Ketnooi.com Din n hc ln nht VN Lời nói đầu Trong tình hình nay, đôi với phát triển kinh tế khai thác tài nguyên thiên nhiên, đặc biệt đất đai tỉnh miền núi trung du với tốc độ cha thấy dẫn tới hậu trầm trọng: Suy thoái nguồn tài nguyên thiên nhiên chất lợng môi trờng Do đó, công tác theo dõi, quản lý khai thác đất đai theo mục đích sử dụng đất; dự báo kịp thời tình trạng suy thoái tài nguyên đất, đ a phơng hớng biện pháp bảo vệ đất đai ngày trở lên cấp bách Để làm tốt công tác quản lý tài nguyên đất quy mô quốc gia quy mô tỉnh, Nhà nớc cần có sở liệu khoa học, quản lý thông tin đất, đầy đủ, xác đ ợc cập nhật thờng xuyên Có nh nhanh chóng đa giải pháp, định hợp lý trình xây dựng chiến lợc phát triển kinh tế xã hội giám sát tài nguyên môi trờng nh khuyến cáo vạch hớng sử dụng hợp lý đất đai, giảm tối đa ảnh hởng tiêu cực đến môi trờng sinh thái, dự án phát triển kinh tế địa phơng Hiện tỉnh, quan nghiên cứu trung ơng tập trung đợc khối lợng lớn thông tin, số liệu điều tra đất đai tỉnh, địa phơng, nhng việc tập hợp, xử lý, sử dụng khai thác chúng nhiều khó khăn, tình hình phân tán thiếu hệ thống chúng Nhu cầu có phơng pháp phơng tiện quản lý loại liệu, thông tin tài nguyên thiên nhiên nói chung, đất đai nói riêng ngày trở lên cấp bách Trong lĩnh vực này, công nghệ thông tin có ý nghĩa to lớn đóng vai trò định để đáp ứng nhu cầu cấp bách Công nghệ thông tin ứng dụng, mà trực tiếp công nghệ hệ thống thông tin địa lý, công nghệ mẻ nh ng đợc ứng dụng phát triển Việt Nam sớm Hiện nay, hệ thống thông tin địa lý đợc sử dụng nh hệ thống công cụ hữu hiệu để lu trữ, xử lý, cập nhật, quản lý xuất thông tin địa lý phục vụ cho mục đích ứng dụng cụ thể khác nhau, đặc biệt lĩnh vực quản lý tài nguyên, quy hoạch lãnh thổ Sv: lê Thị Thanh Thuỳ Lớp: Trắc Địa A-K48 Ketnooi.com Din n hc ln nht VN Việt Nam, hệ thống thông tin địa lý đợc nghiên cứu, ứng dụng phát triển nh yếu tố khách quan Nó cho phép tổ chức, xếp liệu địa lý thành sở liệu hoàn chỉnh, thích hợp cho việc xử lý tự động máy tính Nó có khả nhập, l u trữ, cập nhật khối lợng thông tin lớn, đa dạng; xử lý phân tích, đ a thông tin hệ quy chiếu thống nhất, có khả chiết xuất thông tin, phát quy luật mối tơng tác đối tợng tợng nghiên cứu, nhằm kịp thời nhanh chóng đa giải pháp sách cho vấn đề cụ thể sử dụng hợp lý tài nguyên vấn đề thực tiễn khác Trong lĩnh vực quản lý đất đai môi trờng, công nghệ HTTĐL có ý nghĩa tác dụng to lớn Đây công nghệ hôm tơng lai Sử dụng HTTĐL xu hớng phát triển mạnh mẽ ngành nghiên cứu sử dụng thông tin không gian Chính lẽ em lựa chọn đề tài Xây dựng sở liệu địa hình phục vụ quản lý đất đai tỉnh Thái Nguyên phần mềm ArcGIS Đồ án đợc thể ba chơng: Chơng I: Tổng quan hệ thống thông tin địa lý Chơng II: Xây dựng sở liệu hệ thống thông tin địa lý Chơng III: Xây dựng sở liệu địa hình phục vụ quản lý đất đai tỉnh Thái Nguyên phần mềm Arcgis Mặc dù có nhiều cố gắng song đồ án tránh khỏi sai sót Em mong nhận đợc ý kiến đóng góp quý báu thầy, cô bạn đồng nghiệp Em xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, tháng năm 2008 Sinh viên: Lê Thị Thanh Thuỳ Lớp : Trắc Địa A-K48 Sv: lê Thị Thanh Thuỳ Lớp: Trắc Địa A-K48 Ketnooi.com Din n hc ln nht VN Chơng i: tổng quan hệ thống thông tin địa lý I.1.Sơ lợc hình thành phát triển hệ thống thông tin địa lý Trên giới, lịch sử phát triển ứng dụng HTTTĐL (GIS) có khởi điểm từ năm 50 kỷ XX Lúc đó, nhà đồ học tin học giới kết hợp suy nghĩ, nghiên cứu hệ thống máy móc thiết bị vẽ đồ tự động Những ứng dụng sớm hình thành tảng GIS Canađa, nơi mà nghiên cứu kỹ thuật sử dụng máy tính để lu trữ xử lý số liệu, lập đồ xử lý thông tin không gian lần đợc thực Tuy nhiên, thiết bị máy tính thời to lớn, cồng kềnh; việc nhập liệu chậm khó khăn nên hệ tự động hoá khả thâm nhập vào thực tế Lúc đó, phiên HTTTĐL phần mềm nhập liệu vẽ đồ đơn giản; việc xử lý thông tin đồ hoạ hạn chế Từ 1960-1980: Là thời kỳ tìm tòi khám phá kỹ thuật đồ hoạ công nghệ thông tin Nhờ phát triển công nghệ thông tin mà khả xử lý đồ hoạ máy tính trở thành dễ dàng thuận tiện Hàng loạt chơng trình phần mềm xử lý đồ hoạ phiên phần mềm GIS đời nh phần mềm ARC/infor Từ 1980-1990: Công nghệ GIS phát triển mạnh mẽ, trở thành công nghệ có tính thơng mại, đợc ứng dụng nhiều lĩnh vực khoa học hoạt động thực tiễn có sử dụng thông tin không gian Đặc biệt Mỹ, Canađa châu Âu, ngời ta xây dựng không ngừng hoàn thiện chơng trình phần mềm có uy tín quốc tế nh ARC/infor, PCI, ILWIS, SPAND, IDRISI, Công nghệ vi điện tử công nghiệp sản xuất máy tính cá nhân (PC) phát triển mạnh; máy tính trở thành công cụ phổ biến hoạt động nghiên cứu, thiết kế quản lý xã hội Những phần mềm HTTTĐL chạy PC ngày phát triển làm cho công nghệ HTTTĐL lan truyền nhanh chóng đến nớc phát triển châu ngày thâm nhập sâu vào lĩnh vực địa lý đồ Việt Nam, công nghệ HTTTĐL đợc ứng dụng phát triển nhanh chóng với công nghệ thông tin nói chung Theo nhà hoạt động lĩnh vực này, hình thành phát triển công nghệ HTTTĐL Việt Nam chia thành thời kỳ: Sv: lê Thị Thanh Thuỳ Lớp: Trắc Địa A-K48 Ketnooi.com Din n hc ln nht VN Từ 1980-1985: Bắt đầu nghiên cứu HTTTĐL Từ 1985-1994: Tìm tòi ứng dụng Từ 1995 đến nay: Bùng nổ phát triển Thời kỳ 1980-1985: Là giai đoạn bắt đầu với hiểu biết sơ tiếp xúc với HTTTĐL qua cán đợc đào tạo nớc số chuyên gia có dịp tham gia hội thảo quốc tế công nghệ thông tin hệ thống thông tin địa lý Trong giai đoạn này, cha nhập đợc chơng trình phần mềm mạnh Các phần mềm tự viết phát triển khả đồ hoạ yếu, giải đợc nhiệm vụ nhập xuất liệu Các thiết bị phần cứng thiếu thốn Do đó, cha có ứng dụng cụ thể, song quan bắt đầu quan tâm nghiên cứu HTTTĐL hớng phát triển thành lập, biên tập sản xuất đồ với hỗ trợ máy tính điện tử Công tác đào tạo HTTTĐL cha phát triển, hội thảo HTTTĐL cha đợc tổ chức, công nghệ cha đợc ứng dụng rộng rãi, ứng dụng mang tính chất thử nghiệm Thời kỳ 1985-1994: Những tìm tòi ứng dụng đợc thực số chuyên ngành số quan ứng dụng cụ thể, trớc hết quan nghiên cứu công nghệ thông tin, tiếp số quan quản lý tài nguyên nh: Nông nghiệp, lâm nghiệp, địa chất, Trong giai đoạn này, thiết bị phần cứng có tiến lớn, có nhiều máy tính thiết bị phụ trợ, nhng giá thành đắt, sở mua đợc, hạn chế ứng dụng nhiều quan Tuy nhiên, nơi đợc trọng phát triển nh: Viện Công nghệ thông tin, công ty máy tính, dự án, đề án, chơng trình cấp nhà nớc bắt đầu triển khai đề tài, đề án nghiên cứu ứng dụng công nghệ HTTTĐL Trong lĩnh vực ứng dụng sản xuất chơng trình phần mềm, có hai xu hớng: - Các chuyên gia lập trình chuyên gia ngành khác Việt Nam phát triển xây dựng phần mềm HTTTĐL nh: POPMAP Vũ Duy Mẫn nhiều ngời khác (1993), CAMAP Lại Huy Phơng công ty AIC, WINGIS Công ty DOLSOFT (1995), - Mua sử dụng phần mềm nớc nh MAPINFO, ARC/info, MGE (Viện Thông tin lu trữ Bảo tàng địa chất, Viện Khoa học Công Sv: lê Thị Thanh Thuỳ Lớp: Trắc Địa A-K48 Ketnooi.com Din n hc ln nht VN nghệ Địa chính, Viện Địa lý, Trung tâm Viễn thám Geomatic, thuộc Trung tâm Khoa học tự nhiên Công nghệ quốc gia, Viện Thiết kế quy hoạch nông nghiệp, Trung tâm T vấn thông tin Tài nguyên rừng- Viện Điều tra quy hoạch rừng- Bộ Nông nghiệp phát triển nông thôn) Những kết nghiên cứu ứng dụng giai đoạn thuộc lĩnh vực: Điều tra quy hoạch quản lý tiểu khu, loại rừng, thống kê diện tích rừng nông nghiệp, xây dựng đồ trạng tài nguyên thiên nhiên, quản lý thông tin khoáng sản đồ địa chất Nhiều quan tiến hành số hoá đồ lu trữ thông tin chuyên ngành, quản lý liệu chuyên ngành dới dạng HTTTĐL Công tác đào tạo HTTTĐL bớc đầu đợc ý, song mang tính tự phát, nhằm đáp ứng nhu cầu cụ thể quan, cha hệ thống, quy mô nhỏ Chủ yếu nhằm hớng dẫn sử dụng chơng trình phần mềm Thời kỳ 1995 tới nay: Là giai đoạn phát triển bùng nổ HTTTĐL Nhờ phát triển mạnh mẽ công ty máy tính, nhà sản xuất cung cấp thiết bị tin học, Việt Nam có mặt sản phẩm hầu hết nhà sản xuất thiết bị máy tính, cần thiết cho ứng dụng hệ thống thông tin địa lý nh: Hãng Máy tính IBM, COMPAQ, SUN, ACER, INTERGRAPH, hãng sản xuất thiết bị ngoại vi: Máy quét, bàn số hoá, máy in HP, EPSon, CALCOM, Một thị trờng sôi động thiết bị công nghệ thông tin giúp cho chi phí phần cứng giảm dần Các quan nghiên cứu ứng dụng công nghệ thông tin trang bị thiết bị nhập liệu thiết bị xuất liệu cách dễ dàng Các phần mềm tiên tiến công nghệ HTTTĐL, kết hợp với công nghệ viễn thám có mặt Việt Nam Đại lý hãng nh: MAPINFOR, ARC/info đợc đặt Hà Nội, TP Hồ Chí Minh, Các phần mềm Việt Nam ngày đợc hoàn thiện phổ cập Đào tạo công nghệ HTTTĐL đợc thực trờng đại học, mà đợc đa vào chơng trình giáo dục phổ thông Đặc biệt, chơng trình Công nghệ Thông tin Nhà nớc có dự án phát triển HTTTĐL cho tỉnh Việt Nam Sv: lê Thị Thanh Thuỳ Lớp: Trắc Địa A-K48 Ketnooi.com Din n hc ln nht VN Công nghệ HTTTĐL không vấn đề quan, đơn vị nghiên cứu, mà trở thành chiến lợc Nhà nớc; công nghệ hệ thống thông tin đợc Nhà nớc quan tâm khuyến khích phát triển Cũng từ năm 1995 công nghệ HTTĐL đợc ứng dụng rộng rãi ngành trở thành công cụ thiếu cho ngành kinh tế quốc dân I.2 Khái niệm hệ thống thông tin địa lý I.2.1 Khái niệm GIS Hiện công nghệ thông tin phát triển mạnh nh vũ bão, nhiều công nghệ tiên tiến trớc có đợc nớc phát triển có mặt Việt Nam Đối với sản phẩm công nghệ thông tin chuyên nghiệp nh HTTTĐL, nhà cung cấp đa sản phẩm dễ dùng, tiện lợi nhng thực tế có khoảng cách nhà chuyên môn sản phẩm công nghệ nói Tại Việt Nam, HTTTĐL đợc ứng dụng chủ yếu cho lĩnh vực số hoá Sau giai đoạn số hoá, ngời ta cần đến HTTTĐL chức phân tích khác để giải toán ứng dụng Vậy GIS ? Khái niệm HTTTĐL đợc hình thành từ ba khái niệm địa lý, thông tin, hệ thống đợc viết tắt GIS ý nghĩa chúng đợc diễn giải nh sau: Tại Mỹ: Geographic Information Systems Tại Anh, Oxtrâylia, Canada: Geographical Information Systems Theo Nghiên cứu lý thuyết quan niệm hệ thống thông tin địa lý công nghệ thông tin địa lý: Geographic Information Science Hệ thống máy tính từ ban đầu nhanh chóng đợc sử dụng hữu hiệu vào công việc liên quan đến địa lý phân tích địa lý Cùng với ứng dụng máy tính ngày tăng, khái niệm GIS đợc phát triển từ năm 1960 Có nhiều định nghĩa GIS đời, dới vài định nghĩa hay đợc sử dụng: Burrough, 1986: GIS công cụ mạnh để tập hợp lu trữ, truy cập, khôi phục, biểu diễn liệu không gian từ giới thực đáp ứng yêu cầu đặc biệt Lord Chorley, 1987: GIS hệ thống thu nạp, lu trữ, kiểm tra, tích hợp, vận dụng, phân tích biểu diễn liệu tham chiếu tới mặt đất Những liệu thông thờng sở liệu tham chiếu không gian dựa phần mềm ứng dụng Sv: lê Thị Thanh Thuỳ Lớp: Trắc Địa A-K48 Ketnooi.com Din n hc ln nht VN Michael Zeiler: Hệ thông tin địa lý GIS kết hợp ngời thành thạo công việc, liệu mô tả không gian, phơng pháp phân tích, phần mềm phần cứng máy tính Tất đợc tổ chức quản lý cung cấp thông tin qua trình diễn địa lý Francois Charbonneau Ph.D: GIS tổng thể hài hoà công cụ phần cứng ngôn ngữ sử dụng để điều khiển quản lý từ liệu phép chiếu không gian liệu mô tả có liên quan David Cowen, NCGIA, Mỹ: GIS hệ thống phần cứng, phần mềm thủ tục đợc thiết kế để thu thập, quản lý, xử lý, phân tích, mô hình hoá hiển thị liệu quy chiếu không gian, để giải vấn đề quản lý lập kế hoạch phức tạp Theo định nghĩa dự án The Geographers Craft, khoa địa lý, trờng Đại học Texas: GIS sở liệu số chuyên dụng hệ trục toạ độ không gian phơng tiện tham chiếu GIS bao gồm công cụ để thực công việc sau đây: - Nhập liệu từ đồ giấy, ảnh vệ tinh, ảnh máy bay, số liệu điều tra nguồn khác - Lu trữ liệu, khai thác, truy vấn sở liệu - Biến đổi liệu, phân tích mô hình hoá, bao gồm liệu thống kê liệu không gian - Lập báo cáo bao gồm đồ chuyên đề, bảng biểu, biểu đồ, kế hoạch Theo định nghĩa Viện Nghiên Cứu Hệ Thống Môi Trờng ESRI, Mỹ: GIS công cụ sở máy tính để lập đồ phân tích tồn kiện xảy Trái đất Công nghệ GIS tích hợp thao tác sở liệu nh truy vấn phân tích thống kê với lợi quan sát phân tích thông kê đồ Mặc dù có khác mặt tiếp cận, nhng nhìn chung định nghĩa GIS có đặc điểm giống nh: Bao hàm khái niệm liệu không gian (spatial data), phân biệt hệ thông tin quản lý Management Information System-MIS GIS Về khía cạnh đồ học GIS kết hợp lập đồ trợ giúp máy tính công nghệ sở liệu So với đồ GIS có lợi lu trữ liệu biểu diễn chúng hai công việc tách biệt Do vậy, GIS cho khả quan sát từ góc độ khác tập liệu Sv: lê Thị Thanh Thuỳ Lớp: Trắc Địa A-K48 Ketnooi.com Din n hc ln nht VN Cho đến quan điểm GIS thống chung nh sau: HTTTĐL hệ thống kết hợp ngời hệ thống máy tính thiết bị ngoại vi để lu trữ, xử lý, phân tích, hiển thị thông tin địa lý để phục vụ mục đích nghiên cứu định Hệ thống phần mềm HTTTĐL kết nối thông tin vị trí địa lý vật với thông tin thân vật, khác với đồ giấy, HTTTĐL tổ hợp nhiều lớp thông tin, loại thông tin đồ tổ hợp nhiều lớp thông tin riêng, ngời sử dụng bật tắt lớp thông tin theo nhu cầu Điểm mạnh HTTTĐL so với đồ giấy khả cập nhật liệu nhanh cho phép chọn thông tin cần theo mục đích sử dụng HTTTĐL có vai trò quan trọng quy hoạch quản lý môi trờng giúp cho ngời định có cách nhìn bao quát khu vực có vấn đề dùng HTTTĐL để theo dõi nguồn gây ô nhiễm I.2.2 Các thành phần hệ thông tin địa lý Hệ thống thông tin địa lý bao gồm hợp phần là: Thiết bị (hardware), Phần mềm (software), Dữ liệu địa lý (Geographic data), Chuyên viên (Expertise), Chính sách cách thức quản lý (Policy and Management) Tất hợp phần cần đợc kết hợp cách cân đối để hệ thống hoạt động có hiệu Hình I.1: Các thành phần GIS Sv: lê Thị Thanh Thuỳ Lớp: Trắc Địa A-K48 Ketnooi.com Din n hc ln nht VN I.2.2.1 Thiết bị Thiết bị bao gồm máy vi tính, máy vẽ, máy in, bàn số hoá, thiết bị quét ảnh, phơng tiện lu trữ số liệu I.2.2.1.1 Bộ xử lý trung tâm (CPU) Bộ xử lý trung tâm hay gọi CPU, phần cứng quan trọng máy vi tính CPU thực hành tính toán liệu, mà điều khiển lắp đặt phần cứng khác, cần thiết cho việc quản lý thông tin theo sau thông qua hệ thống ổ đĩa Disk Drive Bàn số hoá (Digitizer) Bộ xử lý Trung tâm C.P.U ổ băng Tape drive Máy vẽ Plotter Màn hình V.D.U Hình I.2: Các phận cấu thành phần cứng máy tính I.2.2.1.2 Bộ nhớ (RAM) Tất máy vi tính có nhớ mà chức nh không gian làm việc cho chơng trình liệu Bộ nhớ truy xuất ngẫu nhiên (RAM) có khả giữ giới hạn liệu số hạng thời gian Điều có nghĩa có khả thực điều hành phức tạp liệu lớn hệ điều hành I.2.2.1.3 Bộ xếp lu trữ (diskette, harddisk, CD-ROM, DVDROM) Băng có từ tính đợc giữ cuộn băng lớn mà cuộn băng nhỏ Thuận lợi dây băng có từ tính lu trữ số lợng lớn liệu Sự gia tăng khả lu trữ thực đĩa có từ tính Các đĩa cứng có khả lu trữ lớn đĩa mềm với khả giới hạn, mà gần nh không khả sử dụng Công nghệ phát Sv: lê Thị Thanh Thuỳ Lớp: Trắc Địa A-K48 Ketnooi.com Din n hc ln nht VN triển tạo thêm nhiều loại thiết bị lu trữ truyền số liệu đọc qua cổng USB máy vi tính Các đĩa DVD ngày lu trữ liệu tới 50 Gb thuận tiện để lu số liệu I.2.2.1.4 Các phận dùng để nhập liệu (INPUT DEVICES) * Digitizer Bàn số hoá đồ bao gồm hàng giống nh bàn viết, mà đồ đợc trải rộng ra, chuột cursor, đợc dùng để đa đờng thẳng điểm đồ đợc định vị vào thành dạng số Trong toàn bàn số hoá, việc tổ chức đợc ghi phơng pháp cột lới gắn vào bảng Dây tóc cursor phát đẩy từ tính điện mà tìm thấy cột lới sắt đợc chuyển giao đến máy vi tính nh cặp tơng xứng Hầu nh cursor đợc vừa vặn với nhiều nút cho việc chuyển tín hiệu đặc biệt cho việc điều khiển chơng trình Các bàn số hoá có kích thớc thay đổi từ bảng nhỏ 27cmx27cm đến bảng lớn 1mx1.5m * Máy quét (Scanner) Máy quét chuyển thông tin đồ tơng xứng cách tự động thành dạng file Raster Một cách luân phiên nhau, đồ đợc trải rộng bàn mà đầu scanning di chuyển loạt đờng thẳng song song * Thiết bị đầu (output devices) - Máy in (printer): Là phận dùng để in ấn thông tin, đồ, dới nhiều kích thớc khác tuỳ theo yêu cầu ngời sử dụng, thông thờng máy in có khổ lớn từ A4 đến A2 Máy in máy in phun màu, máy laser, máy in kim (hiện không sử dụng nữa) - Máy vẽ (plotter): Đối với yêu cầu cần thiết phải in đồ có kích thớc lớn, thờng máy in không đáp ứng đợc mà ta phải dùng đến máy vẽ Máy vẽ thờng có kích thớc khổ A1 A0 I.2.2.2 Phần mềm Là tập hợp câu lệnh, thị nhằm điều khiển phần cứng máy tính thực nhiệm vụ xác định, phần mềm hệ thống thông tin địa lý tổ hợp phần mềm máy tính Phần mềm đợc sử dụng kỹ thuật GIS phải bao gồm tính sau: Sv: lê Thị Thanh Thuỳ 10 Lớp: Trắc Địa A-K48 Ketnooi.com Din n hc ln nht VN III.4.3 Xây dựng sở liệu thuộc tính Cơ sở liệu thuộc tính mô tả đặc điểm lớp thông tin đồ, đợc thể bảng thuộc tính Với lớp thông tin khác có bảng thuộc tính gồm trờng khác STT Trờng Kiểu trờng Length 10 11 ID Dân số Diện tích Tên xã Tên huyện Tên sông Cấp sông Alti Tên đờng Loại đờng Chiều dài cầu Float Small Interger Float Character Character Character Interger Float Character Character Interger 20 15 20 15 15 III.4.3.1 Các bớc thu nhận thông tin thuộc tính phần mềm ArcGIS Sau chuyển đổi liệu, đối tợng nội dung lớp thông tin (Hệ thống giao thông, hệ thống thuỷ văn, hệ thống dân c, ) đợc biên tập dạng quy định phần thiết kế hệ thống Thuộc tính ID (và diện tích, độ cao, độ rộng, độ dài cần) đợc tự động gán cho đối tợng Các liệu thuộc tính đối tợng đợc lu trữ dới dạng bảng cột gọi trờng (field) hàng gọi tệp tin (record) Mỗi lớp thông tin có bảng thuộc tính riêng, bảng ta làm cập nhật liệu Các số liệu thống kê thuộc tính đợc thu thập từ tài liệu sẵn có Các số liệu thống kê đợc thu nhập theo quy định cho đối tợng số hoá Việc nhập thông tin thuộc tính cho đối tợng không gian dựa bảng thuộc tính có chuyển đổi file số liệu Và đợc tiến hành dựa hai phần mềm ArcScenen, ArcMap - Đối với phần mềm ArcScene cho phép ta nhập trờng thông tin - Đối với phần mềm ArcMap cho phép ta nhập liên kết liệu thuộc tính liệu không gian III.4.3.2 Định nghĩa thêm trờng thuộc tính cho đối tợng - Khởi động ArcScene - Vào Add data: Chọn lớp liệu Sv: lê Thị Thanh Thuỳ 89 Lớp: Trắc Địa A-K48 Ketnooi.com Din n hc ln nht VN - Từ thực đơn vào Open Attribute Table để mở bảng thuộc tính - Sử dụng option để nhập trờng cho bảng thuộc tính - Kết bạn có bảng thuộc tính nh sau: III.4.3.3 Nhập liên kết liệu thuộc tính với liệu không gian Trong phần mềm ArcMap cho phép bạn nhập thông tin thuộc tính đồng thời với việc nối liệu không gian với liệu thuộc tính Bạn cần chọn đối tợng không gian bảng thuộc tính đối t ợng đợc mở ra, bạn tiến hành thông tin thuộc tính cần thiết cho đối tợng Việc liên kết liệu không gian với liệu thuộc tính dựa hai nguyên tắc Đó là: Sv: lê Thị Thanh Thuỳ 90 Lớp: Trắc Địa A-K48 Ketnooi.com Din n hc ln nht VN - Mô hình không gian thống : + Thống lới chiếu đồ + Khử sai số từ số liệu đầu vào + Dạng liệu cần có tơng đơng: Điểm, đờng vùng dùng cho mô hình phân tích + Tính chặt chẽ topology liệu hiển thị + Tính thống Format liệu - Mô hình liệu thuộc tính thống + Dạng liệu thuộc tính dùng cho mô hình phân tích cần thống nhất: Dạng số, dạng ký tự, + Số lợng trờng liệu đợc xác định + Mối liên kết trờng liệu rõ ràng Thao tác nhập liên kết liệu đợc tiến hành nh sau: + Khởi động ArcMap từ nút Start Programs ArcGIS ArcMap + Add file đồ cần mở + Chuột phải chọn Data Export Data (tạo shpefile dgthong_arc.Shp) + Lọc lớp dgthong_arc: Nháy chuột phải Properties Denfinition Query Query Builder layer= dgthong_arc Fields hiển thị FID (mỗi đối tợng giá trị) ta chọn loại đờng + Mở lớp thông tin không gian lớp thông tin thuộc tính cần liên kết + Sau chọn đối tợng địa lý cần nhập thuộc tính, bảng thuộc tính Attribute đối tợng địa lý đợc bôi xanh, ta nhập tên đờng loại đờng đối tợng Sv: lê Thị Thanh Thuỳ 91 Lớp: Trắc Địa A-K48 Ketnooi.com Din n hc ln nht VN III.5 Xây dựng liệu mô hình số độ cao Trong khuôn khổ nội dung đề tài, mô hình số độ cao DEM từ điểm độ cao, đờng breakline DEM đợc thành lập theo cấu trúc không TIN, dạng chủ yếu lĩnh vực đo đạc đồ viễn thám nắn ảnh trực giao nội suy đờng bình độ TIN tạo từ điểm, đờng breakline, đờng polygon Tuy nhiên, điểm độ cao nguồn liệu thiếu để tạo mô hình TIN Những điểm trở thành điểm nút mạng TIN chúng xác định hình dạng chung bề mặt Để cho bề mặt TIN đợc xác nên tạo mô hình TIN từ điểm độ cao đờng breakline Các đờng thể xác không liên tục bề mặt địa hình, sông, suối hay đờng đợc đa vào bề mặt TIN Với hai nguồn liệu bạn xây dựng đợc mô hình số độ cao công cụ 3D Analyst phần mềm ArcMap nh sau: - Khởi động ArcMap Sv: lê Thị Thanh Thuỳ 92 Lớp: Trắc Địa A-K48 Ketnooi.com Din n hc ln nht VN - Trên công cụ 3D Analyst bấm nút 3D Analyst chọn Create/Modify TIN Create TIN from features - Trong hộp thoại Create TIN from features chọn layer ddcaotn (lớp chứa liệu độ cao), Heght source ALTI (tên trờng chứa độ cao Thái Nguyên), Triangulate as: Mass points, Output TIN D:\DO AN\ThainguyenTIN - Bấm nút OK, ArcMap tạo lớp lớp ThainguyenTIN - Thoát khỏi ArcMap không cần ghi lại file đồ - Kết ta có đợc mô hình số độ cao theo bề mặt thực đợc thể dới dạng không gian chiều Sv: lê Thị Thanh Thuỳ 93 Lớp: Trắc Địa A-K48 Ketnooi.com Din n hc ln nht VN Để nhìn rõ ta tham khảo phần mô hình đợc phóng to dới đây: Sv: lê Thị Thanh Thuỳ 94 Lớp: Trắc Địa A-K48 Ketnooi.com Din n hc ln nht VN III.6 Quản lý khai thác liệu III.6.1 Quản lý liệu Phần mềm ArcCatalog phần mềm ArcGIS giúp ta tổ chức quản lý tất liệu GIS Nó bao gồm công cụ nh: Đọc nhanh tìm kiếm thông tin địa lý, ghi hiển thị liệu, xem nhanh loại liệu xác định cấu trúc biểu đồ cho lớp địa lý Với phần mềm ArcCatalog liệu đợc tổ chức theo dạng th mục, ta xem lớp thông tin cần Catalog Các liệu đợc quản lý lu trữ theo nhiều dạng khác nh: - Quản lý theo lớp thông tin đối tợng đồ (2D) - Tất liệu đợc lu trữ theo lớp thông tin dới dạng 2D nh: Lớp thông tin hệ thống giao thông, hệ thống thuỷ văn - Mỗi lớp thông tin chứa liệu đồ hoạ (geography) liệu thuộc tính (table) riêng, ta đa nhận xét nh thực thao tác liệu - Nếu chọn Geography Preview xem toàn liệu đồ hoạ mà ta cần: - Nếu chọn Table Preview ta xem toàn liệu thuộc tính đối tợng đồ hoạ nh: Sv: lê Thị Thanh Thuỳ 95 Lớp: Trắc Địa A-K48 Ketnooi.com Din n hc ln nht VN III.6.2 Trình bày thể liệu Việc trình bày thể liệu đợc thực hai phần mềm ArcMap ArcScene Trong phần mềm ArcMap liệu đợc thể dới dạng 2D, phần mềm ArcScene liệu đợc thể dới dạng 3D Ta hiển thị mô hình số độ cao TIN ArcScene nh sau: - Khởi động ArcScene - ArcScene tạo Project cha có tên Sv: lê Thị Thanh Thuỳ 96 Lớp: Trắc Địa A-K48 Ketnooi.com Din n hc ln nht VN - Bấm nút Add Data thêm lớp thông tin ThainguyênTIN vừa tạo theo đờng dẫn D:\DO AN\ThainguyenTIN Để hiển thị TIN trực quan hơn, phóng đại mô hình TIN theo phơng thẳng đứng (phơng Z) lên 1.5 lần cách sau: - Trong TOC ArcScene bấm chuột phải vào Data Frame Scene layer chọn thực đơn Properties + Trong hộp thoại Scene Properties ra, chọn Vertical Exaggeraton 1.5 + Bấm OK Kết thu đợc nh sau: Trên DEM thể đầy đủ CSDL không gian liệu thuộc tính đối tợng mà từ thực phép phân tích bề mặt địa hình nh tính độ dốc hớng, tính vờn bóng địa hình, đồng thời truy cập làm CSDL thuộc tính III.6.3 Phân tích liệu III.6.3.1 Chức việc phân tích liệu Phân tích liệu không gian sở liệu địa hình hệ thống thông tin địa lý nhằm mục đích thực chức sau: - Chức thuộc tính chức đo đạc - Chức chế biến thao tác, tạo đổi liệu thuộc tính mà không làm thay đổi vị trí không gian - Chức đo đạc nhằm tính giá trị định lợng trực tiếp nh độ dài, chu vi, diện tích, - Thao tác chồng ghép: Chồng lớp liệu lên nhằm tạo liệu theo nguyên tắc định Sv: lê Thị Thanh Thuỳ 97 Lớp: Trắc Địa A-K48 Ketnooi.com Din n hc ln nht VN - Chức lân cận: Tập hợp đặc tính hình học chuyên đề xung quanh vị trí cụ thể - Chức tìm kiếm: Lựa chọn thực thể cụ thể nội vùng đợc chọn bao quanh đối tợng, mục tiêu theo toán tử định - Chức địa hình: Mô tả uốn lợn bề mặt (không gian 3D) - Chức nội suy: Mô tả điểm nhiều hai chiều, bắt đầu nguyên lý giá trị cha biết cách liên tục không gian theo thuộc tính định - Đo gần kề: Đánh giá tính chất đối tợng liên tục mặt không gian chúng chia sẻ đặc tính đặc trng chung nằm cạnh - Chức mạng: Mô trình chuyển động nguồn vị trí đến vị trí khác - Chức lan truyền: Đánh giá tợng việc chuyển động bớc xa theo tất hớng hay nhiều tiêu điểm - Chức hớng tìm hay dòng: Vạch đờng hai điểm theo luật định Thông thờng phân tích, tổ hợp liệu không gian, chức đợc dùng đồng thời quy trình công nghệ xác định xây dựng sở liệu địa hình, tổ chức l u trữ kết nối đến thực toán phân tích trình bày dới dạng dễ tiếp cận III.6.3.2 Thực phép toán phân tích bề mặt địa hình lập bảng biểu, đồ thị, đồ chuyên đề phục vụ cho mục đích sử dụng Ngoài việc thực liệu địa hình, bề mặt địa hình cung cấp cho bạn lợng thông tin lớn tính chất bề mặt nh: Độ dốc, vờn bóng địa hình Những thông tin sở liệu GIS để thực dự án GIS nh: Quản lý tài nguyên môi trờng, quy hoạch sử dụng đất Trong độ cao, độ dốc hớng dốc địa Sv: lê Thị Thanh Thuỳ 98 Lớp: Trắc Địa A-K48 Ketnooi.com Din n hc ln nht VN hình ba tham số quan trọng có liên quan theo không gian với chất đất, độ ẩm đất, dạng thực phủ, mật độ thực phủ, độ ẩm đất, Với công cụ 3D Analyst ta thực phép phân tích bề mặt phần mềm ArcScene III.6.4 Xuất liệu Xuất liệu thao tác để biểu diễn lại liệu đ ợc xử lý dạng cho ngời sử dụng dạng thể chuyển đổi hệ thống máy tính khác Dữ liệu cho ngời sử dụng đợc xuất dới dạng: - In đồ theo quy phạm từ liệu số - Đa bảng biểu, biểu mẫu, đồ thị theo yêu cầu ngời sử dụng - Đa đồ chuyên đề phù hợp với mục đích sử dụng Dạng cho hệ thống máy tính khác băng từ mà hệ đọc đợc chuyển qua mạng truyền số liệu Hầu hết hệ thống thông tin địa lý có phần mềm để lựa chọn phần đa số liệu Các thiết bị xuất liệu dạng cho ngời sử dụng thờng hình, máy in, hình đồ hoạ hay máy vẽ Cả VDU máy vẽ đ ợc xử lý kỹ thuật Raster đờng Vector Trong phần mềm ArcGIS việc xuất liệu thờng đợc thực phần mềm tích hợp ArcMap Để in liệu trớc hết ta phải tạo layout để định dạng liệu mà ta muốn xuất, đồng thời để định dạng kích thớc khổ giấy Khi muốn in liệu cần nháy vào biểu tợng máy in hình liệu đợc in với yêu cầu sử dụng Sau hàng loạt thao tác ta có sở liệu địa hình đáp ứng đợc mục tiêu đặt xây dựng sở liệu địa hình hệ thống thông tin địa lý CSDL đáp ứng đ ợc nhu cầu đặt nh: Thành lập đồ vờn bóng địa hình, thành lập đồ dốc lập biểu đồ mặt cắt Sv: lê Thị Thanh Thuỳ 99 Lớp: Trắc Địa A-K48 Ketnooi.com Din n hc ln nht VN III.7 Đánh giá khả ứng dụng phần mềm ArcGIS III.7.1 Ưu điểm phần mềm ArcGIS - Phần mềm ArcGIS phần mềm mạnh việc quản lý phân tích liệu không gian, liệu thuộc tính liệu bảng, Có khả tạo quản lý đối tợng theo chuyên đề thuận lợi việc thao tác quản lý liệu - Phần mềm ArcGIS có khả mạnh việc truy vấn, tìm kiếm phân tích liệu với nhiều chức năng, phơng pháp khác để cung cấp cho ngời sử dụng thông tin xác hiệu - Phần mềm ArcGIS quản lý đối tợng theo số ID (Index) có khả mạnh mẽ việc truy cập, hiển thị tham chiếu liệu - Phần mềm ArcGIS có khả mạnh việc chọn lọc, chồng ghép đối tợng hệ toạ độ, đồng thời có khả truy xuất, chuyển đổi định dạng liệu với phần mềm khác nh: MapInfo, Microstation, Autocad III.7.2 Nhợc điểm phần mềm ArcGIS Phần mềm ArcGIS có khả số hoá đồ, nhng công cụ chức đồ hoạ phần mềm thiếu Do gặp khó khăn biên tập đối tợng đồ hoạ phức tạp Kết luận Sv: lê Thị Thanh Thuỳ 100 Lớp: Trắc Địa A-K48 Ketnooi.com Din n hc ln nht VN Qua trình nghiên cứu lý thuyết tiến hành thực nghiệm để xây dựng CSDL phục vụ quản lý sử dụng đất đai cho tỉnh Thái Nguyên, em rút số kết luận sau: - Công nghệ HTTTĐL công nghệ mạnh hữu hiệu quản lý, xử lý thông tin địa lý điều kiện tự nhiên, kinh tế-xã hội, hệ thống trợ giúp định cho quy hoạch đất đai Các tỉnh Việt Nam cần thiết phải sử dụng công nghệ HTTTĐL ứng dụng công nghệ sớm, mang lại hiệu cao thiết thực cho tỉnh Vấn đề trung tâm việc ứng dụng HTTTĐL thiết kế xây dựng CSDL đáp ứng yêu cầu quản lý sử dụng đất đai, gắn với nhiệm vụ chủ trơng sách đất đai Nhà nớc CSDL phải đợc thành lập theo quy trình thống mục đích xây dựng để định hớng thu thập liệu, nguyên tắc chọn liệu, để đảm bảo độ tin cậy tính xác, tính pháp lý liệu - Tiến hành xây dựng CSDL HTTTĐL tỉnh đem lại cho tỉnh u quản lý quy hoạch lãnh thổ Việc ứng dụng dịp điều tra bản, thống kê số liệu quan trọng tỉnh, liên kết nhà khoa học quan trung ơng với địa phơng đem lại lợi ích lớn cho tỉnh quan nghiên cứu - Đối với tỉnh Thái Nguyên, CSDL phơng pháp HTTTĐL thực có tác dụng tích cực, trợ giúp cho tỉnh quản lý sử dụng đất đai Nó cho phép đánh giá yếu tố phục vụ quy hoạch lãnh thổ nh đa đồ phân bố đất đai theo điều kiện địa hình, độ cao, độ dốc, đồ đánh giá đất đai cho loại trồng Những kết nghiên cứu ứng dụng ban đầu đa công nghệ HTTTĐL vào sử dụng tỉnh, ví dụ có sức thuyết phục khả sử dụng HTTTĐL lĩnh vực quản lý sử dụng đất đai mức độ vĩ mô cho tỉnh Chính vậy, để công nghệ HTTTĐL phát huy tính u việt cần có nhiều chơng Sv: lê Thị Thanh Thuỳ 101 Lớp: Trắc Địa A-K48 Ketnooi.com Din n hc ln nht VN trình đề án phát triển mở rộng ứng dụng công nghệ HTTTĐL quy mô nhỏ hơn, cụ thể hơn, có nh công nghệ thực đáp ứng đợc yêu cầu xã hội Sau thời gian nghiên cứu, tìm hiểu em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Tuy nhiên, với kiến thức hạn chế nên đồ án tránh khỏi sai sót, em mong nhận đ ợc ý kiến đóng góp quý báu thầy cô giáo bạn đồng nghiệp để em hoàn thiện thêm kiến thức Em xin chân thành cảm ơn cô giáo TS.Trần Vân Anh, TS Phạm Quang Vinh anh chị phòng Viễn Thám Hệ Thông Tin Địa Lý thuộc Viện Địa Lý- Viện Khoa Học Và Công Nghệ (18-Hoàng Quốc Việt) trang bị cho em kiến thức bổ ích, hớng dẫn tận tình tạo điều kiện cho em hoàn thành đồ án tốt nghiệp Hà Nội, tháng năm 2008 Sinh viên Lê Thị Thanh Thuỳ Tài liệu tham khảo Sv: lê Thị Thanh Thuỳ 102 Lớp: Trắc Địa A-K48 Ketnooi.com Din n hc ln nht VN Trơng anh kiệt- Giáo trình trắc địa ảnh (Phần sở đo ảnh)Phơng pháp đo ảnh đơn,Trờng Đại Học Mỏ Địa Chất, Hà Nội-2000 Phan văn lộc- Giáo trình trắc địa ảnh (Phần đo ảnh lập thể), Trờng Đại Học Mỏ Địa Chất -Hà Nội-2000 Phạm vọng thành- Giáo trình trắc địa ảnh (phần đoán đọc điều vẽ ảnh), Trờng Đại Học Mỏ Địa Chất -Hà Nội-2000 nguyễn trờng xuân, Giáo trình Hệ thống thông tin địa lý, Trờng Đại Học Mỏ Địa Chất, Hà Nội-2003 Đặng văn đức, Hệ thống thông tin địa lý, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội-2001 Trần quốc bình, Bài giảng ESRI-ArcGIS 8.3, Trờng Đại Học Khoa Học Tự Nhiên, Hà Nội-2004 phạm thị phơng liên, Bài giảng Hớng dẫn sử dụng phần mềm ArcGIS- 2006 bùi hữu mạnh, Hớng dẫn sử dụng MapInfo- ProfessionalVersion7.0, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật Sv: lê Thị Thanh Thuỳ 103 Lớp: Trắc Địa A-K48 [...]... nào Thành phần này cũng nh giao diện với ngời sử dụng ở một hệ thống tin học bất kỳ đợc thiết kế phụ thuộc vào mục đích sử dụng I.2.4 Cấu trúc dữ liệu của GIS Cơ sở dữ liệu cho một hệ thống GIS bao gồm hai cơ sở dữ liệu thành phần chính là: Cơ sở dữ liệu địa lý và cơ sở dữ liệu thuộc tính I.2.4.1 Cấu trúc dữ liệu địa lý (còn đợc gọi là cấu trúc dữ liệu không gian) Dữ liệu không gian là dữ liệu phản... việc xây dựng một cơ sở dữ liệu địa hình thống nhất là rất cần thiết, nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc cung cấp các thông tin cho các bộ ngành, các cơ quan, tổ chức có nhu cầu sử dụng II.3 Các phơng pháp xây dựng cơ sở dữ liệu địa hình Cơ sở dữ liệu đợc xây dựng nhằm mục đích: - Tổng hợp, hệ thống hoá và thống nhất nguồn thông tin địa lý phục vụ công tác quy hoạch và quản lý đất đai - Tạo ra cơ sở. .. trí hình dạng của các đối tợng địa lý Dữ liệu địa lý đợc nhận biết bởi toạ độ địa lý, đợc hình thành từ các phần tử mô tả và phần tử đồ hoạ Để mô tả cấu trúc dữ liệu không gian ngời ta sử dụng hai kiểu mô hình dữ liệu đó là: Mô hình cấu trúc dữ liệu Vector và mô hình cấu trúc dữ liệu Raster I.2.4.1.1 Cấu trúc dữ liệu Raster Mô hình dữ liệu kiểu Raster là phơng pháp thể hiện các dữ liệu đồ hoạ bằng. .. tử Loại hình đặc tr ng này đòi hỏi sự hỗ trợ của GIS Chơng II: Xây dựng cơ sở dữ liệu địa hình bằng công nghệ GIS II.1 Khái niệm chung về cơ sở dữ liệu của HTTĐL II.1.1 Khái niệm chung Sv: lê Thị Thanh Thuỳ 31 Lớp: Trắc Địa A-K48 Ketnooi.com Din n hc tp ln nht VN Dữ liệu là trung tâm của hệ HTTĐL, hệ thống chứa càng nhiều dữ liệu thì chúng càng có ý nghĩa Dữ liệu địa lý là loại đặc biệt của dữ liệu Chúng... thống nhất, song các cơ quan khác vẫn có thể đến để thu thập thông tin Bằng cách lu trữ nhiều phiên bản cơ sở dữ liệu tại nhiều nơi khác nhau, cho phép nhiều cơ quan có thể sử dụng dữ liệu cùng một lúc tại nhiều nơi khác nhau Dữ liệu vẫn đợc bảo tồn dù có tai hoạ ở một vài nơi Cơ sở dữ liệu phân tán đợc phát triển để quản lý hành chính và địa lý trên các hệ đa cơ sở dữ liệu Các cơ sở dữ liệu không gian:... dới dạng các tệp tin (file) Xây dựng nh một cơ sở dữ liệu có nghĩa là xây dựng kết hợp phần cứng, phần mềm và các kho dữ liệu để tạo ra khả năng thao tác và quản lý dữ liệu Các dữ liệu nói chung đều có khả năng nhập, xuất, chế tác, chuyển đổi, cập nhật và sửa chữa thông tin Cơ sở dữ liệu còn làm nhiệm vụ duy trì và bảo quản thông tin của các đối tợng đợc quản lý ở các tệp tin trong máy tính hoặc các thiết... Thuỳ 34 Lớp: Trắc Địa A-K48 Ketnooi.com Din n hc tp ln nht VN II.2 Khái niệm về cơ sở dữ liệu địa hình Cơ sở dữ liệu địa hình là loại cơ sở dữ liệu chứa đựng toàn bộ thông tin về bề mặt địa hình, trên đó thể hiện vị trí không gian của từng đối tợng địa hình và mối quan hệ hình học giữa các đối tợng và kèm theo đó là những thông tin thuộc tính giải thích cho đối tợng đó Nh ta đã biết, địa hình là vật chỉ... toạ độ địa lý và đợc hình thành từ phần tử mô tả và phần tử đồ hoạ Thông tin địa lý thu đợc từ xử lý dữ liệu địa lý Một trong các mục đích của nó là nâng cao hiểu biết về Trái đất và tăng cờng khả năng trợ giúp quyết định trong việc tác động trở lại các đối tợng của Trái đất Cơ sở dữ liệu là tuyển tập các dữ liệu số hay còn gọi là Database không d thừa về các đối tợng và hiện tợng cần đợc quản lý, đang... cho các đối tợng trên bề mặt Trái đất Hai thông tin này đợc tổ chức và liên hệ qua các thao tác trên máy tính và sao cho chúng có thể lĩnh hội đợc bởi ngời sử dụng hệ thống Nhập dữ liệu CSDL Cơ sở dữ liệu địa lý Vị trí Topology Thuộc tính Query Input Hệ thống quản lý Xử lý Chuyển đổi Hình I.5: Lu trữ và quản lý cơ sở dữ liệu - Xuất dữ liệu (Display and reporting): Dữ liệu đa ra là các báo cáo kết quả... điểm riêng biệt của đối tợng Đồng thời qua đó ngời sử dụng dễ dàng tra cứu, tìm kiếm và chọn lọc các đối tợng theo yêu cầu thông qua bộ xác định hay chỉ số Index II.1.3 Tổ chức cơ sở dữ liệu Các dữ liệu đợc nhập vào và lu trữ nhờ các phần mềm quản lý cơ sở dữ liệu Một cơ sở dữ liệu là một tập hợp các cách biểu diễn thực dới dạng các dữ liệu có liên kết qua lại ở mức tối đa Những dữ liệu này đợc ghi