Chuyển đổi dữ liệu bằng phần mềm FME

Chuyển đổi dữ liệu bằng phần mềm FME

MỞ ĐẦU

Hiện này hệ thống cơ sở dữ liệu thông tin địa lý nước ta được xây dựng ở nhiều hệ thống đồ họa khác nhau như AutoCad, MicroStation hay xây dựng ở nền hệ thống GIS như MapInfor, ArcGIS nên việc chuyển đổi dữ liệu rất quanh trọng, giúp chúng ta đồng bộ dữ liệu về một hệ thống định dạng thống nhất.

Mặt khác yêu cầu một phần mềm chuyển đổi các khuôn dạng dữ liệu về chuẩn theo yêu cầu mà vẫn giữ được các thuộc tính cũng như độ chính xác. Bên cạnh đó phần mềm cũng chuyển đổi các hệ quy chiếu về chuẩn VN-2000 một cách chính xác và nhanh chóng, dễ dàng, giúp các kỹ thuật viên không am hiểu về trắc địa vẫn có thể sử dụng được.

Một trong những khó khăn của việc sử dụng dữ liệu thông tin địa lý, đó là sự thống nhất về sử dụng hệ quy chiếu và hệ tọa độ quốc gia chuẩn. Trong thời gian qua, hầu hết các dữ liệu sử dụng hệ quy chiếu Gauss hoặc UTM, dẫn đến các dữ liệu sai về hệ tọa độ, độ chính xác giảm gây nên sự sai sót rất lớn trong dữ liệu thông tin địa lý.

Do vậy, nghiên cứu đưa ra các giải pháp chuyên đổi dữ liệu thông tin địa lý như chuyển Seed file, chuyển múi chiếu, chuyển shape file,… có ý nghĩa khoa học và thực tiễn trong giai đoạn hiện nay.

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU PHẦN MỀM FME

1.1 TỔNG QUAN VỀ PHẦN MỀM FME

Phần mềm FME® của Safe là một nền tảng ETL (trích xuất, biến đổi và nạp) không gian đúng nghĩa mà có thể giúp giải quyết trọn vẹn một cách dễ dàng những thách thức về tính hoạt động giữa các dữ liệu (interoperability) gồm quyền quản lý và phát triển khuôn dạng dữ liệu, những tiêu chuẩn không có và truy xuất hiệu chỉnh thành một giản đồ mới, tái cấu trúc, tích hợp và phân phối dữ liệu.

Với sự hỗ trợ trên 250 khuôn dạng của GIS, CAD, tập tin Raster và cơ sở dữ liệu, FME cho phép chuyển (translate), biến đổi (transform), tích hợp (integrate) và sử dụng (distribute) số liệu không gian dưới hàng trăm định dạng, tạo hiệu quả, giảm chi phí và hạ thấp rủi ro.

Với sự linh động và mạnh mẽ của FME, có thể dễ dàng và nhanh chóng:

– Di chuyển dữ liệu không gian / chuyển đổi phép chiếu.

– Trao đổi dữ liệu không gian giữa CAD và hệ thống GIS.

– Sử dụng được dữ liệu không gian từ những khuôn dạng khác nhau.

– Kéo dài thời gian dùng (tuổi thọ) của những hệ thống hợp pháp (bằng phần mềm cũ) thông qua tính chuyển đổi qua lại dữ liệu.

– Cung cấp dữ liệu không gian cho các ứng dụng WEB.

– Tổ chức dữ liệu từ những hệ thống cở sở dữ liệu riêng lẻ.

– Biến đổi dữ liệu từ một mô hình dữ liệu này qua một mô hình dữ liệu khác.

Hình 1.1: Giao diện phần mềm FME

1.2 MỘT SỐ CÀI ĐẶT

1.2.1 Hệ tọa độ VN-2000 chuẩn cho các tỉnh.

Hệ VN-2000 có các tham số chính sau đây:

Ê-líp-xô-ít quy chiếu quốc gia là ê-líp-xô-ít WGS-84 toàn cầu với kích thước:

a. Bán trục lớn:	a =	6378137,0m
b. Độ dẹt:	f =	1: 298,257223563
c. Tốc độ góc quay quanh trục:	w =	7292115,0×10^-11rad/s
d. Hằng số trọng trường Trái đất:	GM=	3986005.10⁸m³s^-2

Vị trí ê-líp-xô-ít quy chiếu quốc gia: ê-líp-xô-ít WGS-84 toàn cầu được xác định vị trí (định vị) phù hợp với lãnh thổ Việt Nam trên cơ sở sử dụng điểm GPS cạnh dài có độ cao thuỷ chuẩn phân bố đều trên toàn lãnh thổ.
Điểm gốc toạ độ quốc gia: Điểm N00 đặt tại Viện Nghiên cứu Địa chính thuộc Tổng cục Địa chính, đường Hoàng Quốc Việt, Hà Nội.
Hệ thống toạ độ phẳng: Hệ toạ độ phẳng UTM quốc tế, được thiết lập trên cơ sở lưới chiếu hình trụ ngang đồng góc.

Hệ thống bản đồ địa chính sử dụng múi chiếu có kinh tuyến trục phù hợp với vị trí địa lý của từng tỉnh, thành phố trực thuộc Trung ương như trong bảng 1 dưới đây:

1.2.2 Xây dựng seed file chuẩn

Sử dụng phần mềm MGE Basic Nucleus xây dựng Seedfile chuẩn VN-2000, kết quả hệ thống các Seedfile chuẩn dùng cho các tỉnh, thành phố Việt Nam được thành lập, đây là hệ thống tọa độ dùng cho việc xây dựng dữ liệu.

Ví dụ: Seed File định nghĩa cho các bản đồ theo kinh tuyến trục tỉnh có các thông số sau:

* Hệ toạ độ chính (Primary Coordinate System):

– System: Transfer Mecator:

+ Longtitue of Origin :105:00:00 (kinh tuyến trung ương)

+ Latitude of Origin : 0:00:00 (vĩ tuyến gốc)

+ False Easting : 500000 m.

– Ellipsoid: WGS84.

* Hệ đơn vị đo (Working Unit):

– Đơn vị đo chính(Master Unit) : m.

– Đơn vị đo phụ (Sub Unit) : mm.

– Độ phân giải (Resolution) : 1000.

Hình 1.2: Các thông số seed file chuẩn

1.2.3 Xây dựng hệ quy chiếu và tọa độ VN-2000 trong FME

– Mở file: LocalCoordSysDefs trong Program Files\FME\Reproject bằng Notepad.

– Ta sẽ thêm vào:

COORDINATE_SYSTEM_DEF VN2000-107.5-Mui_3\--> Tên hệ tọa độ

DESC_NM VN2000-107.5-Mui_3do\--> Miêu tả tọa độ

PROJ TM \--> Kiểu Projection

DT_NAME WGS84 \--> Loại Datum, chọn WGS84

UNIT METER \-->Đơn vị tính

PARM1 105.75 \-->Kinh tuyến trục (độ thập phân)

ORG_LAT 0.0 \-->Vĩ tuyến gốc

SCL_RED 0.9999 \--> Múi chiếu, ở đây chọn múi 3 độ

MAP_SCL 1.0 \

X_OFF 500000 \--> Thông số dịch chuyển

Y_OFF 0 \

– Sau khi viết và bổ sung những tọa độ các tỉnh cần rồi save lại…

– Kết quả xây dựng hệ quy chiếu và tọa độ VN-2000 trong FME:

Hình 1.3: Hệ tọa độ VN2000 trong FME

CHƯƠNG 2 ỨNG DỤNG FME CHUYỂN ĐỒI DỮ LIỆU

2.1 CHUYỂN KINH TUYẾN TRỤC, MÚI CHIẾU

– Mục đích: Dùng phần mềm FME chuyển đồi dữ liệu bản đồ từ bản đồ địa chính sang bản đồ địa hình và ngược lại phục vụ việc chồng xếp, lấy thông tin dữ liệu. Dữ liệu này khác nhau về kinh tuyến trục, múi chiếu.

– Dữ liệu thực hiện:

+ Tờ bản đồ địa chính xã Sông Thao, huyện Trảng Bom, tỉnh Đồng Nai có kinh tuyến trục 107⁰45^’, múi 3, độ phân giải bản vẽ 1000, trọng tâm bản vẽ (500000, 1000000).

+ Tờ bản đồ địa hình khu vực xã Sông Thao có kinh tuyến trục 108⁰00^’, múi 3, độ phân giải bản vẽ 1000, trọng tâm bản vẽ (500000, 1000000).

– Kết quả: Chuyển kinh tuyến trục tờ bản đồ địa chính 107⁰45^’ sang kinh tuyến trục tờ bản đồ địa hình 108⁰00^’để chồng xếp, lấy thông tin dữ liệu.

Bước 1 : Chuẩn bị bản đồ, kiểm tra thông số

– Chuẩn bị bản đồ:

+ Bản đồ địa chính xã Sông Thao:

Hình 2.1: Bản đồ địa chính xã Sông Thao

+ Bản đồ địa hình:

Hình 2.2: Bản đồ địa hình

– Thông số seed file bản đồ
+ Bản đồ địa chính

Hình 2.3: Thông số seed file bản đồ địa chính

+ Thông số bản đồ địa hình

Hình 2.4: Thông số seed file bản đồ địa hình

Bước 2: Chuyển kinh tuyến trục của bản đồ địa chính sang kinh tuyến trục bản đồ địa hình bằng phần mềm FME

– Khởi động phần mềm FME, xuất hiện hộp thoại chọn Translate.

Hình 2.5: Giao diện phần mềm FME

– Từ hộp thoại Translate xuất hiện hộp thoại Set Translation Parameters .

Hình 2.6: Cài đặt các thông số chuyển đổi kinh tuyến trục

Reader (Đầu vào)

Mục Format (định dạng): chọn MicroStation Design (v7).

Dateset (dữ liệu): chọn bản đồ địa chính Sông Thao (dc1).

Coord. System (hệ toạ độ, múi chiếu): chọn như thông số bản đồ.

Writer (Đầu ra)

Mục Format (định dạng) : chọn MicroStation Design (v7).

Dateset (dữ liệu): nơi lưu kết quả.

Coord. System (hệ toạ độ, múi chiếu): chọn theo bản đồ đích.

– Mở thư mục Parameters: chọn đúng seed file theo thông số bản đồ đích.

Hình 2.7: Chọn seed file chuẩn

– Kết thúc quá trình chuyển đổi => hiện ra SUCCESSFUL là thành công.

Hình 2.8: Kết thúc chuyển dữ liệu thành công

Bước 3 Kiểm tra kết quả chuyển đổi và thực hiện công việc tiếp theo

– Mở bản đồ địa hình sử dụng chức năng mở bản tham khảo (reference) đến bản vẽ vừa được chuyển đổi.

– Kiểm tra kết quả công việc chuyển kinh tuyến trục bản đồ địa chính sang bản đồ địa hình để chồng xếp, biên tập thông tin dữ liệu phục vụ đa mục đích.

Hình 2.9: Kết quả chồng xếp bản đồ

2.2 CHUYỂN SEED FILE

– Mục đích: Dùng phần mềm FME chuyển đồi dữ liệu Seed file trong MircoStation phục vụ việc chồng xếp, lấy thông tin dữ liệu từ bản đồ địa chính cũ theo chuẩn thông tư hiện hành (chuyển đổi độ phân giải, trọng tâm bản vẽ), hoặc từ Seed bản đồ địa chính sang bản đồ hiện trạng sử dụng đất.

– Dữ liệu thực hiện: Tờ bản đồ địa chính xã Quỳnh Thạch, huyện Quỳnh Lưu, tỉnh Nghệ An có kinh tuyến trục 104⁰45^’, múi 3, độ phân giải bản vẽ 100, trọng tâm bản vẽ (0, 0).

– Kết quả: Chuyển Seed file tờ bản đồ địa chính xã Quỳnh Thạch, huyện Quỳnh Lưu, tỉnh Nghệ An có kinh tuyến trục 104⁰45^’, múi 3, độ phân giải bản vẽ 100, trọng tâm bản vẽ (0, 0) sang Seed file có kinh tuyến trục 104⁰45^’, múi 3, độ phân giải bản vẽ 1000, trọng tâm bản vẽ (500000, 1000000) theo chuẩn Seed file theo thông tư 25/2014/TT-BTNMT quy định về bản đồ địa chính.

Bước 1 : Chuẩn bị bản đồ, kiểm tra thông số

– Bản đồ địa chính xã Quỳnh Thạch

Hình 2.10: Bản đồ địa chính xã Quỳnh Thạch

– Các thông số bản đồ:

Hình 2.11: Các thông số seed file bản đồ địa chính

Bước 2: Chuyển seed file

Các bước thực hiện giống bước 2 mục 2.1

Reader (Đầu vào)

Mục Format (định dạng): chọn MicroStation Design (v7).

Dateset (dữ liệu): chọn bản đồ địa chính (Dc20).

Coord. System (hệ toạ độ, múi chiếu): chọn như thông số bản đồ.

Writer (Đầu ra)

Mục Format (định dạng) : chọn MicroStation Design (v7).

Dateset (dữ liệu): nơi lưu kết quả.

Coord. System (hệ toạ độ, múi chiếu): chọn theo bản đồ đích.

Hình 2.12: Cài đặt các thông số chuyển đổi kinh seed file

2.3 CHUYỂN DỮ LIỆU PHẦN MỀM MAPINFOR

– Mục đích: Dùng phần mềm FME chuyển đồi dữ liệu file *.Tab của phần mềm MapInfor sang định dạng Cad.

– Dữ liệu thực hiện: File bản đồ địa hình định dang file *.Tab của phần mềm MapInfor.

– Kết quả: Chuyển đổi file bản đồ địa hình định dang file *.Tab của phần mềm MapInfor sang định dạng *.Dwg của phần mềm AutoCad dùng để tham chiếu đến bản đồ cùng định dạng *.Dwg

Bước 1 : Chuyển dữ liệu bằng phần mềm FME

Các bước thực hiện giống bước 2 mục 2.1

Reader (Đầu vào)

Mục Format (định dạng): chọn MapInfo TAB (MAPINFO).

Dateset (dữ liệu): chọn thư mục lưu bản đồ.

Coord. System (hệ toạ độ, múi chiếu): bỏ chọn.

Writer (Đầu ra)

Mục Format (định dạng) : chọn Autodesk AutoCAD DWG/DXF.

Dateset (dữ liệu): nơi lưu kết quả.

Coord. System (hệ toạ độ, múi chiếu): bỏ chọn.

Hình 2.13: Cài đặt các thông số chuyển đổi file *.Tab

Bước 2: Kết quả thực hiện

Chuyển đổi file bản đồ địa hình định dang file *.Tab của phần mềm MapInfor sang định dạng *.Dwg của phần mềm AutoCad dùng để tham chiếu đến bản đồ cùng định dạng *.Dwg

Hình 2.14: Kết quả chuyển đổi file *.Tab sang file *.Dwg

2.4 CHUYỂN DỮ LIỆU SANG ĐỊNH DẠNG *.SHP

– Mục đích: Dùng phần mềm FME chuyển đồi dữ liệu sang định dạng *.shp trong ArcGIS.

– Dữ liệu thực hiện: File bản đồ định dang file *.Dgn của phần mềm MicroStation.

– Kết quả: Chuyển đổi file bản đồ định dang file *.Dgn của phần mềm MicroStation sang định dạng *.shp trong ArcGIS.

Bước 1 : Chuyển dữ liệu bằng phần mềm FME

Các bước thực hiện giống bước 2 mục 2.1

Reader (Đầu vào)

Mục Format (định dạng): chọn Bentley MicroStation Design (V7).

Dateset (dữ liệu): chọn thư mục lưu bản đồ.

Coord. System (hệ toạ độ, múi chiếu): bỏ chọn.

Writer (Đầu ra)

Mục Format (định dạng) : chọn Esri Shapefile.

Dateset (dữ liệu): nơi lưu kết quả.

Coord. System (hệ toạ độ, múi chiếu): bỏ chọn.

Hình 2.15: Cài đặt các thông số chuyển đổi sang file *.shp

Bước 2: Kết quả thực hiện

Chuyển đổi file bản đồ định dang file *.Dgn của phần mềm MicroStation sang định dạng *.shp trong ArcGIS.

Hình 2.16: Kết quả chuyển đổi sang file *.shp

KẾT LUẬN

Hiện nay, các nguồn dữ liệu bản đồ chưa được hoàn chỉnh về một định dạng nên rất khó khăn trong việc quản lý, cập nhật và tổng hợp cho cả nước. Các cơ quan, tổ chức hay công ty,… do việc sử dụng thành thạo một phần mềm nào đó như AutoCad, MicroStation, MapInfor hay ArcGIS; một phần do chi phí cài đặt nên thường xây dựng dữ liệu riêng lẻ theo từng đơn vị. Bộ Tài nguyên Môi trường thống nhất định dạng dữ liệu bản đồ về chuẩn MiscroStation, điều này đang gây khó khăn cho các đơn vị đã xây dựng bản đồ theo chuẩn khác.

Phần mềm FME với khả năng chuyển đổi các định dạng khác nhau của GIS và CAD về định dạng chuẩn, là công cụ đắc lực giúp các cán bộ kĩ thuật liên quan đến bản đồ trong việc chuẩn hóa các dữ liệu, chuyển đổi các hệ tọa độ khác nhau về hệ quy chiếu và tọa độ chuẩn VN-2000.

Các kết quả chuyển đổi bản đồ qua việc ứng dụng phần mềm FME đạt độ chính xác cao, chuẩn về tọa độ và đáp ứng được mọi yêu cầu theo quy định của Bộ Tài nguyên Môi trường. Việc sử dụng FME chuyển đổi đem lại hiệu quả cao về thời gian cũng như khắc phục các khó khăn về kỹ thuật, giúp các cán bộ kĩ thuật có thể sử dụng các phần mềm quen thuộc mà không lo về các định dạng dữ liệu bản đồ.