1

LỜI CẢM ƠN

Để có được kết quả như ngày hôm nay, trước tiên em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc
nhất tới thầy Vũ Phan Long về sự tận tình, tận tâm hướng dẫn, giúp đỡ em từ những
ý tưởng ban đầu cũng như xuyên suốt quá trình nghiên cứu và thực hiện đồ án tốt
nghiệp. Nhờ có sự giúp đỡ của thầy mà em đã vượt qua những khó khăn trong quá
trình thực hiện đồ án tốt nghiệp để có được kết quả như ngày hôm nay.
Em cũng xin bày tỏ long chân thành tới các thầy giáo, cô giáo trong khoa Trắc địa
– Bản đồ, trường Đại học Tài Nguyên và Môi Trường Hà Nội đã tận tụy dìu dắt em
trong suốt quá trình học tập, rèn luyện trong thời gian qua để em có đủ hiểu biết và
kiến thức để thực hiện đồ án tốt nghiệp.
Mặc dù em đã cố gắng để hoàn thiện đề tài tốt nhất có thể, nhưng chắc chắn
không tránh khỏi những thiếu xót. Em rất mng nhận được sự góp ý của thầy cô và
các bạn để đồ án tốt nghiệp của em được hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2016

Sinh viên

Dương Việt Cường

1


2

MỤC LỤC

2


3

DANH MỤC VIẾT TẮT
2D - Two Dimensions: Hai chiều
3D - Three Dimensions: Ba chiều
3D City Mode: Mô hình thành phố 3D
DEM - Digital Elevation Model: Mô hình số độ cao
DSM - Digital Surface Model:Mô hình số bề mặt
DTM - Digital Terrain Model:Mô hình số địa hình
GIS - Geographic Information System: Hệ thống thông tin địa lý
GPS - Global Positioning System: Hệ thống định vị toàn cầu
GRID:

Cấu trúc lưới đều của mô hình số độ cao

Footprint - Đường viền chân nhà: Polygon viền chân tường nhà
IFSAR - InterFerometric Synthetic Aperture Radar: Radar độ mở tổng hợp giao
thoa
LIDAR - Light Detection And Ranging: Công nghệ đo Laser
LoD - Level of Detail:

Cấp độ chi tiết

MultiLoD - Multiple Level of Detail: Đa cấp độ chi tiết

MicroRelief - Vi địa hình: Những biến đổi đột ngột của bề mặt địa hình tự nhiên
hoặc nhân tạo có kích thước nhỏ như sườn dốc hay đường đắp cao xẻ sâu...Trên Mô
hình địa hình 2D chúng không thể hiện được bằng đường bình độ và các điểm độ
cao mà phải dùng các ký hiệu và ghi chú riêng
Photorealistic - Ảnh thực: Xu hướng dùng các ảnh chụp đối tượng hay các bề mặt
của đối tượng để hiển thị
Symbolisation - Ký hiệu hoá: Xu hướng dùng ký hiệu được thiết kế cho các nhóm
đối tượng để hiển thị
Roof hang over - Mái treo: Trường hợp mái nhà trùng hoặc rộng hơn đường viền
chân nhà. Các phần mềm sẽ không chấp nhận các đối tượng này khi cần bổ sung
vào DEM để tạo DSM
TIN - Triangulated Irregular Network: Cấu trúc mạng tam giác không đều của mô
hình số độ cao
Độ cao riêng (h): Chiều cao của đối tượng so với mặt DEM
3


4

Độ cao gốc (Z): Độ cao của mặt DEM tại vị trí của đối tượng
Độ cao thực (H):Độ cao thực của đối tượng trong không gian ba chiều (đối với
những đối tượng nằm ngay trên mặt DEM H=Z; đối với các đối tượng nằm nổi trên
mặt DEM H=Z+h)
Đối tượng nằm nổi trên mặt DEM: Các đối tượng nằm trong phần không gian phía
trên bề mặt DEM
Đối tượng nằm ngay trên mặt DEM: Các đối tượng nằm trực tiếp trên mặt DEM
hoặc nói cách khác là các đối tượng không có độ cao riêng

4



5

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề

Đường biên giới giữa Việt Nam với các nước được hình thành qua hàng ngàn
năm lịch sử mở mang bờ cõi và đấu tranh giữ nước của cha ông ta. Vấn đề biên giới
trên đất liền và trên biển của nước ta với các nước láng giềng xung quanh vô cùng
phức tạp, nhạy cảm, cho đến nay vẫn chưa được phân định một cách rõ ràng, có giá
trị pháp lý quốc tế tạo ra cơ sở vững chắc để quản lý và duy trì ổn định ở vùng biên
giới và xây dựng một đường biên giới hòa bình, hữu nghị, hợp tác lâu dài giữa các
dân tộc, tạo điều kiện thuận lợi cho khai thác tài nguyên thiên nhiên và phát triển
đất nước.
Do lịch sử lâu đời như vậy, nước ta có một khối lượng lớn các thông tin dữ liệu
liên quan tới vấn đề biên giới như: các văn bản pháp lý, hiệp ước hoạch định biên giới
quốc gia được ký kết giữa Việt Nam với các nước láng giềng về phân định biên giới
trên đất liền, trên biển; các Bộ bản đồ về phân giới trên thực địa và cắm mốc kèm theo
các hiệp ước qua các giai đoạn lịch sử; các tài liệu về gốc lịch sử của các đường biên
giới trên đất liền, trên biển … và các tài liệu khác có liên quan.
Các loại dữ liệu trên được quản lý, lưu trữ ở các cơ quan làm nhiện vụ liên
quan tới biên giới như Ủy ban Biên giới quốc gia/Bộ Ngoại giao, Trung tâm Địa
danh địa giới quốc gia (Cục Đo đạc – Bản đồ/Bộ TN&MT) … Tuy nhiên dữ liệu
biên giới toàn quốc chưa được quản lý tập trung tại một nơi mà được tổ chức lưu trữ
phân tán ở từng cơ quan theo từng nhiệm vụ chuyên môn được giao, nơi nào làm
nhiệm vụ liên quan đến khu vực biên giới nào thì chỉ quản lý dữ liệu của đường
biên giới đó. Toàn bộ các dữ liệu này là bản đồ số 2D các loại tỷ lệ. Do vậy đã có
những bất cập trong công tác tham mưu cho Đảng, Nhà nước trong quá trình đàm
phán, thương lượng, hoạch định chủ quyền lãnh thổ, lãnh hải; xây dựng các chủ
trương, đường lối đối ngoại, xây dựng biên giới hòa bình, hữu nghị và giải quyết

các bất đồng nảy sinh bằng thương lượng, ngoại giao.
Ở các nước phát triển trên thế giới, thông tin địa lý nói chung và thông tin đo
đạc, bản đồ nói riêng được lưu trữ dưới dạng cơ sở dữ liệu, được quản lý bằng công
nghệ Hệ thông tin địa lý (GIS) và đã trở thành một ngành kinh tế thông tin với trị
giá rất lớn. Việc ứng dụng rộng rãi công nghệ mới trong thành lập bản đồ đã được
5


6

thực hiện ở nhiều nước trên thế giới. Trong điều kiện thuận lợi này, các sản phẩm
bản đồ cũng được đa dạng hoá rất nhiều. Ngành Bản đồ các nước đang hướng đến
hai loại bản đồ tiên tiến là bản đồ 3D và bản đồ động. Bản đồ 3D với các nhóm nội
dung, độ chi tiết khác nhau phục vụ cho các mục đích khác nhau cũng đã trở thành
sản phẩm thường gặp tại nhiều nước phát triển. Mô hình dữ liệu, phương pháp
thành lập, khuôn dạng số liệu cũng rất đa dạng phụ thuộc vào các công nghệ sẵn có
trong từng trường hợp.
Trong vấn đề phân giới cắm mốc và quản lý biên giới hiện sử dụng rất nhiều
tư liệu bản đồ làm tài liệu chính tại các cuộc họp đàm phán, do vậy nếu sử dụng dữ
liệu thông tin địa lý hiện thị trên nền bản đồ số 3D sẽ đem lại hiệu quả rất cao, bởi
các lợi thế của chúng là tại một điểm, một tuyến có thể quan sát từ nhiều góc độ mở
khác nhau mà ngay cả khi ra ngoài thực địa cũng không thể có “cái nhìn” tổng quát
như trên mô hình 3D.
Trong những năm qua, Cục Bản đồ/BTTM được Bộ Quốc phòng giao cho
nhiệm vụ tham mưu địa hình trong lĩnh vực quản lý biên giới, biển đảo, đồng thời
trực tiếp tham gia Đoàn đàm phán, hoạch định biên giới khu vực ngoài cửa Vịnh
Bắc Bộ. Ngoài ra, thực hiện đúng chức năng, theo sự phân công của Bộ Quốc
phòng về tham mưu và bảo đảm địa hình cho các đơn vị trong toàn quân, Cục Bản
đồ/BTTM đã phát triển công nghệ GIS để lưu trữ, xử lý và cấp phát thông tin cho
các đầu mối trong toàn quân, đồng thời xây dựng CSDL địa lý quân sự theo chuẩn

quốc gia. Từ nguồn dữ liệu này kết hợp với công nghệ Bản đồ số 3D sẽ cho nhiều
sản phẩm ứng dụng hữu hiệu.
Như vậy, vấn đề xây dựng bản đồ số không gian ba chiều khu vực biên giới
Việt Nam trên đất liền phục vụ công tác quản lý biên giới là nhu cầu có tính cấp
thiết, quan trọng hiện nay. Đây cũng chính là những nội dung nghiên cứu đặt ra
trong luận văn tốt nghiệp: “Ứng dụng phần mềm skyline thành lập bản đồ số
không gian 3 chiều phục vụ quản lý biên giới, thử nghiệm tại tỉnh ĐăkNông”.
2. Mục tiêu của đề tài
Nghiên cứu xây dựng bản đồ số không gian ba chiều (3D), có độ chính xác
cao và hiện thị sinh động ở một số khu vực nhạy cảm trên tuyến biên giới tỉnh Đắk

6


7

Nông phục vụ quản lý biên giới trên đất liền. Từ đó đề ra quy trình kỹ thuật thành
lập Bản đồ số không gian ba chiều từ các nguồn tư liệu
3. Nội dung nghiên cứu
Tổng quan tình hình nghiên cứu quản lý biên giới
Nghiên cứu cơ sở khoa học thành lập mô hình bản đồ 3D.
Nghiên cứu gói phần mềm Skyline trong thành lập mô hình bản đồ 3D.
Thực nghiệm xây dựng Bản đồ không gian ba chiều tỷ lệ 1/5000 khu vực
biên giới tỉnh Đăk Nông
Nghiên cứu các ứng dụng của mô hình bản đồ 3D.
4. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp phân tích, tổng hợp và thực địa: Tập hợp và kế thừa các tài
liệu đã có, phân tích đánh giá tổng hợp các thông tin. Tìm hiểu thực địa khu vực
nghiên cứu. Xử lý, hệ thống hóa các thông tin theo cấu trúc của hệ thông tin địa lý,
tìm ra các mối quan hệ, sự liên kết từ đó chọn ra các chỉ tiêu thể hiện trên bản đồ.

Phương pháp bản đồ - viễn thám - hệ thông tin địa lý: Bản đồ với chức năng
mô hình không gian lãnh thổ, là công cụ thể hiện, lưu trữ thông tin và những kết quả
nghiên cứu. Bằng phương pháp hệ thông tin địa lý xây dựng mô hình bản đồ 3D.
Phương pháp thực nghiệm: Thử nghiệm xây dựng mô hình bản đồ 3D cho
khu vực nghiên cứu.
Phương pháp chuyên gia: Khi thực hiện đề tài nên hỏi ý kiến các chuyên
gia về luận cứ khoa học, giải pháp tổng thể trong quá trình thiết kế, xây dựng mô
hình bản đồ 3D.
5. Ý nghĩa của đề tài nghiên cứu
- Ý nghĩa khoa học: Góp phần xây dựng phương pháp thành lập mô hình bản
đồ 3D
- Ý nghĩa thực tiễn: cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tài là ứng dụng công
nghệ thông tin và hệ thông tin địa lý xây dựng Bản đồ không gian ba chiều khu vực
biên giới tỉnh Đắk Nông có nội dung đầy đủ, thống nhất với độ chính xác cao, trực
quan phục vụ quản lý một phần biên giới Việt Nam trên đất liền.

7


8

6. Cấu trúc của khóa luận
Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo, nội dung chính của khóa luận
được trình bày trong 3 chương:
Chương 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ VỀ BẢN ĐỒ 3D VÀ CÔNG TÁC
QUẢN LÝ BIÊN GIỚI
Chương 2: NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP CÔNG NGHỆ THÀNH
LẬP BẢN ĐỒ 3D
Chương 3: THÀNH LẬP BẢN ĐỒ 3D KHU VỰC ĐĂKNÔNG
BẰNG PHẦN MỀM SKYLINE


8


9

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ VỀ BẢN ĐỒ 3D VÀ CÔNG TÁC
QUẢN LÝ BIÊN GIỚI
1.1 Các khái niệm cơ bản

1.2.1 Mô hình
Mô hình được hiểu là một cái được lập ra thay thế cho một cái có thực, để
dùng vào những mục đích nào đó.
Sự thể hiện một phần nào đó của thế giới thực có thể coi là một mô hình của
phần đó. Sự thể hiện này sẽ có những đặc điểm cụ thể nào đó trong cái chung với
thế giới thực. Người ta sẽ nghiên cứu thế giới thực trên mô hình, thay cho trực tiếp
đến để nghiên cứu nó. Chẳng hạn người ta nghiên cứu thế giới, châu lục, quốc gia
trên mô hình của nó là bản đồ, hoặc cơ sở dữ liệu.
1.2.2 Mô hình địa hình 3D
Mô hình bản đồ 3D là bản đồ số trong đó bề mặt đất và các đối tượng vật thể
trên đó được khái quát hóa, ký hiệu hóa, ở một mức độ nhất định theo nguyên tắc
bản đồ, được gán thuộc tính và hiển thị trong môi trường lập thể. Do vậy, nó mang
các đặc điểm và tính chất của bản đồ số.
1.2.3 Mô hình số độ cao DEM
Mô hình số độ cao (DEM-Digital Elevation Model) là sự thể hiện bằng số độ
cao của bề mặt đất, độ cao của tầng đất, của mực nước ngầm…các thông số thay đổi
liên tục.
DEM được lưu trữ khác nhau thùy thuộc vào kiểu số liệu là Raster hay Vector
1.2.4 Mô hình số bề mặt DSM
Mô hình sô bề mặt (DSM-Digital Surface Model) là các mô hình số miêu tả

bề mặt mặt đất nhưng không bao gồm các đối tượng vật thể trên đó.
Mô hình số bề mặt (DSM) là một mô hình số độ cao miêu tả bề mặt mặt đất và
bao gồm cả các đối tượng vật thể trên đó như nhà cửa, cây, đường giao thông
1.2.5 Bản đồ số
Bản đồ số có thể hiểu theo 1 số cách định nghĩa như sau:

9


10

Theo Stepanovich: “Bản đồ số là tập hợp có tổ chức các dữ liệu bản đồ trên
các thiết bị có khả năng đọc bằng máy tính điện tử và được thể hiện dưới dạng hình
ảnh bản đồ”
Theo A.M.Berliant: “Bản đồ số là mô hình số của bản đồ địa hình, bản đồ
chuyên đề, bản đồ chuyên môn, được thể hiện ở dạng số với các tọa độ mặt bằng
X,Y, độ cao Z và các số liệu thuộc tính được mã hóa. Bản đồ số được thành lập
trong phép chiếu, hệ thống ký hiệu quy định đối với các bản đồ cùng kiểu đã biết,
có tính đến tổng quát hóa và các yêu cầu về độ chính xác.”
1.2 Công tác quản lý biên giới tại Việt Nam

Trên thế giới giữa các nước có khoảng 315 đường biên giới trên đất liền.
Chúng có những đặc điểm khác biệt rất lớn và như vậy cách tiếp cận để quản lý
biên giới - lãnh thổ cũng rất đa dạng. Khó có thể mô tả một cách chi tiết các biện
pháp quản lý đó, nhưng có thể xác định được một vài nguyên tắc để quản lý biên
giới có hiệu quả. Một vài khía cạnh của việc quản lý như phân định và hoạch định
biên giới được coi như là một ngành khoa học. Hoạch định biên giới không chỉ
dừng lại ở việc xác lập xong đường biên giới giữa các quốc gia, mà tiếp sau đó việc
quản lý biên giới - lãnh thổ còn có thể ảnh hưởng đến mối quan hệ giữa các nước,
ảnh hưởng trước tiên đến lợi ích của dân cư sống trên các vùng biên giới.

Trong số các đường biên giới nói trên, Việt Nam nằm trên bán đảo Đông
Dương, ở giữa khu vực Đông Nam Á, có đường biên giới trên đất liền dài khoảng
4.510 km, tiếp giáp với ba nước Trung Quốc, Lào và Campuchia, đường biên giới
trên đất liền đi qua 25 tỉnh, bao gồm khoảng 90 huyện, 393 xã phường biên giới.
Nhìn chung đường biên giới trên đất liền giữa nước ta và các nước láng giềng đã
tồn tại và được tôn trọng từ lâu, nhưng về pháp lý đều hình thành trong thời pháp
thuộc. Có đường biên giới được hình thành từ các ranh giới hành chính (với Lào và
Campuchia), có đường biên giới đã là biên giới quốc tế (với Trung Quốc). Tuy
nhiên trên các hướng biên giới khác nhau, trải qua các quá trình biến động của lịch
sử, lúc biên giới hòa bình hữu nghị, lúc biên giới xảy ra chiến tranh, cùng với tác
động của thiên nhiên trong rất nhiều năm dẫn đến đường biên giới, mốc biên giới ở
nhiều khu vực không còn giữ nguyên được hiện trạng, đòi hỏi cần phải được xác lập
chính thức về pháp lý cũng như quản lý, bảo vệ và duy trì đường biên giới và các
mốc biên giới.
10


11

1.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến công tác quản lý biên giới - lãnh thổ
Thông thường, yêu cầu của công tác quản lý biên giới - lãnh thổ bị ảnh hưởng
của sáu yếu tố sau:
1.3.1 Lịch sử của đường biên giới
Tuổi của đường biên giới có ảnh hưởng sâu sắc đến chiến lược quản lý. Các
đường biên giới được hình thành rõ ràng qua hàng thế kỷ (như một số đường biên
giới ở châu Âu) là những thách thức và phức tạp khác nhau đối với công việc phân
định sau này. Vì biên giới - lãnh thổ là những yếu tố khẳng định sự tồn tại của các
dân tộc, nên nó là biểu hiện của lòng tự trọng và tình cảm của các đân tộc sống
trong đường biên giới đó. Tuổi của đường biên giới càng cao thì lòng tự trọng và
tình cảm của các dân tộc càng cao. Đường biên giới trên bộ giữa Việt Nam và các

nước láng giềng đã được hình thành và được khẳng định về mặt pháp lý đối với
đường biên giới truyền thống giữa các nước, nên mục tiêu của các hoạt động quản
lý đường biên giới là nhằm mục đích củng cố và bảo vệ đường biên giới đó và được
thể hiện mang tính nguyên tắc trong quá trình giải quyết vấn đề biên giới giữa Việt
Nam và các nước láng giềng.
1.3.2 Tư cách pháp lý
Những yêu cầu về quản lý các đường biên giới đã được chính thức thoả thuận
và hoạch định khác biệt với các đường biên giới chưa bao giờ được đề cập tới trong
một văn bản pháp lý nào. Cho dù những đường biên giới như thế không có tranh
chấp, nhưng vẫn có thể gây khó khăn cho công tác quản lý. Chức năng của các biên
giới trong các khối Thương mại, Chính trị - Kinh tế khác nhau (EC, NAFTA,
ASEAN…) rõ ràng khác với những nước nằm ngoài những khối đó. Một vài đường
biên giới là khu vực phi quân sự, những đường biên giới khác là lãnh thổ trung lập,
có một số là đường biên giới với các lãnh thổ độc lập hay căn cứ quân sự (lãnh thổ
của Anh trên đảo Síp).
1.3.3 Các dạng đường biên giới
Một trong những mục tiêu của công tác quản lý biên giới là duy trì đường biên
giới đã được hoạch định rõ ràng trên thực địa. Nói rộng hơn, các đường biên giới
trên đất liền có thể đi theo các địa hình tự nhiên (đường biên giới “tự nhiên”) như
các con sông, đường phân thủy, hồ; Theo các đặc điểm do con người tạo ra (đường
11


12

biên giới “dân sinh”) như đường xe lửa, đường bộ trên sa mạc; Hoặc theo đường
thẳng (đường biên giới “hình học”) dựa trên các đường kinh vĩ tuyến, do đó mỗi
dạng đường biên giới biểu thị các nhiệm vụ quản lý khác nhau. Các đặc điểm tự
nhiên như các con sông bị dịch chuyển, các con đường được xây dựng mới có thể
gây nên tình trạng không rõ ràng cho đường biên giới, các đường biên giới dạng

hình học được thiết lập trước khi có công nghệ định vị GPS cũng có thể không đảm
bảo là đường thẳng. Nếu không đặt vấn đề về hình dạng của đường biên giới thì quy
mô, chất lượng của công tác hoạch định có thể gây nên sự khác biệt lớn.
1.3.4 Địa lý tự nhiên
Các đường biên giới trên đất liền có thể đi ngang qua các địa hình tự nhiên vô
cùng đa dạng như vùng núi, đồng bằng, sông suối, hồ, rừng, sa mạc, nên nhiệm vụ
quản lý đường biên giới cũng thay đổi theo những đặc điểm đó. Các phương pháp
hoạch định, các biện pháp để đi đến các đường biên giới và các yêu cầu về an ninh
quốc phòng cũng sẽ khác nhau.
1.3.5 Địa lý nhân văn
Địa lý nhân văn bao hàm các yếu tố con người (dân tộc, mật độ dân số, ngôn
ngữ, văn hóa…) và tự nhiên (việc sử dụng và khai thác tài nguyên, việc phát triển
kinh tế - xã hội) trong việc xác định đường biên giới. Từ những yếu tố đó, bất kỳ kế
hoạch về quản lý, hoạch định biên giới đều phải dựa trên cơ sở nhận thức đầy đủ về
địa lý nhân văn ở cả hai phía của đường biên giới.
1.3.6 Tiếp cận và qua lại đường biên giới
Tại một số khu vực, việc tiếp cận vùng biên giới với mục đích qua lại biên
giới hợp pháp cũng khó khăn. Việc tiếp cận và qua lại biên giới phụ thuộc vào các
yếu tố về giao thông (cơ sở hạ tầng về đường xá, phương tiện giao thông) phụ thuộc
vào chế đệ kiểm tra kiểm soát (trạm kiểm tra của các ban ngành khác nhau). Mục
đích quản lý biên giới cần phải cho phép người dân được tự do đi, đến và qua lại
biên giới trong một khuôn khổ pháp lý, đảm bảo về an ninh. Trong thực tế, việc
thực thi các chính sách giữa các quốc gia vô cùng đa dạng, tuy nhiên còn nhiều hạn
chế về sơ sở hạ tầng giao thông, phương tiện đi lại, hoặc do chính sách kiểm soát an
ninh của phía bên này hay bên kia biên giới.
1.4 Mục tiêu quản lý biên giới
12


13


Trong tiến trình quản lý nhà nước về biên giới - lãnh thổ, các họat động quản
lý được tiến hành nhằm đáp ứng nhiều mục đích, bao trùm nhiều nội dung và thông
qua nhiều hình thức, phương pháp khác nhau tùy thuộc vào điều kiện, hoàn cảnh cụ
thể trong từng thời kỳ phát triển của mỗi quốc gia.
Theo đó, các hoạt động quản lý biên giới - lãnh thổ gồm hai nội dung và có
mỗi quan hệ mật thiết gắn bó chặt chẽ với nhau nhằm đảm bảo ổn định khu vực
biên giới, bảo vệ chủ quyền và những lợi ích cơ bản của mỗi quốc gia, hỗ trợ cho
việc phát triển kinh tế, văn hóa, xã hội… trong nước nói chung và trên khu vực biên
giới nói riêng. Thứ nhất là việc quan hệ với các nước láng giềng để xác lập đường
biên giới và điều chỉnh các hoạt động qua lại biên giới (có thể gọi là quan hệ song
phương); thứ hai là nội dung quản lý trong nước đối với việc bảo vệ, duy trì đường
biên giới, mốc quốc giới và điều chỉnh các hoạt động phát triển kinh tế, văn hóa, xã
hội liên quan đến khu vực biên giới. Hai nội dung này có tác động qua lại lẫn nhau
và kết quả của việc điều hòa cả hai nội dung đó, theo cả hướng tích cực và tiêu cực
có ảnh hưởng lớn đến mối quan hệ láng giềng giữa hai nước có liên quan. Vì mang
tính ý thức dân tộc, lợi ích quốc gia có tính nhạy cảm, nên nhiều sự kiện hay những
tranh chấp nhỏ xảy ra trên khu vực biên giới giữa các nước nếu không được điều
chỉnh kịp thời thường dẫn đến các xung đột ảnh hưởng đến các mối quan hệ đối
ngoại và đối nội.
Như vậy, các mục tiêu chiến lược quản lý biên giới - lãnh thổ của một nước sẽ
phải được xác định trước hết bằng những mục tiêu của chính sách đối ngoại. Biên
giới thậm chí có thể coi như một công cụ của chính sách đối ngọai, đặc biệt nếu
quan hệ giữa các nước láng giềng còn phức tạp. Mục tiêu cơ bản của việc quản lý
tốt biên giới được thiết lập nhằm đạt được:
- Duy trì tính ổn định và hòa bình giữa các nước;
- Bảo vệ chủ quyền, an ninh, quốc phòng của mỗi quốc gia và khu vực;
- Phát triển kinh tế, văn hóa, xã hội của vùng biên giới;
- Phát huy tính hiệu quả trong công tác quản lý của chính quyền địa phương;
Đạt được những mục tiêu trên là thể hiện tính thiện chí trong việc hợp tác giữa

các nước. Trong phần lớn các trường hợp, mặc dù không phải là mục tiêu trực tiếp
của việc quản lý biên giới, nhưng mục đích lý tưởng là làm sao đạt được trên mức
13


14

cùng tồn tại hòa bình bằng việc tiến tới hình thành các vùng biên giới đồng nhất.
Trừ những khu vực biên giới khó khăn, xa xôi hẻo lánh, thì một số vùng biên giới
đều có thể trở thành các khu vực có tiềm năng phát triển kinh tế xã hội.
1.5 Nội dung quản lý biên giới - lãnh thổ
Quản lý nhà nước về biên giới - lãnh thổ là sự tác động có tổ chức và điều
chỉnh bằng quyền lực pháp luật nhà nước đối với các hoạt động Kinh tế - Văn hoá Xã hội và các hành vi hoạt động của con người để duy trì và phát triển các mối quan
hệ Kinh tế - Xã hội và trật tự pháp luật nhằm thực hiện các chức năng và nhiệm vụ
của nhà nước trong công cuộc bảo vệ và phát triển kinh tế ở khu vực biên giới, bảo
vệ và thực thi chủ quyền, bảo vệ lợi ích quốc gia trên các tuyến biên giới.
Tùy theo chế độ pháp lý về biên giới cũng như các điều ước quốc tế về biên
giới đã ký với các nước láng giềng của mỗi quốc gia, việc quản lý nhà nước về biên
giới - lãnh thổ có nhiều nội dung bao hàm các vấn đề như bảo vệ toàn vẹn lãnh thổ,
sự ổn định về đường biên giới, mốc biên giới quốc gia; tổ chức thực hiện đầy đủ,
chặt chẽ các quy chế quản lý nhà nước về biên giới - lãnh thổ; hợp tác với các nước
láng giềng giải quyết tốt các mối quan hệ về biên giới - lãnh thổ, chủ quyền quốc
gia. Việc bảo đảm thực thi các vấn đề nói trên bao gồm các nội dung quản lý sau:
1.5.1 Quản lý việc đi, đến và qua lại biên giới
Quản lý việc đi, đến và qua lại biên giới có quan hệ mật thiết đến việc quản lý
an ninh biên giới. Những biên giới “mở” nhất lại là những biên giới cần phải được
quản lý an ninh chặt chẽ nhất. Việc qua lại biên giới một cách tốt nhất là ít bị gây
phiền hà, rắc rối tại trạm kiểm soát, việc làm thủ tục phải nhanh chóng, thuận tiện.
Tại hầu hết các quốc gia, có rất nhiều cơ quan tham gia vào quản lý biên giới như
Hải quan, Quân đội, Cảnh sát, Kiểm dịch, Vận tải ... Mức độ “mở” của biên giới

kéo theo sự phát triển về cơ sở hạ tầng, như xây dựng khu cửa khẩu, đường giao
thông qua biên giới, các công trình dịch vụ khác để tạo thuận tiện cho việc đi, đến
và qua lại biên giới.
1.5.2 Quản lý an ninh biên giới
Các hoạt động an ninh tại biên giới sẽ phụ thuộc vào các mối quan hệ ngoại
giao, điều kiện địa lý và tiềm năng phát triển Kinh tế - Văn hoá -Xã hội. Các vấn đề
an ninh tạo ra ở biên giới đều được xuất phát từ: những kẻ bị truy nã, người nhập cư
bất hợp pháp, buôn lậu, những phần tử phá hoại, khủng bố và các tội phạm khác.
14


15

Những mặt hàng quốc cấm, ma tuý, vũ khí, hàng lậu, văn hoá phẩm đồi trụy. Thực
phẩm nhiễm bệnh, khách du lịch và động vật bị bệnh truyền nhiễm. Ngoài ra còn có
nguy cơ bị tấn công quân sự.
1.5.3 Quản lý tài nguyên xuyên biên giới
Do dân số ngày càng tăng, nguồn tài nguyên thiên nhiên trở nên hiếm hoi, nhu
cầu về tài nguyên xuyên biên giới ngày càng lớn, các nguồn tài nguyên này bao
gồm: các bồn dầu và khí đốt ở lòng đất giữa các đường biên giới, các khoáng chất,
nước ngầm, các khu bảo tồn thiên nhiên, các cánh rừng, đồng cỏ...Các địa danh lịch
sử và văn hoá tại các khu vực biên giới cũng là một nguồn tài nguyên đặc biệt.
1.5.4 Quản lý môi trường biên giới
Trong thời đại ngày nay, không thể có được việc quản lý môi trường biên giới
tốt nếu thiếu sự hợp tác qua biên giới, việc phối hợp nhằm mục đích: Bảo vệ các
loài động thực vật bị đe dọa diệt chủng. Ngăn chặn các hoạt động săn bắn, đánh bắt
các động vật hoang dã. Kiểm soát hỏa hoạn và ô nhiễm. Khuyến khích các hoạt
động du lịch sinh thái và bảo vệ các công trình nghiên cứu về môi trường.
1.5.5 Quản lý các sự kiện và tranh chấp biên giới
Điều này diễn ra ở các mức độ khác nhau, rõ ràng nhất là ở cấp quốc gia và ở

cấp địa phương.
Những sự kiện xảy ra dọc đường biên giới không được phép làm tác động đến
quan hệ chính trị giữa các quốc gia. Uỷ ban liên hiệp của các chính phủ về biên giới
có trách nhiệm giải quyết các vấn đề này một cách nhanh chóng.
Các vấn đề hàng ngày nảy sinh dọc đường biên giới như gia súc bị thất lạc,
nguồn nước bị ô nhiễm... đều phải được giải quyết nhanh chóng không để lan rộng.
Các cán bộ của chính quyền địa phương ở hai bên biên giới phải gặp gỡ nhau
thường xuyên, có kế hoạch phối hợp giải quyết các vấn đề nảy sinh của địa phương
hai bên biên giới.

15


16

1.6 Nội dung của bản đồ 3D

Hình 1.1: Sơ đồ mô hình địa hình bản đồ 3D
Cấu trúc cơ bản của mô hình bản đồ 3D được thể hiện ở hình 3 bao gồm hai
thành phần chính là mô hình số độ cao DEM và các đối tượng địa hình trên đó.

a) Mô hình số độ cao DEM : Đây là một nội dung rất quan trọng của bản đồ
3D. Tất cả các yếu tố nội dung khác của bản đồ đều được thể hiện trên nền DEM.

b) Các đối tượng địa hình 3D: Một cách sơ lược ta có thể phân bố các đối
tượng này thành hai nhóm, khác nhau về nguyên tắc thể hiện.
Các đối tượng nằm ngay trên bề mặt DEM: Nhóm đối tượng này bao gồm các
đối tượng dạng đường, vùng, điểm không có thể tích nằm ngay trên bề mặt DEM
như đường giao thông, bãi cỏ, điểm khống chế ...
Các đối tượng nằm nổi trên bề mặt DEM: Nhóm này bao gồm nhà, các công

trình xây dựng, tường rào, các loại dây dẫn, các đối tượng thực vật... có chiều cao
tương đối lớn so với mặt DEM.

c) Dữ liệu thuộc tính: Dữ liệu thuộc tính của các đối tượng này cần phải được
thu thập và gắn kết với dữ liệu đồ họa một cách thống nhất theo nguyên tắc của hệ
thống thông tin địa lý (GIS). Các thuộc tính của đối tượng có thể là cả định lượng
lẫn định tính. Các công cụ của GIS cho phép thực hiện các phép phân tích dựa trên
các dữ liệu này một cách hiệu quả hơn. Các dữ liệu thuộc tính này cũng có thể được
sử dụng để điều khiển cách hiển thị của đối tượng theo các nguyên tắc bản đồ.
Tóm lại, cấu trúc của bản đồ 3D bao gồm: nền DEM, dữ liệu đồ họa 2D hoặc
3D của các đối tượng địa hình, dữ liệu thuộc tính gắn với dữ liệu đồ họa này và tất
cả được hiển thị trong môi trường 3D theo nguyên tắc bản đồ.
16


17

1.7 Một số ứng dụng của bản đồ 3D
Bản đồ 3D được tổ chức như một GIS gồm nền DEM và các đối tượng địa
hình có cấu trúc dạng vector được gắn kết với các thuộc tính, được hiển thị trong
không gian 3 chiều có thể được coi là một sản phẩm bản đồ rất hiện đại, có thể cung
cấp cho người dùng thông tin về địa hình cần thiết cho rất nhiều ứng dụng.
Trước tiên đây là sản phẩm bản đồ và ứng dụng đơn giản nhất là dùng để xem.
Người dùng có thể chỉ đơn giản là chủ động quan sát sử dụng các công cụ di chuyển
và định hướng trong môi trường lập thể của bản đồ địa hình 3D, tự nhận biết tìm tòi
khảo sát thông tin cần thiết thông qua hình thức thể hiện của các đối tượng cùng với
các hiểu biết chuyên môn của mình.
Ngoài ra, với các chức năng phân tích của GIS kết hợp với các thuật toán
chuyên ngành người dùng có thể chắt lọc các thông tin từ các đối tượng bản đồ 3D
và sau đó đưa ra các sản phẩm mới có nội dung chuyên môn. Nhiều trường hợp cần

phải đưa thêm các dữ liệu chuyên ngành vào để kết hợp với dữ liệu địa hình trong
bài toán phân tích. Các nguyên tắc hiển thị của bản đồ địa hình cũng có thể được tái
sử dụng cho việc hiển thị kết quả đầu ra trong các ứng dụng này. Và như thế bản đồ
địa hình 3D được sử dụng ở đầu ra đã được “tăng giá trị”.
1.7.1 Các ứng dụng dựa trên DEM
DEM là nội dung chính của bản đồ 3D nên một trong những ứng dụng chính
của bản đồ 3D là các ứng dụng từ DEM như:
- Quy hoạch, thiết kế và xây dựng;
- Khảo sát, thăm dò địa chất;
- Viễn thông;
- Hàng không;
- Quân sự;
- Khí tượng thủy văn;
- Nắn chỉnh, tham chiếu địa lý các ảnh vệ tinh;
- Ứng dụng trong multimedia và games…
Trong các ứng dụng nghiên cứu khoa học, các thông tin về độ cao, độ dốc,
hướng dốc của địa hình và một số sản phẩm dẫn xuất từ DEM được khai thác, sử
dụng theo nhiều hướng khác nhau.
17


18

Tuy nhiên trong bản đồ 3D còn có các đối tượng khác nằm trên DEM với các
thông tin chi tiết được hiển thị rất thực. Yếu tố này đa mở rộng hơn nữa các ứng
dụng của bản đồ 3D, sau đây là các ứng dụng đặc trưng nhất.
1.7.2 Ứng dụng trong thiết kế xây dựng hạ tầng cơ sở
Thiết kế - quy hoạch là một trong những lĩnh vực rộng lớn rất cần bản đồ 3D.
Từ thiết kế giao thông, đô thị, công trình công cộng đến thiết kế nhà máy thủy điện
đều cần đến các thông tin chính xác này để nghiên cứu tình trạng hiện thời, tính

toán khối lượng đào dắp để đưa ra phương án tối ưu, lên kế hoạch giải tỏa và tái
định cư, hiển thị mô hình thiết kế, lấy ý kiến đóng góp, trình duyệt.
1.7.3 Ứng dụng trong giám sát thiên tai (phòng chống, giảm nhẹ và đánh giá tác
hại)
Giám sát lũ lụt: Việc mô hình hóa vùng lưu vực sông dựa trên dữ liệu địa hình
3D, các thông tin tại các điểm nút (các mặt cắt ngang, mặt cắt dọc), dữ liệu về lượng
mưa, lượng nước bị giữ lại và sức chứa của lưu vực có thể được dùng để đưa ra các
dự báo về khoảng thời gian, phạm vi ngập lụt và đề xuất các biện pháp phòng ngừa.
Trong quá trình đang xảy ra thiên tai dựa trên các nội dung của bản đồ địa hình 3D,
cơ quan phụ trách có thể đưa ra các quyết định tức thời, chính xác về việc di rời dân
và tài sản, giảm nhẹ thiệt hại về người và của, đánh giá thiệt hại và đưa ra các biện
pháp cứu trợ hiệu quả.
Phòng chống cháy rừng, phòng chống sụt lở đất cũng có thể tiến hành một
cách rất hiệu quả dựa trên thông tin của bản đồ địa hình 3D. Từ DEM, dữ liệu về
lớp phủ thực vật kết hợp với các thông tin về lượng mưa, chiều gió, độ ẩm, chất
đất…có thể đưa ra các cảnh báo, các phản ứng tức thời và các phương án nhằm
giảm thiểu thiệt hại do thiên tai gây ra.
1.7.4 Ứng dụng trong viễn thông
DEM cũng dã được ứng dụng trong viễn thông để thiết kế các trạm phát sóng,
tiếp sóng dựa trên phân tích về vùng thông hướng nhìn. Nhưng gần đây với quá trình
đô thị hóa, các khu nhà cao tầng mọc lên rất nhanh thì DEM không còn khả năng
cung cấp đủ thông tin cho việc quản lý viễn thông nữa nhất là trong các khu vực mật
độ dân số cao. Bản đồ địa hình 3D hoặc một biến thể của nó là mô hình thành phố 3D

18


19

có thể cung cấp thông tin đầy đủ hơn cho việc chọn các vị trí tới ưu để xây dựng trạm

thu phát, đảm bảo việc truyền phát sóng được thực hiện hiệu quả nhất.
1.7.5 Ứng dụng trong hàng không
Với ưu điểm về môi trường hiển thị 3 chiều rất giống với thế giới thực, bản đồ
địa hình 3D được sử dụng cho các ứng dụng mô phỏng địa hình trong lĩnh vực quân
sự, hàng không… Bằng cách kết hợp các nội dung bản đồ địa hình 3D với cơ sở dữ
liệu của sân bay, các công ty phần mềm có thể cung cấp cho các sân bay công cụ để
thiết lập một hệ thống phòng tránh các va chạm hàng không, cảnh báo tiếp cận sân
bay và quản lý các chuyến bay. Việc bay mô phỏng dùng trong việc huấn luyện phi
công cũng sẽ có tính hiện thực hơn nếu có các thông tin mô hình địa hình kết hợp
với hệ thống định vị GPS thời gian thực đặt trên máy bay.
1.7.6 Ứng dụng trong quân sự
Trong quân sự bản đồ địa hình 3D có thể sử dụng phục vụ tác chiến, phân tích
địa hình cho các hoạt động chiến trường như: phân tích tầm nhìn hay khả năng cơ
động của các trang thiết bị cơ giới… Các ứng dụng tiêu biểu khác của DEM trong
quân sự là phục vụ dẫn đường cho tên lửa và thiết kế mạng thông tin liên lạc. Các
ứng dụng trong quân sự cũng đòi hỏi phải có các chức năng hiển thị mạnh như các
công cụ hiển thị hình ảnh động trong các mô hình mô phỏng tác chiến.
1.7.7 Ứng dụng trong du lịch
Trong du lịch, việc tạo những tour du lịch ảo trên nền bản đồ địa hình 3D giúp
khách hàng có khai niệm rõ ràng hơn về những nơi mình sẽ đến và cảnh quan ở đó,
đây cũng là một cách tiếp cận thị trường hiệu quả. Khách du lịch có thể thực hiện
việc quan sát 3 chiều hay bay mô phỏng để tìm hiểu cảnh quan thiên nhiên của vùng
được quan tâm. Họ cũng có thể được cung cấp các thông tin về cơ sỏ hạ tầng, khách
sạn, các hoạt động vui chơi, giải trí… Nhờ các công cụ hỏi đáp của GIS
1.7.8 Ứng dụng trong giáo dục
Các ứng dụng trong giáo dục phần lớn dựa trên các sản phẩm multimedia hiển
thị thế giới thực thiết kế riêng cho học sinh nhất là trong môn địa lý, lịch sử. Các
sản phẩm này tăng khả năng tiếp thu bài giảng và gây được hứng thú rất lớn đối với
học sinh.


19


20

1.7.9 Ứng dụng trong multimedia và games
Hiện nay, trên thế giới công nghệ 3D có những đóng góp hết sức to lớn vào
việc phát triển ngành công nghiệp điện ảnh và sản xuất phần mềm trò chơi. Trong
điện ảnh kĩ xảo 3D là một phần không thể thiếu trong các bộ phim ăn khách hiện
nay. Từ cuối những năm 90 trở về đây sự phát triển rầm rộ của các dòng games 3D
kéo theo các thế hệ máy chơi games 3D (Xbox 360, PS2, PS3…) cộng với trào lưu
games online ra đời, làm cho hàng năm ngành công nghiệp này thu được lợi nhuận
khổng lồ tư việc bán các sản phẩm 3D.

20


21

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP CÔNG NGHỆ THÀNH
LẬP BẢN ĐỒ 3D
2.1 Các nguồn dữ liệu phục vụ thành lập bản đồ 3D
Các công nghệ đo đạc, khảo sát và thu thập dữ liệu đầu vào được đổi mới liên
tục và ngày càng được hoàn thiện cho phép từng bước tăng mức độ chi tiết của mô
hình 3D. Mỗi nguồn dữ liệu này có các điểm mạnh, điểm yếu riêng. Bảng 1.1 liệt kê
các nguồn dữ liệu này và tóm tắt khả năng đóng góp của chúng vào quá trình thành
lập mô hình bản đồ 3D.
Bảng 2.1: Các nguồn dữ liệu đầu vào và khả năng đóng góp trong xây dựng nội
dung bản đồ 3D
ST


Nguồn dữ liệu

Nội dung của bản đồ 3D

T
1
2

Dữ liệu Lidar
Ảnh máy bay độ phân giải cao

Mô hình mái, độ cao mái
Mô hình mái
Ảnh bề mặt mái

3
4

Dữ liệu Lidar mặt đất
Ảnh Pictometry

Ảnh bề mặt DEM
Mô hình bề mặt tường
Ảnh dán bề mặt tường
Ảnh bù để loại bỏ hiện tượng

5
6
7


ảnh ma khi nắn trực giao thực
Ảnh chụp mặt đất
Ảnh dán bề mặt tường
Dữ liệu địa chính và GIS 2D có sẵn
Vị trí tường
Các mô hình thiết kế đồ họa 3D có sẵn Toàn bộ mô hình 3D chi tiết
Trong điều kiện báo cáo sử dụng các dữ liệu đầu vào sau để thực hiện xây

dựng mô hình bản đồ 3D.

21


22

Bảng 2.2: Các chức năng hỗ trợ hiển thị 3D, hỗ trợ hiển thị lập thể, thiết bị quan
sát lập thể và cơ chế tăng tốc độ hiển thị của các phần mềm GIS thông dụng hiện
nay trên thị trường.
Thành phần hỗ

Thành phần

Thiết bị quan

Cơ chế tăng tốc

trợ hiển thị lập

hỗ trợ hiển


sát lập thể.

độ hiển thị.

thể.
ESRI

ArcGis

thị 3D.
Stereo ArcGis
3D Kính anagyph, Raster Pyramids

Analyst
Intergraph

Imagestation
Stereo

AutoDesk

Analyst

kính phân cực, MrSID

TerraBuider,

kính shutter
Hồng

ngoại, Imagery

for TerraExplorer, kính

GeoMedia
LandXplorer
Lcovision

TerraGate
E AutoCAD

shutter, Feature, MrSID

kính phân cực
Kính anagyph, MrSID

10 Map 3D 2010

Supper/Impositio
Benley

Layer

Kính phân cực,
Kính shutter

n
P600,

Benley


Super/Imposition

Descartes

Kính anagyph, MrSID
in Kính phân cực,

tegrated with Kính shutter
ERDAS

MicroStation
ERDAS

ERDAS

Kính anagyph, Multi

IMAGINE Stereo IMAGINE

Kính phân cực, Resolution,

Analyst

Kính shutter

VirtualGIS

Morphing, Hier
archical Pyramif


Pitney

Encom

Discover MapInfo

Bowes

3D support stereo Vectical
projection

Engage

Kính shutter

Resolution,
3D

and Discover
3D

2.1.1 Ảnh máy bay độ phân giải cao
22

Layer, MrSID
Preview
MrSID



23

Ảnh máy bay độ phân giải cao là một nguồn dữ liệu quan trọng để xây dựng
bản đồ 3D cho khu vực đô thị. Ảnh máy bay màu với hệ thống định vị đạo hàng
hiện đại được xử lý trên trạm ảnh số cho phép số hóa stereo các nội dung bản đồ 3D
ở mức độ chi tiết cao bao gồm các chi tiết mái, đường viền chính xác của mái. Đồng
thời ảnh máy bay màu độ phân giải cao được nắn trực giao thực cũng đóng vai trò
làm ảnh phủ bề mặt DEM và bề mặt mái nhà rất trực quan.
2.1.2 Ảnh chụp mặt đất
Ảnh chụp mặt đất là ảnh chụp bằng máy ảnh dân dụng. Đây là nguồn ảnh dễ
thu thập phục vụ cho dán ảnh bề mặt tường nhà trong mô hình 3D. Khi được thu
thập và xử lý có hệ thống cho các ứng dụng du lịch và dẫn đường, ảnh chụp mặt đất
có thể được kết nối thành ảnh panorama, được dùng để hiển thị 3D cho góc nhìn
ngang với kính phân cực. Đây là nguồn ảnh dễ thu thập nhưng trong môi trường đô
thị là các đô thị đông đúc, ảnh chụp bề mặt mặt đất thường chịu ảnh hưởng của các
đối tượng che khuất.
2.1.3 Các dữ liệu bản đồ số và GIS 2D hiện có
Các dữ liệu đồ họa và CSDL GIS 2D có sẵn là nguồn dữ liệu giá trị và dễ sử
dụng trong thành lập bản đồ 3D khu vực đô thị nhất là các dữ liệu tỷ lệ lớn. Có thể
kể đến bản đồ địa chính, bản đồ địa hình tỷ lệ lớn, CSDL dăng ký nhà đất… Dữ liệu
về đường viền chân nhà có thể được chiết tách từ nguồn này
2.1.4 Các mô hình thiết kế đồ họa 3D hiện có
Đây là nguồn dữ liệu độ chi tiết cao được xây dựng trong giai đoạn thiết kế quy
hoạch các công trình trong khu vực. Dữ liệu này thường được xây dựng trong các phần
mềm thiết kế đồ họa như CAD, 3D Max, SketchUp và thường nằm trong hệ tọa độ giả
định. Dữ liệu này có thể được đưa vào mô hình bản đồ 3D tổng thể của khu vực để thể
hiện phương án quy hoạch hay thể hiện hiện trạng của khu vực nếu các công trình đã
hoàn thành. Tuy nhiên khi sử dụng mô hình này cần phải có biện pháp định vị chính
xác vị trí của mô hình trong hệ quy chiếu của bản đồ địa hình 3D.


23


24

2.2 Các phương pháp thành lập mô hình bản đồ 3D
2.2.1 Thành lập mô hình bản đồ 3D từ ảnh máy bay
Bước đầu tiên thiết kế nội dung với mục đích xác định cụ thể nội dung và cách
thể hiện các yếu tố dựa trên đặc điểm của khu đo. Tiến hành điều tra về địa hình khu
đo, về các tư tài liệu có thể thu thập được, về nhu cầu dữ liệu, về các ứng dụng cụ
thể của Mô hình bản đồ 3D. Đưa ra các yêu cầu về dữ liệu thuộc tính cũng như lựa
chọn nguyên tắc thể hiện các đối tượng dựa trên mục đích sử dụng chính, điều kiện
về công nghệ, số liệu nguồn, thời gian và chi phí thành lập bản đồ.
Sau đó tùy thuộc vào tỷ lệ bản đồ cần thành lập mà chọn tỷ lệ ảnh cho phù
hợp. Tiến hành đo điểm khống chế, quét phim và tăng dày; vẽ lập thể các nội dung
đặc trưng địa hình như đường phân thủy, tụ thủy. Thành lập mô hình số độ cao
DEM và nắn ảnh trực giao.
Đối với các bản đồ tỷ lệ từ 1:5000 – 1:2000 và lớn hơn có thể cân nhắc đến
việc vẽ lập thể thêm một số nội dung cho Mô hình bản đồ 3D để có dữ liệu chính
xác hơn về khu vực. Một trong các nội dung đó có thể là các yếu tố vi địa hình như
đường mặt và chân của đường đắp cao xẻ sâu hay đê. Sử dụng các đường này với
tọa độ X, Y, H thực cùng với các đường phân thủy tụ thủy và lưới điểm tăng dày
cho phép thành lập được mô hình số độ cao DEM rất chi tiết. Ngoài ra với tỷ lệ ảnh
lớn hơn 1:10 000 và Mô hình địa hình tỷ lệ 1: 2000 trở lên có thể tiến hành vẽ lập
thể mái nhà.
Từ mô hình số độ cao DEM vừa được tạo tiến hành nội suy bình độ và độ cao
của các điểm đặc trưng địa hình. Khoảng cao đều bình độ và mật độ điểm độ cao
tương tự như Mô hình bản đồ 2D cùng tỷ lệ. Các đối tượng dạng đường và dạng
điểm này là 3D có giá trị H thực.
Bước tiếp theo tiến hành đoán đọc ảnh và số hóa trên nền ảnh trực giao các

yếu tố có thể nhận biết được trong phòng. Các nội dung số hóa cùng với sông suối
bình độ đã tạo trên trạm ảnh số được in trên nền ảnh trực giao cho từng tờ bản đồ để
phục vụ điều vẽ ngoại nghiệp.
Điều vẽ ngoại nghiệp là bước rất quan trọng trong quá trình thành lập Mô hình
bản đồ 3D. Tất cả các thông tin còn lại cần cho Mô hình bản đồ 3D đều được thu
thập thông qua công đoạn này. Những thông tin thuộc tính cần có để thể hiện từng
24


25

đối tượng trong 7 nhóm nội dung chính của bản đồ tùy theo từng mức độ thể hiện.
Các thông tin này phải được điều tra và đưa lên bản điều vẽ một cách rõ ràng. Ở
mức độ chi tiết cao, có thể cần phải điều vẽ độ cao thực của nhà chứ không phải chỉ
là số tầng nhà như khi thành lập Mô hình bản đồ 2D hoặc phải thu thập thêm ảnh
các bề mặt của một số công trình quan trọng để sau đó gán ảnh thực (texture
mapping) cho các công trình này.
Sau đó kết quả điều vẽ được bổ sung vào nội dung đã số hóa trên nền ảnh.
Dựa trên nội dung đã được bổ xung, tiến hành biên tập lại nội dung của Mô hình
bản đồ 2D theo nguyên tắc thể hiện của Mô hình địa hình 3D để sẵn sàng đưa vào
môi trường 3D. Thí dụ rừng cây, cột điện được thể hiện bằng các đối tượng dạng
point đơn giản không cần dùng cell, khi thể hiện trong môi trường lập thể của bản
đồ 3D chúng sẽ được dựng lên bằng ảnh, bằng mô hình đối tượng 3D.
Tóm lại đây là một phương pháp có tính ứng dụng cao, cho phép tạo dữ liệu
địa hình mới, tương đối cập nhật, thời gian thành lập ngắn và không đòi hỏi nhiều
chi phí cho điều vẽ
2.2.2 Thành lập mô hình bản đồ 3D từ bản đồ địa hình hoặc GIS2D có sẵn
Thực hiện bước thiết kế nội dung tương tự như đối với phương pháp sử dụng
ảnh máy bay. Trong khoảng 10 năm gần đây, từ năm 2007 đến nay, công nghệ thành
lập bản đồ số có sự chuyển dịch về sản phẩm, các sản phẩm bản đồ số không chỉ

dừng lại ở mục đích in ấn, thường tồn tại rất nhiều lỗi khi sử dụng ở dạng số, vì vậy
dữ liệu số đã được chuẩn hóa và tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về quan hệ
không gian giữa các đối tượng, không chỉ là những bản đồ số trong máy tính mà là
cơ sở dữ liệu địa lý, tuân thủ theo Quy định kỹ thuật về Cơ sở dữ liệu địa lý nền
quốc gia do Bộ TNMT ban hành.
Vì vậy mô hình địa hình có sẵn cho một khu đo có thể là bản đồ giấy, bản đồ
số hoặc ở dạng cơ sở dữ liệu địa lý.
Trường hợp có sẵn Mô hình địa hình dạng số, nội dung bản đồ thường được
phân bố trên 7 file DGN theo 7 nhóm nội dung chính, đầu tiên tiến hành kiểm tra
đánh giá chất lượng của bản đồ. Sau khi kiểm tra sơ bộ, tiến hành in bản đồ trên
plotter để phục vụ cho điều vẽ ngoại nghiệp.

25