Xây dựng công cụ tổng quát hóa lớp dữ liệu đường giao thông trên bản đồ địa hình tỷ lệ lớn

TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 19, SOÁ K4-2016 
 Trang 59 
Xây dựng công cụ tổng quát hóa lớp dữ 
liệu đường giao thông trên bản đồ địa hình 
tỷ lệ lớn 
 Nguyễn Thị Lan Thương 1 
 Vũ Xuân Cường 2 
1 Trường Đại học Nông Lâm Tp. HCM 
2 Trường Đại học Tài Nguyên và Môi Trường Tp. HCM 
(Bản thảo nhận ngày 28 tháng 06 năm 2016, hoàn chỉnh sửa chữa ngày 16 tháng 08 năm 2016) 
TÓM TẮT 
Tổng quát hóa bản đồ đóng vai trò quan 
trọng trong việc thành lập bản đồ nói chung và 
bản đồ địa hình nói riêng. Tiến trình tổng quát 
hóa bản đồ được sử dụng khi giảm tỷ lệ bản đồ 
hoặc khi các đối tượng trên bản đồ trở nên quá 
nhỏ khó quan sát và chỉ tập trung vào các đặc 
trưng quan trọng. Kết quả, ta có được tờ bản đồ 
rõ hơn về mức độ biểu diễn đồ họa, dễ hiểu hơn. 
Nếu quá trình này được làm thủ công thì sẽ tốt 
rất nhiều thời gian và công sức. Do đó, bài báo 
này đề cập đến vấn đề nghiên cứu xây dựng 
công cụ cho việc tổng quát hóa tự động đối với 
lớp dữ liệu đường giao thông trên bản đồ địa 
hình tỷ lệ lớn, cụ thể từ bản đồ 1/2000 xuống 
bản đồ 1/10000 trong phần mềm ArcGIS. Kết 
quả đạt được khá khả quan khi áp dụng cho bốn 
tờ bản đồ địa hình 1/2000 ở huyện Hóc Môn, 
Thành phố Hồ Chí Minh. Công cụ này đã giúp 
cho quá trình tổng quát hóa được tiến hành 
nhanh hơn, tiết kiệm được thời gian và công sức 
cho người làm bản đồ. 
Từ khóa: tổng quát hóa bản đồ, bản đồ địa hình, đường giao thông, ArcGIS. 
1. GIỚI THIỆU 
Trên thế giới, từ những thập niên cuối của 
thế kỉ XX, nhiều cơ quan bản đồ quốc gia đã 
theo đuổi ý tưởng xây dựng một hệ cơ sở dữ liệu 
đa tỷ lệ. Để làm được điều này, tổng quát hóa 
bản đồ dựa trên GIS là cần thiết. Nhiều thuật 
toán tổng quát hóa bản đồ đã được nghiên cứu, 
nhiều dự án đã được triển khai. Các công cụ 
tổng quát hóa trong thời kì đầu được xây dựng 
chủ yếu nhằm mục đích giảm nhẹ lao động 
trong thành lập bản đồ truyền thống. Các kết 
quả nghiên cứu trong lĩnh vực tổng quát hóa tự 
động đã được các cơ quan đo đạc bản đồ quốc 
gia ở một số nước phát triển áp dụng vào thực tế 
sản xuất. Tại Việt Nam, các công cụ tổng quát 
hóa có sẵn trên các phần mềm 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 tổng quát hóa các 
đối tượng độc lập, đòi hỏi sự can thiệp của 
người làm bản đồ ở nhiều công đoạn. 
SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT, Vol. 19, No. K4-2016 
Trang 60 
Những yêu cầu về tổng quát 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. 
Trong công tác thành lập bản đồ địa hình 
cũng như các bản đồ chuyên đề, luôn luôn phải 
thực hiện quá trình tổng quát hóa. Nếu thực hiện 
một cách thủ công sẽ tốn rất nhiều thời gian và 
công sức. Hiểu được vấn đề này các nhà phần 
mềm đã xây dựng một số công cụ tổng quát hóa 
để hỗ trợ cho người biên tập viên. Ví dụ như 
phần mềm Mapinfo, Microstation, ArcGIS, 
Trong đó, Mapinfo và Microstation chỉ tập trung 
vào các công cụ tổng quát hóa đơn giản như làm 
trơn đường hay gộp nhóm đối tượng, còn với 
phần mềm ArcGis thì cung cấp các công cụ đa 
dạng hơn. 
Tuy nhiên, không phải tất cả mọi người đều 
có thể mở phần mềm và sử dụng công cụ tổng 
quát hóa có sẵn một cách dễ dàng. Tổng quát 
hóa bản đồ nói chung, tổng quát hóa bản đồ địa 
hình nói riêng là một quá trình không hề đơn 
giản, đòi hỏi kiến thức của người sử dụng về 
bản đồ, về các chỉ tiêu tổng quát hóa sao cho 
phù hợp với quy định thành lập bản đồ địa hình 
của mỗi quốc gia. Đặc biệt đối với những người 
không chuyên về bản đồ cũng như không biết 
nhiều về phần mềm thì thao tác thực hiện tổng 
quát hóa cực kì khó khăn. Nhận thấy rằng các 
công cụ trong phần mềm chưa hoàn toàn tiện ích 
cho người sử dụng, các công cụ tổng quát hóa 
cho dữ liệu đường giao thông đã được xây dựng 
trong phần mềm ArcGIS với ngôn ngữ lập trình 
VBA sao cho dễ sử dụng hơn đối với người sử 
dụng bản đồ địa hình ở Việt Nam. Bên cạnh đó, 
dữ liệu dân cư và thủy hệ cũng được tổng quát 
hóa ở mức độ đơn giản để giải quyết một số 
mâu thuẫn phát sinh sau khi tổng quát hóa. 
Hình 1. Quy trình tổng quát hóa 
TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 19, SOÁ K4-2016 
 Trang 61 
2. DỮ LIỆU VÀ QUY TRÌNH XỬ LÝ 
2.1. Nguồn dữ liệu 
Dữ liệu gồm 4 tờ bản đồ địa hình ở tỷ lệ 
1/2000 thuộc khu vực huyện Hóc Môn, có phiên 
hiệu mảnh như sau: C-48-34 –(51-a), C-48-34-
(51-b), C-48-34-(51-d), C-48-34-(51-e). Dữ liệu 
bản đồ này có cơ sở toán học và phân lớp nội 
dung đảm bảo theo quy định của Bộ Tài nguyên 
và Môi trường. Dữ liệu bị một số lỗi như đường 
giao thông bị đứt đoạn hay nối chưa tới. Cần 
phải sửa lỗi trước khi thực hiện công việc tổng 
quát hóa. 
2.2. Chuyển đổi định dạng dữ liệu 
Bản đồ sau khi hoàn thiện trên phần mềm 
Microstation được chuyển sang định dạng 
Geodatabase trong phần mềm ArcGIS, tiến hành 
kiểm tra lại lỗi bản đồ, tạo kết nối giữa các con 
đường với nhau để đảm bảo tính nối kết của yếu 
tố đường giao thông. 
2.3. Giải pháp tổng quát hóa dữ liệu đường 
giao thông trên bản đồ địa hình 
Tổng quát hóa bản đồ địa hình tuân theo 
quy trình được minh họa ở Hình 1. Dựa trên 12 
toán tử tổng quát hóa bản đồ (theo nghiên cứu 
của Shea và MC Master) [3] và các quy định về 
thể hiện bản đồ địa hình [7][8][9], khi tổng quát 
hóa bản đồ địa hình 1/2000 xuống 1/10.000, lớp 
đường giao thông thực hiện theo giải pháp sau: 
 Giữ nguyên với các đối tượng: đường sắt 
trong ga; ghi chú đường; đỉnh đèo; cầu 
bê tông, gạch đá; cầu quay; cầu gỗ; cầu 
treo; cầu phao; cầu tầng; ghi chú cầu; 
đường ngầm dưới nước; bến lội; bến đò 
dọc và hướng đi; bến phà và ghi chú; âu 
thuyền; đèn biển; khu vực nguy hiểm. 
 Loại bỏ đối với các đối tượng: cầu phao 
qua đường sắt; chỗ đường sắt và đường ô 
tô gặp nhau; đèn hiệu; cột cây số; biển 
chỉ đường, vỉa hè, lề đường; đường nhỏ 
lát gạch, nhựa, bê tông trong làng, công 
viên; bến tàu thuyền; chỗ đóng, dỡ bè. 
 Thay đổi bề dày lực nét kí hiệu đối với 
các loại đường sắt. 
 Tính độ rộng của đối tượng và chuyển 
hai nét về một nét với các đối tượng: 
đường rải gạch đá; đường cấp phối; 
đường lát bê tông nhựa có và không có 
trục phân tuyến; đường xẻ sâu; 
 Chọn bỏ theo chiều dài, mật độ, sau đó 
chuyển hai nét thành một nét đối với 
đường đất lớn. 
 Chọn bỏ theo chiều dài, mật độ, sau đó 
đơn giản hóa rồi thay đổi lực nét kí hiệu 
đối với các con đường đất; đường mòn; 
đường bờ ruộng. 
Đối với dữ liệu lớp dân cư: 
 Gộp các khối nhà có khoảng cách gần 
nhau dưới 0,3mm theo tỷ lệ bản đồ thành 
khối nhà đối với các loại nhà chịu lửa; 
nhà kém chịu lửa; khối nhà chịu lửa; khối 
nhà kém chịu lửa. 
 Chọn bỏ bớt đối với nhà đột xuất sao cho 
trong một tờ bản đồ không có quá 5 nhà. 
 Loại bỏ nhà không tường nếu diện tích 
nhỏ hơn 1mm2 theo tỷ lệ bản đồ. 
 Loại bỏ nhà bị hỏng nếu diện tích dưới 2 
mm2 theo tỷ lệ bản đồ. 
 Loại bỏ các đối tượng: mái hiên nhà; bậc 
thềm; cầu thang ngoài trời; bể chứa. 
 Đối với dữ liệu thủy hệ: 
 Loại bỏ hồ ao có diện tích dưới 2 mm2 
theo tỷ lệ bản đồ. 
 Đường bờ có chiều rộng dưới 0,5mm 
theo tỷ lệ bản đồ thì chuyển thành một 
nét. 
 Đơn giản hóa đường mép nước. 
 Loại bỏ các đối tượng sau nếu có diện 
tích trên bản đồ dưới 15 mm2: bãi san hô; 
bãi rong; bãi ven sông, hồ, biển. 
SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT, Vol. 19, No. K4-2016 
Trang 62 
 Loại bỏ đê nếu chiều dài dưới 0,5mm 
theo tỷ lệ bản đồ. 
 Chuyển hai nét thành một nét đối với 
kênh mương dẫn nước. 
2.4 Thiết kế chức năng 
Với các giải pháp tổng quát hóa cho dữ 
liệu đường giao thông, dân cư và thủy hệ đã 
được đưa ra, các chức năng sau được xây dựng 
để phục vụ cho công việc: 
a) Chức năng xử lý dữ liệu 
 Công cụ chuyển đổi giữa hai loại định 
dạng dữ liệu .DGN sang định dạng 
Geodatabase của ArcGIS: Giúp người 
dùng chuyển đổi dữ liệu phục vụ cho quá 
trình tổng quát hóa. 
 Công cụ ghép bản đồ: Dùng để ghép các 
tờ bản đồ với nhau. 
 Công cụ chọn hệ quy chiếu không gian: 
Giúp người dùng chọn hệ tọa độ phù hợp 
với dữ liệu bản đồ. 
 Công cụ thể hiện bản đồ: Thể hiện bản 
đồ theo tỷ lệ để người sử dụng dễ dàng 
có cái nhìn tổng thể về bản đồ ở từng 
mức tỷ lệ khác nhau. 
 Công cụ tạo Personal Geodatabase: Tạo 
các file .MDB để chứa các lớp dữ liệu 
bản đồ hay các feature class sau khi 
chuyển đổi. 
b) Chức năng tổng quát hóa 
 Chọn bỏ đường giao thông theo chiều dài 
tối thiểu: Với mục đích loại bỏ một số 
con đường mòn, đường bờ ruộng, đường 
đất nhỏ, công cụ này sẽ giúp người 
dùng nhập vào tham số chiều dài nhỏ 
nhất, sau khi chạy công cụ, một số đường 
có chiều dài nhỏ hơn chiều dài đã nhập 
vào thì sẽ bị loại bỏ. 
 Chuyển 2 nét thành 1 nét cho đối tượng 
giao thông hai nét: Đối với một số đối 
tượng như đường nhựa có trục phân 
tuyến có độ rộng dưới 0,8mm theo tỷ lệ 
bản đồ; Đường nhựa không có trục phân 
tuyến có độ rộng dưới 0,6mm; đường rải 
đá, đường cấp phối có độ rộng dưới 
0,6mm thì sẽ thể hiện bằng 1 nét. 
 Đơn giản hóa đối tượng dạng đường: 
Dùng công cụ này để loại bỏ những 
đường gấp khúc nhỏ trong khi vẫn duy trì 
hình dáng cơ bản của đối tượng. Công cụ 
này dùng để đơn giản hóa lớp đối tượng 
đường bờ ruộng, đường mòn, 
 Gộp nhà: Các nhà hay khối nhà gần nhau 
dưới 0,3mm theo tỷ lệ bản đồ được gộp 
lại với nhau. 
 Đơn giản hóa nhà: Đốivới các nhà, khối 
nhà có đồ hình gấp khúc, khi tổng quát 
hóa ta có thể tiến hành loại bỏ những 
đường gấp khúc nhỏ. 
 Chuyển nhà không thể hiện được theo tỷ 
lệ thành dạng điểm: Đối với các nhà độc 
lập khi chuyển xuống tỷ lệ nhỏ hơn 
không còn khả năng thể hiện theo tỷ lệ 
bản đồ nữa thì sẽ được chuyển về dạng 
điểm. 
 Chọn bỏ sông suối theo chiều dài tối 
thiểu: Khi đưa bản đồ về tỷ lệ nhỏ hơn, 
các yếu tố bản đồ sẽ trở nên khó đọc vì 
nội dung bản đồ thì nhiều trong khi diện 
tích tờ bản đồ thì có hạn. Do đó, ta có thể 
loại bỏ bớt sông, suối có chiều dài ngắn 
hơn một chiều dài giới hạn nào đó. 
 Chọn bỏ hồ ao theo diện tích tối thiểu: 
Bỏ bớt hồ ao có diện tích nhỏ hơn 15 
mm2 theo tỷ lệ bản đồ. 
 Chọn bỏ sông suối theo mật độ: Tính mật 
độ sông ngòi dựa vào tổng chiều dài sông 
và tổng diện tích các con sông, sẽ tính ra 
được mật độ sông ngòi là thưa hay dày 
đặc, dựa vào đó bỏ bớt những sông ngòi 
không quan trọng nếu mật độ sông dày 
đặc [6]. 
TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 19, SOÁ K4-2016 
 Trang 63 
c) Chức năng sau tổng quát hóa 
 Chức năng tìm lỗi: Tìm lỗi chồng đè giữa 
các lớp đối tượng giao thông, dân cư, 
thủy hệ. 
 Chức năng dịch chuyển đối tượng: Sau 
khi tổng quát hóa, các đối tượng có thể 
chồng đè lên nhau, ta dùng công cụ này 
để dịch chuyển đối tượng có thứ tự ưu 
tiên thấp hơn để không bị mâu thuẫn giữa 
các đối tượng. 
 Chức năng cập nhật trường thuộc tính: 
Sau tổng quát hóa cần cập nhật lại một số 
trường thuộc tính quan trọng. 
 Chức năng Đánh giá kết quả sau tổng 
quát hóa: Dựa trên công thức TOPFER 
tính tải trọng bản đồ đánh giá kết quả đạt 
được sau khi tổng quát hóa bản đồ [6]. 
2.5 Thiết kế menu 
Giao diện các menu như được trình bày ở 
Hình 2. 
3. KẾT QUẢ 
Tiến hành thử nghiệm bài toán tổng quát hóa 
trên bốn mảnh bản đồ, sau khi thử nghiệm công 
cụ tổng quát hóa, một kết quả đạt được trình bày 
ở Hình 3 và Hình 4. Sau khi thực hiện tổng quát 
hóa cho tất cả các lớp dữ liệu đã chuẩn bị, nhận 
thấy rằng khi thể hiện ở tỷ lệ 1:10.000, bản đồ 
đã có sự thông thoáng rõ rệt, đảm bảo tính trực 
quan, dễ nhìn, dễ đọc của bản đồ. 
Khi tổng quát hóa xong, một số lỗi xuất 
hiện, ví dụ như sau khi chuyển đường giao 
thông hai nét thành một nét thì xuất hiện lỗi hai 
đầu đường giao thông. Đối với lỗi này ta phải 
dùng phương pháp thủ công để chỉnh sửa. Ngoài 
ra, sau tổng quát hóa, có một số lớp chồng lên 
nhau như minh họa ở hình 5, theo quy phạm thì 
phải dịch chuyển đối tượng có ưu tiên thấp hơn 
ra 0,2 mm theo tỷ lệ bản đồ. Ví dụ, bằng cách sử 
dụng công cụ Tìm lỗi, ta phát hiện giữa đường 
bờ ruộng và nét kênh đào sau tổng quát hóa bị 
chồng lên nhau. Ta phải dịch chuyển yếu tố 
đường bờ ruộng ra 0,2 mm theo tỷ lệ bản đồ 
bằng công cụ Dịch chuyển đối tượng. 
Hình 2. Menu các công cụ tổng quát hóa 
SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT, Vol. 19, No. K4-2016 
Trang 64 
a) 
b) 
Hình 3. Bản đồ a) trước và b) sau khi tổng quát hóa 
a) b) 
c) d) 
Hình 4. Một số yếu tố trước và sau khi tổng quát hóa a) kênh đào, b) đường đắp cao, c) tim đường giao thông, 
và d) nhà 
a) b) 
Hình 5. Phát hiện lỗi a) cuối đường, và b) chồng đè giữa các đường sau tổng quát hóa 
TAÏP CHÍ PHAÙT TRIEÅN KH&CN, TAÄP 19, SOÁ K4-2016 
 Trang 65 
Hình 6. So sánh kết quả tổng quát hóa đường mòn với công thức Topfer 
Yếu tố dân cư (nhà, khối nhà) tổng quát 
hóa vẫn chưa được chi tiết, cần gộp thêm các 
nhà và khối nhà ở gần nhau bằng cách tăng thêm 
độ lớn của các tham số tổng quát hóa. Vì khi 
tổng quát hóa theo quy định đã có thì mức độ 
gộp các nhà, khối nhà vẫn còn ít, chưa thể đáp 
ứng khi thể hiện ở tỷ lệ nhỏ. Tổng quát hóa là 
một vấn đề hết sức phức tạp, phụ thuộc nhiều 
vào nhiều yếu tố, trong đó có cả yếu tố chủ quan 
của người thực hiện. Do đó, tùy trường hợp mà 
chọn tham số, chỉ tiêu tổng quát hóa cho phù 
hợpSau khi hoàn thành quá trình tổng quát hóa, 
giải quyết các mâu thuẫn phát sinh, chỉnh sửa và 
biên tập các lớp bản đồ. Ta có thể đánh giá kết 
quả tổng quát hóa dựa vào công cụ “Đánh giá 
kết quả tổng quát hóa”. Hình 6 là ví dụ minh 
họa cho lớp dữ liệu đường mòn. Sau khi tổng 
quát hóa, tổng số đối tượng tương đương với số 
đối tượng tính theo công thức Topfer. 
4. KẾT LUẬN 
Bài báo thể hiện việc xây dựng công cụ 
tổng quát hóa trong phần mềm ArcGIS cho lớp 
dữ liệu đường giao thông trên bản đồ địa hình tỷ 
lệ 1/2000 xuống tỷ lệ 1/10.000. Bên cạnh đó, 
cũng xây dựng công cụ tổng quát hóa lớp dữ 
liệu thủy hệ và dân cư ở mức đơn giản. Nghiên 
cứu cũng đã giải quyết được mâu thuẫn phát 
sinh trong quá trình tổng quát hóa như chồng đè 
giữa các lớp đối tượng đường giao thông và lớp 
dân cư, thủy hệ. 
Trong thời gian tới, cần tiếp tục nghiên cứu 
thêm các toán tử tổng quát hóa bản đồ để đa 
dạng hóa công cụ tổng quát hóa cho lớp dữ liệu 
đường giao thông cũng như dân cư và thủy hệ. 
Chẳng hạn như tìm hiểu cách chọn bỏ đối tượng 
theo mật độ có tính đến tầm quan trọng của đối 
tượng. Muốn làm điều này ta phải nghiên cứu 
thêm để gán mức độ quan trọng cho đối tượng. 
Ngoài ra, cũng cần hướng tới một cách giải 
quyết khác cho bài toán tổng quát hóa bản đồ 
bằng cách xây dựng cơ sở dữ liệu thông minh 
hay dữ liệu Geodatabase dạng hành vi để thực 
hiện được nhiều trường hợp phức tạp hơn. 
SCIENCE & TECHNOLOGY DEVELOPMENT, Vol. 19, No. K4-2016 
Trang 66 
Building a generalizated tool for the road 
layers of big scale topographic maps 
 Nguyen Thi Lan Thuong 1 
 Vu Xuan Cuong 2 
1 Nong Lam University of Ho Chi Minh city, Vietnam 
2 Ho Chi Minh city University for Natural Resouces and Environment, Vietnam 
ABSTRACT 
Generalization has important role in 
making map, especially topographic map. 
Generalization is used when we want to reduce 
scale of map or focus on important features. As 
a result, we have better map about graphical 
representation, easier to understand. If this 
process is done manually, it will cost a lot of 
time and effort. Therefore, this study refer to 
build some tools for automatic generalization 
for traffic data on topographic map, particularly 
from 1/2000 to 1/10000 in ArcGIS software. 
Achieved result is satisfactory when applying 
for four topographic maps at Hoc Mon district, 
Ho Chi Minh city. Thanks to these tools, the 
generalization process is more faster. Moreover, 
these tools also save time and money for map 
makers. 
Keywords: Generalization, topographic map, road, ArcGIS. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1]. Droppová, V., The tools of automated 
generalization and building generalization 
in an ArcGIS environment, Slovak Journal 
of Civil Engineering (2011) 1-7. 
[2]. Guo, Q. S., Brandenberger, C., Hurni, L., A 
progressive line simplification 
algorithm, Geo-Spatial Information 
Science (2002) 41-45. 
[3]. McMaster, R. B., Shea, K. S., 
Generalization in digital cartography. 
Washington, DC: Association of American 
Geographers (1992). 
[4]. Lee, D., Automation of map generalization: 
The cutting-edge technology, Esri White 
Paper Series (1996). 
[5]. Lee, D., Hardy, P., Automating 
Generalization – Tools and Models, 
In 22nd ICA Conference Proceedings, A 
Coruña, Spain (2005). 
[6]. Nhữ Thị Xuân, Bản đồ địa hình, Nhà xuất 
bản Đại học Quốc gia Hà Nội (2003). 
[7]. Tổng Cục Địa chính, Quy định kỹ thuật Số 
hóa bản đồ địa hình tỷ lệ 1:10000, 
1:25000, 1:50000 và 1:100000, Quyết định 
số 70/2000/QĐ-ĐC ngày 25/02/2000. 
[8]. Tổng Cục Địa Chính, Kí hiệu bản đồ địa 
hình tỷ lệ 1:500, 1:1000, 1:2000 và 1:5000, 
Quyết định số 1125/ĐĐBĐ ngày 
19/11/1994. 
[9]. Tổng Cục Địa Chính, Kí hiệu bản đồ địa 
hình tỷ lệ 1:10.000 và 1:25.000, Quyết 
định số 1126/ĐĐBĐ ngày 19 / 11 / 1994.