§¹I häc Th¸i Nguyªn
Tr−êng §¹i häc N«ng L©m



VŨ HOÀI PHƯƠNG

Tên đề tài:
"MÔ HÌNH HÓA 3D HIỆN TRẠNG HẠ TẦNG, CẢNH QUAN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÁI NGUYÊN"

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Hệ đào tạo : Chính quy
Chuyên ngành : Quản lý đất đai

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Hệ đào tạo : Chính quy
Chuyên ngành : Quản lý đất đai
Khoa : Quản lý tài nguyên
Lớp : 42A - QLĐĐ
Khóa học : 2010 - 2014
Giảng viên hướng dẫn : ThS. Trương Thành Nam Thái nguyên - 2014

LỜI CẢM ƠN
Trước tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy Trương Thành
Nam – giảng viên Khoa Quản Lý Tài Nguyên, trường Đại học Nông Lâm
Thái Nguyên, người đã định hướng nghiên cứu, hướng dẫn, giúp đỡ em trong
suốt quá trình thực hiện và hoàn thành khóa luận này.
Em xin chân thành cảm ơn ban chủ nhiệm khoa, cùng các thầy cô giáo
quản lý tài nguyên, trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã truyền đạt,
trang bị cho em những kiến thức, kinh nghiệm quý báu cũng như tạo môi
trường học tập thuận lợi nhất trong suốt bốn năm học vừa qua.
Cuối cùng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè đã
luôn động viên, giúp đỡ về vật chất và tinh thần trong suốt quá trình học tập
để em có thể hoàn thành khóa luận này.
Do điều kiện thời gian và năng lực còn hạn chế nên khóa luận của em
không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo, đóng
góp ý kiến của các thầy cô và các bạn để khóa luận tốt nghiệp của em được
PHỤ LỤC

Phần 1

MỞ ĐẦU 1

1.1. Đặt vấn đề 1

1.2. Mục đích 2

1.3. Yêu cầu 2

1.4. Ý nghĩa 2

1.4.1. Ý nghĩa học tập 2

1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn 2

Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

2.1. Cơ sở khoa học 3

2.1.1. Khái quát viễn thám 3

2.1.2 . Tư liệu viễn thám 6

2.1.2. Không gian ba chiều 8


3.3.2. Phương pháp điều tra khảo sát 19

3.3.3. Phương pháp dựng mô hình 3D 19

3.3.4. Tham khảo ý kiến chuyên gia 19

Phần 4

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 20

4.1. Khái quát khu vực nghiên cứu - Trường đại học nông lâm 20

4.1.1. Điều kiện tự nhiên 20

4.1.2. Hiện trạng phát triển khu vực đại học Nông Lâm 21

4.2. Ảnh vệ tinh trường ĐHNL 26

4.3. Xây dựng mô hình 3D cơ sở hạ tầng công trình 29

4.3.1. Mô hình hóa 3D công trình Hiệu bộ 29

4.3.2. Mô hình hóa 3D công trình giảng đường D 33

4.3.3. Mô hình hóa 3D công trình Giảng đường B và khu thí nghiệm 36

4.3.4. Mô hình hóa 3D công trình Giảng đường A 39

4.3.5. Mô hình hóa 3D Văn phòng khoa 1: Các khoa QLTN + KHMT + Khoa
Lâm nghiệp + Trung tâm tin học ngoại ngữ 42

Em xin chân thành cảm ơn ban chủ nhiệm khoa, cùng các thầy cô giáo
quản lý tài nguyên, trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã truyền đạt,
trang bị cho em những kiến thức, kinh nghiệm quý báu cũng như tạo môi
trường học tập thuận lợi nhất trong suốt bốn năm học vừa qua.
Cuối cùng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè đã
luôn động viên, giúp đỡ về vật chất và tinh thần trong suốt quá trình học tập
để em có thể hoàn thành khóa luận này.
Do điều kiện thời gian và năng lực còn hạn chế nên khóa luận của em
không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo, đóng
góp ý kiến của các thầy cô và các bạn để khóa luận tốt nghiệp của em được
hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Th¸i Nguyªn, ngµy th¸ng n¨m 2014
Sinh viªn Vũ Hoài Phương
Hình 4.22: Quá trình dựng mô hình Trung tâm liên kết quốc tế 49

Hình 4.23: Mô hình 3D Trung tâm liên kết quốc tế 50

Hình 4.24: Khuôn viên cơ sở hạ tầng Khu Kí túc xá A, giảng đường
C, hội trường A 51

Hình 4.25: Quá trình dựng mô hình 3D Khu Kí túc xá A, giảng đường
C, hội trường A 52



Bảng 2.1: Kí hiệu của Group và Component 14

Bảng 4.1: Hiện trạng sử dụng đất Trường Đại học Nông lâm năm 2013 22

Bảng 4.2: Hiện trạng xây dựng của trường ĐHNL Thái Nguyên đến các thời
điểm 2005; 2010 25

1

Phần 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Ngày nay, khoa học công nghệ đã có những bước phát triển vượt bậc,
hoạt động nghiên cứu chuyển giao công nghệ diễn ra phổ biến tạo ra nhiều
sản phẩm chất lượng ứng dụng trong mọi lĩnh vực của cuộc sống Nắm bắt xu
thế phát triển đó, trường đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã và đang từng
bước đưa khoa học công nghệ vào nghiên cứu, giảng dạy trên các lĩnh vực
nông lâm nghiệp, phát triển nông thôn, khoa học môi trường và quản lý tài
nguyên, ứng dụng nhiều thành tựu khoa học trên thế giới vào nhà trường.
ĐHNL Thái Nguyên là không gian, môi trường giáo dục và nghiên cứu
khoa học. Do đó, yêu cầu về quy hoạch cảnh quan cây xanh phát triển cơ sở
hạ tầng là một trong những nội dung quan trọng trong quá trình tạo lập cảnh
quan của trường. Cây xanh có khả năng làm sạch bầu không khí, lọc và giữ
lại bụi, nhất là các hạt bụi lơ lửng trong không khí – một yếu tố đe dọa tới sức
khỏe con người. Cây xanh có khả năng cản bức xạ mặt trời chiếu qua nó, tạo
ra bóng râm che nắng cho không gian bên dưới. Giảm bớt bức xạ phản xạ ra
môi trường xung quanh do hệ số phản xạ nhiệt của chúng thấp hơn nhiều so
với các bề mặt xây dựng. Vì vậy, việc quy hoạch cảnh quan hợp lý là một yêu
cầu cấp thiết đặt ra cho nhà trường để tạo môi trường trong xanh giảm thiểu ô

1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn
Với mô hình 3D trường ĐHNL cung cấp cho chúng ta cái nhìn tổng thể
nhất tới khu vực, bên cạnh đó với việc chỉnh sửa dễ dàng, quản lý đối tượng
khoa học, lưu trữ tiện lợi đây sẽ là công cụ hữu ích phục vụ công tác quy
hoạch cảnh quan, phát triển cơ sở hạ tầng của trường và ứng dụng trên nhiều
lĩnh vực khác.
3Phần 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

2.1. Cơ sở khoa học
2.1.1. Khái quát viễn thám
a) Khái niệm viễn thám.
Viễn thám (remote sensing), là một ngành khoa học lấy thông tin từ các
đối tượng ở khoảng cách nhất định mà không cần tiếp xúc trực tiếp với đối
tượng.
Thuật ngữ viễn thám (remot sensing) – điều tra từ xa, xuất hiện từ những
năm 1960 do một nhà địa lý người Mỹ là E.Pruit đặt ra (Thomas, 1999).
Các thông tin thu nhận là kết quả của việc giải mã hoặc đo đạc những
biến đổi mà đối tượng tác động đến môi trường chung quanh như : trường
điện từ, trường âm thanh hoặc trường hấp dẫn .
Ngày nay kỹ thuật viễn thám đã được phát triển và ứng dụng rất nhanh
và rất hiệu quả trong nhiều lĩnh vực.
Như vậy, viễn thám thông qua kỹ thuật hiện đại không tiếp cận với đối
tượng mà xác định nó qua thông tin ảnh chụp từ khoảng cách vài chục mét tới
vài nghìn km.
Kỹ thuật viễn thám, là một kỹ thuật đa ngành, nó liên kết nhiều lĩnh
vực khoa học và kỹ thuật khác nhau trong các công đoạn khác nhau như:

- Tương tác giữa đối tượng trên mặt đất và các nguồn năng lượng . Một
ki được truyền qua không khí đến đối tượng, năng lượng sẽ tương tác với đối
tượng tùy thuộc vào đặc điểm của cả đối tượng và sóng điện từ. Sự tương tác
này có thể là truyền qua đối tượng, bị đối tượng hấp thu hay bị phản xạ trở lại
vào khí quyển.
D. Hệ thống thu ảnh
- Bộ cảm đặt trên vệ tinh , máy bay.
- Sóng ánh sáng nhìn thấy được, năng lượng hồng ngoại, cận hồng
ngoại, sóng radio
Sau khi năng lượng được phát ra hay bị phản xạ vào đối tượng, chúng
ta cần có một bộ cảm từ xa để tập hợp lại và thu nhận sóng điện từ.
Năng lượng điện từ truyền về bộ cảm mang thông tin về đối tượng.
E. Hệ thống trạm thu dữ liệu viễn thám
- Trạm thu mặt đất
- Vệ tinh trung gian
- Xử lý sơ bộ
Năng lượng được thu nhận bởi bộ cảm cần phải được truyền tải thường
dưới dạng điện từ, đến một trạm tiếp nhận – xử lý nơi dữ liệu sẽ được xử lý
sang dạng ảnh. Ảnh này chính là dữ liệu thô.
F. Giải đoán và phân tích ảnh
Ảnh thô sẽ được xử lý để có thể sử dụng được. Để lấy được thông
tin về đối tượng người ta phải nhận biết được mỗi hình ảnh trên ảnh tương
ứng với đối tượng nào. Ảnh được giải đoán bằng một hay kết hợp nhiều
phương pháp:
- Giải đoán thủ công bằng mắt
- Giải đoán bằng kĩ thuật số hay các công cụ điện tử để lấy được thông
tin về các đối tượng của khu vực đã chụp ảnh.
G Sản phẩm cuối: Thông tin tách chiết từ ảnh viễn thám
- Ứng dụng cụ thể: Đây là phần tử cuối cùng của quá trình viễn thám,
được thực hiện khi ứng dụng thông tin mà chúng ta đã chiết từ ảnh để hiểu rõ

Các màu âm hay màu trừ (subtractive colour) là: Yellow (vàng) + Cyan
(chàm) + Magenta (đỏ da cam), khi kết hợp sẽ cho màu Black (đen).
- Filter màu: là tấm lọc trong suốt đối với 1 hoặc 2 tia sáng đơn sắc,
nghĩa là chỉ cho một hoặc 2 tia sáng nhất định đi qua và không cho các tia
7

sáng khác đi qua. Trong thực tế có nhiều loại Filter khác nhau: blue, green,
red, cực tím, yellow
- Đặc điểm các màu đó được thể hiện trong tam giác màu. Tam giác
màu là tam giác đều có cấu tạo như sau:
- Đỉnh tam giác là các màu dương (cộng cơ bản).
- Cạnh tam giác là các màu âm (trừ).
- Nguyên tác hoạt động của các filter trong tam giác màu:
- Các filter hấp thụ 1 màu dương ở đỉnh đối diện của tam giác và cho
truyền qua 2 màu dương ở hai cạnh tam giác. Ngược lại các filter màu dương
lại hấp thụ 2 màu âm ở hai cạnh bên và cho qua 1 màu âm ở cạnh đối diện .
Ví dụ: filter màu vàng (yellow) hấp thụ ánh sáng xanh lơ (blue) và cho
các tia màu đỏ (red) và lục (green) đi qua.
* Ảnh số:
- Hình ảnh số: là sự thể hiện về mặt số hóa (thường bằng nhị phân) của
một bức ảnh hai chiều. Ảnh số thường được lưu lại dưới dạng raster, nên
người ta còn định nghĩa ảnh số được tạo bởi mảng hai chiều của các phần tử
ảnh có cùng kích thước được gọi là Pixel – phần tử của ảnh. Tùy theo hệ
thống quét ảnh mà kích thước của hình ảnh (diện tích quét trên mặt đất) khác
nhau. Ví dụ: với hệ thống Landsat MSS là 185 x 185 km, với hệ thống Spot là
65 x 64 km, ảnh NONN là 2400 x 2400 km.
- Phần tử ảnh (picture element) là một đơn vị nhỏ nhất về không gian
trên một file ảnh và nó chính là Pixel ảnh hay một ô đơn vị trong ma trận ô
vuông. Vị trí của đơn vị ảnh là vị trí dòng và cột. Vị trí thật của đơn vị ảnh
được tham chiếu với một hệ tọa độ được dùng như hệ tọa độ địa lý, UTM,


- Thường xuyên phải bổ xung thêm phép chiếu từ không gian 3D vào
không gian 2D.
- Luôn phải xác định các bề mặt hiển thị.
2.1.2.3. Các phương pháp hiển thị 3D
- Với các thiết bị hiển thị 2D thì chúng ta có các phương pháp sau để
biểu diễn đối tượng 3D:
- Kĩ thuật chiếu (projection): Trực giao (orthographic) phối cảnh
(perspective)
- Kĩ thuật đánh dấu độ sâu (depth cueing)
- Nét khuất (visible line/surface identification)
- Tô chát bề mặt (surface rendering)
- Cắt lát (exploded/cutaway scenes, scens-section)
- Các thiết bị hiển thị 3D:
- Kính stereo – stereoscopic displays
- Màn hình 3D - Holograms [2]

Hình 2.2: Các cách mô tả đối tượng 3D
2.2. Tổng quan phần mềm
2.2.1. Phần mềm Google Satellite
- Google Satellite là công cụ tiện dụng đơn giản giúp ta có thể tải ảnh
vệ tinh từ google map về 1 cách dễ dàng với việc xác định tọa độ của 2 góc
ảnh (tọa độ của phía trên bên trái và phía dưới bên phải), ảnh tải về sẽ được
xem thông qua google view (tích hợp sẵn trong Google Satellite). Ngoài ra
Google Satellite còn hỗ trợ người dùng ghép các mảng ảnh nhỏ lại thành 1
mảng ảnh lớn dễ dàng.
- Việc xác định tọa độ của bức ảnh thông qua 2 phương pháp:
10
+ Máy GPS
Xác định phạm vi của khu vực sau đó sử dụng máy GPS để có được

Giao diện người dùng đơn giản, trực quan dễ tiếp cân:

Hình 2.3: Giao diện người dùng Google Sketchup
Thao tác cơ bản với chuột trong sketchup

Hình 2.4: Thao tác chuột cơ bản
12
Drawing: Các công cụ tạo
đường nét, hình đa giác, tròn, tự do
dưới dạng 2D.

Edit:
Chứa các thao tác về
biên tập khi thiết kế bao gồm dời,
cắt, xoay, điều chỉnh tỉ lệ và tạo hình
khối 3D từ 2D.

Construction:
Cung cấp các
công cụ hỗ trợ công tác xây dựng
bao gồm các ghi chú kích thước,
thước đo, góc đo, text, hệ trục.

Principal:
Công cụ chủ yếu
khi thao tác với các đối tượng thiết
kế bao gồm các thao tác chọn, tạo

giúp
bạn có thể nhìn ngắm sản phẩm thiết
kế của mình với mọi góc độ khác
nhau.
13
Hình 2.5: Một số công cụ phục vụ dựng mô hình trong sketchup [3]
2.2.3. Dựng mô hình 3D theo hệ thống
- Vẽ mô hình:
Sử dụng các công cụ đơn giản, tiện lợi do sketchup cung cấp dựa trên
kết quả quan sát thực địa và sử lý số liệu tiến hành dựng mô hình 3D.
- Làm việc với Group
Là việc đưa các thành phần có thuộc tính giống nhau vào cùng Group
để vẽ 1 cách có hệ thống, mỗi Group có thể có nhiều Group con ( ví dụ đơn
giản với Group chính “ngôi nhà” có các thành phần “con” cấu thành tường,
mái, cửa sổ, cửa ra vào…). Việc sử dụng Group sẽ hỗ trợ người dùng dựng
hình, quản lý, trình chiếu mà không làm ảnh hưởng đến các thành phần khác,
đặc biệt hữu ích với các mô hình lớn và phức tạp.
- Quản lý với component
Cũng tương tự như Group. Nhưng có 1 sự khác biệt như sau:
Khi copy một Group ra thành một Group khác, việc thay đổi (chỉnh
sửa) Group mới sẽ không làm ảnh hưởng đến Group cũ. Component thì ngược
lại, nếu bạn thay đổi thành phần được sao chép ra, thì đối tượng gốc cũng sẽ
bị thay đổi theo.
Ví dụ: Căn nhà có 10 nhiều cửa sổ, nếu mỗi cửa sổ này là một Group,
rồi bạn sao chép ra thêm 9 group nữa đặt vào vị trí các cửa sổ. Chẳng may
chúng ta cần thay đổi kiểu dáng cho các cửa sổ này, thì chúng ta phải thực
hiện chỉnh sửa tới 10 lần. Nếu mỗi cửa sổ này được tạo ra từ một Component
cửa sổ gốc, chúng ta chỉ cần thay đổi một cửa sổ. 9 cửa sổ còn lại sẽ được
thay đổi theo.
Ngoài ra component hỗ trợ xuất đối tượng thành file riêng lẻ và quản lý

+ Năng lượng vật chất giữa các hệ sinh thái có thể lưu động và ảnh
hưởng tương hỗ.
+ Có đặc trưng khí hậu và địa hình, địa mạo.
+ Có sự tụ hợp và đối ứng tương hỗ, pha trộn nhất định với nhau.

PHỤ LỤC

Phần 1

MỞ ĐẦU 1

1.1. Đặt vấn đề 1

1.2. Mục đích 2

1.3. Yêu cầu 2

1.4. Ý nghĩa 2

1.4.1. Ý nghĩa học tập 2

1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn 2

Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

2.1. Cơ sở khoa học 3

2.1.1. Khái quát viễn thám 3

2.1.2 . Tư liệu viễn thám 6


3.3.1. Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp 19

3.3.2. Phương pháp điều tra khảo sát 19

3.3.3. Phương pháp dựng mô hình 3D 19

16
- Đây là cảnh quan được hình thành chủ yếu do các yếu tố tự nhiên tác
động tạo thành và được hình thành qua 1 quá trình lịch sử lâu dài. Cảnh quan
thiên nhiên bị biến đổi qua quá trình hoạt động kinh tế của con người và hình
thành nên cảnh quan mới – cảnh quan nhân tạo.
- Cảnh quan nhân tạo;
- Đây là cảnh quan được hình thành do hệ quả của quá trình tác động
của con người làm biến dạng cảnh quan thiên nhiên.
- Như vậy, cảnh quan nhân tạo bao gồm các yếu tố của cảnh quan thiên
nhiên và các yếu tố mới do con người tạo ra, hai yếu tố này có mối quan hệ
tương hỗ với nhau. Trong cảnh quan nhân tạo lại được chia thành 3 loại khác nhau:
- Cảnh quan văn hóa: cảnh quan khu dân cư, cảnh quan nghỉ ngơi – giải trí.
- Cảnh quan trồng trọt: cảnh quan nông, lâm nghiệp…
- Cảnh quan vùng lãnh phá bỏ: cảnh quan các khu khai thác mỏ lộ
thiên, cảnh quan các khu tài nguyên thiên nhiên khác.
- Nếu căn cứ vị trí địa lý thì cảnh quan còn được chia ra làm 3 loại:
cảnh quan vùng, cảnh quan đô thị và cảnh quan nông thôn:
Cảnh quan vùng: là 1 bộ phận quan trọng của cảnh quan, bao gồm:
+ Cảnh quan bảo tồn: cảnh quan các khu vườn quốc gia, các khu danh
lam thắng cảnh, cảnh quan các khu di tích lịch sử…
+ Cảnh quan nghỉ ngơi – giải trí: Các khu nghỉ ngơi, điều dưỡng ở
ngoại ô, ở ven mặt nước lớn … có môi trường trong lành và đẹp.
+ Cảnh quan khu dân cư: Cảnh quan đô thị, cảnh quan nông thôn.