Tài liệu Slide quản lý các cây cầu trong khoa học thông tin địa lý 3 chiều

HỘI NGHỊ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LẦN THỨ 14 QUẢN LÝ CÁC CÂY CẦU TRONG KHOA HỌC THÔNG TIN ĐỊA LÝ 3 CHIỀU 1 NỘI DUNG TRÌNH BÀY 1. Giới thiệu 2. Các đối tượng cần quản lý 3. Mô hình biểu diễn dữ lệu 4. Cài đặt ứng dụng & minh họa 2. Nghiên cứu tổng quan 5. Kết luận 6. Tài liệu tham khảo 2 GIỚI THIỆU       CSHT giao thông là quan trọng đối với một quốc gia. Trong giao thông, cây cầu có ý nghĩa đặc biệt. Việc xây dựng ứng dụng quản lý cầu bằng công nghệ GIS 3D giúp các nhà quản lý, kỹ thuật tìm thấy thông tin cần thiết, nhanh chóng, chính xác. Đặt trưng của GIS là yếu tố không gian xuất hiện trong MHDL, sử dụng kỹ thuật đồ họa hiển thị ở các mức chi tiết khác nhau – LOD. LOD (Levels of Detail) [3, 8] là một cách biểu diễn cho các mô hình GIS 3D, có thể chia nhiều mức khác nhau. Nhu cầu hiển thị đối tượng ở nhiều mức chi tiết khác nhau được nhiều nhà khoa học quan tâm, nhất là các ứng dụng quản lý tòa nhà đô thị. Các MHDL GIS 3D phù hợp biểu diễn các ứng dụng liên quan: quản lý đô thị, xây dựng, thăm dò địa chất… Trong đó mô hình dạng BREP phù hợp cho ứng dụng: xây dựng dân dụng, quản lý đô thị… [1, 2, 6] 3 ĐỐI TƯỢNG CẦN QUẢN LÝ – NGỮ NGHĨA  Sử dụng phương pháp khảo sát để phát hiện thành phần ngữ nghĩa, không gian. Tập trung 2 phần chính: dữ liệu và chức năng. 30 thực thể Tên thực thể Ý Nghĩa CẦU Mô tả thông tin về cầu THÔNG TIN CHUNG CẦU Mô tả các thông tin chung của cầu DẠNG CẦU Mô tả thông tin các dạng cầu LOẠI CẦU Mô tả thông tin các loại cầy TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ Mô tả thông tin các tiêu chuẩn thiết kế THÀNH PHỐ Mô tả thông tin các thành phố QUẬN Mô tả thông tin các quận thuộc thành phố PHƯỜNG Mô tả thông tin phường thuộc quận CHỦ ĐẦU TƯ Mô tả thông tin chủ đầu tư của cầu ĐƠN VỊ KHẢO SÁT Mô tả thông tin đơn vị khảo sát của cầu ĐƠN VỊ THẨM TRA Mô tả thông tin đơn vị thẩm tra của cầu ĐƠN VỊ THIẾT KẾ Mô tả thông tin đơn vị thiết kế ĐƠN VỊ THI CÔNG Mô tả thông tin đơn vị thi công ĐƠN VỊ GIÁM SÁT Mô tả thông tin đơn vị giám sát KẾT CẤU NHỊP Mô tả thông tin kết cấu nhịp của cầu 4 ĐỐI TƯỢNG CẦN QUẢN LÝ – NGỮ NGHĨA (tt) Tên thực thể Ý Nghĩa LOẠI DẦM CHỦ Mô tả thông tin các loại dầm chủ của cầu DẦM CHỦ Mô tả thông tin các dầm chủ của cầu DẦM NGANG Mô tả thông tin các dầm ngang của cầu LOẠI MỐ Mô tả thông tin các loại mố của cầu MỐ Mô tả thông tin các mố của cầu BỆ MỐ Mô tả thông tin các bệ mố của cầu LOẠI CỌC Mô tả thông tin các loại cọc của cầu LOẠI TRỤ Mô tả thông tin các loại trụ của cầu TRỤ Mô tả thông tin các cây trụ của cầu BỆ TRỤ Mô tả thông tin các bệ trụ của cầu KIẾU GỐI CẦU Mô tả thông tin các kiểu gối cầu của cầu GỐI CẦU Mô tả thông tin các gối cầu của cầu LOẠI KHE CO GIÃN Mô tả thông tin các loại khe co giãn của cầu KHE CO GIÃN Mô tả thông tin các khe co giãn của cầu LOẠI VẬT LIỆU Mô tả thông tin các loại vật liệu của cầu 5 ĐỐI TƯỢNG CẦN QUẢN LÝ – KHÔNG GIAN   Bao gồm 4 thực thể, trong đó thực thể LOD là một đóng góp đáng chú ý. Nhờ thực thể này mà cây cầu sẽ hiển thị tại nhiều mức chi tiết khác nhau. LOD ở đây cũng khác biệt với LOD tại [7, 8] tại hai điểm: độc lập về ngữ nghĩa và có số mức chi tiết tùy ý. Tên thực thể Ý Nghĩa NODE Mô tả thông tin các Node của cầu LOD Mô tả thông tin các LOD của cầu BỀ MẶT Mô tả thông tin các bề mặt của cầu ĐƯỜNG Mô tả thông tin các đường của cầu 6 MÔ HÌNH BIỂU DIỄN DỮ LIỆU      Tiếp cận theo mô hình thực thể kết hợp [9]. Mỗi thực thể mô tả một đối tượng trong ứng dụng Dữ liệu được biểu diễn ở 2 mức: quan niệm và logic Mô hình quan niệm diễn đạt mối quan hệ ngữ nghĩa giữa các thực thể ở 2 dạng cơ bản: một hoặc nhiều Từ mô hình mức quan niệm, ta có mô hình dữ liệu mức logic, dữ liệu mức logic bao gồm 40 quan hệ. Trong đó có 8 quan hệ biểu diễn thuộc tính không gian, còn lại là biểu diễn ngữ nghĩa. Dữ liệu mức logic là nền tảng để chuyển sang việc cài đặt dữ liệu trên một hệ quản trị CSDL sau này. 7 MÔ HÌNH BIỂU DIỄN DỮ LIỆU (tt) Mô hình dữ liệu quản lý cầu ở mức quan niệm 8 CÀI ĐẶT ỨNG DỤNG & MINH HỌA  Dữ liệu, gồm 3 bước, mô tả phần lấy dữ liệu từ bản vẽ cây cầu trong AutoCad 2014 vào CSDL Oracle:  B1: Chuyển dữ liệu từ bản vẽ sang tập tin tọa độ  B2: Trích xuất các tọa độ trên tập tin ở B1 cho các thành phần của cầu. Tiếp tục ánh xạ các tọa độ điểm tương ứng với các mức LOD sẽ thể hiện do người dùng định nghĩa trước  B3: Chuyển dữ liệu từ tập tin tọa độ đã chỉnh sửa vào các bảng dữ liệu tương ứng trong Oracle qua cơ chế tự động của ứng dụng.  Hiển thị các đối tượng 3D, chương trình thực hiện các bước sau:  B1: Truy xuất đến CSDL để lấy các thông tin cần thiết (Bề mặt, đường, Node…) với mức độ biểu diễn (LOD) được chỉ định.  B2: Chương trình sẽ xử lý dữ liệu ở B1 thành dữ liệu mới để chuẩn bị cho việc hiển thị  B3: Chương trình sử dụng HTML5 cùng thư viện đồ họa ThreeJS và Canvas để xử lý hiển thị  B4: Tiến hành gọi hàm vẽ nên các đường, bề mặt để hiển thị cầu. Bên cạnh đó thư viện ThreeJS cũng hỗ trợ chức năng: Tính tiến, phóng to, thu nhỏ, xoay với chất lượng hình ảnh cao và chi tiết. 9 CHUYỂN ĐỔI ĐỊNH DẠNG AUTOCAD 2D SANG 3D Mặt cắt dọc cầu Phú Mỹ 2D Cầu Phú Mỹ 3D sau khi chuyển đổi Mặt cắt ngang cầu Phú Mỹ 2D 10 CHUYỂN DỮ LIỆU 3D TỪ AUTOCAD SANG CSDL Dữ liệu tọa độ xuất ra từ AutoCad Chuyển dữ liệu BE_MAT NODE NODE DUONG_NODE LOD_CAY_CAU_BE_MAT BE_MAT_NODE DUONG LOD_CAY_CAU_DUONG 11 MÔ TẢ ỨNG DỤNG Thêm Sửa Cập nhật Quản lý dữ liệu cầu Thống kê Tìm kiếm Xóa Chi tiết Hiển thị Đồ họa 3D (ThreeJS, Canvas) Bản đồ các cây cầu (Google Maps) Module chính của ứng dụng Chức năng của từng Module Chức năng của từng Module có sự hỗ trợ của thư viện bên ngoài 12 MÔ TẢ ỨNG DỤNG – DANH SÁCH CÂY CẦU   Đầu vào: Tiêu chí tìm kiếm cầu Đầu ra: Các cây cầu thỏa tiêu chí Màn hình liệt kê danh sách cây cầu 13 MÔ TẢ ỨNG DỤNG – THÊM MỚI CÂY CẦU   Đầu vào: Các thông tin liên quan đến cầu mới Đầu ra: Lưu thông tin cầu mới vào CSDL Màn hình thêm cầu mới 14 MÔ TẢ ỨNG DỤNG – MÀN HÌNH BẢN ĐỒ CẦU   Đầu vào: Danh sách cầu Đầu ra: Hiển thị thông tin cầu ứng với dữ liệu đầu vào Màn hình cập nhật thông tin cầu 15 MÔ TẢ ỨNG DỤNG – HIỂN THỊ 3D THEO NHIỀU MỨC   Đầu vào: Tên cây cầu Đầu ra: Hiển thị cây cầu theo nhiều mức chi tiết LOD 1 LOD 2 LOD 3 LOD 4 16 MÔ TẢ ỨNG DỤNG – THỐNG KÊ   Đầu vào: Tiêu chí cần thống kê Đầu ra: Hiển thị số liệu cầu thỏa tiêu chí nhập vào 17 KẾT LUẬN      Nội dung bài báo tập trung khảo sát, phân tích, thiết kế và cài đặt một mô hình CSDL đáp ứng việc quản lý và hiển thị các cây cầu. Quản lý thuộc tính ngữ nghĩa và không gian. Thiết kế CSDL phục vụ nhu cầu hiển thị phần không gian của cầu tại nhiều mức chi tiết khác nhau. Liên kết với dữ liệu của Google Map, phục vụ cho việc trực quan hóa trên một bản đồ phổ dụng quen thuộc và nổi tiếng Ứng dụng này là bước ban đầu chuẩn bị cho việc tích hợp thêm chiều thời gian để quản lý sự biến động của cây cầu theo trục thời gian. Khi đó bài toán sẽ có dạng CSDL 5 chiều: 3 chiều không gian, 1 chiều thời gian, 1 chiều ngữ nghĩa. 18 TÀI LIỆU THAM KHẢO   1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. A. Tạp chí B. Sách, báo cáo kỹ thuật, luận án tiến sĩ, website… Alias Abdul Rahman, Spatial Data Modelling for 3D GIS, Springer Verlag BerlinHeidelberg, (2008). Abdelkader El Garouani , Abdalla Alobeid, Said El Garouani,” Digital surface model based on aerial image stereo pairs for 3D building”, International Journal of Sustainable Built Environment-Elsevier, Volume 3, Issue 1, June 2014, (2014) 119–126. Nguyen Gia Tuan Anh, Phan Thanh Vu, Tran Vinh Phuoc, Tran Anh Sy, Pham Van Dang, “Representing Multiple Levels for Objects in Three-Dimensional GIS Model”, The 13th International Conference on Information Integration and Web-based Applications & Service (iiWAS2011), ACM Press ISBN, Ho Chi Minh City, Vietnam, (2011) 495-499. Nguyen Gia Tuan Anh, Tran Thanh Be, Nguyen Ngoc Trung, Phan Thanh Vu, “Xây dựng, so sánh hai mô hình dữ liệu của ứng dụng quản lí lịch sử biến động các thửa đất”, Tạp chí khoa học Đại học Sư phạm thành phố Hồ Chí Minh, Số 51-2013, (2013) 178-188. Chen Tet-Khuan, Alias Abdul-Rahman, Sisi Zlatanova “3D Spatial Operations in Geo DBMS Environment for 3D GIS”, Computational Science and Its Applications : ICCSA, (2007) 549-554. Meng Xiangjian, and Gang Liu, “Development of 3D GIS Modeling Technology”, CCTA, volume 259 of IFIP Advances in Information and Communication Technology, Springer, (2007) 1329-1332. Ming Yuan Hu, “Semantic Based LOD Models Of 3D House Property” Proceedings of Commission II, ISPRS Congress Beijing, (2008) 95-102. OGC, “City geography markup language Citygml encoding standard”. Open Geospatial Consortium inc, (2007) Drawing the Entity-Relationship Diagram, last visited 02/04/2015, from . Introduction to Oracle Database , last visited 15/04/2015, from . Introduction to the Oracle Server , last visited 16/04/2015, from 19 XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN 20