ðẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN THỊ LAN THƯƠNG

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG GIS THỰC HIỆN TỔNG
QT HĨA DỮ LIỆU LỚP ðƯỜNG GIAO THƠNG
TRÊN BẢN ðỒ ðỊA HÌNH
TỶ LỆ LỚN

Chun ngành: Bản đồ, viễn thám và hệ thơng tin địa lý
Mã số: 604476

LUẬN VĂN THẠC SỸ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 06 năm 2013


Cơng trình được hồn thành tại: Trường ðại học Bách Khoa – ðHQG - TP.HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học: TS VŨ XUÂN CƯỜNG
Cán bộ chấm nhận xét 1: TS. Lê Minh Vĩnh
Cán bộ chấm nhận xét 2: TS. Lâm ðạo Nguyên
Luận văn thạc sĩ ñược bảo vệ tại Trường ðại học Bách Khoa, ðHQG Tp.HCM
ngày 14 tháng 08 năm 2013.
Thành phần hội ñồng ñánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1. PGS. TS. Trần Trọng ðức, Chủ tịch hội ñồng
2. PGS. TS. Nguyễn Kim Lợi
3. TS. Vũ Xuân Cường
4. TS. Lê Minh Vĩnh
5. TS. Lâm ðạo Nguyên

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn và Bộ mơn quản lý chuyên
ngành sau khi luận văn ñược sửa chữa (nếu có).
CHỦ TỊCH HỘI ðỒNG

BỘ MƠN


ðẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA
ðộc lập – Tự do – Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: NGUYỄN THỊ LAN THƯƠNG
Ngày, tháng, năm sinh: 20-07-1987
Chuyên ngành : Bản đồ, viễn thám và hệ thơng tin địa lý

MSHV: 10100992
Nơi sinh: Hà Tây
Mã số: 604476

I. TÊN ðỀ TÀI
Nghiên cứu ứng dụng GIS thực hiện tổng quát hóa lớp dữ liệu đường giao thơng
trên bản đồ địa hình tỷ lệ lớn.
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG
Nghiên cứu cơ sở lý luận và trên cơ sở đó xây dựng cơng cụ tổng qt hóa lớp
yếu tố đường giao thơng trên bản đồ địa hình tỷ lệ lớn, gồm các nhiệm vụ sau:
1. Tìm hiểu về tổng qt hóa các yếu tố nội dung bản đồ nói chung và lớp
đường giao thơng nói riêng.
2. Nghiên cứu các tốn tử, thuật tốn tổng qt hóa bản đồ.

3. Thiết kế và xây dựng cơng cụ tổng qt hóa yếu tố đường giao thơng trên
bản đồ địa hình tỷ lệ lớn.
4. Tiến hành thử nghiệm cho bản đồ địa hình 1:2000 xuống 1:10.000
III.

NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:

21-01-2013

IV.

NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 21-06-2013

V.

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS VŨ XUÂN CƯỜNG

Nội dung và ñề cương luận văn thạc sĩ đã được Hội ðồng Chun Ngành thơng
qua.
Tp.HCM, ngày …..tháng ….. năm 2013
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
(Họ tên và chữ ký )

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ðÀO TẠO
(Họ tên và chữ ký )

TRƯỞNG KHOA KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG
(Họ tên và chữ ký )



LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian học tập tại Bộ mơn ðịa Tin Học, khoa Kỹ thuật Xây Dựng,
trường đại học Bách Khoa, đại học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh, dưới sự giảng dạy
và chỉ bảo của quý thầy cơ, tơi đã tích lũy được nhiều kiến thức liên quan khiến tơi
đã chọn đề tài “Nghiên cứu ứng dụng GIS thực hiện tổng qt hóa dữ liệu lớp
đường giao thơng trên bản đồ địa hình tỷ lệ lớn” làm ñề tài luận văn tốt nghiệp
thạc sỹ.
ðể hoàn thành luận văn thạc sĩ này, tơi đã trải qua rất nhiều khó khăn. Do đó,
ngồi sự cố gắng nỗ lực của bản thân, tơi cịn nhận được sự giúp đỡ rất nhiều từ
thầy cơ, gia đình, bạn bè.
Tơi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc tới thầy Vũ Xuân Cường đã hướng dẫn trực
tiếp, tận tình chỉ bảo cho tơi, ñộng viên, tạo ñiều kiện và giúp ñỡ tôi vượt qua
khoảng thời gian khó khăn để hồn thành tốt luận văn này.
Tôi xin cảm ơn cô Lê Minh Vĩnh, ðại học Khoa học Xã Hội và Nhân Văn TP.
Hồ Chí Minh đã nhiệt tình giảng dạy về mảng bản đồ, tư vấn giúp tơi chọn đề tài
này.
Tơi cũng xin cảm ơn thầy Trần Trọng ðức, bộ môn ðịa tin học, ñại học Bách
Khoa, ðại học Quốc Gia TP. Hồ Chí Minh ñã truyền ñạt nhiều kiến thức về GIS
cũng như lập trình trong ARCGIS là nền tảng giúp tơi hồn thành được luận văn
này.
Cuối cùng, tơi xin cảm ơn gia đình, đặc biệt là chồng và con gái tơi đã làm chỗ
dựa và nguồn cỗ vũ tinh tình giúp tơi thực hiện xong luận văn.
Xin chân thành cảm ơn!
Thành phố Pleiku, ngày 10 tháng 06 năm 2013
Nguyễn Thị Lan Thương


TĨM TẮT
Trên thế giới người ta đã nghiên cứu vấn ñề tổng quát hóa bản ñồ từ rất lâu.
Trước ñây, người ta tập trung nghiên cứu vào các toán tử, các thuật tốn, các giải

thuật tổng qt hóa bản đồ. Cịn trong những năm về sau này thì người ta tập trung
nghiên cứu việc ứng dụng GIS ñể thực hiện tổng qt hóa tự động dữ liệu bản đồ.
Do vấn ñề tổng quát hóa bản ñồ là một vấn ñề hết sức phức tạp và phụ thuộc vào
nhiều yếu tố nên hiện nay vẫn chưa có lời giải tốt nhất cho từng trường hợp cụ thể.
Trong phần mềm GIS có một số cơng cụ tổng qt hóa bản đồ nhưng ñể áp
dụng cho dữ liệu bản ñồ ñịa hình ở nước ta theo những quy định riêng thì khá khó
khăn và chưa dễ dàng cho người sử dụng, ñặc biệt là những người khơng chun về
bản đồ. Do đó, học viên dựa trên ý tưởng muốn xây dựng công cụ tổng qt hóa cho
dữ liệu bản đồ địa hình trên phần mềm ArcGIS và lấy dữ liệu đường giao thơng làm
ñề tài nghiên cứu của luận văn này.
Trong luận văn, học viên tìm hiểu về bản đồ địa hình; tìm hiểu các tốn tử
tổng qt hóa; tìm hiểu về các quy định tổng qt hóa trên bản đồ địa hình nói
chung và lớp đường giao thơng nói riêng mà người làm bản đồ đang thực hiện trong
q trình sản xuất; và tập trung xây dựng cơng cụ tổng qt hóa cho dữ liệu đường
giao thơng trên phần mềm ArcGIS.
Kết quả của luận văn mang lại nhiều ý nghĩa bao gồm các quy định về tổng
qt hóa bản đồ địa hình nói chung và lớp đường giao thơng nói riêng; cơng cụ tổng
qt hóa lớp dữ liệu đường giao thơng trên bản đồ địa hình tỷ lệ lớn và giải quyết
một số mâu thuẫn phát sinh trong quá trình tổng quát hóa.


ABSTRACT

In the world, people have studied map generalization for so long. Previously,
they mainly focused on the study of operators, the algorithm and the generalized
algorithm maps. However, in later years, they made a shyt to the application of GIS
to perform automatic generalization of map data. Due to the complexities of map
generalization and its dependence on so many factors, there hasn’t been the best
solution for each specific case.
In ArcGIS software, there have some tools map generalization. But if we use

these tools for topographic map data in Vietnam, we will have many difficulties.
Because topographic map in Vietnam have many ours regulations. Especially,
people who don’t have deep knowledges about map and software, will encounter
many difficulties while they generalize map dataset. So I base on the idea of
building tools for generalization topographic map data on ArcGIS software and
retrieve traffic data to research topics of this thesis.
In this thesis, I study about topographic maps, find out the generalized
operator; study generalized rules on topographic maps which manufactures map are
making in the production process; and focused on building tools for the
generalization of roads data on ArcGIS software.
The result of this thesis bring many sense include generalized rules of
topographic map, especially generalized rules of road layer in topographic map;
tools for generalizing topographic map and solve some conflict after generalization
process.


LỜI CAM ðOAN

Tơi xin cam đoan đề tài “Nghiên cứu ứng dụng GIS thực hiện tổng quát hóa lớp
dữ liệu đường giao thơng trên bản đồ địa hình tỷ lệ lớn” do TS Vũ Xn Cường
hướng dẫn là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Tất cả các tài liệu tham khảo đều
có nguồn gốc xuất xứ rõ ràng. Tơi xin cam ñoan những nội dung trong luận văn
ñúng như nội dung trong ñề cương và yêu cầu của giáo viên hướng dẫn. Nếu sai tơi
xin hồn tồn chịu trách nhiệm trước Hội ñồng.


MỤC LỤC
CHƯƠNG 1--------------------------------------------------------------------------------------------- 1
TỔNG QUAN ðỀ TÀI ------------------------------------------------------------------------------- 1
1.1.

ðẶT VẤN ðỀ ------------------------------------------------------------------------------ 1
1.2.
TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGỒI NƯỚC --------------------- 3
1.2.1.
Tình hình nghiên cứu trên thế giới ---------------------------------------------- 3
1.2.2.
Tình hình nghiên cứu trong nước ----------------------------------------------- 8
1.3.
MỤC TIÊU – NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ---------------------------------------- 10
1.3.1.
Mục tiêu nghiên cứu -------------------------------------------------------------- 10
1.3.2.
Nội dung nghiên cứu-------------------------------------------------------------- 10
1.4.
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU --------------------------------------------------- 11
1.5.
Ý NGHĨA CỦA ðỀ TÀI --------------------------------------------------------------- 11
1.5.1.
Ý nghĩa khoa học ------------------------------------------------------------------ 11
1.5.2.
Ý nghĩa thực tiễn ------------------------------------------------------------------ 12
CHƯƠNG 2------------------------------------------------------------------------------------------- 13
CƠ SỞ LÝ THUYẾT------------------------------------------------------------------------------- 13
2.1.
TỔNG QUAN VỀ BẢN ðỒ ðỊA HÌNH------------------------------------------- 13
2.1.1.
ðịnh nghĩa bản ñồ ñịa hình ----------------------------------------------------- 13
2.1.2.
ðặc ñiểm thành lập và biên tập bản đồ địa hình --------------------------- 14
2.1.3.

Các tính chất của bản đồ địa hình --------------------------------------------- 14
2.1.3.1.
Bản đồ được thành lập trên cơ sở tốn học ----------------------------- 15
2.1.3.2.
Bản đồ sử dụng hệ thống kí hiệu ----------------------------------------- 15
2.1.3.3.
Trên bản đồ có sự lựa chọn và khái qt hóa đối tượng ------------- 15
2.1.4.
Phân loại bản đồ địa hình ------------------------------------------------------- 16
2.1.4.1.
Quan điểm phân loại bản đồ địa hình ----------------------------------- 16
2.1.4.2.
Phân loại theo mức độ khái quát hóa nội dung ------------------------ 16
2.1.4.3.
Phân loại theo tỷ lệ ---------------------------------------------------------- 16
2.1.4.4.
Phân loại theo ý nghĩa sử dụng ------------------------------------------- 17
2.1.5.
Ý nghĩa của bản đồ địa hình ---------------------------------------------------- 17
2.1.6.
Nội dung thể hiện trên bản đồ địa hình -------------------------------------- 19
2.1.6.1.
ðịa vật ñịnh hướng ---------------------------------------------------------- 19
2.1.6.2.
Thủy hệ và các ñối tượng liên quan -------------------------------------- 19
2.1.6.3.
Dân cư và các ñối tượng kinh tế xã hội---------------------------------- 20
2.1.6.4.
ðường giao thơng và các đối tượng liên quan ------------------------- 20
2.1.6.5.

ðịa hình (dáng đất)---------------------------------------------------------- 21
2.1.6.6.
Lớp phủ thực vật ------------------------------------------------------------- 21
2.1.6.7.
Ranh giới hành chính------------------------------------------------------- 22
2.2.
TỔNG QT HĨA BẢN ðỒ -------------------------------------------------------- 22
2.2.1.
ðịnh nghĩa về tổng qt hóa bản đồ ------------------------------------------ 22
2.2.2.
Các yếu tố ảnh hưởng đến tổng qt hóa bản đồ -------------------------- 23
2.2.3.
Các hình thức tổng qt hóa bản đồ ------------------------------------------ 24
2.2.4.
Các tốn tử tổng qt hóa bản đồ --------------------------------------------- 27
2.3.
PHẦN MỀM ARCGIS ----------------------------------------------------------------- 29
2.3.1.
Giới thiệu phần mềm ArcGis --------------------------------------------------- 29
2.3.2.
Một số ñịnh dạng dữ liệu trong ArcGis -------------------------------------- 30
2.3.2.1.
Shapefile----------------------------------------------------------------------- 30
2.3.2.2.
Coverage----------------------------------------------------------------------- 31
2.3.2.3.
Geodatabase ------------------------------------------------------------------ 32


2.3.3.

ArcToolBox và cơng cụ tổng qt hóa trong ArcGis ---------------------- 34
2.3.4.
Các phương án tổng quát hóa trong ArcGis -------------------------------- 38
CHƯƠNG 3------------------------------------------------------------------------------------------- 43
NGHIÊN CỨU TỔNG QT HĨA BẢN ðỒ ðỊA HÌNH -------------------------------- 43
3.1.
TỔNG QUÁT HÓA CÁC YẾU TỐ NỘI DUNG BẢN ðỒ ðỊA HÌNH ----- 43
3.1.1.
Yếu tố dáng đất -------------------------------------------------------------------- 43
3.1.2.
Yếu tố thủy văn -------------------------------------------------------------------- 44
3.1.3.
Yếu tố thực vật--------------------------------------------------------------------- 46
3.1.4.
Yếu tố dân cư ---------------------------------------------------------------------- 47
3.1.5.
Yếu tố đường giao thơng--------------------------------------------------------- 49
3.1.6.
Yếu tố kinh tế xã hội-------------------------------------------------------------- 50
3.1.7.
Yếu tố ranh giới hành chính ---------------------------------------------------- 50
3.1.8.
Yếu tố cơ sở toán học ------------------------------------------------------------- 51
3.2.
TỔNG QUÁT HĨA YẾU TỐ ðƯỜNG GIAO THƠNG ----------------------- 51
3.2.1.
Ý nghĩa và u cầu biểu thị đường giao thơng ------------------------------ 51
3.2.2.
Phân loại ñường giao thông ----------------------------------------------------- 51
3.2.3.

ðặc thù thể hiện yếu tố đường giao thơng ----------------------------------- 52
3.2.4.
Lựa chọn và tổng qt hóa ñường giao thông ------------------------------ 53
3.2.5.
Quy ñịnh thể hiện lớp ñường giao thông ở tỷ lệ 1/2000 và 1/10.000---- 56
CHƯƠNG 4------------------------------------------------------------------------------------------- 57
ðỀ XUẤT MƠ HÌNH VÀ PHÂN TÍCH THIẾT KẾ ---------------------------------------- 57
4.1.
BÀI TỐN TỔNG QT HĨA----------------------------------------------------- 57
4.2.
QUY TRÌNH TỔNG QT HĨA -------------------------------------------------- 57
4.2.1.
Giải pháp tổng qt hóa cho dữ liệu đường giao thơng------------------- 58
4.2.2.
Giải pháp tổng qt hóa dân cư ----------------------------------------------- 62
4.2.3.
Giải pháp tổng qt hóa thủy hệ----------------------------------------------- 63
4.3.
PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ CƠ SỞ DỮ LIỆU --------------------------------- 64
4.3.1.
Chuyển ñổi dữ liệu ---------------------------------------------------------------- 64
4.3.2.
Thiết kế cơ sở dữ liệu------------------------------------------------------------- 68
4.4.
THIẾT KẾ CHỨC NĂNG ------------------------------------------------------------ 69
4.5.
THIẾT KẾ MENU ---------------------------------------------------------------------- 71
4.6.
PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ GIẢI THUẬT-------------------------------------- 73
4.6.1.

Tổng qt hóa lớp đường giao thông ----------------------------------------- 73
4.6.1.1.
Phương án -------------------------------------------------------------------- 73
4.6.1.2.
Một số giải thuật ------------------------------------------------------------- 73
4.6.2.
Tổng quát hóa dữ liệu dân cư -------------------------------------------------- 79
4.6.2.1.
Phương án -------------------------------------------------------------------- 79
4.6.2.2.
Một số giải thuật ------------------------------------------------------------- 80
4.6.3.
Tổng quát hóa dữ liệu thủy hệ ------------------------------------------------- 80
4.6.3.1.
Phương án -------------------------------------------------------------------- 80
4.6.3.2.
Một số giải thuật ------------------------------------------------------------- 81
4.6.4.
ðánh giá kết quả tổng quát hóa------------------------------------------------ 82
4.6.4.1.
Phương án -------------------------------------------------------------------- 82
4.6.4.2.
Giải thuật --------------------------------------------------------------------- 82
CHƯƠNG 5------------------------------------------------------------------------------------------- 84
XÂY DỰNG CÔNG CỤ - VẬN HÀNH THỬ NGHIỆM ----------------------------------- 84
5.1.
GIẢI PHÁP XÂY DỰNG CƠNG CỤ---------------------------------------------- 84
5.2.
XÂY DỰNG CƠNG CỤ --------------------------------------------------------------- 84
5.2.1.

Các cơng cụ xử lý dữ liệu -------------------------------------------------------- 84
5.2.2.
Công cụ tổng quát hóa bản đồ-------------------------------------------------- 90
5.2.3.
Các cơng cụ giải quyết vấn đề sau tổng qt hóa -------------------------- 96
5.3.
CHUẨN HĨA DỮ LIỆU ------------------------------------------------------------- 101


5.3.1.
Các bước chuẩn hóa dữ liệu bản đồ địa hình ------------------------------ 101
5.3.2.
Thu thập bản ñồ ------------------------------------------------------------------ 102
5.3.2.1.
Khu vực nghiên cứu-------------------------------------------------------- 102
5.3.2.2.
ðặc ñiểm bản ñồ ------------------------------------------------------------ 103
5.3.3.
ðánh giá dữ liệu ------------------------------------------------------------------ 104
5.3.4.
Hồn thiện bản đồ---------------------------------------------------------------- 105
5.4.
VẬN HÀNH THỬ NGHIỆM -------------------------------------------------------- 105
5.4.1.
Các bước thực hiện -------------------------------------------------------------- 105
5.4.2.
Bài tốn tổng qt hóa ---------------------------------------------------------- 108
5.4.3.
Thử nghiệm các chức năng----------------------------------------------------- 109
5.4.3.1.

Chuyển ñổi dữ liệu --------------------------------------------------------- 109
5.4.3.2.
Ghép bản đồ ----------------------------------------------------------------- 110
5.4.3.3.
Tổng qt hóa bản đồ ------------------------------------------------------ 110
5.4.3.3.1 Yếu tố đường giao thơng ------------------------------------------------- 110
5.4.3.3.2 Yếu tố dân cư--------------------------------------------------------------- 113
5.4.3.3.3 Yếu tố thủy hệ -------------------------------------------------------------- 115
5.3.2.4.
Xử lý mâu thuẫn sau tổng quát hóa ------------------------------------- 116
5.4.
ðÁNH GIÁ ------------------------------------------------------------------------------ 118
CHƯƠNG 6------------------------------------------------------------------------------------------ 122
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ------------------------------------------------------------------- 122
6.3.
KẾT LUẬN------------------------------------------------------------------------------ 122
6.4.
KIẾN NGHỊ ----------------------------------------------------------------------------- 123
TÀI LIỆU THAM KHẢO ------------------------------------------------------------------------ 125
LÝ LỊCH TRÍCH NGANG ---------------------------------------------------------------------- 128
PHỤ LỤC 1 ----------------------------------------------------------------------------------------- 129
Bảng phân lớp dân cư và các ñối tượng liên quan trên bản ñồ ñịa hình ------------ 129
PHỤ LỤC 2 ------------------------------------------------------------------------------------------ 130
Bảng phân lớp yếu tố thủy hệ trên bản đồ địa hình ------------------------------------- 130
PHỤ LỤC 3 ------------------------------------------------------------------------------------------ 125
Quy ñịnh thể hiện lớp ñường giao thông ở tỷ lệ 1/2000 và 1/10.000 ------------------ 125


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1: Tổng qt hóa bản đồ ---------------------------------------------------------------------- 1

Hình 1.2: Cùng một khu vực với các tỷ lệ bản ñồ khác nhau – mức ñộ chi tiết giảm dần để
đảm bảo tính đọc được của bản đồ. ------------------------------------------------------------------ 4
Hình 1.3: Mơ hình của Gruenrich, 1985------------------------------------------------------------- 5
Hình 1.4 : Giao diện chính của phần mềm GENMAP 2009-------------------------------------- 9
Hình 2.1: Cấu trúc Geodatabase -------------------------------------------------------------------- 33
Hình 2.2: ArcToolBox trong ArcGIS 9.3 --------------------------------------------------------- 35
Hình 2.3: Các cơng cụ tổng qt hóa trong ArcGIS 9.3 ---------------------------------------- 35
Hình 2.4: Cơng cụ Aggregate Polygons ----------------------------------------------------------- 35
Hình 2.5: Cơng cụ Collapse Dual Lines To Centerline ----------------------------------------- 36
Hình 2.6: Cơng cụ Dissolve ------------------------------------------------------------------------- 36
Hình 2.7: Cơng cụ Eliminate------------------------------------------------------------------------ 36
Hình 2.8: Cơng cụ Simplify Building-------------------------------------------------------------- 37
Hình 2.9: Cơng cụ Simplify Line------------------------------------------------------------------- 37
Hình 2.10: Cơng cụ Simplify Polygon------------------------------------------------------------- 37
Hình 2.11: Cơng cụ Smooth Line ------------------------------------------------------------------ 38
Hình2.12: Cơng cụ Smooth Polygon--------------------------------------------------------------- 38
Hình 2.13: Dịng lệnh trong ArcGIS --------------------------------------------------------------- 38
Hình 2.14: Hộp thoại Collapse Dual Lines To Centerline -------------------------------------- 39
Hình 2.15: Cơng cụ Geoprocessing ---------------------------------------------------------------- 40
Hình 2.16: Tạo Macro để sử dụng ngơn ngữ kịch bản ------------------------------------------ 40
Hình 2.17: Một số ñối tượng trong thư viện ArcObject----------------------------------------- 42
Hình 4.1: Giao diện cơng cụ tổng qt hóa bản đồ ---------------------------------------------- 72
Hình 4.2: Giao diện menu cơng cụ xử lý dữ liệu------------------------------------------------- 72
Hình 4.3: Giao diện menu tổng qt hóa bản đồ ------------------------------------------------- 72
Hình 4.4: Giao diện menu cơng cụ xử lý sau tổng qt hóa------------------------------------ 72
Hình 4.5: Hai thuật tốn đơn giản ñường POINT REMOVE và BEND SIMPLIFY ------- 74
Hình 4.6: Thuật toán POINT REMOVE và BEND – SIMPLIFY tham số 10m ------------ 75
Hình 4.7: Thuật tốn POINT REMOVE và BEND – SIMPLIFY tham số 20m ------------ 75
Hình 4.8: Mối quan hệ Topology giữa các đối tượng ------------------------------------------- 76
Hình 4.9: Ràng buộc về tính rõ ràng bị vi phạm ------------------------------------------------- 78

Hình 4.10: Hai sự ràng buộc về tính đặc trưng bị xâm phạm trong phép biến đổi tổng qt
hóa, góc giữa 2 ñối tượng ñường tại chỗ nối ñã thay ñổi, và hai đối tượng nhà lớn hơn đã
khơng cịn thẳng hàng. ------------------------------------------------------------------------------- 78
Hình 4.11: Phép dịch chuyển đường --------------------------------------------------------------- 79
Hình 5.1: Giao diện chuyển ñổi dữ liệu từ .Dgn sang Geodatabase--------------------------- 84
Hình 5.2: Giao diện chuyển đổi dữ liệu từ Geodatabase sang.Dgn --------------------------- 86
Hình 5.3: Giao diện cơng cụ ghép bản đồ--------------------------------------------------------- 87
Hình 5.4: Giao diện cơng cụ chọn hệ tọa độ cho bản đồ---------------------------------------- 88
Hình 5.5: Giao diện cơng cụ thể hiện bản đồ theo tỷ lệ ----------------------------------------- 90
Hình 5.6: Giao diện tổng qt hóa bản đồ -------------------------------------------------------- 91
Hình 5.7: Giao diện nhập chỉ tiêu tổng qt hóa ------------------------------------------------- 91
Hình 5.8: Giao diện cơng cụ tìm lỗi chồng đè---------------------------------------------------- 96
Hình 5.9: Giao diện cơng cụ dịch chuyển đối tượng -------------------------------------------- 97


Hình 5.10: Giao diện cơng cụ cập nhật trường thuộc tính -------------------------------------- 99
Hình 5.11: Giao diện cơng cụ đánh giá kết quả tổng qt hóa -------------------------------- 100
Hình 5.11: Khu vực nghiên cứu ------------------------------------------------------------------- 103
Hình 5.12: ðường giao thơng bị đứt ñoạn ------------------------------------------------------- 105
Hình 5.13: Chỗ giao nhau giữa các ñường giao thơng bị hở ---------------------------------- 105
Hình 5.14: Cơng cụ chỉnh sửa đối tượng trong Microstation --------------------------------- 105
Hình 5.15: Bốn mảnh bản đồ tỷ lệ 1/2000 dùng làm thử nghiệm cơng cụ tổng qt hóa - 109
Hình 5.16: Bản đồ thể hiện ở tỷ lệ 1:2000 ------------------------------------------------------- 109
Hình 5.17: Kết quả chuyển đổi dữ liệu ----------------------------------------------------------- 110
Hình 5.18: Kết quả ghép 4 bản đồ (3 lớp giao thơng, thủy hệ, dân cư)---------------------- 110
Hình 5.19: ðường đất lớn trước và sau khi tổng qt hóa------------------------------------- 111
Hình 5.20: ðường nhựa khơng phân tuyến trước và sau tổng qt hóa--------------------- 112
Hình 5.21: Lớp dữ liệu đường bờ ruộng trước và sau tổng qt hóa------------------------- 112
Hinh 5.22: ðường ñắp cao trước và sau khi tổng qt hóa ở tỷ lệ 1:10000----------------- 113
Hình 5.23: ðường đất nhỏ trước và sau khi tổng qt hóa ------------------------------------ 113

Hình 5.24: ðường mịn trước và sau khi tổng qt hóa ---------------------------------------- 113
Hình 5.25: Yếu tố nhà trước và sau khi tổng qt hóa ----------------------------------------- 115
Hình 5.26: kênh đào trước và sau khi tổng qt hóa ------------------------------------------- 116
Hình 5.27: Bị lỗi ở cuối (ñầu) ñường khi chuyển 2 nét thành 1 nét -------------------------- 116
Hình 5.28: Phát hiện lỗi giữa các lớp dữ liệu sau tổng qt hóa------------------------------ 117
Hình 5.29: Dịch chuyển ñối tượng bị chồng ñè ------------------------------------------------- 117
Hình 5.30: So sánh kết quả tổng qt hóa đường mịn với cơng thức Topfer -------------- 118
Hình 5.31: So sánh kết quả tổng quát hóa đường bờ ruộng với cơng thức Topfer --------- 118
Hình 5.32: Bản đồ chưa tổng qt hóa ----------------------------------------------------------- 119
Hình 5.33: Bản đồ sau khi tổng qt hóa ở tỉ lệ 1:10.000 ------------------------------------- 120


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1: Thể hiện nét sơng theo độ rộng -------------------------------------------------------- 20
Bảng3.1: Quy ñịnh khoảng cao ñều trên bản đồ địa hình--------------------------------------- 43
Bảng 4.1: Giải pháp tổng qt hóa lớp đường giao thơng -------------------------------------- 59
Bảng 4.2: Giải pháp tổng quát hóa dân cư -------------------------------------------------------- 62
Bảng 4.3: Giải pháp tổng quát hóa thủy hệ ------------------------------------------------------- 63
Bảng 4.4: Bảng phân lớp ñường giao thông và các yếu tố liên quan-------------------------- 65
Bảng 4.5 : Các trường thuộc tính của lớp đối tượng giao thơng dạng đường ---------------- 68
Bảng 4.6: Các trường thuộc tính của lớp đối tượng giao thơng dạng vùng ------------------ 68
Bảng 4.7: Các trường thuộc tính của lớp đối tượng nhà ---------------------------------------- 69
Bảng 4.8: Các trường thuộc tính của lớp ñối tượng thủy hệ dạng ñường -------------------- 69
Bảng 4.9: Các trường thuộc tính của lớp đối tượng thủy hệ dạng vùng ---------------------- 69
Bảng 4.10: So sánh hai thuật tốn đơn giản hóa đường ----------------------------------------- 75
Bảng 4.11: Lựa chọn sơng ngịi theo mật ñộ ----------------------------------------------------- 81
Bảng 5.1: Chỉ tiêu tổng quát hóa đường giao thơng -------------------------------------------- 111
Bảng 5.2: Chỉ tiêu tổng quát hóa dân cư --------------------------------------------------------- 114
Bảng 5.3: Tham số tổng qt hóa thủy hệ-------------------------------------------------------- 115


DANH MỤC SƠ ðỒ
Sơ đồ 4.1: Quy trình tổng qt hóa bản đồ-------------------------------------------------------- 58
Sơ đồ 4.2: Phương án tổng qt hóa đường giao thơng ----------------------------------------- 73
Sơ ñồ 4.3: Phương án tổng quát hóa nhà ---------------------------------------------------------- 80
Sơ ñồ 4.4: Phương án tổng quát hóa thủy hệ ----------------------------------------------------- 81
Sơ ñồ 4.5: Phương án ñánh giá kết quả tổng qt hóa ------------------------------------------ 82
Sơ đồ 5.1: Các bước chuẩn bị dữ liệu------------------------------------------------------------- 102

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
ESRI: Nhà cung cấp phần mềm GIS của Mỹ
TQH: Tổng quát hóa
BððH: Bản ñồ ñịa hình


Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ

GVHD: TS Vũ Xuân Cường

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN ðỀ TÀI
1.1. ðẶT VẤN ðỀ
Nhân loại ñã sử dụng bản đồ cách đây hàng ngàn năm để mơ tả tất cả các
khía cạnh địa lý về thế giới. Ban ñầu chỉ là việc khắc bản ñồ lên ñá, cho ñến sử
dụng các vật liệu bằng giấy và ngày nay là bản ñồ số. Qua một thời gian dài, cùng
với sự phát triển về cơng nghệ, bản đồ đã trở thành một nguồn tài liệu vô cùng quý
báu cung cấp thông tin về thế giới thực.
Dựa vào các mức ñộ tỉ lệ khác nhau của bản ñồ, con người sẽ có cái nhìn đầy
đủ về thế giới thực từ tổng quát tới chi tiết. Nhưng ñối với một tờ bản đồ giấy thì
điều này thực sự khó khăn vì mỗi tờ bản đồ giấy sẽ có một tỉ lệ duy nhất. Câu hỏi
đặt ra là liệu có thể cho một dữ liệu bản ñồ số ñược thành lập ở nhiều tỷ lệ khác

nhau hay khơng. Hay có thể xây dựng một cơ sở dữ liệu ña tỷ lệ phủ trùm hay
khơng. Câu trả lời là có thể sử dụng q trình tổng qt hóa bản đồ để thành lập ra
các tập dữ liệu bản ñồ tỷ lệ nhỏ hơn từ một tập dữ liệu đầu vào. Và đây chính là chủ
đề nghiên cứu của luận văn này.

Hình 1.1: Tổng qt hóa bản đồ
Xu hướng hiện nay của thế giới là vận dụng sự phát triển của cơng nghệ máy
tính áp dụng vào nhiều lĩnh vực khác nhau. Và một trong các lĩnh vực đó là tổng
qt hóa bản đồ. Ta có thể ứng dụng cơng nghệ GIS để thực hiện tổng qt hóa bản
đồ tự động để cho ra bản ñồ tỷ lệ nhỏ hơn dữ liệu bản ñồ đầu vào. Thực hiện q
trình tổng qt hóa tự động sẽ có khả năng xây dựng cơ sở dữ liệu phủ trùm duy
nhất cho quốc gia. Tổng quát hóa bản ñồ là quá trình lấy bỏ và tổng hợp hình ảnh
của các ñối tượng trên bản ñồ tương ứng với mục đích, tỷ lệ và đặc điểm khu vực
thể hiện. Bản chất của tổng quát hóa là thực hiện lấy bỏ và tổng hợp sao cho có thể

HV: Nguyễn Thị Lan Thương

Trang 1


Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ

GVHD: TS Vũ Xuân Cường

bảo tồn được ở mức cao nhất những nét điển hình và những đặc điểm đặc trưng
của khu vực được mơ tả bằng bản đồ. Nói cách khác, tổng qt hóa ñược thể hiện
trong việc tổng hợp các ñặc trưng về lượng và về chất của các ñối tượng, thay thế
những khái niệm ñơn lẻ, cụ thể bằng những khái niệm tổng quát hơn, trong việc kết
xuất những hình ảnh rõ nét, đặc trưng về sự phân bố khơng gian [1].
Trên thế giới, từ những thập niên cuối của thế kỉ XX, nhiều cơ quan bản ñồ

quốc gia ñã theo ñuổi ý tưởng xây dựng một hệ cơ sở dữ liệu ña tỷ lệ. ðể làm ñược
ñiều này, tổng quát hóa bản ñồ dựa trên GIS là cần thiết. Nhiều thuật tốn tổng qt
hóa bản đồ đã được nghiên cứu, nhiều dự án đã được triển khai. Các cơng cụ tổng
qt hóa trong thời kì đầu được xây dựng chủ yếu nhằm mục đích giảm nhẹ lao
động trong thành lập bản ñồ truyền thống. Các kết quả nghiên cứu trong lĩnh vực
tổng qt hóa tự động đã được các cơ quan ño ñạc bản ñồ quốc gia ở một số nước
phát triển áp dụng vào thực tế sản xuất. Tại Việt Nam, các cơng cụ tổng qt hóa có
sẵn trên các phần mềm cũng ñược các cơ sở sản xuất và nghiên cứu quan tâm ứng
dụng để giảm bớt chi phí và nâng cao chất lượng thành lập bản ñồ số. Các cơng cụ
này tương đối nghèo nàn, chủ yếu dành cho tổng qt hóa các đối tượng độc lập,
địi hỏi sự can thiệp của người làm bản ñồ ở nhiều cơng đoạn.
Những u cầu về tổng qt hóa tự động càng cấp thiết trong bối cảnh Việt
Nam khi chuẩn bị xây dựng cơ sở hạ tầng dữ liệu không gian quốc gia. Theo Chiến
lược phát triển ngành ño ñạc và bản ñồ Việt Nam ñến năm 2020, một trong các mục
tiêu đến năm 2015 đó là “Hiện chỉnh thường xun hệ thống bản đồ địa hình tỷ lệ
1/50.000 phủ trùm cả nước, xây dựng hệ thơng tin địa lý với nền 1/50.000 của cả
nước; bắt ñầu thực hiện việc thành lập hệ thống bản đồ địa hình tỷ lệ 1/10.000 phủ
trùm cả nước và 1/2.000, 1/5.000 phủ kín khu vực ñô thị, khu vực kinh tế trọng ñiểm
phục vụ quy hoạch chi tiết; hồn chỉnh bản đồ địa chính chính quy kết hợp với lập
hồ sơ địa chính cho khoảng 20 đơn vị hành chính cấp tỉnh; thiết lập mơ hình số độ
cao cả nước; biên tập các loại bản ñồ ñịa hình tỷ lệ nhỏ và các loại bản ñồ chuyên
ngành, chuyên ñề, chuyên dụng khác” [2]. Do ñó, phải cung cấp các cơng cụ tổng
qt hóa có mức ñộ tự ñộng cao, có thể ñáp ứng nhanh chóng các yêu cầu ña dạng
của người sử dụng về tỷ lệ, phạm vi, chuyên ñề và mức ñộ chi tiết. Do thời gian có

HV: Nguyễn Thị Lan Thương

Trang 2



Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ

GVHD: TS Vũ Xuân Cường

hạn cũng như q trình tổng qt hóa là một q trình hết sức phức tạp liên quan
đến mối quan hệ giữa tất cả các yếu tố trên bản ñồ, học viên xin chọn lớp dữ liệu
đường giao thơng trên bản ñồ ñịa hình ñể thực hiện nghiên cứu. Xuất phát từ những
yêu cầu cấp thiết ở trên, học viên chọn ñề tài “Nghiên cứu ứng dụng GIS thực hiện
tổng quát hóa dữ liệu lớp đường giao thơng trên bản đồ địa hình tỷ lệ lớn”
1.2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGỒI NƯỚC
1.2.1. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
Từ những năm 1980 của thế kỉ trước, các cơ quan thành lập bản ñồ quốc gia và
các nhà cung cấp dữ liệu bản ñồ ñã ñưa ra các ñại diện số về thế giới thực, đó chính
là bản đồ số. ðã có nhiều nỗ lực đáng kể trong việc biên tập và lưu trữ dữ liệu bản
đồ. Cơng việc khảo sát và ño ñạc thực tế ñã ñược hỗ trợ bởi cơng nghệ viễn thám để
thu thập dữ liệu một cách nhanh chóng và nhiều hơn. Cùng với sự phát triển của
cơng nghệ máy tính, GIS cũng giúp cho việc sử dụng và lưu trữ cơ sở dữ liệu mang
ñến nhiều lợi thế. Việc xây dựng cơ sở dữ liệu phủ trùm cũng được tiến hành thơng
qua q trình tổng quát hóa. ðã có rất nhiều nghiên cứu về tổng qt hóa bản đồ.
“Tổng qt hóa bản đồ là sự lựa chọn và đơn giản hóa sự đại diện của các chi tiết
phù hợp với tỷ lệ và mục đích bản đồ” (ICA, 1973). Hay “Tổng qt hóa bản đồ
hướng ñến làm giảm sự phức tạp của một bản ñồ ñể ñạt ñược một bản ñồ tổng quát
có chất lượng ñồ họa cao hơn mặc dù tỷ lệ bản ñồ nhỏ hơn. Do đó, tổng qt hóa
bản đồ nên nhấn mạnh sự cần thiết trong khi giảm thiểu những thứ khơng quan
trọng cũng như duy trì mối quan hệ hợp lý và rõ ràng giữa các ñối tượng bản ñồ”
(Weibel, 1997) [3].

HV: Nguyễn Thị Lan Thương

Trang 3



Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ

GVHD: TS Vũ Xuân Cường

Hình 1.2: Cùng một khu vực với các tỷ lệ bản ñồ khác nhau – mức ñộ chi tiết giảm
dần ñể ñảm bảo tính ñọc ñược của bản ñồ.
Với việc tập trung vào kỹ thuật tổng qt hóa bản đồ số, McMaster và Shea
(1992) đã định nghĩa tổng qt hóa là việc ñạt ñược một dữ liệu bản ñồ từ một dữ
liệu bản đồ có tỷ lệ lớn hơn thơng qua việc áp dụng kỹ thuật biến đổi hình học và
ngữ nghĩa (senmatic). Như vậy q trình tổng qt hóa đi từ sự mơ tả chi tiết của
một đối tượng địa lý, xem xét từng phần của ñối tượng, ñến một mơ tả trừu tượng
về đối tượng, chỉ giữ lại những thuộc tính của đối tượng có liên quan tới nhu cầu sử
dụng của bản ñồ (Mustiere et al. 2000) [3].
Tổng qt hóa là một vấn đề có q nhiều ràng buộc (over constrain), thiếu
cấu trúc (ill-structure) và khó định lượng. Do đó, khơng hiện hữu một giải pháp nào
là duy nhất và hồn hảo. Vì vậy, đã có rất nhiều chuyên gia về bản ñồ trên thế giới
bắt tay vào nghiên cứu, ứng dụng tổng qt hóa bản đồ cũng như tổng qt hóa bản
đồ tự động khơng chỉ từ nhiều năm về trước mà hiện tại vẫn cịn đang tiếp tục
nghiên cứu.
Tổng qt hóa bản đồ được bắt đầu nghiên cứu vào những năm 1960, cho ñến
nay, ñược chia ra nhiều giai ñoạn. Ban ñầu, các nhà nghiên cứu tập trung vào xây
dựng các thuật tốn và cơng cụ dành cho tổng qt hóa hình học, mơ phỏng thao tác
của kỹ thuật viên. Chẳng hạn như thuật toán tổng qt hóa các yếu tố hình tuyến
độc lập như thuật tốn giản lược đường của Douglass-Peuker (1973) và thuật tốn

HV: Nguyễn Thị Lan Thương

Trang 4



Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ

GVHD: TS Vũ Xuân Cường

làm trơn ñường của Li-Openshaw (1993) ñã ñược sử dụng nhiều trong các phần
mềm thương mại.
Giai ñoạn những năm 1980, mối quan tâm của các nhà nghiên cứu là mơ hình
hóa tổng qt hóa bản đồ. Một trong các nghiên cứu là của Gruenrich, 1985 đưa ra
ba mơ hình tổng qt hóa:

Hình 1.3: Mơ hình của Gruenrich, 1985 [3]
Trong giai đoạn này, một trong các nghiên cứu quan trọng là nghiên cứu của
McMaster và Shea (1989) ñã ñưa ra 12 tác vụ tổng qt hóa, đó là đơn giản hóa
(Simplification), làm trơn (Smoothing), gộp vùng (Amalgamation), gộp ñiểm
(Aggregation), hợp nhất (Merging), phá (Collapse), lựa chọn (Selection), phóng đại
(Exaggeration), làm nổi bật (Enhancement), dịch chuyển (Displacement), phân loại
(Classification) và thay đổi kí hiệu (Symbolisation).
Cuối những năm 1990, tổng qt hóa mơ hình là một vấn đề nghiên cứu chính.
Tổng qt hóa được mơ hình hóa với nhiều ràng buộc như: vị trí, topology, hình
dạng, cấu trúc, tính rõ ràng…Ví dụ nghiên cứu của Ruas and Plazanet, 1997. Dự án
AGENT năm 2001 là một trong những ví dụ thích đáng của hướng tiếp cận này.
ðầu những năm 2000, mối quan tâm về mô hình hóa q trình tổng qt hóa
bản đồ bị giảm bớt, thay vào đó là các nghiên cứu và thực thi các toán tử tốt hơn và
khéo léo hơn.
ðể hệ thống lại các nghiên cứu đó, các nhà khoa học trình bày các cơng trình
của mình thơng qua các tài liệu như:

HV: Nguyễn Thị Lan Thương


Trang 5


Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ

GVHD: TS Vũ Xuân Cường

• Generlization in Digital Catorgraphy (1992) của McMaster và Shea: trình bày
một cách hệ thống về các vấn ñề tổng quát hóa bản đồ số.
• Gis and Generalization: Methodology and Practice (Muller, Weibel et al.,
1995): ñề cập tới mối liên hệ giữa bản đồ và hệ thống thơng tin địa lý, vai trị
của tổng qt hóa bản đồ trong xây dựng và duy trì cơ sở dữ liệu.
• Causes and Consequence of Map Generalization (Jỗo, 1998): là cơng trình
nghiên cứu tương ñối sâu về một số yếu tố ảnh hưởng ñến chất lượng tổng
qt hóa bản đồ và dữ liệu số.
• Methods for the Generalization of Geo-Databases (Martien Molenaar, 1996):
chủ yếu trình bày những vấn đề của GIS trong tổng qt hóa bản đồ và hướng
tới xây dựng dữ liệu đa tỷ lệ.
• Generalisation of geographic information: Cartographic modelling and
applications (MACKANESS William, RUAS Anne, SARJAKOSKI L. Tiina,
2007): giúp người đọc có một cái nhìn tồn diện về tổng qt hóa trong thơng
tin địa lý, hướng đến xây dựng cơ sở dữ liệu phủ trùm phục vụ cho quá trình
chuyển giao cơ sở dữ liệu khơng gian.
• Một số cơng trình nghiên cứu thể hiện qua các luận văn Tiến sỹ như “An
Optimisation Approach to Cartographic Generalisation” của Lars Harrie năm
2001 ñã nghiên cứu về cách tiếp cận tối ưu cho việc tổng qt hóa bản đồ.
• Các nghiên cứu được báo cáo trong các hiệp hội bản ñồ thế giới Map
Generalization ICA cũng đóng góp khơng nhỏ cho tổng qt hóa bản đồ tự
động. Có thể kể đến các bài báo của Dan Lee, R. Weibel, William

Mackaness,...
Trên thế giới có một số trung tâm lớn chuyên nghiên cứu về tổng quát hóa bản
đồ tự động như:
• ðại học tổng hợp Edinburgh của Anh
• ðại học tổng hợp Zurich của Thụy Sỹ
• ðại học tổng hợp Hannover của ðức
• ðại học Minnesota của Mỹ

HV: Nguyễn Thị Lan Thương

Trang 6


Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ

GVHD: TS Vũ Xuân Cường

• Phịng thí nghiệm COGIT, Pháp.
• Và các tổ chức bản ñồ quốc gia (NMAs) của Mỹ, Pháp, Anh , ðức, ðan Mạch,
Hà Lan, Nga…
Các công ty về phần mềm GIS và tổng qt hóa bản đồ lớn như:
• Hãng Intergraph của Mỹ với hệ thống tổng qt hóa bản đồ DynaGen
• Hãng ESRI nổi tiếng có ARCGIS Generalize
• LaserScan của Anh có hệ thống Clarity
• Hệ thống Sibgeoinform của Liên Bang Nga
• CHANGE của đại học Hanover đã giúp cho các nhà làm bản ñồ giảm thiểu
ñược một khối lượng cơng việc rất lớn trong thành lập bản đồ và ñược ứng
dụng nhiều trong biện tập, thành lập, cập nhật và bao trùm dữ liệu của một số
nước trên thế giới.
Các kết quả nghiên cứu trong lĩnh vực tổng quát hóa bản đồ tự động đã được

ứng dụng nhiều trong sản xuất. Ví dụ như:
• Canada đã ứng dụng các cơng cụ tổng qt hóa tự động để thành lập Atlas
Canada từ tỷ lệ 1:1.000.000.
• Nga có phần mềm tổng qt hóa, sử dụng dữ liệu địa hình tỷ lệ 1:5000 thành
lập bản đồ 1:10000 – 1:200.000.
• Châu Âu cũng ñã hỗ trợ cho nhiều dự án nghiên cứu về tổng qt hóa bản đồ
tự động như dự án Agent và Magnet. Kết quả nghiên cứu của các dự án này là
tiền ñề ñể phát triển hệ thống Clarity của LaserScan hiện ñang ñược sử dụng
ñể thành lập bản ñồ 1:50.000, 1:250.000 từ bản ñồ tỷ lệ 1:1250 và 1:2500 ở
nước Anh, thành lập bản ñồ 1:50.000 từ bản ñồ 1:10.000 tại ðan Mạch.
• Phần mềm CHANGE của đại học tổng hợp Hannover ñang ñược sử dụng tại
Tây Ban Nha và nhiều bang của ðức trong việc thành lập và hiệu chỉnh bản ñồ
1: 10.000 ñến 1:100.000 từ dữ liệu 1:5000.
• Hệ thống GES (Generalization Expert System) của đại học New South Wales
ñược dùng ñể thành lập bản ñồ 1:500.000 từ bản ñồ 1:250.000 cho Úc.

HV: Nguyễn Thị Lan Thương

Trang 7


Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ

GVHD: TS Vũ Xuân Cường

Về sau, vừa kế thừa và phát triển những thuật toán ñã nghiên cứu, những bộ
công cụ ñã xây dựng, những phần mềm thương mại trên thế giới, đã có thêm nhiều
nghiên cứu về các thuật toán mới và các ứng dụng tổng qt hóa bản đồ tự động áp
dụng cho bản đồ du lịch, bản đồ giao thơng trên Internet và trên dịch vụ mobile
mang tới nhiều tiện ích cho người sử dụng.

1.2.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
Tại Việt Nam, trong những năm qua, tại các cơ quan ño ñạc bản ñồ hay các cơ
quan liên quan, các trường ñại học, các viện… cũng có một số nghiên cứu ñánh giá
một số phần mềm tổng quát hóa bản ñồ trên thế giới, tình hình ứng dụng, tìm hiểu
về các tiêu chí tổng qt hóa bản đồ địa hình, hay các nghiên cứu về việc thành lập
bản ñồ tự ñộng từ các nguồn bản đồ khác… Nhưng nói chung, các nghiên cứu này
vẫn còn ở mức chưa chuyên sâu và vẫn chưa ñược ứng dụng vào thực tế.
Ở nước ta vẫn chủ yếu sử dụng các cơng cụ có sẵn trong các phần mềm thương
mại ñể tiến hành thành lập bản đồ, cũng như tổng qt hóa bản đồ. Tuy nhiên, hiệu
quả cơng việc chưa thể nói là cao bởi vì các cơng cụ này làm việc trên từng loại đối
tượng riêng lẻ và thực sự là khơng có nhiều. Do đó, các nhà nghiên cứu về bản đồ
cũng đã cố gắng tìm hiểu, nghiên cứu và xây dựng bộ cơng cụ tổng qt hóa tự
động và sử dụng phù hợp cho Việt Nam. Trong các nghiên cứu, có thể kể đến các
cơng trình nghiên cứu sau:
• “Nghiên cứu cơ sở lý luận và cơng nghệ thành lập bản đồ địa hình cơ bản ở Việt
Nam ứng dụng cơng nghệ mơ hình số địa hình” của Vũ Bích Vân và ñồng
nghiệp năm 1991: ñề cập ñến ñặc ñiểm và yêu cầu tổng qt hóa trong thành lập
bản đồ địa hình bằng phương pháp biên vẽ.
• “ Nghiên cứu một số vấn đề tổng qt hóa bản đồ và ứng dụng trong các hệ
thơng tin địa lý” của ðặng Văn ðức năm 2003: nghiên cứu về tổng qt hóa dữ
liệu Raster.
• “ Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ tổng qt hóa bản đồ địa hình theo cơng
nghệ số cho dải tỷ lệ 1:25000 – 1:50000 ” của Nguyễn Thị Phương và ñồng
nghiệp năm 2006: ñề cập ñến một số vấn ñề lý luận về tổng qt hóa bản đồ địa
hình bằng các công cụ trong Arcgis.

HV: Nguyễn Thị Lan Thương

Trang 8



Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ

GVHD: TS Vũ Xuân Cường

• “ Nghiên cứu cơ sở khoa học tổng quát hoá bản ñồ tự ñộng và xây dựng phần
mềm tổng quát hố bản đồ từ dữ liệu bản đồ địa hình tỷ lệ lớn hơn ” của ðồng
Thị Bích Phương năm 2007. ðề tài tập trung nghiên cứu, xây dựng thuật tốn và
phần mềm tổng qt hóa tự động mạng lưới các đối tượng dạng tuyến trên bản
đồ địa hình phù hợp với thực tế Việt Nam. Dưới ñây là phần mềm hỗ trợ tổng
qt hóa bản đồ GENMAP 2009 thử nghiệm của ðồng Thị Bích Phương được
xây dựng trên nền ArcGIS Engine theo mơ hình hướng thao tác đảm bảo cho
người sử dụng có các lựa chọn linh hoạt trong tổng qt hóa bản đồ.

Hình 1.4 : Giao diện chính của phần mềm GENMAP 2009
•

“ Tự động hóa thành lập bản ñồ hiện trạng sử dụng ñất trên cơ sở thơng tin
bản đồ địa chính số” của Vũ Xn Cường ñồng nghiệp năm 2009: tập trung
vào ứng dụng các công cụ cổng quát hóa vùng, thử nghiệm phần mềm hỗ trợ
ghép biên tự ñộng, gộp vùng, giản lược ñường bao và biên tập khung bản đồ.

•

“Phân tích thiết kế cơ sở dữ liệu không gian hỗ trợ một số hành vi tổng qt
hóa tự động dữ liệu bản đồ” của Lê ðăng Khôi năm 2010: tập trung nghiên
cứu cấu trúc Geodatabase để hỗ trợ các hành vi tổng qt hóa bản đồ.

•


Hiện nay TS ðồng Thị Bích Phương đang tiến hành nghiên cứu đề tài cấp Bộ
“Nghiên cứu hồn thiện cấu trúc dữ liệu cho cơ sở dữ liệu nền ñịa lý gắn với

HV: Nguyễn Thị Lan Thương

Trang 9


Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ

GVHD: TS Vũ Xuân Cường

các giải pháp tổng qt hóa dữ liệu tự động” chủ yếu tập trung vào hoàn thiện
cấu trúc dữ liệu cho cơ sở dữ liệu phục vụ cho quá trình tổng qt hóa tự động.
Tóm lại, hiện nay vấn đề tổng qt hóa bản đồ tự động vẫn cịn là một hướng
mở cần phải ñào sâu nghiên cứu và ñưa vào ứng dụng trong thực tế sản xuất bản ñồ,
giúp ñỡ cho các kỹ thuật viên giảm nhẹ ñược khối lượng công việc thủ công truyền
thống.
1.3. MỤC TIÊU – NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
1.3.1. Mục tiêu nghiên cứu
• Hệ thống hóa các quy định về tổng qt hóa bản đồ địa hình nói chung và lớp
bản đồ giao thơng nói riêng.
• Hồn thiện bộ cơng cụ tổng qt hóa yếu tố lớp đường giao thơng trên bản đồ
địa hình trong phần mềm ArcGIS.
• Giải quyết các mâu thuẫn phát sinh trong quá trình thực hiện tổng qt hóa.
1.3.2. Nội dung nghiên cứu
• Tiến hành thu thập, tìm hiểu và hệ thống hóa các quy định về tổng qt hóa bản
đồ (chủ yếu cho lớp đường giao thơng) trong các giáo trình, quy định thành lập
bản đồ địa hình.
• Tìm hiểu về tổng qt hóa bản đồ, các tốn tử, thuật tốn tổng qt hóa, các chỉ

tiêu, quy định tổng qt hóa trong các tài liệu nước ngoài: các bài báo, luận văn
Tiến sỹ, sách…
• Nghiên cứu, tìm hiểu về các phương pháp tính tốn xác định chỉ tiêu tổng qt
hóa bản đồ. Chẳng hạn như cơng thức của Tofer để tính trọng tải số lượng ñể lựa
chọn ñịa vật ñưa lên bản đồ.
• Tập trung nghiên cứu để xây dựng cơng cụ chọn lọc đối tượng đường giao
thơng. ðể trả lời được câu hỏi nên giữ lại ñối tượng nào, nên bỏ ñối tượng nào
thì ta phải ñánh giá tải trọng bản ñồ, mức ñộ trực quan của bản ñồ, số lượng ñối
tượng.

HV: Nguyễn Thị Lan Thương

Trang 10


Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ

GVHD: TS Vũ Xuân Cường

• Thiết kế, xây dựng cơng cụ tổng qt hóa (chủ yếu tập trung vào các cơng cụ
tổng qt hóa dạng ñường, bên cạnh ñó, làm thêm cho dạng vùng và dạng điểm
nếu cịn thời gian).
• Chuẩn bị dữ liệu: học viên dự kiến chọn bản đồ địa hình 1:2000 khu vực ngoại
thành của thành phố Hồ Chí Minh, nơi có mạng lưới đường giao thơng đa dạng:
đường ơ tơ, đường ñất, ñường bờ ruộng ñể tổng quát hóa ñưa về bản đồ tỷ lệ
1:10.000.
1.4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• Phần mềm: Sử dụng phần mềm ArcGIS 9.3 của hãng ESRI vì ñây là một phần
mềm thương mại rất mạnh và ñược sử dụng phổ biến, trong đó có nhiều cơng cụ
đã ñược xây dựng hỗ trợ cho quá trình tổng quát hóa bản đồ đặc biệt là cho lớp

dân cư. Sử dụng ngôn ngữ kịch bản (Scripting) trong ArcGIS cùng với các hàm
tổng qt hóa trong thư viện ArcObjects để xây dựng bộ cơng cụ tổng qt hóa
cho lớp đường giao thơng trên bản đồ địa hình.
• Phương pháp:
- Phương pháp phân tích tài liệu: phân tích các tài liệu thu thập được để đưa ra
các phương án tổng qt hóa.
- Phương pháp phân tích, tổng hợp: giúp cho việc hệ thống lại các quy định về
tổng qt hóa bản đồ địa hình nói chung và lớp dữ liệu đường giao thơng nói
riêng; đưa ra các tốn tử tổng qt hóa bản đồ; phân tích để giải quyết mâu
thuẫn sau tổng qt hóa.
- Phương pháp mơ hình hóa: giúp cho việc đưa ra mơ hình để xây dựng cơng
cụ tổng qt hóa.
- Phương pháp phân tích, thiết kế hệ thống: giúp xây dựng cơng cụ tổng qt
hóa trong phần mềm ArcGIS.
1.5. Ý NGHĨA CỦA ðỀ TÀI
1.5.1. Ý nghĩa khoa học
Tổng quát hóa bản đồ là một vấn đề đã được nghiên cứu từ lâu trên thế giới.
Nhưng do quá trình tổng qt hóa nói chung, tổng qt hóa tự động nói riêng là một
q trình hết sức phức tạp, có nhiều cơng đoạn mang yếu tố định tính, chủ quan nên

HV: Nguyễn Thị Lan Thương

Trang 11


Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ

GVHD: TS Vũ Xuân Cường

hiện nay đây vẫn cịn là một hướng cịn nhiều điều cần phải nghiên cứu. Trong ñiều

kiện hiện nay, học viên thực hiện đề tài này với mong muốn được góp phần hồn
thiện phương pháp tổng qt hóa tự động dữ liệu bản đồ địa hình trên nền GIS, khai
thác các cơng cụ có sẵn trong phần mềm ArcGIS của ESRI và xây dựng bộ cơng cụ
cho tổng qt hóa tự động lớp đường giao thơng của bản đồ địa hình.
1.5.2. Ý nghĩa thực tiễn
Ở nước ta, vẫn chưa xây dựng ñược một cơ sở dữ liệu phủ trùm quốc gia ñể
ñáp ứng nhu cầu sử dụng trong cả nước, trong nhiều lĩnh vực, khi cần dữ liệu thì
khơng phải khó khăn tìm kiếm, thu thập. Do đó, nếu luận văn thành cơng, cùng với
các nghiên cứu của những người đi trước, sẽ đóng góp cho q trình tổng qt hóa
tự ñộng, xây dựng dữ liệu phủ trùm cho cả nước.

HV: Nguyễn Thị Lan Thương

Trang 12