Luận văn thạc sĩ về quy trình và công cụ tự động hóa bản đồ trong kỹ thuật trắc địa xây dựng

Tổng hợp kiến thức Quy trình tự động hóa bản đồ trong kỹ thuật trắc địa xây ..., tiếp cận khoa học, hỗ trợ học tập và nghiên cứu hiệu quả trong công

• Tác giả: Trần Ngọc Huyền Trang
• Người hướng dẫn: TS. Vũ Xuân Cường
• Trường học: Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ thuật trắc địa
• Đề tài: Xây Dựng Quy Trình Và Công Cụ Tự Động Tổng Quát Hóa Bản Đồ Dựa Trên Giao Thức AGENT (Automatic Generalisation New Technology)
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2014
• Địa điểm: TP. Hồ Chí Minh

Tóm tắt

I. Giới thiệu

Quy trình tự động hóa bản đồ đóng vai trò quan trọng trong kỹ thuật trắc địa xây dựng. Việc tổng quát hóa bản đồ là một quá trình phức tạp, đòi hỏi sự lựa chọn và phân tích các yếu tố nội dung của bản đồ. Trong bối cảnh hiện nay, nhu cầu sử dụng bản đồ chính xác và kịp thời ngày càng cao, dẫn đến việc cần thiết phải phát triển các quy trình tự động hóa hiệu quả. Đề tài này tập trung vào việc xây dựng quy trình và công cụ tự động hóa tổng quát hóa bản đồ dựa trên giao thức AGENT, nhằm giảm thiểu sự can thiệp của con người và nâng cao hiệu quả trong sản xuất bản đồ.

1.1. Tính cần thiết của đề tài

Tổng quát hóa bản đồ truyền thống thường dựa vào sự can thiệp của các chuyên gia, dẫn đến chi phí và thời gian thực hiện cao. Việc áp dụng công nghệ tự động hóa giúp giảm thiểu những vấn đề này. Nghiên cứu này nhằm xây dựng một quy trình tổng quát hóa bản đồ tự động, đáp ứng nhu cầu thay đổi và cập nhật cơ sở dữ liệu. Giao thức AGENT được chọn làm phương thức tiếp cận chính, với mục tiêu tạo ra một quy trình hoàn thiện cho công tác tổng quát hóa bản đồ.

II. Tổng quát hóa bản đồ địa hình

Tổng quát hóa bản đồ địa hình là quá trình lựa chọn và trình bày các yếu tố chính của bản đồ. Các yếu tố này bao gồm hình dạng, số lượng và chất lượng của các đối tượng địa lý. Quy trình này không chỉ đơn thuần là việc giảm thiểu chi tiết mà còn phải đảm bảo tính chính xác và khả năng sử dụng của bản đồ. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng việc áp dụng các thuật toán và công nghệ mới có thể cải thiện đáng kể hiệu quả của quy trình tổng quát hóa. Việc sử dụng phần mềm ArcGIS và các công cụ liên quan giúp tối ưu hóa quy trình này, từ đó nâng cao chất lượng bản đồ.

2.1. Các yếu tố ảnh hưởng đến tổng quát hóa

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tổng quát hóa bản đồ, bao gồm tỷ lệ bản đồ, loại đối tượng và mục đích sử dụng. Việc phân loại và thống kê các yếu tố này là rất quan trọng để xây dựng một quy trình tổng quát hóa hiệu quả. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc áp dụng các toán tử như Simplification, Aggregation và Selection có thể giúp cải thiện đáng kể chất lượng bản đồ sau khi tổng quát hóa. Điều này cho thấy sự cần thiết phải phát triển các công cụ và phương pháp mới trong lĩnh vực này.

III. Giao thức AGENT trong tổng quát hóa bản đồ

Giao thức AGENT là một phương pháp tiên tiến trong việc tự động hóa quy trình tổng quát hóa bản đồ. Hệ thống Multi-Agent cho phép các đối tượng tương tác và phối hợp với nhau để thực hiện các nhiệm vụ phức tạp. Việc áp dụng giao thức này trong môi trường ArcGIS giúp tối ưu hóa quy trình tổng quát hóa, từ đó nâng cao hiệu quả và giảm thiểu thời gian thực hiện. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc sử dụng AGENT có thể cải thiện đáng kể khả năng tự động hóa trong sản xuất bản đồ.

3.1. Quy trình hoạt động của AGENT

Quy trình hoạt động của AGENT trong tổng quát hóa bản đồ bao gồm các bước như thu thập dữ liệu, phân tích và thực hiện các thao tác tổng quát hóa. Mỗi AGENT có thể đảm nhận một nhiệm vụ cụ thể, từ đó tạo ra một quy trình làm việc hiệu quả hơn. Việc áp dụng AGENT không chỉ giúp giảm thiểu sự can thiệp của con người mà còn nâng cao tính chính xác và hiệu quả của quy trình tổng quát hóa bản đồ.

IV. Phân tích và đề xuất quy trình tổng quát hóa

Quy trình tổng quát hóa bản đồ được đề xuất trong nghiên cứu này bao gồm các bước từ thu thập dữ liệu đến thực hiện tổng quát hóa. Việc thiết kế cấu trúc cơ sở dữ liệu và áp dụng các thuật toán tổng quát hóa là rất quan trọng để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả. Các kết quả thử nghiệm cho thấy quy trình này có khả năng ứng dụng thực tiễn cao, đáp ứng được nhu cầu của các nhà sản xuất bản đồ hiện nay.

4.1. Kết quả thử nghiệm

Kết quả thử nghiệm cho thấy quy trình tổng quát hóa bản đồ tự động có thể đạt được hiệu quả tốt khi so sánh với các phương pháp truyền thống. Việc áp dụng giao thức AGENT trong quy trình này đã giúp nâng cao tính chính xác và giảm thiểu thời gian thực hiện. Các sản phẩm bản đồ nhận được từ quy trình này có khả năng ứng dụng cao trong thực tiễn, đáp ứng nhu cầu của người sử dụng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẠI HỌC QUOC GIA TP. HO CHÍ MINH TRUONG DAI HOC BACH KHOA TRAN NGOC HUYEN TRANG XAY DUNG QUY TRINH VA CONG CU TU DONG TONG QUAT HOA BAN DO DUA TREN GIAO THUC AGENT (Automatic GEneralisation New Technology). CHUYEN NGANH: KY THUAT TRAC DIA MA SO CHUYEN NGANH: 60.85 LUAN VAN THAC SI TP. HO CHÍ MINH- 2014 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRUONG ĐẠI HOC BACH KHOA —DHQG -HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS.

Vũ Xuân Cường Cán bộ cham nhận xét 1 : PGS. Trần Trọng Đức Cán bộ cham nhận xét 2 : TS. Lê Minh Vĩnh Luận văn thạc si được bảo vệ tại Trường Đại học Bach Khoa, DHQG Tp. HCM ngày 09 tháng 10 năm 2014 Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: 1.

Trần Trọng Đức 4. Lê Minh Vinh 5. Lương Bảo Bình Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nêu có). CHỦ TỊCH HỘI ĐÔNG TRUONG KHOA KY THUẬT XÂY DỰNG DAI HỌC QUOC GIA TPHCM CONG HOA XA HOI CHU NGHIA VIET NAM TRUONG DAI HOC BACH KHOA TP.HCM Độc lập — Tự do — Hanh phúc NHIỆM VU LUẬN VAN THAC SĨ Ho và tên học viên: TRAN NGỌC HUYEN TRANG Phái: Nữ Ngày thang năm sinh: 24/10/1985 Noi sinh: Tién Giang Chuyên ngành: Kỹ thuật trac dia Mã số ngành: 60.85 Khóa: K2011 MSHV: 11224493 TEN DE TÀI Xây dựng quy trình và công cụ tự động tổng quát hóa ban đồ dựa trên giao thức AGENT (Automatic GEneralisation New Technology).

NHIEM VU VA NOI DUNG Nghiên cứu cơ sở lý luận, thống kê các yếu tố nội dung của ban dé địa hình, cụ thé là lớp giao thông và thủy hệ; dựa trên cơ sở kết quả thống kê xây dựng công cụ tự động tong quát hóa bản đồ dựa trên giao thức AGENT, gồm các nhiệm vụ chính sau:. Tìm hiéu vê tông quát hóa các yêu tô nội dung ban đô nói chung và lớp đường giao thông, thủy hệ nói riêng. Nghiên cứu phân nhóm lớp đối tượng theo thứ tự ưu tiên của hai lớp đường giao thông và thủy hệ. Nghiên cứu các toán tử, thuật toán tổng quát hóa ban đồ của phần mềm ArcGIS 4.

Nghiên cứu giao thức AGENT. Thiết kế xây dựng công cụ tổng quát hóa lớp đường giao thông và thủy hệ dựa trên kết quả thông kê, toán tử tong quát hóa và giao thức AGENT. Thử nghiệm tổng quát hóa bản đồ từ tỷ lệ 1/5000 xuống 1/10.000, so sánh với dữ liệu ban đỗ góc. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 19/08/2013 IV.

NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 20/06/2013 CAN BỘ HUONG DAN: TS. VU XUAN CƯỜNG Nội dung va dé cương luận văn thạc si đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua. năm 2014 CÁN BO HƯỚNG DAN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên và chữ ký) (Họ tên và chữ ký) KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG (Họ tên và chữ ký) TOM TAT Tổng quát hóa ban đồ đóng vai trò quan trọng va then chốt trong hệ thống sản xuất bản đồ, quy trình nay là cực kì phức tạp va đặt ra nhiều van dé cho những nha sản xuất bản đồ. Vẫn đề tổng quát hóa bản đồ đã được nghiên cứu trên thế giới từ rất lâu, riêng ở Việt Nam cũng có một số dé tài nghiên cứu vận dụng hiệu quả phần mềm ArcGIS vao công cuộc tổng quát hóa ban đô.

Do tổng quát hóa là một lĩnh vực nghiên cứu vô cùng rộng lớn va phức tạp nên vẫn chưa có giải pháp nao tối ưu phù hợp cho từng vùng, từng trường hợp cụ thể. Phần mềm ArcGIS có những công cụ phục vụ cho tổng quát hóa, tuy nhiên việc chọn lọc lay bỏ đối tượng nào, đơn giản hóa, gộp đối tượng như thế nào, những giá tri hệ số nhập vào các hộp thoại của phần mềm hoan toàn phụ thuộc vào quyết định của người sử dụng phan mềm. Chính vi vậy học viên tiến tới xây dựng bảng phân lớp các đôi tượng của các ban đồ gôc, so sánh các bang nay và rút ra quy luật tông quát hóa. Nội dung của luận văn bao gồm việc nghiên cứu cơ sở lý luận, phân nhóm, thống kê các yếu tô nội dung của bản đồ địa hình, thiết kế xây dựng công cụ tổng quát hóa lớp đường giao thông và thủy hệ dựa trên kết quả thống kê, toán tử tổng quát hóa và giao thức AGENT được thực hiện trên giao diện phan mém ArcGIS.

San pham ban đồ nhận được khi chạy thử nghiệm chương trình được so sánh với bản đồ gốc cho thay hiệu quả tốt, có khả năng ứng dụng thực tiễn. LOI CAM ON Luận van này là kết quả của những nỗ lực hết mình trong những năm tháng hoc tập va nghiên cứu tại Trường Đại học Bách Khoa. Những kiến thức và kinh nghiệm quý báu thu thập được tại trường giúp ích rất nhiều cho tôi trong công việc hiện nay. Trước tiên tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến tất cả quý Thầy Cô ở Bộ môn Địa Tin Học đã giảng dạy cho tôi rất nhiều kiến thức chuyên ngành trong suốt thời gian học tập tại trường.

Đặc biệt tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến Thay Vu Xuan Cường. người đã trực tiếp hướng dẫn, truyền dat cho tôi những kiến thức chuyên môn và kinh nghiệm vô cùng quý báu trong trong suốt thời gian nghiên cứu thực hiện đề tài này. Tôi xin cảm ơn Cô Lê Minh Vĩnh đã nhiệt tình giảng dạy, truyền đạt cho tôi nhiêu kiên thức về lĩnh vực bản đô. Tôi cũng xin cảm ơn Thay Trần Trọng Đức đã bố sung cho tôi mảng kiến thức về GIS và phần mềm ArcGIS.

Xin cảm ơn tất cả những người thân trong gia đình đã luôn bên cạnh động viên, khuyến khích tôi trong suốt quá trình học tập. nghiên cứu thực hiện luận văn này. TPHCM, ngày 20 tháng 06 năm 2014 Trần Ngọc Huyền Trang MỤC LỤC CHUONG 1: GIỚI THIỆU 1. Tính cần thiết ctia dé tài.

TINH HÌNH NGHIÊN CUU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC. Tình hình nghiên cứu trên thé giới. Tình hình nghiên cứu trong TƯỚC. MỤC TIỂU NGHIÊN CỨUU.5< << < se S2 sess S2 se sescsesssse 8 1.

NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CUU. Nội dung nghiên CỨu. Phương pháp nghiên cứỨu. DOLTUONG VA PHAM VI NGHIÊN CUU.

Đối tượng nghiên cứu. Phạm vi nghiên CỨu.-c<- << << S s< << << <2 10 CHƯƠNG 2: BẢN ĐỎ ĐỊA HÌNH VÀ TỎNG QUÁT HÓA BẢN ĐỎ ĐỊA HÌNH 2. NHUNG VAN DE CƠ BAN VE BAN BO DIA HÌNH. Khái niệm về ban đồ địa hình .--5- << << <es«sesesesese II 2.

Các tính chất của bản đồ địa hình. Phân loại ban đồ địa hình. Ý nghĩa của bản đồ địa hình:. Nội dung của bản đồ địa hình.

PHAN LỚP TRONG BAN ĐỎ DIA HÌNH SÓ. NHUNG VAN DE VE TONG QUAT HÓA BẢN ĐÓ. Khái niệm về tổng quát hóa bản đỒ. Các nhân tổ anh hưởng đến tong quát hóa ban đồ.

Các hình thức tong quát hóa bản dO. Các hoạt động cơ ban tổng quát hóa bản đồ. NHỮNG QUY ĐỊNH TONG QUÁT HÓA LỚP DUONG GIAO THONG VÀ THUY HE TREN BAN ĐỎ DIA HÌNH. 28 CHƯƠNG 3: AGENT VÀ PHƯƠNG PHÁP ỨNG DỤNG AGENT TRONG MOI TRƯỜNG ARCGIS 3.

GIS, PHAN MEM ARCGIS VÀ NGON NGU LẬP TRÌNH ARCOBJECT —. Giới thiệu VE IS.-5-s-scs << << se SE SeSeSe SEsesesesessee 31 3. Giới thiệu về phần mềm ArcGIS. Công cu tổng quát hóa ban đồ trong phần mềm AreGIS.

Ngôn ngữ lập trình ArcObject chạy trên nền AreGIS. AGENT & HE THONG MULTI-AGENT SYSTEM (MAS). Khái niệm cơ bản VỀ Á Ø€II(. Khái niệm cơ ban về hệ thong Multi-Agent.

MÔ HINH HOAT ĐỘNG CUA AGENT. KHÁI NIỆM VE AGENT TRONG MOI TRUONG GIS VA TONG QUAT HOA BAN DO001. Hệ thống Multi-Agent trong môi trường ban đồ va GIS. Quy trình hoạt động của Agent khi tổng quát hóa lớp giao thông.

Quy trình hoạt động của Agent khi tổng quát hóa lớp thúy hệ. KHÁI NIEM VE HE THONG MULTI-AGENT TRONG MỖI TRƯỜNG BAN DO VAv° 1®. 45 CHUONG 4: PHAN TICH VA DE XUAT QUY TRINH TONG QUAT HOA BAN DO 4. THU THẬP VÀ THONG KE DỮ LIIỆU.

Dữ liệu thong kê lớp giao thông ở các tỷ lệ. Dữ liệu thong kê lớp thủy hệ ở các tỷ lệ. THIET KE CÂU TRÚC CƠ SỞ DU LIEU BAN ĐỎ SỐ. VAN DUNG CAC THUAT TOAN TONG QUAT HOA UNG DUNG AGENT ".

DE XUẤT QUY TRINH TONG QUAT HÓA BAN ĐÔ. Quy trình chuyển lớp POLYGON thành lớp POLYLINE. Quy trình chuyền đối tỷ lệ trên từng lớp bản đồ. THIẾT KE GIAO DIEN CHO CONG CU TONG QUAT HÓA.

Tong quan về chương trình ứng dụng chạy trên ArcGIS. Xây dựng chương trình Ứng ỤnNØ. Giao diện chương trình tổng quát hóa bản đồ. 74 CHƯƠNG 5: VAN HANH THU NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIA KET QUA 5.

CHUAN BI DU LIEU. VẬN HANH THỨ NGHIỆM.° << << < << se se se eEesesesesee 79 5. ĐÁNH GIÁ KET QUA. << € S< S SE 9E se Sees se 103 5.

SO SÁNH GIỮA KET QUA ĐẠT DUOC CUA QUY TRÌNH MỚI VÀ CÁC KET QUA TỪ PHƯƠNG PHÁP TRUYEN THÓNG.---- <<: 104 KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ .-5-5-5< 5< << cseseseEsEseseseseesesesesesesee 105 TÀI LIEU THAM KHAO .5-5-5< 5< 55s s2 S2 SsSsEseseEeEEseseseseseesesesesee 107 DANH MỤC HINH Hình 2. -- - - - - - << c1 SHre 23 b) Gộp vùng (non-orthogonal) Hình 2.7: Giảm tính chỉ tiẾt.8: Lựa chọn đặc frưng.10: Làm nỗi bật Cau .- E2 E 91k E9 E12 SE vn geree 25 Hình 2.11: Dịch chuyển đường bộ ra xa đường sắt .1: Câu trúc ArcGIS 9.2: Bộ công cụ tổng quát hóa trong phần mềm AreGIS.3: Vùng trước và sau khi Aggregate .- HH ngư 34 Hình 3.4: Công cụ Collapse Dual Lines To Centerline .5: Công cụ Dissolve .6: Công cụ EÌÏ1m1Tìaf€.7: Cong cụ Simplify Building .8: Cong cụ Simplify LING. -- -- - - << 5 G1000 0119999 0 vn ng re 36 Hình 3.9: Cong cụ Simplify POÏyOT.--- ch rre 36 Hình 3.10: Công cụ Smooth Line .11: Công cụ Smooth PoÏyØOII.12: Giao diện VA. -------- Gc HS ng vớ 39 Hình 3.13: Tác động cua Agent va Multi-agent trong một môi trường.14: Agent va MultI-að€nn[.

- - - «c0 HH ng re41 Hình 3.15: Agent sơ cấp va Agent trung Cap .16: So sánh đối tượng Agent va đối tượng ban đỒ.1: Kết quả so sánh phương pháp cũ va mới .2: Khởi tạo nút bam cho chương trình .3: Khởi động Visual Basic EdifOr.4: Thêm một Form cho ứng dụng _.5: Thiết kế giao diện cho ứng dụng.6: Tao Module và những Module kết qua .7: Giao diện của chương trÌnh.8: Giới thiệu chức năng và cách thức vận hành .---- QQ S111 HH re75 Hình 5.2: Đưa dữ liệu vào Geodatabase_.3: Thêm dữ liệu vào ArcMap.4: Xuất dữ liệu sang Shapeffile.5: Truy van đối tượng .6: Hộp thoại thêm dữ liệu .7: Lop giao thông ty lệ 1/5000.-- - ng ke, 81 Hình 5.8: Khởi động chương trình.