mở đầu, kết luận và kiến nghị, tài liệu tham khảo và 3 chƣơng gồm: Chƣơng 1: Tổng quan các vấn đề nghiên cứu Chƣơng 2: Nội dung và quy trình xây dựng cơ sở dữ liệu địa hình và thông tin địa lý quân sự hỗ trợ xây dựng khu vực phòng thủ tỉnh Tây Ninh Chƣơng 3: Xây dựng cơ sở dữ liệu hỗ trợ xây dựng khu vực phòng thủ tại tỉnh Tây Ninh 14 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Lời cảm ơn Luận văn đƣợc thực hiện tại Bộ môn Bản đồ viễn thám và hệ thông tin địa lý - Trƣờng Đại học Khoa học tự nhiên trong khoảng thời gian từ tháng 3 năm 2017 đến tháng 12 năm 2017. Trong quá trình học tập và hoàn thành luận văn tốt nghiệp, ngoài sự nỗ lực của bản thân, tôi đã nhận đƣợc nhiều sự giúp đỡ, động viên từ thầy cô, gia đình và bạn bè. Tôi muốn bày tỏ sự cảm ơn sâu sắc của mình tới tất cả mọi ngƣời.
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tớiTS.Chu Hải Tùng–Cục Viễn Thám; TS. Bùi Quang Thành - Bộ môn Bản đồ viễn thám và hệ thông tin địa lý - Trƣờng Đại học Khoa học tự nhiên, ngƣời đã định hƣớng cho tôi trong quá trình chọn và nghiên cứu đề tài này, đã trực tiếp hƣớng dẫn, đóng góp nhiều ý kiến quý báuvà giúp đỡ tôi trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Tôi cũng xin đƣợc gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc tới toàn thể các thầy, cô giáo trong khoa Địa lý - Trƣờng Đại học Khoa học tự nhiênđã giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận văn này. Tôi trân trọng cảm ơn sự hƣớng dẫn và giúp đỡ tận tình của phòng Đại học và sau Đại học, Trƣờng Đại học Khoa học tự nhiêntrong suốt quá trình tôi học tập và hoàn thành luận văn.
Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình của mình, nguồn động viên và là động lực giúp tôi hoàn thành luận văn một cách tốt nhất. Học viên Tạ Thị Quỳnh Mai 15 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Giới thiệu chung về các công nghệ địa hình tiên tiến Trong những năm qua, với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ vũ trụ, công nghệ thông tin và các công nghệ kỹ thuật khác. Hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu (Global Navigation Satellite System - GNSS), công nghệ viễn thám (Remote Sensing - RS), công nghệ hệ thông tin địa lý (Geographycal Information System - GIS),.
đã và đang đƣợc nghiên cứu ứng dụng vào hầu hết các lĩnh vực khoa học kỹ thuật, các ngành kinh tế quốc dân và các hoạt động xã hội. Đặc biệt các công nghệ này đƣợc kết hợp ứng dụng rất có hiệu quả trong lĩnh vực điều tra, khảo sát, quy hoạch, quản lý tài nguyên thiên nhiên và môi trƣờng,. Với ngành địa hình quân sự, công nghệ địa hình tiên tiến là hệ thống các quy trình, phƣơng pháp và kinh nghiệm ứng dụng các công nghệ nhƣ công nghệ định vị, công nghệ viễn thám, GIS và công nghệ mô phỏng phục vụ các nhiệm vụ quân sự, quốc phòng và kinh tế. Hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu (GNSS) Trên cơ sở ứng dụng công nghệ Định vị vệ tinh phục vụ công tác xác định vị trí (toạ độ) và khảo sát, điều tra, thu thập thông tin về đối tƣợng nghiên cứu (mạng giao thông, công trình, bến bãi.); với khả năng bảo đảm độ chính xác định vị từ hàng chục mét đến vài ba mét, thậm chí đến cỡ centimét và milimét trên phạm vi toàn cầu, trong mọi điều kiện thời tiết và vào bất cứ lúc nào, hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu đã và đang đƣợc sử dụng ngày càng rộng rãi trong rất nhiều lĩnh vực hoạt động của con ngƣời cả trên đất liền, trên biển và bầu trời.
- Các phƣơng pháp định vị GPS đƣợc sử dụng phổ biến: + Định vị GPS tuyệt đối: Định vị GPS tuyệt đối là trƣờng hợp chỉ cần sử dụng một máy thu GPS có thể xác định ngay ra tọa độ của điểm quan sát trong hệ thống tọa độ WGS -84. Đó có thể là các thành phần tọa độ vuông góc không gian (X, Y, Z) hoặc các thành phần tọa độ mặt cầu (B, L, H).Hệ thống tọa độ WGS - 84 là hệ thống tọa độ cơ sở của hệ thống GPS. Việc định vị GPS tuyệt đối đƣợc thực hiện trên cơ sở sử dụng đại lƣợng đo là khoảng cách giả từ vệ tinh đến máy thu theo 16 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com nguyên tắc giao hội không gian từ các điểm có tọa độ đã biết là các vệ tinh. Đo khoảng cách giả đồng thời từ ít nhất là 4 vệ tinh đến máy thu ta có thể xác định đƣợc tọa độ tuyệt đối của máy thu, ngoài ra còn xác định thêm đƣợc số hiệu chỉnh cho đồng hồ của máy thu nữa.
Trên thực tế với hệ thống vệ tinh hoạt động đầy đủ nhƣ hiện nay, số lƣợng vệ tinh có thể quan sát đồng thời thƣờng là 6 - 8, có khi nhiều hơn 10. Khi đó lời giải đơn trị sẽ đƣợc rút ra nhờ phƣơng pháp xử lý số liệu đo theo nguyên tắc bình phƣơng nhỏ nhất. + Định vị GPS tương đối: Định vị GPS tƣơng đối là trƣờng hợp sử dụng hai máy thu GPS đặt ở hai điểm quan sát khác nhau để xác định ra hiệu tọa độ vuông góc không gian (dx, dy, dz) hay hiệu tọa độ mặt cầu (db, dl, dh) giữa chúng trong hệ tọa độ WGS - 84. Nguyên tắc định vị GPS tƣơng đối đƣợc thực hiện trên cơ sở sử dụng đại lƣợng đo pha của sóng tải.
Để đạt đƣợc độ chính xác cao và rất cao cho kết quả xác định hiệu tọa độ (hay vị trí tƣơng hỗ) giữa hai điểm xét, ngƣời ta đã tạo ra và sử dụng các sai phân khác nhau cho pha sóng tải nhằm làm giảm ảnh hƣởng của các nguồn sai số khác nhau nhƣ: sai số của đồng hồ trên vệ tinh cũng nhƣ trong máy thu, sai số của tọa độ vệ tinh, số nguyên đa trị. Định vị GPS tƣơng đối có thể đo theo phƣơng pháp tĩnh, phƣơng pháp động hoặc giả động. + Định vị GPS vi phân:Phƣơng pháp định vị GPS vi phân (DGPS - Differential GPS) sử dụng 2 (hoặc nhiều hơn) máy thu GPS, trong đó một máy thu đặt tại điểm đã biết tọa độ gọi là trạm tham chiếu, còn máy thu khác di chuyển và sẽ đƣợc xác định tọa độ với điều kiện tại cả hai trạm số vệ tinh chung quan sát không ít hơn 4. Vị trí đã biết của điểm đặt máy thu cố định sẽ đƣợc sử dụng để tính các số hiệu chỉnh GPS dƣới dạng hiệu chỉnh vị trí điểm hoặc hiệu chỉnh các khoảng cách Code đã đƣợc quan trắc.
Các số liệu hiệu chỉnh này sẽ đƣợc chuyển đi bằng sóng vô tuyến đến máy động và lập tức tính vị trí điểm để đạt đƣợc độ chính xác cao hơn so với trƣờng hợp định vị tuyệt đối. Công nghệ Viễn thám Viễn thám (Remote Sensing) là một ngành khoa học có lịch sử phát triển lâu đời, nghiên cứu thông tin về một vật hoặc một hiện tƣợng, thông qua các dữ liệu 17 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com đƣợc thu nhận từ xa nhƣảnh hàng không, ảnh vệ tinh.Sự phát triển của khoa học viễn thám đƣợc bắt đầu từ mục đích quân sự, qua việc nghiên cứu ảnh chụp sử dụng phim và giấy ảnh, đƣợc thực hiệnlúc đầu từ khinh khí cầu và sau đó là trên máy bay ở các độ cao khác nhau. Ngày nay, viễn thám ngoài việc tách lọc thông tin từ không ảnh, còn áp dụng các kỹ nghệ hiện đại trong thu nhận và xử lý thông tin ảnh số, thu đƣợc từ các bộ cảm có độ phân giải khác nhau, đƣợc đặt trên vệ tinh thuộc quĩ đạo Trái Đất. Viễn thám đƣợc ứng dụng trong nhiều ngành khoa học khác nhau nhƣ quân sự, địa chất, địa lý, môi trƣờng, khí tƣợng, thủy văn, thủy lợi, lâm nghiệp ….
Các dữ liệu viễn thám, trong đó có ảnh vệ tinh đa phổ, siêu phổ và ảnh nhiệt đƣợc dùng trong các nghiên cứu khác nhau nhƣ: sử dụng lớp phủ mặt đất, rừng, thực vật, khí hậu khí tƣợng, nhiệt độ trên mặt đất và mặt biển, đặc điểm quyển khí và tầng ozon, tai biến môi trƣờng… Dữ liệu ảnh radar đƣợc sử dụng nhiều trong lĩnh vực nghiên cứu khác nhau nhƣ các mục tiêu quân sự, đo vận tốc gió, đo độ cao bay và độ cao của sóng biển, nghiên cứu cấu trúc địa chất, sụt lún đất, theo dõi lũ lụt… ngoài ra còn ứng dụng trong nghiên cứu của các hành tinh khác. Ảnh vệ tinh đã trở thành một công cụkhông thể thiếu đƣợc trong công tác theo dõi giám sát tài nguyên thiên nhiên và môi trƣờng nói chung và việc chiết tách các thông tin lớp phủ nói riêng, nhất là ở những vùng khó tiếp cận nhƣ các vùng núi cao, biên giới, hải đảo.Ảnh vệ tinh Geoeye 1. Trƣờng Đại học Kutztown Mỹ 18 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail. Hệ thống thông tin địa lý (GIS) Hệ thống thông tin địa lý - Geographycal Information System (GIS) là hệ thống quản lý thông tin không gian địa lý đƣợc phát triển trên cơ sở công nghệ máy tính và tin học với mục đích lƣu trữ, hợp nhất, mô hình hóa, phân tích, dự báo và trình bày nhiều dạng dữ liệu.
Hiện nay, có nhiều định nghĩa về GIS đƣợc sử dụng. Nhƣng định nghĩa của Viện nghiên cứu Hệ thống Môi trƣờng ESRI của Mỹ đƣợc chấp nhận một cách rộng rãi: “Hệ thông tin địa lý là một tập hợp có tổ chức bao gồm phần cứng, phần mềm máy tính, dữ liệu địa lý và con người, được thiết kế nhằm mục đích nắm bắt, lưu trữ, cập nhật, điều khiển, phân tích và kết xuất”. Mục tiêu chung: GIS hỗ trợ ra quyết định trong công tác quy hoạch, quản lý đất đai, tài nguyên và môi trƣờng, giao thông, quân sự, thƣơng mại hay bất kỳ thực thể phân bố không gian nào. - Công nghệ GIS bao gồm 5 thành phần cơ bản: Phần cứng (Hardware) Phần mềm (Software) Cơ sở dữ liệu (Geographic data) Chuyên viên (Exprertise) Chính sách và cách thức quản lý (Policy and Management) Hình 1.
Các hợp phần thiết yếu cho công nghệ GIS - Các chức năng cơ bản của GIS:Một Hệ thống thông tin địa lý có các chức năng cơ bản nhƣ sau: nhập dữ liệu, lƣu trữ dữ liệu, điều khiển dữ liệu, hiển thị dữ 19 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com liệu theo cơ sở địa lý và đƣa ra những quyết định (Decision making) (Calkins và Tomlinson 1997).