Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

Nguy
ễn V
ă
n Tr
ư
ờng

1

Tin h
ọc Trắc
đ
ịa K47
Đề tài:
“Ứng dụng công nghệ thông tin thành lập
bản đồ trên cơ sở dữ liệu đo của máy toàn
đạc điện tử”
Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

Nguy
ễn V
ă
n Tr

1.4.4 Quy trình thành lập bản đồ số địa hình 16
CHƯƠNG 2 THÀNH LẬP BẢN ĐỒ SỐ ĐỊA HÌNH TỪ DỮ LIỆU ĐO CỦA
CÁC MÁY TOÀN ĐẠC ĐIỆN TỬ 20
2.1 Máy toàn đạc điện tử 20
2.1.1 Giới thiệu chung 20
2.1.2 Máy toàn đạc điện tử của hãng Leica - TC 305 21
2.1.3 Máy toàn đạc điện tử của hãng Nikon 27
2.2 Thành lập BDDH từ số liệu đo của máy toàn đạc điện tử 31
Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

Nguy
ễn V
ă
n Tr
ư
ờng

3

Tin h
ọc Trắc
đ
ịa K472.2.1 Quy trình thành lập bản đồ số địa hình từ dữ liệu máy toàn đạc điện
tử. 31
2.2.2 Cấu trúc dữ liệu và sơ đồ thuật toán của các máy toàn đạc điện tử 32
CHƯƠNG 3 NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH VISUAL BASIC 6.0 40
3.1 Giới thiệu chung 40


Tin h
ọc Trắc
đ
ịa K47MỞ 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 người và góp phần tự động hoá quá trình sản xuất.
Ngày nay, công nghệ điện tử-tin học đã và đang được 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
được 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 như: 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 phương
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 trường khỏi
bỡ ngỡ trước công viêc thực tế, em đã được hướng 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 được sử dụng rộng rãi trong thực tế tại Việt
Nam của các hãng sản xuất như: Lei ca, Nikon, Sokki…và một số phần mềm

Đồ án tốt nghiệp này được hoàn thành tại trường đại học Mỏ -Địa chất.
Có được kết quả này em một lần nữa chân thành cảm ơn thầy giáo TS Đinh
Công Hoà là người đã trực tiếp hướng dẫn, đưa ra những gợi ý có giá trị về
mặt khoa học và thực tiễn sản xuất, giúp em hoàn thành bản đồ án và em xin
gửi lời cảm ơn tới các thầy cô trong bộ môn đã giúp đỡ em trong suốt thời
gian em học tập tại trường cũng như trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp.
Trong quá trình làm đồ án, mặc dù đã rất cố gắng nhưng lượng kiến thức còn
hạn hẹp nên bản đồ án còn nhiều sai sót rất mong các thầy cô và bạn bè thông cảm
và góp ý.

Em xin chân thành cảm ơn.
Sinh viên thực hiện
Nguyễn văn Trường
Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

Nguy
ễn V
ă
n Tr
ư
ờng

6

Tin h
ọc Trắc
đ
ịa K47
n Tr
ư
ờng

7

Tin h
ọc Trắc
đ
ịa K47đất, khoảng cách và phương hướng của hai điểm, chu vi, diện tích, khối lượng
của vật, vùng, cùng hàng loạt các thông số khác.

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 hướng, các điểm dân cư , thuỷ hệ, giao thông, lớp
phủ vật, ranh giới.v.v…) và dáng đất (địa hình). Tất cả các đối tuợng nói trên
được 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 được 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 tương ứng để thể hiện các điểm toạ độ nhà nước và
điểm toạ độ cơ sở. Đối với bản đồ địa hình tỷ lệ lớn, có thể hiển thị các điểm
khống chế đo vẽ. Thông thường các điểm khống chế được ghi chú số hiệu và
độ cao của chúng.

giữ được đặc trưng về quy hoạch, cấu trúc.
Trên các bản đồ tỷ lệ lớn thì sự biểu thị các điểm dân cư càng tỉ mỉ, phạm vi dân
cư phải biểu thị khép kín bằng các ký hiệu tương ứng, nhà trong vùng dân cư phải biểu
thị tính chất (chịu lửa, kém chịu lửa), quy mô (lớn, nhỏ, số tầng).
Các công trình công cộng phải biểu thị tính chất kinh tế, xã hội, văn hoá
của chúng như nhà máy, trụ sở uỷ ban, bưu điện…
3. Thuỷ hệ và các công trình phụ thuộc
Các yếu tố thuỷ hệ được biểu thị tỉ mỉ, trên bản đồ địa hình biểu thị các
đường bờ biển, bờ hồ, sông, ngòi, mương, kênh, rạch,…Các đường bờ nước
được thể hiện trên bản đồ theo đúng đặc điểm của từng kiểu đường bờ. Đồng
thời còn phải thể hiện các thiết bị phụ thuộc thuỷ hệ như các bến cảng, trạm
thuỷ điện, đập…
Sự biểu thị các yếu tố thuỷ hệ còn được bổ sung bằng các đặc trưng
chất lượng như độ mặn của nước, độ sâu và rộng của sông, tốc độ dòng
chảy…
4. Mạng lưới đường giao thông
Trên các bản đồ địa hình mạng lưới đường được thể hiện tỉ mỉ về khả
năng giao thông và trạng thái của đường. Mạng lưới đường được thể hiện chi
tiết hoặc khái lược và tuỳ thuộc vào tỷ lệ của bản đồ, cần phải phản ánh đúng
Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

Nguy
ễn V
ă
n Tr
ư
ờng

9



Nguy
ễn V
ă
n Tr
ư
ờng

10

Tin h
ọc Trắc
đ
ịa K471.3 Bản đồ số địa hình
1.3.1 Khái niệm chung
Bản đồ số là loại bản đồ trong đó các thông tin về mặt đất như toạ độ, độ
cao của các điểm chi tiết, của địa vật, địa hình được biểu diễn bằng số và bằng
thuật toán, có thể xử lý chúng để giải quyết nhiệm vụ kỹ thuật.
- Bản đồ số là sản phẩm bản đồ được biên tập, thiết kế, lưu trữ và hiển thị
trong hệ thống máy vi tính và các thiết bị điện tử.
- Bản đồ số là một tập hợp có tổ chức các dữ liệu bản đồ trên những thiết
bị có khả năng đọc bằng máy tính và được thể hiện dưới dạng hình ảnh bản
đồ.
1.3.2 Những đặc điểm cơ bản của bản đồ số địa hình
- Bản đồ số chứa đựng thông tin không gian, được quy chiếu về mặt
phẳng và được thiết kế theo các tiêu chuẩn của bản đồ học như độ chính xác
toán học, mức độ đầy đủ về nội dung theo tỷ lệ, sử dụng các phương pháp ký

1.3.3 Các đối tượng của bản đồ số
Dưới dạng bản đồ số, các đối tượng của bản đồ được phân biệt ra làm
ba kiểu: kiểu điểm, kiểu đường, kiểu vùng, ngoài ra còn có thành phần ký tự
để thể hiện nhãn hoặc ghi chú thuyết minh, lưu trong các file đồ hoạ như DXF,
DGN.
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 đường ). Có hai
loại thuộc tính là thuộc tính định lượng bao gồm kích thước, diện tích, độ
nghiêng; thuộc tính định tính gồm phân lớp, kiểu, tên,
* Thể hiện đối tượng bản đồ số trong File DXF.
- Về phân lớp đối tượng: trong File DXF phân lớp đối tượng được thể
hiện dưới dạng tên lớp (Layer).
- Về mô tả kiểu đối tượng:
+ Đối tượng kiểu điểm thể hiện dưới dạng POINT.
+ Đối tượng kiểu đường thể hiện dưới dạng Line, Polyline.
+ Đối tượng kiểu vùng thể hiện dưới dạng Shape.
+ Nhãn và ký tự thể hiện dưới dạng Text.
* Thể hiện đối tượng bản đồ số trong file DGN.
Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

Nguy
ễn V
ă
n Tr
ư
ờng

- Thành lập bản đồ địa hình bằng phương pháp biên tập trên cơ sở các
bản đồ có tỷ lệ lớn hơn.
Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

Nguy
ễn V
ă
n Tr
ư
ờng

13

Tin h
ọc Trắc
đ
ịa K47
Hình 1.1 Các phương pháp thành lập bản đồ địa hình 1.4.1 Thành lập bản đồ địa hình bằng phương pháp đo vẽ trực tiếp
1.5.1.1 Phương pháp toàn đạc kinh vĩ
Đây là phương pháp truyền thống. Máy đo là các dạng máy kinh vĩ
thông thường như : Theo - 020, 010A, Delta - 020 Số liệu thu được thông
qua việc đọc số trên bàn độ của máy và vạch khắc trên mia.
Ưu điểm của phương pháp này được phát huy khi diện tích khu đo nhỏ,
địa hình bằng phẳng đơn giản và ít bị địa vật che khuất.

lặp đi lặp lại dễ nhàm chán và chịu ảnh hưởng rất lớn của điều kiện tự nhiên.
Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

Nguy
ễn V
ă
n Tr
ư
ờng

15

Tin h
ọc Trắc
đ
ịa K47
Hình 1.2 Sơ đồ quy trình công nghệ thành lập bản đồ số địa hình bằng phương pháp
toàn đạc điện tử
1.4.2 Thành lập bản đồ địa hình bằng phương pháp chụp ảnh
Đối với những khu vực rộng lớn thì việc lập bản đồ địa hình tỷ lệ trung
bình bằng phương pháp chụp ảnh là ưu việt nhất. Tuỳ thuộc vào thiết bị kỹ
thuật sử dụng khi chụp và công nghệ xử lý phim ảnh, người ta chia ra làm 3
phương pháp chính sau:
- Đo vẽ địa hình bằng phương pháp chụp ảnh mặt đất
Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

Nguy

Ưu điểm của phương pháp này là dùng để thành lập các loại bản đồ
chuyên đề như: bản đồ quy hoạch, điều tra dân số và các lĩnh vực kinh tế -
xã hội khác.
Nhược điểm của phương pháp này là độ chính xác bản đồ thấp, có nhiều
nguồn sai số và giá trị sử dụng phần lớn mang tính chất biểu thị.
1.4.4 Quy trình thành lập bản đồ số địa hình
Việc thành lập bản đồ số có sự trợ giúp của máy tính được dựa trên cơ sở
các phương pháp thành lập bản đồ truyền thống. Các công đoạn được cụ thể
hóa theo quy trình sau:
Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

Nguy
ễn V
ă
n Tr
ư
ờng

17

Tin h
ọc Trắc
đ
ịa K47
Hình 1.3 Sơ đồ quy trình thành lập bản đồ số địa hình
1.4.4.1 Thu thập tư liệu trắc địa
- Xác định khối lượng sản phẩm, ranh giới khu đo, mục đích sử dụng của bản đồ.

toàn đạc. Các điểm địa hình, địa vật được 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 được tự động ghi trong bộ nhớ của máy toàn đạc điện tử hoặc
dưới 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 tượng
Số liệu từ văn bản đưa 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 đưa và hiện
lên màn hình đồ họa.
Các dữ liệu đó được biểu diễn dưới dạng các ký hiệu, đường 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
Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

Nguy
ễn V
ă
n Tr
ư
ờng

19

Tin h

ờng

20

Tin h
ọc Trắc
đ
ịa K47Ch¬ng 2
THÀNH LẬP BẢN ĐỒ SỐ ĐỊA HÌNH TỪ DỮ LIỆU ĐO CỦA
CÁC MÁY TOÀN ĐẠC ĐIỆN TỬ
2.1 Máy toàn đạc điện tử
2.1.1 Giới thiệu chung
Máy toàn đạc điện tử (Total Station) hiện đang được sử dụng rộng rãi
trên thế giới và ở nước ta. Cấu tạo một máy toàn đạc điện tử bao gồm 3 khối chính:
Máy toàn đạc điện tử gồm 3 khối chức năng:

Hình 2.1 Sơ đồ tổng quát máy toàn đạn điện tử
Khối 1: Bộ đo xa điện quang (Electronic Distance Meter viết tắt EDM)
là khối đo xa điện tử. Kết quả đo được hiển thị trên màn hình tinh thể lỏng LCD.
Khối 2: Khối kinh vĩ số (Digital Theodolite viết tắt DT) có cấu tạo
tương tự như máy kinh vĩ cổ điển, điểm khác nhau cơ bản là khi thực hiện đo
góc không phải thực hiện các thao tác thông thường như chập vạch, đọc số
trên thang số mà số đọc tự động hiển thị trực tiếp trên màn hình của máy nhờ
một trong hai phương pháp mã hoá bàn độ và phương pháp xung.
Khối 3: Trong khối này cài đặt các chương trình tiện ích để xử lý một
số bài toán trắc địa như cải chính khoảng cách nghiêng về khoảng cách bằng,
Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa


=  5”
Độ chính xác đo cạnh : m
D
= 2mm+2mm/km
Độ phóng đại ống kính : V
x
= 30
x
Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa

Nguy
ễn V
ă
n Tr
ư
ờng

22

Tin h
ọc Trắc
đ
ịa K472.1.2.2 Truyền số liệu
a. Thiết lập các thông số
ễn V
ă
n Tr
ư
ờng

23

Tin h
ọc Trắc
đ
ịa K47feed CR Carriage Return
Stopbits: Tuỳ thuộc vào việc đặt cho số bit dữ liệu (Databits) và kiểm tra
chẵn lẻ (Parity) mà số bit dừng có thể là 0, 1 hay 2.
b. Chọn chức năng truyền dữ liệu
Để truyền số liệu từ máy toàn đạc điện tử TC sang máy tính ta có thể
dùng chương trình có tên là Leica Survey Office. Khi truyền dữ liệu thì với
máy toàn đạc điện tử TC, vào mục Data Dowloand, mục này cho phép truyền
dữ liệu đo theo cổng giao diện nối tiếp với thiết bị nhận (máy tính). Sử dụng
cách truyền này cho phép truyền dữ liệu không có kiểm tra trong quá trình truyền.

Hình 2.4 Menu truyền dữ liệu
  : Lựa chọn các thông số cụ thể.
<SEND> : Truyền dữ liệu theo cổng giao diện.

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 độ cực có dạng như 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
110007+00000002 21.024+09541340 22.024+08946400 31 0+00384401 51 +0014+030
87 0+00002100 88 0+00001553
110008+00000003 21.024+10223440 22.024+08946340 31 0+00392755 51 +0014+030
87 0+00002100 88 0+00001553
110009+00000004 21.024+32324190 22.024+09007060 31 0+00332753 51 +0014+030
87 0+00002100 88 0+00001553
110010+00000005 21.024+32715010 22.024+09006470 31 0+00349123 51 +0014+030
87 0+00002100 88 0+00001553
110011+00000006 21.024+33146420 22.024+09005170 31 0+00373088 51 +0014+030
87 0+00002100 88 0+00001553
110012+00000007 21.024+19702260 22.024+09002400 31 0+00777074 51 +0014+030
87 0+00002100 88 0+00001553
110013+00000008 21.024+11105170 22.024+08951110 31 0+00405832 51 +0014+030

đ
ịa K47110022+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