Khái quát hóa lớp thủy hệ trên bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10.000 sang tỷ lệ 1:50.000 trong phần mềm ArcGIS

TÓM TẮT:

Khái quát hóa bản đồ đóng vai trò quan trọng trong việc thành lập bản đồ nói chung và bản đồ địa hình nói riêng. Tiến trình khái quát hóa bản đồ được sử dụng khi giảm tỷ lệ bản đồ hoặc khi các đối tượng trên bản đồ trở nên quá nhỏ khó quan sát và chỉ tập trung vào các đặc trưng quan trọng. Kết quả, ta có được tờ bản đồ rõ hơn về mức độ biểu diễn đồ họa, dễ hiểu hơn. Do đó, bài báo này đề cập đến vấn đề khái quát hóa đối với lớp dữ liệu thủy hệ trên bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10.000 xuống tỷ lệ 1:50.000 trong phần mềm ArcGIS. Những kết quả đạt được so với mục tiêu ban đầu là xây dựng được bộ quy tắc khái quát hóa lớp thủy hệ trên bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10.000 sang tỷ lệ 1:50.000 và khái quát hóa lớp thủy hệ trên bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10.000 sang tỷ lệ 1:50.000 tuân theo bộ quy tắc đã xây dựng ở trên. Kết quả đạt được khá khả quan khi áp dụng cho 16 tờ bản đồ địa hình 1:10.000 ở thị trấn Liên Nghĩa, huyện Đức Trọng, tỉnh Lâm Đồng.

Từ khóa: khái quát hóa, bản đồ địa hình, lớp thủy hệ, phần mềm ArcGIS.

• Chưa được cấp phép, chủ dự án thủy điện đã cho nạo vét lòng suối A Lin
• Phê duyệt Quy hoạch phòng, chống thiên tai và thủy lợi
• Ford Việt Nam khởi động chương trình hướng dẫn kỹ năng lái xe đường địa hình tại Hà Nội

1. Đặt vấn đề

Bản đồ địa hình là một loại bản đồ được sử dụng cho nhiều ngành nghề, đối tượng khác nhau tùy theo mục đích, nhu cầu sử dụng, không chỉ thế nó còn là tài liệu cơ bản để thành lập các loại bản đồ khác. Chính vì thế nước ta luôn không ngừng hoàn thiện hệ thống bản đồ địa hình và thành lập nó ở nhiều tỷ lệ khác nhau để đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của xã hội mà vẫn phải đảm bảo độ chính xác cũng như giảm thiểu chi phí sản xuất.

Với phương pháp khái quát hóa bản đồ, chúng ta không cần phải đi đo trực tiếp ngoài thực địa mà chỉ cần thành lập bản đồ từ bản đồ tỷ lệ lớn hơn đã có sẵn, giảm thiểu thời gian cũng như chi phí trong việc thành lập bản đồ ở khu vực nhỏ và những khu vực đã có dữ liệu ở tỷ lệ lớn hơn, đáp ứng được nhu cầu hiện nay của xã hội. Do đó, nhóm đã “Khái quát hóa lớp thủy hệ trên bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10.000 sang tỷ lệ 1:50.000 trong phần mềm ArcGIS”.

2. Dữ liệu và quy trình thực hiện

2.1. Dữ liệu nghiên cứu

Để có thể thực hiện được nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng phần mềm ARCGIS để khái quát hóa lớp thủy hệ cho dữ liệu bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10.000 khu vực thị trấn Liên Nghĩa, huyện Đức Trọng, tỉnh Lâm Đồng.

Theo quy định về phân mảnh bản đồ địa hình, để có một tờ bản đồ địa hình tỷ lệ 1:50.000 cần phải ghép 16 mảnh bản đồ tỷ lệ 1:10.000. Dữ liệu của 16 mảnh bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10.000 có đặc điểm hệ độ cao Quốc gia (Hòn Dấu, Thành phố Hải Phòng), hệ tọa độ Quốc gia VN-2000, lưới chiếu UTM, múi 30, có kinh tuyến trục là 1080, hệ số biến dạng là 0.9999. Khi chuyển sang tỷ lệ 1:50.000 có múi 60, kinh tuyến trục là 1110, hệ số biến dạng là 0.9996. Tên phiên hiệu của từng mảnh bản đổ địa hình tỷ lệ 1:10.000 là:

2.2. Xây dựng bộ quy tắc khái quát hóa lớp thủy hệ

Bộ nguyên tắc khái quát hóa được tổng hợp từ các tài liệu cuốn sách “Bản đồ địa hình” của tác giả Nhữ Thị Xuân; “Quyết định về việc ban hành ký hiệu bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10.000 và 1:100.000” số 178:1998:QĐ-ĐC của Tổng cục Địa chính và cuốn “Địa hình quân sự ký hiệu bản đồ địa hình tỷ lệ 1:25.000, 1:50.000 và 1:100.000” TCVN:QS 1489:2011 của Cục Tiêu chuẩn - Đo lường - Chất lượng. (Bảng 1)

Bảng 1. Bộ quy tắc khái quát hóa lớp thủy hệ

STT	Nội dung	Khái quát (theo tỷ lệ)
1	Đảo	Diện tích < 0,5 mm2 thì bỏ, nhưng có ý nghĩa lịch sử quan trọng, định hướng… thì giữ lại (ứng với thực địa là 1250 m2). Đảo không được vẽ gộp mà chỉ lấy hoặc bỏ. Khoảng cách giữa các đảo, đảo và bờ < 0,2 mm thì vẽ chung đường bờ nước, không vẽ gộp lại (ứng với thực địa là 10m)
2	Doi đất	Rộng < 0,4 mm thì vẽ nét đặc (ứng với thực địa là 20m). Rộng > 0,4 mm thì vẽ nét đôi (ứng với thực địa là 20m)
3	Bãi bồi	Thể hiện bãi bồi độ rộng > 0,5 mm (ứng với thực địa là 25m)
4	Bờ biển	Đường kính < 0,5 mm thì bỏ đi (ứng với thực địa là 25m). Chi tiết nhỏ, quan trọng vẫn giữ lại và vẽ phóng đại lên 0.5 mm (ứng với thực địa là 25m)
5	Quần đảo	Dùng chấm với đường kính 0,1 - 0,4 mm để thể hiện (ứng với thực địa là 5 - 20 m)
6	Ao, hồ	Diện tích < 1 mm2 thì bỏ đi (ứng với thực địa là 2500 m2). Dùng điểm chấm đường kính 0,3 - 0,4 mm biểu thị ao hồ nhỏ tập đoàn dày đặc
7	Bãi ven bờ	Diện tích > 15 mm2 thì giữ lại. Rộng < 1 mm bỏ hoặc vẽ nới rộng bằng 1mm (ứng với trên thực địa là 37500 m2 và 50 m)
8	Ruộng nuôi trồng thủy sản	Diện tích không < 15 mm2 biểu thị, ghi chú tên loài thủy sản nuôi trồng (ứng với trên thực địa là 37500 m2)
9	Sông ngòi	Biểu thị sông dài > 1 cm, sâu > 1m ta biểu thị (ứng với trên thực địa là 500m). Sông dài < 1 cm mà quan trọng thì vẫn giữ lại. Sông có độ rộng < 25 m chuyển về thành một nét lớn hơn thì giữ nguyên 2 nét. Biểu thị các nhánh sông phụ dài > 1cm và giãn cách giữa chúng không nhỏ hơn 2 - 3 mm (ứng với trên thực địa là 500 m và 100 –150 m)
10	Kênh mương	Biểu thị những kênh, mương có độ rộng từ và độ sâu từ 1m trở lên, chiều dài > 1cm trên bản đồ (ứng với trên thực địa là 500 m), khoảng cách giữa các kênh mương không nhỏ hơn 2-4 mm. Kênh mương nối với hồ hoặc để thoát nước dù ngắn hơn 1cm vẫn vẽ. Độ rộng kênh mương > 25 m vẽ 2 nét theo tỷ lệ. Độ rộng kênh mương 8-25 m vẽ nét đơn 0,35 mm. Độ rộng kênh mương < 8 m vẽ nét đơn 0,1 - 0,15 mm.
11	Máng nước	Máng dẫn nước bằng kim loại hoặc xi măng có độ dài trên 5 mm trên bản đồ thì biểu thị. (ứng với thực địa là 250 m)
12	Khúc uốn	Đường kính nhỏ hơn 0,4 - 0,5 mm thì loại bỏ, nếu quan trọng giữ lại và có thể vẽ phóng to nhưng không quá 0,2 mm (ứng với trên thực địa là 20 - 25 m)
13	Đường mép nước	Khoảng cách với đường bờ > 0,3 mm vẽ tách riêng khỏi đường bờ. Khoảng cách với đường bờ < 0,3 mm coi như trùng với đường bờ và chỉ thể hiện đường bờ (ứng với thực địa là 15 m)
14	Đập	Thể hiện đầy đủ. Đập qua sông 1 nét thể hiện bằng ký hiệu không theo tỷ lệ và cống, đập qua sông 2 nét vẽ theo nửa tỷ lệ.
15	Đê	Chiều cao > 1 m, chiều dài > 5mm thì được biểu thị trên bản đồ 1:50.000. (ứng với thực địa là250 m) Rộng > 0,5 mm trên bản đồ vẽ 2 nét theo tỷ lệ, < 0,5 mm vẽ 2 nét quy ước là 0,5 mm (rỗng 0,3 mm). (ứng với thực địa là 25 m).
16	Bờ kè, bờ cạp	Thể hiện đầy đủ. Đập qua sông 1 nét thể hiện bằng ký hiệu không theo tỷ lệ và cống, đập qua sông 2 nét vẽ theo nửa tỷ lệ.
17	Thác, ghềnh	Cao > 1 m thì biểu thị kèm ghi chú trên và tỷ cao.
18	Bờ dốc	Cao > 1 m, dài > 5 mm thì biểu thị (ứng với thực địa là 250 m)
19	Sườn dốc	Rộng < 0,4 mm bỏ một nét, không thì vẽ hoàn chỉnh (ứng với thực địa là 20 m)
20	Bờ kênh, mương đắp cao, xẻ sâu	Tỷ cao, tỷ sâu > 1 m, chiều dài > 5 m thì biểu thị (ứng với trên bản đồ là 0,1 mm)
21	Trạm bơm	Loại bỏ
22	Cống thủy lợi	Loại bỏ
23	Giếng nước	Chỉ vẽ giếng nào ở gần đưòng giao thông, có ý nghĩa định hướng, ý nghĩa lịch sử
24	Cột tín hiệu	Vẽ theo ký hiệu, các cột tiêu biểu ven sông, biển, có ý nghĩa định hướng thì biểu thị.
25	Hướng dòng chảy	Biểu thị bằng mũi tên, cách 10 - 15 cm thì biểu thị lại. Sông rộng > 2 mm thì mũi tên dài 5 - 10 mm ở trong lòng sông. Sông rộng < 2 mm thì để ngoài ở nơi thuận tiện nhất (ứng với thực địa là 100 m)
26	Ghi chú tên gọi	Ghi chú với các sông dài từ 3 -5 cm trở lên, đảo diện tích >2 mm2, hồ 10 mm2. (ứng với trên thực địa là 5000 m2 và 25000 m2) Sông suối dài cách 10 đến 15 cm thì ghi chú lại một lần.

Nguồn: Nhóm tác giả tổng hợp

2.3. Quy trình thực hiện

• • Thu thập dữ liệu

Tiến hành thu thập 16 tờ bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10.000 theo đúng quy định như đã trình bày trong phần dữ liệu nghiên cứu.

• Tiếp biên bản đồ

Để tiến hành tiếp biên bản đồ ta phải tạo một file tổng với seed file *.dgn. Khởi động phần mềm MicroStation vào File => New và đặt tên cho seed file mới. Như vậy, ta đã có file tổng. Tiếp theo, ta thực hiện việc tiếp biên bản đồ ta sử dụng Merge trong MicroStation V8. Sau khi ghép các mảnh với nhau ta phải liên kết các đối tượng đường giữa các mảnh bản đồ lại. 

Hình 1: Lớp thủy hệ sau khi tiếp biên

Nguồn: Nhóm tác giả thực hiện

• Chuyển đổi dữ liệu

Sử dụng phần mềm MapInfo Professional 12.0 để chuyển đổi dữ liệu bản đồ.
Vào Tools => Universal Translator => Universal Translator… Vào File => Translate.

Tiếp theo, vào ArcGIS mở Catalog trên thanh công cụ, nhấn chuột phải vào một thư
mục rồi chọn New => File Geodatabase để tạo vùng làm việc và đặt tên.

Tiếp tục, chuột phải vào file Geodatabase vừa tạo chọn New => Feature Dataset để
tạo các feature dataset cho lớp thủy hệ và thiết lập hệ tọa độ.

Tiếp đó, nhấn chuột phải vào từng feature class chọn load => load data để đưa dữ
liệu các level thuộc tính tương ứng của lớp điểm, đường, vùng được chuyển từ bên
MicroStation vào. 

Hình 2: Chuyển đổi dữ liệu bản đồ từ *dgn sang *shp

Nguồn: Nhóm tác giả thực hiện

• Khái quát hóa lớp thủy hệ

Tiến hành khái quát hóa dựa trên bảng quy tắc khái quát hóa đã thành lập ở trên. Chọn Editor trên thanh công cụ rồi chọn Start Editing để bắt đầu khái quát hóa. (Hình 3)

• Trạm bơm: Loại bỏ.
• Mặt nước tĩnh (ao, hồ): Diện tích nhỏ hơn 1 mm2 thì bỏ đi (ứng với thực địa là 2500 m2).
  + Mở bảng thuộc tính lên chọn Select by attributes và chọn ra những ao, hồ có diện tích nhỏ hơn so với quy định rồi loại bỏ nó. Nhưng đối với những ao, hồ quan trọng ta vẫn giữ lại ví dụ như là ao, hồ nối hai con sông… Sau khi loại bỏ các ao, hồ không thỏa điều kiện, ta cũng loại bỏ các đường bờ nước bao quanh chúng.

Hình 3: Truy vấn để khái quát hóa ao, hồ

Nguồn: Nhóm tác giả thực hiện

• Sông suối dạng vùng: Các đoạn sông suối có độ rộng < 0,5 mm (ứng với thực địa là 25 m) thì ta chuyển nó thành dạng đường một nét.

+ Đầu tiên, dùng merge trong editor để nối các đoạn sông chính với nhau. Sau đó mở bảng thuộc tính của sông suối dạng vùng, chọn add field tạo một cột mới, rồi dùng field calculator để tính độ rộng trung bình bằng cách lấy diện tích chia cho chiều dài.

+ Tiếp theo ta chọn các đối tượng có độ rộng trung bình < 25m rồi dùng công cụ Polygon To Line để đưa nó về thành dạng đường.

+ Sau khi được chuyển về dạng đường ta dùng công cụ spilt tool trên thanh công cụ để ngắt đường ra tại các đoạn ngăn rồi loại bỏ chúng.

+ Để chuyển về đường một nét, dùng công cụ Collapse Dual Lines To Centerlines, đặt thông số Maximum Width (giá trị lớn hơn độ rộng lớn nhất của vùng gốc).

+ Chọn hết các đối tượng vừa được chuyển về 1 nét, vào editor chọn union nó với lớp sông suối dạng đường. Sau đó loại bỏ phần vùng và đường bờ nước của phần chuyển sang đường 1 nét rồi nối các đoạn hở lại.

• Sông suối dạng đường: Biểu thị sông dài > 1 cm, sâu > 1m thì biểu thị (ứng vớitrên thực địa là 500m). Sông dài < 1 cm mà quan trọng thì vẫn giữ lại. Trước khi khái quát hóa, dùng công cụ merge trong editor để nối các đoạn song chính lại với nhau, các đoạn sông phụ nối với sông phụ, rồi mới tiến hành tìm các đoạn sông dài < 1 cm bằng select by attribute và loại bỏ
• Kênh mương: Biểu thị những kênh, mương có độ rộng từ và độ sâu từ 1 m trở lên,chiều dài > 1 cm trên bản đồ (ứng với trên thực địa là 500 m). Khoảng cách giữa các kênh mương không nhỏ hơn 2-4 mm. Kênh mương nối với hồ hoặc để thoát nước dùngắn hơn 1 cm vẫn vẽ.Ta cũng dùng công cụ merge để nối các đoạn kênh mương chính lại với nhau, rồimới tìm các đoạn kênh mương < 500 m để loại bỏ.
• Máng dẫn nước: Độ dài lớn hơn 5 mm trên bản đồ thì biểu thị. (ứng với thực địa là250 m).
• Biến đổi dòng chảy dạng vùng, đường: giữ nguyên.
• Cống thủy lợi dạng đường: Loại bỏ.
• Đê: Chiều cao > 1 m, chiều dài > 5mm thì biểu thị. (ứng với thực địa là 250 m).
• Bờ kè, bờ cạp: Chiều dài > 5 mm, tỉ cao từ 2 m trở lên thì biểu thị (ứng với thựcđịa là 250 m).
• Đập: Giữ nguyên. Đập dạng vùng chuyển về thành đập dạng đường bằng công cụ Collapse Dual Lines To Centerlines với các bước làm gần như tương tự khi chuyển sông suối dạng vùng về dạng đường.
• Đường mép nước: Khoảng cách với đường bờ > 0,3 mm vẽ tách riêng khỏi đườngbờ. Khoảng cách với đường bờ < 0,3 mm thì coi như đường mép nước trùng với đường bờ và chỉ thể hiện đường bờ (ứng với thực địa là 15 m).Mở bảng thuộc tính của đường mép nước chọn từng cái, dùng công cụ measure để đo khoảng cách giữa đường mép nước với đường bờ nước, khoảng cách mà <15 m thì ta loại bỏ đường mép nước đó.
• Ghi chú tên gọi: Ghi chú với các sông dài từ 3 -5 cm trở lên, đảo diện tích >2mm2, hồ 10 mm2. Sông suối dài cách 10 đến 15 cm thì ghi chú lại một lần.
• Hướng dòng chảy: Biểu thị bằng mũi tên, cách 10 - 15 cm thì biểu thị lại. Sôngrộng > 2 mm thì mũi tên dài 5 - 10 mm ở trong lòng sông. Sông rộng < 2 mm thì để ngoài ở nơi thuận tiện nhất.
• Để làm ghi chú tên gọi và hướng dòng chảy ta tạo một feature class mới bằng cách chuột phải vào Feature Dataset thủy hệ => New => Feature class và chọn là Annotation Sau đó thiết lập tỷ lệ và tạo các kiểu annotation. Vào Editor chọn start editing, chọn Create Feature rồi tiến hành gán tên sông suối, hướng dòng chảy dựa trên dữ liệu MicroStation và theo quy tắc khái quát hóa.Tiếp theo, tiến hành ký hiệu hóa các đối tượng bằng công cụ Caculate Visual Specifications.

Hình 4: Kết quả trước và sau khi khái quát hóa lớp thủy hệ

 Nguồn: Nhóm tác giả thực hiện

3. Kết quả và thảo luận

Kết quả đạt được của nghiên cứu là đã xây dựng được bộ quy tắc khái quát hóa lớp thủy hệ trên bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10.000 sang tỷ lệ 1:50.000. Và tiến hành khái quát hóa lớp thủy hệ từ tỷ lệ 1:10.000 sang tỷ lệ 1:50.000 tuân theo bộ quy tắc đã xây dựng ở trên. 

Hình 5: Kết quả sau khi khái quát hóa lớp thủy hệ

Nguồn: Nhóm tác giả thực hiện

Đối với lớp thủy hệ, tuy nhìn tổng thể trước và sau khi khái quát không thấy sai biệt nhiều lắm nhưng dựa trên Hình 5 ta có thể thấy được một số đối tượng bị lược bỏ và một phần sông dạng vùng đã được chuyển đường. Ở những chỗ đó ta có thể thấy rõ nó đã trở nên thông thoáng hơn. Do tiến hành khái quát hóa riêng lẻ từng lớp, chưa xét đến sự tương quan giữa các lớp cho nên độ chính xác có thể không cao.

4. Kết luận

Bài báo thể hiện việc khái quát hóa trong phần mềm ArcGIS cho lớp dữ liệu thủy hệ trên bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10.000 xuống tỷ lệ 1:50.000. Trong thời gian tới, cần tiếp tục nghiên cứu xây dựng công cụ khái quát hóa cho lớp thủy hệ một cách tự động trong phần mềm ArcGIS. Ngoài ra, cũng cần hướng tới một cách giải quyết khác cho bài toán khái quát hóa bản đồ bằng cách xây dựng cơ sở dữ liệu thông minh hay dữ liệu Geodatabase dạng hành vi để thực hiện được nhiều trường hợp phức tạp hơn.

 

TÀI LIỆU THAM KHẢO:

1. Nhữ Thị Xuân (2006). Bản đồ Địa hình, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội.
2. Tổng cục Địa chính (2000). Quy định kỹ thuật số hóa bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10.000, 1:25.000, 1:50.000, 1:100.000, LuatVietNam, truy câp tháng 12/2019 tại https://luatvietnam.vn/dat-dai/quyet-dinh-70-2000-qd-dc-tong-cuc-dia-chinh-157139-d1.html
3. Cục Tiêu chuẩn - Đo lường - Chất lượng (2011). TCVN/QS 1489:2011, Địa hình quân sự ký hiệu bản đồ địa hình tỷ lệ 1:25.000, 1:50.000 và 1:100.000. Cục Tiêu chuẩn - Đo lường - Chất lượng xuất bản, Hà Nội.
4. Tổng cục Địa chính (2019). Quyết định về việc ban hành ký hiệu bản đồ địa hình tỷ lệ 1:50.000 và 1:100.000. Văn bản pháp luật hiện hành về Tài nguyên và Môi trường, số thứ tự 17. Truy cập tại: http://vanban.monre.gov.vn/DocViewer.aspx?IDLV=6

 

Generalizing the hydrogeological layer on topographic maps at scales of

1:10.000 to 1:50.000 by using ArcGIS software

NGUYEN THI LAN THUONG1

DANG LE THANH LIEN1

1Nong Lam University - Gia Lai Campus

ABSTRACT:

Generalization plays an important role in making maps in general and topographic maps in particular. Generalization is used when we want to reduce the scale or focus on important features of a map in order to better understand it. This study presents the generalization of hydrogeological layers on topographic maps at scales 1:10.000 to 1:50.000 by using ArcGIS software. The study aims to develop a set of rules for generalizing the hydrogeological layer on topographic maps at scales of 1:10.000 to 1:50.000 and generalizing the hydrogeological layer on the topographic map based on this set of rules. The study’s results are quite satisfactory when this set of rules is applied to 16 topographic maps at the scale of 1:10.000 of Lien Nghia town, Duc Trong district, and Lam Dong province.

Keywords: generalization, topographic map, hydrogeological layer, ArcGIS software.

Nguồn: TẠP CHÍ CÔNG THƯƠNG

• phản hồi

• cùng chuyên mục