Chương 4: Các phương pháp số hóa bản đồ

Please purchase a personal license. CHƯƠNG 4: CÁC PHƯƠNG PHÁP SỐ HÓA BẢN ĐỒ Khái niệm4.1 Số hóa bằng bàn số4.2 Số hóa trên màn hình thông qua máy quét ảnh4.3 PT ƯNĐ và TH sử dụng 2 PP số hóa trên4.4 Một số yêu cầu về kỹ thuật số hóa bản đồ4.5 4.1. KHÁI NIỆM Số hoá là quá trình chuyển các thông tin từ bản đồ, bản vẽ hoặc văn bản (số liệu ghi các toạ độ) về dạng số để có thể lưu trữ, quản lý trên một tệp trong máy tính. Cách thực hiện số hóa bản đồ: - Cách 1: Số hoá bằng bàn số (Digitizer) - Cách 2: Số hoá trên màn hình thông qua máy quét ảnh (Scaner) 4.1 - KHÁI NIỆM Cách 1: Số hoá bằng bàn số (Digitizer): là sử dụng bàn số hoá để chuyển vẽ các đối tượng trên BĐ giấy ở hệ toạ độ BĐ và lưu trong máy tính ở dạng số. Cách 2: Số hoá trên màn hình thông qua máy quét ảnh Scaner: là từ bản đồ giấy thông qua máy quét ảnh tạo ra ảnh BĐ, sau đó sử dụng GIS định vị về hệ toạ độ BĐ và sử dụng các chức năng đồ hoạ của GIS để số hoá. 4.2. SỐ HÓA BẰNG BÀN SỐ
Đặc điểm: + Phương pháp này sử dụng bàn số hoá (Digitizer) để chuyển bản đồ hoặc bản vẽ sang dạng số. + Phương pháp này dễ thao tác nhưng độ chính xác thấp (do phụ thuộc vào thao tác viên, tỷ lệ bản đồ gốc và độ phân giải của thiết bị số hoá). + Số hoá bằng bàn số đòi hỏi thao tác viên phải đưa con trỏ của bàn số can lại các đối tượng trên bđ.
Các thao tác thực hiện số hóa sau:
Xác định thủ tục nhận thông tin
Công tác chuẩn bị bản đồ và bàn số hoá
Kết nối bàn số hoá với máy tính
Tách lớp thông tin và thực hiện công việc số hoá 4.2. SỐ HÓA BẰNG BÀN SỐ Ngày nay KHKT phát triển, công nghệ phần mềm, phần cứng máy tính phục vụ cho GIS phát triển rất mạnh mẽ và đã cho ra đời nhiều công cụ cho phép số hoá với tốc độ rất nhanh, độ chính xác đạt rất cao. Một trong những phương pháp ứng dụng công nghệ mới này là nhập thông tin thông qua máy quét Scanner và số hoá trực tiếp trên màn hình máy tính thông qua phần mềm thích hợp. 4.3. SỐ HÓA TRÊN MÀN HÌNH THÔNG QUA MÁY QUÉT ẢNH Các bản ghi của Scanner chứa toàn bộ các hình ảnh trên tờ bản đồ bao gồm các đường nét, ký hiệu và văn bản chữ trong quá trình chuyển đổi, các dữ liệu này sau khi được quét vào máy tính sẽ được lưu ở dạng raster tức là các điểm ảnh. Tuy nhiên, số liệu thông qua Scanner không thể dùng ngay được cho các hệ thông tin địa lý. Một công tác biên tập thêm phải làm để xây dựng các dữ liệu đòi hỏi cho các hệ thông tin địa lý là chuyển đổi từ dữ liệu raster sang dữ liệu vector. Thuật toán chuyển đổi raster sang vector cần phải chuyển ma trận điểm ảnh tới dữ liệu đường. Hiện nay có rất nhiều phần mềm trợ giúp cho quá trình chuyển đổi dữ liệu từ dạng raster sang dạng vector như phần mềm Mapinfo, Arc/Info, AutoCAD, Microstation… Đây là một công nghệ mới cần được áp dụng rộng rãi vào thực tiễn. 4.3. SỐ HÓA TRÊN MÀN HÌNH THÔNG QUA MÁY QUÉT ẢNH Khi ứng dụng pp này cần lưu ý các công đoạn sau: + Quá trình quét ảnh, độ phân giải phải đảm bảo để có thế lấy hết những thông tin trên tờ bản đồ. + Quá trình xử lý ảnh sơ bộ, lấy đường biên. + Vector hoá các đối tượng (số hoá tự động hoặc bán tự động). + Nắn chuyển về hệ toạ độ bản đồ + Ghép nối các mảnh bản đồ 4.3. SỐ HÓA TRÊN MÀN HÌNH THÔNG QUA MÁY QUÉT ẢNH 4.4. PHÂN TÍCH ƯU NHƯỢC ĐIỂM VÀ TRƯỜNG HỢP SỬ DỤNG 2 PHƯƠNG PHÁP SỐ HOÁ TRÊN
Phương pháp số hóa bằng bàn số + Ưu điểm: - Dễ sử dụng, thao tác - Số liệu được đưa vào máy tính được lưu ngay ở dạng vector sẽ làm giảm dung lượng bộ nhớ máy tính. + Nhược điểm: - Tốn thời gian (thời gian số hoá bản đồ cũng dài gần bằng thời gian vẽ bản đồ bằng tay, tốc độ số hoá trung bình xấp xỉ 10cm/phút) - Hiệu quả công việc thấp và nặng nhọc. 4.4. PHÂN TÍCH ƯU NHƯỢC ĐIỂM VÀ TRƯỜNG HỢP SỬ DỤNG 2 PHƯƠNG PHÁP SỐ HOÁ TRÊN
Phương pháp số hóa thông qua máy quét ảnh Scanner + Ưu điểm: - Số hóa với tốc độ rất nhanh (Ví dụ các đường đồng mức trên bản đồ 1/50000 cũng có thể được quét và vector hoá chỉ trong vòng 1giờ. Tuỳ thuộc vào độ phức tạp công việc này có thể mất 0.2-8 giờ trên máy vi tính). - Độ chính xác cao. - Hiệu quả kinh tế cao. + Nhược điểm: - Dữ liệu lưu ở dạng raster tốn nhiều dung lượng bố nhớ. - Giá thành xây dựng cơ sở dữ liệu từ Scanner cao hơn so với từ bàn số hoá. KẾT LUẬN Ngày nay KHKT phát triển mạnh, phần cứng và phần mềm máy tính đủ mạnh để đáp ứng yêu cầu lưu trữ và xử lý thông tin trong GIS. Vì vậy việc cần thiết chuyển dần sang số hoá bản đồ thông qua máy quét ảnh Scanner để đảm bảo yêu cầu về thông tin bản đồ nhanh, chính xác, tiêu tốn ít nhân lực. Ở nước ta trước đây việc số hoá bản đồ ở các cơ quan, trung tâm nghiên cứu lớn chủ yếu thông qua bàn số hoá. Hiện nay phương pháp này được chuyển dần sang phương pháp số hoá trực tiếp trên màn hình thông qua máy quét ảnh. Hiện nay ngành QLĐĐ đã coi phần mềm Microstation là phần chính thống của ngành cho việc xây lập BĐĐC và xây dựng CSDL địa chính phục vụ công tác quản lý nhà nước về đất đai. 4.5. MỘT SỐ YÊU CẦU VỀ KỸ THUẬT SỐ HOÁ BẢN ĐỒ Để đảm bảo sự thống nhất của các dữ liệu BĐ số hoá phục vụ cho các mục đích lưu trữ, cập nhật, khai thác khác nhau và để quản lý sử dụng lâu dài thì CSDL BĐ số hoá phải được lưu trữ theo mô hình dữ liệu không gian, trong đó các đối tượng không gian tuỳ thuộc vào độ lớn của chúng trong không gian cùng với yêu cầu về tỷ lệ thể hiện mà được biểu thị bằng điểm, đường thẳng, đa giác hoặc vùng khép kín. Các tệp tin BĐ phải để ở dạng "mở", nghĩa là phải cho phép chỉnh sửa cập nhật thông tin khi cần thiết và có khả năng chuyển đổi khuôn dạng để sử dụng trong các phần mềm BĐ thông dụng khác nhau phục vụ các mục đích khác nhau. Khi số hoá tuỳ theo điều kiện trang thiết bị, trình độ các kỹ thuật viên cũng như thói quen tiếp cận công nghệ mới của từng đơn vị sản xuất mà ta có thể sử dụng các phần mềm khác nhau như Microstation, I/Geovec, CADMap, Mapinfo, WinGIS... Nhưng để đảm bảo chuẩn dữ liệu thống nhất thì ngành QLĐĐ đã quy định: Dữ liệu đồ hoạ cuối cùng phải được chuyển về khuôn dạng *.DGN. Do vậy với ngành QLĐĐ khi sử dụng các phần mềm khác cần phải áp dụng tương tự theo cấu trúc có sẵn của môi trường đó. 4.5. MỘT SỐ YÊU CẦU VỀ KỸ THUẬT SỐ HOÁ BẢN ĐỒ Nội dung bản đồ sau khi số hoá phải đảm bảo đầy đủ, chính xác, chi tiết như nội dung bản đồ gốc dùng để số hoá (độ chính xác về cơ sở toán học, về vị trí các yếu tố địa vật và độ chính xác tiếp biên không được vượt quá hạn sai cho phép). Về hình thức trình bày bản đồ số phải thể hiện đúng các yêu cầu về nội dung trong quy phạm và hệ thống ký hiệu hiện hành của Tổng cục địa chính. Do vậy khi biên tập BĐ số phải sử dụng đúng bộ ký hiệu BĐ địa hình số và BĐ chuyên đề ở tỷ lệ tương ứng. 4.5. MỘT SỐ YÊU CẦU VỀ KỸ THUẬT SỐ HOÁ BẢN ĐỒ Các đối tượng bản đồ rất phức tạp song chung quy lại chỉ có ba dạng chính, đó là: Điểm, đường, vùng và chữ dùng để mô tả đối tượng.
Yêu cầu khi số hoá các đối tượng: + Đối tượng dạng VÙNG: - Phải thể hiện đúng vị trí hình dạng kích thước của đối tượng - Vùng phải khép kín đúng theo đường biên của nó và phải hoàn toàn trùng khít ranh giới với những vùng bên cạnh. - Số hoá đối tượng dạng vùng của cùng một loại đối tượng dùng kiểu ký hiệu pattern, shape hoặc fill color phải là các vùng đóng kín và kiểu đối tượng là đơn hoặc nhiều vùng gộp lại. 4.5. MỘT SỐ YÊU CẦU VỀ KỸ THUẬT SỐ HOÁ BẢN ĐỒ
Yêu cầu khi số hoá các đối tượng: + Đối tượng dạng ĐƯỜNG: - Các đối tượng dạng đường không được sử dụng những công cụ làm trơn mà phải dùng công cụ vẽ đa giác như polyline, linestring, chain hoặc complex chain - Lưu ý rằng từ điểm đầu đến điểm cuối của một đối tượng đường phải là một đường liền không đứt đoạn và phải có điểm nút ở những chỗ giao nhau. 4.5. MỘT SỐ YÊU CẦU VỀ KỸ THUẬT SỐ HOÁ BẢN ĐỒ
Yêu cầu khi số hoá các đối tượng + Đối tượng dạng ĐIỂM: - Các đối tượng dạng điểm nên thể hiện bằng các ký hiệu đã được thiết kế sẵn mà không nên dùng công cụ vẽ để vẽ đối tượng đó. - Ví dụ: Ký hiệu nhà độc lập phải dùng ký hiệu (cell) NHDL mà không dùng công cụ vẽ hình chữ nhật để vẽ. 4.5. MỘT SỐ YÊU CẦU VỀ KỸ THUẬT SỐ HOÁ BẢN ĐỒ CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 4 1. Số hóa bản sồ là gì? Có mấy phương pháp số hóa? Trình bày nội dung, ưu nhược điểm của từng phương pháp? 2. Khi số hóa bản đồ cần chú ý những yêu cầu kỹ thuật nào?