Thu thập số liệu FMDC
Phần mềm thu thập số liệu FMDC (Field-Map Data Collector)
Khi đã hoàn tất và tạo ra cấu trúc cơ sở dữ liệu cho dự án, người sử dụng đã sẵn sàng triển khai các nhiệm vụ thu thập số liệu thực địa, bằng cách sử dụng phần mềm thu thập số liệu FMDC. FMDC với giao diện người dùng tự động điều chỉnh theo cấu trúc của dự án, hỗ trợ trực tiếp các thiết bị đo điện tử sử dụng trên thực địa (như máy GPS, thiết bị đo khoảng cách laser rangefinder, thiết bị đo chênh cao điện tử, la bàn điện tử và thước kẹp điện tử), mang đến khả năng đo đạc xác định các thông số liên quan và thành lập bản đồ ngay trên thực địa.
Nguyên tắc đo cơ bản hết sức đơn giản: Người điều khiển thiết bị tìm vị trí (bằng cách sử dụng GPS, bản đồ hoặc hệ thống toạ độ địa phương Đề-các), sau đó sử dụng các thiết bị đo để ghi nhận vị trí và các thông số có liên quan đến cây rừng. Các chức năng bản đồ cho phép tạo ra bản đồ các đối tượng điểm, đường và vùng. FMDC là ứng dụng được thiết kế đặc biệt cho máy tính bảng chạy hệ điều hành Windows hoặc Windows Mobile, sử dụng trong quá trình điều khiển thu ghi số liệu thực địa. FMDC thực hiện các nhiệm vụ sau:
- Hỗ trợ quá trình thu thập số liệu trên thực địa sử dụng máy tính bảng kết hợp với các công cụ đo điện tử khác (thiết bị định vị vệ tinh GPS, thiết bị đo khoảng cách laser rangefinder, La bàn điện tử, Thiết bị đo chiều cao và đường kính thân cây …)
- Thu thập các đối tượng bản đồ dạng điểm, đường và vùng sử dụng các thiết bị đo như GPS, khoảng cách laser rangefinder và la bàn, nhập số liệu bằng tay …
- Thu thập và nhập số liệu thuộc tính mô tả như thông tin dạng số, chữ viết, chuỗi, hàm logic, thời gian, ảnh chụp, phim ngắn và âm thanh. Hỗ trợ thu thập các thuộc tính đặc biệt nhờ các thiết bị điện tử như chiều cao, đường kính, độ dài, độ phủ… của các đối tượng lâm nghiệp.
- Các bảng tham chiếu đến, các bảng tham chiếu theo điều kiện và phương thức hiển thị các lớp thông tin theo điều kiện.
- Nhập bản đồ và các thông tin thuộc tính từ các hệ thống khác. FMDC hỗ trợ các định dạng số liệu như ESRI Shapefiles, ArcInfo Coverages, Digital Exchange Format, MS Access, DBase, MSExcel, Paradox …
- Chuyển đổi các đối tượng đường sang đối tượng vùng (giao thức quan hệ topological, non-topological; kiểm tra làm sạch và tạo vùng tiêu chuẩn). Không giới hạn số lượng đường và vùng trên các lớp thông tin.
- Thực hiện chức năng dẫn đường trong quá trình thu thập số liệu thực địa, sử dụng các thiết bị chuẩn như thiết bị đo khoảng cách laser rangefinder, la bàn hoặc GPS.
- Thực hiện các bước kiểm tra tính toàn vẹn và hoàn chỉnh của những tập hợp số liệu đã thu được. Kiểm tra lỗi, số liệu thiếu hay các đối tượng chưa hoàn chỉnh trên thực địa.
- Tham chiếu địa lý liên tục cho các đối tượng đo trên thực địa. Hệ thống MFDC liên tục kiểm tra các điểm tham chiếu địa lý tạm thời (thu được bằng thiết bị laser rangefinder hoặc GPS), từ đó cho phép người sử dụng có thể tự do di chuyển trên toàn bộ khu vực làm việc mà không bị mất tham chiếu địa lý tới tất cả các điểm đo.
- Hỗ trợ các module ứng dụng ngoài do người sử dụng xác định. FMDC rất dễ dàng kết nối với các module do người sử dụng tự định nghĩa và các chức năng mở rộng khác.
- Hỗ trợ các phép đo liên quan đến cây, hình chiếu tán cây, mặt cắt tán cây và mặt cắt hệ thống cành cây. Kiểm tra liên tục mối liên hệ giữa hình chiếu và mặt cắt tán cây.
- Lập bản đồ cây chết, tính toán tổng lượng gỗ chết trong khu vực nghiên cứu.
- Đo lặp số cây trong khu vực nghiên cứu cố định.
- Hỗ trợ các thiết bị điện tử phục vụ quá trình thu thập số liệu kết nối với FMDC thông qua cáp, kết nối không dây Bluetooth, vô tuyến. Có thể là thiết bị đo khoảng cách laser rangefinder, La bàn điện tử, GPS
- Hỗ trợ các thiết bị đo đạc bằng tay truyền thống và nhập liệu từ bàn phím, ví dụ thiết bị đo cao Sunto, thước dây, la bàn cơ …
- Hỗ trợ 5 phương pháp xác định chiều cao cây
- Hỗ trợ 2 phương pháp đo tán cây
- Xác định đường kính từ xa sử dụng thiết bị đo tích hợp với máy đo khoảng cách laser rangefinder ForestPro/Impulse
- Không giới hạn kích thước và hình dạng của các khu vực mẫu. Cho phép lựa chọn kích thước và hình dạng khu đo mẫu ngay trên thực địa, đồng thời định nghĩa trước hình dạng và kích thước khu mẫu
- Xác lập các hệ thống toạ độ, hệ thống toạ độ khu vực và thế giới. Không giới hạn việc chuyển đổi qua lại giữa các hệ thống toạ độ
Hỗ trợ hiển thị bản đồ nền (khuôn dạng vector hoặc raster).
Field-Map Data Collector hoạt động trên máy tính thực địa dạng bảng |
Màn hình giao diện Field-Map Data Collector |
Các tính năng GIS đặc biệt được sử dụng cho cây, thân gỗ và các mặt cắt. Mỗi thực thể đều có thể được mô tả thông qua các thông tin thuộc tính.
FMDC được trang bị nhiều chức năng đặc biệt hỗ trợ tăng hiệu suất công việc trên thực địa. Tham chiếu địa lý liên tục cho phép người sử dụng di chuyển tự do trong khu vực mẫu, nhiều phương pháp đo chiều cao cây làm cho công việc trở nên đơn giản, ngay cả trong môi trường thực sự khó khăn vì tầm nhìn hạn chế. Sau khi thu thập, người sử dụng có thể xác minh số liệu ngay lập tức, bằng cách sử dụng phương pháp hiển thị đồ họa và chu trình kiểm tra tính hợp lệ đã được khai báo từ trước. Những đặc điểm cơ bản của FMDC:
- Lập bản đồ:
FMDC được sử dụng trong việc lập bản đồ các đối tượng GIS cơ bản (điểm, đường và vùng) và cả các đối tượng đặc biệt trong lâm nghiệp (như cây xanh, cây chết, mặt cắt). Việc lập bản đồ có thể thực hiện bằng cách sử dụng máy thu GPS, thiết bị đo laser rangefinder, thiết bị đo góc điện tử, vẽ trực tiếp bằng bút cảm ứng lên máy tính bảng hoặc nhập trực tiếp số liệu vào máy tính thực địa bằng bàn phím.
- Nhập các bản đồ số và số liệu:
FMDC hỗ trợ các định dạng chuẩn như: ESRI Shapefile, ArcInfo Coverage, Digital Exchange Format, MS Access, MS Excel, DBase, Paradox và XML.
- Đo chi tiết các thông số liên quan đến cây:
FMDC hỗ trợ người sử dụng đo xác định các thông số liên quan đến hình chiếu tán cây theo chiều ngang, mặt cắt tán cây theo chiều đứng, đường kính cây theo chiều cao tương ứng, thông số liên quan đến cành nhánh… Tất cả thông số thu được đều được vẽ trực tiếp liên tục trên màn hình máy tính thực địa, đồng thời số liệu thể tích cũng được FMDC tính toán một cách tự động.
- Lập bản đồ cây chết:
Cây chết nằm trên mặt đất cũng là đối tượng cần phải đưa lên bản đồ kèm theo mô tả từng phần. Cũng như cây sống, thể tích cây chết cũng được FMDC tự động tính toán.
- Tạo các đối tượng vùng từ các đối tượng đường:
FMDC hỗ trợ người sử dụng khởi tạo đối tượng vùng theo cả hai chuẩn (topology và non-topology) từ các đối tượng đường đã được đưa lên bản đồ.
- Dẫn đường trên thực địa:
Sử dụng GPS, la bàn và thiết bị đo laser rangefinder phục vụ công tác dẫn đường trên thực địa. Ở các khu vực rừng có tán cây rậm không thể sử dụng được thiết bị định vị vệ tinh GPS, có thể thay đổi thiết bị dẫn đường bằng cách sử dụng kết hợp thiết bị đo laser rangefinder và la bàn điện tử.
- Kiểm tra số liệu:
Kiểm tra lỗi hoặc mức độ hoàn chỉnh của số liệu đã thu. Xác định xem số liệu thu được đúng hay sai.
- Hỗ trợ các thiết bị điện tử:
FMDC tương thích và hỗ trợ nhiều loại thiết bị đo khác nhau. Các thiết bị có thể kết nối trực tiếp với FMDC thông qua cáp, giao thức kết nối không dây Bluetooth… Thông thường FMDC kết nối trực tiếp với các thiết bị như máy đo công nghệ laser, la bàn điện tử, thiết bị đo góc điện tử, thước kẹp điện tử và thiết bị định vị vệ tinh GPS.
- Tham chiếu địa lý liên tục:
FMDC có thể lưu một tập hợp các điểm tham chiếu tạm thời được xác định bởi thiết bị đo công nghệ Laser và được đánh dấu bằng các điểm gương. Chức năng này cho phép người điều khiển thiết bị có thể tự do di chuyển trong khu vực nghiên cứu (khu vực mẫu) mà không bị mất điểm tham chiếu địa lý của điểm gốc thực sự.
- Ứng dụng mở rộng của người dùng:
FMDC có khả năng kết nối một cách đơn giản tới các module mở rộng do người dùng tự định nghĩa và các chức năng tính toán khác (ví dụ như các bảng tính thể tích).
- Các phép đo lặp:
Điều tra rừng, theo tiêu chuẩn là công việc bắt buộc phải lặp lại sau một khoảng thời gian nhất định. Trong lần điều tra kế tiếp, tất cả các cây trong khu vực mẫu phải được nhận dạng và đo lại các thông số. FMDC có khá nhiều chức năng có liên quan và phục vụ cho công tác đo lặp này. Ví dụ nhận dạng cây dựa vào toạ độ phân bố, kiểm tra trực tuyến giá trị đo mới với giá trị đo cũ …
- Mặt cắt:
Mặt cắt (sơ đồ mặt cắt) là một đường ảo vạch trong rừng thể hiện mặt cắt cây và tán cây. Người sử dụng có thể lựa chọn màu sắc để thể hiện cho loài cây, giảm số lượng cây hiển thị bằng cách giảm khoảng cách từ đường thể hiện mắt cắt … Hình ảnh của mặt cắt có thể được xuất ra phục vụ cho việc xây dựng các báo cáo tổng hợp.
- Chiều cao cây:
FMDC có năm (5) chế độ đo chiều cao cây và hai (2) chế độ dành cho việc đo đạc các cây nghiêng. Người sử dụng có thể lựa chọn phương án tối ưu tuỳ theo điều kiện thực địa, yêu cầu về độ chính xác, các yêu cầu và điều kiện đo mang tính địa phương .
- Đo đường kính từ xa:
Sử dụng ống kính quang học đặc biệt kết hợp với máy đo công nghệ Laser, người sử dụng có thể đo được số liệu đường kính thân, đường kính tán cây, đường kính cành nhánh…từ gốc đến ngọn cây.
-
Đa dạng kích cỡ và hình dạng khu vực mẫu:
Người sử dụng có thể tự quyết định lựa chọn hình dạng và kích thước của các khu vực mẫu, trực tiếp ngoài thực địa hoặc xác định trước trong văn phòng.
- Phân đoạn và các vòng tròn đồng tâm:
FMDC hỗ trợ phân vùng các khu mẫu thành các vòng tròn đồng tâm. Đối với mỗi vòng tròn, người sử dụng có thể xác định đường kính ngưỡng sẽ được đo.
- Hệ thống tọa độ:
FMDC cũng hỗ trợ chức năng chuyển đổi giữa các hệ toạ độ chuẩn.
- Bản đồ nền dạng số:
FMDC có thể hiển thị các bản đồ nền bao gồm cả hai định dạng vector và raster.
- Các chức năng GIS:
Các chức năng khác để làm việc và thao tác với đối tượng bản đồ bao gồm: Tạo đường song song, tạo vùng đệm, tạo lưới, dịch chuyển đường đồng dạng, vùng tổng hợp…