Đang tải... (xem toàn văn)
Câu 1: Trình bày các thành phần cơ bản của hệ thống viễn thám Nguồn năng lượng (A): nguồn năng lượng chủ yếu là bức xạ mặt trời. Những tia phát xạ và khí quyển (B): bức xạ điện từ từ nguồn phát tới đối tượng nghiên cứu sẽ phải tương tác qua lại với khí quyển nơi nó đi qua. Sự tương tác với đối tượng (C): sau khi truyền qua khí quyển đến đối tượng, năng lượng sẽ tương tác với đối tượng tùy thuộc vào đặc điểm của đối tượng và sóng điện từ. Sự tương tác này có thể là sự truyền qua, sự hấp thụ hay bị phản xạ trở lại khí quyển. Thu nhận năng lượng bằng bộ cảm biến (D): sau khi năng lượng được phát ra hoặc bị phản xạ từ đối tượng, cần có bộ cảm biến để tập hợp lại và thu nhận sóng điện từ. Năng lượng điện từ được truyền về bộ cảm biến sẽ mang thông tin của đối tượng. Sự truyền tải, thu nhận và xử lý (E): năng lượng được thu nhận bởi bộ cảm cần được truyền tải (thường dưới dạng điện từ) đến một trạm thu nhận dữ liệu để xử lý sang dạng ảnh. Ảnh này là dữ liệu thô. Phân loại và phân tích ảnh (F): ảnh thô sẽ được xử lý để có thể xử dụng trong các mục đích khác nhau. Để nhận biết được các đối tượng trên ảnh cần phải giải đoán chúng. Ảnh được phân loại bằng việc kết hợp các phương pháp khác nhau (phân loại bằng mắt, phân loại thực địa, phân loại tự động…) Ứng dụng (G): được thực hiện khi ứng dụng thông tin thu nhận được trong quá trình xử lý ảnh vào các lĩnh vực, bài toán cụ thể.
ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP MÔN VIỄN THÁM VÀ GIS Câu 1: Trình bày thành phần hệ thống viễn thám - - - - - Nguồn lượng (A): nguồn lượng chủ yếu xạ mặt trời Những tia phát xạ khí (B): xạ điện từ từ nguồn phát tới đối tượng nghiên cứu phải tương tác qua lại với khí nơi qua Sự tương tác với đối tượng (C): sau truyền qua khí đến đối tượng, lượng tương tác với đối tượng tùy thuộc vào đặc điểm đối tượng sóng điện từ Sự tương tác truyền qua, hấp thụ hay bị phản xạ trở lại khí Thu nhận lượng cảm biến (D): sau lượng phát bị phản xạ từ đối tượng, cần có cảm biến để tập hợp lại thu nhận sóng điện từ Năng lượng điện từ truyền cảm biến mang thông tin đối tượng Sự truyền tải, thu nhận xử lý (E): lượng thu nhận cảm cần truyền tải (thường dạng điện từ) đến trạm thu nhận liệu để xử lý sang dạng ảnh Ảnh liệu thô Phân loại phân tích ảnh (F): ảnh thô xử lý để xử dụng mục đích khác Để nhận biết đối tượng ảnh cần phải giải đoán chúng Ảnh phân loại việc kết hợp phương pháp khác (phân loại mắt, phân loại thực địa, phân loại tự động…) Ứng dụng (G): thực ứng dụng thông tin thu nhận trình xử lý ảnh vào lĩnh vực, toán cụ thể Câu 2: Trình bày phân loại viễn thám - - Phân loại theo vật mang: • Vệ tinh địa tĩnh: độ cao bay: 36,000 km, quan sát từ điểm cố định có quỹ đạo nằm mặt phẳng xích đạo Ví dụ: GMS, GOES, INSAT, METEOSAT • Vệ tinh tài nguyên: độ cao bay: 500 – 1,000 km, quan sát theo chu kỳ, có quỹ đạo ellip đồng mặt trời Ví dụ: LANDSAT, SPOT, MOS • Các vật mang quỹ đạo thấp: quan sát không đều, theo thí nghiệm Quỹ đạo đồng mặt trời Ví dụ: tàu vũ trụ thoi (Độ cao: 240 – 350 km), khinh khí cầu (Độ cao: 100 m – 100 km) • Các vật mang tầng máy bay: Độ cao bay: < 12 km, nghiên cứu nhiều đối tượng khác Có quỹ đạo đồng mặt trời Ví dụ: phản lực tầng cao (10 – 12 km), máy bay (0.5 – km), trực thăng (0.1 – km), máy bay không người lái (< 0.5 km) • Các vật mang tầng thấp: Độ cao bay: < 30 m, dùng để quan sát khu vực nhỏ chụp ảnh mặt đất Ví dụ: cần cẩu Phân loại theo nguồn lượng sử dụng: Viễn thám bị động : sử dụng lượng mặt trời lượng vật thể xạ (ở điều kiện nhiệt độ thường, vật thể tự phát xạ hồng ngoại ) • Viễn thám chủ động : thiết bị thu nhận phát từ nguồn lượng tới vật thể thu nhận tín hiệu phản xạ lại Phân loại theo vùng bước sóng sử dụng: • Viễn thám dải sóng nhìn thấy hồng ngoại phản xạ: nguồn lượng sử dụng xạ mặt trời, ảnh viễn thám nhận dựa vào đo lường lượng vùng ánh sáng nhìn thấy hồng ngoại phản xạ từ vật thể bề mặt trái đất Ảnh thu kỹ thuật viễn thám gọi ảnh quang học • Viễn thám hồng ngoại nhiệt: nguồn lượng sử dụng xạ nhiệt vật thể sản sinh Ảnh thu kỹ thuật viễn thám gọi ảnh nhiệt • Viễn thám siêu cao tần: viễn thám siêu cao tần kỹ thuật chủ động bị động áp dụng Viễn thám bị động thu lại sóng vô tuyến cao tần với bước sóng lớn 1mm mà xạ tự nhiên phản xạ từ số đối tượng Vì có bước sóng dài nên lượng thu nhận kỹ thuật viễn thám siêu cao tần bị động thấp viễn thám dải sóng nhìn thấy Đối với viễn thám siêu cao tần chủ động (Radar), vệ tinh cung cấp lượng riêng phát trực tiếp đến vật thể, thu lại lượng sóng phản xạ lại từ vật thể Cường độ lượng phản xạ đo lường để phân biệt đối tượng với Ảnh thu từ kỹ thuật viễn thám gọi ảnh radar Phân loại theo đặc điểm quỹ đạo: • Vệ tinh địa tĩnh: vệ tinh có tốc độ góc quay tốc độ góc quay trái đất, nghĩa vị trí tương đối vệ tinh so với trái đất đứng yên • Vệ tinh quỹ đạo cực (hay gần cực): vệ tinh có mặt phẳng quỹ đạo vuông góc gần vuông góc so với mặt phẳng xích đạo trái đất Tốc độ quay vệ tinh khác với tốc độ quay trái đất thiết kế riêng cho thời gian thu ảnh vùng lãnh thổ mặt đất địa phương thời gian lặp lại cố định tinh • - - Câu 3: Trình bày dạng tương tác lượng xạ điện từ đối tượng tự nhiên - Sóng điện từ chiếu tới mặt đất, lượng tác động lên bề mặt vật thể xảy tượng: phản xạ lượng, hấp thụ lượng thấu quang lượng Năng lượng xạ chuyển đổi thành dạng lượng khác Quá trình mô tả theo công thức: E = E ρ + Eα + E Trong đó: E0 – lượng ban đầu xạ chiếu xuống; Eρ - lượng phản xạ; Eα - - lượng hấp thụ; E - lượng truyền quang Độ hấp thụ lượng điện từ tính tỉ số lượng phát xạ bị hấp thụ lượng tới: α = - Độ phản xạ lượng điện từ tỉ số lượng phản xạ lượng tới: ρ = - Eα E0 Eρ E0 Độ truyền lượng điện từ hay độ thấu quang: τ = lượng thấu quang/ lượng tới Năng lượng xạ điện từ chiếu tới đối tượng phản xạ phụ thuộc vào bề mặt đối tượng mà còn phụ thuộc vào bước sóng Tại bước sóng khác nhận khả phản xạ phổ khác Sự phụ thuộc lượng phản xạ xạ điện từ vào bước sóng số đối tượng tự nhiên Câu 4: Vẽ đồ thị trình bày đặc trưng phản xạ phổ nước - - - Khả phản xạ phổ nước thay đổi theo bước sóng xạ chiếu tới thành phần vật chất có nước Ngoài ra, khả phản xạ phổ nước còn phụ thuộc vào bề mặt nước trạng thái nước Đối với đường bờ nước, đài sóng hồng ngoại cận hồng ngoại phân biệt cách rõ ràng Nước có khả hấp thụ mạnh lượng bước sóng cận hồng ngoại hồng ngoại, lượng phản xạ Ở dải sóng dài, khả phản xạ phổ nước nhỏ nên sử dụng kênh dải sóng để xác định ranh giới nước – đất liền Trong nước có chứa nhiều thành phần hữu vô nên khả phản xạ phổ nước phụ thuộc vào thành phần trạng thái nước Nước đục có khả phản xạ phổ cao nước trong, dải sóng dài - Độ thấu quang nước phụ thuộc vào độ đục/ Nước biển, nước ngọt, nước cất có chung đặc tính thấu quang, nhiên với nước đục, độ thấu quang giảm rõ rệt, với bước sóng dài độ thấu quang lớn Câu 5: Vẽ sơ đồ trình bày đặc trưng phản xạ phổ thổ nhưỡng - - Đặc tính phổ của một số loại đất Đặc trưng phản xạ chung thổ nhưỡng khả phản xạ phổ tăng theo độ dài bước sóng, đặc biệt bước sóng cận hồng ngoại hồng ngoại nhiệt Ở dải sóng điện từ này, chỉ có lượng hấp thụ lượng phản xạ mà lượng thấu quang Với loại đất có thành phần cấu tạo chất hữu vô khác nhau, khả phản xạ phổ khác Tùy thuộc vào thành phần hợp chất có đất mà biên độ đồ thị phản xạ phổ khác Các yếu tố ảnh hưởng đến khả phản xạ phổ thổ nhưỡng: cấu trúc bề mặt đất, độ ẩm đất, hợp chất hữu cơ, vô có đất Khả phản xạ phổ thổ nhưỡng phụ thuộc vào độ ẩm đất Khi độ ẩm tăng, khả phản xạ bị giảm Hợp chất hữu đất ảnh hưởng đến khả phản xạ phổ thổ nhưỡng Nếu hàm lượng chất hữu đất thấp hơn, khả phản xạ phổ cao Khả phản xạ phổ còn phụ thuộc vào hàm lượng oxit sắt đất Khả phản xạ phổ tăng hàm lượng oxit sắt đất giảm (đặc biệt vùng phổ nhìn thấy) Câu 6: vẽ sơ đồ trình bày đặc trưng phản xạ phổ thực vật - - - Khả phản xạ phổ thực vật phụ thuộc vào bước sóng điện từ Trong dải sóng điện từ nhìn thấy, sắc tố ảnh hưởng đến đặc tính phản xạ phổ nó, đặc biệt hàm lượng chất diệp lục (clorophyl) Trong dải sóng này, thực vật trạng thái tươi tốt với hàm lượng diệp lục cao có khả phản xạ phổ cao bước sóng xanh (green), giảm xuống vùng sóng đỏ (red) tăng mạnh vùng sóng cận hồng ngoại (NIR) Khả phản xạ phổ vùng sóng ngắn vùng ánh sang đỏ thấp Hai vùng suy giảm khả phản xạ phổ tương ứng với hai dải sóng bị chất diệp lục (clorophyl) hấp thụ Ở vùng sóng này, chất diệp lục hấp thụ phần lớn lượng chiếu tới, khả phản xạ phổ không lớn Ở bước sóng xanh (green), khả phản xạ phổ cao, trạng thái tươi tốt mắt người cảm nhận màu lục (green) Khi úa có bệnh, hàm lượng clorophyl giảm đi, khả phản xạ phổ thay đổi, mắt người cảm nhận có màu vàng, đỏ Ở vùng sóng hồng ngoại, ảnh hưởng chủ yếu đến khả phản xạ phổ hàm lượng nước chứa Thực vật có khả hấp thụ lượng mạnh bước sóng 1.4µm, 1.9µm, 2.7µm Bước sóng 2.7µm hấp thụ lượng mạnh gọi dải sóng cộng hưởng hấp thụ Khi hàm lượng nước giảm đi, khả phản xạ phổ tăng lên đáng kể Câu 7: Khái niệm vật mang cảm, liệt kê dạng quỹ đạo vệ tinh viễn thám, cho ví dụ - Vật mang phương tiện dùng để đưa cảm đến độ cao vị trí mong muốn cho việc thu nhận thông tin tự dần đạt hiệu cao nhất, đáp ứng cho nhiều mục đích ứng dụng khác VD: máy bạy, khinh khí cầu, tàu thoi - Bộ cảm thiết bị dùng để cảm nhận sóng điện từ phản xạ hay xạ từ vật thể - Các dạng quỹ đạo vệ tinh viễn thám : + Quỹ đạo đồng trái đất: quỹ đạo mà vệ tinh chuyển động vận tốc góc với trái đất, nghĩa vệ tinh quay vòng quỹ đạo 24h Vệ tinh chuyển động quỹ đạo đồng trái đất mặt phẳng quỹ đạo có góc nghiêng = gọi quỹ đạo địa tĩnh Các vệ tinh địa tĩnh có độ cao khoảng 36000km treo lơ lửng điểm không trung (đứng yên so với bề mặt trái đất) + Quỹ đạo đồng mặt trời: quỹ đạo cho phép vệ tinh chuyển động theo hướng Bắc – Nam kết hợp với chuyển động quay trái đất (T – Đ) cho vệ tinh luôn nhìn bề mặt trái đất thời điểm có chiếu sáng tốt mặt trời Những vệ tinh chuyển động theo quỹ đạo đồng mặt trời thu thập thông tin vùng trái đất theo địa phương định vị trí vệ tinh thay đổi theo điều kiện chiếu sáng mặt trời năm * Ví dụ: - Vệ tinh Landsat: 1,2,3 : + Độ cao bay : 919km + Chu kì lặp : 18 ngày + Thời gian bay qua xích đạo : 103267’ + Góc nghiêng quỹ đạo : 990 125 - Vệ tinh 4,5,7 : + Độ cao bay 705km + Chu kì : 16 ngày - Vệ tinh Sport : + Độ cao bay : 832km + Chu kì lặp : 23 ngày + Góc nghiêng quỹ đạo : 9807 Câu 8: phân tích khác vệ tinh địa tĩnh vệ tinh quỹ đạo cực Kể tên số vệ tinh vệ tĩnh vệ tinh quỹ đạo cực - Sự khác nhau: Vệ tinh quỹ đạo địa tĩnh Vệ tinh quỹ đạo cực - Giám sát khu vực cố định mặt đất - Giám sát theo chu kỳ - Không cần đảm bảo điều kiện chiếu sáng - Đảm bảo điều kiện chiếu sáng ổn định ổn định - Thường dùng để quan sát khí tượng - Thường dùng để giám sát tài nguyên truyền tin - Kể tên: + Vệ tinh địa tĩnh: GOES-9, GOES-East, Meteosat-6, Feng Yun + Vệ tinh cực: SPOT, LANDSAT, MOS Câu 9: Trình bày loại độ phân giải ảnh vệ tinh - Độ phân giải không gian: + Là kích thước nhỏ đối tượng mà cảm biến thu nhận để phân biệt với đối tượng khác liền kề Độ phân giải không gian độ lớn pixel Ảnh có độ phân giải cao kích thước pixel nhỏ kích thước ảnh lớn + Ví dụ: ảnh vệ tinh LANDSAT kênh blue, green, red có độ phân giải 30 x 30 m, điều có nghĩa kênh ảnh nhận biết vật thể có kích thước 30 x 30 m mặt đất + Dựa vào độ phân giải không gian chia ảnh vệ tinh làm loại: • Ảnh vệ tinh đô phân giải siêu cao (> 1m) • Ảnh vệ tinh độ phân giải cao (1 - 10m) • Ảnh vệ tinh độ phân giải trung bình (10 – 100m) • Ảnh vệ tinh độ phân giải thấp (> 100m) - Độ phân giải thời gian: + Là thời gian chụp lặp lại vị trí ảnh vệ tinh, cho biết số ngày (giờ) mà hệ thống cảm biến vệ tinh quay lại để chụp vị trí định Do vậy, độ phân giải thời gian chỉ liên quan tới quỹ đạo vệ tinh + Ưu điểm: cho phép cung cấp thông tin xác nhận biết biến động khu vực cần nghiên cứu + Ví dụ: độ phân giải thời gian ảnh vệ tinh LANDSAT 16 ngày, ảnh vệ tinh MODIS 0,5 – ngày phụ thuộc vào diện tích vùng chụp, ảnh vệ tinh IKONOS ngày, - Độ phân giải phổ: + Là số lượng kênh ảnh ảnh số vùng, khu vực Số lượng kênh ảnh phụ thuộc vào khả ghi phổ cảm Độ phân giải phổ ảnh nhỏ cảm thu ảnh có nhiều kênh, tức khoảng bước sóng kênh phổ nhỏ + Ví dụ: ảnh LANDSAT có vùng phổ từ 0.45μm đến 12.5μm , bao gồm kênh phổ, kênh dải sóng nhìn thấy, cận hồng ngoại, hồng ngoại có độ phân giải không gian 30x30m; kênh hồng ngoại nhiệt có độ phân giải 60x60m; kênh toàn sắc có độ phân giải 10x10m Ảnh siêu phổ (HyMap, AVIRIS) chứa hàng trăm kênh phổ - - - - Độ phân giải xạ: Là thay đổi nhỏ độ xám phát thu Phần lớn liệu ảnh viễn thám lưu trữ dạng bit, số ảnh vệ tinh độ phân giải cao lưu trữ dạng 16 bit Ảnh có độ phân giải xạ cao sử dụng nhiều bậc để biểu diễn giá trị độ xám pixel cho phép phân biệt thay đổi nhỏ độ xám đối tượng Câu 10: trình bày khuôn dạng liệu ảnh vệ tinh Khuôn dạng liệu kiểu BSQ (band sequence): khuôn dạng kênh phổ lưu kênh, ảnh số có kênh có nhiêu tệp liệu Ưu điểm dễ đọc, dễ chọn kênh; thuận tiện xuất ảnh; dễ tổ hợp màu cho ảnh Khuôn dạng liệu kiểu BIL (band interleave by line): khuôn dạng tư liệu ghi theo hàng Mỗi hàng ghi theo kênh phổ sau tổ hợp kênh phổ hàng chuyển sang hàng khác Tất liệu kênh ảnh lưu trữ vào file chung Khuôn dạng liệu kiểu BIP (band interleaved by pixel): cấu trúc xen pixel băng phổ, ghi nhận liệu theo kiểu pixel 1, line 1, band 1; pixel 1, line 1, band , Các kênh phổ ghi theo hàng cột pixel Sau kết thúc tổ hợp phổ pixel lai chuyển sang tổ hợp phổ pixel khác Ưu điểm: dễ phân loại tự động đối tượng, dễ xử lý ảnh đa biến Câu 11: Trình bày khái niệm, ưu nhược điểm phương pháp phân loại ảnh mắt Liệt kê dấu hiệu phân loại ảnh mắt - Khái niệm: trình sử dụng mắt người với trí tuệ để tách chiết thông tin từ tư liệu viễn thám dạng hình ảnh Có thể trợ giúp số thiết bị quang học kính lúp, kính lập thể, kính phóng đại, kính tổ hợp mầu, nhằm nâng cao khả phân tích mắt người - Ưu điểm: + Đơn giản + Nhanh chóng + Phát huy trí tụê người sử dụng - Nhược điểm: + Độ xác không cao, phụ thuộc khả người phân lọai + Không thể xử lý số lượng thông tin lớn + Không phát đối tượng ngụy trang Phương pháp thường sử dụng trường hợp phân loại đối tượng đơn giản (cây cối, nhà cửa, sông hồ) hiệu với ảnh độ phân giải không gian cao - Các dấu hiệu phân lọai ảnh mắt: + Kích thước: kích thước đối tượng tùy thuộc vào tỷ lệ ảnh, kích thước + + + + + + + + xác định lấy kích thước đo ảnh nhân với nghịch đảo tỷ lệ ảnh Hình dạng: hình dạng đặc trưng cho đối tượng nhìn từ cao xuống coi dấu hiệu giải đoán ảnh quan trọng Bóng râm: nguồn phát lượng không nằm đỉnh đầu trường hợp chụp ảnh xiên xuất bóng đối tượng Độ đậm nhạt - độ sáng: tổng hợp lượng phản xạ bề mặt đối tượng Màu sắc: yếu tố thuận lợi việc xác định chi tiết đối tượng Cấu trúc: tần số lặp lại thay đổi cấu rrúc tone ảnh cho khu vực cụ thể ảnh quang học Hình mẫu: liên quan đến việc xếp đối tượng mặt không gian mắt người giải đoán phân biệt Mối liên quan: phối hợp tất yếu tố giải đoán, môi trường xung quanh mối liên quan đối tượng nghiên cứu với đối tượng khác cung cấp thông tin giải đoán quan trọng để xác định xác đối tượng Khóa giải đoán ảnh: chuẩn giải đón cho đối tượng định bao gồm tập hợp yếu tố dấu hiệu người giải đoán thíêt lập, nhằm trợ giúp cho công tác giải đoán nhanh đạt kết xác thóng cho đối tượng từ nhiều người khác Câu 12: Khoá giải đoán gì? Mục đích, yêu cầu thành lập khoá giải đoán phục vụ cho công tác giải đoán ảnh vệ tinh - Khóa giải đoán xếp yếu tố ảnh, đặc điểm chi tiết đối tượng tạo thành tổng thể, từ người giải đoán phân vùng, kiểm chứng khẳng định để nhận dạng đối tượng nhóm đối tượng - Mục đích: nhằm trợ giúp công tác giải đoán nhanh đạt kết xác thống cho đối tượng từ nhiều người khác - Yêu cầu: khóa giải đoán thành lập dựa vùng nghiên cứu thử nghiệm điều tra kĩ lưỡng Câu 13: trình bày khái niệm thành phần hệ thống thông tin địa lý • Khái niệm: GIS hệ thống nhằm thu thập, lưu trữ, truy vấn, tích hợp, thao tác, phân tích hiển thị liệu không gian • Thành phần: - Phần cứng: + Phần cứng hệ thống GIS hệ thống máy tính thiết bị ngoại vi cho cài đặt vận hành phần mềm GIS + Phần cứng bao gồm: máy vi tính (computer), máy in (printer), bàn số hoá (digitizer), thiết bị quét (scanner), phương tiện lưu trữ số liệu (như CD, DVD, ổ di động USB) - Phần mềm: + Phần mềm GIS cung cấp chức công cụ cần thiết để lưu trữ, phân tích hiển thị thông tin địa lý Thành phần phần mềm GIS bao gồm hệ điều hành phần mềm ứng dụng Hệ thống phần mềm thuộc nhóm hệ điều hành Microsoft Windows, Linux, Mac OS X Các phần mềm ứng dụng phần mềm GIS phần mềm hệ quản trị sở liệu + Một số hệ thống GIS sử dụng phổ biến giới: • Phần mềm ArcGIS • Phần mềm IDRISI • Phần mềm Mapinfo • Các phần mềm GIS miễn phí: ILWIS, Quantum GIS, GRASS - Dữ liệu: + Dữ liệu coi thành phần quan trọng hệ GIS Dữ liệu sử dụng GIS không chỉ số liệu địa lý riêng lẽ mà còn phải thiết kế sở liệu + Dữ liệu GIS dạng liệu Vector, Raster bảng thuộc tính Dữ liệu thuộc tính trình bày dạng ký tự, số, ký hiệu để mô tả thuộc tính thông tin thuộc tính đối tượng địa lý Hệ GIS kết hợp liệu không gian với nguồn liệu khác, chí sử dụng hệ quản trị sở liệu để tổ chức lưu giữ quản lý liệu - Chuyên gia (Người sử dụng): + Đây hợp phần quan trọng công nghệ GIS, đòi hỏi chuyên viên hướng dẫn sử dụng hệ thống để thực chức phân tích xử lý số liệu + Các chuyên viên phải thông thạo việc lựa chọn công cụ GIS để sử dụng, có kiến thức số liệu sử dụng thông hiểu tiến trình thực - Phương pháp: + Gồm toàn thủ tục thuật toán liên quan đến nhập, biên tập, chuyển đổi liệu, truy vấn phân tích liệu + Các chức phân tích nhóm thành: • Nhóm thuật toán phân tích không gian: gồm phân tích liệu Vector Raster • Nhóm thuật toán thủ tục phân tích liệu thuộc tính • Nhóm thuật toán thủ tục phân tích kết hợp liệu không gian thuộc tính Câu 14: Trình bày khái niệm chức hệ thống thông tin địa lý - Khái niệm: GIS hệ thống nhằm thu thập, lưu trữ, truy vấn, tích hợp, thao tác, phân tích hiển thị liệu không gian - 10 - Chức năng: + Chức thu thập liệu: khả cho phép nhập liệu từ nhiều nguồn khác từ đồ giấy, số liệu bảng tọa độ, liệu ảnh vệ tinh, GPS Hơn nữa, liệu lưu trữ theo định dạng liệu từ phần mềm nhập vào hệ phần mềm khác Ví dụ, phần mềm ArcGIS cho phép nhập liệu từ phần mềm Mapinfo, MicroStation, IDRISI nhiều phần mềm GIS mã nguồn mở + Chức lưu trữ liệu: hỗ trợ lưu liệu dạng Vector lẫn Raster Khả lưu trữ liệu hệ GIS cho phép xây dựng ngân hàng liệu không gian phục vụ công tác quản lý tài nguyên môi trường VD: Cơ sở liệu lớp phủ thực vật, sở liệu đồ đất, sở liệu địa + Chức truy vấn liệu: khai thác xử lý số liệu sở liệu để đáp ứng yêu cầu tra cứu Xác định đối tượng dựa vào đặc tính cụ thể dựa vào điều kiện đặc biệt + Chức hiển thị liệu: khả cho phép hiển thị liệu nhiều dạng khác đồ, biểu đồ báo cáo + Chức xuất liệu: khả cho phép xuất liệu xuất dạng đồ giấy, ảnh, tài liệu đồ qua mạng Internet + Chức phân tích liệu: cho phép phân tích, phân loại liệu dựa vào liệu thuộc tính liệu địa lý nhập vào hệ thống Các thuộc tính khác tổng hợp nắm bắt cách riêng biệt khác biệt xác đinh, tính toán, thay đổi…Ví dụ, hệ phần mềm IDRISI tích hợp thuật toán thống kê, mô hình phân tích đa biến, thuật toán cho đánh giá quy hoạch sử dụng đất, thuật toán mô hình giúp mô hình hóa chuyển đổi sử dụng đất mô hình hóa xu hướng biến đổi khí hậu Trái đất Câu 15: Trình bày số ứng dụng hệ thống thông tin địa lý - Ứng dụng GIS quản lý đất đai ứng dụng quan trọng.GIS hỗ trợ quy hoạch sử dụng đất đai thông qua sở liệu thỗ nhưỡng phục vụ đánh giá đất phân bố sử dụng đất Cụ thể, GIS trợ giúp thu thập liệu, xử lý liệu, tích hợp liệu để xây dựng đồ đơn vị đất, mô kết đánh giá thông qua đồ thích nghi cho loại hình sử dụng đất GIS giúp xây dựng sở liệu địa phụ vụ đăng ký quyền sử dụng đất, thống kê đất đai - Ứng dụng GIS nông nghiệp triển khai rộng rãi Xu hướng ứng dụng sử dụng GIS hệ thống hỗ trợ định sản xuất VN triển khai ứng dụng GIS mạnh lĩnh vực nông nghiệp GIS ứng dụng lĩnh vực xây dựng sở liệu không gian trồng, đất đai, nước tưới, độ phì đất, sâu bệnh; đánh giá đất quy hoạch phục sản xuất nông nghiệp; dự báo xuất trồng; dự báo phát sinh, phát triển phân bố sâu bệnh hại trồng; xây dựng đồ khí hậu nông nghiệp; xây dựng đồ nông thôn hóa, thổ nhưỡng, quản lý biến động loại rừng đất nông nghiệp 11 Ứng dụng GIS lâm nghiệp bao gồm quy hoạch lâm nghiệp, thống kê lâm nghiệp, dự báo cháy rừng, theo dõi biến động rừng - Các ứng dụng GIS liên tục phát triển lĩnh vực quản lý bảo vệ môi trường Một số chủ đề nghiên cứu môi trường có hỗ trợ GIS: + Quản lý quy hoạch đồng ngập lũ, lưu vực sông + Phân tích biến động khí hậu, thủy văn + Phân tích tác động môi trường + Nghiên cứu tình trạng xói mòn đất + Phân tích tác động môi trường + Quản lý chất lượng nước - GIS có khả ứng dụng đáng kể lĩnh vực vân tải, điện, nước, gas, điện thoại Một số chủ đề nghiên cứu: + Lập đồ phân bố dân số + Quản lý mạng lưới giao thông (thủy – bộ) + Quản lý mạng lưới y tế - giáo dục + Điều tra quản lý hệ thống sở hạ tầng - Câu 16: Trình bày ưu, nhược điểm liệu Raster: - Ưu điểm : + Cấu trúc liệu đơn giản, thành phần đồ chỉ gồm pixel + Vị trí điểm lưu đơn giản tọa độ hàng cột ma trận số + Phân tích không gian thực dễ dàng thuận tiện + Dữ liệu raster thích hợp cho mô hình hóa tính toán định lượng + Các liệu rời rạc liệu liên tục độ cao kết hợp dễ dàng + Dữ liệu raster thích hợp với thiết bị đầu máy in hiển thị liệu đồ họa + Nhiều liệu số ảnh vệ tinh, ảnh máy bay sẵn có đa dạng, có khả cập nhật nhanh 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 tính xác đường giao thông, thủy văn + Xử lý liệu thuộc tính khó khăn trường hợp sở liệu lớn + Hầu hết liệu tồn dạng vector, để sử dụng liệu raster, ta cần thực chuyển đổi liệu sang dạng raster + Các đồ raster thường có màu sắc kém hấp dẫn đẹp liệu vector + Chuyển đổi hệ tọa độ thực khó khăn liệu vector 12 Câu 17: Trình bày ưu, nhược điểm liệu Vector - Ưu điểm: + Dữ liệu lưu tốn nhớ liệu raster + Dữ liệu tạo từ độ phân giải gốc, khái quát hóa liệu + Độ xác liệu gốc trì + Cho phép tạo topo cho đối tượng , thực phân tích mạng tiện ích + Chuyển đổi hệ tọa độ thực dễ dàng + Truy vấn cập nhật liệu tiện ích dễ dàng - Nhược điểm: + Cấu trúc liệu phức tạp + Thực phép toán chồng ghép khó khăn + Vị trí điểm phải lưu trữ cách xác + Cho phân tích không gian, liệu vector phải cuyển sang mô hình topology Quá trình sửa lỗi để tạo toppology tốn kém thời gian Hơn nữa, liệu toppology phải thường xuyên tạo lại liệu điểm, đường, đa giác thường xuyên thay đổi + Các thuật toán áp dụng cho phân tích không gian phức tạp + Các liệu liên tục liệu độ cao, độ dốc không hiển thị hiệu với mô hình liệu vector + Phân tích không gian làm trơn liệu thực ranh giới vùng Câu 18: Trình bày quy trình xây dựng sở liệu địa lý: - Nhập liệu khâu quan trọng trình xây dựng liệu GIS Quá trình xây dựng liệu GIS bao gồm thu nhập liệu, nhập liệu, lưu trữ liệu hiển thị liệu Thu thập liệu bao gồm thu thập liệu sử dụng liệu số hóa có sẵn Dữ liệu thu thập liệu sơ cấp thứ cấp Dữ liệu sơ cấp liệu thu thập trực tiếp thiết bị vệ tinh GPS hay thu thập phương pháp vấn điều tra Dữ liệu thứ cấp liệu thu thập lưu trữ từ trước thời điểm tiến hành xây dựng sở liệu Các loại liệu thứ cấp thường lưu trữ quan quản lý nhà nước chuyên ngành, Tổng cục thống kê, viện nghiên cứu chuyên ngành - Quá trình xây dựng sở liệu GIS có khác với loại cấu trúc liệu Vector, Raster, liệu thuộc tính khác phương pháp nhập liệu Thông thường, nhập liệu thực theo loại liệu sau: + Nhập liệu đồ + Nhập liệu thuộc tính + Kết nối liệu đồ thuộc tính + Biên tập hiệu chỉnh liệu Câu 19: Mô hình cấu trúc sở liệu GIS - Mô hình cấu trúc sở liệu không gian: 13 + Mô hình Vector: nhằm thể xác đối tượng địa lý bề mặt Trái đất lên đồ số giá trị liên tục cặp tọa độ xác định xác mối quan hệ không gian đối tượng Do khoảng không gian coi liên tục không lấy giá trị trung bình nên tất vị trí không gian, khoảng cách kích thước hiển thị xác tỷ lệ theo giá trị thực chúng + Mô hình Raster: cấu trúc Raster cấu trúc liệu đơn giản GIS Với cấu trúc liệu dạng Raster, giá trị thông số nghiên cứu độ cao địa hình, loại đất phải xác định cho ô lưới ta có ma trận không gian Trong cấu trúc này, vật thể đồ mô tả yếu tố sau: • Điểm: ô vuông • Đường: tập hợp ô lưới vuông nối tiếp xếp theo hướng định • Vùng: tập hợp khép kín ô vuông lưới có vị trí liền kề + Mô hình Topology: • Trong đồ số, mối quan hệ không gian đối tượng đồ gọi topology Đối với số đồ, topology cho biết liên tục đối tượng, chỉ polygon kề xác định đối tượng vùng tập hợp loạt đối tượng khác (đường) • Topology có tính chất quan trọng: tính liên tục (các cung, đường nối với node); tính tạo vùng (các cung đường nối với thành vòng khép kín bao quanh vùng tạo thành polygon); tính tiếp giáp (các cung có hướng gán chỉ số biểu thị cho polygon bên phải bên trái nó) - Mô hình cấu trúc sở liệu thuộc tính: Dữ liệu thuộc tính thông tin kèm với liệu không gian để mô tả đối tượng điểm, đường vùng Trong hệ thống GIS, phần lớn tệp tin liệu thuộc tính lưu thành tệp tin riêng biệt với tệp tin liệu không gian Nhiều phần mềm sở liệu xây dựng dựa nguyên lý mô hình sở liệu quan hệ Mô hình sở liệu quan hệ coi mô hình chuẩn sở liệu nói chung sở liệu địa lý nói riêng Hiện nay, mô hình liệu quan hệ sử dụng rộng rãi giới cho thiết kế sở liệu máy tính nói chung sở liệu địa lý nói riêng Theo mô hình quan hệ, liệu tổ chức thành bảng liệu gồm hàng (bản ghi) cột (trường) Hàng ghi tập thực thể liệu cột ghi lại thuộc tính hay tính chất thực thể liệu Các bảng liệu liên kết với thành sở liệu thống Như vậy, mô hình quan hệ linh hoạt đáp ứng cho lưu, truy vấn phân tích liệu 14 [...]... dựng cơ sở dữ liệu không gian về cây trồng, đất đai, nước tưới, độ phì đất, sâu bệnh; đánh giá đất và quy hoạch phục sản xuất nông nghiệp; dự báo năng xuất cây trồng; dự báo phát sinh, phát triển và phân bố sâu bệnh hại cây trồng; xây dựng các bản đồ khí hậu nông nghiệp; xây dựng các bản đồ nông thôn hóa, thổ nhưỡng, quản lý biến động các loại rừng và đất nông nghiệp 11 Ứng dụng GIS trong lâm nghiệp... nhất trong GIS Với cấu trúc dữ liệu dạng Raster, giá trị của thông số nghiên cứu như độ cao địa hình, loại đất phải được xác định cho từng ô lưới và ta sẽ có một ma trận không gian Trong cấu trúc này, các vật thể trên bản đồ được mô tả bằng các yếu tố sau: • Điểm: là một ô vuông • Đường: tập hợp các ô lưới vuông nối tiếp nhau và sắp xếp theo 1 hướng nhất định • Vùng: tập hợp khép kín các ô vuông lưới... đánh giá thông qua các bản đồ thích nghi cho từng loại hình sử dụng đất GIS giúp xây dựng cơ sở dữ liệu địa chính phụ vụ đăng ký quyền sử dụng đất, thống kê đất đai - Ứng dụng GIS trong nông nghiệp đang được triển khai rộng rãi Xu hướng ứng dụng hiện nay là sử dụng GIS như một hệ thống hỗ trợ quyết định sản xuất VN cũng đang triển khai ứng dụng GIS rất mạnh trong lĩnh vực nông nghiệp GIS đã và đang ứng... trúc cơ sở dữ liệu không gian: 13 + Mô hình Vector: nhằm thể hiện chính xác các đối tượng địa lý trên bề mặt Trái đất lên bản đồ số bằng giá trị liên tục của các cặp tọa độ và xác định chính xác mối quan hệ không gian của các đối tượng Do khoảng không gian được coi là liên tục chứ không lấy giá trị trung bình nên tất cả các vị trí không gian, các khoảng cách và các kích thước đều có thể được hiển thị... một phần mềm có thể nhập vào các hệ phần mềm khác Ví dụ, phần mềm ArcGIS cho phép nhập dữ liệu từ các phần mềm Mapinfo, MicroStation, IDRISI và nhiều phần mềm GIS mã nguồn mở + Chức năng lưu trữ dữ liệu: hỗ trợ lưu dữ liệu cả dạng Vector lẫn Raster Khả năng lưu trữ dữ liệu của các hệ GIS cho phép xây dựng các ngân hàng dữ liệu không gian phục vụ công tác quản lý tài nguyên và môi trường VD: Cơ sở... giáp (các cung đều có hướng và được gán chỉ số biểu thị cho các polygon ở bên phải và bên trái nó) - Mô hình cấu trúc cơ sở dữ liệu thuộc tính: Dữ liệu thuộc tính là các thông tin đi kèm với các dữ liệu không gian để mô tả về các đối tượng điểm, đường và vùng Trong các hệ thống GIS, phần lớn các tệp tin dữ liệu thuộc tính được lưu thành các tệp tin riêng biệt với tệp tin dữ liệu không gian Nhiều phần... giúp mô hình hóa chuyển đổi sử dụng đất và mô hình hóa các xu hướng biến đổi khí hậu Trái đất Câu 15: Trình bày 1 số ứng dụng cơ bản của hệ thống thông tin địa lý - Ứng dụng GIS trong quản lý đất đai là một trong những ứng dụng quan trọng .GIS hỗ trợ quy hoạch sử dụng đất đai thông qua cơ sở dữ liệu thỗ nhưỡng phục vụ đánh giá đất và phân bố sử dụng đất Cụ thể, GIS trợ giúp thu thập dữ liệu, xử lý dữ... - Các ứng dụng GIS được liên tục phát triển trong lĩnh vực quản lý và bảo vệ môi trường Một số chủ đề về nghiên cứu về môi trường có sự hỗ trợ của GIS: + Quản lý và quy hoạch đồng bằng ngập lũ, lưu vực sông + Phân tích các biến động khí hậu, thủy văn + Phân tích các tác động môi trường + Nghiên cứu tình trạng xói mòn đất + Phân tích các tác động môi trường + Quản lý chất lượng nước - GIS có khả năng... vector + Phân tích không gian và làm trơn dữ liệu là không thể thực hiện trong ranh giới của vùng Câu 18: Trình bày quy trình xây dựng cơ sở dữ liệu địa lý: - Nhập dữ liệu là khâu quan trọng của quá trình xây dựng dữ liệu trong GIS Quá trình xây dựng dữ liệu GIS bao gồm thu nhập dữ liệu, nhập dữ liệu, lưu trữ dữ liệu và hiển thị dữ liệu Thu thập dữ liệu bao gồm thu thập dữ liệu và sử dụng dữ liệu số... sở dữ liệu trong GIS có sự khác nhau với các loại cấu trúc dữ liệu Vector, Raster, dữ liệu thuộc tính bởi vì sự khác nhau về phương pháp nhập dữ liệu Thông thường, nhập dữ liệu được thực hiện theo những loại dữ liệu sau: + Nhập dữ liệu bản đồ + Nhập dữ liệu thuộc tính + Kết nối dữ liệu bản đồ và thuộc tính + Biên tập và hiệu chỉnh dữ liệu Câu 19: Mô hình cấu trúc cơ sở dữ liệu của GIS - Mô hình cấu