Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa
Mục lục
Nguyễn Văn Trờng 1 Tin học Trắc địa K47
Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa
Mở đầu
Trong thời đại ngày nay việc áp dụng các tiến bộ của khoa học công nghệ
vào sản xuất là một yêu cầu cấp thiết, nhằm nâng cao năng suất lao động, giảm
sức lao động của con ngời và góp phần tự động hoá quá trình sản xuất. Ngày
nay, công nghệ điện tử-tin học đã và đang đợc ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh
vực của đời sống xã hội nói chung và trong lĩnh vực nghành trắc địa nói riêng.
Trong Trắc Địa các ứng dụng của công nghệ điện tử-tin học cũng đang đợc
sử dụng rộng rãi trong cả công tác ngoại nghiệp lẫn nội nghiệp bằng cách thay
thế dần các công cụ đo vẽ cũ bằng các thiết bị mới với công nghệ tiên tiến nh:
các máy toàn đạc điện tử độ chính xác cao, máy vi tính và các phần mềm tiện
ích, công nghệ GPS .v.v. Các máy móc và phần mềm tiện ích đó đã và đang dần
dần thay thế các loại máy quang học cũ và các phơng pháp đo đạc cổ truyền với
độ chính xác không cao mà năng suất lao động thấp.
Là một sinh viên thuộc nghành Tin học Trắc Địa việc nắm bắt các tiến bộ
của khoa học công nghệ mới vào trong công việc của mình là tối cần thiết. Để
làm quen với công nghệ mới và tạo hành trang cho mai sau ra trờng khỏi bỡ ngỡ
trớc công viêc thực tế, em đã đợc hớng dẫn làm đồ án tốt nghiệp với đề tài là: "
ứng dụng công nghệ tin học thành lập bản đồ trên cơ sở dữ liệu đo
của máy toàn đạc điện tử."
Mục đích của đề tài là nghiên cứu tìm hiểu khuôn dạng dữ liệu đo của một
số máy toàn đạc điện tử đang đợc sử dụng rộng rãi trong thực tế tại Việt Nam
của các hãng sản xuất nh: Lei ca, Nikon, Sokkivà một số phần mềm đồ họa
nh Autocad, Microstation để từ đó thành lập modul xử lý file số liệu ứng dụng
cho công tác thành lập bản đồ địa hình.
Sau một thời gian nghiên cứu, với sự giúp đỡ, hớng dẫn tận tình của thầy
Nguyễn Văn Trờng 2 Tin học Trắc địa K47
Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa
Trên bản đồ địa hình, không đa lên tất cả mọi hình ảnh có trên mặt đất mà
chỉ thể hiện các đối tợng chứa đựng lợng thông tin phụ thuộc vào không gian,
thời gian và mục đích sử dụng.
Tính không gian giới hạn (xác định) khu vực đợc tiến hành đo vẽ và thành
lập bản đồ.
Tính thời gian quy định ghi nhận trên bản đồ địa hình hiện trạng của bề
mặt trái đất tại thời điểm tiến hành đo vẽ.
Mục đích sử dụng chi phối nội dung và độ chính xác của bản đồ. Yếu tố
không gian và mục đích sử dụng có liên quan đến việc lựa chọn tỉ lệ bản đồ.
Các đối tợng địa hình trên bề mặt trái đất đợc đa lên bản đồ thông qua
phép chiếu bản đồ.
Về bản chất bản đồ địa hình nói chung còn đợc định nghĩa: Là một mô
hình đồ họa về mặt đất, cho ta khả năng nhận biết bề mặt đó bằng cái nhìn bao
quát, tổng quát đọc chi tiết hoặc đo đếm chính xác. Dựa vào bản đồ địa hình có
thể nhanh chãng xác đinh tọa độ, độ cao của điểm bất kỳ nào trên mặt đất,
khoảng cách và phơng hớng của hai điểm, chu vi, diện tích, khối lợng của vật,
vùng, cùng hàng loạt các thông số khác.
Nguyễn Văn Trờng 4 Tin học Trắc địa K47
Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa
1.2 Nội dung của tờ bản đồ địa hình
Nội dung bản đồ địa hình bao gồm các yếu tố của là điểm khống chế trắc
địa, địa vật (địa vật định hớng, các điểm dân c , thuỷ hệ, giao thông, lớp phủ vật,
ranh giới.v.v) và dáng đất (địa hình). Tất cả các đối tuợng nói trên đợc thể
hiện trên bản đồ địa hình cần phải đầy đủ, chính xác. Mức độ tỷ mỉ của nội dung
bản đồ phải phù hợp với mục đích sử dụng bản đồ và đặc điểm của khu vực.
1.2.1 Điểm khống chế trắc địa
Các điểm toạ độ và độ cao các cấp phải đợc biểu thị đầy đủ và chính xác
lên bản đồ. Đây là yếu tố dạng điểm cần thể hiện chính xác đến 0.1mm trên bản
đồ.
Dùng các ký hiệu tơng ứng để thể hiện các điểm toạ độ nhà nớc và điểm
4. Mạng lới đờng giao thông
Trên các bản đồ địa hình mạng lới đờng đợc thể hiện tỉ mỉ về khả năng
giao thông và trạng thái của đờng. Mạng lới đờng đợc thể hiện chi tiết hoặc khái
lợc và tuỳ thuộc vào tỷ lệ của bản đồ, cần phải phản ánh đúng mật độ của lới đ-
ờng, hớng và vị trí của các con đờng, chất lợng của chúng.
Khi lựa chọn phải xét đến ý nghĩa của đờng. Phải biểu thị những con đờng
đảm bảo mối liên hệ giữa các điểm dân c với nhau, với các ga xe lửa, các bến
tàu, sân bay
Trên các bản đồ tỷ lệ lớn phải biểu thị tất cả các con đờng nh : đờng sắt,
đờng ô tô, đờng rải nhựa, đờng đất lớn-nhỏ, đờng mòn, chú ý biểu thị vị trí hạ
hoặc nâng cấp đờng, biển chỉ đờng, cầu cống, cột cây số
5. Lớp phủ thực vật
Trên các bản đồ địa hình biểu thị các loại rừng, vờn cây, đồn điền, ruộng,
Nguyễn Văn Trờng 6 Tin học Trắc địa K47
Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa
đồng cỏ, tài nguyên, cát, đất mặn, đầm lầy Ranh giới các khu thực phủ và của
các loại đất đợc biểu thị bằng các đờng nét đứt hoặc dãy các dấu chấm, ở diện
tích bên trong đờng viền thì vẽ các ký hiệu quy ớc đặc trng cho từng loại thực
vật hoặc đất. Ranh giới của các loại thực vật và đất cần đợc thể hiện chính xác
về phơng diện đồ hoạ, thể hiện rõ ràng những chỗ ngoặt có ý nghĩa định hớng.
6. Ranh giới phân chia hành chính - chính trị
Ngoài đờng biên giới quốc gia, còn phải thể hiện ranh giới của các cấp
hành chính. Các đờng ranh giới phân chia hành chính - chính trị đòi hỏi phải thể
hiện rõ ràng, chính xác và theo đúng quy định trong quy phạm.
1.2.3 Dáng đất
Dáng đất trên bản đồ địa hình đợc biểu thị bằng các đờng bình độ. Những
yếu tố dáng đất mà đờng bình độ không thể hiện đợc thì biểu thị bằng các ký
hiệu riêng, ngoài ra trên bản đồ địa hình còn ghi chú độ cao.
1.3 Bản đồ số địa hình
1.3.1 Khái niệm chung
Mỗi yếu tố riêng biệt bao hàm hai loại dữ liệu: dữ liệu định vị và dữ liệu
thuộc tính.
- Dữ liệu định vị cho biết vị trí của các yếu tố trên mặt đất hoặc trên bản
đồ và đôi khi bao gồm cả hình dạng.
- Dữ liệu thuộc tính bao gồm thông tin về các đặc điểm cần có của yếu tố.
(ví dụ thuộc tính của yếu tố điểm có thể là địa danh, tên đờng...). Có hai loại
thuộc tính là thuộc tính định lợng bao gồm kích thớc, diện tích, độ nghiêng;
thuộc tính định tính gồm phân lớp, kiểu, tên, ...
* Thể hiện đối tợng bản đồ số trong File DXF.
Nguyễn Văn Trờng 8 Tin học Trắc địa K47
Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa
- Về phân lớp đối tợng: trong File DXF phân lớp đối tợng đợc thể hiện dới
dạng tên lớp (Layer).
- Về mô tả kiểu đối tợng:
+ Đối tợng kiểu điểm thể hiện dới dạng POINT.
+ Đối tợng kiểu đờng thể hiện dới dạng Line, Polyline.
+ Đối tợng kiểu vùng thể hiện dới dạng Shape.
+ Nhãn và ký tự thể hiện dới dạng Text.
* Thể hiện đối tợng bản đồ số trong file DGN.
- Về phân lớp đối tợng: trong file DGN phân lớp đối tợng đợc thể hiện dới
dạng đối Level, một Level bao gồm chỉ số và tên.
- Về mô tả kiểu đối tợng:
+ Đối tợng kiểu điểm thể hiện dới dạng Cell.
+ Đối tợng kiểu đờng thể hiện dới dạng Line, Line string.
+ Đối tợng kiểu vùng thể hiện dới dạng Complexchain, Shape.
+ Nhãn và ký tự thể hiện dới dạng Text.
Theo đặc điểm, cấu trúc file đồ hoạ, các đối tợng bản đồ cũng đợc phân
biệt ra thành kiểu ký hiệu đối tợng:
- Các ký hiệu kiểu điểm.
- Các ký hiệu kiểu đờng.
pháp cơ bản trong việc đo vẽ thành lập các loại bản đồ địa hình tỷ lệ lớn.
Ưu điểm điển hình là các khâu xử lý số liệu hoàn toàn tự động, khả năng
cập nhật các thông tin cao, đạt hiệu suất kinh tế, tiết kiệm thời gian, độ chính
xác cao và khả năng lu trữ quản lý bản đồ thuận tiện.
Nhợc điểm nằm trong khâu tổ chức quản lý dữ liệu. Tránh các sự cố công
nghệ làm mất hoàn toàn dữ liệu, thời gian thực hiện kéo dài công việc lặp đi lặp
lại dễ nhàm chán và chịu ảnh hởng rất lớn của điều kiện tự nhiên.
Nguyễn Văn Trờng 11 Tin học Trắc địa K47
Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa
Hình 1. Sơ đồ quy trình công nghệ thành lập bản đồ số địa hình bằng phơng pháp
toàn đạc điện tử
1.4.2 Thành lập bản đồ địa hình bằng phơng pháp chụp ảnh
Đối với những khu vực rộng lớn thì việc lập bản đồ địa hình tỷ lệ trung
bình bằng phơng pháp chụp ảnh là u việt nhất. Tuỳ thuộc vào thiết bị kỹ thuật sử
dụng khi chụp và công nghệ xử lý phim ảnh, ngời ta chia ra làm 3 phơng pháp
chính sau:
- Đo vẽ địa hình bằng phơng pháp chụp ảnh mặt đất
- Đo vẽ địa hình bằng phơng pháp chụp ảnh máy bay
Nguyễn Văn Trờng 12 Tin học Trắc địa K47
Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa
- Đo vẽ địa hình bằng ảnh viễn thám
Ngoài các phơng pháp đo chụp nói trên, còn tuỳ thuộc vào phơng pháp đo vẽ
địa hình đợc lựa chọn khác nh: phơng pháp phối hợp, đo vẽ lập thể, mô hình số
(trạm photomod...)
Nhợc điểm khi áp dụng phơng pháp chụp ảnh thờng thấy trong khâu đoán
đọc điều vẽ ảnh là các đối tợng bị che khuất và độ chính xác bản đồ không cao.
1.4.3 Thành lập bản đồ địa hình bằng phơng pháp biên tập trên cơ
sở các bản đồ có tỷ lệ lớn hơn
Thực chất của phơng pháp biên tập từ bản đồ có tỷ lệ lớn hơn là số hoá
bản đồ giấy có sẵn đợc quét bằng máy quét ảnh. Bản đồ sau khi quét có dữ liệu
1.4.4.2 Đo vẽ chi tiết
Sử dụng các máy toàn đạc điện tử để đo vẽ chi tiết bằng phơng pháp toàn
đạc. Các điểm địa hình, địa vật đợc mô tả bằng toạ độ cực (góc bằng, cạnh
nghiêng và góc đứng) hoặc bằng toạ độ vuông góc (XYH).
1.4.4.3 Thu thập dữ liệu
Dữ liệu đợc tự động ghi trong bộ nhớ của máy toàn đạc điện tử hoặc dới
dạng sổ đo điện tử từ đó tạo ra các file dữ liệu mang các thông tin cần thiết cho
việc thành lập bản đồ trong đó chứa đựng các chỉ thị, vị trí không gian, mã nhận
dạng và phân loại từng đối tợng...
Số liệu từ văn bản đa vào máy tính thông qua bàn phím, hoặc các menu
màn hình là các thông tin thuộc tính thu thập trực tiếp theo thực tế : loại đất,
thực vật, địa danh, dáng địa hình, thống kê, chủ sở hữu.....
1.4.4.4 Xử lý dữ liệu
Sử dụng các phần mềm trắc địa để thực hiện các thao tác thành lập bản
đồ, sửa chữa các lỗi, thay đổi cấu trúc, tạo ra các cấu trúc mới để đa và hiện lên
màn hình đồ họa.
Các dữ liệu đó đợc biểu diễn dới dạng các ký hiệu, đờng nét và mã hoá thành dạng
vector lên màn hình thông qua các phần mềm đồ họa. Từ đó thực hiện công tác biên tập, sửa
chữa,... để in bản đồ giấy.
Nội dung biểu diễn bao gồm các dữ liệu không gian, dữ liệu thuộc tính, dáng địa hình
và các ký hiệu mang thông tin thuộc tính đợc liên kết với nhau để biểu thị theo quy định của
hệ thống ký hiệu bản đồ địa hình do Bộ Tài nguyên và Môi trờng ban hành.
Nguyễn Văn Trờng 15 Tin học Trắc địa K47
Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa
1.4.4.5 In, kiểm tra, đối soát và bổ sung thực địa
Công đoạn này đợc thực hiện sau khi đã có bản đồ giấy với dữ liệu thô
(cha biên tập). Bản đồ giấy đợc mang ra thực địa để đối soát và bổ xung những
đối tợng còn thiếu, dáng địa hình cha đúng... và hoàn chỉnh các thông tin cần
thiết.
1.4.4.6 Biên tập và hoàn thiện bản đồ
ợng hiệu chỉnh khoảng cách do các yếu tố khí tợng, hiệu chỉnh do chiết quang
và độ cong trái đất, tính chênh cao giữa 2 điểm theo công thức của đo cao lợng
giác. Tính toạ độ của các điểm theo chiều dài cạnh và phơng vị, từ các đại lợng
toạ độ đã tính đợc đem áp dụng để giải các bài toán nh giao hội, tính diện tích,
khối lợng, đo gián tiếp ... vv. Ngoài ra bộ chơng trình còn cho phép kết nối và
trao đổi dữ liệu với máy tính điện tử.
Kết hợp 3 khối trên với nhau thu đợc một máy toàn đạc điện tử đa chức
năng có thể đo đạc, tính toán các đại lợng cần thiết và cho kết quả tin cậy với
hầu hết các bài toán trắc địa thông thờng.
2.1.2 Máy toàn đạc điện tử của hãng Leica - TC 305
2.1.2.1 Các thông số kỹ thuật của máy
Hình 2. Hình ảnh máy TC - 305
Độ chính xác đo góc : m
= 5
Độ chính xác đo cạnh : m
D
= 2mm+2mm/km
Độ phóng đại ống kính : V
x
= 30
x
Nguyễn Văn Trờng 18 Tin học Trắc địa K47
Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa
2.1.2.2 Truyền số liệu
a. Thiết lập các thông số
Hình 2. Menu đặt chế độ truyền dữ liệu
Để trao đổi dữ liệu giữa máy tính PC và máy đo, cần thiết đặt các thông
: Lựa chọn các thông số cụ thể.
<SEND> : Truyền dữ liệu theo cổng giao diện.
Jop : Lựa chọn Jop để truyền.
Data : Chọn kiểu dữ liệu truyền. Có thể truyền các điểm toạ độ hay
các số đo một cách riêng lẻ.
Format : Lựa chọn định dạng dữ liệu. Các định dạng có thể lựa chọn
phụ thuộc vào các Format đã nạp vào máy. Các định dạng mới có thể đợc nạp
vào khi sử dụng chơng trình Leica Survey Office (mục Data Exchange Manager).
2.1.2.3 Khuôn dạng dữ liệu
Định dạng chuẩn của Leica là *.gsi và *.idx có cấu trúc sau:
Khuôn dạng dữ liệu sau khi đã chuyền sang máy tính có khuôn dạng toạ
Nguyễn Văn Trờng 20 Tin học Trắc địa K47
DATA DOWNLOAD
Jop : Prọect_04B
Data: Coord
Format: APA
Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa
độ cực có dạng nh sau:
a. Khuôn dạng file *.gsi :
110001+000T-191 21.024+00000050 22.024+08928020 31...0+00756860 51....+0014+030
87...0+00001300 88...0+00001553
110002+000000B7 21.024+18537530 22.024+09001280 31...0+00802517 51....+0014+030
87...0+00001300 88...0+00001553
110003+000000B7 21.024+00538020 22.024+26958230 31...0+00802522 51....+0014+030
87...0+00001300 88...0+00001553
110004+000000B7 21.024+18537590 22.024+09001220 31...0+00802519 51....+0014+030
87...0+00001300 88...0+00001553
110005+000000B7 21.024+00537550 22.024+26958330 31...0+00802520 51....+0014+030
87...0+00001300 88...0+00001553
110006+00000001 21.024+09016350 22.024+08946170 31...0+00383384 51....+0014+030
87...0+00002100 88...0+00001553
110022+00000017 21.024+07226450 22.024+08958200 31...0+00269085 51....+0014+030
87...0+00002100 88...0+00001553
110023+00000018 21.024+34150060 22.024+09005200 31...0+00410471 51....+0014+030
87...0+00002100 88...0+00001553
110024+00000019 21.024+13457450 22.024+08951390 31...0+00508698 51....+0014+030
87...0+00002100 88...0+00001553
Nguyễn Văn Trờng 21 Tin học Trắc địa K47
Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa
b. Khuôn dạng file *.idx :
200006,"T-191", 0.017833, 756.826960, 7.328048, "",
10-07-2004/07:18:32.0 , MEAS;
200007,"B7", -78.751666, -798.643712, -0.045345, "",
10-07-2004/07:22:21.0 , MEAS;
200008,"B7", -78.785717, -798.644964, -0.081426, "",
10-07-2004/07:24:06.0 , MEAS;
200009,"B7", -78.772533, -798.643971, -0.023937, "",
10-07-2004/07:25:57.0 , MEAS;
200010,"B7", -78.758768, -798.645927, -0.039249, "",
10-07-2004/07:27:41.0 , MEAS;
200011,"1", 383.375990, -1.850079, 0.992906, "", 10-07-2004/07:36:12.0 ,
MEAS;
200012,"2", 382.502336, -38.130850, 0.954364, "",
10-07-2004/07:37:16.0 , MEAS;
200013,"3", 383.596424, -84.307226, 0.998254, "",
10-07-2004/07:38:37.0 , MEAS;
200014,"4", -198.370236, 267.157545, -1.227040, "",
10-07-2004/07:41:51.0 , MEAS;
200015,"5", -188.865100, 293.626661, -1.227845, "",
10-07-2004/07:44:05.0 , MEAS;
2.1.3 Máy toàn đạc điện tử của hãng Nikon
2.1.3.1 Các thông số kỹ thuật của máy
Hình 2. Hình dạng máy của hãng Nikon - DTM330
Độ chính xác đo góc của máy: m
= 5
Độ chính xác đo cạnh của máy: (3+2ppm x D)mm
Khoảng cách đo xa nhất bằng gơng đơn: 2400m
2.1.3.2 Thiết lập dữ liệu cho bản đồ địa hình
Tại một trạm máy, nhập toạ độ các điểm trạm đo và điểm định hớng vào
máy bằng các phím chức năng hiển thị trên màn hình của máy đo. Hình ảnh hiển
thị các thông số cần thiết trong quá trình đo nh sau:
Hình 2. Các thông số đo
ấn phím MSR hoặc TRK để đo tới các điểm tiếp theo. Nếu muốn ghi lại
dữ liệu đã đo ấn REC màn hình hiển thị thông báo nhập chiều cao gơng, mã địa
Nguyễn Văn Trờng 23 Tin học Trắc địa K47
HA: 142
0
29 30
VA: 4
0
44 56
Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa
vật điểm đo, sau đó ấn ENT.
Hình 2. Đặt mã điểm địa vật
2.1.3.3 Trút dữ liệu
Từ màn hình cơ bản ấn phím Menu màn hình hiển thị :
Để lựa chọn nội dung truyền dữ liệu, chúng ta chọn 5: Comm khi đó
màn hình hiển thị nh sau:
Nếu có ta ấn ENT, màn hình hiển thị :
Hình 2. Xoá dữ liệu trong máy đo
Nguyễn Văn Trờng 25 Tin học Trắc địa K47
Please conect
RS 232C Cable
Job =KHAOSAT
SENDING
Complete
Delete Job?
Delete Job
KHAOSAT
Are you sure?
Copyright: Tài liệu đại học ©