Ứng dụng arcgis xây dựng bộ công cụ hỗ trợ tổng quát hóa tự động cho dữ liệu bản đồ địa hình tỷ lệ lớn

Đại Học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN THỊ HỒNG HẠNH

ỨNG DỤNG ARCGIS XÂY DỰNG BỘ CƠNG CỤ
HỖ TRỢ TỔNG QT HĨA TỰ ĐỘNG CHO
DỮ LIỆU BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH TỶ LỆ LỚN
Chuyên ngành: Bản đồ, viễn thám và hệ thông tin địa lý

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 1 năm 2012


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS. Vũ Xuân Cường

Cán bộ chấm nhận xét 1: TS. Lê Trung Chơn

Cán bộ chấm nhận xét 2: TS. Lâm Đạo Nguyên

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại Học Bách Khoa, ĐHQG Tp. HCM
ngày 5 tháng 1 năm 2012.
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1. CHỦ TỊCH:

TS. TRẦN TRỌNG ĐỨC

2. THƯ KÝ:

TS. NGUYỄN KIM LỢI

3. PHẢN BIỆN 1:

TS. LÊ TRUNG CHƠN

4. PHẢN BIỆN 2:

TS. LÂM ĐẠO NGUYÊN

5. ỦY VIÊN:

TS. VŨ XUÂN CƯỜNG

Xác nhận của Chủ Tịch Hội đồng đánh giá luận văn và Bộ môn quản lý chuyên ngành
sau khi luận văn đã được sửa chữa.
Chủ Tịch Hội đồng đánh giá luận văn

Bộ môn quản lý chuyên ngành


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HCM

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM

PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH

Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

Tp. HCM, ngày 2 tháng 12 năm 2011
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên: Nguyễn Thị Hồng Hạnh

Giới tính: Nữ

Ngày, tháng, năm sinh: 04/07/1983

Nơi sinh: Nghệ An

Chuyên ngành: Bản đồ, viễn thám và hệ thơng tin địa lý

MSHV: 01008169

Khố (Năm trúng tuyển): 2008.
I- TÊN ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG ARCGIS XÂY DỰNG BỘ CÔNG CỤ HỖ TRỢ TỔNG
QUÁT HÓA TỰ ĐỘNG CHO DỮ LIỆU BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH TỶ LỆ LỚN
II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết và thực tiễn về tổng quát hoá và tổng quát hoá tự
động nội dung bản đồ địa hình.
- Đảm bảo khả năng sử dụng phần mềm GIS ở mức tuỳ biến các công cụ, chức
năng và phát triển ứng dụng.
- Hình thành quy trình tổng qt hố tự động nội dung bản đồ trong mơi trường
ArcGIS.
- Hiện thực hố cơ sở lý thuyết và các quy định về tổng quát hoá vào trong mơi
trường ArcGIS thành các cơng cụ, nhóm cơng cụ.
III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 22/01/2011
IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 02/12/2011

V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS. VŨ XUÂN CƯỜNG

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN


LỜI CẢM ƠN!
Trước hết cho tơi bày tỏ lịng biết ơn chân thành đến tập thể quý Thầy,
Cô đã hướng dẫn, giảng dạy tơi trong q trình học tại Trường Đại học Bách khoa
Thành phố Hồ Chí Minh. Đặc biệt tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc
nhất tới TS. Vũ Xuân Cường đã trực tiếp hướng dẫn tôi và truyền đạt cho tôi những
kiến thức và kinh nghiệm quý báu trong suốt thời gian nghiên cứu và thực hiện đề
tài.
Tôi xin chân thành gửi lời cám ơn tới Ban Giám Hiệu, quý thầy cô Khoa
Quản Lý Đất Đai và Bất Động Sản, Trường Đại Học Nông Lâm Thành phố Hồ Chí
Minh đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong thời gian học tập, làm việc và thực
hiện đề tài. Đặc biệt, tôi xin gửi lời tri ân tới Thầy Đặng Quang Thịnh đã giúp đỡ,
động viên, truyền đạt cho tôi những kiến thức quý báu trong quá trình thực hiện đề
tài.
Xin cảm ơn các bạn bè, các bạn đồng nghiệp, các anh chị học viên cao
học khóa 2008, 2009 đã tận tình giúp đỡ tơi để tơi hồn thành luận văn này.
Xin cảm ơn tới tất cả những người thân trong gia đình đã giúp đỡ,
khuyến khích và động viên tơi trong suốt q trình học tập, nghiên cứu và thực hiện
luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn!
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 2 tháng 12 năm 2011

Nguyễn Thị Hồng Hạnh

TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
Tổng qt hóa đóng vai trị vơ cùng quan trọng trong q trình thành lập
bản đồ, vì trên bề mặt trái đất có rất nhiều yếu tố tự nhiên và kinh tế xã hội mà bản
đồ không thể biểu thị hết được nên phải chọn các yếu tố chủ yếu và khái quát các
đặc trưng về hình dạng, số lượng, chất lượng các yếu tố nội dung cho phù hợp với
mục đích, nội dung và tỷ lệ bản đồ.
Hiện nay, với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin một số công
ty đã xây dựng được nhiều phần mềm, nhiều công cụ hỗ trợ cho tổng qt hóa bản
đồ. Một trong những cơng cụ tổng quát hóa bản đồ phổ biến nhất là bộ công cụ
ArctoolBox trong phần mềm ArcGIS của hãng ESRI. Các cơng cụ này đem lại sự
tiện ích nhất định cho tác nghiệp viên biên tập dữ liệu bản đồ đồng thời cung cấp
một cách linh hoạt với các phương án sử dụng khác nhau. Tuy nhiên, bên cạnh đó
cịn có nhiều hạn chế như các cơng cụ chỉ sử dụng để tổng quát hóa các đối tượng
độc lập và để sử dụng và phối hợp các công cụ lại với nhau nhằm đem lại kết quả
tốt nhất đòi hỏi biên tập viên phải có kinh nghiệm, kiến thức, biết cách chọn lọc và
cân nhắc kỹ lưỡng trong quá trình tác nghiệp.
Để giải quyết vấn đề trên kết hợp với sở khoa học về tổng quát hóa bản
đồ cũng như đặc điểm và cách thể hiện các yếu tố nội dung bản đồ địa hình ở các tỷ
lệ khác nhau kết hợp với các quy định, quy phạm về thành lập và biên tập bản đồ
địa hình Việt Nam tác giả đã xây dựng, hiện thực hóa các cơng cụ đó bằng một quy
trình thống nhất để tổng qt hóa tự động lớp đối tượng nhà trên bản đồ địa hình tỷ
lệ lớn trong mơi trường ArcGIS dựa trên mối quan hệ các thành phần COM, thư
viện ArcObject, geoprocessing của ArcInfo và ngơn ngữ lập trình VBA được tích
hợp trong ArcObject.
Kết quả đạt được là một chương trình tổng quát hóa tự động trong mơi
trường ArcGIS với các chức năng phục vụ cho người dùng tổng quát hóa lớp dữ
liệu nhà trong vùng dân cư từ tỷ lệ 1:2000 xuống tỷ lệ 1:10 000.

MỤC LỤC
Trang
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU................................................................................. 1
1.1. TỔNG QUAN ................................................................................................. 1
1.1.1. Đặt vấn đề .................................................................................................... 1
1.1.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước .................................................. 2
1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI .................................................... 7
1.2.1. Mục tiêu tổng quát ....................................................................................... 7
1.2.2. Mục tiêu cụ thể............................................................................................. 7
1.3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU................................................ 7
1.3.1. Đối tượng nghiên cứu .................................................................................. 7
1.3.2. Phạm vi nghiên cứu...................................................................................... 8
1.4. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................... 8
1.4.1. Nội dung nghiên cứu.................................................................................... 8
1.4.2. Phương pháp nghiên cứu.............................................................................. 8
CHƯƠNG 2: NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH.............. 11
2.1. KHÁI NIỆM VỀ BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH.......................................................... 11
2.2. CÁC TÍNH CHẤT CỦA BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH ............................................. 12
2.3. PHÂN LOẠI BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH................................................................ 13
2.3.1 Phân loại theo mức độ khái quát hoá nội dung ............................................. 13
2.3.2. Phân loại theo tỷ lệ....................................................................................... 13
2.3.3. Phân loại theo ý nghĩa sử dụng .................................................................... 13
2.4. VAI TRÒ VÀ Ý NGHĨA CỦA BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH ................................... 14
2.5. NỘI DUNG CỦA BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH ........................................................ 16
2.6. PHƯƠNG PHÁP THỂ HIỆN VÀ TỔNG QUÁT HÓA CÁC YẾU TỐ NỘI
DUNG TRÊN BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH ..................................................................... 17
2.6.1. Cơ sở tốn học của bản đồ địa hình ............................................................. 17
2.6.2. Yếu tố thủy hệ và các đối tượng liên quan................................................... 19
2.6.3. Dân cư các đối tượng liên quan ................................................................... 21

2.6.4. Tổng qt hóa yếu tố đường giao thơng và các đối tượng liên quan........... 27
2.6.5. Đặc điểm thể hiện và tổng qt hóa yếu tố địa hình.................................... 28
2.6.6 Đặc điểm thể hiện và tổng quát hóa yếu tố đất và thực vật .......................... 30
CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ...................................................................... 33
3.1. KHÁI NIỆM VỀ TỔNG QUÁT HÓA BẢN ĐỒ VÀ TỔNG QUÁT HÓA BẢN
ĐỒ TỰ ĐỘNG....................................................................................................... 33
3.1.1 Sự cần thiết phải tổng quát hóa bản đồ ......................................................... 33
3.1.2 Khái niệm tổng quát hóa bản đồ và tổng quát hóa bản đồ tự động............... 34
3.2 CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TỔNG QUÁT HÓA BẢN ĐỒ.......... 36
3.3 CÁC DẠNG TỔNG QUÁT HÓA BẢN ĐỒ................................................... 39
3.3.1 Lựa chọn các đối tượng và hiện tượng.......................................................... 39
3.3.2 Tổng qt hóa hình dạng .............................................................................. 40
3.3.3 Tổng quát hóa đặc trưng số lượng ................................................................ 40
3.3.3 Tổng quát hóa đặc trưng chất lượng ............................................................. 41
3.4. CÁC HÌNH THỨC TỔNG QT HĨA BẢN ĐỒ ....................................... 41
3.4.1. Đơn giản hóa (Simplification) ..................................................................... 41
3.4.2. Cường điệu hóa (Exaggeration) ................................................................... 42
3.4.3. Giảm tính chi tiết (Refinement) ................................................................... 43
3.4.4. Làm trơn (smoothing) .................................................................................. 44
3.4.5. Phá vỡ (Collapse) ......................................................................................... 44
3.4.6. Xê dịch (Displacement) ............................................................................... 44
3.4.7. Gộp vùng (Amalgamation) .......................................................................... 45
3.4.8. Gộp điểm (Aggregation) .............................................................................. 45
3.4.9. Hợp nhất (Merging) ..................................................................................... 46
3.5. GIỚI THIỆU VỀ ARCGIS VÀ CÁC CƠNG CỤ TỔNG QT HĨA TRONG
PHẦN MỀM ARCGIS........................................................................................... 46
3.5.1 Giới thiệu về ArcGIS .................................................................................... 46
3.5.2 Các cơng cụ tổng qt hóa trong ArcGIS 9.3 ............................................... 51
3.5.3 Các phương án sử dụng cơng cụ tổng qt hóa ............................................ 54

3.6 GIỚI THIỆU VỀ GEODATABASE VÀ ARCOBJECTS .............................. 57
3.6.1 Giới thiệu về Geodatabase ............................................................................ 57
3.6.2 Giới tthệu về ArcObject ................................................................................ 62
3.6.3 Ngơn ngữ lập trình ........................................................................................ 63
3.7 GIỚI THIỆU VỀ PHẦN MỀM MICROSTATION ........................................ 64
CHƯƠNG 4: XÂY DỰNG VÀ ĐỀ XUẤT MƠ HÌNH CỦA CHƯƠNG TRÌNH
TỔNG QT HĨA TỰ ĐỘNG ......................................................................... 65
4.1. MƠ TẢ BÀI TỐN ỨNG DỤNG ................................................................. 65
4.2. QUY TRÌNH TỔNG QT HĨA CHO LỚP DÂN CƯ TRÊN BẢN ĐỒ ĐỊA
HÌNH TRONG MƠI TRƯỜNG ARCGIS............................................................. 66
4.3. ĐỀ XUẤT MƠ HÌNH VÀ QUY TRÌNH CỦA CHƯƠNG TRÌNH TỔ2G
QT HĨA BẢN ĐỒ TỰ ĐỘNG........................................................................ 72
4.3.1 Mơ hình tổng thể của chương trình............................................................... 72
4.3.2. Đề xuất quy trình tổng qt hóa bản đồ tự động.......................................... 74
CHƯƠNG 5: PHÂN TÍCH, THIẾT KẾ HỆ THỐNG ..................................... 75
5.1 PHÂN TÍCH, THIẾT KẾ CƠ SỞ DỮ LIỆU BẢN ĐỒ .................................. 75
5.1.1 Phân tích, xác định các thực thể và các thuộc tính của các đối tượng tham gia
tổng qt hóa bản đồ .............................................................................................. 75
5.1.2 Mơ tả mối quan hệ giữa các đối tượng trong cơ sở dữ liệu .......................... 77
5.2. THIẾT KẾ VÀ XÂY DỰNG CƠ SỞ DỮ LIỆU............................................ 78
5.2.1 Thiết kế cơ sở dữ liệu mức luận lý................................................................ 78
5.2.2 Thiết kế cơ sở dữ liệu mức vật lý.................................................................. 80
5.3 PHÂN TÍCH, THIẾT KẾ CƠ SỞ DỮ LIỆU TỔNG QT HĨA................. 82
5.3.1 Phân tích, xác định các chỉ tiêu tổng quát hóa bản đồ .................................. 82
5.3.2 Thiết kế cơ sở dữ liệu tổng quát hóa............................................................. 85
5.4 PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN THUẬT TỐN TỔNG QT HĨA BẢN ĐỒ. 85
5.4.1 Phân tích, xác định các thuật tốn tham gia tổng quát hóa bản đồ ............... 85
5.4.2 Thiết kế các thuật tốn tổng qt hóa bản đồ................................................ 88

5.5 THIẾT KẾ CHỨC NĂNG CỦA CHƯƠNG TRÌNH ỨNG DỤNG ............... 90


5.5.1 Mô tả các chức năng của hệ thống ................................................................ 90
5.5.2 Thiết kế giao diện của chương trình ứng dụng ............................................. 90
CHƯƠNG 6: TRIỂN KHAI ỨNG DỤNG VẬN HÀNH THỬ NGHIỆM VÀ
ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ ........................................................................................ 96
6.1 TRIỂN KHAI XÂY DỰNG ỨNG DỤNG ...................................................... 96
6.1.1 Tổng quan về chương trình ứng dụng........................................................... 96
6.1.2 Xây dựng ứng dụng....................................................................................... 96
6.2 CHUẨN BỊ VÀ CHUẨN HÓA DỮ LIỆU PHỤC VỤ CHO TỔNG QUÁT
HÓA BẢN ĐỒ....................................................................................................... 101
6.2.1 Quy trình chuẩn bị và chuẩn hóa nguồn dữ liệu ........................................... 101
6.2.2 Thu thập, phân tích, đánh giá nguồn dữ liệu................................................. 101
6.2.3 Đánh giá nguồn dữ liệu ................................................................................. 103
6.2.4 Biên tập và trình bày bản đồ ........................................................................ 103
6.3 VẬN HÀNH THỬ NGHIỆM CHƯƠNG TRÌNH .......................................... 107
6.3.1 Sơ đồ quy trình vận hành thử nghiệm........................................................... 107
6.3.2 Thử nghiệm với các chức năng của chương trình ứng dụng......................... 108
6.4. ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ BẢN ĐỒ SAU TỔNG QUÁT HÓA ....................... 112
KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ ................................................................................. 114


DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 1.1: Các cơng cụ trong Generalization Toolset............................................. 4
Hình 2.1: Phép chiếu UTM .................................................................................... 18
Hình 2.2: Mơ phỏng yếu tố thủy hệ trên bản đồ địa hình ...................................... 19
Hình 2.3: Mơ phỏng yếu tố dân cư trên bản đồ địa hình ....................................... 22
Hình 2.4: Hệ thống các đường đồng mức ............................................................. 29

Hình 2.5: Mơ phỏng yếu tố thực vật trên bản đồ địa hình ..................................... 31
Hình 3.1: Tổng qt hóa hình dạng hình học......................................................... 40
Hình 3.2: Cường điệu hóa (Exaggeration) ............................................................. 43
Hình 3.3: Giảm tính chi tiết (Refinement) ............................................................ 44
Hình 3.4: Làm trơn (smoothing) ............................................................................ 44
Hình 3.5: Phá vỡ (Collapse)................................................................................... 44
Hình 3.6: Xê dịch (Displacement) ......................................................................... 45
Hình 3.7: Gộp vùng................................................................................................ 45
Hình 3.8: Gộp điểm (Aggregation) ........................................................................ 45
Hình 3.9: Hợp nhất (Merging) ............................................................................... 46
Hình 3.10: Các sản phẩm của phần mềm ArcGIS ................................................. 46
Hình 3.11: Giao diện của phần mềm ArcMap ....................................................... 48
Hình 3.12: Giao diện của ArcCatalog.................................................................... 49
Hình 3.13: Các cơng cụ trong Generalization Toolset........................................... 52
Hình 3.14: Aggregate Polygons ............................................................................. 52
Hình 2.15: Collapse Dual Lines To Centerline...................................................... 53
Hình 3.16: Dissolve................................................................................................ 53
Hình 3.17: Eliminate .............................................................................................. 53
Hình 3.18: Simplify Building................................................................................. 53
Hình 3.19: Simplify Line ....................................................................................... 54
Hình 3.20: Smooth Line ........................................................................................ 54
Hình 3.21: Simplify Polygon ................................................................................. 54
Hình 3.22: Hộp thoại Simplify polygons ............................................................... 55
Hình 3.23: Tạo mới Model..................................................................................... 56
Hình 3.24: Tổng qt hóa các tịa nhà sử dụng ModelBuilder .............................. 56
Hình 3.25: Mơ hình dữ liệu đồ họa ........................................................................ 58
Hình 3.26: Mơ hình dữ liệu vector......................................................................... 59
Hình 3.27: Mơ hình dữ liệu raster.......................................................................... 60
Hình 3.28: Mơ hình TIN ........................................................................................ 60
Hình 3.29: Mối quan hệ giữa các bảng .................................................................. 61

Hình 3.30: VBA tích hợp trong ArcMap ............................................................... 63
Hình 3.31: Giao diện phần mềm Microstation....................................................... 64
Hình 4.1: Các phương án kết hợp cơng cụ............................................................. 69
Hình 4.2: Giao diện Aggregate Polygon................................................................ 70


Hình 4.3: Giao diện Simplify Building.................................................................. 71
Hình 4.4: Mơ hình tổng thể của chương trình........................................................ 72
Hình 5.1: mối quan hệ giữa các đối tượng trong cơ sở dữ liệu.............................. 78
Hình 5.2: Quá trình tạo Personal Geodatabase ...................................................... 81
Hình 5.3: Kết quả tạo Geodatabase “du lieu tong quat hoa” ................................. 81
Hình 5.4: Kết quả thiết kế cơ sở dữ liệu bản đồ mức vật lý .................................. 82
Hình 5.5: Các chỉ tiêu tổng qt hóa bản đồ.......................................................... 84
Hình 5.6: Q trình loại các đỉnh của thuật tốn POINT_REMOVE.................... 86
Hình 5.7: Thuật tốn POINT_REMOVE với dung sai cho phép 10m ................. 86
Hình 5.8: Thuật toán POINT_REMOVE với dung sai cho phép 20m .................. 87
Hình 5.9: Thuật tốn Bend simplify với dung sai cho phép 10m .......................... 87
Hình 5.10: Thuật tốn Bend simplify với dung sai cho phép 20m ........................ 88
Hình 5.11: Giao diện chuyển đổi dữ liệu ............................................................... 92
Hình 5.12: Giao diện thiết lập chỉ tiêu TQH.......................................................... 93
Hình 5.13: Giao diện tổng quát hóa yếu tố dân cư ................................................ 94
Hình 5.14: Giao diện TQH đường giao thơng ....................................................... 94
Hình 5.15: Giao diện tạo các trường thuộc tính .................................................... 95
Hình 6.1: Khởi động cửa sổ Customize ................................................................ 96
Hình 6.2: Cửa sổ Customize… .............................................................................. 96
Hình 6.3: Cấu trúc của menu ứng dụng ................................................................. 97
Hình 6.4: Khởi động Visual Basis Editor .............................................................. 97
Hình 6.5: Tạo Form cho các cơng cụ ..................................................................... 97
Hình 6.6: Các modul kết quả trong VB6 .............................................................. 98
Hình 6.7: Các lỗi trên bản đồ tài liệu ..................................................................... 105

Hình 6.8: Cơng cụ sửa lỗi cho yếu tố dạng đường................................................. 105
Hình 6.9: Cơng cụ vẽ vùng Polygons .................................................................... 105
Hình 6.10: Kết quả chuẩn hóa và hồn thiện dữ liệu đồ họa ................................. 106
Hình 6.11: Bật tắt các level cần thiết ..................................................................... 106
Hình 6.12: Xem thơng tin thuộc tính .................................................................... 107
Hình 6.13: Hiển thị các thơng tin thuộc tính.......................................................... 107
Hình 6.14: Giao diện chính của chương trình tổng qt hóa tự động.................... 108
Hình 6.15: Giao diện chuyển đổi ........................................................................... 109
Hình 6.16: Kết quả chuyển đổi dữ liệu .................................................................. 109
Hình 6.17: Giao diện thiết lập chỉ tiêu tổng qt hóa ............................................ 110
Hình 6.18: Giao diện TQH lớp nhà........................................................................ 111
Hình 6.19: Kết quả TQH yếu tố dân cư ................................................................. 111
Hình 6.20 : Giao diện TQH đường giao thơng ...................................................... 111
Hình 6.21: Kết quả TQH đường giao thơng .......................................................... 112
Hình 6.22: Hiển thị kết quả ................................................................................... 112
Hình 6.23: lớp đối tượng nhà tỷ lệ 1:2000............................................................. 113
Hình 6.24: lớp đối tượng nhà ở tỷ 1:10000............................................................ 113


DANH MỤC CÁC BẢNG – SƠ ĐỒ
Trang
Sơ đồ 4.1: Quy trình tổng qt hóa bản đồ trong mơi trường ArcGIS .................. 67
Sơ đồ 4.2: Sơ đồ quy trình tổng quát hóa bản đồ của chương trình ứng dụng ...... 74
Sơ đồ 5.1: Quy trình chuyển đổi dữ liệu ................................................................ 91
Sơ đồ 5.2: Quy trình thiết lập các chỉ tiêu TQH .................................................... 92
Sơ đồ 5.3: Quy trình TQH lớp nhà trong vùng dân cư .......................................... 93
Sơ đồ 6.1: Chuẩn bị và chuẩn hóa nguồn dữ liệu .................................................. 101
Sơ đồ 6.2: Quy trình vận hành chương trình.......................................................... 108
Bảng 2.1: Cách biểu thị cùng dân cư trên bản đồ địa hình .................................... 23
Bảng 2.2: Quy định về khoảng cao đều trên bản đồ địa hình ................................ 30

Bảng 3.1: Trọng tải của bản đồ địa hình ................................................................ 38
Bảng 5.1: Phân lớp nội dung bản đồ địa hình tỷ lệ 1:2 000................................... 76
Bảng 5.2: Phân lớp nội dung bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10 000................................. 76
Bảng 5.3: Các trường thuộc tính của lớp đối tượng nhà........................................ 79
Bảng 5.4: Các trường thuộc tính của lớp đường giao thơng.................................. 79
Bảng 5.5: Các trường thuộc tính của các đối tượng độc lập.................................. 80
Bảng 5.6: Các trường thuộc tính của lớp cơ sở tốn học ...................................... 80
Bảng 5.7: Kết quả các chỉ tiêu TQH trên bản đồ tỷ lệ lớn.................................... 85
Bảng 6.1: Thống kê và giải thích các ký hiệu lớp dân cư ..................................... 104
Bảng 6.2 : So sánh kết quả ở 2 tỷ lệ....................................................................... 113


Luận văn thạc sĩ

GVHD: TS. Vũ Xuân Cường

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
1.1. TỔNG QUAN
1.1.1. Đặt vấn đề
Tổng quát hóa bản đồ là phương pháp đặc biệt để lựa chọn và khái quát các
yếu tố nội dung bản đồ, làm sáng tỏ và biểu thị lên bản đồ các đặc điểm đặc trưng,
những nét cơ bản, điển hình của đối tượng, hiện tượng và mối tương quan giữa chúng
với nhau, làm nổi bật quy luật phát triển tự nhiên và kinh tế xã hội [8].
Tổng qt hóa bản đồ đóng vai trị vơ cùng quan trọng trong q trình thành
lập bản đồ, vì trên bề mặt trái đất có rất nhiều yếu tố tự nhiên và kinh tế xã hội mà
bản đồ không thể biểu thị hết được, nên phải chọn các yếu tố chủ yếu và khái quát
các đặc trưng về hình dạng, số lượng, chất lượng các yếu tố đó cho phù hợp với mục
đích, nội dung và tỷ lệ bản đồ.
Trước đây để chọn lọc các yếu tố nội dung để biểu thị lên bản đồ cho phù hợp
đối với mức độ chi tiết của từng tỷ lệ đều dựa vào các thao tác thủ công của các kỹ

thuật viên cùng với những kinh nghiệm và kiến thức địa lý liên quan.
Hiện nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin một số
công ty đã xây dựng được nhiều phần mềm, nhiều công cụ hỗ trợ cho tổng qt hóa
bản đồ. Một trong những cơng cụ tổng quát hóa bản đồ phổ biến nhất là bộ công cụ
ArctoolBox trong phần mềm ArcGIS của hãng ESRI. Các cơng cụ này đem lại sự
tiện ích nhất định cho tác nghiệp viên biên tập dữ liệu bản đồ đồng thời cung cấp một
cách linh hoạt với các phương án sử dụng khác nhau. Tuy nhiên, bên cạnh đó cịn có
nhiều hạn chế như các cơng cụ chỉ sử dụng để tổng quát hóa các đối tượng độc lập và
để sử dụng các cơng cụ hỗ trợ đó địi hỏi phải có sự can thiệp của kỹ thuật viên ở
nhiều công đoạn như cách phối hợp các công cụ, nghiên cứu và lựa chọn các chỉ tiêu
tổng quát hóa cho các yếu tố địa lý ở các tỷ lệ khác nhau. Như vậy để sử dụng các
công cụ một cách có hiệu quả và tạo ra được các sản phẩm bản đồ chất lượng cao,
đáp ứng yêu cầu theo quy phạm hiện hành thì địi hỏi các kỹ thuật viên phải có kiến
thức, có kinh nghiệm thực tế về tổng quát hóa bản đồ từ tỷ lệ này sang tỷ lệ khác.
Vấn đề đặt ra là để tận dụng các cơng cụ hữu ích mà ArcGIS mang lại đồng thời khắc

HVTH: Nguyễn Thị Hồng Hạnh

Trang 1


Luận văn thạc sĩ

GVHD: TS. Vũ Xuân Cường

phục những vấn đề khó khăn và phức tạp cho người sử dụng khi sử dụng các cơng cụ
có sẵn trong phần mềm ArcGIS cần phải hiện thực hóa các cơng cụ đó bằng một quy
trình thống nhất để tổng qt hóa các đối tượng trên bản đồ.
Ở Việt Nam và trên thế giới hiện nay hầu hết các cơ quan sản xuất bản đồ đều
quản lý cơ sở dữ liệu (CSDL) về bản đồ địa hình dưới nhiều tỷ lệ khác nhau. Muốn

thu nhỏ bản đồ địa hình từ tỷ lệ này xuống tỷ lệ khác thường sử dụng các công cụ có
sẵn trong các phần mềm chuyên dụng để tổng quát hóa nội dung bản đồ có sự can
thiệp của kỹ thuật viên ở nhiều công đoạn mà chưa quan tâm đến giải pháp tổng quát
hóa bản đồ tự động.
Xuất phát từ những lý do trên mà học viên tiến hành thực hiện đề tài “Ứng
dụng ArcGIS xây dựng bộ công cụ hỗ trợ tổng quát hóa tự động cho dữ liệu bản
đồ địa hình tỷ lệ lớn”.
1.1.2. Tình hình nghiên cứu trong và ngồi nước
1.1.2.1. Tình hình nghiên cứu ngồi nước
Trong những năm gần đây một số quốc gia trên thế giới đã có nhiều nỗ lực,
sáng tạo trong việc nghiên cứu và phát trển các phương pháp, các giải thuật, các quy
trình xử lý và các cơng cụ tổng quát hóa bản đồ tự động.
Bước đầu các nghiên cứu tập trung xây dựng các giải thuật và công cụ dành
cho tổng qt hóa các đối tượng hình học, mơ phỏng các thao tác của các kỹ thuật
viên. Chẳng hạn như giải pháp làm trơn đường Douglass – Peuker (1973) [4] và giải
thuật approximation của Lie-Openshaw (1993) [16]. Các công cụ tổng quát hóa thời
kỳ đầu nhằm giảm thiểu đáng kể tác nghiệp thủ công của con người và tiết kiệm thời
gian trong quá trình biên tập bản đồ.
Giai đoạn hiện nay ngồi việc xây dựng các cơng cụ tổng qt hóa các đối
tượng hình học nhằm mục đích thành lập bản đồ còn chú trọng hơn đến việc thể hiện
các đối tượng địa lý và nghiên cứu về tổng qt hóa mơ hình, tổng qt hóa cơ sở dữ
liệu để tạo ra các gói, các tập dữ liệu từ cơ sở dữ liệu ban đầu nhằm mục đích tạo ra
được hệ thống các bản đồ đa tỷ lệ.

HVTH: Nguyễn Thị Hồng Hạnh

Trang 2


Luận văn thạc sĩ

GVHD: TS. Vũ Xuân Cường

Với sự phát triển đó có thể kể đến một số cơng trình nghiên cứu quan trọng và
ảnh hưởng rất lớn đối với tổng quát hóa bản đồ cả lý thuyết lẫn ứng dụng thực tế cụ
thể như tác giả McMaster và Shed (1989) đã nghiên cứu và tổng hợp 12 tác vụ cơ
bản tổng quát hóa bản đồ như Simplycation, Smoothing, Aggregation,
Selection…[24]. Các tác vụ này liên quan đến biến đổi thông tin thuộc tính và khơng
gian của các đối tượng địa lý. Nghiên cứu này là nền tảng cơ bản để xây dựng nên
các công cụ và các phần mềm tổng quát hóa bản đồ. Các hoạt động này có thể sử
dụng khác nhau trong các phần mềm tổng quát hóa thương mại nhưng đều được xếp
vào nhóm các hình thức tổng qt hóa. Tác giả Brassel và Weibel (1988) trình bày
tổng quan về tổng quát hóa bản đồ và ý nghĩa của nó trong việc biên tập và thành lập
bản đồ [29]. Dan Lee (1992) thử nghiệm tổng quát hóa bản đồ dựa trên phần mềm
thương mại MGE (Modular GIS Environment) [14]. Weibel (1993) trình bày những
kiến thức cơ bản về tổng quát hóa bản đồ, mối quan hệ giữa GIS và bản đồ và vai trị
của tổng qt hóa bản đồ trong việc xây dựng và duy trì cơ sở dữ liệu [30].
Cùng với các nghiên cứu của các tác giả đó thì các cơng ty phân mềm cũng
sản xuất ra các phần mềm liên quan đến tổng quát hóa bản đồ tự động và GIS như
ESRI (Mỹ), Map Generalization thuộc hãng Intergraph (Mỹ), LaserScan (Anh),
Sibgeoinform (Nga), Change (Đức).
Map Generalization là một module của MGE (Intergraph - Mỹ), là nền tảng
để thực hiện các thao tác tổng quát hóa như: loại bỏ, bẻ gãy, giản lược, làm trơn, gộp,
điển hình hóa, dịch chuyển, phóng to điểm, định hướng điểm và hiệu chỉnh vùng ở
chế độ tương tác.
DynaGen cho phép người dùng thực hiện một số thao tác tổng quát hóa ở chế
độ thủ cơng, tương tác hoặc tự động.
CHANGE là sản phẩm của Viện Nghiên cứu Bản đồ thuộc Đại học tổng hợp
Hannover (Đức), với chức năng chủ yếu thực hiện tổng quát hóa các khối nhà và
đường giao thông, dùng cho tỷ lệ 1: 10 000 xuống tỷ lệ 1: 25 000 từ cơ sở dữ liệu chi

tiết.

HVTH: Nguyễn Thị Hồng Hạnh

Trang 3


Luận văn thạc sĩ

GVHD: TS. Vũ Xuân Cường

Ngoài ra các sản phẩm của Laser Scan (Anh) cung cấp một số cơng cụ để
tổng qt hóa ở chế độ tương tác thơng qua giao diện người dùng và cũng có thể
chạy ở chế độ batch.
Gothic Generalization là kết quả của sự hợp tác giữa hãng Laser-Scan với
các trung tâm nghiên cứu như Đại học tổng hợp Edinburgh, Đại học tổng hợp Zurich.
Gothic Generalization cho phép tổng quát hoá bản đồ trên một dải tỷ lệ rộng từ 1:
10 000 đến 1: 1 000 000 và sản phẩm này đã được áp dụng thành công tại các tổ chức
bản đồ Quốc gia Đức, Pháp và các nước nam Châu Phi.
Công ty phần mềm ESRI (Mỹ) đã sản xuất ra các công cụ phục vụ cho tổng
qt hóa bản đồ. Các cơng cụ đã mang lại các tiện ích nhất định hỗ trợ tổng qt hóa
bản đồ, nhưng địi hỏi các kỹ thuật viên phải có kinh nghiệm, kiến thức chun mơn
liên quan đến tổng quát hóa bản đồ mới tạo ra được các sản phẩm bản đồ có độ thẩm
mỹ và chất lượng tốt.

Hình 1.1: Các cơng cụ trong Generalization Toolset [32]
Kế thừa những kết quả nghiên cứu ở trên góp phần thúc đẩy các nhà khoa học
có những nghiên cứu chuyên sâu hơn về tổng quát hóa bản đồ cũng như phát triển
các cơng cụ tổng qt hóa bản đồ tự động cho các yếu tố địa lý ngày càng hoàn thiện
hơn, tiện lợi hơn và đảm bào nhiều tính năng hơn. Cụ thể như nghiên cứu của tác giả

Dan Lee (1999) trình bày về các giải pháp đơn giản hóa các tòa nhà và loại bỏ các
đường bao để tạo tim đường một cách tự động khi thu nhỏ tỷ lệ bản đồ bằng cách sử

HVTH: Nguyễn Thị Hồng Hạnh

Trang 4


Luận văn thạc sĩ

GVHD: TS. Vũ Xuân Cường

dụng thủ thuật trong hệ thống Macro [12]. Năm 2005, tác giả Dan Lee, Paul Hardy
cùng với một số thành viên khác đã giới thiệu về các cơng cụ tổng qt hóa tự động
có sẵn trong ArcToolBox và cách sử dụng các cơng cụ này trong việc xử lý dữ liệu
và khái quát hóa bản đồ tự động [13]. Đây là những cơng trình nghiên cứu quan
trọng và góp phần cho việc phát triển và mở rộng các công cụ tổng quát tự động theo
các ngữ cảnh khác nhau.
Các tác giả Jantien Stoter, John van Smaalen, Nico Bakker and Paul Hardy
thuộc các đơn vị trường Đại học Công nghệ Delft Hà Lan, Hãng ESRI tại Hà Lan và
Hãng ESRI (Anh) năm 2009 đã kết hợp nghiên cứu về vấn đề xác định và so sánh,
đánh giá các tiêu chuẩn cho việc tổng quát hóa tự động bản đồ địa hình [9].
Nghiên cứu của tác giả Droppova thuộc cơ quan sản xuất bản đồ, Trường đại
học cơng nghệ Slovak năm 2010 đã trình bày về khả năng sử dụng các cơng cụ tổng
qt hóa cho dữ liệu vector trong môi trường ArcGIS và dựa trên khả năng đó để
thiết kế và thực hiện một mơ hình tổng qt hóa cho các tịa nhà trên bản đồ địa hình
tỷ lệ 1: 10 000 [5].
Qua đó cho thấy các nước trên thế giới đã đạt được rất nhiều thành tựu trong
lĩnh vực nghiên cứu và ứng dụng TQH bản đồ. Đặc biệt các nghiên cứu ngày càng
chú trọng đến vấn đề tổng quát hóa tự động các đối tượng hình học khi thể hiện trên

bản đồ ở các cấp tỷ lệ khác nhau.
1.1.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
Ở Việt Nam đã có một số nghiên cứu liên quan đến tổng quát hóa các yếu tố
nội dung của bản đồ địa hình theo phương pháp thủ cơng và đề ra các giải pháp cho
tổng qt hóa tự động bằng cách sử dụng các cơng cụ có sẵn trong các phần mềm của
nước ngồi. Các cơng cụ này cịn có nhiều hạn chế và chỉ sử dụng để tổng quát hóa
các đối tượng độc lập và tổng qt hóa bằng máy tính nhiều chỗ khơng phản ánh
đúng quy luật tự nhiên và xã hội do vậy đòi hỏi sự can thiệp của các kỹ thuật viên ở
nhiều cơng đoạn trong q trình biên tập bản đồ. Việc tổng quát hóa các yếu tố nội
dung bản đồ hầu như chỉ dựa vào kinh nghiệm và tính thẩm mỹ trong quá trình quan
sát trực quan của các nhà địa lý.

HVTH: Nguyễn Thị Hồng Hạnh

Trang 5


Luận văn thạc sĩ

GVHD: TS. Vũ Xuân Cường

Một số công trình nghiên cứu liên quan đến bản đồ địa hình và vấn đề tổng
quát hóa như đề tài nghiên cứu của tác giả Vũ Bích Vân và các cộng tác viên (1991)
[26]. Đề tài tập trung nghiên cứu cơ sở dữ liệu của nhóm bản đồ địa hình khái qt,
cụ thể như các phương pháp tổ chức CSDL số không gian, mơ tả hình học các đối
tượng địa hình mặt đất, quy trình cơng nghệ thành lập CSDL nhóm bản đồ địa hình
khái quát, thiết kế CSDL bản đồ địa hình khái quát và tiến hành thử nghiệm. Cũng
trong thời gian đó Vũ Bích Vân đã trình bày nghiên cứu cơ sở lý luận và công nghệ
thành lập hệ thống bản đồ địa hình cơ bản Việt Nam, ứng dụng cơng nghệ mơ hình số
địa hình và thiết bị cần cho cơng nghệ tự động hóa. Nghiên cứu cịn đề cập các đặc

điểm cũng như yêu cầu tổng quát hóa bản đồ trong quá trình thành lập bản đồ địa
hình bằng phương pháp biên vẽ. Tiếp đến, năm 1995 Vũ Bích Vân và một số cộng
tác viên trình bày chương trình ứng dụng phần mềm SDR để tự động hóa thành lập
bản đồ tỷ lệ lớn (1:1000; 1:5000) bằng phương pháp số [27]. Năm 1999, dựa trên các
chương trình thử nghiệm Vũ Bích Vân tiếp tục nghiên cứu về cơ sở dữ liệu bản đồ
địa hình khái quát và phương pháp thiết kế và xây dựng cơ sở dữ liệu đó nhằm phục
vụ cho các mục đích khác nhau [27].
Năm 2007, tác giả Vũ Xuân Cường trình bày đề tài tự động hóa thành lập bản
đồ hiện trạng sử dụng đất trên cơ sở thơng tin bản đồ địa chính số [2]. Đề tài tập
trung vào các ứng dụng các cơng cụ tổng qt hóa các đối tượng dạng vùng để thành
lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất và thử nghiệm phần mềm hỗ trợ ghép biên tự động,
gộp vùng, giản lược đường bao và biên tập khung bản đồ từ các dữ liệu địa chính.
Năm 2008, Đồng Thị Bích Phương đã trình bày đề tài nghiên cứu cơ sở khoa
học tổng quát hóa bản đồ tự động và xây dựng phần mềm tổng qt hóa bản đồ địa
hình tỷ lệ lớn. Đề tài tập trung nghiên cứu, xây dựng thuật tốn và phần mềm tổng
qt hóa tự động cho đối tượng dạng tuyến trên bản đồ địa hình [21].
Năm 2009, Vũ Xuân Cường và Lê Đăng Khôi đã trình bày một nghiên cứu về
đánh giá khả năng sử dụng các cơng cụ hỗ trợ tổng qt hóa dữ liệu bản đồ trong
ArcGIS 9.x [3].

HVTH: Nguyễn Thị Hồng Hạnh

Trang 6


Luận văn thạc sĩ

GVHD: TS. Vũ Xuân Cường

Năm 2010, tác giả Lê Đăng Khơi đã trình bày đề tài phân tích, thiết kế cơ sở

dữ liệu khơng gian hỗ trợ một số hành vi tổng quát hóa tự động dữ liệu bản đồ. Đề tài
tập trung nghiên cứu cấu trúc Geodatabase và khả năng mở rộng đối tượng có xác lập
hành vi đồng thời thiết kế và xây dựng cơ sở dữ liệu không gian và giải thuật cho các
hành vi tổng quát hóa dữ liệu bản đồ [10].
Qua đó cho thấy các nghiên cứu tại Việt Nam về tổng quát hóa bản đồ đã có
sự đánh giá về các phần mềm, các cơng cụ hỗ trợ tổng qt hóa bản đồ tự động của
một số nước trên thế giới, cịn các vấn đề ứng dụng tổng qt hóa chủ yếu sử dụng
các cơng cụ có sẵn trong các phần mềm thương mại để tổng qt hóa bản đồ cịn vấn
đề xây dựng các chương trình ứng dụng về tổng quát hóa tự động chưa được quan
tâm.
1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
1.2.1. Mục tiêu tổng quát
Nghiên cứu và xây dựng bộ cơng cụ tổng qt hóa tự động cho dữ liệu bản đồ
địa hình tỷ lệ lớn trong phần mềm ArcGIS.
1.2.2. Mục tiêu cụ thể
Nghiên cứu cơ sở lý thuyết và thực tiễn về tổng quát hoá và tổng qt hố tự
động nội dung bản đồ địa hình.
Đảm bảo khả năng sử dụng phần mềm GIS ở mức tuỳ biến các công cụ, chức
năng và phát triển ứng dụng.
Hình thành quy trình tổng qt hố tự động nội dung bản đồ trong mơi trường
ArcGIS.
Hiện thực hố cơ sở lý thuyết và các quy định về tổng quát hoá vào trong mơi
trường ArcGIS thành các cơng cụ, nhóm cơng cụ.
1.3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
1.3.1. Đối tượng nghiên cứu
- Khả năng sử dụng các công cụ liên quan đến tổng quát hóa bản đồ tự động
trong bộ công cụ ArcToolbox của phần mềm ArcGIS.
- Các tác vụ liên quan đến tổng quát hóa bản đồ.

HVTH: Nguyễn Thị Hồng Hạnh

Trang 7


Luận văn thạc sĩ

GVHD: TS. Vũ Xuân Cường

- Ngôn ngữ lập trình VBA (Microsoft Visual Basic For Applications) kết hợp
với thư viện ArcObjects trên ArcGIS để xây dựng các công cụ tổng quát hóa bản đồ
tự động.
1.3.2. Phạm vi nghiên cứu
Chỉ nghiên cứu yếu tố dân cư và phương pháp tổng qt hóa yếu tố đó trên
bản đồ địa hình từ tỷ lệ 1: 2 000 – 1: 10 000.
Kết quả tổng quát hóa thử nghiệm cho dữ liệu bản đồ chỉ tính đến yếu tố ảnh
hưởng là tỷ lệ bản đồ, khơng tính đến hệ số khu vực.
1.4. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1.4.1. Nội dung nghiên cứu
Đề tài tập trung nghiên cứu các nội dung cụ thể như sau:
- Nghiên cứu về cơ sở lý luận của tổng quát hóa bản đồ liên quan đến đối tượng
dạng vùng (dân cư).
- Nghiên cứu các đặc điểm thể hiện nội dung bản đồ địa hình theo quy trình quy
phạm hiện hành tại Việt Nam. Phân tích đánh giá, tổng hợp các quy định về
tổng qt hóa hiện hành. Tìm hiểu ArcGIS/ ArcToolbox/ Map Generalization
Tools. Nghiên cứu cách sử dụng các cơng cụ tổng qt hóa bản đồ có sẵn trong
phần mềm ArcGIS của ESRI.
- Xây dựng, đề xuất quy trình tổng qt hóa tự động liên quan đến các đối tượng
dạng vùng (dân cư) trên bản đồ địa hình.
- Phân tích, thiết kế và xây dựng cơ sở dữ liệu phục vụ cho tổng quát hóa dữ liệu
bản đồ.

- Chuẩn bị, chuẩn hóa, tiền xử lý dữ liệu bản đồ. Thiết kế cơ sở dữ liệu bản đồ.
- Lập trình xây dựng các cơng cụ tổng qt hóa bản đồ tự động trong phần mềm
ArcGIS và tiến hành thử nghiệm.
1.4.2. Phương pháp nghiên cứu
1.4.2.1. Phương tiện nghiên cứu
Phần cứng
- Máy tính có cấu hình: 2.0GHz, bộ nhớ trong 2GB

HVTH: Nguyễn Thị Hồng Hạnh

Trang 8


Luận văn thạc sĩ

GVHD: TS. Vũ Xuân Cường

- Thiết bị ngoại vi: màn hình 14 inch, bàn phím chuột
Phần mềm
Đề tài sử dụng các phần mềm: MicroStation, MapInfo, ArcGIS … để biên tập
bản đồ và sử dụng ngôn ngữ lập trình VBA kết hợp với thư viện ArcObjects trên
ArcGIS để xây dựng bộ cơng cụ hỗ trợ cho q trình tổng quát hóa tự động.
1.4.2.2. Các phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu tài liệu
Đây là phương pháp đọc và phân tích những tài liệu lý luận, các cơng trình
nghiên cứu đã được cơng bố và các tài liệu có liên quan nhằm khai thác những vấn
đề cần thiết về lý luận, về kinh nghiệm thực tế trong vấn đề tổng qt hóa bản đồ.
Phương pháp phân tích, tổng hợp
Từ những tài liệu thu thập được tiến hành phân tích, tổng hợp các nội dung
cho phù hợp với đề tài nghiên cứu.

Phương pháp lấy ý kiến chuyên gia
Tham khảo ý kiến của các chuyên gia trong các lĩnh vực liên quan đến bản đồ
và công nghệ thông tin để xây dựng được bộ công cụ đảm bảo khoa học, đầy đủ,
phục vụ có hiệu quả trong việc tổng quát hóa bản đồ.
Phương pháp ứng dụng các phần mềm GIS
Sử dụng các công cụ trong các phần mềm GIS như Microstation, ArcGIS ...để
chuẩn hóa nguồn dữ liệu đầu vào làm cơ sở cho việc xây dựng các cơng cụ tổng qt
hóa.
Phương pháp phân tích, thiết kế hệ thống
Dựa trên cơ sở lý thuyết đã được nghiên cứu, dựa trên mục tiêu của đề tài để
đưa ra mơ hình hệ thống phù hợp.
Phương pháp mơ hình hóa
Cơng tác lập bản đồ nói chung như một q trình mơ hình hóa đồ họa – logic.
Trong quá trình hình thành nội dung của bản đồ địi hỏi phải phân tích sự đa dạng
của thủ pháp lập bản đồ và bao quát một bộ phận lớn của toàn bộ khoa học về bản
đồ. Bất cứ một bản đồ nào cũng là một mơ hình hóa của thế giới thực, được hình

HVTH: Nguyễn Thị Hồng Hạnh

Trang 9


Luận văn thạc sĩ

GVHD: TS. Vũ Xuân Cường

thành theo những ngun tắc cơ bản của mơ hình hóa trên cơ sở chặt chẽ về mặt toán
học của toán bản đồ và được kết cấu theo những chuẩn tắc về hình thức và nội dung
của bản đồ học. Ngoài ra, phương pháp này cịn được sử dụng nhằm đề xuất quy
trình thực hiện tổng quát hoá tự động trên cơ sở quy trình thủ cơng.

HVTH: Nguyễn Thị Hồng Hạnh

Trang 10


Luận văn thạc sĩ

GVHD: TS. Vũ Xuân Cường

CHƯƠNG 2: NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH
2.1. KHÁI NIỆM VỀ BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH
Bản đồ địa lý là mơ hình thu nhỏ bề mặt trái đất lên mặt phẳng, xác định về
mặt tốn học, có biểu thị khái qt và bằng hệ thống ký hiệu. Bản đồ địa lý được
phân thành 2 nhóm là bản đồ địa lý chung và bản đồ chuyên đề. Trong đó, bản đồ địa
lý chung là mơ hình thu nhỏ bề mặt trái đất thơng qua phép chiếu tốn học nhất định,
có tổng qt hoá và bằng hệ thống ký hiệu, phản ánh sự phân bố, trạng thái và mối
quan hệ tương quan nhất định giữa các yếu tố cơ bản của địa lý tự nhiên và kinh tế xã
hội, còn bản đồ chuyên đề là mơ hình thu nhỏ thơng qua phép chiếu tốn học nhất
định có tổng qt hố và bằng hệ thống ký hiệu phản ánh đầy đủ và chi tiết một hay
vài yếu tố riêng biệt của địa lý tự nhiên hay kinh tế xã hội còn các yếu tố khác không
biểu thị hoặc biểu thị kém chi tiết hơn [20].
Tuỳ thuộc vào mức độ chi tiết, phương pháp, kỹ thuật thành lập và độ chính
xác trong nhóm bản đồ địa lý chung lại phân ra thành bản đồ địa hình và bản đồ khái
quát. Bản đồ khái quát biểu thị một cách khái lược các yếu tố lớn, điển hình quan
trọng của địa lý tự nhiên và kinh tế xã hội của khu vực biểu thị. Còn bản đồ địa hình
(BĐĐH) biểu thị các yếu tố tự nhiên và kinh tế xá hội của bề mặt trái đất với mức độ
đầy đủ, độ chính xác và chi tiết cao.
Vậy có thể định nghĩa một cách đầy đủ về bản đồ địa hình như sau: “BĐĐH là
bản đồ địa lý chung, có tỷ lệ lớn hơn và bằng 1:1000 000, là mơ hình thu nhỏ một

khu vực của bề mặt trái đất thơng qua phép chiếu tốn học nhất định, có tổng qt
hố và bằng hệ thống ký hiệu phản ánh sự phân bố, trạng thái và các mối quan hệ
tương quan nhất định giữa các yếu tố cơ bản của địa lý tự nhiên và kinh tế xã hội với
mức độ đầy đủ, chi tiết và độ chính xác cao. Các yếu tố này được biểu thị tương đối
như nhau và phần lớn giữ được hình dạng, kích thước theo tỷ lệ bản đồ đồng thời giữ
được tính chính xác hình học của ký hiệu và tính tương ứng địa lý của yếu tố nội
dung cao”[31].

HVTH: Nguyễn Thị Hồng Hạnh

Trang 11


Luận văn thạc sĩ

GVHD: TS. Vũ Xuân Cường

2.2. CÁC TÍNH CHẤT CỦA BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH
Bản đồ nói chung và bản đồ địa hình nói riêng đều có những tính chất cơ bản
sau [31].
- Bản đồ được thành lập trên cơ sở toán học.
Cơ sở toán học của bản đồ địa hình là những yếu tố nhằm đảm bảo độ chính
xác cho việc thành lập và sử dụng bản đồ bao gồm các yếu tố cơ bản sau: phép chiếu
bản đồ, tỷ lệ bản đồ, các điểm khống chế đo đạc, hệ thống chia mảnh, khung và bố
cục của bản đồ.
- Bản đồ sử dụng hệ thống ký hiệu
Hệ thống ký hiệu của bản đồ là hình thức biểu thị nội dung và ngôn ngữ kỹ
thuật phản ánh dung lượng thơng tin bản đồ nên có tác dụng nhận biết, phân biệt các
địa vật, biểu thị được hình dạng, kích thước vị trí của địa vật, phản ánh được số
lượng, chất lượng và mối quan hệ giữa chúng. Ký hiệu trên bản đồ địa hình có tính

tương ứng với đối tượng mà nó phản ánh. Mỗi ký hiệu có một vị trí trên bản đồ
tương ứng với một vị trí trên thực tế và được xác định đúng đắn về mặt tốn học.
- Trên bản đồ có sự lựa chọn và khái qt hố các đối tượng được biểu thị
Vì trên bề mặt trái đất có rất nhiều yếu tố tự nhiên và kinh tế xã hội mà bản đồ
không thể biểu thị hết được, nên phải chọn các yếu tố chủ yếu và khái quát các đặc
trưng về hình dạng, số lượng, chất lượng các yếu tố nội dung cho phù hợp với mục
đích và nội dung bản đồ. Kết qủa của q trình tổng qt hố bản đồ được thể hiện rõ
khi so sánh các bản đồ tỷ lệ khác nhau trên cùng khu vực. Tỷ lệ bản đồ càng nhỏ,
khơng gian biểu thị càng hẹp thì càng cần phải loại bỏ những đối tượng thứ yếu, ít
quan trọng để làm nổi bật những nét điển hình, quan trọng của khu vực.
- Bản đồ địa hình có tính hiện đại và tính chính xác cao
Vì các bản đồ được thành lập từ các tài liệu đo đạc trực tiếp trên mặt đất hoặc
trên ảnh chụp từ máy bay hay trên ảnh chụp từ mặt đất nên BĐĐH là tài liệu đáp ứng
được yêu cầu sử dụng cho tất cả các ngành kinh tế, văn hố và quốc phịng.
- Bản đồ địa hình là tài liệu cơ bản để thành lập các bản đồ khác

HVTH: Nguyễn Thị Hồng Hạnh

Trang 12


Luận văn thạc sĩ

GVHD: TS. Vũ Xuân Cường

Vì bản đồ địa hình biểu thị đầy đủ các yếu tố của địa lý tự nhiên và kinh tế xã
hội với mức độ chi tiết tương đối như nhau, các yếu tố này phần lớn giữ được hình
dạng, kích thước theo tỷ lệ bản đồ đồng thời giữ được tính chính xác hình học của ký
hiệu và tính tương ứng địa lý của các yếu tố nội dung cao nên nó là tài liệu gốc cơ
bản để thành lập các bản đồ khác.

2.3. PHÂN LOẠI BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH
Ở Việt Nam hiện nay chưa có một văn bản chính thức quy định cách phân loại
bản đồ địa hình vì cịn nhiều vấn đề chưa thống nhất, nên chấp nhận một cách tương
đối một số quy định phân loại bản đồ của nước ngồi [31].
2.3.1. Phân loại theo mức độ khái qt hố nội dung.
Theo nội dung của bản đồ, Giáo sư Salishev phân loại bản đồ địa lý chung
thành ba nhóm: bản đồ địa hình (bản đồ địa lý chung có tỷ lệ lớn hơn 1:200 000), bản
đồ địa hình khái quát (là bản đồ địa lý chung có tỷ lệ từ 1:200 000 đến 1:1000 000),
bản đồ khái quát (là bản đồ địa lý chung có tỷ lệ nhỏ hơn 1:1000 000).
Theo quan điểm này giáo sư Sukhôv lại phân chia bản đồ địa lý chung thành 2
nhóm: Bản đồ địa hình (là bản đồ địa lý chung có tỷ lệ lớn hơn 1:1000 000), bản đồ
khái quát (là bản đồ địa lý chung có tỷ lệ nhỏ hơn 1:1000 000).
Theo 2 cách phân loại trên thì giáo sư Salishev phân loại bản đồ chi tiết hơn
song vì nhóm bản đồ địa hình và nhóm bản đồ địa hình khái qt có nhiều đặc điểm
giống nhau nên trong thực tế ở nước ta vẫn sử dụng quan điểm phân loại của giáo sư
Sukhơv nghĩa là bản đồ địa hình có tỷ lệ lớn hơn hoặc bằng 1: 1000 000.
2.3.2. Phân loại theo tỷ lệ.
Theo tỷ lệ bản đồ giáo sư Sukhôv phân chia bản đồ địa hình thành 3 loại
-

Bản đồ địa hình tỷ lệ lớn: là bản đồ có tỷ lệ lớn hơn hoặc bằng 1:25 000

-

Bản đồ địa hình tỷ lệ trung bình: tỷ lệ từ 1:50 000 đến 1:200 000

-

Bản đồ địa hình tỷ lệ nhỏ: Bản đồ tỷ lệ từ 1:300 000 đến 1:1000 000

2.3.3. Phân loại theo ý nghĩa sử dụng
Theo ý nghĩa sử dụng BĐĐH được phân thành 4 loại: Bản đồ địa hình cơ bản,
bản đồ địa hình chuyên ngành, bản đồ nền địa hình, bản đồ ảnh địa hình.

HVTH: Nguyễn Thị Hồng Hạnh

Trang 13