§¹I häc Th¸i Nguyªn
Tr−êng §¹i häc N«ng L©m
VŨ HOÀI PHƯƠNG
Tên đề tài:
"MÔ HÌNH HÓA 3D HIỆN TRẠNG HẠ TẦNG, CẢNH QUAN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÁI NGUYÊN"
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Hệ đào tạo : Chính quy
Chuyên ngành : Quản lý đất đai
Khoa : Quản lý tài nguyên
Khóa học : 2010 - 2014
Thái nguyên - 2014
§¹I häc Th¸i Nguyªn
Tr−êng §¹i häc N«ng L©m
VŨ HOÀI PHƯƠNG
Tên đề tài:
"MÔ HÌNH HÓA 3D HIỆN TRẠNG HẠ TẦNG, CẢNH QUAN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM THÁI NGUYÊN"
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Hệ đào tạo : Chính quy
Chuyên ngành : Quản lý đất đai
Khoa : Quản lý tài nguyên
Lớp : 42A - QLĐĐ
Khóa học : 2010 - 2014
Giảng viên hướng dẫn : ThS. Trương Thành Nam
Thái nguyên - 2014
LỜI CẢM ƠN
Trước tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy Trương Thành
Nam – giảng viên Khoa Quản Lý Tài Nguyên, trường Đại học Nông Lâm
Thái Nguyên, người đã định hướng nghiên cứu, hướng dẫn, giúp đỡ em trong
suốt quá trình thực hiện và hoàn thành khóa luận này.
Em xin chân thành cảm ơn ban chủ nhiệm khoa, cùng các thầy cô giáo
quản lý tài nguyên, trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã truyền đạt,
trang bị cho em những kiến thức, kinh nghiệm quý báu cũng như tạo môi
trường học tập thuận lợi nhất trong suốt bốn năm học vừa qua.
Cuối cùng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè đã
luôn động viên, giúp đỡ về vật chất và tinh thần trong suốt quá trình học tập
để em có thể hoàn thành khóa luận này.
Do điều kiện thời gian và năng lực còn hạn chế nên khóa luận của em
không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo, đóng
góp ý kiến của các thầy cô và các bạn để khóa luận tốt nghiệp của em được
hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Th¸i Nguyªn, ngµy th¸ng n¨m 2014
Sinh viªn
Vũ Hoài Phương
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
2D : 2 Diménion
3D : 3 Dimenion
CNTY
: Công nghệ thú y
ĐHNL : Đại học Nông Lâm
ĐHNLTN : Đại học Nông Lâm Thái Nguyên
KHCN : Khoa học công nghệ
KHMT
: Khoa học môi trường
KHSS : Khoa học sự sống
KTX : Ký túc xá
LN : Lâm nghiệp
NH : Nông học
QLTN : Quản lý tài nguyên
THTH : Thực hành thực nghiệm
TTTHNN : Trung tâm tin học ngoại ngữ
PHỤ LỤC
Phần 1
MỞ ĐẦU 1
1.1. Đặt vấn đề 1
1.2. Mục đích 2
1.3. Yêu cầu 2
1.4. Ý nghĩa 2
1.4.1. Ý nghĩa học tập 2
1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn 2
Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
2.1. Cơ sở khoa học 3
2.1.1. Khái quát viễn thám 3
2.1.2 . Tư liệu viễn thám 6
2.1.2. Không gian ba chiều 8
2.2. Tổng quan phần mềm 9
2.2.1. Phần mềm Google Satellite 9
2.2.2. Phần mềm sketchup 10
2.2.3. Dựng mô hình 3D theo hệ thống 13
2.3. Khái quát quy hoạch cảnh quan 14
2.3.1. Tổng quan về cảnh quan 14
2.3.2. Tổng quan về quy hoạch, quy hoạch cảnh quan 16
Phần 3
ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18
3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 18
3.1.1. Đối tượng nghiên cứu 18
3.1.2. Phạm vi nghiên cứu 18
3.2. Nội dung nghiên cứu 18
3.3. Phương pháp nguyên cứu 19
3.3.1. Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp 19
3.3.2. Phương pháp điều tra khảo sát 19
3.3.3. Phương pháp dựng mô hình 3D 19
3.3.4. Tham khảo ý kiến chuyên gia 19
Phần 4
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 20
4.1. Khái quát khu vực nghiên cứu - Trường đại học nông lâm 20
4.1.1. Điều kiện tự nhiên 20
4.1.2. Hiện trạng phát triển khu vực đại học Nông Lâm 21
4.2. Ảnh vệ tinh trường ĐHNL 26
4.3. Xây dựng mô hình 3D cơ sở hạ tầng công trình 29
4.3.1. Mô hình hóa 3D công trình Hiệu bộ 29
4.3.2. Mô hình hóa 3D công trình giảng đường D 33
4.3.3. Mô hình hóa 3D công trình Giảng đường B và khu thí nghiệm 36
4.3.4. Mô hình hóa 3D công trình Giảng đường A 39
4.3.5. Mô hình hóa 3D Văn phòng khoa 1: Các khoa QLTN + KHMT + Khoa
Lâm nghiệp + Trung tâm tin học ngoại ngữ 42
4.3.6. Mô hình hóa 3D công trình văn phòng khoa 2 45
4.3.7. Mô hình hóa 3D Trung tâm liên kết quốc tế 48
4.3.8. Mô hình hóa 3D Khu KTX A, giảng đường C, hội trường A 51
4.3.9. Mô hình hóa 3D Khu thể thao 54
4.3.10. Mô hình hóa 3D khu vực Nhà khách 57
4.3.11. Mô hình tổng thể, định hướng quy hoạch, phát triển hạ tầng cơ sở đại
học Nông Lâm Thái Nguyên 61
Phần 566
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 66
5.1. Kết luận 66
5.2. Kiến nghị 66
TÀI LIỆU THAM KHẢO 67
LỜI CẢM ƠN
Trước tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy Trương Thành
Nam – giảng viên Khoa Quản Lý Tài Nguyên, trường Đại học Nông Lâm
Thái Nguyên, người đã định hướng nghiên cứu, hướng dẫn, giúp đỡ em trong
suốt quá trình thực hiện và hoàn thành khóa luận này.
Em xin chân thành cảm ơn ban chủ nhiệm khoa, cùng các thầy cô giáo
quản lý tài nguyên, trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã truyền đạt,
trang bị cho em những kiến thức, kinh nghiệm quý báu cũng như tạo môi
trường học tập thuận lợi nhất trong suốt bốn năm học vừa qua.
Cuối cùng em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè đã
luôn động viên, giúp đỡ về vật chất và tinh thần trong suốt quá trình học tập
để em có thể hoàn thành khóa luận này.
Do điều kiện thời gian và năng lực còn hạn chế nên khóa luận của em
không tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được sự chỉ bảo, đóng
góp ý kiến của các thầy cô và các bạn để khóa luận tốt nghiệp của em được
hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Th¸i Nguyªn, ngµy th¸ng n¨m 2014
Sinh viªn
Vũ Hoài Phương
Hình 4.22: Quá trình dựng mô hình Trung tâm liên kết quốc tế 49
Hình 4.23: Mô hình 3D Trung tâm liên kết quốc tế 50
Hình 4.24: Khuôn viên cơ sở hạ tầng Khu Kí túc xá A, giảng đường
C, hội trường A 51
Hình 4.25: Quá trình dựng mô hình 3D Khu Kí túc xá A, giảng đường
C, hội trường A 52
Hình 4.26: Mô hình 3D khu Khu Kí túc xá A, giảng đường C, hội
trường A 53
Hình 4.27: Khuôn viên cơ sở hạ tầng khu thể thao 54
Hình 4.28: Quá trình dựng mô hình Khu thể thao 55
Hình 4.29: Mô hình 3D khu thể thao 56
Hình 4.30: Khuôn viên cơ sở hạ tầng Khu vực nhà khách 57
Hình 4.31: Quá trình dựng mô hình 3D khu vực Nhà khách 59
Hình 4.32: Mô hình 3D khu vực Nhà khách 60
Hình 4.33: Toàn cảnh khu vực nghiên cứu 61
Hình 4.34: Hệ thống quản lý Group trong sketchup 62
Hình 4.35: Mô hình tổng thể nhìn từ trên xuống 63
Hình 4.36: Toàn cảnh từ cổng trường nhìn vào 63
Hình 4.37: Một góc cảnh quan giảng đường A 64
Hình 4.38: Mặt cắt giảng đường A theo chiều dọc 64
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Kí hiệu của Group và Component 14
Bảng 4.1: Hiện trạng sử dụng đất Trường Đại học Nông lâm năm 2013 22
Bảng 4.2: Hiện trạng xây dựng của trường ĐHNL Thái Nguyên đến các thời
điểm 2005; 2010 25
1
Phần 1
MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Ngày nay, khoa học công nghệ đã có những bước phát triển vượt bậc,
hoạt động nghiên cứu chuyển giao công nghệ diễn ra phổ biến tạo ra nhiều
sản phẩm chất lượng ứng dụng trong mọi lĩnh vực của cuộc sống Nắm bắt xu
thế phát triển đó, trường đại học Nông Lâm Thái Nguyên đã và đang từng
bước đưa khoa học công nghệ vào nghiên cứu, giảng dạy trên các lĩnh vực
nông lâm nghiệp, phát triển nông thôn, khoa học môi trường và quản lý tài
nguyên, ứng dụng nhiều thành tựu khoa học trên thế giới vào nhà trường.
ĐHNL Thái Nguyên là không gian, môi trường giáo dục và nghiên cứu
khoa học. Do đó, yêu cầu về quy hoạch cảnh quan cây xanh phát triển cơ sở
hạ tầng là một trong những nội dung quan trọng trong quá trình tạo lập cảnh
quan của trường. Cây xanh có khả năng làm sạch bầu không khí, lọc và giữ
lại bụi, nhất là các hạt bụi lơ lửng trong không khí – một yếu tố đe dọa tới sức
khỏe con người. Cây xanh có khả năng cản bức xạ mặt trời chiếu qua nó, tạo
ra bóng râm che nắng cho không gian bên dưới. Giảm bớt bức xạ phản xạ ra
môi trường xung quanh do hệ số phản xạ nhiệt của chúng thấp hơn nhiều so
với các bề mặt xây dựng. Vì vậy, việc quy hoạch cảnh quan hợp lý là một yêu
cầu cấp thiết đặt ra cho nhà trường để tạo môi trường trong xanh giảm thiểu ô
nhiễm (bụi, tiếng ồn, rác thải…) đảm bảo cho sức khỏe và thuận tiện cho các
hoạt động của con người.
Công nghệ dựng mô hình 3D là công nghệ đã và đang ứng dụng rộng
rãi trên thế giới phục vụ nhiều lĩnh vực khác nhau. Đặc biệt đây là công nghệ
rất được ưa chuộng khi nó có thể tạo ra các sản phẩm rất phức tạp có độ chính
xác cao, đưa đến cho chúng ta cái nhìn bao quát và chi tiết vật thể từ mọi góc
độ. Riêng đối với lĩnh vực quản lý đất đai nói chung và quy hoạch cảnh quan
nói riêng công nghệ 3D rất hữu ích khi nó thể hiện 1 cách chính xác hiện
trạng, cung cấp người dùng cái nhìn tổng quát khu vực nghiên cứu từ đó đề ra
những phương án quy hoạch hợp lý.
Xuất phát từ những nhu cầu và lợi ích thực tế đó, được sự nhất trí của
Ban giám hiệu Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên, khoa Quản Lý Tài
2
Nguyên, với sự hướng dẫn trực tiếp của Th.s Trương Thành Nam, em tiến
hành thực hiện đề tài: “Mô hình hóa 3D hiện trạng hạ tầng, cảnh quan
trường Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên”.
1.2. Mục đích
Sử dụng Sketchup dựng mô hình 3D hiện trạng cảnh quan, hạ tầng khu
vực trường đại học Nông Lâm Thái Nguyên phục vụ công tác định hướng quy
hoạch cảnh quan và cơ sở hạ tầng.
1.3. Yêu cầu
Đảm bảo số liệu, tài liệu phải đầy đủ, chính xác và khách quan.
Thể hiện kích thước, vị trí, phối cảnh dưới dạng mô hình 3D hiện trạng
cảnh quan, hạ tầng.
1.4. Ý nghĩa
1.4.1. Ý nghĩa học tập
Tìm hiểu công tác quy hoạch cảnh quan. Sử dụng thành thạo phần mềm
sketchup. Giúp sinh viên làm quen, học hỏi những công nghệ tiên tiến. Nâng
cao kĩ năng sử dụng và tích hợp các phần mềm tin học ứng dụng.
1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn
Với mô hình 3D trường ĐHNL cung cấp cho chúng ta cái nhìn tổng thể
nhất tới khu vực, bên cạnh đó với việc chỉnh sửa dễ dàng, quản lý đối tượng
khoa học, lưu trữ tiện lợi đây sẽ là công cụ hữu ích phục vụ công tác quy
hoạch cảnh quan, phát triển cơ sở hạ tầng của trường và ứng dụng trên nhiều
lĩnh vực khác.
3
Phần 2
TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. Cơ sở khoa học
2.1.1. Khái quát viễn thám
a) Khái niệm viễn thám.
Viễn thám (remote sensing), là một ngành khoa học lấy thông tin từ các
đối tượng ở khoảng cách nhất định mà không cần tiếp xúc trực tiếp với đối
tượng.
Thuật ngữ viễn thám (remot sensing) – điều tra từ xa, xuất hiện từ những
năm 1960 do một nhà địa lý người Mỹ là E.Pruit đặt ra (Thomas, 1999).
Các thông tin thu nhận là kết quả của việc giải mã hoặc đo đạc những
biến đổi mà đối tượng tác động đến môi trường chung quanh như : trường
điện từ, trường âm thanh hoặc trường hấp dẫn .
Ngày nay kỹ thuật viễn thám đã được phát triển và ứng dụng rất nhanh
và rất hiệu quả trong nhiều lĩnh vực.
Như vậy, viễn thám thông qua kỹ thuật hiện đại không tiếp cận với đối
tượng mà xác định nó qua thông tin ảnh chụp từ khoảng cách vài chục mét tới
vài nghìn km.
Kỹ thuật viễn thám, là một kỹ thuật đa ngành, nó liên kết nhiều lĩnh
vực khoa học và kỹ thuật khác nhau trong các công đoạn khác nhau như:
- Thu nhận thông tin.
- Tiền xử lý thông tin.
- Phân tích và giải đoán thông tin.
- Đưa ra các sản phẩm dưới dạng bản đồ chuyên đề và tổng hợp.
Vì vậy có thể định nghĩa viễn thám là sự thu thập và phân tích thông tin
về đối tượng nghiên cứu. Bằng các công cụ kỹ thuật , viễn thám có thể thu
4
nhận các thông tin, dự kiện của vật thể, các hiện tượng tự nhiên hoặc một
vùng lãnh thổ nào đó ở một khoảng cách nhất định.
b) Các thành phần và nguyên lý làm việc của viễn thám.
Thành phần cơ bản trong một hệ thống viễn thám:
Hình 2.1:Thành phần cơ bản trong một hệ thống viễn thám
A Nguồn năng lượng : sóng điện từ
- Thành phần đầu tiên của một hệ thống viễn thám là nguồn năng lượng
để chiếu sáng hay cung cấp năng lượng điện từ tới đối tượng quan tâm:
+ Mặt trời
+ Nguồn năng lượng chủ động
- Thông tin về viễn thám thu thập được là dựa vào năng lượng từ đối
tượng đến thiết bị nhận, nếu không có nguồn năng lượng chiếu sáng hay
truyền tới đối tượng sẽ không có năng lượng đi từ đối tượng tới thiết bị nhận.
B. Những tia phát xạ, bức xạ và khí quyển
- Vì năng lượng đi từ nguồn năng lượng tới đối tượng nên sẽ phải
tương tác qua lại với khí quyển nơi năng lượng đi qua. Sự tương tác này có
5
thể lặp lại ở một vị trí không gian nào đó vì năng lượng còn phải đi theo chiều
ngược lại, tức là từ đối tượng đến bộ cảm.
C. Sự tương tác với đối tượng
- Tương tác giữa đối tượng trên mặt đất và các nguồn năng lượng . Một
ki được truyền qua không khí đến đối tượng, năng lượng sẽ tương tác với đối
tượng tùy thuộc vào đặc điểm của cả đối tượng và sóng điện từ. Sự tương tác
này có thể là truyền qua đối tượng, bị đối tượng hấp thu hay bị phản xạ trở lại
vào khí quyển.
D. Hệ thống thu ảnh
- Bộ cảm đặt trên vệ tinh , máy bay.
- Sóng ánh sáng nhìn thấy được, năng lượng hồng ngoại, cận hồng
ngoại, sóng radio
Sau khi năng lượng được phát ra hay bị phản xạ vào đối tượng, chúng
ta cần có một bộ cảm từ xa để tập hợp lại và thu nhận sóng điện từ.
Năng lượng điện từ truyền về bộ cảm mang thông tin về đối tượng.
E. Hệ thống trạm thu dữ liệu viễn thám
- Trạm thu mặt đất
- Vệ tinh trung gian
- Xử lý sơ bộ
Năng lượng được thu nhận bởi bộ cảm cần phải được truyền tải thường
dưới dạng điện từ, đến một trạm tiếp nhận – xử lý nơi dữ liệu sẽ được xử lý
sang dạng ảnh. Ảnh này chính là dữ liệu thô.
F. Giải đoán và phân tích ảnh
Ảnh thô sẽ được xử lý để có thể sử dụng được. Để lấy được thông
tin về đối tượng người ta phải nhận biết được mỗi hình ảnh trên ảnh tương
ứng với đối tượng nào. Ảnh được giải đoán bằng một hay kết hợp nhiều
phương pháp:
- Giải đoán thủ công bằng mắt
- Giải đoán bằng kĩ thuật số hay các công cụ điện tử để lấy được thông
tin về các đối tượng của khu vực đã chụp ảnh.
G Sản phẩm cuối: Thông tin tách chiết từ ảnh viễn thám
- Ứng dụng cụ thể: Đây là phần tử cuối cùng của quá trình viễn thám,
được thực hiện khi ứng dụng thông tin mà chúng ta đã chiết từ ảnh để hiểu rõ
6
hơn về đối tượng mà chúng ta quan tâm, để khám phá những thông tin mới,
kiểm nghiệm những thông tin đã có nhằm giải quyết những vấn đề cụ thể.
• Nguyên lý làm việc của viên thám:
Nguyên lý làm việc của viễn thám có 2 quá trình:
+ Thu nhận dữ liệu (Data acquistion)
+ Phân tích dữ liệu (Data analysis)
- Quá trình thứ nhất: Nguồn năng lượng (a), sự truyền năng lượng qua
khí quyển (b), năng lượng tác động qua lại với các yếu tố mặt đất(c), các
sensors đặt trên máy bay hoặc vệ tinh (tàu vũ trụ) (d). Các dạng sản phẩm thu
nhận được từ các sensors có thể ở dạng hình ảnh hoặc dạng số (e). Tóm lại, ở
quá trình thứ nhất ta dùng các sensors để nhận các năng lượng điện từ phản xạ
từ bề mặt trái đất.
- Quá trình thứ hai: phân tích dữ liệu. Sẽ tiến hành giải đoán bằng mắt
thông tin ảnh hoặc bằng máy tính để xử lý các thông tin được thu dưới dạng
số (f).
Tất cả các thông tin xử lý được sau này sẽ được thể hiện dưới dạng bản
đồ, bảng biểu hoặc báo cáo (g) và cuối cùng các sản phẩm này được chuyển
fiao cho những người sử dụng để phục vụ cho các yêu cầu hay nhiệm vụ cụ
thể.[5]
2.1.2 . Tư liệu viễn thám
a, Ảnh số:
* Tổ hợp màu:
- Mắt con người có thể phân biệt được nhiều mức màu sắc hơn là các
mức độ sáng. Khoa học về màu sắc chia các màu cơ bản thành 2 nhóm: các
màu cộng (dương) cơ bản và các màu trừ (âm) cơ bản.
- Các màu dương hay màu cộng (additive colour) là: Blue(lơ) + green
(lục) + Red (đỏ) khi kết hợp sẽ cho màu White (trắng).
Các màu âm hay màu trừ (subtractive colour) là: Yellow (vàng) + Cyan
(chàm) + Magenta (đỏ da cam), khi kết hợp sẽ cho màu Black (đen).
- Filter màu: là tấm lọc trong suốt đối với 1 hoặc 2 tia sáng đơn sắc,
nghĩa là chỉ cho một hoặc 2 tia sáng nhất định đi qua và không cho các tia
7
sáng khác đi qua. Trong thực tế có nhiều loại Filter khác nhau: blue, green,
red, cực tím, yellow
- Đặc điểm các màu đó được thể hiện trong tam giác màu. Tam giác
màu là tam giác đều có cấu tạo như sau:
- Đỉnh tam giác là các màu dương (cộng cơ bản).
- Cạnh tam giác là các màu âm (trừ).
- Nguyên tác hoạt động của các filter trong tam giác màu:
- Các filter hấp thụ 1 màu dương ở đỉnh đối diện của tam giác và cho
truyền qua 2 màu dương ở hai cạnh tam giác. Ngược lại các filter màu dương
lại hấp thụ 2 màu âm ở hai cạnh bên và cho qua 1 màu âm ở cạnh đối diện .
Ví dụ: filter màu vàng (yellow) hấp thụ ánh sáng xanh lơ (blue) và cho
các tia màu đỏ (red) và lục (green) đi qua.
* Ảnh số:
- Hình ảnh số: là sự thể hiện về mặt số hóa (thường bằng nhị phân) của
một bức ảnh hai chiều. Ảnh số thường được lưu lại dưới dạng raster, nên
người ta còn định nghĩa ảnh số được tạo bởi mảng hai chiều của các phần tử
ảnh có cùng kích thước được gọi là Pixel – phần tử của ảnh. Tùy theo hệ
thống quét ảnh mà kích thước của hình ảnh (diện tích quét trên mặt đất) khác
nhau. Ví dụ: với hệ thống Landsat MSS là 185 x 185 km, với hệ thống Spot là
65 x 64 km, ảnh NONN là 2400 x 2400 km.
- Phần tử ảnh (picture element) là một đơn vị nhỏ nhất về không gian
trên một file ảnh và nó chính là Pixel ảnh hay một ô đơn vị trong ma trận ô
vuông. Vị trí của đơn vị ảnh là vị trí dòng và cột. Vị trí thật của đơn vị ảnh
được tham chiếu với một hệ tọa độ được dùng như hệ tọa độ địa lý, UTM,
Gaus, mặt phẳng nhà nước
- Phương thưc lưu tệp ảnh số: dữ liệu ảnh số cấu thành từ 3 tệp này
thông thường được lưu trữ theo cấu trúc khác nhau là: BSQ, BIL hoặc BIP.
b, thông tin mặt đất
- Việc sử lý các tư liệu viễn thám được tiến hành đồng thời với việc sử
dụng các dữ liệu tham khảo. Có nghĩa là viễn thám vẫn cần sự hỗ trợ của các
dữ liệu thực tế mặt đất với các mục đích sau:
- Định hướng cho việc phân tích xử lý tư liệu viễn thám.
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
2D : 2 Diménion
3D : 3 Dimenion
CNTY
: Công nghệ thú y
ĐHNL : Đại học Nông Lâm
ĐHNLTN : Đại học Nông Lâm Thái Nguyên
KHCN : Khoa học công nghệ
KHMT
: Khoa học môi trường
KHSS : Khoa học sự sống
KTX : Ký túc xá
LN : Lâm nghiệp
NH : Nông học
QLTN : Quản lý tài nguyên
THTH : Thực hành thực nghiệm
TTTHNN : Trung tâm tin học ngoại ngữ
9
- Thường xuyên phải bổ xung thêm phép chiếu từ không gian 3D vào
không gian 2D.
- Luôn phải xác định các bề mặt hiển thị.
2.1.2.3. Các phương pháp hiển thị 3D
- Với các thiết bị hiển thị 2D thì chúng ta có các phương pháp sau để
biểu diễn đối tượng 3D:
- Kĩ thuật chiếu (projection): Trực giao (orthographic) phối cảnh
(perspective)
- Kĩ thuật đánh dấu độ sâu (depth cueing)
- Nét khuất (visible line/surface identification)
- Tô chát bề mặt (surface rendering)
- Cắt lát (exploded/cutaway scenes, scens-section)
- Các thiết bị hiển thị 3D:
- Kính stereo – stereoscopic displays
- Màn hình 3D - Holograms [2]
Hình 2.2: Các cách mô tả đối tượng 3D
2.2. Tổng quan phần mềm
2.2.1. Phần mềm Google Satellite
- Google Satellite là công cụ tiện dụng đơn giản giúp ta có thể tải ảnh
vệ tinh từ google map về 1 cách dễ dàng với việc xác định tọa độ của 2 góc
ảnh (tọa độ của phía trên bên trái và phía dưới bên phải), ảnh tải về sẽ được
xem thông qua google view (tích hợp sẵn trong Google Satellite). Ngoài ra
Google Satellite còn hỗ trợ người dùng ghép các mảng ảnh nhỏ lại thành 1
mảng ảnh lớn dễ dàng.
- Việc xác định tọa độ của bức ảnh thông qua 2 phương pháp:
10
+ Máy GPS
Xác định phạm vi của khu vực sau đó sử dụng máy GPS để có được
tọa độ
+ Google map
Với google map việc xác định phạm vi của ảnh và tọa độ của chúng
hoàn tòan dễ dàng do google map cung cấp một hệ thống hình ảnh vệ tinh có
độ chính xác khá cao và quan sát trực quan tiện lợi với nhiều góc độ. [11]
2.2.2. Phần mềm sketchup
a) Giới thiệu giao diện người dùng.
- Phần mềm Google Sketchup được phát triển bởi @Last Software sau
đó Google mua lại và xây dựng nên. Đây là phần mềm dùng để thiết kế các
bản vẽ kỹ thuật và đặc biệt là xây dựng mô phỏng nên các công trình kiến trúc
hạ tầng cơ sở mà không đòi hỏi một trình độ cao về đồ hoạ. Bạn có thể thêm
vào các chi tiết, kết cấu và kính vào mẫu thiết kế của bạn, thiết kế với kích
thước chính xác, và đặt các mẫu thiết kế đã hoàn thành của bạn lên Google
Earth. Và Sketchup là phần mềm đồ họa 3D chuyên ứng dụng thiết kế sơ
phác, xây dựng mô hình trong các lĩnh vực kiến trúc, nội thất, cảnh quan, quy
hoạch hạ tầng, xây dựng…
- Đơn giản nhưng hiệu quả:
Để đơn giản và hiệu quả, sketchup trực quan hóa mọi hoạt động tương
tự khi vẽ tay, đơn vị cơ bản trong sketchup là đường – mặt với chuỗi thao tác
vẽ, chia, nối, di chuyển, xoay, thu phóng, nâng khối, cắt khối, cắt khối, trượt
dẫn, tô màu, áp vật liệu, vẽ địa hình, thêm cảnh quan, giả lập bóng đổ. Xuất
ảnh, làm slide show… các hoạt động này đều trực quan trong môi trường 3D.
Mọi tính năng chỉ được xây dựng vừa đủ dùng nhưng khả năng thể hiện ý
tưởng sơ phác hiệu quả.
- Nhanh nhưng chính xác
11
Do đơn giản nên người dùng sketchup có thể vẽ rất nhanh, nhưng
không có nghĩa là kém chính xác. Sketchep có khả năng dò điểm nội suy,
giả lập bóng đổ theo thời gian thực, tạo mặt mặt cắt tương tác, áp vật liệu
dễ dàng. [9]
Giao diện người dùng đơn giản, trực quan dễ tiếp cân:
Hình 2.3: Giao diện người dùng Google Sketchup
Thao tác cơ bản với chuột trong sketchup
Hình 2.4: Thao tác chuột cơ bản
12
Drawing: Các công cụ tạo
đường nét, hình đa giác, tròn, tự do
dưới dạng 2D.
Edit:
Chứa các thao tác về
biên tập khi thiết kế bao gồm dời,
cắt, xoay, điều chỉnh tỉ lệ và tạo hình
khối 3D từ 2D.
Construction:
Cung cấp các
công cụ hỗ trợ công tác xây dựng
bao gồm các ghi chú kích thước,
thước đo, góc đo, text, hệ trục.
Principal:
Công cụ chủ yếu
khi thao tác với các đối tượng thiết
kế bao gồm các thao tác chọn, tạo
component, thay đổi vật liệu, xóa.
Shadows:
Là công cụ cho
phép mô phỏng ánh sáng tự nhiên
của tất cả các ngày trong năm tại vị
trí thiết kế với mọi khung giờ trong
ngày.
Styles:
Cách th
ứ
c hi
ể
n th
ị
đường, mặt, khối trên cùng làm việc
mà không phải tác động hay làm
thay đổi vật liệu của đối tượng.
Views:
Chuyển khung nhìn
thiết kế sang các góc trước, sau, trái,
phải, trên, phối cảnh.
Camera:
Cung công c
ụ
giúp
bạn có thể nhìn ngắm sản phẩm thiết
kế của mình với mọi góc độ khác
nhau.
13
Hình 2.5: Một số công cụ phục vụ dựng mô hình trong sketchup [3]
2.2.3. Dựng mô hình 3D theo hệ thống
- Vẽ mô hình:
Sử dụng các công cụ đơn giản, tiện lợi do sketchup cung cấp dựa trên
kết quả quan sát thực địa và sử lý số liệu tiến hành dựng mô hình 3D.
- Làm việc với Group
Là việc đưa các thành phần có thuộc tính giống nhau vào cùng Group
để vẽ 1 cách có hệ thống, mỗi Group có thể có nhiều Group con ( ví dụ đơn
giản với Group chính “ngôi nhà” có các thành phần “con” cấu thành tường,
mái, cửa sổ, cửa ra vào…). Việc sử dụng Group sẽ hỗ trợ người dùng dựng
hình, quản lý, trình chiếu mà không làm ảnh hưởng đến các thành phần khác,
đặc biệt hữu ích với các mô hình lớn và phức tạp.
- Quản lý với component
Cũng tương tự như Group. Nhưng có 1 sự khác biệt như sau:
Khi copy một Group ra thành một Group khác, việc thay đổi (chỉnh
sửa) Group mới sẽ không làm ảnh hưởng đến Group cũ. Component thì ngược
lại, nếu bạn thay đổi thành phần được sao chép ra, thì đối tượng gốc cũng sẽ
bị thay đổi theo.
Ví dụ: Căn nhà có 10 nhiều cửa sổ, nếu mỗi cửa sổ này là một Group,
rồi bạn sao chép ra thêm 9 group nữa đặt vào vị trí các cửa sổ. Chẳng may
chúng ta cần thay đổi kiểu dáng cho các cửa sổ này, thì chúng ta phải thực
hiện chỉnh sửa tới 10 lần. Nếu mỗi cửa sổ này được tạo ra từ một Component
cửa sổ gốc, chúng ta chỉ cần thay đổi một cửa sổ. 9 cửa sổ còn lại sẽ được
thay đổi theo.
Ngoài ra component hỗ trợ xuất đối tượng thành file riêng lẻ và quản lý
trong hệ thống component, người dùng có thể dễ dàng xuất các file
component của đối tượng 1 cách nhanh chóng và rất tiện lợi khi dựng các
thành phần có mô hình giống nhau như cây xanh, bồn hoa,….
14
Cả Group và component đều được quản lí hiển thị trong bảng Outlier
có kí hiệu và ý nghĩa như sau: [3]
Bảng 2.1: Kí hiệu của Group và Component
Kí hiệu Ý nghĩa
1 điểm vuông đen đặc Group
1 điểm vuông xám + ổ khóa Group đã khóa
1 điểm vuông xanh rỗng Group đang mở
1 ô vuông Tên in nghiêng mờ Group đang ẩn
4 điểm vuông đen đặc Component
4 điểm vuông xám + ổ khóa Component đã khóa
4 điểm xanh rỗng Component đang mở
4 ô vuông tên in nghiêng mờ Component đang ẩn
2.3. Khái quát quy hoạch cảnh quan
2.3.1. Tổng quan về cảnh quan
2.3.1.1. Khái niệm
Cảnh quan là 1 bộ phận cấu thành của bề mặt trái đất, của 1 vùng lãnh
thổ nhất định nào đó. Tùy theo mỗi ngành khoa học khác nhau mà cảnh quan
có các khái niệm khác nhau:
Theo Zuofeier: “Cảnh quan là 1 bộ phận không gian bề mặt địa cầu, do
động, thực vật, không khí, nước, nham thạch cùng với hoạt động của con
người mà hình thành thể phức hợp và hệ thống, thông qua diện mạo bề ngoài
của nó để có thể nhận biết và phân biệt được”.
Theo R.Formand và M.Gordon: “Cảnh quan là sự tập hợp 1 số hệ sinh
thái tác dụng tương hỗ, có cùng phương thức xuất hiện mà cấu thánh khu vực
đất dai có tính khác biệt”. Theo đó, cảnh quan có 4 đặc trưng:
+ Có sự tập hợp hệ sinh thái.
+ Năng lượng vật chất giữa các hệ sinh thái có thể lưu động và ảnh
hưởng tương hỗ.
+ Có đặc trưng khí hậu và địa hình, địa mạo.
+ Có sự tụ hợp và đối ứng tương hỗ, pha trộn nhất định với nhau.
PHỤ LỤC
Phần 1
MỞ ĐẦU 1
1.1. Đặt vấn đề 1
1.2. Mục đích 2
1.3. Yêu cầu 2
1.4. Ý nghĩa 2
1.4.1. Ý nghĩa học tập 2
1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn 2
Phần 2 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3
2.1. Cơ sở khoa học 3
2.1.1. Khái quát viễn thám 3
2.1.2 . Tư liệu viễn thám 6
2.1.2. Không gian ba chiều 8
2.2. Tổng quan phần mềm 9
2.2.1. Phần mềm Google Satellite 9
2.2.2. Phần mềm sketchup 10
2.2.3. Dựng mô hình 3D theo hệ thống 13
2.3. Khái quát quy hoạch cảnh quan 14
2.3.1. Tổng quan về cảnh quan 14
2.3.2. Tổng quan về quy hoạch, quy hoạch cảnh quan 16
Phần 3
ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18
3.1. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 18
3.1.1. Đối tượng nghiên cứu 18
3.1.2. Phạm vi nghiên cứu 18
3.2. Nội dung nghiên cứu 18
3.3. Phương pháp nguyên cứu 19
3.3.1. Phương pháp thu thập số liệu thứ cấp 19
3.3.2. Phương pháp điều tra khảo sát 19
3.3.3. Phương pháp dựng mô hình 3D 19
16
- Đây là cảnh quan được hình thành chủ yếu do các yếu tố tự nhiên tác
động tạo thành và được hình thành qua 1 quá trình lịch sử lâu dài. Cảnh quan
thiên nhiên bị biến đổi qua quá trình hoạt động kinh tế của con người và hình
thành nên cảnh quan mới – cảnh quan nhân tạo.
- Cảnh quan nhân tạo;
- Đây là cảnh quan được hình thành do hệ quả của quá trình tác động
của con người làm biến dạng cảnh quan thiên nhiên.
- Như vậy, cảnh quan nhân tạo bao gồm các yếu tố của cảnh quan thiên
nhiên và các yếu tố mới do con người tạo ra, hai yếu tố này có mối quan hệ
tương hỗ với nhau. Trong cảnh quan nhân tạo lại được chia thành 3 loại khác nhau:
- Cảnh quan văn hóa: cảnh quan khu dân cư, cảnh quan nghỉ ngơi – giải trí.
- Cảnh quan trồng trọt: cảnh quan nông, lâm nghiệp…
- Cảnh quan vùng lãnh phá bỏ: cảnh quan các khu khai thác mỏ lộ
thiên, cảnh quan các khu tài nguyên thiên nhiên khác.
- Nếu căn cứ vị trí địa lý thì cảnh quan còn được chia ra làm 3 loại:
cảnh quan vùng, cảnh quan đô thị và cảnh quan nông thôn:
Cảnh quan vùng: là 1 bộ phận quan trọng của cảnh quan, bao gồm:
+ Cảnh quan bảo tồn: cảnh quan các khu vườn quốc gia, các khu danh
lam thắng cảnh, cảnh quan các khu di tích lịch sử…
+ Cảnh quan nghỉ ngơi – giải trí: Các khu nghỉ ngơi, điều dưỡng ở
ngoại ô, ở ven mặt nước lớn … có môi trường trong lành và đẹp.
+ Cảnh quan khu dân cư: Cảnh quan đô thị, cảnh quan nông thôn.
Cảnh quan đô thị: Là môi trường nhân tạo phức tạp nhất và là thành
phần quan trọng của cảnh quan văn hóa. Ở đó các yếu tố nhân tạo có mật độ
tập trung cao nhất các loại cảnh quan và thường tạo nên những hậu quả không
thuận lợi cho môi trường cư trú của con người.
Cảnh quan nông thôn: Cũng giống như cảnh quan đô thị là có các yếu
tố thiên nhiên và nhân tạo tham gia vào việc hình thành cảnh quan. Tuy nhiên
mức độ nhân tạo của cảnh quan nông thôn là ít hơn nhiều nên môi trường
nông thôn ít bị ô nhiễm hơn. [4]
2.3.2. Tổng quan về quy hoạch, quy hoạch cảnh quan
2.3.2.1. Quy hoạch