Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu tham khảo công nghệ thông tin Ứng dụng công nghệ tin học 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 địaMục lụcNguyễn Văn Trờng 1 Tin học Trắc địa K47 Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địaMở đầuTrong 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 địagiáo Ts. Đinh Công Hoà và các thầy cô trong bộ môn, em đã hoàn thành bản đồ án. Nội dung đồ án đợc trình bày nh sau:Phần Mở đầuChơng 1 Tổng quan về bản đồ địa hình và công tác thành lập bản đồ số địa hìnhChơng 2 Thành lập bản đồ số địa hình từ dữ liệu đo của các máy toàn đạc điện tửChơng 3 Giới thiệu ngôn ngữ lập trình Visual Basic 6.0Chơng 4 Thiết kế chơng trìnhPhần Kết luận Đồ án tốt nghiệp này đợc hoàn thành tại trờng đại học Mỏ -Địa chất. Có đ-ợc kết quả này em một lần nữa chân thành cảm ơn thầy giáo TS Đinh Công Hoà là ngời đã trực tiếp hớng dẫn, đa 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 tr-ờng cũng nh trong quá trình làm đồ án tốt nghiệp. Trong quá trình làm đồ án, mặc dù đã rất cố gắng nhng lợng 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 hiệnNguyễn văn TrờngLớp Tin học trắc địa K47Nguyễn Văn Trờng 3 Tin học Trắc địa K47 Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địaChơng 1Tổng quan về BĐĐH và công tác thành lập bản đồ số địa hình1.1 Bản đồ địa hìnhBản đồ địa hình là loại bản đồ thể hiện một khu vực trên bề mặt của trái đất, trên đó bản đồ thể hiện những thành phần của thiên nhiên và kết quả hoạt động thực tiễn của con ngời mà mắt ta có thể cảm nhận đợc.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 địa1.2 Nội dung của tờ bản đồ địa hìnhNội 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 địaCác 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 toạ độ cơ sở. Đối với bản đồ địa hình tỷ lệ lớn, có thể hiển thị các điểm khống chế đo vẽ. Thông thờng các điểm khống chế đợc ghi chú số hiệu và độ cao của chúng.1.2.2 Địa vật1. Địa vật định hớngKhi sử dụng bản đồ địa hình thi việc định hớng có ý nghĩa quan trọng. Do vậy, các địa vật định hớng cũng là yếu tố tất yếu của nội dung bản đồ địa hình.Đó là những đối tợng của khu vực, nó cho phép ta xác định vị trí nhanh chóng và chính xác trên bản đồ nh các cây độc lập, toà nhà cao, nhà thờ, đình chùa, cột cây số Các địa vật định h ớng còn bao gồm một số địa vật không nhô cao so với mặt đất nhng dễ dàng nhận biết nh ngã ba đuờng, ngã ba sông .2. Các điểm dân cCác điểm dân c là một trong những yếu tố quan trọng nhất của bản đồ địa hình. Các điểm dân c đợc đặc trng bởi kiểu c trú, số ngời và ý nghĩa hành chính - chính trị của nó. Khi thể hiện các điểm dân c trên bản đồ phải giữ đợc đặc trng Nguyễn Văn Trờng 5 Tin học Trắc địa K47 Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địavề quy hoạch, cấu trúc.Trên các bản đồ tỷ lệ lớn thì sự biểu thị các điểm dân c càng tỉ mỉ, phạm vi dân c phải biểu thị khép kín bằng các ký hiệu tơng ứng, nhà trong vùng dân c 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 nh nhà máy, trụ sở uỷ ban, bu điện3. Thuỷ hệ và các công trình phụ thuộcCác yếu tố thuỷ hệ đợc biểu thị tỉ mỉ, trên bản đồ địa hình biểu thị các đ-ờng bờ biển, bờ hồ, sông, ngòi, mơng, kênh, rạch, Các đ ờng bờ nớc đợc thể hiện trên bản đồ theo đúng đặc điểm của từng kiểu đờng bờ. Đồng thời còn phải thể hiện các thiết bị phụ thuộc thuỷ hệ nh các bến cảng, trạm thuỷ điện, đập Sự biểu thị các yếu tố thuỷ hệ còn đợc bổ sung bằng các đặc trng chất l-ợng nh độ mặn của nớc, độ sâu và rộng của sông, tốc độ dòng chảy4. Mạng lới đờng giao thôngTrên 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 bayTrên 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 số5. Lớp phủ thực vậtTrên 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 địađồng 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 trịNgoài 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 đấtDáng 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 hình1.3.1 Khái niệm chungBản đồ số là loại bản đồ trong đó các thông tin về mặt đất nh toạ độ, độ cao của các điểm chi tiết, của địa vật, địa hình đợc 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 đợc biên tập, thiết kế, lu 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 đợc thể hiện dới 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, đợc quy chiếu về mặt phẳng và đợc thiết kế theo các tiêu chuẩn của bản đồ học nh độ chính xác toán học, mức độ đầy đủ về nội dung theo tỷ lệ, sử dụng các phơng pháp ký hiệu truyền Nguyễn Văn Trờng 7 Tin học Trắc địa K47 Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địathống.- Dữ liệu bản đồ đợc thể hiện theo nguyên lý số.- Bản đồ số có thể hiển thị dới dạng bản đồ truyền thống, thể hiện trên màn hình, hoặc in ra giấy hoặc các vật liệu phẳng.- Tính linh hoạt của bản đồ số rất cao: thông tin thờng xuyên đợc cập nhật và hiện chỉnh, có thể in ra ở các tỷ lệ khác nhau, có thể sửa đổi ký hiệu hoặc điều chỉnh kích thớc mảnh bản đồ so với kích thớc ban đầu, có thể tách lớp hoặc chồng xếp thông tin bản đồ.- Cho phép tự động hoá quy trình công nghệ thành lập bản đồ từ khi nhập số liệu đến khi in ra bản đồ.- Khâu nhập số liệu và biên vẽ ban đầu có nhiều khó khăn, phức tạp, nhng khâu sử dụng về sau có nhiều thuận lợi và mang lại hiệu quả cao cả về thời gian, kinh phí.1.3.3 Các đối tợng của bản đồ sốDới dạng bản đồ số, các đối tợng của bản đồ đợc phân biệt ra làm ba kiểu: kiểu điểm, kiểu đờng, kiểu vùng, ngoài ra còn có thành phần ký tự để thể hiện nhãn hoặc ghi chú thuyết minh, lu trong các file đồ hoạ nh 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 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.- Các ký hiệu kiểu vùng.- Các ký hiệu kiểu TEXT.Trong mỗi phần mềm đồ hoạ đều có th viện ký hiệu chuẩn và các công cụ hỗ trợ thiết kế ký hiệu.Nguyễn Văn Trờng 9 Tin học Trắc địa K47 Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa1.4 Các phơng pháp thành lập bản đồ địa hìnhĐể thành lập bản đồ địa hình các loại tỷ lệ, có thể áp dụng nhiều phơng pháp khác nhau. Hiện nay thờng sử dụng một trong 3 phơng pháp sau:- Thành lập bản đồ địa hình bằng phơng pháp đo vẽ trực tiếp ở thực địa- Thành lập bản đồ địa hình bằng phơng pháp chụp ảnh - Thành lập bản đồ địa hình bằng phơng pháp biên tập trên cơ sở các bản đồ có tỷ lệ lớn hơn.Hình 1. Các phơng pháp thành lập bản đồ địa hình1.4.1 Thành lập bản đồ địa hình bằng phơng pháp đo vẽ trực tiếp1.5.1.1 Phơng pháp toàn đạc kinh vĩĐây là phơng pháp truyền thống. Máy đo là các dạng máy kinh vĩ thông thờng nh : Theo - 020, 010A, Delta - 020 . Số liệu thu đợc thông qua việc đọc Nguyễn Văn Trờng 10 Tin học Trắc địa K47 [...]... 26 Tin học Trắc địa K47 Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa 2.2 Thành lập BDDH từ số liệu đo của máy toàn đạc điện tử 2.2.1 Quy trình thành lập bản đồ số địa hình từ dữ liệu máy toàn đạc điện tử Hình 2 Quy trình thành lập bản đồ số địa hình từ dữ liệu máy toàn đạc điện tử Nguyễn Văn Trờng 27 Tin học Trắc địa K47 Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa 2.2.2 Cấu trúc dữ liệu và sơ đồ. .. và sơ đồ thuật toán của các máy toàn đạc điện tử Để thực hiện việc tự động thành lập bản đồ địa hình bằng phơng pháp số từ dữ liệu đo đợc của các máy toàn đạc điện tử, chúng ta cần phải chuyển về một khuôn dạng nhất định Các khuôn dạng chính của dữ liệu đo chi tiết là toạ độ vuông góc x, y, H và toạ độ cực Dữ liệu nhận đợc của các máy toàn đạc điện tử cũng đợc lu dữ dới hai dạng cơ bản đó là dạng toạ... điện tử 2.1.1 Giới thiệu chung Máy toàn đạc điện tử (Total Station) hiện đang đợc sử dụng rộng rãi trên thế giới và ở nớc 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 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 đợc hiển thị trên màn hình tinh... 10-07-2004/07:54:19.0 , Tin học Trắc địa K47 Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa 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... thức bản đồ 1.4.4.7 Giao nộp sản phẩm Sản phẩm giao nộp là bản đồ địa hình, lới khống chế trắc địa các cấp đã đợc bình sai đạt yêu cầu kỹ thuật, các tài liệu liên quan nh sơ họa mốc, sổ đo, báo cáo tổng kết kỹ thuật Nguyễn Văn Trờng 16 Tin học Trắc địa K47 Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Tin học Trắc địa Chơng 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. .. điều kiện tự nhiên 1.5.1.2Phơng pháp toàn đạc điện tử Phơng pháp này đang đợc áp dụng rộng rãi hiện nay dới sự trợ giúp của máy toàn đạc điện tử và công nghệ máy tính (công nghệ bản đồ số) và là phơng 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... 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 :... 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. .. Ưu điểm của phơng pháp này là dùng để thành lập các loại bản đồ chuyên đề nh: bản đồ quy hoạch, điều tra dân số và các lĩnh vực kinh tế - xã hội khác Nhợc điểm của phơng 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 đợc dựa trên cơ sở các... Đối với dữ liệu toạ độ vuông góc, khuôn dạng dữ liệu trong tệp tin sau khi chuyển đổi trực tiếp từ dữ liệu đo ngoài thực địa hoặc từ tệp dữ liệu toạ độ cực đợc thống nhất nh sau: Thứ tự, Toạ độ_X, Toạ_độ_Y, Độ_Cao_H, Ghi_chú Để có cơ sở cho việc xây dựng các modul chơng trình, phải thực hiện việc phân tích các khuôn dạng dữ liệu cụ thể đối với từng máy toàn đạc điện tử 2.2.2.1 Máy toàn đạc điện tử hãng . quan về bản đồ địa hình và công tác thành lập bản đồ số địa hìnhChơng 2 Thành lập bản đồ số địa hình từ dữ liệu đo của các máy toàn đạc điện tửChơng 3. hình từ dữ liệu đo của các máy toàn đạc điện tử2 .1 Máy toàn đạc điện tử2 .1.1 Giới thiệu chungMáy toàn đạc điện tử (Total Station) hiện đang đợc sử dụng rộng
