Tạo mô hình số độ cao trong ArcGIS: Hướng dẫn chi tiết

Trong lĩnh vực bản đồ và quản lý không gian địa lý, việc tạo mô hình số độ cao trong ArcGIS (Digital Elevation Model – DEM) là bước quan trọng để phân tích địa hình, thiết kế công trình, mô phỏng thoát nước, quy hoạch đất đai và nhiều ứng dụng khác. Đặc biệt, khi kết hợp với dữ liệu thu thập từ máy GNSS RTK – thiết bị định vị vệ tinh có độ chính xác cao – người dùng có thể xây dựng các mô hình địa hình tin cậy, chi tiết đến từng centimet.

Các phương pháp thu thập dữ liệu tạo DEM

Để tạo mô hình số độ cao chính xác, người dùng cần có dữ liệu tọa độ và cao độ đáng tin cậy. Hiện nay có một số phương pháp thu thập dữ liệu như:

Sử dụng dữ liệu vệ tinh (SRTM, ASTER): phổ biến nhưng độ phân giải thấp (30m – 90m).
Quét LiDAR: cho độ chính xác cao nhưng chi phí rất lớn.
Đo thực địa bằng máy toàn đạc hoặc thủy bình: chính xác nhưng mất nhiều thời gian.
Sử dụng máy GNSS RTK: được ưa chuộng nhờ khả năng thu thập nhanh chóng, độ chính xác dưới 2–3cm, dễ dàng xuất dữ liệu dưới định dạng tương thích với ArcGIS.

Việt Thanh Group hiện cung cấp các dòng máy GNSS RTK như Máy GNSS RTK Hi-Target V200, Máy GNSS RTK Hi-Target iRTK 5…chất lượng cao, hỗ trợ kỹ sư đo đạc thu thập nhanh chóng hàng trăm điểm địa hình thực địa để tạo DEM một cách tối ưu.

tạo mô hình số độ cao trong Arcgis

Các phương pháp thu thập dữ liệu tạo DEM

Hướng dẫn tạo mô hình số độ cao trong ArcGIS

Bước 1: Chuẩn bị dữ liệu độ cao

Dữ liệu đầu vào có thể là:

File tọa độ có chứa thông tin X, Y, Z (độ cao)
File shapefile điểm có trường độ cao (Z)
File CSV được thu thập từ máy GNSS RTK hoặc toàn đạc điện tử

Bạn cần đảm bảo tất cả dữ liệu đều có hệ tọa độ chính xác (ưu tiên VN-2000 hoặc UTM nếu làm việc tại Việt Nam). Dữ liệu từ máy GNSS RTK như máy GNSS RTK Hi-Target vRTK thường có định dạng WGS84 và có thể dễ dàng chuyển đổi sang hệ quy chiếu VN-2000 trong ArcGIS.

Bước 2: Tạo lớp điểm độ cao

Mở ArcGIS Pro hoặc ArcMap
Vào File > Add Data > XY Data
Chọn file CSV chứa dữ liệu tọa độ và độ cao
Đặt đúng trường X, Y và Z tương ứng (ví dụ: Lon, Lat, Elevation)
Chọn hệ tọa độ đầu vào phù hợp (WGS84 hoặc VN-2000)

Sau khi import thành công, bạn sẽ có một lớp điểm không gian chứa độ cao, có thể hiển thị ngay trên bản đồ nền.

Bước 3: Nội suy để tạo mô hình số độ cao (DEM)

Dữ liệu điểm cần được xử lý thông qua phương pháp nội suy để biến thành raster DEM. Các phương pháp phổ biến bao gồm:

IDW (Inverse Distance Weighted): sử dụng khi dữ liệu phân bố đều và không quá phức tạp.
Kriging: cho kết quả mượt mà, chính xác hơn, phù hợp địa hình phức tạp.
Spline: tạo bề mặt trơn, tự nhiên, thường dùng cho mô hình độ cao của vùng có độ dốc thay đổi nhẹ.

Thao tác:

Mở công cụ Spatial Analyst > Interpolation > IDW/Kriging/Spline
Chọn lớp điểm làm đầu vào
Chọn trường độ cao (Z)
Cài đặt các thông số khoảng cách ảnh hưởng, độ phân giải raster, vùng mở rộng
Chạy và tạo file DEM raster

Bước 4: Kiểm tra và tùy chỉnh mô hình DEM

Sau khi nội suy thành công, bạn nên:

Dùng Hillshade để tạo hiệu ứng bóng, kiểm tra độ dốc và hướng dốc
Overlay lớp DEM với ảnh vệ tinh hoặc shapefile địa hình để kiểm tra tính khớp
Tùy chỉnh thang màu (Symbology) theo độ cao để bản đồ dễ đọc hơn

Bước 5: Ứng dụng mô hình DEM trong phân tích địa hình

DEM có thể được sử dụng cho nhiều phân tích không gian khác nhau:

Tính toán độ dốc và hướng dốc (Slope, Aspect)
Phân tích dòng chảy (Watershed, Flow direction)
Xác định vùng ngập lụt hoặc sạt lở tiềm năng
Thiết kế tuyến đường tối ưu, tuyến cáp điện, tuyến thoát nước

Những ứng dụng này đặc biệt hữu ích trong lĩnh vực xây dựng, thủy lợi, quy hoạch đô thị, khai thác khoáng sản – nơi yêu cầu độ chính xác cao về địa hình.

>> Xem thêm: Biên tập khung lưới và chú thích trong ArcGIS: Hướng dẫn chi tiết

Lưu ý khi tạo mô hình số độ cao trong ArcGIS

Chọn đúng hệ tọa độ

Một trong những yếu tố then chốt quyết định độ chính xác của mô hình số độ cao (DEM) là hệ tọa độ được sử dụng. Nếu bạn sử dụng sai hệ quy chiếu, toàn bộ mô hình có thể bị lệch vị trí, biến dạng tỷ lệ, hoặc không khớp với các dữ liệu nền khác, gây khó khăn trong phân tích và triển khai thực tế. Tại Việt Nam, hệ tọa độ phổ biến và chuẩn nhất hiện nay là VN-2000, với các múi chiếu riêng biệt (múi 3) tương ứng với kinh tuyến trục 105 hoặc 107 độ Đông tùy theo khu vực địa lý.

Ưu tiên dữ liệu từ máy GNSS RTK

Dữ liệu độ cao đầu vào chính là nền tảng để xây dựng một mô hình số độ cao chất lượng. Vì vậy, việc lựa chọn thiết bị thu thập dữ liệu là cực kỳ quan trọng. Trong đó, máy GNSS RTK (Real-Time Kinematic) nổi bật với khả năng định vị chính xác cao trong thời gian thực, sai số chỉ vài centimet.

Chia nhỏ khu vực nếu vùng rộng

Khi làm việc với các khu vực có diện tích lớn như toàn bộ huyện, tỉnh, khu công nghiệp hay vùng rừng núi rộng, nếu bạn thực hiện nội suy dữ liệu điểm để tạo DEM trên toàn bộ khu vực cùng lúc, rất dễ xảy ra tình trạng máy tính bị quá tải, phần mềm hoạt động chậm hoặc xuất hiện lỗi. Đồng thời, mô hình sau cùng có thể bị giảm độ phân giải hoặc thiếu chính xác do tính toán trên phạm vi quá rộng.

Lợi ích của việc tạo mô hình số độ cao trong ArcGIS

Việc tạo mô hình số độ cao trong ArcGIS mang lại nhiều lợi ích cho người sử dụng. Đầu tiên, mô hình DEM giúp người dùng phân tích địa hình một cách trực quan và dễ dàng. Thứ hai, mô hình số độ cao cung cấp thông tin chi tiết về độ cao và hình dạng của bề mặt đất, hỗ trợ cho các quyết định liên quan đến quy hoạch và phát triển. Cuối cùng, việc sử dụng dữ liệu từ máy GNSS RTK giúp nâng cao độ chính xác của mô hình, đảm bảo tính khả thi của các phân tích dựa trên mô hình.

>> Xem thêm: Dịch vụ cho thuê thiết bị đo đạc tại Việt Thanh Group

Việc tạo mô hình số độ cao trong ArcGIS không chỉ là một thao tác kỹ thuật, mà còn là bước nền tảng quan trọng cho hàng loạt ứng dụng bản đồ và phân tích không gian. Khi kết hợp với thiết bị đo hiện đại như máy GNSS RTK, bạn có thể tối ưu độ chính xác, tiết kiệm thời gian và tăng hiệu quả công việc.

Việt Thanh Group chuyên cung cấp máy GNSS RTK, phần mềm GIS và dịch vụ hỗ trợ kỹ thuật – đồng hành cùng các kỹ sư, nhà quy hoạch, chuyên gia đo đạc trong quá trình số hóa dữ liệu và phân tích không gian. Liên hệ ngay với Việt Thanh để được tư vấn chi tiết về giải pháp đo đạc và tạo mô hình số độ cao phù hợp với nhu cầu thực tế của bạn!