Chương 1: Tổng quan về xây dựng CSDL 3D và các thành phần của một căn cứ Hải Quân 1. Tổng quan về xây dựng CSDL 3D 1. Nước ngoài - Mô hình 3D city của Copenhagen - Đan Mạch với các ứng dụng quy hoạch đô thị, xây dựng và cấp thoát nước. Copenhagen, thủ đô của Đan Mạch với 500 000 dân và diện tích 88km2 là một trong những thành phố du lịch nổi tiếng nhất Châu Âu và cùng là địa điểm lựa chọn hàng đầu để tổ chức các hội nghị quốc tế.
Mô hình 3D thành phố với hàng loạt các ứng dụng đã được chứng minh trong các lĩnh vực như quy hoach đô thị, hiển thị các dự án phát triển đang được đề xuất, viễn thông, phân tích các yếu tố môi trường, giao thông, quản lý rủi ro cùng như các ứng dụng đang dần được phát triển trong lĩnh vực du lịch. Đến năm 2003 với 30 000 giờ làm việc mô hình đầu tiên của Copenhagen được hoàn thiện với 130 000 ngôi nhà độ chi tiết cao được thành lập trong môi trường lập thể của công nghệ ảnh số trên nền dữ liệu DGN của Microstation. Ngoài ra 170 000 cây độc lập và các cụm cây được đăng ký vào cơ sở dừ liệu với vị trí và độ cao chính xác phục vụ các bài toán phân tích và hiển thị đa dạng. Từ đó đến nay, mô hình 3D Copenhagen được cập nhật hàng năm.
Với các kinh nghiệm đó, Đan Mạch đã tiến hành thành lập mô hình 3D trên phạm vi cả nước và đã hoàn thành dự án này với các mức độ chi tiét khác nhau. Bản đồ 3D của SwissTopo I Hợp phần của hệ thống hạ tầng cơ sở dữ liệu địa lý quốc gia Thụy Sỹ Thụy sỹ có phần lớn lãnh thổ nằm trên dãy Anpơ với địa hình núi cao rất phức tạp. Ngành bản đồ Thụy Sỹ đã luôn luôn đi đầu về các sản phẩm bản đồ truyền thống và nhất là về phân đoạn các công nghệ bản đồ cho vùng núi cao (mountainous cartography). Viện bản đồ Zurich (Institute of Cartography of ETH Zurich) chuyên về nghiên cứu và cục bản đồ địa hình Thụy Sỹ (Swiss Topo) chuyên về sản xuất và 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com quản lý các sản phẩm bản đồ luôn kết hợp chặt chẽ để đưa ra các sản phẩm bản đồ chất lượng cao.
Trong thực tế, mô hình thành phố 3D được chính quyền nhiều thành phố ở châu Âu quan tâm. Bước đầu, họ xây dựng mô hình thành phố 3D dựa trên nền bản đồ địa chính, độ cao của các khối nhà được xác định với độ chính xác tương đối từ các nguồn có sẵn. Sau đó, song song với việc cập nhật mô hình, họ tìm cách xác định lại độ cao cho từng khối nhà một cách chính xác và toàn diện hơn từ các nguồn dữ liệu mới như ảnh máy bay tỷ lệ lớn, ảnh laser chụp từ máy bay. Nhiều nước Tây Âu trong đó có Đức, Hà Lan đã có anh laser chụp từ máy bay tỷ lệ lớn phủ trùm.
Tuy nhiên, trên thực tế, ngay cả với các nước Tây Âu, việc xây dựng mô hình thành phố 3D chính xác và cập nhật là quá trình rất lâu dài và tổn kém khi thực hiện với cả một thành phố. Các mô hình thành phổ 3D của Mỹ được thành lập ở các mức độ chi tiết khác nhau từ cuối những năm 90 và đã từng đưa lên các trang Web cho phép người dùng có thể truy cập dễ dàng qua Internet. Bản đồ địa chỉnh 3D: Với các khu nhà chọc trời xuất hiện ngày càng nhiều, các căn hộ trong các khu nhà cao tầng trở thành dạng bất động sản rất được quan tâm. Hội Trắc địa Quốc tế (FIG) đã tổ chức hội thảo về Địa chính 3D (3D cadastres) tại Delf (Hà Lan).
Các vấn đề được quan tâm nhiều là quan hệ topology giữa các đối tượng của bản đồ địa chính trong môi trường 3D thực, quá trình chuyển tiếp từ hệ thống địa chính 2D sang hệ thống địa chính 3D. Giới thiệu hệ thống đăng ký đất đai trong đó các bất động sản trong các khu nhà cao tầng đều được coi là khối, mỗi đỉnh của khối đều có tọa độ X, Y, z. Trong mỗi tầng được thể hiện bằng một bản vẽ 2D, mỗi bất động sản được gán thêm thuộc tính của tầng. Mô phỏng chiến trường: Những năm gần đây, thuật ngữ "Tự động hoá chỉ huy‖ được nhắc tới nhiều trong các cuộc chiến tranh khu vực do quân đội Mỹ và đồng minh tiến hành, như chiến tranh Vùng Vịnh, chiến tranh Nam Tư, chiến tranh Iraq.
Ưu điểm nổi trội của hệ thống này chính là khả năng làm chủ tình hướng trên chiến trường, cho phép thực hiện các hoạt động tác chiến từ xa, mô phỏng 3D hình thái chiến trường, triển khai phối hợp kịp thời các hoạt động, đồng thời đánh giá và LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com dự báo các tình hướng, đưa ra giải pháp xử lý nhanh chóng, chính xác, nâng cao hiệu quả hoạt động tác chiến hiện đại. Trong Quân đội Mỹ, mọi hoạt động quân sự, huấn luyện, diễn tập, chiến đấu, thực hành đổ bộ trên biển, trên không.Trước khi triển khai thực binh đều được thử nghiệm trên sa bàn ảo 3D, mô phỏng theo kịch bản, sau đó mới tiến hành trên thực địa. Điều đó góp phần làm cho thời gian tác chiến thực tế rút ngắn, đẩy nhanh nhịp độ tác chiến và tiết kiệm chi phí, xương máu để tổ chức thực hành tác chiến trên chiến trường. Nước Nga cũng đã trình chiếu mô phỏng cuộc chiến tranh 5 ngày tại Grudia.
Được cho là bất ngờ, nhưng trên thực tế, giới chức quân sự Nga đã chuẩn bị khá kỹ lưỡng và nghiên cứu các kịch bản, tình hướng có thể trên sa bàn ảo 3D. Quân đội Trung Quốc cũng đã khảo nghiệm những đặc điểm và mô hình của khái niệm chiến tranh mạng điện tử tích hợp (integrated network electronic warfare- inew). Những năm gần đây, Quân đội Trung Quốc đều tổ chức tập trận trên các phần mềm mô phỏng chiến trường, nghiên cứu và tiến hành các cuộc diễn tập trên sa bàn ảo có sử dụng bản đồ 3D. Quân đội Ixraen cũng đã nghiên cứu Hệ thống mô phỏng chiến trường có tên là UBS2000.
Đây là Hệ thống tương tác tự động hóa điều khiển từ sở chỉ huy trung tâm tới từng mặt trận. Từng nhóm tác chiến được trang bị các hệ thống định vị, xe đo nối trận địa và cơ sở dữ liệu không gian 3 chiều thuộc địa bàn tác chiến. Quân đội các nước thuộc khối Asean cũng đã ứng dụng rộng rãi công nghệ mô phỏng địa hình 3D trong lĩnh vực quân sự. Tuy vậy, mô phỏng hoạt động tương tác giữa các loại vũ khí đòi hỏi phải có cả kiến thức nghệ thuật quận sự của mỗi quốc gia.
Ngoài ra, GIS3D được ứng dụng nhiều trong các lĩnh vực như giám sát tiến độ thi công công trình, du lịch, trong quản lý di sản văn hóa. Trong nước Các nghiên cứu khoa học trong nước tập trung nhiều vào nghiên cứu thành lập Mô hình số độ cao DEM và các ứng dụng của DEM trong các lĩnh vực khác nhau. Gần đây Cục Bản đồ Nhà Nước (Bộ Tài nguyên và Môi trường) cũng như 13 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Cục Bản đồ/ BTTM đã có nhiều đề tài nghiên cứu về DEM phủ trùm phục vụ quản lý tài nguyên thiên nhiên, phục vụ thành lập bản đồ địa hình. DEM độ chính xác cao phục vụ phòng chống lũ lụt, phục vụ cứu hộ cứu nạn, mô phỏng địa hình trong huấn luyện chiến đấu.Trên thực tế, các đơn vị sản xuất sử dụng công nghệ thành lập bản đồ từ ảnh máy bay đều tạo DEM như một sản phẩm trung gian trong dây chuyền sản xuất của mình.
Có nhiều nghiên cứu về việc thể hiện các yếu tố địa hình trong môi trường 3D. Một số dự án cũng đã hiển thị sản phẩm trong môi trường lập thể, phần lớn chủng được xây dựng cho một khu vực nhỏ trên nền đồ họa, thường không được gán các thông tin thuộc tính. Một số sản phẩm được thể hiện giống hình ảnh thực thường gặp trong kiến trúc, qui hoạch và mô phỏng chiến truờng. Nhà xuất bản Bản đồ thuộc Bộ Tài nguyên và Môi trường, chuyên sản xuất các sản phẩm chính thường là bản đồ trê n giấy.
Dạng thứ nhất là Bản đồ trên nền vờn bóng địa hình, các bản đồ này giúp người đọc nhận biết các đối tượng dễ dàng hơn. Từ các số liệu như đường bình độ, điểm độ cao người ta tiến hành thành lập mô hình DEM sau đó đưa vào phần mềm để qui định các thông sổ chiếu sáng và tạo file vờn bóng. Dạng sản phẩm thứ hai là bản đồ cảnh quan, lớp phủ thực vật được phủ lên mô hình DEM, các yếu tố giao thông cũng được phủ lên DEM. Trên nền địa hình số các đối tượng quan trọng cần làm nổi bật được thể hiện nổi trên nền Bản đồ tạo ra một nội dung rõ nét về địa hình cũng như bố cục của chuyên đề cần thế hiện.
Công ty Ảnh Địa hình thuộc Bộ Tài nguyên và Môi trường, cũng đang tiến hành tạo dữ liệu đầu vào cho hệ thống thông tin địa lý Thành phố Hà Nội (HanoiGIS). Ảnh máy bay (tỷ lệ 1:8000) dùng để thành lập Mô hình địa hình tỷ lệ 1:2000. Ngoài các nội dung của Mô hình địa hình tỷ lệ 1:2000 theo quy định, chiều cao của nhà và khối nhà được quan tâm đặc biệt. Thông số về chiều cao này được xác định khi đo vẽ lập thể ảnh máy bay hoặc bằng điều tra ngoại nghiệp và sẽ được lưu trữ ở dạng đồ họa.
Trung tâm công nghệ thông tin và hệ thống thông tin địa lý (DITAGIS) LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com cùng tiến hành xây dựng DIGIS 1.0 trên nền ArcViewGis với các module mở rộng được phát triển phục vụ cho các ứng dụng quản lý đô thị. số liệu của quận 5 Thành phố Hồ Chí Minh được dùng để thử nghiệm và hiển thị trực quan lập thể ở mức độ đơn giản với đối tượng chính là các khối nhà. Từ năm 2005 Cục Bản đồ/BTTM đã tiến hành nghiên cứu xây dựng phần mềm ―Viết vẽ văn kiện tác chiến trên nền địa hình 3 chiều‖, bước đầu đã có thể bố trí các đối tượng lên bề mặt địa hình 3D; tạo ra bước đột phá về công nghệ, cho phép điều khiển các đối tượng hoạt động trong không gian 3 chiều như chuyển động, bắn đạn, hiệu ứng nhấp nháy, khói nổ. Đề tài ―Xây dựng sa bàn ảo trên cơ sở nền địa hình số độ cao của Google Earth‖ cho phép nghiên cứu địa hình một cách nhanh chóng, linh hoạt và trình chiếu văn kiện tác chiến trên nền địa hình 3D.