1
Mục lục
Mục lục 1
MỞ ĐẦU 2
Chương 1: Tìm hiểu về bản đồ số và công nghệ GIS 4
1.1. Bản đồ số 4
1.2. Công nghệ GIS 8
Chương 2: Tìm hiểu về cấu trúc dữ liệu, xây dựng quy trình chuyển dữ liệu và
chuẩn hóa dữ liệu từ MicroStation sang Arcgis 12
2.1. Cấu trúc dữ liệu MicroStation và Arcgis 12
2.2. Các công cụ chuyển đổi dữ liệu 17
2.3. Xây dựng quy trình chuyển đổi 22
Chương 3: Xây dựng bản đồ 3D trên Arcgis 32
3.1. Khái quát về 3D 32
3.2. Biên tập bản đồ 3D 33
KẾT LUẬN 52
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 52
2
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đồ án
Ngày nay, các cơ sở dữ liệu phục vụ cho việc thành lập bản đồ thường
được lưu trữ ở định dạng MicroStation. Cùng với sự phát triển của khoa học
công nghệ, hệ thống các phần mềm GIS cung cấp đầy đủ các tính năng, công cụ
cho việc quản lý, truy vấn, phân tích bản đồ một cách hiệu quả hơn. Vì vậy, nhu
cầu chuyển dữ liệu từ định dạng MicroStation sang Arcgis thực sự cấp thiết.
Các phần mềm GIS thông thường như: Mapinfor, Arcgis cũng có những
công cụ để chuyển đổi dữ liệu. Tuy nhiên, quá trình chuyển đổi vẫn còn nhiều
hạn chế. FME là một phần mềm dùng để chuyển đổi dữ liệu hiệu quả nhưng vẫn
chưa được sử dụng nhiều ở Việt Nam. Vì vậy, việc nghiên cứu, tìm hiểu sử dụng
FME trong việc chuyển đổi dữ liệu sẽ giúp sử dụng hiệu quả các nguồn dữ liệu.
Cùng với sự phát triển của công nghệ làm bản đồ, bản đồ 3D ra đời và

rất cố gắng, song do kinh nghiệm còn ít khó tránh khỏi những thiếu sót, em rất
mong nhận được sự chỉ bảo, đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo và các bạn
học viên để đồ án của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!!!
4
Chương 1: Tìm hiểu về bản đồ số và công nghệ GIS
1.1. Bản đồ số
1.1.1. Khái niệm
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…). Ta
chỉ có thể nhìn thấy hình ảnh của nó (dạng tương tự) khi nó được in ra trên
giấy, hay thể hiện trên trên các phương tiện hiển thị khác nhau như màn hình
máy tính, mạng máy tính… khi in ra giấy (hoặc vật liệu phẳng), ta được bản đồ
truyền thống; 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.
1.1.2. Đặc điểm chính
Bản đồ số trước hết là bản đồ, có đầy đủ các đặc điểm đặc trưng của bản
đồ truyền thống, như:
- Bản đồ là hình ảnh thu nhỏ của một phần hay toàn bộ bề mặt Trái đất,
trên cơ sở toán học xác định, bao gồm: tỷ lệ, phép chiếu, bố cục bản đồ và sai
số biến dạng của bản đồ tùy theo phép chiếu được lựa chọn.
- Các đối tượng và hiện tượng (nội dung bản đồ) được biểu thị theo một
phương pháp lựa chọn và khái quát nhất định (tổng quát hoá bản đồ).
- Các đối tượng và hiện tượng được biểu thị bằng ngôn ngữ bản đồ.

Trên hình vẽ 1 là một thể hiện bản đồ đất. mỗi vùng được đánh dấu bằng
các ô theo các giá trị khác nhau. Ta có được một lưới các ô có giá trị khác nhau.
Nếu gán nước giá trị 1, rừng = 2, đất nông nghiệp = 3 ta sẽ có một mảng
số liệu từ các giá trị 1,2,3 (hình 1):
6
Hình 1.1 : Biểu diễn raster dữ liệu theo lưới điểm
Hình 1.2: Biểu diễn raster dữ liệu theo cấu trúc ô chữ nhật phân cấp
Hình 1.3. Chồng xếp các lớp thông tin của dữ liệu raster
Cấu trúc vector:
Vector là đại lượng biến thiên có độ lớn và có hướng, và có thể phân tích
ra thành các hợp phần.
Cấu trúc vector mô tả vị trí của các đối tượng trong không gian bằng tọa
độ cùng kết cấu hình học gồm đường nét, cạnh, mặt, và quan hệ giữa chúng.
Điểm dùng cho tất cả các đối tượng không gian mà được biểu diễn như
một cặp toạ độ (X,Y). Ngoài giá trị toạ độ (X,Y), điểm còn thể hiện kiểu điểm,
màu, hình dạng và dữ liệu thuộc tính đi kèm. Do đó trên bản đồ điểm có thể
được biểu hiện bằng ký hiệu hoặc text.
7

Hình 1.4: Zero chiều: - Điểm - của đối tượng bản đồ
Đường dùng để biểu diễn tất cả các thực thể có dạng tuyến, đựơc tạo nên
từ hai hoặc hơn cặp toạ độ (X,Y). Ngoài toạ độ, đường còn có thể bao hàm cả
góc quay tại đầu mút.
Hình 1.5: Một chiều - Đường - của các đối tượng bản đồ
Vùng là một đối tượng hình học 2 chiều. Vùng có thể là một đa giác đơn
giản hay hợp của nhiều đa giác đơn giản.
So sánh cấu trúc raster và vertor:
Ưu điểm chủ yếu của cấu trúc raster là cho phép thực hiện nhanh, gần
như tự động quá trình nhập dữ liệu bằng máy quét (scaner). Cấu trúc số liệu
đơn giản. Chồng ghép dễ dàng. Công nghệ đơn giản rẻ tiền, dễ phát triển.

nếu không có con người tham gia quản lý hệ thống và phát triển những ứng
dụng GIS trong thực tế. Người sử dụng GIS là những chuyên gia kỹ thuật,
người thiết kế và duy trì hệ thống hoặc những người dùng GIS để giải quyết
các nhiệm vụ nghiên cứu, thực hiện các các mục tiêu nghiên cứu của họ.
Phần cứng: Về cơ bản, hệ thống thiết bị phần cứng của một hệ GIS bao
gồm các phần chính là: bộ xứ lý trung tâm (CPU); các thiết bị đầu vào như bàn
số hoá, máy quét, các thiết bị thu nhận thông tin điện tử; các thiết bị lưu trữ,
hiển thị như thiết bị ghi ngoài, màn hình, máy vẽ Phần cứng của hệ thống
thông tin địa lý được xem như là phần cố định mà bằng mắt thường ta có thể dễ
dàng thấy được. Các thiết bị này cũng hết sức đa dạng về kích cỡ, kiểu dáng,
tốc độ và độ phân giải do các hãng khác nhau sản xuất, chúng được kết nối với
máy tính để thực hiện việc nhập và xuất dữ liệu.
Phần mềm: phần mềm GIS rất đa dạng và phong phú do các hãng khác
nhau sản xuất. Các phần mềm GIS có thể giống nhau ở chức năng song khác về
tên gọi, hệ điều hành hay môi trường hoạt động, giao diện, khuôn dạng dữ liệu
không gian và hệ quản trị cơ sở dữ liệu. Theo thời gian, phần mềm GIS đã phát
triển ngày càng thân thiện với người dùng, toàn diện về chức năng và có khả
năng quản lý dữ liệu rất hiệu quả. Tuy nhiên, do sự tăng mạnh số người bán
cũng như năng lực của GIS đã khiến cho sự lựa chọn phần mềm GIS trở thành
một quyết định không đơn giản để lựa chọn phần mềm một cách hợp lý.
10
Cơ sở dữ liệu: Phần dữ liệu GIS bao gồm dữ liệu không gian và thuộc
tính (phi không gian). Dữ liệu không gian là dữ liệu về vị trí của các đối tượng
trên mặt đất theo một hệ quy chiếu xác định. Nó có thể được biểu diễn dưới
dạng các ô lưới hay các cặp tọa độ hoặc cả hai, tuỳ thuộc vào khả năng của
từng phần mềm cụ thể. Dữ liệu phi không gian là dữ liệu thuộc tính hay dữ
liệu mô tả các đối tượng địa lý. Dữ liệu thuộc tính thường được trình bày dưới
dạng bảng. Sự kết nối giữa dữ liệu không gian và dữ liệu phi không gian trong
GIS là cơ sở để xác định chính xác các đối tượng địa lý và thực hiện phân tích
tổng hợp GIS.

thống. Các thành phần này có quan hệ mật thiết, gắn bó, hỗ trợ với nhau thành
một thể thống nhất bảo đảm cho hệ thống hoạt động một cách nhịp nhàng, đạt
hiệu quả cao về mặt khoa học, công nghệ và kinh tế. Một hệ thống GIS hoàn
chỉnh sẽ mang lại những chức năng cần thiết và quan trọng cho người sử dụng.
Khi đó, việc khai thác và sử dụng những chức năng này sẽ đem lại hiệu quả
công việc cao cho người dùng.
Với những thành phần như trên, GIS có thể và phải đảm đương các chức
năng sau: thu thập dữ liệu, lưu trữ dữ liệu, quản lý dữ liệu, phân tích dữ liệu,
hiển thị dữ liệu và kết xuất dữ liệu.
Bản thân GIS không phải là một hệ thống lập bản đồ tự động nhưng với
GIS ta không chỉ có thể nhập, lưu trữ và phân tích bản đồ mà còn có thể tạo ra
được các bản đồ để trình bày và phục vụ quá trình ra quyết định và hoạch
định chính sách về tài nguyên và môi trường. 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. Một bản đồ hay một bản
báo cáo được thiết kế chuẩn giúp chúng ta có được một ấn tượng tốt về kết quả
của dự án. Ngoài ra, nó còn làm tăng độ tin cậy và dễ tiếp thu các kết quả của
các công trình nghiên cứu với sự trợ giúp của GIS.
1.2.5. Cơ sở dữ liệu của GIS
Cấu trúc dữ liệu đề cập đến cách thức tổ chức các file dữ liệu trong một
cơ sở dữ liệu. 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. Tất cả các
GIS đương thời đều kết hợp chặt chẽ với hệ quản trị cơ sở dữ liệu.
Một cơ sở dữ liệu GIS hoàn chỉnh bao gồm: cơ sở dữ liệu không gian
và cơ sở dữ liệu thuộc tính. 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

một cách dễ dàng trong MicroStation. Ngoài ra các file dữ liệu của các bản đồ
cùng loại được tạo dựa trên nền một file chuẩn (seed file) được định nghĩa đầy
đủ các thông số toán học bản đồ, hệ đơn vị đo được tính theo giá trị thật ngoài
thực địa làm tăng giá trị chính xác và thống nhất giữa các file bản đồ.
Trong việc số hoá và biên tập các đối tượng bản đồ dựa trên cơ sở các bản
đồ đã được thành lập trước đây (trên giấy, diamat ), các phần mềm được sử
dụng chủ yếu bao gồm: MicroStation, I/GEOVEC, MSFC, MRFCLEAN,
MRFFLAG, IPLOT.
Sau đây sẽ là các khái niệm và các ứng dụng cụ thể của từng phần mềm
trong các công đoạn số hoá và biên tập bản đồ.
MicroStation
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. MicroStationconf được sử dụng để làm nền cho các ứng dụng
khác như Geovec, Irasb, MSFC, Mrfclean, Mrfflag chạy trên đó.
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
họa từ các phần mềm khác qua các file (.dxf) hoặc (.dwg).
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 Irasbvà MicroStation được thể hiện trên cùng màn hình nhưng nó
hoàn toàn độc lập với nhau. Nghĩa là việc thay đổi dữ liệu phần này không ảnh
hưởng đến dữ liệu 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
14
raster từ toạ độ hàng cột của các pixcel về tọa độ thực của bản đồ.
Geovec

IPLOT gồm có Iplot Client và Iplot Server được thiết kế riêng cho việc in
ấn các tệp tin .dgn của MicroStation. Iplot Client nhận các yều in trực tiếp tại
các trạm làm việc, còn Iplot Server nhận các yêu cầu in qua mạng. Do vậy trên
máy tính của bạn ít nhất phải cài đặt Iplot Client. Iplot cho phép đặt các thông số
in như lực nét, thứ tự in các đối tượng thông qua tệp tin điều khiển là pen-
table.
File dữ liệu của MicroStation gọi là design file. MicroStation chỉ cho
phép người sử dụng mở và làm việc với một design file tại một thời điểm. File
này gọi là Active Design file.
Nếu bạn mở một design file khi bạn đã có một Design file khác đang mở
sẵn, MicroStation sẽ tự động đóng file đầu tiên lại. Tuy nhiên bạn có thể xem
(tham khảo) nội dung của các design file khác bằng các tác động đến các file
dưới dạng các file tham khảo (Reference File).
Một design file trong MicroStation được tạo bằng cách copy một file
chuẩn gọi là Seed File.
Dữ liệu trong file DGN được tách riêng thành từng lớp dữ liệu. Mỗi một
lớp dữ liệu được gọi là một level. Một file DGN nhiều nhất có 63 level. Các
level này được quản lý theo mã số từ 1á 63 hoặc theo tên của level do người sử
dụng đặt.
Các level dữ liệu có thể hiển thị (bật) hoặc không hiển thị (tắt) trên màn
hình. Khi tất cả các level chứa dữ liệu được bật màn hình sẽ hiển thị đầy đủ nội
dung của bản vẽ. Ta cũng có thể tắt tất cả các level trừ level đang hoạt động gọi
là Active level. Active level là level các đối tượng sẽ được vẽ trên đó.
Mỗi một đối tượng đồ hoạ xây dựng lên Design file được gọi là một
element. Element có thể là một điểm, đường, vùng hoặc một chữ chú thích. Mỗi
một element được định nghĩa bởi các thuộc tính đồ hoạ sau:
- Level: (1-63)
- Color: (1-255)
- Line Weight: (1-31)
- Line Style: (0-7, custom style)

rộng rãi tại Việt nam và một số nước khác trên thế giới, là phần mềm dễ sử dụng
có nhiều tính năng mạnh, được áp dụng trong GIS. Sử dụng Mapinfo có thể thực
hiện xây dựng một hệ thống thông tin địa lý, phục vụ cho mục đích nghiên cứu
khoa học và sản xuất của các tổ chức kinh tế và xã hội của các ngành và địa
phương. Mapinfo hỗ trợ rất nhiều công cụ cho các mục đích khác nhau, trong đó
có công cụ chuyển đổi dữ liệu từ định dạng này sang các định dạng khác.
Tổ chức thông tin theo các tập tin
MapInfo là một phần mềm hệ thống thông tin địa lý GIS cho máy tính để
bàn (Desktop Solution). Các thông tin trong MapInfo được tổ chức theo tập hợp
các File cùng tên nhưng khác phần mở rộng về thông tin đồ họa hoặc phi đồ họa chứa
các bản ghi dữ liệu. Cơ cấu tổ chức thông tin của MapInfo được tổ chức theo các
tập tin chính sau:
+ *. tab - Chứa các thông tin mô tả cấu trúc dữ liệu, đó là File ở dạng văn
bản mô tả khuôn dạng của File lưu trữ thông tin.
+ *. dat - Chứa các thông tin nguyên thủy, phần mở rộng của tập tin này
có thể là *. wks , dbf, xls nếu chúng ta làm việc với các thông tin nguyên thủy là
các số liệu từ Lotus 1-2-3, dBase/ FoxBase, Excel, Access
+ *. map - Bao gồm các thông tin mô tả các đối tượng địa lý.
+ *. id - Bao gồm các thông tin về sự liên kết giữa các đối tượng địa lý và
dữ liệu thuộc tính.
+ *. ind - Chứa các thông tin về chỉ số. Tập tin này chỉ có khi cấu trúc
của Table đã có ít nhất một trường (Field) dữ liệu đã được chọn làm chỉ số hóa
(Index). Thông qua các thông tin của File này chúng ta có thể thực hiện tìm
kiếm thông tin thông qua một chỉ tiêu cho trước bằng chức năng Find của
MapInfo.
Ngoài ra còn có thể có một số tập tin khác kèm theo
18
Chúng ta chỉ có thể truy nhập vào các chức năng của phần mềm MapInfo
khi đã mở ít nhất một Table. Khác với các phần mềm thông thường khác là các
thông tin chỉ gói gọn trong 1 tập tin, MapInfo cần ít nhất 2 tập tin để quản lý

hình elip (Ellipse) và hình chữ nhật (Rectangle). Ví dụ: Lãnh thổ địa giới một
xã, hồ nước
- Đa giác: MapInfo quản lý các đa giác vùng theo toạ độ từng đỉnh của đa
giác.
19
- Elip: MapInfo quản lý đối tượng này theo toạ độ X, Y tâm elip, trục
ngang (trục X) và trục dọc (trục Y) của hình elip
- Hình chữ nhật: MapInfo quản lý đối tượng này theo toạ độ Xmin, Ymin
và Xmax, Ymax của 2 đỉnh đường chéo hình chữ nhật
Thuộc tính các đối tượng dạng vùng gồm: kiểu nền (Pattern), màu nền
trước (Foreground Color), màu nền sau (Background Color), kiểu đường bao
(Line Style of Border)
+ Đối tượng điểm (Point) - thể hiện vị trí dạng điểm của các đối tượng địa
lý, ví dụ như điểm độ cao, điểm lấy mẫu.v.v MapInfo quản lý đối tượng điểm
theo toạ độ X, Y của điểm.
Thuộc tính chủ yếu của điểm gồm: Font của điểm (Symbol Font), kích cỡ
điểm, kiểu điểm trong từng font, màu của điểm
+ Đối tượng đường (Line) - thể hiện các đối tượng hình học không khép
kín và chạy dài theo một khoảng cách nhất định. Chúng có thể là các đoạn thẳng
(Line), các đường gấp khúc (Polyline - đường đa tuyến) và các cung (Arc). Ví
dụ: đường phố, sông suối,.v.v
- Đoạn thẳng (Line - nối 2 điểm): MapInfo quản lý đối tượng này theo toạ
độ X, Y của 2 điểm đầu và cuối của đoạn thẳng
- Đường đa tuyến (Polyline): MapInfo quản lý đối tượng này theo toạ độ
X, Y của từng đỉnh.
- Cung (Arc): MapInfo quản lý đối tượng này theo toạ độ X, Y tâm của
cung, bán kính theo trục X, bán kính theo trục Y, góc tiếp tuyến đầu cung và góc
tiếp tuyến cuối cung
Thuộc tính của đường gồm: kiểu đường, màu của đường, độ đậm (lực
nét) của đường

chuyển, xóa, quan sát sơ bộ trước khi thêm vào một bản đồ.
ArcScene có các chức năng tương tự như ArcMap, ngoài ra nó còn cho
phép người sử dụng hiển thị bản đồ dưới dạng 3D.
ArcToolbox cung cấp các công cụ để xử lí, xuất – nhập các dữ liệu từ các
định dạng khác như MapInfo, MicroStation, AutoCad…
Cũng giống như các phần mềm thông tin địa lý khác, Arcgis cũng hỗ trợ
công cụ để chuyển đổi định dạng dữ liệu. Để chuyển đổi dữ liệu, có thể sử dụng
công cụ:
Quick Import trong Data Interoperability Tools:
Hình 2.5: Công cụ Quick Export
Hay sử dụng các công cụ trong Conversion Tools của ArcToolbox:
22
Hình 2.6: Công cụ ToShapfile
2.2.3. FME
FME là một công cụ linh hoạt và mạnh mẽ trong việc chuyển đổi dữ liệu
không gian, dữ liệu thuộc tính. Dữ liệu GIS của các bộ sản phẩm phần mềm là
khác nhau và các dữ liệu này có điểm tương đồng và có thể chuyển đổi qua lại
để sử dụng, và FME sẽ giúp bạn thực hiện tốt nhiệm vụ này. FME giúp chúng ta
sử dụng được dữ liệu linh hoạt, chuyển đổi qua các dịnh dạng GIS khác nhau,
cho phép thao tác dễ dàng và chính xác với dữ liệu không gian và thuộc tính, khi
chuyển đổi các định dạng khác nhau mà không làm mất, sai dữ liệu.
Để chuyển đổi định dạng dữ liệu trong FME ta có thể sử dụng FME
WorkBench hay FME Universal Translator.
2.3. Xây dựng quy trình chuyển đổi
2.3.1. Quy trình chuyển đổi
23
Cơ
sở
Khung lưới
(level 1,5,6,30)

line
text
24
Dân
cư
Dân cư
(level 6)
Đối tượng kinh tế văn
hóa xã hội
(level 9,14,15,16,24)
Ghi chú dân cư
(level 46,47,48,
49,53,54)
dan_cu.shp
KTVHXH.shp
daydien.shp
ghichu_dc.shp
dan_cu.shp (point)
KTVHXH.shp (point)
daydien.shp (line)
ghichu_dc.shp (text)
polygon
text
polygon, line
Chuyển đối tượng
dạng vùng sang dạng
điểm
Ranh
giới
Đường ranh giới

vật
Vùng thực vật
(level 3,5,35)
thucvat.shp
Gán bằng tay tên
thực vật cho dữ
liệu.
polygon
25
docao.shp (point)
ghichu_kv.shp (text)
Joint dữ liệu thuộc
tính text sang point
thucvat.shp (polygon)
Sông 1 nét
(level 1,2,24,40)
Sông 2 nét
(level 4)
Ghi chú tên
sông, hồ, khe
(level 47,48)
song1n.shp
song2n.shp
ghichu_th.shp
song1n.shp (line)
line
polygon
line,polygon
Đập, cống
level(38,43)