Đại Học Quốc Gia Tp. Hồ Chí Minh
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

LÊ ĐĂNG KHƠI

PHÂN TÍCH THIẾT KẾ
CƠ SỞ DỮ LIỆU KHƠNG GIAN
HỖ TRỢ MỘT SỐ HÀNH VI TỔNG QT HĨA
TỰ ĐỘNG DỮ LIỆU BẢN ĐỒ

Chuyên ngành: Bản đồ, viễn thám và hệ thống thông tin địa lý

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2010


i

CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH
--- oOo ---

Cán bộ hướng dẫn khoa học : Tiến sĩ Vũ Xuân Cường

Cán bộ chấm nhận xét 1 : Tiến sĩ Trần Trọng Đức

Cán bộ chấm nhận xét 2 : Tiến sĩ Lê Minh Vĩnh

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp. HCM

ngày 15 tháng 10 năm 2010.
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1. Ts. Lê Trung Chơn
2. Ts. Vũ Xuân Cường
3. Ts. Trần Trọng Đức
4. Pgs. Ts. Đào Xuân Lộc
5. Ts. Lê Minh Vĩnh
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Bộ môn quản lý chuyên ngành
sau khi luận văn đã được sửa chữa.
Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV

Bộ môn quản lý chuyên ngành


ii

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

----------------

---oOo--Tp. HCM, ngày 02 tháng 07 năm 2010

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên : LÊ ĐĂNG KHƠI

Giới tính : Nam


Ngày, tháng, năm sinh : 08/01/1979

Nơi sinh : Long An

Chuyên ngành: Bản đồ viễn thám và hệ thông tin địa lý
Mã số học viên: 01007145
Khoá (Năm trúng tuyển) : 2007.
1- TÊN ĐỀ TÀI: Phân tích thiết kế cơ sở dữ liệu khơng gian hỗ trợ một số

hành vi tổng quát hóa tự động dữ liệu bản đồ
2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN:

-

Nghiên cứu hành vi trong cơ sở dữ liệu và khái niệm tổng quát hóa bản đồ.

-

Nghiên cứu cơ sở dữ liệu hướng đối tượng và hướng đối tượng quan hệ
trong đó nhắm đến đối tượng mở rộng của GDB. Nghiên cứu khả năng sử
dụng công cụ ArcToolbox trong việc hỗ trợ tổng qt hóa bản đồ.

-

Phân tích thiết kế cơ sở dữ liệu không gian hỗ trợ một số hành vi tổng qt
hóa dữ liệu bản đồ và lập trình hiện thực hành vi tổng quát hóa.

3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 22/06/2009
4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 02/07/2010
5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:


TS. VŨ XUÂN CƯỜNG


iii

Nội dung và đề cương Luận văn thạc sĩ đã được Hội đồng Chuyên ngành thông qua.

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN
QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH

TS. VŨ XUÂN CƯỜNG


iv

LỜI CẢM ƠN
Đề tài nghiên cứu này sẽ không thể hồn thành nếu như thiếu sự trợ giúp nhiệt
tình và động viên của Thầy hướng dẫn, tập thể quý Thầy, Cơ đã dạy tơi trong q trình
học tại Trường Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh.
Tơi xin chân thành tri ân TS. Vũ Xuân Cường, người đã trực tiếp hướng dẫn
truyền đạt rất nhiều kiến thức quý báu và góp ý cho tơi rất nhiều trong suốt thời gian
thực hiện đề tài này.
Xin chân thành cảm ơn Quý Thầy Cô giảng dạy lớp cao học GIS 2007 đã trang
bị cho tôi những kiến thức nền tảng và những phương pháp nghiên cứu khoa học để tơi
có thể chủ động trong việc nghiên cứu thực hiện luận văn cũng như những công việc
khác trong thực tế.
Xin chân thành cảm ơn tập thể lãnh đạo và cán bộ đang làm việc tại Chi cục Đo

đạc và Bản đồ phía Nam đã tạo điều kiện, cung cấp dữ liệu và hỗ trợ tơi rất nhiều trong
q trình thực hiện đề tài.
Xin cảm ơn các bạn học viên cùng khóa cũng như khác khóa và các bạn đồng
nghiệp đã tận tình giúp đỡ tơi trong việc tìm hiểu nghiên cứu cơng nghệ phục vụ cho
luận văn này.
Xin cảm ơn tới tất cả những người thân trong gia đình, đặc biệt là vợ tơi, bạn bè
khắp nơi đã giúp đỡ, khuyến khích và động viên tơi trong suốt q trình học tập,
nghiên cứu và thực hiện luận văn này.
Lê Đăng Khôi


v

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
Cơ sở dữ liệu địa lý của các quốc gia phát triển theo hướng xây dựng cơ sở dữ
liệu bản đồ đa tỷ lệ phủ trùm toàn bộ lãnh thổ, bao gồm tập hợp các bản đồ tỷ lệ lớn và
các bản đồ tỷ lệ nhỏ hơn được tổng quát hóa ở các mức độ khác nhau tùy theo tỷ lệ và
mục đích sử dụng. Muốn thực hiện được điều đó thì phải có các giải pháp tổng quát
hóa bản đồ tự động đáp ứng nhu cầu đặt ra. Một trong những giải pháp đó là giải pháp
gắn kết hành vi có thể thực hiện được các thao tác tổng quát hóa vào trong cơ sở dữ
liệu.
Sự ra đời của geodatabase (ESRI) hiện nay đã phần nào đáp ứng được nhu cầu
lưu trữ đối với cơ sở dữ liệu địa lý. Với khả năng lưu trữ dữ liệu bản đồ dưới dạng
« quan hệ - đối tượng », geodatabase đã trở thành một công nghệ linh hoạt đáp ứng
hầu hết các yêu cầu đặt ra cho cơ sở dữ liệu địa lý. Tuy nhiên, geodatabase không phải
là cơ sở dữ liệu thuần khiết hướng đối tượng, vì vậy việc gắn kết hành vi phải có
những nghiên cứu bổ sung. Những nghiên cứu này sẽ bao hàm những nội dung sau:
tổng quát hóa bản đồ, lập trình hướng đối tượng, COM, UML, ArcObjects v.v...
Với mục tiêu đặt ra là phân tích thiết kế cơ sở dữ liệu không gian hỗ trợ một số
hành vi tổng quát hóa bản đồ, luận văn đã đưa ra được giải pháp thiết kế cơ sở dữ liệu

hướng đối tượng-quan hệ, kết hợp với các kỹ thuật, công nghệ UML, COM,
ArcObjects và lập trình hướng đối tượng nhằm gắn kết hành vi vào trong geodatabase.
Kết quả thu được là một cơ sở dữ liệu geodatabase được thiết kế hoàn chỉnh hỗ
trợ các hành vi tổng quát hóa nằm ngay trong các đối tượng bản đồ. Mặc dù các hành
vi tổng quát hóa chưa phong phú và chỉ đáp ứng được một phần u cầu thực sự của
q trình tổng qt hóa bản đồ tự động. Nhưng việc minh chứng khả năng gắn kết
hành vi trong geodatabase có thể làm tiền đề cho một hướng nghiên cứu rất có tương
lai trong tổng quát hóa bản đồ tự động nói riêng và xử lý dữ liệu khơng gian nói
chung.


vi

MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ .........................................................................................x 
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU................................................................................ xiv 
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ...............................................................................xv 
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1 
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ...........................................................................................3 
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ .......................................................................................................3 
1.2 TỒNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ........................................................5 
1.2.1 Các nghiên cứu trong nước. ............................................................................5 
1.2.2 Các nghiên cứu ngoài nước. ............................................................................6 
CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CƠ SỞ LÝ THUYẾT......................................................7 
2.1 TỔNG QUÁT HÓA BẢN ĐỒ ..............................................................................8 
2.1.1 Khái niệm về tổng quát hóa bản đồ.................................................................8 
2.1.2 Vấn đề tổng quát hóa bản đồ tự động ...........................................................10 
2.1.3 Một số quy định về tổng quát hóa bản đồ .....................................................11 
2.2 TỔNG QUAN VỀ CÁC MƠ HÌNH CƠ SỞ DỮ LIỆU ......................................14 
2.2.1 Cơ sở dữ liệu quan hệ (RDB – Relational Database) ...................................14 

2.2.2 Cơ sở dữ liệu hướng đối tượng .....................................................................15 
2.2.3 Cơ sở dữ liệu hướng đối tượng – quan hệ .....................................................20 
2.3 GIỚI THIỆU ARCGIS VÀ GEODATABASE CỦA HÃNG ESRI ...................21 
2.3.1 Giới thiệu ArcGIS. ........................................................................................21 
2.3.2 Giới thiệu Geodatabase. ................................................................................24 
2.3.3 Thiết kế và xây dựng Geodatabase. ..............................................................36 
2.3.4 Các cơng cụ tổng qt hóa bản đồ trong ArcGIS. ........................................37 
2.4 THƯ VIỆN ARCOBJECTS VÀ CÁC CƠNG CỤ PHÁT TRIỂN. ....................45 
2.4.1 Thư viện lập trình ArcObjects.......................................................................45 
2.4.2 Visual Basic for Application .........................................................................46 


vii

2.4.3 Microsoft Visual Basic 6.0............................................................................47 
2.4.4 Microsoft Visual C++ 6.0. ............................................................................47 
2.4.5 Microsoft Visual Studio .NET ......................................................................48 
2.5 CÁC CÔNG CỤ HỖ TRỢ...................................................................................48 
2.5.1 Lý thuyết mơ hình hóa cơ sở dữ liệu UML...................................................49 
2.5.2 Cơng cụ hỗ trợ xuất mơ hình UML ra file XML. .........................................51 
CHƯƠNG 3: MƠ HÌNH TỔNG QUAN CƠ SỞ DỮ LIỆU .........................................52 
3.1 MƠ HÌNH TỔNG QUAN ...................................................................................52 
3.2 MƠ TẢ CÁC THÀNH PHẦN.............................................................................52 
3.3 CÁC NHÓM CHỨC NĂNG ...............................................................................53 
3.3.1 Chức năng người dùng ..................................................................................54 
3.3.2 Chức năng phần mềm ArcInfo: .....................................................................54 
3.3.3 Chức năng Geodatabase ................................................................................54 
3.3.4 Chức năng của đối tượng mở rộng ................................................................55 
3.4 ĐỀ XUẤT KIẾN TRÚC HỆ THỐNG ................................................................56 
CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH, THIẾT KẾ CƠ SỞ DỮ LIỆU. .........................................57 

4.1 PHÂN TÍCH, THIẾT KẾ CƠ SỞ DỮ LIỆU MỨC Ý NIỆM .............................57 
4.1.1 Phân tích, xác định các lớp đối tượng ...........................................................57 
4.1.2 

Xác định các thuộc tính và hành vi của các lớp đối tượng. ...................58 

4.2 THIẾT KẾ CƠ SỞ DỮ LIỆU MỨC LUẬN LÝ .................................................59 
4.2.1 Thiết kế lược đồ cơ sở dữ liệu.......................................................................59 
4.2.2 Thiết kế lớp đối tượng ...................................................................................62 
4.3 PHÂN TÍCH, THIẾT KẾ CÁC THUẬT TOÁN ................................................63 
4.3.1 Chú giải ký hiệu trong các lưu đồ .................................................................63 
4.3.2 Thuật tốn tổng qt hóa đối tượng hình tuyến. ...........................................64 
4.3.3 Gán các trọng số cho đối tượng ....................................................................65 
4.3.4 Lưu đồ giải thuật của các hành vi .................................................................66 


viii

4.4 THIẾT KẾ MODUL TRUY XUẤT CƠ SỞ DỮ LIỆU ......................................72 
4.4.1 Thiết kế giao diện ..........................................................................................72 
4.4.2 Thiết kế chức năng ........................................................................................72 
CHƯƠNG 5: TRIỂN KHAI, VẬN HÀNH CƠ SỞ DỮ LIỆU .....................................75 
5.1 QUY TRÌNH TRIỂN KHAI ................................................................................75 
5.2 HIỆN THỰC MƠ HÌNH LUẬN LÝ ...................................................................76 
5.2.1 Thuật ngữ ......................................................................................................76 
5.2.2 Triển khai các lớp đối tượng .........................................................................76 
5.3 XUẤT MƠ HÌNH SANG XML ..........................................................................76 
5.4 LẬP TRÌNH CÁC HÀNH VI..............................................................................77 
5.4.1 Cơng cụ phát triển ........................................................................................77 
5.4.2 Xây dựng các modul đối tượng. ....................................................................78 

5.4.3 Xuất tập tin thư viện liên kết động theo chuẩn COM. ..................................79 
5.4.4 Đăng ký thư viện dll với windows. ...............................................................80 
5.4.5 Tóm tắt quy trình tạo lớp đối tượng và đăng ký với windows......................81 
5.5.1 Tạo tập tin Personal GDB .............................................................................82 
5.5.2 Nhập dữ liệu. .................................................................................................85 
5.5.3 Gán hành vi cho Feature Class. .....................................................................87 
5.6 TẠO GIAO DIỆN TƯƠNG TÁC. ......................................................................88 
5.7 VẬN HÀNH THỬ NGHIỆM ..............................................................................89 
5.8 ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ .....................................................................................101 
CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI ..102 
6.1 KẾT LUẬN........................................................................................................102 
6.1.1 Kết quả đạt được của đề tài .........................................................................102 
6.1.2 Ý nghĩa của đề tài ........................................................................................102 
6.2 ĐỀ XUẤT HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO ...........................................102 
6.3 NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI ................................................................103 


ix

6.3.1 Những đóng góp ..........................................................................................103 
6.3.2 Hạn chế của đề tài .......................................................................................103 
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...........................................................................................103 
LÝ LỊCH TRÍCH NGANG .........................................................................................106 
Phụ lục 1 .....................................................................................................................107 


x

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 2.1: Ba thành phần của một đối tượng..................................................................15 

Hình 2.2: Mơ hình hướng đối tượng..............................................................................17 
Hình 2.3: Cấu trúc dịng sản phẩm phần mềm ArcGIS .................................................21 
Hình 2.4: Giao diện phần mềm ArcMap .......................................................................22 
Hình 2.5: Giao diện phần mềm ArcCatalog ..................................................................23 
Hình 2.6: Giao diện ArcToolbox và ModelBuilder. .....................................................24 
Hình 2.7: Kiến trúc Geodatabase...................................................................................25 
Hình 2.8: Feature Dataset trong ArcCatalog .................................................................25 
Hình 2.9: Feature Class trong ArcCatalog ....................................................................26 
Hình 2.10: Thể hiện đối tượng lên lưới tọa độ ..............................................................26 
Hình 2.11: Cách chiếu đối tượng lên bề mặt trái đất .....................................................26 
Hình 2.12: Các thuộc tính của một ngơi nhà .................................................................27 
Hình 2.13: Ba kiểu dữ liệu phụ của đối tượng Nhà .......................................................27 
Hình 2.14: Mối quan hệ giữa các đối tượng ..................................................................27 
Hình 2.15: Một ví dụ về chuẩn giới hạn kiểu dữ liệu nhà .............................................28 
Hình 2.16: Một ví dụ về việc thể hiện các quy tắc ........................................................28 
Hình 2.17: Mối quan hệ topology trong mặt phẳng ......................................................28 
Hình 2.18: Kế thừa của các đối tượng ...........................................................................29 
Hình 2.19: Mối quan hệ giữa các bảng..........................................................................31 
Hình 2.20: Kiến trúc geodatabase đa tầng .....................................................................32 
Hình 2.21: Quy trình tương tác giữa ứng dụng và COM ..............................................33 
Hình 2.22: Sơ đồ mối quan hệ các đối tượng mở rộng trong Geodatabase ..................34 
Hình 2.23: Sơ đồ tạo ra Geodatabase ............................................................................36 
Hình 2.24: Các cơng cụ trong Generalization Toolset ..................................................37 
Hình 2.25: Aggregate Polygons ....................................................................................37 
Hình 2.26: Collapse Dual Lines To Centerline .............................................................38 
Hình 2.27: Dissolve .......................................................................................................38 


xi


Hình 2.28: Eliminate......................................................................................................38 
Hình 2.29: Simplify Building ........................................................................................39 
Hình 2.30: Simplify Line ...............................................................................................39 
Hình 2.31: Smooth Line ................................................................................................39 
Hình 2.32: Làm trơn đa giác ..........................................................................................39 
Hình 2.33: Hộp thoại Simplify Building .......................................................................40 
Hình 2.34: Cơng cụ Geoprocessing ...............................................................................41 
Hình 2.35: Các bước mơ hình bằng Model Builder ......................................................41 
Hình 2.36: Mơ hình sử dụng hai cơng cụ Aggregate Polygons và Simplify Building..41 
Hình 2.37: Dữ liệu ban đầu ...........................................................................................42 
Hình 2.38: Kết hợp và đơn giản đối tượng ....................................................................42 
Hình 2.39: Tạo Marco sử dụng Tollbox ........................................................................42 
Hình 2.40: Chạy một ứng dụng Macro ..........................................................................43 
Hình 2.41: Hàm Generalize của IPolycurve ..................................................................44 
Hình 2.42: Giao tiếp của ArcObjects với các ứng dụng khác .......................................45 
Hình 2.43: Mơi trường lập trình VBA tích hợp trong ArcMap .....................................46 
Hình 2.44: Mơi trường lập trình VB6............................................................................47 
Hình 2.45: Mơi trường lập trình VC++ .........................................................................48 
Hình 2.46:Sơ đồ hoạt động ............................................................................................48 
Hình 2.47: Đối tượng .....................................................................................................49 
Hình 2.48: Lớp đối tượng ..............................................................................................49 
Hình 2.49: Giao diện .....................................................................................................49 
Hình 2.50: Mối liên kết .................................................................................................50 
Hình 2.51: Tổng quát hóa ..............................................................................................50 
Hình 2.52: Tổng hợp .....................................................................................................50 
Hình 2.53: Mơ hình UML ArcInfo ................................................................................51 
Hình 3.1: Mơ hình tổng quan hệ thống..........................................................................52 
Hình 3.2: Mơ hình liên kết đối tượng ............................................................................53 
Hình 3.3: Sơ đồ liên kết giữa thuộc tính và hành vi ......................................................55 



xii

Hình 3.4: Kiến trúc hệ thống .........................................................................................56 

Hình 5.1:Sơ đồ tạo geodatabase ....................................................................................75 
Hình 5.2: Đối tượng đường bộ   Hình 5. 3: Đối tượng Nhà.........................................76 
Hình 5.4: Các bước xuất ra file XML ...........................................................................77 
Hình 5.5: Lưu file XML ................................................................................................77 
Hình 5.6: Thơng báo thành cơng ...................................................................................77 
Hình 5.7: Các modul trong VB6....................................................................................78 
Hình 5.8: Cơng cụ tạo tập tin dll trong VB6. ................................................................79 
Hình 5.9: Kiểm tra các thơng số trước khi xuất ............................................................80 
Hình 5.10: Thực hiện đăng ký .......................................................................................80 
Hình 5.11: Thơng báo đã đăng ký thành cơng ..............................................................80 
Hình 5.12: Quy trình tạo lớp đối tượng và đăng ký với windows.................................81 
Hình 5.13: Tạo file Personal Geodatabase ....................................................................82 
Hình 5.14: Mở Schema Wizard .....................................................................................82 
Hình 5.15: Kích hoạt biểu tượng ...................................................................................83 
Hình 5.16: Chọn file XML đã lưu ở trên .......................................................................83 
Hình 5.17u: Các feature Class trong lược đồ ................................................................83 
Hình 5.18: Chọn hệ quy chiếu .......................................................................................84 
Hình 5.19: Kiểm tra các thuộc tính ...............................................................................84 
Hình 5.20: Xem kết quả trong ArcCatalog...................................................................84 
Hình 5.21: Cách lấy cơng cụ tải dữ liệu ........................................................................85 
Hình 5.22: Chuyển sang chế độ Edit .............................................................................85 
Hình 5.23: Chọn dữ liệu nguồn .....................................................................................86 
Hình 5.24: Chọn các trường tương ứng .........................................................................86 
Hình 5.25: Tóm tắt trước khi thực hiện. ........................................................................87 
Hình 5.26: Mở ThisDocument.......................................................................................87 

Hình 5.27: Chọn Feature Class ......................................................................................88 
Hình 5.28: Cập nhật thành cơng cho duongBo..............................................................88 


xiii

Hình 5.29: Giao diện đối tượng đường..........................................................................88 
Hình 5.30: Giao diện đối tượng nhà ..............................................................................89 
Hình 5.31 : Bắt đầu biên tập ..........................................................................................90 
Hình 5.32: Chọn cơng cụ Select Features trên Toolbox................................................91 
Hình 5.33: Xác định tỷ lệ cần tổng qt hóa. ................................................................91 
Hình 5.34: Chọn thuật tốn cần sử dụng .......................................................................91 
Hình 5.35: Xác định độ dời offset tương ứng với tỷ lệ .................................................91 
Hình 5.36: Chọn chức năng Validate Features trên thanh cơng cụ ...............................92 
Hình 5.37: Kết quả đơn giản hóa đường sơng ở tỷ lệ 1:25.000 đưa về tỷ lệ 1:50.000..92 
Hình 5.38: Thuật tốn Douglas Peuker .........................................................................93 
Hình 5.39: Thuật tốn Lang...........................................................................................93 
Hình 5.40: Thơng số nhập vào cho đối tượng đường ....................................................94 
Hình 5.41: Một góc các đối tượng nhà ở tỷ lệ 1:2000...................................................95 
Hình 5.42 : Bắt đầu biên tập ..........................................................................................95 
Hình 5.43: Chọn chức năng Lấy ID gần kề 1 khoảng Offset (GetOIDNear()) .............95 
Hình 5.44: Chọn chức năng Validate Features trên thanh công cụ để thực hiện lệnh. .96 
Hình 5.45: Các đối tượng bị chia cắt bởi một tuyến đường ..........................................96 
Hình 5.46: Chọn chức năng “Loại bỏ đối tượng đối diện con đường” .........................97 
Hình 5.47: Chọn chức năng Validate Features trên thanh công cụ để thực hiện lệnh. .97 
Hình 5.48: Chọn chức năng “Loai bỏ đối tượng khác loại nhà” ...................................98 
Hình 5.49: Chọn chức năng Validate Features trên thanh cơng cụ để thực hiện lệnh. .98 
Hình 5.50: Chọn chức năng Tạo nhóm IDs. ..................................................................99 
Hình 5.51: Chọn chức năng Validate Features trên thanh công cụ để thực hiện lệnh. .99 
Hình 5.52: Kết quả gộp các đối tượng có cùng nhóm và hiển thị ở tỷ lệ 1:5000........100 

Hình 5.53: Dữ liệu ban đầu hiển thị ở tỷ lệ 1:5000 .....................................................100 


xiv

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1: Thuộc tính của một lớp đối tượng.................................................................31 
Bảng 2.2: GDB_ObjectClasses .....................................................................................34 
Bảng 4.1: Bảng thuộc tính lớp Đường bộ......................................................................60 
Bảng 4.2: Bảng thuộc tính phụ loaiDuongBo ...............................................................60 
Bảng 4.3: Bảng thuộc tính loạiChatLieuTraiMat ..........................................................61 
Bảng 4.4: Bảng thuộc tính lớp nhà ................................................................................61 
Bảng 4.5: Bảng gán trọng số trường loaiChatLieuTraiMat ..........................................65 
Bảng 4.6: Các giá trị tiểu chuẩn TQH nhà ....................................................................66 
Bảng 5.1: Bảng thuộc tính lớp đường bộ ................................................................................... 88 
Bảng 5.2: Bảng thuộc tính lớp đường bộ ......................................................................89 
Bảng 5.3: Bảng dữ liệu đã cập nhật các trọng số k,w ...................................................90 
Bảng 5.4: Bảng dữ thuộc tính của đối tượng nhà. Trường OIDNear=0........................94 
Bảng 5.5: Bảng dữ thuộc tính của đối tượng nhà sau khi cập nhật trường OIDNear. ..96 
Bảng 5.4: Bảng dữ liệu thuộc tính của 3 đối tượng trên hình 5.43 ...............................96 
Bảng 5.7: Bảng dữ liệu thuộc tính của 3 đối tượng trên hình 5.43 ...............................97 
Bảng 5.8: Kết quả sau khi loại bỏ giá trị gần kề của các đối tượng khác loại nhà........98 
Bảng 5.9: Kết quả sau khi loại bỏ giá trị gần kề của các đối tượng khác loại nhà........99 


xv

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
BĐĐH
CAD

CLSID
CSDL
COM
ESRI
EXCLSID
DB
DBMS
DLL
GIS
GDB
OID
OODB
ORDB
TQH
TQHTĐ
UML
VB
VBA
XML

Bản đồ địa hình
Computer-Aided Design
Class ID
Cơ sở dữ liệu
Component Object Modal
Environmental Systems Research Institute
Extension Class ID
Database
Database Management System
Dynamic Linked Library

Geographical Information System
Geodatabase
Object IDentity
Object-Oriented Database
Object Relation Database
Tổng quát hóa
Tổng quát hóa tự động
Unified Model Language
Visual Basic
Viasul Basic for Application
eXtensible Markup Language

Danh sách các thuật ngữ dịch trong luận văn
Class
Lớp
Object Class
Lớp đối tượng
Class Extension
Lớp mở rộng
Feature
Đối tượng bản đồ
Feature Class
Lớp không gian
Custom feature
Đối tượng bản đồ tùy biến
Validation Rules
Những quy tắc kiểm tra
Framework
Cơng việc khung
Module

Mođun
Attribute
Thuộc tính
Property
Thuộc tính của đối tượng
Behaviour
Hành vi
Field
Trường
Row
Dòng
Table
Bảng
Interface
Giao diện
Implemente
Triển khai


1

MỞ ĐẦU
Mục tiêu nghiên cứu
Nghiên cứu giải pháp xây dựng cơ sở dữ liệu không gian hỗ trợ một số hành vi
tổng quát hóa tự động dữ liệu bản đồ.
Đối tượng nghiên cứu
- Cơ sở dữ liệu không gian GDB của hãng ESRI;
- Các đối tượng bản đồ và tổng quát hóa các đối tượng này trong GDB;
Giới hạn phạm vi nghiên cứu
- Đề tài khơng nhằm mục đích xây dựng một bộ tiêu chuẩn hoặc những trọng số

tiêu chuẩn cho việc tổng quát hóa bản đồ, mà chỉ nhằm giới thiệu việc xây dựng một
phương pháp tổng quát hóa dựa trên kỹ thuật hướng đối tượng quan hệ của cơ sở dữ
liệu không gian GDB của hãng ESRI. Do đó mơ hình chính mà đề tài đưa ra là giới
thiệu một cách tiếp cận mới về việc thiết kế và sử dụng cơ sở dữ liệu không gian GDB.
- Đề tài tập trung vào việc xây dựng hành vi tổng quát hóa cho các đối tượng bản
đồ trong cơ sở dữ liệu địa lý GDB của hãng ESRI. Mỗi đối tượng bản đồ sẽ tự động
xác định trước các trọng số cần thiết cho việc tổng quát hóa bản đồ. Tuy nhiên, mơ
hình này vẫn trên cơ sở mơ hình tương tác (interactive) và cần có sự tham gia của
người sử dụng.
- Phạm vi nghiên cứu của đề tài chỉ gói gọn trong việc xây dựng một số các hành
vi tổng quát hóa cơ bản cho một tỷ lệ bản đồ, cụ thể là bản đồ nền địa hình tỷ lệ 1:2000
để đưa xuống tỷ lệ nhỏ hơn 1:10 000
- Dữ liệu sử dụng: Lớp đối tượng đường giao thông và lớp dân cư - lớp nhà.
- Khu vực nghiên cứu là địa bàn Huyện Tân An, Tỉnh Long An.
Nội dung nghiên cứu
- Tìm hiểu hiện trạng những vấn đề nghiên cứu.
- Nghiên cứu tài liệu và một số vấn đề có liên quan đến hành vi trong cơ sở dữ
liệu và khái niệm tổng quát hóa bản đồ.
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết.
o Lý thuyết tổng quát hóa bản đồ và tổng quát hóa bản đồ tự động.
o Một số quy định về tổng quát hóa bản đồ.
o Lý thuyết về cơ sở dữ liệu hướng đối tượng và hướng đối tượng quan hệ,
trong đó nhắm đến đối tượng mở rộng của GDB.
o Lý thuyết về mô hình hóa đối tượng UML.
o Lý thuyết về lập trình hướng đối tượng và mơ hình đối tượng thành phần
(COM-Component Objects Model).
- Nghiên cứu khả năng sử dụng công cụ ArcToolbox để hỗ trợ cho việc tổng quát hóa.
- Nghiên cứu cấu trúc GDB và khả năng mở rộng đối tượng có xác lập hành vi.



2

-

Nghiên cứu về những ràng buộc tồn vẹn về khơng gian có thể có trong cơ sở
dữ liệu khơng gian.
Phân tích, thiết kế cơ sở dữ liệu và giải thuật cho hành vi tổng qt hóa dữ liệu
bản đồ.
Lập trình hiện thực hành vi tổng quát hóa bản đồ.
Nghiên cứu khả năng áp dụng và lãnh vực đóng góp thực tiễn của đề tài. Định
hướng phát triển trong tương lai.

Phương pháp nghiên cứu và cách tiếp cận
- Cách tiếp cận đề tài: Sử dụng cách tiếp cận hệ thống. Phân tích các thành phần
và mối quan hệ giữa các thành phần để đưa ra mơ hình hệ thống phù hợp với
mục tiêu đề tài.
- Phương pháp phân tích tổng hợp tài liệu
o Nghiên cứu tài liệu, cơ sở lý thuyết của những vấn đề có liên quan dẫn đến
dẫn đến việc xác định mục tiêu và phương pháp thực hiện đề tài.
- Phương pháp phân tích, thiết kế hệ thống
o Dựa trên cơ sở lý thuyết đã được nghiên cứu; dựa trên mục tiêu của đề tài
để đưa ra mô hình hệ thống phù hợp.
- Phương pháp mơ hình hóa
o Vận dụng để đề xuất mơ hình của hệ thống và hiện thực mơ hình.
Những kỹ thuật hỗ trợ nghiên cứu
- ArcInfo 9.2, 9.3 – Mơi trường phát triển tích hợp cho việc thi hành toàn bộ hệ
thống.
- CASE Tools hỗ trợ xây dựng GDB.
o Microsoft Visio 2007 – Để thiết kế mơ hình bằng ngơn ngữ UML.
o Code Generate Wizard cho ngôn ngữ C++ 6.0.

o Sử dụng Schema Wizard của ArcGIS trong ArcCatalog.
- Microsoft Visual Basic, C++ 6.0. Dùng để lập trình những hành vi trong GDB.
Bố cục của báo cáo
Báo cáo gồm 5 chương và 2 phụ lục cùng với nhiều hình vẽ và biểu bảng minh hoạ
Chương 1: Tổng quan
Chương 2: Nghiên cứu cơ sở lý thuyết
Chương 3: Mơ hình tổng quan cơ sở dữ liệu
Chương 4: Phân tích thiết kế cơ sở dữ liệu
Chương 5: Triển khai vận hành cơ sở dữ liệu
Chương 6: Kết luận và đề xuất hướng phát triển của đề tài


3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Cho đến hiện nay, cơng nghệ máy tính đã phát triển rất nhanh và đã đem lại nhiều
ích lợi thiết thực cho con người. Máy tính đã dần dần trở nên cơng cụ đắc lực trợ giúp
con người trong nhiều lãnh vực khác nhau. Trước đây khi cơng nghệ thơng tin địa lý cịn
chưa phát triển, thì việc thành lập bản đồ địi hỏi thời gian rất dài, tốn nhiều chi phí mà
cịn thiếu chính xác nữa. Nhưng nay máy tính đã hỗ trợ một cách đắc lực trong quá trình
thành lập bản đồ. Có thể nói tất cả các cơng đoạn, bắt đầu từ khâu thành lập, biên tập, in
ấn đến tra cứu đã trở nên nhanh hơn và chính xác hơn.
Xu hướng hiện nay mà các nước tiên tiến đã và đang hướng đến là xây dựng cơ sở
dữ liệu bản đồ đa tỷ lệ phủ trùm toàn bộ lãnh thổ bao gồm tập hợp các bản đồ tỷ lệ lớn
với mức độ thể hiện nội dung chi tiết nhất có thể và các bản đồ tỷ lệ nhỏ hơn được tổng
quát hóa ở các mức độ khác nhau tùy theo tỷ lệ và mục đích sử dụng. Lợi ích rất thiết
thực mang lại là dữ liệu luôn đảm bảo đồng nhất, giảm chi phí thành lập và nâng cao
được chất lượng bản đồ. Muốn thực hiện được điều đó thì phải có các giải pháp tổng quát
hóa (TQH) bản đồ tự động đáp ứng nhu cầu đặt ra.

Tuy nhiên cho đến hiện nay, các cơng cụ tổng qt hóa được đưa ra chủ yếu dành
cho tổng quát hóa các đối tượng độc lập và địi hỏi phải có sự can thiệp nhiều của các kỹ
thuật viên. Bản đồ có khả năng mang thông tin một cách xuất sắc, các đối tượng trên đồ
rất nhiều và có mối quan hệ phức tạp và cực kỳ khó định lượng. Chính vì vậy, cho đến
nay cũng chưa có giải pháp tổng quát hóa bản đồ nào mang tính tồn diện và hồn tồn tự
động cả.
Trong sản xuất hiện nay quá trình TQH được các tác nghiệp viên thực hiện trên
bản đồ số với những công cụ xử lý đồ họa của các phần mềm CAD/GIS. Những cơng cụ
này có thể là những cơng cụ biên tập thơng thường hoặc có thể là những cơng cụ hỗ trợ
TQH chuyên dụng được trang bị trong các gói phần mềm.
Việc hiện thực bài tốn tổng qt hóa bản đồ tự động trên cơ sở công nghệ GIS
hiện nay được triển khai theo nhiều phương án khác nhau. Một số phương án phổ biến có
thể liệt kê ra như: xây dựng mơ hình xử lý bằng ngơn ngữ kịch bản (như ModelBuilder
của hãng ESRI), viết script để sử dụng các cơng cụ tổng qt hóa sẵn trong các bộ phần
mềm GIS, xây dựng các modul chuyên biệt bằng các ngôn ngữ cấp cao như VBA, VB,


4

VC++, VB.NET, C#, Java kết hợp với các ActiveX Component xử lý bản đồ của các
hàng phần mềm GIS (như MapObjects, ArcObjects, MapXtreme, ...)
Các phương án tổng quát hóa bản đồ nêu trên (cả các phương án tổng quát hóa tự
động và thao tác trực tiếp của tác nghiệp viên) mặc dù khác nhau nhưng có chung một
đặc điểm về tiếp cận với dữ liệu là những thao tác xử lý, biến đổi dữ liệu đều được thực
hiện từ bên ngoài cơ sở dữ liệu. Cách tiếp cận với dữ liệu như vậy hoàn toàn đúng đắn và
hết sức tự nhiên. Tuy nhiên, cịn có một cách tiếp cận khác, hay hơn, tiên tiến hơn là hiện
thực xử lý, biến đổi dữ liệu ở ngay trong cơ sở dữ liệu.
Một cơ sở dữ liệu khơng gian trong đó các đối tượng có khả năng tự xác định các
thuộc tính của mình và tùy vào hồn cảnh có thể thực hiện một số các hành vi tương ứng
như thể hiện ra trên bản đồ hoặc tự chọn lựa cách đơn giản hóa chính mình về mặt khơng

gian sẽ đem lại lợi ích rất lớn cho lĩnh vực thông tin địa lý hiện nay. Trong thành lập bản
đồ, khi một đối tượng tự xác định các thuộc tính khơng gian, sẽ làm giảm thiểu sai sót
trong q trình biên tập, trong việc hiển thị bản đồ ở những tỷ lệ khác nhau, những đối
tượng tự động xác định cách thể hiện ra màn hình như là dịch chuyển khi có xung đột với
một đối tượng khác có độ ưu tiên cao hơn hoặc tự chọn các ký hiệu thay thế. Với cách
tiếp cận thơng thường thì người dùng phải quản lý các đoạn mã rời rạc để xử lý các đối
tượng bản đồ và khi cài đặt một cơ sở dữ liệu thì người dùng phải cài đặt một chương
trình đi kèm để quản lý và xử lý cơ sở dữ liệu của mình. Ngược lại, với cách tiếp cận mới
này, khi đã gắn kết các hành vi cho đối tượng bản đồ thì người dùng khơng cần phải viết
các đoạn mã xử lý bản đồ mà chỉ cần gởi các thông báo kích hoạt hành vi đến các lớp đối
tượng bản đồ.
Trong các giải pháp quản lý, lưu trữ dữ liệu không gian hiện nay, geodatabase của
hãng ESRI được coi là một giải pháp vượt trội, được nhiều người dùng chấp nhận và sử
dụng. Giải pháp này dựa trên mơ hình cơ sở dữ liệu hướng đối tượng-quan hệ nên trong
đó các đối tượng dữ liệu có cả các thuộc tính và hành vi. Tuy nhiên geodatabase hỗ trợ
khả năng hướng đối tượng như thế nào, làm sao có thể hiện thực các hành vi xứ lý dữ liệu
(ví dụ như các thao tác tổng quát hóa bản đồ) vào cơ sở dữ liệu một cách hiệu quả để áp
dụng vào thực tế vẫn là một vấn đề cần có những nghiên cứu và thử nghiệm. Đó chính là
lý do hình thành đồng thời là vấn đề cần giải quyết chủ yếu của đề tài này.


5

1.2 TỒNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU
1.2.1 Các nghiên cứu trong nước.
Tại Việt Nam đã có một số nghiên cứu đánh giá các phần mềm tổng quát hóa bản
đồ hiện có trên thế giới, tình hình áp dụng tại các cơ quan đo đạc bản đồ trên thế giới,
nghiên cứu qui trình tổng qt hóa bản đồ thủ cơng, xác định khả năng tự động hóa, đề ra
các nguyên tắc tổng qt hóa với mục đích xây dựng qui trình ứng dụng các phần mềm
nước ngồi cho tổng qt hóa thành lập bản đồ địa hình số của Việt Nam. Tuy nhiên giới

chuyên môn vẫn chưa được tiếp cận với các kết quả nghiên cứu này.
Ngồi ra các cơng cụ tổng quát hóa có sẵn trong các phần mềm thương mại thông
dụng cũng được 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 đồ số. Các công cụ này tương đối nghèo nàn, chủ
yếu dành cho TQH các đối tượng độc lập, đòi hỏi sự can thiệp của kỹ thuật viên ở nhiều
công đoạn. Việc tổng quát hoá mạng lưới, đặc biệt là mạng lưới các đối tượng hình tuyến
như giao thơng, thuỷ hệ, các đường cấu trúc địa hình ..., khi thể hiện các đặc điểm mật
độ, phân bố, cấu trúc của toàn hệ thống hiện hồn tồn dựa vào kinh nghiệm chun mơn
và quan điểm thẩm mỹ của người biên tập.
Trong số công trình nghiên cứu tương đối sâu về tổng qt hóa bản đồ có thể kể
đến “Báo cáo tổng kết chi tiết kết quả đề tài 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” (Vũ
Bích vân và nnk,1991). Báo cáo đề cập đến đặc điểm và các yêu cầu về tổng qt hóa
trong thành lập bản đồ địa hình bằng phương pháp biên vẽ. Đề tài Nghiên cứu một số vấn
đề về tổng quát hóa bản đồ và ứng dụng trong các hệ thông tin địa lý (Đặng Văn Đức và
nnk, 2003) tập trung vào các thuật tốn tổng qt hóa dữ liệu raster. Báo cáo kết quả đề
tài nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ tổng qt hóa bản đồ địa hình theo cơng nghệ số cho
dải tỷ lệ 1: 25 000-1:50000 (Nguyễn Thị Phương và nnk, 2006) đề cập đến một số vấn đề
lý luận về tổng quát hóa bản đồ địa hình theo hướng cơng nghệ số trên cơ sở ứng dụng
các công cụ của phần mềm ArcGIS như chọn bỏ theo thuộc tính, giản lược đường, gộp
vùng v.v... dưới dạng một extention của ArcGIS 9.2. Báo cáo kết quả đề tài "Tự động hóa
thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất trên cơ sở thông tin bản đồ địa chính số" [1] tập
trung vào ứng dụng các cơng cụ tổng qt hóa vùng cho trong thành lập bản đồ hiện trạng
sử dụng đất và thử nghiệm phần mềm hỗ trợ ghép biên tự động, gộp vùng, giản lược


6

đường bao và biên tập khung bản đồ trong thành lập bản đồ hiện trạng sử dụng đất từ các
tư liệu địa chính. Đề tài này sử dụng ngơn ngữ lập trình C# và MapExtreme để xây dựng

các modul tổng quát hóa.
Năm 2007, đề tài nghiên cứu khoa học cấp bộ: “Nghiên cứu cơ sở khoa học tổng
quát hoá bản đồ tự động và xây dựng phần mềm tổng quát hố bản đồ từ dữ liệu bản đồ
địa hình tỷ lệ lớn hơn” do TS. Đồng Thị Bích Phương thực hiện. Đề tài sử dụng ngơn ngữ
lập trình C# và bộ thư viện ArcEngine của ArcGIS để xây dựng ứng dụng và tổng qt
hóa bằng cách sử dụng các cơng cụ tổng quát hóa bản đồ đã được viết sẵn trong bộ
ArcToolbox [6-p75].
Qua nhiều nghiên cứu về cách thức thực hiện tổng quát hóa các đối tượng bản đồ
ở trên, chưa có cách tiếp cận nào nói đến việc cài đặt và sử dụng hành vi trong cơ sở dữ
liệu không gian. Điều này minh chứng rằng hành vi của đối tượng chưa được quan tâm
và hay bị lãnh quên trong các hệ thống GIS tuy khái niệm hướng đối tượng trong GIS đã
có từ nhiều năm trở lại đây. Do đó có thể nói hướng tiếp cận hướng đối tượng trong cơ sở
dữ liệu không gian cần phải được quan tâm và nghiên cứu nhiều hơn.
1.2.2 Các nghiên cứu ngồi nước.
Trong khoảng 30 năm trở lại đây đã có nhiều nỗ lực của các chuyên gia toán học,
địa lý, bản đồ và công nghệ thông tin để phát triển các phương pháp, giải thuật, cơng cụ
tổng qt hóa tự động. Các công cụ TQHTĐ trong thời kỳ đầu được xây dựng chủ yếu
nhằm mục đích giảm nhẹ lao động trong thành lập bản đồ bằng cách mô phỏng các thao
tác tổng quát hóa trong thành lập bản đồ truyền thống.
Để phân biệt mức độ tự động trong tổng quát hóa các nhà bản đồ đưa ra thuật ngữ
Tổng quát hóa hồn tồn tự động (On-the-fly, Real - time) và Tổng qt hóa trên màn
hình (On-screen) hoặc tương tác (interactive). Các vấn đề của tổng qt hóa hồn tồn tự
động hiện chưa được giải quyết trọn vẹn. Các phần mềm thương mại thường cung cấp
các giải pháp TQH On screen đòi hỏi các mức độ can thiệp khác nhau của kỹ thuật viên
trong q trình TQH.
Hiện đang có hai xu hướng rõ rệt trong nghiên cứu tổng quát hóa tự động. Trong
khi tổng qt hóa bản đồ (cartographic generalisation), cịn gọi là tổng qt hóa hình học,
có mục đích chính là thành lập bản đồ, chú trọng nhiều hơn đến việc thể hiện các đối
tượng theo các qui tắc của bản đồ học truyền thống thì các nghiên cứu về tổng quát hóa



7

mơ hình (model generalisation, database generalisation) có mục đích tạo ra các gói, tập
dữ liệu từ CSDL ban đầu.
Trước đây các nghiên cứu về tổng quát hóa tự động tập trung vào xây dựng các
giải thuật và công cụ dành cho tổng qt hóa hình học, mơ phỏng thao tác của kỹ thuật
viên. Chẳng hạn, các giải thuật tổng quát hóa các yếu tố hình tuyến độc lập như giải thuật
làm trơn đường Douglass-Peuker (1973) và giải thuật approximation của Li-Openshaw
(1993) đã được áp dụng trong nhiều phần mềm thương mại.
Có thể kể đến một số cơng trình nghiên cứu quan trọng, có nhiều ảnh hưởng đối
với các nghiên cứu lý thuyết và ứng dụng tổng quát hóa tự động như McMaster và Shea Generalization in Digital Catorgraphy (1992) trình bày một cách có hệ thống các vấn đề
tổng quát hóa đối với bản đồ số. GIS and Generalization: Methodology and Practice
(Muller, Weibel và nnk, 1995) đề cập đến mối liên hệ giữa bản đồ và hệ thống thông tin
địa lý, vai trị của tổng qt hóa trong xây dựng và duy trì cơ sở dữ liệu.
EU vừa qua đã tài trợ cho nhiều dự án nghiên cứu về tự động tổng quát hóa như
AGENT và MAGNET. Kết quả nghiên cứu của các dự án này là cơ sở để phát triển hệ
thống Clarity (Laser-Scan) hiện đang được sử dụng để thành lập bản đồ 1: 50 000 , 1: 250
000 từ bản đồ tỷ lệ 1: 1250 và 1: 2500 ở Anh và đang thành lập bản đồ và các datasets tỷ
lệ 1: 50 000 từ tỷ lệ 1: 10 000 tại Đan Mạch.
Nói chung, các nước có diện tích lãnh thổ lớn thì việc áp dụng các giải pháp
TQHTĐ có nhiều khó khăn. Các nước có nhiều thành tựu trong nghiên cứu và áp dụng
TQHTĐ và CSDL phủ trùm là các nước có cơng nghệ bản đồ phát triển và có diện tích
tương đối nhỏ.
Qua tìm hiểu về các nghiên cứu tổng quát hóa bản đồ trên thế giới, riêng có dự án
nghiên cứu AGENT đã xây dựng các đối tượng dựa trên quan điểm hướng đối tượng, mơ
phỏng mỗi đối tượng là một nhân tố có các hành vi. Ngồi ra cũng có nhiều bài báo và
nghiên cứu nói về hành vi trong geodatabase như của Bright Osei Twumasi (2002)[17]
hay là của Tom Wesp, AICP và Henry Hagemeier của hãng ESRI [18].


CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU CƠ SỞ LÝ THUYẾT


8

2.1 TỔNG QUÁT HÓA BẢN ĐỒ
2.1.1 Khái niệm về tổng qt hóa bản đồ
Bản đồ là hình ảnh tổng quan thu nhỏ trong một lưới chiếu của bề mặt trái đất, bề
mặt các vật thể khơng gian ngồi trái đất, thể hiện trên đó các đối tượng bằng một hệ
thống các ký hiệu.
Tổng quát hoá bản đồ hay đơn giản là tổng qt hố (generalization) là q trình
lấy bỏ và tổng hợp hình ảnh các đối tượng trên bản đồ tương ứng với mục đích, tỷ lệ và
đặc điểm khu vực thể hiện. Bản chất của tổng quát hoá là thực hiện lấy bỏ và tổng hợp
sao cho có thể bảo toàn 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 hoá thể hiện trong
việc tổng hợp các đặc trưng về lượng và chất của các đối tượng, thay thế những khái
niệm đơn 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 không gian [6].
Những yếu tố quan trọng nhất của tổng quát hoá thể hiện ngay trong định nghĩa, đó là:
mục đích sử dụng, tỷ lệ bản đồ và đặc điểm khu vực bản đồ thể hiện. Ngồi ra, cịn có thể
kể đến những yếu tố khác như: chuyên đề và loại bản đồ, hiện trạng tư tài liệu, phương
pháp trình bày bản đồ …
Sự tác động của mục đích sử dụng bản đồ đến nội dung thể hiện ở sự tương quan
của các đối tượng và mục đích của bản đồ. Các đối tượng được thể hiện chi tiết trên bản
đồ chỉ khi chúng đáp ứng được đúng mục đích sử dụng của bản đồ. Ngược lại, nếu khơng
đáp ứng được mục đích (của bản đồ), chúng chắc chắn sẽ bị loại bỏ khỏi nội dung bản đồ.
Tỷ lệ xác định tương quan diện tích bản đồ và diện tích thế giới thực được bao
phủ bởi bản đồ. Khi thay đổi từ tỷ lệ lớn sang tỷ lệ nhỏ hơn xảy ra hiện tượng hai mặt.
Đầu tiên, diện tích bản đồ bị giảm đi so với diện tích thực địa kéo theo sự bắt buộc phải
thực hiện tác vụ lấy bỏ và tổng hợp. Mặt khác, diện tích bao phủ của tờ bản đồ tăng lên sẽ

ảnh hưởng đến việc đánh giá mức độ chi tiết của nội dung bản đồ. Một số đối tượng được
thể hiện trên bản đồ tỷ lệ lớn ban đầu sẽ bị mất ý nghĩa khi tỷ lệ bản đồ giảm xuống và sẽ
bị loại bỏ.
Ảnh hưởng của yếu tố đặc điểm khu vực làm bản đồ được thể hiện chính trong bản
chất của q trình tổng qt hố. Đó là lấy bỏ và tổng hợp các đối tượng nội dung phải
đảm bảo yêu cầu bảo toàn ở mức cao nhất những nét điển hình và những đặc điểm đặc


9

trưng của khu vực được mô tả bằng bản đồ. Lấy bỏ và tổng hợp các đối tượng là những
thao tác bắt buộc khi tiến hành tổng quát hoá, tuy nhiên ở một chừng mực nào đó nó
đồng thời sẽ phá hỏng hình mẫu của thế giới thực. Mâu thuẫn này cũng chính là một
trong những vấn đề nan giải khi thực hiện tự động hố q trình tổng qt hố bản đồ.
Ngồi những yếu tố kể trên, có một số những yếu tố khác cũng ảnh hưởng đến quá
trình tổng quát hoá. Chủ đề và loại bản đồ sẽ quy định ưu thế thể hiện của một số nhóm
các đối tượng nào đó so sánh với những nhóm khác, còn hiện trạng tư tài liệu sẽ xác định
khả năng thể hiện một cách chi tiết các đối tượng nội dung bản đồ trên cơ sở mục đích và
tỷ lệ của bản đồ. Cuối cùng, sự trình bày quy định khả năng phản ảnh một khối lượng
thông tin cao nhất trong điều kiện phải đảm bảo tốt tính trực quan của bản đồ.
Tổng qt hố là một q trình trừu tượng hoá phức tạp, đa dạng thể hiện trong
việc tổng hợp các đặc điểm khơng gian và đặc tính nội dung, các chỉ số định lượng cũng
như định tính, trong việc lấy bỏ các đối tượng trên bản đồ. Có thể phân biệt một số tác vụ
liên quan đến nhau trong q trình tổng qt hố:
- Tổng hợp các đặc trưng định tính: thể hiện trong việc giảm số lượng các lớp đối
tượng bản đồ, có thể hiểu đây là quá trình tổng hợp bảng phân loại đối tượng trên
bản đồ;
- Tổng hợp các đặc trưng định lượng: thể hiện trong việc mở rộng khoảng phân chia
dữ liệu, thang chia dữ liệu (ví dụ khoảng cao đều đường đồng mức), tăng trọng số
đối tượng (như số lượng dân cư);

- Chuyển đổi những đối tượng, hiện tượng hoặc khái niệm từ đơn giản sang phức
tạp hơn bằng cách thay đổi ký hiệu đơn giản bằng những ký hiệu thể hiện những
khái niệm mang tính tổng qt cao;
- Q trình lấy bỏ thể hiện trong việc giới hạn nội dung bản đồ phù hợp với mục
đích sử dụng, tỷ lệ và chủ đề. Thơng thường q trình lấy bỏ được thực hiện bằng
2 chỉ số định lượng: trị kiểm soát (censor) và trị tiêu chuẩn (norm). Trị kiểm sốt
lấy bỏ có thể được hiểu như giá trị số đo (về kích thước, diện tích, chiều dài,
khoảng cách …) tối thiểu của đối tượng được phép thể hiện trên bản đồ. Còn trị
tiêu chuẩn là giá trị tải trọng bản đồ tối ưu tính theo số lượng các đối tượng cùng
loại;