Đang tải... (xem toàn văn)
ĐỀ CƯƠNG GIS Câu 1. ) Khái niệm: GIS là 1hthống có ứ.dụng rất lớn.Từ năm 1980 đến nay đã có rất nhiều các đnghĩa nhưng có 3 kn dùng nhiều nhất. +GIS là 1HTTT đc thiết kế để làm việc với các dữ liệu trong 1 hệ thống tọa độ quy chiếu.GIS bao gồm 1 hệ có cơ sở dữ liệu và các phương thức để thao tác với dữ liệu đó. +GIS là 1 ctrình máy tính hỗ trợ việc thu thập,lưu trữ,phân tích và hiển thị dữ liệu bản đồ. +GIS là 1 hệ thống nhằm thu thập,lưu trữ,kiểm tra,tích hợp,thao tác,phân tích và hiển thị dữ liệu đc quy chiếu cụ thể vào trái đất. Theo nghĩa rộng,GIS bao gồm phần cứng,phần mềm,dữ liệu,phương pháp,con ng. Theo nghĩa hẹp,GIS đc đnghĩa như 1 hệ thống phần mềm thực hiện chức năng nhập dữ liệu,xây dựng cơ sở dữ liệu,phân tích dữ liệu và trình bày dữ liệu qua các thiết bị đầu ra. ) Thành phần của GIS:phần cứng,phần mềm,dữ liệu,phương pháp,con người. Phần cứng:GIS đòi hỏi các thiết bị ngoại vi đặc biệt cho cài đặt và vận hành phần mềm GIS.Phần cứng bao gồm máy vi tính,máy in,bàn số hóa,máy quét ảnh vàora.. Các thiết bị được nối với nhau thông qua thiết bị truyền tin hay mạng cục bộ. Phần mềm: + Phần mềm GIS là tập hợp các câu lệnh,,chỉ thị nhằm điều khiên phần cứng của máy tính thực hiện 1nvụ xác định. + Phần mềm GIS gồm các chức năng:nhập và kiểm tra dữ liệu;lưu trữ vào quản lí cơ sở dữ liệu;biến đổi dữ liệu;xuất dữ liệu;tương tác với ng dùng. Dữ liệu: +Dữ liệu có thể coi là thành phần quan trọng trong 1 hệ thống GIS. +Dữ liệu đc sd trong GIS không chỉ là số liệu địa lí riêng lẻ mà còn phải đc thiết kế trong 1 cơ sở dữ liệu. +Thông tin địa lí bao gồm các dữ kiệu về vị trí địa lí,thuộc tính của đối tượng,mqh k gian của các đối tượng.
1 ĐỀ CƯƠNG GIS Câu *) Khái niệm: -GIS 1h/thống có ứ.dụng lớn.Từ năm 1980 đến có nhiều đ/nghĩa có k/n dùng nhiều +GIS 1HTTT đc thiết kế để làm việc với liệu hệ thống tọa độ quy chiếu.GIS bao gồm hệ có sở liệu phương thức để thao tác với liệu +GIS c/trình máy tính hỗ trợ việc thu thập,lưu trữ,phân tích hiển thị liệu đồ +GIS hệ thống nhằm thu thập,lưu trữ,kiểm tra,tích hợp,thao tác,phân tích hiển thị liệu đc quy chiếu cụ thể vào trái đất -Theo nghĩa rộng,GIS bao gồm phần cứng,phần mềm,dữ liệu,phương pháp,con ng -Theo nghĩa hẹp,GIS đc đ/nghĩa hệ thống phần mềm thực chức nhập liệu,xây dựng sở liệu,phân tích liệu trình bày liệu qua thiết bị đầu *) Thành phần GIS:phần cứng,phần mềm,dữ liệu,phương pháp,con người -Phần cứng:GIS đòi hỏi thiết bị ngoại vi đặc biệt cho cài đặt vận hành phần mềm GIS.Phần cứng bao gồm máy vi tính,máy in,bàn số hóa,máy quét ảnh vào/ra Các thiết bị nối với thông qua thiết bị truyền tin hay mạng cục -Phần mềm: 1 2 + Phần mềm GIS tập hợp câu lệnh,,chỉ thị nhằm điều khiên phần cứng máy tính thực 1n/vụ xác định + Phần mềm GIS gồm chức năng:nhập kiểm tra liệu;lưu trữ vào quản lí sở liệu;biến đổi liệu;xuất liệu;tương tác với ng dùng -Dữ liệu: +Dữ liệu coi thành phần quan trọng hệ thống GIS +Dữ liệu đc sd GIS không số liệu địa lí riêng lẻ mà phải đc thiết kế sở liệu +Thông tin địa lí bao gồm kiệu vị trí địa lí,thuộc tính đối tượng,mqh k gian đối tượng +Dữ liệu GIS bao gồm loại: • • Dữ liệu k gian:vector raster Dữ liệu thuộc tính:đc trình bày dạng kí tự,số kí hiệu để mô trả thuộc tính -Phương pháp: GIS đc đặt 1khung tổ chức phù hợp có hướng dẫn cần thiết để quán lí,thu thập,lưu trữ phân tích số liệu,đồng thời có khả phát triển đc hệ thống GIS theo nhu cầu -Con ng:đây thành phần conquan trọng nhất,là nhân tố thực thao tác điều hành hoạt động hệ thống GIS.Con ng chuyên viên tin học,chuyên gia GIS,thao tác viên GIS,phát triển ứng dụng GIS bao gồm: +Ng dùng GIS:là ng sd phần mềm GIS để giải toán k gian theo mục đích họ.Họ thường ng đc đào tạo tốt lĩnh vực GIS chuyên gia 2 3 +Ng xd đồ:sd lớp đồ đc lấy từ nhiều nguồn khác nhau,chỉnh sửa liệu để tạo đồ theo yêu cầu +Ng xuất bản:sd phần mềm GIS để kết xuất đồ số nhiều định dạng khác +Ng phân tích:giải vấn đề tìm kiếm,xác định vị trí… +Ng xd liệu:là ng chuyên nhập liệu đồ = cách khác nhau:vẽ,chuyển đổi từ định dạng khác ,truy nhập sở liệu… +Ng quản trị sở liệu:xd mô hình liệu logic vật lí +Ng phát triển:xd cải tạo phần mềm GIS để đáp ứng nhu cầu cụ thể Câu Cách phân loại đối tượng địa lí tự nhiên: -Đối tượng địa lí thực thể hay vật thể tự nhiên sông,ngòi,thửa đất hay thực thể nhân tạo công trình hạ tầng KTXH bề mặt trái đất -Cách phân nhóm đối tượng địa lí: +Theo đặc điểm hình học:chia thành đối tượng dạng điểm,đường,vùng • Đối tượng biểu hiện: Điểm biểu đối tượng phân bố theo điểm cụ thể đc đặt xác vào vị trí phân bố đối tượng đồ Đường biểu di chuyển đối tượng,hiện tượng tự nhiên KT-XH Vùng biểu đối tượng phân bố đơn vị phân chia lãnh thổ • Khả biểu hiện: Điểm biểu vị trí phân bố,số lượng đối tượng 3 4 Đường biểu hiện:hướng di chuyển khối lượng đối tượng di chuyển;chất lượng,sự phân bố cấu đối tượng;số lượng chất lượng đối tượng +Theo quan điểm toán học:đối tượng rời rạc đối tượng liên tục • Đối tượng rời rạc đối tượng gồm phần tử riêng rẽ phân biệt phần tử rõ ràng VD:nhà ở,thửa đất,đơn vị hành chính,đường,sông ngòi,kiểu sdđ,loại đá… • Đối tượng liên tục:là đối tượng tượng địa lí có biến động theo k gian phần tử có tập đối tượng khó phân biệt rõ ràng VD:nhiệt độ k khí,tính chất vật lí hóa học đất,địa hình… Câu vector *)Khái niệm:mô hình liệu vector biểu xác đối tượng địa lí bề mặt trái đất lên đồ số =giá trị liên tục cặp tọa độ xác định xác mqh k gian đối tượng *)Đặc điểm: +Mô hình vector cho phép hiển thị kiểu đối tượng dạng vùng tuyến xác vị trí +Đối tượng hình học điểm +Mỗi điểm đc thể = cặp tọa độ(x;y).Đường đc thể =2 cặp tọa độ (x;y) gọi điểm đầu điểm cuối.Vùng đc thể =1 chuỗi cặp tọa độ,cặp tọa độ đầu cuối trùng Câu Raster *)Khái niệm:Mô hình raster biểu k gian ma trận số nguyên,mỗi giá trị số nguyên đại số biểu thuộc tính vị trí số nguyên vị trí đối tượng.1Ma trận ô vuông cho1 vùng lạnh thổ gọi mô hình liệu raster *)Đặc điểm: 4 5 -Hiển thị đối tượng = đơn vị sở pixel -Mỗi ô vuông gọi 1pixel đại diện cho điểm thực địa -Vị trí ô xác định số hàng số cột -Diện tích đại diện ô xác định độ phân giải k gian liệu -Vị trí yếu tố địa lí xác định pixel gần -Giá trị lưu ô lưới thị kiểu đối tượng,hiện tượng hay điều kiện tìm thấy chúng vị trí riêng biệt -Những giá trị khác mã hóa:số nguyên,số thực thứ tự - Giá trị nguyên thường mã số đối tượng tham chiếu tới tên bảng liên kết hay dẫn -Những thuộc tính khác vị trí ô đc lưu trữ chủ đề khác hay lớp -Trong cấu trúc raster điểm ô pixel,đg tập hợp pixel nối tiếp xếp theo hướng định.Vùng tập hợp khép kín ô vuông lưới có vị trí liền kề -Dữ liệu có tính liên tục cao -Có thể biểu diễn đc nhiều đối tượng từ hình ảnh bề mặt trái đất đến ảnh chụp từ vệ tinh,ảnh quét ảnh chụp Câu Mô hình số độ cao *)Khái niệm: mô hình số độ cao(DEM) thể biến động độ cao bề mặt trái đất theo k gian chiều 5 6 *)Đặc điểm:DEM kiểu đồ số đc lưu trữ theo nhiều kiểu mô hình khác nhau,2 mô hình chủ yếu loại đồ DEM dạng vector DEM dạng raster -DEM dạng raster kiểu DL mà số liệu độ cao đc lưu trữ 1ma trận lưới ô vuông(grid) gồm hàng cột,trong ô vuông chứa giá trị độ cao điểm trung tâm ô -DEM dạng vector dạng mô hình số độ cao mà giá trị độ cao đc lưu trữ dạng điểm điểm đỉnh tam giác.Ngta gọi mô hình DEM dạng TIN tập hợp đỉnh nối với thành tam giác,mỗi tam giác đc giới hạn điểm giá trị x,y z(độ cao) Mô hình số độ cao dạng TIN có đặc điểm sau: +TIN biểu diễn bề mặt liên tục từ tập hợp điểm rời rạc phân bố +TIN tập hợp điểm nối với thàng tam giác tạo nên bề mặt chiều +Một điểm thuộc vùng biểu diễn nằm đỉnh,cạnh tam giác lưới tam giác.Nếu điểm k phải đỉnh giá trị chiếu cua có đc từ phép nội suy tuyến tính(của điểm điểm nằm cạnh điểm điểm nằm tam giác) +Mô hình TIN mô hình tuyến tính k gian chiều có hiệu xd bề mặt,mật độ điểm bề mặt tỷ lệ với độ biến đổi địa hình.Những bề mặt =phẳng tương ứng với mật độ điểm thấp địa hình đồi núi có mật độ điểm cao Câu 6 7 Ưu điểm nhược điểm mô hình liệu vector *)Ưu điểm: -Lưu trữ xác vị trí điểm đối tượng bề mặt trái đất theo hệ quy chiếu định -Dữ liệu lưu tốn nhớ -Dữ liệu tạo từ độ phân giải gốc,k có kháu quát hóa liệu -Độ xác liệu gốc đc trì -Cho phép tạo topo đối tượng,thực phân tích mạng tiện ích -Chuyển đổi hệ tọa độ đc thực dễ dàng -Truy vấn cập nhật liệu tiện ích dễ dàng *)Nhược điểm: -Hạn chế xử lí phân tích liệu k gian -Cấu trúc liệu phéc tạp -Thực phép chồng ghép khó khăn -Vị trí điểm phải đc lưu trữ cách xác -Khi phân tích k gian,dữ liệu vector phải đc chuyển sang mô hình topology.Qúa trình sửa lỗi để tạo topology tốn thời gian.Hơn nữa,dữ liệu topology phải thường xuyên tạo lại liệu điểm,đg đa giác thường xuyên thay đổi -Các thuật toán áp dụng cho phân tích k gian phức tạp -Các liệu liên tục liệu độ cao,độ dốc k đc hiển thị hiệu 7 8 -Phân tích k gian làm trơn liệu k thể thực đc ranh giới vùng 8 9 Câu Ưu điểm nhược điểm mô hình liệu raster *)Ưu điểm: -Cấu trúc liệu phù hợp cho thực phép tính đại số đồ nhiều thuật toán phức tạp khác -Cấu trúc liệu đơn giản,hình thành đồ gồm pixel -Vị trí điểm đc lưu đơn giản =tọa độ hàng cột ma trận số -Phân tích k gian đc thực dễ dàng thuận tiện -Thích hợp cho mô hình số hóa tính toán định lượng -Cac liệu rời rạc liệu liên tục độ cao kết hợp dễ dàng -Thích hợp với thiết bị đầu máy in hiển thị liệu đồ họa -Nhiều liệu số ảnh vệ tinh,ảnh máy bay sẵn có v đa dạng,có khả cập nhật liệu số *)Nhược điểm: -Độ phân giải pixel hạn chế khả mô tả chi tiết đối tượng -Rất khó hiển thị đối tượng hình tuyến xác đg giao thông,thủy văn -Xử lí liệu thuộc tính khó khăn TH sở liệu lớn.Môĩ đồ raster tương ứng với thuộc tính định -Hầu hết liệu tồn dạng vector,để sd liệu raster ta phải thực chuyển đổi liệu sang raster -Các đồ raster thường có màu sắc hập dẫn k đẹp liệu vector -Chuyển đổi hệ tọa độ khó khăn liệu vector 9 10 10 Câu -Mô hình quan hệ:là cách thức biêu diễn liệu dạng quan hệ (các bảng).Một quan hệ bảng liệu chiều(hàng cột)mô tả thực thể.Mỗi cột tương ứng với thuộc tính có thức thể.Mỗi dòng chứa giá trị liệu đối tượng cụ thể thuộc thực thể Ví dụ bảng quan hệ:Bảng thành phần hóa học lít sữa tươi STT Thành Khối lượng phần (Gram) Nước 900->910 Chất béo 35->45 Chất đạm 33->56 Muối 9,0 -> 9,1 Trong đó:-tên thực thể liệu:”thành phần hóa học lít sữa tươi” -thuộc tính: “Thành phần”,“Khối lượng” -kiểu liệu thuộc tính: + thuộc tính “Thành phần” thuộc kiểu chuỗi + thuộc tính “STT” thuộc kiểu số VD: Chu su dunh dat Ho & ten Ngay thang nam sinh Ho khau thuong tru Nguyen Van An 11/01/1968 Ha Noi Le Anh Thu 8/3/1959 Hai Phong Tran Thu Hoai 20/10/1960 Ha Noi -Tên thực thể: “Chu su dunh dat” -Thuộc tính: Ho & ten; Ngay thang nam sinh; Ho khau thuong tru -kiểu liệu: + Ho & ten: thuộc kiểu chuỗi + Ngay thang nam sinh: thuộc kiểu Ngày tháng 10 10 11 11 Câu *)Phân tích liệu là:chức HTTTĐL -Theo nghĩa hẹp:phân tích liệu địa lí việc sử dụng phương pháp để phân tích liệu địa lí -Theo nghĩa rộng:phân tích liệu địa lí trình nghiên cứu tìm quy luật phân bố theo k gian tượng trình diễn bề mặt trái đất *)Phân loại phép phân tích liệu GIS theo số lớp sd phân tích liệu nhóm: -Phân tích k gian dựa lớp liệu: +Mục đích:Phân tích mqh đối tượng trong1 đồ +Các dạng phân tích lớp:đo lường;phân loại;truy vấn;phân tích lân cận;phân tích mạng • • • • • Đo lường phép tính khoảng cách đối tượng,tính chu vi đối tượng vùng,tính diện tích thể tích Truy vấn phép tính tìm kiếm thông tin từ sở liệu dựa điều kiệ định Phân loại ấn định lại giá trị cho đối tượng lớp liệu Phân tích lân cận:phân tích vùng đệm;phân tích phân bố Phân tích mạng:cho phép tìm hiểu đối tượng liên kết với theo mạng lưới -Phân tích liệu dựa lớp liệu: +Được thực thông qua chồng xếp lớp đồ +Hai lớp liệu đc chồng xếp sở phép tính số học đại số để tạo lớp liệu 11 11 12 12 +Phân tích chồng xếp đc thực phổ biến với liệu raster,còn liệu vector thực chức chồng ghép(chồng ghép kết hợp đối tựơng vị trí) +Các phép toán đại số đồ,công thức tính toán,phép tính logic thuật toán khác sd để thực kết hợp -Phân tích liệu dưa nhiều lớp liệu: +là dạng phân tích nâng cao phéc tạp.Nó thường dựa mô hình tính toán phức tạp,các công thức tính toán khác để kết hợp liệu đầu vào tạo lớp thông tin +Các phép toán đại số đồ,CT tính toán,phép toán logic loại thuật toán khác sd để thực kết hợp Câu 10 Khái niêm lợi ích chuẩn liệu địa lí *)Khái niệm: chuẩn hóa liệu địa lí hiểu áp dụng tiêu chuẩn thỏa thuận chung cá nhân,tổ chức,hiệp hội hay trí quốc gia trình thu thập xây dựng liệu,phân tích DL chia sẻ DL *)Lợi ích chuẩn hóa liệu địa lí: -Chuẩn hóa DL địa lí mang lại hiệu K.tế rõ rệt giảm chi phí thu nhập xử lí liệu.Sự chuẩn hóa DL địa lí thúc đẩy trao đổi thông tin nhóm sd thông tin đc thuận lợi hiệu quả.Ở khía cạnh k.tế góp phần giảm chi phí cho xd sở DL biên tập sở DL.Đặc biệt chuẩn hóa sở DL giúp cho nhà phát triển phần mềm hệ thống GIS hình thành tiêu chuẩn chung -Chuẩn hóa giảm thiểu sai số mát DL.Nếu DL xây dựng theo định dạng cất trúc khác nhau.DL chuyển đổi từ dạng 12 12 13 13 sang dạng khác gây tượng DL sai số DL so với DL gốc -Chuẩn hóa tạo điều kiện cho chia sẻ DL cho nhóm ng sd phần mềm GIS khác -Chuẩn hóa tạo điều kiện thuận lợi cho công tác đào tạo sd hệ GIS VD phát triển phần mềm chuẩn cho phép ng sd phần mềm cho nhiều mục đích khác nhau,giảm cho chi phí phát triển phần mềm k cần thiết -Nâng cao chất lượng quản lí DL giảm sai số DL Câu 11.*)Phép đo đạc: -Chức đo đạc chức đơn giản phân tích liệu địa lí với DL raster vector -Nội dung đo đạc chủ yếu xác định vị trí,chiều dài,diện tích.Các phép đo đc thực khác loại DL vector raster +DL dạng vector:đơn vị DL điểm,đường,vùng.Vì phép đo đạc xác định vị trí,chiều dài,khoảng cách diện tích đối tượng địa lí +DL dạng raster:vị trí pixel đc xác định =tọa độ hàng cột lớp DL.Diện tích đc tính =tổng pixel nhâm với diện tích 1pixel.Diện tích 1pixel đc tính dữa độ phân giải *)Phép chồng xếp DL: -Sự gộp chung DL k gian thuộc tính hay nhiều lớp DL 13 13 14 14 -Tạo đồ dẫn suất -Chồng xếp theo chiều thẳng đứng hợp liệu k gian -Chồng xếp DL thực DL dạng raster vector: +Chồng xếp liệu vector: Các đường ranh giới đối tượng điểm,đường,vùng đc hợp vào lớp DL • Vị trí • + Chồng xếp liệu raster: Vị trí lớp chuyên đề để kiểm tra có chứa giá trị ô lưới,so sánh,ô với ô lớp chuyên đề giá trị chúng • Thực thao tác số học,thống kê giá trị… • Chồng xếp lớp DL đc thực theo pixel • *)Phép phân tích lân cận: -Phân tích lân cận: thực phép tính với pixel lân cận.Thực chất phép tính lân cận tính khoảng cách điểm - Phân tích lân cận áp dụng cho DL raster vector: +Với liệu vector: Phân tích lân cận với DL vector gọi tạo vùng đệm xung quanh đối tượng • Xác định vùng phụ cận đối tượng điểm,đường,vùng đc thực dựa theo khoảng cách lân cận xác định • + Với liệu raster: áp dụng hàm tổng,hàm trung bình,hàm chọn giá trị cực đại,hàm chọn giá trị cực tiểu,hàm chọn trung vị,hàm 14 14 15 15 chọn giá trị đa số theo vùng có kích thước xác định vùng 3x3;5x5;7x7 9x9 *)Phép truy vấn lựa chọn: -Nhận biết thực thể thỏa mãn vài điều kiện hay tiêu chí -Lấy đặc trưng DL mà k cần thay đổi DL có tùy theo yếu tố đặc biệt đưa vào toán tử điều kiện -Lấy ngôn ngữ hỏi đáp chuẩn SQL +Chọn:tên đặc trưng +Từ:bảng +Ở đâu:điều kiện -Điều kiện lựa chọn đại số tập hợp sd toán tử: +Nhỏ () +Nhỏ (≤) +Lớn (≥) +Bằng (=) khác (< >) -Toán tử logic (Boolean) +AND: A and B (AxB) +OR: AorB (A+B) +NOT: AnotB (A+B) +XOR: AxorB [(A+B)-(AxB)] 15 15