đồ địa chính. Độ chính xác các yếu tố trên phụ thuộc vào độ chính xác kết quả đo, độ chính xác thể hiện bản đồ và độ chính xác tính diện tích. Khi sử dụng bản đồ công nghệ số thì giảm hẳn được ảnh hưởng của sai số đồ hoạ và sai số diện tích độ chính xác số liệu không phụ thuộc vào tỷ lệ bản đồ mà phụ thuộc trực tiếp vào sai số đo. Độ chính xác của bản đồ địa chính thể hiện qua độ chính xác các yếu tố đặc trưng trên bản đồ. - Độ chính xác điểm khống chế đo vẽ. Khi đo vẽ bản đồ địa chính theo phương pháp đo vẽ trực tiếp ở ngoài thực địa phải xây dựng lưới khống chế đo vẽ ở thực địa còn khi sử dụng ảnh hàng không cần phải sử dụng tăng dày khống chế ảnh. Trong quy phạm ban hành tháng 3-2000 quy định sai số trung phương vị trí mặt phẳng của điểm khống chế sa bình sai so với điểm khống chế toạ độ nhà nước gần nhất không vượt quá 0,1mm tính theo tỷ lệ bản đồ cần thành lập. ở vùng ẩn khuất sai số nói trên không vượt quá 0,15 mm. Đối với khu vực đô thị sai số nói trên không vượt quá 6 cm trên thực địa áp dụng chung cho mọi tỷ lệ đo vẽ. Đối với ảnh điểm khống chế ảnh ngoại nghiệp cũng phải đạt độ chính xác nói trên, đối với điểm tăng dày khống chế ảnh thì sai số này được quy định là 0,15 mm. Sai số trung phương độ cao điểm khống chế đo vẽ sau bình sai so với điểm độ cao nhà nước không vượt quá 1/10 khoảng cao đều đường bình độ cơ bản. - Độ chính xác vị trí điểm chi tiết: Về độ chính xác đo vẽ chi tiết thì quy phạm hiện hành nêu ra như sau: "Sai số trung bình vị trí mặt phẳng của các điểm trên ranh giới thửa đất biểu thị trên bản đồ địa chính so với điểm của lưới khống chế đo vẽ gần nhất không được lớn hơn 0,5mm trên bản đồ đối với các địa vật còn lại không quá 0,7mm. "Sai số tương hỗ giữa các ranh giới thửa đất, giữa các điểm trên cùng ranh giới thửa đất, sai số độ dài cạnh thửa đất không vượt quá 0,4mm trên bản đồ địa chính. Đối với bản đồ địa chính yếu tố kích thước thửa đất quan trọng hơn nhiều so với quan hệ tương hỗ vị trí điểm vật. Kích thước thửa đất được hiểu là chiều dài cạnh thửa hoặc chiều dài đường chéo thửa đất. Nếu biết toạ độ điểm góc thửa thì chiều dài cạnh tính theo công thức: S = Nếu 2 điểm đầu cạnh độc lập nhau về sai số từ công thức trên ta suy ra quan hệ sai số S2 m2s = (x2 - x1)2. mx12 + (x2 - x1)2. mx22+ (y2 - y1)2m2y1 + (y2 - y1)2 m2y2 Các điểm đo cùng độ chính xác nên mx1 = my1 = mx2 = my2 = mx S2m2s = 2m2x . ((X2 - X1)2 + (y2 - y1)2) M2s = 2m2x Ms = ị m = Vậy ms = m Sai số trung phương chiều dài cạnh thửa đất bằng SSTP vị trí điểm góc thửa Sai số tương hỗ vị trí điểm của 2 điểm gần nhau không chỉ gồm sai só chiều dài cạnh mà còn có cả sai số hướng mx coi 2 nguồn sai số này ngang nhau: mth = Thay cho sai số tương hỗ vị trí điểm trong quy phạm trước đây quy phạm đo vẽ bản đồ địa chính hiện hành đã quy định SSTP chiều dài cạnh thửa đất không vượt quá 0,4mm trên bản đồ. Khi đó m = ms = 0,4mm. Hạn sai phù hợp cho bản đồ vẽ trên giấy. Sai số vị trí điểm trên bản đồ gồm cả sai số đo và sai số điểm chi tiết vậy suy ra mđo = - Độ chính xác thể hiện độ cao trên bản đồ Nếu trên bản đồ thể hiện độ cao bằng đường bình độ thì sai số trung bình độ cao đường bình độ, độ cao điểm đặc trưng địa hình, độ cao của điểm ghi chú độ cao rên bản đồ địa chính so với điểm khống chế độ cao ngoại nghiệp gần nhất không vượt quá 1/3 khoảng cao đều đường bình độ cơ bản ở vùng đồng bằng và 1/2 khoảng cao đều đối với vùng núi. - Độ chính xác diện tích. Diện tích thửa đất được tính chính xác đến mét vuông (m2) ở khu vực đô thị tính chính xác đến 0,1m2. Diện tích thửa đất được tính hai lần độ chênh tính diện tích phụ thuộc vào tỷ lệ bản đồ và diện tích thửa. Quy phạm quy định là sai số tính diện tích cho phép. Dgh = 0,0004 M M: Mẫu số tỷ lệ bản đồ P: Diện tích thửa đất tính bằng m2. 6 - Các phương pháp thành lập bản đồ địa chính. Chúng ta đã biết hiện nay trên lãnh thổ Việt Nam có khoảng 15.000.000 thửa đất và khoảng 120.000.000 thửa đất canh tác nông nghiệp. Công việc quan trọng nhất của việc lập bản đồ địa chính là do vẽ chi tiết chính xác từng thửa đất. Đây là công việc đồ sộ cần tận dụng mọi nguồn lực thiết bị và tài chính để hoàn thành. Do việc chia thổ cư khá nhỏ và thường bị che khuất nhiều nên chủ yếu sẽ sử dụng phương pháp đo vẽ trực tiếp ở ngoài thực địa để thành lập bản đồ địa chính. Phương pháp này sẽ tận dụng được tất cả các loại máy kinh vĩ, thước dây và mia sẵn có cùng các loại máy toàn đại điện tử cùng loại. Việc đo đạc tiến hành trên thực địa, số hiệu sẽ được xử lý tốt để đo vẽ bản đồ. Với việc sử dụng phần mềm đồ hoạ và quản lý hiện nay thì việc chuyển các số liệu toàn đạc thành bản đồ khá tiện lợi. Nếu dùng máy toàn đạc thông thường thì đưa số liệu vào bằng bàn phím còn nếu dùng máy toàn đạc điện tử cho phép ta ghi số liệu tự động kết quả đo được đưa vào sổ điện tử và truyền trực tiếp sang các máy tính và máy vẽ. Các thửa đất nông nghiệp thường có diện tích lớn đường biên của các thửa này lại ít bị che phủ nếu chụp ảnh hàng không các thửa đất này thể hiện khá rõ. Vì vậy cần tận dụng các loại máy móc thiết bị và tư liệu để lập bản đồ địa chính vùng đất nông nghiệp. Số liệu đo ảnh cũng rất thuận lợi cho việc số hoá bản đồ và quản lý tư liệu trên máy tính. Kết hợp giữa phương pháp toàn đạc và dùng ảnh hàng không cũng là một phương pháp khá thuận lợi. Phần lớn công việc xác định ranh giới thửa đất sẽ thực hiện ở trong phòng nhờ ảnh hàng không. Phần việc ngoài thực địa là phần đo đạc bổ sung và điều tra các yếu tố phi không gian của bản đồ địa chính. Phương pháp bàn đạc vẫn có thể được sử dụng đo vẽ bản đồ địa chính. Với phương pháp này bản đồ được đo vẽ đối chiếu trực tiếp ở ngoài thực địa đảm bảo tính trực quan rõ ràng chất lượng biên tập bản đồ khá cao. Tuy nhiên phương pháp này ngày càng ít nơi dùng vì máy móc cồng kềnh, hiệu suất công tác thấp. Việc lựa chọn phương pháp đo vẽ bản đồ thường được quyết định trong phương án kỹ thuật. Cơ sở để chọn phương pháp đo vẽ là dựa vào đặc điểm loại đất, vùng đất cần đo vẽ, tỷ lệ bản đồ cần thành lập, các máy móc thiết bị có sẵn và tư liệu bản đồ và cũng có thể sử dụng ảnh hàng không. * ở đây ta khái quát phương pháp thành lập bản đồ địa chính theo phương pháp toàn đạc gồm 6 bước sau : - Thành lập lưới toạ độ địa chính cơ sở hạng 3. - Thành lập lưới toạ độ địa chính cơ sở cấp I, II - Lập lưới khống chế đo vẽ - Đo vẽ chi tiết ngoài thực địa, - Biên vẽ bản đồ gốc địa chính - Tính diện tích và lập hồ sơ kỹ thuật thửa đất. Trong phương pháp toàn đạc có ưu điểm lớn là: Đo đạc trực tiếp đến từng điểm chi tiết trên đường biên thửa đất đo đạc khá nhanh ở thực địa có thể đo trong mọi điều kiện. Tuy nhiên trong phương pháp này có một số nhược điểm: quá trình vẽ bản đồ làm ở trong phòng việc vẽ dựa vào số liệu đo và bản sơ hoạ ngoài thực địa, không có điều kiện quan sát trực tiếp dễ bị bỏ sót chi tiết có thể sai lệch các đối tượng cần thể hiện trên bản đồ. * Phương pháp thành lập bản đồ địa chính bằng ảnh hàng không. Thành lập bản đồ địa chính bằng phương pháp toàn đạc và bàn đạc có ưu điểm là người đo vẽ có điều kiện tiếp xúc trực tiếp với đối tượng cần đo ngoài thực địa và điều tra để thể hiện trên bản đồ, có thể đo vẽ cả những vùng địa vật phức tạp, che khuất nhiều. Tuy nhiên các phương pháp trên lại tốn nhiều công sức tiến độ công tác không đều lúc nhanh lúc chậm chịu ảnh hưởng lớn về khí hậu thời tiết hiệu quả kinh tế thấp. Từ lâu ảnh hàng không đã được sử dụng rộng rãi và hiệu quả trong phương pháp thành lập bản đồ địa chính, địa hình tỷ lệ nhỏ, tỷ lệ trung bình và tỷ lệ lớn, ảnh hàng không giúp ta thu nhập thông tin địa hình, địa vật một cách nhanh chóng và khách quan. Các tiến bộ kỹ thuật và công nghệ mới nhanh chóng được ứng dụng vào ngành đo ảnh vì thế khả năng tự động hoá việc lập bản đồ bằng ảnh rất lớn. ở các vùng đất canh tác ít bị địa vật và thực phủ che khuất các đường biên thửa đất thường thể hiện khá rõ nét trên phim ảnh hàng không. Vì vậy ảnh hàng không dùng để lập bản đồ địa chính các vùng đất nông nghiệp hoàn toàn có thể thực hiện được trong thực tế. Nếu ta ứng dụng phương pháp này sẽ tăng hiệu quả kinh tế và đẩy nhanh tốc độ thành lập bản đồ trong cả nước. Kết quả đo ảnh hàng không sẽ cho phép ta nhanh chóng xác định các yếu tố không gian trên bản đồ địa chính còn các yếu tố phi không gian sẽ được điều tra tại thực địa. Sau đây là một số mô hình công nghệ đo ảnh hàng không. a) Phương pháp phối hợp Chụp ảnh hàng không Đo nối ảnh hàng không Tăng dây khống chế ảnh Nắn ảnh Lập bình đồ ảnh Điều vẽ yếu tố nội dung lập bản đồ chính Biên vẽ bản đồ địa chính, đánh số thửa tính diện tích Lập lưới khống chế trắc địa b) Đo vẽ lập thể trên máy toàn năng chính xác: Chụp ảnh hàng không Đo nối ảnh hàng không Tăng dây khống chế ảnh Đo vẽ trên máy toàn năng chính xác Đối soát đo vẽ bổ sung trên bản đồ Biên tập biên vẽ đánh số thửa tính diện tích c) Phương pháp giải tích: Chụp ảnh hàng không Đo nối ảnh hàng không Tăng dây khống chế ảnh Đo vẽ trên má._.y đo giải tích Đối soát đo, vẽ bổ xung Biên tập biên vẽ đánh số thửa tính diện tích d) Phương pháp đo ảnh số Chụp ảnh Quét ảnh Tăng dây khống chế ảnh Nắn ảnh, lập trình đồ ảnh trực giao Số hoá nội dung bản đồ địa chính Biên tập biên vẽ đánh số thửa tính diện tích Đo nối khống chế ảnh Điều vẽ đối soát đo bổ xung ở các quy trình công nghệ trên ta thấy các công đoạn (1), (2) và (3) hoàn toàn giống nhau cả về mục đích và yếu tố công nghệ. Các công đoạn cuối giống nhau về yêu cầu nhưng có thể khác nhau về mức độ tự động hoá các khâu trong quy trình công nghệ và phụ thuộc vào cơ sở sản xuất. 7. Bản đồ số địa chính Như ta đã biết, bản đồ địa chính được chia ra làm hai loại cơ bản, đó là bản đồ giấy địa chính và bản đồ số địa chính. - Bản đồ giấy địa chính là loại bản đồ truyền thống. Mọi thông tin, thông số của khu vực đều được thể hiện toàn bộ trên giấy qua hệ thống ký hiệu và ghi chú. Bản đồ giấy cho ta thông tin một cách rõ ràng, trực quan và dễ sử dụng. Tuy nhiên việc lưu trữ bảo quản gặp rất nhiều khó khăn. - So với bản đồ giấy thì bản đồ địa chính số lại dễ dàng trong việc lưu trữ và bảo quản. Mặc dù mọi thông tin hoàn toàn giống như bản đồ giấy, nhưng các thông tin này được lưu trữ dưới dạng số trong máy tính và được mã hoá theo một hệ thống ký hiệu. Các thông tin về không gian được lưu trữ dới dạng toạ độ, còn thông tin thuộc tính thì được mã hoá, do đó có thể nói bản đồ địa chính số được hình thành dựa trên hai yếu tố là: Phần cứng và phần mềm máy tính. Trong quá trình sử dụng, thì bản đồ địa chính tỏ ra rất thuận lợi, có thể cho phép ta dễ dàng tra cứu , cập nhật thông tin nhanh nhất, lưu trữ gọn nhẹ. Một ưu điểm đặc biệt là nó tạo ra một khả năng phân tích tổng hợp thông tin nhanh chóng, hiệu quả cao, phục vụ một cách tối ưu cho người sử dụng. Về độ chính xác, thì bản đồ địa chính số có độ chính xác cao hơn bản đồ giấy vì nó lưu trữ trực tiếp các số liệu đo đạc nên các thông tin chỉ chịu ảnh hưởng của sai số đo đạc chứ không chị ảnh hưởng của sai số đồ hoạ như bản đồ giấy. Mặt khác, khi vẽ chi tiết thì bản đồ số được thành lập từ các phần mềm chuyên dụng, vì vậy nó có độ chính xác rất cao. Với điều kiện khoa học và công nghệ phát triển hiện nay, thì bản đồ số địa chính phát triển rất rộng rãi và dần dần thay thế bản đồ giấy nhờ các tính năng ưu điểm của nó. Để đảm bảo cho yêu cầu quản lý đất nớc được chặt chẽ và nhanh chóng, thì Tổng Cục Địa Chính đã tiến hành chỉ đạo về việc tiến tới cả nước thành lập bản đồ địa chính theo công nghệ bản đồ số. Tuy nhiên công việc này cũng gặp rất nhiều khó khăn, bởi vì việc thành lập bản đồ địa chính số đòi hỏi phải có trang thiết bị và trình độ tin học cao. Do vậy nhiều nơi vẫn còn gặp nhiều khó khăn trong việc thành lập bản đồ địa chính số. ở bản đồ số các dữ liệu được lưu trữ dới dạng Vector và Raster : - Dữ liệu dạng Vector là dạng thông tin mà các điểm được lưu trữ bằng cặp toạ độ X,Y của chúng, các đoạn thẳng đợc lưu trữ dưới dạng toạ độ hai đầu mút của đoạn thẳng, các đường thẳng ( Polyline) được lưu trữ dưới dạng chuỗi các đoạn thẳng được đo liên tiếp của các đỉnh, thửa được thể hiện bởi đường bao khép kín bao gồm một dãy các Vector nối tiếp và khép kín. ở dạng Vector, các đối tượng được lưu trữ độc lập và xác định đầy đủ bởi các đặc trưng của chúng. Đặc trưng xác định điểm bao gồm: Mã số chuyên đề chỉ ra bản chất, danh sách toạ độ chỉ ra vị trí điểm. Đặc trưng xác định đường bao gồm : Mã số chuyên đề và đường viền của đối tượng - Dữ liệu dạng Raster là dữ liệu khởi đầu bằng bản đồ bằng giấy hoặc phim ảnh hàng không được số hoá qua máy quét ảnh ( Scaner) ở dưới dạng Picel. Các picel tạo thành các mắt lưới hay các ô vuông, mỗi ô vuông được đánh số, ghi nhận số hàng, số cột và độ xám. Độ xám này đợc ghi nhận ở 256 mức độ khác nhau kích thớc của các picel phụ thuộc vào độ phân giải của quá trình quét ảnh, các cạnh của picel thờng song song với trục toạ độ phẳng trên bản đồ ( X,Y), lúc đó mỗi picel được xác định bằng công thức: X = X0 - E.R.( p - 1); Y = Y0 - E.R.( q - 1). Trong đó: + X0, Y0 : Là toạ độ tâm của picel khởi tính phía bên trái trên của bản đồ + q , p : Là chỉ số hàng và cột + R : Là độ phân giải. Mỗi picel được nhận một mã số chuyên đề để chỉ ra vị trí của đối tượng trong mỗi picel. * Ưu điểm của Raster : Là nhanh chóng tự động thích hợp với một số kiểu sử lý cấu trức đơn giản, thống nhất , hiệu suất ghi nhận cao tiện kết hợp với thiết bị đầu vào ra của màn hình máy phun. * Nhợc điểm của Raster : là tốn không gian lưu trữ trong đó khi các dữ liệu dạng Vector khó có thể nhập cấu trúc phức tạp nhập dữ liệu chậm nhưng có kỹ thuật gần gũi với do toàn đạc hơn và xử lý và xử lý dạng Vector đòi hỏi dung lượng bộ nhớ ít hơn ở một số dạng xử lý đơn giản hơn. * Quá trình xây dựng bản đồ số. - Tạo dữ liệu : ở đây đòi hỏi dữ liệu chuyển về dạng số. - Xử lý dữ liệu: Trong đó dữ liệu biến đổi thành cấu trúc khác nhau để đáp ứng đòi hỏi chức năng khác nhau. - Tình bày dữ liệu hay thể hiện dữ liệu có sử dụng các ký hiệu máy tính để hiển thị cũng như các phơng tiện sử dụng khác để truyền dữ liệu tới người sử dụng. * Các chi tiết trong bản đồ số. Thao tác nhập dữ liệu. Phân loại dữ liệu. Cấu trúc dữ liệu. Thao tác cấu trúc lại dữ liệu ( Xảy ra khi dữ liệu quá lớn ). Biên tập dữ liệu. Phép biến đổi dữ liệu. Phép chọn dữ liệu: Chọn đơn hoặc chọn nhóm dữ liệu khác nhau Khái quát hoá dữ liệu. Nâng cao dữ liệu. 10. Phân tích dữ liệu. Chương II: Công nghệ thông tin với công tác trắc địa bản đồ 1. Khái quát chung về hệ thống thông tin địa lý (GIS) 1. Khái quát chung Hiện nay, hệ thống thông tin địa lý đã thâm nhập một cách đáng kể vào đa số các nước trên thế giới. Cho đến cuối những năm 70 đã có những đầu tư đáng kể trong việc phát triển áp dụng cách làm bản đồ hay quản lý dữ liệu có sự hỗ trợ của máy tính, trong đó hệ thống thông tin địa lý đóng vai trò chủ yếu và quan trọng công tác trắc địa bản đồ. Việt Nam và các nước trong khu vực cũng đã bắt đầu tiếp cận với hệ thống thông tin này. Nhiều hệ thống phần mềm đang được chúng ta khai thác và phát triển như: ILWIS, IDRISI, DMAP, APC/INFO... a. Lịch sử ra đời của GIS Cùng với sự ra đời và phát triển của công nghệ nhất là công nghệ thông tin, nhu cầu số hoá bản đồ ngày càng cao đặc biệt là những bản đồ chuyên đề đã cung cấp những thông tin hữu ích để khai thác và quản lý tài nguyên. Nhưng sự mô tả định lượng bị ngăn trở rất lớn chẳng những do khối lượng của số liệu mà còn do thiếu những quan trắc định lượng. Ngoài ra, cũng còn thiếu các công cụ quan trọng để mô tả sự biến thiên không gian mang tính chất định lượng. Chỉ từ những năm 1960, với sự có mặt của máy tính, và công nghệ bản đồ số thì việc phân tích không gian và làm bản đồ chuyên đề máy tính định lượng mới có thể giải quyết được một cách nhanh chóng và ngày càng phát triển mạnh mẽ. Các cơ quan địa chính và các nhà quy hoạch đô thị dễ dàng nhận được những thông tin chi tiết về sự phân bố đất đai và các tài nguyên ở các thành phố, thị trấn... Các nhà xây dựng cần thiết kế các tuyến đường với dự đoán giá thành xây dựng... Tất cả cần được ghi lại và điều khiển dưới hình thức bản đồ. Trước khi máy tính được ứng dụng vào làm bản đồ, các thể loại bản đồ đều có chung đặc điểm là cơ sở dữ liệu không gian trên giấy hoặc phim ảnh, thông tin được mã hoá dưới hình thức các điểm đường và diện tích. Bản đồ vẽ bằng tay hoặc thống kê tài nguyên là sự phản ánh tức thời tại một thời điểm, ảnh hàng không cho ta thấy được cảch quan thay đổi do đó có thể theo dõi biến động của đất đai, của các quá trình. Nhưng các sản phẩm của ảnh hàng không vũ trụ không phải là bản đồ mà là các hình ảnh hay số liệu trên các băng từ, số liệu này không phải là các điểm, đường hay diện tích mà chúng là các phần tử đã được mã hoá dưới dạng số liệu là các picel. Những nhà khoa học thường tăng khả năng viễn thám để làm bản đồ, dần dần họ thấy bằng các hình ảnh đặc trưng nhất được tạo ra từ các số liệu viễn thám chỉ có một giá trị thực tế nếu như nó được liên kết với các yếu tố trên mặt đất để định vị các hình, các hình ảnh đó vào một mạng lưới trắc địa thích hợp. Nếu không các thông tin này sẽ không thể liên kết với một vị trí xác định, do đó nhu cầu 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 trắ._.

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docLVV578.doc
Tài liệu liên quan